精制工藝在潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)中的作用分析

馬時鋒

（山西潞安碳一化工有限公司，山西 長治 046100）

引言

結(jié)合當(dāng)前潤滑油基礎(chǔ)油的生產(chǎn)，大部分仍然選擇傳統(tǒng)的工藝進(jìn)行，在傳統(tǒng)工藝溶劑精制、脫蠟和白土補充精制等環(huán)節(jié)的制備下，潤滑油基礎(chǔ)油的質(zhì)量無法滿足潤滑油品質(zhì)的需要，如何有效做好制備工藝的升級，便成為很多化工企業(yè)需要考慮的問題。在石油工業(yè)的革新背景中，在進(jìn)行潤滑油基礎(chǔ)油的生產(chǎn)中，可以使用烷烴和長側(cè)鏈的環(huán)烷烴數(shù)量較多的石蠟基原油，能在通過有效地精制處理提高精制收率，在不斷保留正影響物質(zhì)并去除負(fù)影響物質(zhì)后，能得到較高質(zhì)量的質(zhì)潤滑油基礎(chǔ)油。

1 潤滑油基礎(chǔ)油精制工藝流程分析

結(jié)合某石化企業(yè)的潤滑油生產(chǎn)流程，會利用反序生產(chǎn)的方式進(jìn)行，具體會通過酮苯脫蠟裝置，將脫蠟油轉(zhuǎn)入糠醛精制裝置，然后將精制油再進(jìn)行脫氮吸附處理，最后得到潤滑油基礎(chǔ)油。具體的潤滑油基礎(chǔ)油的精制流程，如圖1 所示。在實際的潤滑油基礎(chǔ)油精制中，產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)較多，包含黏度、外觀、抗乳化度、密度、含水和堿性氮值等方方面，其中較為重要的指標(biāo)因素為外觀抗乳化度、抗氧化安定性和空氣釋放性，容易受到多種因素的影響，以空氣釋放性的影響因素看，容易受到有負(fù)影響的芳香烴、硫化物、氮化物和表面活性物的影響，因此在完成潤滑油的基礎(chǔ)油精制后，需要進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測[1]。

圖1 潤滑油基礎(chǔ)油的精制工藝流程

2 潤滑油基礎(chǔ)油精制關(guān)鍵環(huán)節(jié)分析

2.1 糠醛精制

在糠醛精制應(yīng)用中，主要借助糠醛溶劑對潤滑油餾分進(jìn)行精制，結(jié)合潤滑油餾分各類烴類在糠醛影響下有著不同的溶解度，在潤滑油餾分非理想組分中的溶解度較高，一般包括環(huán)烷烴、硫、膠質(zhì)、氮和多環(huán)短側(cè)鏈的芳烴；在潤滑油餾分理想組分中的溶解度較低，一般包括環(huán)烷烴和少環(huán)長側(cè)鏈芳烴。結(jié)合潤滑油餾分與糠醛在抽提塔中逆流接觸，因此為了使?jié)櫥宛s分中的非理想組分、理想組分進(jìn)行分開，可以借助油品低于臨界溶解溫度下原料和糠醛密度不同的特點進(jìn)行，然后通過減壓氣提的手段和閃蒸的手段對兩種組分中的糠醛進(jìn)行分離，最終得到純粹的非理想、理想組分[2]。

在基本的應(yīng)用流程中，具體有：第一，將原料進(jìn)行脫氣系統(tǒng)處理，將之前工序殘留的氧氣、水等雜志去除；第二，將處理后原料與糠醛逆向接觸，并用溫度梯度進(jìn)行萃取和精制，得到廢液和精制液；第三，將精制液中的糠醛通汽提系統(tǒng)進(jìn)行分離得到精制油；第四，結(jié)合第二步中的廢液，需要進(jìn)行一次汽提分離和閃蒸分離，最終得到抽出油；第五，在分離出的糠醛中，存在少部分油和水，需要進(jìn)行水溶液回收和糠醛干燥處理，進(jìn)行糠醛的循環(huán)利用。

2.2 脫氮吸附精制

在脫氮吸附精制中，需要具備一定的條件對精制油進(jìn)行液相脫氮，且該工藝技術(shù)不僅有著脫氮效果好的優(yōu)勢，也存在脫硫率低的特點，可以更好地滿足潤滑油基礎(chǔ)油的氧化安定性指標(biāo)。在將脫氮的油品通過吸附劑進(jìn)行吸附精制后，可以對脫氮殘液進(jìn)行去除，在有效對含氮化物進(jìn)行去除后，提高潤滑油基礎(chǔ)油的品質(zhì)。

在基本的應(yīng)用流程中具體有：第一，需要先將原料進(jìn)行脫氮處理，具體會在電場作用下通過和脫氮劑的絡(luò)合反應(yīng)，降低油品中的堿性氮化物；第二，將脫氮后的原料和吸附劑進(jìn)行混合，通過原料脫氣塔的應(yīng)用，對吸附劑帶入的氧氣進(jìn)行去除；第三，需要進(jìn)行加熱處理，通過蒸發(fā)塔促進(jìn)吸附劑完成各雜質(zhì)的吸附，例如膠質(zhì)瀝青、脫氮劑殘留等；第四，在最少兩次過濾去除廢過濾劑后，得到精制油[3]。

3 潤滑油基礎(chǔ)油精制質(zhì)量檢測分析

為了確保潤滑油基礎(chǔ)油在精制后，有著較高的質(zhì)量，能滿足各項質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，下面進(jìn)行關(guān)鍵指標(biāo)的檢測和分析。

3.1 抗乳化度分析

在潤滑油的使用中，在設(shè)備無法做好密封工作導(dǎo)致水、油相遇時，會形成穩(wěn)定的乳化液，進(jìn)而會降低油的流動性和提高油的黏度，影響設(shè)備的運轉(zhuǎn)。結(jié)合抗乳化度而言，需要在檢測中通過破乳化時間進(jìn)行表征，具體指一定條件下，潤滑油和水混合而成的乳化液，在適當(dāng)溫度下進(jìn)行靜置時，水與潤滑油的分離時間（min）。在實際檢測中，應(yīng)用的GB/T 7305—2003《石油和合成液水分離性測定法》，實踐中會分別隨機(jī)抽取七組精制前后的HVI150 潤滑油基礎(chǔ)油樣品，在固定實驗溫度為54 ℃下進(jìn)行抗乳化性能實驗。結(jié)合HVI150 精制前后的抗乳化度比較示意圖，如圖2 所示。結(jié)合圖2 所示，精制后的潤滑油基礎(chǔ)油不僅滿足抗乳化度≤10 min 的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，也比原料有著更好的抗乳化效果。

圖2 HVI150 精制前后的抗乳化度比較圖

3.2 空氣釋放性

在潤滑油的應(yīng)用中，若空氣在油中滯留會增加油的可壓縮性，同時加速油的氧化變質(zhì)，在降低泵的容積效率下，還可能損害機(jī)器設(shè)備，因此需要潤滑油基礎(chǔ)油有著良好的空氣釋放性。［結(jié)合空氣釋放性而言，需要通過小氣泡在油品中的上升、匯聚、破裂全過程的時間（min）進(jìn)行表征，結(jié)合基礎(chǔ)油中的硫化物、芳香烴等物質(zhì)對放氣值的影響，可以通過提高精制深度，確保良好的油品空氣釋放性。在實際檢測中應(yīng)用SH/T 0308—1992《潤滑油空氣釋放值測定法》，實踐中會隨機(jī)抽取七組HVI150 的精后油樣品，進(jìn)行成品油空氣釋放性分析。HVI150 成品油空氣釋放性的折線圖，如圖3 所示。結(jié)合圖3 所示，通過潤滑油精制，可以使最終的潤滑油基礎(chǔ)油滿足空氣釋放性（以下簡稱“空放”）的指標(biāo)，在七組樣品中空放均≤2.5 min，有著較高的空氣釋放穩(wěn)定性。

圖3 HVI150 成品油空氣釋放性折線圖

3.3 抗氧化安定性

在潤滑油的存儲應(yīng)用中，一旦和空氣接觸會在特定條件下加速油色變暗、酸性增大和黏度增加，在制約散熱下，不利于設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，需要潤滑油基礎(chǔ)油具有良好的抗氧化安定性。結(jié)合抗氧化安定性而言，含氮化合物會影響潤滑油的氧化安定性，尤其是堿性的含氮化合物，需要通過脫脫氮保硫處理，對油品的堿性氮值進(jìn)行控制，使其具有良好的氧化安定性能。在實際檢測中應(yīng)用SH/T 0193—2008《潤滑油氧化安定性的測定—旋轉(zhuǎn)氧彈方法》，分別隨機(jī)抽取HVI150 精制前后的5 組樣品，研究不同堿性氮值下的旋轉(zhuǎn)氧彈時間（min），HVI150 成品油精制前后的堿性氮數(shù)據(jù)，如表1 所示。經(jīng)研究，堿性氮值和旋轉(zhuǎn)氧氮為一定的線性關(guān)系，在堿性氮含量增加下，旋轉(zhuǎn)氧彈會不斷降低，結(jié)合HVI150 而言，旋轉(zhuǎn)氧彈的標(biāo)準(zhǔn)需要≥200 min，因此可以通過控制產(chǎn)品中堿性氮含量提高抗氧化安定性，結(jié)合表1 而言，精制后的油中堿性氮含量有著大幅度降低的現(xiàn)象，因此精制工藝有著較強的應(yīng)用效果。

表1 HVI150 精制前后的堿性氮數(shù)據(jù)對比 mg/kg

4 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合精制工藝在潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)質(zhì)量方面的提升效果，積極優(yōu)化和應(yīng)用精制工藝，可以更好的促進(jìn)相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展。針對影響潤滑油基礎(chǔ)油的質(zhì)量因素看，需要在完成基礎(chǔ)油制備后進(jìn)行質(zhì)量檢測，具體在抗乳化度、空氣釋放性和抗氧化安定性的產(chǎn)品指標(biāo)檢測下，可以有效說明通過脫氮吸附精制與糠醛精制工序，不僅可以有效去除油品內(nèi)的芳香烴物質(zhì)，也能去除非烴類的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等，使精制工藝下的潤滑油基礎(chǔ)油有著更高的質(zhì)量，滿足市場需求。