陳恩平，鄧會(huì)放

（恒力石化（大連）煉化有限公司，遼寧大連 116000）

1 礦物潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)工藝

潤(rùn)滑油主要用于工業(yè)設(shè)備和車輛。不同使用條件和用途的潤(rùn)滑油有著不同的要求，以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)油為例，其對(duì)潤(rùn)滑油品質(zhì)的要求除潤(rùn)滑性能外，還有低排放、低油耗、省燃料油、長(zhǎng)壽命，換油周期長(zhǎng)等。對(duì)應(yīng)的，則要求潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油具有低揮發(fā)性、低黏度、氧化安定性好等性能。雖然添加劑的加入能夠改善潤(rùn)滑油的性質(zhì)，但仍無法保證更高要求的質(zhì)量。近年來，市場(chǎng)對(duì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的質(zhì)量提出了新的要求，需具有較高的黏度指數(shù)、良好的低溫流動(dòng)性、更高的抗氧化安定性以及較低的揮發(fā)性等性能，為滿足市場(chǎng)的需求，便促使?jié)櫥突A(chǔ)油的生產(chǎn)工藝需要不斷的更新。表1列出了API基礎(chǔ)油分類標(biāo)準(zhǔn)。

表1 API基礎(chǔ)油分類

1.1 傳統(tǒng)“老三套”工藝

“老三套”是潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝，主要包括糠醛精制、酮苯脫蠟、白土精制三個(gè)主要過程，根據(jù)原料含蠟量及目標(biāo)產(chǎn)品的不同，可以在工藝上調(diào)整糠醛精制與酮苯脫蠟的順序，即“老三套”工藝流程有正序與反序的區(qū)別。

近幾十年來，“老三套”工藝原理上基本沒有大的變化，傳統(tǒng)溶劑精制工藝之所以長(zhǎng)期存在，其優(yōu)點(diǎn)是高黏度基礎(chǔ)油產(chǎn)率高，能副產(chǎn)高熔點(diǎn)石蠟和芳香基橡膠油等。缺點(diǎn)是對(duì)原油品種的適應(yīng)性較差，無法生產(chǎn)高黏度指數(shù)、低傾點(diǎn)、低硫氮含量和低芳烴含量的API II類和III類基礎(chǔ)油，對(duì)環(huán)境污染程度高[1]?！袄先住惫に囍饕a(chǎn)I類基礎(chǔ)油，從生產(chǎn)工藝來看，生產(chǎn)過程基本以物理過程為主，不改變烴類結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)的基礎(chǔ)油質(zhì)量取決于原料中理想組分的含量和性質(zhì)。因此，該類基礎(chǔ)油在性能上受到限制。

1.2 全加氫生產(chǎn)工藝

加氫法基礎(chǔ)油生產(chǎn)工藝最早出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代初期，首先從加氫精制取代白土精制開始?；A(chǔ)油生產(chǎn)技術(shù)逐步向加氫技術(shù)轉(zhuǎn)變，逐步經(jīng)歷了加氫精制，加氫裂化/處理，催化脫蠟，異構(gòu)脫蠟階段。加氫生產(chǎn)工藝具有收率高、操作靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，加氫基礎(chǔ)油具有好的黏溫性能、低溫流動(dòng)性能、低揮發(fā)性能和抗氧化安定性，特別是用于生產(chǎn)調(diào)配大跨度潤(rùn)滑油的低黏度基礎(chǔ)油，具有極低CCS黏度和低揮發(fā)度的API III類基礎(chǔ)油只能用加氫法生產(chǎn)。

長(zhǎng)鏈烷烴的存在使油品具有蠟的特性，傾點(diǎn)高。去除油品中長(zhǎng)鏈的烷烴則是降低油品傾點(diǎn)的首要目的。加氫裂化可以通過裂化手段去除長(zhǎng)鏈烷烴，將其裂化成小分子，從而降低基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)，但是由于裂化功能，造成產(chǎn)品的收率較低。異構(gòu)脫蠟技術(shù)則將長(zhǎng)鏈烷烴進(jìn)行異構(gòu)化，最大限度保留大分子的情況下，大幅降低了基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)，從而保證了基礎(chǔ)油的高收率。

1993年，Chevron公司使用異構(gòu)脫蠟（IDW）工藝在美國雪佛龍公司里奇蒙（Richmond）煉油廠一次投產(chǎn)成功，異構(gòu)脫蠟工藝相較于加氫裂化工藝，在保證潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油低傾點(diǎn)的同時(shí)，獲得了高黏度指數(shù)，從而開啟了使用異構(gòu)脫蠟技術(shù)生產(chǎn)低傾點(diǎn)、高黏度指數(shù)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的新時(shí)代。

某石化裝置采用CLG公司加氫精制—異構(gòu)脫蠟—加氫后精制的工藝流程，以上游蠟油加氫裂化尾油為原料，傾點(diǎn)高達(dá)40℃。產(chǎn)品滿足API III類標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)油，在潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的生產(chǎn)工藝選擇上，異構(gòu)脫蠟工藝已成為目前最理想的生產(chǎn)工藝。圖1為15#白油、32#白油與原料油黏度指數(shù)對(duì)比。

圖1 產(chǎn)品與原料黏指對(duì)比圖

2 潤(rùn)滑油黏度指數(shù)的重要性

潤(rùn)滑油具有黏度、傾點(diǎn)、閃點(diǎn)、氧化安定性、揮發(fā)度、黏度指數(shù)等重要指標(biāo)。其中，良好的黏度指數(shù)保證了潤(rùn)滑油在不同溫度下都能夠起到很好的潤(rùn)滑效果。

黏度指數(shù)是指潤(rùn)滑油在不同溫度下的黏度變化程度，用來表征潤(rùn)滑油黏度隨溫度變化而變化的程度。隨著溫度的變化，潤(rùn)滑油黏度變化越小，證明潤(rùn)滑油的黏溫性能越好。潤(rùn)滑油的黏度指數(shù)越高，則表示潤(rùn)滑油的黏度受溫度的影響越小，黏度對(duì)溫度越不敏感，對(duì)溫度的適應(yīng)性越強(qiáng)，保證了潤(rùn)滑油在溫度變化的情況下，保持良好的黏度，從而保證其潤(rùn)滑性能。

3 黏度指數(shù)的影響因素

基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)由油品中的烴類分子結(jié)構(gòu)決定，飽和烴、異構(gòu)烷烴含量的增加將會(huì)提高基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)。

在潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的工業(yè)化生產(chǎn)中，異構(gòu)脫蠟技術(shù)需要與加氫精制相結(jié)合。基礎(chǔ)油所含主要元素 H/C的比例，一定程度反映了基礎(chǔ)油的烴類組成，因此也影響了與烴類組成密切相關(guān)的黏度指數(shù)變化，加氫精制使芳烴等不飽和烴飽和，從而提高 H/C的比例。

隨著H/C摩爾比的增加，基礎(chǔ)油黏度指數(shù)相應(yīng)增加。H/C摩爾比增加，表明基礎(chǔ)油中飽和烴，異構(gòu)烷烴含量增加，不飽和烴和環(huán)烷烴含量相對(duì)減少。飽和烴、異構(gòu)烷烴含量增加對(duì)于基礎(chǔ)油黏度指數(shù)的提高有正的影響，有利于提高基礎(chǔ)油的黏溫性能。

4 結(jié)論

1）由于鏈狀烷烴的黏度指數(shù)高，但是傾點(diǎn)也高，環(huán)狀烴類的黏度指數(shù)和傾點(diǎn)都比鏈烷烴的低，基礎(chǔ)油中飽和烴、異構(gòu)烷烴含量決定了其黏度指數(shù)的大小。提高基礎(chǔ)油中的 H/C比例，顯著提高了基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)。潤(rùn)滑油異構(gòu)脫蠟技術(shù)能夠在保證碳原子數(shù)量的情況下，破壞直鏈烷烴結(jié)構(gòu)，降低油品的傾點(diǎn)，以此獲得高黏度指數(shù)。

2）通過對(duì)加裂尾油進(jìn)行精制，將原料中少量的不飽和烴進(jìn)一步飽和，增加分子中的氫原子，從而提高H/C比，提高了潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)。