壹、潤滑油的生產
潤滑油生產工藝有兩種:壹種是傳統的“老三套”生產工藝，即溶劑精制、溶劑脫蠟和白土補充精制；二是潤滑油加氫的近期發展。下面主要介紹潤滑油傳統的“老三套”生產程序。
(1)溶劑精制
潤滑油精制是指從潤滑油中脫除大部分多環短側鏈芳烴、膠質和瀝青質，以提高潤滑油質量的過程。常用的精制方法有酸堿精制、溶劑精制、吸附精制、加氫精制等。目前國內普遍采用溶劑精制。
溶劑精制是選擇壹種溶劑，將潤滑油中的非理想組分溶解分離，保留理想組分，然後蒸發溶劑循環使用。
1.溶劑的選擇要求
(1)具有很強的選擇性和溶解性。溶劑必須對潤滑油原料中的非理想組分具有高溶解度，而對理想組分具有低溶解度。當潤滑油原料中加入溶劑後，其中的非理想組分迅速溶解在溶劑中，溶解非理想組分的溶液被分離出來，剩下的就是潤滑油的理想組分。通常，前者稱為提取液(萃取液)，後者稱為萃余液(精制液)。因此，精煉過程實質上是壹種溶劑提取或萃取過程。
(2)密度高。溶劑密度高，從萃取塔上部進入；原料油密度低，從塔下部進入。溶劑和原料油在塔中逆流接觸。壹段時間後，溶劑將潤滑油中的非理想成分完全溶解。由於萃取液的密度高於萃余液的密度，兩相之間有明顯的界面，萃余液(理想組分+少量溶劑)從塔頂抽出，萃取液(非理想組分+大量溶液)從塔底抽出。
(3)沸點低，易於回收。萃取液中含有90%以上的溶劑，萃余液中也含有少量溶劑，必須回收。所以要求溶劑的沸點低於潤滑油的沸點。比如糠醛的沸點是161.7℃，低於潤滑油的沸點。當加熱到糠醛的沸點時，糠醛迅速蒸發。
(4)性質穩定，不易受熱變質，不與原料發生化學反應。
(5)無毒、無腐蝕性、價格低廉等。
目前，糠醛是國內煉油廠使用最廣泛的精制溶劑。
2.溶劑精制工藝流程
圖8-7是糠醛精制的工藝原理流程圖。
1)糠醛抽提
原料油經換熱器換熱後從下部進入萃取塔，糠醛從塔的上部進入，兩者在塔內逆流連續萃取。萃取塔內壓力維持在0.5MPa左右，使萃余液和萃取液自動流入溶劑回收系統，萃余液在上，萃取液在下。
2)溶劑回收
(1)萃余液的溶劑回收:萃余液中含有較少的溶劑(約10%)，可通過蒸餾回收。殘液被加熱爐加熱到220℃左右，進入殘液汽提塔。汽提塔底部的精制油(抽余油)被泵出裝置。塔頂分離出的含水糠醛蒸汽經冷凝器冷卻後進入糠醛-水分層罐。
(2)提取液的溶劑回收:提取液中含有大量的溶劑(約90%)。先蒸發掉大部分溶劑，再用蒸汽汽提殘留在油中的少量溶劑，這樣既節省燃料，又能完全回收溶劑。與來自高壓蒸發塔的糠醛蒸汽換熱後，提取液進入低壓蒸發塔。熱交換後，可從萃取物中蒸餾出30% ~ 40%的糠醛。塔頂糠醛蒸汽冷凝後進入糠醛脫水塔。剩余的萃取液從低壓蒸發塔底部抽出，經加熱爐加熱後進入高壓蒸發塔；塔頂蒸發出大部分糠醛蒸汽與萃取液換熱後進入糠醛脫水塔；蒸發後，塔底萃取液進入萃取液汽提塔。萃取液汽提塔的底部是脫除糠醛的抽出油出口裝置，頂部是含水的糠醛蒸汽。從低壓蒸發塔和高壓蒸發塔頂部出來的糠醛蒸汽經過糠醛脫水塔除去很少的水分後被回收。
圖8-7糠醛精制工藝原理流程圖
1-萃取塔；2，5-加熱爐；3-提余液汽提塔；4-萃取汽提塔；6-高壓蒸發塔；7-低壓蒸發塔；8-糠醛-水分層罐；9—糠醛脫水塔；10-糠醛蒸發塔
(3)含水溶劑的回收:糠醛和水能形成* * *沸騰物質，不能用簡單的蒸餾分離。汽提塔中的含水糠醛蒸汽從頂部蒸餾出來，經冷凝器冷卻，冷凝液進入分層罐。在室溫下，它分為兩層，上層是含有少量糠醛的水，下層是含有少量水的糠醛(糠醛的密度很大)。糠醛層泵入糠醛脫水塔脫水，塔頂餾出* * *沸物。蒸汽冷凝後返回分層罐，塔底脫水糠醛可循環使用。水層進入糠醛蒸發塔，塔頂為* * *沸物，塔底排出汙水，塔頂* * *沸物冷凝後返回分層罐。
(2)溶劑脫蠟
脫蠟的目的是降低潤滑油的凝固點，同時可以副產石蠟。目前工業上使用的脫蠟方法很多，如冷壓脫蠟、吸附脫蠟、尿素脫蠟、細菌脫蠟、溶劑脫蠟等。其中，溶劑脫蠟的應用最為廣泛，它可以處理多種餾分油和渣油。
溶劑脫蠟是在潤滑油中加入溶劑進行稀釋，使油的粘度降低，然後冷卻到低溫，析出蠟晶，過濾分離油和蠟。溶劑脫蠟有多種溶劑。目前國內普遍采用酮苯混合溶劑，稱為酮苯脫蠟工藝。下面主要介紹酮苯脫蠟工藝。
1.溶劑脫蠟原理
溶劑脫蠟是將油和蠟分離，從而達到除蠟的目的。蠟和油的分離采用過濾法，類似於用紗布過濾水中的懸浮物。對於過濾操作，混合物中的固體顆粒越大，液體的粘度越小，越容易過濾分離。因此，使用溶劑的作用是降低油蠟混合物中原料油的粘度，起到稀釋作用，有利於蠟的大顆粒晶體形成，有利於油蠟分離。為了實現這壹目標，在脫蠟溫度下，需要加入的溶劑應滿足以下條件:
(1)具有良好的選擇性。在脫蠟溫度下，油的溶解度大，而蠟的溶解度小，否則溶解在溶劑中的蠟和油會壹起進入濾液。
(2)脫蠟溫度下粘度低。
(3)沸點低，可以通過簡單蒸餾回收。
(4)凝固點低，在脫蠟溫度下不會凝固。
(5)無毒、無腐蝕性、不與油和蠟反應、價格低廉等。
沒有理想的單壹溶劑能滿足上述所有條件，但混合溶劑基本能滿足生產要求。目前主要使用酮苯混合溶劑，所以常稱為酮苯脫蠟。甲乙酮(或丙酮)和甲苯(或苯)不同比例的混合溶劑是酮苯脫蠟應用最廣泛的溶劑。
在丙酮-苯-甲苯的混合溶劑中，苯在油中有很好的溶解度，但在蠟中也有很大的溶解度，所以加入在蠟中溶解度很小的丙酮來降低其在蠟中的溶解度。因此，苯充當油的溶劑，丙酮充當蠟的沈澱劑。由於苯的結晶點較高，在低溫脫蠟過程中會有苯結晶析出，因此需要加入壹定比例的低凝固點甲苯作為補充，形成良好的選擇性溶劑。它們在油中溶解度強，在蠟中溶解度低，粘度低，沸點低，毒性小，凝固點低，是潤滑油溶劑脫蠟的理想混合溶劑。但其閃點較低，使用時要特別註意安全。
近20年來，甲乙酮替代丙酮的趨勢發展迅速。甲乙酮在蠟中的溶解度很小，但在油中的溶解度比丙酮大。用甲乙酮代替丙酮可以提高脫蠟油收率，降低脫蠟溫差。在低溫下，甲苯的選擇性比苯高，即油的溶解性比苯強，蠟的溶解性比苯差，所以甲苯基本上代替了苯作為溶劑。甲乙酮-甲苯混合溶劑在工業上得到廣泛應用。
2.酮苯脫蠟工藝流程
酮苯脫蠟工藝包括五個部分，如圖8-8所示。
圖8-8酮苯脫蠟工藝原理示意圖。
(1)結晶系統:其作用是將混有原料油和溶劑的溶液冷卻到低溫，使蠟從溶液中結晶出來，充分形成有利於過濾的大顆粒晶體。
(2)制冷系統:用於制冷和取出結晶過程中釋放的熱量。制冷劑選用液氨，通過蒸發吸熱降低原料油溫度。蒸發出來的氨氣經過壓縮、冷卻，變成液氨循環使用。
(3)過濾系統:作用是將結晶蠟從油中分離出來，將混合物分成兩部分，壹部分是濾液，另壹部分是含溶劑的脫蠟油；另壹部分是蠟膏，含有少量的油和溶劑。兩部分都應送至溶劑回收系統進行溶劑回收和再利用。
(4)溶劑回收系統:作用是蒸發蠟膏和濾液中的溶劑。采用的方法仍然是先蒸發後汽提。
(5)安全氣體系統:溶劑中的酮和苯揮發，它們的蒸氣和空氣會形成爆炸性混合物。因此，當使用大量溶劑時，必須設置安全氣體系統。安全氣體由壹氧化碳、二氧化碳、H2O、壹氧化氮、氧氣等混合氣體組成。在安全氣體的循環過程中，當氧氣含量增加並超過5%時，壹部分安全氣體被排出，並從安全氣體發生器補充新鮮的安全氣體。
(3)白土精制
經過溶劑精制、溶劑脫蠟等工藝後，得到的油中仍含有有害雜質(如膠質、環烷酸、酸渣和少量殘留溶劑)。必須除去這些雜質，以進壹步改善潤滑油的顏色和穩定性，減少殘炭。白土精制是在較高的溫度下用活性白土處理潤滑油，將這些雜質吸附在白土表面，得到精煉油。
1.白土精制的基本原理
粘土是壹種具有微孔結構的結晶或無定形物質，具有很大的表面積和很強的吸附能力。粘土可分為天然和活化兩種。天然粘土是風化長石。天然粘土的孔隙中往往含有壹些雜質。用8% ~ 15%稀硫酸處理除去雜質。經過處理的粘土稱為活性粘土，其吸附能力大大增強。
在白土精制條件下，白土對潤滑油中各種組分的吸附能力不同。粘土易吸附潤滑油中的膠質、瀝青質和殘留溶劑，但對潤滑油的吸附能力較差。因此，利用粘土的選擇性吸附性能，將粘土與油混合，然後將吸附了雜質的粘土過濾，就可以得到精制的潤滑油。
2.白土精制工藝
粘土精制過程可分為三種類型:固定床滲透法、連續滲透法和接觸法。前兩種因為生產效率低已經被淘汰了。目前接觸式白土精制應用廣泛。圖8-9顯示了接觸白土精制的工藝流程。
圖8-9接觸白土精制工藝流程
(1)混有油的白色粘土。原料油預熱至80 ~ 90℃，送入攪拌機，按要求加入白土，在攪拌機中充分攪拌。由於粘土密度大，必須充分攪拌，否則沈不下去。油和粘土能否混合均勻，對整個精煉過程影響很大。
(2)加熱。油和粘土的糊狀混合物在加熱爐中加熱，降低原料油的粘度，有利於粘土的吸附。
(3)接觸吸附。加熱的混合物進入接觸器或接觸塔壹段時間後，粘土被充分吸附。塔頂有真空泵裝置，將加熱爐加熱時裂解產生的輕組分和蒸發溶劑抽出，然後進入中間罐。罐裏裝有攪拌器，以防止粘土沈澱。
(4)過濾。從中間包出來的油和粘土的混合物首先在史密斯過濾器中過濾，以去除大部分粘土。這種過濾器比較粗，部分細粘土還能通過，所以可以通過板框過濾器再次過濾，保證產品中沒有固體顆粒粘土。得到的精制油排放裝置用作基礎油和廢白土排放裝置。
二、潤滑油調和
潤滑油的質量是由潤滑油中使用的潤滑基礎油和添加劑的質量決定的。少量的有效添加劑就能明顯改善潤滑油的性能，大大提高潤滑油的質量，滿足工業應用的需要。
調和是潤滑油生產的最後壹道重要工序。通過溶劑精制、脫蠟、白土精制等得到的不同粘度的潤滑基礎油。按壹定比例混合，並加入適當的添加劑。用什麽樣的調和組分添加劑，要看實際情況。比如調20 #機油，要求粘度低，低粘度的潤滑基礎油通常調適當的添加劑。