润滑油加氢脱蜡技术进展探究

润滑油加氢脱蜡技术进展探究

张鹏

兰州石化公司炼油运行三部 甘肃兰州 730060

摘要：我国经济发展迅速，工业化建设加快，润滑油作为一种重要的工业资源，在多个领域多有所应用。在润滑油的生产中，加氢脱蜡是重要的技术手段，本文将探究润滑油加氢脱蜡技术的进展，介绍了国外的润滑油加氢脱蜡技术的发展以及与国内的对比，从而为我国的润滑油产业发展提供参考。

关键词：润滑油；加氢脱蜡；技术进展

前言：润滑油作为重要的工业资源，其发展技术历经了多个阶段。在1927年，美国印第安纳公司成立之后，对于润滑油的脱蜡研究便从未中断。我国于1973年完成了两段法润滑油临氢降凝技术的工业试验，并在1980年，成功实现一段高压选择蜡裂解工艺。近年来，随着可持续发展战略的实施，在润滑油的生产上，研究人员为了降低成本，提升质量，又将润滑油的脱蜡技术做了进一步的提升。

一、国外润滑油加氢脱蜡技术的发展进程

1. Mobil公司

Mobil公司对于加氢脱蜡技术的开发，主要体现在其先进的工程技术与工艺技术之中。在1978年，法国Cravenchon炼油厂进行了针对MLDW工艺的大规模试验。该工艺主要采用溶剂精制油、减压馏分油以及加氢裂化塔底油作为原料，催化剂使用Mobil公司研制的新型合成高硅型沸石。通过氢转移反应、低分子量的烯烃、烷烃以及单烷基苯的烷基侧链转化成正碳离子，并通过骨架异构化正碳离子发生裂化反应^[1]。骨架异构化一般被认为是环丙烷质子化机理，裂解出的化学产物，会由分子扩散到分子外，并进入粘结剂形成的大孔，最后形成气体与液体。在MLDW工艺流程中，需要采用两个反应器，即一反装催化脱蜡催化剂以及二反装加氢精制催化剂，以满足润滑的规格要求。其操作条件为：反应温度需要介于320摄氏度与370摄氏度之间，反应压力超过1.7兆帕，但小于80.7兆帕，氢油比例介于89-890每立方米之间，氢耗介于17.8-35.6每立方米之间。

2. Chevron公司研发的IDW工艺技术

在1993年，由Chevron公司开发的ICR-404异构脱蜡催化剂首次被应用，并在1996年发展出了第二代，我国大庆油田化工总厂便使用过第一代催化剂。Chevron公司所研发的IDW工艺，具有很高的收率优势与粘度指数，但是由于其必须使用Pd或者Pt作为催化剂，导致其成本费用较高。第二代异构脱蜡催化剂具有寿命长、稳定性强的优点。其操作条件为：反应温度在315-400摄氏度之间，压力介于6.8-17.2兆帕之间，氢耗在17.8-89.1立方米之间。

3. 英国公司的BP工艺技术

英国石油公司选择加氢裂化直链烃以及分支较少的链烃，催化剂使用HM或者Pt，此类催化剂只适用于中质油料或者正构蜡较多的烃，对于含正构蜡较少或者微晶蜡较多的重质油料，则并不适用。BP工艺技术的工艺流程与MLDW流程相似，不过需要加设一个固定床反应器以及循环氢脱硫系统。其操作条件为：反应温度介于288-399摄氏度之间，反应压力在3.5-21兆帕之间，氢油比例为356-890每立方米，氢耗为17.8-160每立方米。

4. 其他技术

除了以上三种技术之外，Shell公司的XHVI工艺技术，需要使用含有蜡作为原料，通过加氢异构化反应，使蜡的转化率提升到八成甚至九成以上，可以生产出粘度指数为145-150之间的基础油，这种油由于其所含芳烃含量不到0.3%，因此具有挥发性小、氧化安定性好的特点。其操作条件为：反应温度介于320-390摄氏度之间，反应压力在12-19兆帕之间，氢耗为进料的1%。另外，EXXON公司采用软蜡作为原料，经过两段加氢异构化，生产出了具有超高粘度指数Exxson6基础油，其操作条件为：反应温度介于260-454摄氏度之间，反应压力在1.4-17.5兆帕之间，氢油比例为88-1760每立方米。

二、我国润滑油加氢脱蜡技术的发展进程

1. 抚顺石油三厂高压选择裂解工艺技术

相比于西方发达国家，我国由于经济因素以及科学技术的原因，对于润滑油脱蜡技术的起步较晚^[2]。抚顺石油三厂的高压选择蜡裂解技术采用由无定性硅酸铝以及ZSM-8高硅沸石复合研制的3792号催化剂，其原料使用大庆减压馏分油以及加氢裂化尾油。在1990年，该厂所研制的3902号催化剂进入量化生产，通过改进ZSM-5以及硅酸铝复合，提升了基础油的收率大约5个百分点。其操作条件为：反应温度介于360-430摄氏度之间，反应压力为14.7兆帕，氢油比例为800-1500每立方米，氢耗为0.59-1.6%。

2. 北京石油化工研究院临氢降凝技术以及异构降凝技术

北京石油化工学院自从1981年便开始了对于润滑油临氢降凝催化剂的研究，并对于大连、辽河、大庆、扬子、克石化、燕山等单位做了大量工作，终于研发出了RDW-1型催化剂，并在1995年被应用于克拉玛依石化厂。其原料为九区稠油，在操作条件为：反应温度介于268-269摄氏度之间，反应压力在2.83-3.1兆帕之间，氢油比例为417-455每立方米。在此条件下，可以生产出300DN、60DN的中性油，经过调配，可以配制出32号、46号冷冻机油以及45号变压器油。

3. 抚顺石油化工研究院的异构脱蜡与催化脱蜡技术

该院研发的FDW-1催化剂，可以被用于轻、中质润滑油的脱蜡过程，其原料使用SSOT尾油，操作条件为：反应温度为360摄氏度，反应压力在4.0-8.0兆帕之间，氢油比例为400-800每立方米，在此条件下，润滑油的收率可以达到69%，凝点由33摄氏度降低到零下19摄氏度。另外，新开发出的FDW-10催化剂，通过实验表明，在中压条件下，具有明显的降凝幅度。

三、润滑油的加氢脱蜡技术在工业中的主要应用

润滑油的加氢脱蜡技术在工业中具有广泛的应用，主要表现在以下几点：第一，应用于溶剂精制-加氢处理-加氢脱蜡-加氢精制的组合工艺当中，此工艺被Star炼厂应用于生产100N、150N、300NII类基础油以及150NIII类基础油。另外，大庆油田助剂厂使用此类组合工艺生产出了150SN、650SN以及150BSII类基础油^[3]。第二，加氢裂化-加氢脱蜡-加氢精制的组合工艺，此工艺被Richmond炼厂使用，生产出了100N、240N以及500NII类基础油。第三，加氢处理-加氢脱蜡-溶剂脱蜡组合工艺。此工艺被英国福利炼厂使用，生产出了超高粘度指数的基础油，根据研究表明，其粘度指数超过130。第四，溶剂提取-加氢脱蜡组合工艺，此工艺被沙特阿拉伯第二润滑油厂以及Paulsboro炼油厂使用，被用作第I类与第II类基础油的生产当中。

四、润滑油加氢脱蜡技术的未来展望

随着科技的发展，加氢脱蜡工艺具有良好的发展前景以及速度，在API新分类标准的实施背景下，第I类基础油的使用已经开始减少，第II类基础油的需求量正在增加，并且第III类基础油的市场也已经初具规模。在上世纪90年代，美国已经可以利用加氢法生产出35%的基础油。在工艺技术上来说，加氢脱蜡具有更加明显的优势，首先，其具有更加简单的操作流程。其次，由于不必使用贵重金属，使其成本费用降低，最后，其产品具有更好的质量以及环保效果。因此，发展加氢脱蜡会成为润滑油行业的必然发展趋势。我国对于加氢脱蜡技术的发展应予以重视，在当前，必须加大投入研发力度，减轻对于外国的依赖，虽然我国目前的工业化加氢脱蜡还未成熟，但是相信随着我国科技的发展，此项难题在未来会被迎刃而解。除此之外，在加氢脱蜡日益重要的今天，溶剂脱蜡仍然需要占据一席之地。因此，在发展加氢脱蜡的同时，不可以对溶剂脱蜡一并扫除，在国民经济的发展中，溶剂脱蜡仍然可以成为加氢脱蜡的辅助。因此，在未来的润滑油脱蜡发展趋势中，仍然要以加氢脱蜡作为主要研究对象，并辅以溶剂脱蜡进行辅助，使二者优缺互补，共同发展。

结论：综上所述，本文通过对润滑油脱蜡技术的国内外发展进行对比，可以发现，对于润滑油的脱蜡技术，在当前时代，加氢脱蜡技术具备更加强大的市场号召力，在未来的发展中，加氢脱蜡技术也势必会成为润滑油脱蜡技术的主要发展趋势，并且在加氢脱蜡发展的同时，不忘研发溶剂脱蜡，推动我国的润滑油工业实现更好发展。

参考文献：

[1]王从新.十年铸剑,破垄断实现高档润滑油生产技术突破——记润滑油基础油加氢异构脱蜡催化剂技术及应用项目[J].科技促进发展,2019(04):546-549.

[2]田志坚,润滑油基础油加氢异构脱蜡催化剂技术及应用. 辽宁省,中国科学院大连化学物理研究所,2018-12-01.

[3]李立权.润滑油加氢脱蜡技术进展[J].润滑油,2020(01):22-25.