加氫尾油生產加氫Ⅱ類和Ⅲ類基礎油可行性研究

呂雙慶,龐智勇,于梅,王金燕

(中國石油大連潤滑油研究開發中心,遼寧大連 116032)

加氫尾油生產加氫Ⅱ類和Ⅲ類基礎油可行性研究

呂雙慶,龐智勇,于梅,王金燕

(中國石油大連潤滑油研究開發中心,遼寧大連 116032)

中國石油大連石化分公司 360萬 t加氫裂化裝置已經開工投產,每年將會生產約 18～54萬 t的加氫尾油,根據大連石化分公司加氫尾油的性質,試驗室模擬實際生產,通過酮苯脫蠟、糠醛精制和白土補充精制試驗,制取加氫尾油基礎油,根據試驗室加氫尾油基礎油的評價結果,大連石化分公司利用加氫尾油試生產出了高粘度指數加氫Ⅱ類基礎油和很高粘度指數加氫Ⅲ類基礎油,是解決當前潤滑油公司優質基礎油資源短缺的一個非常有效的手段。

加氫尾油;加氫Ⅱ類基礎油;加氫Ⅲ類基礎油

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

加氫裂化裝置的一次轉化率通常為 60%～90%,尚有 10%～40%的未轉化產物——加氫裂化尾油(簡稱加氫尾油),加氫尾油是加氫裂化裝置的副產品[1]。加氫裂化尾油為原料生產潤滑油基礎油的工藝,完全突破了原油資源的限制,可以從劣質原油或低粘度指數原料生產出高質量的潤滑油基礎油[2]。

加氫尾油因其經歷了脫硫、脫氮和芳烴飽和過程,精制程度高,是一種寶貴的石油餾分[3]。利用加氫尾油生產優質的潤滑油基礎油,國內外很多廠家進行了大量的研究工作,取得了較好的經濟效益。國外有的廠家利用加氫尾油生產高檔潤滑油基礎油,如韓國 SK Corporation公司以燃料型加氫尾油為原料,應用 Chevron技術生產APIⅢ類基礎油是成功的典范,其基礎油市場供不應求。國內有的煉油企業采用加氫尾油,經溶劑精制、溶劑脫蠟及白土補充精制后,生產出優質潤滑油基礎油,如獨子山石化公司煉油廠將加氫尾油經酮苯脫蠟

白土補充精制(“老三套”工藝)處理,輕質尾油生產出 HV IH200和 HV IH400基礎油,重質尾油生產出HV IH650基礎油[4]。

目前,潤滑油公司的基礎油資源比較短缺,尤其是優質加氫基礎油資源,市場非常需求。2008年,大連石化分公司 360萬 t加氫裂化裝置已經開工投產,每年將會有約 18～54萬 t的加氫尾油,現階段大連石化分公司擬采用傳統的“老三套”工藝,將加氫尾油中的潤滑油基礎油提取出來,不僅可以增加煉油附加值,還可以解決潤滑油基礎油資源短缺問題,同時也是一個非常有效的手段來提高潤滑油基礎油品質。從經濟效益角度看,潤滑油成品油的售價至少是同等燃料油的 3倍,中高檔潤滑油就更高?，F階段,加氫尾油沒有統一的質量標準,其性質隨著原油性質、加工工藝及操作條件的不同而不同。在利用加氫尾油生產潤滑油基礎油時,要針對具體的加氫尾油原料,選擇適合的工藝條件。開展本課題的研究是為了科學合理地利用大連石化分公司加氫尾油生產寶貴的加氫基礎油,可以預計,今后 10年由加氫尾油制取的基礎油將在潤滑油工業中發揮重要作用。這項課題對現代的潤滑油工業具有十分重要的意義。

1 大連石化分公司加氫尾油試驗室制取潤滑油基礎油的性質

1.1 大連石化分公司加氫尾油的性質

2008年 8月采集了大連石化分公司兩個加氫尾油樣品,其性質分析數據見表 1。2)反應深度提高,反應溫度提高 (但仍未達到設計溫度),尾油外甩量降低到20%,分餾塔也趨于正常。

表 1 大連石化分公司加氫尾油的性質

1.2 試驗工藝條件

根據大連石化分公司加氫尾油的性質,結合大連石化分公司酮苯脫蠟裝置、糠醛精制裝置和白土補充精制裝置的工藝條件,參考獨山子石化分公司利用加氫尾油生產潤滑油基礎油的主要工藝參數,試驗室中模擬實際生產,確定了利用大連石化分公司加氫尾油制取潤滑油基礎油的工藝條件。

1.2.1 酮苯脫蠟試驗工藝條件

甲苯:丁酮 =40∶60(體積分數);

劑油比:3.5∶1.0(體積分數);

三次稀釋比例(體積分數):

一次溶劑比:0.5∶1.0;

二次溶劑比:1.3∶1.0;

三次溶劑比:1.7∶1.0;

過濾溫度:-20℃。

1.2.2 糠醛精制試驗工藝條件

劑油比:2.0∶1.0(體積分數);

新鮮溶劑 1次萃取;

精制溫度:95～100℃;

精制時間:30 min。

1.2.3 白土補充精制試驗工藝條件

白土與基礎油混合溫度:80～90℃;

精制溫度:(100±5)℃;

精制時間:30 min;

白土加入量:3.0%。

Charnes、Cooper 和Rhodes于1978年提出了用于評價具有多個決策單元(Decision Making Unites，DMU)相對效率的方法——數據包絡分析方法(Data Envelopment Analysis，DEA),其中CCR模型最為基礎和典型。假設有n 個決策單元，并且每一個決策單元對應m種投入和s 種產出，那么對于決策單元DMUj來講，將其第i項投入記作xij，將其第r項產出記作yrj。對于決策單元DMUk來說，設第i項的投入對應的權重為ik，第r項產出對應的權重為vrk，則其總產出與總投入比值為：

1.3 結果與討論

在上述工藝條件下,分別以大連石化分公司加氫尾油為原料,試驗室中依次進行了酮苯脫蠟試驗、糠醛精制試驗和白土補充精制試驗,試驗結果見表2。按照高粘度指數加氫Ⅱ類基礎油 5(HV IH5)和很高粘度指數加氫Ⅲ類基礎油 5(VHV I5)企業標準,對得到的加氫尾油基礎油進行了性質分析。

(1)樣品一的粘度指數為 109,粘度指數高,粘溫性質好,滿足 HV IH5基礎油的要求;樣品二的粘度指數為 128,粘度指數很高,粘溫性質很好,滿足VHV I5基礎油的要求。

(2)樣品一和樣品二的飽和烴含量分別為99.5%和 98.3%,滿足 HV IH5和 VHV I5基礎油的要求。

(3)樣品一的旋轉氧彈為 337 min,旋轉氧彈值高,氧化安定性好,滿足 HV IH5和 VHV I5基礎油的要求;樣品二的旋轉氧彈為 224 min,且該樣品原料的顏色較樣品一稍重,這可能與加氫裝置的加氫深度有關。

(4)樣品一和樣品二的傾點分別為 -9℃和 -6℃,傾點相對其他加氫尾油生產的基礎油高。因為試驗室中,過濾過程是在室溫下進行,會對基礎油的傾點有所影響,實際生產時,各潤滑油基礎油的傾點應低于本次試驗值。

(5)樣品一和樣品二的蒸發損失分別為 23.0%和 21.7%,蒸發損失相對較高,不滿足 HV IH5和 VHV I5基礎油產品指標的要求,生產上,蒸發損失可以通過改進蒸餾切割等方法加以解決。

(6)樣品二的色度不合格,生產中可以通過改進工藝條件加以解決。

(8)樣品一和樣品二的閃點卡邊,實際生產時,要予以重視。

表 2 大連石化分公司加氫尾油試驗室制取基礎油的性質

1.4 小結

(1)從兩次采集樣品的試驗結果看,大連石化分公司加氫尾油試驗制取的基礎油粘度指數高,飽和烴含量高,硫含量低,從基礎油主要性質看,樣品一符合 HV IH5基礎油的要求,樣品二符合 VHV I5基礎油的要求。

(2)實際生產時,通過適宜的工藝條件,利用大連石化分公司加氫尾油可以生產寶貴高粘度指數加氫Ⅱ類基礎油和很高粘度指數加氫Ⅲ類基礎油。

2 大連石化分公司加氫尾油試生產各階段基礎油及油公 4基礎油性質

2008年 11月份,大連石化分公司根據大連潤滑油研究開發中心的試驗結果,利用加氫尾油試生產了潤滑油基礎油,其各階段基礎油的性質如表 3,與試驗室結果基本一致。

表 3 大連石化分公司加氫尾油試生產各階段基礎油及油公 4基礎油性質

續表

按照很高粘度指數加氫Ⅲ類基礎油 4(VHV I4)企業標準,對試生產的加氫尾油基礎油進行了性質分析。由表 3數據可見:

(1)從白土精制后油的性質看,本次生產的大連石化分公司加氫尾油基礎油除了蒸發損失沒有達到產品指標要求外,其他指標均達到了VHV I4基礎油規范要求。

(2)與油公 4進行比較,大連石化分公司加氫尾油基礎油存在化學族組成不同,低溫性能、氧化性能略差等內在的質量差異,有必要進行以上油品的專項評價及部分的臺架試驗,以考察基礎油的適用性。

3 結論

(1)從中國石油大連潤滑油研究開發中心試驗室制取的和大連石化分公司工業試生產的加氫尾油潤滑油基礎油性質可以看出,通過適宜的工藝條件,利用大連石化分公司加氫尾油可以生產出寶貴的高粘度指數加氫Ⅱ類基礎油和很高粘度指數加氫Ⅲ類基礎油。(2)與油公4的進行比較,大連石化分公司加氫尾油基礎油內在的質量略差,為了合理利用大連石化分公司加氫尾油基礎油資源,有必要進行該加氫尾油基礎油的專項評價及部分的臺架試驗,以考察基礎油的適用性。

[1]李雪靜.淺談加氫裂化尾油的綜合利用[J].甘肅化工, 1997(3):9-12.

[2]袁景利.大連石化潤滑油生產工藝的對策探討[J].潤滑油,2007,22(4):13-21.

[3]楊建軍,陳錫功,朱虹.燕化煉油廠加氫尾油的綜合利用[J].石化技術,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。

呂雙慶(1969-),男,工程師,1991年畢業于遼寧石油化工大學(原撫順石油學院)石油加工專業,主要從事煉油工藝研究多年。

1002-3119(2010)03-0051-04