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1、我国润滑油技术发展方向1、前言润滑油是一种高技术含量的炼油产品，附加价值高，经济效益显著，正日益受到各行各业的重视。在过去几十年的发展中，由于科研、生产、销售、使用等部门的密切合作，使我国润滑油的生产技术、产品、产量、质量均有了很大的发展，我国润滑油产品品种已经发展到 19 大类400 多个牌号，基本满足了国民经济发展的需要。2、润滑油市场和技术概况我国强有力的经济增长，使得润滑油需求的增长速度高于世界其他地区，也引起国外各大石油公司的重视。由于政府对润滑油市场采取了开放政策，国外石油公司与厂商都对我国润滑油市场表现出浓厚的兴趣。除了向我国出口成品润滑油外，还在我国建设独资和合资的润滑油调和厂
2、，这些调和厂大都集中在东北、华北、华东等地区。据不完全统计，大小调和厂有 20 个，总调和能力有 60 多万吨/年。地点主要集中在天津、江苏、广东、辽宁、山东、山西等地。当前，国外润滑油在我国市场上占主导地位的主要是MNOBIL、SHELL 和 ESSO 三家大公司，在我国进口油品中约占 80%以上。预计，将来我国润滑油市场的竞争会更加激烈。另外，润滑油基础油规格标准逐步靠拢国际标准，淘汰落后产品，内燃机油中 B 级以下油品已在规格中取消，国内多级油发展较慢，在内燃机油的产品中还不到 10%；国外发达国家还有很大的差距。占主导地位的重质、单级润滑油市场格局没有改变。今后，将追随国际润滑油市场发
3、展趋势，逐渐转向以高质量多级油为主要组成部分的市场体系。润滑油基础油将会向一个更高的性能要求即低挥发度、较好的抗氧化性能和热稳定性，改进的剪切安定性和低温流动性的方向发展。2.1 润滑油基础油需求和发展趋势我国的基础油生产，主要是利用蒸馏、溶剂精制、溶剂脱蜡和后补充精制装置，采用物理分离工艺生产基础油。这种老的生产工艺，较适宜生产重质、单级润滑油。基础油的特点是：黏度大、粘度指数不是很高，用好的石蜡基原油则生产 HVI 产品，用中间基原油只能生产 MVI 产品。然而，国际上在二十多年前，就已经开发和改进采用催化加氢工艺来生产基础油，这些工艺可不受原料的限制，对劣质原料也可进行更有效的加工，并且
4、能生产出更高性能的产品。我国加氢工艺生产的基础油还较少，现在从润滑油基础能力上仅为 30 万 t/a 左右。在基础油结构中 HVI 以上基础油仅占 63%左右，MVI 产品占 25%以上，我国生产基础油比例详见表 1。这样的产品结构是不适应油品升级换代的要求。表 11996-1997 年我国生产基础油比例%项目VI19961997石蜡基基础油HVI52.663环烷基基础油LVI4.1011中间基基础油MVI26.125其他基础油17.2在基础油需求方面，我国每年 4%左右的增长速度持续增长。目前，各润滑油生产厂主要需要重质等级基础油，对较轻等级的润滑油需求不是很强烈，这也反映了市场以高黏度单级
5、润滑油产品为主的现象。然而，随着市场的扩大、品质提高，特别是多级发动机油需求增加后，基础油需求将从对重质等级的需求转移到对较轻等级的需求上来。从生产供给方面，一些工厂正在提高基础油质量上一些加氢工艺。能够生产各种级别的、各种性能基础油是考虑和确定加工路线的关键。特别是要使得炼油厂具有从近期生产重质等级产品转移到原期生产轻质等级产品的灵活性是十分重要的。2.2 成品润滑油的生产、构成和消费影响成品润滑油等级及结构变化的因素：环保要求的提高、节能意识的增强、经济的快速增长、人们生产水平的提高，都需要增加较好性能产品的需求。而且，高性能发动机油的需求也随经济增长、汽车拥有者增加而增加。节能的多级发动
6、机油需求的增加将冲击发动机油市场，即由重质等级转移到轻质等级。高性能的发动机则要求要改进燃料油的经济性、降低排放物、较好的耐久性、以及加长排放的间隙时间。机器性能的提高将要求基础油具有较低的挥发性、较高的抗氧化性能、热稳定性、改进的低温流动性和剪切安定性。摩托车由两冲程引擎，发动机油将需要较高的抗氧化性能和剪切保护，即需要较高性能的基础油。2.2.1 成品油的生产全社会成品润滑油生产量包含四部分，分别是大中型润滑油生产厂、地方润滑油调和厂、费油再生厂和合资与独资的调和厂，这四部分，我们称它为全社会润滑油产量。其中：大中型润滑油生产厂生产的成品油约占社会润滑油产量的 65%左右；提供小厂料的基础
7、油和进口基础油经调和后返回市场的成品油量，估计占全社会润滑油产量的 30%左右；废油再生油返回到市场上的数量估计占全社会润滑油产量的 5%左右。2.2.2 润滑油产品构成从 19 家大中型润滑油生产厂的产品构成来看，大厂主要是以生产内燃机油、液压油、齿轮油三大油品系列为主，三项产品占总生产量的 65%以上。油品构成中，优质润滑油仅占 48%；在内燃机油中占 54.51%，SC 与 CC 级为大宗油品。表 21996 年大中型润滑油生产厂润滑油产量和结构项目润滑油产量/万吨润滑油构成%中高档油构成%成品润滑油总量226.7610047.90车辆用油98.7443.5555.19工业用油62.41
8、27.52工艺用油3.811.683、国内外基础油和成品油差距我国润滑油消费水 W 平，与国外存在着相当大的差距。润滑油加剂水平，80 年代初世界发达国家加剂量就在 8%左右，美、日、英、西德润滑油产率都在 1.6%下。而我国目前加剂量只有 3%左右。润滑油产率则在 2%以上，润滑油单位消耗量过大，在油品应用、生产、技术、质量等水平上都存在一定差距。3.1 基础油质量从 1983 年执行中性油指标，制定了石蜡基 SN、中间基ZN、环烷基 DN 三种中性油标准。该标准对润滑油基础油质量升级起到很大作用。为了更好地满足油品调和需要，现修改为五档三类。类别超高粘度指数很高粘度指数高粘度指数中高粘度指
9、数低高粘度指数VI140120904040普通油UHVIVHVIHVIMVILVI深脱油UHVIWVHVIWHVIWMVIWLVI深精制UHVISVHVISHVISMVISLVIS国外石蜡基基础油一般占总产量的 80-90%，而国内石蜡基基础油只占总产量的 55%以上，中间基基础油占总产量的 40%，应建设加氢处理装置改变基础油结构，生产高质量润滑油基础油。从石蜡基基础油质量质量上分析，有些企业还存在 150SN 基础油蒸发损失不合格，500SN 氧化安定性合格率较低等问题。3.2 成品油质量我国润滑油油品构成情况与 80 年代初期国外发达国家油品构成相比，尚存在较大的差距，由于用油水平不高，
10、油耗较大，油品间代用现象也较为严重；工艺用油等有些油品则由于行业发展缓慢，其构成百分数偏低。1985 年-1990 年中高档润滑油发展最快，1992 年以后，由于各种原因，中高档油出现滞销，发展速度开始放慢。4、润滑油技术发展方向润滑油技术技术发展主要来自两个方面，一是基础油生产技术，二是润滑油调和技术。在两相技术中，基础油是基础，添加剂是关键。从基础油质量上讲，最理想的烃类是 C20 异构烷烃，具有高黏度指数、低倾点和极好的抗氧化性能；带有长支链烷基侧链环基分子范围的化合物也是非常理想的分子，这些较高烷烃分子具有比芳烃低的挥发度。正够烷烃具有高粘度指数和高抗氧性能。然而由于其高倾点，他们并不
11、是理想的基础油成分。同样原因，一些异构烷烃、带有长烷烃支链的环烷基和芳烃化合物也不是理想的组成。环烷基芳烃对氧具有典型的感受性。多环环烷基芳烃具有低粘度指数和差的稳定性。含有杂原子的有机分子具有非常低的粘度指数和通常较差的稳定性。在生产高质量润滑油基础油加工工艺中，对不希望要的化合物多用化学转化法转化为更多需要的分子结构或用物理和/或化学的方法除去。4.1 润滑油基础油加工润滑油基础油加工的目的是为了得到所期望的产品性能，然后得到最大的基础油产率。润滑油加工从减压蜡油和脱沥青油生产基础油典型的三个主要步骤：精制提高粘度指数脱蜡降低倾点补充精制改善稳定性和色度。另外，为调整黏度、闪点和挥发度，在
12、精制、脱蜡以及补充精制步骤的前、后或中间过程中，常采用蒸馏装置。这些过程的优劣决定产品质量。4.2 精制我国溶剂精制主要采用糠醛或 N-甲基-2-砒咯烷酮，除去不期望的组分如低黏度芳烃、环烷烃和一些杂原子，从而得到具有较好的粘度指数的精制油和较高芳烃的抽余油。这样的工艺一般要求原料性质比较好，但是近年来适应直接生产润滑油的好原料正在逐渐减少。我国大庆和兰州两个企业建设了加氢工艺，加氢工艺通过芳烃饱和、开环以及除去杂质原子将低粘度指数成分转化为较高粘度指数基础油，精制水平大有提高。4.3 脱蜡溶剂脱蜡传统工艺采用溶剂如甲基乙基酮，用结晶和过滤的方法脱除蜡达到期望的倾点。产品是脱蜡基础油和含油蜡。
13、现在大庆已经建设了一套加氢异构脱蜡装置生产高质量的基础油，对其他企业产生较大的吸引力。4.4 补充精制我国基础油普遍氮含量高，用低压加氢精制不解决问题，本来已逐渐淘汰的白土精制近年又开始复苏。但是，白土精制对于 500N 以上的重组分油精制，白土使用量太大，不经济。有些企业开发了络合脱氮工艺，使精制技术有所补充。4.5 工艺技术选择传统的老三套工艺对于原料和产品结构的变化适应性较差，不少企业都在考虑采用加氢路线。加氢方案包含有：利用加氢裂化和加氢处理来改进粘度指数和脱除杂质、利用催化脱蜡来降低倾点和利用加氢精制来改进稳定性。在满足现在和未来的基础油需求方面，这些方案都是可行和有优势的。全加氢工
14、艺在符合基础油需求发展趋势方面的优势主要有几个方面：保证产品质量的同时，原料具有灵活性加氢工艺方案可以利用加氢裂化也可以利用加氢处理来改进基础油的粘度指数和除去杂质。由于亚太地区的原油资源缺乏，因此当原油不得已而改变时，为保证基础油质量稳定的要求，该工艺存在适应不同的原油的灵活性。产品方案具有好的灵活性加氢复合工艺能够生产各种级别的基础油。当产品规格要求变化时，可以通过调整分馏系统和加氢符合工艺之间的操作条件，以保证最大的产品灵活性。优质的产品质量相对溶剂工艺来说，利用加氢工艺生产的基础油要具有较好的抗氧稳定性、热稳定性和低温流动性。加氢/加氢处理、异构脱蜡和加氢精制的工艺条件可以大大降低原料
15、中的芳烃含量，从而使抗氧化稳定性和热稳定性得以大大改善。好的产品灵活性利用加氢/加氢精制和异构脱蜡可以生产 UCBO 和 CBO产品，或者是其中的一种，使生产者具备最大的市场灵活性。好的燃料油和润滑油平衡性所有的加氢工艺都可以生产高质量的副产物-燃料油，以保证炼油厂对燃料油和润滑油的共同需求。有些企业中，象溶剂脱沥青和加氢裂化装置最初可能都是按燃料油设计的，其后可以由燃料油模式转换成适应润滑油基础油的生产。我国润滑油的发展需要尽快提高质量、而且对产品质量的要求也不断提高，会使一些使用老技术的厂家竞争力逐渐降低，要想提高企业产品的竞争能力，就要采用新技术、发展新工艺。总结国内情况，有三种加氢工艺
16、应重点研究。溶剂萃取和中压处理的混合工艺。燃料油加氢裂化生产的尾油如何利用老三套工艺精制处理生产润滑油调和组分。加氢裂化、异构脱蜡、加氢精制全加氢工艺，技术很好，但投资费用太大，企业改造应慎重考虑。在生产厂对现有装置进行改进或改造中，应根据原油特点、市场要求，慎重考虑不同加氢技术与传统工艺相结合。对于新建生产厂来说，全加氢工艺是最好的工艺方案。5、结束语我国润滑油生产和市场的发展是值得很好研究的。我国润滑油升级换代存在很大困难，推动起来难度很大。根据国外经验，消灭低档油最好一刀切。要下决心消灭低档油，尽快推广优质油的发展，才有社会的发展。1996 年 8 月 1 日，国家从质量指标上已经淘汰了内燃机油SB 和 CB 以下油品。 “九五”末期，争取从质量指标上淘汰SC 内燃机油产品，加快质量进步。必须加快汽油机油的升级换代步伐，大力发展多级油和通用油。要加强节约用油意识的宣传，使消费者掌握正确的用油方法，落实节油措施。汽车行业及相关用油行业和
