環(huán)烷基減壓渣油生產(chǎn)光亮油技術(shù)研究

王啟升，王娟，朱長申，蔡烈奎

(1. 中海油氣(泰州)石化有限公司，江蘇 泰州 225300；2. 中海油煉油化工科學(xué)研究院，山東 青島 266500)

0 引言

光亮油是一種重要的高黏度潤滑油基礎(chǔ)油，在船舶發(fā)動機(jī)油、單級和高檔的多級發(fā)動機(jī)油、內(nèi)燃機(jī)油、重負(fù)荷齒輪油和各種潤滑脂中有廣泛的應(yīng)用[1-2]。近些年來，隨著在充油橡膠和光纜等領(lǐng)域的應(yīng)用，其需求量也越來越大[3]，根據(jù)Kline公司的統(tǒng)計(jì)，2017年全球光亮油需求量為2.7 Mt，預(yù)計(jì)到2027年光亮油市場將短缺約250～300 kt/a[4]。由于光亮油對原料要求較高，技術(shù)難度較大、成本較高，國內(nèi)僅有克拉瑪依石化、荊門石化和濟(jì)南煉化等幾家煉廠能夠生產(chǎn)[5-8]。其中，克拉瑪依是我國最大的150BS生產(chǎn)基地：該公司于2000年建成投產(chǎn)了第一套30萬t/a潤滑油高壓加氫裝置，采用石科院專利技術(shù)，由加氫處理、臨氫降凝和加氫補(bǔ)充精制三段工藝組成，以克拉瑪依油田稠油潤滑油料為原料切換生產(chǎn)150BS光亮油[9]，該公司于2007年建成投產(chǎn)了第二套30萬t/a潤滑油高壓加氫裝置，采用殼牌異構(gòu)脫蠟催化劑專門生產(chǎn)150BS光亮油和大黏度基礎(chǔ)油[10]。

中海油某石化公司是國內(nèi)為數(shù)不多的同時(shí)擁有環(huán)烷基和石蠟基兩個(gè)原油加工系列的一體化項(xiàng)目，并同時(shí)擁有環(huán)烷基和石蠟基兩套潤滑油高壓加氫裝置。該司所產(chǎn)環(huán)烷基減壓渣油作為延遲焦化原料或作為瀝青出售，產(chǎn)品附加值不高，目前在建的10萬t/a潤滑油調(diào)合裝置對光亮油有較大的需求，因此考慮增上丙烷脫瀝青裝置，以環(huán)烷基減壓渣油為原料經(jīng)丙烷脫瀝青工藝所得的輕脫油作為現(xiàn)有環(huán)烷基潤滑油高壓加氫裝置的原料生產(chǎn)光亮油，以提高產(chǎn)品附加值，提升企業(yè)效益。為此，與研究機(jī)構(gòu)合作開展了減壓渣油生產(chǎn)光亮油的技術(shù)研究。

1 原料性質(zhì)

對減壓渣油進(jìn)行了性質(zhì)分析，如表1所示。

表1 減壓渣油性質(zhì)

表1(續(xù))

由原料性質(zhì)可知：環(huán)烷基減壓渣油蠟含量、硫含量低，有著環(huán)烷基減壓渣油比較典型的性質(zhì)，殘?zhí)?、氮含量高，后續(xù)對輕脫油的加氫處理可能需要較高的反應(yīng)溫度，所以在丙烷脫瀝青工藝中需要注意控制。

2 生產(chǎn)光亮油的可行性研究

2.1 丙烷脫瀝青試驗(yàn)

以環(huán)烷基減壓渣油為原料，固定4.0 MPa壓力、8∶1劑油體積比、700 g/h的進(jìn)油量，對抽提溫度及溫度梯度等影響因素進(jìn)行了考察。具體工藝條件和所得輕脫油的性質(zhì)分析結(jié)果如表2所示。

表2 丙烷脫瀝青工藝條件和輕脫油性質(zhì)

由表2可知：

(1)在恒定塔頂/塔底溫差的情況下，隨著抽提溫度的升高，輕脫油的收率逐漸降低，殘?zhí)恐饾u減?。?/p>

(2)樣品B 、C、D的殘?zhí)吭?%以內(nèi)，滿足加氫試驗(yàn)的進(jìn)料要求。

2.2 加氫處理-臨氫降凝試驗(yàn)

考慮盡可能高的輕脫油收率，以樣品B為原料，以環(huán)烷基潤滑油高壓加氫裝置加氫處理-臨氫降凝的實(shí)際催化劑體系和主要工藝條件進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)條件和生成油性質(zhì)如表3所示。

表3 輕脫油加氫試驗(yàn)條件及生成油性質(zhì)

由表3可知：隨著反應(yīng)溫度的提高，裝置的液收，產(chǎn)品的密度、運(yùn)動黏度逐漸降低，但有利于提高黏度指數(shù)。

2.3 產(chǎn)品分布

對樣品E、樣品F和樣品G的產(chǎn)品分布進(jìn)行研究，其潤滑油餾分的收率和產(chǎn)品性質(zhì)如表4、表5、表6所示。

表4 樣品E的產(chǎn)品分布情況

表5 樣品F的產(chǎn)品分布情況

表5(續(xù))

表6 樣品G的產(chǎn)品分布情況

由表4、表5、表6可知：

(1)以環(huán)烷基減壓渣油輕脫油為原料，經(jīng)高壓加氫處理-臨氫降凝工藝，可以生產(chǎn)出黏度、黏度指數(shù)合適的光亮油產(chǎn)品，但輕脫油的傾點(diǎn)基本沒有得到降低，主要原因在于目前催化劑體系的臨氫降凝空速偏高，降凝能力不足；(2)光亮油有較高的收率，約40%。

3 主要結(jié)論及建議

(1)對環(huán)烷基減壓渣油的性質(zhì)進(jìn)行了分析，數(shù)據(jù)顯示：蠟、硫含量低，殘?zhí)亢偷扛摺?/p>

(2)對減壓渣油進(jìn)行了丙烷脫瀝青試驗(yàn)并分析了輕脫油性質(zhì)，結(jié)果表明：在恒定塔頂/塔底溫差的情況下，隨著抽提溫度的升高，輕脫油的收率逐漸降低，殘?zhí)恐饾u減??；樣品B、 C、D的殘?zhí)吭?1%以內(nèi)，滿足加氫試驗(yàn)的進(jìn)料要求。

(3)以樣品B為原料進(jìn)行了加氫處理-臨氫降凝試驗(yàn)，結(jié)果表明：隨著反應(yīng)溫度的提高，裝置的液收、產(chǎn)品的密度、運(yùn)動黏度逐漸降低，但有利于提高黏度指數(shù)。

(4)對產(chǎn)品分布和性質(zhì)進(jìn)行了分析，環(huán)烷基減壓渣油經(jīng)高壓加氫處理-臨氫降凝工藝，可以生產(chǎn)出黏度、黏度指數(shù)合適的光亮油產(chǎn)品，產(chǎn)品收率也較高，約40%，但輕脫油的傾點(diǎn)基本沒有得到降低，主要原因在于目前催化劑體系的臨氫降凝空速偏高，后續(xù)在進(jìn)行光亮油生產(chǎn)時(shí)要適當(dāng)調(diào)整催化劑級配體系，提高降凝能力。