潤滑油加氫技術(shù)工程化問題及應(yīng)對方案

【摘 要】近年來，國內(nèi)高檔潤滑油年均增幅兩倍于潤滑油總需求年均增幅，高檔潤滑油基礎(chǔ)油需求增長帶動了企業(yè)建設(shè)潤滑油加氫裝置生產(chǎn)高檔潤滑油基礎(chǔ)油的積極性。但滑潤油加氫技術(shù)工程化過程中也出現(xiàn)了一些急待解決的問題?；谶@些問題與本人經(jīng)驗(yàn)，提出了一些應(yīng)對措施，以便有所幫助。

【關(guān)鍵詞】潤滑油加氫技術(shù)；工程化問題；應(yīng)對方案

國內(nèi)潤滑油加氫工程化技術(shù)種類較多，主要有引進(jìn)CLG技術(shù)、引進(jìn)IFP技術(shù)、中國石油化工股份有限公司石油化工研究院開發(fā)的RLT技術(shù)、中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院開發(fā)的WSI技術(shù)等。這些技術(shù)發(fā)展帶動了行業(yè)的進(jìn)步，但其工程化問題不容忽視。

一，工程化過程中遇到的問題

第一，難以滿足Cr-Mo鋼材料先升溫后升壓要求。高壓、高溫設(shè)備一般采用Cr-Mo鋼材料，為了防止回火脆化引起的設(shè)備脆裂，在生產(chǎn)開工時應(yīng)遵守先升溫后升壓的原則，即在脆化溫度范圍內(nèi)工作的設(shè)備，當(dāng)溫度低于121度時，對設(shè)備加壓應(yīng)限制在所加壓力產(chǎn)生的應(yīng)力不超過鋼材屈服極限的20%。在開工時應(yīng)避免由于升溫過快而造成過大的熱應(yīng)力。潤滑油加氫裝置一般工程規(guī)模較小。某裝置氮?dú)飧稍镫A段，異構(gòu)脫蠟反應(yīng)器220度，補(bǔ)充精制反應(yīng)器溫度只有67度，由于溫度不能滿足Cr-Mo鋼材料設(shè)備（補(bǔ)充精制反應(yīng)器、反應(yīng)流出物換熱器等）的升溫要求，導(dǎo)致裝置長時間無法升壓。

第二，加氫基礎(chǔ)油氧化安定性差。加氫基礎(chǔ)油在有氧、紫外光（或加熱）條件下，油品顏色加深、透明度變差、出現(xiàn)的沉淀現(xiàn)象表征為氧化（或光）安定性差。某高壓潤滑油加氫裝置生產(chǎn)的基礎(chǔ)油外觀無色透明，芳烴含量低，不含膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。經(jīng)過紫外光燈連續(xù)照射72h后，顏色由無色變?yōu)辄S色，微濁，飽和烴含量下降，酸值和芳烴含量增大，有膠質(zhì)和瀝青質(zhì)產(chǎn)生，存在光安定性不良的問題。相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示潤滑油加氫基礎(chǔ)油隨紫外光照時間延長，透光率變差。

第三，加氫補(bǔ)充精制溫度難以達(dá)到活化溫度要求。氫活化的主要目的是用高溫氫、吹掉、粘附在催化劑表面、孔口和孔道內(nèi)的大分子芳烴類結(jié)構(gòu)的縮合物。某高壓潤滑油加氫裝置正常生產(chǎn)時，異構(gòu)脫蠟反應(yīng)器出口溫度330度，補(bǔ)充精制反應(yīng)器入口溫度215度，溫差115度。催化劑活化時，異構(gòu)脫蠟反應(yīng)器出口溫度320度時，補(bǔ)充精制反應(yīng)器入口實(shí)際溫度只有210度，不能滿足活化溫度大于300度的要求。

第四，加氫重質(zhì)基礎(chǔ)油性質(zhì)變差。高壓加氫裝置運(yùn)行一段時期后，重質(zhì)加氫基礎(chǔ)油出現(xiàn)濁點(diǎn)升高問題，即在較低溫度下油品出現(xiàn)發(fā)霧、不透明的現(xiàn)象；也有裝置在運(yùn)行末期生產(chǎn)的加氫重質(zhì)基礎(chǔ)油出現(xiàn)絮狀物。

此外，還有脫硫反應(yīng)器差壓高、加氫裂化反應(yīng)器壓力降上升快等問題。之所以出現(xiàn)以上這些問題，是由于難以滿足Cr-Mo鋼先升溫后升壓要求、加氫基礎(chǔ)油氧化安定性差、加氫補(bǔ)充精制溫度難以達(dá)到要求、加氫重質(zhì)基礎(chǔ)油性質(zhì)變差、脫硫反應(yīng)器差壓高、加氫裂化反應(yīng)器壓力降上升快等各種原因造成的。

二，工程化問題的具體應(yīng)對方案

第一，滿足Cr-Mo鋼材料先升溫后升壓的措施。要滿足Cr-Mo鋼材料先升溫后升壓要求，主要取決于裝置設(shè)計，調(diào)整生產(chǎn)操作也會有一定效果。在氫氣條件下，將Cr-Mo鋼材料先升溫后升壓要求作為一個設(shè)計工況。以設(shè)備升壓最低溫度需要的工藝條件來核算該設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)。計算出每一個Cr-Mo鋼材料設(shè)備（如反應(yīng)器、換熱器、容器）升壓前的最低溫度，以此最低溫度核算該設(shè)備需要的工藝條件。滿足Cr-Mo鋼材料先升溫后升壓需要的管線、閥門和控制手段。裝置升溫升壓期間，關(guān)閉循環(huán)氫壓縮機(jī)反飛動線，全開循環(huán)氫、新氫分別至加氫補(bǔ)充精制的調(diào)節(jié)閥及副線，最大量保證氫氣在加氫補(bǔ)充精制反應(yīng)部分的循環(huán)。

第二，提高加氫基礎(chǔ)油氧化安定性的措施。結(jié)合相關(guān)的研究結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)如下方法。首先，有、老三套、裝置的企業(yè)，可增加溶劑精制深度，盡可能脫除氮化物和稠環(huán)芳烴、膠質(zhì)；氧化安定性稍差的加氫基礎(chǔ)油，可對其進(jìn)行補(bǔ)充白土精制。其次，提高氫分壓與反應(yīng)溫度。隨著氫分壓的提高，以旋轉(zhuǎn)氧彈法誘導(dǎo)期表示的氧化安定性能變好。當(dāng)基礎(chǔ)油氧化安定性差時，可提高異構(gòu)脫蠟和補(bǔ)充精制氫分壓將多環(huán)芳烴飽和到1%以下。隨著反應(yīng)溫度的提高，以旋轉(zhuǎn)氧彈法誘導(dǎo)期表示的氧化安定性能變好。最后，降低空速，提高氫油比。隨著空速的降低，以旋轉(zhuǎn)氧彈法誘導(dǎo)期表示的氧化安定性能變好。隨著氫油比的提高，以旋轉(zhuǎn)氧彈法誘導(dǎo)期表示的氧化安定性能變好。

第三，提高補(bǔ)充精制溫度以達(dá)到活化要求的措施。（1）工藝設(shè)計：考慮高溫氫氣條件下，將異構(gòu)脫蠟催化劑活化要求作為一個設(shè)計工況，同時將補(bǔ)充精制催化劑活化要求作為另一個設(shè)計工況；（2）設(shè)備設(shè)計：在氫氣條件下，將活化工況作為選擇循環(huán)氫壓縮機(jī)、異構(gòu)脫蠟反應(yīng)器、補(bǔ)充精制反應(yīng)器、高壓換熱器等高壓設(shè)備的一個工況；（3）流程設(shè)計：考慮采用能滿足活化工況要求的管線、閥門和控制手段。

第四，改善加氫重質(zhì)基礎(chǔ)油性質(zhì)的措施。（1）有“老三套”裝置的企業(yè)，可將減壓蠟油淺度脫蠟，除去長鏈正構(gòu)烷烴分子，脫蠟油再加氫；（2）生產(chǎn)操作。反應(yīng)部分應(yīng)優(yōu)化異構(gòu)脫蠟或催化脫蠟操作條件；分餾部分的減壓塔采用重沸汽提，加強(qiáng)產(chǎn)品過濾；（3）催化劑：采用高活性的異構(gòu)脫蠟催化劑；（4）催化劑壽命：嚴(yán)格控制催化脫蠟催化劑的使用期限。

第五，降低脫硫反應(yīng)器差壓的措施。（1）提高催化劑性能：選擇高活性脫硫耐水型催化劑；（2）改進(jìn)催化劑裝填操作：催化劑裝填時不應(yīng)采用噴水恢復(fù)或提高催化劑活性；（3）提高催化劑強(qiáng)度：催化劑使用前與使用后強(qiáng)度應(yīng)相近，正常使用過程中應(yīng)不破碎或粉化。

第六，避免加氫裂化反應(yīng)器壓力降上升快措施。（1）控制原料的酸值、硅含量、鐵含量、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)含量，確保過濾器的正常運(yùn)行。（2）采用合理的催化劑級配方案及瓷球結(jié)構(gòu)。（3）平穩(wěn)操作，防止反應(yīng)進(jìn)料加熱爐、反應(yīng)器出現(xiàn)熱點(diǎn)及飛溫。

結(jié)語

本文對潤滑油加氫技術(shù)工程化問題做出了基本分析，在分析基礎(chǔ)上結(jié)合自我經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)調(diào)查，提出了一些應(yīng)對措施，以其對潤滑油加氫技術(shù)有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

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[2]潤滑油加氫裝置保護(hù)反應(yīng)器床層壓降升高的原因及對策分析[J].王金生，陳玉全，溫萬春.化工中間體.2015（02）

作者簡介：

劉克義（1992-）學(xué)士，助理工程師，山東濟(jì)南人，工作于中國石油化工股份有限公司濟(jì)南分公司，現(xiàn)從事石油化工生產(chǎn)方面的工作。

（作者單位：中國石油化工股份有限公司濟(jì)南分公司）