原料性質對潤滑油加氫裝置的影響

李翔

[摘要]中國石化濟南分公司30萬噸/年潤滑油加氫裝置由中國石化工程建設公司和山東濟煉石化工程有限公司共同設計，2012年8月30日投料開工。設計所用原料為糠醛精制油（減三線、減四線和輕脫瀝青油），主要產品是含蠟潤滑油（MV175、HVIⅡ6、MV1250、HVIⅡ10、MVI 650、HVIⅡ150BS）和石腦油及柴油，近期由于管輸原油問題，上游進口原油油種性質變化較大，對減三線、減四線潤滑油料影響較大，具體分析對潤滑油加氫裝置產品的影響。

[關鍵詞]潤滑油加氫 原料 性質 潤滑油料 產品 影響

中石化濟南分公司采用石油化工科學院研究院（RIPP）開發的“糠醛精制潤滑油加氫（加氫處理/加氫精制）酮苯脫蠟脫油白土精制”工藝流程，簡稱了中石化重質基礎油和光亮油生產基地。該基地的潤滑油基礎油生產以臨盤原油減壓餾分油和減壓渣油為原料，生產符合HVIII標準的重質基礎油和光亮油。生產基地中的30萬噸/年潤滑油加氫裝置設計以臨盤原油減壓餾分油和丙烷輕脫瀝青油的糠醛精制油為原料，采用切換進料的操作方式，生產的重質潤滑油料（簡稱重潤）作為酮苯脫蠟脫油裝置原料，同時副產少量汽油、柴油和工業白油等。

一、裝置簡介

30萬噸/年潤滑油加氫裝置作為濟南分公司基礎油生產基地的核心裝置，由反應和分餾兩部分組成，反應部分包括高壓加氫處理（R-101）與加氫后精制（R-102）兩個反應器，采用RIPP新開發的第二代潤滑油加氫處理催化劑RL-2及加氫精制催化劑IRLF-2。設計氫分壓均為16.0MPa，共用一套新氫壓縮機與循環氫壓縮機。分餾部分包括常壓塔和減壓塔，常壓塔分餾出汽油與柴油，減壓塔分餾出工業白油和各類基礎油原料。

二、原料性質分析

（一）影響因素

（1）原油中金屬離子含量。原油金屬離子主要以金屬化合物的形式存在，金屬化合物在加氫裂化過程中，脫金屬后以烴類形式進入產品中，但金屬則沉積于催化劑上造催化劑的微孔堵塞而失去活性。這種金屬沉積很難用再生的方法將其脫除，形成不可逆的永久中毒，因此對加氫裂化原料中金屬含量的限制很嚴格。原油中的金屬離子主要通過常減壓的電脫鹽裝置脫除，采用脫鹽的方法可將原油中的堿金屬或堿土金屬如鉀、鈉大部分脫除，以無機鹽的形式溶于水而除去，但其他元素基本仍保留在原油中。原油中的金屬化合物絕大部分集中在最重的渣油中，而在潤滑油加氫裝置加氫裂化段所用的原料中除鐵以外，其他金屬含量不高。

（2）原油中鐵離子含量。原料中鐵離子含量對潤滑油加氫裝置的加氫裂化催化劑影響很大。加氫裂化原料中鐵離子進入裂化反應器，與加氫裂化過程中產生的H2S反應產生鐵的硫化物，沉積在催化劑床層上，導致催化劑嚴重結塊，引起床層壓力升高。在實際生產中有些煉油廠由于加氫裂化原料中鐵離子含量高而造成裝置非計劃停車頻繁，因此一般情況下要求原料中鐵離子含量不大于1μg/g。根據理論分析，潤滑油加氫裝置的加氫裂化段原料減壓蠟油中的鐵離子有部分來源于原油。

（二）原料性質分析

濟南分公司加工的原油有勝利進口原油和臨盤原油，前者屬于含硫中間基原油，由常減壓蒸餾裝置加工；后者則屬于低硫中間石蠟基原油，由潤滑油原料預處理裝置加工。通過實驗室篩選，當勝利進口原油減四線餾分油調合比例為60%時，混合減四線經糠醛精制得到的糠精油（簡稱混合油糠精油）的主要性能指標均不超過裝置原料設計限定值，因此選潤滑油加氫裝置設計原料主要是臨盤原油，下面列出實際生產部分原料的性質。

混合油糠精油的制備：將常減壓蒸餾裝置和潤滑油原料預處理裝置的減壓四線蠟油按照3：2的比例送進糠醛精制裝置原料罐，經過糠醛抽提精制后得到的符合指標要求的混合油糠精油即為潤滑油加氫原料。實際生產中臨盤油糠精油和混合油糠精油的典型性質數據及設計限定指標。由表1可以看出，在lOO℃運動黏度相當的情況下，兩種糠精油的黏度指數、正庚烷不溶物、飽和烴、芳烴和硫含量都有較大差異。

由于上游管輸原油的原因，原勝利原油停輸，目前原油油種為臨盤原油與進口原油（臨盤油：進口油=1.8：1），原油性質的大幅調整，對常減壓裝置生產的減三線、減四線潤滑油料性質影響較大。

三、操作條件選擇

潤滑油加氫裝置以糠精油為原料，通過高壓加氫來改善油品的黏溫性能、光安定性及熱氧化安定性等。加氫處理工藝是在催化劑及氫氣的作用下，通過深度加氫處理，完成脫硫、脫氮、芳烴飽和以及多環環烷烴開環等反應，將非理想組分轉化為理想組分，使油品得到深度精制，從而達到提高目標產品的黏溫性能和飽和烴含量的目的。加氫精制過程的主要反應為烯烴和芳烴的進一步加氫飽和，以改善油品的顏色、光安定性和熱氧化安定性。因此，為確保目標基礎油的100～C運動黏度、黏度指數和酸值滿足指標要求，不同組成的糠精油需要不同的加氫處理反應條件才能得到理想的重潤組分。

將潤滑油加氫裝置原料切換為混合油糠精油，將反應壓力基本固定，根據催化劑床層溫升變化和重潤產品的質量，及時調整反應溫度和氫油比，摸索最佳操作條件。由于基礎油現行標準與方案設計時的標準發生了較大變化，產品質量要求提高，因此，原油性質變化前后的實際操作參數進行了相應的調整。與設計值相比，臨盤油實際操作的R-101人口壓力、反應溫度和氫油比均不同程度提高。與臨盤油實際值相比，在處理量降低近30%時，混合油實際操作條件R-101反應溫度降低4℃，氫油比提高近2.5倍。

四、結論

（1）在勝利進口原油減壓蠟油作為原料切換為臨盤原油與進口原油作為原料時，仍可生產出合格的HVI Ⅱ類潤滑油基礎油，說明濟南分公司的潤滑油加氫裝置對原料的適應性較強。

（2）隨著潤滑油料性質變化，潤滑油加氫裝置的綜合能耗變化不大，且輕質油收率及重質油收率并未降低。因此，以臨盤原油與進口原油生產的潤滑油料作為原料時仍能保持較高的基礎油綜合收率。