生产润滑油基础油溶剂精制工艺条件的研究
摘要:当今原油价格居高不下,炼好每吨油使工业生产效益最大化,是各石化企业的艰巨任务。文章旨在利用实验室润滑油溶剂精制评价方法,通过溶剂精制和白土补充精制对西江和尼尔(混合比为1∶1)减三线、减四线脱蜡油生产HVI基础油进行实验室的最优条件评选,为工业生产和改造提供必要的基础数据。本研究采用间歇模拟法[1]作为润滑油溶剂精制方法,选用油品族组成、油品理化性能等质量数据确定糠醛精制装置理论级数为三级;实验数据也表明用三级逆流萃取实验可以模拟生产中的糠醛精制过程。
关键词:润滑油;基础油;糠醛精制;白土精制;分液漏斗间歇模拟法
中图分类号:TE624.512 文献标识码:A
Study on the Solvent Refining Technique to Produce HVI Lubricating Base Oil
LI Shao-ping1, CHEN Shu-qun1, DAI Qing-xin1, ZHAO Liang2, CHEN Ying2
(1.Petroleum Processing Research Center, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China;
2.SINOPEC Shanghai Gaoqiao Petrochemical Corporation, Shanghai 200137, China)
Abstract:Enhancing the production efficiency by optimizing the processes being used for lubricant base oil is currently one of the major challenges which refineries are facing with due to today′s high crude oil prices. A laboratory evaluation method was established for the lube solvent refining. No.3 and No.4 fraction dewaxed oils produced from Xijiang and Daniel mixed oil at the ratio of 1∶1 were processed by solvent refining and clay finishing to produced HVI lube base oil. The data obtained in the processes are necessary for industrial production and transformation. The intermittent simulation method was used as lubricating solvent refining method. The group composition and other physicochemical properties were employed to determine the theoretical level. It has been obtained that the theoretical level in furfural refining unit is three. Experimental data showed that three counter-current extraction experiments can simulate the furfural refining process in the industrial production.
Key words:lubricating oil; base oil; furfural refining; clay refining; separating funnel intermittent simulation method
0 前言
润滑油基础油是四大石油产品之一,基础油品质关系到石化企业整体实力和经济效益,开展生产润滑油基础油的工艺及相关技术研究是及其重要的[2]。石油大学谭均权对胜利原油350～510 ℃馏分每40 ℃切割一种馏分进行糠醛精制,考察了实验室条件下不同温度、不同醛油比条件下精制对提余油质量和收率的影响。采用醛油比为3,抽提温度在70～95 ℃,可使精制馏分油粘度指数提高10～27个单位,精制油收率高于70%[3]。因此优化工艺具有良好的技术经济效益和开发运用前景。
为配合高桥石化炼厂多品种原料生产润滑油生产需要,本研究工作对其中西江和尼尔(混合比为1∶1)减三线、减四线脱蜡油生产HVI基础油进行了溶剂精制和白土补充精制工艺条件的系统考察和研究,为工业生产和改造提供必要的数据支持,从而增加高质量润滑油基础油的产量,以满足市场的需求。
1 实验方法及原料
1.1 试验原料性质及试剂
本次试验采用了西江和尼尔1∶1减三线、减四线脱蜡油作为实验室溶剂精制原料,各原料性质如表1所示。
糠醛由上海新亨化学试剂厂生产,使用前经减压蒸馏净化,分析所用的试剂均为分析纯。 1.2 润滑油精制试验流程
润滑油精制试验流程如图1所示。
脱蜡油先进行糠醛精制工艺,精制油再进行白土精制得到基础油。
本实验采用实验室三级萃取试验(分液漏斗间歇模拟法[1])是模拟车间萃取塔的逆流方式:溶剂从塔顶进入,自塔底流出;原料从塔底进入,自塔顶出来。进入塔底的新鲜原料首先接触的是已与原料接触过两级的溶剂,其次接触的是已与原料接触过一级的溶剂,再次接触的是新鲜溶剂,成品自塔顶流出。实验室试验就是按照这个原理:新鲜原料先与已反应过两次的溶剂反应,其次与反应过一次的溶剂反应,最后与新鲜溶剂反应至成品出来。实验室三级萃取试验过程如图2所示,四级萃取试验过程如图3所示,其中精制温度是为塔顶温度和塔底温度的平均值,溶剂比及为工业生产的容积比。图2以三理论级为例说明了假逆流模拟萃取试验的操作顺序。图中每个圆圈表示一次萃取操作,圈中数字n(1,2,3……)表示第n组实验。一般说,当n为理论级数的3倍时,各串级内两平衡
相基本达到稳定,精油可作为样品采集。每次萃取操作,我们在实验中发现,如经过10 min预热,10 min搅拌和10 min分层,就完全能够实现恒温、传质与分相。
1.2.1 标定糠醛精制装置的理论级数
润滑油糠醛精制其实质为逆流微分接触式萃取,其萃取效果一般用理论级数来表示。N个理论级数的萃取效果相当于N个级效率为100%的级式萃取的萃取总效果。由于实际生产中不能通过测试或分析直接得到理论级数,因而,一般都要通过实验室标定来确定。
由于润滑油体系的复杂性,至今仍不能用简单而准确的解析法或图解法计算润滑油溶剂精制的理论级数。我们采用分液漏斗间歇模拟法作为实验室标定方法。选用油品族组成、油品理化性能等质量状况类数据来确定糠醛精制装置的理论级数。
整个标定工作与生产装置的联系如图4所示。 采用酮苯脱蜡油进行分液漏斗间歇模拟法模拟糠醛精制试验,然后进行白土精制,最后选用基础油油品族组成、油品理化性能等质量数据和生产实际数据进行对比,从而确定模拟萃取试验的理论级。萃取原料及糠醛溶剂均采自生产装置。溶济比与装置生产一致,萃取温度取装置塔顶