Grundölherstellung

Die Vakuumdestillate, aus denen Schmierstoffe hergestellt werden sollen, enthalten einerseits unerwünschte Bestandteile, die beispielsweise bei Schmierstoffen schon nach kurzem Gebrauch zu Alterungserscheinungen wie Dunkelfärbung, Zunahme der Viskosität, Entstehung von Säuren und Ölschlamm führen würden. Andererseits wäre bei ihrem Einsatz als Grundöle für Automobil- und Industrieschmierstoffe ihr Viskositätsindex zu niedrig und ihr Stockpunkt zu hoch.
In der Raffination werden daher:

• unerwünschte Bestandteile entfernt
• die Alterungsstabilität erhöht
• bei Schmierstoffen der Viskositätsindex (VI) auf etwa 90 bis 100 eingestellt
• der Stockpunkt durch Entparaffinieren auf etwa minus 9 Grad Celsius bis minus 15 Grad Celsius eingestellt
  

Drei unterschiedliche Raffinationsverfahren stehen zur Verfügung:

• Lösungsmittelraffination
• Hydrierende Raffination
• Säureraffination
  

Diesen drei Verfahren ist gemeinsam, dass mit der Verbesserung der Alterungsstabilität auch der Viskositätsindex positiv beeinflusst wird.
 

Das älteste Raffinationsverfahren ist die heute nicht mehr angewandte Schwefelsäure-Raffination. Die Nachteile dieses Verfahrens waren die scharfe Raffination, die zu hohen Verarbeitungsverlusten führte, sowie der anfallende Säureteer und die notwendige Bleicherde, die Entsorgungsprobleme schafften.

Hier gibt es verschiedene Verfahren. Sie beruhen grundsätzlich darauf, dass es Stoffe gibt, die ein unterschiedliches Lösevermögen für Aromaten einerseits und Paraffine oder Naphthene andererseits haben.

Bei diesem Verfahren wird Furfurol als Lösungsmittel eingesetzt. Das Schmieröldestillat wird in einem Extraktionsturm in feinste Tröpfchen zerteilt und mit dem im Gegenstrom fließenden Furfurol in innigste Berührung gebracht. Dabei werden durch das Furfurol die schmiertechnisch unerwünschten Bestandteile aus den Öltröpfchen ausgewaschen. Das gereinigte Schmierölraffinat wird in einer Destillationskolonne vom mitgerissenen Furfurol getrennt. Das mit ausgewaschenen Schadstoffen beladene Furfurol wird ebenfalls in einer Destillationskolonne wieder abgetrennt und geht erneut in den Kreislauf. Übrig bleibt ein stark aromatenreicher Extrakt.  

NMP (N-Methyl-2-pyrrolidon) ist ein hoch selektives (auslesendes), nicht toxisches Lösungsmittel, das seit einigen Jahren für die Raffination von Schmieröl-Destillaten und Brightstocks Verwendung findet. Wegen der hohen Selektivität ist auch die Verarbeitung geringwertigerer Destillate zu hochwertigen Schmierölen möglich.

Ähnlich wie die Schwefelsäureraffination wird auch dieses Verfahren heute kaum noch angewendet. Es eignet sich insbesondere zur Herstellung hochwertiger Brightstocks aus Vakuumdestillaten.

Durch Anlagern von Wasserstoff (hydrieren) können noch folgende Verbesserungen der Raffinate erreicht werden:

• Schwefel aus Schwefelverbindungen wird in Schwefelwasserstoff (H₂S) umgewandelt und aus dem Öl entfernt.
• Reste von ungesättigten, nicht alterungsstabilen Kohlenwasserstoffen werden zu gesättigten, alterungsstabilen Verbindungen umgeformt. Bestimmte Stickstoff- und Sauerstoffverbindungen werden in Ammoniak (NH₃) und Wasser (H₂O) überführt und vom Öl abgetrennt.  

Naphthene und verzweigte Paraffine haben niedrige Stockpunkte, geradkettige Paraffine dagegen neigen schon bei relativ hoher Temperatur zum Auskristallisieren. Die ausgeschiedenen Paraffinkristalle vernetzen miteinander und können das Öl zum Stocken bringen. Daher müssen die unverzweigten Paraffine weitestgehend aus dem Öl entfernt werden. Auch hier arbeitet man ähnlich wie bei der Lösungsmittelraffination mit selektiven, nur auf diese Paraffine ansprechenden Lösungsmitteln (beispielsweise Mischungen aus Methylethylketon und Toluol). Durch Abkühlen der Lösemittel-/Destillat-Mischung fällt das Paraffin als kristalline Masse aus und kann über Drehtrommelfilter aus dem Öl entfernt werden. Die Lösungsmittel werden destillativ zurückgewonnen und wiedereingesetzt.