高桥润滑油加氢.ppt
《高桥润滑油加氢.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高桥润滑油加氢.ppt(119页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、润滑油基础油的发展及加氢工艺在润滑油生产中的应用,目录,高桥项目建设的必要性基础油的发展趋势国外市场的基础油的状况国外润滑油加氢技术的发展国内润滑油加氢技术概况润滑油加氢异构脱蜡的特点高桥润滑油加氢技术要点,高桥项目建设的必要性,上海炼油厂是我国老的润滑油生产基地,每年生产润滑油基础油40万吨,居全国第一位。随着加工原油的改变,现有的润滑油生产装置已不能适应变化,只能生产低档润滑油,适应不了市场需求。上海是目前全国的轿车生产中心上海大众/上海通用 汽车公司 进口小轿车及大功率集装箱车也必须使用高档的轿车汽油机油 经济中心的上海,先进的设备机械大多首先在此得到应用工业用油上,朝着低粘度、低倾点、
2、高粘度指数、长寿命的方向发展必然促进API 和类基础油的需求。,基础油的发展趋势,对性能要求的趋势-成品油API、类基础油的优越性,基础油的发展趋势,环保的要求低排放节省燃料油发动机制造商的对策设计新型发动机润滑油工业的对策老办法:改善添加剂新办法:改善添加剂和基础油,基础油的质量发展,现代发动机对润滑油的新要求,对基础油品质的压力,长寿命=高氧化安定性添加剂损失少低挥发度=高沸点低油耗(内燃机油)低粘度=好的低温泵送性,API、类基础油的分类,不同方法生产的基础油组成,II类油的优点高纯度,轿车机油氧化安定性(5W-30),加氢基础油的优越性,老三套工艺是通过物理分离模式把油中的非理想组分(
3、多环芳烃,极性物等)除去,不能改变油中的既有的烃化物结构,因而其性质大大依赖于原油性质。基础油中烃类的组成及含量对成品油质量影响最大。提高饱和烃的含量是提高基础油质量的必然途径。基础油中好的组分是异构烷烃及少环而带长侧链烷烃的环烷烃,而正构烷烃由于倾点高,多环烷烃及芳烃由于氧化安定性差等均不是理想组分。加氢工艺正是通过化学反应,把油中的环状物,饱和烃,芳烃等转变为我们希望的组分。因而对原油的限制相对宽泛。,加氢裂化/处理有较大的原油灵活性,高效益使基础油生产选择加氢工艺,小结,走加氢道路是提高润滑油质量的必由之路,国外市场的基础油的状况,API II基础油的需求正在增加,对API I基础油正在
4、减少从成品润滑油市场看,国外润滑油品种升级换代速度大大加快,并朝着高档、多级油和通用环保型发展。与先进国家比较,我国内燃机润滑油质量水平约落后24个档次。内燃机油质量已经落后于我国汽车工业的发展要求。,国外润滑油加氢技术的发展,六十年代以前,世界上生产润滑油都是采用糠醛精制溶剂脱蜡白土精制方法,统称“老三套”。七十年代有了先经加氢改质提高润滑油原料的粘度指数,然后进行溶剂脱蜡生产基础油的工艺,典型的是法国石油研究院IFP技术。1981年,美国Mobil公司开发出的催化脱蜡(MLDW)生产润滑油技术 1993年,由美国Chevron公司推出的异构脱蜡(IDW)工艺在美国里奇蒙炼油厂一次投产成功
5、至此形成了加氢改质溶剂脱蜡 催化脱蜡 异构脱蜡三大加氢法生产润滑油技术系列。,催化脱蜡工艺,工艺原理:通过选择性分子筛催化剂使润滑油中的正构烷烃和短侧链烷烃进行选择性裂化,以降低润滑油倾点。核心是用催化剂将蜡裂化成小分子烃类,所以其付产品是低价值的气体、液化气和少量石脑油。因催化剂耐氮能力较差,失活快,所以要求进到催化脱蜡反应器中的进料氮含量50ppm,并且在蜡含量为50%左右时,每二三个月需进行一次氢活化,每一次氢活化需七天。工艺流程大致如下:,异构脱蜡工艺,原理是:原料油在氢气环境中,在贵金属催化剂的作用下,使原料中的正构烷烃发生异构化反应,生成异构烷烃而成为优质润滑油基础油组分。在此过程
6、中,也有部分碳链发生中间断裂,生成相对较小的烃类,但断裂到只剩几个碳原子的情况很少,因此气体和石脑油产率较低。该工艺是目前最先进的直接用馏分油生产润滑油的技术。由于异构脱蜡采用贵金属催化剂,为了防止氮中毒,要求进到异构脱蜡反应器中的进料含N2ppm,方可保证催化剂连续运转2年以上。因此,通常原料油需先经过加氢脱氮,为异构脱蜡生产合格原料。工艺流程大致如下:,润滑油加氢改质-溶剂精制技术,润滑油加氢改质就是一套缓和加氢裂化,转化率一般在1050m%,再经加氢精制脱芳,以提高润滑油基础油料的安定性,从而生产出好的溶剂精制原料。其优点是:充分利用炼厂已有溶剂精制设施,用劣质原油生产优质润滑油基础油。
7、也可说该技术是加氢裂化与溶剂精制结合的产物。因此在装置下游,尚须配套有溶剂脱蜡装置,才能生产出最终的目的基础油产品。工艺流程大致如下:,国内润滑油加氢技术概况,70年代,我国主要靠老三套生产润滑油基础油,集中力量搞添加剂合成工艺及配方成为提高成品油质量的主要途径。八十年代石科院开始进行润滑油加氢技术的研究开发工作,先后推出了自己的催化脱蜡工艺、润滑油加氢改质-溶剂精制组合工艺和催化剂,并已开始应用到工业装置上。克拉玛依炼油厂30万吨/年润滑油高压加氢(催化脱蜡)装置和荆门20万吨/年润滑油加氢改质装置已经投产。九十年代国内引进了法国石油研究院(IFP)润滑油加氢改质工艺和美国Chrvron公司
8、润滑油异构脱蜡工艺(IDW)。都已经建成投产。,润滑油异构脱蜡特点,润滑油加氢裂化的作用,专门生产润滑油的加氢裂化必须有两个主要能力:把原料的粘度指数提高到预定目标两个方法:裂化低粘度指数的分子;芳香烃饱和提高粘度指数把原料的硫,氮去除以生产高质量基础油加氢裂化还有两个次要能力:生产希望得到的燃料油混合物把润滑油和燃料油中的芳烃饱和,加氢裂化用两个方法提高粘度指数,加氢裂化过程中的化学反应,VI 随加氢裂化苛刻度的增加而提高,不同的原料需要不同的加氢裂化苛刻度来生产高VI基础油,粘度随加氢裂化苛刻度的增加而降低,润滑油异构脱蜡的作用,保持油品高粘度指数的特点;使润滑油总收率得以提高主要通过蜡催
9、化异构来降低倾点,从而比溶剂脱蜡或者传统的催化脱蜡提高了润滑油的总收率和粘度指数。,润滑油加氢精制的作用,饱和芳香烃来稳定润滑油产品,改善颜色。氧化安定性+颜色正比于总芳烃含量,1-3环的芳香烃影响氧化安定性,4环以上的多环芳香烃以及含硫含氮的杂环芳香烃影响色度,颜色安定性,储存安定性。贵金属加氢精制催化剂能在低温下有效饱和多环芳烃;且催化剂失活较慢。,异构脱蜡主要技术特点,原料适用范围广,无论是石蜡基原料油还是环烷基原油的加氢改质尾油都可以生产出高粘度指数的润滑油基础油。润滑油基础油产品综合收率高,可达到VGO原料的50%以上,产品质量好,粘度指数VI可达到80150;氧化安定性(RBOT)
10、可达到300分钟以上;倾点可灵活调整,最低可达30mm,冰点70,倾点-40。,高原料适应性高收率高粘度指数 加氢异构脱蜡是目前最先进的润滑油加氢技术,高桥石化分公司30万吨/年润滑油加氢装置技术要点,目录,装置概况设计基础工艺流程工艺变量连锁说明六操作要点,一.装置概况,装置的组成,装置由加氢裂化和异构脱蜡/后精制两大单元组成加氢裂化单元反应系统:原料油的预处理和升压;循环氢压缩;高压换热(加热)与冷却;加氢裂化以及反应产物的气、液分离等。分馏系统:加氢裂化反应生成油的换热、加热与冷却;常压分馏塔及侧线产品的分离;热量回收及各线产品输送设施等异构脱蜡/后精制单元反应系统:异构脱蜡进料的升压与
11、循环氢的压缩;高压换热(加热)与冷却;异构脱蜡反应和后精制反应以及反应产物的汽、液分离等。分馏系统:异构脱蜡生成油的换热(加热)与冷却;常压分馏塔和减压分馏塔及侧线塔产品分离;以及减压抽真空设施等。,原料(一期),大庆原油 减三线油 10万吨/年 减四线油 13万吨/年 轻脱沥青油 7万吨/年或卡宾达原油 减三线油 10万吨/年 减四线油 13万吨/年 轻脱沥青油 7万吨/年,原料(二期),大庆原油减三线油 10万吨/年减四线油 13万吨/年轻脱沥青油 7万吨/年140万吨/年加氢裂化尾油 11.32万吨/年或卡宾达原油减三线油 10万吨/年减四线油 13万吨/年轻脱沥青油 7万吨/年140万
12、吨/年加氢裂化尾油 15.5万吨/年,产品(一期),二 设计基础,原料性质,续前,续前,氢气,催化剂,催化剂,产品规格与产品指标,主要操作条件,HCR所设定的操作条件是为了达到脱氮水平2 ppmw,脱硫 水平100 ppmw。IDW反应器的条件是为了达到预期的倾点 HDF反应器条件是为了达到预期的润滑油稳定性。,加氢裂化反应条件(大庆),加氢裂化反应条件(卡宾达),异构脱蜡反应条件(大庆 一期),异构脱蜡反应条件(卡宾达 一期),后精制反应条件(大庆一期),后精制反应条件(卡宾达一期),异构脱蜡反应条件(大庆二期),异构脱蜡反应条件(卡宾达二期),后精制反应条件(大庆二期),后精制反应条件(卡
13、宾达二期),其他主要操作条件,热高压分离器加氢裂化异构脱蜡 操作温度 260220 操作压力MPa(G)15 14.7冷高压分离器加氢裂化异构脱蜡 操作温度 60 60 操作压力MPa(G)14.7 14.4热低压分离器加氢裂化异构脱蜡 操作温度 260 192 操作压力MPa(G)1.5 1.0冷低压分离器加氢裂化 操作温度 57 操作压力MPa(G)1.2,常压分馏塔加氢裂化异构脱蜡 塔顶温度 115 92 进料温度 341 316 塔底温度 309 306 塔顶压力MPa(G)0.1 0.1减压塔 异构脱蜡 塔顶温度 81 进料温度 362 塔底温度 341 塔顶压力,mmHg(A)40
14、,续前,物料平衡,由于装置进料种类较多,原料既分为大庆或卡宾达原油的减三、减四和轻脱沥青油,产品又兼顾API II&III,除了包含反应的初末期变化外,还要考虑一期,二期的不同。为简便起见,仅在演示中呈现一期原料,反应初期的物料平衡。,大庆原油(一期 SOR)API II类油,大庆原油(一期 SOR)API III类油,卡宾达原油(一期 SOR)API II类油,卡宾达原油(一期 SOR)API III类油,设备概况,装置能耗,节能措施,反应系统的换热器均利用双壳程高效换热器,一是可以降低反应系统的压降,节省循环氢压缩机的功率。二是大大提高了换热效率,节省换热面积。装置各部分需冷却的物料及产品
15、尽量选用空气冷却器,减压塔顶抽真空系统采用湿式空冷,节省用水。选择节能电气设备,如节能变压器,节能电机,节能光源等。加热炉出口烟气共用联合烟道,进行余热回收,加热炉总热效率达到88%以上。回用异构脱蜡/后精制单元的冷高分底污水和常压塔顶凝结水作为装置反应注水,减少脱氧水消耗。优化换热方案,减压分馏系统热量较为充足,设蒸汽发生器进行热量回收,降低能耗。,三 生产工艺流程,加氢裂化反应部分,加氢裂化分馏部分,异构脱蜡反应部分,异构脱蜡分馏部分,四 工艺变量,高桥润滑油装置的主要目的是收率最大化。综合目的是尽可能提高炼厂的利润。加氢裂化反应部分加氢裂化分馏部分脱蜡反应部分脱蜡分馏部分以上几部分改变主
16、要工艺变量对装置的影响。,加氢裂化(HCR)反应段,加氢裂化进料的影响加氢裂化氢的影响加氢裂化催化剂的影响加氢裂化转化/脱氮深度 加氢裂化反应操作影响加氢裂化的目的之一是为了降低脱蜡反应进料中的氮、硫含量以保证脱蜡/加氢后精制中的催化剂的寿命达到3年。,加氢裂化进料的影响-沸程,混合进料的组成取决于原油及上游装置的操作条件如果进料沸程较高,那么,进料中能破坏催化剂性能的其它性质如干点,沥青质,金属含量和进料中的氮含量也随之升高。除需要较高的催化剂平均温度之外,氢消耗量也随之升高。因此,提高进料沸程,会在两方面缩短催化剂寿命。只有提高催化剂平均温度,才能在加工大分子含量较高的进料时,使产品中的氮
17、含量达到目标值。其次,进料中氮含量,沥青质和金属含量的升高,将会提高和加速催化剂的失活速率。,加氢裂化进料的影响-氮,进料中的氮含量应当保持设计水平。对高氮含量的进料,只有提高催化剂的平均温度,才能保证产品中的相同氮含量,为维持相同脱氮水平而提高催化剂平均温度,将加速催化剂的失活速率,并缩短催化剂的寿命。,加氢裂化进料的影响-硫,进料中的硫含量应当保持设计水平。加氢裂化除可以降低氮含量之外,还可以降低硫含量,使硫含量降至低于100ppmw的可接受水平。降低氮含量比降低硫含量困难。因此,如进料中的硫含量与设计水平相一致,除去氮化合物的反应为主要反应。,加氢裂化进料的影响-稠环芳烃,稠环芳烃是高沸
18、点的稠环大分子,多见于减压馏分油和脱沥青油。由于多环芳烃容易结焦,因此,它们在加氢裂化进料中的含量应低于100ppmw,以防催化剂快速失活。这些化合物在催化剂上易脱氢,最终生成焦碳。因此,进料中的多环芳烃量对催化剂的反应活性和失活率有着显著的影响。在高切割点的蒸馏中,经常会发现在瓦斯油馏分中,多环芳烃的量较多。切割点高于设计值之上的蒸馏塔操作,或分馏效果差的操作,或允许雾沫夹带的操作,将会使多环芳烃流入加氢裂化的进料。,加氢裂化进料的影响-金属,重金属,尤其是镍和钒,包括碱(如钠)和碱土(如钙和镁),均被牢牢吸附于催化剂上,并不可逆地破坏催化剂的活性。上游装置的不适当操作,将会使进料中的过量金
19、属被吸附至催化剂中。原油中的镍,钒和铁在卟啉中聚集。部分卟啉,残留在减压馏分油及脱沥青油中。金属的含量随原油的品种而变。在加工不同原油以保持金属含量等于或低于特定水平时,对减三和减四线馏分,也许有必要调整减压塔的切割点。在加工光亮油时,可能有必要调整溶剂脱沥青装置,以控制金属含量。进料中所携带的铁可与碳氢大分子化学结合,或以悬浮的颗粒物质形式存在。将催化剂孔嘴堵塞,使催化剂失活。加氢裂化的进料系统中,装有一过滤装置,以处理这些污染物。对该过滤装置的日常维护有助于将颗粒物质排除出加氢裂化装置。,加氢裂化进料的影响-氯,加氢裂化反应器顶部盐的聚集程度,取决于进料中的盐(无机水溶性化合物,如aCl,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 润滑油 加氢

链接地址:https://www.31ppt.com/p-2308723.html