高温润滑脂的生产工艺过程

    虽然每个润滑脂厂家的生产能力、产品设备状况材料都不尽相同，而且生产工艺流程及操作条件也可能不一样，但是，皂基耐高温润滑脂的生产工艺过程基本要求是一样的，即包括原材料处理、皂化反应、升温脱水、高温炼制、冷却、均化脱气、包装等工艺过程。

   （一）原材料处理和生产设备的清洗

   1. 高温润滑脂基础油应在储罐内加温沉淀，以除掉水分和杂质，然后由过滤器除去机械杂质，过滤之前，要注意把沉降水放尽，以免在加热或作为稀释油投料时发生溢釜事故。

    2. 高温润滑脂原料需要进行预处理。处理方法为首先将脂肪原料在窗口罐中加热到70~80℃，经静置沉淀过滤，除去分杂质，对于发生酸败的脂肪或酸值较大的油脂以及某些植物油颜色很深，则必须进行精制。精制的方法是通过清、过滤或离心分离等方法将一般悬浮的杂质从油内分离出去。

    3. 各种碱类因性质不同，在生产润滑脂时使用的方式也不一样。一般情况是将氢氧化锂配成6%~12%水溶液；氢氧化钠配成20%~30%水溶液；氢氧化钙配成15%~30%悬浊液。

    上述润滑油（基础油）、脂肪、碱类及添加剂均要采样通过规格分析，确认各种原料符合规格要求的标准后才能使用。然后，按照预定的组成比例进行投料量的计算，测定各种碱液的浓度，计算出质量分数，准确到0.1%。再按照脂肪和脂肪酸的皂化值计算出碱液用量数，碱用量一般要比计算量多5%~10%。

    4. 投料前，要对所用之生产设备、工艺管线及阀门等进行严格系统检查，同时对炼制釜和混合釜等主要设备要洗刷干净；但若是间歇 生产，一般在生产同一类产品时也可不刷洗；切换生产不同润滑脂产品时，应先用蒸汽清扫管式炉管线，然后用基础油清洗。

    综上所述，高温润滑脂生产之前的准备工作，要求做到以下几点：

    （1） 各原料组分在制造润滑脂之前，均应预先过滤或精制处理，以保证各种原料的杂质含量在允许范围之内 ；

    （2） 各种原料在使用之前，均要经过质量检验，符合标准要求时才能使用；

    （3） 确定各种原料的组成配比；

    （4） 各种原料要准确计量和详细记录；

    （5） 各种设备要清洗干净，工艺管线、阀门要畅通。

    （二）皂化反应制备润滑脂稠化剂

     脂肪材料与碱金属或碱土金属氢氧化物进行皂化反应，制备皂基稠化剂是生皂基高温润滑脂关键工序之一。

     根据皂基稠化剂的种类、原料产地以及生产设备和工艺条件的不同，皂化反应的时间和皂化完全程度也会不同。一般来讲，影响皂化反应速率的皂化完全程度的主要因素有以下几点：

    1. 皂化反应物的浓度的影响

     皂化反应是一个传质和传热过程， 因此，各种脂肪原料和碱配料的浓度越大，皂化反应速率就越快；反应过程机械搅拌越激烈，反应速率也越快。为了使制得皂基稠化剂在后续的制脂工序中能够迅速而均匀的分散在基础油中，可以在皂化反应的原料中同时投入一定量的基础油，其数量一般是润滑脂组成中总基础油量的三分之一左右。在皂化反应过程中，为了保证脂肪材料完全水解并与反应特之间在充分接触的乳化状态下进行反应，就应不断的补充水分。如果在皂化时缺少必要的水，就会使皂化前期反应减慢，或后期釜内物料未待皂化完全即成为胶皮状，给操作带来困难。因此，在皂化时，要经常观察釜内反应的现象，确保适量的水分。

    2. 皂化温度和 压力的影响

     在皂化过程中，皂化反应速率与反应温度和压力有关，当温度和压力升高时，皂化反应速率加快；反之，当反应温度和压力降低时，则皂化反应速率大大减慢，使生产周期处长。在润滑脂生产中，为了加快皂化速率和缩短生产周期，一般可采用加压制脂釜或接触器、管式炉等压力生产设备，达到提高反应温度和压力，从而提高皂化反应速率，缩短生产周期的目的。 

    3. 不同脂肪材料和碱类的反应速率

     脂肪或脂肪酸原料的性质不同也影响皂化反应速率。脂肪酸比脂肪容易皂化，且容易反应完全。因为前者属于弱酸和强碱中和反应，而后者尚需经水解过程。在脂肪材料配料时，一般要求脂肪的标化度在37~42℃之内最宜。通常采用混合脂肪，即把标化度高的与标化度低的脂肪混合成为3：1或4：1的比例使用。这样，既可加快皂化反应速率，又能提高润滑脂产品的质量。

     不同碱类反应速率的规律是：同族元素的金属氢氧化物，碱性强的比碱性弱的反应速率快；不同族元素的金属氢氧化物，一价碱金属的氢氧化物比二价碱土金属的 氢氧化物反应速率快。一般规律是氢氧化钠>氢氧化锂>氢氧化钙>氢氧化钡。

   4. 关于加快皂化反应速率的经验

     在制造高温润滑脂时，可采取一些措施加快皂化反应速率。例如：常添加极少量酸类(如环烷酸、松香），以便遇碱即反应，成为反应物初期的乳化剂，使体系呈现出微细的乳液。同于油脂和碱化充分乳化，增大了反应物的接触面积，使化学反应加快。在皂化过程中，甘油及单酸酯等也 助于物料乳作用。又如制钙皂时，可加入极少量的氢氧化钠，反应生成的极少量钠皂可起到乳化剂的作用，以加快反应速率。

   5.对皂化反应完全程度的检验

    鉴定方法是从釜内取出粘稠物试样，迅速测定游离有机酸和游离碱的含量，并计算出制成润滑脂产吕后，游离有机酸和游离碱的含量是否符合规定的指标。如果超出规定的范围，可根据化验数据和实践经验按下表调整酸碱量。这个经验数值是对生产脂肪钙基脂时，以每釜1700~2000KG计算的，但计算值和实际补量会相差一倍，即计算数值为小。这是由于调整游离酸和碱时，缺少水分不能完全皂化之故。因此，实际加入量比理论数值大。

    （三）升温脱水 - 稠化成脂

    皂化反应结束后，在搅拌下将釜内皂基升温脱水。

    （四）高温炼制

    在完成升温脱水后，再继续升温和搅拌下，分批加入基础油，直至釜内物被加热到工艺条件规定的最高炼制温度，并操持5min左右。

    （五）冷却 - 调和

    完成高温炼制后加再入冷基础油降至温稀释调和，即完成稠化成脂工序。

    （六）研磨均化 - 脱气

      将制备的高温润滑脂经研磨均化和脱气，即获得润滑脂成品。

    （七）检测 - 包装

    取样进行质量检测合格后，进行包装。成品高温润滑脂在包装时要控制产品的温度。一般情况下，复合磺酸钙基润滑脂应在75℃以下包装，钠基、锂基润滑脂以及复合皂基润滑脂应在100℃以下包装。润滑脂包装温度太高，会影响成品质量，如润滑脂易析油。

    润滑脂的包装容器目前以200L的大桶为主，也有50kg或20kg以下的方桶、圆桶等小包装。在包装润滑脂，应避免混入机械杂质。包装之前，必须将包装桶刷干净，桶壁桶底缝应无杂质和脏物；称量衡器要校准；装入桶内的润滑脂应装实，不得留有空隙，而包装桶的上方应留50~100mm空间；包装要牢固，加盖后应将螺丝上紧，并加铅封，避免散包。