白土精製是指利用活性白土在一定溫度下處理油料，降低油品的殘炭值及酸值（或酸度），改善油品的顏色及安定性。潤滑油原料經過溶劑精製、溶劑脫蠟和脫瀝青工藝處理後，油品中還含有少量未分離掉的溶劑，以及因回收溶劑被加熱生成的大分子縮合物、膠質等。這些雜質的存在影響油品的安定性、顏色和殘炭值等。利用白土精製的方法可以達到對潤滑油原料進行補充精製的目的。
基本介紹
- 中文名：白土精製
- 外文名：clay refining
- 學科：石油煉製工程
- 質量：原料進行補充精製
- 套用：不可缺少的、必要的精製手段
- 影響因素：白土性質、原料油性質、白土用量
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白土的組成
白土是具有多孔結構、比表面積較大的結晶或無定型物質，是優良的吸附劑。其主要成分是矽酸鋁、氧化矽和水，此外還含有鐵、鈣和鎂的氧化物。天然白土就是風化的長石，其孔隙內常含有一些雜質，若用鹽酸或硫酸（8%~15%的稀硫酸）活化處理，吸附活性可以大大提高，這種處理過程叫活化。活化後的白土稱活性白土，它的比表面積可達450m/g其活性比天然白土大4~10倍。所以工業上多採用活性白土進行油品精製。
天然白土及活性白土的化學組成見下表。
組成，% | 天然白土，% | 活性白土，% | 組成，% | 天然白土，% | 活性白土，% |
水分 | 24~30 | 6~8 | Fe2O3 | 1.0~1.5 | 0.7~1.0 |
SiO3 | 54~68 | 62~63 | CaO | 1.0~1.5 | 0.5~1.0 |
Al2O3 | 19~25 | 16~20 | MgO | 1.0~2.0 | 0.5~1.0 |
白土精製原理
白土精製的原理是利用白土具有選擇性吸附的特性，當它和油品充分混合接觸後，較易將其中的膠質、瀝青質、殘餘溶劑等雜質吸附，而對油的吸附能力較弱，從而達到精製油品的目的。
在白土精製條件下，白土對膠質和瀝青質有很好的吸附作用，膠質和瀝青質的相對分子質量越大，越易被吸附。有機氧化物和硫酸醋也容易被吸附。在烴類中，吸附順序是：芳香烴>環烷烴>烷烴。
白土精製工藝
在工業上使用的白土精製方法有滲濾法、接觸法。曾經有過連續滲濾法（移動床）的報導，但未見推廣。滲濾法主要用於汽油、煤油、柴油等輕質油和變壓器油的精製。該工藝需要把顆粒白土裝在立式罐內，油慢慢滲濾，當白土活性下降到一定程度後就切換到另外的罐中。廢白土可以燒去吸附的物質，再行使用。此法的缺點是效率太低，一次投資太大，油料損失大，故在大規模工業生產中已不見用。
目前比較廣泛使用的白土精製方法是接觸法。該法主要用於各種潤滑油的最後精製，工業上常稱白土補充精製。它是將白土和油混成漿狀，通過加熱爐加熱到一定的溫度，並保持一定的時間，然後濾出精製油。右圖是接觸法白土精製的流程。
原料油經加熱後進入混合器與白土混合20~30min ，然後用泵送入加熱爐。隨油品的性質不同，加熱溫度相差很大。加熱以後進入蒸發塔，塔頂有抽真空設備，一般用噴射泵抽真空。從蒸發塔頂蒸出在加熱爐中裂化產生的輕組分和殘餘溶劑，然後進入中間罐。再從中間罐先打入史氏過濾機，濾掉絕大部分白土。由於這種過濾機濾布較粗，有些細小顆粒仍能透過，所以需通過極框過濾機再過濾一次，以保證產品無固體顆粒存在。
影響因素
影響白土精製的主要因素有白土性質、原料油性質、白土用量、接觸溫度和接觸時間等。白土性質的影響前已述及。
不同原料油化學組成不同，含雜質的組成、數量也不同，因此要求白土精製的深度也不一樣。
一般白土用量大，精製油質量好，但白土用量過大時，不僅降低精製油的收率，而且由於精製過度，使得汕品中的天然抗氧化劑全部脫除，反而影響精製油的安定性。白土用量隨油品種類不同而異，不同潤滑油白土補充精製時白土用量見下表。
原料油 | 白土用量，% | 原料油 | 白土用量，% |
機械油 | 2~4 | 汽輪機油 | 10~15 |
內燃機發動機油 | 1~3 | 真空泵油 | 10~15 |
變壓器油 | 3~5 | 殘渣潤滑油 | 15~25 |
為保證精製效果，白土必須與原料油充分混合，並促使油品向白土滲透。溫度升高，油品的粘度降低，可以使油品與白土混合得更好。但溫度不能過高，否則油品會有氧化反應。一般採用的接觸溫度比油品的閃點高出20℃。不同種類潤滑油白土精製的接觸溫度見下表。
原料油 | 接觸溫度，℃ | 原料油 | 接觸溫度，℃ |
變壓器油 | 150~160 | 內燃機發動機油 | 230~240 |
機械油 | 200~210 | 殘渣潤滑油 | 270~280 |
接觸時間太短，不能充分發揮白土的吸附作用；接觸時間過長，會降低處理量，並增加油品的氧化。在混合器中一般停留20~30min，在加熱爐和蒸發塔內停留時間為30min左右。
潤滑油的補充精製除採用白土精製之外，目前越來越多地採用加氫精制。白土精製與加氫精制比較，各有特點。一般來說，白土精製的脫硫能力較差，但脫氮能力較強，精製油凝點回升較小，光安定性比加氫精制油好。白土精製的缺點是要使用固體物，勞動條件不好，生產率低，廢白土污染環境。目前，儘管加氫精制發展很快，但白王精製還未被完全替代，某些特殊油品還必須採用白土精製。
