潤滑油是廣泛應(yīng)用于汽車、機械、治金等行業(yè)的石化產(chǎn)品。隨著國內(nèi)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，以及環(huán)保和節(jié)能要求的加強，對高檔潤滑油的需求日趨旺盛。潤滑油的主要成分是基礎(chǔ)油，含量通常為70%90%，是潤滑油使用性能的決定因素，因此，對潤滑油質(zhì)量要求的提高必然導(dǎo)致對基礎(chǔ)油質(zhì)量要求的提高?；A(chǔ)油中正構(gòu)烷烴的黏度指數(shù)高，但低溫流動性差，是基礎(chǔ)油的非理想組分；帶有支鏈的直鏈烷烴則具有較好的低溫流動性和與正構(gòu)烷烴相近的黏度和黏度指數(shù)，是基礎(chǔ)油中的理想組分。隨著加氫異構(gòu)催化技術(shù)的快速發(fā)展，高凝點直鏈正構(gòu)烴異構(gòu)轉(zhuǎn)化生成低凝點、高黏度指數(shù)的異構(gòu)烴成為現(xiàn)實3，可以生產(chǎn)很高黏度指數(shù)（VI>120）和超高黏度指數(shù)（VI> 1類基礎(chǔ)油，該類基礎(chǔ)油是GF-2，GF-3，CF-4等新一代高檔發(fā)動機油不可缺少的原料。

 

　　目前超高黏度指數(shù)潤滑油基礎(chǔ)油在我國尚屬空白，開發(fā)該類基礎(chǔ)油將會提高我國潤滑油的質(zhì)量水平，尤其對增強中國潤滑油基礎(chǔ)油的市場影響力和競爭力具有重要的意義。本課題以含油蠟膏為原料，采用以異構(gòu)脫蠟催化劑為核心的全加氫工藝和酮苯脫蠟工藝研制超高黏度指數(shù)潤滑油基礎(chǔ)油。

 

　　1實驗1.1原料含油蠟膏取自中國石油克拉瑪依石化公司酮苯脫蠟裝置，性質(zhì)見表1.表1含油蠟膏的性質(zhì)項目數(shù)據(jù)密度（0黏度（mm2黏度指數(shù)組成（w），飽和烴芳烴極性化合物1）由于蠟膏40C運動黏度無法直接測得，在此由80 C和100C黏度計算得到。

 

　　12加氫催化劑加氫催化劑采用工業(yè)潤滑油加氫裝置所用催化劑，性質(zhì)見表2.表2催化劑的性質(zhì)項目加氫處理劑異構(gòu)降凝劑后精制劑形狀三葉草圓柱三葉草比表面積/（m2顆粒直徑/mm活性組分裝填密度/（g.mL-1）壓碎強度/（Ncm-1）3加氫試驗加氫試驗在2套200mL固定床加氫試驗裝置上進行，流程示意見。第一套裝置裝填加氫處理催化劑，第二套裝置裝填異構(gòu)降凝催化劑和補充精制催化劑。在第一套加氫裝置上，進行加氫處理反應(yīng)并收集加氫處理生成油，考察反應(yīng)溫度對產(chǎn)品硫、氮含量的影響。含油蠟膏的飽和烴含量高，黏溫性能好，加氫處理的主要目的是脫除硫、氮雜質(zhì)，以滿足異構(gòu)降凝催化劑進料要求。加氫處理生成油經(jīng)過氮氣汽提后作為二套加氫試驗裝置的原料，進行降凝和后精制，收集生成油，再通過分餾得到重質(zhì)潤滑油基礎(chǔ)油。對重質(zhì)潤滑油基礎(chǔ)油的性質(zhì)進行分析，考察降凝反應(yīng)溫度對產(chǎn)物分布的影響。本次試驗考察溫度對加氫處理及異構(gòu)降凝過程的影響，其它操作條件工業(yè)生產(chǎn)條件，后精制條件保持不變。氫氣為電解制氫裝置生產(chǎn)的電解氫，氫純度達99.99%. 1一第一反應(yīng)器；2―第二反應(yīng)器；3―質(zhì)量流量計；4一過濾器；5―原料罐；6―原料泵；7―液控閥；8―高壓分離器；9一氣液分離罐；10―壓控閥；11一流量計；12―產(chǎn)品罐4酮苯脫蠟試驗為考察不同脫蠟深度對超高黏度指數(shù)潤滑油基礎(chǔ)油性質(zhì)和收率的影響，以加氫產(chǎn)物分餾得到的重質(zhì)潤滑油為原料，進行酮苯脫蠟試驗。酮苯溶劑為甲乙酮與甲苯的混合物，均為分析純，二者的質(zhì)量比為65 2結(jié)果與討論21研制指標(biāo)中國石油化工集團公司于1995年頒布潤滑油基礎(chǔ)油分類標(biāo)準(zhǔn)Q/SHR001―1995，具體指標(biāo)見表3.表3超高黏度指數(shù)潤滑油基礎(chǔ)油指標(biāo)項目運動黏度/（mm2報告黏度指數(shù)外觀透明色度/號15閃點（開口/C傾點/C苯胺點報告密度（0C）報告蒸發(fā)損失（Noack法，報告17抗乳化度（4C，氧化安定性（旋轉(zhuǎn)氧彈，2加氫處理試驗黏度指數(shù)是潤滑基礎(chǔ)油性能優(yōu)劣的重要標(biāo)志之，是其化學(xué)組成的函數(shù)。它大致反映基礎(chǔ)油的烴類組成（族組成或結(jié)構(gòu)組成）。一般來說，黏度指數(shù)與基礎(chǔ)油中的飽和烴含量呈正相關(guān)關(guān)系。蠟膏的飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為96. 51%，自身的黏溫性能較好，蠟膏加氫處理過程是將蠟中所含硫、氮等雜原子除去，同時除去膠質(zhì)、重芳烴等易生焦組分，使其滿足異構(gòu)降凝與后精制工藝的進料要求。表4為加氫處理操作條件及生成油性質(zhì)。

 

　　表4加氫處理操作條件及生成油性質(zhì)項目試驗編號1號2號3號操作條件反應(yīng)溫度/C基準(zhǔn)一5基準(zhǔn)基準(zhǔn)+5氫分壓/MPa空速基準(zhǔn)氫油體積比生成油性質(zhì)從表4可以看出，隨著反應(yīng)溫度升高，硫含量變化不大，氮含量降低。異構(gòu)降凝催化劑對原料油中硫、氮含量的要求為質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于5g/g，除1號樣品的氮含量不滿足催化劑進料要求外，另外兩個都滿足要求，為避免加氫處理生成油過度裂化，選擇2號樣品作為后續(xù)異構(gòu)降凝的原料。

 

　　Z3異構(gòu)降凝與后精制試驗異構(gòu)降凝與后精制工藝試驗在200mL固定床加氫試驗裝置上進行，在第個反應(yīng)器中裝填異構(gòu)降凝催化劑，第二反應(yīng)器裝填后精制催化劑。

　　加氫異構(gòu)降凝是由含油蠟膏生產(chǎn)超高黏度指數(shù)潤滑油基礎(chǔ)油工藝技術(shù)的核心，加氫異構(gòu)催化劑和工藝操作條件對產(chǎn)品質(zhì)量和收率有較大的影響。提高異構(gòu)反應(yīng)苛刻度可降低產(chǎn)品傾點，但也會提高裂化反應(yīng)速率和降低目標(biāo)產(chǎn)物選擇性，從而損失潤滑油的收率和降低潤滑油的黏度指數(shù)。因此，異構(gòu)反應(yīng)在整個生產(chǎn)工藝中非常重要。后精制過程主要對異構(gòu)降凝反應(yīng)產(chǎn)物中存在的少量不飽和烴加氫飽和，提高產(chǎn)品的光熱安定性，對產(chǎn)品的關(guān)鍵指標(biāo)和產(chǎn)物分布影響較小。因此，本試驗僅考察溫度對異構(gòu)降凝過程的影響，后精制條件不變，重點考察異構(gòu)反應(yīng)溫度對產(chǎn)品傾點、黏溫性能及潤滑油產(chǎn)物收率的影響。異構(gòu)降凝操作條件、產(chǎn)物分布及重質(zhì)潤滑油的性質(zhì)見表5.表5異構(gòu)降凝操作條件、產(chǎn)物分布及重質(zhì)潤滑油性質(zhì)項目試驗編號21號22號23號24號25號操作條件反應(yīng)溫度C基準(zhǔn)一10基準(zhǔn)一5基準(zhǔn)基準(zhǔn)+5基準(zhǔn)+10空速基準(zhǔn)氫油體積比產(chǎn)物分布（W），輕質(zhì)潤滑油中質(zhì)潤滑油重質(zhì)潤滑油潤滑油總收率，重質(zhì)潤滑油性質(zhì)黏度指數(shù)傾點C從表5可知：隨異構(gòu)反應(yīng)溫度的升高，重質(zhì)潤滑油的40C運動黏度逐漸增大，傾點和黏度指數(shù)逐漸降低，密度逐漸增加；輕質(zhì)潤滑油收率先增加后略微減少，中質(zhì)潤滑油收率先增加后減少，重質(zhì)潤滑油收率逐漸降低，潤滑油總收率降低；當(dāng)異構(gòu)反應(yīng)溫度增加20C時，重質(zhì)潤滑油收率下降61.22百分點，潤滑油總收率下降53.14百分點，表明異構(gòu)降凝催化劑的產(chǎn)物選擇性對溫度變化較敏感，反應(yīng)溫度每升高1C，重質(zhì)潤滑油收率和潤滑油總收率分別下降3. 06百分點和2.66百分點，在前10C升溫過程中，反應(yīng)溫度每升高1C，重質(zhì)潤滑油收率和潤滑油總收率分別下降3.22百分點和1. 82百分點，在后10C升溫過程中，反應(yīng)溫度每升高1C，重質(zhì)潤滑油收率和潤滑油總收率分別下降2.90百分點和3.47百分點，表明前期提溫對重質(zhì)潤滑油收率影響更明顯，后期提溫對潤滑油總收率影響更明顯。

 

　　對比22號與23號兩個試驗的結(jié)果可知，異構(gòu)降凝反應(yīng)溫度增加5C，輕質(zhì)潤滑油收率從5.28%升至13.30%，中質(zhì)潤滑油收率變化不大，重質(zhì)潤滑油收率從71. 90%降至4750%，降幅達2440百分點，表明在此反應(yīng)溫度區(qū)間提高溫度時，該異構(gòu)催化劑的裂化活性增加迅速，產(chǎn)物選擇性明顯下降。此后繼續(xù)提高異構(gòu)反應(yīng)溫度，重質(zhì)潤滑油收率進步降低，但降幅有所減小。

 

　　21號、22號試驗中，重質(zhì)潤滑油傾點都在0C以上，不滿足指標(biāo)要求；23號試驗的重質(zhì)潤滑油黏度指數(shù)為142，40C運動黏度為31.10mm2/s，符合UVHV150指標(biāo)要求，但傾點只有0C，低溫性能不能滿足指標(biāo)要求，再進一步提高異構(gòu)降凝反應(yīng)溫度，黏度指數(shù)小于140，無法滿足超高黏度潤滑油指標(biāo)要求；4號試驗的重質(zhì)潤滑油黏度指數(shù)為120，40C運動黏度為38. 57mm2/s，傾點為一15C，該產(chǎn)品可以滿足VHVI200指標(biāo)要求，重質(zhì)潤滑油收率為31.50%；25號試驗重質(zhì)潤滑油黏度指數(shù)為109，40 C運動黏度為41.傾點為一30C，該產(chǎn)品可以滿足HVI200指標(biāo)要求，重質(zhì)潤滑油收率為18.50%.從收率來看，蠟膏全氫法直接生產(chǎn)潤滑油基礎(chǔ)油的經(jīng)濟效益較差。

 

　　4酮苯脫蠟對產(chǎn)品性質(zhì)的影響從異構(gòu)降凝試驗產(chǎn)物收率變化趨勢來看：從21號到22號試驗，反應(yīng)溫度增加5°C，重質(zhì)潤滑油收率從79.72%降至71.90%，潤滑油總收率從93.48%降至90.18%，降幅較??；但從22號到23號試驗，反應(yīng)溫度增加5C，重質(zhì)潤滑油收率從71.90%降至47 50%，潤滑油總收率從90. 18%降至75.00%，降幅較大。綜合考慮含油蠟膏轉(zhuǎn)化率及目標(biāo)產(chǎn)物性質(zhì)和收率，選擇22號樣品為酮苯脫蠟試驗原料。

 

　　在以上試驗的基礎(chǔ)上，將22號產(chǎn)物分餾切割出重質(zhì)潤滑油，再對得到的重質(zhì)潤滑油進行酮苯脫蠟，考察脫蠟深度對基礎(chǔ)油性質(zhì)的影響，結(jié)果見表6，其中從31號試驗到34號試驗的脫蠟苛刻度依次增加。

 

　　表6苯脫蠟油的性質(zhì)項目31號32號33號34號收率1；），組成（w），飽和烴芳烴極性化合物外觀清亮透明色度/號黏度指數(shù)閃點（開口/C折射率（20C）傾點/C氧化安定性（旋轉(zhuǎn)氧彈，1）以含油蠟膏為基準(zhǔn)。

 

　　從表6可以看出，隨著脫蠟苛刻度加大，重質(zhì)潤滑油的傾點降點，黏度逐漸增大，蒸發(fā)損失不變，飽和烴含量始終為100%，黏度指數(shù)從159降至146，閃點變化不大，且均達到260C以上，脫蠟油收率降低。

 

　　蠟油可以滿足UHVI150指標(biāo)要求，34號脫蠟油可以滿足UHVIW150、UHVIS150指標(biāo)要求；重質(zhì)潤滑油脫蠟油的閃點比指標(biāo)高60C左右，40C運動黏度也接近指標(biāo)上限，表明異構(gòu)降凝后精制產(chǎn)物分餾切割方案可滿足生產(chǎn)超高黏度指數(shù)潤滑油基礎(chǔ)油的要求，但本次試驗的重質(zhì)潤滑油與中質(zhì)潤滑油的分割點偏高，還可適當(dāng)降低分餾切割點，進一步提高重質(zhì)潤滑油收率。

 

　　3結(jié)論以含油蠟膏為原料，采用異構(gòu)脫蠟為核心的全加氫工藝，可以生產(chǎn)出符合VHVI200指標(biāo)要求的潤滑油基礎(chǔ)油，收率為31.以含油蠟膏為原料，通過以異構(gòu)脫蠟為核心的全加氫工藝與酮苯脫蠟工藝組合，可以生產(chǎn)出符合UHVI150，UHVIW150，UHVIS150指標(biāo)要求的潤滑油基礎(chǔ)油，收率在53.00%60.30%之間。）從超高黏度指數(shù)潤滑油基礎(chǔ)油性質(zhì)分析來看，組合工藝還可進步優(yōu)化，以提高重質(zhì)潤滑油基礎(chǔ)油收率，提高組合工藝的經(jīng)濟性。