润滑油基础油的发展趋势-加氢裂化

加氢裂化
加氢异构脱蜡
加氢精制
1、减压蒸馏：原料油在CONOCO炼油厂的减压塔中分馏出含蜡馏分油。 2、加氢裂化：含蜡馏分油在加氢裂化塔内3,000psi压力及1,000°F的高温环境与氢分子剧烈反应。 3、异构脱蜡：油分子被重新组合，蜡分子转换为油分子，从而降低了油的凝点并改善了低温的流动泵送性。 4、加氢精制：除去芳香烃及残留的杂质，使油分子结构更加稳定，并增强抗氧化性及增加寿命，油清澈如水。
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加氢过程的化学变化
加氢裂化（大分子变成小分子） 加氢饱和（不饱和双键打开）； 加氢开环（环烷烃的环链断开）； 加氢除杂质（氮、硫、氧） 加氢异构（碳链重排）
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润滑油基础油的发展趋势
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不同工艺的基础油成份比较
成分 饱和烃 (%) 芳香烃 (%) 极性分子(%) 硫(%) 氮 (ppm) 颜色
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润滑油基础油的发展趋势
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加氢油是不是合成油？
合成油：
— — — —
聚α-烯烃油（PAO) 双酯、多元醇酯 聚醚 硅油等
半合成油 主要是指矿物油和合 成油混合调配的油品
加氢油也是合成油，理由是： —加氢过程改变了油分子的化学结构 —加氢过程是化学变化，而非物理变化 —加氢油的性能高于溶剂精炼油
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三段全加氢 99.90 0.0 0.0 0.001 0.3 无色
润滑油基础油的发展趋势
溶剂精炼 85.40 14.10 0.50 0.07 30 淡黄
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美国石油学会（API）的 基础油分类
分类 I II III
硫，％
饱和度％
粘度指数 80-119 80-119 ≥120
说明 溶剂精炼 加氢处理 深度加氢处理
润滑油基础油的发展趋势
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最早的矿物润滑油
1852年，人类第一次获得矿物润滑油； 1876年，俄国人在巴拉罕建立了世界第一家润 滑油工厂； 1878年，俄国人在巴黎世界博览会上推出第一 批矿物润滑油样品； 1920～40年代，随着汽车工业的发展，采用溶 剂、酸、以及白土精炼的矿物润滑油大量面世； 1921年，出现在矿物油中加入化学添加剂的现 代意义的润滑油（CONOCO公司）；
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全球发展趋势
全球基础油需求约为3392万吨/年， 目前85%以上为常规的I类溶剂精炼基础油。 但2008年，第II、III类润滑油基础油的需求将增 长30～50%， 到2008年，全球加氢基础油能力将超过1325万 吨/年。比例将达40% 世界润滑油基础油正由I类向II／III类转变，基 础油生产正向加氢技术发展。
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中国的趋势
中国目前90%以上是溶剂精炼的I类油，II／III类 基础油很少。但加氢技术是国家发展计划中积 极推动的方向。 具有加氢处理装置的炼油厂如下：

兰州炼油厂（二段加氢）； 大庆炼化公司炼油厂（异构脱蜡装置）； 荆门石化总厂（加氢改质装置）； 上海、茂名石化新建的加氢装置正在施工或计划中。
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总
结
传统溶剂精炼油的性能已经不能满足现代 需要。 现代润滑油精炼技术已经大规模从溶剂精 炼技术转移到加氢处理技术； 加氢技术也是中国润滑油技术发展的方向； 加氢处理的润滑油具有全合成润滑油相类 似的性能，而价格却与溶剂精炼油相当。
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传统的润滑油生产工艺
溶剂精制润滑油的生产流程图
常 压 蒸 馏 原油
汽油 煤油 柴油 重油 润滑油
减 压 蒸 馏
溶 剂 精 制
脱 蜡
补 充 精 制
调 合
包 装
成 品 润 滑 油
常压渣油
丙烷 脱沥青
沥 青
添加剂
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三段加氢润滑油生产过程
基础油的生产工艺
传统的基础油生产工艺——溶解、萃取、吸附等物 理方法

蒸馏法 溶剂抽提法 酸－碱精制 溶剂脱蜡处理 白土精制
只能去除50～80％ 的不饱和的芳香烃、 沥青、和石蜡等其 它非理想成份
加氢工艺——采用高压、高温、催化条件下的加氢 反应、分子重排等化学方法，改变油中非理想成份 的分子结构，彻底去除杂质。
m i n u t e s @ 1 3 0 C 0
RBOT抗氧化试验
1200 1000 800 600
1.00
芳香烃(%) 数据点
润滑油基础油的发展趋势
0.10
10.00
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康菲石油加氢裂化基础油的特性
超凡的抗氧化和热稳定性


快速分水和抗乳化性能
优异的低温操作性能


有效地控制积炭
无毒，优良的人体和环境亲和性

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加氢基础油的优点
性能优点 硫、氮及芳烃含量低 粘度指数高，高低温性能好 热氧化安定性更好， 挥发性低， 抗乳化性能更好 光稳定性更好 换油期长
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工艺上的优点 收率高 不受原料来源限制 工艺灵活,生产Ⅲ类基础 油与聚α-烯烃油油相比， 产品质量相近，但生产 成本低好几倍 副产物综合利用率高
SA
SB
SC
SD
SE
SF
SG
SH
SJ
SL ／GF-3
已经废除的标准
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现行标准
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采用加氢工艺的推动力
柴油机油的发展过程
70~80年代 40~60年代 90年代
2002
CA
CB
CC
CD
CE
CF
CG
CH
CI
已经废除的标准
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现行标准
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几种工艺路线
物理处理工艺

溶剂精制＋溶剂脱蜡＋白土补充精制
物理—化学联合工艺


溶剂预精制＋加氢裂化＋溶剂脱蜡 加氢裂化＋溶剂脱蜡＋高压加氢补充精制 溶剂精制＋溶剂脱蜡＋中低压加氢补充精制
化学处理工艺

加氢裂化＋催化脱蜡＋加氢精制
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原油的成份
原油成份



石蜡 链烷烃 环烷烃 芳香烃和极性物质 硫、氮、氧、金属
环烷烃
链烷烃
芳香烃
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极性芳烃和杂环化合物
R R
N
芳香烃
含氮杂环
R
S
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含硫杂环
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润滑油基础油的发展趋势
原油分子结构
典型的原油分子
C C C C C C C C C C C C C C C C C C C 石蜡基
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加氢基础油的经济性
综合性能接近合成PAO油，但价格却与一般 矿物油相当 （以康菲加氢油为例）
高 全合成油
价格
氢净加氢基础油 溶剂精炼油 低
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性能
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高
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采用加氢工艺的推动力
汽油机油的发展过程
60~80年代 90年代
2001年
30~50年代
环保

润滑油基础油的发展趋势
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北美地区趋势
1998年北美地区润滑油产量 美国 API分类 产量 比例 万吨/年 加拿大 产量 比例
Ⅰ类 Ⅱ/Ⅲ类 总产量
574.5 284.0 858.5
67％ 33％
46.5 70.5 117
39.7％ 60.3％
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润滑油基础油的发展趋势
环烷基
C C C C C C C C C C
不饱和的芳香环
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润滑油基础油的发展趋势 9Leabharlann 原油成份对润滑油性能的影响
不同原油成份的性能对比
链烷烃 环烷烃
增强 增强
芳香烃
•溶解性能 •氧化安定性 •粘温性能 •颜色稳定性 •挥发性
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增强 增强 增强
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常 压 蒸 馏 原油
汽油 煤油 柴油 重油 润滑油
减 压 蒸 馏
加 氢 裂 化
异 构 脱 蜡
加 氢 精 制
调 合
包 装
成 品 润 滑 油
常压渣油
H2
添加剂
H2
H2
三段加氢润滑油的生产流程图
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康菲石油的加氢生产工艺
1
2
3
4
氢净®分子 合成润滑油
减压蒸馏（常规）
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结
束
多谢大家！
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润滑油基础油的发展趋势
——加氢裂化技术及其优势
最早的润滑油
最早的润滑油 （古代） 动物油脂 植物油脂 早在公元前1400多年 前就有使用牛羊脂肪 润滑马车的记载。
它们的弱点 不纯净 容易氧化变质 不适用于现代工业高 速、高温、低温、耐 腐蚀等苛刻条件下的 机械设备
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基础油加工技术发展趋势
溶剂精炼 或 酸碱处理 或 白土精制 常规 1960年代
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溶剂 精炼 ＋ 加氢 处理 一段加氢 1970年代
加氢 裂化 ＋ 异构 脱蜡 二段加氢 1980年代
加氢裂化 ＋ 异构脱蜡 ＋ 加氢精制 三段加氢 1990年代
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润滑油基础油的发展趋势
采用加氢工艺的推动力
现代工业对润滑油性能新的要求 （1）热氧化安定性好 ——延长换油周期； （2）低挥发性； （3）高粘度指数 ——高低温运行更好； （4）低硫/无硫； （5）低粘度 ——节能； （6）环境友好。
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节能和环保的要求 节能

提高燃油效率 减少尾气排放 油品的毒性与安全 废油处理
1950年，多级发动机油出现，对高粘度指 数基础油的需求增加；
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现代润滑油生产工艺
1960年代，加氢处理技术在美国用于润滑油生产； 1969年，第一套高温、高压加氢裂化润滑油处理 装置在日本投产； 1970年代，第一套加氢异构脱蜡装置在欧洲采用， 生产高粘度指数基础油； 1970～80年代，世界上的发达国家纷纷采用二段 加氢工艺处理润滑油； 1997年，加氢裂化—加氢异构脱蜡—加氢精制的 三段加氢处理工艺（CONOCO公司）。
>0.03 和/或 <90 ≤0.03 和 ≥90 ≤0.03 和 ≥90
IV V
所有的聚α-烯烃油（PAO） 所有未包含在I～IV类中的所有其 它类型的合成基础油
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芳香烃对于抗氧化性的影响 基础油加 0.2% BHT抗氧化剂
分钟 R B O T 1400