中海油某減壓渣油綜合利用的研究

張翠偵，田義斌，王 凱，秦一鳴，徐巖峰

(中海油煉油化工科學研究院有限公司，山東 青島 266500)

渣油加工已成為煉油工業發展的必然趨勢，且渣油的加工方案也有著巨大的變化。傳統渣油加工路線為燃料型加工路線，分為物理分離、加氫、脫碳、氣化4類[1-2]。隨著煉油企業渣油燃料油型加工路線效益的降低，渣油潤滑油型加工工藝越來越受到青睞。煉油企業多以減壓渣油為原料，生產重質潤滑油基礎油。具體的工藝主要有：傳統工藝[3-4]、加氫工藝、組合工藝。傳統工藝是由減壓渣油的脫瀝青油制取光亮油，按照傳統工藝需要經過溶劑脫蠟、溶劑萃取、白土精制等過程。這種“老三套”工藝生產基礎油的方法對原油品種、性質依賴性強。“老三套”工藝不論流程如何改進，其過程均屬于物理分離，只能改進其分離條件，而不能改變其結構組成。因此采用“老三套”工藝生產的基礎油黏度指數一般不超過105，而且由于芳烴和硫含量的限制，只能生產API Ⅰ類基礎油。自20世紀90年代以來，由于原油質量變差，且發動機潤滑油對基礎油質量要求越來越高，推動了加氫工藝技術的發展。輕脫瀝青油經加氫處理-異構脫蠟-補充精制流程可以生產APIⅡ類基礎油。如果采用環烷基原油生產光亮油，該流程中的異構脫蠟也可采用臨氫降凝工藝。組合工藝是加氫工藝和傳統工藝的結合，可將原料中的非理想組分轉化為理想組分，提高產品的黏度指數，但工藝過程復雜，生產成本和操作難度大，該工藝對原料適應性強，副產高品質的石蠟，是生產重質基礎油和光亮油的主要手段之一，其中加氫處理與常規法結合的基礎油生產工藝特別適合于舊裝置的升級改造。

目前，中國石油大慶煉化分公司、中國石化濟南分公司和中國石化荊門分公司均采用組合工藝生產輕質和重質潤滑油基礎油[3，5-6]。為了提高減壓渣油的附加值，增強企業盈利能力，本課題以中海油某減壓渣油為原料，進行綜合利用的研究。

1 實 驗

1.1 實驗原料

實驗原料為中海油某減壓渣油，取自青島研究中心工業裝置，主要性質見表1。由表1可知，原料的蠟質量分數為3%，難以直接生產重交通道路石油瀝青。

1.2 試驗裝置及催化劑

丙烷脫瀝青試驗采用連續式丙烷脫瀝青試驗裝置，處理能力為1.0 kg/h，萃取塔內裝填規整填料，操作壓力為4 MPa。加氫試驗采用固定床加氫試驗裝置，單個反應器催化劑裝填量為200 mL。氫氣為電解氫，純度不低于99.99%。加氫催化劑采用的是已工業化的加氫處理催化劑、貴金屬異構脫蠟催化劑、貴金屬補充精制催化劑，均為市購產品。糠醛精制試驗采用雙塔抽提試驗裝置，處理能力為1 kg/h，萃取塔內裝填規整填料。酮苯脫蠟試驗所用丁酮和甲苯均為分析純。

表1 中海油某減壓渣油的性質

2 結果與討論

2.1 脫油瀝青試驗結果

以中海油某減壓渣油為原料，進行丙烷脫瀝青試驗，得到脫油瀝青，性質見表2。以該脫油瀝青為基礎瀝青，以綏中36-1減壓餾分油的糠醛精制抽出油(性質見表3)為調合組分，調合重交通道路瀝青，試驗結果見表4。

表2 脫油瀝青的主要性質

表3 糠醛精制抽出油的主要性質

表4 脫油瀝青調合試驗結果

2.2 脫瀝青油試驗結果

丙烷脫瀝青試驗中，殘炭為脫瀝青油的關鍵指標，為滿足加氫試驗的要求，殘炭應小于1%，優化條件下的脫瀝青油性質見表5。由表5可知：經丙烷脫瀝青得到的輕脫瀝青油金屬總質量分數低于1 μgg，殘炭小于1%，黏度指數較高，可以作為加氫工藝生產150BS光亮油的原料；其稠環芳烴(PCA)含量低，CA值適中，也可以作為環保輪胎油的原料。

下面以輕脫瀝青油為原料，進行生產光亮油和高芳烴環保輪胎油的工藝探索試驗。

2.2.1加氫處理-常減壓蒸餾-酮苯脫蠟異構脫蠟-加氫補充精制工藝由表5可知，原料的CP值較高，說明油品的含蠟量較高，不適合環烷基餾分油常用的臨氫降凝工藝。根據脫瀝青油特性及貴金屬加氫異構催化劑對進料的要求，加氫處理過程的重點是深度加氫精制飽和原料中絕大部分芳烴，并將環烷烴、芳香烴適度開環，提高黏度指數。加氫處理大幅降低油品的硫、氮含量，以保護后續貴金屬催化劑的活性和壽命。酮苯脫蠟試驗的總劑油質量比為3.0∶1，溶劑分批次加入。以中海油某輕脫瀝青油為原料，兩種組合工藝得到的產品性質見表6。

表5 丙烷脫瀝青油的性質

1)8種特定多環芳烴。

表6 兩種組合工藝的產品性質

注：A—加氫處理-常減壓蒸餾-酮苯脫蠟-加氫補充精制工藝；B—加氫處理-常減壓蒸餾-異構脫蠟-加氫補充精制工藝。

由表6可知，兩種組合工藝所得產品的黏度(100 ℃)、黏度指數、傾點等關鍵指標均滿足150BS光亮油的要求。

2.2.2糠醛兩段抽提工藝以中海油某輕脫瀝青油為原料，采用糠醛兩段抽提工藝生產高芳烴環保橡膠油。輕脫瀝青油先經過糠醛精制，除去部分重芳烴、膠質等不理想組分，可以使加氫條件更加緩和，使油品黏度下降較少，因此可以生產黏度較高的基礎油。此工藝可提高丙烷脫瀝青油的利用率，提高企業的經濟效益。

根據歐盟標準要求，高芳烴環保橡膠油中8種PAHs的限量為：苯并(a)芘(BaP)不大于1 μgg，8種PAHs總質量分數不大于10 μgg。

輕脫瀝青油經過一次糠醛精制工藝，得到收率在90%～95%之間的糠醛精制油，且產品的PCA質量分數只有1.0%～1.3%，8種PAHs的總含量為0。說明丙烷脫瀝青得到的原料PCA含量較低，略加精制就可以滿足PCA質量分數小于3%的要求。但輕脫瀝青油的CA值只有16.3%，產品CA值進一步提高的余地也有限。因此，以一次抽提糠醛精制油為原料，進行糠醛二次抽提試驗。

糠醛二次抽提工藝通過調整劑油比和萃取溫度，得到8種PAHs和PCA含量均合格的高芳烴環保橡膠油，劑油質量比(γ)對產品性質的影響見表7，萃取溫度對產品性質影響見表8。

表7 劑油比對產品性質的影響

由表7可知，保持其它操作條件不變，劑油質量比增大0.5個單位時，抽出油收率提高了1.8百分點，而油品CA值降低0.7百分點，抽余油性質基本不變。

由表8可知，塔底和塔頂的萃取溫度均升高5 ℃時，抽出油收率提高了6.2百分點，而CA值降低了1.5百分點，PCA含量基本不變。綜合表7和表8可得，糠醛雙塔抽提可得到CA高達25.3%的高芳烴環保橡膠油。

表8 萃取溫度對產品性質的影響

3 結 論

(1)中海油某減壓渣油經丙烷脫瀝青工藝得到的脫油瀝青與減壓餾分油的糠醛精制抽出油調合后，可生產滿GBT 15180—2010標準要求的重交通道路石油瀝青。

(2)中海油某減壓渣油經丙烷脫瀝青工藝得到的脫瀝青油經加氫處理-常減壓蒸餾-酮苯脫蠟異構脫蠟-加氫補充精制組合工藝處理后，可得到150BS光亮油。

(3)中海油某減壓渣油經丙烷脫瀝青工藝得到的脫瀝青油經糠醛雙塔抽提工藝處理后，可得到CA值高達25.3%的高芳烴環保橡膠油。

[1] 李志強.我國減壓渣油的特點及加工技術路線探討[J].石油煉制與化工，1996，27(3)：1-7

[2] 郝銳，錢伯章.面向21世紀的重質油和渣油改質技術[J].石油化工，1997，26(4)：257-267

[3] 裴文軍.潤滑油基礎油生產工藝的選擇[J].煉油技術與工程，2012，42(7)：25-29

[4] 張志娥.國內外潤滑油基礎油生產技術及發展趨勢[J].當代石油石化，2005，13(4)：25-30

[5] 張戈.中國石油3套潤滑油高壓加氫裝置運行情況分析[J].當代化工，2004，33(1)：34-36

[6] 紀春怡，安彥杰.KH150BS混兌不同基礎油對降凝劑降凝效果的考察[J].汽車工藝與材料，2006(12)：37-43