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        混合癸烯制備潤滑油加氫工藝技術(shù)應(yīng)用研究

        2015-02-02 08:20:13葛寶義
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2015年1期

        葛寶義

        摘 要:進(jìn)行混合癸烯制備潤滑油加氫工藝技術(shù)應(yīng)用研究,其目的是為了降低合成潤滑油的溴值。文章先分析催化劑物化性能與硫化,再分析加氫的工藝條件,并在此基礎(chǔ)上對PAO加氫進(jìn)行分析。

        關(guān)鍵詞:石油化學(xué)工程;混合癸烯;潤滑油;加氫工藝

        由于PAO合成潤滑油具有優(yōu)良的低溫性能、高溫氧化安定性以及高粘度指數(shù),因此受到人們廣泛的重視。

        1 催化劑物化性能與硫化

        1.1 催化劑物化性能

        加氫催化劑有很多種,文章是以選取Mo和Ni作為加氫催化劑。加氫催化劑的樣品的裝填量為20mL。這種催化劑物化性能是:該催化劑的外觀看起來像三葉草,它的直徑在2.4mm至3.0mm之間,其堆積密度在0.7至1.1g·cm-3之間。經(jīng)檢測,該催化劑的徑向抗壓碎力≮300N·cm-1,孔容在0.2至0.4mL·g-1之間,比表面積≮150.0m2·g-1,ω(MoO3)=19.0%~23.5%,ω(NiO)=3.5%~4.8%。

        1.2 催化劑硫化

        催化劑硫化的具體過程為:先以40℃·h-1的速率將溫度上升到150℃,然后再開始進(jìn)硫化油。在這個過程中要注意,必須先將150℃保持在兩個小時,然后再以8℃·h-1速率升溫230℃并保持恒溫8個小時。8個小時過后再以8℃·h-1速率將溫度上升到290℃并恒溫4個小時。4個小時過后,再以8℃·h-1速率將溫度上升到310℃并恒溫8個小時。8個小時過后,就可以開始進(jìn)過渡油。同時,再以18℃·h-1速率將溫度降低到200℃。硫化結(jié)束后,改用穩(wěn)定進(jìn)油,在催化劑活性穩(wěn)定條件下,進(jìn)行加氫工藝條件試驗。

        2 加氫工藝條件

        2.1 反應(yīng)溫度

        我們在氫壓3.50MPa、空速0.81h-1以及氫油體積比為600∶1的前提下,來檢測不同反應(yīng)溫度時該合成潤滑油的溴值變化情況。從表1就可看出,當(dāng)溫度逐漸上升時,溴值卻越來越低。

        2.2 氫壓

        如表2所示,當(dāng)氫壓為4.0MPa時,溴值降到最低。由熱力學(xué)可知,加大氫壓有利于加速加氫的反應(yīng)。但是氫壓不能超過一定的度,若超過了那個度,再繼續(xù)增加氫壓,既浪費(fèi)了資源又沒有多大的效果。因此,在生產(chǎn)中一定要選用最合適的氫壓值。

        2.3 氫油體積比

        由表3可以看出,當(dāng)氫油體積比較低時,若對氫油體積比進(jìn)行增加時,則會對精制效果產(chǎn)生較大的影響。從表3可以得出,最適宜的氫油體積比為550:1。

        3 PAO加氫

        (1)加氫前合成潤滑油的性質(zhì)選取。合成潤滑油進(jìn)行加氫實(shí)驗的樣品是粘度為10mm2/s-1以及v100℃。檢測合成潤滑油樣品的方法以及其測定之后的理化性質(zhì)是:溴值/gBr/100goil用SH/T0236的試驗方法進(jìn)行檢測,其測定值為2.80;運(yùn)動粘度/mm2/s-1(100℃)用GB/T265的試驗方法進(jìn)行檢測,其測定值為10.05;粘度指數(shù)用GB/T2541的試驗方法進(jìn)行檢測,其測定值為134;閃點(diǎn)(開口)/℃用GB/T3536的試驗方法進(jìn)行檢測,其測定值為234;傾點(diǎn)/℃用GB/T3535的試驗方法進(jìn)行檢測,其測定值為-55;殘?zhí)?%用GB/T265的試驗方法進(jìn)行檢測,其測定值為10.05;水分/ppm用GB/T260的試驗方法進(jìn)行檢測,其測定值為14.99;旋轉(zhuǎn)氧彈/150℃/min用SH/T0193的試驗方法進(jìn)行檢測,其測定值為219;酸值/mgKOH/g用SH/T0251的試驗方法進(jìn)行檢測,其測定值為0.12;密度(20℃)/kg/m3用GB/T1884的試驗方法進(jìn)行檢測,其測定值為873.15。

        從數(shù)據(jù)中我們可以看出合成潤滑油的分子量分布范圍非常窄,從而可以得出結(jié)論它的催化劑的聚合行為是規(guī)整的。

        (2)反應(yīng)溫度的影響。在反應(yīng)溫度(℃)分別為220、240、260、280和300的條件下,合成潤滑油加氫不同項目的數(shù)據(jù)分別為:溴值/gBr/100goil的數(shù)值分別為0.280、0.100、0.089、0.083和0.090;運(yùn)動粘度/mm2/s-1(100℃)的數(shù)值分別為8.85、7.76、7.90、7.83和7.77;粘度指數(shù)的數(shù)值分別為135、132、128、125和123;閃點(diǎn)(開口)/℃的數(shù)值分別為231、233、228、229和223;傾點(diǎn)/℃的數(shù)值分別為-53、-49、-54、-49和-50;密度(20℃)/kg/m3的數(shù)值分別為871、870、874、869和867;水分/ppm的數(shù)值分別為19、22、17、37和27;液收/%的數(shù)值分別為96.6、95.3、95.8、93.7和92.8。

        從數(shù)據(jù)中可以知道反應(yīng)溫度對于癸烯的加氫活性具有較大的影響,并隨著溫度的不斷增高,其溴值、運(yùn)動粘度以及粘度指數(shù)也越之降低。從中可以得出結(jié)論:最適宜的加氫溫度應(yīng)在240℃至260℃之間。

        (3)反應(yīng)壓力的影響。加氫飽和反應(yīng)是一種分子數(shù)目減少的反應(yīng)。其中若是壓力值增加,則有利于加氫飽和反應(yīng)。壓力過高的缺點(diǎn)是會增加設(shè)備的投資,而壓力過低則會縮短其運(yùn)轉(zhuǎn)周期。氫分壓是加氫反應(yīng)的動力學(xué)推動力,并隨著氫分壓的不斷增高,加氫反應(yīng)的速度也隨之增加。這會增加大量的氫氣,從而使得反應(yīng)平衡向著加氫反應(yīng)方向移動。

        在反應(yīng)壓力(MPa)分別為2.0、2.5、3.0、3.50和4.0的條件下,合成潤滑油加氫不同項目的數(shù)據(jù)分別為:溴值/gBr/100goil的數(shù)值分別為0.390、0.265、0.096、0.054和0.031;運(yùn)動粘度/mm2/s-1(100℃)的數(shù)值分別為9.15、8.56、7.75、7.24和7.06;粘度指數(shù)的數(shù)值分別為135、132、125、128和120;傾點(diǎn)/℃的數(shù)值分別為-54、-52、-48、-50和-45;密度(20℃)/kg/m3的數(shù)值分別為875、876、872、870和863;水分/ppm的數(shù)值分別為24、34、18、36和21;液收/%的數(shù)值分別為95.6、94.1、93.5、91.1和89.5。

        根據(jù)數(shù)據(jù)可知,隨著反應(yīng)壓力的不斷升高,合成潤滑油的溴值也隨之下降,液收也逐漸降低。由此可得出結(jié)論,加氫壓力應(yīng)控制在3.0~4.0MPa之間。

        (4)氫油體積比(V/V)分別為200、300、400、500、600和700的條件下,合成潤滑油加氫不同項目的數(shù)據(jù)分別為:溴值/gBr/100goil的數(shù)值分別為0.831、0.414、0.178、0.054、0.050和0.043;運(yùn)動粘度/mm2/s-1(100℃)的數(shù)值分別為8.90、8.31、7.52、7.24、6.84和6.84;粘度指數(shù)的數(shù)值分別為132、128、130、128、121和123;傾點(diǎn)/℃的數(shù)值分別為-53、-51、-48、-50、-44和-41;液收/%的數(shù)值分別為93.5、94.0、92.8、91.1、89.9和89.3。

        從上述數(shù)據(jù)中可以得出結(jié)論:氫油體積比不能過低,若是過低不僅會使?jié)櫥偷匿逯颠_(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),而且也會影響催化劑的使用壽命。

        4 結(jié)束語

        通過對樣品合成潤滑油的檢測,說明了混合癸烯制備潤滑油具有無可比擬的優(yōu)勢,值得廣泛進(jìn)行推廣。

        參考文獻(xiàn)

        [1]孫淑坤,高宇新,曹婷婷,等.混合癸烯制備潤滑油加氫工藝技術(shù)[J].工業(yè)催化,2014,05:381-382.

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