第4篇第1章润滑油调合工艺 - 图文

更新时间：2023-09-12 13:19:01 阅读量：综合文库文档下载

说明：文章内容仅供预览，部分内容可能不全。下载后的文档，内容与下面显示的完全一致。下载之前请确认下面内容是否您想要的，是否完整无缺。

诗篇第4篇推荐度：
相关推荐

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

1.1 概述

1.1.1 矿物润滑油

润滑油是指在各种发动机和设备上使用的石油基液体润滑剂，是采用常减压蒸馏所得特定馏分，经脱沥青、脱蜡与溶剂精制等处理后的基础油，与功能添加剂，经过特定的调合工艺，生产出的商品润滑油。

目前使用最多的润滑油就是从石油中提炼出来的矿物润滑油。矿物润滑油是一种很复杂的、含有多种碳氢化合物的烃类混合物。另外，还含有硫、氮、氧等多种微量元素。其原料一般取自石油中沸点高于300℃或350℃的馏分，一般称为润滑油基础油。经过调合以后，作为商品的润滑油称为润滑油成品油。

1.1.2 矿物润滑油工业的发展

在1878年的巴黎世界博览会上推出的第一批矿物润滑油样品轰动一时。但当时的生产工艺简陋，润滑油的产量和品种十分有限。直到20世纪20年代，选择性溶剂精制、分离工艺的蓬勃发展，使世界矿物润滑油工业步入了现代化进程。30年代具有某种特殊功能的化学合成物质，添加剂的诞生意味着现代润滑油的崛起，把润滑油工业的发展带入了崭新的阶段。

润滑油工业的发展转入了节能化的轨道。节能化研究不断深入，节能型工艺、节能型添加剂、节能设备在润滑油生产过程中得到广泛应用。长寿命油、通用油、适用地域广泛温差大的多级油逐渐受到青睐。

随着世界石蜡基原油的日趋短缺和价格上涨，世界各国对环保法规的日趋严格，对优质基础油的需求量大幅度增长，矿物润滑油生产工艺从传统的物理加工工艺向化学改质工艺延伸，基础油生产向加氢技术发展，世界矿物润滑油基础油正由API Ⅰ类向API Ⅱ/Ⅲ类转变。

伴随着人类社会进入21世纪，矿物润滑油的生产技术和管理技术也进入了一个新的发展时期。添加剂也由过去的以单剂为主，逐步过渡到以复合剂为主，同时要求对环境友好。润滑油配方的基本结构正在发生转变，加氢基础油和合成油的比例在逐渐增大，对添加剂的配伍性提出了新的要求。在润滑油的生产过程中，电子计算机也被广泛采用，如DCS系统。

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

国外润滑油的调合技术开发较早，发展较快。1983年BP公司在法国的调合厂建立润滑油自动调合厂。1991年Esso、BP、Mobil公司先后使用了自动批量调合技术以适应小批量、特殊品种的调合。1996年Esso公司建成了由计算机控制的自动球扫线系统。九十年代在线调合技术和同步计量调合技术逐渐被更多的石油公司采用，包括SMB橇装技术的应用。由此可见二十世纪末是润滑油调合技术飞速发展的关键时期，无论是润滑油调合工艺技术，油品质量，还是自动化水平都取得了长足的进步。二十一世纪初管汇输送技术得到应用,目前为止被多家公司采用。

中国中、高档润滑油的生产起步和发展与外国相比要晚，调合技术也较落后。近几十年，随着我国经济改革步伐的日益加快，国内市场对润滑油的需求量日益增多，对产品质量、级别的要求也越来越高，这就对国内润滑油调合厂的生产技术提出了更高的要求。中国在八十年引入了静态混合器，并且先后引进了先进的管道调合技术，如1983年中石化长城润滑油公司引进的美国柯纳尔公司的自动调合设备，还有燕山石化公司炼油厂、大连石化公司润滑油调合车间、兰州炼油化工总厂润滑油调合车间建立的在线管道调合系统，等等。

润滑油生产装置的联合化，调合工艺的自动化、生产、储存、运输管理综合化将成为润滑油调合工艺的新特点。

目前中国润滑油生产可以分为三部分：一是国有骨干企业即中国石化润滑油公司和中国石油润滑油公司。近年中国石油、石化两大集团，分别进行了重组，推出了自己的润滑油品牌，大大增强了中国润滑油在国际市场的竞争力。但是我国润滑油的总体生产水平还有较大差距。如生产规模偏小，生产厂家分散，产品质量档次偏低，自主的研发能力不足。

众多润滑油生产商选择了“先集中，后分散”的生产经营策略，即在炼油厂集中生产润滑油的基础油，再送到分布在世界各地的润滑油调合厂调合成市场所需的各种润滑油成品油，这样使产品更靠近市场，靠近消费地区，同时降低生产成本，获得更多的利益。

现代矿物润滑油工业中先进的生产工艺是制备优质基础油的技术手段，优质基础油是调制优质成品油的物质基础，优化配伍的添加剂是配制优异使用性能商品的重要保证，模拟仿真化的测试评定是表征和检验润滑油性能水平的主要方

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

法，过程控制是润滑油品质保障的关键。

1.1.3 新型润滑剂

进入21世纪以后，全世界对环境保护的呼声越来越高，世界各地纷纷以立法的形式强化对排放污染的严苛要求。例如对汽车的尾气排放指标越来越严格，石油产品对水体、土壤的污染处罚越来越严厉。并且设备制造商们不断推出的新材料、新技术、新设计对润滑油的工作环境提出了更高要求，如更高的极压性能、更好的氧化安定性能、降低油耗、延长换油期等等。因此，研制更加环保和节能、长寿命型的润滑油是未来发展的方向。

1.1.3.1 绿色润滑油脂

绿色润滑油脂作为新一代润滑剂，具有良好的生物降解性，这也是评价它的最重要指标。传统的润滑油绝大多数是以矿物油为基础油，由于不完全燃烧、泄漏、遗洒等原因，润滑油将不可避免地直接排放到环境中，对生态环境造成危害；并且在矿物润滑油的生产过程中，部分生产工艺的缺陷对操作人员和环境也会造成不良影响；试验表明用后的润滑油会产生不同程度的毒性，对生态环境有害。因此生产环境友好型或环境容许型的绿色润滑油脂已成为今后发展趋势。绿色润滑油脂无毒、具有良好润滑性、粘温性能、粘度指数高、容易降解生成二氧化碳和水。现在世界各大公司都已着手环境友好型绿色润滑油脂的研究和开发，我国也已起步。

可生物降解性是指物质被活性有机体通过生物作用分解为简单化合物的能力。在生物降解过程中常伴随着物质损失、最终产物水和二氧化碳的生成、氧气的消耗、能量释放和微生物量的增加等。一般可通过定量测定生物降解过程中的总有机碳和溶解有机碳来衡量生物降解性。目前，绿色润滑油使用的基础油主要是植物油和合成酯。合成酯在结构上与植物油有相似之处，但其分子结构中只有1个双键，氧化安定性优于植物油。绿色润滑油脂的添加剂适于选用无毒或部分低毒的，可提高润滑油的可生物降解性和氧化安定性的添加剂。

1.1.3.2 纳米润滑油

近年来，人们将纳米材料用于润滑油脂的研究，以提高其抗磨损和抗极压性能。纳米是一个长度单位，一纳米即为10亿分之一米，相当于10个氢原子连成一串的长度，这意味着人们可以在原子尺寸上制造材料。在显微镜下，光滑的金

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

属表面充满孔隙，而纳米润滑油能填充这些孔隙，形成分子有机膜，最大限度地减少金属间孔隙的摩擦，降低摩擦磨损，还大大增加了可承受的极压限度，能耗也可减少，使机械寿命成倍增长。在润滑油中加入纳米添加剂不仅可显著提高其润滑性能和承载能力，还可以减少添加剂的用量，提高产品质量。纳米润滑油对于那些重压重负荷、高温高速或长时间不间断运行、磨损严重、精密度要求高的机械设备，其实际效益非常显著。

1.1.4 废润滑油再生

润滑油在使用过程中由于高温和空气的氧化作用，会逐渐氧化变质。而且设备在运转过程中摩下的金属粉末、从外界进入油中水和杂质，也对油的氧化起催化作用，所以润滑油在使用过程中颜色逐渐变深，酸值上升，并且会产生沉淀物、油泥、漆膜，这些物质沉积在摩擦部件的表面、润滑油流通的孔道和滤清器上，会堵塞油路，引起机器的各种故障。

变质的废润滑油通常被丢弃，造成水体、土壤乃至整个生态环境的破坏。焚烧废润滑油产生的含有重金属氧化物的烟气，对人体和环境同样造成危害。把废润滑油进行适当处理，成为再生润滑油，既可以避免损害生态环境，又可以节约石油资源，是一种较为合理的处理方法。目前，主要采用的方法有：对于变质不严重，仅混入水和固体杂质的废润滑油采取再净化工艺；对于变质程度较大，含油泥、漆膜等氧化产物多的废润滑油，采用硫酸等化学物质处理和白土吸附的再精制工艺；对深度氧化变质的润滑油采用蒸馏、精制、吸附、加氢等再炼制工艺。为了减少废油再生过程对环境的污染，将逐步采用环保的无污染工艺，减低废油再生成本，许多国家制定措施和法规以鼓励使用再生润滑油。

1.2 润滑油调合工艺

为了提高产品性能、满足各行各业的、日益提高的润滑要求；并且为了优化产品结构，合理利用资源、最大限度地降低生产成本、获取最高效益；人们在优质的矿物油中按照不同比例加入具有特殊功能的添加剂，通过特定的调合工艺，生产出满足各种不同需求的润滑油新品种。

1.2.1调合机理

大多数石油产品都是经过调合而成的调制品。油品调合通常可分为两种类型：一是油品组分的调合，是将各种基础组分，按比例调合成基础油或成品油；

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

二是基础油与添加剂的调合。

各种油品的调合，除个别不互溶的液－液分散体系和液－固溶解混合体系以外，大部分为液－液相系互相溶解的均相调合，是三种扩散机理的综合作用。分子扩散：由分子的相对运动所引起的物质传递，是在分子尺度的空间内进行的。

涡流扩散（或称湍流扩散）：当机械能传递给液体物料时，处于高速流体与低速流体分界面上的流体受到强烈的剪切作用，产生大量旋涡，造成对流扩散，是在局部范围的涡旋尺度空间内进行的。

主体对流扩散：包括一切不属于分子运动或涡流运动而使大范围的全部液体循环流动所引起的物质传递，如搅拌槽内对流循环所引起的传质过程，这种混合是在大尺度空间内进行的。

主体对流扩散只能把不同物料“剪切”成较大“团块”地混合起来，主体内的物料并没有达到均质，通过大“团块”界面间的涡流扩散，才进一步把物料的不均匀程度迅速降低到旋流本身的大小。此时虽没有达到均质混合，但是“团块”已经变得很小，而数量很多，使团块间的接触面积大大增加，再通过分子扩散使全部油料达到完全均匀的分布状态。

润滑油调合是上述3种扩散的综合。但由于轻质、重质润滑油的粘度差别较大，在实际调合时哪种扩散过程起主导作用是不尽相同的。例如：轻质润滑油调合，对液压油而言，油料粘度较低，调合时，在机械搅拌的作用下，涡流扩散起主导作用，在局部造成旋涡、对流扩散，最终通过分子扩散达到完全均匀的混合。对于重质润滑油的调合，如高粘度的齿轮油、粘度指数改进剂，由于粘度大，在搅拌过程中，机械能传递给物料时，主要不是涡流扩散，而是“剪切作用”，把待调合的油料撕拉成愈来愈薄的薄层，再通过分子扩散达到均匀混合。内燃机油尤其是多级油粘度跨度大，调合时同时存在高粘度间的撕拉作用和低粘度间的涡流扩散、分子扩散；高低粘度间的对流扩散，即高粘度油被稀释，整体转为涡流扩散、分子扩散，最终达到混合均匀。

1.2.2 润滑油调合工艺 1.2.2.1润滑油调合工艺类型

常见的润滑油调合工艺，一般分两种基本类型：罐式调合和管道调合。不同

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

的调合工艺具有独特的特点和适用不同的场合。

罐式调合是将基础油和添加剂按比例直接送入调合罐，经过搅拌后，即为成品油。罐式调合系统主要包括成品罐、混合装置、加热系统、散装和桶状添加剂的加入装置、计量设备、机泵和管线等基础设施及过程控制系统。一些系统中抽桶装置的应用避免了桶装添加剂加入时各种杂质对产品质量的影响，也减少了添加剂对环境的污染；一些桶抽取装置具有清洗功能，将添加剂残留损耗降低到最低限度。见图4－1－1

图 4－1－1 润滑油罐式调合装置简图

管道调合是将润滑油配方中的基础油、添加剂组分，按照计算好的比例，同时送入总管和混合器，经过均匀混合后即为成品油，其理化指标和使用性能即可达到技术要求，可以直接灌装或送入储罐。

管道调合通过实时在线调整管道泵的转速，以使得各条管道中原料油的流量进行动态地调整，以达到预设定的比例，保证最优的调合精度。另外一种管道调合，也是通过管道加入添加剂，经过管道上流量计计量，但需要在调合罐中混合均匀方为成品油。见图4－1－2。润滑油调合广泛应用计算机自动控制技术和在线分析仪表，具有自动化程度高、调合质量好、计量精度高及品种调换灵活等特点。

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

图 4－1－2 管道调合示意图 1.2.2.2 罐式调合

罐式调合工艺分为机械搅拌方式调合、泵循环方式调合、气动脉冲混合方式调合。所使用的调合罐一般是带有加热系统和混合装置的金属罐（最好是不锈钢和搪瓷的）

1．机械搅拌调合

使用机械搅拌混合是油罐调合的常用方法，适用于相对小批量的润滑油成品油的调合。被调合物料是在搅拌器的作用下，形成主体对流和涡流扩散传质、分子扩散传质，使全部物料性质达到均一。搅拌调合的效率，取决于搅拌器的设计及其安装。润滑油成品油调合常用的搅拌方式主要有侧向伸入式搅拌及立式中心式搅拌两大类。见图4－1－3

⑴ 侧向伸入式搅拌 ⑵ 立式中心式搅拌

图 4－1－3 润滑油调合常用搅拌方式

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

⑴罐侧壁伸入式搅拌调合：搅拌器由罐侧壁伸入罐内，每个罐可装一个或几个，搅拌器的叶轮是船用推进式螺旋桨型。影响搅拌调合所需功率的几个因素：

①罐的容积与高径比：高径比越大，静压头越大所需总功率也越大； ②介质粘度：介质粘度越大，流动阻力越大，所需功率相应增大； ③搅拌时间：连续搅拌时间越短，搅拌所需功率越大；

④搅拌运行方式：据有关资料记载：以两组分为例，两组分同时进罐，边进边搅，全部进罐后继续搅拌，这种方式单位容积所需动力最小。

⑤安装位置：不论使用几台搅拌器（一般少于4台），集中布置在罐壁圆周1/4的范围内，并对油罐轴心偏离一定角度，搅拌器轴心离罐底的距离，取桨叶直径的1.5倍。

侧向搅拌器适合于大中型调合罐的调合工艺。

⑵罐顶立式中心式搅拌调合调合罐顶部均安装有电机、减速设备带动罐下部的搅拌器。此类搅拌器只使用在小型（容积小于20m3）立式调合罐上，适用于小批量而质量、配比等要求严格的特种油品的调合。见图4－1－4

图 4－1－4 润滑油调合釜

1－加热盘管；2－导流筒；3－釜体； 4－电机；5－减速机；6－搅拌叶轮 2．泵循环调合：

用泵不断地将罐内物料从罐内抽出，再返回调合罐，在泵的作用下形成主体

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

对流扩散和涡流扩散，使油品调合均匀。为了提高调合效率，降低能耗，在生产实践中不断对泵循环调合的方法进行了改进。主要有：

⑴泵循环－喷嘴调合：先将组分油和添加剂送入罐内，用泵不断地从罐内抽出部分油品通过装在罐内的喷嘴利用射流混合。高速射流在静止流体中穿过时，一面推动其前方的液体流动形成主体对流；另一方面在高速射流作用下，射流边界就可形成大量旋涡使传质加快，从而大大提高混合效率。这一方法设备简单，效率高，管理方便。但是泵的循环能力要大到每小时能使调合罐里的油品总量循环几次到十几次，以便迅速地完成均匀的混合。这种混合方法适用于中低粘度油品的调合。见图4－1－5

图4－1－5 射流混合流型

⑵静态混合器调合：即在循环泵出口、物料进调合罐之前增加一个合适的静态混合器，可大大提高调合效率。一般比机械搅拌缩短一半以上的时间，且调合质量优于机械搅拌。

静态混合器两端法兰直接安装于回流管线，混合室内装有相互交错的倾斜波纹板，每一层相互交错，在泵循环时，使物料被有效地分割、旋转、混合，最终达到均匀的效果。静态混合器的设计便于清洗、维修和更换。

3．应用气动脉冲混合工艺 ⑴应用气动脉冲混合工艺

气动脉冲混合是按物料物理特性（如粘度、密度、流动性等）和容器的几何参数（如形式、容量等）不同，相应设定脉冲频率、延时和压力等参数，通过中心控制系统控制油罐内安装的集气盘产生动力强大的气流，推动油品，上下搅动混合的过程。在整个调合罐内形成自下而上的整体垂直循环运动。气动脉冲混

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

合是垂直界面的主体对流扩散，它的有序流动性较机械搅拌更强。对于机械搅拌，搅拌器的远端和罐壁附近的边缘流动性差，而气动脉冲混合不存在这个问题，罐内各部的物料湍动比较均匀。气动脉冲混合的设备结构简单，只需在罐内安装数个集气盘及压缩空气管线，且多个油罐可以由一个控制中心操作。需要注意的是压缩空气在使用前必须经过充分干燥，避免油品水分超标。见图4－1－6

图 4－1－6 气动脉冲混合 ⑵应用气动脉冲混合的工艺特点

①由于油罐内物料搅动剧烈，调合时间短，生产效率高； ②减少了停产维修，无需机械保养，降低生产成本；

③可以缩短加热时间、不必过高的蒸汽压力，并且在一定的换热面积下，节约热能和燃料，降低设备损耗，提高加热效率

④设备结构简单，安装方便，系统运行平稳高效、操作安全；

⑤实行中央控制，系统高效，同时指挥多台油罐，甚至整个罐群，按照各自设定好的频率进行调合；

⑥对油品的氧化影响轻微，气动脉冲调合与传统的风搅拌存在本质区别。虽然同样是用压缩空气，但耗气量一般相差40－50倍。

4．自动批量调合系统（ABB）

下面介绍一种自动控制进行罐式调合的系统。 ⑴自动批量调合的工艺过程

自动批量调合与一般的罐式调合工艺基本相同，只是通过自动控制系统进行调合全过程控制。自动批量调合适用于小批量、高频次、多品种调合，其操作更

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

定性。所以连续调合可以实现优化控制，合理利用资源，减少不必要的质量过剩，从而降低成本。连续调合顾名思义是连续进行的，其生产能力取决于组分罐和成品罐容量的大小。

综上所述，罐式调合适合批量小、组分多的，具有特殊工艺要求或特殊产品特性的油品调合，在产品品种多、缺少计算机技术装备的条件下更能发挥其作用。而生产规模大、品种和组分数较少，又有足够的吞吐储罐容量和资金能力时，管道调合则更有其优势。批量调合一般情况下，设备简单，投资较少；管道调合相对投资较大。具体应用中，需作具体的可行性研究，根据经济、技术分析而确定。

1.3 润滑油调合的工艺控制

1.3.1 调合过程的影响因素

影响润滑油质量的因素很多，配方设计、计量设备的精度、原料油组分的质量指标等都直接影响着成品油的质量。这里主要分析润滑油调合过程控制中工艺、操作的因素对调合后油品质量的影响。

1.3.1.1 配方组分投料的控制

无论哪一种调合工艺，控制配方加入比例都是非常重要的环节。它是准确执行配方的保证。对于控制配方的投料比例，需要做到配方计算合理，录入准确，计量器具/设备校验有效、计量精确；配方各组分投料完毕后，利用各组分的物料平衡，如原料罐的出入量平衡、各组分原料出料量之和与调合罐入料总量的平衡等方法，验证各组分投料比例是否符合配方要求。

对于自动调合系统计量设备的准确控制、自动阀门的调节是精确计量的关键，否则将导致组分比例的失调。因此，衡量调合设备优劣首先在于该系统的计量及其控制的可靠性和精确程度，它直接影响产品合格率。

由于计量误差大造成的不合格主要有：高温粘度、低温动力粘度（即CCS）、倾点等指标，其中粘指剂的计量准确性，主要影响高温粘度；重组分油的加入比例，主要影响成品油的低温动力粘度、低温泵送；添加剂的输送温度，直接影响流量计计量添加剂的准确性，从而影响成品油的碱值、元素含量、灰分和倾点是否合格。

计量误差原因分析：粘指剂、重组分油、散装添加剂等粘度较大的原料，在输送温度低或切换原料油罐底量时，输送流量过小，超出流量计的有效计量范围，

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

计量误差增大，造成粘度、低温动力粘度、碱值、元素含量、灰分、倾点不合格。

采取预防纠正措施：1、合理控制原料储存温度，调油时达到最低输送温度以上，方可调合；重点控制好粘指剂、功能添加剂的储存温度。2、对照每个组分最低流量加强监控，一旦发现问题，通过做物料平衡确认，不合格及时调整。尽量减少切罐操作，若必须切罐时，在最低流量以上切罐，及时做好所用物料的平衡，发现问题及时调整。3、合理调配工艺管线，避免不同原料在共用管线内存油，对小批量产品的质量影响较大。

1.3.1.2 生产过程的物料温度

原料油和成品油在储存和输送过程中，控制一定的温度是十分必要的。一般来讲，原料的输送温度低，输送速度慢，甚至凝固在管线中，无法操作。输送温度过高，加速原料油氧化，一般油温在50－60℃以上，油品的氧化速度增加一倍，添加剂受热易氧化分解而失效，造成巨大损失；油温高还会加速成品油老化变质，降低使用寿命。为了节约能源，也可采用储存温度低，通过快速加热器，迅速提升油品输送温度，已保证其必要的流动性。

在润滑油调合过程中，选择适宜的调合温度，对混合效果和油品质量影响很大。一般选择60℃左右为宜，但是齿轮油一般在50℃左右调合，因为其中的抗氧剂在50℃左右开始分解。

1.3.1.3 生产过程的混合均匀度

对于不同粘度级别的成品油，原料油的粘度不同，轻重原料的比例不同，混合（搅拌）形式、混合设备功率不同，调合温度不同，混合的时间不同，混合的均匀效果也不同。混合时间过长，过多的空气混入油中，会加速油的氧化，对液压油、汽轮机油、变压器油的抗泡性和空气释放性也有不利影响。

成品油混合不均匀，常见的不合格项目有：粘度、倾点、碱值、灰分、元素含量、抗泡性、低温动力粘度等不合格。

不合格原因分析：1、混合设备发生故障或因磨损效率下降；2、混合时间不足；3、物料混合温度低、粘度过大，物料混合不易均匀；4、操作工艺参数发生变化，例如调合批量超出正常批量范围。

改进措施：1、定期进行设备维护；2、对于高粘度油品适当提高调合温度或延长混合时间；3、选用效率更高的混合方式，采用边进料边混合的方式，提高

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

混合效率。

根据生产任务的需要，对于调合量低、储罐内液面位于搅拌器以下的情况，可以采用泵循环调合的方式，在工艺温度下，延长混合时间，达到混合均匀的目的。在搅拌器故障时，可以临时采用向罐内吹入氮气的方法，时间短、混合效果好。

1.3.1.4油中的空气

油中混有空气是不可避免的。空气的存在不仅促进添加剂的分解和油品的氧化，还影响配方组分的计量准确性，因为流量计在油、气混合状态，计量误差很大。为了消除空气的影响，在管道调合装置中可以控制混合器负压操作，还可以增加空气分离罐，当通道内有气体时，自动停泵，排气后，泵自动开启，保证计量的准确性。还需要合理控制混合时间，尽量减少混合过程带入油中空气。

1.3.1.5添加剂的稀释、溶解

部分固体添加剂、非常粘稠的添加剂、溶解度低的添加剂，使用前必须溶解、稀释、调制成合适浓度的添加剂母液，否则既可能影响调合的均匀程度，又可能影响计量的精确度。还有的添加剂数量少，用流量计计量不易精确，可以预混合入基础油中，再进行调合计量，如此操作方便准确；个别添加剂在润滑油中溶解度低、不易分散，需要中间溶剂进行稀释溶解，才能更好地在润滑油中分散均匀，发挥其作用，如为了提高高效抗泡剂二甲基硅油的使用效果，抗泡剂必须先以1：9的比例溶解在煤油中，再均匀分散在润滑油中。

1.3.1.6 添加剂的加剂顺序

润滑油调合的基本原则是必须严格按照配方要求和调合工艺进行操作。在按照配方比例完成基础油投料后，根据工艺要求、按照一定顺序加入添加剂。一般来说，先加入增粘剂调整好油品粘度，再加入降凝剂调整油品的倾点，然后加入抗泡剂，再按优先顺序加入其它功能剂，如复合剂、抗乳化剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、油性剂、防锈剂、金属减活剂，最后使基础油与添加剂均匀调合。注意有些添加剂为碱性或酸性，在投料时不要一起加入，如防锈剂为酸性，注意与碱性添加剂分开投料，避免酸碱中和，降低其使用效果。现在润滑油多使用复合剂，对于加剂顺序的要求已经不十分严格。

1.3.1.7杂质的污染

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

调合过程中混入的固体杂质和配方以外的组分等都是对系统污染，都可能造成调合产品质量的不合格。机械杂质是指不溶于苯和汽油的沉淀物和悬浮物。润滑油中含有机械杂质不仅能使油的粘度增加，而且将加速机械零件的研磨、拉伤和划痕等磨损。发动机中润滑油机械杂质增加会加重发动机的磨损，增加积炭的生成，堵塞油路油嘴和滤清器，造成润滑失效。还可降低油品的抗氧化安定性。变压器油中有机械杂质，会降低其绝缘性能。因此润滑油的调合过程需避免混入杂质和配方以外的组分。

固体杂质污染油品的原因：1、原料油中带入；2、检尺或其它操作时掉入；3、新建或改造施工过程中带入； 4、过滤器清理不及时、不彻底、滤网滤袋等漏损；5、清罐周期过长，罐底脏；6、储罐等设施的内壁因腐蚀而产生的锈渣掉入油中。

控制措施：1、在系统中增加过滤器或提高过滤精度，滤除杂质；2、定期检查、清理过滤器，更换滤网滤袋；3、检尺时用布擦尺，避免大风天检尺；4、罐体、管线竣工，清洗后方可使用，且增加临时过滤措施；5、定期清罐，适当提高油罐包装管线出口的高度，避免抽出大量杂质；6、适当提高粘油的储存温度，以利于固体杂质的沉降。但这只对较大颗粒的固体杂质起作用，杂质中还有一些纤维样杂质，需要借助更加精密的设备来过滤，如深层过滤材料、滤袋、滤机等，根据介质、清洁程度的不同要求而定；7、储罐等设施的内壁喷涂防腐涂料，避免锈渣污染；8、对于机械杂质不合格的油品，可以用沉降、过滤的方法去除杂质，在沉降过程可以适当提高油品温度，有利于杂质沉淀在罐底。

从经济的观点出发，无论是管道调合还是罐式调合，一个系统只调一个产品的可能性是极小的，因此配方外组分对系统的污染十分常见。罐底和罐壁残留油品对系统也会造成污染。对于同一精制深度系列而牌号不同的基础油，一般采用相邻粘度级别存放原则，否则应抽尽罐底残油。当级别相差较大的组分使用同一管道时，可以采用压缩空气反吹处理或球扫线清理管道。当储罐或调合罐更换油品，需要降低污染风险时，还可以用组分油洗罐，或彻底清理油罐。从生产安排上，可以安排品种、级别相近的油品在一个调合罐中调合，避免差别大的油品相互污染，以保证调合产品质量。

1.3.1.8 规范的操作

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

随着调合过程的自动化程度越来越高，对操作的技术性、规范性的要求更加提高了。操作过程的不规范，将导致产品不合格、物料损失、甚至发生生产事故。例如：

⑴检尺操作不规范，是否检查量油尺校验证、尺带是否褶皱，检尺是否重复两次，读数是否正确，误差是否符合要求等都会影响计量数据的准确性。严重时可能影响产品质量，甚至导致跑冒事故的发生。

⑵关键操作没有进行必要的复查，在配方计算、执行过程，改流程过程出现错误，造成配方或输油错误，甚至发生跑冒串事故。

⑶加剂操作不规范，没有核对添加剂名称即加剂，造成加剂错误，产品不合格，甚至报废。

⑷过程监控巡检不到位，对于自动调合过程，油品输送过程未监控计算机的动态画面，报警未及时处理，没有定点定时巡检，出现问题没有及时发现，导致生产事故的发生。

⑸记录不规范，未及时、准确地记录，或者记录字迹不清，在追溯过程不能反映真实的原始操作情况，给问题的原因分析、解决和生产经验数据的总结带来困难。

措施：⑴合理编制操作规程，明确操作要求；⑵细致培训，提高对不规范操作导致的严重后果的认识，增强责任意识；⑶严格执行操作规程，检查操作规程的执行情况，明确管理要求，制定切实有效的考核制度。

1.3.2 不合格品的处置方法

润滑油生成过程中，由于配方使用、物料计量、设备故障、操作不规范等多种原因，造成原料油或成品油的理化指标或性能指标不合格。对于已判定不合格的油品，立即标识、隔离，避免误用；分析不合格原因，调整不合格品。并针对不合格原因采取纠正预防措施，避免不合格重复发生。若不合格油品调整困难，可以同品种油品分批混兑调合，或改变方案，调配成其它油品，再或者做降级使用的处理。由于润滑油生产过程环节较多，对某一不合格项目的影响因素错综复杂，一个不合格项目可能由多个原因造成，有时单凭一次或几次的不合格，很难判断其准确的不合格原因；由于润滑油调合是一个不可逆的过程，对多个可能的不合格原因，无法一一追溯，所以需要在不合格原因分析的过程中，细致观察、

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

化（或采用平均导热系数），并且温度只是沿着壁厚轴向进行变化，形成一种稳态的一维传热。其计算公式如下：

Q=△t/ R=λS（t2-t1）/b （4-1-19）

[例4-1-11] 某炉平壁厚度为0.3m，炉内表温度为1200℃，炉外表温度40℃，炉壁材料的热传导系数为λ=0.82+0.00075t。求单位面积的传热热通量和平壁温度分布关系式。

解：平均壁温为：tm=（t2+t1）/2=(1200+40)/2=620 炉平壁平均传热系数为λm=0.82+0.00075×620=1.285 热通量q=λm(t2-t1）/ b=1.285×(1200-40)/0.3=4969 (W/m2) 设炉壁中距内壁x处的温度为t，所以 q=λ (t2-t）/x

所以t= t2- qx/λ=1200-4969 x/1.285=1200-3877x 温度分布关系式为：t=1200-3877x

[例4-1-12] 某圆形管道表面包扎有内径为120mm厚度为60mm保温层，管线外表温度为200℃，保温层外表温度为30℃，保温层材料的热传导系数为λ=0.11+0.00015t。求保温层每米管长热损失。

解：平均壁温为：tm=（t2+t1）/2=(200+30)/2=115 保温层平均传热系数为λm=0.11+0.00015×115=0.127

每米保温层平均传热面积为Sm=2πL（r2-r1）/lg(r2/r1)= 2π×1×0.06/ lg（180/120）=0.93m2

每米保温层传热量为Q=△t/ R=λSm(t2-t1）/b=0.127×0.93×（200-30）/0.06=334.6（W/m）

1.6.6.4 多层壁传热计算多层壁传热计算公式如下：

Q=∑△ti / ∑Ri （4-1-20）

[例4-1-13] 某炉由三层平壁层构成，最内层厚度为120mm,材料的传热系数为1.02 W/（m· ℃）；中间层厚度为280mm,材料的传热系数为0.15 W/（m·℃）；

外层厚度为230mm,材料的传热系数为0.65 W/（m· ℃）。炉内壁温度为1000 ℃，炉外壁温度为40 ℃，求各平壁界面的温度（假设各层之间没有热阻）。

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

解：设从内到外两个界面层的温度分别为t3、t2 , 内壁温度为t4 , 外壁温度为t1 。

热通量为：q= Q/S=（△t3+△t2+△t1）/(R3+△R2+△R1）

=[（t4- t3）+（t3- t2）+（t2- t1）]/(b3/λ3+ b2/λ2+ b1/λ1） =（t4 - t1）/(b3/λ3+ b2/λ2+ b1/λ1）

代入数据得，q=（1000 - 40）/(0.12/1.02+ 0.28/0.15+ 0.23/0.65）=410.6 (W/m2)

因为q=λ(t高- t低）/b，所以t低= t高-qb/λ和t高=t低+qb/λ 代入数据得，t3= t4- qb3/λ3=1000-410.6×0.12/1.02=951.7（℃）

t2= t1+ qb1/λ1=40+410.6×0.23/0.65=185.3（℃）

1.6.6.5 壁面与流体之间的传热计算

壁面与流体之间进行传热，主要是他们之间存在温差而形成的推动力。由于对流传热过程受到诸多因素的影响，过程极为复杂，因此对流传热的工程计算主要采用一些半经验的方法来进行估算。

1.单面传热估算式

Q=αS△t （4-1-21）

其中 α——对流传热系数，W/（m· ℃）；

S——总传热面积，m；

△t——壁面与流体之间温差平均值。

2.两流体通过管壁的传热的计算

两流体通过管壁的传热过程包括三个步骤，即热流体将热传给管壁、管壁中的热传导和管壁将热传给冷流体。以上传热过程的计算，关键是确定总的传热系数（K）。

（1）基于管内表面的总传热系数(Ki)计算公式：

1/ Ki =1/αi+bdi/λdm+ di/αo do （4-1-22）

其中 αi——管内表面对流传热系数，W/（m· ℃）；

αo——管外表面对流传热系数，W/（m· ℃）； λ——管材的传热系数，W/（m· ℃）； b——管壁厚度，m；

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

di——管内径，m； do——管外径，m；

dm——管内、外径的算术平均值，m； λ——管材的传热系数，W/（m· ℃）；

（2）基于管外表面的总传热系数(Ko)计算公式：

1/ Ko = do /αidi+ bdo/λdm +1/αo （4-1-23）

（3）基于管内、外表面平均面积的总传热系数(Km)计算公式：

1/ Km = dm /αidi+b/λ+dm/αodo （4-1-24）

（4）污垢热阻

加热管使用后，管内外表经常会形成一层污垢，大大增加了传热的热阻，因此在估算总传热系数时，往往要将两侧的污垢热阻考虑进去，其估算式为：

1/ Ko = do /αidi+Rsido /di+bdo/λdm + Rso +1/αo （4-1-25）

其中Rsi和Rso分别为管内外表面的污垢热阻，因难以准确计算，故常采用经验值。

（5）平均温差法计算传热量，其公式如下：

Q=KS（△t2-△t1）/lg(△t2/△t1）（4-1-26）

1.6.7 总碱值的计算

油品生产完毕，有时会出现总碱值不够的情况，说明添加剂加入量不足，这时就要通过碱值的计算来确定添加剂补加量。计算公式如下：

N=M（a-m）/(n-a) （4-1-27）

其中 N——需要补加的添加剂量； M——不合格油品总量； a——合格油品的总碱值； m——不合格油品的总碱值； n——添加剂的总碱值；

[例4-1-14] 某润滑油生产厂生产了一批内燃机油200t，经检测它的总碱值为5.8mgKOH/g，不符合标准规定的≥6.2 mgKOH/g的质量要求，所采用的添加剂总碱值为200 mgKOH/g，请问油品调整合格最少需要补加多少添加剂？

解：N=M（a-m）/(n-a)

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

代入数据得，N=200×（6.2-5.8）/（200-6.2）=0.412（t）

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

温度变化情况。直到干胶完全溶解。向稀释釜中投入稀释基础油，降低稀胶温度，降低油料氧化速度。将稀释的胶液输送出溶胶釜。需要时将事先预留的基础油投入溶胶釜中进行冲洗，洗油一并送入稀释的胶液中，混合均匀。

1.5.1.2 粘度指数改进剂生产控制

在粘指剂的生产过程中要控制好关键过程控制点，保证溶胶质量，提高溶胶效率，降低能量损耗，节约生产成本。

1.基础油分配

粘指剂的溶胶过程的原材料为润滑油基础油和粘指剂干胶。基础油总量分为溶胶用基础油、稀释用基础油、清洗用基础油。溶胶用基础油用量过少干胶在基础油中的浓度高，胶粒不易溶化。溶胶用基础油量过大，则基础油预热和溶胶过程需要加热量加大，延长加热时间和增加能耗，而且稀释过程由于稀释油量少稀胶降温幅度小，不利于减缓粘指剂的氧化。

2.干胶投料时基础油的预热温度

干胶投料时基础油预热温度需达到较高温度，可以达到90℃，甚至更高。因为在预热油温低时，干胶容易溶胀粘连在一起，结成大块，不易溶解；还会粘附在加热盘管或其它附属设备设施上不易脱落，增加了溶胶的难度，影响溶胶效果。同时粘在加热盘管表面易过热而氧化结焦，影响传热效果和盘管使用寿命。

3.胶块尺寸

将整块干胶分解，根据碎胶设备不同，目前有先切块后粉碎和直接粉碎的方法，也有整块投料，在油中进行碎胶的方法。

对于两步分解胶块的方法：大块干胶先切割成条块，厚度一般不大于30mm，否则容易造成碎胶机卡死，若停机清理，则延长生产时间。碎胶的颗粒尺寸过大，不容易溶化，延长溶胶时间，增加能耗。

对于直接碎胶的方法：要定期检查设备的碎胶情况和胶粒尺寸，若胶粒增大，需及时调整设备，避免影响溶胶效果。

4.投料速度

投料速度与混合能力有关。若混合能力强，可以迅速分散胶粒，可以加快投料速度。但是投料速度过快，容易造成溶胶釜内干胶颗粒凝聚结块，反而降低干胶溶化速度，延长溶胶时间和提高能耗。

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

5.溶胶温度范围的控制

溶胶温度直接影响干胶的溶解效果，对产品质量起到至关重要的作用。因此需要严格控制溶胶温度。若溶胶温度过低，干胶无法完全溶化和溶透，不仅粘指剂的增粘能力降低，而且不溶的胶块阻塞滤网、还造成浪费。但是溶胶温度过高，易使热溶胶发生热氧化变质，颜色变深，易结焦，影响热溶胶的使用性能。

6.溶胶时间控制

溶胶时间过短，胶无法完全溶化和溶透，堵塞过滤器，而且造成干胶的浪费。溶胶时间过长，容易使热溶胶发生热氧化，高分子的长链断裂，造成粘度损失。

7.混合

溶胶过程多使用机械搅拌进行混合。搅拌的转速直接影响胶粒在油中的分散程度，转速小，胶粒分散效果差，胶粒大多漂浮在溶胶釜的中上部，胶粒在高浓度下溶解，速度缓慢。若胶粒迅速分散均匀，胶粒在低浓度下溶解，加快溶胶速度，缩短溶胶时间，降低蒸汽损耗。

在溶胶过程进行循环剪切，使胶溶解更加均匀，彻底，干胶残留微粒小，残留量少。

8.热溶胶的储存温度

储存温度过高，易使溶胶发生热氧化变质。温度过低，尤其是冬季，其输送粘度过大增加泵负荷，增加能耗。

9. 冲洗溶胶釜和管线

在热溶胶输转完毕，用基础油冲洗溶胶釜和管线，以免当温度下降后，溶胶粘附在罐壁和附件上、堵塞管线。尤其溶胶生产为间歇操作，当生产间隔较长时，尤需注意溶胶釜和管线的清理，避免堵塞管道，影响后续生产。

1.5.1.3 粘度指数改进剂生产操作方法 1.基础油投料、加热

按照工艺规定进行基础油投料和油罐加热操作。基础油达到加胶温度后，开始干胶投料操作。加热过程注意油中含水时的突沸，避免烫伤。

2.干胶分解操作

操作前检查设备状态和润滑状况是否完好。检查设备的电源、按钮、接线和接地是否完好和绝缘。分步碎胶：先将整块干胶切割成较薄的条块（约30mm），

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

再粉碎成胶粒。一般为不大于10mm的立方体。注意切胶过程必须戴好防护用品，注意操作安全。直接碎胶：将整块干胶直接送入碎胶机粉碎成胶粒，注意戴好护目镜，防止碎胶过程胶粒飞溅，伤害眼睛。在干胶投料过程注意控制投料速度。

3.溶胶操作

在工艺规定的溶胶温度下，定期查看溶胶温度和干胶颗粒溶化情况。检查干胶是否完全溶解的方法：目测溶胶外观浅亮透明，油面无漂浮的不溶胶粒。取溶胶样品进行过滤，滤网表面无不溶胶粒。或者取溶胶样品，倾斜容器，目视容器壁无不溶胶粒。

4.热溶胶的稀释

按照工艺规定，用基础油稀释溶好的胶液，输转方法按油罐付油和收油操作方法执行。

5．清洗和输送

溶胶输转完毕，将预留的稀释油输入溶胶釜进行冲洗，并通过管线与稀释的胶液混合，保证管线中的溶胶冲洗干净。接着用压缩空气吹扫管线，最后将稀释的全部胶液混合均匀，完成溶胶生产过程。

1.6 工艺计算

1.6.1 粘度计算

在润滑油生产过程中，每次进货的基础油质量指标总是在变化，为了保证调合油品的质量，必须根据各基础油组分的测定数据来调整他们之间的调合比例。通常采用的调整的依据就是粘度计算。粘度的计算是一个经验估算式，这个估算式适用于绝大部分的矿物油的混合计算，因此被广泛采用。估算式如下：

lgνm=∑xi lgνi （4-1-1）

其中 νm——油品混合后的粘度，mm2/s；

xi——组分的摩尔分率，%； νi——组分粘度，%

通常情况下，各种牌号的基础油都是各烃类的混合物，因此无法获得其摩尔质量，从而不可能计算摩尔分率。于是在实际操作过程中采用质量分率来替代摩尔分率。

1.6.1.1 已知两种基础油粘度及调合后的粘度，求基础油调合比：

x1 =（lgνm－lgν2） / （lgν1 － lgν2）（4-1-2）

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

[例4-1-1] A、B两种基础油40℃粘度分别为30mm2/s、90mm2/s，用他们来调合粘度为46 mm2/s的混合基础油，求他们各自所占的比例。

解：x1 =（lgνm－lgν2） / （lgν1 － lgν2）

代入数据得，x1 =（lg46-lg90）/（lg30 － lg90）=38.9% x2 =1- x1 =1-38.9%=61.1%

1.6.1.2 已知两种基础油及调合比，求调合后的粘度：

lgνm = x1lgν1 + （ 1 － x1）lgν2 （4-1-3）

[例4-1-2] A、B两种基础油40℃粘度分别为32mm2/s、110mm2/s，将他们按1：3的比例混合，求混合后的基础油粘度。

解：lgνm = x1lgν1 + （ 1 － x1）lgν

代入数据得，lgνm =0.25×lg32 +0.75×lg110 νm =79.49

1.6.2 粘度指数计算

粘度指数是一个用于表示油品粘度随温度变化而变化情况的指数。他是通过测定油品两个规定温度下的粘度和查找规定标准油粘度，经过计算求得。规定的标准油是认为规定的，一个是美国宾夕法尼亚州的石油，它的粘温性能比较好，粘度指数规定为100；一个是得克萨斯州海湾沿岸劣质石油，它的粘温性能较差，粘度指数规定为0。然后将他们分成若干个窄馏分并分别测定每个窄馏分98.9℃和37.8℃温度下的粘度，列成数据表格。计算粘度指数用标准油的粘度举例见表4-1-1。

表4-1-1 计算粘度指数用标准油的粘度

98.9℃的粘度 6.00 6.10 6.20 6.30 6.40

62.61 64.61 66.61 68.61 70.61

40.70 41.76 42.82 43.89 44.96

21.91 22.85 23.79 24.72 25.66

L-H

第4篇润滑油调合第1章润滑油调合工艺

对于一个试样来说，先测定他98.9℃和37.8℃时的粘度，然后从以上规定的数据表格中查找一组与试油98.9℃粘度相同的数据，代入计算公式便可得到试样的粘度指数。

1.6.2.1 油品粘度指数VI≤100的计算公式

VI=100×（L-U）/（L-H）（4-1-4）

其中 L——粘度指数为0的标油在37.8℃时的粘度；

H——粘度指数为100的标油在37.8℃时的粘度； U——试样在37.8℃时的粘度。