減壓渣油生產環保橡膠油與重交瀝青的研究
2015-07-06 11:48:21楊文中王凱
潤滑油 2015年2期
楊文中 王凱
摘要：以環烷基減壓渣油為原料，通過丙烷脫瀝青、糠醛精制與瀝青調合工藝生產環保橡膠油與重交瀝青。研究結果表明：以環烷基減壓渣油為原料，通過丙烷脫瀝青可以得到品質較好的輕脫瀝青油及脫油瀝青；以輕脫瀝青油為原料，通過單塔糠醛精制可以生產CA值13%以上的環保橡膠油，通過雙塔糠醛精制可以生產CA值23%以上的高芳環保橡膠油；以脫油瀝青為原料，通過瀝青調合工藝，可得到滿足交通部A級道路石油瀝青指標要求的50號和70號重交瀝青。
關鍵詞：減壓渣油；環保橡膠油；重交瀝青
中圖分類號：TE624.5
文獻標識碼：A
文章編號：1002-3119（2015）02-0053-05
0 引言
環烷基原油屬于稀缺資源，約占全球原油總儲量的2%～3%。用環烷基原油生產的環保橡膠油，具有成本低、與橡膠相容性好等特點，被橡膠行業廣泛使用，目前全球環保橡膠油處于供不應求的狀況。
中國海洋石油總公司生產的錦州9-3原油為典型的環烷基原油，通過常減壓蒸餾得到的減壓渣油由于蠟含量較高，不能直接作為重交瀝青使用，只能作為普通道路瀝青或燃料油使用，附加值較低。本文以該原油減壓渣油為原料，通過丙烷脫瀝青、糠醛精制、硬瀝青調合等工藝，生產市場緊缺的環保橡膠油和重交瀝青，可以明顯提高該減壓渣油的附加值。
1 試驗部分
1.1原料性質
試驗以錦州9-3原油的減壓渣油為原料，其性質如表1所示。由表中數據可見，該減壓渣油的蠟含量為3.3%，高于交通部頒布的A級道路石油瀝青對蠟含量的要求（不大于2.2%），不能直接用于重交道路瀝青的生產。由四組分數據分析結果可見，錦州9-3減壓渣油中含有29.7%的飽和烴、36.2%的芳香烴，飽和烴及輕芳烴有可能是生產環保橡膠油的優質原料。
1.2工藝路線
工藝路線見圖1。
2 試驗結果及討論
2.1減壓渣油丙烷脫瀝青試驗研究
以減壓渣油為原料，在丙烷脫瀝青中試裝置上進行工藝條件試驗，操作參數、各產品收率及主要性質如表2所示。
由表2數據可見：
（1）在不同試驗條件下，輕脫瀝青油的收率在26.5%～33.5%的范圍內，脫油瀝青的收率在61.2%～68.6%的范圍內。由ZP-4與ZP-7條件的對比可見，在萃取塔操作溫度、操作壓力及總劑油體積比相同的情況下，沉降塔溫度由82℃提高至85℃，輕脫瀝青油收率降低4.0個百分點，相當于溫度每升高1℃，輕脫瀝青油收率降低約1.3個百分點，輕脫瀝青油收率對溫度很敏感。
（2）ZP-7條件輕脫瀝青油的殘炭小于1%，且脫油瀝青的蠟含量較低，既能保證較高的輕脫瀝青油收率（作為生產環保橡膠油的原料），又能提供較優的脫油瀝青（作為生產重交瀝青的調合組分），因此以ZP-7條件進行輕脫瀝青油大樣的制備，為后續試驗提供原料。
ZP-7條件各產品主要性質如表3所示。
由表3數據可見：輕脫瀝青油具有較低的殘炭、凝點、PCA和C7不溶物含量以及很高的閃點，是生產環保橡膠油的優質原料；重脫瀝青油的殘炭為3.36%，可以作為催化裂化的原料或燃料油的調合組分；脫油瀝青的軟化點較高，達72.8℃，與錦州9-3減壓渣油相比，蠟含量大幅降低，蠟含量由3.3%降至1.8%，是良好的重交瀝青調合組分。
2.2環保橡膠油生產工藝研究
2.2.1單塔糠醛精制工藝的研究
以輕脫瀝青油大樣為原料，進行單塔糠醛精制試驗。操作條件及精制油性質如表4所示，精制油即為環保橡膠油。
由表5數據可見，輕脫瀝青油經單塔糠醛精制工藝。在不同操作條件下，精制油（環保橡膠油）的收率在90%以上，CA值在15%左右，其PCA含量均小于1.5%，苯并[a]芘和PAHs含量未檢出，各項環保指標遠低于歐盟的要求值。
2.2.2雙塔糠醛精制工藝的研究
以輕脫瀝青油為原料進行雙塔糠醛精制試驗，抽提塔1的精制液作為抽提塔2的原料，抽提塔1的操作條件直接影響抽提塔2的產品質量，即影響高芳環保橡膠油的性質。抽提塔2的抽出液回收溶劑后得到的抽出油即為高芳環保橡膠油，試驗結果見表5。
由表5可知，輕脫瀝青油經雙塔糠醛精制工藝得到的環保橡膠油，芳烴含量高，其CA值在23.1%至26.3%的范圍內，環保橡膠油的苯并[a]芘含量未檢出，PAHs含量和PCA含量均遠低于歐盟環保指標的要求值。高芳環保橡膠油已達到國際先進水平。經雙塔糠醛精制得到的精制油環烷烴含量高、顏色淺，是優質的潤滑脂用基礎油。
2.3脫油瀝青調合重交瀝青的研究
以脫油瀝青為基質瀝青，以減四線抽出油為調合組分（性質見表6），進行瀝青調合試驗，試驗結果如表7所示。
從表7數據可知，調合工藝生產的50號和70號重交瀝青各項指標均滿足交通部發布的（JTG F40-2004）A級道路石油瀝青的指標要求，特別是薄膜烘箱試驗后的性能優異，是優質的50號和70號重交瀝青。
3 結論
（1）錦州9-3減壓渣油通過丙烷脫瀝青工藝得到的輕脫瀝青油的殘炭和瀝青質含量較低，收率較高；脫油瀝青的蠟含量低，適合作為重交瀝青的調合組分。
（2）輕脫瀝青油采用單塔糠醛精制工藝，可以生產CA值15%左右的環保橡膠油。
（3）輕脫瀝青油采用雙塔糠醛精制工藝，可以生產CA值25%左右的高芳環保橡膠油，達到國際先進水平。
（4）脫油瀝青與減四線抽出油調合，可以生產滿足交通部A級道路石油瀝青指標要求的50號和70號重交瀝青。
