加氫裂化尾油生產高品質潤滑油基礎油的研究

吳仕生

摘?要：高品質潤滑油基礎油近年來在國內市場成長迅猛。傳統(tǒng)的“老三套”工藝生產的礦物潤滑油油質量很難有進一步提高，同時適合生產潤滑油的原油資源又日益減少，因此潤滑油生產必須面對劣質的重質原油，這對于傳統(tǒng)加工工藝是一道難題。潤滑油基礎油加氫技術經過幾十年的發(fā)展，一方面，如加氫處理、加氫補充精制等技術已經成熟;另一方面，異構脫蠟等新技術日益得到應用。采用加氫新技術生產的基礎油質量已接近或達到合成基礎油PAO的性能，占有明顯的競爭優(yōu)勢。具有燃料型加氫裂化裝置的煉油廠，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，即加氫裂化尾油。以加氫裂化尾油為原料生產潤滑油基礎油的工藝突破了原油資源的限制，可由劣質原油或低黏度指數原料生產出高質量的潤滑油基礎油。我國某地區(qū)石化公司加裂尾油因其經歷了脫硫、脫氮和芳烴飽和過程，精制程度高，可用以生產優(yōu)質的潤滑油基礎油。以泉化尾油為原料，開發(fā)的TDW-4型重排降凝催化劑，可將尾油中長鏈烷烴碳原子重排降凝生產高品質潤滑油基礎油，TDW-4催化劑已和國內商業(yè)降凝脫蠟催化劑催化性能相當。

關鍵詞：加裂尾油;基礎油;重排降凝

引言：

文章以某地區(qū)石化加氫裂化尾油為原料，依據重排脫蠟雙功能催化劑的設計理念，自主研發(fā)的TDW-4催化劑，具有比表面積和孔容更大的特點，與商業(yè)催化劑相比，在產物選擇性接近的情況下，催化劑活性更高。TDW-4催化劑可將尾油轉化為高品質的APIII/II+類潤滑油基礎油，其中200N基礎油收率最高，在傾點達到-12℃時，粘度指數達到116，飽和烴含量高。尾油生產基礎油的工藝方案有助于該企業(yè)由燃油型企業(yè)向潤滑油-燃油-乙烯三位一體煉化一體化企業(yè)轉型，在經濟壓力多變的情況下，積極尋找抵御風險和增產增效的方案。

1.實驗部分

1.1催化劑制備

重排脫蠟催化劑采用一維中孔分子篩與擬薄水鋁石按一定的干基質量比混合，擠成直徑1.6mm的四葉草型載體，晾干后在120℃下干燥12h，后在500℃下焙燒4h后得到條狀載體。而后采用貴金屬鉑鹽配制浸漬液，采用浸漬法負載金屬，最后在120℃下干燥8h、在500℃下焙燒8h后得到重排脫蠟催化劑。

1.2催化劑評價及油品分析

第一，催化劑評價裝置及方法：催化劑評價在恒溫固定床加氫裝置上進行，該裝置流程示意如圖1。反應原料采用中化泉州石化有限公司加氫裂化裝置的100N尾油。原料油和高壓氫氣進入催化劑床層反應，所得產品經高分、低分、分液罐分離收集液相產品，尾氣進入氣相色譜儀分析組分。第二，油品分析：。產品采集后用實沸點蒸餾儀進行各組分的切割分離，并分別進行密度、傾點、粘度、族組成、餾程、柴油十六烷值指數等常規(guī)物化性質分析。

2.結果與討論

2.1加裂尾油（UCO）性質

用于催化劑評價的原料為加氫裂化尾油，餾程范圍在355～515℃之間，密度為0.85g/cm3，S含量18.9ppm，N含量為1.6ppm，總蠟含量為8.9%，其中飽和烴為89.23%，芳烴為10.56%，40℃運動粘度為24.25mm2/s，粘度指數為120。

2.2TDW-4催化劑與商業(yè)催化劑結構比較

該類催化劑均以1.6mm三葉草或四葉草作為主要形貌，TDW-4催化劑孔容和比表面更大，載體側壓強度也較基準更強。

2.3TDW-4催化劑與商業(yè)催化劑性能比較

因尾油中芳烴含量高達10.6%，需采用高壓加氫過程以減弱催化劑失活速度。對比商業(yè)催化劑性能[1]，比其傾點低三度的情況下，TDW-4催化劑的活性溫度比基準低5℃，但液收和基礎油收率略微低2%～3%。結合催化劑活性及各產物段活性看，TDW-4催化劑和天商業(yè)基礎油降凝脫蠟催化劑催化性能相當，已達到對尾油脫蠟降凝的要求。

2.4TDW-4催化劑生成基礎油性質

生成基礎油按運動粘度分別定義為75N，100N，200N的油品。如表4所示，產品中200N基礎油占比最多，達到64.4%，傾點為-12℃，粘度指數為116，飽和烴含量高達99.59%，屬于APIII+基礎油。75N和100N基礎油占總基礎油的10.8%和13.5%[2]，傾點分別為-36℃和-30℃，粘度指數為99和101，都屬于II類基礎范疇。

結論：

簡而言之，文章系統(tǒng)考察了某地區(qū)石化加氫裂化尾油的物化性質;設計開發(fā)的TDW-4重排降凝催化劑性能與國內同類型催化劑性能相當，可將尾油轉化為高品質潤滑油基礎油[3]。

參考文獻

[1]?胡勝，田志堅，辛公華.潤滑油基礎油異構化和非對稱裂化（IAC）脫蠟技術工業(yè)應用[J].石油煉制與化工，2018，5（42）：57-60.

[2]?梁文杰.石油化學[M].北京：石油大學出版社出版，2015，114-116.

[3]?安軍信.全球潤滑油基礎油市場供需現(xiàn)狀與預測[J].潤滑油與燃料.2019，3（26）：32-36.