浅谈润滑油的生产工艺与设备及用途.docx

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浅谈润滑油的生产工艺与设备及用途

摘要

加强设备润滑管理是保证正常生产的关键,加强润滑管理是保证和改进机械设备节能、高效、长期正常运行的基本措施之一。

润滑管理的目的就是在于合理选用润滑剂,实行合理的润滑制度,减少机械摩擦磨损,预防设备事故的发生和提高设备生产效率,增加经济效益,提高能源的有效利用率。

关键词：

润滑油；生产工艺；用途；机械

设备是生产的物质基础,设备润滑管理工作是搞好设备维护保养,确保设备长周期安全运行,使设备经常处于完好状态的重要环节。

目前世界上能源有1/3～1/2消耗在各种形式的摩擦上,一般机械设备中约有80%的零件是因磨擦而失效报废。

因此,深入了解摩擦机理和合理润滑是至关重要的。

目录

摘要 1

1润滑油的生产工艺 3

1.1组成单元 3

1.2工艺流程 3

1.3主要操作条件及工艺技术特点 6

1.4混合溶剂及氨 7

2润滑油组成 8

2.1润滑油基础油 9

2.2添加剂 9

3重点部位及设备 9

3.1重点部位 9

3.2重点设备 10

4润滑油的用途 10

结束语 11

参考文献 11

致谢 12

1润滑油的生产工艺

1.1组成单元

溶剂脱蜡由四个系统组成；结晶系统、制冷系统、过滤系统（包括真空密闭系统）、溶剂回收（包括溶剂干燥）系统。

其相互关系如图1所示：

图1

1.2工艺流程

典型原则工艺流程见图如下图2、3所示。

工艺流程说明如下：

（1）结晶系统

结晶系统的流程为：

原料油与预稀释溶剂（重质原料时用，轻质原料时不用）混合后，经水冷却后进人换冷套管与冷滤液换冷，使混合溶液冷却到冷点，在此点加入经预冷过的一次稀释溶剂，进入氨冷套管进行氨冷。

在一次氨冷套管出口处加人过滤机高部真空滤液或二段过滤的滤液做二次稀释，再经过二次氨冷套管进行氨冷，使温度达到工艺指标。

在二次氨冷套管出口处再加人经过氨冷却的三次稀释溶剂，进人过滤机进料罐。

图2

图2溶剂脱蜡的典型工艺流程（结晶、过滤、真空密闭、制冷部分）

　　I一原料油；Ⅱ一滤流；Ⅲ一蜡液；Ⅳ一溶剂

　　1一换冷套管结晶器；2、3一氨冷套管结晶器；4--溶剂氨冷套管结晶器；5一一段真空过滤机；

　　6——二汇段真空过滤机；7一滤机进料罐；8——段蜡液罐；9——二段蜡液罐；10——段滤液罐；

　　11——二段滤液罐；12——低压氨分离罐；13——氨压缩机；14——中间冷却器；15——高压氨分液罐；

　　16——氨冷凝冷却器；17——液氨储罐；18--低压氨储罐；19——真空罐；20——分液罐；2l——安全气罐

图3

　　I一滤液；Ⅱ一蜡液；Ⅲ—溶剂；Ⅳ一脱蜡油；V一含油蜡

　　1一滤液低压蒸发塔；2--滤液高压蒸发塔；3一滤液低压蒸发塔；4--脱蜡油汽提塔；

　　5—蜡液低压蒸发塔；6——蜡液高压蒸发塔；7--蜡液低压蒸发塔；8--含油蜡汽提塔；

　　9---溶剂干燥塔；10--酮脱水塔；11一滤液加热炉；12—蜡液加热炉；13一溶剂罐；

　　14--湿溶剂分水罐

（2）过滤和真空密闭系统

　　过滤系统是使固、液两相分离。

由若干台并联旋转式鼓形真空过滤机组成，连续运转操作。

冷却后含结晶蜡溶液自动流入过滤机底槽内，过滤机转鼓内抽真空，在滤布内外形成压”差，油和溶剂通过滤布进入中间储罐，即为滤液。

滤布上的蜡饼经过喷淋溶剂洗涤和吸干后，用反吹气和刮刀从滤布上刮落，进入蜡液罐。

滤液与原料油换冷，换冷后的滤液和蜡液分别去溶剂回收系统。

　　（3）制冷系统

　　制冷系统是独立的，它提供原料油、溶剂、安全气冷却时的冷量，达到脱蜡所要求的温度，使去蜡油的凝点达到质量指标。

　　以氨为冷冻剂，采用往复式、螺杆式或离心式冷冻机。

一般采用高、低两段蒸发操作，根据工艺需要确定氨的蒸发温度。

　　（4）溶剂回收与干燥系统

　　滤液和蜡液中的溶剂通过蒸发回收，循环使用。

滤液和蜡液溶剂回收系统均采用双效或三效蒸发。

在双效蒸发中，第一蒸发塔为低压操作，热量由与第二蒸发塔顶溶剂蒸气换热提供：

第二蒸发塔为高压操作，热量由加热炉提供：

第三蒸发塔为降压闪蒸塔，最后在汽提塔内用蒸汽吹出残留的溶剂，得到含溶剂量和闪点合格的去蜡油和含油蜡。

三效蒸发的流程与双效蒸发基本相同，只是在低压蒸发塔与高压蒸发塔之间，增加了一个中压蒸发塔，使热量得到充分利用。

各蒸发塔顶回收的溶剂经换热、冷凝、冷却后进人干、湿溶剂罐。

汽提塔顶含溶剂蒸汽经冷凝、冷却后进人湿溶剂分水罐。

　　溶剂干燥系统是从含水湿溶剂中脱除水分，使溶剂干燥，以及从含溶剂水中回收溶剂，脱除装置系统的水。

湿溶剂罐内分为两层，上层为含饱和水的溶剂，下层为含少量溶剂的水层。

含水溶剂经换热后，送入干燥塔，塔底用重沸器加热，酮与水形成低沸点共沸物，由塔顶蒸出，干燥溶剂从塔底排出，冷却后进人干溶剂罐。

湿溶剂罐下层含溶剂的水经换热后，进入脱酮塔，用蒸汽直接吹脱溶剂，塔顶的含溶剂蒸汽经过冷凝冷却后，回到湿溶剂分水罐。

水由塔底排出，含酮量控制在0．01％以下。

1.3主要操作条件及工艺技术特点

　　1．主要操作条件

　　对于不同的润滑油溶剂脱蜡装置，其工艺操作条件有所不同，燕山石化酮苯装置主要操作条件如下图4所示：

（1）结晶单元

图4

（2）制冷系统

　　制冷系统在各润滑油溶剂脱蜡装置中差别比较大，从安全生产角度考虑，以燕山石化酮苯脱蜡装置为例，制冷系统主要工艺控制指标如表5所示：

2．工艺技术特点

（1）采用多点稀释并控制冷点温度

　　结晶系统稀释溶剂分3—4次加入。

第一次稀释溶剂的加入点，从原来的原料油泵出口移至原料油冷却到比其凝点低15-20℃的温度处。

其余各次溶剂亦根据不同原料油控制加入点温度，为蜡结晶生成及成长提供适宜条件。

采用多点稀释和控制冷点温度，除可以改善蜡的结晶状态提高过滤速度外，还可以提高油蜡收率。

（2）采用二段过滤和滤液循环工艺

　　我国生产润滑油的原油多数是含蜡多的原油。

润滑油脱蜡时，蜡膏量一般为原料油的45%—52%。

为了降低蜡膏中的油含量以提高脱蜡油收率，一般采两段过滤及滤液循环工艺。

其工艺流程是将第一段过滤得的含油蜡膏加入一定数量的溶剂再稀释，在比第一段温度稍高3-5℃或相同温度下，进行第二段过滤。

第二段滤液与第一、二段过滤高部真空抽出的滤液共同作为结晶系统的二次及三次稀释溶剂。

采用二段过滤和滤液循环工艺较一段过滤提高脱蜡油收率8%—10%，同时还降低装置能耗。

　　（3）采用脱蜡—脱油联合及过滤三段逆流循环工艺

　　我国润滑油原料中含量很高的蜡是生产石蜡的宝贵资源。

因此，在溶剂脱蜡装置上，除了采用二段过滤和滤液循环工艺外，目前多数溶剂脱蜡装置还增加了溶剂脱油部分，构成溶剂脱油—脱蜡联合工艺流程。

在原料油脱蜡的同时进行蜡膏脱油，同时得到脱蜡油和脱油石蜡。

　　脱蜡—脱油联合工艺流程采用部分滤液循环工艺，包括一段脱蜡两段脱油。

滤液三段逆流循环是将二段脱油滤液全部作为一段脱油稀释溶剂，将一段脱油的滤液大部分作为脱蜡稀释溶剂，而小部分去蜡下油溶剂回收系统。

1.4混合溶剂及氨

　　1．混合溶剂及氨的作用

　　润滑油溶剂脱蜡的混合溶剂是丁酮、甲苯按一定比例混合组成。

溶剂脱蜡是含蜡原料油在选择性溶剂存在条件下，降低温度使蜡形成固体结晶，并通过溶剂对油溶解而对蜡不溶或少溶的特性，形成固液两相，经过滤而达到蜡、油分离的过程。

混合溶剂在系统中，除起选择溶解作用外，还起降低油液黏度、为结晶的形成和过滤分离创造有利条件作用。

氨在润滑油溶剂脱蜡装置中作为制冷剂，利用液氨在低温下即可在氨蒸发器内蒸发（汽化），蒸发中吸收大量热量的性质来冷却原料、溶剂、安全气，实现制冷。

气、液态氨的转换是通过氨压缩机增压及与外界环境换热、减压节流实现的。

　　2．混合溶剂及氨的主要物化性质、安全性质

混合溶剂及氨的物化性、安全性质见表5所示。

图5

2润滑油组成

润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。

基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是润滑油的重要组成部分。

2.1润滑油基础油

润滑油基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类。

矿物基础油应用广泛，用量很大（约95%以上），但有些应用场合则必须使用合成基础油调配的产品，因而使合成基础油得到迅速发展。

矿油基础油由原油提炼而成。

润滑油基础油主要生产过程有：

常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。

1995年修订了我国现行的润滑油基础油标准，主要修改了分类方法，并增加了低凝和深度精制两类专用基础油标准。

矿物型润滑油的生产，最重要的是选用最佳的原油。

矿物基础油的化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物。

其组成一般为烷烃（直链、支链、多支链）、环烷烃（单环、双环、多环）、芳烃（单环芳烃、多环芳烃）、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃类化合物。

2.2添加剂

添加剂是近代高级润滑油的精髓，正确选用合理加入，可改善其物理化学性质，对润滑油赋予新的特殊性能，或加强其原来具有的某种性能，满足更高的要求。

根据润滑油要求的质量和性能，对添加剂精心选择，仔细平衡，进行合理调配，是保证润滑油质量的关键。

一般常用的添加剂有：

粘度指数改进剂，倾点下降剂，抗氧化剂，清净分散剂，摩擦缓和剂，油性剂，极压剂，抗泡沫剂，金属钝化剂，乳化剂，防腐蚀剂，防锈剂，破乳化剂。

3重点部位及设备

3.1重点部位

　　1．溶剂回收系统

　　溶剂回收系统的二次蒸发塔属于高压塔，其安全阀定压在0．5—0．55Mpa，由于实际生产操作中存在满塔、前塔换热器换热效果差等原因，造成高压塔安全阀跳，致使塔内大量溶剂喷出，极易造成火灾、爆炸等事故的发生。

　　2．制冷系统

冷冻系统的分离器、中膨器的液位因液氨夹带等原因，容易致使冷冻机抽液氨，使冷冻机剧烈震动，损坏冷冻机叶片和轴瓦。

循环化套管、用蒸汽处理套管等，若处理不当，造成套管憋压，而崩裂套管前后大盖。

3.2重点设备

1．套管结晶器

套管结晶器在工艺过程中分为换冷和氨冷两种。

前者为夹套内以冷滤液作冷却剂取热，后者为夹套内以氨液作冷却剂取热，其结构形式基本相同。

氨冷套管结晶器的上面设液氨罐，用罐内液面调节器控制液体氨流人结晶器夹套内的氨量，罐内的压力和相应的液氨蒸发温度用氨气排出口的控制阀门调节。

套管结晶器内蒸发后的氨气进入液氨罐的上部空间，分离夹带的液体氨后，经控制阀去氨压缩机。

2．真空过滤机

真空过滤机为一连续工作设备，通过压缩机以惰性气为介质提供动力，包括四个基本组成部分：

部壳体，为冷却了的原料溶液容器；②顶盖，用法兰与下部壳体相连接，连接处要保证绝对密封；③滤鼓，位于壳体内部；④自动分配装置。

4润滑油的用途

不挥发的油状润滑剂。

按其来源分动、植物油，石油润滑油和合成润滑油三大类。

石油润滑油的用量占总用量97％以上，因此润滑油常指石油润滑油。

主要用于减少运动部件表面间的摩擦，同时对机器设备具有冷却、密封、防腐、防锈、绝缘、功率传送、清洗杂质等作用。

主要以来自原油蒸馏装置的润滑油馏分和渣油馏分为原料，通过溶剂脱沥青、溶剂脱蜡、溶剂精制、加氢精制或酸碱精制、白土精制等工艺，除去或降低形成游离碳的物质、低粘度指数的物质、氧化安定性差的物质、石蜡以及影响成品油颜色的化学物质等组分，得到合格的润滑油基础油，经过调合并加入添加剂后即成为润滑油产品。

润滑油最主要的性能是粘度、氧化安定性和润滑性，它们与润滑油馏分的组成密切相关。

粘度是反映润滑油流动性的重要质量指标。

不同的使用条件具有不同的粘度要求。

重负荷和低速度的机械要选用高粘度润滑