加氢法生产润滑油技术课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,加氢,法,生产,API.,类润滑油技术,1加氢法生产API.类润滑油技术,2,加氢法制取润滑油基础油,2002,年世界润滑油需求量,3721,万吨，中国,2005,年需,300,万吨。,所用润滑油中汽车工业用油要占,50%,，其中,90%,为内燃机用油。,2加氢法制取润滑油基础油 2002年世界润滑油需求量3721,3,表,1 API,润滑油分类标准,类别,硫含量,/,%,饱和烃含量,/,%,粘度指数,0.03,120,聚,-,烯烃,-,类以外的其他基础油,3表1 API润滑油分类标准类别硫含量/%饱和烃含量/%,4,加氢法制取润滑油基础油,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。,从,20,世纪,90,年代开始，,、,+,、,类油需求增加。例如北美，基础油产量,1000,万吨，当前,、,+,、,类油已占,50%,。,美国至,2002,年新增加氢法生产,、,+,类油已达,260,万吨，同时关掉了,11,个传统法生产装置，减少,174,万吨,类油产量。,4加氢法制取润滑油基础油 排放、节能要求生产低粘度的内燃机油,5,加氢法制取润滑油基础油,只有加氢法能大量制取,、,类润滑油。,其特点为：,高粘度指数。,低挥发度，如,100,粘度为,4.0mm,2,/s,的中性油；挥发度传统法：,30%,，加氢法：,17%,。,对多种添加剂的感受性好。,对原料灵活性较大,。,5加氢法制取润滑油基础油只有加氢法能大量制取、类润滑油。,6,高粘度指数,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，必须达到,API,、,类。,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，在异构脱蜡前经高压深度加氢处理，,V.I,进一步提高。,加氢裂化尾油中的低,VI,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，尾油中高含长侧健环烷烃及正异构烷烃，这些都是高,V.I,组分。,6高粘度指数低粘度内燃机油成为主要品种，但在其使用工况下，对,表,2,不同加工方法润滑油基础油的物化性质,性 质,溶剂精制油,深度加氢油,加氢裂化油,聚,-,烯烃合成油,粘度,/mm,2,s,-1,40,18.5,15.69,16.91,17.02,100,3.81,3.5,3.95,3.89,粘度指数,92,99,130,124,倾点,/,-18,-21,-27,-54,低温粘度,CCS,(-20,)/mPa,s,670,520,459,413,挥发度,/%,32,40,15.3,13,芳烃含量,/%,18.2,0,7.7,0,烷,+,环烷含量,/%,81.8,100,92.3,100,表2 不同加工方法润滑油基础油的物化性质性 质溶剂精制,8,低挥发度,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,加氢油具有低挥发度。表,2,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。,图,4-1-8,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,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。,8低挥发度轻质润滑油在较高温度工况下，很易挥发，造成润滑损耗,9,9,10,添加剂感受性好,加氢油对多种添加剂感受性好，特别对抗氧剂感受性好。,表,3,数据说明，加氢油的加剂诱导期明显增加，加剂量可减少。,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。,10添加剂感受性好加氢油对多种添加剂感受性好，特别对抗氧剂感,11,表,3,加氢裂化法与溶剂法制润滑油基础油对添加剂感受性,项 目,新疆油,(,中间基,),大庆油,(,石蜡基,),加氢油,（,IFP,）,抗氧化剂：,TFOUT,诱导期,/min,空白,67,53,28,+T203 1.5%,73,68,100,+LZ1095 1.5%,86,75,120,清净剂,:,热管氧化评级,300,4h/,级,空白,7.5,6.5,1.5,+T106 5%,9,6.5,0.5,11表3 加氢裂化法与溶剂法制润滑油基础油对添加剂感受性项,12,续表,3,加氢裂化法与溶剂法制润滑油基础油对添加剂感受性,项 目,新疆油,(,中间基,),大庆油,(,石蜡基,),加氢油,（,IFP,）,分散剂：,STD,斑点分散,试验,/%,空白,-,41.4,41.2,+LZ6418,复合剂,6%,-,40.9,51.3,薄层氧化试验：,TFOUT,诱导期,/min,空白,67,53,28,加剂,85,73,95,综合评价,一般,较好,最好,12续表3 加氢裂化法与溶剂法制润滑油基础油对添加剂感受性,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,H,2,图,1,加氢异构化的原则工艺流程,润滑油料,异构石蜡烃,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,14,加氢法制取中、高档润滑油的主要特点,原料广泛。主要有溶剂精制油、加氢裂化尾油、含油蜡膏等。,其原则流程如图,1,。如使用溶剂精制油则首先进行深度加氢处理。,尾油多数情况下可直接进入异构脱蜡以改善低温流动性。,早期曾使用催化脱蜡，但选择性差，润滑油收率低。,14加氢法制取中、高档润滑油的主要特点原料广泛。主要有溶剂精,15,加氢法制取润滑油基础油,加氢法制取优质润滑油基础料的工艺过程分为,三部分：,（,1,）原料（溶剂精制或直馏,VGO,、,DAO,）加氢,处理或加氢裂化,（,2,）加氢处理油或加氢裂化尾油加氢异构化,（异构脱蜡）,（,3,）异构化生成油的加氢精制,（,4,）一般情况下，（,2,）、（,3,）为串联流程,15加氢法制取润滑油基础油 加氢法制取优质润滑油基础料的工艺,16,异构脱蜡的特点,异构脱蜡是改善润滑油低温流动性的关键技术。,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，以达到降低倾点目的。,这种分子筛有多种，大家熟悉的有,SAPO-11,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。,16异构脱蜡的特点异构脱蜡是改善润滑油低温流动性的关键技术。,17,17,18,烷烃的反应机理,图,2-2-14,表明，双功能催化剂上烷烃，加氢裂化反应历程；,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,）,18烷烃的反应机理图2-2-14表明，双功能催化剂上烷烃，加,19,烷烃的反应机理,叔正碳离子通过,裂解异构烯,+,新的正碳离子（反应,4,）,叔正碳离子不裂解异构烯（反应,5,）,烯从,AM,加氢（反应,6,、,7,）,因（,3,）、（,4,）反应占优，因此，产物中异构物占优。,-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,C,3,和,Ic,4,所以催化加氢裂化不生成,C,1,、,C,2,19烷烃的反应机理叔正碳离子通过裂解异构烯+新的正碳离子,20,20,21,异构脱蜡油的后加氢,后加氢与异构脱蜡反应器串联，,使用贵金属加氢催化剂，其原因有三点：,其效果见图,14-5-6,质量更好，颜色及氧化储存安定性好。,最大限度防止再次裂化，反应温度很低，,250,左右。,反应器更小。,21异构脱蜡油的后加氢后加氢与异构脱蜡反应器串联，质量更好，,22,22,23,表,14-5-8,不同压力对异构脱蜡,/,加氢精制产品质量的影响,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）,/MPa,6.3,13.3,7.0,9.8,基础油产品,粘度（,100,）,mm,2,.s,-1,4.1,4.1,5.0,5.0,颜色（,ASTM,）,0.5,0.5,0.5,0.5,氧氮安定性,/min,200,200,200,200,储存安定性试验,通过,通过,通过,通过,芳烃（,HPLC,法）,/%,5,5,6,5,紫外光吸收系数,25nmAuL/gcm,0.0750,0.0108,1.0,0.5830,225nmAuL/gcm,0.0669,0.0048,0.0066,0.0030,23表14-5-8 不同压力对异构脱蜡/加氢精制产品质量的,24,反应压力对质量的影响,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大。,催化剂确定之后，反应压力影响甚大。,表,14-5-8,列出压力影响，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较大差别,24反应压力对质量的影响润滑油的质量特别是其氧化，储存安定性,25,国外工业装置概况,查理湖润滑油厂，年处理能力,117,万吨。,以加氢裂化尾油作原料。,生产,类润滑油基础油。,基础油收率轻、重中性油分别为,74%,和,83%,。,采用高压，反应温度较低。,25国外工业装置概况查理湖润滑油厂，年处理能力117万吨。,26,表,14-5-18,美国查理湖润滑油厂异构脱蜡装置的操作条件和产品收率,9,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,/%,基础油性质,倾点,/,粘度（,100,）,mm,2,.s,-1,粘度指数,高压,349,244,74,-15,21.1,101,高压,341,235,74,-15,21.1,101,高压,352,246,81,-18,12.3,95,高压,352,236,83,-12,12.2,96,26表14-5-18 美国查理湖润滑油厂异构脱蜡装置的操作,27,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,27加氢法与溶剂精制相结合更加适合有老三 套润滑油装置,28,小结,加氢法生产,、,类基础油是目前最先进的技术,加氢法基础油具有,V.I,高、挥发度低、添加剂感受性好等优点,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。,溶剂法与加氢法结合是传统润滑油厂的合理选择。,28小结加氢法生产、类基础油是目前最先进的技术,