加氫4號(hào)基礎(chǔ)油改善蒸發(fā)損失性能分析

摘要：改善加氫4號(hào)基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失性能，主要從調(diào)整減底基礎(chǔ)油粘度、調(diào)整加氫裂化反應(yīng)深度和摸索原料餾程三個(gè)方面進(jìn)行。通過生產(chǎn)實(shí)踐與分析可知，減底基礎(chǔ)油粘度偏重控制、加氫裂化反應(yīng)溫度偏高控制能在一定程度上改善加氫4號(hào)基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失性能，餾程窄、終餾點(diǎn)低的原料較適合生產(chǎn)HVIⅢ4基礎(chǔ)油。

關(guān)鍵詞：蒸發(fā)損失 粘度 加氫裂化反應(yīng)溫度 餾程 終餾點(diǎn)

1前言

近年來，汽車工業(yè)的發(fā)展對(duì)潤(rùn)滑油質(zhì)量提出了更高的要求，需要潤(rùn)滑油具備更好的冷流動(dòng)性質(zhì)和更低的粘度。由于加氫4號(hào)基礎(chǔ)油具備良好的冷流動(dòng)性質(zhì)和更低的粘度，潤(rùn)滑油的調(diào)合對(duì)加氫4號(hào)油的需求量大增，單以2019年1-9月份上海高橋分公司給潤(rùn)滑油公司加氫4號(hào)基礎(chǔ)油供需情況量來看，供應(yīng)量難于滿足需求量，缺口高達(dá)5000噸。

上海高橋分公司潤(rùn)滑油加氫裝置是以減壓VGO為原料，生產(chǎn)達(dá)到HVIⅡ類、部分達(dá)到HVIⅢ潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的裝置，工藝流程見圖1。其中，加氫4號(hào)基礎(chǔ)油通過減壓分餾塔中“減底基礎(chǔ)油”流程產(chǎn)出的。減壓分餾塔“中質(zhì)潤(rùn)滑油”和“重質(zhì)潤(rùn)滑油”側(cè)線流程停用。

通過多年裝置對(duì)加氫4號(hào)基礎(chǔ)油生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累與優(yōu)化，其粘度、粘度指數(shù)、閃點(diǎn)和傾點(diǎn)質(zhì)量已能滿足指標(biāo)要求，但其蒸發(fā)損失質(zhì)量特別HVIⅢ4的依然較難生產(chǎn)合格，常出現(xiàn)因?yàn)檎舭l(fā)損失不合格而更改產(chǎn)品型號(hào)的情況。

在2018年，加氫4號(hào)基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失餾出口合格率為82%，高達(dá)18%的加氫4號(hào)基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失未能合格，這其中HVIⅢ4占大部分。因此，裝置生產(chǎn)HVIⅢ4基礎(chǔ)油形勢(shì)還是比較嚴(yán)峻的，分析原因并采取措施改善HVIⅢ4基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失質(zhì)量，有比較重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2加氫4號(hào)基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失影響因素

裝置主要從調(diào)整減底基礎(chǔ)油粘度、調(diào)整加氫裂化反應(yīng)深度和摸索原料餾程三個(gè)方面來改善加氫4號(hào)基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失。

2.1減底基礎(chǔ)油粘度對(duì)蒸發(fā)損失的影響

在4月1日-4月2日，裝置將減底基礎(chǔ)油粘度偏重控制（減底基礎(chǔ)油粘度4.28-4.346mm/s2），減底基礎(chǔ)油并沒有獲得合格的蒸發(fā)損失，而在6月19日-6月20日，減底基礎(chǔ)油粘度相對(duì)偏輕（減底基礎(chǔ)油粘度4.07-4.245mm/s2），減底基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失卻較好。因此，減底基礎(chǔ)油偏重控制并不能決定減底基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失是否合格。那么，這種偏重控制對(duì)調(diào)節(jié)減底基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失是否有好處呢？

在一定的反應(yīng)溫度條件下，將減底基礎(chǔ)油粘度逐漸調(diào)節(jié)靠近指標(biāo)上限的時(shí)候，減底基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失出現(xiàn)了不同程度的好轉(zhuǎn)，這說明通過拉的作用，增加輕質(zhì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油抽出量，可以逐漸降低減底基礎(chǔ)油中的輕質(zhì)餾分含量，從而在一定程度上改善減底基礎(chǔ)油的蒸發(fā)損失。

因此，在生產(chǎn)加氫4號(hào)基礎(chǔ)油時(shí)，裝置一般將減底基礎(chǔ)油的粘度偏重控制。

2.2加氫裂化反應(yīng)溫度對(duì)蒸發(fā)損失影響

在一定的進(jìn)料量和減底基礎(chǔ)油粘度情況下，隨著反應(yīng)溫度的升高，減底基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失越來越好，說明對(duì)于性質(zhì)一定的原料，通過提高溫度增加加氫裂化反應(yīng)深度，用裂化作用將原料組分變輕，減少進(jìn)入到減底基礎(chǔ)油的重質(zhì)餾分，以降低為調(diào)和減底基礎(chǔ)油粘度的輕質(zhì)餾分進(jìn)入到減底基礎(chǔ)油當(dāng)中的含量，來改善減底基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失的方法是可行的。用加氫裂化反應(yīng)將原料組分變輕在原料及產(chǎn)物餾程數(shù)據(jù)上得到了驗(yàn)證。

在相似的進(jìn)料量和減底基礎(chǔ)油粘度情況下，不同的原料取得近似的減底基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失，需要不同的反應(yīng)溫度。這說明通過加氫裂化作用來改善減底基礎(chǔ)油蒸發(fā)損失，受原料種類、性質(zhì)的影響較大，若原料易于裂化，需要的加氫裂化反應(yīng)溫度就低，若原料難于裂化，需要的加氫裂化反應(yīng)溫度就高。

由于在正常生產(chǎn)時(shí)，原料是否易于裂化是無法事先預(yù)判的，為實(shí)現(xiàn)加氫裂化作用的最大化，在生產(chǎn)加氫4號(hào)基礎(chǔ)油時(shí)，裝置應(yīng)將加氫裂化反應(yīng)溫度偏高控制。

2.3原料餾程對(duì)蒸發(fā)損失影響

從生產(chǎn)加氫4號(hào)基礎(chǔ)油原料餾程上看，有三種比較典型原料：

第一種：餾程小于90℃，終餾點(diǎn)小于450℃;

第二種：餾程介于90～100℃，終餾點(diǎn)大于450℃;

第三種：餾程遠(yuǎn)大于100℃，終餾點(diǎn)小于420℃;

對(duì)其餾程、蒸發(fā)損失作圖，如下：

相對(duì)于第一種原料，第二種原料在餾程上更寬，且在50%之后的餾出溫度更高，說明其50%餾出溫度以上餾分的更重，這部分較重的餾分在經(jīng)過加氫裂化、異構(gòu)脫蠟和后精制反應(yīng)之后，較大部分成為減底基礎(chǔ)油的餾分。由于這部分餾分較重，為防止減底基礎(chǔ)油粘度過大，不得不將一部分較輕質(zhì)餾分切割到減底基礎(chǔ)油當(dāng)中。這在第二種原料比第一種輕潤(rùn)收率低（低13%）、減底收率高（高30%）上得到了證明。由于一部分較輕餾分切割到減底基礎(chǔ)油，這直接引起第二種原料的產(chǎn)品在蒸發(fā)損失上難于達(dá)到HVIⅢ4質(zhì)量要求。

相對(duì)于第一種原料，第三種原料各點(diǎn)餾出溫度均較低，但其餾程非常寬（高達(dá)150℃），在保持和第一種原料近似的輕潤(rùn)收率和減底收率時(shí)，其減底基礎(chǔ)油粘度已經(jīng)偏重，但其蒸發(fā)損失質(zhì)量卻很差，可能是由于其輕質(zhì)餾分過多，減壓塔中輕質(zhì)餾分分壓偏高，減壓塔難于將減底基礎(chǔ)油中的輕質(zhì)餾分分離出來的緣故所致。

第一種原料餾程窄、終餾點(diǎn)低，終餾點(diǎn)低，可避免出現(xiàn)為防止減底粘度過大將輕質(zhì)餾分切割到減底基礎(chǔ)油當(dāng)中的情況，餾程窄，可避免出現(xiàn)如第三種原料輕質(zhì)餾分較多的情況，其減底基礎(chǔ)油獲得了較好的蒸發(fā)損失（16.1%），最接近HVIⅢ4質(zhì)量要求（≥15%）。對(duì)于第一種原料生產(chǎn)HVIⅢ4蒸發(fā)損失質(zhì)量略欠缺的情況，裝置可以嘗試提高加氫裂化反應(yīng)深度或者通過蒸餾裝置減壓VGO縮窄餾程解決。

3結(jié)論

（1）在生產(chǎn)加氫4號(hào)基礎(chǔ)油時(shí)，為改善其蒸發(fā)損失，減底基礎(chǔ)油的粘度應(yīng)偏重控制。

（2）在生產(chǎn)加氫4號(hào)基礎(chǔ)油時(shí)，為改善其蒸發(fā)損失，裝置應(yīng)將加氫裂化反應(yīng)溫度偏高控制。

（3）餾程窄、終餾點(diǎn)低的原料，是比較適合生產(chǎn)HVIⅢ4基礎(chǔ)油的原料。

作者簡(jiǎn)介：徐亞明，男，1982年3月生，工程師。2006年7月畢業(yè)于沈陽工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，獲得工學(xué)學(xué)士學(xué)位。現(xiàn)在中石化上海高橋分公司煉油二部潤(rùn)滑油加氫裝置從事裝置工藝技術(shù)管理工作。