石油商技我国润滑脂生产设备工艺现状及发展前景杨正宇徐世敏石油化工科学研究院，北京100083处在以大中。小型装置牛产并存，以小型规模为主体的状态。根据存在的问，讨论了我国21世纪制脂设备及工艺发展前录。
前言我国润滑脂工业的发展仅有50年的历史。回顾我国润滑脂生产的进程，其设备工艺发展大致经历了3个时期，初创时期建国初期，生产设备简陋，生产工艺有手工技巧的特点，到50年代末逐渐形成小规模的工业化生产；成长时期60年代初至70年代末，为适应工业发展，润滑脂生产设备和技术有了较大进步。推行了压力釜法生产钙基脂的工艺技术，也研制了胶体磨脱气器及管式冷却器等制脂设备，并建立了年生产能力为3000 600013的间隙批量生产方式的工业化制脂装置。管式炉法制脂工艺亦在几个润滑脂厂应用，可以制备钙基脂锂基脂等品种，取得了较好的效果；发展时期劝年代初期是我国润滑脂工业迅速发展的时期。更新了润滑脂制脂设备，制脂工艺亦有较大改进。我国自行设计的高效皂化压力接触器研制成功并投人生产使用，至今已有19套台在运行。开发出循环制脂工艺，有效地解决了制脂后处理过程中均化与脱气2个工序的难点，并在工业上推广应用，为我国制脂装置的改造创造了条件。与此同时，加强了与国外润滑脂行业的交流，对我国润滑脂生产装置的更新和技术改造起着借鉴与推动作用。
80年代末至90年代中期，我国已建成大中小型润滑脂生产企业70余家2，但由于地区和经济发展的不同，生产设备和技术水平差异较大，发展不平衡。90年代以来，为适应国内工业发展需要，各润滑脂生产企业又经历了次改进设备更新工艺技术的浪潮。如采用新式压力皂化釜和调合釜以提高皂化效率及产品质量，使用高效能均化器及联合脱气装置以改善润滑脂生产中的后处理工艺，以及使用半自动化产品包装机械等3，对改变我国较落后的制脂装置取得了较好的效果。
但经过改进的制脂装置和设备与技术发达国家相比，仍有较大的差距。
为了解我国润滑脂工业现状，以润滑脂协会30个生产企业为基础，就它们的生产规模设备及工艺特点以及存在的问等，来探讨我国润滑脂生产设备和工艺进步发展的前景。
1我国润滑脂生产装置工艺现状1.1生产装置现状及特点4按世界润滑脂行业通行的以实际生产量划分企业规模的统计方法，生产量小于2268为小型企业，2269 454，1为中型企业，大于454，1为大型企业。
润滑脂协会30个生产企业成员分布在全国6个行政区内，它们的生产装置规模，以19971999年3年的实际平均产量为准，依国际润滑脂行业通行的统计方法，则大型企业仅有5个，占生产企业总数的16.7；中型企业为7个，占23.3；小型企业为18个，占60.中小型企业占了主体，皂化反应釜形式和规模1999年统计结果明，皂基脂占润滑脂总产量的99以上，非皂基脂不足所以皂化反应釜是极其重要的制脂设备。
从30个生产企业统计数据看，大多数采用压力式皂化反应釜包括2.0，3的接触器，但反应釜的容积较小，般为1.63或2.5，13，最大的为4.04，5m3.少数生产企业仍采用常压皂化釜，其容积有1.6m32.5m3和4.0m33种。压力皂化可使皂化反应完全，能改善成品脂的质量，同时减少反应时间，提高生产效率。与皂化釜配套使用的调合釜或称调制釜般容积为2.0m3或4.0m3，国内生产企业使用的大容积调合釜有！
和8.033种，但数量不多。总之，国内制脂装置规模较小，单体设备容积小是个特点。
加热方式从调查结果看，30个生产企业中有1个企业使用直火加热方式生产，2个企业使用电加热生产，4个企业使用管式炉法工艺生产，其余23个生产企业均使用不同形式的热载体加热炉供热方后处理设备均化脱气近10年来，随着市场对润滑脂产品质量需求的提高，各生产企业使用了不同的后处理方剪切法均化工艺，有的企业采用孔板剪切器锥孔剪切器，还有少数生产厂采用闸阀实施剪切。
近几年，由于均化设备的开发成功，些生产厂开始增加新型均化器来实施后处理工艺。30个生产企业共配置了22台套不同形式规模的均化器。均化器处理量为2.5，几和4.，1几，最大均化压力为2530肘。除均化器外，还配有4台套卧式胶体磨，处理量4.0 6.0，外，间隙可调。还有部分生产企业采用不同形式的产品脱气处理，或采用齿轮泵简易循环脱气工艺也能达到脱气效果。30个企业中共有17台套真空脱气装置，般处理量为2.0 4.01可明显改善润滑脂产品外观。
1.2工艺现状国内各地区润滑脂生产企业发展不平衡，生产企业的工艺差距亦大但目前润滑脂生产仍以压力法皂化循环制脂包括接触器工艺为主。这种工艺是80年代为推行锂基润滑脂而建立的，对我国润滑脂制备技术起到了很好的推动作用5.
压力制脂工艺在生产皂基脂复合皂基脂为主的工艺中，通过采用压力下的皂化反应形成的皂基物料基础油与脂肪酸皂的混合物在调合釜中与加人的基础油调合成脂。对锂基系列产品，反应物料经急冷混合器冷至所需温度后送人调合釜，再经过滤均化脱气而成产品。典型的30001规模制脂工艺流程1.
14原料储罐；5过滤器；6热油炉；7接触器；8混合器；9冷却器；调合釜；1控制盘12均化设备；13过滤设备；14脱气设备；5成品罐设备；16埙允设备；17成品罐目前国内已建有多套装置采用此工艺。其中力下循环剪切的方式。其优点是简化了流程，提高了生产锂基脂能力及产品质量。由于采用急冷工艺，锂基脂具有良好的皂纤维结构，改善了脂的胶体安定性。
常压釜制脂工艺常压釜制脂工艺流程与1相似，仅皂化釜在常压下操作，皂化反应需较长的时间，生产批次24钙基脂需4.05.01整个生产过程为7，10且水化工序操作较为复杂。压力釜制备2 41钙基脂的整个过程仅需35国内仅有少数企业仍使用常压法制备钙基脂和锂基脂。
管式反应制脂工艺
管式反应制脂是50年代末60年代初发展起来的制备钙基脂的工艺，后逐渐推广到制备锂基脂复合钙基脂。这个工艺的特点是处理量大，反应时间短仅数分钟，适于生产批量大品种较为单的产品。管式反应制脂工艺流程2.
1原料罐；2混合釜；3管式反应炉；4蒸发器；5调合釜；6均化设备将皂化原料在原料罐中混合后送人管式反应炉，因皂化原料品种不同，反应炉出口温度各不相同，反应后的物料在调合釜中冷却成脂锂基脂还需经均化脱气2道工序。
被调查的30个生产企业中还有4个生产厂采用此工艺生产钙基脂锂基脂，但设备自动控制系统尚不完备。该工艺的不足之处是操作存在经验因素，当小批量生产时，更换品种较麻烦。
后处理工艺后处理工艺是当前国内各生产企业的薄弱环节，不符合生产高品质产品的需求。后处理工艺包括过滤均化及脱气3个工序。60年代中期，石油化工科学研究院曾与有关生产厂协作研制出各种均化冷却及脱气中型设备，并在生产中取得定效果，后因机构更替而终止。均化工序的设备有辊研磨机5405型卧式胶体磨和立式胶体磨转子与定子磨体间隙可调，0.10.3，3000以，以及高效均化器亦称润滑脂均质机。
高效均化器系柱塞式高压泵，物料在高压下8 20，通过柱塞及阀座间隙达到均化目的，使润滑脂皂纤维进步分散，结构体系稳定，外观更为均匀细腻。
90年代中期，国内已有几个单位能生产高压均质机，并在润滑脂生产厂试用，但性能与国外设备还有差距。目前，在30个生产厂中已有22台套均化器投人使用，其中4台购自国外，处理量为4.，1外，采用液压式调压，压力为2530国产均化器处理量为2.5m3h或4.0m3h，采用手动调压，压力为2535肘3.
多数生产厂包括已购置均化器的企业都曾采用过在线循环剪切方式作为种均化补充工艺在生产中应用。此工艺适用于2号稠度脂的均化处理，操作简单易行，节省能源均化器功率为40 55贾，并可减少设备投资，但对3号稠度润滑脂的均化效果不甚理想。
国内润滑脂脱气工序有3种形式，循环法简易脱气。在调合釜中利用容积少供料，在泵运转过程中使小气泡形成较大气泡排出，达到脱除产品中气泡的效果。此工艺对容积式泵的质量要求较高，特别是密封性能要好。
该工艺操作简便，不需增加设备投资，使用较普遍，罐式脱气法。在慢速搅拌68空，真空度为80，90设3.定时间后，成品中的少量气泡被除去而达到脱气效果。间歇脱气后，用泵将产品送去包装。此方法脱气效果不十分理想；真空机组脱气法。真空脱气机组包括脱气罐顶部人口处装有狭缝式孔板或筛板供产品通过缓冲罐真空泵及输送泵。3.
润滑脂在30个生产企业中已有套真空脱气机组投人使用，般为间歇式批次操作。在60，80真空度8090时实施脱气操作，效果比较理想。
2存在的主要问2.1生产装置规模小，生产效率低按国际通行的统计分类，以1999年产量统计，美国欧洲日本印度等国家和地区的润滑脂生产厂规模都是以大中型企业为主，其中美国为61.6.世界各国润滑脂的平均实际产量的顺序为日本7126心9个厂，美国4958148个厂，欧洲4234143个厂，印度4086，13个厂，拉丁美洲2909，10个厂，非洲中东34010个厂，大洋州东南亚27751个厂。全世界41个国家地区共建有润滑脂生产厂176个，平均产量为4770心而我国共有27个生产厂，其中虽有在世界上产量属于前列的大型厂燕化集团天津润滑油脂公司，2000年产量达20kレa，但年平均产量仅为22763，列于世界之末。说明国内润滑脂生产效率低，达不到规模效益01报告未统计俄罗斯数据。
2.2制脂釜单元设备容积及结构有待改进国内润滑脂生产厂的装置规模小，典型的生产规模为30003，它的单元设备为台2.5压力釜或台2.0接触器配置23台4.加3调合釜，使用循环剪切均化工序，加热炉热容量为8.05 1.6你1外。再小些生产规模的单元设备为1.6，压力皂化签或常压釜配2.02.5双向或单向搅拌调合釜。生产量较大的生产企业为扩大产量，装备了23条生产线，但装置规模相同。所以，单元制脂设备容量偏小，处理能力不大。
国外润滑脂生产厂的皂化及调合设备容积远大于国内生产设备。如美国润滑脂厂大都装备容积为4.71接触器或压力皂化釜，调合釜容量般为810，或更大些。
从制脂釜压力釜或调合釜的搅拌形式和功率看，国内设备功率偏小，刮边器的结构亦有待改善；前期搅拌采用简易的单向搅拌式装置，近20年已改进为双向搅拌式，使用蜗杆或摆针线式减速器，精度稍差。而国外大都采用双电机驱动动的无级变速传动装置来带动釜内的双向搅拌器带有设计良好的刮边器，内搅拌转速为15 6，外搅拌转速为7.530以依釜内物料应制脂工艺的要求。8m3容积釜的搅拌电机功率为751评左右，4.55.3容积釜的搅拌电机功率约为4050kW.如台4.5m3压力釜由2台可调速电机驱动，内搅拌浆功率为，转速4，外搅拌浆功率为30kW，转速20rminD台5.0m3压力釜由2台可调速电机驱动，内搅拌浆功率为17让贾，转速50或25夕，外搅拌浆功率为除搅拌动力不同外，国外对制脂釜加工的精度亦提出相应的要求，并列人企业规范。釜式容器的椭圆度应为内径尺寸的1以下；对搅拌浆与轴的同心度亦有要求，轴的摆动与轴中心的偏离应小于0.5.因此，在调合釜中的刮边器可以起到较好的作用。
2.3工艺过程中的程序控制润滑脂在制备过程中由于操作变数多，长期以来，对制备过程中的程序控制未给予重视。近20年来，国外许多生产厂探讨规范化程序操作，取得了不少成功经验，并已在工业生产中实施。国内有的润滑脂厂已做出初步尝试，有了新的进展；但大多数厂仍停留在凭手工操作技巧的模式。
80年代，美国日本德国等国的生产厂首先将基础油的计量改为有温度补偿的计量带支架的应变仪将反应釜整体称重，对加人釜内的各种物料逐称量。国内生产厂对此问目视标尺刻度有定误差，个别生产厂还有依靠经验来计算的。
国内仅有34个厂在生产过程中使用仪生产变数较多甚至弃之未用，说明国内润滑脂生产中远未能摆脱手工技巧的传统作法。有以下几个生产过程可进行程序控制或管理，如皂化过程中的升温速率，锂基脂在最炼制温度下物料急冷后的温度对最终成脂质量有很大影响，在调合釜中物料稠度与搅拌速率的关系，压力皂化的时间与压力关系等。若采用这些先进的程序控制，将使产品质量和生产技术水平提到个新的度。
2.4后处理工序应加强国内生产厂虽采用了均化器及循环剪切等后处理设备及方式，但工艺方式还属单，应根据产品的性质采用不同的均化方式，如胶体磨均化器，甚至轮研磨机等设备。关于脱气工序，当前国内有近半的生产厂对产品尚未实施脱气处理，这是很大的差距。今后应积极推广使用真空脱气的联合装置，以有利于产品质量的提高。
321世纪我国润滑脂生产设备工艺的发展鉴于上述情况，可以预测21世纪润滑脂品种仍将以锂基脂系列为主。1999年美国的锂基脂占总产量的比例已达68以上，印度为70，中国亦有60以上。高滴点润滑脂即滴点大于180的脂，如复合钙基脂复合铝基脂复合锂基脂膨润土润滑脂及聚脲润滑脂将是21世纪备受关注的产品，尤其是复合锂基脂聚脲脂更是研究发展的热点。据统计，1999年美国这2种脂占总产量的比例分别为29.58和7.6日本为0.23和14.47，我国为3.10和0.38.以此为基点，可以预测国内工艺设备发展前景。
3.1设备和工艺应适应润滑脂发展的需要在生产锂基脂系列产品的工艺中，物料在最高炼制温度后冷却的速率以及冷却后物料的搅拌速度是保证产品质量的技术关键。些国家近来实施了程序化管理。锂基脂在生产工艺过程中的程序控制意4.控制程序为，下达运行指令后，相应的原料开关启动，加热器启动，进行程序控制；控制供给加热器的热源，同时控制反应釜压力；反应完成后，将反应物料转至调合釜，由冷却器循环或调合釜夹套冷却水控制釜内物料温度，达到定稠度后，控制调节搅拌电机的转速，半成品经过滤均化送去包装。
从5可看出，以混合器出口温度设定值来控制冷油流量作为参数，达到物料热冷物料混合器要求的温度，将使最终产品质量达到优异水平。
3.2完善后处理设备国内30个生产企业有22台套均化器，大部分生产厂仍在使用均化效率不很高的循环剪切均化工艺，不适于生产桐度偏的锂基脂产品3号5皂化釜物料冷却控温程序意脂。均化工艺应采用多种形式的设备，如剪切器胶体磨均化器等。国内后处理工序最薄弱的环节是脱气设备。在高品质锂基脂系列及高滴点润滑脂产品的生产中，脱气工序是必不可少的。今后应完善并推广应用真空脱气联合装置，以提高产品质量。
3.3扩大生产规模，提高企业规模效益鉴于我国润滑脂生产装置以小型规模为主体，占总装置的60；制脂单元设备容量很小，大部分为2.0，4.，和6.，达不到规模生产效益，这是影响国内润滑脂发展的原因之。相同的产量，产品批次多，不利于产品质量的均。又因生产企业规模小，抗风险能力亦弱，预计今后几年内，将会发生企业之间的合并与重组来扩大生产。加大生产企业滑脂生产企业发展的必由之路。