加氫尾油生產(chǎn)加氫Ⅱ類和Ⅲ類基礎(chǔ)油可行性研究

呂雙慶,龐智勇,于梅,王金燕

(中國(guó)石油大連潤(rùn)滑油研究開發(fā)中心,遼寧大連 116032)

加氫尾油生產(chǎn)加氫Ⅱ類和Ⅲ類基礎(chǔ)油可行性研究

呂雙慶,龐智勇,于梅,王金燕

(中國(guó)石油大連潤(rùn)滑油研究開發(fā)中心,遼寧大連 116032)

中國(guó)石油大連石化分公司 360萬(wàn) t加氫裂化裝置已經(jīng)開工投產(chǎn),每年將會(huì)生產(chǎn)約 18～54萬(wàn) t的加氫尾油,根據(jù)大連石化分公司加氫尾油的性質(zhì),試驗(yàn)室模擬實(shí)際生產(chǎn),通過(guò)酮苯脫蠟、糠醛精制和白土補(bǔ)充精制試驗(yàn),制取加氫尾油基礎(chǔ)油,根據(jù)試驗(yàn)室加氫尾油基礎(chǔ)油的評(píng)價(jià)結(jié)果,大連石化分公司利用加氫尾油試生產(chǎn)出了高粘度指數(shù)加氫Ⅱ類基礎(chǔ)油和很高粘度指數(shù)加氫Ⅲ類基礎(chǔ)油,是解決當(dāng)前潤(rùn)滑油公司優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)油資源短缺的一個(gè)非常有效的手段。

加氫尾油;加氫Ⅱ類基礎(chǔ)油;加氫Ⅲ類基礎(chǔ)油

Abstract:3.6 m illion tons hydrocracking unit,w hich can p roduce hydrocracking bottom oil about 180,000 to 540,000 tons per year,has put into operation in PetroChina Dalian Petrochem icalCompany.O n the basis of the properties of hydrocracking bottom o il,laboratory s im ulation test w as conducted to obtain the base oil from hydrocracking bottom oil by ketonebenzol dew axing,furfural refining and clay finishing.Evaluat ion result show ed that groupⅡandⅢhydrocracking base o ils w ith high VIcan be produced from hydrocracking bottom o il in Dalian Petrochem icalCompany.It′s very effective to so lve resources shortage of high-quality base oil for lubricant enterprises.

Key words:hydrocracking bottom oil;groupⅡhydrocracking base oil;groupⅢhydrocracking base oil

0 前言

加氫裂化裝置的一次轉(zhuǎn)化率通常為 60%～90%,尚有 10%～40%的未轉(zhuǎn)化產(chǎn)物——加氫裂化尾油(簡(jiǎn)稱加氫尾油),加氫尾油是加氫裂化裝置的副產(chǎn)品[1]。加氫裂化尾油為原料生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的工藝,完全突破了原油資源的限制,可以從劣質(zhì)原油或低粘度指數(shù)原料生產(chǎn)出高質(zhì)量的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油[2]。

加氫尾油因其經(jīng)歷了脫硫、脫氮和芳烴飽和過(guò)程,精制程度高,是一種寶貴的石油餾分[3]。利用加氫尾油生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油,國(guó)內(nèi)外很多廠家進(jìn)行了大量的研究工作,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)外有的廠家利用加氫尾油生產(chǎn)高檔潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油,如韓國(guó) SK Corporation公司以燃料型加氫尾油為原料,應(yīng)用 Chevron技術(shù)生產(chǎn)APIⅢ類基礎(chǔ)油是成功的典范,其基礎(chǔ)油市場(chǎng)供不應(yīng)求。國(guó)內(nèi)有的煉油企業(yè)采用加氫尾油,經(jīng)溶劑精制、溶劑脫蠟及白土補(bǔ)充精制后,生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油,如獨(dú)子山石化公司煉油廠將加氫尾油經(jīng)酮苯脫蠟

白土補(bǔ)充精制(“老三套”工藝)處理,輕質(zhì)尾油生產(chǎn)出 HV IH200和 HV IH400基礎(chǔ)油,重質(zhì)尾油生產(chǎn)出HV IH650基礎(chǔ)油[4]。

目前,潤(rùn)滑油公司的基礎(chǔ)油資源比較短缺,尤其是優(yōu)質(zhì)加氫基礎(chǔ)油資源,市場(chǎng)非常需求。2008年,大連石化分公司 360萬(wàn) t加氫裂化裝置已經(jīng)開工投產(chǎn),每年將會(huì)有約 18～54萬(wàn) t的加氫尾油,現(xiàn)階段大連石化分公司擬采用傳統(tǒng)的“老三套”工藝,將加氫尾油中的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油提取出來(lái),不僅可以增加煉油附加值,還可以解決潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油資源短缺問(wèn)題,同時(shí)也是一個(gè)非常有效的手段來(lái)提高潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油品質(zhì)。從經(jīng)濟(jì)效益角度看,潤(rùn)滑油成品油的售價(jià)至少是同等燃料油的 3倍,中高檔潤(rùn)滑油就更高?，F(xiàn)階段,加氫尾油沒有統(tǒng)一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),其性質(zhì)隨著原油性質(zhì)、加工工藝及操作條件的不同而不同。在利用加氫尾油生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油時(shí),要針對(duì)具體的加氫尾油原料,選擇適合的工藝條件。開展本課題的研究是為了科學(xué)合理地利用大連石化分公司加氫尾油生產(chǎn)寶貴的加氫基礎(chǔ)油,可以預(yù)計(jì),今后 10年由加氫尾油制取的基礎(chǔ)油將在潤(rùn)滑油工業(yè)中發(fā)揮重要作用。這項(xiàng)課題對(duì)現(xiàn)代的潤(rùn)滑油工業(yè)具有十分重要的意義。

1 大連石化分公司加氫尾油試驗(yàn)室制取潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的性質(zhì)

1.1 大連石化分公司加氫尾油的性質(zhì)

2008年 8月采集了大連石化分公司兩個(gè)加氫尾油樣品,其性質(zhì)分析數(shù)據(jù)見表 1。2)反應(yīng)深度提高,反應(yīng)溫度提高 (但仍未達(dá)到設(shè)計(jì)溫度),尾油外甩量降低到20%,分餾塔也趨于正常。

表 1 大連石化分公司加氫尾油的性質(zhì)

1.2 試驗(yàn)工藝條件

根據(jù)大連石化分公司加氫尾油的性質(zhì),結(jié)合大連石化分公司酮苯脫蠟裝置、糠醛精制裝置和白土補(bǔ)充精制裝置的工藝條件,參考獨(dú)山子石化分公司利用加氫尾油生產(chǎn)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的主要工藝參數(shù),試驗(yàn)室中模擬實(shí)際生產(chǎn),確定了利用大連石化分公司加氫尾油制取潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的工藝條件。

1.2.1 酮苯脫蠟試驗(yàn)工藝條件

甲苯:丁酮 =40∶60(體積分?jǐn)?shù));

劑油比:3.5∶1.0(體積分?jǐn)?shù));

三次稀釋比例(體積分?jǐn)?shù)):

一次溶劑比:0.5∶1.0;

二次溶劑比:1.3∶1.0;

三次溶劑比:1.7∶1.0;

過(guò)濾溫度:-20℃。

1.2.2 糠醛精制試驗(yàn)工藝條件

劑油比:2.0∶1.0(體積分?jǐn)?shù));

新鮮溶劑 1次萃取;

精制溫度:95～100℃;

精制時(shí)間:30 min。

1.2.3 白土補(bǔ)充精制試驗(yàn)工藝條件

白土與基礎(chǔ)油混合溫度:80～90℃;

精制溫度:(100±5)℃;

精制時(shí)間:30 min;

白土加入量:3.0%。

Charnes、Cooper 和Rhodes于1978年提出了用于評(píng)價(jià)具有多個(gè)決策單元(Decision Making Unites，DMU)相對(duì)效率的方法——數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法(Data Envelopment Analysis，DEA),其中CCR模型最為基礎(chǔ)和典型。假設(shè)有n 個(gè)決策單元，并且每一個(gè)決策單元對(duì)應(yīng)m種投入和s 種產(chǎn)出，那么對(duì)于決策單元DMUj來(lái)講，將其第i項(xiàng)投入記作xij，將其第r項(xiàng)產(chǎn)出記作yrj。對(duì)于決策單元DMUk來(lái)說(shuō)，設(shè)第i項(xiàng)的投入對(duì)應(yīng)的權(quán)重為ik，第r項(xiàng)產(chǎn)出對(duì)應(yīng)的權(quán)重為vrk，則其總產(chǎn)出與總投入比值為：

1.3 結(jié)果與討論

在上述工藝條件下,分別以大連石化分公司加氫尾油為原料,試驗(yàn)室中依次進(jìn)行了酮苯脫蠟試驗(yàn)、糠醛精制試驗(yàn)和白土補(bǔ)充精制試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果見表2。按照高粘度指數(shù)加氫Ⅱ類基礎(chǔ)油 5(HV IH5)和很高粘度指數(shù)加氫Ⅲ類基礎(chǔ)油 5(VHV I5)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)得到的加氫尾油基礎(chǔ)油進(jìn)行了性質(zhì)分析。

(1)樣品一的粘度指數(shù)為 109,粘度指數(shù)高,粘溫性質(zhì)好,滿足 HV IH5基礎(chǔ)油的要求;樣品二的粘度指數(shù)為 128,粘度指數(shù)很高,粘溫性質(zhì)很好,滿足VHV I5基礎(chǔ)油的要求。

(2)樣品一和樣品二的飽和烴含量分別為99.5%和 98.3%,滿足 HV IH5和 VHV I5基礎(chǔ)油的要求。

(3)樣品一的旋轉(zhuǎn)氧彈為 337 min,旋轉(zhuǎn)氧彈值高,氧化安定性好,滿足 HV IH5和 VHV I5基礎(chǔ)油的要求;樣品二的旋轉(zhuǎn)氧彈為 224 min,且該樣品原料的顏色較樣品一稍重,這可能與加氫裝置的加氫深度有關(guān)。

(4)樣品一和樣品二的傾點(diǎn)分別為 -9℃和 -6℃,傾點(diǎn)相對(duì)其他加氫尾油生產(chǎn)的基礎(chǔ)油高。因?yàn)樵囼?yàn)室中,過(guò)濾過(guò)程是在室溫下進(jìn)行,會(huì)對(duì)基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)有所影響,實(shí)際生產(chǎn)時(shí),各潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)應(yīng)低于本次試驗(yàn)值。

(5)樣品一和樣品二的蒸發(fā)損失分別為 23.0%和 21.7%,蒸發(fā)損失相對(duì)較高,不滿足 HV IH5和 VHV I5基礎(chǔ)油產(chǎn)品指標(biāo)的要求,生產(chǎn)上,蒸發(fā)損失可以通過(guò)改進(jìn)蒸餾切割等方法加以解決。

(6)樣品二的色度不合格,生產(chǎn)中可以通過(guò)改進(jìn)工藝條件加以解決。

(8)樣品一和樣品二的閃點(diǎn)卡邊,實(shí)際生產(chǎn)時(shí),要予以重視。

表 2 大連石化分公司加氫尾油試驗(yàn)室制取基礎(chǔ)油的性質(zhì)

1.4 小結(jié)

(1)從兩次采集樣品的試驗(yàn)結(jié)果看,大連石化分公司加氫尾油試驗(yàn)制取的基礎(chǔ)油粘度指數(shù)高,飽和烴含量高,硫含量低,從基礎(chǔ)油主要性質(zhì)看,樣品一符合 HV IH5基礎(chǔ)油的要求,樣品二符合 VHV I5基礎(chǔ)油的要求。

(2)實(shí)際生產(chǎn)時(shí),通過(guò)適宜的工藝條件,利用大連石化分公司加氫尾油可以生產(chǎn)寶貴高粘度指數(shù)加氫Ⅱ類基礎(chǔ)油和很高粘度指數(shù)加氫Ⅲ類基礎(chǔ)油。

2 大連石化分公司加氫尾油試生產(chǎn)各階段基礎(chǔ)油及油公 4基礎(chǔ)油性質(zhì)

2008年 11月份,大連石化分公司根據(jù)大連潤(rùn)滑油研究開發(fā)中心的試驗(yàn)結(jié)果,利用加氫尾油試生產(chǎn)了潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油,其各階段基礎(chǔ)油的性質(zhì)如表 3,與試驗(yàn)室結(jié)果基本一致。

表 3 大連石化分公司加氫尾油試生產(chǎn)各階段基礎(chǔ)油及油公 4基礎(chǔ)油性質(zhì)

續(xù)表

按照很高粘度指數(shù)加氫Ⅲ類基礎(chǔ)油 4(VHV I4)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)試生產(chǎn)的加氫尾油基礎(chǔ)油進(jìn)行了性質(zhì)分析。由表 3數(shù)據(jù)可見:

(1)從白土精制后油的性質(zhì)看,本次生產(chǎn)的大連石化分公司加氫尾油基礎(chǔ)油除了蒸發(fā)損失沒有達(dá)到產(chǎn)品指標(biāo)要求外,其他指標(biāo)均達(dá)到了VHV I4基礎(chǔ)油規(guī)范要求。

(2)與油公 4進(jìn)行比較,大連石化分公司加氫尾油基礎(chǔ)油存在化學(xué)族組成不同,低溫性能、氧化性能略差等內(nèi)在的質(zhì)量差異,有必要進(jìn)行以上油品的專項(xiàng)評(píng)價(jià)及部分的臺(tái)架試驗(yàn),以考察基礎(chǔ)油的適用性。

3 結(jié)論

(1)從中國(guó)石油大連潤(rùn)滑油研究開發(fā)中心試驗(yàn)室制取的和大連石化分公司工業(yè)試生產(chǎn)的加氫尾油潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油性質(zhì)可以看出,通過(guò)適宜的工藝條件,利用大連石化分公司加氫尾油可以生產(chǎn)出寶貴的高粘度指數(shù)加氫Ⅱ類基礎(chǔ)油和很高粘度指數(shù)加氫Ⅲ類基礎(chǔ)油。(2)與油公4的進(jìn)行比較,大連石化分公司加氫尾油基礎(chǔ)油內(nèi)在的質(zhì)量略差,為了合理利用大連石化分公司加氫尾油基礎(chǔ)油資源,有必要進(jìn)行該加氫尾油基礎(chǔ)油的專項(xiàng)評(píng)價(jià)及部分的臺(tái)架試驗(yàn),以考察基礎(chǔ)油的適用性。

[1]李雪靜.淺談加氫裂化尾油的綜合利用[J].甘肅化工, 1997(3):9-12.

[2]袁景利.大連石化潤(rùn)滑油生產(chǎn)工藝的對(duì)策探討[J].潤(rùn)滑油,2007,22(4):13-21.

[3]楊建軍,陳錫功,朱虹.燕化煉油廠加氫尾油的綜合利用[J].石化技術(shù),1996,3(3):173-180.

Feas ib ility S tudy on Produc ing G roupⅡandⅢBase O ils from Hyd roc racking Bottom O il

LV Shuang-qing,PANG Zhi-yong,Y U M ei,WANG J in-yan
(PetroChina Dalian Lubricating O ilR&D Institute,Dalian 116032,China)

TE624.82

A

2009-08-06。

呂雙慶(1969-),男,工程師,1991年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)(原撫順石油學(xué)院)石油加工專業(yè),主要從事煉油工藝研究多年。

1002-3119(2010)03-0051-04