卡賓達—維提亞茲減三線基礎油的研究

寧蘇明

摘要：文章以卡賓達-維提亞茲和卡倫-潿洲減三線脫蠟油為原料，進行了溶劑精制和白土精制試驗， 試驗結果表明：卡賓達-維提亞茲基礎油黏度指數勉強達到MVI要求，該油種不適宜進“老三套”生產潤滑油基礎油。通過對卡賓達-維提亞茲、卡倫-潿洲減三線基礎油以及加氫基礎油組成的比對分析，較好地解釋了基礎油黏度指數的大小，是由其飽和烴中鏈烷烴和一環環烷烴含量的高低決定的。在當今原油劣質化趨勢更加顯著，適應傳統工藝生產潤滑油基礎油資源越來越少的時期，該研究為“老三套”原油品種的優化、保證潤滑油基礎油質量和企業經濟效益提供了技術支撐。

關鍵詞：卡賓達-維提亞茲原油；卡倫-潿洲原油；基礎油；黏度指數；鏈烷烴；環烷烴

中圖分類號：TE624.5文獻標識碼：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

一直以來，國內大部分煉油企業的潤滑油基礎油生產沿用傳統的溶劑精制、溶劑脫蠟和白土補充精制工藝（簡稱“老三套” ），是以低硫石蠟基原油為原料生產Ⅰ類油。進入21世紀，隨著世界各地原油開采程度的不斷加深，原油劣質化趨勢更加顯著，適應傳統工藝生產潤滑油基礎油的資源也越來越少，因此，做好“老三套”原油品種的優化工作對保證潤滑油基礎油質量和企業經濟效益都是非常重要的。

1原料和試驗

試驗原料是3#酮苯裝置加工的卡賓達-維提亞茲（4∶1）減三線脫蠟油和比對樣卡倫-潿洲（7∶3）減三線脫蠟油。兩個脫蠟油按相同條件進行糠醛精制（4個理論級）和白土精制（模擬大生產條件）試驗。表1為兩個減三線脫蠟油的性質。

由表1可以看出，雖然卡賓達-維提亞茲脫蠟油凝點比卡倫-潿洲的低、二者飽和烴含量又相差無幾，但前者黏度指數居然為-5，表示該脫蠟油黏度受溫度的影響非常之大，工業上已不適合再繼續進行“老三套”基礎油的生產，但有必要研究該油種黏度指數如此低的原因，為“老三套”基礎油的資源優化提供技術支撐。

2.1脫蠟油的比較

為了找出二個脫蠟油黏度指數差別的原因，研究人員進一步對它們的烴類組成進行了分析：（1）從圖1中可見，在飽和烴中，卡倫-潿洲油比卡賓達-維提亞茲油高的組分是鏈烷烴和一環環烷烴，前者之和為28.3%，后者之和為16.5%（二者之差11.8%），而在二環至六環環烷烴的含量中，卡賓達-維提亞茲油之和為46.8%高于卡倫-潿洲油之和的36.1%，其中四環環烷烴含量，卡賓達-維提亞茲油含量比卡倫-潿洲油的高4.7%。（2）在芳烴中（見圖2），卡賓達-維提亞茲油芳烴總含量為36.7%、卡倫-潿洲油為35.6%，前者比后者僅高了1.1%，各芳烴含量及未鑒定芳烴含量均相差不大。由此可見，二個脫蠟油黏度指數差別大的原因與芳烴含量無關，而與它們的鏈烷烴和一環環烷烴含量有關。

2.2基礎油的比較

二個脫蠟油經糠醛和白土精制后：

（1）通過常規分析數據可知，卡倫-潿洲油收率比卡賓達-維提亞茲的高近9%（見表2），基礎油黏度指數高31個單位，說明在卡賓達-維提亞茲混油中，基礎油的理想組分要遠遠少于卡倫-潿洲油。同時，也注意到，雖然卡賓達-維提亞茲基礎油飽和烴含量為82.5%，還略高于卡倫-潿洲基礎油的80.9%，但其苯胺點比后者低了17.21 ℃，這進一步說明在卡賓達-維提亞茲基礎油中的部分飽和烴也不是基礎油的理想組分。

（2）從組成分析結果可知（見圖3），（a）卡倫-潿洲基礎油的鏈烷烴和一環環烷烴含量從原來的28.3%上升至38.6%（近40%），黏度指數上升到93（原來59）。而卡賓達-維提亞茲基礎油鏈烷烴和一環環烷烴的含量，從原來的16.5%上升至25.7%（黏度指數從-5上升至62），僅接近卡倫-潿洲脫蠟油含量28.3%和黏度指數59的水平。（b）從芳烴含量的下降分析可知（見圖4），卡賓達-維提亞茲油從原來的36.7%降至17.5%，下降了19.2%，其中9.2%使得鏈烷烴和一環環烷烴的含量增加至25.7%，還有10%增加二環至六環環烷烴含量到56.8%（四環環烷烴含量高了6%）。而卡倫-潿洲油從原來的35.6%降至19.1%，下降了16.5%，其中10.3%使得鏈烷烴和一環環烷烴的含量增加至38.6%，僅有6.2%增加二環至六環環烷烴含量到42.3%。由此可見，兩個脫蠟油在經過糠醛和白土精制后（芳烴含量的下降），卡賓達-維提亞茲油主要是增加了多環環烷烴的含量。而這部分多環環烷烴的黏度指數是不高的。

（3）研究人員對相同牌號的異構脫蠟基礎油也進行了比較，見圖5，從兩個相同餾分的基礎油鏈烷烴和一環環烷烴含量以及黏度指數的分析結果來看，進口150N基礎油的鏈烷烴和一環環烷烴含量為72.8%，黏度指數高達130。國產HVI Ⅱ+ 6基礎油的鏈烷烴和一環環烷烴含量為66.2%，黏度指數為119。同樣，鏈烷烴和一環環烷烴含量高基礎油黏度指數就大。由此，可以認為，基礎油黏度指數的大小是由其飽和烴中的鏈烷烴和一環環烷烴含量的高低決定的。

3小結

通過對卡賓達-維提亞茲、卡倫-潿洲減三線脫蠟油開展的試驗和研究工作，可以得出如下結論：

（1）用卡賓達-維提亞茲減三線生產的基礎油等級低（黏度指數勉強達到MVI要求）、收率低，經濟性較差，該油種不適宜用傳統“老三套”工藝進行基礎油的生產。

（2）通過對卡賓達-維提亞茲和卡倫-潿洲減三線基礎油的組成分析，較好地解釋了基礎油黏度指數的大小，是由其飽和烴中鏈烷烴和一環環烷烴含量的高低決定的。

（3）在當今原油劣質化趨勢更加顯著，適應傳統工藝生產潤滑油基礎油的資源也越來越少的時期，該研究為“老三套”原油品種的優化，保證潤滑油基礎油質量提供了技術支撐。