全氢法生产润滑油基础油技术的开发及工业应用

1、全氢法生产润滑油基础油技术的开发及工业应用孙 国 权 ，姚 春 雷 ，全辉 ，张 志 银（中国石化抚顺石油化工研究院 ，辽 宁 抚 顺 ）摘 要 ：介绍了中国石化抚顺石油化工研究院开发 的 高 压 加氢处理与异构脱蜡组合的全加氢型流程生产 高黏度指数润滑油基础油工艺技术 ，该技术组合了加 氢 处 理 、临氢异构和加氢补充精制工艺 ，具 有 流 程 简 单 、投 资 少 的 特 点 ，在适宜的操作条件下可生产低芳溶剂油 、白 油 和 类 、 类 基 础 油 。馏分油全氢型 工 艺 技 术 的 工业应用结果表明 ，产 品 质 量 好 ，附 加 值 高 ，经 济 效 益 明 显 。关 键 词 ：组

2、合 加 氢 加 氢 处 理 临 氢 异 构 加 氢 补 充 精 制近十 年 来 ，随 着 我 国 国 民 经 济 高 速 增 长 ，中 国润 滑 油 市 场 已 成 为 全 球 第 二 大 润 滑 油 市 场 。 同 时 ，国 际 汽 车品牌大举进入中 国 市 场 ，发 达 国 家制 造 业 同 时 跟 进 ，为 润 滑 油 产 业 带 来 了 前 所 未 有的 发 展 机 遇 。 年我 国润滑油的表观消费量 已 达 到 ， 年 消 费 量 变 化 不 大 。 我 国 润 滑 油 基 础 油 的 生 产 和 需 求 也 在 发 生 变 化 ，形 成 央 企 、外 资 企 业 、民 营 企 业

3、三 大 竞 争 主 体 ，国 外 知 名 润 滑 油 品 牌 牢 牢 占 据 我 国 润 滑 油 高 端 市 场 ， 市 场 份 额 曾 经 高 达 以 上 ；中 国 有 影 响 力 的 民 族 品 牌 昆 仑 、长 城 等 ，主 要 占 据 中 档 、低 档 润 滑 油 市 场 ，在 高 端市场的份额逐步 上 升 ；民 营 企 业 异 军 突 起 ，在 高 档 润 滑 油 基 础 油 市 场 占 有 一 席 之 地 。我 国 的 基 础 油 生 产 中 ，仍 然 以 生 产 类 基 础 油 的 传 统 溶 剂 法 占 主 导 地 位 。 目 前 国 内 对 加 氢 法 生 产 的 高 档 基

4、 础 油 总 需 求 量 在 ? 以 上 ，而 国 内 生 产 的 、 类 基 础 油 产 量 不 足 ，还 需 要 大 量 进 口 高 档 基 础 油 。 因 此 ，必须提高我国润滑 油 基 础 油 的 生 产 水 平 和 产 品 质 量 。目 前 ，国 内 采 用中 国 石 化 抚顺石油化工研究 院（）异 构 脱 蜡 技 术 生 产 高 黏 度 指 数 润 滑 油 基 础 油 的 工 业 装 置 共 套，年 产 能 达 到 百 万 吨 ，占 据 国 内 类 润 滑 油 基 础 油 市 场 近 一 半 份 额 。 在 此 基 础 上 ，为 了 生 产 类 、 类 高 黏 度 指 数 润 滑

5、油 基 础 油 ，开发了 馏分油全氢型 工 艺 技 术 。 本 文主 要介绍馏分油 全 氢 型 工 艺 技 术 的 开 发 及 在 河北某炼油厂高压 加 氢装 置 的 工 业 应 用 情 况 。实 验原 料实 验 所 用 原 料 油 主 要 为 减 压 馏 分 油 （），属 石 蜡 中 间 基 油 ，其 性 质 见 表 。表 原 料 的 性 质项 目数 据密 度（ ）?（）（硫），（氮）?（）凝 点?黏 度（ ）?（）黏 度 指 数（沥 青 质），族 组 成（），链 烷 烃环 烷 烃芳 烃工艺流程及催化剂 在 实验室小型高 压 加氢 试 验装置 上 ，采 用 研 究 开 发 的 以 异 构 脱

6、 蜡 为 核 心 的 加 氢 催 化 剂 ，以 为 原 料 ，进 行 全加氢型工艺 条 件试验 研 究 ，并 对 生 成 油 的 性 质 进 行 分 析 。 工 艺 流 程 示 意 见 图 。 原 料油与氢 气混合后进入加氢处理反 收 稿 日 期 ：；修改稿收到日期 ：。作 者 简 介 ：孙 国 权 ，硕 士 ，主 要从事特种油品和煤焦油加氢工 艺 的 研 究 工 作 。通 讯 联 系 人 ：孙国权，：。第 期孙 国 权 ，等 全氢法生产润滑油基础油技术的开发及工业应用 应 器（加 氢 精 制 催 化 剂 和 加 氢 改 质 催 化 剂 在 一 个反 应 器 中），进 行 加 氢 脱 硫 、氮

7、 等 杂 质 和 芳 烃 饱 和 反 应 ，所 得 加 氢 处 理 产 物 （异 构 脱 蜡 催 化 剂 进 料 要 求 硫 质 量 分 数 小 于 ?，氮 质 量 分 数 小 于?）经 分 馏 后 进 入 异 构 脱 蜡 反 应 器 反 应 ，将 润 滑 油 中 高 凝 点 组 分 转 化 为 异 构 烷 烃 ，保 留 在 润 滑 油 产 品 中 ，加 氢 异 构 反 应 产 物 进 入 加 氢 补 充 精 制 反 应 器 进 行 芳 烃 饱 和 反 应 ，提 高 油 品 安 定 性 ，随 后 反 应 流 出 物 进 入 分 离 系 统 ，得 到 低 芳 溶 剂 油 、白 油 和 润 滑 油

8、 基 础 油 产 品 。加 氢 精 制 采 用 孔 径 大 、活性金属分散均匀 、加氢 活 性 高 、稳 定 性 好 、对 重质原料适应性强的加氢 精 制 催 化 剂 。 由 于 原 料 芳 烃 质 量 分 数 达，加 氢 改 质 催化剂要求有较强的加氢 性 能 ，同 时 具 备 使 多 环 芳 烃 和 环 烷 烃选择性开环转化为 少 环 长 侧 链 组 分 的 能 力 ，还应具有高抗氮性能 、较 强 的 稠 环 芳 烃 饱 和 及 开 环 性 能 、较 弱 的 链 烷 烃 裂 解 性 能 。 加 氢 异 构脱蜡 采用贵金属催化剂 。 异 构 油 品 加 氢 补 充 精 制 采 用 贵 金 属

9、 催 化 剂 ，以 提 高 油 品 的 安 定 性 。图 全加氢工艺流程示意 结 果 与 讨 论，链烷烃质量分数约提高 百 分 点 。由 于异构降凝为黏 度 指数降低的 过程 ，因 此为 生 产 类 、 类 润 滑 油 基 础 油 ，异 构 降 凝 的 原 料 经 加 氢 处 理 后 大 于 馏 分 的 黏 度 指 数 应大 于 。 大 于 馏 分 黏 度 指 数 、目 的 产 品 收 率 与 大 于 馏 分 转 化 率 的 关 系 如 图所 示 。 由 图 可 见 ，大 于 产品 黏度指数随大于 馏分转化率的提高而显 著 提 高 ，而 目 的 产 品 收 率 显 著 降 低 ，综 合 考 虑

10、 大 于 馏 分 的 收 率 、 黏 度 指 数 以 及 加 氢 处 理 过 程 的 苛 刻 度 ，生 产 润 滑油 基 础 油 的 加 氢 处 理 过程采用加氢精制 加 氢 改 质 补 充 精 制 的催化剂级配方式较适宜 ，也 有 较 强 的 灵 活 性 ，可 根 据 原 料 的 性 质 选 择 适 宜 的 转 化 率 ，满 足 异 构 降 凝 过 程 对 硫 、氮 含 量 及 黏 度 指 数 的 要 求 。 加 氢 处 理 工 艺以 为 原 料 ，开 展 了 加 氢 处 理 ，即 加 氢 精 制 、加 氢 精 制 加 氢 改 质 补 充 精 制 和 加 氢 改 质 补 充 精 制 种 催

11、化 剂 级 配 装 填 工 艺 路 线 的 试 验 研 究 。 试 验 所 用 加 氢 精 制 催 化 剂 和 补 充 精 制 催 化 剂 的 物 化 性 质 相 近 。 加 氢 处 理 工 艺 试 验 结 果 见 表 。由 表可 见 ，在 生 成 油 中 大 于 馏 分 的 氮质 量 分 数 小 于 ?，可 作 为 异 构 降 凝 和 补 充 精 制 工 段 进 料 的 前 提 下 ，所 需 工 艺 条 件 的 苛 刻 程 度 按 加 氢 精 制 工 艺 、加 氢 精 制 加 氢 改 质 补 充 精 制 及 加 氢 改 质 补 充 精 制 工 艺 依 次 递 增 。 种 工 艺 条 件 下

12、的 转 化 率 由 于 催 化 剂 级 配 方 式 及 工 艺 条 件 的 不 同而 不 同 ，总 体 上 可 总 结 为 ：随 过 程转化率的提高 ， 加 氢 产 物 中 大 于 馏 分 的 链 烷 烃 含 量 和 黏 度 指 数 均 提 高 ，黏 度 和 芳 烃 含 量 均 下 降 。 在 平 均 反 应 温 度 为 基 准 时 ，加 氢 精 制 加 氢 改 质 补 充 精 制 工 艺 的 产 品 馏 分 切 割 温 度 每 升 高 ，尾 油 馏 分 收 率 约 降 低 百 分 点 ，黏 度 指 数 提 高加 氢 异 构 脱 蜡 补 充 精 制 工 艺以 加 氢 处 理 全 馏 分 生 成

13、 油 为 原 料 ，采 用 加 氢 异 构 脱 蜡 补 充 精制 的一段串联工艺流程 ，经 加 氢 择 形 异 构 降 低 倾 点 ，通 过 加 氢 补 充 精 制 深 度 脱 芳 烃 ，以 改 善 产 品 颜 色 和 消 除 异 味 。 试 验 结 果 见 表 和 表 。石 油 炼 制 与 化 工年 第 卷表 加氢处理工艺试验结果 项目加 氢 精 制加 氢 精 制 加 氢 改 质 补 充 精 制加 氢 精 制 加 氢 改 质 补 充 精 制加 氢 改 质 补 充 精 制氢 油 体 积 比氢 分 压? 体 积 空 速? 反 应 温 度?液 体 收 率 ， 馏 分 转 化 率 ，生 成 油 中

14、大 于 馏 分 性 质（氮）?（）黏 度?（） 黏 度 指 数族 组 成（），链 烷 烃 环 烷 烃 芳 烃 馏 分 转 化 率 ，生 成 油 中 大 于 馏 分 性 质 黏 度 指 数凝 点?（链 烷 烃），基 准 基 准 基 准基 准 基 准基 准 基 准 基 准 表 异 构 降 凝 补充精制试验条件及结果 项目数 据氢 分 压?氢 油 体 积 比 异 构 脱 蜡反 应 温 度?体 积 空 速?补 充 精 制反 应 温 度?体 积 空 速?液 体 收 率（）， 基 础 油 收 率（），基 准 基 准 基 准 基 准 图 大 于 馏 分 黏 度 指 数 、目的产品收率与 大 于 馏分转化率的

15、关系 黏 度 指 数 ； 目 的 产 品 收 率表 全加氢型工艺生产的基础油产品性质 由 表 和 表 可 见 ：以 加 氢 处 理 的 全 馏分 生 成 油 为 原 料 ，在 反 应 氢 分 压 为 ，氢 油 体 积 比 为，异构脱蜡反应温度为基准 、体 积 空 速 为 基 准 ，补充精制反应温度为 基 准 、体 积 空 速 为 基 准 的 条 件 下 ，液 体 收 率 达 ，大 于 润 滑 油 基 础 油 收 率 达 ；产 物 经 分 馏 后 可得到满足中国石 油化工 股份有 限公司 基 础油标准要求的 号 及 号 基 础 油 产 品 。项目号 号馏 分 范 围?黏 度?（） 黏 度 指 数

16、 倾 点?赛 氏 色 度?号（饱 和 烃），氧 化 安 定 性（旋 转 氧 弹 ， ）? 第 期孙 国 权 ，等 全氢法生产润滑油基础油技术的开发及工业应用 异 构 降 凝 工 艺 条 件 考 察对 异 构 降 凝 补 充 精 制 催 化 剂 反 应 性 能 进 行 研 究 ，考 察 反 应 温 度 、空 速 等 对 择 形 异 构 化 降 凝 效 果 的 影 响 。一 直 保 持 在 左 右 ；随 反 应 压 力 的 降 低 ，液 体 收率 略 有 下 降 ，大 于 目 的 产 品 的 倾 点 有 降 低 的趋 势 。 在 的 试 验 压 力 范 围 内 均可 得 到高收率及低倾点的主 要

17、目的 产 品 。反 应 温 度在 反 应 压 力 为 、空速 为 基 准 的 条 件 下 ，反 应 温 度 对 降 凝 效 果 的 影 响见 图 。 由 图 可 见 ：当 反 应 温 度 升 高 时 ，液 体 收 率 略 有 降 低 ；大 于 目的产品收率 虽 略 有 降 低 ，但 变 化 较 小 ；大 于 目的产品倾点降低 ， 异 构 脱 蜡 降 凝 效 果 明 显 。 表明提高反应温 度 对 异 构 脱 蜡 的 作 用 显 著 ，而 目 的 产 品 收 率 损 失 也 较 小 。图 反应压力对降凝效果的影响 工 业 应 用河北某炼油厂新建一套?馏 分 油 全 氢 型加 氢 装 置 ，采 用

18、 开 发 的馏分油高压加氢处 理 异 构 脱 蜡 补 充 精 制 生产特种 油品的工艺技术 ，生 产 低 黏 度 白 油 和 高 黏 度 指 数 润 滑 油 基 础 油 等 系 列 产 品 。年 月 日 ，该 装 置 加 氢 处 理 段 开 始 进 行 催 化 剂 硫 化 ，异 构 脱 蜡 段 系 统 置 换 氢 气 合 格 ，月 日 进 原 料 油 ， 月 日 生 产 出 合 格 产 品 ，是 全 国 首 套 全 氢 法 加 氢 生 产 特 种 油 品 的 工 业 装 置 。 原 料 油 主 要 为 ，其 主 要 性 质 见 表 ，操 作 条 件及生成油性质见表 。 由 表 可 见 ，工 业

19、 装图 反应温度对降凝效果的影响 液 体 收 率 ； 目 的 产 品 收 率 ； 目 的 产 品 倾 点 。图 、图 同空 速在 反 应 温 度 为 基 准 、压 力 为 的 条件下，体积空速对降凝效果的影响见图 。由 图 可 见 ，随 空 速 的 降 低 ，液体收率和大于 目的 产 品 收 率 略 有 降 低 ，大 于 目 的 产 品 倾 点 大 幅 度 下 降 ，降 凝 效 果 十 分 显 著 。表 以 为原料时的工业装置操作条件及生成油性质项 目数 据氢 分 压?氢 油 体 积 比反 应 温 度?加 氢 处 理基 准 基 准 基 准 异 构 脱 蜡补 充 精 制体 积 空 速?加 氢 处

20、 理 异 构 脱 蜡 补 充 精 制液 体 收 率（），生 成 油 性 质赛 氏 色 度?号 易 炭 化 物紫 外 吸 光 度?基 准基 准 基 准 图 空速对降凝效果的影响 反 应 压 力在 反 应 温 度 为 基 准 、体积 空 速 为 基 准 的 条 件 下 ，压 力 在 范围 内的反应结果如图 所 示 。 由 图 可 见 ：在 本 试验反应条件下 ，大 于 馏 分 收 率通 过石 油 炼 制与 化 工年 第 卷置 液 体 收 率 高 ，生 成 油 颜 色 达 到 ，产 品 性 质 良好 。基 础 油 产 品 收率 略高于 实验室试验结果 ，表明 催 化 剂 具 有 良 好 的 选 择

21、性 。年 月 更 换装置 原 料为高含蜡蜡下油 ， 主 要 性 质 见 表 。调 整 装 置工艺操作参数 ，其 中 系 统 氢 分 压 、空 速 和 氢 油 比 不 变 ，加 氢 处 理 反 应 温 度 为 基 准 温 度 ，异 构 脱蜡反应温度为基准温 度 ，补 充 精 制 反 应 温 度 不 变 。 由 表 可 见 ，蜡 下 油 的 蜡 含 量 较 高 ，是 加 氢 法 生 产 高 黏 度 指 数 润 滑 油 基 础 油 的 极 好 原 料 。 生 成 油 的 性 质 及 产 品 分 布 见 表 。白 油 、 润 滑 油 基 础 油 ，均 满 足 产 品 工 业 生 产指 标 的 要 求

22、。低 黏 度 指 数 白 油 符 合 号 和 号 优 级 品 工 业 白 油 质 量 要 求 ；同 时 减 压 塔 塔 底 油 也 可以 生 产 倾 点 为 、黏 度 指 数 为的 号 润 滑 油 基 础 油 产 品 ，满 足 中 国 石 油 化 工 股 份 有 限公 司 类润滑油基础 油 协 议 标 准的号 基 础 油 要 求 。该 工 业 装 置 已 稳 定 运 行 一 年 多 ，催 化 剂 具 有 良好的活性和稳定性 ，可 以 长 周 期 稳 定 运 转 。表 以蜡下油为原料时的产品性质 项 目数 据号 白 油闪 点（开 口）?黏 度（ ）?（）赛 氏 色 度?号 凝 点?号 白 油闪

23、点（开 口）?黏 度（ ）?（）赛 氏 色 度?号 凝 点? 号润滑油基础油 闪 点（开 口）?黏 度?（） 黏 度 指 数赛 氏 色 度?号 凝 点?氧 化 安 定 性（旋 转 氧 弹 ， ）?表 蜡 下 油 的 性 质项 目数 据密 度（ ）?（）馏 程?初 馏 点终 馏 点（硫）?（）（氮）?（）黏 度（ ）?（）凝 点?（蜡），表 以蜡下油为原料时的全氢型加氢工艺 生成油性质及产品分布 项 目数 据结论加氢生成油性质 开 发 的 高 压 加 氢 处 理 异 构 脱 蜡 补 充精 制 生 产 特 种 油 品 的 全 氢 型 工 艺 技 术 在 河 北 某 炼油 厂 馏 分 油 加 氢 装

24、 置 成 功 进 行 了 工 业 应 用 ，所 得 产 品 均 满 足 工 业 生 产 指 标 的 要 求 。 该 工 艺 具 有 液 体 收 率 高 、气 体 产 率 低 、产 品 质 量 好 等 优 点 ，具 有 良 好 的推广应用前景 。赛 氏 色 度?号易 炭 化 物通 过紫 外 吸 光 度?产 品 分 布 ， 参 考 文 献 张 庆 兵 ，李 玉 杰 ，王 玮 ，等 我国润滑油市场竞争格局分析 中 国 市 场 ，（）： 刘 全 杰 ，方 向 晨 ，廖 士 纲 ，等 异 构 降凝催化剂反应性能的研 究炼油技术与工程 ，（）： 姚 春 雷 ，刘 平 ，全 辉 ，等 石 蜡 烃 择 形异构

25、化技术的开发及工 业 应 用炼油技术与工程 ，（）：蜡 下 油 经 加 氢 处 理 异 构 脱 蜡 补 充 精 制 后 ，小于 馏 分 可 作 为 低 芳 溶 剂 油 。 大 于 馏 分 的 各 主 要 产 品 性 质 见 表 。 由 表 可 见 ，以 蜡 下 油 为 原 料 时 ，生成油经分馏后可得 号 白 油 、 号第 期孙 国 权 ，等 全氢法生产润滑油基础油技术的开发及工业应用 ， ，（，）：， ， ：；櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸櫸同时减少二氧化硫排放 ，减少氮氧化物排放 。联 合 国 全 球 契约是目前世界上规 模

26、最 大 、级 别 最 高 、影 响 力 最 广 的企业社会责任和可持续发展倡议 。 全 球 契 约 中 国 网 络 是 经 联合国全球契约组织正式授权在中国设 立 的 地 区 网 络 。櫐櫐櫐櫐櫐殾简讯中 国 石 化 在 年 启 动“能 效 倍 增”计 划联合国全球契约中 国 网 络 轮 值 主 席 、中国石油化工集 团 公 司（简 称 中 国 石 化）董事长傅成玉于 年 月 日 宣 布 ，将 于 年 启 动“能 效 倍 增”计 划 ，到 年 实 现 中 国石化能效提高 。中 国 石 化 实 施“能 效 倍 增 ”计 划 的 目 的 ，是 要 实 践 并 倡导 企 业 持 续 提 高 能 源 利 用 效 率 。 年 和 年 ，中 国 石 化“能 效 倍 增”计划预计分别投资 亿 元