特种油品生产相关技术开发与应用总结

特种油品生产相关技术开发与应用总结

李丹丹

中国石油天然气股份有限公司大庆润滑油分公司

摘要：现代大工业生产最重要的工具是机械设备，而机械设备的使用又离不开润滑油的使用。进入新时代，国内提出了“2030年前实现碳达峰、２2060年前实现碳中和”的目标，是政府积极响应和应对全球环境与气候问题的重大战略部署，其实施将大力推动国内能源消费变革，甚至引发能源革命。在此背景下，预计国内未来非化石能源增量将占总增量的80%以上，石油燃料供过于求的局面将进一步加剧。因此，对过剩石油燃料的高价值转化及利用研究具有重要意义。

关键词：特种油品；生产技术；开发应用

引言

特种油产品具有技术壁垒高、应用领域广、附加值高、专一性强、安全及环保性好等特点，因此“油转特”是实现石油产品结构转型，降低石油燃料产量的有效途径。随着环保法规的日益严苛，人们对于油品安全性越发重视，以及产品标准的不断升级，特种油品逐渐朝着清洁化、无害化、精细化及高性能化的方向发展。依托先进加氢技术，高效脱除影响产品使用性、安全性、清洁性及环保性的硫氮化物及芳烃组分是特种油品生产技术的关键。

1工艺技术

轻质白油生产主要以柴油馏分为原料，加氢反应过程以含硫、含氮化合物脱除及芳烃深度饱和为主，现已开发出以下工艺。（1）石蜡基直馏煤油高压一段加氢工艺。采用高效芳烃饱和催化剂，通过脱除含硫、含氮化合物，并深度饱和芳烃，再经过精密分馏，可切割出硫质量分数小于1.0μｇ/ｇ，芳烃质量分数小于0.1%的清洁溶剂油产品，达到Exxon Mobil公司产品的质量要求。目前，该技术已有2套工业应用。（2）以中间基煤油为原料的加氢处理⁃加氢精制一段串联工艺。通过优化加氢处理催化剂和加氢精制催化剂的级配，芳烃深度饱和及适当降低油品黏度，生产出黏度适中、硫质量分数小于１．０μｇ/ｇ、芳烃质量分数小于0.1%，达到Exxon Mobil公司Somentor系列产品质量要求的清洁铝箔油产品，该技术已有3套工业应用。（3）以加氢馏分油为原料的中压加氢生产清洁溶剂油工艺。在催化剂制备方面，通过提高活性金属分散度，使催化剂的贵金属质量分数降低了10%。在工艺优化方面，中压加氢和低温操作比传统高压高温操作节省投资约40%，电力消耗降低35%，燃料消耗节省15%，提高了整体经济效益，同时可以利用炼油厂现有的中压加氢装置，通过少许的改造实现“油转特”，是未来“油转特”的主力技术。目前已经在两家企业进行工业应用并取得了较好的经济效益。

2特种油品生产相关技术开发与应用

2.1废润滑油再生利用工艺

Meinken工艺是现阶段国外常见的工艺，该工艺可以高效的清除废润滑油中含有的硫、氧、氮等物质，但整体的工艺流程较为复杂，对设备与技术的要求较高，需要进一步发展与研究。随着科技不断的发展，我国在废润滑油再生利用工艺上也有一定的突破和进展，研究中出现了各种技术，现阶段国内常用的废润滑油再生工艺大体分为有酸工艺、无酸工艺和加氢工艺。有酸工艺一般采用蒸馏-硫酸-白土精制联合工艺，这种技术是目前主要的回收利用技术。硫酸-白土精制技术可去除废油中存在的有害物质，从而获得可回收的基础油，实现了废润滑油的回收利用。该工艺以废润滑油为原料，工序为废润滑油→预处理→常压蒸馏→减压蒸馏→高真空蒸馏→白土补充精制→基础油。利用多级蒸馏可提高基础油的回收率，得到多个不同黏度的基础油馏分，增加了产品多样性，有利于润滑油后续复配。废润滑油经收集后，经过滤、沉降脱水去除杂质，后进入蒸馏装置减压蒸馏，减压蒸馏得到的油品作为不同的润滑油原料，后经白土精制可获得合格的基础油，包装后可直接销售。塔底组分可调和成燃料油自用和外销，精制后产生的少量抽出余油可作为重质燃料或橡胶填充油的组分自用或外销。1）预处理。废润滑油购入后经化验室化验进行品位分析，后经格栅进入卸油池内，最后由油泵送入储油罐。在蒸馏之前，废油应进行预处理。废润滑油中存在大量的杂质，如废弃抹布和油泥等。为了保护蒸馏设备，一般在蒸馏之前要将废油进行预处理。废润滑油中的废弃抹布等杂质，可先通过过滤除去；再经沉降之后可除去废润滑油中含油的油泥；最后经油水分离器进行分离，以除去水分。收购的废润滑油含水率质量分数在2%～3%，基本可用油水分离器去除；抹布及油泥类的杂质含量质量分数约为0.2%。

2.2纳米极压抗磨剂在润滑油中的应用

与传统极压抗磨剂的作用机理不同，纳米极压抗磨剂机理可以归纳为滚动/轴承效应、表面吸附作用、表面自修复作用、表面抛光效应等。对于球状、管状纳米颗粒，在低负荷条件下，纳米颗粒在摩擦副之间起轴承/滚珠作用，可将滑动摩擦变成部分滚动摩擦，起到类似“滚珠”的作用；随着负荷增加，某些纳米颗粒变形、断裂，滚动摩擦逐渐转变为滑动摩擦，形成滚动－滑动混合摩擦，从而降低摩擦系数。对于层状纳米颗粒，由于其层间范德华力较低，在较大负荷情况下会将摩擦副之间的相对滑动转移为纳米颗粒层间的相对滑动，从而降低了摩擦磨损。制备具有同心球壳结构的富勒烯，认为在较低负载（650N）下，富勒烯颗粒填充于摩擦副表面的凹槽、划痕内，颗粒保留其原始球状结构，通过滚动润滑降磨；在高负载条件下（1000N），由于剪切摩擦效应，富勒烯颗粒球形结构遭到破坏，促使润滑模式从滚动润滑过渡到滑动润滑。

2.3抗氧化性能在润滑油状态评价中的应用

润滑油的氧化过程为自由基链式反应，反应过程分为链引发阶段、链发展阶段和链终止三个阶段。运行中的油品在热、光等作用下产生的自由基容易与氧结合生成过氧化物，由于过氧化物不稳定，可以与其他分子反应产生自由基、醇、醛、酮、羧酸等，其中自由基重新参与链式反应，醇、醛等中间产物之间可发生缩合甚至进一步被氧化，最终形成胶质、油泥。由于油品在运行中不断与空气接触，使其不断的被氧化。石油产品抵抗空气（氧气）的作用而保持其性质不发生永久性变化的能力叫氧化安定性，国内外对润滑油抗氧化性能的评价方法众多，主要有加抑制剂矿物油氧化安定性测定法（TOST）、旋转氧弹值测定法、仪器测定抗氧剂含量法、强化诱导法也叫高压差示扫描量热仪法（PDSC）、红外光谱PAI测定法、设备模拟试验法。

结语

特种产品广泛应用于与人类生产生活密切相关的众多行业，具有清洁环保、附加值高的特性，“油转特”是调整产品结构、增加经济效益和社会效益的有效手段。通过技术的持续提升和建立、修订标准，规范市场，引领特种产品向差异化、高端化、清洁化等方向发展，提高特种油品行业整体水平。

参考文献

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