原料性质对润滑油加氢装置的影响

李翔

[摘要]中国石化济南分公司30万吨/年润滑油加氢装置由中国石化工程建设公司和山东济炼石化工程有限公司共同设计，2012年8月30日投料开工。设计所用原料为糠醛精制油（减三线、减四线和轻脱沥青油），主要产品是含蜡润滑油（MV175、HVIⅡ6、MV1250、HVIⅡ10、MVI 650、HVIⅡ150BS）和石脑油及柴油，近期由于管输原油问题，上游进口原油油种性质变化较大，对减三线、减四线润滑油料影响较大，具體分析对润滑油加氢装置产品的影响。

[关键词]润滑油加氢 原料 性质 润滑油料 产品 影响

中石化济南分公司采用石油化工科学院研究院（RIPP）开发的“糠醛精制润滑油加氢（加氢处理/加氢精制）酮苯脱蜡脱油白土精制”工艺流程，简称了中石化重质基础油和光亮油生产基地。该基地的润滑油基础油生产以临盘原油减压馏分油和减压渣油为原料，生产符合HVIII标准的重质基础油和光亮油。生产基地中的30万吨/年润滑油加氢装置设计以临盘原油减压馏分油和丙烷轻脱沥青油的糠醛精制油为原料，采用切换进料的操作方式，生产的重质润滑油料（简称重润）作为酮苯脱蜡脱油装置原料，同时副产少量汽油、柴油和工业白油等。

一、装置简介

30万吨/年润滑油加氢装置作为济南分公司基础油生产基地的核心装置，由反应和分馏两部分组成，反应部分包括高压加氢处理（R-101）与加氢后精制（R-102）两个反应器，采用RIPP新开发的第二代润滑油加氢处理催化剂RL-2及加氢精制催化剂IRLF-2。设计氢分压均为16.0MPa，共用一套新氢压缩机与循环氢压缩机。分馏部分包括常压塔和减压塔，常压塔分馏出汽油与柴油，减压塔分馏出工业白油和各类基础油原料。

二、原料性质分析

（一）影响因素

（1）原油中金属离子含量。原油金属离子主要以金属化合物的形式存在，金属化合物在加氢裂化过程中，脱金属后以烃类形式进入产品中，但金属则沉积于催化剂上造催化剂的微孔堵塞而失去活性。这种金属沉积很难用再生的方法将其脱除，形成不可逆的永久中毒，因此对加氢裂化原料中金属含量的限制很严格。原油中的金属离子主要通过常减压的电脱盐装置脱除，采用脱盐的方法可将原油中的碱金属或碱土金属如钾、钠大部分脱除，以无机盐的形式溶于水而除去，但其他元素基本仍保留在原油中。原油中的金属化合物绝大部分集中在最重的渣油中，而在润滑油加氢装置加氢裂化段所用的原料中除铁以外，其他金属含量不高。

（2）原油中铁离子含量。原料中铁离子含量对润滑油加氢装置的加氢裂化催化剂影响很大。加氢裂化原料中铁离子进入裂化反应器，与加氢裂化过程中产生的H2S反应产生铁的硫化物，沉积在催化剂床层上，导致催化剂严重结块，引起床层压力升高。在实际生产中有些炼油厂由于加氢裂化原料中铁离子含量高而造成装置非计划停车频繁，因此一般情况下要求原料中铁离子含量不大于1μg/g。根据理论分析，润滑油加氢装置的加氢裂化段原料减压蜡油中的铁离子有部分来源于原油。

（二）原料性质分析

济南分公司加工的原油有胜利进口原油和临盘原油，前者属于含硫中间基原油，由常减压蒸馏装置加工；后者则属于低硫中间石蜡基原油，由润滑油原料预处理装置加工。通过实验室筛选，当胜利进口原油减四线馏分油调合比例为60%时，混合减四线经糠醛精制得到的糠精油（简称混合油糠精油）的主要性能指标均不超过装置原料设计限定值，因此选润滑油加氢装置设计原料主要是临盘原油，下面列出实际生产部分原料的性质。

混合油糠精油的制备：将常减压蒸馏装置和润滑油原料预处理装置的减压四线蜡油按照3：2的比例送进糠醛精制装置原料罐，经过糠醛抽提精制后得到的符合指标要求的混合油糠精油即为润滑油加氢原料。实际生产中临盘油糠精油和混合油糠精油的典型性质数据及设计限定指标。由表1可以看出，在lOO℃运动黏度相当的情况下，两种糠精油的黏度指数、正庚烷不溶物、饱和烃、芳烃和硫含量都有较大差异。

由于上游管输原油的原因，原胜利原油停输，目前原油油种为临盘原油与进口原油（临盘油：进口油=1.8：1），原油性质的大幅调整，对常减压装置生产的减三线、减四线润滑油料性质影响较大。

三、操作条件选择

润滑油加氢装置以糠精油为原料，通过高压加氢来改善油品的黏温性能、光安定性及热氧化安定性等。加氢处理工艺是在催化剂及氢气的作用下，通过深度加氢处理，完成脱硫、脱氮、芳烃饱和以及多环环烷烃开环等反应，将非理想组分转化为理想组分，使油品得到深度精制，从而达到提高目标产品的黏温性能和饱和烃含量的目的。加氢精制过程的主要反应为烯烃和芳烃的进一步加氢饱和，以改善油品的颜色、光安定性和热氧化安定性。因此，为确保目标基础油的100～C运动黏度、黏度指数和酸值满足指标要求，不同组成的糠精油需要不同的加氢处理反应条件才能得到理想的重润组分。

将润滑油加氢装置原料切换为混合油糠精油，将反应压力基本固定，根据催化剂床层温升变化和重润产品的质量，及时调整反应温度和氢油比，摸索最佳操作条件。由于基础油现行标准与方案设计时的标准发生了较大变化，产品质量要求提高，因此，原油性质变化前后的实际操作参数进行了相应的调整。与设计值相比，临盘油实际操作的R-101人口压力、反应温度和氢油比均不同程度提高。与临盘油实际值相比，在处理量降低近30%时，混合油实际操作条件R-101反应温度降低4℃，氢油比提高近2.5倍。

四、结论

（1）在胜利进口原油减压蜡油作为原料切换为临盘原油与进口原油作为原料时，仍可生产出合格的HVI Ⅱ类润滑油基础油，说明济南分公司的润滑油加氢装置对原料的适应性较强。

（2）随着润滑油料性质变化，润滑油加氢装置的综合能耗变化不大，且轻质油收率及重质油收率并未降低。因此，以临盘原油与进口原油生产的润滑油料作为原料时仍能保持较高的基础油综合收率。