加氢尾油生产加氢Ⅱ类和Ⅲ类基础油可行性研究

吕双庆,庞智勇,于梅,王金燕

(中国石油大连润滑油研究开发中心,辽宁大连 116032)

加氢尾油生产加氢Ⅱ类和Ⅲ类基础油可行性研究

吕双庆,庞智勇,于梅,王金燕

(中国石油大连润滑油研究开发中心,辽宁大连 116032)

中国石油大连石化分公司 360万 t加氢裂化装置已经开工投产,每年将会生产约 18～54万 t的加氢尾油,根据大连石化分公司加氢尾油的性质,试验室模拟实际生产,通过酮苯脱蜡、糠醛精制和白土补充精制试验,制取加氢尾油基础油,根据试验室加氢尾油基础油的评价结果,大连石化分公司利用加氢尾油试生产出了高粘度指数加氢Ⅱ类基础油和很高粘度指数加氢Ⅲ类基础油,是解决当前润滑油公司优质基础油资源短缺的一个非常有效的手段。

加氢尾油;加氢Ⅱ类基础油;加氢Ⅲ类基础油

Abstract:3.6 m illion tons hydrocracking unit,w hich can p roduce hydrocracking bottom oil about 180,000 to 540,000 tons per year,has put into operation in PetroChina Dalian Petrochem icalCompany.O n the basis of the properties of hydrocracking bottom o il,laboratory s im ulation test w as conducted to obtain the base oil from hydrocracking bottom oil by ketonebenzol dew axing,furfural refining and clay finishing.Evaluat ion result show ed that groupⅡandⅢhydrocracking base o ils w ith high VIcan be produced from hydrocracking bottom o il in Dalian Petrochem icalCompany.It′s very effective to so lve resources shortage of high-quality base oil for lubricant enterprises.

Key words:hydrocracking bottom oil;groupⅡhydrocracking base oil;groupⅢhydrocracking base oil

0 前言

加氢裂化装置的一次转化率通常为 60%～90%,尚有 10%～40%的未转化产物——加氢裂化尾油(简称加氢尾油),加氢尾油是加氢裂化装置的副产品[1]。加氢裂化尾油为原料生产润滑油基础油的工艺,完全突破了原油资源的限制,可以从劣质原油或低粘度指数原料生产出高质量的润滑油基础油[2]。

加氢尾油因其经历了脱硫、脱氮和芳烃饱和过程,精制程度高,是一种宝贵的石油馏分[3]。利用加氢尾油生产优质的润滑油基础油,国内外很多厂家进行了大量的研究工作,取得了较好的经济效益。国外有的厂家利用加氢尾油生产高档润滑油基础油,如韩国 SK Corporation公司以燃料型加氢尾油为原料,应用 Chevron技术生产APIⅢ类基础油是成功的典范,其基础油市场供不应求。国内有的炼油企业采用加氢尾油,经溶剂精制、溶剂脱蜡及白土补充精制后,生产出优质润滑油基础油,如独子山石化公司炼油厂将加氢尾油经酮苯脱蜡

白土补充精制(“老三套”工艺)处理,轻质尾油生产出 HV IH200和 HV IH400基础油,重质尾油生产出HV IH650基础油[4]。

目前,润滑油公司的基础油资源比较短缺,尤其是优质加氢基础油资源,市场非常需求。2008年,大连石化分公司 360万 t加氢裂化装置已经开工投产,每年将会有约 18～54万 t的加氢尾油,现阶段大连石化分公司拟采用传统的“老三套”工艺,将加氢尾油中的润滑油基础油提取出来,不仅可以增加炼油附加值,还可以解决润滑油基础油资源短缺问题,同时也是一个非常有效的手段来提高润滑油基础油品质。从经济效益角度看,润滑油成品油的售价至少是同等燃料油的 3倍,中高档润滑油就更高。现阶段,加氢尾油没有统一的质量标准,其性质随着原油性质、加工工艺及操作条件的不同而不同。在利用加氢尾油生产润滑油基础油时,要针对具体的加氢尾油原料,选择适合的工艺条件。开展本课题的研究是为了科学合理地利用大连石化分公司加氢尾油生产宝贵的加氢基础油,可以预计,今后 10年由加氢尾油制取的基础油将在润滑油工业中发挥重要作用。这项课题对现代的润滑油工业具有十分重要的意义。

1 大连石化分公司加氢尾油试验室制取润滑油基础油的性质

1.1 大连石化分公司加氢尾油的性质

2008年 8月采集了大连石化分公司两个加氢尾油样品,其性质分析数据见表 1。2)反应深度提高,反应温度提高 (但仍未达到设计温度),尾油外甩量降低到20%,分馏塔也趋于正常。

表 1 大连石化分公司加氢尾油的性质

1.2 试验工艺条件

根据大连石化分公司加氢尾油的性质,结合大连石化分公司酮苯脱蜡装置、糠醛精制装置和白土补充精制装置的工艺条件,参考独山子石化分公司利用加氢尾油生产润滑油基础油的主要工艺参数,试验室中模拟实际生产,确定了利用大连石化分公司加氢尾油制取润滑油基础油的工艺条件。

1.2.1 酮苯脱蜡试验工艺条件

甲苯:丁酮 =40∶60(体积分数);

剂油比:3.5∶1.0(体积分数);

三次稀释比例(体积分数):

一次溶剂比:0.5∶1.0;

二次溶剂比:1.3∶1.0;

三次溶剂比:1.7∶1.0;

过滤温度:-20℃。

1.2.2 糠醛精制试验工艺条件

剂油比:2.0∶1.0(体积分数);

新鲜溶剂 1次萃取;

精制温度:95～100℃;

精制时间:30 min。

1.2.3 白土补充精制试验工艺条件

白土与基础油混合温度:80～90℃;

精制温度:(100±5)℃;

精制时间:30 min;

白土加入量:3.0%。

Charnes、Cooper 和Rhodes于1978年提出了用于评价具有多个决策单元(Decision Making Unites，DMU)相对效率的方法——数据包络分析方法(Data Envelopment Analysis，DEA),其中CCR模型最为基础和典型。假设有n 个决策单元，并且每一个决策单元对应m种投入和s 种产出，那么对于决策单元DMUj来讲，将其第i项投入记作xij，将其第r项产出记作yrj。对于决策单元DMUk来说，设第i项的投入对应的权重为ik，第r项产出对应的权重为vrk，则其总产出与总投入比值为：

1.3 结果与讨论

在上述工艺条件下,分别以大连石化分公司加氢尾油为原料,试验室中依次进行了酮苯脱蜡试验、糠醛精制试验和白土补充精制试验,试验结果见表2。按照高粘度指数加氢Ⅱ类基础油 5(HV IH5)和很高粘度指数加氢Ⅲ类基础油 5(VHV I5)企业标准,对得到的加氢尾油基础油进行了性质分析。

(1)样品一的粘度指数为 109,粘度指数高,粘温性质好,满足 HV IH5基础油的要求;样品二的粘度指数为 128,粘度指数很高,粘温性质很好,满足VHV I5基础油的要求。

(2)样品一和样品二的饱和烃含量分别为99.5%和 98.3%,满足 HV IH5和 VHV I5基础油的要求。

(3)样品一的旋转氧弹为 337 min,旋转氧弹值高,氧化安定性好,满足 HV IH5和 VHV I5基础油的要求;样品二的旋转氧弹为 224 min,且该样品原料的颜色较样品一稍重,这可能与加氢装置的加氢深度有关。

(4)样品一和样品二的倾点分别为 -9℃和 -6℃,倾点相对其他加氢尾油生产的基础油高。因为试验室中,过滤过程是在室温下进行,会对基础油的倾点有所影响,实际生产时,各润滑油基础油的倾点应低于本次试验值。

(5)样品一和样品二的蒸发损失分别为 23.0%和 21.7%,蒸发损失相对较高,不满足 HV IH5和 VHV I5基础油产品指标的要求,生产上,蒸发损失可以通过改进蒸馏切割等方法加以解决。

(6)样品二的色度不合格,生产中可以通过改进工艺条件加以解决。

(8)样品一和样品二的闪点卡边,实际生产时,要予以重视。

表 2 大连石化分公司加氢尾油试验室制取基础油的性质

1.4 小结

(1)从两次采集样品的试验结果看,大连石化分公司加氢尾油试验制取的基础油粘度指数高,饱和烃含量高,硫含量低,从基础油主要性质看,样品一符合 HV IH5基础油的要求,样品二符合 VHV I5基础油的要求。

(2)实际生产时,通过适宜的工艺条件,利用大连石化分公司加氢尾油可以生产宝贵高粘度指数加氢Ⅱ类基础油和很高粘度指数加氢Ⅲ类基础油。

2 大连石化分公司加氢尾油试生产各阶段基础油及油公 4基础油性质

2008年 11月份,大连石化分公司根据大连润滑油研究开发中心的试验结果,利用加氢尾油试生产了润滑油基础油,其各阶段基础油的性质如表 3,与试验室结果基本一致。

表 3 大连石化分公司加氢尾油试生产各阶段基础油及油公 4基础油性质

续表

按照很高粘度指数加氢Ⅲ类基础油 4(VHV I4)企业标准,对试生产的加氢尾油基础油进行了性质分析。由表 3数据可见:

(1)从白土精制后油的性质看,本次生产的大连石化分公司加氢尾油基础油除了蒸发损失没有达到产品指标要求外,其他指标均达到了VHV I4基础油规范要求。

(2)与油公 4进行比较,大连石化分公司加氢尾油基础油存在化学族组成不同,低温性能、氧化性能略差等内在的质量差异,有必要进行以上油品的专项评价及部分的台架试验,以考察基础油的适用性。

3 结论

(1)从中国石油大连润滑油研究开发中心试验室制取的和大连石化分公司工业试生产的加氢尾油润滑油基础油性质可以看出,通过适宜的工艺条件,利用大连石化分公司加氢尾油可以生产出宝贵的高粘度指数加氢Ⅱ类基础油和很高粘度指数加氢Ⅲ类基础油。(2)与油公4的进行比较,大连石化分公司加氢尾油基础油内在的质量略差,为了合理利用大连石化分公司加氢尾油基础油资源,有必要进行该加氢尾油基础油的专项评价及部分的台架试验,以考察基础油的适用性。

[1]李雪静.浅谈加氢裂化尾油的综合利用[J].甘肃化工, 1997(3):9-12.

[2]袁景利.大连石化润滑油生产工艺的对策探讨[J].润滑油,2007,22(4):13-21.

[3]杨建军,陈锡功,朱虹.燕化炼油厂加氢尾油的综合利用[J].石化技术,1996,3(3):173-180.

Feas ib ility S tudy on Produc ing G roupⅡandⅢBase O ils from Hyd roc racking Bottom O il

LV Shuang-qing,PANG Zhi-yong,Y U M ei,WANG J in-yan
(PetroChina Dalian Lubricating O ilR&D Institute,Dalian 116032,China)

TE624.82

A

2009-08-06。

吕双庆(1969-),男,工程师,1991年毕业于辽宁石油化工大学(原抚顺石油学院)石油加工专业,主要从事炼油工艺研究多年。

1002-3119(2010)03-0051-04