楊文中，王 凱

(1.中海石油煉化有限責(zé)任公司，北京 100029；2.中海油煉油化工科學(xué)研究院)

高熔點(diǎn)石蠟由重質(zhì)餾分油經(jīng)溶劑脫蠟脫油工藝生產(chǎn)，由于重質(zhì)餾分油溶劑脫蠟脫油過(guò)程中蠟的結(jié)晶細(xì)小，油蠟分離較為困難，導(dǎo)致高熔點(diǎn)石蠟含油量較高，難以滿足全精煉石蠟對(duì)含油量的要求[1]。加氫處理重質(zhì)餾分油，由于經(jīng)過(guò)復(fù)雜的加氫過(guò)程，蠟分子中異構(gòu)烴含量升高，蠟晶規(guī)整度變差，脫油蠟的含油量更難滿足全精煉石蠟標(biāo)準(zhǔn)的要求，同時(shí)國(guó)內(nèi)外石蠟基原油的產(chǎn)量一直在減少，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)外高熔點(diǎn)全精煉石蠟一直處于緊缺狀態(tài)，產(chǎn)品附加值高[2-3]。高黏度且具有高黏度指數(shù)的優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油是生產(chǎn)齒輪油、多級(jí)內(nèi)燃機(jī)油和潤(rùn)滑脂的重要原料，由于生產(chǎn)困難，國(guó)內(nèi)一直處于供不應(yīng)求的局面，因此潤(rùn)滑油生產(chǎn)企業(yè)大量進(jìn)口高黏度、高黏度指數(shù)的基礎(chǔ)油。為滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。本研究以石蠟基加氫處理重質(zhì)餾分油為原料，進(jìn)行溶劑脫蠟脫油工藝優(yōu)化研究，考察其生產(chǎn)高熔點(diǎn)石蠟和高黏度優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油的可行性。

1 實(shí) 驗(yàn)

溶劑脫蠟脫油采用丁酮和甲苯混合溶劑，在溶劑脫蠟脫油中試裝置上完成。通過(guò)不同溶劑組成、預(yù)稀釋和冷點(diǎn)稀釋工藝試驗(yàn)，找出最佳溶劑組成和稀釋工藝，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行溶劑脫蠟脫油工藝流程優(yōu)化。

2 結(jié)果與討論

以石蠟基加氫處理重質(zhì)餾分油為原料，主要性質(zhì)見(jiàn)表1。產(chǎn)品要求脫蠟油的凝點(diǎn)不高于-12 ℃，脫油蠟的含油量(w)小于0.5%。

2.1 溶劑脫蠟脫油工藝條件優(yōu)化

溶劑脫蠟脫油工藝條件試驗(yàn)采用新鮮的丁酮和甲苯為溶劑，濾液不循環(huán)使用。脫蠟脫油過(guò)程中總稀釋劑油比均相同。

2.1.1不同溶劑組成脫蠟脫油工藝試驗(yàn)要確定丁酮、甲苯的混合比例，需要綜合考慮脫蠟溫差、濾速、脫蠟油收率和脫油蠟含油量等因素。

加氫處理重質(zhì)餾分油不同溶劑組成脫蠟脫油試驗(yàn)，采用常規(guī)一段脫蠟兩段脫油預(yù)稀釋工藝，各操作條件的稀釋溫度、稀釋劑油比和過(guò)濾溫度均相同，只有溶劑組成不同。不同溶劑組成下脫蠟脫油試驗(yàn)時(shí)，主要產(chǎn)品(脫蠟油和脫油蠟)的收率、性質(zhì)及各段濾速見(jiàn)表2。從表2可以看出，隨混合溶劑中丁酮含量增加，脫蠟段和脫油一段、脫油二段濾速均增加，其中當(dāng)丁酮體積分?jǐn)?shù)由50%增加到60%時(shí)，各段濾速明顯增加，再提高混合溶劑中丁酮體積分?jǐn)?shù)至65%時(shí)，各段濾速增加幅度明顯減小。因此加氫處理重質(zhì)餾分油脫蠟脫油試驗(yàn)，溶劑組成優(yōu)選丁酮體積分?jǐn)?shù)60%。

表2 不同溶劑組成下主要產(chǎn)品性質(zhì)及濾速

2.1.2預(yù)稀釋工藝試驗(yàn)溶劑脫蠟預(yù)稀釋是指蠟晶在脫蠟原料中析出之前加入第一次稀釋溶劑的工藝方法。為考察不同預(yù)稀釋劑油比對(duì)脫蠟脫油工藝和產(chǎn)品性質(zhì)的影響，進(jìn)行了加氫處理重質(zhì)餾分油不同預(yù)稀釋劑油比的試驗(yàn)。試驗(yàn)采用一段脫蠟兩段脫油工藝，脫蠟段不同條件的預(yù)稀釋劑油比不同，但各稀釋溫度、過(guò)濾溫度和總?cè)軇┍染嗤?，脫油段操作條件完全相同。不同預(yù)稀釋劑油比下主要產(chǎn)品收率及性質(zhì)見(jiàn)表3。從表3可以看出：隨脫蠟段預(yù)稀釋劑油比的增大，脫蠟油收率逐漸降低，脫油蠟收率逐漸上升；當(dāng)脫蠟段預(yù)稀釋劑油質(zhì)量比由0.2增加到0.5時(shí)，脫蠟油收率降低3.2百分點(diǎn)，脫油蠟收率增加1.3百分點(diǎn)；不同預(yù)稀釋劑油比對(duì)脫蠟油性質(zhì)基本沒(méi)有影響，脫蠟油黏度指數(shù)在115左右，凝點(diǎn)均為-12 ℃；預(yù)稀釋劑油比對(duì)脫油蠟含油量影響較大，隨預(yù)稀釋劑油比增大，脫油蠟含油量明顯增加。較小的預(yù)稀釋劑油比對(duì)提高脫蠟油收率、降低脫油蠟含油量有利。

表3 不同預(yù)稀釋劑油比下主要產(chǎn)品收率及性質(zhì)

2.1.3冷點(diǎn)稀釋工藝試驗(yàn)溶劑脫蠟冷點(diǎn)稀釋是指將第一次稀釋溶劑的加入點(diǎn)后移到脫蠟原料開(kāi)始析出蠟晶以后某一溫度的工藝方法。加氫處理重質(zhì)餾分油不同冷點(diǎn)稀釋工藝的試驗(yàn)，采用一段脫蠟兩段脫油工藝，除冷點(diǎn)稀釋溫度不同以外，其余操作條件均相同。不同冷點(diǎn)稀釋溫度下主要產(chǎn)品收率及性質(zhì)見(jiàn)表4。從表4可以看出：當(dāng)冷點(diǎn)稀釋溫度從45 ℃降低到40 ℃時(shí)，脫蠟油收率增加0.2百分點(diǎn)，脫油蠟收率降低0.2百分點(diǎn)，冷點(diǎn)稀釋溫度的變化基本不影響脫蠟油的性質(zhì)；當(dāng)冷點(diǎn)稀釋溫度為45 ℃和40 ℃時(shí)，脫油蠟含油量(w)分別為0.38%和0.34%，得到的脫油蠟含油量(w)均低于0.5%的要求，并且冷點(diǎn)稀釋溫度較低，更有利于脫油蠟含油量的降低。

表4 不同冷點(diǎn)稀釋溫度下主要產(chǎn)品收率及性質(zhì)

2.2 溶劑脫蠟脫油工藝流程優(yōu)化試驗(yàn)

為了降低溶劑脫蠟脫油新鮮溶劑比，達(dá)到降低裝置建設(shè)規(guī)模和降低能耗的目的，目前溶劑脫蠟脫油都采用濾液循環(huán)工藝，即將后一段濾液部分或全部循環(huán)到前一段，作為稀釋或漿化溶劑使用。通過(guò)對(duì)預(yù)稀釋工藝和冷點(diǎn)稀釋工藝脫蠟脫油試驗(yàn)結(jié)果的比較可以看出，采用冷點(diǎn)稀釋工藝，可以將脫油蠟的含油量(w)降低到0.5%以下，明顯優(yōu)于預(yù)稀釋工藝，因此不同濾液循環(huán)工藝均采用冷點(diǎn)稀釋工藝。

2.2.1一段脫蠟兩段脫油濾液循環(huán)工藝試驗(yàn)

在一段脫蠟兩段脫油濾液循環(huán)工藝中，脫油一段濾液部分循環(huán)到脫蠟段作二次稀釋溶劑使用，剩余部分去溶劑回收系統(tǒng)，脫油二段濾液全部作為脫油一段漿化溶劑，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。從表5可以看出，脫蠟油收率為54.5%，脫油蠟收率為29.6%，脫油蠟含油量(w)為0.61%，不滿足小于0.5%的要求。

表5 一段脫蠟兩段脫油濾液循環(huán)工藝的主要產(chǎn)品收率及性質(zhì)

2.2.2一段脫蠟三段脫油濾液循環(huán)工藝試驗(yàn)一段脫蠟三段脫油濾液循環(huán)工藝操作條件見(jiàn)表6，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。從表6可見(jiàn)，脫油三段濾液全部作為脫油二段漿化溶劑使用，脫油二段濾液全部作為脫油一段漿化溶劑使用，部分脫油一段濾液作為脫蠟段二次稀釋溶劑，剩余部分去溶劑回收系統(tǒng)。從表7可以看出，一段脫蠟三段脫油濾液循環(huán)工藝，脫蠟油收率為54.7%，脫油蠟收率為28.0%，脫油蠟含油量(w)為0.35%，可以滿足小于0.5%的要求。

2.2.3兩段脫蠟兩段脫油濾液循環(huán)工藝試驗(yàn)兩段脫蠟兩段脫油是指在低溫下進(jìn)行兩段過(guò)濾和在升溫下進(jìn)行兩段過(guò)濾的工藝。兩段脫蠟兩段脫油濾液循環(huán)工藝操作條件見(jiàn)表8，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

從表8可以看出：脫蠟二段的低溫脫蠟濾液和冷洗濾液全部作為脫蠟一段的三次稀釋溶劑和冷洗溶劑；脫油二段濾液循環(huán)到脫油一段，全部作為脫油一段的漿化溶劑使用，脫油一段濾液去回收。從表9可知，脫蠟油收率為59.0%，脫油蠟收率為29.8%，含油量(w)為0.25%，滿足小于0.5%的要求。

表6 一段脫蠟三段脫油濾液循環(huán)工藝的操作條件

表7 一段脫蠟三段脫油工藝的主要產(chǎn)品收率及性質(zhì)

從表6～表9可以看出，兩段脫蠟兩段脫油濾液循環(huán)工藝與一段脫蠟三段脫油濾液循環(huán)工藝相比，兩段脫蠟兩段脫油具有更高的脫蠟油+脫油蠟總收率，共提高6.1百分點(diǎn)，脫蠟油性質(zhì)基本相同；并且脫油蠟含油量更低；兩段脫蠟兩段脫油濾液循環(huán)工藝的總新鮮劑油比與一段脫蠟三段脫油濾液循環(huán)工藝相比，增加0.5個(gè)單位。雖然劑油比增加會(huì)使能耗上升，但脫蠟油和脫油蠟綜合收率的增加會(huì)帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益，并且工業(yè)生產(chǎn)時(shí)能夠較易達(dá)到脫油蠟含油量(w)小于0.5%的要求，因此兩段脫蠟兩段脫油濾液循環(huán)工藝具有較大的優(yōu)勢(shì)。

表8 兩段脫蠟兩段脫油濾液循環(huán)操作條件

表9 兩段脫蠟兩段脫油濾液循環(huán)工藝主要產(chǎn)品收率及性質(zhì)

3 結(jié) 論

(1)以加氫處理重質(zhì)餾分油為原料，采用脫蠟脫油工藝，綜合考慮脫蠟油收率、脫蠟溫差、濾速和脫油蠟收率等因素，確定混合溶劑中丁酮的最優(yōu)體積分?jǐn)?shù)為60%。

(2)采用冷點(diǎn)稀釋工藝，脫油蠟的含油量可降至0.5%以內(nèi)，明顯優(yōu)于預(yù)稀釋工藝，而且脫蠟油收率高，因此加氫處理重質(zhì)餾分油推薦采用冷點(diǎn)稀釋工藝。

(3)根據(jù)加氫處理重質(zhì)餾分油不同脫蠟脫油工藝流程的試驗(yàn)結(jié)果，推薦的優(yōu)化工藝流程為兩段脫蠟兩段脫油濾液循環(huán)工藝。在優(yōu)化的工藝條件下，脫蠟油收率為59.0%，脫油蠟收率為29.8%，脫油蠟含油量(w)為0.25%。

[1] 林世雄.石油煉制工程[M].北京：石油工業(yè)出版杜，1988：495-509

[2] 鄧永生，翟國(guó)容，趙瑛，等.脫蠟助劑對(duì)加氫處理油溶劑脫蠟助濾效果的評(píng)價(jià)[J].石油煉制與化工，2002，33(4)：34-37

[3] 祝玉杰，高永利，付興國(guó)，等.加氫處理過(guò)程中油料烴類結(jié)構(gòu)組成的變化[J].潤(rùn)滑油，2002，17(4)：39-41