加氢裂化尾油对酮苯脱蜡生产中的影响分析

1、文章编号 : 1002 23119 ( 2009 ) 06 20047 206加氢裂化尾油对酮苯脱蜡生产中的影响分析刘树华 ,王鑫华(中国石油大连石化分公司 ,辽宁 大连 116032 )摘要 :通过对中国石油大连石化分公司加氢裂化尾油进行酮苯脱蜡试验 ,考察了加氢裂化尾油通过酮苯脱蜡工艺生产石蜡及高品质基础油的可行性 。试验结果表明 :经适当的工艺调整 ,加氢裂化尾油可以通过酮苯脱蜡脱油得到质量较好的脱蜡油和 脱油蜡 ,脱蜡油可作为润滑油基础油的优良调合组分 。关键词 :加氢裂化尾油 ;酮苯脱蜡 :脱蜡油 ;脱油蜡中图分类号 : TE624. 53文献标识码 : AAna ly s is o

2、n the Effec t of Hydrocra cked Ta il O il onKe ton e - Ben zo l D ewa x in g Produc t ionL IU S h u - hua , W AN G Xin - hu a( P e t roC h in a D lian P e t ro ch em ica l Com p a n y, D a lian 116032 , C h ina )A b stra c t: Th e h yd ro c ra c ke d ta il o il f rom h yd ro c ra c ke r in P e t ro

3、C h in a D a lia n P e t ro c hem ica l Com p an y w a s te s te d w ith ke to n e- be nzo l d ew a x ing te c h no lo gy. Th e fe a s ib ility o f p ro d uc ing p rem ium b a se o il a n d w a x f rom th e h yd ro c rac ke d ta il o il w a s in2 ve s t iga te d. Th e te s t re su lt show e d th a t

4、 the p rem ium d ew a x ing o il a n d d eo ilin g w a x c a n b e o b ta in e d un d e r p ro p e r p ro ce s s a d ju s tm e n t, an d the dew ax ing o il c an b e u se d a s th e e xc e lle n t b le n d ing com p o ne n t o f lub rica t in g ba se o i.lKey word s: h yd ro c ra c ke d ta il o il;

5、ke to n e - b e nzo l dew ax ing;d ew a x in g o il; d eo ilin g w a x0 前言大连石化分公司 1000万 t / a蒸馏装置及后序装 置投产运行后 ,加氢裂化装置的处理能力为 360 万t,由于加氢裂化转化率通常为 60 %左右 ,尚有 40 % 左右的未转化产物 加氢裂化尾油 , 由于加氢尾 油经过了加氢裂化、加氢饱和 、加氢异构及环化等反 应后 ,加氢尾油具有饱和烃和蜡含量较高 ,芳烃 、胶 质以及硫 、氮等极性化合物含量低等特点 ,经过脱蜡后脱蜡油具有良好的粘温性能和氧化安定性能 ,是 生产润滑油基础油理想的原料。加氢

6、裂化尾油的综合利用 ,国内外很多厂家做 了大量的研究工作 ,开发出了许多技术 ,也取得了较 好的经济效益。国外一般利用加氢裂化尾油大部分采用加氢降凝工艺生产润滑油基础油的 ,同时也有 部分采用传统的“老三套 ”工艺生产润滑油基础油 和石蜡产品 。国内厂家采用加氢降凝工艺或传统工 艺或两者结合方法利用加氢裂化尾油 ,金陵石化公司南京炼油厂采用加氢降凝 加氢精制串联的方法生产出了 VHV I75 和 VHV I100 基础油 , 收率达到55 % 58 % ,粘度指数大于 100 1 ; 茂名炼油厂采用 溶剂脱蜡 白土精制工艺生产变压器油 、汽轮机油、液压油以及多级内燃机油使用的基础油 2 ; 另

7、外的企业采用尿素脱蜡工艺生产变压器油和重液体石蜡 3 。 大连石化分公司作为中国石油的润滑油基础油生产企业 ,为充分利用企业内部的有限资源 ,提高加 氢尾油的经济附加值 ,满足市场需求 ,开展了加氢裂 化尾油为酮苯脱蜡生产润滑油基础油和石蜡的试生 产 ,考察了加氢裂化尾油采用酮苯脱蜡工艺生产高 品质润滑油基础油和石蜡的可行性。1 实验室研究1. 1 加氢裂化尾油性质委托中国石油大连润滑油研发中心于 2008年 8月 15日和 2008 年 8月 22日 ,采集了大连石化分公PRO C E SS IN G加工工艺润滑油2009年第 24卷48司的加氢裂化尾油样 1 及加氢裂化尾油 2 (以下简称

8、加氢尾油 ) ,对两个加氢尾油样品在试验室中进行 酮苯脱蜡试验 ,并对试验得到的润滑油基础油进行 性质分析 ,试验结果见表 1。由表 1 可见 ,试验所选 样品硫含量均低于 5. 0 g / g,蜡含量均高于 15. 0% , 由于加氢裂化装置操作转化率不同及分馏塔操作条 件不同 ,在粘度、蜡含量和凝点等方面略有不同。表 1 加氢尾油的性质1. 3 实验结果讨论在上述工艺条件下 ,以加氢尾油为原料 ,依次进 行了酮苯脱蜡试验 、糠醛精制试验和白土补充精制试验 ,试验结果见表 2 ,基础油 A P I分类见表 3 ,从表2可见 ,加氢尾油 1 生产的基础油粘度指数为 109 , 饱和烃含量大于

9、90 % ,旋转氧弹为 337 m in,硫含量 小于 5 g / g,可以满足 A P I类基础油的要求 ; 加氢 尾油 2生产的基础油的粘度指数为 128、饱和烃含量 大于 90 % 、硫含量小于 5 g / g,满足 A P I类基础油 的要求 。但是在倾点、蒸发损失和旋转氧弹等方面同润滑油基础油指标有一定的差距 ,需要在加氢裂 化装置工艺条件控制 ,酮苯脱蜡、糠醛精制和白土补 充精制工艺条件优化等方面继续开展工作 。分析项目加氢尾油样 1 加氢尾油样 2试验方法密度 / kg·m - 3馏程 / 5 % /10 %30 % /50 %70 % /90 %95 %运动粘度 /m

10、m2 ·s - 140 100 粘度指数 色度 /号 蜡含量 , %酸值 /m gKOH ·g - 1凝点 / 闪点 / 氮含量硫含量 /g·g - 1841. 0831. 7SH / T 0604A STM D1160361 /381409 /430452 /488509371 /392420 /441460 /493511表 2基础油的性质加氢裂化 加氢裂化原料油试验方法尾油样 1尾油样 2GB / T 265- 3密度 / kg·m846. 6842. 4SH / T 0604GB / T 26521. 124. 407120< 0. 515

11、. 730. 0235200未检出2. 442- 1运动粘度 /mm ·s40 100 粘度指数 色度 /号 闪点 / 倾点 / 4. 50123. 694. 596109< 0. 5204- 90. 00333723. 02< 599. 518. 744. 172128< 1. 0 号192- 60. 0122421. 73< 598. 3GB / T 2541GB / T 6540SY 0537GB / T 4945GB / T 510GB / T 3536SH / T 0657SH / T 06891. 026. 450. 0541210未检出3. 89

12、GB / T 2541GB / T 6540GB / T 3536GB / T 3535GB / T 4945SH / T 0193SH / T 0059GB / T 7305SH / T 0253A STM D2786- 1酸值 /m gKOH ·g氧化安定性 (旋转氧弹法 , 150) /m in蒸发损失 ( 250 , 1 h) , % 抗乳化度 ( 54 ) /m in 硫含量 /g·g - 1 饱和烃含量 , %1. 2 工艺条件结合酮苯脱蜡装置、糠醛精制装置和白土补充 精制装置的工艺条件 ,根据大连石化分公司加氢尾 油的性质 ,参考国内利用加氢尾油生产润滑油基础

13、 油的主要工艺条件 ,模拟实际生产工况 ,确定了本次 加氢尾油生产润滑油基础油的工艺条件。1. 2. 1 酮苯脱蜡试验工艺条件甲苯 丁酮 = 40 60 ( v / v) ; 剂油比 3. 5 1. 0 ( v /v) ; 一次溶剂比 : 0. 5 1. 0 ( v / v) 。二次溶剂比 : 1. 3 1. 0 ( v / v) ;三次溶剂比 : 1. 7 1. 0 ( v / v) ;过滤温度 : - 20 。1. 2. 2 糠醛精制试验工艺条件表 3基础油 A P I分类分类硫含量 , %饱和烃 , %粘度指数 80 12080 120> 120> 0. 030. 030.

14、03< 9090902 工业试生产参考大连润滑油研发中心实验结果 , 2008 年于10月 22日开始加氢裂化尾油试生产润滑油试炼工 作。试炼工作共进行两次。第一次工业试生产加氢裂化尾油编号为生产1 ,第二次工业试生产加氢裂化尾油编号为生产 2 , 其性质见表 4 ,从表 4 加氢裂化尾油分析数据来看 , 第一次工业试生产的原料 2 % 97 %馏程范围较宽 为 148 ,原料蜡含量较高为 43. 52 % ,从粘度和馏剂油比 : 2. 0 1. 0 ( v / v) ; 新鲜溶剂1 次萃取 ; 精制温度 : 95100 ;精制时间 : 30 m in。1. 2. 3 白土补充精制试验工

15、艺条件 白土与基础油混合温度为 : 80 90 ; 精制温度为 ( 100 ±5 ) ;精制时间为 : 30 m in; 白土加入量 为 3. 0 % 。PRO C E SS IN G加工工艺第 6期刘树华等. 加氢裂化尾油对酮苯脱蜡生产中的影响分析49分看 ,相当于减一线到减三线的混合油。第二次工业试生产原料馏分 2 % 97 %温度在 128 ,比第一 次工业试生产的原料馏分窄 20 左右 ,原料中含蜡 量减少 25. 69个百分点 。在经过了试生产的必要准续表项 目加工量 / t收率 , %生产 1 脱蜡油生产 1 脱油蜡 生产 2 原料 生产 2 脱蜡油 生产 2 脱油蜡16

16、93. 2303. 2550. 29备后 ,开始了两次工业试生产 , 工艺条件见表馏分油收率见表 6。5 , 各3257197260. 55表 4试生产加氢尾油的性质35310. 84分析项目生产 1生产 2试验方法3 试炼总结分析3. 1 原料性质( 1 )由于两次加工的原料是全馏分油未经过切 割。原料馏分 2 % 97 %温度范围宽 (在 123 148) ,馏分宽造成蜡结晶颗粒小 、蜡饼粘 、易堵塞滤 布、过滤速度减慢、滤机失效快、蜡表面油豆多的不 利影响 。( 2 )实际蜡收率在 6 % 11 % , 蜡中低凝蜡较 多 ,造成蜡收率低、蜡回收负荷小。增加酮比 ,过滤 速度相对提高 ,但

17、油收率下降。( 3 )从表 4原料成绩看 ,生产 2与生产 1加氢裂 化尾油相比 ,运动粘度 ( 100 ) 变小 、密度 ( 20 )变小、蜡含量 17. 69 %比上次 43. 52 %下降 25. 69 个 百分点 , 2 % 97 %馏程范围比试生产 1 窄 20 。 因为原料性质发生变化 ,尤其是蜡量减少可降低冷 冻负荷和过滤机负荷 ,馏分变窄了对蜡结晶有利 ,油 豆明显减少 ,提高了过滤速度 ,提高了油收率 ,可见原料性质对生产的影响较大。3. 2 产品加工量和收率生产 1和生产 2加工量和收率对比 ,见下图 1 图 3。密度 / kg·m - 3馏程 / 2 % / 5

18、 %10 % / 50 %90 % / 95 %97 %2 % 97 %温度范围 / 运动粘度 /mm2 ·s - 140 100 蜡含量 , %酸值 /m gKOH ·g - 1凝点 / 色度 /号 水分 , %831. 6826. 5SH / T 0604A STM D1160361 /371381 /434490 /503509148367 /379390 /430479 /489495128GB / T 26514. 564. 59343. 5213. 974. 46117. 83SY 0537GB / T 4945GB / T 510GB / T 654038&l

19、t; 2. 0痕迹 %38< 2. 0痕迹 %表 5生产操作条件项 目生产 1 工艺条件生产 2 工艺条件湿溶剂组成 , %甲乙酮 甲苯干溶剂组成 , %甲乙酮 甲苯脱蜡一次稀释体积比 脱蜡二次稀释体积比 冷点温度 / 总溶剂比 脱蜡三次稀释体积比脱蜡滤液三次稀释体积比 滤机进料温度 / 脱油一段进料温度 / 脱油二段进料温度 / 68. 1930. 4765. 3733. 6973. 2626. 320. 5 11. 0 1187. 15 11. 2 10. 15 1- 25202568. 5731. 280. 5 11. 0 1168. 5 11. 7 10. 2 1- 251524

20、图 1 加工量对比表 6生产加工量和产品收率从图 1看出生产 2 由于原料性质好 ,加工量达到 700 t / d以上。如果增开冷冻机 ,加工量可提高 4项 目加工量 / t收率 , %35 m / h。生产 1 原料3366. 9PRO C E SS IN G加工工艺润 滑油2009年第 24卷50续表生产 1脱蜡油生产 2脱蜡油分析项目试验方法酸值 /m gKOH ·g - 1倾点 / 硫含量 /g·g - 1 氮含量 /g·g - 1 溶剂含量 , % 水分 , %密度 ( 20 ) / kg·m - 3粘度指数 饱和烃含量 , %0. 011-

21、1719. 0804. 390GB / T 4945 石油倾点 紫外荧光硫SH / T 06570. 16痕迹838. 4128痕迹831. 913296. 00SH / T 0604GB / T 2541A STM D2786图 2 脱蜡油收率对比由表 7酮苯脱蜡油性质可以看出 , 脱蜡油的凝点合格 ,生产 1粘度指数 128;生产 2 粘度指数 132 ,饱和烃含量 96 % ,达到了 A P I类基础油的要求 。3. 3. 2 脱油蜡产品质量生产 1、生产 2蜡罐性质见表 8。表 8 酮苯脱油蜡罐性质生产 2的去蜡油收率提高很大 ,平均去蜡油收率 60. 55 % , 比首次 49. 6

22、3 %提高了 10. 92 个百分 点。原因是原料性质的变化 ,较重组分减少。生产 2的滤机蜡膏含油量比生产 1 下降 ,说明油的拔出率 比生产 1提高。如果能改善蜡的结晶状况 ,油收率 有提高的潜力。分析项目生产 1 脱油蜡 生产 2 脱油蜡试验方法熔点 / 密度 ( 20 ) / kg·m - 3含油量 , %63. 95819. 01. 2760. 20816. 50. 98GB / T 1884生产 1 的蜡含油量 1. 27 % ,熔点 63. 5 ,生产2的蜡含油量 0. 98 % ,熔点 60. 20 ,由于是原料性 质发生的变化 ,生产 2料蜡含油、熔点均下降。以加氢

23、裂化尾油为原料经过溶剂脱蜡工艺 , 生产的蜡料 质量完全符合要求 ,酮苯装置有能力加工加氢裂化尾油。3. 4 加氢裂化尾油与馏分油比较情况及装置生产 中的经济指标对比3. 4. 1 原料性质对比 加氢裂化尾油与大庆馏分油原料性质比较分析 ,见表 9。表 9 加氢裂化尾油与大庆馏分油原料性质图 3 蜡收率对比生产 2平均蜡收率为 10. 84 % ,比生产 1 提高了2. 01百分点 ,蜡收率提高原因是原料性质变化重组 分减少。从蜡的熔点看 , 生产 2 料蜡熔点在 60 61之间比生产 1 料熔点降低了 ,说明高熔点蜡减少 ,相对蜡收率提高。其次生产 2将脱蜡滤机进料温度 降低了 35 ,有利

24、于提高蜡收率。3. 3 产品质量3. 3. 1 脱蜡油产品质量生产 1、生产 2 脱蜡油成品罐性质见表 7。加氢裂化尾油分析项目试验方法100 SN150 SN运动粘度 /mm 2 ·s - 150 100 13. 974. 46138< 1. 57. 79714. 48GB / T 265GB / T 265表 7 酮苯脱蜡油性质凝点 / 颜色 /号 馏程 / 2 %5 %10 %50 %生产 1脱蜡油生产 2脱蜡油< 1. 5< 2. 0GB / T 6540A STM D1160分析项目试验方法运动粘度 /mm2 ·s - 140 100 21. 1

25、14. 499- 19< 3. 020. 324. 429- 192. 0GB / T 265GB / T 265367379390430351381390399418凝点 / 颜色 /号366383GB / T 6540PRO C E SS IN G加工工艺第 6期刘树华等. 加氢裂化尾油对酮苯脱蜡生产中的影响分析51续表3. 4. 3 过滤速度 (见图 6 )加氢裂化尾油分析项目150 SN 试验方法100 SN90 %95 %97 %2 % 97 %密度 ( 20 ) / kg·m - 3479489495128826. 539343339746840. 54385785

26、4. 5 SH / T 0604注 : 100 SN 表示大庆减一线原料、150 SN 大庆减二线原料。从表 9看加氢裂化尾油的粘度与 150 SN 接近 ,2 %馏分是 100 SN 和 150 SN 之间 ,密度比 100 SN 轻 ,97 %馏分比 150 SN 高 ,馏程范围比 150 SN 宽 71 。 从加氢裂化尾油原料性质看与减一 、二线料接近 ,下面是加氢裂化尾油与近期同样是连续生产周 期为四天的减一、二线料的各项参数对比比较。3. 4. 2 油蜡收率对比分析100 SN 和 150 SN 的油蜡综合收率与加氢裂化尾 油作比较 ,见图 4、图 5。图 6 过滤速度对比从图 6可

27、以看出加氢裂化尾油过滤速度较慢 ,只是加工减二线时过滤速度 (开三台滤机 ,无液面状态 下 )和加工减一线时过滤速度 (开两台滤机满负荷状态 下 )的 1 /2和 1 /3。由于过滤速度的制约 ,所以生产加氢裂化尾油时 ,加工量要比生产减一线和减二线时少。 在下次试生产中 ,尝试添加助滤剂 ,提高过滤速度。3. 4. 4 能耗对比 (见图 7、图 8 )图 7 蒸汽单耗对比生产 1蒸汽单耗比 100 SN 高 0. 15 t / t;生产 2蒸汽单耗比 100 SN 高 0. 2 t / t,蒸汽单耗高原因是生产 加氢裂化尾油时需将滤液循环溶剂停用 ,加入新溶剂 ,溶剂比高 。从图 4、图 5

28、 看加氢裂化尾油的油收率平均在60. 55 % ,比 150 SN 高 3 4个百分点 ,但受原料性质 影响 ,生产 1的油收率平均在 50. 2 % 。减一线和减 二线的蜡收率接近 ,加氢裂化尾油的蜡收率低 ,原因 是蜡中低凝蜡较多。图 8 电单耗对比PRO C E SS IN G加工工艺润滑油2009年第 24卷52从图 8看生产 1电单耗大 ,原因是加工量小。3. 4. 5 产品质量 加氢裂化尾油经酮苯脱蜡脱油和糠醛精制的产品性质列入表 10 (编号为 HV IHB ) ,同表列出减一线、 减二线馏分油经酮苯脱蜡脱油和糠醛精制的精制油 性质。续表分析项目尾油蜡试验方法石蜡水杂运动粘度 (

29、 100 ) /mm2 ·s - 1熔点 / 嗅味 /号 含油量 , %密度 ( 20 ) / kg·m - 3有水杂4. 84962. 102. 00. 84816. 5GB / T 265SH / T 0604表 10脱蜡油产品质量减一线 减二线3. 4. 6 加工量处理能力生产加氢裂化尾油受脱蜡滤机过滤速度影响 , 加工量在 700 t / d,装置负荷率在 77. 8 %左右。装置 在满负荷工况下生产减一、二线料加工量在 950 t / d,比生产加氢裂化尾油处理能力高 26 %左右 。4 结论( 1 )加氢裂化尾油能够使用酮苯脱蜡装置生产 粘温性能优异的 A P

30、I类基础油和专用蜡产品 ;( 2 ) 加氢裂化尾油馏分范围能控制在 90 以 下 , 2 %温度控制在 370 以上 ,对操作生产更加有利 ,提高油蜡收率 ;( 3 ) 加氢裂化尾油酮苯脱蜡过程中过滤速度 慢 ,可以尝试采用添加脱蜡助滤剂 ,提高过滤速度 ;( 4 )蜡收率低 ,蜡回收系统负荷小 ;( 5 )汽单耗高 ,比 100 SNA 料高 0. 2 t / t,合单位 能耗 15. 2千克标油 /吨 ;( 6 ) HV IHB 基础油蒸发损失高可以通过加氢裂 化工艺调整解决 ;( 7 ) HV IHB 基础油紫外吸收值高通过糠醛 、白土精制工艺参调整来解决 ;( 8 )如果将加氢裂化尾油进行馏分切割 , 酮苯 脱蜡脱油可处理加氢裂化尾油 28 万 t / a,可生产出 A P I类基础油 16 万 t / a左右。参考文献 : 1 杨建军 ,陈锡功 ,朱蜡. 燕化炼油厂加氢裂化尾油的综合 利用 J . 石化技术 , 1996 , 3 ( 3 ) : 173 - 180. 2 贺产鸿. 加氢裂化未转化油研制中高档润滑油 J . 茂名 石油化工 , 1996 ( 1 ) : 16 - 24. 3 戴逸云. 浅谈加氢裂化柴油的综合利用 J . 金陵石油化工 , 1996 ( 2) : 31 - 33. 4 水天德. 现代润滑油生产工艺 M . 北京 : 中国石化出版 社 , 1