石油商技我國潤滑脂生產設備工藝現狀及發(fā)展前景楊正宇徐世敏石油化工科學研究院，北京100083處在以大中。小型裝置牛產并存，以小型規(guī)模為主體的狀態(tài)。根據存在的問，討論了我國21世紀制脂設備及工藝發(fā)展前錄。

　　前言我國潤滑脂工業(yè)的發(fā)展僅有50年的歷史?；仡櫸覈鴿櫥a的進程，其設備工藝發(fā)展大致經歷了3個時期，初創(chuàng)時期建國初期，生產設備簡陋，生產工藝有手工技巧的特點，到50年代末逐漸形成小規(guī)模的工業(yè)化生產；成長時期60年代初至70年代末，為適應工業(yè)發(fā)展，潤滑脂生產設備和技術有了較大進步。推行了壓力釜法生產鈣基脂的工藝技術，也研制了膠體磨脫氣器及管式冷卻器等制脂設備，并建立了年生產能力為3000 600013的間隙批量生產方式的工業(yè)化制脂裝置。管式爐法制脂工藝亦在幾個潤滑脂廠應用，可以制備鈣基脂鋰基脂等品種，取得了較好的效果；發(fā)展時期勸年代初期是我國潤滑脂工業(yè)迅速發(fā)展的時期。更新了潤滑脂制脂設備，制脂工藝亦有較大改進。我國自行設計的高效皂化壓力接觸器研制成功并投人生產使用，至今已有19套臺在運行。開發(fā)出循環(huán)制脂工藝，有效地解決了制脂后處理過程中均化與脫氣2個工序的難點，并在工業(yè)上推廣應用，為我國制脂裝置的改造創(chuàng)造了條件。與此同時，加強了與國外潤滑脂行業(yè)的交流，對我國潤滑脂生產裝置的更新和技術改造起著借鑒與推動作用。

　　80年代末至90年代中期，我國已建成大中小型潤滑脂生產企業(yè)70余家2，但由于地區(qū)和經濟發(fā)展的不同，生產設備和技術水平差異較大，發(fā)展不平衡。90年代以來，為適應國內工業(yè)發(fā)展需要，各潤滑脂生產企業(yè)又經歷了次改進設備更新工藝技術的浪潮。如采用新式壓力皂化釜和調合釜以提高皂化效率及產品質量，使用高效能均化器及聯(lián)合脫氣裝置以改善潤滑脂生產中的后處理工藝，以及使用半自動化產品包裝機械等3，對改變我國較落后的制脂裝置取得了較好的效果。

　　但經過改進的制脂裝置和設備與技術發(fā)達國家相比，仍有較大的差距。

　　為了解我國潤滑脂工業(yè)現狀，以潤滑脂協(xié)會30個生產企業(yè)為基礎，就它們的生產規(guī)模設備及工藝特點以及存在的問等，來探討我國潤滑脂生產設備和工藝進步發(fā)展的前景。

　　1我國潤滑脂生產裝置工藝現狀1.1生產裝置現狀及特點4按世界潤滑脂行業(yè)通行的以實際生產量劃分企業(yè)規(guī)模的統(tǒng)計方法，生產量小于2268為小型企業(yè)，2269 454，1為中型企業(yè)，大于454，1為大型企業(yè)。

　　潤滑脂協(xié)會30個生產企業(yè)成員分布在全國6個行政區(qū)內，它們的生產裝置規(guī)模，以19971999年3年的實際平均產量為準，依國際潤滑脂行業(yè)通行的統(tǒng)計方法，則大型企業(yè)僅有5個，占生產企業(yè)總數的16.7；中型企業(yè)為7個，占23.3；小型企業(yè)為18個，占60.中小型企業(yè)占了主體，皂化反應釜形式和規(guī)模1999年統(tǒng)計結果明，皂基脂占潤滑脂總產量的99以上，非皂基脂不足所以皂化反應釜是極其重要的制脂設備。

　　從30個生產企業(yè)統(tǒng)計數據看，大多數采用壓力式皂化反應釜包括2.0，3的接觸器，但反應釜的容積較小，般為1.63或2.5，13，最大的為4.04，5m3.少數生產企業(yè)仍采用常壓皂化釜，其容積有1.6m32.5m3和4.0m33種。壓力皂化可使皂化反應完全，能改善成品脂的質量，同時減少反應時間，提高生產效率。與皂化釜配套使用的調合釜或稱調制釜般容積為2.0m3或4.0m3，國內生產企業(yè)使用的大容積調合釜有！

　　和8.033種，但數量不多?？傊?，國內制脂裝置規(guī)模較小，單體設備容積小是個特點。

　　加熱方式從調查結果看，30個生產企業(yè)中有1個企業(yè)使用直火加熱方式生產，2個企業(yè)使用電加熱生產，4個企業(yè)使用管式爐法工藝生產，其余23個生產企業(yè)均使用不同形式的熱載體加熱爐供熱方后處理設備均化脫氣近10年來，隨著市場對潤滑脂產品質量需求的提高，各生產企業(yè)使用了不同的后處理方剪切法均化工藝，有的企業(yè)采用孔板剪切器錐孔剪切器，還有少數生產廠采用閘閥實施剪切。

　　近幾年，由于均化設備的開發(fā)成功，些生產廠開始增加新型均化器來實施后處理工藝。30個生產企業(yè)共配置了22臺套不同形式規(guī)模的均化器。均化器處理量為2.5，幾和4.，1幾，最大均化壓力為2530肘。除均化器外，還配有4臺套臥式膠體磨，處理量4.0 6.0，外，間隙可調。還有部分生產企業(yè)采用不同形式的產品脫氣處理，或采用齒輪泵簡易循環(huán)脫氣工藝也能達到脫氣效果。30個企業(yè)中共有17臺套真空脫氣裝置，般處理量為2.0 4.01可明顯改善潤滑脂產品外觀。

　　1.2工藝現狀國內各地區(qū)潤滑脂生產企業(yè)發(fā)展不平衡，生產企業(yè)的工藝差距亦大但目前潤滑脂生產仍以壓力法皂化循環(huán)制脂包括接觸器工藝為主。這種工藝是80年代為推行鋰基潤滑脂而建立的，對我國潤滑脂制備技術起到了很好的推動作用5.

　　壓力制脂工藝在生產皂基脂復合皂基脂為主的工藝中，通過采用壓力下的皂化反應形成的皂基物料基礎油與脂肪酸皂的混合物在調合釜中與加人的基礎油調合成脂。對鋰基系列產品，反應物料經急冷混合器冷至所需溫度后送人調合釜，再經過濾均化脫氣而成產品。典型的30001規(guī)模制脂工藝流程1.

　　14原料儲罐；5過濾器；6熱油爐；7接觸器；8混合器；9冷卻器；調合釜；1控制盤12均化設備；13過濾設備；14脫氣設備；5成品罐設備；16塤允設備；17成品罐目前國內已建有多套裝置采用此工藝。其中力下循環(huán)剪切的方式。其優(yōu)點是簡化了流程，提高了生產鋰基脂能力及產品質量。由于采用急冷工藝，鋰基脂具有良好的皂纖維結構，改善了脂的膠體安定性。

　　常壓釜制脂工藝常壓釜制脂工藝流程與1相似，僅皂化釜在常壓下操作，皂化反應需較長的時間，生產批次24鈣基脂需4.05.01整個生產過程為7，10且水化工序操作較為復雜。壓力釜制備2 41鈣基脂的整個過程僅需35國內僅有少數企業(yè)仍使用常壓法制備鈣基脂和鋰基脂。

　　管式反應制脂工藝管式反應制脂是50年代末60年代初發(fā)展起來的制備鈣基脂的工藝，后逐漸推廣到制備鋰基脂復合鈣基脂。這個工藝的特點是處理量大，反應時間短僅數分鐘，適于生產批量大品種較為單的產品。管式反應制脂工藝流程2.

　　1原料罐；2混合釜；3管式反應爐；4蒸發(fā)器；5調合釜；6均化設備將皂化原料在原料罐中混合后送人管式反應爐，因皂化原料品種不同，反應爐出口溫度各不相同，反應后的物料在調合釜中冷卻成脂鋰基脂還需經均化脫氣2道工序。

　　被調查的30個生產企業(yè)中還有4個生產廠采用此工藝生產鈣基脂鋰基脂，但設備自動控制系統(tǒng)尚不完備。該工藝的不足之處是操作存在經驗因素，當小批量生產時，更換品種較麻煩。

　　后處理工藝后處理工藝是當前國內各生產企業(yè)的薄弱環(huán)節(jié)，不符合生產高品質產品的需求。后處理工藝包括過濾均化及脫氣3個工序。60年代中期，石油化工科學研究院曾與有關生產廠協(xié)作研制出各種均化冷卻及脫氣中型設備，并在生產中取得定效果，后因機構更替而終止。均化工序的設備有輥研磨機5405型臥式膠體磨和立式膠體磨轉子與定子磨體間隙可調，0.10.3，3000以，以及高效均化器亦稱潤滑脂均質機。

　　高效均化器系柱塞式高壓泵，物料在高壓下8 20，通過柱塞及閥座間隙達到均化目的，使?jié)櫥砝w維進步分散，結構體系穩(wěn)定，外觀更為均勻細膩。

　　90年代中期，國內已有幾個單位能生產高壓均質機，并在潤滑脂生產廠試用，但性能與國外設備還有差距。目前，在30個生產廠中已有22臺套均化器投人使用，其中4臺購自國外，處理量為4.，1外，采用液壓式調壓，壓力為2530國產均化器處理量為2.5m3h或4.0m3h，采用手動調壓，壓力為2535肘3.

　　多數生產廠包括已購置均化器的企業(yè)都曾采用過在線循環(huán)剪切方式作為種均化補充工藝在生產中應用。此工藝適用于2號稠度脂的均化處理，操作簡單易行，節(jié)省能源均化器功率為40 55賈，并可減少設備投資，但對3號稠度潤滑脂的均化效果不甚理想。

　　國內潤滑脂脫氣工序有3種形式，循環(huán)法簡易脫氣。在調合釜中利用容積少供料，在泵運轉過程中使小氣泡形成較大氣泡排出，達到脫除產品中氣泡的效果。此工藝對容積式泵的質量要求較高，特別是密封性能要好。

　　該工藝操作簡便，不需增加設備投資，使用較普遍，罐式脫氣法。在慢速攪拌68空，真空度為80，90設3.定時間后，成品中的少量氣泡被除去而達到脫氣效果。間歇脫氣后，用泵將產品送去包裝。此方法脫氣效果不十分理想；真空機組脫氣法。真空脫氣機組包括脫氣罐頂部人口處裝有狹縫式孔板或篩板供產品通過緩沖罐真空泵及輸送泵。3.

　　潤滑脂在30個生產企業(yè)中已有套真空脫氣機組投人使用，般為間歇式批次操作。在60，80真空度8090時實施脫氣操作，效果比較理想。

　　2存在的主要問2.1生產裝置規(guī)模小，生產效率低按國際通行的統(tǒng)計分類，以1999年產量統(tǒng)計，美國歐洲日本印度等國家和地區(qū)的潤滑脂生產廠規(guī)模都是以大中型企業(yè)為主，其中美國為61.6.世界各國潤滑脂的平均實際產量的順序為日本7126心9個廠，美國4958148個廠，歐洲4234143個廠，印度4086，13個廠，拉丁美洲2909，10個廠，非洲中東34010個廠，大洋州東南亞27751個廠。全世界41個國家地區(qū)共建有潤滑脂生產廠176個，平均產量為4770心而我國共有27個生產廠，其中雖有在世界上產量屬于前列的大型廠燕化集團天津潤滑油脂公司，2000年產量達20kレa，但年平均產量僅為22763，列于世界之末。說明國內潤滑脂生產效率低，達不到規(guī)模效益01報告未統(tǒng)計俄羅斯數據。

　　2.2制脂釜單元設備容積及結構有待改進國內潤滑脂生產廠的裝置規(guī)模小，典型的生產規(guī)模為30003，它的單元設備為臺2.5壓力釜或臺2.0接觸器配置23臺4.加3調合釜，使用循環(huán)剪切均化工序，加熱爐熱容量為8.05 1.6你1外。再小些生產規(guī)模的單元設備為1.6，壓力皂化簽或常壓釜配2.02.5雙向或單向攪拌調合釜。生產量較大的生產企業(yè)為擴大產量，裝備了23條生產線，但裝置規(guī)模相同。所以，單元制脂設備容量偏小，處理能力不大。

　　國外潤滑脂生產廠的皂化及調合設備容積遠大于國內生產設備。如美國潤滑脂廠大都裝備容積為4.71接觸器或壓力皂化釜，調合釜容量般為810，或更大些。

　　從制脂釜壓力釜或調合釜的攪拌形式和功率看，國內設備功率偏小，刮邊器的結構亦有待改善；前期攪拌采用簡易的單向攪拌式裝置，近20年已改進為雙向攪拌式，使用蝸桿或擺針線式減速器，精度稍差。而國外大都采用雙電機驅動動的無級變速傳動裝置來帶動釜內的雙向攪拌器帶有設計良好的刮邊器，內攪拌轉速為15 6，外攪拌轉速為7.530以依釜內物料應制脂工藝的要求。8m3容積釜的攪拌電機功率為751評左右，4.55.3容積釜的攪拌電機功率約為4050kW.如臺4.5m3壓力釜由2臺可調速電機驅動，內攪拌漿功率為，轉速4，外攪拌漿功率為30kW，轉速20rminD臺5.0m3壓力釜由2臺可調速電機驅動，內攪拌漿功率為17讓賈，轉速50或25夕，外攪拌漿功率為除攪拌動力不同外，國外對制脂釜加工的精度亦提出相應的要求，并列人企業(yè)規(guī)范。釜式容器的橢圓度應為內徑尺寸的1以下；對攪拌漿與軸的同心度亦有要求，軸的擺動與軸中心的偏離應小于0.5.因此，在調合釜中的刮邊器可以起到較好的作用。

　　2.3工藝過程中的程序控制潤滑脂在制備過程中由于操作變數多，長期以來，對制備過程中的程序控制未給予重視。近20年來，國外許多生產廠探討規(guī)范化程序操作，取得了不少成功經驗，并已在工業(yè)生產中實施。國內有的潤滑脂廠已做出初步嘗試，有了新的進展；但大多數廠仍停留在憑手工操作技巧的模式。

　　80年代，美國日本德國等國的生產廠首先將基礎油的計量改為有溫度補償的計量帶支架的應變儀將反應釜整體稱重，對加人釜內的各種物料逐稱量。國內生產廠對此問目視標尺刻度有定誤差，個別生產廠還有依靠經驗來計算的。

　　國內僅有34個廠在生產過程中使用儀生產變數較多甚至棄之未用，說明國內潤滑脂生產中遠未能擺脫手工技巧的傳統(tǒng)作法。有以下幾個生產過程可進行程序控制或管理，如皂化過程中的升溫速率，鋰基脂在最煉制溫度下物料急冷后的溫度對最終成脂質量有很大影響，在調合釜中物料稠度與攪拌速率的關系，壓力皂化的時間與壓力關系等。若采用這些先進的程序控制，將使產品質量和生產技術水平提到個新的度。

　　2.4后處理工序應加強國內生產廠雖采用了均化器及循環(huán)剪切等后處理設備及方式，但工藝方式還屬單，應根據產品的性質采用不同的均化方式，如膠體磨均化器，甚至輪研磨機等設備。關于脫氣工序，當前國內有近半的生產廠對產品尚未實施脫氣處理，這是很大的差距。今后應積極推廣使用真空脫氣的聯(lián)合裝置，以有利于產品質量的提高。

　　321世紀我國潤滑脂生產設備工藝的發(fā)展鑒于上述情況，可以預測21世紀潤滑脂品種仍將以鋰基脂系列為主。1999年美國的鋰基脂占總產量的比例已達68以上，印度為70，中國亦有60以上。高滴點潤滑脂即滴點大于180的脂，如復合鈣基脂復合鋁基脂復合鋰基脂膨潤土潤滑脂及聚脲潤滑脂將是21世紀備受關注的產品，尤其是復合鋰基脂聚脲脂更是研究發(fā)展的熱點。據統(tǒng)計，1999年美國這2種脂占總產量的比例分別為29.58和7.6日本為0.23和14.47，我國為3.10和0.38.以此為基點，可以預測國內工藝設備發(fā)展前景。

　　3.1設備和工藝應適應潤滑脂發(fā)展的需要在生產鋰基脂系列產品的工藝中，物料在最高煉制溫度后冷卻的速率以及冷卻后物料的攪拌速度是保證產品質量的技術關鍵。些國家近來實施了程序化管理。鋰基脂在生產工藝過程中的程序控制意4.控制程序為，下達運行指令后，相應的原料開關啟動，加熱器啟動，進行程序控制；控制供給加熱器的熱源，同時控制反應釜壓力；反應完成后，將反應物料轉至調合釜，由冷卻器循環(huán)或調合釜夾套冷卻水控制釜內物料溫度，達到定稠度后，控制調節(jié)攪拌電機的轉速，半成品經過濾均化送去包裝。

　　從5可看出，以混合器出口溫度設定值來控制冷油流量作為參數，達到物料熱冷物料混合器要求的溫度，將使最終產品質量達到優(yōu)異水平。

　　3.2完善后處理設備國內30個生產企業(yè)有22臺套均化器，大部分生產廠仍在使用均化效率不很高的循環(huán)剪切均化工藝，不適于生產桐度偏的鋰基脂產品3號5皂化釜物料冷卻控溫程序意脂。均化工藝應采用多種形式的設備，如剪切器膠體磨均化器等。國內后處理工序最薄弱的環(huán)節(jié)是脫氣設備。在高品質鋰基脂系列及高滴點潤滑脂產品的生產中，脫氣工序是必不可少的。今后應完善并推廣應用真空脫氣聯(lián)合裝置，以提高產品質量。

　　3.3擴大生產規(guī)模，提高企業(yè)規(guī)模效益鑒于我國潤滑脂生產裝置以小型規(guī)模為主體，占總裝置的60；制脂單元設備容量很小，大部分為2.0，4.，和6.，達不到規(guī)模生產效益，這是影響國內潤滑脂發(fā)展的原因之。相同的產量，產品批次多，不利于產品質量的均。又因生產企業(yè)規(guī)模小，抗風險能力亦弱，預計今后幾年內，將會發(fā)生企業(yè)之間的合并與重組來擴大生產。加大生產企業(yè)滑脂生產企業(yè)發(fā)展的必由之路。

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