石油煉制特種油品技術(shù)應用研究

呂大偉

(中海油石化工程有限公司，山東 青島 266061)

1 概述

石油煉制除生產(chǎn)汽、煤、柴等大宗產(chǎn)品外，還生產(chǎn)許多具有特殊理化性質(zhì)、應用于特殊領(lǐng)域、發(fā)揮特殊作用的油品，廣泛應用于社會眾多行業(yè)，許多與人類生活密切相關(guān)。由于品種眾多，許多特種油品附加值較高，盡管規(guī)模不大，但具有極強的盈利能力和巨大的社會生活影響力，是許多國際石化大公司創(chuàng)造效益、贏取社會聲譽的立足點[1]。圖1為原油提煉特種油基本流程。

圖1 原油提煉特種油基本流程

2 特種油生產(chǎn)技術(shù)

2.1 FRIPP輕質(zhì)白油生產(chǎn)技術(shù)

輕質(zhì)白油(烴類溶劑)餾程通常在61～310℃范圍，主要用于食用油生產(chǎn)、橡膠生產(chǎn)和產(chǎn)品制備、日化行業(yè)、涂料、鋁制品生產(chǎn)、印刷等領(lǐng)域，全球年消費量超過1000萬t，我國200萬t左右；根據(jù)廠家原料和裝置資源不同，F(xiàn)RIPP開發(fā)系列生產(chǎn)輕質(zhì)白油技術(shù)，加氫裝置市場占有率高達80%，新一代加氫催化劑已經(jīng)廣泛應用，更加清潔環(huán)保的產(chǎn)品呈逐年增加趨勢。

2.1.1 以石蠟基煤油為原料[2]

表1 為石蠟基原料及產(chǎn)品主要性質(zhì)

表2 為石蠟基煤油生產(chǎn)輕質(zhì)白油主要操作條件

以石蠟基煤油為原料選取優(yōu)化后的工藝條件，石蠟基煤油經(jīng)過高壓加氫精制、精密分餾，可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的W1-90和3號白油。表1為石蠟基原料及產(chǎn)品主要性質(zhì)。表2為石蠟基煤油生產(chǎn)輕質(zhì)白油主要操作條件。

2.1.2 以中間基柴油為原料

以中間基柴油為原料通過加氫反應生產(chǎn)輕質(zhì)白油。加氫工藝條件：反應氫壓15～16 MPa、加氫處理反應溫度 330 ℃；加氫精制反應溫度 310 ℃，體積空速 0.5～0.7 h-1。開環(huán)選擇性較高的加氫處理催化劑和芳烴飽和性能較強的加氫精制催化劑優(yōu)化組合，適當降低產(chǎn)品粘度和深度飽和芳烴，芳烴含量 ≤0.01，生產(chǎn)達到Ⅱ類輕質(zhì)白油產(chǎn)品指標。表3為中間基柴油產(chǎn)品主要性質(zhì)。

表3 中間基柴油產(chǎn)品主要性質(zhì)

2.1.3 餾分油加氫生產(chǎn)白油

通過餾分油加氫處理生產(chǎn)白油，一般加氫裂化產(chǎn)品的芳烴不能滿足輕質(zhì)白油的要求，需進一步加氫處理，深度飽和其芳烴。FRIPP研發(fā)的中壓加氫生產(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)量優(yōu)良，投資低等特點。表4 加氫裝置生產(chǎn)的輕質(zhì)白油主要性質(zhì)。

表4 加氫裝置生產(chǎn)的輕質(zhì)白油主要性質(zhì)

2.2 高檔白油生產(chǎn)技術(shù)

高檔白油主要用于與人民生活密切相關(guān)的食品、醫(yī)藥、化妝品以及聚苯乙烯行業(yè)；高檔白油用量最大的是聚苯乙烯(PS)行業(yè)和化妝品行業(yè)，并且為保證PS 產(chǎn)品質(zhì)量一般均要求使用食品級白油，其添加比例在2%～6%，2015年占高檔白油消費量的近70%，年均增速在10%以上；糧食倉儲中轉(zhuǎn)、醫(yī)藥疫苗制劑、化妝用品等行業(yè)還有較大增長空間。圖2為含蠟餾分油加氫生產(chǎn)白油技術(shù)工藝流程。

圖2 含蠟餾分油加氫生產(chǎn)白油技術(shù)工藝流程

2.2.1 溶劑脫蠟基礎(chǔ)油生產(chǎn)工業(yè)白油

表5 為溶劑脫蠟基礎(chǔ)油原料及產(chǎn)品主要性質(zhì)

表6 溶劑脫蠟基礎(chǔ)油生產(chǎn)工業(yè)白油主要操作條件

溶劑脫蠟基礎(chǔ)油生產(chǎn)工業(yè)白油通過選取優(yōu)化后的工藝條件，石蠟基基礎(chǔ)油經(jīng)過高壓加氫精制、精密分餾，可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的W1-90和3號白油。表5為溶劑脫蠟基礎(chǔ)油原料及產(chǎn)品主要性質(zhì)。表6為溶劑脫蠟基礎(chǔ)油生產(chǎn)工業(yè)白油主要操作條件。

2.2.2 加氫裂化尾油生產(chǎn)工業(yè)白油

加氫裂化尾油采用異構(gòu)脫蠟-補充精制工藝生產(chǎn)系列白油。工藝條件：反應氫壓15～16 MPa、異構(gòu)脫蠟反應溫度 310～330℃；補充精制反應溫度 190～220 ℃，總體積空速 0.4～0.6 h-1。表7為加氫裂化尾油生產(chǎn)工業(yè)白油產(chǎn)品主要性質(zhì)。

表7 加氫裂化尾油生產(chǎn)工業(yè)白油產(chǎn)品主要性質(zhì)

2.2.3 食品級白油生產(chǎn)技術(shù)

異構(gòu)脫蠟-補充精制基礎(chǔ)油經(jīng)過貴金屬深度精制飽和芳烴，可以生產(chǎn)食品級白油[3]。工藝條件：反應氫分壓15.0～18.0 MPa，深度精制反應溫度 190～220 ℃，總體積空速 0.4～0.6 h-1。表8為食品級白油主要性質(zhì)。

表8 食品級白油主要性質(zhì)

2.3 API II、III類基礎(chǔ)油生產(chǎn)技術(shù)

全球基礎(chǔ)油需求量2010年為3500萬t，預計到2030年將達到4200萬t，目前全球?qū)Β箢惡廷?類基礎(chǔ)油的年需求量約350～400萬t；除要求粘度指數(shù)大于120+外，還有飽和烴大于90%、低溫流動性、安定性等諸多要求，催化加氫技術(shù)成為必需，而其性能及理想組分選擇性直接影響產(chǎn)品質(zhì)量及成本[5]。表9為API II、III類基礎(chǔ)油產(chǎn)品性質(zhì)。

表9 API II、III類基礎(chǔ)油產(chǎn)品性質(zhì)

2.4 優(yōu)質(zhì)環(huán)烷基油生產(chǎn)技術(shù)

FRIPP第一代環(huán)烷基餾分油加氫技術(shù)采用加氫處理-臨氫降凝-補充精制一段串聯(lián)工藝流程，使用硫化態(tài)催化劑，具有流程簡單、投資及操作費用較低等特點[4]。為進一步改善重質(zhì)白油產(chǎn)品的光、熱安定性，在第一代技術(shù)的基礎(chǔ)上，對加氫處理、降凝和補充精制部分優(yōu)化組合，形成兩種工藝流程。第一種將加氫處理與臨氫降凝部分組合，經(jīng)分餾后進入貴金屬催化劑補充精制部分，使產(chǎn)品深度加氫；第二種進料油經(jīng)加氫處理并經(jīng)分餾后，進入使用貴金屬催化劑的異構(gòu)降凝和補充精制組合工段，在產(chǎn)品深度精制的同時，還可獲得高液收，該流程還適于處理高含蠟原料。表10為第二代環(huán)烷基餾分油加氫制特種油主要性質(zhì)。

表10 第二代環(huán)烷基餾分油加氫制特種油主要性質(zhì)

2.5 環(huán)保型芳烴填充油生產(chǎn)技術(shù)

歐盟要求制造輪胎等所添加的芳烴油等應符合多環(huán)芳烴(PCA) 含量必須小于3%、苯并芘(BaP)含量低于1mg/kg、8種PAHs(BaP,BeP,BaA,CHR,BbFA,BjFA,BkFA,DBAhA)含量低于10 mg/kg；在環(huán)保型芳烴油生產(chǎn)中，要求在脫除稠環(huán)芳烴等致癌物的同時，最大量保留雙環(huán)或單環(huán)芳烴，以滿足CA值要求并增加其溶解能力；糠醛抽出芳烴組分經(jīng)多次反抽提后，可得到滿足歐盟環(huán)保要求的精制芳香基橡膠填充油(TDAE)，但收率僅有35%～40%較低，且穩(wěn)定性及操作難度較大。加氫催化技術(shù)適于脫除稠環(huán)芳烴等有害化合物，但通常在滿足PCA要求后，單環(huán)及雙環(huán)芳烴也大量飽和，CA值過低；選擇或開發(fā)有利于大分子稠環(huán)芳烴擴散和反應的孔結(jié)構(gòu)及分布、活性金屬等高選擇性催化加氫技術(shù)，可增強稠環(huán)芳烴飽和深度；FRIPP抽出油中壓加氫處理-糠醛抽提工藝，采用專用催化劑，將稠環(huán)芳烴轉(zhuǎn)化為非稠環(huán)芳烴，該方法收率高,產(chǎn)品的收率提高了15%～20%[6]。

3 結(jié)語

以加氫技術(shù)為代表的特種油品清潔化技術(shù)已成熟并得到廣泛推廣應用，使產(chǎn)品質(zhì)量快速提升并趨于國際先進水平接軌；分子改性、處理、理想組分富集以及單類烴窄餾分的高效、精準催化及其復合技術(shù)尚需進一步開發(fā)；性能獨特、高效適用的功能化產(chǎn)品將有利于相關(guān)領(lǐng)域的進步及變革。