异构脱蜡加氢工艺对润滑油黏度的效应

异构脱蜡加氢工艺对润滑油黏度的效应

高军荣

大庆炼化公司炼油生产三部加氢作业区

摘要：随着工业的发展和环境保护的日益严格，对润滑油的品质提出了更高的要求，随着科技的进步，润滑油基础油的制造技术也在不断地更新和进步。阐述了加氢裂化尾油的高压异构化脱蜡制备高粘指基础油的工艺过程，并阐述了影响基础油黏度指数的主要因素。

关键词：基础油；黏度指标；异构脱蜡；黏度；碳氢比

1润滑剂的制取技术

主要应用于工业机械等领域。对于不同的应用环境和用途，润滑油的要求也是不一样的，例如，对于机油，除了具有良好的润滑性能之外，它还需要低排放、低油耗、省燃料油、长使用寿命、长的换油期等。相应地，需要低挥发性，低黏度，以及良好的氧化稳定性。尽管添加添加剂可以提高润滑油的性能，但是仍然不能满足对润滑油品质的更高要求。最近几年，市场上对润滑油基础油的品质提出了新的要求，要求其黏度指数高，低温流动性好，抗氧化安定性高，挥发性低，为了适应市场的发展，这就迫使润滑油基础油的生产工艺必须进行持续的改进。API基础油的分级标准如表1所示。

表1基准油的种类

1.1以“老三套”为传统技术

“老三套”是一种传统的润滑剂基础油加工工艺，它由糠醛精制、酮苯脱蜡和白土三大工序组成，但由于原料中的蜡质含量和目的物的差异，对其进行工序上的先后次序可作相应的调整，这就是“老三套”工艺流程存在着正、反两个工序的差别。

“老三套”技术在过去数十年中，本质上并无多大改变，其优势在于它具有高黏度的基础油产量高、副产物高熔点石蜡、芳烃类橡胶等特点。其不足之处在于其对石油种类的适应能力不强，不能生产黏度指数高、倾点低、硫氮量低、芳香物质少的 API II、 III类基础油，且对环境污染严重[1]。“老三套”技术以生产一级品基础油为主，在生产技术上，基本上采用物理化学方法，对碳氢化合物组成没有任何变化，所制基础油的品质由所需原料所需成分的含量及性能决定。所以，这类油品的各项性能都有一定的局限性。

1.2全氢化制取

加氢法是60年代初发展起来的一种新的基础油生产方法，它是由加氢精炼代替石灰精炼发展起来的。从基础油的生产工艺逐渐过渡到加氢工艺，依次经过了加氢精炼、加氢裂解/处理、催化脱蜡、异构脱蜡等几个阶段。加氢制取技术具有得率高、操作灵活等优势，但其粘温、低温流动性好、挥发性低、抗氧安定性差等特点，尤其适用于大范围、大范围调剂用低黏度基础油，而 API III型超低 CCS黏度、低挥发性的基础油仅能通过加氢制取。

由于长链烷烃的存在，石油产品呈现出较高的倾点和蜡质特征。将长链烷烃从原油中移除，是降低原油倾点的主要目标。加氢裂是一种利用裂解技术将长链烷烃脱除并将其转化为小分子化合物的方法，能够有效地降低基础油倾点，但存在裂解作用，导致产品产率低的问题。而同质脱蜡法，则是通过将长链烷烃异构化，使其大分子得以最大程度保存，并使其在一定程度上降低了对基础油倾点的要求，以确保获得较高的产率。

1993年，美国里奇蒙炼油厂，由日本 Chevron公司首次将异构脱蜡（IDW）技术应用到美国，与加氢裂解相比，该技术具有更高的黏度指数和更低的倾点，开创了利用 IDW技术制备低倾点高黏度基础油的新纪元。

一家石油化工装置，在其生产过程中，使用了 CLG公司的加氢提纯-异构脱蜡-加氢再提纯的工艺路线。在润滑油基础油的制备过程中，异构化脱蜡是一种较为理想的制备方法。图1所示为白油15#，白油32#，白油与生油的黏度指数比较结果。

图1：成品和原材料的粘合剂比较

2.在润滑油中的粘数指数

润滑油的主要性能是黏度，倾点，闪点，氧化安定性，挥发度，黏度指数等。其中，较高的黏度指数可确保润滑油在各种温度条件下均能发挥较好的润滑作用。

粘滞指数是指在不同温度条件下，油品的粘滞系数，它可以用来描述油品的粘滞系数。结果表明，在不同的温度下，油品的黏度变化较小，说明油品的粘温性较好。润滑油的黏度指数越高，就意味着润滑油的黏度受到温度的影响就越小，黏度对温度的敏感性就越低，对温度的适应性就越强，这就确保了润滑油即使在温度变化的时候，也能维持良好的黏度，从而确保其润滑性能。

3.影响黏度指数的几个因素

基础油的黏度指数与其碳氢化合物的分子结构密切相关，随着饱和烃、异构烷烃含量的增大，其黏度指数也随之增大。

在工业应用中，必须将异质脱蜡工艺与加氢精炼工艺有机地结合起来。基础油中的主要成分 H/C之比，在一定程度上反映了基础油烃类的组成，因而也会对与烃类组成有紧密联系的黏度指标产生影响。

结果表明，随着碳氢化合物与氢碳摩尔比的增大，基础油的黏度指数也随之增大。随着 H/C摩尔比的增大，底油中的饱和烃类、异构烷类物质的含量有所上升，而不饱和烃类物质、环烷类物质的含量有所下降。结果表明，饱和烃类和异构烷烃类化合物的含量的增大，对基础油粘温性能的改善具有积极作用。

4结论.

1)链烷烃具有较高的粘性指数，但倾点也较高，而环烷烃具有较低的粘性指数和较高的倾点，其粘性指数的大小取决于基础油中饱和烃和异构烷烃的含量。增加碳氢比可使基础油的

黏度指数明显增加。采用同分异构化脱蜡技术，可以在不改变原油中碳原子含量的前提下，使原油的直链烷烃结构发生断裂，使原油的倾点下降，从而得到较高的黏度指数。

2)用加裂后的尾油提纯，使原不饱和碳氢化合物中的微量不饱和碳氢化合物达到饱和，使其分子结构中的氢原子增多，使其 H/C比值增大，使基础油的黏度指数增大。

参考书

[1]李玉华，关琦.国际上石油基础油的制备技术与发展动态[J].中国石油新技术与新产品，2015 (17):55-5.