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工业润滑油加氢法生产工艺

时间:2021-07-19 16:38:48 浏览量:0

  20世纪90年代以来,由于环保和设备制造商对工业润滑油规格要求日趋苛刻,以轿车用发 动机油和自动传动液为先导,包括重负荷柴油机油、液压油、压缩机油等规格不断更新换 代,推动着润滑油基础油的生产发展提高到了一个新阶段。节能和环保作为21世纪可持续 发展的主题,正促进润滑油向着低黏度化、低排放方向发展。由于润滑油的低黏度化将导致 油品的挥发性增加,为保证油品的质量和使用性能,从安全和环保的角度考虑,要求油品具 有更低的挥发性,只有API(美国石油协会)n、DI类加氢油和聚a-烯烃合成油(PAO)才能 满足要求。为满足高档润滑油的髙质量、节能、延长换油期和低排放的需求,要求基础油具 有低黏度、低挥发度、高黏度指数、良好的氧化安定性等特点。

  (1)加氢基础油特点

  由于加氢油化学组成的变化,既给成品油带来很多优点,也给添加剂带来新的要求。与常 规溶剂精制油相比,加氢基础油主要特点是:低硫、低氮、低芳烃含量、低毒性,较高的黏度 指数,优良的热安定性和氧化安定性,挥发度较低,良好的黏温性能和添加剂感受性等。与合 成油相比,加氢油在性能上已与其接近,但价格上却比合成油低得多,仅为其1/3 ~ 1/2,具有 明显的价格优势。加氢油不足之处是对极性物质的剂解性不理想,与添加剂的配伍性也有待改 善,最明显的一个缺点就是光安定性差。对这些问题,各国研究人员都采取了许多措施,也取 得了一定的效果,但仍需不断完善。加氢基础油与溶剂精制基础油、PAO性能相比较,如表1-1-4所示。总体来说,加氢基础油是一种性能优异、且具有成本优势的基础油。

  另外,加氢基础油优于普通基础油的特性包括:更好的油水分离性、生物降解性以及更 低的残炭和蒸发性。按CEC -133 - A - 93试验,它与溶剂精制油品的可降解比为 660%:30%,更有利于环境保护。

  (2)国外加氢法生产基础油的工艺类型

  随着各种新的加氢法生产润滑油基础油工艺的成熟,形成了加氢改质+溶剂脱蜡、催化 脱蜡和异构脱蜡为代表的三大加氢法生产工艺。这三种新的基础油生产工艺,生产过程和加 工原理不同,产品收率、产品质量和副产品也差别较大。能否将基础油中不纯(不稳定)分 子去掉,是提髙基础油品质的关键。目前,国外拥有润滑油加氢技术专利的公司主要有雪佛 龙Texaco公司、埃克森-美孚公司、壳牌公司、英国BP公司等。已工业化的加氢处理技术 主要有雪佛龙Texaco公司的加氢裂化-异构脱蜡生产II、El类基础油技术,埃克森-美孚 公司的加氢裂化-选择性脱蜡技术,壳牌公司加氢裂化-加氢异构化生产超髙黏度指数基础 油技术。此外,日本日石三菱石油公司还开发了将加氢裂化装置与传统润滑油精制工艺相结 合生产低、中黏度的超高黏度指数基础油工艺技术。

  ①埃克森公司加氢处理-加氢异构化生产工艺。第一套工业装置于1993年在埃索石油 公司的Faeley炼油厂投产。该工艺以软蜡为原料,先进行加氢预处理脱除硫和氮,再进行 加氢异构化,将正构烷烃转化为异构烷烃。最后进行加氢精制,脱除残留的芳烃、烯烃,以 提高黏度指数、氧化稳定性和光稳定性。通过减压蒸馏分出轻质产物,进行溶剂脱蜡,就可 得到倾点符合要求的基础油产品,其性质与PA0基础油接近。生产的很高黏度指数基础油 具有热氧化稳定性好、油泥和沉积物控制容易等优点。

  ②壳牌公司加氢裂化-加氢异构化生产工艺。第一套工业装置于20世纪70年代末期, 在Petite Courorme炼油厂投产,后来在澳大利亚和马来西亚相继建设了同类装置。该工艺以 软错为原料,通过加氢裂化-加氢异构化,生产出黏度指数为145的超高黏度指数基础油。 黏度指数髙、挥发性低、氧化稳定性好,与聚a-烯烃性质相似。自20世纪80年代以来, 基础油一直供应法国、德国、英国和日本市场。

  ③美孚(Mobil)公司加氢裂化-选择性脱蜡(MSDW)生产工艺。第一套工业装置于1997 年6月在新加坡裕廊炼油厂投产,采用重金属分子筛催化剂MSDW - 1,以减压重瓦斯油为 原料。产品为符合API标准的n类轻中性油(J150)和重中性油(J500),生产能力40万吨/ 年。第二代催化剂MSDW-2提髙了异构化的选择性,降低了非选择性的裂化活性,使异构 化油的收率提高2%,黏度指数提高3个单位,同时适用范围从只能生产100^黏度小于 15mm2/S的中性油,扩大到生产黏度为20~40mmVS的光亮油料。该厂生产的II类500N基 础油的90%,已由设在我国天津、江苏太仓、香港的调和厂调制成高档油进入中国市场。

  ④雪佛龙公司加氢裂化-异构脱蜡生产工艺。第一套工业装置于1993年在美国雪佛龙 公司的里奇蒙炼油厂投产。在其后8年时间里,向全世界转让了 16套工业装置,其加工能 力已超过510万吨/年。以减压瓦斯油和脱沥青油为原料,先经过加氢裂化(第一代催化剂 为ICR - 106、第二代催化剂为ICR - 142、第三代催化剂为ICR - 150),再经过异构脱蜡(第 一代催化剂为ICR-404、第二代催化剂为ICR-408、第三代催化剂为ICR-410)、最后经 过加氢后处理(第一代催化剂为ICR -403、第二代催化剂为ICR -407)得到符合API标准 n/皿类基础油。通过降低溶剂抽提的苛刻度,增加了基础油的收率。

  ⑤加拿大石油公司二段加氢工艺。加拿大石油公司自20世纪70年代起采用二段加氢 技术对润滑油的基础油进行精制,并通过技术更新,使基础油的纯度高达99. 9%,基础油 的特性非常接近全合油品。因此,近年来,多家国内、外炼厂开始引人二段加氢工艺,以求 提高他们的润滑油品质。目前,欧洲一些国家以生产HI类基础油为主,主要采用Exxon和Shell公司的技术;北美 和亚洲生产n类基础油,主要采用Chevron和Moba公司的技术。随着市场对加氢基础油需求的 增长,以上技术在润滑油加氢处理的全球化进程中,将得到更大的发展和广泛的应用。

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