白油加氢技术的工业应用.docx

白油加氢技术的工业应用郭金忠 , 顾长生 , 赵飞(中国石油林源炼油厂 , 大庆 163813)摘要 林源炼油厂 30 kt/ a 的白油加氢装置采用石油化工科 学研究院开发的白油加 氢技术( rda) 及 rl f210w 白油加氢催化剂 ,在氢分压 17 . 5m pa ,反应温度 191208 条件下 ,以大庆炼 化公司异构 脱 蜡 装 置 生 产 的 不 同 粘 度 的 润 滑 油 基 础 油 为 原 料 , 均 可 以 生 产 出 符 合 国 家 标 准gb4853 - 94的食品级白油 。关键词 :白油 加氢精制 工业规模1 前 言白油是一种用途非常广泛的石油产品 ,国内的 白油质量标准分为 : 工业级 、化妆级和食品 ( 医药)级 。工业级白油可用作化纤 、铝材加工 、橡胶 、增塑 等工业用油的基础油 ,也可用作纺织机械 、精密仪 器的润滑油以及压缩机密封油 ;化妆级白油可制作发乳 、发油 、唇膏 、护肤脂等 1 ; 食品 ( 医药) 级白油 适用于食品上光 、防粘 、消泡 、密封 、抛光和食品机械 ,延长酒 、醋 、水果 、蔬菜或罐头的储存期 ,以及用 作润滑性泻药 、药膏和药剂的基础油 ,药片 、药丸的脱模剂 ,手术器械 、制药机械的防腐润滑等 。 近年来 ,随着食品工业 、医药 、石化 、化纤和轻纺工业的发展 ,化妆品的不断更新换代以及人民生 活水平的提高 ,人们对白油的质量要求越来越高 ,对化妆品级和食品级白油的需求量迅速增长 。白 油生产工艺的发展趋势是逐步压缩和淘汰发烟硫酸法 ,改进 so3 气相磺 化法 , 大 力 发展 加氢 法 2 。 加氢法生产白油具有技术先进 、产品收率高 、质量好 、成本低 、无三废污染 、生产连续等优点 ,林源炼 油厂于 2002 年底新建了 30 kt / a 白油加氢装置 , 并取得 2003 年 7 月 10 日当天进油当天生产出合格产品一次开车成功的佳绩 。五个牌号的产品于2003 年 9 月 18 日通过国家质量监督检验中心的 检验 ,产品各项指标均达到国家食品级白油标准 。2 装置概况2 . 1 装置简介林源炼油厂 30 kt / a 白油加 氢装 置 采用 石油 化工科学 研 究 院 开 发 的 白 油 加 氢 技 术 ( rda ) 及rl f210w 贵金属 加 氢催 化剂 , 由 中国 石 化 洛 阳 石油化工工程公司进行设计 。这套装置以大庆炼化公司异构脱蜡装置生产的轻质 、中质和重质润滑油 基础油为原料 ,经加氢精制饱和其中的芳烃 ,生产 各粘度等级的优质化妆级和食品级白油 。装置由反应 、分 馏 、罐 区 和 灌 装 四 部 分 组 成 。 反应部分采用两个串联的固定床反应器 ,分馏部分 的汽提塔与减压干燥塔为复合式填料塔 。反应 、分 馏部分均采用先进的 dcs 控制 ,罐区及灌装采用 微机监控 。罐区有 1 000 m3 拱顶罐 4 座 、500 m3 拱顶罐 3 座 。主要生产 10 号 、15 号 、26 号 、36 号化妆 级和食品级白油及 70 号聚苯乙烯填充油 ,同时还 可根据客户要求生产其它牌号的白油 。2 . 2 工艺流程简介采用进料泵和新氢压缩机使原料油及氢气升 到反应压力 ,混合后通过加热炉将物料加热到需要的温度 ,在反应器中 ,在高压 、低温及贵金属催化剂存在的条件下 ,对异构脱蜡加氢生成油进一步加氢 精制 , 饱和其残存的芳烃 , 反应产物经过换热 、冷 却 ,进入高 、低压汽液分离器 ,高分气因氢气体积分数为 99 %以上 ,可送至异构脱蜡装置使用 ,低分气 排入火炬管网 。低分油经换热 、蒸汽汽提 、减压干 燥后作为产品出装置 。工艺流程简图见图 1 。2 . 3 生产方案生产方案随市场需求和产品库存情况进行调 整 ,生产方案共有三种 :即轻质 、中质和重质润滑油收稿日期 :2005201227 ;修改收到日期 : 2005203208 。作者简介 :郭金忠 ,男 , 工程师 ,1996 年毕业于大庆石油学院 ,现任中国石油林源炼油厂白油车间主任 。 34 石油 炼制与 化 工2005 年 第 36 卷基础油三种原料切换生产 。采用轻质原料时对应的产品为 10 号食品级白油 ; 采用中质原料时对应 的产品为 36 号食品级白油 ; 采用重质原料时对应 的产品为 70 号食品级白油 。另外两种产品 15 号 和 26 号食品级白油是用 10 号和 36 号食品级白油 调合而成 。行的水蒸气被催化剂吸附冷凝会大量放热 ,使催化表 2第一反应器装填情况项 目装填高度/ mm装填量/ kg16 mm 瓷球6 mm 瓷球 3 mm 瓷球催化剂3 mm 瓷球 6 mm 瓷球 16 mm 瓷球1501501008 3301501503508790602 2009090130表 3第二反应器装填情况项 目装填高度/ mm装填量/ kg图 1 白油加氢装置工艺流程简图1 - 加热炉 ;2 - 反应器 ;3 - 高压分离器 ;4 - 低压分离器 ; 5 - 汽提塔 ;6 - 干燥塔3 工业应用3 . 1 开工情况2003 年 6 月 10 日装置进行烘炉 、水试压 、热 氮油联运 、装填催化剂 、氮气置换 、催化剂干燥 、高 压气密 。7 月 10 日 10 :58 装置引入中质原料油开工 ,17 :00 产品合格 ,标志着白油装置一次开车成功 。并于 7 月 18 日切换至重质原料生产 ,7 月 22日切换至中质原料生产 , 7 月 29 日切换至轻质原 料生产 。至此装置生产出所有牌号并符合国家标 准 gb4853 - 94 的食品级白油 。6 mm 瓷球催化剂3 mm 瓷球 6 mm 瓷球 16 mm 瓷球2008 5301501503501212 3009090130剂机械强度受损 ,可能导致催化剂床层压降增大 ,影响加氢 效果 。因此 , 为 了保 证催 化 剂的 使用 性 能 ,催化剂经过了干燥脱水过程 。干燥时的操作条件为 :高分压力 6 . 0 m pa ,干燥介质为氢气 ,气剂体 积比为 ( 150 200 ) 1 , 反 应 器 入 口 温 度 不 大 于280 。催化剂干燥历时 37 h ,共脱水 49 k g ,占催化剂总量的 1 . 1 % 。干燥过程条件见表 4 。表 4 催化剂的干燥过程3 . 1 . 1催 化 剂 装 填白 油 加 氢 催 化 剂 牌 号 为升温速率/ h - 1阶 段床层温度/ 压力/ m pa时间/ hrl f210w ,是石油化工科学研究院研制的白油加氢专用催化剂 ,它采用具有很高芳烃饱和性能的贵金 属作为活性组分 ,通过特殊处理方法将金属组分高度分散在催化剂载体上 。rl f210w 催化剂的物理 性质指标见表 1 。表 1 rl f210 w 催化剂的物理性质 合计升温至 1501501502002002002602602601501520恒温1520恒温1520恒温至无水产生1)15202 . 02 . 06 . 06 . 06 . 06 . 02 . 063 . 544 . 538837项 目指 标比表面积/ m2 g - 1孔体积/ ml g - 1压碎强度/ n mm - 12500 . 4151) 当高分放水速度降至小于 100 ml / h 时 ,认为无水产生 。3 . 2 工业标定及运转白油加氢装置平稳运转 1 年后 ,于 2004 年 8 月 3 日 、9 月 13 日和 9 月 22 日分三次以不同的生 产方案对装置进行标定 ,用轻质原料 、中质原料和重质原料分别生产出 10 号 、36 号和 70 号食品级白油 。原料性质见表 5 ,标定操作条件见表 6 ,白油 产品分析结果见表 7 ,能耗见表 8 。从表 6 可以看出 :反应器入口压力和温度均低于设计值 ; 从表 5和表 7 可以看出 : 三种原料油经过加氢后 ,粘度和 闪点几乎没有变化 ,芳烃含量有所下降 ,因此白油 产品的紫外吸光 度低 , 可 以满 足食 品 级规 格的 要催化剂采用普通袋式装填法装填 ,共装入催化剂 4 . 5t ,3 mm 瓷 球 0 . 24t ,6 mm 瓷 球 0 . 391t ,16 mm 瓷球 0 . 347t 。该装置有 2 个反应器 ,内径 均为 800 mm ,串联使用 ,反应器的装填量见表 2 和表 3 。3 . 1 . 2 催化剂的干燥 此催化剂以多孔物质为载 体 ,在包装 、储运和装填过程中难免会吸附一定量 的水 ,含水催化剂与热的油气接触升温时 ,所含水分迅速汽化 ,但此时床层下部催化剂温度较低 ,下 1994-2013 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 第 11 期郭金忠等 . 白油加氢技术的工业应用35表 8 装置能耗情况求 ;从表 8 可以看出 : 三种生产方案的能耗均低于设计值 。项 目设计值实际值燃料气 ( 标准状态) / m3 h - 11 . 0 m pa 蒸汽/ t h - 1电/ k w循环水/ t h - 1净化风 ( 标准状态) / m3 h - 160 . 880 . 175128 . 431 . 6953040 . 070 . 051109 . 7614 . 7927 . 22表 5原料性质项 目轻质原料中质原料重质原料运动粘度/ mm2 s - 140 100 闪点/ 色度/ 号倾点/ 密度 ( 20 ) / g cm - 39 . 8472 . 741670- 300 . 829 036 . 395 . 732270- 270 . 855 258 . 689 . 532750 . 5- 120 . 846 7从操作运行统计结果看 ,装置的反应温度一直较低 ,催化剂的活性和实际能耗优于设计值 ,且装 置从开工到现在反应温度没有变化 ,各种粘度的产 品质量全部合格 ,生产方案切换方便 ,证明此装置工艺合理 ,操作灵活 ,催化剂性能优良 ,具有良好的 活性和稳定性 。4 结 论( 1) 工业应用结果表明 : rda 白油加氢工艺 技术在 高 压 ( 氢 分 压 为 17 . 5 m pa ) 、低 温 ( 191 表 6装置操作条件 轻质原料中质原料重质原料项 目设计值 实际值设计值 实际值设计值 实际值反应器入口压力/ m pa 体积空速/ h - 1 低压分离器压 力/ m pa一反入口温度/ 二反入口温度/ 18 . 017 . 518 . 017 . 518 . 017 . 51 . 01 . 00 . 60 . 60 . 50 . 51 . 91 . 41 . 91 . 41 . 91 . 4w208 ) 和采用 rl f210 催化剂的条件下 ,可以用异构脱蜡 装 置 生 产 的 不 同 粘 度 的 润 滑 油 基 础 油 为原料 ,生产出 10 号 、15 号 、26 号 、36 号和 70 号 食品级白 油 , 产 品 质 量 符 合 国 家 标 准 gb 4853 -94 的规格要求 。( 2 ) 该装置从进油 到 生 产 出 合 格 产 品 , 只 用 了 6 h ,说明该 套 白 油 加 氢 装 置 的 工 艺 技 术 是 合 理的 。(3) 1 年多的工业运转结果表明 , rda 白油加 氢工艺技术可靠 ,催化剂性能优良 ,活性稳定 。191205203215208186210200216216表 7食品级白油产品分析结果70 号1)项目10 号15 号26 号36 号运动粘度 ( 40 ) /mm2 s - 1 闪点/ 颜色 ( 赛氏号)水溶性酸或碱 机械杂质 , % 水分 , %( 砷) /g g - 1( 铅) /g g - 1( 重金属) /g g - 1易碳化物 固态石蜡 紫外吸光度 ( 260420 n m) 2) / cm - 19 . 85114 . 7025 . 2936 . 3858 . 73166 + 30- 1 1 + 30- 1 1 + 30- 1 1 + 30- 1 1 + 30- 1 1 10 通过 通过参 考 文 献0 . 0210 . 0240 . 0740 . 0460 . 05812黄钦炎. 对我国白油生产现状的看法. 润滑油 ,2002 ,17 (2) :79冯金木. 白油精制工艺的现状与进展. 杭州化工 , 1995 , 25 ( 3) :11131) 达到企业标准 。2) 食品级白油规格要求紫外吸光度不大于 0 . 1 。 1994-2013 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 36 石油 炼 制 与 化 工2005 年 第 36 卷commercial appl icatio n ofw hite oil hyd ro genatio n technolo gyguo j i nzho ng , gu cha ngshe ng , zhao fei( c n p c l i n y ua n r e f i ne r y , d aqi n g 163813)abstractwhit e oil hydro ge natio n t ec h nolo gy , rda , a nd relat ed cat al yst , rl f210w , weredevelop ed by t he re sea rc h in stit ut e of pet role um proce ssi ng a nd wa s app lied i n t he 30 kt