加氢法生产润滑油技术课件.ppt

1、12加氢法制取润滑油基础油加氢法制取润滑油基础油u 2002年世界润滑油需求量年世界润滑油需求量3721万吨，中万吨，中国国2005年需年需300万吨。万吨。u 所用润滑油中汽车工业用油要占所用润滑油中汽车工业用油要占50%，其中其中90%为内燃机用油。为内燃机用油。3类别类别硫含量硫含量/%饱和烃含量饱和烃含量/%粘度指数粘度指数 0.03 120 聚-烯烃-类以外的其他基础油4加氢法制取润滑油基础油加氢法制取润滑油基础油u 排放、节能要求生产低粘度的内燃机油，要排放、节能要求生产低粘度的内燃机油，要求有低的蒸发损失。求有低的蒸发损失。u 从从20世纪世纪90年代开始，年代开始，、+、类油需

2、求类油需求增加。例如北美，基础油产量增加。例如北美，基础油产量10001000万吨，当前万吨，当前、+、类油已占类油已占50%50%。u 美国至美国至2002年新增加氢法生产年新增加氢法生产、+类油已类油已达达260260万吨，同时关掉了万吨，同时关掉了1111个传统法生产装置，个传统法生产装置，减少减少174174万吨万吨类油产量。类油产量。5加氢法制取润滑油基础油加氢法制取润滑油基础油u只有加氢法能大量制取只有加氢法能大量制取、类润滑油。类润滑油。u其特点为：其特点为：高粘度指数。高粘度指数。低挥发度，如低挥发度，如100100粘度为粘度为4.0mm4.0mm2 2/s/s的中性的中性油；

3、挥发度传统法：油；挥发度传统法：30%30%，加氢法：，加氢法：17%17%。对多种添加剂的感受性好。对多种添加剂的感受性好。对原料灵活性较大对原料灵活性较大。6高粘度指数高粘度指数u低粘度内燃机油成为主要品种，但在其使用工况下，低粘度内燃机油成为主要品种，但在其使用工况下，对于润滑油的粘温性质，即粘度指数提出了更高的要求，对于润滑油的粘温性质，即粘度指数提出了更高的要求，必须达到必须达到APIAPI、类。类。u加氢法有较高的粘度指数，因为：加氢法有较高的粘度指数，因为：经过糠醛精制的中性油，脱除了较多的芳烃，在经过糠醛精制的中性油，脱除了较多的芳烃，在异构脱蜡前经高压深度加氢处理，异构脱蜡前

4、经高压深度加氢处理，V.IV.I进一步提高。进一步提高。加氢裂化尾油中的低加氢裂化尾油中的低VIVI组分如多环芳烃，大都经组分如多环芳烃，大都经过加氢饱和或选择性开环进行转化，尾油中高含长过加氢饱和或选择性开环进行转化，尾油中高含长侧健环烷烃及正异构烷烃，这些都是高侧健环烷烃及正异构烷烃，这些都是高V.IV.I组分。组分。性性 质质溶剂精制油溶剂精制油深度加氢油深度加氢油加氢裂化油加氢裂化油聚聚-烯烃合成烯烃合成油油粘度粘度/mm/mm2 2s s-1-1 40 4018.518.515.6915.6916.9116.9117.0217.02 100 1003.813.813.53.53.95

5、3.953.893.89粘度指数粘度指数92929999130130124124倾点倾点/-18-18-21-21-27-27-54-54低温粘度低温粘度CCS(-20)/mPa)/mPas s670670520520459459413413挥发度挥发度/%3232404015.315.31313芳烃含量芳烃含量/%18.218.20 07.77.70 0烷烷+环烷含量环烷含量/%81.881.810010092.392.31001008低挥发度低挥发度u轻质润滑油在较高温度工况下，很易挥发，造成润滑轻质润滑油在较高温度工况下，很易挥发，造成润滑损耗很快。要求低粘度、低挥发度损耗很快。要求低粘

6、度、低挥发度u加氢油具有低挥发度。表加氢油具有低挥发度。表2 2结果可以看出，加氢裂化油结果可以看出，加氢裂化油与合成油挥发度最低，单纯的加氢饱和反而不理想。与合成油挥发度最低，单纯的加氢饱和反而不理想。u图图4-1-84-1-8也充分说明，加氢油在粘度相同时要比一般馏也充分说明，加氢油在粘度相同时要比一般馏分油的挥发度要低分油的挥发度要低u挥发度低的原因：在粘度相同的条件下，加氢油的沸挥发度低的原因：在粘度相同的条件下，加氢油的沸点要高于溶剂精制油。点要高于溶剂精制油。910添加剂感受性好添加剂感受性好u加氢油对多种添加剂感受性好，特别对抗氧剂感受性好。u表3数据说明，加氢油的加剂诱导期明显

7、增加，加剂量可减少。u加氢油中非烃化合物的深度脱出，饱和烃含量很高，是感受性好的重要原因。11项项 目目新疆油新疆油(中间基中间基)大庆油大庆油(石蜡基石蜡基)加氢油加氢油（IFP）抗氧化剂：抗氧化剂：TFOUTTFOUT诱导期诱导期/min/min 空白空白676753532828 +T203 1.5%73736868100100 +LZ1095 1.5%86867575120120清净剂清净剂:热管氧化评热管氧化评级级,300,4h/,300,4h/级级 空白空白7.57.56.56.51.51.5 +T106 5%+T106 5%9 96.56.50.50.512项项 目目新疆油新疆油(

8、中间基中间基)大庆油大庆油(石蜡基石蜡基)加氢油加氢油（IFP）分散剂：分散剂：STDSTD斑点分散斑点分散 试验试验/%/%空白空白-41.441.441.241.2 +LZ6418 复合剂复合剂 6%-40.940.951.351.3薄层氧化试验：薄层氧化试验：TFOUT诱导期诱导期/min 空白空白676753532828 加剂加剂858573739595综合评价综合评价一般一般较好较好最好最好13高压分离器加氢精制反应器加氢异构化反应器加氢裂化尾油常压蒸馏 加氢处理直馏VGO溶 剂 精 制 油含油蜡膏石蜡烃减压蒸馏 中间馏分油白油专用油料轻产品H2图1 加氢异构化的原则工艺流程润滑油料

9、异构石蜡烃14加氢法制取中、高档润滑油的主要特点加氢法制取中、高档润滑油的主要特点1.1.原料广泛。主要有溶剂精制油、加氢裂化尾油、原料广泛。主要有溶剂精制油、加氢裂化尾油、含油蜡膏等。含油蜡膏等。2.2.其原则流程如图其原则流程如图1 1。如使用溶剂精制油则首先进。如使用溶剂精制油则首先进行深度加氢处理。行深度加氢处理。3.3.尾油多数情况下可直接进入异构脱蜡以改善低尾油多数情况下可直接进入异构脱蜡以改善低温流动性。温流动性。4.4.早期曾使用催化脱蜡，但选择性差，润滑油收早期曾使用催化脱蜡，但选择性差，润滑油收率低。率低。15加氢法制取润滑油基础油加氢法制取润滑油基础油u 加氢法制取优质润

10、滑油基础料的工艺过程分为加氢法制取优质润滑油基础料的工艺过程分为 三部分：三部分：（1 1）原料（溶剂精制或直馏）原料（溶剂精制或直馏VGOVGO、DAODAO）加氢）加氢 处理或加氢裂化处理或加氢裂化 （2 2）加氢处理油或加氢裂化尾油加氢异构化）加氢处理油或加氢裂化尾油加氢异构化 （异构脱蜡）（异构脱蜡）（3 3）异构化生成油的加氢精制）异构化生成油的加氢精制 （4 4）一般情况下，（）一般情况下，（2 2）、（）、（3 3）为串联流程）为串联流程 16异构脱蜡的特点异构脱蜡的特点1.1.异构脱蜡是改善润滑油低温流动性的关键技术。异构脱蜡是改善润滑油低温流动性的关键技术。2.2.该技术使用

11、一种分子筛，作为酸性载体，对润该技术使用一种分子筛，作为酸性载体，对润滑油原料中的高倾点正构烷烃进行异构化，以滑油原料中的高倾点正构烷烃进行异构化，以达到降低倾点目的。达到降低倾点目的。3.3.这种分子筛有多种，大家熟悉的有这种分子筛有多种，大家熟悉的有SAPO-11SAPO-114.4.催化剂的加氢组分为贵金属，在较低温度下反催化剂的加氢组分为贵金属，在较低温度下反应，既有利于加氢饱和，又有利于异构化反应，既有利于加氢饱和，又有利于异构化反应。应。1718烷烃的反应机理烷烃的反应机理u图图2-2-142-2-14表明，双功能催化剂上烷烃，加氢裂表明，双功能催化剂上烷烃，加氢裂化反应历程；化反

12、应历程；u反应步骤可按如下描述：反应步骤可按如下描述：正构烷烃在M上吸附脱氢烯烃（1）正烯从MA正烯在A上获得质子仲正碳离子（2）仲正碳离子叔正碳离子发生异构化（反应3）19烷烃的反应机理烷烃的反应机理u叔正碳离子通过叔正碳离子通过裂解裂解异构烯异构烯+新的正碳离新的正碳离子（反应子（反应4 4）u 叔正碳离子不裂解叔正碳离子不裂解异构烯（反应异构烯（反应5 5）u烯从烯从AMAM加氢（反应加氢（反应6 6、7 7）u因（因（3 3）、（）、（4 4）反应占优，因此，产物中异构）反应占优，因此，产物中异构物占优。物占优。-H+新正碳离子继续裂化或异构反应，直到生成不能再进行裂解的C3和Ic4,

13、所以催化加氢裂化不生成C1、C22021异构脱蜡油的后加氢异构脱蜡油的后加氢1.1.后加氢与异构脱蜡反应器串联，后加氢与异构脱蜡反应器串联，2.2.使用贵金属加氢催化剂，其原因有三点：使用贵金属加氢催化剂，其原因有三点：其效果见图其效果见图14-5-614-5-6a)质量更好，颜色及氧化储存安定性好。b)最大限度防止再次裂化，反应温度很低，250左右。c)反应器更小。2223项目燃料油型加氢裂化尾油加氢处理的溶剂精制油反应压力（氢分压）/MPa6.313.37.09.8基础油产品 粘度（100）mm2.s-14.14.15.05.0 颜色（ASTM）0.50.50.50.5 氧氮安定性/min

14、200200200200 储存安定性试验通过通过通过通过 芳烃（HPLC法）/%5565 紫外光吸收系数 25nmAuL/gcm0.07500.01081.00.5830 225nmAuL/gcm0.06690.00480.00660.003024反应压力对质量的影响反应压力对质量的影响u润滑油的质量特别是其氧化，储存安定性十分润滑油的质量特别是其氧化，储存安定性十分重要。微量的部分饱和的环烷烃或芳烃影响很重要。微量的部分饱和的环烷烃或芳烃影响很大。大。u催化剂确定之后，反应压力影响甚大。催化剂确定之后，反应压力影响甚大。u表表14-5-814-5-8列出压力影响，从宏观指标，中、高列出压力影

15、响，从宏观指标，中、高压接近，但表示微量芳烃的紫外光吸收值就有压接近，但表示微量芳烃的紫外光吸收值就有较大差别较大差别25国外工业装置概况国外工业装置概况1.1.查理湖润滑油厂，年处理能力查理湖润滑油厂，年处理能力117117万吨。万吨。2.2.以加氢裂化尾油作原料。以加氢裂化尾油作原料。3.3.生产生产类润滑油基础油。类润滑油基础油。4.4.基础油收率轻、重中性油分别为基础油收率轻、重中性油分别为74%74%和和83%83%。5.5.采用高压，反应温度较低。采用高压，反应温度较低。26项目轻中性油重中性油中试装置工业装置中试装置工业装置操作条件 压力 异构脱蜡温度 加氢精制温度基础油收率/%

16、基础油性质 倾点/粘度（100）mm2.s-1 粘度指数高压34924474-1521.1101高压34123574-1521.1101高压35224681-1812.395高压35223683-1212.29627加氢法与溶剂精制相结合更加适合有老三 套润滑油装置炼厂。可以同时生产、类基础油。溶剂精制溶剂脱蜡精制加氢处理异构脱蜡加氢精制类油类油类油图14-5-9 溶剂精制与加氢相结合生产第/类润滑油基础油的流程9溶剂精制油含蜡油/软蜡28小结小结1.1.加氢法生产加氢法生产、类基础油是目前最先进的技类基础油是目前最先进的技术术2.2.加氢法基础油具有加氢法基础油具有V.IV.I高、挥发度低、添加剂高、挥发度低、添加剂感受性好等优点感受性好等优点3.3.润滑油异构脱蜡技术具有润滑油收率高，质量润滑油异构脱蜡技术具有润滑油收率高，质量好、原料适应性强等优点。好、原料适应性强等优点。4.4.溶剂法与加氢法结合是传统润滑油厂的合理选溶剂法与加氢法结合是传统润滑油厂的合理选择。择。