CN102041088A - 合成润滑油基础油的加氢工艺 - Google Patents

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洪永清
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Abstract

本发明涉及一种合成润滑油基础油的加氢工艺，是通过以下步骤实现的：以聚α-烯烃为原料与氢气混合，经加热炉加热后进入加氢催化剂床层；第一反应器内装有两种催化剂，上部为普通加氢精制催化剂A，占总催化剂用量的20～40％；下部为国外进口的加氢异构催化剂B，占总催化剂用量的10～30％；第一反应器温度220～320℃、压力10～15MPa、空速0.3～1h-1、氢油体积比500～1000；第二反应器内装国内优质贵金属催化剂C，占催化剂用量的50％；第二反应器温度120～230℃、压力10～15MPa、空速0.3～1h-1、氢油体积比500～1000；流出物经分子蒸馏，得到优质中间馏分油和超低倾点，超高粘度指数，高闪点润滑油基础油；采用一段串联加氢装置，通过高压加氢精制、异构、饱和来达到提高产品物化性质的目的。

Description

合成润滑油基础油的加氢工艺
技术领域
本发明涉及一种合成润滑油基础油，尤其涉及该合成润滑油基础油的加氢工艺。
背景技术
伴随人类21世纪，润滑油的生产技术和管理技术进入了一个新的发展时期。世界润滑油基础油正由API I类向API II/III类或APIIV/V转变，矿物基础油正向加氢技术发展，合成基础油的使用量也得到了迅猛的扩大。2007年世界润滑油总产量约近5000万吨，中国润滑油消费量近500万吨，成为世界第二大润滑油消费国。
而在国内的高端润滑油领域基本上是被国外几家大公司所垄断，高质量合成基础油的自己生产能力几乎为0，据统计资料表明国内PAO的用量为0.75万吨，占润滑油总量的0.2％，与国外平均1％的用量还有很大差距，而至今除原有的两套以蜡裂解为原料，采用原苏联技术合成PAO技术外，国内相关企业或科研部门也没有在此项目上取得突破性的进展。
合成油具有矿物油所不能满足使用要求的工作环境，用作润滑油脂的基础油，可制成耐高温、高负荷、高转速、高真空、高辐射、强氧化腐蚀等苛刻条件的润滑油产品。
世界各大石油公司都竟相发展合成润滑油，并进行了大量的台架实验和行车实验，实验证明使用合成发动机油能直接接省燃料3％～5％，至于因延长换油期(汽油机可延长到40000km或一年，柴油机可延长到60000km)和延长发动机使用寿命所得到的见解节能还未计算在内。
合成齿轮油用于汽车齿轮箱也可大量节能。如意大利菲亚特公司75W-90的合成油和80W-90的矿物油在Fiat131型汽车Ritmo-65型汽车上进行行车实验，每辆车累计行使25000～43000km。结果证明，使用合成齿轮油较使用矿物齿轮油可节约燃料3.48％～4.53％。从保护环境的角度看，由于合成油的消耗量比矿物油少，因排污或回收利用时的耗能少，而且合成油的生物降解性比矿物油好，因而对环境造成的危害较少。
高端PAO合成润滑油的研究和生产一直是国内油品领域的一项空白，随着我国经济的高速发展，一些润滑领域的要求也在不断的提高，航空航天、高铁、风力发电、汽车、等一些新兴技术的应用为我国高端润滑油开辟了广阔的市场。
原国内抚顺石油一厂和兰炼均采用原苏联技术，以蜡裂解原料中的α-烯烃馏分为主，用三氯化铝为催化剂合成聚α-烯烃，经两段加氢：一段采用普通精制催化剂脱硫、脱氮轻度饱和；二段用高镍催化剂深度饱和。加氢压力4±0.5MPa，一段精制温度260±5℃，二段温度210±5℃，产品主要以PAO8、PAO10为主及极少量的PAO20，且产品外观及内在质量远不如国外进口产品，只能满足国内一些低端合成油市场的要求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种合成润滑油基础油的加氢工艺，旨在解决上述的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下步骤实现的：
以聚α-烯烃为原料与氢气混合，经加热炉加热后进入加氢催化剂床层；
第一反应器内装有两种催化剂，上部为普通加氢精制催化剂A，占总催化剂用量的20～40％，主要作用是脱除原料中的胶质和酸性物质；下部为国外进口的加氢异构催化剂B，占总催化剂用量的10～30％；其主要作用是在高压低温情况下对聚烯烃的长侧链结构进行调整，使其侧链结构更加均匀整齐；第一反应器温度220～320℃、压力10～15MPa、空速0.3～1h-1、氢油体积比500～1000；
第二反应器内装国内优质贵金属催化剂C，占催化剂用量的50％，主要作用是饱和聚合物中的部分结构烯烃；第二反应器温度120～230℃、压力10～15MPa、空速0.3～1h-1、氢油体积比500～1000；
流出物经分子蒸馏，得到优质中间馏分油和超低倾点，超高粘度指数，高闪点润滑油基础油。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在温度变化不大的情况下，压力提高了3倍，更有利于高粘度大分子结构的聚α-烯烃在催化剂表面的扩散，同时也能减少催化剂表面的积炭，对提高产品性能和催化剂的使用寿命具有重要意义；加氢流出物经气提、干燥脱出气、水及少量轻组分进入分子蒸馏，在高真空小于是100Pa，低温度小于250℃的条件下，拔出影响闪点的不良组分。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明是通过以下步骤实现的：
以聚α-烯烃为原料与氢气混合，经加热炉加热后进入加氢催化剂床层；
第一反应器内装有两种催化剂，上部为普通加氢精制催化剂A，占总催化剂用量的20～40％，主要作用是脱除原料中的胶质和酸性物质；下部为国外进口的加氢异构催化剂B，占总催化剂用量的10～30％；其主要作用是在高压低温情况下对聚烯烃的长侧链结构进行调整，使其侧链结构更加均匀整齐；第一反应器温度220～320℃、压力10～15MPa、空速0.3～1h-1、氢油体积比500～1000；
第二反应器内装国内优质贵金属催化剂C，占催化剂用量的50％，主要作用是饱和聚合物中的部分结构烯烃；第二反应器温度120～230℃、压力10～15MPa、空速0.3～1h-1、氢油体积比500～1000；
流出物经分子蒸馏，得到优质中间馏分油和超低倾点，超高粘度指数，高闪点润滑油基础油。
所述的A、B、C三种催化剂均是多孔惰性无机氧化物，是氧化铝或佛石为载体，第VIB族和/或VIII族金属；
所述的A、B、C三种催化剂还选择性地加放其它各种助剂：P、Si、F、B元素的催化剂；
所述的第VIB族和/或VIII族金属是W、Mo、Co、Ni或贵金属铂、钯为活性组分。
下表是加氢前后的比较
Figure B2009101970254D0000041
Figure B2009101970254D0000042
注：比较例为国外某品牌产品。

Claims (4)

1.一种合成润滑油基础油的加氢工艺，是通过以下步骤实现的：
以聚α-烯烃为原料与氢气混合，经加热炉加热后进入加氢催化剂床层；
第一反应器内装有两种催化剂，上部为普通加氢精制催化剂A，占总催化剂用量的20～40％；下部为国外进口的加氢异构催化剂B，占总催化剂用量的10～30％；第一反应器温度220～320℃、压力10～15MPa、空速0.3～1h-1、氢油体积比500～1000；
第二反应器内装国内优质贵金属催化剂C，占催化剂用量的50％；第二反应器温度120～230℃、压力10～15MPa、空速0.3～1h-1、氢油体积比500～1000；
流出物经分子蒸馏，得到优质中间馏分油和超低倾点，超高粘度指数，高闪点润滑油基础油。
2.根据权利要求1所述的合成润滑油基础油的加氢工艺，其中：所述的A、B、C三种催化剂均是多孔惰性无机氧化物，是氧化铝或佛石为载体，第VIB族和/或VIII族金属。
3.根据权利要求2所述的合成润滑油基础油的加氢工艺，其中：所述的A、B、C三种催化剂还选择性地加放其它各种助剂：P、Si、F、B元素的催化剂。
4.根据权利要求2所述的合成润滑油基础油的加氢工艺，其中：所述的第VIB族和/或VIII族金属是W、Mo、Co、Ni或贵金属铂、钯为活性组分。
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