润滑油及其工艺教学第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺课件.ppt

1、教师介绍n姓名：陈 坤郭爱军n中国石油大学应用化学系n电话：0532-86983050（办）151 5429 0256 n邮箱： n档案：http:/ 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1 润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺7.2 润滑油催化脱蜡工艺润滑油催化脱蜡工艺7.3 润滑油补充精制工艺润滑油补充精制工艺本次课内容21.范畴：润滑油加氢处理是润滑油生产工艺中较近发展起来的临氢范畴：润滑油加氢处理是润滑油生产工艺中较近发展起来的临氢转化生产工艺转化生产工艺2.作用：在作用：在氢气和催化剂氢气和催化剂的存在下，将润滑油基础油中的的存在下，将润滑油基础油中的低黏度指

2、低黏度指数组分数组分（非理想组分）转化为（非理想组分）转化为高黏度指数组分高黏度指数组分（理想组分），提（理想组分），提高基础油的黏度指数高基础油的黏度指数第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺一、润滑油加氢处理工艺概述一、润滑油加氢处理工艺概述溶剂精制工艺溶剂精制工艺加氢处理工艺加氢处理工艺改善润滑油黏温性能等n 物理过程物理过程n 分离非理想组分分离非理想组分n 化学过程化学过程n 选择性加氢裂化选择性加氢裂化n 转化非理想组分转化非理想组分 为理想组分为理想组分相对于溶剂相对于溶剂精制的特点精制的特点33.与溶剂

3、精制对比的特点：与溶剂精制对比的特点：1）在黏度指数相同时，基础油收率比溶剂精制高）在黏度指数相同时，基础油收率比溶剂精制高 2）受原料质量限制较小，可以用廉价的劣质原料作为原料制取高）受原料质量限制较小，可以用廉价的劣质原料作为原料制取高质量润滑油基础油质量润滑油基础油 3）基础油黏度指数较高，可达到溶剂精制工艺所达不到的水平）基础油黏度指数较高，可达到溶剂精制工艺所达不到的水平（130-140）4）能使残渣油转化为馏分润滑油的基础油）能使残渣油转化为馏分润滑油的基础油 5）可得到有价值的低硫副产燃料）可得到有价值的低硫副产燃料第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生

4、产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺一、润滑油加氢处理工艺概述一、润滑油加氢处理工艺概述44.发展现状：发展现状：1）20世纪世纪30年代初，美国莫比尔石油公司，两套年代初，美国莫比尔石油公司，两套25kt/a的加氢装的加氢装置，发展不大（置，发展不大（合成氢成本高，溶剂抽提工艺经济性高合成氢成本高，溶剂抽提工艺经济性高）2）60年代东山再起（加氢工艺改进、廉价氢供应、能源资源紧缺）年代东山再起（加氢工艺改进、廉价氢供应、能源资源紧缺）3）80年代达到顶峰，年代达到顶峰，处理量最大的是雪弗龙公司的里奇蒙炼油厂处理量最大的是雪弗龙公司的里奇蒙炼油厂所属装置所属装置（1.525Mt/

5、a）4）我国自）我国自1968年以来用加氢处理技术生产润滑油，引入一套二段年以来用加氢处理技术生产润滑油，引入一套二段法工业装置（一段提高黏度指数，二段改善光安定性）法工业装置（一段提高黏度指数，二段改善光安定性）5）1965-2000年全球新增的生产基础油能力中，加氢处理法占年全球新增的生产基础油能力中，加氢处理法占50%第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺一、润滑油加氢处理工艺概述一、润滑油加氢处理工艺概述54.发展现状：发展现状：6）近年来，汽车发动机对润滑油燃料经济性、挥发性、剪切安定）近年来，汽车发动机对润

6、滑油燃料经济性、挥发性、剪切安定性的要求越来越严格，需要黏温性能极好的特制基础油（黏度指性的要求越来越严格，需要黏温性能极好的特制基础油（黏度指数大于数大于120）目前只有聚）目前只有聚-烯烃和加氢处理基础油能够满足，而烯烃和加氢处理基础油能够满足，而后者还有价格较低的优势后者还有价格较低的优势 7）到）到2007年为止，全国润滑油加氢装置年为止，全国润滑油加氢装置5套，加工能力套，加工能力1.5Mt/an 中石油中石油3套（兰炼、克拉玛依石化、大庆石化）套（兰炼、克拉玛依石化、大庆石化）n 中石化中石化2套（荆门、高桥石化）套（荆门、高桥石化）n 加氢基础油实际生产约加氢基础油实际生产约35

7、万吨万吨/年年第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺一、润滑油加氢处理工艺概述一、润滑油加氢处理工艺概述6第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺一、润滑油加氢处理工艺概述一、润滑油加氢处理工艺概述5.原料：减压馏分油，脱沥青油原料：减压馏分油，脱沥青油7第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理二、加氢处理的主要化学反应与反应机理n 加氢

8、处理的主要目的是将原料中的加氢处理的主要目的是将原料中的低黏度指数组分转化为高黏度低黏度指数组分转化为高黏度指数组分指数组分（或是（或是降低凝点降低凝点）分子结构与分子结构与黏度指数的黏度指数的关系关系正构烷烃（最高）正构烷烃（最高）带有少分支长烷基侧链的少环烃类（次之）带有少分支长烷基侧链的少环烃类（次之）分支程度不大的异构烷烃（次之）分支程度不大的异构烷烃（次之）多环短侧链的多环短侧链的环状烃类（最差）环状烃类（最差）8第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理二、加氢处理的主要化学

9、反应与反应机理 1.期望发生的主要反应期望发生的主要反应1）稠环芳烃加氢生成稠环环烷烃的反应）稠环芳烃加氢生成稠环环烷烃的反应R1R2R1R2VI=-60VI=20凝点+50凝点 209第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理二、加氢处理的主要化学反应与反应机理 1.期望发生的主要反应期望发生的主要反应2）稠环环烷烃部分加氢开环，生成带长侧链的单环环烷烃或单稠环环烷烃部分加氢开环，生成带长侧链的单环环烷烃或单环芳烃的反应环芳烃的反应R1R2R6R5R3R4O RR7R9R8R10 V

10、I=2 0 凝 点 2 0VI=1 1 0 1 4 0 凝点 0 10第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理二、加氢处理的主要化学反应与反应机理 1.期望发生的主要反应期望发生的主要反应3）正构烷烃或分支程度低的异构烷烃临氢异构化为分支程度高正构烷烃或分支程度低的异构烷烃临氢异构化为分支程度高的异构烷烃的异构烷烃（主要是降低凝点，尽管黏度指数有所损失）（主要是降低凝点，尽管黏度指数有所损失）VI125 VI=119凝点19 凝点-40 11第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润

11、滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理二、加氢处理的主要化学反应与反应机理 1.期望发生的主要反应期望发生的主要反应4）脱除氧、氮、硫等杂原子，提高基础油的色度以及色度安定脱除氧、氮、硫等杂原子，提高基础油的色度以及色度安定性，改善产品颜色性，改善产品颜色5）烯烃饱和反应）烯烃饱和反应2.不期望发生的主要反应不期望发生的主要反应1）正构烷烃和异构烷烃的加氢裂化）正构烷烃和异构烷烃的加氢裂化2）带长侧链的单环芳烃和单环环烷烃的加氢脱烷基反应）带长侧链的单环芳烃和单环环烷烃的加氢脱烷基反应n后果：导致加氢油黏度下降、润滑油收率降低

12、和氢耗后果：导致加氢油黏度下降、润滑油收率降低和氢耗量的增加量的增加12第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理二、加氢处理的主要化学反应与反应机理 3.反应机理反应机理 1）稠环芳烃的加氢饱和反应机理）稠环芳烃的加氢饱和反应机理以萘为例，说明稠环芳烃加氢饱和反应机理：以萘为例，说明稠环芳烃加氢饱和反应机理：n 稠环芳烃的加氢饱和是稠环芳烃的加氢饱和是分步进行的分步进行的，即，即只有一个芳烃环完全加只有一个芳烃环完全加氢饱和之后，才对其余芳烃环进行加氢氢饱和之后，才对其余芳烃环进行加氢

13、，而每步间芳烃环的加氢，而每步间芳烃环的加氢-脱氢反应都是平衡状态。脱氢反应都是平衡状态。典型特点典型特点13第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理二、加氢处理的主要化学反应与反应机理 3.反应机理反应机理 2）稠环芳烃的加氢裂化反应机理）稠环芳烃的加氢裂化反应机理以萘为例，说以萘为例，说明稠环芳烃加明稠环芳烃加氢裂化反应机氢裂化反应机理：理：甲基茚满茚满n总的来说，总的来说，芳烃环必须先加氢生成环烷烃，才能产芳烃环必须先加氢生成环烷烃，才能产生环的断裂开环反应生环的断裂开环反应。加

14、氢饱和加氢饱和开环开环异构化异构化开环开环开环开环烷基侧链断裂烷基侧链断裂R：H或130），并且加氢处理工艺生产的特高），并且加氢处理工艺生产的特高VI基础油所具有的黏度指数、低温黏度及挥基础油所具有的黏度指数、低温黏度及挥发度等与同一黏度等级的聚发度等与同一黏度等级的聚-烯烃（烯烃（PAO）合成基础油很相似，但成本较低，是用来调）合成基础油很相似，但成本较低，是用来调配低黏度多级油的合宜基础油。配低黏度多级油的合宜基础油。黏度指数黏度指数21第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点三、加氢处理的工

15、艺特点 2.基础油的质量基础油的质量 2）较低的挥发度较低的挥发度n 基础油的挥发度是影响发动机油耗的主要因素，相同黏度条件下，基础油的挥发度是影响发动机油耗的主要因素，相同黏度条件下，加氢处理油的挥发度低于溶剂精制油加氢处理油的挥发度低于溶剂精制油多级油基础油的蒸发损失多级油基础油的蒸发损失22第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点三、加氢处理的工艺特点 2.基础油的质量基础油的质量 3）对添加剂具有较好的感受性对添加剂具有较好的感受性n加氢处理油对抗氧剂的感受性特别好加氢处理油对抗氧剂的感受性

16、特别好加有加有0.5%T501（2,6-二叔丁基对二叔丁基对甲酚）的甲酚）的HVI650基础油旋转氧弹基础油旋转氧弹试验试验加氢处理油：加氢处理油：400min溶剂精制油：溶剂精制油：197min对抗氧剂感对抗氧剂感受性好受性好23第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点三、加氢处理的工艺特点 2.基础油的质量基础油的质量 4）基础油的光安定性差基础油的光安定性差n 加氢油在光照下产生沉淀，加氢油在光照下产生沉淀，比溶剂精制油差比溶剂精制油差n 如我国新疆原油的加氢处理如我国新疆原油的加氢处理基础油

17、用紫外光照射基础油用紫外光照射2小时就变小时就变浑浊，而溶剂精制油浑浊，而溶剂精制油64小时才小时才变浑浊变浑浊n 加氢处理油都存在光安定性加氢处理油都存在光安定性，与原料性质和加工深度无关与原料性质和加工深度无关油泥油泥稠环芳烃加氢稠环芳烃加氢饱和反应机理饱和反应机理与光安定性与光安定性24第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点三、加氢处理的工艺特点 2.基础油的质量基础油的质量 4）基础油的光安定性差基础油的光安定性差n 光安定性差的原因：稠环芳烃完全加氢很难，多为部分加氢，其安定性比未光安定

18、性差的原因：稠环芳烃完全加氢很难，多为部分加氢，其安定性比未加氢多环芳烃差得多。加氢多环芳烃差得多。其本征原因是芳并环烷环其本征原因是芳并环烷环位比较活泼，容易受到受到激位比较活泼，容易受到受到激发产生自由基。发产生自由基。25第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点三、加氢处理的工艺特点 2.基础油的质量基础油的质量 4）基础油的光安定性差基础油的光安定性差加氢处理油光安定性的解决途径：加氢处理油光安定性的解决途径：n溶剂精制：糠醛精制，溶剂精制：糠醛精制，NMP（N-甲基吡咯烷酮甲基吡咯烷酮 ）

19、精）精制制n加氢后处理：高压加氢补充精制（实质是芳烃加氢饱和）加氢后处理：高压加氢补充精制（实质是芳烃加氢饱和）n白土补充精制白土补充精制n与溶剂精制油调和与溶剂精制油调和n加入光稳定剂加入光稳定剂26第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点三、加氢处理的工艺特点 2.基础油的质量基础油的质量 4）基础油的光安定性差基础油的光安定性差n 经过加氢后处理，将少量部分饱和多环芳烃中的经过加氢后处理，将少量部分饱和多环芳烃中的环烷芳烃混合环进一步加氢环烷芳烃混合环进一步加氢饱和生成光安定性好的环烷环，消除

20、了化学活性较强位饱和生成光安定性好的环烷环，消除了化学活性较强位，加氢油的光安定性得到，加氢油的光安定性得到显著的改善显著的改善27第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点三、加氢处理的工艺特点 3.副产品的质量好副产品的质量好n 加氢处理工艺生产基础油的同时，还得到一些低沸点产品。如加氢处理工艺生产基础油的同时，还得到一些低沸点产品。如气态烃、汽油馏分和柴油馏分油。副产燃料由于经历脱硫、异构化气态烃、汽油馏分和柴油馏分油。副产燃料由于经历脱硫、异构化等反应，可作优质燃料。等反应，可作优质燃料。n

21、汽油馏分富含环烷烃，是优质的重整原料。汽油馏分富含环烷烃，是优质的重整原料。n 煤油馏分芳烃含量极低，烟点很高，可作灯用煤油和优质喷气煤油馏分芳烃含量极低，烟点很高，可作灯用煤油和优质喷气燃料。燃料。n 柴油馏分是低凝、低硫柴油，十六烷值高。柴油馏分是低凝、低硫柴油，十六烷值高。n 溶剂精制工艺的副产品是价值较低的重芳烃抽出油溶剂精制工艺的副产品是价值较低的重芳烃抽出油28第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点三、加氢处理的工艺特点 4.工艺灵活性高工艺灵活性高n 可以加工各种原油生产的馏分油和脱

22、沥青油，受原料来源限制可以加工各种原油生产的馏分油和脱沥青油，受原料来源限制小小n 可以与加氢裂化联合，加工加氢裂化产生尾油，生产润滑油基可以与加氢裂化联合，加工加氢裂化产生尾油，生产润滑油基础油的同时，还能生产汽油、煤油、粗柴油，可通过调节操作条件础油的同时，还能生产汽油、煤油、粗柴油，可通过调节操作条件改变润滑油和燃料油的比例。改变润滑油和燃料油的比例。29第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺四、润滑油加氢处理的催化剂四、润滑油加氢处理的催化剂n 具有具有芳烃加氢饱和芳烃加氢饱和的功能的功能n 具有具有多环环烷烃

23、选择性加氢开环多环环烷烃选择性加氢开环的功能的功能n 具有具有脂链烷烃和环烷烃的异构化脂链烷烃和环烷烃的异构化的功能的功能n 具有具有非烃破坏加氢非烃破坏加氢的功能。的功能。n 加氢处理催化剂由加氢处理催化剂由加氢组分加氢组分和具有和具有裂化性能的酸性载体裂化性能的酸性载体组成的组成的双功能催化剂，并且这两种功能应尽量达到平衡，才能达到收率高、双功能催化剂，并且这两种功能应尽量达到平衡，才能达到收率高、质量好、运转周期长的目的。质量好、运转周期长的目的。n 基本原则：加氢处理催化剂的裂化活性不能比加氢活性大很多，基本原则：加氢处理催化剂的裂化活性不能比加氢活性大很多，否则加氢前侧链大量断裂，减

24、少了基础油收率否则加氢前侧链大量断裂，减少了基础油收率。但是裂化活性也不。但是裂化活性也不能太低，能太低，否则不足以使加氢饱和的芳烃发生开环反应。否则不足以使加氢饱和的芳烃发生开环反应。30第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺四、润滑油加氢处理的催化剂四、润滑油加氢处理的催化剂加氢组分的作用：加氢组分的作用：n 使原料中的芳烃，尤其是使原料中的芳烃，尤其是多环芳烃进行加氢饱和多环芳烃进行加氢饱和n 使烯烃，主要是使烯烃，主要是裂化反应生成的烯烃迅速加氢饱和裂化反应生成的烯烃迅速加氢饱和n 对对非烃破坏加氢非烃破坏加氢

25、的作用的作用 1）加氢处理催化剂的加氢组分）加氢处理催化剂的加氢组分常用的加氢组分按活性排序如下：常用的加氢组分按活性排序如下：Pt，Pd Ni-W Ni-Mo Mo-Co W-Co加氢活性高，加氢活性高，但但不耐硫不耐硫工业上加氢工业上加氢处理催化剂处理催化剂的活性组分，的活性组分，需需预硫化预硫化加氢效果都具有较好的活性和选择性，加氢效果都具有较好的活性和选择性，Ni-W型效果更好，在反应温度和产物收型效果更好，在反应温度和产物收率方面更有优势率方面更有优势31第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺四、润滑油加氢处

26、理的催化剂四、润滑油加氢处理的催化剂 1）加氢处理催化剂的加氢组分）加氢处理催化剂的加氢组分n 在加氢金属组分含量方面，高金属总含量的催化剂，具有较高的加氢处理综在加氢金属组分含量方面，高金属总含量的催化剂，具有较高的加氢处理综合活性，体现在降低反应温度等方面。美国海湾石油公司认为，金属含量应大于合活性，体现在降低反应温度等方面。美国海湾石油公司认为，金属含量应大于20%，最好在，最好在30-50%之间，壳牌公司甚至还研制了金属含量之间，壳牌公司甚至还研制了金属含量58.4%的催化剂的催化剂32第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑

27、油加氢处理工艺四、润滑油加氢处理的催化剂四、润滑油加氢处理的催化剂 1）加氢处理催化剂的加氢组分）加氢处理催化剂的加氢组分n当金属总量在一定范围内时，优选的加氢活性对应一定的金属配当金属总量在一定范围内时，优选的加氢活性对应一定的金属配比范围：比范围：33第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺四、润滑油加氢处理的催化剂四、润滑油加氢处理的催化剂 2）加氢处理催化剂的酸性载体）加氢处理催化剂的酸性载体酸性载体的作用：加氢处理催化剂中的裂化组分酸性载体的作用：加氢处理催化剂中的裂化组分n 促进促进C-C键的裂化和异构化键的

28、裂化和异构化：使多环环烷烃选择性加氢开环（裂化）使多环环烷烃选择性加氢开环（裂化）直链烷烃和环烷烃异构化（异构化）直链烷烃和环烷烃异构化（异构化）工业加氢处理催化剂采用的载体组分主要有两类：工业加氢处理催化剂采用的载体组分主要有两类：SiO2-Al2O3（高裂化活性），与燃料油的加氢催化剂不同（高裂化活性），与燃料油的加氢催化剂不同（SiO2较低，一般较低，一般15MPa(常有常有20Mpa)n 液时空速：液时空速：0.31.0h-1 n 氢油比：氢油比：10001800：1(m3/m3)氢耗：氢耗：190340m3/t35第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺

29、 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺五、加氢处理的工艺条件五、加氢处理的工艺条件2.加氢处理的影响因素加氢处理的影响因素 1）温度的影响）温度的影响n 温度升高，裂化增多，产品收率降低，反应转化率高温度升高，裂化增多，产品收率降低，反应转化率高n 新鲜催化剂，活性高，反应温度低，使用一段时间后活性下降，新鲜催化剂，活性高，反应温度低，使用一段时间后活性下降，应提高反应温度应提高反应温度 2）压力的影响）压力的影响n 压力高，反应转化率高，烯烃和芳烃被饱和的多，产品质量好，压力高，反应转化率高，烯烃和芳烃被饱和的多，产品质量好，但操作费用高但操作费用高n 压力低，催化剂失活加快压力低，催

30、化剂失活加快 3）空速的影响）空速的影响n 空速低，反应时间长，反应转化率高，产品质量好，但处理量空速低，反应时间长，反应转化率高，产品质量好，但处理量降低。降低。n 空速高，反应温度必须提高，基础油收率降低，同时氢分压也空速高，反应温度必须提高，基础油收率降低，同时氢分压也要提高到不经济的程度。要提高到不经济的程度。36第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺五、加氢处理的工艺条件五、加氢处理的工艺条件2.加氢处理的影响因素加氢处理的影响因素n 所选操作条件所选操作条件取决于对加工深度的要求取决于对加工深度的要求。调节

31、反应深度主要是。调节反应深度主要是通过通过温度和空速温度和空速两个参数，而两个参数，而压力和氢油比压力和氢油比在工艺设计中确定之后，在工艺设计中确定之后，在生产中就不大改变在生产中就不大改变n 加工深度取决于加工深度取决于产品质量和原料性质产品质量和原料性质：在处理劣质原料或制取：在处理劣质原料或制取具有类似聚具有类似聚-烯烃合成油的各种优点的特高黏度指数加氢处理基础烯烃合成油的各种优点的特高黏度指数加氢处理基础油时，需要较深的加工深度及较苛刻的操作条件油时，需要较深的加工深度及较苛刻的操作条件 37第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工

32、艺润滑油加氢处理工艺五、加氢处理的工艺条件五、加氢处理的工艺条件3.加工深度与原料性质的关系加工深度与原料性质的关系n 低黏度指数原料也能生产高低黏度指数原料也能生产高黏度指数的产品，但是产品黏黏度指数的产品，但是产品黏度指数相同时，黏度指数最高度指数相同时，黏度指数最高的原料所得润滑油总收率最高，的原料所得润滑油总收率最高，一般来说，润滑油基础油黏度一般来说，润滑油基础油黏度指数每提高指数每提高1个单位，其收率将个单位，其收率将降低降低1%n 采用加氢工艺处理低质原料油生产优质润滑油采用加氢工艺处理低质原料油生产优质润滑油技术可行技术可行，经济性经济性不一定可行（全面核算成本与产效）不一定可

33、行（全面核算成本与产效）38第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程六、加氢处理的工艺流程1.一段加氢处理流程一段加氢处理流程n 采用加氢工艺处理，生产润滑油基础油时，一段加氢处理工艺流程是基础，采用加氢工艺处理，生产润滑油基础油时，一段加氢处理工艺流程是基础，通过选择性加氢裂化改善基础油的黏度指数。为改善加氢处理油的光安定性，需通过选择性加氢裂化改善基础油的黏度指数。为改善加氢处理油的光安定性，需增设后处理段。工业上常用的工艺流程除一段加氢处理流程外，还有增设后处理段。工业上常用的工艺流程除一段加

34、氢处理流程外，还有两段加氢流两段加氢流程程和和加氢处理与溶剂精制结合的流程加氢处理与溶剂精制结合的流程。特点：特点：一个反应器，一个反应器，常、减压蒸馏塔各常、减压蒸馏塔各一个，流程短。一个，流程短。低分低分从反应器到从反应器到常减压塔的常减压塔的中间设备中间设备39第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程六、加氢处理的工艺流程1）n 一段加氢处理流程实例：一段加氢处理流程实例：该装置以科威特原油的中质和重质馏分油和丙烷脱沥青油的混合油为原料，该装置以科威特原油的中质和重质馏分油和丙烷脱沥青油的混合

35、油为原料，按按宽馏分进料宽馏分进料生产中性油及光亮油等润滑油基础油。生产中性油及光亮油等润滑油基础油。40第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程六、加氢处理的工艺流程 2）n 一段加氢处理流程实例：一段加氢处理流程实例：该装置以西弗吉尼亚和俄亥俄州产的石蜡基低硫原油为原料生产润滑油该装置以西弗吉尼亚和俄亥俄州产的石蜡基低硫原油为原料生产润滑油基础油，采用的是基础油，采用的是较窄的单独馏分较窄的单独馏分。单独窄馏分单独窄馏分分别处理分别处理41第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的

36、加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程六、加氢处理的工艺流程2.两段加氢处理流程两段加氢处理流程特点：特点：一段加氢裂化一段加氢裂化常减压蒸馏常减压蒸馏脱蜡脱蜡高压加氢补充精制高压加氢补充精制加氢裂化加氢裂化减 压 馏减 压 馏分油分油常减压蒸馏常减压蒸馏脱蜡脱蜡高压加氢补充精制高压加氢补充精制通常以第一段进行加氢裂化反应，确定基础油的黏度指数与收率水平，通常以第一段进行加氢裂化反应，确定基础油的黏度指数与收率水平，以第二段进行加氢反应，主要是调节芳烃含量和芳烃分分布，提高基础以第二段进行加氢反应，主要是调节芳烃含量和芳烃分分布，提高基础油光安定性，通

37、常在两段之间加溶剂脱蜡油光安定性，通常在两段之间加溶剂脱蜡42第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程六、加氢处理的工艺流程n 两段加氢处理实例：两段加氢处理实例：该装置加拿大西部油田所产原油的轻质减压馏分油、重质减压馏分油和丙烷脱沥青油为该装置加拿大西部油田所产原油的轻质减压馏分油、重质减压馏分油和丙烷脱沥青油为原料生产润滑油基础油原料生产润滑油基础油43第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程六、加氢

38、处理的工艺流程n 二段加氢处理：二段加氢处理：高压高压加氢补充精制加氢补充精制n 目的：在加氢处理后、催化脱蜡后使用，可提高润滑油的光安目的：在加氢处理后、催化脱蜡后使用，可提高润滑油的光安定性定性n 原料：加氢裂化油，加氢处理油，催化脱蜡油。原料：加氢裂化油，加氢处理油，催化脱蜡油。n 特点：低温（特点：低温（200250），），高压（高压（1217MPa，常在，常在20MPa以上）以上）n 主要反应：环烷主要反应：环烷-芳烃混合环饱和，烯烃饱和芳烃混合环饱和，烯烃饱和n 活性组分：主要是贵金属型，活性组分：主要是贵金属型，Pt、Pd，也有用周期系，也有用周期系-B族族加加族元素族元素n 载

39、体：中性载体，如中性氧化铝，活性炭。载体：中性载体，如中性氧化铝，活性炭。44第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程六、加氢处理的工艺流程3.加氢处理与溶剂精制相结合流程加氢处理与溶剂精制相结合流程n 这种流程中加氢处理进料先部分或全部通过溶剂精制后，再进行加氢处理。这种流程中加氢处理进料先部分或全部通过溶剂精制后，再进行加氢处理。进料中部分难以加氢裂化的重芳烃被预先抽屉除掉，基础油收率较高。视不同工进料中部分难以加氢裂化的重芳烃被预先抽屉除掉，基础油收率较高。视不同工艺所得油品的光安定性好坏，再

40、确定是否进行后处理艺所得油品的光安定性好坏，再确定是否进行后处理特点：特点：溶剂精制溶剂精制加氢处理加氢处理常减压蒸馏常减压蒸馏脱蜡脱蜡45第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.1润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程六、加氢处理的工艺流程3.加氢处理与溶剂精制相结合流程加氢处理与溶剂精制相结合流程上述由壳牌公司提出的混合工艺由三种不同的工艺路线组成：上述由壳牌公司提出的混合工艺由三种不同的工艺路线组成：1）轻质馏分油只溶）轻质馏分油只溶剂抽提，不加氢处理，剂抽提，不加氢处理，2）重质馏分油的经过缓和溶剂抽提，再经缓和加氢处理，）重质馏

41、分油的经过缓和溶剂抽提，再经缓和加氢处理，3）脱沥青油不溶剂抽提，只加氢处理。）脱沥青油不溶剂抽提，只加氢处理。优点优点1：缓和溶剂：缓和溶剂抽提可在高选择性抽提可在高选择性的基础提高收率，的基础提高收率，降低后续加氢工艺降低后续加氢工艺苛刻度苛刻度优点优点2：溶剂抽提：溶剂抽提与加氢协同作用，与加氢协同作用，使得加工工艺对于使得加工工艺对于原料的选择灵活度原料的选择灵活度大大提高，保证原大大提高，保证原料性质稳定料性质稳定46第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1 润滑油加氢处理工艺润滑油加氢处理工艺7.2 润滑油催化脱蜡工艺润滑油催化脱蜡工艺7.3 润

42、滑油补充精制工艺润滑油补充精制工艺本次课内容471.范畴：范畴：润滑油临氢催化脱蜡（后简称催化脱蜡）也称润滑油临润滑油临氢催化脱蜡（后简称催化脱蜡）也称润滑油临氢降凝，是氢降凝，是不同于传统的润滑油溶剂脱蜡工艺的脱蜡工艺不同于传统的润滑油溶剂脱蜡工艺的脱蜡工艺2.作用：在氢气和催化剂的存在下，进行作用：在氢气和催化剂的存在下，进行选择性加氢裂化选择性加氢裂化或或临氢临氢异构化，异构化，将润滑油中的蜡将润滑油中的蜡脱除或转化脱除或转化，以，以降低润滑油的凝点降低润滑油的凝点（倾（倾点）点）3.原料：原料：溶剂精制油，加氢处理油，蜡油等溶剂精制油，加氢处理油，蜡油等第七章第七章 润滑油基础油的加氢

43、法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.2催化脱蜡工艺催化脱蜡工艺一、润滑油临氢催化脱蜡工艺概述一、润滑油临氢催化脱蜡工艺概述484.发展现状：发展现状：1）20世纪世纪60年代，国内外年代，国内外陆续开展催化脱蜡代替陆续开展催化脱蜡代替溶剂脱蜡的研究溶剂脱蜡的研究工作工作 2）70年达后期实现其工业化：年达后期实现其工业化：n 英国石油公司开发的英国石油公司开发的BP 工艺于工艺于1977 年年3 月在美国埃克森公司贝月在美国埃克森公司贝敦炼油厂实现工业化敦炼油厂实现工业化n Mobil 公司将公司将ZSM-5 分子筛应用分子筛应用于润滑油催化脱蜡工艺于润滑油催化脱蜡工艺,第一套第一套M

44、LDW装置于装置于1981 年实现工业化年实现工业化n 我国于我国于1973 年完成了两段法润滑油临氢降凝技术的工业试验，年完成了两段法润滑油临氢降凝技术的工业试验，1980 年改为一段高压选择蜡裂解工艺年改为一段高压选择蜡裂解工艺第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.2催化脱蜡工艺催化脱蜡工艺一、润滑油催化脱蜡工艺概述一、润滑油催化脱蜡工艺概述494.发展现状：发展现状：3）20世纪世纪90年代以来，催化剂的发展导致加氢异构化工艺产生：年代以来，催化剂的发展导致加氢异构化工艺产生：n 1993年世界上第一套采用贵金属年世界上第一套采用贵金属-择型沸石的异

45、构脱蜡催化剂在择型沸石的异构脱蜡催化剂在美国美国Richmand炼厂工业化炼厂工业化n Mobil公司的公司的MSDW技术也于技术也于1997年在新加坡的年在新加坡的Jurong（裕廊）（裕廊）炼厂工业应用，目前使用炼厂工业应用，目前使用MWI工艺工艺n Chevron公司公司1985 年开始研究异构脱蜡催化剂，第一代年开始研究异构脱蜡催化剂，第一代IDW工艺工艺于于1993 年实现工业化，年实现工业化，Chevron公司工业装置最多公司工业装置最多,最具有代表性最具有代表性n 石油化工科学研究院的石油化工科学研究院的RIW工艺和抚顺石油化工研究院开发工艺和抚顺石油化工研究院开发FIDW工艺工

46、艺第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.2催化脱蜡工艺催化脱蜡工艺一、润滑油催化脱蜡工艺概述一、润滑油催化脱蜡工艺概述50n 装置建设投资、操作及维修费都低：装置建设投资、操作及维修费都低：有氢源的炼厂可节约投有氢源的炼厂可节约投资资50%，操作费用低，操作费用低40%n 原料选择灵活性大：原料选择灵活性大：可加工含蜡量低的油，也可加工含蜡量可加工含蜡量低的油，也可加工含蜡量高的油。既可加工柴油馏分，也可加工减压馏分油和脱沥青油高的油。既可加工柴油馏分，也可加工减压馏分油和脱沥青油的溶剂精制抽余油及加氢处理油，可从石蜡基原料生产倾点极的溶剂精制抽余油及加氢

47、处理油，可从石蜡基原料生产倾点极低（低（-40-50）的基础油，而）的基础油，而溶剂脱蜡则不能溶剂脱蜡则不能n 工艺较简单工艺较简单，操作条件缓和操作条件缓和，便于操作，便于操作n 润滑油收率高润滑油收率高，比溶剂脱蜡高，比溶剂脱蜡高1015%（体积分数）（体积分数）n 相对于溶剂脱蜡相对于溶剂脱蜡油，催化脱蜡油油，催化脱蜡油黏度指数有所降低，黏度有黏度指数有所降低，黏度有所提高，低温性能更好，高温性能一样所提高，低温性能更好，高温性能一样第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.2催化脱蜡工艺催化脱蜡工艺一、润滑油催化脱蜡工艺概述一、润滑油催化脱蜡工艺概述

48、5.催化脱蜡相比催化脱蜡相比与溶剂脱蜡的特点（与溶剂脱蜡的特点（以以MLDW工艺为例）工艺为例）溶剂脱溶剂脱蜡原理蜡原理51理想的脱蜡催化剂的要求：理想的脱蜡催化剂的要求：具有良好的选择性具有良好的选择性n 从润滑油馏分混合烃中，将高熔点石蜡（正构石蜡烃及少侧从润滑油馏分混合烃中，将高熔点石蜡（正构石蜡烃及少侧链异构烷烃）裂解生成低分子烷烃从原料中除去或异构成低凝链异构烷烃）裂解生成低分子烷烃从原料中除去或异构成低凝点异构石蜡烃，使凝点降低点异构石蜡烃，使凝点降低n 尽量保留润滑油的理想组分不被破坏，以保证高的润滑油收尽量保留润滑油的理想组分不被破坏，以保证高的润滑油收率率n 催化脱蜡所催化脱

49、蜡所采用的催化剂都是双功能催化剂，具有加氢组分采用的催化剂都是双功能催化剂，具有加氢组分和酸性组分，但与加氢处理所用催化剂的组成不同和酸性组分，但与加氢处理所用催化剂的组成不同第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.2催化脱蜡工艺催化脱蜡工艺二、催化脱蜡的催化剂二、催化脱蜡的催化剂521.催化脱蜡催化剂催化脱蜡催化剂活性组分活性组分 1）贵金属元素（主要）贵金属元素（主要）常用的是常用的是Pt、Pd，效果好，但不耐硫，所以采用贵金属型催化，效果好，但不耐硫，所以采用贵金属型催化剂的工艺脱蜡之前有预加氢反应器来脱除原料中的硫氮等杂质。剂的工艺脱蜡之前有预加氢反

50、应器来脱除原料中的硫氮等杂质。贵金属含量贵金属含量0.51%。2）非贵金属元素）非贵金属元素Zn、Ni、Mo等元素，耐硫，金属助剂等元素，耐硫，金属助剂第七章第七章 润滑油基础油的加氢法生产工艺润滑油基础油的加氢法生产工艺 7.2催化脱蜡工艺催化脱蜡工艺二、催化脱蜡的催化剂二、催化脱蜡的催化剂催化脱蜡催化剂活性催化脱蜡催化剂活性组分与加氢处理催化组分与加氢处理催化剂的不同剂的不同532.催化脱蜡催化剂催化脱蜡催化剂载体载体沸石沸石n主要是酸性载体：主要是酸性载体：沸石分子筛沸石分子筛原因：沸石具有均匀而有规则的孔道，对正构石蜡烃具有较好原因：沸石具有均匀而有规则的孔道，对正构石蜡烃具有较好的选