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白油

发布日期:2016/12/5 18:12:31
白油

【概述】
白油,又名白色油或液体石蜡。一种无色透明、无臭、不发莹光的液体油料。一般由粘度 (40℃) 的润滑油馏分,经深度硫酸精制加氢而成。广泛应用于日化行业、药品生产、食品加工、纤维和纺织、聚苯乙烯树脂、石油化学工业、塑料和橡胶加工、皮革加工、仪表和电力、农业等领域。

【理化性质】
无色透明油状液体。在日光下观察不显荧光。室温下无味。无臭。相对密度0.860~0.905 (25/4℃)。粘度 (50℃) 7.5~18 MPa·s。着火点130~185℃,粘度指数90~125。凝固点-3~-30℃。酸价0.01~0.02mgKOH/g。色泽0°~3°。不溶于水、冷乙醇和甘油,能溶于二硫化碳、乙醚、氯仿、苯和热乙醇。樟脑、薄荷油、麝香可在白油中溶解。

【制备方法】
1.磺化法
(1)发烟硫酸磺化法
发烟硫酸磺化法的原理是三氧化硫与原料中的含硫、氧、氮这些非烃类化合物反应,生成磺化油和酸渣等物质。磺化法中仅有约20% 的硫酸参加反应,反应效率较低,而且酸渣难于处理,环境污染大。发烟硫酸磺化法生产白油的工艺流程如图1 所示。以润滑油馏分的脱蜡油为原料生产工业级白油一般得经过4次磺化,而生产医用食品级的白油需要经过5 次以上的磺化。
发烟硫酸磺化法制取白油工艺流程
图1为发烟硫酸磺化法制取白油工艺流程
(2)三氧化硫气相磺化法
国内间歇三氧化硫气相磺化法制取白油工艺流程为:磺化剂三氧化硫的制取过程为将硫磺进行熔硫,然后将熔化后的硫用泵打入到焚硫炉中与空气燃烧生成二氧化硫,再将二氧化硫与空气以一定比例进入转化器,使二氧化硫氧化成三氧化硫。将冷却后的三氧化硫磺化剂引入两个串联的磺化反应器进行磺化。原料油从第一磺化器进入,第一次磺化的原料进入第一沉降器分离出酸渣和磺化油,然后磺化油再进入第二磺化器继续进行第二次磺化,第二次磺化后进入第二沉降器分离出酸渣后就得到酸性油(二次磺化油) 。最后经过碱液中和、酒精萃取、水洗抽提、白土精制等步骤,就得到了合格的白油产品。三氧化硫尾气经氨水溶液吸收后放空。
2.溶剂萃取法
萃取法生产白油对原料的要求较高,一般用中性油( 最好用内燃机油基础油———滑油基础油馏分) 做原料。工艺流程见图2。生产时用己烷油稀释原料( 按1∶1的百分质量分数) ,再加入5% 的水,采用N,N-二甲基甲酰胺做溶剂,在常温下进行分段萃取。通常需要经过四段萃取就可以得到理想的粗白油,再经过两次白土补充精制即可得到成品白油。该法收率一般为89%~93%,质量指标完全符合标准要求,而且可作为高品质的压缩机油,医用白油和化妆级白油。
溶剂萃取法制取白油工艺过程
图2为溶剂萃取法制取白油工艺过程
3.烯烃聚合法
由于食品工业的快速发展(尽可能地提高负荷、速度和操作温度) ,因此需要提供更高质量的食品级润滑剂,以满足越来越苛刻的要求。目前国外采用烯烃聚合法生产白油较多,其主要的原因是原料来源丰富、经济性高; 而且得到的产品质量高,特适用于医用、化妆品和食品级应用。α-烯烃聚合法合成白油的生产工艺过程如图3所示。
α-烯烃聚合法制取白油生产工艺过程
图3为α-烯烃聚合法制取白油生产工艺过程
4.白油加氢法
加氢法生产白油是指在一定温度、较高氢气分压力的条件下,原料油和氢气通过装有催化剂的反应器时发生反应,原料油中的硫、氮、氧、金属、烯烃和芳烃等杂原子或者化合物被加氢去除或加氢饱和,生成饱和烃和其他反应产物的过程。以不同原料(润滑油基础油和加氢裂化尾油为原料)的加氢法生产白油的工艺包括一段加氢、两段加氢和三段加氢。
(1)一段白油加氢工艺
一段加氢法生产白油包括一段加氢(一个反应器)和一段串联加氢(两个或两个以上反应器串联)。
a.一段加氢工艺(一个反应器)
一段白油加氢工艺对原料要求较为严格—要求原料的质量较好(例如: 加氢裂化尾油经过酮苯脱蜡后的脱蜡油、经过糠醛精制-酮苯脱蜡-白土精制的润滑油基础油、加氢处理-临氢降凝(异构降凝) 基础油或临氢降凝后的加氢裂化尾油) ,原料的芳烃含量一般小于5%,还要有较低的硫含量和氮含量(防止白油加氢催化剂活性金属(主要是Ⅷ族金属元素) 成分失活) 。经过一段加氢法可以得到化妆级或工业级白油。
b.一段串联白油加氢工艺
当以常三线、减二线和减三线馏分为原料生产白油时,可以采用加氢精制—加氢饱和的一段串联白油加氢工艺。主要的工艺流程为: 首先通过加氢精制催化剂脱除原料油中硫、氮、氧和金属等杂质,然后在高压、临氢和加氢催化剂存在的条件下使原料油中的芳烃深度饱和。该工艺可以生产出优质的工业级白油。
以加氢生成油经常压分馏得到的塔底油为原料,采用加氢精制—临氢降凝与芳烃精制的一段串联白油加氢工艺。主要流程为: 原料油进入白油加氢装置的第一反应器进行加氢精制,然后进入第二反应器进行临氢降凝和脱芳精制,该反应器的压力为10 MPa,生成油经过高、低分后进入常压塔进行蒸馏,塔顶产1 号精制油,常压塔底油通过泵进入减压塔,减压塔顶产1 号精制油,减压塔底产轻白油。
(2)两段白油加氢工艺
二段白油加氢工艺对原料的适应性较强,该工艺的原料来源较为广泛,如加氢裂化尾油、润滑油馏分油( 减二、减三线) 、合成油、经过溶剂精制与溶剂脱蜡的润滑油基础油和中性油等都可以作为二段白油加氢工艺的原料。第一段的主要作用是加氢精制,其目的是在高氢气压力和高温条件下,脱除原料油中的硫、氮、氧等杂原子,从而避免第二段贵金属催化剂中毒,同时还将原料油中的一部分芳烃加氢饱和。第一段加氢精制催化剂的金属活性成分主要是W-Ni,Mo-Ni 等非贵金属,其载体主要是氧化铝、氧化镁和活性白土等。第一段可得到工业级白油和硫与
氮含量很低的中间产品。第二段的主要作用是将第一段生成油中的芳烃进行加氢饱和。使用的是还原型催化剂,其主要活性成分为Ni、Pt 和Pd 等。第二段可得到化妆、食品和医药级白油。在第一段与第二段之间设立分馏系统来将第一段的反应产物进行汽提和分馏,将反应产物中的轻质油品分离出去,将分馏后得到的低硫、低氮含量的重质馏分油作为第二段的进料。
(3)三段白油加氢工艺
三段白油加氢工艺较二段白油加氢工艺对原料的适应性更强,三段白油加氢工艺的原料一般为减压瓦斯油(VGO)或轻脱油( 渣油经过丙烷脱沥青后得到的一种油品) ,三段白油加氢工艺的简化流程如图4所示。
三段白油加氢工艺流程
图4为三段白油加氢工艺流程

【应用】
1.日化行业
白油作为基础化妆品中的油性物质, 在皮肤上形成油膜, 除本身赋于滑爽感觉外, 还由于屏障效应能阻滞皮肤水分的蒸发, 能提供保湿剂保持皮肤水分的效能。主要用于生产护肤、护发用品, 如润肤油、防晒霜、防晒油、雪花霜、冷霜、发乳、发蜡、头油、刮须膏、洗手、洗浴液、婴儿擦身油、护发剂、牙膏等。白油在霜膏类产品中的用量一般在2 %~12 %, 在防晒油、头油等产品中用量较高, 可达80 %左右。
2.药品生产
在制药工业中主要用于轻泄剂、药片、胶囊加工的粘合剂, 青霉素、抗生素用防泡剂, 内服润滑剂、软膏、软化剂、麻醉剂以及医用胶带和药品生产用防潮剂等。
3.食品加工
用于食品包装纸、糖业生产的消泡剂, 造粒食品生产用防潮剂, 面包烘烤油、搅面机油等食品加工机油, 水果、蔬菜、鸡蛋等涂敷保鲜剂, 热食品表面涂层, 食用色素, 面包、糖果、通心粉、巧克力加工的脱模剂、防粘剂, 葡萄干洗涤剂以及食品包装、啤酒及饮料加工机械的润滑油、瓶盖生产的冲压油等。
4.纤维和纺织
在化学纤维加工过程中, 要提高加工效率、质量及服务性能, 就必须使用化纤油剂。我国是化纤生产大国, 随着化纤总量的增加, 将对油剂有更大的需求量。化纤油剂按其应用可分为:涤纶油剂、腈纶油剂、丙纶油剂、锦纶油剂、维纶油剂和粘胶纤维油剂等;按照合成纤维的品种可分为:长丝油剂和短丝油剂。在短丝纤维的加工过程中, 含油量一般控制在0.1 %~0.5%之间;长丝的含油量一般控制在0.5 %左右, 后加工油剂一般控制在2 %左右。化纤油剂主要由平滑剂、乳化剂和抗静电剂等组成。白油作为开发较早而且廉价易得的一种原料, 在化纤油剂中主要用做平滑剂。因不同纤维加工过程中对油剂的要求不同, 其相应的油剂所需的平滑剂也不相同,白油在涤纶DTY油剂、涤纶FDY油剂、丙纶油剂、锦纶油剂、人造纤维油剂等中的用量较大, 其用量占油剂组成的30%~90%, 甚至更高。另外白油还应用于纺织机油、纺织纤维稀释剂、编织机和缝纫机油等。
5.聚苯乙烯树脂
聚苯乙烯生产使用高粘度白油, 其作用是提高注塑时的流动性并留在产品中做内部润滑剂, 其添加量一般为3%~5%。
6.石油化学工业
主要用于聚乙烯、聚丙烯、聚氨脂、聚苯乙烯及高压压缩机内部润滑油, 合成橡胶的填充剂, 聚氯乙烯的增塑剂、润滑剂, 催化剂的载体剂, 染料及中间体的分散剂, 化学反应釜密封油剂、稀释剂和热载体。
7.塑料和橡胶加工
主要用做脱膜剂及配方中用做软化剂及内润滑剂, 与其它软化剂不同, 白油具有低污染性和良好的着色性能, 因此多用于浅色及较鲜艳的制品中。如浅色的塑料壳体等注射及模压制品中, 浅色橡皮及其它工艺制品等。
8.皮革加工
主要用于调制加脂剂, 皮革制品需要加入油脂以改善皮革的加工性能。
9.仪表和电力
用做精密仪器仪表的润滑、变压器及电缆填充用油, 航空和星际航行做液压油和润滑油, 如电子元
件和计算机的润滑等。
10.农业
主要用于调剂动物饲料, 兽医配方和交配润滑剂, 杀虫剂的基础油或分散剂等。

【主要参考资料】
[1]马世昌 主编.化工产品辞典.西安:陕西科学技术出版社.1990.第117页.
[2]王大全 主编.精细化工辞典.北京:化学工业出版社.1998.第18页.
[3]李立权.白油及白油生产技术.润 滑 油.2003.18(4):1-6.
[4]江波等.白油生产技术的发展与展望.润 滑 油.2012.27(5):1-7.

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