加氫裂化尾油對酮苯脫蠟生產中的影響分析

2009-01-18 06:01:30劉樹華王鑫華

潤滑油 2009年6期

劉樹華王鑫華

摘要:通過對中國石油大連石化分公司加氫裂化尾油進行酮苯脫蠟試驗,考察了加氫裂化尾油通過酮苯脫蠟工藝生產石蠟及高品質基礎油的可行性。試驗結果表明:經適當的工藝調整,加氫裂化尾油可以通過酮苯脫蠟脫油得到質量較好的脫蠟油和脫油蠟,脫蠟油可作為潤滑油基礎油的優良調合組分。

關鍵詞:加氫裂化尾油;酮苯脫蠟:脫蠟油;脫油蠟

中圖分類號:TE624.53 文獻標識碼:A

Analysis on the Effect of Hydrocracked Tail Oil on Ketone-Benzol Dewaxing Production

LIU Shu-hua, WANG Xin-hua

(PetroChina Dlian Petrochemical Company, Dalian 116032, China)

Abstract:The hydrocracked tail oil from hydrocracker in PetroChina Dalian Petrochemical Company was tested with ketone-benzol dewaxing technology. The feasibility of producing premium base oil and wax from the hydrocracked tail oil was investigated. The test result showed that the premium dewaxing oil and deoiling wax can be obtained under proper process adjustment, and the dewaxing oil can be used as the excellent blending component of lubricating base oil.

Key words:hydrocracked tail oil; ketone-benzol dewaxing; dewaxing oil; deoiling wax

0 前言

大連石化分公司1000萬t/a蒸餾裝置及后序裝置投產運行后,加氫裂化裝置的處理能力為360萬t,由于加氫裂化轉化率通常為60%左右,尚有40%左右的未轉化產物——加氫裂化尾油,由于加氫尾油經過了加氫裂化、加氫飽和、加氫異構及環化等反應后,加氫尾油具有飽和烴和蠟含量較高,芳烴、膠質以及硫、氮等極性化合物含量低等特點,經過脫蠟后脫蠟油具有良好的粘溫性能和氧化安定性能,是生產潤滑油基礎油理想的原料。

加氫裂化尾油的綜合利用,國內外很多廠家做了大量的研究工作,開發出了許多技術,也取得了較好的經濟效益。國外一般利用加氫裂化尾油大部分采用加氫降凝工藝生產潤滑油基礎油的,同時也有部分采用傳統的“老三套”工藝生產潤滑油基礎油和石蠟產品。國內廠家采用加氫降凝工藝或傳統工藝或兩者結合方法利用加氫裂化尾油,金陵石化公司南京煉油廠采用加氫降凝—加氫精制串聯的方法生產出了VHVI75和VHVI100基礎油,收率達到55%～58%,粘度指數大于100[1];茂名煉油廠采用溶劑脫蠟—白土精制工藝生產變壓器油、汽輪機油、液壓油以及多級內燃機油使用的基礎油[2];另外的企業采用尿素脫蠟工藝生產變壓器油和重液體石蠟[3]。

大連石化分公司作為中國石油的潤滑油基礎油生產企業,為充分利用企業內部的有限資源,提高加氫尾油的經濟附加值,滿足市場需求,開展了加氫裂化尾油為酮苯脫蠟生產潤滑油基礎油和石蠟的試生產,考察了加氫裂化尾油采用酮苯脫蠟工藝生產高品質潤滑油基礎油和石蠟的可行性。

1 實驗室研究

1.1 加氫裂化尾油性質

委托中國石油大連潤滑油研發中心于2008年8月15日和2008年8月22日,采集了大連石化分公司的加氫裂化尾油樣1及加氫裂化尾油2(以下簡稱加氫尾油),對兩個加氫尾油樣品在試驗室中進行酮苯脫蠟試驗,并對試驗得到的潤滑油基礎油進行性質分析,試驗結果見表1。由表1可見,試驗所選樣品硫含量均低于5.0 μg/g,蠟含量均高于15.0%,由于加氫裂化裝置操作轉化率不同及分餾塔操作條件不同,在粘度、蠟含量和凝點等方面略有不同。

1.2 工藝條件

結合酮苯脫蠟裝置、糠醛精制裝置和白土補充精制裝置的工藝條件,根據大連石化分公司加氫尾油的性質,參考國內利用加氫尾油生產潤滑油基礎油的主要工藝條件,模擬實際生產工況,確定了本次加氫尾油生產潤滑油基礎油的工藝條件。

1.2.1 酮苯脫蠟試驗工藝條件

甲苯∶丁酮=40∶60(v/v);劑油比∶3.5∶1.0(v/v) ; 一次溶劑比:0.5∶1.0(v/v)。

二次溶劑比:1.3∶1.0(v/v);三次溶劑比:1.7∶1.0(v/v);過濾溫度:-20 ℃。

1.2.2 糠醛精制試驗工藝條件

劑油比:2.0∶1.0(v/v);新鮮溶劑1次萃取;精制溫度:95～100 ℃;精制時間:30 min。

1.2.3 白土補充精制試驗工藝條件

白土與基礎油混合溫度為:80～90 ℃;精制溫度為(100±5) ℃;精制時間為:30 min;白土加入量為3.0%。

1.3 實驗結果討論

在上述工藝條件下,以加氫尾油為原料,依次進行了酮苯脫蠟試驗、糠醛精制試驗和白土補充精制試驗,試驗結果見表2,基礎油API分類見表3,從表2可見,加氫尾油1生產的基礎油粘度指數為109,飽和烴含量大于90%,旋轉氧彈為337 min,硫含量小于5 μg/g,可以滿足APIⅡ類基礎油的要求;加氫尾油2生產的基礎油的粘度指數為128、飽和烴含量大于90%、硫含量小于5 μg/g,滿足APIⅢ類基礎油的要求。但是在傾點、蒸發損失和旋轉氧彈等方面同潤滑油基礎油指標有一定的差距,需要在加氫裂化裝置工藝條件控制,酮苯脫蠟、糠醛精制和白土補充精制工藝條件優化等方面繼續開展工作。

2 工業試生產

參考大連潤滑油研發中心實驗結果,2008年于10月22日開始加氫裂化尾油試生產潤滑油試煉工作。試煉工作共進行兩次。

第一次工業試生產加氫裂化尾油編號為生產1,第二次工業試生產加氫裂化尾油編號為生產2,其性質見表4,從表4加氫裂化尾油分析數據來看,第一次工業試生產的原料2%~97%餾程范圍較寬為148 ℃,原料蠟含量較高為43.52%,從粘度和餾分看,相當于減一線到減三線的混合油。第二次工業試生產原料餾分2%~97%溫度在128 ℃,比第一次工業試生產的原料餾分窄20 ℃左右,原料中含蠟量減少25.69個百分點。在經過了試生產的必要準備后,開始了兩次工業試生產,工藝條件見表5,各餾分油收率見表6。

3 試煉總結分析

3.1 原料性質

(1)由于兩次加工的原料是全餾分油未經過切割。原料餾分2%~97%溫度范圍寬(在123～148 ℃),餾分寬造成蠟結晶顆粒小、蠟餅粘、易堵塞濾布、過濾速度減慢、濾機失效快、蠟表面油豆多的不利影響。

(2)實際蠟收率在6%~11%,蠟中低凝蠟較多,造成蠟收率低、蠟回收負荷小。增加酮比,過濾速度相對提高,但油收率下降。

(3)從表4原料成績看,生產2與生產1加氫裂化尾油相比,運動粘度(100 ℃)變小、密度(20 ℃)變小、蠟含量17.69%比上次43.52%下降25.69個百分點,2%~97%餾程范圍比試生產1窄20 ℃。因為原料性質發生變化,尤其是蠟量減少可降低冷凍負荷和過濾機負荷,餾分變窄了對蠟結晶有利,油豆明顯減少,提高了過濾速度,提高了油收率,可見原料性質對生產的影響較大。

3.2 產品加工量和收率

生產1和生產2加工量和收率對比,見下圖1~圖3。

從圖1看出生產2由于原料性質好,加工量達到700 t/d以上。如果增開冷凍機,加工量可提高4~5 m3/h。

生產2的去蠟油收率提高很大,平均去蠟油收率60.55%,比首次49.63%提高了10.92個百分點。原因是原料性質的變化,較重組分減少。生產2的濾機蠟膏含油量比生產1下降,說明油的拔出率比生產1提高。如果能改善蠟的結晶狀況,油收率有提高的潛力。

生產2平均蠟收率為10.84%,比生產1提高了2.01百分點,蠟收率提高原因是原料性質變化重組分減少。從蠟的熔點看, 生產2料蠟熔點在60~61 ℃之間比生產1料熔點降低了,說明高熔點蠟減少,相對蠟收率提高。其次生產2將脫蠟濾機進料溫度降低了3~5 ℃,有利于提高蠟收率。

3.3 產品質量

3.3.1 脫蠟油產品質量

生產1、生產2脫蠟油成品罐性質見表7。

由表7酮苯脫蠟油性質可以看出,脫蠟油的凝點合格,生產1粘度指數128;生產2粘度指數132,飽和烴含量96%,達到了APIⅢ類基礎油的要求。

3.3.2 脫油蠟產品質量

生產1、生產2蠟罐性質見表8。

生產1的蠟含油量1.27%,熔點63.5 ℃,生產2的蠟含油量0.98%,熔點60.20 ℃,由于是原料性質發生的變化,生產2料蠟含油、熔點均下降。以加氫裂化尾油為原料經過溶劑脫蠟工藝,生產的蠟料質量完全符合要求,酮苯裝置有能力加工加氫裂化尾油。

3.4 加氫裂化尾油與餾分油比較情況及裝置生產中的經濟指標對比

3.4.1 原料性質對比

加氫裂化尾油與大慶餾分油原料性質比較分析,見表9。

從表9看加氫裂化尾油的粘度與150SN接近,2%餾分是100SN和150SN之間,密度比100SN輕,97%餾分比150SN高,餾程范圍比150SN寬71 ℃。

從加氫裂化尾油原料性質看與減一、二線料接近,下面是加氫裂化尾油與近期同樣是連續生產周期為四天的減一、二線料的各項參數對比比較。

3.4.2 油蠟收率對比分析

100SN和150SN的油蠟綜合收率與加氫裂化尾油作比較,見圖4、圖5。

從圖4、圖5看加氫裂化尾油的油收率平均在60.55%,比150SN高3~4個百分點,但受原料性質影響,生產1的油收率平均在50.2%。減一線和減二線的蠟收率接近,加氫裂化尾油的蠟收率低,原因是蠟中低凝蠟較多。

3.4.3 過濾速度(見圖6)

從圖6可以看出加氫裂化尾油過濾速度較慢,只是加工減二線時過濾速度(開三臺濾機,無液面狀態下)和加工減一線時過濾速度(開兩臺濾機滿負荷狀態下)的1/2和1/3。由于過濾速度的制約,所以生產加氫裂化尾油時,加工量要比生產減一線和減二線時少。在下次試生產中,嘗試添加助濾劑,提高過濾速度。

3.4.4 能耗對比(見圖7、圖8)

生產1蒸汽單耗比100SN高0.15 t/t;生產2蒸汽單耗比100SN高0.2 t/t,蒸汽單耗高原因是生產加氫裂化尾油時需將濾液循環溶劑停用,加入新溶劑,溶劑比高。

3.4.5 產品質量

加氫裂化尾油經酮苯脫蠟脫油和糠醛精制的產品性質列入表10(編號為HVIHB),同表列出減一線、減二線餾分油經酮苯脫蠟脫油和糠醛精制的精制油性質。

從表10看出減一線、減二線餾分油經酮苯脫蠟脫油后脫蠟油粘度指數一般在100左右,達到APIⅡ類基礎油的要求, HVIHB基礎油飽和烴含量高、硫含量低、粘度指數高,達到133屬于APIⅢ類基礎油,比減一、二線糠醛精制油粘度指數高30。但蒸發損失和紫外吸收值高?？梢酝ㄟ^加氫裂化工藝調整:提高初餾點溫度減少輕組分或者通過蒸餾分餾切割來減少蒸發損失?？梢酝ㄟ^增加糠醛和白土比工藝參數的調整,減少紫外吸收值。

加氫裂化尾油生產的蠟產品列入表11,由表11可見,尾油蠟的熔點62.10 ℃,含油0.84%達到半精煉蠟質量標準。