潤滑油加氫技術工程化問題及應對方案

【摘 要】近年來，國內高檔潤滑油年均增幅兩倍于潤滑油總需求年均增幅，高檔潤滑油基礎油需求增長帶動了企業建設潤滑油加氫裝置生產高檔潤滑油基礎油的積極性。但滑潤油加氫技術工程化過程中也出現了一些急待解決的問題。基于這些問題與本人經驗，提出了一些應對措施，以便有所幫助。

【關鍵詞】潤滑油加氫技術；工程化問題；應對方案

國內潤滑油加氫工程化技術種類較多，主要有引進CLG技術、引進IFP技術、中國石油化工股份有限公司石油化工研究院開發的RLT技術、中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院開發的WSI技術等。這些技術發展帶動了行業的進步，但其工程化問題不容忽視。

一，工程化過程中遇到的問題

第一，難以滿足Cr-Mo鋼材料先升溫后升壓要求。高壓、高溫設備一般采用Cr-Mo鋼材料，為了防止回火脆化引起的設備脆裂，在生產開工時應遵守先升溫后升壓的原則，即在脆化溫度范圍內工作的設備，當溫度低于121度時，對設備加壓應限制在所加壓力產生的應力不超過鋼材屈服極限的20%。在開工時應避免由于升溫過快而造成過大的熱應力。潤滑油加氫裝置一般工程規模較小。某裝置氮氣干燥階段，異構脫蠟反應器220度，補充精制反應器溫度只有67度，由于溫度不能滿足Cr-Mo鋼材料設備（補充精制反應器、反應流出物換熱器等）的升溫要求，導致裝置長時間無法升壓。

第二，加氫基礎油氧化安定性差。加氫基礎油在有氧、紫外光（或加熱）條件下，油品顏色加深、透明度變差、出現的沉淀現象表征為氧化（或光）安定性差。某高壓潤滑油加氫裝置生產的基礎油外觀無色透明，芳烴含量低，不含膠質和瀝青質。經過紫外光燈連續照射72h后，顏色由無色變為黃色，微濁，飽和烴含量下降，酸值和芳烴含量增大，有膠質和瀝青質產生，存在光安定性不良的問題。相關試驗數據顯示潤滑油加氫基礎油隨紫外光照時間延長，透光率變差。

第三，加氫補充精制溫度難以達到活化溫度要求。氫活化的主要目的是用高溫氫、吹掉、粘附在催化劑表面、孔口和孔道內的大分子芳烴類結構的縮合物。某高壓潤滑油加氫裝置正常生產時，異構脫蠟反應器出口溫度330度，補充精制反應器入口溫度215度，溫差115度。催化劑活化時，異構脫蠟反應器出口溫度320度時，補充精制反應器入口實際溫度只有210度，不能滿足活化溫度大于300度的要求。

第四，加氫重質基礎油性質變差。高壓加氫裝置運行一段時期后，重質加氫基礎油出現濁點升高問題，即在較低溫度下油品出現發霧、不透明的現象；也有裝置在運行末期生產的加氫重質基礎油出現絮狀物。

此外，還有脫硫反應器差壓高、加氫裂化反應器壓力降上升快等問題。之所以出現以上這些問題，是由于難以滿足Cr-Mo鋼先升溫后升壓要求、加氫基礎油氧化安定性差、加氫補充精制溫度難以達到要求、加氫重質基礎油性質變差、脫硫反應器差壓高、加氫裂化反應器壓力降上升快等各種原因造成的。

二，工程化問題的具體應對方案

第一，滿足Cr-Mo鋼材料先升溫后升壓的措施。要滿足Cr-Mo鋼材料先升溫后升壓要求，主要取決于裝置設計，調整生產操作也會有一定效果。在氫氣條件下，將Cr-Mo鋼材料先升溫后升壓要求作為一個設計工況。以設備升壓最低溫度需要的工藝條件來核算該設備的結構參數。計算出每一個Cr-Mo鋼材料設備（如反應器、換熱器、容器）升壓前的最低溫度，以此最低溫度核算該設備需要的工藝條件。滿足Cr-Mo鋼材料先升溫后升壓需要的管線、閥門和控制手段。裝置升溫升壓期間，關閉循環氫壓縮機反飛動線，全開循環氫、新氫分別至加氫補充精制的調節閥及副線，最大量保證氫氣在加氫補充精制反應部分的循環。

第二，提高加氫基礎油氧化安定性的措施。結合相關的研究結果可以發現如下方法。首先，有、老三套、裝置的企業，可增加溶劑精制深度，盡可能脫除氮化物和稠環芳烴、膠質；氧化安定性稍差的加氫基礎油，可對其進行補充白土精制。其次，提高氫分壓與反應溫度。隨著氫分壓的提高，以旋轉氧彈法誘導期表示的氧化安定性能變好。當基礎油氧化安定性差時，可提高異構脫蠟和補充精制氫分壓將多環芳烴飽和到1%以下。隨著反應溫度的提高，以旋轉氧彈法誘導期表示的氧化安定性能變好。最后，降低空速，提高氫油比。隨著空速的降低，以旋轉氧彈法誘導期表示的氧化安定性能變好。隨著氫油比的提高，以旋轉氧彈法誘導期表示的氧化安定性能變好。

第三，提高補充精制溫度以達到活化要求的措施。（1）工藝設計：考慮高溫氫氣條件下，將異構脫蠟催化劑活化要求作為一個設計工況，同時將補充精制催化劑活化要求作為另一個設計工況；（2）設備設計：在氫氣條件下，將活化工況作為選擇循環氫壓縮機、異構脫蠟反應器、補充精制反應器、高壓換熱器等高壓設備的一個工況；（3）流程設計：考慮采用能滿足活化工況要求的管線、閥門和控制手段。

第四，改善加氫重質基礎油性質的措施。（1）有“老三套”裝置的企業，可將減壓蠟油淺度脫蠟，除去長鏈正構烷烴分子，脫蠟油再加氫；（2）生產操作。反應部分應優化異構脫蠟或催化脫蠟操作條件；分餾部分的減壓塔采用重沸汽提，加強產品過濾；（3）催化劑：采用高活性的異構脫蠟催化劑；（4）催化劑壽命：嚴格控制催化脫蠟催化劑的使用期限。

第五，降低脫硫反應器差壓的措施。（1）提高催化劑性能：選擇高活性脫硫耐水型催化劑；（2）改進催化劑裝填操作：催化劑裝填時不應采用噴水恢復或提高催化劑活性；（3）提高催化劑強度：催化劑使用前與使用后強度應相近，正常使用過程中應不破碎或粉化。

第六，避免加氫裂化反應器壓力降上升快措施。（1）控制原料的酸值、硅含量、鐵含量、膠質及瀝青質含量，確保過濾器的正常運行。（2）采用合理的催化劑級配方案及瓷球結構。（3）平穩操作，防止反應進料加熱爐、反應器出現熱點及飛溫。

結語

本文對潤滑油加氫技術工程化問題做出了基本分析，在分析基礎上結合自我經驗與相關調查，提出了一些應對措施，以其對潤滑油加氫技術有所幫助。

參考文獻：

[1]高壓加氫裝置潤滑油基礎油產品渾濁分析與應對[J].王啟升，馮全，王娟.中國石油石化.2017（02）

[2]潤滑油加氫裝置保護反應器床層壓降升高的原因及對策分析[J].王金生，陳玉全，溫萬春.化工中間體.2015（02）

作者簡介：

劉克義（1992-）學士，助理工程師，山東濟南人，工作于中國石油化工股份有限公司濟南分公司，現從事石油化工生產方面的工作。

（作者單位：中國石油化工股份有限公司濟南分公司）