润滑油基础油的生产解析课件.ppt
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1、石油炼制工程 润滑油基础油的生产润滑油基础油的生产1基础油的主要性质要求基础油的主要性质要求及其与组成的关系及其与组成的关系1 1)粘度)粘度2 2)粘温特性)粘温特性3 3)低温流动性)低温流动性4 4)抗氧化安定性)抗氧化安定性5 5)残炭)残炭6 6)溶解能力)溶解能力7 7)闪点)闪点n馏分越重粘度越大。沸点相近时,烷烃粘度小,芳馏分越重粘度越大。沸点相近时,烷烃粘度小,芳烃粘度大,环状烃居中。烃粘度大,环状烃居中。n蒸馏切割馏程合适的馏分。蒸馏切割馏程合适的馏分。n烷烃粘温特性好,环状烃粘温特性不好,环数越多烷烃粘温特性好,环状烃粘温特性不好,环数越多粘温特性越差。粘温特性越差。n脱
2、除多环短侧链芳烃。脱除多环短侧链芳烃。n长链烃凝点高,低温流动性差。长链烃凝点高,低温流动性差。n脱除高凝固点的烃类。脱除高凝固点的烃类。n非烃类化合物安定性差。非烃类化合物安定性差。n形成残炭主要物质是润滑油中的多环芳烃、胶质、形成残炭主要物质是润滑油中的多环芳烃、胶质、沥青质。沥青质。n提高蒸馏精度,脱除胶质沥青质。提高蒸馏精度,脱除胶质沥青质。n溶解能力指对添加剂和氧化产物的溶解能力。一般溶解能力指对添加剂和氧化产物的溶解能力。一般来说,烷烃的溶解能力差,芳烃的溶解能力强。来说,烷烃的溶解能力差,芳烃的溶解能力强。n安全性指标。馏分越轻闪点越低,轻组分含量越多安全性指标。馏分越轻闪点越低
3、,轻组分含量越多闪点越低。闪点越低。n蒸馏切割馏程合适的馏分,并气提脱除轻组分。蒸馏切割馏程合适的馏分,并气提脱除轻组分。2n生产基础油的过程是一个剔除非理想组分生产基础油的过程是一个剔除非理想组分的过程。的过程。n润滑油的理想组分润滑油的理想组分分支比较多的异构分支比较多的异构烷烃;少环长侧链的环烷烃,少环长侧链烷烃;少环长侧链的环烷烃,少环长侧链的芳烃。的芳烃。n非理想组分非理想组分多环短侧链的芳香烃,含多环短侧链的芳香烃,含硫,含氮,含氧化合物及少量的胶质,硫,含氮,含氧化合物及少量的胶质,高高凝点烃类。凝点烃类。3基础油生产过程基础油生产过程原油合适的粘度脱去胶质、沥青质除去非理想组分
4、除去蜡烃组分补充精制基础油4n生产润滑油基础油的原料(润滑油料):n常减压蒸馏切割得到各种馏程的润滑油馏分n减压渣油(经溶剂脱沥青得到残渣润滑油馏分)n“老三套”工艺:n溶剂精制除去各种润滑油馏分中的非理想组分n溶剂脱蜡以除去高凝点组分,降低其凝点n白土或加氢补充精制n该法受原油本身化学组成的限制很大,低硫石蜡基原油是润滑油的良好原料。5润滑油的生产工序n切取原料(蒸馏)n脱沥青(对残渣原料)n精制n脱蜡n补充精制和后处理n调合6常压渣油渣油减压蒸馏溶剂精制酮苯脱蜡白土或加氢精制两烷脱沥青蜡膏抽出油减一线减二线减三线减四线减压渣油图1 1-4 传 统方法制取基础油的流程示意图沥青7基础油生产工
5、艺过程简介 溶剂精制工艺常压渣油常压渣油减减 压压 塔塔减二减二酮苯脱蜡装置酮苯脱蜡装置轻脱油轻脱油白土补充精制装置白土补充精制装置150N400N650N120BS糠醛精制装置糠醛精制装置丙烷丙烷脱沥脱沥青装青装置置减三减三减四减四减压渣油减压渣油脱氮装置脱氮装置n国内的溶剂精制工艺分正序及反序流程,先糠醛后国内的溶剂精制工艺分正序及反序流程,先糠醛后酮苯为正序,先酮苯后糠醛为反序。酮苯为正序,先酮苯后糠醛为反序。8基础油生产工艺过程简介 二段加氢工艺润滑油料润滑油料加氢处理装置加氢处理装置蒸馏装置蒸馏装置轻油轻油加氢精制装置加氢精制装置馏分油馏分油酮酮 苯苯 脱脱 蜡蜡 装装 置置125N
6、200N500N150BS含蜡含蜡基基础油础油9基础油生产工艺过程简介 混合加氢工艺常压渣油常压渣油减压蒸馏减压蒸馏150N馏分馏分变压器油馏分变压器油馏分500N馏分馏分糠醛抽出油糠醛抽出油轻脱沥青油轻脱沥青油丙烷脱沥青丙烷脱沥青糠醛精制糠醛精制加氢精制加氢精制酮苯脱蜡酮苯脱蜡加氢异构加氢异构变压器油变压器油HVI150HVI500150BSVHVI沥青沥青蜡液蜡液10基础油生产工艺过程简介 三段加氢工艺之一常压渣油减 压 塔减三加氢处理装置轻脱油常减压装置70N150N500N150BS糠醛精制装置丙烷脱沥青装置减四VHVI料减压渣油VHVI抽出油加氢异构装置加氢精制装置11基础油生产工艺
7、程简介 三段加氢工艺之二常压渣油常压渣油减减 压压 塔塔减三减三轻脱油轻脱油常常减压装置减压装置75N100N150N250N基础油罐区加氢裂化装置加氢裂化装置丙烷丙烷脱沥脱沥青装青装置置减四减四减压减压渣油渣油中间罐区120BS加氢异构装置加氢异构装置加氢精制装置加氢精制装置常常压蒸馏装置压蒸馏装置汽柴油汽柴油同一装置区内12基础油生产工艺过程简介 高压加氢工艺加氢工艺流程示意图加氢工艺流程示意图润滑油料润滑油料加氢处理反应器加氢处理反应器保护反应器保护反应器氢气氢气临氢降凝反应器临氢降凝反应器加氢精制反应器加氢精制反应器常常 减减 压压 塔塔汽油、煤油汽油、煤油柴油柴油70N350N650
8、N150BS150N基础油罐区氢气氢气13第一节 溶剂脱沥青 1溶剂脱沥青过程在炼油工业中的作用n 1)由渣油生产高粘度指数的重质润滑油。n 2)由渣油生产轻质燃料油。n 3)生产沥青。142、溶剂脱沥青生产基本原理n渣油中的烃类和非烃类,在非极性溶剂(丙烷等)中有差异非常明显的溶解度,在一定温度范围内,溶剂对烷烃、环烷烃、少环的芳烃溶剂能力强,对胶质、沥青几乎不溶解,在抽提塔中利用二种物质的密度差,逆流接触,并在抽提塔中控制一定的温度差,生产出质量合格的脱沥青油。153溶剂脱沥青常用溶剂 脱沥青常用溶剂:丙烷、异丁烷、正丁烷、戊烷及其混合物。n当以丙烷为溶剂时,脱沥青选择性高,脱沥青油的品质
9、最好,残炭值最低,粘度适当(脱沥青油收率低)。n溶剂烷烃分子增大,则脱沥青选择性降低,脱沥青油收率提高。n对润滑油型溶剂脱沥青工艺,几乎都是采用丙烷脱沥青工艺。16润滑油基础油生产-丙烷脱沥青10080604020 -400204080AB不溶物含量%温度丙烷-渣油溶解图溶剂比(体)为21n从4096.84(丙烷临界温度)渣油在液体丙烷中的溶解度由100%到0174丙烷脱沥青的工艺流程-1)抽提部分抽提的任务是把丙烷溶剂和原料油充分接触而将原料油的润滑油组分溶解出来,使之与胶质沥青质分离。18两段抽提流程轻脱沥青油(残炭值轻脱沥青油(残炭值0.7%)、重脱沥青油(残炭值)、重脱沥青油(残炭值0
10、.7%)v抽提塔的型式:抽提塔的型式:填料塔填料塔挡板塔挡板塔多孔板塔多孔板塔转盘塔转盘塔 192)溶剂回收部分 n溶剂回收部分的任务:从含油的丙烷溶液和沥青溶液中分出丙烷,得到油和沥青。n溶剂回收由四部分组成:n轻脱沥青油中溶剂回收n重脱沥青油溶剂回收n沥青中溶剂回收n低压溶剂回收20n按回收工艺机理的不同,分为两类:蒸发冷凝回收 临界回收法(节能30%)n临界回收工艺:基本原理是由于丙烷在40以上时随着温度的升高溶解能力逐渐降低,当温度升高到临界温度(96.84),压力大于临界压力时,丙烷的溶解能力最小,几乎变为0,密度也最小,这时与油的密度差最大,脱沥青油将很容易地从丙烷中分离出来。n临
11、界回收又分两种:临界回收又分两种:n亚临界回收:接近临界温度下回收亚临界回收:接近临界温度下回收n超临界回收:在稍高于临界温度、压力下回收超临界回收:在稍高于临界温度、压力下回收溶剂回收方法溶剂回收方法21图图11-4 丙烷脱沥青工艺原理流程丙烷脱沥青工艺原理流程 22影响溶剂脱沥青的主要因素1、温度、温度n改变温度会改变溶剂的溶解能力,越靠近临界温度则温度的影响越显著。n调整抽提过程各部位的温度是主要的操作调节手段。调整抽提过程各部位的温度是主要的操作调节手段。n抽提塔顶部温度提高,溶剂的密度减小、溶解能力下降、选择性加强。脱沥青油中的胶质、沥青质少,残炭值低,但收率降低。n抽提塔底部温度较
12、低时,溶剂溶解能力强,沥青中大量重组分被溶解,因而沥青中含油量减少,软化点高,脱沥青油收率高。23n塔顶、塔底的温度高低应根据原料性质、脱沥青油及沥青质量要求而定。n溶剂不同,要求的抽提温度也不同:n丙烷5090n丁烷100140n戊烷150190n在最高允许温度以下,采用较高的温度可以降低渣油的粘度,从而改善抽提过程中的传质状况。242、压力、压力n操作压力一般不作为调节手段。n选择操作压力时必须注意:n为了保证抽提操作是在双液相区内进行,对某种溶剂和某个操作温度都有一个最低限压力,操作压力应高于此最低限压力。n在近临界溶剂抽提或超临界溶剂抽提的条件下,压力对溶剂的密度有较大的影响,因而对溶
13、剂的溶解能力的影响也大。253、溶剂组成及溶剂比、溶剂组成及溶剂比n乙烷对残渣油溶解度小,脱沥青油收率低,n丁烷以上的低分子烷烃对残渣油溶解能力强,选择性差,脱沥青油质量差;n丙烷既具有一定的溶解能力,又有较好的选择性,是良好的脱沥青溶剂,特别适合于用作生产润滑油料。n当目的产品为催化裂化或加氢裂化原料时,多采用丁烷或戊烷作溶剂。n为了调节溶剂的溶解能力和选择性,或受溶剂来源限制,也可采用混合溶剂。26图图11-5 脱沥青油收率与溶剂比关系脱沥青油收率与溶剂比关系 27图图11-6 脱沥青油的残碳与溶剂比关系脱沥青油的残碳与溶剂比关系 284、原料油性质、原料油性质n渣油中油分含量多时,需较大
14、的溶剂比,脱沥青油收率也高,相应粘度较低。n原料中含油量少时,所得脱沥青油粘度高、收率低。可采用较小的溶剂比,但必须提高抽提温度,以提高丙烷的选择性,才能保证脱沥青油的质量。29第二节 润滑油的溶剂精制1)润滑油粘度、粘温特性与组成的关系 润滑油的理想组分:少环长侧链烃类及少分支异构烷。润滑油的非理想组分:正构烷、多环短侧链烃类和非烃化合物、胶质等。n造成油品粘度指数低、抗氧化安定性差、酸值高、腐蚀性强、颜色深。302 2)润滑油精制的目的)润滑油精制的目的u从润滑油原料中除去大部分多环短侧链环状烃和含S、N、O化合物及胶质等,使粘温性质、抗氧化安定性、残炭值、颜色等性质得到改善,称精制。31
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