基礎油是潤滑脂中含量最多的組分(一般為75%-90%),是起潤滑作用的主要物質(zhì)。基礎油是潤滑脂分散體系中分散稠化劑和添加劑的分散介質(zhì),被固定在結(jié)構(gòu)骨架中而失去流動性?;A油具有潤滑作用,其對潤滑脂的各方面性能有較大影響。例如,潤滑脂的蒸發(fā)性、對橡膠密封材料的相容性和低溫性能在很大程度上取決于基礎油?;A油的運動粘度影響潤滑脂的運動粘度、泵送性、膠體安定性等。基礎油運動粘度增大會減小潤滑脂的分油和蒸發(fā)損失,并改善潤滑脂的粘附性,但對潤滑脂的低溫性和泵送性有不利影響。對制備潤滑脂來講,基礎油最重要的性質(zhì)是運動粘度、機械安定性、蒸發(fā)性和潤滑性。
煉油廠利用;減壓餾分油和減壓渣油生產(chǎn)潤滑脂基礎油。傳統(tǒng)的基礎油生產(chǎn)工藝為加氫脫酸、溶劑精制和白土處理,由于工藝復雜,收率損失大,污染大。隨著煉油廠劣質(zhì)原油摻煉比例的增大、工業(yè)發(fā)展對基礎油性能要求的提高、環(huán)境保護要求的嚴格以及礦物油加氫工藝技術(shù)的進步,用加氫法生產(chǎn)潤滑脂基礎油受到重視。加氫精制工藝生產(chǎn)的潤滑脂基礎油具有低揮發(fā)性、對添加劑有良好的感受性、良好的機械安定性和高溫穩(wěn)定性等特點。
加氫法生產(chǎn)基礎油的基本原理
脫除石油餾分中的雜質(zhì)的方法有很多,有加氫法、磺化法、溶劑萃取法和吸附分離法等,其中加氫法因其流程簡單、效果好、收率高而得到廣泛應用潤滑油基礎油加氫工藝采用的是化學轉(zhuǎn)化過程,即在催化劑及氫氣的作用下,通過深度加氫反應,將基礎油中的非理想組分轉(zhuǎn)化為理想組分,使油品得到精制。加氫反應深度與催化劑的性能、反應條件的選擇以及原料性質(zhì)有密切關系?;A油加氫反應一般分為3段,不同階段的反應條件、目的及機理也不同:
第一段加氫:反應條件較苛刻,其目的是使大部分非理想組分經(jīng)過加氫轉(zhuǎn)變?yōu)榄h(huán)烷烴或烷烴等理想組分。例如,多環(huán)烴類加氫開環(huán),形成少環(huán)長側(cè)鏈的烴;含硫、氮、氧的雜環(huán)化合物發(fā)生加氫分解反應,脫除雜質(zhì);稠環(huán)芳烴加氫飽和生成稠環(huán)環(huán)烷烴等。
第二段加氫:其目的是為了改善產(chǎn)品的低溫性能。原料在催化劑的作用下發(fā)生加氫異構(gòu)化和加氫裂化反應,使凝點較高的正構(gòu)烷烴轉(zhuǎn)化為凝點較低的異構(gòu)烷烴或低分子烷烴,從而達到降低凝點的目的。
第三段加氫:在前兩段加氫過程中,由于加氫裂化反應產(chǎn)生少量的烯烴,以及由于芳烴轉(zhuǎn)化反應的熱平衡限制,一部分未能完全轉(zhuǎn)化的芳烴尚存在于加氫生成油中。這部分烯烴和芳烴的存在會影響基礎油的安定性。因此,為了提高產(chǎn)品的安定性,第三段加氫是在較低的溫度下對原料進行精制,其主要反應為烯烴和芳烴的加氫飽和反應。
用于潤滑油餾分加氫的催化劑主要為VII族金屬元素及其金屬硫化物。金屬硫化物催化劑在使用前需要預硫化。