润滑油论文 苏丹尼罗原油工业试产润滑油基础油.doc

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1、苏丹尼罗原油工业试产润滑油基础油摘 要 介绍了苏丹尼罗油在传统“老三套”装置试产润滑油基础油的情况，并与涠洲原油和白虎原油所生产的基础油性质进行了比较，总结了其在生产过程中的操作稳定性和精制油收率、粘度指数、氧化安定性方面的优缺点，同时，指出了尼罗基础油酸值高对调制高档润滑油会有不利影响。关键词 苏丹原油 润滑油基础油 性能 研究1. 前言我国汽车工业的快速发展，对润滑油的产量和质量提出了更高要求。但我国的原油产量跟不上石油产品消耗量的增长速度，特别是生产润滑油优质原料的大庆原油的产量日渐减少。因此，国内的炼油企业已把目光投向国际原油市场。在进口原油中，中东地区原油作为进口的首要选择。同时，非

2、洲国家由于其石油储量及产量的迅速增加，目前已悄然成为中东地区之外的第二大石油输出国，也已成为我国炼油企业未来进口原油的一个重要来源。在加工非洲原油方面，茂名石化公司曾有过试产经验，先后加工过阿尔巴尼亚原油、安哥拉原油和利比亚等原油.非洲原油从理化性质上看，与大庆原油性质有诸多相同之处，多为低硫石蜡基原油，具有饱和烃含量高，芳烃、胶质含量低等特点。因此，茂名公司现有的润滑油传统生产装置从理论上说十分适合加工非洲原油。用苏丹尼罗原油生产润滑油属于新课题。因此，开展这方面的生产研究不仅对茂名公司具有现实意义，对我国其他润滑油生产企业来说，也有着有益的参考价值。2. 装置生产情况性质相近原料对比为了考

3、察尼罗油生产润滑油基础油与性质相近的涠洲油和白虎油生产润滑油基础油的优劣性，我们把涠洲油和白虎油的生产过程列示如下。三种原油一般性质见表2.1。表2.1 三种非大庆原油的一般性质项目大庆原油涠洲原油白虎原油尼罗原油试验方法密度（20）/gcm-3GB/T1884-1885粘度50/mm2s-1GB/T265凝点/313034GB/T510酸值/ mgKOHg-1GB/T264残碳/%GB/T268盐含量/mgNaClL-112GB/T6532闪点（开口）/25353326GB/T267含蜡量/%GB/T1002-89饱和烃芳香烃SH/T0177-92(2000)胶质/%ZBE21002-89沥

4、青质/%ZBE21002-89S/ppm11001692385502ASTM D3120N/ppm15001255309115ASTM D46292.2 “老三套”生产过程情况涠洲原油和白虎原油减压馏份油原料性质见表2.2。表2.2 原料常规理化性质项目涠洲原油白虎原油减二线减三线减四线减二线减三线减四线密度（20）/gcm3粘度(100) /mm2s-1凝固点/5050445050颜色/#DILDIL酸值/ mgKOHg-1残碳 /%碱氮/ppm123376213总氮/ppm226675312馏程/ （297%）8010010080100100基础油糠醛精制采用与处理大庆油时差不多的溶剂比，

5、经过传统“老三套”处理，操作条件及基础油性质分别见下表2.3和表2.4。表2.3 糠醛精制装置操作条件项目减二线减三线减四线溶剂比（m）萃取塔顶温/110115120128130145萃取塔底温/7589859690100转盘转速/rmin-1815815815表2.4 涠洲、白虎原油减二、减三、减四线基础油性质项目大庆涠洲白虎减二减三减四减二减三减四减二减三减四密度（20）粘度(100）粘度指数10298909481861029390色度/#凝点/3850503350504650酸值/ mgKOHg-1残炭/%0含硫/ ppm21222534770810031126237237554碱性氮/

6、ppm3111718310123氮/ ppm123359384835旋转氧弹/min2131982062181952002572602082.3 尼罗油生产情况 减压蒸馏二蒸馏装置加工尼罗原油生产基础油的实际操作工艺参数见表2.5，经过二蒸馏装置加工后减二、减三、减四馏分油的性质见表2.6。表2.5 减压蒸馏工艺操作参数项目操作参数项目操作参数塔顶真空度/KPa-97-98一中入塔温度/150155二线馏出温度/240245二中入塔温度/205210三线馏出温度/335340进料温度/388393四线馏出温度/355360塔底温度/370375表2.6 尼罗减二、减三、减四线馏分油性质项目减二

7、减三减四100粘度/ mm2s-1粘度指数126112124密度（20）/gcm-3颜色/#DIL凝固点/5050闪点（开口）/224262292残炭/%0酸值/ mgKOHg-1硫/%碱性氮/ppm总氮/ ppm212480706馏程/ HK3454214462%36943647897%445535567苯胺点/由表2.6可见，尼罗减二、减三、减四线馏分粘度指数高、硫含量低，但酸值较高。2.3.2 糠醛精制操作情况尼罗原油减二、减三、减四线馏份油在轻、重质糠醛精制装置的加工，装置操作平稳，操作参数均能按要求控制在指标内。萃取塔界面清晰，分散相液滴直径比较均匀，精制液糠醛夾带少，其操作与大庆油

8、类似，从装置的实际操作情况看，装置物料、热量平衡较好，工艺指标控制较平稳。糠醛萃取塔操作条件见下表2.7。表2.7 糠醛萃取塔操作条件项目醛油比（V）塔顶温度/塔底温度/萃取塔界位转盘转速/ rmin-1减二1181238393中815减三12713292102中815减四138143103113中815尼罗油各线馏份油糠醛精制产品收率见下表2.8和表2.9。表2.8 尼罗馏份油试产物料平衡情况原料名称处理量/t精制油抽出油产量/t收率/%产量/t收率/%减二638452871097减三652152221299减四1170表2.9 尼罗减二、减三、减四普通精制油质量原料密度/kgm-3(20粘

9、度/mm2s-1(40)闪点/残炭/%酸值/mgKOH/g比色/号碱氮/ppm凝点/化学族组成/% 结构族组成/%饱和烃芳烃胶质CACNCP减二21822370减三减四855.2862632920.1150503521237672注：减四精制油粘度为100。2.4 酮苯脱蜡生产情况由于原油评价中尼罗原油蜡含量较高，因此，酮苯装置溶剂加入量在试验中也较大。具体情况见表2.10和表2.11。表2.10 轻质酮苯装置主要操作条件项目减二糠醛精制油减三糠醛精制油脱蜡系统 一次比（V）二次比三次比冷洗比冷点温度/一次溶剂/滤机进料温度/丁酮含量/%32402832-18-2032403730-14-18

10、一段脱油 一次比（V）二次比冲洗比滤机进料温度/冲洗溶剂/91212149101213二段脱油稀释比（V）冲洗比滤机进料/冲洗溶剂/1719182017202021表2.11 重质酮苯装置主要操作条件项目减四糠醛精制油一次比（V）二次比三次比冷洗比冷点温度/一次溶剂/滤机进料温度/丁酮含量/%31332930-17-20经酮苯脱蜡处理后，尼罗各线馏份油基础油质量性质见表2.12。表2.12 酮苯脱蜡装置物料平衡及脱蜡油组成 单位:%项目脱蜡油收率脱油蜡收率化学族组成/% 结构族组成/%饱和烃芳烃胶质CACNCP减二01)3268减三减四 注：1）原分析数据如此，可能有误差。2.4 白土精制生产

11、情况根据生产经验，白土精制接触时间定为30分钟，白土用量及精制温度参考大庆油工业生产数据进行，具体见表2.13。在试产期间，装置能较好控制产品的质量，见表2.14，产品的碱性氮下降明显，油品的酸值经精制后虽有大幅下降，但仍比其他油种高出许多。表2.13 白土精制的工艺控制指标操作项目尼罗减二尼罗减三尼罗减四白土加入量(m)/ %4混合温度/ 10011111012890114炉出口温度/ 155165170180200210汽提量 / % 131313系统真空度/ MPa表2.14 尼罗基础油的综合质量性质分析项目HVI150(减二)HVI400(减三)HVI650(减四)粘度指数 10199

12、10040运动粘度/ mm2.s-1100运动粘度/ mm2.s-1外观透明透明透明色度/ 号 闪点（开口）/ 202256282倾点/ -12 -11 -5酸值/ mgKOHg-1 水分/ % 痕迹痕迹痕迹机械杂质/ % 碱性氮-1 抗乳化性(54)， (40-40-0) /min 410-密度（20）-3苯胺点/ 硫/ %蒸发损失（Noack法，250,1h） / %-旋转氧弹法(150,加0.8%T501)/min 186188199残炭/ %组成/% 饱和烃芳烃胶质-3. 生产结果讨论3.1 基础油总体性质4可看出，尼罗原油各线馏份油原料减二线油可以生产出符合HVI标准的基础油，减三、

13、减四线油除酸值外，其他各项指标均符合HVI标准。尼罗原油基础油粘度指数比白虎原油和涠洲原油基础油的粘度指数都高，与大庆原油基础油差不多。碱性氮、硫含量、色度稍差于白虎原油和涠洲原油的基础油，但都能符合质量标准。尼罗原油基础油酸值远高于白虎原油和涠洲原油的基础油，除减二线基础油外，减三、减四线基础油酸值超出了不大于 mgKOHg-1的指标要求。3.2 主要加工过程的收率比较以表2.4和表2.14所列各基础油的工艺条件为基准的物料平衡表见表3.1。为便于比较，表中列出了大庆油的有关收率。表3.1 各工序目的产品的收率情况 单位：%项目糠醛精制油酮苯脱蜡油白土精制油综合收率白虎减二线减三线减四线涠洲

14、油减二线减三线减四线尼罗油减二线减三线减四线大庆油减二线减三线减四线由表中可看出，尼罗油各加工工序中，糠醛精制油收率除减四线收率偏低外，减二、减三线收率均达80%以上，抽出油收率低。因此，用尼罗油生产润滑油能创造较好效益.尼罗油脱蜡油收率与涠洲油接近，高于大庆油和白虎油，这与其蜡含量虽高但芳烃等非理想组份含量却低于这两种原油有关。总的来看，尼罗油减二、减三线润滑油基础油综合收率比大庆油高35个百分点，减四线持平；与白虎及涠洲油相比，尼罗油减四线综合收率偏低，减二、减三线收率则持平或略高于这两种油。3.3 糠醛精制效果表4详细列出了尼罗油各线馏份油工业试产润滑油基础油糠醛精制油的硫、氮含量和残炭

15、值以及各项性质较原料的相对变化。由数据对比，糠醛精制过程提高了尼罗油各馏份的饱和烃含量（提高了个百分点）,大大降低了芳香烃、硫、氮、碱氮和胶质含量，因而大幅提高了各馏份的粘度指数（提高了1122个单位）。3.4 氧化安定性能由于尼罗原油本身硫、氮含量不高，其各馏份基础油的硫、氮含量也不高。因此，尼罗基础油的氧化安定性较好，其旋转氧弹在190200min之间，与大庆油、涠洲油基础油的相当，比白虎油的略低。精制过程粘度对比大庆油粘度随“老三套”加工过程的变化，各线基础油的粘度都比原料大，而且原料越重，粘度增加越多1。尼罗油、涠洲油和白虎油的基础油粘度随“老三套”加工过程的变化总体呈上升势态，尼罗油

16、、涠洲油基础油粘度变化差别不大，且不论原料轻重变化均不大；白虎油基础油粘度则随“老三套”加工过程而大幅上升，上升趋势与大庆油的相当。具体见表3.2。究其原因是白虎油含蜡量高，而蜡的粘度较低，经脱蜡后，基础油粘度得到提高。同时由于三种油各馏份芳烃含量各不相同，芳烃的粘度高，经糠醛精制后，脱除了大部分芳烃等非理想组份，因而基础油的粘度会下降。经生产试验分析，上述几种原料基础油粘度变化趋势如图3.1图示。表3.2 尼罗、白虎、涠洲油各馏份加工过程的粘度 单位：mm2s-1（100）项目减压馏份油糠醛精制油酮苯脱蜡油白土精制油尼罗减二减三减四白虎减二减三减四涠洲减二减三减四图3.1 各种原料馏份油经老

17、三套加工后粘度变化3.6 糠醛精制溶剂比对收率及粘度指数的影响图3.2示出了不同糠醛精制深度对尼罗精制油收率的影响情况。随着溶剂比的增大，尼罗、白虎、涠洲各线油的精制油收率均降低，白虎、涠洲油降幅远比尼罗油大，见下表3.3。经生产研究表明，随着精制深度的增加，尼罗油粘度指数略有上升，但变化不大。不同精制深度对尼罗基础油的粘度指数影响见图所示。表3.3 不同精制深度对尼罗、白虎、涠洲各线精制油收率影响 单位：%项目减二减三减四普通深度普通深度普通深度尼罗白虎涠洲3.7 深度脱蜡对收率的影响表3.4列出了不同脱蜡深度（指溶剂比不同）对脱蜡油收率的影响，从表中看出，深度脱蜡各脱蜡油收率均下降，尼罗油

18、与白虎油下降幅度差不多，涠洲油各线收率下降幅度较大，这与深度脱蜡把一些低熔点组份也析出有关。表3.4 不同脱蜡深度对各种脱蜡油收率的影响 单位：%项目减二脱蜡油减三线油减四线油中度深度中度深度中度深度白虎油涠洲油尼罗油3.8 尼罗基础油酸值高的问题通过“老三套”生产出来的尼罗基础油中，减三HVI400、减四HVI650基础油的酸值很大，接近 mgKOHg-1，大大超出优质汽轮机油酸值规定（ mgKOHg-1）的要求，这对调配润滑油造成不利影响。严格来说，不能用尼罗减三线基础油来生产优质汽轮机油，对于某些有酸值指标要求的润滑油产品（例如防锈汽轮机油、导热油等），用尼罗基础油来生产时也应该严格控制

19、。因此，酸值高是困扰尼罗油润滑油生产的一个最主要问题。为了降低尼罗基础油酸值，可考虑在基础油中加入胺类防蚀阻垢剂来降低酸值以达到指标要求。对这个问题，茂名分公司技术中心开展了实验室研究，并取得了一定效果。4. 结论 从润滑油装置的生产情况看，对尼罗油的加工总体是成功的。糠醛精制装置和酮苯脱蜡装置经过操作参数的调整，收率和质量都达到了要求；重质糠醛装置加工的精制油比色虽然不合格，但在经过白土装置补充精制后，比色和残炭都达到了质量指标的要求。 尼罗润滑油基础油属于少见的高收率油，其减二、减三线精制油收率与涠洲原油、白虎原油精制油收率相当，略高于大庆原油精制油收率，这为提高润滑油基础油收率拓宽了来源

20、，从经济效益上分析是合算的。 从常规分析来看，尼罗原油加工出来的基础油粘度指数高，可部分弥补近年来装置用中东原油生产的基础油粘度指数低的现状；其他分析数据也表明其是一种比较好的润滑油原料，除减三、减四基础油酸值超标外，其他指标都能满足HVI各线油的标准。尼罗油属于低硫、低氮原油，其基础油氮、碱性氮含量很低。因此，尼罗基础油的氧化安定性较好，其旋转氧弹在190200min之间，与大庆油、涠洲油基础油相当，比白虎油的略低.尼罗原油属含酸原油，加工减三线和减四线的精制油酸值高，后续加工没法把酸值降下来。因为酸值高，对润滑油调配会带来不利影响。馏份油酸性强，加工过程对各工序的设备会造成腐蚀。此外，也会带来环保问题，加工这类油，各装置脱气塔脱出来的气体、脱水塔排出的水都对环境有一定程度的污染。参考文献:1. 润滑油专题培训教材(修订本)(上册).辽宁:中国石化大连石化公司,1994:62作者简介：巫进文，高级工程师，1992年毕业于华东理工大学石油加工专业，一直从事炼油生产工作，现任联合六车间主任。