環烷基潤滑油高壓加氫技術探討

李巧玲　盧學斌　王健　王煜　夏龍州

摘? ? ? 要：國內某環烷基潤滑油高壓加氫裝置，以蒸餾裝置常三、減二、減三、減四線油為原料，采用加氫處理-異構脫蠟-貴金屬補充精制二段加氫工藝技術，生產輕質白油、變壓器油、工業白油和芳烴含量小于1%的橡膠填充油。運行結果表明：裝置運行穩定，產品質量優良，能耗低于國內同類裝置。

關? 鍵? 詞：潤滑油；異構脫蠟； 加氫

中圖分類號：TE665.6? ? ?文獻標識碼： A? ? ?文章編號： 1004-0935（2023）11-1609-04

環烷基原油是一種寶貴的石油資源，其存儲量僅占世界原油總儲量的2.2%。環烷基原油具有輕組分收率低、硫氮含量高、芳烴含量高、傳熱性好、傾點低、酸值高、粘溫性能差等特點。環烷基原油的常一、常二線油多用于生產煤油及柴油餾分；常三線及減壓塔側線多用于生產變壓器油、工業白油和橡膠填充油；減底油則作為瀝青產品送出裝置[1-4]。

傳統潤滑油生產工藝主要為溶劑精制、溶劑脫蠟和白土補充精制的“老三套”加工工藝。由于環烷基原油酸值高、芳烴含量也較高，采用傳統“老三套”加工工藝難以生產出高檔的環烷基潤滑油。采用加氫工藝來生產環烷基潤滑油可以帶來較大的經濟效益和社會效益[5-7]。

中石油某環烷基潤滑油高壓加氫裝置由中國昆侖工程有限公司沈陽分公司設計，裝置已于2019年11月開工投產，目前裝置運行平穩，本文對其裝置的情況進行分析介紹。

1? 裝置簡介

1.1? 裝置技術特點

本裝置采用FRIPP第二代環烷基餾分油組合加氫技術：加氫處理-異構脫蠟-補充精制二段加氫工藝技術。

加氫處理段包含加氫精制和加氫改質，加氫精制：脫硫反應、脫氮反應及烯烴飽和反應。反應的產品為低硫、低氮的油品及H2S、NH3。其他在精制過程中發生的反應還包括脫氧反應、脫金屬、脫氯及芳烴飽和反應。上述反應都有化學氫耗并且都是放熱反應。加氫改質：加氫組分和酸性載體構成的雙功能催化劑上烴類的C-C鍵裂解加氫反應，加氫改質反應是催化裂化反應疊加加氫反應，其反應機理符合正碳離子機理，包括了烷烴加氫改質，環烷烴加氫改質和多環芳烴的加氫改質反應。

異構脫蠟：高傾點的正構烷烴發生異構化反應，轉化為低傾點的支鏈烷烴，降低原料油傾點，改善油品低溫流動性[8]。

補充精制：異構脫蠟的潤滑油基礎油雖然硫、氮含量很低，但是光穩定性較差，在光照條件下油品的顏色會變深，變渾，產生絮狀物形成沉淀。因此需要進行芳烴和烯烴進一步飽和，改善產品的顏色和安定性，提高環烷基特種油的品質。

1.2? 工藝特點

本裝置循環加工兩種原料，1#進料為南蒸餾的減二線、西蒸餾的減二線、東蒸餾的超稠油減二線和西蒸餾常三線的糠醛抽出油的混合進料；2#進料為南蒸餾的減三線、西蒸餾的減三線和西蒸餾減四線的糠醛精制油的混合進料。加氫處理段進行脫硫、脫氮和稠環芳烴加氫飽和及選擇性開環，滿足異構脫蠟段貴金屬催化劑對雜質含量的要求；異構脫蠟段在較為緩和的工藝條件下，降低原料傾點，改善產品低溫流動性，深度脫除芳烴，生產變壓器油、工業白油和芳烴含量小于1%的橡膠填充油。本項技術的加氫處理部分采用熱高分和爐前混氫流程，異構脫蠟部分采用冷高分和爐前混氫流程，分餾部分采用常減壓流程方案，減壓塔采用三級抽空器+機械泵的工藝方案，加氫處理和異構脫蠟采用了循環氫脫硫的工藝，裝置的主要操作條件見表1。

1.3? 原料性質

裝置進料采用分類進料方式：1#進料為1#蒸餾的減二線、2#蒸餾常三線、減二線進料和3#蒸餾的減二線混合進料，加工時數5 952 h，處理量29.05萬t。

2#進料為1#蒸餾減三線、2#蒸餾減三線和2#蒸餾減四線糠醛精制油混合進料，加工時數2 448 h，處理量11.95萬t。

兩種進料合計為41萬t/a。兩種原料油主要性質及進料限定值見表2。

1.4? 流程簡述

原料油自新建罐區進入原料油緩沖罐，經過濾器過濾除去油中大于25 ?m的機械雜質，然后進入濾后原料油緩沖罐。濾后原料油經加氫處理段進料泵升壓后與循環氫混合，經換熱、加熱爐加熱后進入加氫處理反應器，在催化劑的作用下進行深度脫硫、脫氮、稠環芳烴加氫飽和及選擇性開環等反應，脫除原料油中的雜質。

加氫處理反應產物與原料油換熱冷卻后，進入高壓分離器，進行氣液分離。從高壓分離器分離出來的富氫氣體通過循環氫壓縮機后循環使用。從高壓分離器分離出的液相進入低壓分離器，進一步進行氣液分離。分離出的液體產物進入汽提塔，脫除反應生成的H2S和NH3后，經異構脫蠟段進料泵升壓后與循環氫混合后，進入異構脫蠟反應器，在貴金屬催化劑及氫氣的作用下，發生大分子鏈烷烴異構化反應，降低原料油的傾點，改善產品低溫流動性。加氫異構脫蠟反應產物經過換熱后進入補充精制反應器，在貴金屬催化劑的作用下，發生芳烴和烯烴飽和反應，改善產品的顏色和安定性。補充精制反應器的反應產物經換熱器冷卻后，進入高壓分離器，進行氣液分離，其氣相為異構脫蠟段循環氫。從高壓分離器分離出的液相進入低壓分離器，進一步進行氣液分離。分離出的生成油進入分餾系統，通過常壓塔和減壓塔流程，分離得到輕質白油、變壓器油、工業白油和橡膠填充油等產品。

2? 裝置實際運行分析

裝置于2019年5月30日中交，并已于2019年11月8日一次開車成功產出合格產品，目前裝置運行平穩。下面就產品分布、產品性質、裝置能耗等三個方面進行分析討論。

2.1? 產品分布

加工1#進料和2#進料的產品分布、液收及基礎油收率見表3。

2.2? 產品質量

2.1.1? 輕質白油

輕質白油按照NB/SH/T 0913—2015輕質白油行業標準進行設計，實際運行結果表明，產品輕質白油密度為832.9 kg/m³，閉口閃點為46 ℃，40 ℃運動黏度為1.62 mm2·s^-1，色度為30號，滿足輕質白油行業標準要求。

2.2.2? 變壓器油

變壓器油按照IEC 60296—2012（-30 ℃）特殊進行設計，設計運行結果表明，變壓器油密度為886.7 kg/m³，40 ℃運動黏度為11.7 mm2·s^-1，閉口閃點為142 ℃，色度為30號，滿足變壓器油行業標準要求[9]，見表5。

2.2.3? 工業白油

工藝白油按照SH/T 0006—2002進行設計，設計運行結果表明，32號工業白油密度為894 kg/m³，40 ℃運動黏度為32 mm2·s^-1，閉口閃點為183 ℃，色度為30號，滿足工業白油行業標準要求，見表6。

2.2.4? 橡膠填充油

橡膠填充油按照中國石油企業標準Q/SY58進行設計，設計運行結果表明，減壓塔底橡膠填充油密度為890 kg/m³，100 ℃運動黏度為11.87 mm·s^-1，閉口閃點為220 ℃，芳烴含量0.6%，色度＞30號，滿足橡膠填充油企業標準要求，見表7。

2.3? 裝置能耗

本裝置按照《煉油單位產品能源消耗限額》GB 30251—2013的規定進行裝置能耗計算，其計算結果見表8。

綜合能耗50.64 kgEO/t原料

本裝置綜合能耗能耗50.64 kgEO/t原料，實際標定能耗46 kgEO/t原料，低于《煉油單位產品能源消耗限額》（GB 30251—2013）中對潤滑油加氫裝置的能耗定額為65 kgEo/t原料，低于國內在運行同類裝置[10]，其對比結果見表9。

3? 結論

1）裝置自2019年11月開工以來，運行平穩，實際生產結果表明，產品輕質白油、變壓器油及32#工業白油達到潤滑油基礎油相關標準，減壓塔底橡膠填充油芳烴含量小于1%，解決了環烷基橡膠填充油光、熱安定性差的問題，提高環烷基特種油產品的品質。

2）裝置運行能耗46 kgEO/t原料，低于國內在運行同類裝置。

3）裝置運行近3年時間，生產平穩，各項指標達到或超過設計值，裝置在設計上是成功的。

參考文獻：

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Discussion on Hydrogenation Technology of Naphthenic Lubricating Oil

LI Qiao-ling LU Xue-bin WANG Jian WANG Yu XIA Long-zhou

（1. China Kunlun Contracting & Engineering Corporation Shenyang Company， Liaoning Shenyang 110167，China；

2. CNPC Dalian Petrochemical Co.， Ltd.， Liaoning Dalian 116000，China）

Abstract：? The lubricating oil hydrogenation unit of a refinery was built by using distillation unit products as raw materials， using hydrotreating-isomerization dewaxing-noble metal supplementary refining two-stage hydrogenation process. The light white oil，transformer oil， industrial white oil and rubber filling oil were produced. The operation results show that the device runs stably， the product quality is excellent， and the energy consumption is lower than that of similar domestic devices.

Key words：? Lubricating Oil ; Isomerization Dewaxing; hydrogenation