我國潤滑油技術(shù)發(fā)展方向
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1、前言
潤滑油是一種高技術(shù)含量的煉油產(chǎn)品，附加價值高，經(jīng)濟效益顯著，正日益受到各行各業(yè)的重視。在過去幾十年的發(fā)展中，由于科研、生產(chǎn)、銷售、使用等部門的密切合作，使我國潤滑油的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品、產(chǎn)量、質(zhì)量均有了很大的發(fā)展，我國潤滑油產(chǎn)品品種已經(jīng)發(fā)展到
類400多個牌號，基本滿足了國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。
2、潤滑油市場和技術(shù)概況
我國強有力的經(jīng)濟增長，使得潤滑油需求的增長速度高于世界其他地區(qū)，也引起國外各大石油公司的重視。由于政府對潤滑油市場采取了開放政策，國外石油公司與廠商都對我國潤滑油市場表現(xiàn)出濃厚的興趣。除了向我國出口成品潤滑油外，還在我國建設(shè)獨資和合資的潤滑油調(diào)和廠，這些調(diào)和廠大都集中在東北、華北、華東等地區(qū)。據(jù)不完全統(tǒng)計，大小調(diào)和廠有20個，總調(diào)和能力有60多萬噸/年。地點主要集中在天津、江蘇、廣東、遼寧、山東、山西等地。
當前，國外潤滑油在我國市場上占主導地位的主要是MNOBIL、SHELL和ESSO三家大公司，在我國進口油品中約占80以上。預計，將來我國潤滑油市場的競爭會更加激烈。
另外，潤滑油基礎(chǔ)油規(guī)格標準逐步靠攏國際標準，淘汰落后產(chǎn)品，內(nèi)燃機油中B級以下油品已在規(guī)格中取消，國內(nèi)多級油發(fā)展較慢，在內(nèi)燃機油的產(chǎn)品中還不到10；國外發(fā)達國家還有很大的差距。占主導地位的重質(zhì)、單級潤滑油市場格局沒有改變。今后，將追隨國際潤滑油市場發(fā)展趨勢，逐漸轉(zhuǎn)向以高質(zhì)量多級油為主要組成部分的市場體系。潤滑油基礎(chǔ)油將會向一個更高的性能要求即低揮發(fā)度、較好的抗氧化性能和熱穩(wěn)定性，改進的剪切安定性和低溫流動性的方向發(fā)展。
2.1潤滑油基礎(chǔ)油需求和發(fā)展趨勢
我國的基礎(chǔ)油生產(chǎn)，主要是利用蒸餾、溶劑精制、溶劑脫蠟和后補充精制裝置，采用物理分離工藝生產(chǎn)基礎(chǔ)油。這種老的生產(chǎn)工藝，較適宜生產(chǎn)重質(zhì)、單級潤滑油?；A(chǔ)油的特點是：黏度大、粘度指數(shù)不是很高，用好的石蠟基原油則生產(chǎn)HVI產(chǎn)品，用中間基原油只能生產(chǎn)MVI產(chǎn)品。然而，國際上在二十多年前，就已經(jīng)開發(fā)和改進采用催化加氫工藝來生產(chǎn)基礎(chǔ)油，這些工藝可不受原料的限制，對劣質(zhì)原料也可進行更有效的加工，并且能生產(chǎn)出更高性能的產(chǎn)品。我國加氫工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)油還較少，現(xiàn)在從潤滑油基礎(chǔ)能力上僅為30萬t/a左右。
在基礎(chǔ)油結(jié)構(gòu)中HVI以上基礎(chǔ)油僅占63左右，MVI產(chǎn)品占25以上，我國生產(chǎn)基礎(chǔ)油比例詳見表1。這樣的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是不適應(yīng)油品升級換代的要求。
表11996-1997年我國生產(chǎn)基礎(chǔ)油比例
項目
VI
1996
1997
石蠟基基礎(chǔ)油
HVI
52.6
63
環(huán)烷基基礎(chǔ)油
LVI
4.10
11
中間基基礎(chǔ)油
MVI
26.1
25
其他基礎(chǔ)油
17.2
在基礎(chǔ)油需求方面，我國每年4左右的增長速度持續(xù)增長。目前，各潤滑油生產(chǎn)廠主要需要重質(zhì)等級基礎(chǔ)油，對較輕等級的潤滑油需求不是很強烈，這也反映了市場以高黏度單級潤滑油產(chǎn)品為主的現(xiàn)象。然而，隨著市場的擴大、品質(zhì)提高，特別是多級發(fā)動機油需求增加后，基礎(chǔ)油需求將從對重質(zhì)等級的需求轉(zhuǎn)移到對較輕等級的需求上來。
從生產(chǎn)供給方面，一些工廠正在提高基礎(chǔ)油質(zhì)量上一些加氫工藝。能夠生產(chǎn)各種級別的、各種性能基礎(chǔ)油是考慮和確定加工路線的關(guān)鍵。特別是要使得煉油廠具有從近期生產(chǎn)重質(zhì)等級產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到原期生產(chǎn)輕質(zhì)等級產(chǎn)品的靈活性是十分重要的。
2.2成品潤滑油的生產(chǎn)、構(gòu)成和消費
影響成品潤滑油等級及結(jié)構(gòu)變化的因素：
（1）環(huán)保要求的提高、節(jié)能意識的增強、經(jīng)濟的快速增長、人們生產(chǎn)水平的提高，都需要增加較好性能產(chǎn)品的需求。而且，高性能發(fā)動機油的需求也隨經(jīng)濟增長、汽車擁有者增加而增加。
（2）節(jié)能的多級發(fā)動機油需求的增加將沖擊發(fā)動機油市場，即由重質(zhì)等級轉(zhuǎn)移到輕質(zhì)等級。
（3）高性能的發(fā)動機則要求要改進燃料油的經(jīng)濟性、降低排放物、較好的耐久性、以及加長排放的間隙時間。機器性能的提高將要求基礎(chǔ)油具有較低的揮發(fā)性、較高的抗氧化性能、熱穩(wěn)定性、改進的低溫流動性和剪切安定性。
（4）摩托車由兩沖程引擎，發(fā)動機油將需要較高的抗氧化性能和剪切保護，即需要較高性能的基礎(chǔ)油。
2.2.1成品油的生產(chǎn)
全社會成品潤滑油生產(chǎn)量包含四部分，分別是大中型潤滑油生產(chǎn)廠、地方潤滑油調(diào)和廠、費油再生廠和合資與獨資的調(diào)和廠，這四部分，我們稱它為全社會潤滑油產(chǎn)量。其中：大中型潤滑油生產(chǎn)廠生產(chǎn)的成品油約占社
會潤滑油產(chǎn)量的65左右；提供小廠料的基礎(chǔ)油和進口基礎(chǔ)油經(jīng)調(diào)和后返回市場的成品油量，估計占全社會潤滑油產(chǎn)量的30左右；廢油再生油返回到市場上的數(shù)量估計占全社會潤滑油產(chǎn)量的5左右。
2.2.2潤滑油產(chǎn)品構(gòu)成
從19家大中型潤滑油生產(chǎn)廠的產(chǎn)品構(gòu)成來看，大廠主要是以生產(chǎn)內(nèi)燃機油、液壓油、齒輪油三
大油品系列為主，三項產(chǎn)品占總生產(chǎn)量的65以上。油品構(gòu)成中，優(yōu)質(zhì)潤滑油僅占48；在內(nèi)燃機油中占54.51，SC與CC級為大宗油品。
表21996年大中型潤滑油生產(chǎn)廠潤滑油產(chǎn)量和結(jié)構(gòu)
項目
潤滑油產(chǎn)量/萬噸
潤滑油構(gòu)成
中高檔油構(gòu)成
成品潤滑油總量
226.76
100
47.90
車輛用油
98.74
43.55
55.19
工業(yè)用油
62.41
27.52
工藝用油
3.81
1.68
3、國內(nèi)外基礎(chǔ)油和成品油差距
我國潤滑油消費水W平，與國外存在著相當大的差距。潤滑油加劑水平，80年代初世界發(fā)達國家加劑量就在8左右，美、日、英、西德潤滑油產(chǎn)率（對原油）都在1.6下。而我國目前加劑量只有3左右。潤滑油產(chǎn)率（對原油）則在2以上，潤滑油單位消耗量過大，在油品應(yīng)用、生產(chǎn)、技術(shù)、質(zhì)量等水平上都存在一定差距。
3.1基礎(chǔ)油質(zhì)量
從1983年執(zhí)行中性油指標，制定了石蠟基SN、中間基ZN、環(huán)烷基DN三種中性油標準。該標準對潤滑油基礎(chǔ)油質(zhì)量升級起到很大作用。為了更好地滿足油品調(diào)和需要，現(xiàn)修改為五檔三類。
類別
超高粘度指數(shù)
很高粘度指數(shù)
高粘度指數(shù)
中高粘度指數(shù)
低高粘度指數(shù)
VI
》140
》120
》90
》40
〈40
普通油
UHVI
VHVI
HVI
MVI
LVI
深脫油
UHVIW
VHVIW
HVIW
MVIW
LVI
深精制
UHVIS
VHVIS
HVIS
MVIS
LVIS
國外石蠟基基礎(chǔ)油一般占總產(chǎn)量的80-90，而國內(nèi)石蠟基基礎(chǔ)油只占總產(chǎn)量的55以上，中間基基礎(chǔ)油占總產(chǎn)量的40，應(yīng)建設(shè)加氫處理裝置改變基礎(chǔ)油結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)高質(zhì)量潤滑油基礎(chǔ)油。從石蠟基基礎(chǔ)油質(zhì)量質(zhì)量上分析，有些企業(yè)還存在150SN基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失不合格，500SN氧化安定性合格率較低等問題。
3.2成品油質(zhì)量
我國潤滑油油品構(gòu)成情況與80年代初期國外發(fā)達國家油品構(gòu)成相比，尚存在較大的差距，由于用油水平不高，油耗較大，油品間代用現(xiàn)象也較為嚴重；工藝用油等有些油品則由于行業(yè)發(fā)展緩慢，其構(gòu)成百分數(shù)偏低。
1985年-1990年中高檔潤滑油發(fā)展最快，1992年以后，由于各種原因（銷售、宣傳、價格等），中高檔油出現(xiàn)滯銷，發(fā)展速度開始放慢。
4、潤滑油技術(shù)發(fā)展方向
潤滑油技術(shù)技術(shù)發(fā)展主要來自兩個方面，一是基礎(chǔ)油生產(chǎn)技術(shù)，二是潤滑油調(diào)和技術(shù)。在兩相技術(shù)中，基礎(chǔ)油是基礎(chǔ)，添加劑是關(guān)鍵。
從基礎(chǔ)油質(zhì)量上講，最理想的烴類是C20異構(gòu)烷烴，具有高黏度指數(shù)、低傾點和極好的抗氧化性能；帶有長支鏈烷基側(cè)鏈環(huán)基分子范圍的化合物也是非常理想的分子，這些較高烷烴分子具有比芳烴低的揮發(fā)度。
正夠烷烴具有高粘度指數(shù)和高抗氧性能。然而由于其高傾點，他們并不是理想的基礎(chǔ)油成分。同樣原因，一些異構(gòu)烷烴、帶有長烷烴支鏈的環(huán)烷基和芳烴化合物也不是理想的組成。環(huán)烷基芳烴對氧具有典型的感受性。多環(huán)環(huán)烷基芳烴具有低粘度指數(shù)和差的穩(wěn)定性。含有雜原子的有機分子具有非常低的粘度指數(shù)和通常較差的穩(wěn)定性。
在生產(chǎn)高質(zhì)量潤滑油基礎(chǔ)油加工工藝中，對不希望要的化合物多用化學轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化為更多需要的分子結(jié)構(gòu)或用物理和/或化學的方法除去。
4.1潤滑油基礎(chǔ)油加工
潤滑油基礎(chǔ)油加工的目的是為了得到所期望的產(chǎn)品性能，然后得到最大的基礎(chǔ)油產(chǎn)率。潤滑油加工從減壓蠟油和脫瀝青油生產(chǎn)基礎(chǔ)油典型的三個主要步驟：
（1）精制提高粘度指數(shù)
（2）脫蠟降低傾點
（3）補充精制改善穩(wěn)定性和色度。
另外，為調(diào)整黏度、閃點和揮發(fā)度，在精制、脫蠟以及補充精制步驟的前、后或中間過程中，常采用蒸餾裝置。這些過程的優(yōu)劣決定產(chǎn)品質(zhì)量。
4.2精制
我國溶劑精制主要采用糠醛或N-甲基-2-砒咯烷酮（NMP），除去不期望的組分如低黏度芳烴、環(huán)烷烴和一些雜原子，從而得到具有較好的粘度指數(shù)的精制油和較高芳烴的抽余油。這樣的工藝一般要求原料性質(zhì)比較好，但是近年來適應(yīng)直接生產(chǎn)潤滑油的好原料正在逐漸減少。我國大慶和蘭州兩個企業(yè)建設(shè)了加氫工藝，加氫工藝通過芳烴飽和、開環(huán)以及除去雜質(zhì)原子將低粘度指數(shù)成分轉(zhuǎn)化為較高粘度指數(shù)基礎(chǔ)油，精制水平大有提高。
4.3脫蠟
溶劑脫蠟（SDW）傳統(tǒng)工藝采用溶劑如甲基乙基酮（丙酮）（MEK），用結(jié)晶和過濾的方法脫除蠟達到期望的傾點。產(chǎn)品是脫蠟基礎(chǔ)油（SDWO）和含油蠟?，F(xiàn)在大慶已經(jīng)建設(shè)了一套加氫異構(gòu)脫蠟裝置生產(chǎn)高質(zhì)量的基礎(chǔ)油，對其他企業(yè)產(chǎn)生較大的吸引力。
4.4補充精制
我國基礎(chǔ)油普遍氮含量高，用低壓加氫精制不解決問題，本來已逐漸淘汰的白土精制近年又開始復蘇。但是，白土精制對于500N以上的重組分油精制，白土使用量太大，不經(jīng)濟。有些企業(yè)開發(fā)了絡(luò)合脫氮工藝，使精制技術(shù)有所補充。
4.5工藝技術(shù)選擇
傳統(tǒng)的老三套工藝對于原料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化適應(yīng)性較差，不少企業(yè)都在考慮采用加氫路線。加氫方案包含有：利用加氫裂化和加氫處理來改進粘度指數(shù)和脫除雜質(zhì)、利用催化脫蠟來降低傾點和利用加氫精制來改進穩(wěn)定性。在滿足現(xiàn)在和未來的基礎(chǔ)油需求方面，這些方案都是可行和有優(yōu)勢的。全加氫工藝在符合基礎(chǔ)油需求發(fā)展趨勢方面的優(yōu)勢主要有幾個方面：
（1）保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時，原料具有靈活性
加氫工藝方案可以利用加氫裂化也可以利用加氫處理來改進基礎(chǔ)油的粘度指數(shù)和除去雜質(zhì)。由于亞太地區(qū)的原油資源缺乏，因此當原油不得已而改變時，為保證基礎(chǔ)油質(zhì)量穩(wěn)定的要求，該工藝存在適應(yīng)不同的原油的靈活性。
（2）產(chǎn)品方案具有好的靈活性
加氫復合工藝能夠生產(chǎn)各種級別的基礎(chǔ)油（包括光亮油）。當產(chǎn)品規(guī)格要求變化時，可以通過調(diào)整分餾系統(tǒng)和加氫符合工藝之間的操作條件，以保證最大的產(chǎn)品靈活性。
（3）優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品質(zhì)量
相對溶劑工藝來說，利用加氫工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)油要具有較好的抗氧穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和低溫流動性。加氫/加氫處理、異構(gòu)脫蠟和加氫精制的工藝條件可以大大降低原料中的芳烴含量，從而使抗氧化穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性得以大大改善。
（4）好的產(chǎn)品靈活性
利用加氫/加氫精制和異構(gòu)脫蠟可以生產(chǎn)UCBO和CBO產(chǎn)品，或者是其中的一種，使生產(chǎn)者具備最大的市場靈活性。
（5）好的燃料油和潤滑油平衡性
所有的加氫工藝都可以生產(chǎn)高質(zhì)量的副產(chǎn)物-燃料油，以保證煉油廠對燃料油和潤滑油的共同需求。有些企業(yè)中，象溶劑脫瀝青和加氫裂化裝置最初可能都是按燃料油設(shè)計的，其后可以由燃料油模式轉(zhuǎn)換成適應(yīng)潤滑油基礎(chǔ)油的生產(chǎn)。
我國潤滑油的發(fā)展需要盡快提高質(zhì)量、而且對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也不斷提高，會使一些使用老技術(shù)的廠家競爭力逐漸降低，要想提高企業(yè)產(chǎn)品的競爭能力，就要采用新技術(shù)、發(fā)展新工藝。
總結(jié)國內(nèi)情況，有三種加氫工藝應(yīng)重點研究。
（1）溶劑萃取和中壓處理的混合工藝。
（2）燃料油加氫裂化生產(chǎn)的尾油如何利用老三套工藝精制處理生產(chǎn)潤滑油調(diào)和組分。
（3）加氫裂化、異構(gòu)脫蠟、加氫精制全加氫工藝，技術(shù)很好，但投資費用太大，企業(yè)改造應(yīng)慎重考慮。
（4）在生產(chǎn)廠對現(xiàn)有裝置進行改進或改造中，應(yīng)根據(jù)原油特點、市場要求，慎重考慮不同加氫技術(shù)與傳統(tǒng)工藝相結(jié)合。
（5）對于新建生產(chǎn)廠來說，全加氫工藝是最好的工藝方案。
5、結(jié)束語
我國潤滑油生產(chǎn)和市場的發(fā)展是值得很好研究的。
（1）我國潤滑油升級換代存在很大困難，推動起來難度很大。根據(jù)國外經(jīng)驗，消滅低檔油最好一刀切。要下決心消滅低檔油，盡快推廣優(yōu)質(zhì)油的發(fā)展，才有社會的發(fā)展。1996年8月1日，國家從質(zhì)量指標上已經(jīng)淘汰了內(nèi)燃機油SB和CB以下油品。“九五”末期，爭取從質(zhì)量指標上淘汰SC內(nèi)燃機油產(chǎn)品，加快質(zhì)量進步。必須加快汽油機油的升級換代步伐，大力發(fā)展多級油和通用油。
（2）要加強節(jié)約用油意識的宣傳，使消費者掌握正確的用油方法，落實節(jié)油措施。汽車行業(yè)及相關(guān)用油行業(yè)和潤滑油生產(chǎn)行業(yè)應(yīng)加強成立協(xié)會聯(lián)系，溝通信息以提高潤滑油的生產(chǎn)和應(yīng)用水平。
（3）加強行業(yè)管理和技術(shù)進步。改善基礎(chǔ)油結(jié)構(gòu)，增加HVI基礎(chǔ)油比例、降低MVI基礎(chǔ)油比例。發(fā)展?jié)櫥吞砑觿┕I(yè)，擴大優(yōu)質(zhì)潤滑油比例。
（4）市場上廢潤滑油回收率（不足10），油品浪費較大，并造成環(huán)境污染和資源浪費。應(yīng)制定法規(guī)政策，保證廢潤滑油的有效回收利用，提高廢油受率和資源利用率。
（5）嚴格控制潤滑油基礎(chǔ)油的無序供應(yīng)，加強潤滑油調(diào)和企業(yè)的質(zhì)量認證和質(zhì)量監(jiān)督。杜絕和打擊假冒偽劣產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售。
（6）當前，市場弊病主要體現(xiàn)在產(chǎn)品品位低，消費者缺乏合理用油意識，不能合理換油，油品浪費較大。應(yīng)加快潤滑油質(zhì)量升級速度，降低消耗量，以質(zhì)量的發(fā)展來抑制需求的增加。
