Лекция 24

Тема: Производство масел. Базовые масла. Товарные масла.

План

1. Производство масел

2. Товарные масла.

Нефтяные масла самого разного назначения получают из остатков атмосферной перегонки мазутов. Процесс производства любых масел состоит из 3 этапов:

1. подготовка сырья – получение исходных масляных фракций

2. получение компонентов из исходных масляных фракций

3. смешение компонентов ( компаундирование) и «сдабривание» их присадками для получения товарных масел.

Подготовка сырья заключается в разгонке мазутов под вакуумом. Фракции, используемые для производства масел по способу получения, делятся на 2 группы:

1. дистиллятные, получаемые в виде погонов при вакуумной разгонке мазута

( 300-400⁰С, 350-420⁰С, 420-450⁰С),

2. остаточные – гудрон ( выше 500⁰С)

Соответственно масла, получаемые при переработке дистиллятных масляных фракций, называют дистиллятными маслами, из гудрона –остаточными.

Производство компонентов из исходных масляных фракций – сложный много ступенчатый процесс. Основное назначение процесса – полное или частичное удаление определенных групп соединений, отрицательно влияющих на эксплутационные свойства масел. Из нефтяных фракций необходимо удалять все кислые соединения, непредельные УВ, частично сернистые и смолистые соединения, полициклические ароматические УВ, твердые парафины.

В основе производства компонентов масел из исходных масляных фракций лежат методы избирательного удаления указанных выше нежелательных компонентов. Эти методы могут быть физическими – экстракция растворителями, осаждение из раствора при понижении температуры,физико-химическими- адсорбция,химическими – взаимодействие с серной кислотой, гидроочистка.

Производство остаточных масел более сложно, чем дистиллятных из-за высокого содержания смолисто-асфальтеновых веществ в гудронах. Полученный гудрон подвергается прежде всего деасфальтизации– т.е. удалению смолисто-асфальтеновых веществ.Деасфальтизатнаправляют на очистку избирательными растворителями – селективную очистку фенолом или фурфуролом. Цель такой очистки – извлечение остаточных смолисто-асфальтеновых веществ и полициклических ароматических УВ с боковыми цепями.

Из рафината селективной очистки осаждают твердые парафины при помощи таких избирательных растворителей, как ацетон, дихлорэтан и др. Продукт депарафинизации окончательно доводят до кондиции путем адсорбционной очистки или гидроочистки.

Дистиллятные масляные фракции, как правило, в деасфальтизации не нуждаются. В остальном, общие схемы производства дистиллятных и остаточных масел совпадают.

Внедрение в нефтепереработку процессов гидрокрекинга несколько изменяет схему производства масел, поскольку продукт гидрокрекинга вакуумного газойля фракция 350⁰С – конец кипения, представляет собой ценное сырье для производства масел и нуждается только в депарафинизации. Высококачественные масла можно получить также и при гидроизомеризациипарафинов и гачей– побочных продуктов депарафинизации масел.

В результате очистки масляных фракций от смолистых веществ цвет масел изменяется – они становятся светлее. Удаление смолистых веществ и полициклических ароматических УВ с короткими боковыми цепями способствует снижению коксуемости и повышению индекса вязкости масел. Удаление смолистых веществ и непредельных УВ значительно увеличивает термоокислительную стабильность. Очистка от кислых продуктов снижает коррозионную активность, а выделение из состава масел твердых УВ приводит к понижению температуры застывания.

Желательно для каждого конкретного случая применения иметь масло с оптимальными эксплуатационными свойствами. Это обуславливает большой ассортимент масел. Производство большого количества разновидностей масел технически и экономически нецелесообразно. Во избежание этого, нефтеперерабатывающая промышленность выпускает ограниченное количество базовых масел, которые смешиваются между собой и с присадками на маслосмесительных заводах для получения товарных масел (commercial oils, service oils) с необходимыми эксплуатационными свойствами.

Производство товарных масел состоит из двух стадий - производства базовых масел и смешения компонентов (компаундирования). Базовые минеральные масла производятся нефтеперерабатывающими заводами, чаще всего принадлежащими крупным нефтекомпаниям, так как для управления производством и его совершенствования требуется крупный капитал и научный потенциал.

Базовые масла различаются между собой вязкостью, химическим составом и некоторыми другими свойствами. Базовое масло -это основа товарного масла, готовая к смешению, но ещё без присадок. Сырьем для смазочных масел могут быть минеральные и синтетические базовые масла. Химический состав минеральных масел зависит от нефти, из которой произведено масло. Химический состав синтетических масел зависит от исходного сырья (мономеров) и метода синтеза.

Крупные нефтекомпании имеют несколько нефтеперерабатывающих заводов. Для конкретной товарной марки на все маслосмесительные заводы они поставляют базовое масло и присадки строго определенного состава и свойств. Поэтому в документах на продукцию обычно не указывается завод-изготовитель, а только название нефтекомпании.

Качество товарного масла зависит от типа исходной нефти, способа получения базового масла, глубины химического превращения и очистки. В описаниях продукта часто указываются особенности производства и состава для убеждения потребителя о высоком качестве исходного базового масла. Компаундирование масел является относительно несложным технологическим процессом и может быть осуществлено на сравнительно небольших маслосмесительных заводах.

Основные фракции вакуумной перегонки атмосферного остатка (мазута):

легкое вакуумное масло (light vacuum gas oil)(температура кипения 300 - 400°C),

тяжелое вакуумное масло (heavy vacuum gas oil)(температура кипения 350 - 420°C),

остаточное масло (residuel oil)(температура кипения 420 - 490 °C).

Состав нефти базового масла.Химический состав базового масла зависит от химического состава нефти. Существующие разновидности базовых масел:

парафиновые)(содержание парафинов >75%),

нафтеновые(содержание нафтеновых соединений >75%),

ароматические (содержание ароматических соединений >50%),

смешанные - если нет доминирующих соединений.

Рис.. Возможные варианты строения молекул нефти и смазочных масел.

Для производства смазочных масел наибольшее значение имеют парафиновые базовые масла, которые отличаются хорошими вязкостно-температурными свойствами (высоким индексом вязкости). После традиционных процессов очистки парафиновое базовое масло обладает хорошими эксплуатационными свойствами.

Выводы: Скорость и направление отдельных химических реакций, а тем самым и возможность получения желаемых продуктов, может регулироваться изменением параметров обработки (температуры, давления, соотношения реагентов, применением различных катализаторов и др.). Поэтому разные компании при выполнении процесса глубокой переработки масла, могут получить отличающиеся по свойствам продукты.