白油加氫技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用.docx

白油加氫技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用郭金忠 , 顧長生 , 趙飛(中國石油林源煉油廠 , 大慶 163813)摘要 林源煉油廠 30 kt/ a 的白油加氫裝置采用石油化工科 學(xué)研究院開發(fā)的白油加 氫技術(shù)( rda) 及 rl f210w 白油加氫催化劑 ,在氫分壓 17 . 5m pa ,反應(yīng)溫度 191208 條件下 ,以大慶煉 化公司異構(gòu) 脫 蠟 裝 置 生 產(chǎn) 的 不 同 粘 度 的 潤 滑 油 基 礎(chǔ) 油 為 原 料 , 均 可 以 生 產(chǎn) 出 符 合 國 家 標(biāo) 準(zhǔn)gb4853 - 94的食品級白油 。關(guān)鍵詞 :白油 加氫精制 工業(yè)規(guī)模1 前 言白油是一種用途非常廣泛的石油產(chǎn)品 ,國內(nèi)的 白油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為 : 工業(yè)級 、化妝級和食品 ( 醫(yī)藥)級 。工業(yè)級白油可用作化纖 、鋁材加工 、橡膠 、增塑 等工業(yè)用油的基礎(chǔ)油 ,也可用作紡織機(jī)械 、精密儀 器的潤滑油以及壓縮機(jī)密封油 ;化妝級白油可制作發(fā)乳 、發(fā)油 、唇膏 、護(hù)膚脂等 1 ; 食品 ( 醫(yī)藥) 級白油 適用于食品上光 、防粘 、消泡 、密封 、拋光和食品機(jī)械 ,延長酒 、醋 、水果 、蔬菜或罐頭的儲存期 ,以及用 作潤滑性瀉藥 、藥膏和藥劑的基礎(chǔ)油 ,藥片 、藥丸的脫模劑 ,手術(shù)器械 、制藥機(jī)械的防腐潤滑等 。 近年來 ,隨著食品工業(yè) 、醫(yī)藥 、石化 、化纖和輕紡工業(yè)的發(fā)展 ,化妝品的不斷更新?lián)Q代以及人民生 活水平的提高 ,人們對白油的質(zhì)量要求越來越高 ,對化妝品級和食品級白油的需求量迅速增長 。白 油生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢是逐步壓縮和淘汰發(fā)煙硫酸法 ,改進(jìn) so3 氣相磺 化法 , 大 力 發(fā)展 加氫 法 2 。 加氫法生產(chǎn)白油具有技術(shù)先進(jìn) 、產(chǎn)品收率高 、質(zhì)量好 、成本低 、無三廢污染 、生產(chǎn)連續(xù)等優(yōu)點 ,林源煉 油廠于 2002 年底新建了 30 kt / a 白油加氫裝置 , 并取得 2003 年 7 月 10 日當(dāng)天進(jìn)油當(dāng)天生產(chǎn)出合格產(chǎn)品一次開車成功的佳績 。五個牌號的產(chǎn)品于2003 年 9 月 18 日通過國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心的 檢驗 ,產(chǎn)品各項指標(biāo)均達(dá)到國家食品級白油標(biāo)準(zhǔn) 。2 裝置概況2 . 1 裝置簡介林源煉油廠 30 kt / a 白油加 氫裝 置 采用 石油 化工科學(xué) 研 究 院 開 發(fā) 的 白 油 加 氫 技 術(shù) ( rda ) 及rl f210w 貴金屬 加 氫催 化劑 , 由 中國 石 化 洛 陽 石油化工工程公司進(jìn)行設(shè)計 。這套裝置以大慶煉化公司異構(gòu)脫蠟裝置生產(chǎn)的輕質(zhì) 、中質(zhì)和重質(zhì)潤滑油 基礎(chǔ)油為原料 ,經(jīng)加氫精制飽和其中的芳烴 ,生產(chǎn) 各粘度等級的優(yōu)質(zhì)化妝級和食品級白油 。裝置由反應(yīng) 、分 餾 、罐 區(qū) 和 灌 裝 四 部 分 組 成 。 反應(yīng)部分采用兩個串聯(lián)的固定床反應(yīng)器 ,分餾部分 的汽提塔與減壓干燥塔為復(fù)合式填料塔 。反應(yīng) 、分 餾部分均采用先進(jìn)的 dcs 控制 ,罐區(qū)及灌裝采用 微機(jī)監(jiān)控 。罐區(qū)有 1 000 m3 拱頂罐 4 座 、500 m3 拱頂罐 3 座 。主要生產(chǎn) 10 號 、15 號 、26 號 、36 號化妝 級和食品級白油及 70 號聚苯乙烯填充油 ,同時還 可根據(jù)客戶要求生產(chǎn)其它牌號的白油 。2 . 2 工藝流程簡介采用進(jìn)料泵和新氫壓縮機(jī)使原料油及氫氣升 到反應(yīng)壓力 ,混合后通過加熱爐將物料加熱到需要的溫度 ,在反應(yīng)器中 ,在高壓 、低溫及貴金屬催化劑存在的條件下 ,對異構(gòu)脫蠟加氫生成油進(jìn)一步加氫 精制 , 飽和其殘存的芳烴 , 反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過換熱 、冷 卻 ,進(jìn)入高 、低壓汽液分離器 ,高分氣因氫氣體積分?jǐn)?shù)為 99 %以上 ,可送至異構(gòu)脫蠟裝置使用 ,低分氣 排入火炬管網(wǎng) 。低分油經(jīng)換熱 、蒸汽汽提 、減壓干 燥后作為產(chǎn)品出裝置 。工藝流程簡圖見圖 1 。2 . 3 生產(chǎn)方案生產(chǎn)方案隨市場需求和產(chǎn)品庫存情況進(jìn)行調(diào) 整 ,生產(chǎn)方案共有三種 :即輕質(zhì) 、中質(zhì)和重質(zhì)潤滑油收稿日期 :2005201227 ;修改收到日期 : 2005203208 。作者簡介 :郭金忠 ,男 , 工程師 ,1996 年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院 ,現(xiàn)任中國石油林源煉油廠白油車間主任 。 34 石油 煉制與 化 工2005 年 第 36 卷基礎(chǔ)油三種原料切換生產(chǎn) 。采用輕質(zhì)原料時對應(yīng)的產(chǎn)品為 10 號食品級白油 ; 采用中質(zhì)原料時對應(yīng) 的產(chǎn)品為 36 號食品級白油 ; 采用重質(zhì)原料時對應(yīng) 的產(chǎn)品為 70 號食品級白油 。另外兩種產(chǎn)品 15 號 和 26 號食品級白油是用 10 號和 36 號食品級白油 調(diào)合而成 。行的水蒸氣被催化劑吸附冷凝會大量放熱 ,使催化表 2第一反應(yīng)器裝填情況項 目裝填高度/ mm裝填量/ kg16 mm 瓷球6 mm 瓷球 3 mm 瓷球催化劑3 mm 瓷球 6 mm 瓷球 16 mm 瓷球1501501008 3301501503508790602 2009090130表 3第二反應(yīng)器裝填情況項 目裝填高度/ mm裝填量/ kg圖 1 白油加氫裝置工藝流程簡圖1 - 加熱爐 ;2 - 反應(yīng)器 ;3 - 高壓分離器 ;4 - 低壓分離器 ; 5 - 汽提塔 ;6 - 干燥塔3 工業(yè)應(yīng)用3 . 1 開工情況2003 年 6 月 10 日裝置進(jìn)行烘爐 、水試壓 、熱 氮油聯(lián)運(yùn) 、裝填催化劑 、氮氣置換 、催化劑干燥 、高 壓氣密 。7 月 10 日 10 :58 裝置引入中質(zhì)原料油開工 ,17 :00 產(chǎn)品合格 ,標(biāo)志著白油裝置一次開車成功 。并于 7 月 18 日切換至重質(zhì)原料生產(chǎn) ,7 月 22日切換至中質(zhì)原料生產(chǎn) , 7 月 29 日切換至輕質(zhì)原 料生產(chǎn) 。至此裝置生產(chǎn)出所有牌號并符合國家標(biāo) 準(zhǔn) gb4853 - 94 的食品級白油 。6 mm 瓷球催化劑3 mm 瓷球 6 mm 瓷球 16 mm 瓷球2008 5301501503501212 3009090130劑機(jī)械強(qiáng)度受損 ,可能導(dǎo)致催化劑床層壓降增大 ,影響加氫 效果 。因此 , 為 了保 證催 化 劑的 使用 性 能 ,催化劑經(jīng)過了干燥脫水過程 。干燥時的操作條件為 :高分壓力 6 . 0 m pa ,干燥介質(zhì)為氫氣 ,氣劑體 積比為 ( 150 200 ) 1 , 反 應(yīng) 器 入 口 溫 度 不 大 于280 。催化劑干燥歷時 37 h ,共脫水 49 k g ,占催化劑總量的 1 . 1 % 。干燥過程條件見表 4 。表 4 催化劑的干燥過程3 . 1 . 1催 化 劑 裝 填白 油 加 氫 催 化 劑 牌 號 為升溫速率/ h - 1階 段床層溫度/ 壓力/ m pa時間/ hrl f210w ,是石油化工科學(xué)研究院研制的白油加氫專用催化劑 ,它采用具有很高芳烴飽和性能的貴金 屬作為活性組分 ,通過特殊處理方法將金屬組分高度分散在催化劑載體上 。rl f210w 催化劑的物理 性質(zhì)指標(biāo)見表 1 。表 1 rl f210 w 催化劑的物理性質(zhì) 合計升溫至 1501501502002002002602602601501520恒溫1520恒溫1520恒溫至無水產(chǎn)生1)15202 . 02 . 06 . 06 . 06 . 06 . 02 . 063 . 544 . 538837項 目指 標(biāo)比表面積/ m2 g - 1孔體積/ ml g - 1壓碎強(qiáng)度/ n mm - 12500 . 4151) 當(dāng)高分放水速度降至小于 100 ml / h 時 ,認(rèn)為無水產(chǎn)生 。3 . 2 工業(yè)標(biāo)定及運(yùn)轉(zhuǎn)白油加氫裝置平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn) 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 產(chǎn)方案對裝置進(jìn)行標(biāo)定 ,用輕質(zhì)原料 、中質(zhì)原料和重質(zhì)原料分別生產(chǎn)出 10 號 、36 號和 70 號食品級白油 。原料性質(zhì)見表 5 ,標(biāo)定操作條件見表 6 ,白油 產(chǎn)品分析結(jié)果見表 7 ,能耗見表 8 。從表 6 可以看出 :反應(yīng)器入口壓力和溫度均低于設(shè)計值 ; 從表 5和表 7 可以看出 : 三種原料油經(jīng)過加氫后 ,粘度和 閃點幾乎沒有變化 ,芳烴含量有所下降 ,因此白油 產(chǎn)品的紫外吸光 度低 , 可 以滿 足食 品 級規(guī) 格的 要催化劑采用普通袋式裝填法裝填 ,共裝入催化劑 4 . 5t ,3 mm 瓷 球 0 . 24t ,6 mm 瓷 球 0 . 391t ,16 mm 瓷球 0 . 347t 。該裝置有 2 個反應(yīng)器 ,內(nèi)徑 均為 800 mm ,串聯(lián)使用 ,反應(yīng)器的裝填量見表 2 和表 3 。3 . 1 . 2 催化劑的干燥 此催化劑以多孔物質(zhì)為載 體 ,在包裝 、儲運(yùn)和裝填過程中難免會吸附一定量 的水 ,含水催化劑與熱的油氣接觸升溫時 ,所含水分迅速汽化 ,但此時床層下部催化劑溫度較低 ,下 1994-2013 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 第 11 期郭金忠等 . 白油加氫技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用35表 8 裝置能耗情況求 ;從表 8 可以看出 : 三種生產(chǎn)方案的能耗均低于設(shè)計值 。項 目設(shè)計值實際值燃料氣 ( 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)) / m3 h - 11 . 0 m pa 蒸汽/ t h - 1電/ k w循環(huán)水/ t h - 1凈化風(fēng) ( 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)) / m3 h - 160 . 880 . 175128 . 431 . 6953040 . 070 . 051109 . 7614 . 7927 . 22表 5原料性質(zhì)項 目輕質(zhì)原料中質(zhì)原料重質(zhì)原料運(yùn)動粘度/ mm2 s - 140 100 閃點/ 色度/ 號傾點/ 密度 ( 20 ) / g cm - 39 . 8472 . 741670- 300 . 829 036 . 395 . 732270- 270 . 855 258 . 689 . 532750 . 5- 120 . 846 7從操作運(yùn)行統(tǒng)計結(jié)果看 ,裝置的反應(yīng)溫度一直較低 ,催化劑的活性和實際能耗優(yōu)于設(shè)計值 ,且裝 置從開工到現(xiàn)在反應(yīng)溫度沒有變化 ,各種粘度的產(chǎn) 品質(zhì)量全部合格 ,生產(chǎn)方案切換方便 ,證明此裝置工藝合理 ,操作靈活 ,催化劑性能優(yōu)良 ,具有良好的 活性和穩(wěn)定性 。4 結(jié) 論( 1) 工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明 : rda 白油加氫工藝 技術(shù)在 高 壓 ( 氫 分 壓 為 17 . 5 m pa ) 、低 溫 ( 191 表 6裝置操作條件 輕質(zhì)原料中質(zhì)原料重質(zhì)原料項 目設(shè)計值 實際值設(shè)計值 實際值設(shè)計值 實際值反應(yīng)器入口壓力/ m pa 體積空速/ h - 1 低壓分離器壓 力/ m pa一反入口溫度/ 二反入口溫度/ 18 . 017 . 518 . 017 . 518 . 017 . 51 . 01 . 00 . 60 . 60 . 50 . 51 . 91 . 41 . 91 . 41 . 91 . 4w208 ) 和采用 rl f210 催化劑的條件下 ,可以用異構(gòu)脫蠟 裝 置 生 產(chǎn) 的 不 同 粘 度 的 潤 滑 油 基 礎(chǔ) 油 為原料 ,生產(chǎn)出 10 號 、15 號 、26 號 、36 號和 70 號 食品級白 油 , 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 符 合 國 家 標(biāo) 準(zhǔn) gb 4853 -94 的規(guī)格要求 。( 2 ) 該裝置從進(jìn)油 到 生 產(chǎn) 出 合 格 產(chǎn) 品 , 只 用 了 6 h ,說明該 套 白 油 加 氫 裝 置 的 工 藝 技 術(shù) 是 合 理的 。(3) 1 年多的工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)果表明 , rda 白油加 氫工藝技術(shù)可靠 ,催化劑性能優(yōu)良 ,活性穩(wěn)定 。191205203215208186210200216216表 7食品級白油產(chǎn)品分析結(jié)果70 號1)項目10 號15 號26 號36 號運(yùn)動粘度 ( 40 ) /mm2 s - 1 閃點/ 顏色 ( 賽氏號)水溶性酸或堿 機(jī)械雜質(zhì) , % 水分 , %( 砷) /g g - 1( 鉛) /g g - 1( 重金屬) /g g - 1易碳化物 固態(tài)石蠟 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 通過 通過參 考 文 獻(xiàn)0 . 0210 . 0240 . 0740 . 0460 . 05812黃欽炎. 對我國白油生產(chǎn)現(xiàn)狀的看法. 潤滑油 ,2002 ,17 (2) :79馮金木. 白油精制工藝的現(xiàn)狀與進(jìn)展. 杭州化工 , 1995 , 25 ( 3) :11131) 達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 。2) 食品級白油規(guī)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 煉 制 與 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