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1、润滑油基础油加氢技术内容 前言 基础油分类 润滑油基础油的生产工艺 润滑油基础油的加氢技术 典型工厂生产流程分析 RIPP润滑油加氢技术 小结前言润滑油的重要性和发展对润滑油质量的要求越来越高机械 提高机械效率,运转条件更苛刻 零件小型化,承受大型机械的负荷 机械材料的变化,新的抗磨剂环保a.b.排放要求,蒸发损失,全寿命润滑油减少基础油的硫含量现代润滑油产品的质量要求传统润滑要求现代润滑要求21世纪的润滑要求基础油质量努力方向:1. 高粘度指数,低的低温粘度2. 好的高温性能2. 好的抗氧化性能3. 低挥发度21世纪对润滑油产品的质量要求润滑油性能要求对基础油的性质要求发动机油低排放,低油耗
2、 好的高温性能,低挥发度省燃料长周期运转高粘度指数抗氧化安定性齿轮油传动油全寿命使用省燃料优良的流动性省燃料抗氧化安定性高粘度指数高粘度指数低挥发度世界润滑油基础油生产水平对比区域全球北美美国加拿大西欧亚洲中国基础油生产水平1965 2000 年 新 增 2.5Mt/a 生 产 基 础 油 能 力 , 全 氢 法 占 50%,2000 年 加 氢 裂 化 法 生 产 的 基 础 油 产 量 占 总 量 16 ,2019 年 20 的石 蜡基 基 础油 通 过加 氢 处理 生产 ,18的 石 蜡基 基 础油 通过异构脱蜡或由其它催化脱蜡技术生产 类 基 础 油 已 占 北 美 石 蜡 基 基 础
3、 油 供 应 量 的 1/3 以 上 类 基 础 油 达 基 础 油 总 量 的 35 ,预 计 、 类 基 础 油 每 年 增 长 率 超 过 102019 年 、 类 基 础 油 占 到 60.3%主要生产、类基础油,不产类基础油1990 2019 年 , 类 基 础 油 达 30 万 t/a, 接 近 全 球 需 求 量 的 1/22019 年 25 30 的 基 础 油 通 过 加 氢 法 生 产预 计 、 类 基 础 油 在 2019 年 将 达 15 左 右润滑油基础油的分类基础油的分类和构成 种类 传统精制矿物基础油 非传统精制矿物油 合成油等(如PAO) 分类 壳牌分类 API
4、分类 我国分类基础油类别代号粘度指数低粘度指数LVI40中粘度指数MVI4080高粘度指数HVI 95很高粘度指数VHVI120超高粘度指数UHVI140壳牌分类以粘度指数为根据分类模糊矿物油和其他类型基础油无明确组成要求基础油饱和烃/%含硫量/%粘度指数I类0.0380II类900.0380 VI120III类900.03VI120IV类聚烯烃(PAO)V类除I、II、III、IV、IV类以外的其他基础油API分类将矿物油和其他油分开以粘度指数并辅以组成分类API分类中基础油性质特点 I类油 传统“老三套”工艺生产的基础油 氧化安定性差,挥发损失大,粘度指数低,硫含量高 II类油 组合工艺或
5、全氢型工艺生产 组成发生较大变化,饱和烃含量高,杂质少,氧化安定性好,低温性能优于I类油 III类油 生产工艺与II类油相同,但操作条件苛刻 粘温性能优异,挥发损失低,氧化安定性好粘度指数超高粘度指数VI140很高粘度指数VI120高粘度指数VI90中粘度指数VI40低粘度指数VI环烷烃芳烃大庆减二基础油0.02210大庆减二:沙轻减二2:10.1326220大庆减二:沙轻减二1:10.1918250大庆减二:沙轻减二1:20.3162260沙轻减二基础油0.478235大庆减三基础油0.0462130大庆减三:沙轻减三2:10.3434128大庆减三:沙轻减三1:10.5949172大庆减三
6、:沙轻减三1:20.7471140沙轻减三基础油0.9781160基础油的硫含量对氧化安定性的影响基础油的硫含量对氧化安定性的影响从基础油的硫含量对氧化安定性的影响对比可以看出:并不是随着硫含量的按比例增加,油品的抗氧化安定性就会呈线性或按一定规律增加,而是同样地出现了不规律性 。基础油中的硫化物对油品的抗氧化安定性具有一定的天然添加剂的作用,但是由于油品中的硫化物形态多种多样,在油品使用的过程中也会发生变化,其对油品的理化和使用性能不尽相同,呈现出的规律性亦都不强。基础油饱和烃含量对内燃机油清净性的影响对柴油机油来讲,高温清净性是其关键性能之一,随着饱和烃含量的增加,油品在发动机台架上的高温
7、清净性变好(WTD缺点评分减小),当超过某一值,随着饱和烃含量的增加,油品在发动机台架上的高温清净性又有所下降。基础油的发展为满足严格的环保要求和汽车新工况要求,、类基础油增长较快,2019年以后增加的产能基本是/类油,部分是GTL和PAO。/类基础油占世界基础油市场的比例,已由2019年的11%增长到2019年的23%。预计2019年前后全球的II/III类油生产能力将达到1600万吨左右,占总产能的30%。由于节能、环保、长寿命高性能发动机油的发展,PAO需求将进一步增长,近年来平均年增长率5.7%,2019年38.4万吨。PAO的技术由BP、雪弗龙、埃克森美孚等少数公司掌握,目前生产能力
8、与需求基本相当。基础油生产发展方向随着环保法规与节能法规的日渐苛刻,对高粘度指数、低硫、低挥发度、低倾点、高抗氧化安定性、高添加剂感受性的基础油需求越来越大。世界润滑油基础油正由API 类向API /类转变。预计到2019年,世界/类基础油增长在30%50%之间 , 占到 全 球 基 础 油 总 量 的 20 。 基 础 油 加 氢 技 术 主 要 有 :Exxon Mobil加氢技术,Chevron Texaco加氢裂化异构脱蜡技术,Shell加氢裂化加氢异构化技术,中国石化RIPP的RLT、RHW及RIW技术。国内润滑油的生产和消费润滑油基础油生产能力(行业统计)全国基础油生产能力441万
9、吨1、中石油:288 万吨2、中石化:133 万吨3、地方:20 万吨CNPC65.31%OTHER4.54%SINOPEC30.16%加氢基础油生产能力 现有加氢装置5套 中石油3套(兰炼,克石化,大庆炼化) 中石化2套(荆门,高桥) 加氢装置加工原料的能力150万吨/年 中石油90万吨/年 中石化60万吨/年 加氢基础油生产能力88万吨/年 可用于调油的基础油生产能力约80万吨/年 目前加氢基础油实际生产约35万吨,调油用油约20万吨基础油消费情况 消费 2019年消费约330万吨 2019年消费约420万吨 加氢基础油消费约100万吨(包括橡胶油,白油料等),其中进口6070万吨 需求预
10、测 2019年430万吨 2019年490万吨 2019年550万吨润滑油基础油的生产工艺烃类组成对润滑油性能的影响粘度指数倾点抗氧化安定性对抗氧剂感受性高高高低低高低中低中低低正构烷烃异构烷烃长侧链环烷烃多环烷烃芳烃硫、氮等极性化合物好好好中差差好好好好差差不同烃类的粘度指数烃的类型正构烃异构烃单环环烷烃双环环烷烃芳烃粘度指数1751551427050润滑油基础油粘度同组成的关系 对于同一系列烃类,分子质量越大,粘度越大; 分子质量相近时,环状结构分子粘度大于链状结构,而且环数越多,粘度越大; 环数相同时,其侧链越长其粘度越大。基础油的性质指标 满足基础油的使用性能 粘度,润滑性能 粘度指数
11、,粘温性能,适应工作环境变化要求 倾点,低温流动性能 满足环保(排放)要求 饱和烃含量,硫含量 满足经济性能指标 氧化安定性,蒸发损失润滑油基础油生产工艺-1 传统“老三套”工艺 溶剂精制-溶剂脱蜡-白土精制 原料依赖性强,过程限制很难生产API II类油以上产品 加氢工艺 加氢处理-催化脱蜡-后精制 化学转化过程,原料来源广,收率高,质量好润滑油基础油生产工艺-21.溶剂精制加氢精制溶剂脱蜡2.溶剂精制加氢裂化脱蜡3.溶剂精制加氢处理异构脱蜡4.加氢裂化溶剂脱蜡加氢精制5.加氢裂化溶剂精制溶剂脱蜡6.加氢精制溶剂精制脱蜡 利用二者优势,优化生产过程 可生产APIII类油及以上产品 组合工艺灵
12、活,有些情况下,是目前全氢型工艺无法替代的工艺目的 采用物理的或者化学的方法,使原料中的非理想组分或者分离除去或者转化,使产品满足使用性能的要求。 老三套过程 物理分离过程,物料不发生化学结构变化 加氢过程 化学转化,通过化学反应使非理想组分或者转化为理想组分或者裂化成小分子通过蒸馏除去 组合工艺 通过物理分离优化加氢过程的化学反应,获得更好效益润滑油生产技术发展史 20世纪50年代前,传统“老三套”技术 20世纪50年代末60年代初,加氢精制技术,取代白土精制 20世纪60年代末出现润滑油加氢裂化(处理)技术 20世纪70年代出现催化脱蜡技术,ZSM-5择型裂化 20世纪80年代末出现SAP
13、O分子筛异构脱蜡催化剂 20世纪90年代初出现异构脱蜡技术 20世纪9时年代中期异构降凝催化剂更新换代 20世纪90年代中期至今,异构脱蜡技术大规模工业化润滑油加氢技术的发展及应用现状润滑油加氢技术的作用 脱除杂环化合物,脱除胶质 饱和芳烃 通过上二种功能改善油品颜色与氧化安定性 通过芳烃饱和、适度开环提高油品粘度指数 通过裂化或异构化链烷烃降低油品倾点 改变基础油组分的分子构型,提高对添加剂的感受性,特别是对氧化安定性的感受性烃类的VI烃类正构烃异构烃单环环烷烃双环环烷烃芳烃VI1751551427050不同加工过程中油品化学变化分子类型粘度指数 常规加工流程加氢流程正构烷烃异构烷烃单环环烷
14、烃双环与多环环烷烃单环、双环芳烃三环与稠环芳烃含硫化合物含氮化合物含氧化合物17515514270 50 0/大部分除去部分除去大部分保留大部分保留大部分保留部分除去大部分除去大部分除去大部分除去裂化或异构化大部分保留大部分保留开环,多环向少环转化加氢饱和,开环加氢饱和,开环转化为 H2S 脱除转化为 NH3 脱除转化为 H2O 脱除胶质很低大部分除去转化为低分子烃类很低沥青质其它非理想组分/全部除去大部分除去转化为低分子烃类转化为低分子烃类润滑油加氢处理过程理想的反应润滑油加氢技术应用现状 从发展看,经历了加氢精制,加氢裂化/处理,催化脱蜡阶段 现阶段,加氢裂化/处理、催化脱蜡、加氢精制及于
15、老三套溶剂精制或溶剂脱蜡进行组合的工艺均有应用,用于生产APIII或III类基础油 发展过程中,随着基础油质量要求的不断提高,各种独立的加氢技术不断融合集成,形成了当今的全氢型流程,代表了润滑油生产技术的最高水平 在全氢型流程中,异构将凝技术获得了广泛的应用,至2000年底,异构脱蜡工艺生产的基础油占加氢脱蜡基础油的65% 到2019年底,世界各地约14套异构脱蜡装置投产或即将投产,总设计能力859.5万吨/年。世界润滑油异构脱蜡技术专利商 Exxon:软蜡两段异构化生产VHVI基础油 Shell:含油蜡异构裂化生产UHVI基础油 Mobil:加氢裂化-选择性催化脱蜡生产HVI基础油(150N
16、,500N) Lyondell:加氢裂化尾油异构化生产HVI基础油 Chevron:加氢处理/裂化-异构脱蜡生产HVI或VHVI基础油 RIPP:加氢处理/裂化-异构脱蜡生产HVI或VHVI基础油发展趋势 基础油由API I类向API II类或III类过渡 加氢技术发展 改进催化剂的性能 组合工艺技术开发与应用 降低成本加氢基础油生产现状与构成趋势 国外 API II、III类加氢基础油3050% 国内 目前加氢能力150万吨/年,约占17% 实际生产只占7%,可用于调油的只占4.5% 市场有需求,国内开工不足,需进口基础油 以2019年总消费490万吨、加氢基础油占2530%计,需122.5
17、147万吨。需加氢能力190230万吨,发展空间很大。厂家技术来源加氢能力基础油生产能力兰炼IFP4020克石化RIPP3026大庆炼化Chevron2014荆门分公司RIPP2010高桥分公司Chevron4028合计/15088(Max)加氢装置及生产能力国内加氢基础油生产能力(万吨/年)典型的润滑油基础油加氢工艺流程加氢基础油的生产工艺路线1、溶剂抽提溶剂脱蜡补充精制2、燃料型加氢裂化异构脱蜡或催化脱蜡加氢后精制3、润滑油型加氢(处理)裂化异构脱蜡加氢后处理4、溶剂抽提加氢处理溶剂脱蜡5、溶剂抽提加氢处理异构脱蜡加氢后处理加氢基础油的生产工艺路线6、燃料型加氢裂化溶剂精制溶剂脱蜡加氢后精
18、制7、加氢裂化/加氢处理加氢异构化/加氢后精制溶剂脱蜡1 润滑油补充后精制工艺流程糠醛精制酮苯脱蜡后精制产物原料溶剂白土精制与加氢油性质比较SAE 级1040精制工艺37.8 厘沱色度 D1500加氢35990.2白土精制38960.6加氢182901.3白土精制200892.7氧化安定性(酸值达 2.0mg 的小时) 4750180014001000S mN ppm0.00230.1520.111300.3380加氢油硫低色度浅,氧化安定性好,重质油粘度加氢后有下降2燃料型加氢裂化异构脱蜡或催化脱蜡加氢后精制Mobil润滑油脱蜡工艺(Mobil LubeDewaxing-MLDW) MLDW
19、-1于1981年在Mobil公司的Paulsboro装置工业应用 MLDW-2于1992年在Paulsboro装置工业应用 MLDW-3于1993年在位于澳洲的Mobil公司Adelaide装置工业应用 2019年,MLDW-4在澳洲的Adelaide装置以及位于法国的Mobil公司的Gravenchon装置工业应用韩国SK公司的加氢基础油生产装置 SK公司的加氢基础油装置于2019年10月在SK公司的ULSAN炼厂投产,生产能力为17.5万吨。 加氢裂化装置的原料为科威特原油减压馏分油,加氢裂化常用UOP技术催化剂为HCK和HC22。 其优点是加氢裂化尾油的循环利用以及燃料加氢裂化和润滑油加
20、工过程的有机结合。 最初采用Mobile公司的MLDW催化脱蜡技术,97年开始采用Chevron异构脱蜡催化剂(ICR-408)韩国SK公司的生产流程项目Yubase3Yubase4Yubase640运动粘度12.319.132.5100运动粘度3.14.26.0粘度指数115126133倾点,24151520低温粘度5005001230旋转氧弹/分钟440480520韩国SK公司的加氢基础油典型性质3润滑油型加氢(处理)裂化异构脱蜡加氢后处理美国Excel公司查理湖炼厂加氢基础油生产装置 Excel公司查理湖炼厂的加氢基础油生产装置于2019年投产。 异构脱蜡采用Chevron的异构脱蜡催化
21、剂。美国Excel公司查理湖炼厂的生产流程项目轻中性油重中性油操作条件异构脱蜡温度341352加氢后精制温度235236基础油收率7483基础油性质倾点1512运动粘度21.1(40)12.2粘度指数10196美国Excel公司查理湖炼厂装置操作条件及基础油性质Mobil选择性脱蜡工艺(Mobil SelectiveDewaxing-MSDW) 2019年MSDW-1在新加坡的Jurong炼厂投用 Jurong炼油厂是Mobil在新加坡的独资石油化工联合企业 MSDW-1装置设计能力为8000桶/天(40万吨年)基础油ExxonMobil公司Jurong炼厂加氢基础油生产装置 新加坡Juron
22、g炼厂采用MSDW工艺,于2019年建成。 该装置最初采用MSDW-1催化剂,2000年换用MSDW2催化剂。ExxonMobil公司Jurong炼厂的生产流程项目加氢裂化异构脱蜡操作条件压力/Mpa10171017温度3803903151空速/h1.00.51.0基础油收率,90ExxonMobil公司Jurong炼厂操作条件项目J150 2类J150 3类J500 2类40运动粘度3035.495100运动粘度5.46.210.8粘度指数11512497倾点,-18-24-15蒸发损失1573芳烃含量,2295.095.093.01含硫量/g g55107旋转氧弹/min357324286
23、RLT技术工业结果5 溶剂抽提加氢处理异构脱蜡加氢后处理CHEVRON公司的润滑油加氢技术ISO-dewaxing是Chevron公司1985年开发的一项润滑油脱蜡技术 1993年8月首先在Richmond炼油厂实现工业化 国内大庆石油管理局油田化工总厂、高桥分公司已经引进了二套chevron异构脱蜡装置美国STAR公司的约瑟港炼油厂异构脱蜡装置 该装置采用较缓和的溶剂抽提条件,提高了溶剂精制油的收率。 基础油的粘度指数与溶剂精制基础油的粘度指数相当,产品符合2类基础油规格要求,基础油的收率较高。美国STAR公司的约瑟港炼油厂异构脱蜡装置大庆炼化公司引进的CHEVRON技术工艺流程糠醛精制油或
24、脱蜡油或蜡下油加氢脱氮汽提加氢异构加氢精制蒸馏大庆炼化公司加氢基础油典型性质大庆项目150N500N40粘度/mm2.s-1100粘度/mm2.s-1VI倾点/色度/号外观硫/ug.g-1氮/ug.g-1氧化安定性/min族组成 饱和烃芳烃31.25.31102280.5透明10.7738097.82.179.0611.25132-150.5透明+50 稠环环烷部分加氢开环VI 20凝点+20 长侧链的单环环烷烃或单环芳烃VI 110-140凝点0 VI 20凝点+20 因此要求加氢裂化(处理)催化剂必须具有高的加氢活性和相匹配的裂化活性,才能使高凝点低VI值的稠环化合物变成理想基础油组分催化
25、脱蜡催化脱蜡过程是应用在基础油生产过程的中间步骤,代替溶剂脱蜡,一般它的原料中杂质较低,主要的化学反应是正构烷烃或歧化程度很小的异构烷烃进行异构化或选择性裂化。正构烷烃在加氢中心和酸性裂化中心进行的裂化与异构化反应如下:, 是脱氢-加氢反应, 是氢离子转移反应, 是裂化副反应正碳离子异构化反应如果催化剂加氢功能强则异构产物多,酸性功能强则裂解产物多裂解产物H2n-CnH2n+2 H2 nCnH2n正构烷烃 正构烯烃裂解产物H2H2iCnH2n+2异构烷烃i-CnH2n异构烯烃i-CnH+2n+1异C离子+n-CnH2n+1正C离子正构烷烃或低分支异构烷烃异构化高分支异构烷烃性质变化C10CC1
26、0|CCCCC125凝点 19C10CC10|CCC|CC119凝点 40从以上化学反应过程和烃类和凝点特性可以总结为:加氢反应进程中要多除去芳烃和双环环烷烃,多产生单环长侧链及异构烷烃,凝点合格时,保留正构烷烃有利提高。典型工厂流程分析燕山石化现有基础油生产工艺流程减二线馏分油减三线馏分油减四线馏分油糠醛精制70酮苯脱蜡52白土精制20150N基础油350N基础油500N基础油650N基础油蜡加氢6食品级石蜡应对变化的工艺流程传统流程与混合加氢流程结合减二线油减三线油糠醛精制酮苯脱蜡络合脱氮HVI a, b150, 350减三线油减四线油浅度糠醛精制加氢处理精制酮苯脱蜡临氢降凝精制HVI5,
27、6,10HVI + 5,6副产:溶剂油轻润滑油应对变化的流程传统流程与异构脱蜡流程结合糠醛精制减二线油减三线油减四线油酮苯脱蜡加氢处理络合脱氮异构脱蜡精制HVI a, b150, 350HVI5,6,10HVIIII 5,6副产:溶剂油工业白油“两步走”策略,分期实施 第一步: 在尚有一定数量大庆油的情况下,通过优化老三套系统,维持生产(HVI类) 为满足高档基础油的需要,新建一套全氢型异构降凝装置,生产HVI+及HVI基础油 第二步: 在没有大庆油加工时,采用加氢技术对老三套进行改造 采用老三套与加氢结合技术,生产HVI类基础油和石蜡,同时达到扩大高档基础油产能的目的第一期新建装置流程流程特
28、点和目的 一段串联加氢处理流程,原料适应能力强 加氢处理生成油全馏分进料 相对缓和条件下达到深度脱硫、脱氮目的 优化环烷烃的开环反应,提高粘度指数,降低粘度损失 提高基础油收率,除生产低粘度产品外,解决现有异构脱蜡装置难于生产粘度较高的基础油(如10cSt基础油)的突出问题第二期老三套改造流程流程特点及目的 一段馏分油加氢处理加氢精制流程 加氢生成油经过蒸馏分轻、中、重含蜡油分别去溶剂脱蜡 生产高粘度HVI或+类基础油 生产优质石蜡 产生的蜡下油可去异构降凝装置,生产基础油/济南润滑油装置改造方案糠醛精制加氢处理蒸馏溶剂浅度脱蜡临氢降凝后精制蒸馏石蜡轻润中润重润石脑油、柴油石脑油、柴油红色为新
29、建单元石蜡加氢食品蜡、食品包装蜡、微晶蜡馏MVI150MVI90BS荆门现有润滑油生产流程轻套酮苯脱蜡轻蒸 减二、减三、套减四 糠醛精制脱蜡油加氢改质加氢脱蜡油加氢基础油丙烷 脱沥青油脱沥青重套糠醛精制重套酮苯脱蜡减压渣油加氢补充精制加氢补 MVI基础油 MVI500充精制500N120BS精制油减四精制油/丙烷脱沥青加氢改质脱沥青油重套糠醛精制重套酮苯脱蜡临氢降凝-补充精制流程(改进凝点、降低能耗)临氢降加氢脱蜡 凝油补充精制120BS基础油/500N、120BS溶剂浅度精制溶剂浅度脱蜡高压加氢处理异构降凝后精制微晶蜡蒸馏精密蒸馏蜡下油轻润石脑油,轻柴油工业白油75N、150N、重润溶剂油金
30、属加工油等荆门改造后的润滑油加氢系统流程原有加氢改质系统改造轻脱减三减四5 RIPP润滑油加氢技术简介RIPP润滑油加氢技术 中压加氢处理技术(RLT)加氢处理剂:RL-1 加氢催化降凝(脱蜡)技术(RDW)催化剂:RDW-1 全氢形高压加氢技术(RHW)催化剂:RLRDW-1RJW 润滑油异构降凝(脱蜡)技术(RIW)催化剂:RLRIWRL-10L润滑油加氢催化剂 加氢处理剂RL-1脱氮和芳烃饱和性能好具有一定的异构化功能 降凝催化剂RDW-1具有好的降凝活性氢活化周期长 异构降凝催化剂RIW-1具有好的异构选择性,粘度指数保留的好 后精制催化剂RJW-2、RLF-2和RLF-10L具有高的
31、加氢活性RIPP润滑油加氢技术简况 开发了性能优良的加氢处理、异构脱蜡、催化脱蜡和加氢后精制及白油加氢等催化剂 RIPP 开发并工业化了下列润滑油加氢技术:-加氢补充精制(克石化,荆门等)-加氢脱酸(克拉玛依石化,辽河石化)-中压加氢处理(RLT)(荆门石化)-临氢降凝技术 (RDW)(克拉玛依石化,辽河石化)-全氢型润滑油高压加氢技术(RHW)(克拉玛依石化2套)-润滑油异构脱腊技术(RIW)(茂名石化,杭州炼厂) 白油加氢技术(RDA)(石油三厂,长治,林源,克石化,杭州炼厂)RIPP润滑油加氢技术工业应用年史 1988前,加氢补充精制 1988,加氢脱酸技术 1992,白油加氢技术(RD
32、A) 1994,中压加氢处理技术 (RLT) 2019,催化脱蜡技术(RDW) 2019,白油加氢技术(RHDA) 2000,全加氢润滑油高压加氢技术(RHW) 2019,白油加氢技术(RDA) 2019,润滑油异构脱蜡技术(RIW)寿命试验10000h环烷基润滑油高压加氢(RHW)技术 催化剂:RL-1,RDW-1,RJW-2 流程:加氢处理-催化剂降凝/后精制 原料:VGO,LDAO 产品:溶剂油,橡胶油,光亮油 特点:流程短,收率高,产品质量好,副产品开发利用条件好RHW工业应用 装置规模:30万吨/年 流程:加氢处理-临氢降凝/后精制 原料:减二、减三、轻脱 主产品:橡胶填充油,150
33、BS光亮油装置运转状况 2000年11月克拉玛依石化开工 2019年4月催化剂再生 2019年4月加氢处理段换用蝶形催化剂 降凝剂和后精制再生后一直运转 该装置2019年对全厂效益贡献率50%减二重润减三重润轻脱重润设计实际设计实际设计实际运动粘度,mm2/s100/5.7528-1210.9925-2827.664041.6-50.648.28/177.4/396.8粘度指数/27/-58095色 度,号/0.50.50.51.5180184205226290288倾 点,-40-42-23-27-12-22旋转氧弹(150 )min/340/360/457收率/%(对处理进料)*89908
34、8916389.3RHW运转结果*润滑油总收率润滑油中压加氢处理(RLT)技术 催化剂:RL-1,RJW-2 流程:溶剂精制-加氢处理/加氢后精制-溶剂脱蜡 原料:中间基VGO,LDAO 产品:VHVI基础油/120BS光亮油,石蜡,微晶蜡 特点:油蜡并举,可生产重质基础油,综合效益好牌号150N500N120BS原料减三减四轻脱3密度(20)/ g cm0.84540.86650.88072 1运动粘度/ mm s1005.19611.0224.8940 27.0893.18356.90粘度指数12410391倾点/-16-15-19饱和烃/%95.095.093.01含硫量/g g5510
35、7旋转氧弹/min357324286RLT技术工业结果润滑油异构降凝(RIW)技术 项目:中国石化股份公司“十条龙攻关项目” 进展:完成成套技术开发,通过中国石化股份公司组织的专家评议 完成催化剂研制及工业试生产 完成开工过程及催化剂预处理技术的研发 完成广泛的原料适应性试验 完成催化剂12000多小时寿命试验 形成适合于不同进料及产品要求的优化工艺流程 应用:针对茂名分公司40万吨/年降凝装置、杭州20万吨/年白油加氢已完成基础设计简况技术特点 催化剂:RL-1,RIW-1,RLF-10L,活性高,堆比小 流程:加氢处理/裂化-异构降凝/后精制 原料:VGO,LDAO,尾油等 产品:API
36、II类和API III类基础油 产品特点:粘度指数高,芳烃含量低,倾点低,安定性好 技术成熟: 异构降凝催化剂完成工业放大 加氢处理催化剂及后精制催化剂已工业化应用异构脱蜡工艺开发 糠醛精制-加氢处理-异构脱蜡/后精制流程 结合茂名项目,以中东含硫原油为原料 两段串联加氢处理-异构脱蜡/后精制-白油加氢流程 结合杭炼白油项目,以西江、大庆、苏北等混合原油为原料,最大限度生产白油料(处理过程避免开环裂化影响收率) 尾油加氢精制-异构脱蜡/后精制流程 中间基油加氢处理-异构脱蜡/后精制流程 鲁宁管输油、江汉混合原油为原料原料适应性 伊轻糠醛精制油 沙轻糠醛精制油 南阳减三糠精油 江汉减三糠精油 大
37、庆西江混合减压馏分油 大庆各线减压馏分油的糠醛精制油 环烷基轻脱沥青油 临商减三、减四、轻脱糠精油 不同加氢裂化尾油项目减三浅度糠精油减四浅度糠精油轻脱浅度糠精油温度/360/210365/210370/210压力/MPa12.012.012.0-1空速/h0.84/1.20.7/1.00.7/1.0基础油牌号HVI 6号HVI 10号HVI 120BS综合收率/w%70.637.436.42 -1运动粘度/mm s1006.3211.3525.334040.9594.47308.68粘度指数102107106倾点/-21-18-12RIPP异构脱蜡中东油试验结果项目尾油1尾油2温度/3553
38、25压力/MPa12.012.0-1空速/h0.841.0基础油牌号HVI 6号HVI 4号综合收率/w%68.363.82 -1运动粘度/mm s1005.804.484032.2621.21粘度指数123125倾点/-18-21RIPP异构脱蜡尾油试验结果项目减三糠精油减四糠精油轻脱糠精油温度/340/210350/210370/210压力/MPa10.010.010.0-1空速/h0.850.70.7基础油牌号HVI 6号HVI 10号+HVI 90BS基础油收率/w%77.673.666.62 -1运动粘度/mm s1006.74910.5419.864045.8185.56194.9
39、粘度指数100106117倾点/-18-24-21RIPP异构脱蜡中间基油试验结果Chevron公司异构降凝应用情况 大约有11套装置在运转 国内有两套 大庆 糠醛精制-加氢处理里-异构降凝/后精制流程 高桥 润滑油型加氢裂化-异构降凝/后精制流程原料减二线减四线产品HVI2号HVI5号HVI2号HVI5号HVI 10号设计收率/%8670实际收率/%9.8676.4721.727.2635.07实际收率合计/%86.3364.05大庆异构降凝装置情况低粘度产品与设计值符合较好,高粘度产品差距较大,2019换新剂后收率比一代剂又下降10%左右催化剂国外最新剂RIPP(2代)温度/360340压
40、力/MPa12.012.0-1空速/h1.01.0基础油性质HVI 6号HVI 6号基础油收率/%89.088.02 -1运动粘度/mm s1005.946.1824037.640.82VI10096倾点/-33-33RIPP技术与国外同类技术对比原料:大庆减二混合油(石蜡基轻质原料)催化剂国外最新剂RIPP(2代)温度/370375365370压力/MPa12.012.012.012.0-1空速/h0.70.70.70.7基础油牌号HVI10号HVI10号HVI10号HVI10号基础油收率/%61.556.069.968.12 -1运动粘度/mm s100/10.229.80910.419.
41、10640/73.2869.3074.8563.07VI123123124121倾点/-36-42-30-33原料:大庆减四加氢油(石蜡基重质原料)催化剂国外最新剂RIPP(2代)温度/370360压力/MPa12.012.0-1空速/h0.70.7基础油牌号HVI10号HVI10号基础油收率/%46.548.92 -1运动粘度/mm s100/9.69810.1540/76.3481.94VI105105倾点/-33-33原料:伊轻减四浅度糠精油(中间基重质原料)催化剂国外最新剂RIPP(2代)温度/375375压力/MPa6.46.4-1空速/h0.70.7基础油牌号HVI8号HVI8号基
42、础油收率/%76.482.62 -1运动粘度/mm s100/7.6348.24940/54.4560.47VI103105倾点/-21-20原料:杭炼混合减四馏分油(大庆、西江、苏北混合减压油)编 号RIPP国外(工业)加氢条件-1空速/h1.0/1.01.0/1.0生成油性质综合收率/%67.466.272 -1粘度40/mm s41.0833.612 -1粘度100/mm s6.655.94VI115122倾点/-24-27与大庆炼化装置开工初期结果对比大庆减三降凝结果编 号RIPP国外(工业)加氢条件温度/360/210368/233-1空速/h1.0/1.01.0/1.0生成油性质综
43、合收率/%66.460.372 -1粘度40/mm s73.9670.52 -1粘度100/mm s10.8110.71VI134131倾点/-21-19大庆减四降凝结果编 号RIPP国外(工业)加氢条件温度/365/210372/233空速/h-10.7/1.00.7/1.2生成油性质综合收率/%72.0837.96粘度40/mm2 s-1168.10129.8粘度100/mm2 s-119.5616.3VI134135倾点/-18-28大庆轻脱降凝结果催化剂性能对比结果 RIPP技术:轻质基础油质量及收率,与国外催化剂相当 重质基础油,收率高于国外同类技术。 RIPP所采用的工艺方案和催化
44、剂体系不同于国外技术,在生产高粘度等级产品时有明显的优势。原因RIPP技术Chevron技术处理段与精制段有多套装置运转,降凝剂已经过小时长周期中型运转,性能稳定多套装置运转,具有工业应用业绩催化剂体系进行深度脱硫、脱氮时粘度损失较小催化剂体系进行深度脱硫、脱氮时粘度损失较大高粘度基础油收率高高粘度基础油收率较低RIPP与Chevron异构脱蜡技术特点VI产率损失空速产量价格收益-V%-1hbbl/day$/gal$1001050(基准)1.010001.97980011730(2035)0.855952.095222912540(3550)0.754502.4345927异构脱蜡基础油经济性
45、比较原料一定时,粘度指数提升有一定限度VI提高时,裂化深度必须提高,收率下降、催化剂寿命缩短北美有4家炼油厂生产API+基础油,3个公司具有生产API类油能力,但并不积极生产API(Chevron技术在北美炼厂的工业装置实际结果)2019NPRA润滑油基础油生产过程中的问题 原油的变化,混合原料加工 粘度指数下降 光安定性差润滑油光氧化安定性的研究进展四种影响基础油光安定性的看法:1.氮化物的影响2.非碱性氮化物的影响3. 重芳烃的影响4. 部分饱和的多环芳烃基础油光安定性的研究进展-氮化物的影响各组成构成油品颜色的比例,组成浓度mol%起始颜色100热氧化48h 后 168h 后氮化物含硫和
46、含氧化合物51989 98 9910 2 0.6无杂原子的芳烃烷烃和环烷烃2650100.400.40基础油光安定性的研究进展-非碱性氮化物的影响沉淀碱性氮组份非碱性氮组份外观棕色粉末浅棕色透明液 深红棕色极粘物质C,%H,%S,%N,%O,%灰分,H/C 原子比N/C 原子比59.27.10.743.3423.21.91.440.04886.58.60.783.600.61.190.03676.58.21.332.7610.201.28.031基础油光安定性的研究进展-重芳烃的影响光照的油样原始油样除去芳烃的油样除去胶质的油样除去胶质和重芳烃的油样除去重芳烃的油样沉淀%(v)4030150.
47、51.0基础油光安定性的研究进展-部分加氢多环芳烃的影响Gibert 首先提出“部分加氢多环芳烃是导致基础油光安定性差的主要原因”的说法。加氢油中的这部分数量不多,但确实存在,如通过溶剂抽提,脱氢或加烯烃去烷基化将其除去,光安定性就大为改善。光照产生沉淀是一个光引发的自氧化过程:一种自由基链式氧化反应机理。基础油光安定性的研究进展-部分加氢多环芳烃的影响日本学者研究表明:无氧则不产生沉淀。由于氧在油中溶解,在光照下,激发了多环芳烃的氧化反应,产生了沉淀。油 样(阳 光 照 强 度) 相对透光率,% 沉淀数量, mg/g-oil(0.0)(156.4)( 0.0)(208.1)10057.410
48、071.20.00.310.00.0含氧油样脱氧油样改善基础油光安定性途径、化学改质法催化脱氢烷基化 加氢后精制二、 分离法 溶剂后处理白土处理吸附后处理三、 改进催化剂和加氢工艺提高芳烃加氢活性催化剂密闭硫化法油品调合法加大生成油循环法加氢补充精制后油品凝点回升 润滑油加氢补充精制后的凝点回升,只在某些原油或同一种原油的某线油加工时存在的现象 如国内的胜利、任丘、大港原油及大庆原油的重质基础油无回升问题,大庆轻质润滑油存在凝点回升问题 解决方法:1.原料油中加入一定量的降凝剂2.降低补充精制反应温度3.采用“加氢精制溶剂脱蜡”流程150SN 四组分的凝点变化组分150SN 白土油150SN 加氢油饱和烃SA2016轻芳烃A11916中芳烃A2188重芳烃A3182小结 对润滑油基础油质量要求不断提高; 润滑油加氢的流程要结合工厂的实际合理选择; RIPP的润滑油加氢技术先进可靠,达到国际同类技术的先进水平谢谢