浅谈润滑油的加氢脱蜡工艺

浅谈润滑油的加氢脱蜡工艺

高军荣

大庆炼化公司炼油生产三部加氢作业区

摘要：随着我国经济的快速发展和工业化进程的不断推进，润滑油已被广泛地运用于各行各业。加氢脱蜡是润滑油生产中的一项重要工艺，本文通过对国内外润滑油加氢脱蜡工艺的研究，对其进行了分析，并与国内进行了比较，以期对我国润滑油工业的发展起到一定的借鉴作用。

关键词：润滑油；加氢脱蜡；技术进步

前言：润滑油是一种重要的化工原料，它的开发经历了几个发展时期。自从美国印第安纳石油公司1927年建立以来，对润滑油的脱蜡研究就一直没有停止过。1973年，我国进行了两级制油临氢降凝的工业性实验，1980年又成功地进行了一段高压力选择性蜡裂化。近几年来，在可持续发展的背景下，人们对润滑油的脱蜡工艺进行了深入的研究，以达到降低成本、提高品质的目的。

一、国外润滑油加氢脱蜡工艺研究进展

美孚公司在加氢脱蜡方面所采用的先进的工程技术和工艺技术是其发展的重点。1978年，法国克拉文臣炼油厂对 MLDW流程进行了一次大型实验。生产过程中，以溶剂精制油、减压馏分油和加氢裂解塔内油为原料，并选用 Mobil公司开发的一种新的合成高硅分子筛为催化剂。本项目拟利用氢转移反应，将低分子量烯烃、烷烃和单烷基苯的烷基侧链转变为正碳正离子，再经骨架异构实现裂解。目前普遍的观点是，环丙烷质子化反应，即在反应过程中，生成的化合物会从分子内向外扩散，并通过粘合剂的孔道，最终生成气液两相。MLDW流程中，为达到润滑规范的要求，需一反式催化脱蜡催化剂和二反式加氢催化剂。该工艺要求反应温度在320℃~370℃，反应压力高于1.7百万帕斯卡，但低于80.7百万帕斯卡，氢气/石油比为89~890/m3，氢气消耗量为17.8~35.6。

1993年，美国雪佛龙公司研制出ICR-404同分异构体脱蜡剂，1996年又研制出第2代，大庆石化总厂就曾采用此种催化剂。美国切弗龙公司开发的 IDW法，在产品产率和粘度指标上都有很大的优势，但需要用钯、铂等催化剂，使得生产成本和成本都很高。第二代异构烷烃脱蜡剂具有较长的使用寿命和较好的稳定性。在315~400℃的反应温度下，在6.8~17.2 MPa的压力下，在17.8~89.1m3的氢气消耗量下进行操作。

英国石油采用 HM或 Pt作为催化剂，采用直链烷烃和短链烷烃作为加氢裂解的直链烷烃和短链烷烃，但这类催化剂仅适合中、高正构蜡含量高的油品，而不适合含有少量或高微晶蜡的重质油。BP工艺除需增设固定床反应器外，还需增设氢气脱硫装置，其流程与 MLDW工艺类似。该装置的运行条件是：288℃~399℃，反应压力3.5~21 MPa，氢气/机油的比例为356~890/m3，氢气消耗量为17.8~160 g/m3。

此外， Shell公司的 XHVI流程还要求以石蜡为原料，将石蜡的转化率提高到80%甚至90%，从而得到粘度指数在145-150的基础油，这类油品中芳香成分小于0.3%，挥发性小，氧化安定性好。该工艺的运行条件是：在320℃~390℃下，在12~19 MPa范围内，氢气消耗为原料的1%。此外， EXXON以软蜡为原料，通过两步加氢异构化制得高粘度Exxson6，工艺参数为260~454℃，反应压力为1.4~17.5 MPa，氢气和石油的比例为88~1760。

二、中国润滑油加氢脱蜡工艺研究进展

与欧美发达国家比较，我国在润滑油脱蜡方面的研究相对滞后[2]。抚顺石化三厂采用大庆减压馏分油和加氢裂化尾油为原料，合成了一种新型的以非稳定硅酸铝为原料，与高硅沸石ZSM-8分子筛合成的3792型催化剂。90年代，我厂开发的3902型催化剂开始了定量生产，并对ZSM-5进行了改进，并加入了硅酸铝，使基础油产率提高了5%左右。该工艺的运行条件是：在360℃~430℃的范围内，在14 MPa的反应压力下，在800~1500℃的范围内，氢气的消耗量在0.59~1.6%的范围内。

北京石化研究所自1981年起就开展了润滑油临氢降凝剂的研究，先后在大连，辽河，大庆，扬子，克石化，燕山石化等单位进行了大量的研究，成功地研制出了RDW-1催化剂，并于1995年在克拉玛依石化总厂投入使用。以九区重油为原料，在268~269℃的反应温度、2.83~3.1百万帕斯卡的工作条件下，氢气和石油的比率在417~455℃之间。通过配比，得到32号、46号冷冻油和45号变压器油。

本研究所开发的FDW-1型催化剂，以 SSOT制得的尾油作为原料，在360℃、反应压力4.0-8.0百万帕斯卡、氢/油比400-800/m3的条件下，可实现润滑油产率69%，凝点从33℃降至-19℃。经试验，新研制的FDW-10催化剂在中压工况下，其降凝效果显著。

三、工业上润滑油加氢脱蜡工艺的主要应用

润滑油加氢脱蜡是一项重要的工业技术，其特点是：1）采用“溶剂精炼-加氢-加氢脱蜡

-加氢”一体化流程，可生产100 N,150 N,300 N,150 N,150 N,150 N。大庆油田的添加剂工厂也采用该技术成功地研制出了150 SN、650 SN和150 BSII型的基础油[3]，并取得了良好的效果。第二种是加氢裂解-脱蜡-加氢联合工艺， Richmond炼厂采用该流程，分别获得100 N,240 N和500 NII级。第三步，采用加氢处理—加氢脱蜡—溶剂脱蜡相结合的方法。这一过程由英国的福利炼油公司所采用，它可以制造出一种具有极高粘性的基油，经研究显示，其粘度指数大于130。第四，沙特阿拉伯二号润滑油工厂和保罗斯博罗炼油厂采用了一种溶剂萃取-加氢脱蜡联合工艺，作为第一级和第二级基础油。

四、今后润滑油加氢脱蜡工艺发展前景

随着科学技术的进步，加氢脱蜡技术的应用越来越广泛，随着 API新分级标准的出台，第一类基础油的用量逐渐下降，第二类基础油的需求不断上升，第三类基础油的市场已初具规模。美国在1990年代就能通过加氢工艺获得35%的原油。从工艺上来讲，加氢脱蜡有很大的优点，一是操作流程比较简单。其次，它不需要昂贵的金属，减少了它的成本和费用，而且它的产品质量和环境效益都很好。开发加氢脱蜡技术将是润滑油工业发展的必由之路。在国内，应该更加关注加氢脱蜡技术的发展，在现阶段，应该增加对国外的投资和研究，降低对国外的依赖程度，尽管现在的工业氢化脱蜡技术还不够成熟，但我相信，随着我们的科学进步，这个问题一定会得到解决。此外，随着加氢脱蜡的重要性与日俱增，溶剂脱蜡仍有其地位。所以，在开展加氢脱蜡的过程中，也不能把溶剂脱蜡一起排除，从经济发展的角度来看，溶剂脱蜡还能起到一定的辅助作用。因此，今后润滑油脱蜡技术的发展方向应是以加氢脱蜡为主，辅之以溶剂脱蜡，两者优势互补、协同发展。

结论：综合以上，从目前国内外润滑油脱蜡技术的发展情况来看，就润滑油的脱蜡技术而言，目前的加氢脱蜡技术具有较强的市场吸引力，在今后的发展过程中，加氢脱蜡技术将会是一种主流的发展方向，而我们也不能忘记对溶剂的研究，从而促进我国润滑油行业的进一步发展。

参考文献：

[1]王从新.“十年铸剑，打破垄断，实现高端润滑油的技术突破”——记基础油加氢异构脱蜡催化剂的研制与应用课题[J].科技促进发展，2019 (04):546-549.

[2]田志坚，辽宁省，大连化工研究院，辽宁省，2018-12-01.

[3]李立权.中国石油化工行业的发展.中国石油化工行业的发展.