润滑油加氢工艺存在的问题与对策

润滑油加氢工艺存在的问题与对策

蒋德春 班玉宝 胡国富

 大庆炼化公司炼油三部加氢作业区

摘要：加氢是现代炼油企业获取优质油品的一种重要途径，特别是随着炼油过程中含硫、重油所占比例越来越大，加氢技术能有效去除大部分不理想组分，提升其综合品质。针对目前我国润滑油加氢技术在工程领域中存在的一些问题，提出了相应的解决方案。

关键词：油品加氢技术；工程难题；对策

0导言

润滑油加氢工艺是指将石油中的重质油分级，获得不同重量、重量的馏分油，而这些馏分油又可以用来制备各种润滑油。

1 润滑油加氢工艺的工程开发现状

目前“老三套”的基础油制备方法均属物理方法，是将油中理想组分与不理想组分分开，进而提高其成分与性能。然而，加氢法是一种化工方法，在处理劣质原油时，逐渐取代了传统的溶剂精炼方法。传统加氢过程中的加氢处理是 API II和 III级油品的主要工艺，

能有效地改善润滑油的性能，提高润滑油的粘性指标；目前，大多采用加氢、加氢、催化脱蜡等方法，通过脱去芳香族化合物、不饱和化合物，获得具有较高色泽和较高安全性能的产物；加氢辅助精炼技术可以用于润滑油的加工前和加工后，并且可以通过早期的辅助精炼来强化后续的溶剂精炼过程中的分相作用，从而提高精炼的产率

。而在后续的辅助精炼中，可以去除前一道工序中的残余溶剂、硫化物和氧化物，提高了油品的透明度和香味。加氢工艺的优势是可按实际需要选择不同的工艺流程。例如，在加氢裂解、氢化等工艺条件下，提高原油的粘度指标，则可采用催化脱蜡法来降低原油的凝点、倾点。目前，工业上使用的加氢技术大多是将溶剂萃取、加氢处理、溶剂除蜡等与常规加氢过程有机结合的生产方法。

90年代以来，随着我国石油品质的恶化，对基础油的需求也越来越大，这就迫切需要开发具有工程价值的润滑油加氢技术。目前，国内外各大石油公司都在致力于润滑油加氢技术的研究与开发，各种新的加氢技术也相继问世。

2油品加氢工艺在工程中遇到的一些问题

2.1加热和增压的规定

针对油品的特点及对油品的要求，一般可采用高压加氢、中压加氢、全氢三种处理方法。高压加氢过程压力不低于18 MPa，主要是减压馏分油、脱沥青油等，具有操作简便、适用范围广等优点，但存在设备投入大、运行成本高、产率低等问题。中压加氢法与高压加氢法相比，前者需先进行溶剂精炼，操作灵活，产率高，但副产物附加值较低。而氢燃料，虽然是最简单的一种，但也是最昂贵的一种。

为了确保高压、高压条件下润滑油加氢工艺的安全性，目前高压、高温设备普遍使用 Cr— Mo合金钢。在实际生产中，93℃以下的压力作用下，压力不能大于钢材屈服极限的20%，然而，为满足铬钼合金钢材料设备的加热需求，启动后迅速升温，致使加氢装置在短时间内不能进行升压操作，同时，过快的升温也会引起热应力过大，易引起设备脆裂。

2.2加氢基础油的抗氧化性较差

在润滑油加氢工艺过程中，对工艺过程的影响有两个方面：一是催化剂，二是工艺流程。该工艺路线的工程化设计，很大程度上依赖于企业的生产需要和产品的需要，然而，传统的加氢工艺所使用的催化剂大多为氧化型的加氢催化剂，这些催化剂自身即为催化剂，但其稳定性差，且在加氢过程中，易与油发生化学反应，导致其氧化稳定性较差，导致在有氧环境下，其色泽变暗、透明度降低等。

为改善加氢基础油的稳定性，炼油企业通常通过向加氢反应器中加入硫化剂（如二甲基二硫），即器内硫化工艺，从而获得更高的催化活性与稳定性。但是，硫化时间和向加氢设备中注入硫化剂所需的时间比较长，从而导致加氢工艺的启动时间受到一定的限制，因此，相应的硫化工艺还有待于深入研究。

2.3重油基油质的变化

一般情况下，进行加氢处理的目的是提高基础油的性能，但在进行加氢处理时，由于温度的变化，会使润滑油产生絮状物，使油品的混浊度增加，即使产品的各项性能都能达到技术标准，但一般都会变得浑浊，特别是在重质基础油的加氢处理后，油品浑浊比例可达到75%以上，就会导致这些油品难以售卖出去。

2.4 节约能源和环境保护的需要

近几年，国家在环保、节能降耗等方面提出了很多的政策需求，同时，在润滑油加氢技术的工程化应用过程中，节能降耗和环保需求也是必须要考虑的问题，这关系到经济与技术的可持续发展。润滑油加氢过程涉及到燃料气体、汽提蒸汽用量、循环水和电力等四大部分，其中一家润滑油加氢处理设备的能源消耗构成见表1，发现其实际能耗普遍偏高，且时常出现浪费，制约了润滑油加氢技术的推广。

3油品加氢工艺在工程上存在的问题及解决措施

3.1实现加热和增压的方法

润滑油加氢处理设备是加热增压的前提，只要处理设备达到了加热增压的要求，就可以有效地解决加热增压引起的问题。在设备上，要根据铬钼钢材质的特性，将反应器、换热器的最低温度设定为最低的加热温度。在加氢技术上，为确保铬钼合金钢在加热后增压时不发生脆性，可将循环氢压缩机开启至最大开启状态，通过循环氢流量降低温度骤升倾向，确保增压时氢气能达到最低升压温度要求。在此基础油中硅、铁、沥青质等组分的调控，以及反应原料加热和反应器运行的协同作用，也能在一定程度上缓解快速升温和增压对加氢工艺的影响。

3.2改善加氢基础油的氧化安定性

改善加氢基油的氧化安定性，可从催化剂与工艺两个角度进行。首先，中国石化研究院研制的一步浸渍法（RPS）和抚顺石化研究所（抚顺石化研究所）开发的器外预硫化（EPRES）等，均是在氧化状态下将硫化剂固载于催化剂表面，经高温裂解生成硫化氢。同时，高浓度的硫化氢对装置也有一定的腐蚀作用。针对这一问题，本项目提出了一种新型的真硫化型润滑油加氢处理催化剂，即通过对其进行加氢处理，并将其与润滑油进行异构降凝，然后利用氢催化的方法，实现对润滑油的催化加氢。该方法将催化剂在装置外部进行加氢处理，可避免加氢时添加硫化剂，产生含硫气体或液态，简化工艺，保证加氢基础油的氧化稳定性，降低生产成本，提高生产效率。在工艺上，以预处理为主，以基础油为主。如“老三套”的生产企业，可强化溶剂精炼作用，尽量除去基油氮、芳香烃等杂质，还可通过添加白土进行精炼。或者采用旋转氧弹技术提高氧分压和氧化安定性的关联，提高反应温度，降低空速，增加氢-油比，提高诱导期的氧化安定性；若氧化安定性仍不理想，则通过提高异构物去油，降低芳香饱和度。

3.3提高加氢基础油的性能

常规的降压蜡油脱蜡、脱蜡油、加氢脱蜡等工艺，虽可对其性能进行一定的优化，但仍存在部分重油混浊度偏高、外观不能满足市场要求的问题。因此，针对加氢基础油，特别是重油，需通过加氢过程中的异构脱蜡工艺，使得带环烷基团和长链型异构烷烃能够充分地进入孔道，与催化剂发生作用，从而防止加氢基油中的降解。分馏部分的减压阀可以进行重沸反提，以强化加氢基础油滤除。此外，还可使用具有较高催化活性的异种脱蜡或催化脱蜡催化剂，以降低多环芳烃含量。

4结语

为推动我国润滑油加氢技术的工程化发展，我国石化行业已开发出多种加氢处理工艺，但也存在不少问题，本项目拟通过调节加氢处理设备、增强加氢基础油氧化安定性、优化加氢基础油特性、减少加氢过程能耗等措施，以推动我国润滑油加氢技术的稳步发展。

参考文献：

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