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孤岛VRDS渣油研制重质润滑油基础油制取重质基础油可行性探讨
作者:管理员    发布于:2015-06-02 13:45:40    文字:【】【】【

  孤岛渣油研制重质润滑油基础油制取重质基础油可行性探讨沐宝泉,王宗贤,阙国和(石油大学炼制系,山东东营257062)拟脱沥青研究表明,在很高的脱沥青油收率下,脱沥青油的残炭值、氮含量仍保持较低水平,脱蜡油性能优越,孤岛VRDS渣油可以作为生产重质润滑油基础油的原料。

  1前言为适应原油重质化、劣质化的趋势和加工含硫、含氮原油的需要,齐鲁石化公司胜利炼油厂从美国雪佛龙公司引进了年处理84万t的重油加氢裂化装置(VRDS装置),设计将渣油中538℃以上馏分50 转化为轻质馏分油,未转化油(大于500℃的减压渣油,以下简称孤岛VRDS渣油)作为低硫、低粘度燃料油。目前,国内外生产重质基础油大多以石蜡基原油的减压渣油为原料,而我国石蜡基原油相对短缺,孤岛原油属环烷基原油,其减压渣油经加氢裂化后未转化尾油,在化学性质和化学组成上发生了很大的变化,不仅可以作为催化裂化的掺和原料,而且有可能作为生产重质润滑油的原料。本文从化学组成、结构和性质的角度研究了孤岛VRDS渣油用于生产光亮油的可行性,鉴于今后加工进口原油的数量逐渐增加,为解决原油的深度加工问题,本研究对我国重油加氢裂化工艺的进一步开发和加氢裂化未转化油的利用具有实际的意义。

  2实验原料和实验方法2 .1实验原料试验所用孤岛V RDS渣油取自齐鲁石化公司胜利炼油厂重油加氢裂化联合装置。

  注:*中国石油化工总公司资助项目。

  学(华东)炼制系,学士学位,曾获省教委科技进步一等奖一次,部级科技进步三等奖一次,现在石油大学(华东)炼制系从事重质油加工与石油化学方面的研究工作。

  润滑油2 .2实验方法①密度、粘度、残炭∶采用石油及石油产品国家标准实验方法。

  ②碳、氢元素组成∶用M T3元素分析仪测定。

  ③硫、氮含量∶用WK3微库仑仪测定。

  ④平均分子量∶在Knauer分子量测定仪上用VPO法测得,溶剂为苯,温度为45℃。

  ⑤四组分分析∶采用石油化工科学研究院推荐的四组分分析法(RIPP10 90方法)。

  3结果与讨论3 .1孤岛VRDS渣油性质孤岛减压渣油经固定床加氢裂化后的未转化油(孤岛V RDS渣油)性质分析数据列于表1.从表中数据可以看出,孤岛VRDS渣油从密度、粘度、残炭值到硫、氮、重金属含量都较孤岛减压渣油低得多,与大庆减压渣油相比,密度、粘度相近,硫氮含量、残炭值及分子量低于大庆减压渣油,H/C原子比较大庆减压渣油的H/C原子比高。孤岛VRDS渣油这些性质表明,孤岛减压渣油加氢裂化后的尾油与原孤岛渣油相比性质上有了很大的变化,从渣油分类角度看,按照梁文杰、石铁磐提出的减压渣油分类方法,孤岛V RDS渣油属高H/C原子比(H/C原子比大于1 .65)、化学属性和反应性能优越、二次加工与大庆减压渣油划分为同一类。

  项目孤岛减压渣油渣油大庆减压渣油凝点/℃残炭/ 分子量(VPO法)灰分/ 元素组成:H/ C原子比金属含量:渣油特征化参数K 3 .2孤岛VRDS渣油的化学组成研究项目孤岛减压渣油渣油大庆减压渣油四组分组成(质量分数)/ 饱和分芳香分胶质庚烷沥青质六组分组成(质量分数)/ 组分1组分2组分3组分4组分5戊烷沥青质八组分组成(质量分数)/ 饱和分轻芳烃中芳烃重芳烃轻胶质中胶质重胶质庚烷沥青质孤岛VRDS渣油的化学组成列于表2 ,为了便于比较,表中还列出了大庆、孤岛减压渣油的化学组成数据。从四组分组成看,孤岛VRDS渣油中饱和分含量很高,可达45 .8,其含量不仅高于孤岛减压渣油的饱和分,而且已超过大庆减压渣油的饱和分(含量40 .8)孤岛VRDS渣油的胶质含量在所列的三种减渣中最低(14 .5),仅为孤岛减压渣油胶质含量的1/3 ,四组分组成进一步说明孤岛VRDS渣油是一种加工性能很优越的渣油。孤岛VRDS渣油六组分数据表明,组分①(包括饱和分、轻芳烃、中芳烃和部分重芳烃)的含量相当高(占孤岛VRDS渣油的76 .5),该数据甚至高于大庆组分①的含量(63 .8),孤岛VRDS渣油中,不论轻胶质(组分③)、中胶质(组分④)、还是重胶质(组分⑤)的含量,在所列的三种渣油中也属最低。从孤岛VRDS渣油的八组分组成数据看,在芳香分中,轻芳烃含量很高,饱和分加轻芳烃的含量高达62 .5,由此可以推测,孤岛V RDS渣油经脱沥青脱蜡后的润滑油潜在含量相当可观。

  3 .3孤岛VRDS渣油的结构研究以核磁共振氢谱为基础求得的孤岛VRDSⅠ制取重质基础油可行性探讨渣油的平均结构参数列于表3 ,数据表明,孤岛V RDS渣油的平均碳数C为48 .5,芳香碳率f为为0 .764 ,以上数据与孤岛减压渣油相比,孤岛VRDS渣油的平均碳数明显降低,其芳香碳率不仅低于孤岛减压渣油,而且也低于大庆减压渣油的芳香碳率,与之相应,孤岛V RDS渣油的烷基碳率(0 .764)则高于大庆、孤岛减压渣油,这些结构的变化是由于孤岛减压渣油在加氢裂化过程中发生氢转移所致[ 6].由上面分析可知,孤岛减压渣油加氢裂化尾油与原孤岛渣油相比在化学组成和化学结构上也发生了很大的变化,因此,组成和结构发生变化后的孤岛VRDS渣油同大庆减压渣油一样,可用于生产重质润滑油基础油。

  结构参数孤岛减压渣油孤岛VRDS渣油大庆减压渣油*结构参数说明:C―总碳数H―总氢数f―芳香碳分率f环烷碳分率f―烷基碳分率σ―芳香环系周边碳的取代率n―平均分子量USA―结构单元重C―芳香碳数C―饱和碳数C―芳香环系的α碳数C―芳香环系的内碳数C―芳香环系的周边碳―环烷碳数C―烷基碳数R―总环数R―芳香环数―环烷环数B―支化指数。

  3 .4孤岛VRDS渣油中硫、氮及残炭的分布的分布数据。由表中数据可以看出,孤岛VRDS渣油从饱和分到戊烷沥青质,硫、氮含量逐渐增加,其中96 .0的硫、72 .4的氮集中在胶质和戊烷沥青值中,由于孤岛VRDS渣油中饱和分、芳香分硫、氮含量很低,当组分累计收率高达82 .7时,其累计硫含量仅为0 .008 ,累计氮含量为0 .08 .由残炭分布数据可以看出,孤岛VRDS渣油的饱和分残炭值很低(0 .04 ),由于饱和分含量高达45 .8,若将芳香分也包括在内,收率达82 .7,而残炭值也仅为1 .6,远低于相应收率下孤岛减压渣油的残炭值(孤岛减压渣油的累计收率为72 .6时,其残炭值已达11 .5)。因此,硫、氮及残炭分布数据表明由孤岛VRDS渣油可以得到高收率、低硫、低氮、低残炭值的脱沥青油。

  项目饱和分芳香分胶质戊烷沥青质组分占渣油组分累计收率组分硫含量组分硫/总硫累计硫含量脱硫率组分氮含量组分氮/总氮累计含氮量脱氮率组分残炭值组分残炭/总残炭累计残炭脱残炭率3 .5孤岛VRDS渣油液相色谱模拟脱沥青考察采用液相色谱法进行模拟脱沥青,将饱和分及轻芳烃作为脱沥青油,而将中芳烃、重芳烃及轻、中、重胶质和庚烷沥青质合并作为沥青,实验结果见表5.表中数据表明,脱沥青油收率高达65 时,其残炭值仅为0 .08 ,氮含量值也很低(0 .05 )。脱沥青油经溶剂脱蜡后,脱蜡油收率达到33 .8,占孤s ,凝点为10℃,粘度指数为81 ,有理由相信脱蜡油经溶剂精制和白土补充精制后性质和粘温性能会得到进一步的改善[ 7],因此,色谱模拟脱沥青数据进一步表明孤岛V RDS渣油是可以作为生产重质润滑油基础油的原料。

  项目脱沥青油性质脱蜡油性质收率(占脱沥青油)/ 折光率n分子量(VPO法)粘度/ mm粘度指数凝点/℃残炭/ 氮含量/ 4结论(1)孤岛减压渣油经加氢裂化后的未转化油,其粘度、硫、氮含量及残炭值等均比孤岛减压渣油低得多,性质已接近石蜡基的大庆减压渣油。

  (2)孤岛VRDS渣油饱和分含量很高,胶质含量很低,芳香烃中有近一半的组分是轻芳烃与大庆减压渣油相比,其化学结构中有更高的烷基碳率和更低的芳香碳率。

  的氮和75 .8的残炭集中在胶质和沥青质中,硫、氮及残炭分布数据表明,由孤岛VRDS渣油可以得到高收率、低硫、低氮、低残炭值的脱沥青油。

  (4)实验室液相色谱模拟脱沥青研究结果表明,在很高的脱沥青油收率下,脱沥青油的残炭值、氮含量仍保持较低水平,脱蜡油性能很好。

  李洪禄等。我国第一套VRDS装置情况介绍。1993石油炼制年会论文[ C] .桂林, 1993 .10.

  渣油加氢裂化重油催化裂化组合工艺开发研究报告[ R] .石油大学(华东),1994.

  梁文杰。石油化学[ M] .东营:石油大学出版社, 1995.

  [ 7]林世雄。石油炼制工程[ M] .北京:石油工业出版社,Ⅰ制取重质基础油可行性探讨

脚注信息
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