克拉玛依九区稠油生产润滑油基础油加工特性李剑新(中国石油克拉玛依石油化工厂炼油化工研究院,新疆克拉玛依834000)摘要:克拉玛依油田九区稠油是典型的环烷基原油,采用加氢脱酸、糠醛精制、加氢处理等精制工艺能生产出倾点低、粘度大、安定性好的L V I 润滑油基础油。

本文就环烷基润滑油馏分性质和各工艺对产品的加工特点进行论述,阐述环烷基原油加工润滑油基础油的工艺特性,对环烷基原油生产润滑油产品具有一定的指导意义。

关键词:环烷基原油;基础油;工艺;加氢处理中图分类号:T E626 . 9 文献标识码:A1 前言新疆原油资源丰富、品种多,不同基属的原油都有,比较有代表性的是环烷基原油,能够代表这种基属原油且产量比较稳定的是新疆克拉玛依油田九区稠油。

九区稠油是典型的环烷基原油,其润滑油馏分具有粘度大、凝点低、酸值高、粘温性能差等特点。

采用脱酸、加氢处理等组合工艺可以生产出倾点低、粘度大、安定性好、与极性物相溶性好的基础油。

通过对环烷基原油润滑油馏分性质及加工特性的评价,全面了解和掌握新疆环烷基原油生产的润滑油基础油性质及工艺特点,对用环烷基原油生产润滑油具有一定的指导意义。

2 九区稠油润滑油馏分基本性质九区稠油润滑油馏分的基本特性是粘度大、酸值高、粘度指数低( 基本上是小于0) 、倾点低、氧化安定性差。

从组成上看环烷烃和芳烃含量高,另外润滑油馏分收率较高, 一般占原油重的30 % ～45 % 。

表1 列出环烷基润滑油馏分油的性质。

表1九区稠油润滑油馏分性质沸程/ ℃350～400 400～450 450～500 500～540运动粘度/ mm2·s- 163 . 956 . 115917 . 26 . 35- 37 . 0742 . 0742 . 0330190 . 01 . 5042< 042 . 243 . 714 . 12 . 37 582 . 816 . 94936 . 24 . 26- 15 . 0878 . 82157389204 . 01 . 5150< 041 . 143 . 015 . 92 . 85109223 . 62934 . 24 . 64- 9 . 0938 . 72637408238 . 01 . 5151< 044 . 039 . 516 . 52 . 78340846 . 02936 . 96 . 21- 3 . 512683788499260 . 01 . 5175< 048 . 635 . 116 . 33 . 140 ℃100 ℃密度( 20 ℃) / kg·m- 3酸值/ mg KO H·g- 1凝点/ ℃硫含量/μg·g- 1氮含量/μg·g- 1分子量闪点/ ℃折射率( 20 ℃)粘度指数结构族组成C P/ %C N/ %C A/ %R NR A 0 . 57 0 . 77 0 . 83 1 . 01 3 九区稠油基础油加工特性由于馏分油的性质所定,环烷基润滑油馏分加工过程有4 个特点,一是馏分油酸值高需采用脱酸工艺,二是不需脱蜡工艺就可以生产出低倾点的基础油,三是经加氢处理工艺改善基础油安定性,四是收稿日期:1999 - 06 - 10 。

作者简介:李剑新( 1962 年生) , 男, 工程师, 1987 年毕业于新疆广播电视大学化工专业,现在克拉玛依石油化工厂炼油化工研究院任研究室主任,主要从事原油评价、润滑油基础油研究等科研工作,曾与他人合作公开出版专业书籍一本。

第2 期李剑新. 克拉玛依九区稠油生产润滑油基础油加工特性21减压渣油经丙烷脱沥青可以得到高粘度的光亮油。

根据润滑油馏分的特点,不同目的产品其加工工艺不同,在此就不详细介绍。

主要谈一下蒸馏、加氢脱酸、加氢处理等加工工艺对润滑油基础油性质的影响,从而了解环烷基基础油的加工特性。

由于环烷基基础油馏分的粘度大,从常三线到减四线及轻脱馏分均能够生产润滑油产品,在此重点介绍减二线、减三线、轻脱油的加工特性。

3 . 1 九区稠油减二线馏分加工特性减二线馏分性质及脱酸、糠醛、白土、降凝工艺后性质见表2 。

此表列出的工艺路线是比较典型的一个加工方案,即:蒸馏- 加氢脱酸- 糠醛精制- 临氢降凝- 白土工艺方案。

表2减二线馏分油加工性质项目馏分脱酸糠醛降凝白土粘度/ mm2·s- 140 ℃100 ℃77 . 506 . 948- 2916 . 19 . 69188 . 0- 21 . 0799 . 5748 . 2328< 3 . 041 . 046 . 712 . 32 . 500 . 4988 . 246 . 337< 0907 . 10 . 39190 . 0- 21 . 0402 . 2889 . 0320< 2 . 545 . 340 . 813 . 92 . 120 . 4554 . 425 . 98817895 . 60 . 034186 . 0- 22 . 0192 . 9193 . 4338< 0 . 546 . 848 . 44 . 82 . 550 . 2066 . 446 . 205< 0895 . 60 . 006187 . 0- 30 . 0131 . 1173 . 5317< 0 . 544 . 849 . 85 . 42 . 460 . 2154 . 066 . 05424894 . 50 . 006188 . 5- 27 . 0107 . 127 . 5333< 0 . 547 . 147 . 55 . 42 . 470 . 22粘度指数密度/ kg·m- 3酸值/ mg KO H·g- 1闪点/ ℃倾点/ ℃硫/μg·g- 1氮/μg·g- 1分子量色度/ 号结构族组成 C P/ %C N/ %C A/ %R NR A表3九区稠油减二线基础油基本性质由表2 看出, 减二线馏分40 ℃粘度为77 .5mm2 / s ,酸值高达9 . 69 mg KO H/ g , 倾点为- 21 ℃,从结构组成分析来看环烷烃组分含量高, C N 值为46 . 7 % 。

由于馏分油的酸值高必须经脱酸工艺, 由表2 看出通过脱酸工艺后,酸值降为0 . 39 mg KO H/ g ,其它性质变化不大。

通过糠醛精制后硫氮含量降低、酸值降低,粘度指数有所上升,色度变浅。

临氢降凝工艺目的是进一步降低产品的凝点,以获得对倾点要求更低的润滑油基础油。

通过临氢降凝工艺后倾点降到- 30 ℃。

通过白土精制后的产品基本能够满足L V I300 基础油的指标要求, 减二线基础油性质及L V I300基础油指标见表3 。

L V I300基础油指标项目减二基础油运动粘度/ mm2·s- 140 ℃100 ℃50～55报告透明不大于1 . 5不低于185不高于- 25不高于0 . 03不大于0 . 01报告报告报告报告报告不小于18054 . 065 . 988透明< 0 . 5188 . 5- 300 . 034 ( 酸值)-894 . 5-107 . 127 . 5-> 180外观色度/ 号闪点( 开口) / ℃倾点/ ℃中和值/ mg KO H·g- 1残炭/ %密度( 20 ℃) / kg·m- 3苯胺点/ ℃- 1硫/μg·g氮/μg·g- 1碱性氮/μg·g- 1旋转氧弹/ min3 . 2 九区稠油减三线馏分加工特性减三线馏分性质及脱酸、糠醛、加氢处理工艺后性质见表4 。

此表列出的工艺路线是减三线比较典22 润滑油2000 年第15 卷型的一个加工方案,即:蒸馏- 加氢脱酸- 糠醛精制- 加氢处理工艺方案。

表4 环烷基原油减三线馏分油加工性质项目馏分脱酸糠醛加氢运动粘度/ mm2·s- 140 ℃100 ℃374 . 415 . 39- 41925 . 08 . 97220 . 0- 20 . 0800 . 9993 . 93673 . 52841 . 946 . 112 . 02 . 88267 . 712 . 94-920 . 90 . 59217 . 0- 18 . 0350 . 2944 . 1363< 2 . 0-42 . 644 . 912 . 52 . 70218 . 212 . 34- 6908 . 20 . 13213 . 0- 15 . 0242 . 6319 . 83671 . 59844 . 350 . 15 . 62 . 94161 . 410 . 8611903 . 40 . 026212 . 0- 1540 . 872 . 6364< 1 . 015046 . 248 . 15 . 72 . 78粘度指数密度/ kg·m- 3酸值/ mg KO H·g- 1闪点/ ℃倾点/ ℃硫/μg·g- 1氮/μg·g- 1分子量色度/ 号旋转氧弹/ min结构族组成 C P/ %C N/ %C A/ %R NR A 0 . 51 0 . 55 0 . 25 0 . 25由表4 可以看出, 减三线馏分的酸值高、粘度大、密度大、凝点低,粘度指数比减二线馏分还低。

脱酸工艺后,酸值降为0 . 59 mg KO H/ g ,其它性质变化不大。

糠醛精制后硫氮含量降低, V I 有所上升,色度变浅,酸值进一步降低。

与减二线馏分性质变化相同。

糠醛精制后减三线馏分40 ℃粘度保持在218 . 2 mm2 / s ,可以满足L V I 1200 基础油部分指标, 但酸值、旋转氧弹等指标不合格,需进一步精制。

加氢处理的目的主要是进一步提高氧化安定性,通过加氢处理后硫、氮降至很低,旋转氧弹值增加,粘温性能有所改善,酸值降至很低,色度改善很大。

通过加氢处理后的产品基本能够满足L V I 基础油的指标要求, 减三线基础油即L V I900 基础油试样性质见表5 。

表5 环烷基原油减三线基础油基本性质从表5 看出,通过加氢处理后的基础油基本符合指标,只有粘度和倾点卡边。

3 . 3 轻脱油加工特点环烷基稠油的减压渣油收率高,通过丙烷脱沥青工艺后可以得到高粘度的光亮油馏分即轻脱油, 轻脱油经适当的精制后可以生产出优质的光亮油即高粘度的基础油。

轻脱油及各工艺下的性质见表6 。

轻脱油的加工工艺路线与减三线加工工艺基本相同。

表6 轻脱油加工性质项目丙脱脱酸糠醛加氢运动粘度/ mm2·s- 140 ℃100 ℃209855 . 5647916 . 60 . 97269 . 0105526316006 . 5-56 . 035 . 18 . 92 . 78193851 . 0644914 . 80 . 30265 . 0- 3 . 0612 . 226116004 . 0-56 . 834 . 29 . 03 . 50152049 . 1061902 . 40 . 069268 . 0- 9 . 0( 凝点)489 . 516546003 . 59861 . 331 . 17 . 63 . 12112542 . 5266904 . 00 . 008259 . 0106 . 410666223 . 012559 . 036 . 54 . 53 . 75粘度指数密度/ kg·m- 3酸值/ mg KO H·g- 1闪点/ ℃倾点/ ℃硫/μg·g- 1氮/μg·g- 1分子量色度/ 号旋转氧弹/ minL V I900基础油指标项目减三基础油运动粘度/ mm2·s- 1160～180报告透明不大于2 . 5不低于215不高于- 15不高于0 . 07不大于0 . 04报告报告报告报告报告不小于130 161 . 4 10 . 86 透明< 1 . 0 217 - 15 0 . 026 - 903 . 4 - 40 . 8 72 . 6 -> 15040 ℃100 ℃外观色度/ 号闪点( 开口) / ℃倾点/ ℃中和值/ mg KO H·g- 1残炭/ %密度( 20 ℃) / kg·m- 3苯胺点/ ℃硫/μg·g- 1 氮/μg·g- 1 碱性氮/μg·g- 1 旋转氧弹/ min 结构族组成 C P/ %C N/ %C A/ %R NR A 0 . 25 0 . 66 0 . 56 0 . 34由表6 看出,丙脱后的轻脱油粘度大、密度大、色度大,与减三线馏分相比粘温性好、酸值小、结构第2 期李剑新. 克拉玛依九区稠油生产润滑油基础油加工特性23组成C N 值小。