白油異構脫蠟技術在加氫裝置上的應用

韓 明，牛同治，趙 華，徐翠翠，宋魯魯

(洛陽金達石化有限責任公司，河南 洛陽 471012)

白油是一種用途非常廣泛的石油產(chǎn)品,國內(nèi)的白油質(zhì)量標準分為：工業(yè)級、化妝級和食品( 醫(yī)藥)級。食品( 醫(yī)藥) 級白油適用于食品上光、防黏、消泡、密封、拋光和食品機械，延長酒、醋、水果、蔬菜或罐頭的儲存期。以及用作潤滑性瀉藥、藥膏和藥劑的基礎油，藥片、藥丸的脫模劑，手術器械、制藥機械的防腐潤滑等。近年來，隨著食品工業(yè)、醫(yī)藥、石化、化纖和輕紡工業(yè)的發(fā)展，人們對白油的質(zhì)量要求越來越高，對化妝品級和食品級白油的需求量迅速增長。白油生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢是逐步壓縮和淘汰發(fā)煙硫酸法，改進SO3氣相磺化法，大力發(fā)展加氫法。加氫法生產(chǎn)白油具有技術先進、產(chǎn)品收率高、質(zhì)量好、成本低、無三廢污染、生產(chǎn)連續(xù)等優(yōu)點[1]。

1 裝置概況

洛陽金達特種油品廠3萬t/a白油加氫裝置采用中國石化撫順石油化工研究院開發(fā)的異構脫蠟催化劑FIW-12U和加氫補充精制催化劑FHDA-1，以特種油品廠四期加氫后減壓塔底抽出油為原料，采用高溫、高壓、異構降凝，補充精制飽和，其生產(chǎn)低黏度等級的優(yōu)質(zhì)食品添加劑白油[2-3]。

裝置反應部分采用兩個串聯(lián)的固定床反應器，分餾部分使用汽提塔、常壓塔、減壓塔。汽提塔與常壓塔作用主要使白油加氫產(chǎn)生的副產(chǎn)品汽提或抽出，減壓塔塔頂，中部側線抽出，塔底抽出主要為食品添加劑白油產(chǎn)品，質(zhì)量達到GB1886.215—2016的食品添加劑白油標準。全部工藝過程通過DCS自動化系統(tǒng)控制。

工藝流程如下：采用進料泵和新氫壓縮機進料，爐前混氫，通過加熱爐加熱達到適宜的反應溫度。在反應器中，高溫、高壓及貴金屬催化劑存在的條件下，通過加氫處理反應器R1異構脫蠟，降低傾點，提高黏度；加氫精制反應器R2補充精制，飽和殘存芳烴，反應流出物通過冷換設備進入高低氣液分離罐(簡稱高分、低分)。高分氣相返回壓縮機，低分氣相放至低壓系統(tǒng)，經(jīng)液環(huán)壓縮機干氣回收補入瓦斯系統(tǒng)[4]。反應流程見圖1。

圖1 反應流程圖

2 催化劑特性

2.1 催化劑簡介

金達特油廠白油加氫裝置所用催化劑牌號分別為：FIW-12U、FHDA-1。二者均為貴金屬催化劑，F(xiàn)IW-12U具有較好的臨氫降凝、異構增黏特性，同時在反應過程中，異構程度好，裂解較少，產(chǎn)品中液收高，傾點低；FHDA-1為補充精制催化劑，具有很高的芳烴飽和性能。催化劑主要指標見表1。

表1 異構脫蠟和補充精制催化劑物化性質(zhì)

催化劑采用普通袋式裝填法裝填，反應器分為第一、第二反應器，串聯(lián)使用。反應器R1內(nèi)裝填FIW-12U，裝填質(zhì)量2.5 t；反應器R2內(nèi)裝填FHDA-1，裝填質(zhì)量2.5 t。瓷球為普通惰性瓷球，規(guī)格分為Φ3、Φ6、Φ13。

其裝填情況如表2所示。

表2 催化劑裝填表

2.2 催化劑干燥

催化劑載體為多孔物質(zhì)，在催化劑包裝、運輸過程難免會吸附一定量的水，如不進行干燥過程，在催化劑與熱油接觸升溫時，所含水分迅速氣化，造成催化劑機械強度受損；同時FIW-12U與FHDA-1工藝條件中不得含水。因此，催化劑必須經(jīng)脫水干燥過程，其干燥要求如表3所示。

表3 催化劑干燥要求

干燥壓力為0.5～0.8 MPa；循環(huán)氮氣量：循環(huán)壓縮機全量循環(huán)。

2.3 催化劑還原

貴金屬催化劑在制備過程中，其載體上金屬以氧化態(tài)存在，在正常生產(chǎn)過程中，還需原位還原為單質(zhì)才能夠發(fā)生反應。對于FIW-12U與FHDA-1，在干燥結束后，還需要在反應系統(tǒng)中通入氫氣，進行升溫還原。其還原溫度為280 ℃，還原時間8 h，還原結束后，達到穩(wěn)定的活性狀態(tài)后，方可以進入原料油。

3 裝置應用情況

洛陽金達特油廠白油加氫裝置原料以特種油品四期減底油為原料，其原料性質(zhì)：密度0.817 3kg/m3，芳烴含量0.12%，硫含量1.04×10-6，傾點16 ℃，餾程(初餾點，318 ℃；10%，334 ℃；50%，345 ℃；90%，364 ℃；95%，370 ℃；終餾點，377 ℃)。

原料中傾點較高，芳烴含量0.12%，不能滿足食品添加劑白油標準。應對此原料性質(zhì)，通過FIW-12U異構脫蠟催化劑將減底油餾分中的長鏈烷烴異構成支鏈烴，降低原料中的傾點，提高黏度，通過FHDA-1補充精制催化劑使芳烴和烯烴飽和，改善油品的安定性和顏色。

FIW-12U異構催化劑反應時分為主反應異構反應與副反應裂解反應，二者均隨反應溫度的升高而加劇，所以適宜的反應溫度將平衡生成物異構程度與收率之間的關系。根據(jù)生產(chǎn)情況，較高的反應溫度生成物的傾點較低，但是裂解產(chǎn)物增加。最終反應溫度控制在290 ℃。

FHDA-1補充精制催化劑其反應溫度較低(190 ℃)，其主要作用是在第一反應器進過的原料反應后會在異構的過程中，形成少量芳烴化產(chǎn)物與原料本身的芳烴加氫飽和。使得產(chǎn)物中基本不含有芳烴。裝置操作條件如表4所示。

表4 白油加氫工藝條件

反應后的產(chǎn)品因發(fā)生副反應，產(chǎn)生裂解，反應流出物餾程與原料相比，初餾下降，產(chǎn)品中280 ℃以下組分，質(zhì)量分數(shù)約占25%，其主要為30～150 ℃輕油組分。其他組分主要為白油組分，其產(chǎn)品結果如表5所示。

表5 白油產(chǎn)品性質(zhì)

從操作運行統(tǒng)計結果看，裝置的反應溫度一直較低，催化劑的活性較好，各種黏度的產(chǎn)品質(zhì)量全部合格，生產(chǎn)方案切換方便，證明此裝置工藝合理，操作靈活，催化劑性能優(yōu)良，具有良好的活性和穩(wěn)定性。

4 結論

工業(yè)應用結果表明：FIW-12U與FHDA-1配合使用，白油加氫工藝技術在高壓(6.0 MPa)、高溫(290 ℃)條件下，可以用異構脫蠟裝置生產(chǎn)出不同黏度，符合國家GB1886.215—2016食品添加劑白油的產(chǎn)品。在裝置運行過程中，加氫工藝技術可靠，F(xiàn)IW-12U與FHDA-1配合使用貴金屬催化劑性能優(yōu)良、活性穩(wěn)定。