加氢4号基础油改善蒸发损失性能分析

摘要：改善加氢4号基础油的蒸发损失性能，主要从调整减底基础油粘度、调整加氢裂化反应深度和摸索原料馏程三个方面进行。通过生产实践与分析可知，减底基础油粘度偏重控制、加氢裂化反应温度偏高控制能在一定程度上改善加氢4号基础油蒸发损失性能，馏程窄、终馏点低的原料较适合生产HVIⅢ4基础油。

关键词：蒸发损失 粘度 加氢裂化反应温度 馏程 终馏点

1前言

近年来，汽车工业的发展对润滑油质量提出了更高的要求，需要潤滑油具备更好的冷流动性质和更低的粘度。由于加氢4号基础油具备良好的冷流动性质和更低的粘度，润滑油的调合对加氢4号油的需求量大增，单以2019年1-9月份上海高桥分公司给润滑油公司加氢4号基础油供需情况量来看，供应量难于满足需求量，缺口高达5000吨。

上海高桥分公司润滑油加氢装置是以减压VGO为原料，生产达到HVIⅡ类、部分达到HVIⅢ润滑油基础油的装置，工艺流程见图1。其中，加氢4号基础油通过减压分馏塔中“减底基础油”流程产出的。减压分馏塔“中质润滑油”和“重质润滑油”侧线流程停用。

通过多年装置对加氢4号基础油生产经验积累与优化，其粘度、粘度指数、闪点和倾点质量已能满足指标要求，但其蒸发损失质量特别HVIⅢ4的依然较难生产合格，常出现因为蒸发损失不合格而更改产品型号的情况。

在2018年，加氢4号基础油的蒸发损失馏出口合格率为82%，高达18%的加氢4号基础油的蒸发损失未能合格，这其中HVIⅢ4占大部分。因此，装置生产HVIⅢ4基础油形势还是比较严峻的，分析原因并采取措施改善HVIⅢ4基础油蒸发损失质量，有比较重要的现实意义。

2加氢4号基础油的蒸发损失影响因素

装置主要从调整减底基础油粘度、调整加氢裂化反应深度和摸索原料馏程三个方面来改善加氢4号基础油蒸发损失。

2.1减底基础油粘度对蒸发损失的影响

在4月1日-4月2日，装置将减底基础油粘度偏重控制（减底基础油粘度4.28-4.346mm/s2），减底基础油并没有获得合格的蒸发损失，而在6月19日-6月20日，减底基础油粘度相对偏轻（减底基础油粘度4.07-4.245mm/s2），减底基础油的蒸发损失却较好。因此，减底基础油偏重控制并不能决定减底基础油的蒸发损失是否合格。那么，这种偏重控制对调节减底基础油蒸发损失是否有好处呢？

在一定的反应温度条件下，将减底基础油粘度逐渐调节靠近指标上限的时候，减底基础油蒸发损失出现了不同程度的好转，这说明通过拉的作用，增加轻质润滑油基础油抽出量，可以逐渐降低减底基础油中的轻质馏分含量，从而在一定程度上改善减底基础油的蒸发损失。

因此，在生产加氢4号基础油时，装置一般将减底基础油的粘度偏重控制。

2.2加氢裂化反应温度对蒸发损失影响

在一定的进料量和减底基础油粘度情况下，随着反应温度的升高，减底基础油蒸发损失越来越好，说明对于性质一定的原料，通过提高温度增加加氢裂化反应深度，用裂化作用将原料组分变轻，减少进入到减底基础油的重质馏分，以降低为调和减底基础油粘度的轻质馏分进入到减底基础油当中的含量，来改善减底基础油蒸发损失的方法是可行的。用加氢裂化反应将原料组分变轻在原料及产物馏程数据上得到了验证。

在相似的进料量和减底基础油粘度情况下，不同的原料取得近似的减底基础油蒸发损失，需要不同的反应温度。这说明通过加氢裂化作用来改善减底基础油蒸发损失，受原料种类、性质的影响较大，若原料易于裂化，需要的加氢裂化反应温度就低，若原料难于裂化，需要的加氢裂化反应温度就高。

由于在正常生产时，原料是否易于裂化是无法事先预判的，为实现加氢裂化作用的最大化，在生产加氢4号基础油时，装置应将加氢裂化反应温度偏高控制。

2.3原料馏程对蒸发损失影响

从生产加氢4号基础油原料馏程上看，有三种比较典型原料：

第一种：馏程小于90℃，终馏点小于450℃;

第二种：馏程介于90～100℃，终馏点大于450℃;

第三种：馏程远大于100℃，终馏点小于420℃;

对其馏程、蒸发损失作图，如下：

相对于第一种原料，第二种原料在馏程上更宽，且在50%之后的馏出温度更高，说明其50%馏出温度以上馏分的更重，这部分较重的馏分在经过加氢裂化、异构脱蜡和后精制反应之后，较大部分成为减底基础油的馏分。由于这部分馏分较重，为防止减底基础油粘度过大，不得不将一部分较轻质馏分切割到减底基础油当中。这在第二种原料比第一种轻润收率低（低13%）、减底收率高（高30%）上得到了证明。由于一部分较轻馏分切割到减底基础油，这直接引起第二种原料的产品在蒸发损失上难于达到HVIⅢ4质量要求。

相对于第一种原料，第三种原料各点馏出温度均较低，但其馏程非常宽（高达150℃），在保持和第一种原料近似的轻润收率和减底收率时，其减底基础油粘度已经偏重，但其蒸发损失质量却很差，可能是由于其轻质馏分过多，减压塔中轻质馏分分压偏高，减压塔难于将减底基础油中的轻质馏分分离出来的缘故所致。

第一种原料馏程窄、终馏点低，终馏点低，可避免出现为防止减底粘度过大将轻质馏分切割到减底基础油当中的情况，馏程窄，可避免出现如第三种原料轻质馏分较多的情况，其减底基础油获得了较好的蒸发损失（16.1%），最接近HVIⅢ4质量要求（≥15%）。对于第一种原料生产HVIⅢ4蒸发损失质量略欠缺的情况，装置可以尝试提高加氢裂化反应深度或者通过蒸馏装置减压VGO缩窄馏程解决。

3结论

（1）在生产加氢4号基础油时，为改善其蒸发损失，减底基础油的粘度应偏重控制。

（2）在生产加氢4号基础油时，为改善其蒸发损失，装置应将加氢裂化反应温度偏高控制。

（3）馏程窄、终馏点低的原料，是比较适合生产HVIⅢ4基础油的原料。

作者简介：徐亚明，男，1982年3月生，工程师。2006年7月毕业于沈阳工业大学化学工程与工艺专业，获得工学学士学位。现在中石化上海高桥分公司炼油二部润滑油加氢装置从事装置工艺技术管理工作。