卡宾达—维提亚兹减三线基础油的研究

宁苏明

摘要：文章以卡宾达-维提亚兹和卡伦-涠洲减三线脱蜡油为原料，进行了溶剂精制和白土精制试验， 试验结果表明：卡宾达-维提亚兹基础油黏度指数勉强达到MVI要求，该油种不适宜进“老三套”生产润滑油基础油。通过对卡宾达-维提亚兹、卡伦-涠洲减三线基础油以及加氢基础油组成的比对分析，较好地解释了基础油黏度指数的大小，是由其饱和烃中链烷烃和一环环烷烃含量的高低决定的。在当今原油劣质化趋势更加显著，适应传统工艺生产润滑油基础油资源越来越少的时期，该研究为“老三套”原油品种的优化、保证润滑油基础油质量和企业经济效益提供了技术支撑。

关键词：卡宾达-维提亚兹原油；卡伦-涠洲原油；基础油；黏度指数；链烷烃；环烷烃

中图分类号：TE624.5文献标识码：A

Abstract：Based on the solvent & clay treatments of the dewaxed oil from Cabinda-Vityaz & Karen-Weizhou vacuum distillate No.3 fractions， it is shown that Cabinda-Vityaz crude oil is unsuitable for conventional lube base oil production， of which the VI specification has been barely met with MVI standard. Compared with the composition analysis of hydro-treated base oil and two conventional base oils separately from Cabinda-Vityaz & Karen-Weizhou vacuum distillate No.3 fractions， it is concluded that the VI is positively correlated with its paraffin & monocycloparaffin contents. In an era lack of conventional base oil production resources， this study supplies the technical support for the optimization of conventional lube base oil production which ensures the base oil quality and company's profit.

Key words：Cabinda-Vityaz crude oil； Karen-Weizhou crude oil； lube base oil； viscosity index； paraffin； cycloparaffin

0引言

一直以来，国内大部分炼油企业的润滑油基础油生产沿用传统的溶剂精制、溶剂脱蜡和白土补充精制工艺（简称“老三套” ），是以低硫石蜡基原油为原料生产Ⅰ类油。进入21世纪，随着世界各地原油开采程度的不断加深，原油劣质化趋势更加显著，适应传统工艺生产润滑油基础油的资源也越来越少，因此，做好“老三套”原油品种的优化工作对保证润滑油基础油质量和企业经济效益都是非常重要的。

1原料和试验

试验原料是3#酮苯装置加工的卡宾达-维提亚兹（4∶1）减三线脱蜡油和比对样卡伦-涠洲（7∶3）减三线脱蜡油。两个脱蜡油按相同条件进行糠醛精制（4个理论级）和白土精制（模拟大生产条件）试验。表1为两个减三线脱蜡油的性质。

由表1可以看出，虽然卡宾达-维提亚兹脱蜡油凝点比卡伦-涠洲的低、二者饱和烃含量又相差无几，但前者黏度指数居然为-5，表示该脱蜡油黏度受温度的影响非常之大，工业上已不适合再继续进行“老三套”基础油的生产，但有必要研究该油种黏度指数如此低的原因，为“老三套”基础油的资源优化提供技术支撑。

2.1脱蜡油的比较

为了找出二个脱蜡油黏度指数差别的原因，研究人员进一步对它们的烃类组成进行了分析：（1）从图1中可见，在饱和烃中，卡伦-涠洲油比卡宾达-维提亚兹油高的组分是链烷烃和一环环烷烃，前者之和为28.3%，后者之和为16.5%（二者之差11.8%），而在二环至六环环烷烃的含量中，卡宾达-维提亚兹油之和为46.8%高于卡伦-涠洲油之和的36.1%，其中四环环烷烃含量，卡宾达-维提亚兹油含量比卡伦-涠洲油的高4.7%。（2）在芳烃中（见图2），卡宾达-维提亚兹油芳烃总含量为36.7%、卡伦-涠洲油为35.6%，前者比后者仅高了1.1%，各芳烃含量及未鉴定芳烃含量均相差不大。由此可见，二个脱蜡油黏度指数差别大的原因与芳烃含量无关，而与它们的链烷烃和一环环烷烃含量有关。

2.2基础油的比较

二个脱蜡油经糠醛和白土精制后：

（1）通过常规分析数据可知，卡伦-涠洲油收率比卡宾达-维提亚兹的高近9%（见表2），基础油黏度指数高31个单位，说明在卡宾达-维提亚兹混油中，基础油的理想组分要远远少于卡伦-涠洲油。同时，也注意到，虽然卡宾达-维提亚兹基础油饱和烃含量为82.5%，还略高于卡伦-涠洲基础油的80.9%，但其苯胺点比后者低了17.21 ℃，这进一步说明在卡宾达-维提亚兹基础油中的部分饱和烃也不是基础油的理想组分。

（2）从组成分析结果可知（见图3），（a）卡伦-涠洲基础油的链烷烃和一环环烷烃含量从原来的28.3%上升至38.6%（近40%），黏度指数上升到93（原来59）。而卡宾达-维提亚兹基础油链烷烃和一环环烷烃的含量，从原来的16.5%上升至25.7%（黏度指数从-5上升至62），仅接近卡伦-涠洲脱蜡油含量28.3%和黏度指数59的水平。（b）从芳烃含量的下降分析可知（见图4），卡宾达-维提亚兹油从原来的36.7%降至17.5%，下降了19.2%，其中9.2%使得链烷烃和一环环烷烃的含量增加至25.7%，还有10%增加二环至六环环烷烃含量到56.8%（四环环烷烃含量高了6%）。而卡伦-涠洲油从原来的35.6%降至19.1%，下降了16.5%，其中10.3%使得链烷烃和一环环烷烃的含量增加至38.6%，仅有6.2%增加二环至六环环烷烃含量到42.3%。由此可见，两个脱蜡油在经过糠醛和白土精制后（芳烃含量的下降），卡宾达-维提亚兹油主要是增加了多环环烷烃的含量。而这部分多环环烷烃的黏度指数是不高的。

（3）研究人员对相同牌号的异构脱蜡基础油也进行了比较，见图5，从两个相同馏分的基础油链烷烃和一环环烷烃含量以及黏度指数的分析结果来看，进口150N基础油的链烷烃和一环环烷烃含量为72.8%，黏度指数高达130。国产HVI Ⅱ+ 6基础油的链烷烃和一环环烷烃含量为66.2%，黏度指数为119。同样，链烷烃和一环环烷烃含量高基础油黏度指数就大。由此，可以认为，基础油黏度指数的大小是由其饱和烃中的链烷烃和一环环烷烃含量的高低决定的。

3小结

通过对卡宾达-维提亚兹、卡伦-涠洲减三线脱蜡油开展的试验和研究工作，可以得出如下结论：

（1）用卡宾达-维提亚兹减三线生产的基础油等级低（黏度指数勉强达到MVI要求）、收率低，经济性较差，该油种不适宜用传统“老三套”工艺进行基础油的生产。

（2）通过对卡宾达-维提亚兹和卡伦-涠洲减三线基础油的组成分析，较好地解释了基础油黏度指数的大小，是由其饱和烃中链烷烃和一环环烷烃含量的高低决定的。

（3）在当今原油劣质化趋势更加显著，适应传统工艺生产润滑油基础油的资源也越来越少的时期，该研究为“老三套”原油品种的优化，保证润滑油基础油质量提供了技术支撑。