8042-47-5/白油

白油

【概述】
白油，又名白色油或液體石蠟。一種無色透明、無臭、不發(fā)瑩光的液體油料。一般由粘度 (40℃) 的潤滑油餾分，經(jīng)深度硫酸精制加氫而成。廣泛應(yīng)用于日化行業(yè)、藥品生產(chǎn)、食品加工、纖維和紡織、聚苯乙烯樹脂、石油化學(xué)工業(yè)、塑料和橡膠加工、皮革加工、儀表和電力、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。

【理化性質(zhì)】
無色透明油狀液體。在日光下觀察不顯熒光。室溫下無味。無臭。相對(duì)密度0.860～0.905 (25/4℃)。粘度 (50℃) 7.5～18 MPa·s。著火點(diǎn)130～185℃，粘度指數(shù)90～125。凝固點(diǎn)-3～-30℃。酸價(jià)0.01～0.02mgKOH/g。色澤0°～3°。不溶于水、冷乙醇和甘油，能溶于二硫化碳、乙醚、氯仿、苯和熱乙醇。樟腦、薄荷油、麝香可在白油中溶解。

【制備方法】
1.磺化法
(1)發(fā)煙硫酸磺化法
發(fā)煙硫酸磺化法的原理是三氧化硫與原料中的含硫、氧、氮這些非烴類化合物反應(yīng)，生成磺化油和酸渣等物質(zhì)。磺化法中僅有約20% 的硫酸參加反應(yīng)，反應(yīng)效率較低，而且酸渣難于處理，環(huán)境污染大。發(fā)煙硫酸磺化法生產(chǎn)白油的工藝流程如圖1 所示。以潤滑油餾分的脫蠟油為原料生產(chǎn)工業(yè)級(jí)白油一般得經(jīng)過4次磺化，而生產(chǎn)醫(yī)用食品級(jí)的白油需要經(jīng)過5 次以上的磺化。

圖1為發(fā)煙硫酸磺化法制取白油工藝流程
(2)三氧化硫氣相磺化法
國內(nèi)間歇三氧化硫氣相磺化法制取白油工藝流程為：磺化劑三氧化硫的制取過程為將硫磺進(jìn)行熔硫，然后將熔化后的硫用泵打入到焚硫爐中與空氣燃燒生成二氧化硫，再將二氧化硫與空氣以一定比例進(jìn)入轉(zhuǎn)化器，使二氧化硫氧化成三氧化硫。將冷卻后的三氧化硫磺化劑引入兩個(gè)串聯(lián)的磺化反應(yīng)器進(jìn)行磺化。原料油從第一磺化器進(jìn)入，第一次磺化的原料進(jìn)入第一沉降器分離出酸渣和磺化油，然后磺化油再進(jìn)入第二磺化器繼續(xù)進(jìn)行第二次磺化，第二次磺化后進(jìn)入第二沉降器分離出酸渣后就得到酸性油(二次磺化油) 。最后經(jīng)過堿液中和、酒精萃取、水洗抽提、白土精制等步驟，就得到了合格的白油產(chǎn)品。三氧化硫尾氣經(jīng)氨水溶液吸收后放空。
2.溶劑萃取法
萃取法生產(chǎn)白油對(duì)原料的要求較高，一般用中性油( 最好用內(nèi)燃機(jī)油基礎(chǔ)油———滑油基礎(chǔ)油餾分) 做原料。工藝流程見圖2。生產(chǎn)時(shí)用己烷油稀釋原料( 按1∶1的百分質(zhì)量分?jǐn)?shù)) ，再加入5% 的水，采用N，N－二甲基甲酰胺做溶劑，在常溫下進(jìn)行分段萃取。通常需要經(jīng)過四段萃取就可以得到理想的粗白油，再經(jīng)過兩次白土補(bǔ)充精制即可得到成品白油。該法收率一般為89%～93%，質(zhì)量指標(biāo)完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求，而且可作為高品質(zhì)的壓縮機(jī)油，醫(yī)用白油和化妝級(jí)白油。

圖2為溶劑萃取法制取白油工藝過程
3.烯烴聚合法
由于食品工業(yè)的快速發(fā)展(盡可能地提高負(fù)荷、速度和操作溫度) ，因此需要提供更高質(zhì)量的食品級(jí)潤滑劑，以滿足越來越苛刻的要求。目前國外采用烯烴聚合法生產(chǎn)白油較多，其主要的原因是原料來源豐富、經(jīng)濟(jì)性高; 而且得到的產(chǎn)品質(zhì)量高，特適用于醫(yī)用、化妝品和食品級(jí)應(yīng)用。α－烯烴聚合法合成白油的生產(chǎn)工藝過程如圖3所示。

圖3為α－烯烴聚合法制取白油生產(chǎn)工藝過程
4.白油加氫法
加氫法生產(chǎn)白油是指在一定溫度、較高氫氣分壓力的條件下，原料油和氫氣通過裝有催化劑的反應(yīng)器時(shí)發(fā)生反應(yīng)，原料油中的硫、氮、氧、金屬、烯烴和芳烴等雜原子或者化合物被加氫去除或加氫飽和，生成飽和烴和其他反應(yīng)產(chǎn)物的過程。以不同原料(潤滑油基礎(chǔ)油和加氫裂化尾油為原料)的加氫法生產(chǎn)白油的工藝包括一段加氫、兩段加氫和三段加氫。
(1)一段白油加氫工藝
一段加氫法生產(chǎn)白油包括一段加氫(一個(gè)反應(yīng)器)和一段串聯(lián)加氫(兩個(gè)或兩個(gè)以上反應(yīng)器串聯(lián))。
a.一段加氫工藝(一個(gè)反應(yīng)器)
一段白油加氫工藝對(duì)原料要求較為嚴(yán)格—要求原料的質(zhì)量較好(例如: 加氫裂化尾油經(jīng)過酮苯脫蠟后的脫蠟油、經(jīng)過糠醛精制－酮苯脫蠟－白土精制的潤滑油基礎(chǔ)油、加氫處理－臨氫降凝(異構(gòu)降凝) 基礎(chǔ)油或臨氫降凝后的加氫裂化尾油) ，原料的芳烴含量一般小于5%，還要有較低的硫含量和氮含量(防止白油加氫催化劑活性金屬(主要是Ⅷ族金屬元素) 成分失活) 。經(jīng)過一段加氫法可以得到化妝級(jí)或工業(yè)級(jí)白油。
b.一段串聯(lián)白油加氫工藝
當(dāng)以常三線、減二線和減三線餾分為原料生產(chǎn)白油時(shí)，可以采用加氫精制—加氫飽和的一段串聯(lián)白油加氫工藝。主要的工藝流程為: 首先通過加氫精制催化劑脫除原料油中硫、氮、氧和金屬等雜質(zhì)，然后在高壓、臨氫和加氫催化劑存在的條件下使原料油中的芳烴深度飽和。該工藝可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的工業(yè)級(jí)白油。
以加氫生成油經(jīng)常壓分餾得到的塔底油為原料，采用加氫精制—臨氫降凝與芳烴精制的一段串聯(lián)白油加氫工藝。主要流程為: 原料油進(jìn)入白油加氫裝置的第一反應(yīng)器進(jìn)行加氫精制，然后進(jìn)入第二反應(yīng)器進(jìn)行臨氫降凝和脫芳精制，該反應(yīng)器的壓力為10 MPa，生成油經(jīng)過高、低分后進(jìn)入常壓塔進(jìn)行蒸餾，塔頂產(chǎn)1 號(hào)精制油，常壓塔底油通過泵進(jìn)入減壓塔，減壓塔頂產(chǎn)1 號(hào)精制油，減壓塔底產(chǎn)輕白油。
(2)兩段白油加氫工藝
二段白油加氫工藝對(duì)原料的適應(yīng)性較強(qiáng)，該工藝的原料來源較為廣泛，如加氫裂化尾油、潤滑油餾分油( 減二、減三線) 、合成油、經(jīng)過溶劑精制與溶劑脫蠟的潤滑油基礎(chǔ)油和中性油等都可以作為二段白油加氫工藝的原料。第一段的主要作用是加氫精制，其目的是在高氫氣壓力和高溫條件下，脫除原料油中的硫、氮、氧等雜原子，從而避免第二段貴金屬催化劑中毒，同時(shí)還將原料油中的一部分芳烴加氫飽和。第一段加氫精制催化劑的金屬活性成分主要是W－Ni，Mo－Ni 等非貴金屬，其載體主要是氧化鋁、氧化鎂和活性白土等。第一段可得到工業(yè)級(jí)白油和硫與
氮含量很低的中間產(chǎn)品。第二段的主要作用是將第一段生成油中的芳烴進(jìn)行加氫飽和。使用的是還原型催化劑，其主要活性成分為Ni、Pt 和Pd 等。第二段可得到化妝、食品和醫(yī)藥級(jí)白油。在第一段與第二段之間設(shè)立分餾系統(tǒng)來將第一段的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行汽提和分餾，將反應(yīng)產(chǎn)物中的輕質(zhì)油品分離出去，將分餾后得到的低硫、低氮含量的重質(zhì)餾分油作為第二段的進(jìn)料。
(3)三段白油加氫工藝
三段白油加氫工藝較二段白油加氫工藝對(duì)原料的適應(yīng)性更強(qiáng)，三段白油加氫工藝的原料一般為減壓瓦斯油(VGO)或輕脫油( 渣油經(jīng)過丙烷脫瀝青后得到的一種油品) ，三段白油加氫工藝的簡化流程如圖4所示。

圖4為三段白油加氫工藝流程

【應(yīng)用】
1.日化行業(yè)
白油作為基礎(chǔ)化妝品中的油性物質(zhì), 在皮膚上形成油膜, 除本身賦于滑爽感覺外, 還由于屏障效應(yīng)能阻滯皮膚水分的蒸發(fā), 能提供保濕劑保持皮膚水分的效能。主要用于生產(chǎn)護(hù)膚、護(hù)發(fā)用品, 如潤膚油、防曬霜、防曬油、雪花霜、冷霜、發(fā)乳、發(fā)蠟、頭油、刮須膏、洗手、洗浴液、嬰兒擦身油、護(hù)發(fā)劑、牙膏等。白油在霜膏類產(chǎn)品中的用量一般在2 %～12 %, 在防曬油、頭油等產(chǎn)品中用量較高, 可達(dá)80 %左右。
2.藥品生產(chǎn)
在制藥工業(yè)中主要用于輕泄劑、藥片、膠囊加工的粘合劑, 青霉素、抗生素用防泡劑, 內(nèi)服潤滑劑、軟膏、軟化劑、麻醉劑以及醫(yī)用膠帶和藥品生產(chǎn)用防潮劑等。
3.食品加工
用于食品包裝紙、糖業(yè)生產(chǎn)的消泡劑, 造粒食品生產(chǎn)用防潮劑, 面包烘烤油、攪面機(jī)油等食品加工機(jī)油, 水果、蔬菜、雞蛋等涂敷保鮮劑, 熱食品表面涂層, 食用色素, 面包、糖果、通心粉、巧克力加工的脫模劑、防粘劑, 葡萄干洗滌劑以及食品包裝、啤酒及飲料加工機(jī)械的潤滑油、瓶蓋生產(chǎn)的沖壓油等。
4.纖維和紡織
在化學(xué)纖維加工過程中, 要提高加工效率、質(zhì)量及服務(wù)性能, 就必須使用化纖油劑。我國是化纖生產(chǎn)大國, 隨著化纖總量的增加, 將對(duì)油劑有更大的需求量。化纖油劑按其應(yīng)用可分為:滌綸油劑、腈綸油劑、丙綸油劑、錦綸油劑、維綸油劑和粘膠纖維油劑等;按照合成纖維的品種可分為:長絲油劑和短絲油劑。在短絲纖維的加工過程中, 含油量一般控制在0.1 %～0.5%之間;長絲的含油量一般控制在0.5 %左右, 后加工油劑一般控制在2 %左右。化纖油劑主要由平滑劑、乳化劑和抗靜電劑等組成。白油作為開發(fā)較早而且廉價(jià)易得的一種原料, 在化纖油劑中主要用做平滑劑。因不同纖維加工過程中對(duì)油劑的要求不同, 其相應(yīng)的油劑所需的平滑劑也不相同,白油在滌綸DTY油劑、滌綸FDY油劑、丙綸油劑、錦綸油劑、人造纖維油劑等中的用量較大, 其用量占油劑組成的30%～90%, 甚至更高。另外白油還應(yīng)用于紡織機(jī)油、紡織纖維稀釋劑、編織機(jī)和縫紉機(jī)油等。
5.聚苯乙烯樹脂
聚苯乙烯生產(chǎn)使用高粘度白油, 其作用是提高注塑時(shí)的流動(dòng)性并留在產(chǎn)品中做內(nèi)部潤滑劑, 其添加量一般為3%～5%。
6.石油化學(xué)工業(yè)
主要用于聚乙烯、聚丙烯、聚氨脂、聚苯乙烯及高壓壓縮機(jī)內(nèi)部潤滑油, 合成橡膠的填充劑, 聚氯乙烯的增塑劑、潤滑劑, 催化劑的載體劑, 染料及中間體的分散劑, 化學(xué)反應(yīng)釜密封油劑、稀釋劑和熱載體。
7.塑料和橡膠加工
主要用做脫膜劑及配方中用做軟化劑及內(nèi)潤滑劑, 與其它軟化劑不同, 白油具有低污染性和良好的著色性能, 因此多用于淺色及較鮮艷的制品中。如淺色的塑料殼體等注射及模壓制品中, 淺色橡皮及其它工藝制品等。
8.皮革加工
主要用于調(diào)制加脂劑, 皮革制品需要加入油脂以改善皮革的加工性能。
9.儀表和電力
用做精密儀器儀表的潤滑、變壓器及電纜填充用油, 航空和星際航行做液壓油和潤滑油, 如電子元
件和計(jì)算機(jī)的潤滑等。
10.農(nóng)業(yè)
主要用于調(diào)劑動(dòng)物飼料, 獸醫(yī)配方和交配潤滑劑, 殺蟲劑的基礎(chǔ)油或分散劑等。

【主要參考資料】
[1]馬世昌 主編.化工產(chǎn)品辭典.西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社.1990.第117頁.
[2]王大全 主編.精細(xì)化工辭典.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.1998.第18頁.
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[4]江波等.白油生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與展望.潤　滑　油.2012.27(5):1-7.