環(huán)烷基潤滑油高壓加氫技術(shù)探討

李巧玲　盧學(xué)斌　王健　王煜　夏龍州

摘? ? ? 要：國內(nèi)某環(huán)烷基潤滑油高壓加氫裝置，以蒸餾裝置常三、減二、減三、減四線油為原料，采用加氫處理-異構(gòu)脫蠟-貴金屬補充精制二段加氫工藝技術(shù)，生產(chǎn)輕質(zhì)白油、變壓器油、工業(yè)白油和芳烴含量小于1%的橡膠填充油。運行結(jié)果表明：裝置運行穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，能耗低于國內(nèi)同類裝置。

關(guān)? 鍵? 詞：潤滑油；異構(gòu)脫蠟； 加氫

中圖分類號：TE665.6? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A? ? ?文章編號： 1004-0935（2023）11-1609-04

環(huán)烷基原油是一種寶貴的石油資源，其存儲量僅占世界原油總儲量的2.2%。環(huán)烷基原油具有輕組分收率低、硫氮含量高、芳烴含量高、傳熱性好、傾點低、酸值高、粘溫性能差等特點。環(huán)烷基原油的常一、常二線油多用于生產(chǎn)煤油及柴油餾分；常三線及減壓塔側(cè)線多用于生產(chǎn)變壓器油、工業(yè)白油和橡膠填充油；減底油則作為瀝青產(chǎn)品送出裝置[1-4]。

傳統(tǒng)潤滑油生產(chǎn)工藝主要為溶劑精制、溶劑脫蠟和白土補充精制的“老三套”加工工藝。由于環(huán)烷基原油酸值高、芳烴含量也較高，采用傳統(tǒng)“老三套”加工工藝難以生產(chǎn)出高檔的環(huán)烷基潤滑油。采用加氫工藝來生產(chǎn)環(huán)烷基潤滑油可以帶來較大的經(jīng)濟效益和社會效益[5-7]。

中石油某環(huán)烷基潤滑油高壓加氫裝置由中國昆侖工程有限公司沈陽分公司設(shè)計，裝置已于2019年11月開工投產(chǎn)，目前裝置運行平穩(wěn)，本文對其裝置的情況進(jìn)行分析介紹。

1? 裝置簡介

1.1? 裝置技術(shù)特點

本裝置采用FRIPP第二代環(huán)烷基餾分油組合加氫技術(shù)：加氫處理-異構(gòu)脫蠟-補充精制二段加氫工藝技術(shù)。

加氫處理段包含加氫精制和加氫改質(zhì)，加氫精制：脫硫反應(yīng)、脫氮反應(yīng)及烯烴飽和反應(yīng)。反應(yīng)的產(chǎn)品為低硫、低氮的油品及H2S、NH3。其他在精制過程中發(fā)生的反應(yīng)還包括脫氧反應(yīng)、脫金屬、脫氯及芳烴飽和反應(yīng)。上述反應(yīng)都有化學(xué)氫耗并且都是放熱反應(yīng)。加氫改質(zhì)：加氫組分和酸性載體構(gòu)成的雙功能催化劑上烴類的C-C鍵裂解加氫反應(yīng)，加氫改質(zhì)反應(yīng)是催化裂化反應(yīng)疊加加氫反應(yīng)，其反應(yīng)機理符合正碳離子機理，包括了烷烴加氫改質(zhì)，環(huán)烷烴加氫改質(zhì)和多環(huán)芳烴的加氫改質(zhì)反應(yīng)。

異構(gòu)脫蠟：高傾點的正構(gòu)烷烴發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為低傾點的支鏈烷烴，降低原料油傾點，改善油品低溫流動性[8]。

補充精制：異構(gòu)脫蠟的潤滑油基礎(chǔ)油雖然硫、氮含量很低，但是光穩(wěn)定性較差，在光照條件下油品的顏色會變深，變渾，產(chǎn)生絮狀物形成沉淀。因此需要進(jìn)行芳烴和烯烴進(jìn)一步飽和，改善產(chǎn)品的顏色和安定性，提高環(huán)烷基特種油的品質(zhì)。

1.2? 工藝特點

本裝置循環(huán)加工兩種原料，1#進(jìn)料為南蒸餾的減二線、西蒸餾的減二線、東蒸餾的超稠油減二線和西蒸餾常三線的糠醛抽出油的混合進(jìn)料；2#進(jìn)料為南蒸餾的減三線、西蒸餾的減三線和西蒸餾減四線的糠醛精制油的混合進(jìn)料。加氫處理段進(jìn)行脫硫、脫氮和稠環(huán)芳烴加氫飽和及選擇性開環(huán)，滿足異構(gòu)脫蠟段貴金屬催化劑對雜質(zhì)含量的要求；異構(gòu)脫蠟段在較為緩和的工藝條件下，降低原料傾點，改善產(chǎn)品低溫流動性，深度脫除芳烴，生產(chǎn)變壓器油、工業(yè)白油和芳烴含量小于1%的橡膠填充油。本項技術(shù)的加氫處理部分采用熱高分和爐前混氫流程，異構(gòu)脫蠟部分采用冷高分和爐前混氫流程，分餾部分采用常減壓流程方案，減壓塔采用三級抽空器+機械泵的工藝方案，加氫處理和異構(gòu)脫蠟采用了循環(huán)氫脫硫的工藝，裝置的主要操作條件見表1。

1.3? 原料性質(zhì)

裝置進(jìn)料采用分類進(jìn)料方式：1#進(jìn)料為1#蒸餾的減二線、2#蒸餾常三線、減二線進(jìn)料和3#蒸餾的減二線混合進(jìn)料，加工時數(shù)5 952 h，處理量29.05萬t。

2#進(jìn)料為1#蒸餾減三線、2#蒸餾減三線和2#蒸餾減四線糠醛精制油混合進(jìn)料，加工時數(shù)2 448 h，處理量11.95萬t。

兩種進(jìn)料合計為41萬t/a。兩種原料油主要性質(zhì)及進(jìn)料限定值見表2。

1.4? 流程簡述

原料油自新建罐區(qū)進(jìn)入原料油緩沖罐，經(jīng)過濾器過濾除去油中大于25 ?m的機械雜質(zhì)，然后進(jìn)入濾后原料油緩沖罐。濾后原料油經(jīng)加氫處理段進(jìn)料泵升壓后與循環(huán)氫混合，經(jīng)換熱、加熱爐加熱后進(jìn)入加氫處理反應(yīng)器，在催化劑的作用下進(jìn)行深度脫硫、脫氮、稠環(huán)芳烴加氫飽和及選擇性開環(huán)等反應(yīng)，脫除原料油中的雜質(zhì)。

加氫處理反應(yīng)產(chǎn)物與原料油換熱冷卻后，進(jìn)入高壓分離器，進(jìn)行氣液分離。從高壓分離器分離出來的富氫氣體通過循環(huán)氫壓縮機后循環(huán)使用。從高壓分離器分離出的液相進(jìn)入低壓分離器，進(jìn)一步進(jìn)行氣液分離。分離出的液體產(chǎn)物進(jìn)入汽提塔，脫除反應(yīng)生成的H2S和NH3后，經(jīng)異構(gòu)脫蠟段進(jìn)料泵升壓后與循環(huán)氫混合后，進(jìn)入異構(gòu)脫蠟反應(yīng)器，在貴金屬催化劑及氫氣的作用下，發(fā)生大分子鏈烷烴異構(gòu)化反應(yīng)，降低原料油的傾點，改善產(chǎn)品低溫流動性。加氫異構(gòu)脫蠟反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過換熱后進(jìn)入補充精制反應(yīng)器，在貴金屬催化劑的作用下，發(fā)生芳烴和烯烴飽和反應(yīng)，改善產(chǎn)品的顏色和安定性。補充精制反應(yīng)器的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)換熱器冷卻后，進(jìn)入高壓分離器，進(jìn)行氣液分離，其氣相為異構(gòu)脫蠟段循環(huán)氫。從高壓分離器分離出的液相進(jìn)入低壓分離器，進(jìn)一步進(jìn)行氣液分離。分離出的生成油進(jìn)入分餾系統(tǒng)，通過常壓塔和減壓塔流程，分離得到輕質(zhì)白油、變壓器油、工業(yè)白油和橡膠填充油等產(chǎn)品。

2? 裝置實際運行分析

裝置于2019年5月30日中交，并已于2019年11月8日一次開車成功產(chǎn)出合格產(chǎn)品，目前裝置運行平穩(wěn)。下面就產(chǎn)品分布、產(chǎn)品性質(zhì)、裝置能耗等三個方面進(jìn)行分析討論。

2.1? 產(chǎn)品分布

加工1#進(jìn)料和2#進(jìn)料的產(chǎn)品分布、液收及基礎(chǔ)油收率見表3。

2.2? 產(chǎn)品質(zhì)量

2.1.1? 輕質(zhì)白油

輕質(zhì)白油按照NB/SH/T 0913—2015輕質(zhì)白油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，實際運行結(jié)果表明，產(chǎn)品輕質(zhì)白油密度為832.9 kg/m³，閉口閃點為46 ℃，40 ℃運動黏度為1.62 mm2·s^-1，色度為30號，滿足輕質(zhì)白油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2.2? 變壓器油

變壓器油按照IEC 60296—2012（-30 ℃）特殊進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計運行結(jié)果表明，變壓器油密度為886.7 kg/m³，40 ℃運動黏度為11.7 mm2·s^-1，閉口閃點為142 ℃，色度為30號，滿足變壓器油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求[9]，見表5。

2.2.3? 工業(yè)白油

工藝白油按照SH/T 0006—2002進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計運行結(jié)果表明，32號工業(yè)白油密度為894 kg/m³，40 ℃運動黏度為32 mm2·s^-1，閉口閃點為183 ℃，色度為30號，滿足工業(yè)白油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，見表6。

2.2.4? 橡膠填充油

橡膠填充油按照中國石油企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SY58進(jìn)行設(shè)計，設(shè)計運行結(jié)果表明，減壓塔底橡膠填充油密度為890 kg/m³，100 ℃運動黏度為11.87 mm·s^-1，閉口閃點為220 ℃，芳烴含量0.6%，色度＞30號，滿足橡膠填充油企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，見表7。

2.3? 裝置能耗

本裝置按照《煉油單位產(chǎn)品能源消耗限額》GB 30251—2013的規(guī)定進(jìn)行裝置能耗計算，其計算結(jié)果見表8。

綜合能耗50.64 kgEO/t原料

本裝置綜合能耗能耗50.64 kgEO/t原料，實際標(biāo)定能耗46 kgEO/t原料，低于《煉油單位產(chǎn)品能源消耗限額》（GB 30251—2013）中對潤滑油加氫裝置的能耗定額為65 kgEo/t原料，低于國內(nèi)在運行同類裝置[10]，其對比結(jié)果見表9。

3? 結(jié)論

1）裝置自2019年11月開工以來，運行平穩(wěn)，實際生產(chǎn)結(jié)果表明，產(chǎn)品輕質(zhì)白油、變壓器油及32#工業(yè)白油達(dá)到潤滑油基礎(chǔ)油相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，減壓塔底橡膠填充油芳烴含量小于1%，解決了環(huán)烷基橡膠填充油光、熱安定性差的問題，提高環(huán)烷基特種油產(chǎn)品的品質(zhì)。

2）裝置運行能耗46 kgEO/t原料，低于國內(nèi)在運行同類裝置。

3）裝置運行近3年時間，生產(chǎn)平穩(wěn)，各項指標(biāo)達(dá)到或超過設(shè)計值，裝置在設(shè)計上是成功的。

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Discussion on Hydrogenation Technology of Naphthenic Lubricating Oil

LI Qiao-ling LU Xue-bin WANG Jian WANG Yu XIA Long-zhou

（1. China Kunlun Contracting & Engineering Corporation Shenyang Company， Liaoning Shenyang 110167，China；

2. CNPC Dalian Petrochemical Co.， Ltd.， Liaoning Dalian 116000，China）

Abstract：? The lubricating oil hydrogenation unit of a refinery was built by using distillation unit products as raw materials， using hydrotreating-isomerization dewaxing-noble metal supplementary refining two-stage hydrogenation process. The light white oil，transformer oil， industrial white oil and rubber filling oil were produced. The operation results show that the device runs stably， the product quality is excellent， and the energy consumption is lower than that of similar domestic devices.

Key words：? Lubricating Oil ; Isomerization Dewaxing; hydrogenation