[科普中國(guó)]-白土精制

白土的組成

白土是具有多孔結(jié)構(gòu)、比表面積較大的結(jié)晶或無(wú)定型物質(zhì)，是優(yōu)良的吸附劑。其主要成分是硅酸鋁、氧化硅和水，此外還含有鐵、鈣和鎂的氧化物。天然白土就是風(fēng)化的長(zhǎng)石，其孔隙內(nèi)常含有一些雜質(zhì)，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(guò)程叫活化。活化后的白土稱(chēng)活性白土，它的比表面積可達(dá)450m/g其活性比天然白土大4~10倍。所以工業(yè)上多采用活性白土進(jìn)行油品精制。

天然白土及活性白土的化學(xué)組成見(jiàn)下表。

|| || 白土的化學(xué)組成

白土精制原理白土精制的原理是利用白土具有選擇性吸附的特性，當(dāng)它和油品充分混合接觸后，較易將其中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、殘余溶劑等雜質(zhì)吸附，而對(duì)油的吸附能力較弱，從而達(dá)到精制油品的目的。

在白土精制條件下，白土對(duì)膠質(zhì)和瀝青質(zhì)有很好的吸附作用，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量越大，越易被吸附。有機(jī)氧化物和硫酸醋也容易被吸附。在烴類(lèi)中，吸附順序是：芳香烴>環(huán)烷烴>烷烴。

白土精制工藝在工業(yè)上使用的白土精制方法有滲濾法、接觸法。曾經(jīng)有過(guò)連續(xù)滲濾法（移動(dòng)床）的報(bào)道，但未見(jiàn)推廣。滲濾法主要用于汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油和變壓器油的精制。該工藝需要把顆粒白土裝在立式罐內(nèi)，油慢慢滲濾，當(dāng)白土活性下降到一定程度后就切換到另外的罐中。廢白土可以燒去吸附的物質(zhì)，再行使用。此法的缺點(diǎn)是效率太低，一次投資太大，油料損失大，故在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中已不見(jiàn)用。

目前比較廣泛使用的白土精制方法是接觸法。該法主要用于各種潤(rùn)滑油的最后精制，工業(yè)上常稱(chēng)白土補(bǔ)充精制。它是將白土和油混成漿狀，通過(guò)加熱爐加熱到一定的溫度，并保持一定的時(shí)間，然后濾出精制油。右圖是接觸法白土精制的流程。

原料油經(jīng)加熱后進(jìn)入混合器與白土混合20~30min ，然后用泵送入加熱爐。隨油品的性質(zhì)不同，加熱溫度相差很大。加熱以后進(jìn)入蒸發(fā)塔，塔頂有抽真空設(shè)備，一般用噴射泵抽真空。從蒸發(fā)塔頂蒸出在加熱爐中裂化產(chǎn)生的輕組分和殘余溶劑，然后進(jìn)入中間罐。再?gòu)闹虚g罐先打入史氏過(guò)濾機(jī)，濾掉絕大部分白土。由于這種過(guò)濾機(jī)濾布較粗，有些細(xì)小顆粒仍能透過(guò)，所以需通過(guò)極框過(guò)濾機(jī)再過(guò)濾一次，以保證產(chǎn)品無(wú)固體顆粒存在。1

影響因素影響白土精制的主要因素有白土性質(zhì)、原料油性質(zhì)、白土用量、接觸溫度和接觸時(shí)間等。白土性質(zhì)的影響前已述及。

不同原料油化學(xué)組成不同，含雜質(zhì)的組成、數(shù)量也不同，因此要求白土精制的深度也不一樣。

一般白土用量大，精制油質(zhì)量好，但白土用量過(guò)大時(shí)，不僅降低精制油的收率，而且由于精制過(guò)度，使得汕品中的天然抗氧化劑全部脫除，反而影響精制油的安定性。白土用量隨油品種類(lèi)不同而異，不同潤(rùn)滑油白土補(bǔ)充精制時(shí)白土用量見(jiàn)下表。

|| || 潤(rùn)滑油白土補(bǔ)充精制時(shí)白土用量

為保證精制效果，白土必須與原料油充分混合，并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(guò)高，否則油品會(huì)有氧化反應(yīng)。一般采用的接觸溫度比油品的閃點(diǎn)高出20℃。不同種類(lèi)潤(rùn)滑油白土精制的接觸溫度見(jiàn)下表。

|| || 潤(rùn)滑油白土精制的接觸溫度

接觸時(shí)間太短，不能充分發(fā)揮白土的吸附作用；接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)降低處理量，并增加油品的氧化。在混合器中一般停留20~30min，在加熱爐和蒸發(fā)塔內(nèi)停留時(shí)間為30min左右。

潤(rùn)滑油的補(bǔ)充精制除采用白土精制之外，目前越來(lái)越多地采用加氫精制。白土精制與加氫精制比較，各有特點(diǎn)。一般來(lái)說(shuō)，白土精制的脫硫能力較差，但脫氮能力較強(qiáng)，精制油凝點(diǎn)回升較小，光安定性比加氫精制油好。白土精制的缺點(diǎn)是要使用固體物，勞動(dòng)條件不好，生產(chǎn)率低，廢白土污染環(huán)境。目前，盡管加氫精制發(fā)展很快，但白王精制還未被完全替代，某些特殊油品還必須采用白土精制。2