润滑油抽出油糠醛精制生产橡胶填充油的研究*

曹 群，陈海丽，刘井杰，石俊峰

（1.中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008；2.辽宁石油化工大学石化学院，辽宁抚顺113001）

润滑油抽出油糠醛精制生产橡胶填充油的研究*

曹 群1，陈海丽1，刘井杰2*，石俊峰2

（1.中国矿业大学化工学院，江苏徐州221008；2.辽宁石油化工大学石化学院，辽宁抚顺113001）

以糠醛为溶剂对大庆石化减四线糠醛抽出油进行再抽提。考察了抽提温度和剂油体积比对橡胶填充油的质量和收率的影响。研究结果表明，最佳操作条件：抽提温度70℃，剂油体积比3.0。在此条件下，产品收率为58.6%，芳香烃组分的质量分数为76.8%，符合某些企业橡胶填充油的使用标准。

糠醛；精制；橡胶填充油；抽提温度；剂油比

随着炼油技术的发展，国内外越来越多地采取加氢工艺替代溶剂精制工艺来生产润滑油基础油[1]。由于受到资金和技术等方面的限制，大多数炼油企业仍然将溶剂精制工艺作为生产润滑油基础油的主要加工手段，所以溶剂精制[2-4]在国内依然占有非常重要的地位。溶剂精制工艺所用的溶剂主要有糠醛、苯酚、双溶剂、N-甲基吡咯烷酮（NMP）等。国内，糠醛精制是润滑油溶剂精制的主要方式，占所有溶剂精制装置的75.8%，糠醛精制技术接近国外先进水平。

大庆炼油厂每年获得的润滑油糠醛抽出油约为3万t，将这部分油品作为燃料油出售，给厂子带来的效益较少。这部分油品含有大量的单环、双环或多环芳香烃，化学族组成分析总芳烃质量分数超过50%，有的接近70%，属于典型的高芳烃油[5-7]，此外还含有一部分饱和烷烃和少量胶质、沥青质，因此如果对这部分油品进一步研究，开发出如橡胶填充油等附加值高的产品，将给炼油厂带来更高的效益。

本实验采用糠醛作为抽提溶剂精制橡胶填充油[8]，将润滑油抽出油进行二次抽提，从而分离油品中的含饱和烃的蜡油和高芳香烃溶剂油，蜡油经汽提后得到催化裂化原料，高芳香烃溶剂油满足某些企业的橡胶填充油标准。这样可以创造可观的经济价值，因此随着国外在这方面的研究成果不断出新，国内也掀起了研究热潮[9-10]。

1 实验部分

1.1 原料及试剂

原料：大庆炼油厂减四线糠醛抽出油，其物理性质及烃族组成见表1。

表1 糠醛抽出油分析结果Table 1 The analysis results of furfural extractoil

试剂：糠醛（分析纯），正庚烷（分析纯、脱芳），石油醚（分析纯，60～90℃，脱芳），苯（化学纯），甲苯（化学纯），氧化铝（中性，层析用，100～200目，比表面＞150 m2/g，孔容0.23～0.27 cm3/g，使用前须活化），乙醇（化学纯）。

1.2 分析方法

依照中华人民共和国石油化工行业标准RIPP 13-90，采用氧化铝吸附法测定产物中饱和分、芳香分、胶质及沥青质的含量。该方法适用于渣油、石油沥青的四组分测定。

1.3 实验工艺路线

对原料油进行抽提实验，考察主要抽提条件：萃取剂、剂油比、抽提温度对油品性质的影响，并对其作为橡胶填充油性质进行分析，抽提工艺路线如图1所示。

图1 糠醛抽提工艺路线Fig.1 Process route of furfural extraction

2 结果分析与讨论

2.1 减四线糠醛抽出油分析与评价

橡胶填充油对充油橡胶的质量有重大影响，不同牌号的充油橡胶使用填充油的种类和规格都有严格的规定，由于石油馏分增塑剂是多种烃组分的混合物，尽管各厂家使用的增塑剂类型基本相同，但具体规格却不统一，目前国内尚无统一的质量标准，兰炼三叶公司根据使用厂家的实际情况，结合国内外主要生产厂家的技术标准[6]，制定了芳烃油系列增塑剂产品的企业标准见表2。

表2 芳烃油产品企业标准Table 2 The enterprise standards of aromatic oil product

从实验结果数据分析可以看出大庆石化总厂糠醛抽出油具有如下特点：

（1）从残炭、密度和族组成看：富含芳烃,如果直接催化裂化，轻油收率可能很低，生焦量大，加工成本高；

（2）从恩氏馏程数据和族组成看：几乎不含有轻组分，闪点、凝固点较高；

（3）减四线糠醛抽出油可以直接作为兰炼三叶公司企业标准6#、7#橡胶填充油。但外观颜色较深，仅适用于深色橡胶制品的生产，含蜡量还较高、凝固点较高，产品档次比较低，运输及储存不太方便，有待进一步改进。

2.2 精制溶剂的选择

在精制过程中，首先要求溶剂有良好的选择性，选择性越好，则产品收率就越高，产品质量也高。对于常用的糠醛、酚、N-甲基-2吡咯烷酮等溶剂选择：酚的成本较低，但毒性最大；糠醛的物理性质和选择性较好；N-甲基-2吡咯烷酮较糠醛和酚具有更好的溶解能力和热稳定性，但不易得到且成本高。因此选用了糠醛作为溶剂进行精制。

2.3 剂油比对产品收率及族组成的影响

在抽提温度为70℃，选择不同的剂油体积比，分别为2.0，2.5，3.0，3.5，4.0的条件下，对减四线糠醛抽出油进行再抽提实验，测得抽出油、抽余油的收率及族组成的变化，其中族组成中胶质含量为胶质和沥青质含量之和，以下均如此，实验结果见图2和图3。

图2剂油比对收率的影响Fig.2 Effectof solvent/oil ratio onyieldof the product

由图2可知，温度一定时，随着剂油比的增加，抽出油的收率一直升高，而抽余油的收率随着剂油比的增大而降低。剂油比的增加有利于提高抽出油的收率，但萃取剂溶解性过大，抽余油收率降低，萃取剂的回收费用提高；而剂油比较低时，抽出油收率较低，对油的利用率较低。

图3 剂油比对族组成的影响Fig.3 Effectof solvent/oil ratio onthe groupcomposition

由图3可知，随着剂油比的增加，抽出油中芳烃含量增加，剂油比达到一定值时芳烃含量减少，抽余油的饱和烃含量增加。剂油体积比＞3.0时，抽出油中芳香分含量出现极值。故本研究选剂油体积比为3.0。

2.4 抽提温度对产品收率及族组成的影响

在剂油体积比为3.0的条件下，选择不同的抽提温度，对减四线糠醛抽出油进行再抽提实验，测得抽出油、抽余油的收率及族组成的变化，实验结果见图4和图5。

图4 抽提温度对收率的影响Fig.4 Effectof extractiontemperature on yieldof the product

图5 抽提温度对族组成的影响Fig.5 Effectof extractiontemperature onthe groupcomposition

由图4，图5可知，随着抽提温度的升高，糠醛的溶解能力增强,而选择性也进一步下降。此时，虽然产品中芳香烃的绝对量仍然在增加，但是由于比低温时多溶解了大量的饱和烃，产品中芳香烃的含量有所降低。因此，抽出油的收率上升，芳香烃含量下降，但变化不大；而抽余油的收率缓慢下降，同时其饱和分含量稍有下降，基于综合方面考虑，适宜的抽提温度可选定为70℃。

2.5 最佳实验条件考察

由润滑油糠醛精制的副产物抽出油完全可以生产出满足一定企业标准的橡胶填充油产品，抽提温度和剂油比明显地影响产品质量，操作时必须严格控制。在保证抽出油和和抽余油的质量及收率的前提下，确定精制最佳条件。在最优条件下得出的抽出油，测定其主要性质并与JSBR-1712规格橡胶填充油对比，由表3可知除粘度外，大部分指标都满足JSBR-1712规格的质量要求。

表3 产品性质分析Table 3 Analysis of product properties

3 结论

从综合产品质量和收率考虑，较适宜的操作条件为：剂油体积比为3.0，抽提温度为70℃，在此条件下，抽出油的收率为58.6%，其中芳香烃组分质量分数为76.8%；抽余油的收率为41.2%，饱和烃组分质量分数为75%，质量明显提高，抽出油符合某些企业的橡胶填充油标准。另外,在生产橡胶填充油过程中还可以分离出一定量的蜡油（抽余油），它可循环回到抽提塔，以提高润滑油精制油的收率，或经汽提后得到催化裂化原料，也可以创造可观的经济价值。

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Preparation of Rubber Packing Oil From Extract Oil of Lubricating Oil by Furfural Refining Technique

CAOQun1，CHEN Hai-li1，LIU Jing-jie2*，SHIJun-feng2
（1.School of Chemical Engineering&Technology，ChinaUniversity of Mining andTechnology，JiangsuXuzhou 221008，China；2.School of Petrochemical Technology，Liaoning ShihuaUniversity，Liaoning Fushun113001，China）

Using furfural as solvent，vacuum cut IV furfural extract oil of Daqing petrochemical company was extracted to produce rubberpacking oil.Influence of extracting temperature and solvent/oil ratio on both quality and yield of rubber packing oil was investigated．The results show that the optimum operation conditions are determined as follows：the extracting temperature is 70℃andthe solvent/oil ratio is 3.0.Underabove conditions，the yield of product is 58.6%，and the contentof aromatic hydrocarbonis 76.8%.Itis obvious thatthe productcanbe usedas rubberpacking oil．

Furfural；Refine；Rubberpacking oil；Extracting temperature；Solvent/oil ratio

TE624

A

1671-0460（2010）04-0363-04

2010-05-24

曹 群（1990-），男，辽宁抚顺人。

刘井杰。