加氫裂化過程生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特種產(chǎn)品技術(shù)

王 玲

(中國(guó)石化催化劑撫順分公司市場(chǎng)營(yíng)銷部，遼寧 撫順 113001)

特種石油產(chǎn)品通常指非燃料油型用油，包括潤(rùn)滑油、白油和溶劑油等產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日化、服裝、涂料、冶金制造、汽車生產(chǎn)等行業(yè)。21世紀(jì)以來，在環(huán)保及衛(wèi)生安全要求日益苛刻的趨勢(shì)下，與人類生產(chǎn)生活密切相關(guān)的石油產(chǎn)品呈現(xiàn)無害化、清潔化發(fā)展趨勢(shì)。隨著市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)不斷升級(jí)，特種油產(chǎn)品向高端、專用方向發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)速度加快，許多企業(yè)在清潔溶劑油、高檔潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油等領(lǐng)域建設(shè)了系列加氫裝置，成為優(yōu)質(zhì)特種油生產(chǎn)的主力軍。

特種油品清潔化的核心是降低硫、氮、芳烴等雜質(zhì)含量，尤其是脫除強(qiáng)致癌的稠環(huán)芳烴等組分。原料選擇尤其重要，原料的硫、氮和芳烴含量，與催化劑選擇、工藝流程設(shè)置、操作條件、操作成本和使用性能息息相關(guān)，需要選擇硫、氮、芳烴含量溫和、鏈烷烴含量高的原料。加氫裂化是一種高溫、高壓、臨氫固定床催化轉(zhuǎn)化過程，使用高效加氫和裂化雙功能催化劑的重油輕質(zhì)化過程，同時(shí)由于催化劑的酸性功能，反應(yīng)過程中還伴隨著不同程度的烴類異構(gòu)化反應(yīng)，通過飽和、開環(huán)、脫除雜原子、裂化以及異構(gòu)化反應(yīng)等，加氫裂化過程實(shí)現(xiàn)調(diào)整分子組成，提高煤油、柴油的鏈烷烴含量，還可以將低粘度指數(shù)組分轉(zhuǎn)變?yōu)楦哒扯戎笖?shù)組分(粘度指數(shù)可提高50～60個(gè)單位)，通過降凝工藝生產(chǎn)API Ⅱ/Ⅲ類基礎(chǔ)油，加氫裂化裝置不僅可以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的液化氣、汽油、煤油、噴氣燃料、柴油等清潔燃料，還可以生產(chǎn)輕質(zhì)白油原料和潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油等高附加值的產(chǎn)品。加氫裂化工藝具有技術(shù)成熟可靠、生產(chǎn)方案靈活、原料適應(yīng)性強(qiáng)、目的產(chǎn)品選擇性高、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)過程環(huán)境友好等特點(diǎn)。

1 加氫裂化航煤、柴油生產(chǎn)輕質(zhì)白油技術(shù)

輕質(zhì)白油(低芳溶劑油)通常是由石油分餾而得到的餾程較輕較窄的石油產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于食用油生產(chǎn)、食品加工、印刷油墨、皮革、醫(yī)藥、農(nóng)藥、殺蟲劑、化妝品、香料、橡膠、化工聚合以及IC電子部件的清洗等諸多方面，目前約有400～500個(gè)品種，為五大類石油產(chǎn)品之一。由于溶劑油餾程較輕，揮發(fā)性較強(qiáng)，隨著環(huán)保法規(guī)對(duì)大氣排放污染物的限制越來越嚴(yán)格，需降低溶劑油產(chǎn)品的硫化物和芳烴含量，部分和人們密切接觸的溶劑油產(chǎn)品，甚至要求達(dá)到食品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。FRIPP根據(jù)加氫裂化生產(chǎn)的航煤和柴油具有低芳烴、低硫和低氮的特性，通過催化劑研制和級(jí)配，以及工藝流程和加氫參數(shù)優(yōu)化，開發(fā)了高效生產(chǎn)輕質(zhì)白油技術(shù)，在工業(yè)裝置上成功應(yīng)用并實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，提升了產(chǎn)品質(zhì)量，滿足目前環(huán)保需求。

1.1 輕質(zhì)白油標(biāo)準(zhǔn)制定

輕質(zhì)白油是指由石油餾分或合成油餾分經(jīng)加氫精制及精密分餾而制得的產(chǎn)品，包括鋁箔軋制油、殺蟲氣霧劑油、環(huán)保型烴類填充劑等脫芳烴特種溶劑油，是經(jīng)深度精制脫除芳烴、硫和氮等雜質(zhì)而得到的溶劑油產(chǎn)品，餾程在120～320℃范圍內(nèi)，主要由烷烴、環(huán)烷烴和少量芳烴組成，可以看作是白油產(chǎn)品向下的延續(xù)，具有無色、無味、無毒、化學(xué)惰性以及優(yōu)良的光、熱安定性等特點(diǎn)。

輕質(zhì)白油作為烴類溶劑，其性能視其用途不同而有別，選擇產(chǎn)品主要考慮的性質(zhì)有：溶解性、揮發(fā)性、安全性。當(dāng)然，根據(jù)用途不同，其它性能也不能忽略，有時(shí)甚至更重要。

1995年以前，國(guó)內(nèi)脫芳烴特種溶劑油幾乎全部依賴進(jìn)口，主要是ExxonMobil公司的Dx系列脫芳烴溶劑油和Shell公司的SS系列脫芳烴溶劑油，國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的性質(zhì)和用途分類時(shí)，參照以上兩個(gè)系列產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和牌號(hào)。DX系列，D代表脫去芳烴的溶劑油，x代表閃點(diǎn)，主要牌號(hào)有D20、D30、D40、D60、D70、D80等，其主要物性指標(biāo)見表1。

為進(jìn)一步規(guī)范產(chǎn)品市場(chǎng)，增強(qiáng)同類產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，經(jīng)由中國(guó)石油化工股份有限公司及全國(guó)石油產(chǎn)品和潤(rùn)滑劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)批準(zhǔn)，F(xiàn)RIPP牽頭組織制定我國(guó)石油化工行業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)《輕質(zhì)白油》(NB/SH/T 0913-2015)，2016年3月1日實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)中輕質(zhì)白油延用脫芳烴溶劑油市場(chǎng)習(xí)慣，主要根據(jù)產(chǎn)品閃點(diǎn)進(jìn)行命名，以餾程、閃點(diǎn)及粘度劃分輕質(zhì)白油牌號(hào)，將餾程在120℃～320℃范圍內(nèi)的溶劑油餾分精密分餾12種窄餾分牌號(hào)和兩種寬餾分牌號(hào)，共14個(gè)牌號(hào)，分為輕質(zhì)白油WⅠ和輕質(zhì)白油WⅡ兩種要求(表2)。輕質(zhì)白油(I)技術(shù)要求相對(duì)較低，目前市場(chǎng)上主流的脫芳烴溶劑油產(chǎn)品基本均能達(dá)標(biāo)，而輕質(zhì)白油(II)中技術(shù)要求較高，主要適用于較為高端的脫芳烴溶劑油產(chǎn)品。因此，產(chǎn)品品種細(xì)分、標(biāo)準(zhǔn)系列化以及質(zhì)量指標(biāo)的提高，促進(jìn)了加氫技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

表1 DX系列特種溶劑油種類及典型性質(zhì)

表2 輕質(zhì)白油標(biāo)準(zhǔn)要求

1.2 加氫裂化餾分油中壓加氫生產(chǎn)低芳溶劑油技術(shù)

表3 加氫裂化航煤生產(chǎn)輕質(zhì)白油應(yīng)用結(jié)果

表4 加氫裂化柴油生產(chǎn)輕質(zhì)白油應(yīng)用結(jié)果

國(guó)內(nèi)具有豐富的加氫裂化煤油資源，目前許多溶劑油生產(chǎn)廠只是將其簡(jiǎn)單的蒸餾，生產(chǎn)200號(hào)等普通溶劑油。雖然一般的加氫裂化產(chǎn)品的硫、氮滿足輕質(zhì)白油的指標(biāo)要求，但是關(guān)鍵指標(biāo)芳烴不能滿足要求，需要進(jìn)一步加氫處理，深度飽和其芳烴，達(dá)到輕質(zhì)白油的指標(biāo)要求。FRIPP開發(fā)了以加氫裂化餾分油為原料，中壓加氫生產(chǎn)輕質(zhì)白油技術(shù)，具有工藝條件緩和，產(chǎn)品液收高，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良，投資低等特點(diǎn)。

中壓加氫脫芳技術(shù)配套催化劑以工業(yè)生產(chǎn)氧化鋁為載體，鉑、鈀為活性金屬組分，具有低鉑、高鈀的活性金屬組成，具有堆積密度較小、低溫活性高、活性金屬可以再生和回收等特點(diǎn)。應(yīng)用于加氫餾分油生產(chǎn)輕質(zhì)白油，在相同的貴金屬價(jià)格的情況下，每噸催化劑比國(guó)內(nèi)同類貴金屬催化劑節(jié)約制造成本50萬元。

以加氫裂化煤油為原料生產(chǎn)的輕質(zhì)白油工藝條件和產(chǎn)品性質(zhì)列入表3，以加氫裂化柴油為原料生產(chǎn)的輕質(zhì)白油工藝條件和產(chǎn)品性質(zhì)列入表4。采用貴金屬催化劑，通過調(diào)整反應(yīng)壓力、體積空速和反應(yīng)溫度等工藝條件，以加氫裂化煤油和加氫裂化柴油為原料，在中壓加氫工藝條件下，均可以生產(chǎn)滿足WⅡ系列的輕質(zhì)白油產(chǎn)品，根據(jù)原料餾程不同，生產(chǎn)輕質(zhì)白油的牌號(hào)也有差別。以加氫裂化煤油為原料，主要生產(chǎn)相對(duì)較輕的輕質(zhì)白油產(chǎn)品；以加氫裂化柴油原料，可以生產(chǎn)相對(duì)較重牌號(hào)的輕質(zhì)白油產(chǎn)品，并可以聯(lián)產(chǎn)5號(hào)優(yōu)級(jí)品工業(yè)白油產(chǎn)品，可以根據(jù)市場(chǎng)對(duì)輕質(zhì)白油品種的需求，通過切換進(jìn)料，生產(chǎn)系列輕質(zhì)白油的產(chǎn)品，具有原料選擇和工藝條件調(diào)整靈活，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良等特點(diǎn)。

2 結(jié)束語

(1)經(jīng)濟(jì)低迷，大宗的石油產(chǎn)品利潤(rùn)逐漸減低，以粗獷方式組織生產(chǎn)和銷售的模式越來越困難，需要我們調(diào)整石油產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和銷售思路，開發(fā)差異化的特色產(chǎn)品。根據(jù)市場(chǎng)的需求和環(huán)保法規(guī)的要求，采取環(huán)保工藝來保證產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)良和穩(wěn)定來適應(yīng)快速多變的市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的不斷升級(jí)的需求。

(2)在加氫裂化工藝過程中，煤油和柴油中有許多可以通過創(chuàng)新工藝，從產(chǎn)品的收益率和市場(chǎng)定位來生產(chǎn)的特種產(chǎn)品，通過追求高品質(zhì)、高價(jià)值和高利潤(rùn)的理念，進(jìn)一步增加產(chǎn)品效益。

(3)FRIPP專注于油品的質(zhì)量升級(jí)和下游產(chǎn)品需求開展技術(shù)創(chuàng)新，根據(jù)市場(chǎng)的需求，利用加氫裂化過程的煤油和柴油等原料，開展了特色產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)和改進(jìn)研究，開發(fā)出系列高效綜合利用技術(shù)，有效指導(dǎo)新產(chǎn)品開發(fā)和規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。