油品与添加剂石油炼制与化工西江原油生产优质高黏度指数润滑油基础油技术研究夏强斌,王海军,刘杰(中海油气(泰州)石化有限公司,江苏泰州225321)验,生产优质高黏度指数润滑油基础油,分别对加氢裂化单元和异构降凝-补充精制单元的操作条件进行了考察。试验结果表明,在适宜的操作条件下,对西江重减压蜡油采用加氢裂化-异构脱蜡-补充精制的全氢工艺进行处理,可生产符合APIn +8cSt标准要求的润滑油基础油,且产品收率高。
润滑油广泛应用于汽车、机械、冶金等行业。基础油质量的好坏直接影响到润滑油的质量,因此,对润滑油基础油抗氧化安定性、黏温性、低温流动性等性质要求也愈来愈高。
西江原油是低硫中间-石蜡基原油,其重馏分油(350530°C馏分)收率为42.7%左右,饱和烃含量高,凝点高,硫、含量和残灰低,是生产石蜡基润滑油的优质原料。中海油气(泰州)石化有限公司引进ChevronLummusGlobal(CLG)公司开发的润滑油异构脱蜡技术和催化剂,以西江减压蜡油为原料,采用加氢裂化-异构脱蜡-后精制联合技术生产优质高黏度指数、低倾点的润滑油基础油。目前国内已引进多套CLG润滑油高压加氢装置,这些装置在运行中都存在因原油性质变化、反应温度和空速等操作条件不匹配引起的基础油质量不稳定以及产品收率较低的问题。因此,为了生产出符合APIn+8cSt标准的润滑油基础油,中海油气(泰州)石化有限公司以西江重减压蜡油(HVGO)为原料开展中试研究,考察操作条件对产品性质和产品收率的影响,确定*优生产工艺条件,为工业生产提供基础数据。
1产品的指标要求采用西江HVGO生产APin+8cSt高黏度润滑油基础油,副产品为2cSt润滑油基础油,产品的主要指标要求见表1.从表1可知:APIn+8cSt基础油的指标要求较高,要求黏度指数不小于115,高于中国石油化工股份有限公司制定的n+基础油黏度指数指标(不小于110);同时,为了满足市场用户的实际使用情况,要求APIn+8cSt基础油具有较低的浊点,即具有更优异的低温性能。
表1润滑油基础油产品的指标要求项目2cSt基础油8cSt基础油试验方法外观清澈透明目测色度/号黏度指数永90闪点(开口/C倾点/C浊点C饱和烃),氧化安定性(旋转氧弹法,抗乳化度/min以及炼油化工企业经营管理工作。
表3催化剂装填方案3结果与讨论1加氢裂化试验1.1操作条件考察以西江HVGO为原料,采用与工业生产相同的压力和氢气循环气率,考察操作温度和空速对加氢裂化效果的影响。
在空速为基准时,考察反应温度对加氢裂化转化率以及未转化油(UCO)收率的影响,结果见。由可以看出:随着操作温度的提高,转化率逐渐增加,温度每提高1°C,转化率约增加1百分点,因此,高温有利于转化率的提高,但会使催化剂失活速率加快;随着操作温度的提高,UCO收率逐渐降低,在(基准一2 0)C和基准温度之间,UCO收率降低速率较慢,温度每升高10°C,UCO收率降低35百分点,大于基准温度后,UCO收率下降较快,温度每升高10°C,UCO收率降低约10百分点。
基准基准+丨0基准+20反应温度/X:温度对加氢裂化转化率以及UCO收率的影响一UCO收率;一转化率项目催化剂装填量/mL加氢裂化单元加氢处理催化剂、加氢裂化催化剂750异构降凝单元异构脱蜡催化剂400补充加氢精制单元贵金属加氢精制催化剂400 UCO的黏度指数及黏度(100C)随加氢裂化转化率变化的趋势见。从可以看出,随着转化率的增加,UCO的黏度指数逐渐增大,黏度(100C)逐渐降低。由于异构降凝是黏度指数降转化率,UCO黏度指数及黏度(100°C)随转化率的变化一黏度指数;一黏度(10(TC)低的过程,为生产APIn +8cSt润滑油基础油,要求经加氢裂化处理后未转化油的黏度指数大于130,相应的加氢裂化转化率应在19%以上。
在操作温度为基准时,考察空速对加氢裂化转化率及UCO收率的影响,结果见。从可见:随着空速的增加,转化率逐渐降低,UCO收率逐渐提高;当体积空速为(基准一0. 2)h?1时,转化率可达到24 0%,但当体积空速提高到(基准+ 0.2)h?1时,转化率降低到12. 3.L2操作条件及UCO性质综合考虑UCO的收率、黏度指数以及加氢过程的苛刻度,加氢裂化的操作条件、产品收率和性质见表4,操作过程中可以根据产品性质变化进行微调,保证其满足异构降凝过程对硫、氮含量及黏度指数的要求。从表4可以看出,UCO收率为91. 12%,黏度指数为134,完全满足异构降凝单元对原料的要求。
表4加氢裂化操作条件及UCO性质项目数据操作条件温度C基准体积空速/h-1基准压力/MPa循环气率/(m3 UCO收率,UCO性质黏度指数3.2异构降凝和补充加氢精制试验321操作条件考察以UCO为原料,对异构降凝-补充加氢精制的操作条件进行研究,采用与工业生产相同的压力和氢气循环气率,考察反应温度、空速对异构降凝-补充加氢精制效果的影响。
5MPa、空速为基准的条件下,考察反应温度对液体收率、目的产品收率和浊点的影响,结果见。由可知:随着反应温度的提高,液体收率逐渐降低,操作温度每提高10°C,液体收率约降低6百分点;随着反应温度的增加,目的产品的收率也逐渐降低,其降低趋势和液体收率降低趋势一致;目的产品的浊点随着反应温度的提高也呈下降趋势,在试验温度范围内,浊点均在一10C以下,APIn+8cSt润滑油基础油的浊点要求是不大于一10C,因此可以适当降低异构降凝的反应温度,即降低反应的苛刻度。
在反应温度为基准、操作压力为16.条件下,考察空速对液体收率、目的产品收率和浊点的影响,结果见。由可知:随着空速的增加,液体收率和目的产品的收率均逐渐增加,且变化趋势一致;随着空速的降低,目的产品的浊点呈下降趋势,且下降幅度较大,这说明异构降凝单元的降凝效果非常显著;在试验空速范围内,目的产品的浊点均在一10C以下。
2操作条件及润滑油基础油产品性质综合考虑目的产品收率和性质,异构降凝-补充加氢精制的操作条件及润滑油基础油产品性质分别见表5和表6.从表6可以看出:APIn+8cSt润滑油基础油产品的性质优于指标要求,其酸值低、氧化安定性好,黏度指数达到121,远超过市面上apin+类和apin类基础油的黏度指数并接近API瓜类基础油性能;虫点为一17°C,远低于指标要求(不大于一1°C),这意味着实际生产中,如果在符合浊点要求时采用较低的操作温度,则会提高润滑油基础油产品的收率。
表5异构降凝-补充加氢精制的试验条件项目数据异构降凝单元反应温度/C基准体积空速/h-1基准压力/MPa循环气率/(m3m-3)补充加氢精制单元反应温度/C基准体积空速/h-1基准压力/MPa循环气率/(m3m-3)目的产品收率,表6润滑油基础油产品的性质项目2cSt基础油8cSt基础油外观清澈透明色度/号黏度指数闪点(开口/C倾点/C一57一45浊点/C一60一17饱和烃),氧化安定性(旋转氧弹法,150°C)/min抗乳化度/min 4结论在适宜的操作条件下,采用CLG润滑油高压加氢技术加工西江HVGO可以生产出黏度指数不小于115的润滑油基础油,其浊点低、酸值低、氧化安定性好,可满足APIn+8cSt润滑油基础油的指标要求。