環烷基減三線餾分油綜合利用研究

焦祖凱，張翠偵，宋君輝，金吉海，甄 濤

(中海油煉油化工科學研究院(北京)有限公司，北京 102209)

環烷基原油是世界上寶貴的原油資源之一，其儲量僅占原油總儲量的2.2%。其特點是：環烷烴和芳烴含量較多，相對密度較大，凝點較低，一般含硫、膠質、重金屬較多[1]。目前主要采用高壓加氫、糠醛精制或高壓加氫-糠醛精制組合工藝，生產輪胎用環保橡膠油或SBS橡膠填充油等[2-4]。付玉娥等[5]以綏中36-1環烷基減三線餾分油為原料，利用糠醛二次抽提工藝，開發出滿足歐盟REACH法規要求的環保橡膠油，并實現工業應用。田義斌等[6]以環烷基減三線餾分油為原料，經高壓加氫-糠醛精制組合工藝生產高芳環保橡膠油，芳碳率(CA)高達27.2%，產品收率為31.0%，副產品抽余油作為普通橡膠油投放市場。高鵬等[7]以渤海灣環烷基原油減三線餾分油為原料，經三段高壓加氫工藝制備環烷基橡膠填充油性質與進口SBS填充油性質相近，副產部分汽柴油。

本課題以渤海灣地區生產的環烷基減三線餾分油為原料，通過高壓加氫-異構脫蠟-補充精制-精密分餾工藝制備各餾分高附加值產品。

1 實 驗

1.1 原料油性質

以環烷基減三線餾分油為原料，開展試驗研究，其性質見表1。

由表1可知：上述餾分油的CA和環烷碳率(CN)分別達到23.1%和34.4%，具有高芳烴、高環烷烴含量的特點，是一種典型的環烷基餾分油。

表1 減三線餾分油性質

1.2 工藝路線

通過上述原料油的性質分析可以看出，原料油為典型的環烷基餾分油，適于生產橡膠增塑劑、變壓器油產品，而輕油部分期望能夠得到附加值更高的輕質白油和石腦油。上述產品均對于硫、氮含量、傾點和芳烴含量有較高的要求，需要首先經過加氫處理工藝進行脫硫、脫氮和脫芳烴，將硫、氮質量分數分別降至2 μg/g以下；再通過異構脫蠟工藝降低油品傾點，最后經貴金屬精制工藝進一步進行芳烴飽和得到加氫生成油，而為了將窄餾分的產品分離得較為精細，實驗室采用精密分餾裝置對產品進行分餾，最終得到滿足指標要求的橡膠增塑劑、變壓器油、輕質白油等產品。因此，選擇的工藝路線為加氫處理-異構脫蠟-補充后精制-精密分餾，具體工藝路線見圖1。

圖1 加工工藝流程示意

1.3 試驗裝置

采用固定床加氫中試裝置，各工藝參數均由DCS精確控制，反應溫度控制精度為±0.5 ℃，系統壓力采用高壓分離器尾氣背壓系統自動控制。單個反應器催化劑裝填量為200 mL，氫氣采用電解氫，純度不低于99.99%。

蒸餾切割采用精密分餾裝置，該裝置由沈陽施博達儀器儀表有限公司設計制造，蒸餾范圍初餾點至420 ℃，最窄切割溫度為10 ℃，餾分純度大于98%，蒸餾系統具有液位自動跟蹤功能，蒸餾速率自動控制，蒸餾系統具有自動稱量功能，自動記錄各餾分的質量，稱量誤差為±0.1 g。

1.4 催化劑

加氫處理采用鉬-鎳型加氫處理催化劑，異構脫蠟采用分子篩為載體的降凝催化劑，補充精制采用貴金屬加氫催化劑，催化劑均為市售的工業產品，催化劑主要物化性質見表2。

表2 催化劑主要物化性質

2 結果與討論

通過多次條件考察試驗，最終確定加氫工藝條件如下：加氫處理、異構脫蠟、補充后精制的反應壓力均為15.0 MPa，氫油體積比均為800，體積空速分別為0.4，0.8，0.4 h-1；加氫處理反應溫度為370 ℃，目的是降低樣品的硫、氮含量，保護降凝催化劑活性，在該溫度下樣品的硫、氮質量分數分別為1.2 μg/g和1.4 μg/g；異構脫蠟和補充精制反應溫度分別為320 ℃和230 ℃，目的是降低樣品傾點，并進一步飽和芳烴、脫除雜質，確保樣品傾點、光熱安定性和芳烴含量等性質滿足指標要求。并根據多次精密分餾切割試驗確定了較合理的切割方案，具體產品分布見表3。

表3 三段高壓加氫試驗產品分布

對上述主要產品進行性質分析，并與相應產品標準進行對比，對比結果見表4～表6。

表4 輕質白油產品主要指標對比

表5 變壓器油產品主要指標對比

從上述分析結果可以看出，三段高壓加氫樣品經精密分餾后可以分別得到5種主要產品，且產品性質均滿足相應標準的指標要求，5種產品均為高附加值產品。

表6 橡膠增塑劑產品主要指標對比

3 結 論

通過高壓加氫-異構脫蠟-補充精制-精密分餾工藝可以分別得到滿足相應標準要求的N4012、N4006橡膠增塑劑、30號變壓器油、W1-80(I)和 W1-100(I)輕質白油高附加值產品。上述5種高附加值產品的總收率達到94.55%。