环烷基减三线馏分油综合利用研究

2019-11-05焦祖凯张翠侦宋君辉金吉海

石油炼制与化工 2019年11期

焦祖凯，张翠侦，宋君辉，金吉海，甄涛

(中海油炼油化工科学研究院(北京)有限公司，北京 102209)

环烷基原油是世界上宝贵的原油资源之一，其储量仅占原油总储量的2.2%。其特点是：环烷烃和芳烃含量较多，相对密度较大，凝点较低，一般含硫、胶质、重金属较多[1]。目前主要采用高压加氢、糠醛精制或高压加氢-糠醛精制组合工艺，生产轮胎用环保橡胶油或SBS橡胶填充油等[2-4]。付玉娥等[5]以绥中36-1环烷基减三线馏分油为原料，利用糠醛二次抽提工艺，开发出满足欧盟REACH法规要求的环保橡胶油，并实现工业应用。田义斌等[6]以环烷基减三线馏分油为原料，经高压加氢-糠醛精制组合工艺生产高芳环保橡胶油，芳碳率(CA)高达27.2%，产品收率为31.0%，副产品抽余油作为普通橡胶油投放市场。高鹏等[7]以渤海湾环烷基原油减三线馏分油为原料，经三段高压加氢工艺制备环烷基橡胶填充油性质与进口SBS填充油性质相近，副产部分汽柴油。

本课题以渤海湾地区生产的环烷基减三线馏分油为原料，通过高压加氢-异构脱蜡-补充精制-精密分馏工艺制备各馏分高附加值产品。

1 实验

1.1 原料油性质

以环烷基减三线馏分油为原料，开展试验研究，其性质见表1。

由表1可知：上述馏分油的CA和环烷碳率(CN)分别达到23.1%和34.4%，具有高芳烃、高环烷烃含量的特点，是一种典型的环烷基馏分油。

表1 减三线馏分油性质

1.2 工艺路线

通过上述原料油的性质分析可以看出，原料油为典型的环烷基馏分油，适于生产橡胶增塑剂、变压器油产品，而轻油部分期望能够得到附加值更高的轻质白油和石脑油。上述产品均对于硫、氮含量、倾点和芳烃含量有较高的要求，需要首先经过加氢处理工艺进行脱硫、脱氮和脱芳烃，将硫、氮质量分数分别降至2 μg/g以下；再通过异构脱蜡工艺降低油品倾点，最后经贵金属精制工艺进一步进行芳烃饱和得到加氢生成油，而为了将窄馏分的产品分离得较为精细，实验室采用精密分馏装置对产品进行分馏，最终得到满足指标要求的橡胶增塑剂、变压器油、轻质白油等产品。因此，选择的工艺路线为加氢处理-异构脱蜡-补充后精制-精密分馏，具体工艺路线见图1。

图1 加工工艺流程示意

1.3 试验装置

采用固定床加氢中试装置，各工艺参数均由DCS精确控制，反应温度控制精度为±0.5 ℃，系统压力采用高压分离器尾气背压系统自动控制。单个反应器催化剂装填量为200 mL，氢气采用电解氢，纯度不低于99.99%。

蒸馏切割采用精密分馏装置，该装置由沈阳施博达仪器仪表有限公司设计制造，蒸馏范围初馏点至420 ℃，最窄切割温度为10 ℃，馏分纯度大于98%，蒸馏系统具有液位自动跟踪功能，蒸馏速率自动控制，蒸馏系统具有自动称量功能，自动记录各馏分的质量，称量误差为±0.1 g。

1.4 催化剂

加氢处理采用钼-镍型加氢处理催化剂，异构脱蜡采用分子筛为载体的降凝催化剂，补充精制采用贵金属加氢催化剂，催化剂均为市售的工业产品，催化剂主要物化性质见表2。

表2 催化剂主要物化性质

2 结果与讨论

通过多次条件考察试验，最终确定加氢工艺条件如下：加氢处理、异构脱蜡、补充后精制的反应压力均为15.0 MPa，氢油体积比均为800，体积空速分别为0.4，0.8，0.4 h-1；加氢处理反应温度为370 ℃，目的是降低样品的硫、氮含量，保护降凝催化剂活性，在该温度下样品的硫、氮质量分数分别为1.2 μg/g和1.4 μg/g；异构脱蜡和补充精制反应温度分别为320 ℃和230 ℃，目的是降低样品倾点，并进一步饱和芳烃、脱除杂质，确保样品倾点、光热安定性和芳烃含量等性质满足指标要求。并根据多次精密分馏切割试验确定了较合理的切割方案，具体产品分布见表3。