利用燃料型高压加氢裂化尾油生产油基础油工艺探讨
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（1.中海石油基地集团有限责任公司惠州油品化工分公司，广东 惠州 516086；2.中国石油大连油研究开发中心，辽宁 大连 116032）
摘要：文章从国内外用燃料型加氢裂化尾油生产油基础油的现状出发，分析了其所使用工艺技术的特点和条件，针对惠州炼厂高压加氢裂化尾油综合利用，探讨了使用各种工艺技术路线的可能性，最终确定了生产高档Ⅱ/Ⅲ类加氢基础油的合适工艺技术。
关键词：高压加氢裂化尾油；基础油；生产工艺；异构脱蜡
中图分类号：TE626.9 文献标识码：A
0 前言
进入21世纪以来，我国炼油行业加氢裂化（包括馏分油加氢改质，渣油加氢改质，减压瓦斯油VGO加氢改质等常规－高压加氢裂化和缓和－中压加氢裂化）技术有了长足发展。到目前为止，加氢裂化能力已达到了18.1 Mt/a，占原油蒸馏能力的6.9%[1]，特别是近几年新建或扩建的几个千万吨级炼厂，相应的都配置了这些装置。加氢裂化装置生产的尾油是扩大乙烯原料来源的新途径，但只会在炼油－石油化工一体化联合企业和少数乙烯企业得到应用，且没有太大的发展空间，主要原因有三：一是为得到乙烯料，加氢裂化装置需要采取高转化率操作，经济上不合算；二是随着经济全球化进程的加快，在国际市场购买乙烯料既方便又合算；三是高转化率得到的加氢裂化尾油是生产Ⅱ/Ⅲ类油基础油极好的原料[2]。
将于2008年投产的1200万t/a中海油惠州炼油厂建有400万t/a高压加氢裂化装置，是国内最大规模的高压加氢裂化单套装置，采用Shell加氢裂化技术，转化率高达85％，生产尾油50～60万t/a。利用这部分高压加氢裂化尾油生产附加值更高的油基础油具有广阔的市场前景。
1 国内外利用燃料型加氢裂化尾油生产油基础油工艺技术现状
1.1 金陵石化采用的高压加氢裂化（FRIPP）石蜡烃择形异构化（WSI）技术
金陵石化现有80万t/a高压加氢裂化装置（UOP技术）和150万t/a高压加氢裂化装置（FRIPP技术），其中80万t/a装置采用两段全循环流程，150万t/a装置采用单段一次通过流程，总转化率为65％左右，高压加氢裂化尾油收率10％左右。
金陵石化通过对重整－加氢联合装置中的加氢精制装置进行改造后，采用抚研院的石蜡烃加氢择形异构化（WSI）工艺技术，降低加氢裂化尾油的凝点，达到生产特种油产品的目的。原则工艺流程为：加氢裂化尾油经换热后和氢气炉前混氢，先经过加氢异构反应器进行异构反应以降低倾点，反应产物再经过高压分离器进入常压分馏塔，塔顶分离出轻组分，塔底油则作为生产特种油品的原料。产品性质见表1~表5。目的产品分析结果表明，催化剂的降凝效果明显，产品倾点由原料的+35 ℃降到-21 ℃，大于320 ℃目的产品收率高达81%。采用WSI技术在低压条件下可制取橡胶填充油，增加高压补充精制工艺，还可以生成不同牌号的食品、医药级白油[3]。
表1 金陵石化高压加氢裂化装置正常生产时尾油主要性质
(注：作者简介：宫卫国（1971-），男，高级工程师，1994年毕业于华东理工大学石化系有机化工专业，多年来一直从事炼油技术管理工作，发表科技论文多篇，现于中海石油基地集团进行加氢基础油项目开发工作。）
表2 金陵石化高压加氢裂化装置深拔后尾油主要性质
表3 装置反应部分主要操作条件及产品分布
表4 特种油料产品主要性质
表5 高压补充精制生产食品级白油性质
1.2 韩国SK公司采用的Chevron异构脱蜡（Isodewaxing）技术
韩国SK公司Ulsan 炼厂利用燃料型加氢裂化尾油生产高质量超高粘度指数油基础油，采用Chevron公司异构脱蜡（ICR-408催化剂，2004年后更换为Mobil公司的MSDW-2催化剂），生产能力25万t，生产Ⅲ类基础油，市场供不应求。其流程见图1。
图1 SK公司油加氢流程
韩国SK公司加氢裂化装置尾油性质见表6，基础油产品性质见表7。
表6 韩国SK公司加氢裂化装置尾油性质
表7 韩国SK公司基础油产品性质
1.3 齐鲁石化采用的FRIPP催化脱蜡（FDW）工艺技术
齐鲁石化胜利炼油厂140万t高压加氢裂化装置尾油采用FRIPP的催化脱蜡降凝工艺技术（FDW-10催化剂）得到基础油馏分，然后经过磺化法补充精制，生产白油和多种油产品[4]。产品性质见表8~表10。
FRIPP为某厂设计了一套20万t/a高压加氢生产环烷基特种油装置，利用VGO加氢处理尾油，采用加氢处理―临氢降凝―补充精制串联工艺过程，通过加氢处理催化剂、临氢降凝催化剂、补充精制催化剂的合理匹配和工艺条件优化操作，在深度加氢脱硫、脱氮、芳烃饱和、降低产品密度的同时，可大幅度降低产品的倾点，改善产品颜色和稳定性，达到生产白色橡胶填充油和其他低凝特种油品的目的。其原则流程见图2。
表8 齐鲁石化加氢裂化尾油性质
表9 催化脱蜡装置反应部分主要操作条件
表10 基础油产品主要性质
图2 催化脱蜡技术生产特种油原则流程
茂名石化也在工业实验装置上以茂名石化加氢裂化尾油为原料，采用催化脱蜡技术生产出合格的7#白油和25#变压器油。
1.4 国内炼厂采用的溶剂脱蜡和加氢补充精制相结合技术
加氢裂化尾油先溶剂脱蜡，然后进行高压加氢后精制生产食品级、医药级白油。其技术工艺路线见图3。
图3 利用溶剂脱蜡和加氢补充精制结合生产白油原则流程
目前，国内有两套装置采用此工艺路线生产白油。
1.5 国内炼厂采用的老三套工艺技术生产白油
采用老三套技术，可生产部分市场价值好的石蜡产品，脱蜡油继续采用磺化法生产食品级、医药级白油。此技术工艺路线见图4。
图4 利用老三套工艺生产部分白油原则流程
2 惠州炼厂燃料型高压加氢裂化尾油性质
研究采用何种工艺路线生产基础油，必须先分析加氢裂化尾油性质。惠州炼厂400万t/a高压加氢裂化装置原料中VGO和CGO比例达到了4∶1，而且转化率高达85％，这样生产出的尾油和其他炼厂的加氢裂化尾油性质有很大不同。表11是中试的加氢尾油性质。
表11 惠州炼厂400万t/a高压加氢裂化装置中试尾油性质
从表11中看出此加氢裂化尾油氮含量比较高，而且蜡含量比较低，因此在工艺选择上就必须考虑这些因素。
3 生产工艺技术路线研究
3．1 采用老三套工艺
由于此加氢裂化尾油中蜡含量比较低，酮苯脱蜡脱油后石蜡产量很低，如果再用糠醛精制和白土后精制去掉少量的氮、硫，从成本和经济性上都不合算，而且生产出的基础油只达到Ⅰ类基础油要求，市场前景并不看好。
老三套工艺生产出的基础油用磺化法得到白油的路线比较落后，惠州大亚湾经济技术开发区的环保要求也不允许建设此类装置。用两段高压加氢补充精制法生产食品级、医药级白油一是成本高，二是白油市场容量也不能消耗这么大量的白油。
3．2 采用催化脱蜡工艺
此加氢裂化尾油经过催化脱蜡后，不仅基础油收率低，粘度指数也降低很多，生产不出Ⅱ/Ⅲ类基础油，而且产品的光稳定性不好，没有市场竞争优势。如果再利用两段高压加氢补充精制制取白油，同样面临着白油市场容量的问题。
用催化脱蜡技术生产填充油、冷冻机油、变压器油等特种油，由于加氢尾油中环烷烃含量不高，所得产品也没有竞争力，只能做工业用工艺油，但用量有限。
3．3 采用异构脱蜡工艺
采用异构脱蜡技术，基础油收率高，粘度指数降低少，完全符合高档Ⅱ/Ⅲ类基础油的要求，而且产品光稳定性很好。但是异构脱蜡贵金属催化剂对加氢尾油中硫、氮含量有很高要求，一般氮含量不大于2 μg/g、硫含量不大于50 μg/g。所以异构脱蜡前面需要加氢预精制先脱掉硫、氮等杂质，无疑这会增加一部分投资。如果选用耐硫氮性能好的异构脱蜡催化剂就可以解决这个问题，但目前异构脱蜡贵金属催化剂的发展程度还不能满足要求。
综上所述，针对惠州炼厂高压加氢裂化尾油的特殊情况，应该先采用加氢处理去掉硫、氮，同时提高部分粘度指数，然后采用异构脱蜡改善基础油低温流动性，最后加氢后精制生产出高档Ⅱ/Ⅲ类加氢基础油，也可抽出部分基础油经过两段高压加氢生产食品级、医药级白油。其技术路线见图5。
图5 惠州炼厂高压加氢裂化尾油生产基础油工艺原则流程
4 结束语
燃料型高压加氢裂化尾油是一个很好的生产油基础油的原料，但针对不同原料、不同操作条件的高压加氢裂化装置生产的加氢尾油，要视投资成本、产品市场以及效益潜力来选择恰当的工艺路线。通过对几种技术工艺的分析研究，为惠州炼厂高压加氢尾油的综合利用明确了工艺技术方案。
参考文献：
［1］ 韩崇仁.加氢裂化技术发展背景和历程［J］.加氢裂化工艺与工程，2001，1（1）:1-3.［2］ 姚国欣.21世纪加氢裂化技术工业应用预测［J］.加氢裂化工艺与工程，2001，1(4):25-26.［3］ 方向晨,廖士纲,刘全杰,等.面临市场挑战加快加氢法制取油基础油技术的开发和应用［A］. 2006中国油国际论坛论文集［C］.上海: 2006.
［4］ 姚国欣.加氢脱蜡技术［J］.加氢裂化工艺与工程，2001，14（4）：880-882.
THE DISCUSSION OF THE PROCESS OF USING HYDROCRACKING UNCONVERTED OIL TO PRODUCE LUBE BASE OIL
GONG Wei-guo1， LV Shuang-qing2
（1. Huizhou Mogas and Petrochemical Branch， CNOOC Oil Base Group Co., LTD., Huizhou 516086，China; 2.PetroChina Dalian Lubricating Oil R&D Institute, Dalian 116032, China）
Abstract:Based on the situation of using hydrocracking unconverted oil to produce lube base oil at home and abroad, the features and conditions of the process are analyzed. According to the comprehensive utilization of unconverted oil from Huizhou Refinery hydrocracking unit，the feasibility of all kinds of processes is discussed and the proper process of producing groupⅡ/ III hydrogenated base oil is confirmed.
Key Words:high pressure hydrocracking unconverted oil; base oil; process; isodewaxing