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知识学堂|基础油的“蒸锅”到底是怎么“蒸出“基础油的?

2022-07-22 15:40:47

上海瑞轻润滑科技有限公司,专注于铝压延润滑,为您提供最优质的润滑产品及技术服务。

原料为石蜡基馏分油的生产,目前主要的二、三类基础油工艺基本都是以加氢工艺为主,但加工工艺有很多的技术路线。这个很好理解,全球有很多蒸锅,做不同的菜需要不同的锅,关键是你有什么原料?想做出什么菜?咱们评估一下,这样就知道该用哪个锅了

好了,我们看看都有啥锅,全球的大锅其实没有几家,雪佛龙、美孚、LyondellShell以及国内的石科院、抚顺院都设计了很多锅,而且都有专利。这些家基本上垄断了基础油蒸锅的市场。这里我就不详细讨论这些蒸锅的差异和具体的操作手法了。既然是蒸锅,不外乎就那几个战术,放水、加热、控制时间、开盖。所以,我不管你啥锅,只要明白了你的目的是干啥?这样就直接解决了问题的根本。



我们使用蒸锅的目的是做什么?
源头问题




其实很简单,就是向API基础油分类的标准要求努力,提高VI,降低S含量、提高饱和度以及剔出杂质

  • 剔掉不想要的杂质,如胶质、含SN的非烃化合物;

  • 将里面不饱和的烃完全转化成饱和烃、芳烃转化成环烷烃;

  • 去掉蜡蜡是长直链的烷烃,低温性能太差,差到有些常温居然是固体)

  • 结构上尽量靠近异构烷烃(去除芳烃、减少环烷烃的环数)

  • 产品收率要高(这是基于生产要求,不能蒸一次,东西都蒸没了,收率提高1%,一个40万吨的工厂以现在的价格一年可能多挣280万美金)

    下面给一个图,这次图片来自RIPP(石科院):


    好了,看明白了目的,我们就继续看蒸锅手法,原料有差别,工艺自然有差别。

    各种流程的差异不小,而且有的加氢流程里面还会有溶剂脱蜡这种一类油的工艺,因此咱们看几个关键的工艺:

    加氢精制也叫做加氢预处理、加氢改质;都一样,这个工艺的目的主要是不饱和烃(烯烃)的转变成烷烃、稠环芳烃部分或全部转成环烷烃,同时去除一部分SN等杂质。这个过程是预处理,该工艺属于温和的化学反应,有的工厂甚至都没有这个工艺,它与加氢裂化的主要差别其实就是在于转化的深度,加氢精制的深度一般都在10%以下,为了加速反应,该过程需要使用催化剂。

    加氢裂化这是整个加氢工艺的核心所在,说白了,就是把腿打折的过程,注意这个词,“裂化”的同时伴随“加氢”,该过程芳烃饱和变环烷烃、多环环烷变单环,这个过程是显著提高VI的过程。该工艺是关键,也是个一个组分剧烈变化的过程。同时由于下一个工序异构脱蜡的催化剂对SN的杂质含量要求很苛刻,多了催化剂会中毒,因此这个过程必须彻底脱出SN。该反应条要在一定的压力和温度下进行,同时对催化剂要求比较高。裂化反应的深度越高,转化的就越彻底,成品VI会越大,因此用裂化尾油来做基础油生产的原材料简直是好的不要不要的材料!为了说明这个反应,还要用一个图:


    异构脱蜡有的也叫异构降凝、择形异构化,把长链的蜡变成异构的烷烃,这样做几个好处,一是降低倾点,二提高基础油收率。但有个副作用,降低了VI,因为直链的蜡VI比异构的高。这个工艺是目前最盛行的工艺,很多的催化剂技术都是集中在这个领域进行研发的。(上面的是传统的催化脱蜡,下面是异构脱蜡)。


    加氢补充精制:把异构脱蜡反应后残留的不饱和烃加氢饱和以提高产品的稳定性,提高色度、颜色稳定性等等。属于后处理工艺。 

    以上4个过程是整个加氢工艺的核心所在,一般来说,生产三类油是没大问题的,但很多工厂因为市场、收率的原因以及原材料的问题,可以调整工艺路线,在二类和三类油的产量之间作一个平衡;但不管什么工艺,关键流程是加氢裂化和异构脱蜡,也是加氢基础油的核心技术所在。

    以上工艺过程在实际生产过程中可能连续使用,也可能掺杂一类油的工艺,在每个过程中其实都会有副产物,因此理想的过程就是后续过程能处理前一个过程出现的杂质、或者继续深化处理前一过程未处理干净的杂质。举例:能不能在异构脱蜡的工艺中也进行少量的裂化反应呢?这样的话就可以弥补一点VI的下降,现在的高科技是可以实现的,怎么实现呢?双功能催化剂。在异构脱蜡的同时,同时对其中的部分环烷烃进行开环反应,这样就可以将VI弥补回来一部分,但这个催化剂的裂化反应的活性不能太大,太大的话会影响蜡的异构化。


    以上内容来源于网络

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