白油加氫催化劑RLF

白油加氫催化劑RLF-20的生產(chǎn)與工業(yè)應(yīng)用梁維軍;曾厚旭【摘要】介紹了白油加氫催化劑RLF-20的工業(yè)生產(chǎn)情況以及工業(yè)應(yīng)用情況.工業(yè)生產(chǎn)情況表明,催化劑RLF-20生產(chǎn)過程中無需特殊的設(shè)備，產(chǎn)品質(zhì)量滿足指標(biāo)要求且與實(shí)驗(yàn)室定型劑性能相當(dāng).在工業(yè)應(yīng)用過程中催化劑RLF-20運(yùn)行平穩(wěn)，無論加工低芳烴含量的白油料還是加工高芳烴含量的白油料，均能穩(wěn)定生產(chǎn)出高檔白油產(chǎn)品,且操作條件緩和.【期刊名稱】《石油煉制與化工》【年(卷)，期】2019(050)004【總頁數(shù)】5頁(P27-31)【關(guān)鍵詞】白油;RLF-20催化劑;工業(yè)生產(chǎn);芳烴含量【作者】梁維軍;曾厚旭【作者單位】中國石化催化劑長嶺分公司，湖南岳陽410012;中國石化催化劑長嶺分公司，湖南岳陽410012【正文語種】中文白油是經(jīng)過特殊深度精制脫除芳烴、硫和氮等雜質(zhì)而得到的特種礦物油品。白油無色、無味，化學(xué)惰性和光安定性能好，其基本組成為飽和烴結(jié)構(gòu)，平均相對分子質(zhì)量通常在250-450范圍內(nèi)［1-3］。我國白油分為3類：工業(yè)級、化妝品級和食品與醫(yī)藥級。國外白油一般分為工業(yè)級和食品與醫(yī)藥級2類。各類白油的分類指標(biāo)主要為黏度、色度、易炭化物、紫外吸光度等［4-6］。目前，國內(nèi)市場對化妝品級和食品與醫(yī)藥級等高品質(zhì)白油需求較為旺盛，而工業(yè)級白油則處于供過于求的狀態(tài)［7-16］。白油的生產(chǎn)方法主要有2種：一種是以低硫石蠟基或環(huán)烷基原油的潤滑油餾分為原料，采用發(fā)煙硫酸或三氧化硫法生產(chǎn)白油；另一種是采用加氫法生產(chǎn)白油。前者由于硫酸耗量大、生產(chǎn)成本高、三廢排量大、收率低等缺點(diǎn)而逐漸被無污染、收率高、原料來源廣泛、產(chǎn)品質(zhì)量好的加氫法所取代［1，5］。加氫法生產(chǎn)白油所用催化劑分為貴金屬型和非貴金屬型2種。在早期，由于貴金屬型催化劑成本較高，因而市場上需要非貴金屬型加氫催化劑。但近年來，隨著對高品質(zhì)白油的需求不斷增長，非貴金屬型白油加氫催化劑因加氫活性較低，已難以滿足生產(chǎn)的需要，因而目前市場上主要是以貴金屬型白油加氫催化劑為主［17-19］。中國石化石油化工科學(xué)研究院（簡稱石科院）對白油加氫技術(shù)進(jìn)行了多年研究，于2000年成功開發(fā)了芳烴飽和性能良好的白油加氫催化劑RLF-10W，并以該催化劑為基礎(chǔ)，開發(fā)了一段法、兩段法以及從VGO生產(chǎn)白油的系列白油加氫技術(shù)，并相繼在中國石油大慶煉化公司、中國石油克拉瑪依石化公司和中國石化杭州煉油廠（簡稱杭州石化）等企業(yè)成功應(yīng)用，產(chǎn)品涉及化妝品級白油、醫(yī)藥級白油、食品級白油、聚苯乙烯專用白油、高檔耐黃變橡膠填充油等領(lǐng)域，總生產(chǎn)能力達(dá)到180kt/a。近些年，由于白油加氫原料油趨于劣質(zhì)化，芳烴含量增加，硫、氮含量波動(dòng)增大，采用現(xiàn)有催化劑難以滿足生產(chǎn)要求；另一方面，國內(nèi)新建了一批白油生產(chǎn)裝置也急需采用高活性的白油加氫催化劑。為了應(yīng)對市場變化，石科院開發(fā)了新一代高活性白油加氫催化劑RLF-20。以下主要介紹白油加氫催化劑RLF-20的工業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)應(yīng)用情況。1白油加氫催化劑RLF-20的工業(yè)生產(chǎn)白油加氫催化劑RLF-20于2011年首次在中國石化催化劑長嶺分公司進(jìn)行了工業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)過程如圖1所示。由圖1可知，RLF-20催化劑生產(chǎn)過程無需特殊加工步驟，因而可以利用現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)。圖1白油加氫催化劑RLF-20生產(chǎn)過程示意本次生產(chǎn)共制備成品催化劑約15t，T業(yè)生產(chǎn)催化劑的物化性質(zhì)見表1。由表1可知，工業(yè)生產(chǎn)催化劑的物化性質(zhì)與實(shí)驗(yàn)室定型劑相當(dāng)，符合催化劑生產(chǎn)質(zhì)量控制指標(biāo)要求。表1RLF-20工業(yè)劑與實(shí)驗(yàn)室定型劑物化性質(zhì)對比項(xiàng)目控制指標(biāo)工業(yè)劑實(shí)驗(yàn)室定型劑比表面積4m2?g-1)2280343335孑L體積/(mL?g-1)20.50.690.69堆密度(g?cm-3)0.490.48強(qiáng)度(N?mm-1)21520.020.4為了考察工業(yè)劑是否達(dá)到實(shí)驗(yàn)室定型劑的水平，采用輕脫油對工業(yè)劑和實(shí)驗(yàn)室定型劑進(jìn)行性能評價(jià)，原料油性質(zhì)與評價(jià)結(jié)果分別見表2和表3。由表2可知，評價(jià)所用原料油的芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.3%，為低芳烴原料油。由表3可知，本次生產(chǎn)的工業(yè)劑性能與實(shí)驗(yàn)室定型劑相當(dāng)，表明本次工業(yè)生產(chǎn)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，催化劑生產(chǎn)質(zhì)量可控、達(dá)標(biāo)。表2評價(jià)用輕脫油的性質(zhì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)密度(20oC)4kg?m-3)879.5傾點(diǎn)Y-24w(S^Mg-g-1)9.2w(N^pg-g-1)4.8漠值(gBr?(100g)-1)0.01w(芳烴),％2.3表3RLF-20工業(yè)劑和實(shí)驗(yàn)室定型劑性能對比項(xiàng)目加氫產(chǎn)品紫外吸光度275nm295nm300nm工業(yè)劑0.4440.1180.105實(shí)驗(yàn)室定型劑0.4550.1170.1042RLF-20工業(yè)劑性能對工業(yè)催化劑RLF-20進(jìn)行原料適應(yīng)性考察。在實(shí)驗(yàn)室中型潤滑油加氫裝置上分別采用1號白油料、2號混合料、3號橡膠填充油進(jìn)行原料適應(yīng)性試驗(yàn)，原料油性質(zhì)如表4所示。由表4可知，試驗(yàn)所用原料油不僅芳烴含量高低不同，其黏度范圍也較寬，因此評價(jià)結(jié)果可以充分表現(xiàn)工業(yè)劑的性能。表4原料適應(yīng)性考察中的原料油性質(zhì)項(xiàng)目1號油2號油3號油密度(20°C)4kg?m-3)850.2905.6873.9黏度(100°C)/(mm2?s-1)5.98610.7110.42黏度(40°C)4mm2?s-1)34.77176.192.82折射率(20°C)1.4691.4931.481平均相對分子質(zhì)量434384491傾點(diǎn)0C-18-24-15w(飽和烴),％98.1494.1289.02w(芳烴),％1.865.8810.98w(S)4|jg?g-1)<2.01.62.4w(N)4|jg?g-1)<1.0<1.0<1.0評價(jià)所用工藝條件如表5所示。由表5可知：試驗(yàn)的反應(yīng)溫度為210~230C,為典型的工業(yè)反應(yīng)溫度；氫氣壓力為15MPa，可以保證有充足的氫氣完成芳烴飽和。表5不同原料油加氫主要工藝條件項(xiàng)目1號油2號油3號油氫分壓/MPa151515反應(yīng)溫度C210220230體積空速h-10.50.40.5不同原料油的評價(jià)結(jié)果見表6。由表6可見，在反應(yīng)條件下，所有產(chǎn)品均滿足食品級白油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。特別是對于高芳烴含量的2號原料和黏度與芳烴含量均較高的3號原料，經(jīng)過加氫后其產(chǎn)品的紫外吸光度均遠(yuǎn)低于產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)的限定值，說明該催化劑對高黏度和高芳烴含量原料也具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。此外，由表5和表6還可知，RLF-20工業(yè)劑對不同原料油均具有良好的適應(yīng)性，在較緩和的工藝條件下，可以生產(chǎn)滿足食品級白油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。表6RLF-20工業(yè)劑評價(jià)結(jié)果項(xiàng)目1號油2號油3號油質(zhì)量指標(biāo)密度(20C(kg?m-3)849.3899.0869.1黏度(40°C)/(mm2?s-1)34.07139.979.02黏度(100。(mm2?s-1)5.8919.7839.560色度(賽波特)/號>+30>+30>+30>+30易炭化物試驗(yàn)通過通過通過通過水溶性酸堿含量無無無無固態(tài)石蠟試驗(yàn)通過通過通過通過w(重金屬y(pg-g-1)<5<5<5<10紫外吸光度275nm0.1880.6570.994<1.60295nm0.0310.1320.098<0.20300nm0.0270.1120.090<0.153白油加氫催化劑RLF-20的工業(yè)應(yīng)用白油加氫催化劑RLF-20于2012年3月在杭州石化100kta白油加氫裝置上首次進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用。生產(chǎn)過程中裝置運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，催化劑活性穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量符合各相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)的要求，可以穩(wěn)定生產(chǎn)高檔白油產(chǎn)品。開工原料首先選擇4號白油料，之后加工5號白油料，原料油性質(zhì)如表7所示。由表7可知，4號白油料的芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為1.2%，非常適宜作為生產(chǎn)食品級白油的原料。表8為4號白油料的加工工藝參數(shù)，表9為加氫產(chǎn)品性質(zhì)。在加工過程中共采用2種工況，第一種工況是標(biāo)準(zhǔn)空速，第二種工況是1.15倍空速，主要目的是考察反應(yīng)空速對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。在第一種工況下，反應(yīng)器入口溫度約為180°C,由于原料芳烴含量低，加氫脫芳反應(yīng)較緩和，催化劑床層沒有明顯溫升。得到的白油產(chǎn)品通過易炭化物試驗(yàn)1號色的指標(biāo)要求，紫外吸光度小于0.1,滿足了食品級白油指標(biāo)(見表9)。表7杭州石化白油加氫裝置開工原料油性質(zhì)項(xiàng)目4號白油料5號白油料密度(20°C)/(kg?m-3)830.4850.6黏度(40°C)/(mm2?s-1)6.76010.86黏度(100°C)4mm2?s-1)2.0242.701色度(賽波特/號+30-16傾點(diǎn)。C-16-16閃點(diǎn)(開口/C164188w(芳烴),％1.212.1w(S)4|jg?g-1)<2.04.8w(N)4|jg?g-1)<1.0<1.0餾程0C初餾點(diǎn)/5%29229933134310%/30%307/320351/35450%/70%327/337362/36390%/95%350/357364/365另一方面，由表9還可知，即使空速提高15%，其他參數(shù)不變，產(chǎn)品仍然滿足食品級白油標(biāo)準(zhǔn)，表明催化劑RLF-20具有較好的芳烴飽和性能，能夠滿足企業(yè)靈活生產(chǎn)的需要。表84號白油料加工工藝參數(shù)項(xiàng)目工況1工況2進(jìn)料量/(kg-h-1)52816082循環(huán)氫量(m3?h-1)78008200新氫量/(m3?h-1)700864入口壓力/MPa14.1214.50氫分S/MPa13.8914.21第一反應(yīng)器上部溫度/C180181中部溫度/C180181下部溫度《182181床層壓降WIPa0.0830.083第二反應(yīng)器上部溫度0C181178中部溫度《182177下部溫度C181177床層壓降WPa0.0930.092表94號白油料加氫產(chǎn)品性質(zhì)項(xiàng)目工況1工況2食品級白油標(biāo)準(zhǔn)密度(20°C)4kg?m-3)830.2830.1黏度(40°C)/(mm2?s-1)6.7626.7606.7~8.0黏度(100°C)4mm2?s-1)2.0262.024色度(賽波特)/號+30+302+30閃點(diǎn)(開口)C164164<|145易炭化物試驗(yàn)通過通過通過紫外吸光度(260~350nm)0.0760.067<0.105號白油料是以某煉油廠加氫裂化尾油為原料，通過總壓3.0MPa的異構(gòu)脫蠟加氫裝置加工得到的輕質(zhì)潤滑油基礎(chǔ)油。由表7可知，5號白油料的芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到12.1%，用來生產(chǎn)高檔白油產(chǎn)品的難度較大。表10為5號白油料的加工工藝參數(shù)，在加工過程中同樣采用2種工況，第一種工況是標(biāo)準(zhǔn)空速，第二種工況是1.10倍空速。由表10可見，在第一種工況下，由于5號白油料芳烴含量較高，第一反應(yīng)器床層溫升達(dá)到了27°C,而第二反應(yīng)器床層沒有明顯溫升，在第一反應(yīng)器內(nèi)的催化劑上原料中的大部分芳烴發(fā)生飽和反應(yīng)。而在第二反應(yīng)器內(nèi)的催化劑上芳烴進(jìn)行深度飽和，最終達(dá)到食品機(jī)械專用白油標(biāo)準(zhǔn)(見表11)。此外，在第二種工況下，即使空速提高10%，產(chǎn)品的紫外吸光度仍無明顯變化(見表11),這進(jìn)一步表明催化劑RLF-20對芳烴具有較好的飽和性能，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。表105號白油料加工工藝參數(shù)項(xiàng)目工況1工況2進(jìn)料量/(kg-h-1)80128818循環(huán)氫量(m3?h-1)80008300新氫量/(m3?h-1)700900入口壓力MPa14.5214.52氫分壓MPa14.2314.23第一反應(yīng)器上部溫度/C170169中部溫度/C196190下部溫度/C197196床層壓降，MPa0.0820.082第二反應(yīng)器上部溫度/C177186中部溫度/C177185下部溫度/C177186床層壓降，MPa0.0880.088表115號白油料加氫產(chǎn)品性質(zhì)項(xiàng)目工況1工況2食品機(jī)械白油標(biāo)準(zhǔn)密度(20°C)4kg?m-3)831.0851.2黏度(40°C)/(mm2?s-1)10.6810.679.0~11.0黏度(100°C)4mm2?s-1)2.7202.721色度(賽波特/號+30+302+20閃點(diǎn)(開口y°C188187<|145易炭化物試驗(yàn)通過通過通過紫外吸光度(260~350nm)0.0780.076<4.004結(jié)論貴金屬白油加氫催化劑RLF-20具有較好的芳烴飽和性能，工業(yè)生產(chǎn)順利，工業(yè)應(yīng)用操作條件緩和、具有較好的原料適應(yīng)性，可以生產(chǎn)出食品級白油。參考文獻(xiàn)【相關(guān)文獻(xiàn)】李立權(quán).白油及白油生產(chǎn)技術(shù)[J].潤滑油，2003,18(4):1-6祁興維，劉靖，姚春雷.白油加氫技術(shù)[J].當(dāng)代化工，2007,36(2):122-123王輝亮，何青怡.白油及其磺化法生產(chǎn)[J].廣東化工，1995(2):30-32郭金忠，顧長生，趙飛.白油加氫技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用[J].石油煉制與化工，2005,36(11):33-36江波，朱赫禮.白油生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展與展望[J].潤滑油，2012,27(5):1-7郭棟，荊舉祥，林彩虹.加氫法生產(chǎn)白油技術(shù)簡述[J].山東化工，2015,44(8):85-87熊偉庭.加氫裂化裝置改造與生產(chǎn)5號工業(yè)白油的效果[J].石油煉制與化工，2017,48(2):16-20劉廣元.加氫基礎(chǔ)油生產(chǎn)高黏度白油技術(shù)[J].石油煉制與化工，2005,36(1):12-15姚春雷，劉平，全輝，等.加氫裂化尾油生產(chǎn)食品級白油技術(shù)[J].當(dāng)代化工，2007,36(