润滑油基础油
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代意义的润滑油（CONOCO公司）；
➢ 1950年，多级发动机油出现，对高粘度指 数基础油的需求增加；
2020/7/12 3
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，
2020/7/12 15
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）
2020/7/12 16
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
6
原油的成份
原油成份
链烷烃
石蜡
环烷烃
芳香烃和极性物质
硫、氮、氧、金属
链烷烃
2020/7/12
环烷烃
芳香烃
7
极性芳烃和杂环化合物
R
芳香烃
N
S
2020/7/12
R
含氮杂环
R 含硫杂环
8
原油分子结构
典型的原油分子 环烷基
CC C CCC
C C
C C CC
C CC C
C
C C
C
C
C
C C
溶剂精制润滑油的生产流程图
常 压 蒸 馏 原油
汽油
煤油
减
柴油
压
重油
蒸
润滑油 馏
溶 剂 精 制
脱 蜡
补 充 精 制
调 合
成
包 装
品 润 滑
油
常压渣油
丙烷
沥
脱沥青
青
添加剂
2020/7/12 12
三段加氢润滑油生产过程
Biblioteka Baidu
常 压 蒸 馏 原油
汽油
煤油
减
柴油
压
重油
蒸
润滑油 馏
加 氢 裂 化
异 构 脱 蜡
加 氢 精 制
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。
2020/7/12 11
传统的润滑油生产工艺
石蜡基
C
C
C C
C
不饱和的芳香环
2020/7/12 9
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
•溶解性能 •氧化安定性 •粘温性能 •颜色稳定性 •挥发性
2020/7/12
环烷烃
增强 增强 增强 增强 增强
芳香烃
10
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
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
2020/7/12 2
最早的矿物润滑油
2020/7/12
三段全加氢
99.90 0.0 0.0
0.001 0.3 无色
溶剂精炼
85.40 14.10 0.50 0.07
30 淡黄
17
美国石油学会（API）的 基础油分类
分类 I II III IV V
硫，％ 饱和度％ 粘度指数
>0.03 和/或 <90 ≤0.03 和 ≥90 ≤0.03 和 ≥90
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）。
2020/7/12 4
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
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
2020/7/12 19
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
溶剂精炼油 低
80-119 80-119 ≥120
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
说明 溶剂精炼 加氢处理 深度加氢处理
2020/7/12 18
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
➢ 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
2020/7/12 14
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
化学处理工艺
加氢裂化＋催化脱蜡＋加氢精制
2020/7/12 5
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
2020/7/12
溶剂 精炼 ＋ 加氢 处理
加氢 裂化 ＋ 异构 脱蜡
加氢裂化 ＋
异构脱蜡 ＋
加氢精制
一段加氢 1970年代
二段加氢 1980年代
三段加氢 1990年代
调 合
成
包 装
品 润 滑
油
常压渣油
添加剂
H2
H2
H2
2020/7/12
三段加氢润滑油的生产流程图
13
康菲石油的加氢生产工艺
1 2
氢净®分子
合成润滑油
3
4
减压蒸馏（常规） 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。
➢ 1950年，多级发动机油出现，对高粘度指 数基础油的需求增加；
2020/7/12 3
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，
2020/7/12 15
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）
2020/7/12 16
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
6
原油的成份
原油成份
链烷烃
石蜡
环烷烃
芳香烃和极性物质
硫、氮、氧、金属
链烷烃
2020/7/12
环烷烃
芳香烃
7
极性芳烃和杂环化合物
R
芳香烃
N
S
2020/7/12
R
含氮杂环
R 含硫杂环
8
原油分子结构
典型的原油分子 环烷基
CC C CCC
C C
C C CC
C CC C
C
C C
C
C
C
C C
溶剂精制润滑油的生产流程图
常 压 蒸 馏 原油
汽油
煤油
减
柴油
压
重油
蒸
润滑油 馏
溶 剂 精 制
脱 蜡
补 充 精 制
调 合
成
包 装
品 润 滑
油
常压渣油
丙烷
沥
脱沥青
青
添加剂
2020/7/12 12
三段加氢润滑油生产过程
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常 压 蒸 馏 原油
汽油
煤油
减
柴油
压
重油
蒸
润滑油 馏
加 氢 裂 化
异 构 脱 蜡
加 氢 精 制
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。
2020/7/12 11
传统的润滑油生产工艺
石蜡基
C
C
C C
C
不饱和的芳香环
2020/7/12 9
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
•溶解性能 •氧化安定性 •粘温性能 •颜色稳定性 •挥发性
2020/7/12
环烷烃
增强 增强 增强 增强 增强
芳香烃
10
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
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
2020/7/12 2
最早的矿物润滑油
2020/7/12
三段全加氢
99.90 0.0 0.0
0.001 0.3 无色
溶剂精炼
85.40 14.10 0.50 0.07
30 淡黄
17
美国石油学会（API）的 基础油分类
分类 I II III IV V
硫，％ 饱和度％ 粘度指数
>0.03 和/或 <90 ≤0.03 和 ≥90 ≤0.03 和 ≥90
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）。
2020/7/12 4
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
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
2020/7/12 19
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
溶剂精炼油 低
80-119 80-119 ≥120
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
说明 溶剂精炼 加氢处理 深度加氢处理
2020/7/12 18
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
➢ 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
2020/7/12 14
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
化学处理工艺
加氢裂化＋催化脱蜡＋加氢精制
2020/7/12 5
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
2020/7/12
溶剂 精炼 ＋ 加氢 处理
加氢 裂化 ＋ 异构 脱蜡
加氢裂化 ＋
异构脱蜡 ＋
加氢精制
一段加氢 1970年代
二段加氢 1980年代
三段加氢 1990年代
调 合
成
包 装
品 润 滑
油
常压渣油
添加剂
H2
H2
H2
2020/7/12
三段加氢润滑油的生产流程图
13
康菲石油的加氢生产工艺
1 2
氢净®分子
合成润滑油
3
4
减压蒸馏（常规） 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。