加工工艺石油炼制与化工加氢裂化尾油作润滑油加氢原料的工业应用林荣兴，刘英（中国石化上海高桥分公司，上海200137）加工纯加氢裂化尾油以及加氢裂化尾油减压分馏后的塔底油直接进异构脱蜡单元的方法，增加了润滑油加氢原料的来源，改善了润滑油加氢原料的质量。重点对加氢裂化尾油作润滑油加氢原料的工业应用情况进行跟踪分析，考察了加氢裂化尾油作润滑油加氢原料时润滑油加氢装置的生产情况。结果表明，掺炼加氢裂化尾油或加工纯加氢裂化尾油可以生产多种高档润滑油加氢基础油。
中国石化上海高桥分公司（简称高桥分公司）300kt/a润滑油加氢装置采用“头三尾四”流程，每年可提供100kt的加氢裂化尾油作为润滑油加氢异构脱蜡单元进料。自2008年5月高桥分公司1.4Ma加氢裂化装置开工正常后，润滑油加氢装置采用VGO掺炼加氢裂化尾油、加工纯加氢裂化尾油以及加氢裂化尾油减压分馏后的塔底油直接进异构脱蜡单元的方法生产出了优质的润滑油加氢基础油，并在一定程度上提高了基础油收率。本课题对加氢裂化尾油作润滑油加氢原料的工业应用情况进行跟踪分析，考察加氢裂化尾油作润滑油加氢原料时润滑油加氢装置的生产情况及加氢基础油质量情况。
1润滑油加氢装置简介及其对原料的要求高桥分公司300kt/a润滑油加氢装置采用美国Chevron公司开发的异构脱蜡技术，装置主要由加氢裂化（HCR）、异构脱蜡（IDW）、加氢后精制（HDF）三段临氢反应串联组成，是中国石油化工股份有限公司**套全加氢法的润滑油加工装置。
高桥分公司润滑油加氢装置的设计原料为减三线、减四线VGO以及丙烷脱坜青油，但在实际生产中原料主要是减二线、减三线、减四线VGO，并掺炼加氢裂化尾油，生产满足apin类、部分达到APIm类标准的润滑油基础油。润滑油加氢装置对原料的关键控制指标见表1.从表1可以看出，润滑油加氢装置对原料有严格的指标控制。原料黏度直接决定产品分布，而其表1润滑油加氢装置原料的主要控制指标项目减二线减三线减四线减五线报告倾点报告运动黏度（100c）残炭，报告卜0报告W（沥青质）t余指标会对催化剂活性产生较大的影响。其中坜青质是高沸点的稠环大分子，易脱氢结焦生成焦炭，导致催化剂快速失活；无机水溶性氯化物（NaCkMgCU等）会在加氢裂化反应器顶部聚集形成盐层，导致催化剂床层发生堵塞，此外，氯还会与反应中生成的氨反应生成氯化铵，导致换热器产生积垢及应力而腐蚀开裂；镍、钒、铁、钠等金公司技术质量处副处长，主要从事质量管理和科研管理工作。
属均会吸附于催化剂上，并不可逆地降低催化剂的活性；氮对加氢裂化操作条件有很大影响，会导致IDW/HDF贵金属催化剂中毒；对于原料硫含量，控制指标中未明确限制，但是考虑到设备材料的防腐要求，硫质量分数基本控制在。
5%以下。
VGO掺炼加氢裂化尾油对润滑油加氢的影响高桥分公司在原油适应性改造后，常减压蒸馏装置加工的原油变化较大，从原来加工低硫原油变为加工高硫原油，2010年常减压蒸馏装置加工原油的硫质量分数平均值为1. 74%，致使常减压蒸馏装置VGO的硫含量明显升高，无法满足润滑油加氢原料的要求。为了保证润滑油加氢装置原料的质量，在不同线别的常减压蒸馏装置VGO里都不同程度地掺入了加氢裂化尾油。
21对原料性质的影响表2为不同线别VGO掺入加氢裂化尾油前后性质变化的典型数据。
表2VGO掺炼加氢裂化尾油前后的原料性质项目减二线减三线减四线掺炼前掺炼后差值掺炼前掺炼后差值掺炼前掺炼后差值倾点/C黏度指数硫），从表2可以看出：VGO掺入加氢裂化尾油后，原料质量明显改善，表现在黏度指数明显提高，硫、氮、氯等含量明显降低，这对润滑油加氢的生产有利；但掺入加氢裂化尾油也降低了原料黏度（减二线除外），会对生产重质加氢基础油不利。
22对润滑油基础油加氢生产的影响2008年，润滑油加氢装置进行了多次掺炼加氢裂化尾油的生产标定，掺炼前后的操作条件、产品性质和产品收率见表3.从表3可以看出，掺炼加氢裂化尾油后，原料的黏度指数大幅度提高，在进料量变化不大的情况下，HCR反应温度降低，可见掺炼加氢裂化尾油对HCR的反应深度要求降低了。但是由于掺炼加氢裂化尾油后提高了原料的蜡含量，故需要一定程度地提高IDW反应温度。对产品而言，掺炼加氢裂化尾油能有效提高基础油的黏度指数，通过适当调整装置操作条件可进一步改善产品的低温性能，且掺入加氢裂化尾油后，基础油总收率有所提高。
2.3对加氢基础油生产情况的跟踪对不同牌号的加氢基础油生产情况进行了跟踪，由于在实际生产中各牌号加氢基础油的生产频次较多，因此选取比较典型的试生产情况进行考察。
23.1生产4号加氢基础油的情况润滑油加氢装置于2008年7月进行了掺炼加氢裂化尾油生产HVin+（4）基础油的工业试生产，掺炼加氢裂化尾油前后的生产情况见表4.其中要求原料100°C运动黏度在405.0mm2/s范围内，氮质量分数不大于1100yg/g.从表4可以看出，掺炼加氢裂化尾油后，原料的黏度指数明显升高，硫、氮含量显著下降，在生产同样的n+类基础油时，掺炼加氢裂化尾油后的HCR反应温度有所下降，而IDW反应温度有所上升。这是由于加氢裂化尾油中含有大量的饱和烃（主要是链烷烃及环烷烃），黏度指数较高，非烃化合物极少，与VGO掺炼后，很大程度上改善了润滑油加氢装置原料的性质，经过HCR反应器时，在达到一定产品质量要求下（黏度指数，硫、氮含量），加氢裂化反应苛刻度有所降低，因此HCR反应温度降低，加氢裂化转化率下降；对IDW系统来说，在进料量增加的情况下，为达到产品倾点的指标要求，反应温度相应上升。从产品收率上看，掺炼表3掺炼加氢裂化尾油前后的生产情况对比**次标定第二次标定掺炼前掺炼后掺炼前掺炼后原料性质倾点黏度指数运动黏度（100°c）/进料量/（th?反应温度进料量/（th?反应温度重润滑油基础油运动黏度（100黏度指数闪点/°c倾点/°c轻润滑油基础油运动黏度（100黏度指数闪点/°c倾点/°c产品收率，轻润滑油基础油重润滑油基础油总收率加氢裂化尾油后基础油总收率提高6. 7百分点。2.3.2生产6号加氢基础油的情况润滑油加氢装置于2008年6月进行了减三线、减四线VGO掺炼加氢裂化尾油生产HVin（6）基础油的工业试生产。由于掺炼加氢裂化尾油后，原料的性质发生了很大变化，因此实际生产时已不能按照减压VGO的馏程决定加工方案，而是取决于掺炼尾油后原料的物化性质。各线别VGO生产HVin（6）基础油的情况见表5. VGO掺炼加氢裂化尾油前，润滑油加氢装置主要生产HVin类基础油，掺炼尾油后，装置生产出部分HVin+类基础油。从表5可以看出：VGO掺炼加氢裂化尾油后，原料的黏度下降，黏度指数明显升高，硫、氮含量显著降低；在生产同样的n类基础油时，HCR反应温度有所下降，而IDW反应温度有所上升；在相近的HCR进料量表4掺炼加氢裂化尾油前后生产HV+（4）基础油的情况对比项目减二线减二线VGO掺炼加氢裂化尾油原料性质倾点/C黏度指数操作条件HCR反应温度/°C IDW反应温度/C重润滑油基础油黏度指数倾点/C产品收率，轻润滑油基础油重润滑油基础油总收率表5掺炼加氢裂化尾油前后生产HVI 1（6）基础油的情况对比减三线减三线VGO减四线VGO项目与加氢裂化尾与加氢裂化尾油混合进料原料性质倾点/C运动黏度（100黏度指数操作条件HCR反应温度/C IDW反应温度/C重润滑油基础油产品牌号运动黏度（100C）/黏度指数倾点/C产品收率，轻润滑油基础油重润滑油基础油总收率下，掺炼尾油后的IDW进料量明显上升，反应温度也相应上升，基础油收率提高约6百分点。
从vgo掺炼尾油生产n类基础油的产品质量看，黏度指数富余较大，已经达到n+类基础油要求，通过适当提高IDW反应温度，满足了倾点要求，生产出Hvin+基础油，但重润滑油基础油的收率降低，轻润滑油基础油收率增加。
3纯加氢裂化尾油生产润滑油加氢基础油的工业试验2009年3月润滑油加氢催化剂从第1代更换为第2代后重新开工，并开始实施“头三尾四”的工艺流程，装置处理能力有所提高，使加氢裂化尾油直接进润滑油加氢装置成为可能。
31原料性质表6为纯加氢裂化尾油的主要性质。从表6可以看出，纯加氢裂化尾油的黏度指数较高，硫、氮含量较低，馏程较宽。
表6纯加氢裂化尾油的主要性质项目数据项目数据运动黏度（100°C）t馏程/C黏度指数倾点C生产情况装置从2009年8月开始进行加工纯加氢裂化尾油的工业试验，首先进行了纯加氢裂化尾油的条件试验，着重考察进料量与反应温度的变化对产品性质的影响，结果见表7.表7加工纯加氢裂化尾油的工艺条件试验结果项目进料量/（h-1）反应温度/C常压塔塔底油黏度指数反应温度/C重润滑油基础油黏度指数倾点/C从表7可以看出，在加工纯加氢裂化尾油时，加氢裂化尾油经过润滑油加氢装置的再次加氢裂化，其常压塔塔底油的黏度指数上升仅有34个单位，而相同条件下加工一般的原料时常压塔塔底油的黏度指数会在原来的基础上提高1020个单位。可见加氢裂化尾油在经过润滑油加氢装置的加氢裂化时反应深度较低，反过来说，所需要的反应深度也较低。从表7还可以看出，随着HCR进料量的增加，HCR反应温度降低，常压塔塔底油的黏度指数并没有出现有规律下降的情况，这进一步说明了在加工纯加氢裂化尾油时操作条件不需要很苛刻，可以适当提高进料量并降低反应温度。
对异构反应过程来说，进料量和反应温度对重润滑油基础油产品质量的影响较大，当进料量较低时，尽管反应温度较低（低于320°C），但重润滑油基础油产品的黏度指数和倾点均较好；而当进料量较高、HCR反应温度较低时，重润滑油基础油的倾点较高，如果IDW反应温度低于320C，重润滑油基础油的倾点很可能会不合格。
4加氢裂化尾油减压分馏后对润滑油加氢装置的影响由于加氢裂化尾油的馏程较宽，初馏点低，因此对润滑油加氢装置的操作和加氢基础油的质量都有一定程度的影响。为此，新建了一套加氢裂化尾油减压分馏装置，设计规模为250kt/a，年开工时间为8400h.加氢裂化尾油减压分馏装置可去除加氢裂化尾油中的轻组分（减一、二线），使重组分（减压塔塔底油）作为润滑油加氢装置的原料。
在尾油减压分馏装置开工成功后，润滑油加氢装置开始在异构脱蜡单元掺炼尾油减压分馏塔塔底油，目的产品主要为hvin（6）与hvin+（6）基础油，与未掺炼尾油减压分馏塔塔底油时同样生+（6）的主要操作条件进行比较，结果见表8.从表8可以看出，在生产同类产表8掺炼与未掺炼尾油减压分馏塔塔底油的操作条件比较未掺炼尾油减压掺炼尾油减压项目分馏塔塔底油分馏塔塔底油HCR反应温度/C HDF反应温度/C品时，两种情况的HCR平均反应温度相差不大，但是掺炼尾油减压分馏塔塔底油的IDW平均反应温度升高10°C.尾油减压分馏装置的塔底油进与不进润滑油加氢IDW装置的加氢基础油收率情况对比见表9.从表9可以看出，在尾油减压分馏塔塔底油进异构脱蜡装置后，重润滑油基础油的收率以及产品总收率显著提高。
表9尾油减压分馏塔塔底油在两种情况下的加氢基础油收率未掺炼尾油减压分馏塔塔底油掺炼尾油减压分馏塔塔底油轻润滑油基础油收率，重润滑油基础油收率，总收率，5结论（1）在高桥分公司原油适应性改造完成后，在常减压蒸馏VGO里掺入加氢裂化尾油可以明显改善润滑油加氢原料的质量，主要是原料硫、氮、氯等含量明显降低，黏度指数明显提高，增加了润滑油加氢原料的来源。
（3）掺炼加氢裂化尾油或加工纯加氢裂化尾油可以生产多种高档润滑油加氢基础油。