加氢裂化尾油掺炼费托蜡生产API Ⅲ类基础油的研究

黄波 黄小珠 王泽爱 陈远庆 张浩

中海油惠州石化有限公司

以加氢裂化尾油为原料经加氢异构脱蜡和加氢精制反应生产API Ⅱ类基础油技术已得到广泛应用[1 ～3]。惠州石化公司40万t/a润滑油加氢装置采用上述原料和工艺生产API Ⅱ 类150N 基础油，其黏度指数高达115[4]，接近API Ⅲ类黏度指数不低于120的指标要求。

随着我国煤制油产业的发展，为市场提供了丰富的费托蜡资源，费托蜡具有正构烷烃组成的分子结构是生产API Ⅲ类基础油的优质原料[5 ～8]。 为此开展了在加氢裂化尾油中掺入费托蜡，以提高150N基础油的黏度指数，达到API Ⅲ类指标的加氢中试试验。

试验部分

加氢中试装置及试验工艺参数

试验是在200ML加氢中试装置上进行，该装置由进料系统、反应系统、循环氢系统、冷却分离系统和控制系统等组成。原料油经加压后依次进入加氢异构脱蜡反应器R101和加氢精制反应器R102，产物进入冷却分离系统后，以氢气为主的气相进入循环氢系统，液相产物经汽提塔分离出气相产物后进入产品罐。

采用40万t/a润滑油加氢装置的加氢异构和精制工艺流程，并模拟其工艺参数确定的中试试验参数见表1。加氢中试液体产物采用2 L蒸馏仪进行切割分离。

表1 中试试验参数

试验原料

原料Ⅰ为加氢裂化尾油采用润滑油加氢工业装置的原料，原料Ⅱ为费托蜡来源于煤制油装置。原料Ⅲ为加氢裂化尾油和费托蜡按质量比为75∶25形成混合原料，3种原料的性质见表2。

表2 试验原料性质

由表2可知，与原料Ⅰ加氢裂化尾油相比，原料Ⅱ费托蜡馏程重，黏度和黏度指数高，掺入加氢裂化尾油后使得原料Ⅲ具有较高的黏度和黏度指数，但费托蜡高熔点和蜡含量，也提高了原料Ⅲ的熔点和蜡含量。

结果与讨论

原料对产品性能和收率的影响

在相同试验条件下，采用加工加氢裂化尾油原料时的工业装置异构反应温度340 ℃，进行了加氢裂化尾油和混合原料下的加氢中试，中试液态产物在同一条件下进行了分馏，产品性能及收率见表3、表4。

表3、表4数据表明：加氢裂化尾油中掺入费托蜡后，提高了60N基础油的黏度指数，但增大了倾点，超出倾点的指标要求；同时也显著提高了150N基础油的黏度和黏度指数，但倾点高达20 ℃，远超过其不高于-15 ℃的指标要求。基础油总收率（280 ℃ ～馏分）91.27%，升高了2.92%，其中60N基础油收率由44.22%下降至37.51%；150N基础油收率由44.13%升高至53.76%。

表3 不同原料下产品性能

表4 不同原料下产品收率

加氢异构反应主要是将原料中高熔点的长链正构烷烃转化为低倾点的短侧链的异构烷烃，在加氢裂化尾油中掺入费托蜡后大幅度增加了长链正构烷烃的含量，在原加工加氢裂化尾油的异构化反应温度下原料中的长链正构烷烃的异构化反应不完全，使得加氢产物的黏度指数虽然提高了，但也导致了其高倾点。

异构反应温度对产品性能和收率的影响

原料Ⅱ即在加氢裂化尾油中掺炼25%费托蜡后，增大了原料的蜡含量，采用原料Ⅰ下340 ℃的异构反应温度时，60N和150N的倾点远高于指标要求，为此进行了提高异构反应温度的优化试验，不同异构反应温度下的产品性能及收率分别见表5和表6。

由表5、表6可知，随着异构反应温度由348 ℃提高到360 ℃，60N和150N的倾点逐渐降低，60N由-30 ℃降至-38 ℃以下，150N由-2 ℃降至-28 ℃；但150N黏度指数由138降至126、基础油总收率（280 ℃ ～馏分）由84.04%下降至71.98%，主产品150N收率也由 47.96%降至39.35%。当异构反应温度提高至352 ℃时，60N和150N倾点分别为<-38 ℃和-17 ℃，满足指标要求；同时其黏度指数134，远优于API Ⅲ类不低于120的要求，且基础油和150N保持了较高的收率，分别为80.99%和42.57% 。

表5 不同异构反应温度下的产物性能

表6 不同异构反应温度下产品收率

加氢异构反应随着反应温度的升高，高熔点的长链正构烷烃转化为低倾点的短侧链烷烃的异构化反应更完全，但同时也加剧了加氢裂化副反应，而降低了150N基础油收率。异构化反应温度352 ℃既能使倾点达标，也能保持150N基础油较高的收率。

结论

☆加氢裂化尾油中掺入费托蜡后提高了混合原料的黏度和黏度指数，但也提高了混合原料的熔点和蜡含量。

☆加氢裂化尾油原料中掺入25%费托蜡后，随着异构反应温度的提高，60N和150N的倾点和黏度指数逐渐降低；基础油和主产品150N收率也逐步降低。异构反应温度352 ℃时， 150N的黏度指数高于API Ⅲ类不低于120的要求，且其他性能满足产品指标要求。