活性白土对润滑油基础油脱色的工艺探讨

白土精制对磺化抽余油脱色作用的探讨周华，白云，方新湘，牛春革（克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院，新疆克拉玛依834000）摘要：文中论述了针对磺化抽余油，采用活性白土处理工艺进行抽余油精制，通过对不同实验条件的考查，确定了白土精制的最佳工艺条件。试验结果显示，精制后抽余油质量指标达到石油化工行业标准《NB/SH/T0914-2015》中46号粗白油标准。作为磺化抽余油的补充精制，该工艺过程简单，精制效果显著。关键词：磺化抽余油；白土精制；脱色颜色是油品的一项重要指标，直接反映出油品的精制和老化程度，在实际使用时，用户往往将颜色作为油品性质的重要表征［1］。磺化中和萃取后的抽余油因含有硫化物、碱性氮化物、芳香烃及残余的溶剂等非理想组分，抽余油呈现黄色，需进一步精制脱色并提高产品质量，达到用户要求，才能有好的市场前景。白土精制是大多数炼油厂精制基础油的最后一道工序，主要是利用白土对上述非理想组分的选择吸附能力，达到改善油品颜色，降低硫（氮）含量，同时提高油品的抗氧化安定性、抗腐蚀性、抗乳化性等理化指标的目的。白土对不同物质的吸附能力各不相同，依次为:胶质>沥青质>芳烃>环烷烃>烷烃，芳烃和环烷烃的环数越多，越容易被吸附［2］。本文就磺化抽余油白土精制脱色工艺进行了探讨。1实验1.1原料预处理试验所用原料为减三线馏分油，经磺化、中和萃取后的抽余油。实验前对磺化抽余油进行pH值及水分测定，pH值应在7〜8，<7抽余油偏酸，>8则抽余油偏碱，表现为抽余油颜色均偏深，需调节pH值后使用。水分如大于5%，样品浑浊，精制处理时易突沸，需加入无水氯化钙后进行过滤，以降低含水量。1.2仪器与试剂梅特勒电子天平；调温电热套；恒温干燥箱；悬臂式电动搅拌器；活性白土。试验选择工业白土，因储存运输中不可避免地会吸收空气中的水分，受潮结块，使工业白土吸附能力有所下降，使用前需将工业白土放于恒温干燥箱中110°C活化2h，以脱去白土中的自由水分，增大其晶格的比表面积，活化后的白土置于干燥器中待用。1.3原理随着温度升高，油的粘度降低，与活性白土搅拌接触后，由于分子间范德华力的作用，流动相穿过白土颗粒外两相界面膜进入颗粒相的毛细孔内表面，吸附于内表面的活性点上，再由内表面扩散进入白土的晶格内。通过这种吸附过程，达到油品脱色、脱杂质的目的［3。1.4试验方法称取预处理后的油样及白土，精确至0.1g，将抽余油加热到试验温度，边搅拌边缓慢加入白土，调节加热量使油温保持在试验温度±2C，在试验温度下充分搅拌一定时间后，关闭加热套，停止搅拌，过滤分离出白土，得到精制抽余油。1.5精制效果评价指标该次试验条件考查选择颜色做为评价指标，采用国标《GB/T3555-1992》方法测定。白土精制后抽余油质量评价，以石油化工行业标准《NB/SH/T0914-2015》粗白油标准及《SH/T0006-2002》工业白油标准方法测定。2结果与讨论2.1温度对脱色效果的影响为使非理想组分能很快地全部吸附在白土活性晶格内表面，必须提高精制温度，使抽余油中分子快速运动，降低粘度，以增加与白土活性表面的接触机会。确定活性白土加入量5%，搅拌时间30min，以不同反应温度处理磺化抽余油1000g，试验结果见图1（温度/。°颜色/号）图1最终吸附温度对抽余油颜色的影响由图1可见，在升温的初始阶段，随着温度的升高，颜色指标曲线呈上升趋势，说明温度升高加快了活性白土对极性物质的吸附，120°C时活性白土对极性物质的吸附效果达到最佳，继续升高反应温度脱色率开始下降，说明抽余油本身性质不稳定，高温会使其发生复杂的物理化学反应，加速了油的氧化，引起油的回色4］。所以抽余油的处理温度不宜高于此温度，故最终实验时反应温度控制在120C。2.2白土加入量对脱色效果的影响理论上白土用量越大，产品质量应该越好，但油品质量的提高和白土用量并非成正比，在保证精制深度的前提下，白土用量应尽量少。因为白土加入量过多浪费之外还会降低抽余油的收率。确定反应温度120C，搅拌时间30min，以不同剂量的活性白土处理磺化抽余油1000g，试验结果见图2（白土加入量/%，颜色/号）图2白土加入量对抽余油颜色的影响由图2可见，随着活性白土用量增加颜色指标得到提高，当活性白土用量增加到5%时，继续增加活性白土用量抽余油的颜色基本不变。根据吸附平衡原理，分析是因为活性白土有选择性地吸附具有极性基的物质后达到饱和，颜色不再发生变化。2.3搅拌时间对脱色效果的影响为使抽余油与白土能充分接触，必须保证有一定的吸附和扩散时间［5］。确定反应温度120C，白土加入量5%条件下，考查搅拌时间对吸附效果的影响，以确定最佳搅拌时间，

试验结果见图3（搅拌时间/min，颜色/号）0102030405060搅拌时间（min）图3搅拌时间对抽余油颜色的影响由图3可见，脱色初期增加吸附时间脱色效果提高，在30min左右时脱色效果最佳，抽余油和活性白土的接触时间超过30min时，由于已经达到吸附平衡，随着吸附时间继续增加，部分色素将会解析，同时抽余油的催化氧化也会导致油色加深，从而降低白土的脱色效果。2.4最佳工艺条件实验以反应温度120°C，白土加入量5%，搅拌时间30min，处理磺化抽余油1000g，性质分析及与标准产品指标对比如下：表1白土精制后抽余油与标准产品指标对比项目标准产品指标分析数据试验方法46号粗白油68号工业白油原料油精制油芳烃含量/%不大于20-2.442.01SH/T0753-2005硫含量/(mg-mL-1)不大于100-41315ASTMD5453-2009颜色/号不小于+20不小于+30+8+28GB/T3555-1992运动粘度40C/(mm2.s-i)38-<5661.2-74.856.2446.19ASTMD445-2015密度20C/(kg-m-3)报告-870867.8GB/T1884倾点/C不高于-9不高于-10-12-12ASTMD97-2016闪点/C不低于200不低于200224234ASTMD92-2012机械杂质及水分无无无无GB/T511-2010铜片腐蚀（100C3h）111b1bGB/T5096-1985(1991)氮含量/(mg-kg-1)不大于500-<1<1ASTMD4629-2012硫酸显色试验-通过未通过未通过SH/T0006-2002硝基萘试验-通过未通过通过SH/T0006-2002分析结果显示，经白土处理后磺化抽余油芳香烃、硫、氮等含量显著降低，颜色得到明显改善，其质量指标达到46号粗白油标准，接近68号工业白油标准。此次白土精制试验条件的考查，针对减三线磺化抽余油已达到最优结果，要想达到工业白油标准，需对原料油性质，原料预处理深度等指标进一步筛选与优化。3结论实验结果表明，用活性白土可以脱去磺化抽余油中一定的芳香烃含硫化合物，改善抽余油的颜色，进一步提高油品质量。其白土精制的最佳工艺条件是：活性白土用量5%，反应吸附温度120°C,搅拌时间为30min。精制后抽余油质量指标达到石油化工行业标准《NB/SH/T0914-2015》中46号粗白油标准，接近《SH/T0006-2002》中68号工业白油标准。作为磺化抽余油的补充精制，该工艺过程简单，精制效果显著。参考文献：王延臻.李瑞丽.白土精制对润滑油基础油脱色与脱氮作用的探讨[J].石油炼制与加工，2000(11)：13-15.吴凡，李春光，夏明桂，等.重质润滑油基础油脱酸[J].武汉纺织大学学报，2011(6)：41-43.李淑培.石油加工工艺学[M].北京：中国石化出版社，2003:8.于恩强，刘洪安，李军.白土精制对变压器油基础油脱色作用的探讨及改进[J].润滑油，2015(4)：58-61.孙静，石长波，杨铭铎.活性白土对烹饪炸油再生处理的工艺探讨[J].食品科学，2007(4)：142-144.收稿日期：2016-06-27作者简介：周华，女，工程师，2002年毕业于华东石油学院石油加工专业，现从事炼油化工和石油微生物研究工作。ResearchanddiscussionontheeffectofClayrefiningon,DecolorizationofSulfonatedoilextractionZhouhuaBaiyunFangxinxiangNiuchunge(Petroleumprocessing&chemicalresearchinstituteofkaramaypetrochemical

company,pertrochina,karamay,xinjiang,834000)Abstract：thepaperadoptsactivatedclaytreatingprocesstocarryoutextractionandrefiningofoilaccordingtosulfonatedoilextraction.Theoptimumtechniquesofclayrefiningaredeterminedbyreferringtodifferentexperimentalconditions.TheexperimentresultsshowthatthequalityofrefinedandextractedoilhasreachedtothestandardofNo.46crudeandwhiteoilinpetrol