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高酸原油润滑油馏分加氢脱酸研究

作者:原创   发布时间: 2018/8/17 13:06:54

石油化工与催化高酸原油润滑油馏分加氢脱酸研究陈淳,吴晶晶,刘丽芝,齐邦峰(中海油气开发利用公司,北京100029)高,必须经脱酸处理才能满足使用要求。选用加氢脱酸催化剂A和催化剂B对高酸原油润滑油馏分(常二线油、减二线油和减三线油)进行加氢脱酸研究,结果表明,常二线油在较缓和的反应条件下,可达到预期脱酸效果,而减二线油和减三线油加氢脱酸难度增大,反应温度需相应提高(40 ~50)°C,催化剂B比催化剂A具有更高的加氢脱酸活性。

原油开采量的增加,使高酸原油的产量逐年增大,我国早期的高酸原油主要集中在克拉玛依稠油和辽河稠油等,随着中国海洋石油总公司在渤海湾地区的开采,大量的高酸原油产生,如绥中36-1原油、渤中25 -1原油、秦皇岛32-6原油、逢来19-3原油及锦州9-3等,这些原油的酸值均较高,有的高达3mg-KOH.g-1.由于环烷酸主要集中在(300~400)C馏分中,由这些高酸原油制得的润滑油馏分酸值也很高,如绥中36-1原油减二线酸值超过4. g-1.石油中石油酸以环烷酸为主,约占石油酸总酸量的90%以上,一般将酸值大于1.0mg-KOH g-1的原油称为高酸原油,有的高酸原油酸值甚至高达10.0mg-KOH由于高酸原油大多为环烷基原油,其润滑油馏分般作为变压器油、冷冻机油及橡胶填充油等特种润滑油原料,需要进行脱酸处理以满足特种油品对酸值的要求。润滑油馏分的脱酸方法主要有加氢脱酸、碱洗法脱酸、固体碱脱酸和溶剂抽提法脱酸等0,尤以加氢脱酸法较为彻底且能实现清洁生产。

目前,国内润滑油馏分加氢脱酸装置较少,主要有克拉玛依石化公司和辽河石化公司,各有一套300kt a-1的加氢脱酸装置,以高酸原油减压馏分油为原料,对产品酸值的要求视后序加工过程而定。

中海沥青股份有限公司采用绥中36 -1原油润滑油馏分经糠醛精制生产变压器油和橡胶填充油,由于原料酸值高,糠醛消耗量大,而且易乳化和结焦,考虑先将原料进行加氢脱酸处理再进行糠醛精制,改善糠醛精制操作条件和产品性质。本文对绥中36-1原油常二线、减二线和减三线馏分油进行加氢脱酸研究,考察反应温度和空速等对加氢脱酸性能的影响。

1实验部分1.1方案设计在200mL小型加氢评价装置上进行加氢脱酸研究,根据原料油性质及产品质量要求,确定加氢脱酸在较低的操作压力下进行,考察反应温度及空速对3种原料油加氢脱酸的影响,找到最佳工艺条件。

1.2原料油-1原油常二线、减二线及减三线馏分油,原料油性质见表1.由表1可以看出,36-1原油馏分油酸值较高,减二线酸值高达4.49mg-KOH g-1,硫和氮含量也较高,尤其是氮含量更高,是典型的高酸重质油。

表1原料油性质Table常二线减二线减三线硫含量/gg-1氮含量Vgg-1闪点/尤1.3催化剂催化剂为克拉玛依石化公司和辽河石化公司加氢脱酸装置使用的加氢脱酸催化剂A和催化剂B,均为馏分油加氢精制催化剂,催化剂A为不对称四叶草形,专为柴油加氢脱硫和脱氮而开发,主要用于汽油和柴油加氢精制;催化剂B为三叶草形,主要用作重整预加氢催化剂和汽油加氢精制,催化剂性质见表2.表2催化剂物化性质催化剂A催化剂B粒径/mm比表面积/m2g-1侧压强度/Nmm-1 12堆积密度/gmL-1 2结果与讨论2.1常二线油加氢脱酸在反应压力4.0MPa和氢油体积比500条件下,进行常二线油加氢脱酸,结果见表3.表3常二线油加氢脱酸结果Table催化剂A催化剂B空速/h-1基准基准x2基准基准x2反应温度/尤基准基准+基准+10基准基准+10脱酸率/%硫含量/gg-1氮含量/网g-1 t运动黏度/mm2闪点/尤由表3可见,基准反应温度下,常二线加氢脱酸降,催化剂B的脱酸活性高于催化剂A.可在较缓和条件下达到预期效果,加氢脱酸反应容2.2减二线油加氢脱酸易进行,该反应温度加氢脱硫和脱氮作用有限,反应在反应压力4.0MPa和氢油体积比500条件温度升高,对加氢脱酸有利。空速提高,脱酸率下下,进行减二线油加氢脱酸,结果见表4.表4减二线油加氢脱酸结果Table催化剂A催化剂B空速/h-1基准基准x基准基准x反应温度/C基准+30基准+基准+40基准+30基准+40脱酸率/%硫含量/gg-1氮含量Vgg-1 C运动黏度/mm2闪点/C由表4可见,基准空速下,反应温度至少比常二达到合适的酸值。

线油升高30°C;基准x 1.5的空速,反应温度升高2.3减三线油加氢脱酸40C,酸值仍不理想,需再升高反应温度,表明该馏在反应压力4.0MPa和氢油体积比500条件分脱酸难度明显加大,需升高反应温度或降低空速下,进行减三线油加氢脱酸,结果见表5.表5减三线油加氢脱酸结果催化剂A催化剂B空速/h-1基准反应温度/C基准+脱酸率/%硫含量/gg-1氮含量Vgg-1 C运动黏度/mm2闪点/C由表5可见,减三线油需要更高的反应温度,基准空速下,反应温度升高50°C,催化剂B的酸值明显低于催化剂A,随着反应温度升高,催化剂B脱酸优势更加明显。

3结论对于高酸原油润滑油馏分,采用现有催化剂,可以在较缓和的条件下,将酸值降到较低水平,脱酸率可达99%以上。对加氢脱酸反应,升高反应温度,对脱酸有利,提高空速,脱酸率降低。绥中减二线和减三线油需要在较高温度下才能将酸值降至小于0.05mg-KOH g1,催化剂B比催化剂A力口氢活性高。
 

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