CN109722301B

CN109722301B - 生产变压器油的加氢方法

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Publication number: CN109722301B
Application number: CN201711030421.9A
Authority: CN
Inventors: 王鲁强; 郭庆洲; 高杰; 李洪辉; 牛传峰
Original assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: Sinopec Research Institute of Petroleum Processing; China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2020-12-04
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: CN109722301A

Abstract

本发明涉及矿物润滑油加工领域，公开了生产变压器油的加氢方法，该方法包括：(1)将催化裂化油浆进行减压分馏以获得轻馏分和重馏分，所述轻馏分和所述重馏分的分馏点为380～450℃；(2)将所述轻馏分引入至溶剂精制单元中进行萃取处理，得到溶剂精制油；(3)将所述溶剂精制油引入至装有加氢保护催化剂、加氢处理催化剂和加氢降凝催化剂的降凝反应单元中进行加氢处理，得到加氢降凝物料；(4)将所述加氢降凝物料引入至加氢精制单元中进行加氢精制反应，得到加氢精制物料；(5)将所述加氢精制物料进行减压汽提，得到变压器油产品。本发明的方法适应于由催化裂化油浆生产高质量的变压器油，特别是超高压变压器油。

Description

生产变压器油的加氢方法

技术领域

本发明涉及矿物润滑油加工领域，具体涉及一种生产变压器油的加氢方法。

背景技术

变压器油的主要用途是将变压器绝缘和冷却。

环烷基油有好的氧化安定性，极好的电气特性以及良好的传热介质特性，从而成为变压器油的最佳用油。

但是，由于环烷基油资源短缺，仅占原油总储量的2～3重量％，因此我国有相当数量的变压器油由非环烷基油生产。

CN1990833A公开了一种超高压变压器油的生产方法，在加氢反应工艺条件下，将环烷基油进料依次与一种加氢处理催化剂和一种加氢精制催化剂接触，所述加氢处理催化剂含有一种耐热无机氧化物载体和负载在该载体上的钴和/或镍、钼和/或钨及氟或磷，加氢精制催化剂含有一种耐热无机氧化物载体和负载在该载体上的钴和/或镍及钼和/或钨。该现有技术采用环烷基油的常压馏分油和减压馏分油的一种或几种原料，用加氢处理-加氢精制方法制备超高压变压器油。

CN1110709A公开了一种用加氢裂化尾油生产变压器油的方法，该方法是通过向加氢裂化尾油中添加芳香烃和环烷基油以改善其光安定性，所加芳香烃为烷基苯、精制重烷基苯或烷基萘。环烷基油为用环烷基油生产的75-100SN中性油，最佳为大港油田生产的100SN油。

US5167847A以石蜡基油为原料，通过加氢裂化、溶剂脱蜡工艺生产变压器油。

以上工艺技术采用的原料均为石油馏分。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的加氢工艺以由催化裂化油浆生产高质量的变压器油，以弥补环烷基油资源的不足。

为了实现上述目的，本发明提供一种生产变压器油的加氢方法，该方法包括：

(1)将催化裂化油浆进行减压分馏以获得轻馏分和重馏分，所述轻馏分和所述重馏分的分馏点为380～450℃；

(2)将所述轻馏分引入至溶剂精制单元中进行萃取处理，得到溶剂精制油；

(3)将所述溶剂精制油引入至装有加氢保护催化剂、加氢处理催化剂和加氢降凝催化剂的降凝反应单元中进行加氢处理，得到加氢降凝物料；

(4)将所述加氢降凝物料引入至加氢精制单元中进行加氢精制反应，得到加氢精制物料；

(5)将所述加氢精制物料进行减压汽提，得到变压器油产品。

本发明通过将催化裂化油浆引入至分馏装置而分馏成轻馏分和重馏分两种组分，轻馏分进入溶剂精制装置，脱除大部分的稠环芳烃和胶质；将精制生成油与氢气混合后首先进入降凝反应单元进行加氢处理，然后进入加氢精制单元进行加氢精制反应；流出的物料通过减压气提后得到变压器油产品。

本发明的方法适应于由催化裂化油浆生产高质量的变压器油，特别是超高压变压器油。

附图说明

图1是根据本发明的一种优选的具体实施方式的生产变压器油的加氢方法的工艺流程图。

附图标记说明

1、溶剂精制单元

2、降凝反应单元

3、加氢精制单元

4、减压汽提单元

5、催化裂化油浆

6、变压器油产品

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

如前所述，本发明提供了一种生产变压器油的加氢方法，该方法包括：

(5)将所述加氢精制物料进行减压汽提，得到变压器油产品。

本发明的所述加氢处理、所述加氢精制反应均表示在氢气存在下进行，所述氢气可以为新鲜氢，或者可以为系统中存在的循环氢。

优选情况下，在步骤(1)中，所述轻馏分和所述重馏分的分馏点为400～420℃。

分馏点为380～450℃，优选分馏点为400～420℃，表示所述轻馏分的终馏点为380～450℃，优选所述轻馏分的终馏点为400～420℃。

优选情况下，所述催化裂化油浆的馏程范围的5％～95％为220～500℃。

根据一种优选的具体实施方式，在步骤(2)中，所述萃取处理中使用的溶剂选自糠醛、苯酚和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

优选情况下，所述萃取处理的条件包括：所述轻馏分与用于萃取处理的溶剂体积比为1：(1～4)，塔顶萃取温度为80～90℃。

优选地，所述萃取处理中的塔底萃取温度为30～55℃。

本发明的方法对所述萃取处理的操作装置以及具体的操作步骤没有特别的限制，可以为本领域常规应用的萃取处理方法。

根据另一种优选的具体实施方式，在步骤(3)中，所述加氢处理的条件包括：温度为300～420℃，氢分压为3.0～15.0MPa，体积空速为0.2～2.0h^-1，氢油体积比为(300～1500)：1。

优选地，在本发明的步骤(3)中，按照物料方向，所述降凝反应单元中依次装填加氢保护催化剂、加氢处理催化剂和加氢降凝催化剂。

优选情况下，在步骤(3)中，所述加氢处理催化剂和所述加氢降凝催化剂的装填体积比为(1～3)：1。

优选地，所述加氢处理催化剂含有选自氧化铝和/或氧化硅-氧化铝的载体，选自镍和/或钴、钼和/或钨的加氢活性金属组分，含或不含选自氟、硼和磷中一种或几种助剂组分以及含或不含有机添加物，

以所述加氢处理催化剂为基准，镍和/或钴以氧化物计的含量为1～5重量％，钼和/或钨以氧化物计的含量为12～35重量％，以元素计的选自氟、硼和磷中一种或几种助剂组分的含量为0～9重量％，所述有机添加物与以氧化物计的加氢活性金属组分之和的摩尔比为0～2。

根据一种优选的具体实施方式，所述加氢处理催化剂为Ni-W负载型催化剂，以所述加氢处理催化剂的总重量为基准，以氧化物计的金属含量为28～32重量％，余量为作为载体的氧化铝。

根据一种优选的具体实施方式，所述加氢降凝催化剂为Ni负载型催化剂，且所述加氢降凝催化剂中含有作为载体的分子筛和/或氧化铝，以所述加氢降凝催化剂的总重要为基准，以氧化物计的金属含量为2～5重量％。

优选情况下，所述加氢降凝催化剂中的载体为分子筛和氧化铝，且以所述加氢降凝催化剂的总重要为基准，分子筛的含量为40～80重量％。

特别优选地，在所述加氢降凝催化剂中，所述分子筛为ZSM-5分子筛。

优选情况下，本发明的所述加氢保护催化剂中含有载体，选自镍和/或钴、钼和/或钨的加氢活性金属组分，以氧化物计的镍和/或钴的含量为0.5～4重量％，优选为1.0～3重量％；钼和/或钨的含量为2.5～9重量％，优选为3.5～6.5重量％。在所述加氢保护催化剂中，优选所述载体为氧化硅、氧化铝、氧化硅-氧化铝中的至少一种。

根据另一种优选的具体实施方式，在步骤(4)中，所述加氢精制反应的条件包括：温度为300～420℃，氢分压为3.0～15.0MPa，体积空速为0.5～2.0h^-1，氢油体积比为(300～1500)：1。

优选情况下，所述加氢精制单元中装填有加氢精制催化剂，所述加氢精制催化剂中含有载体和负载在所述载体上的加氢活性成分，以所述加氢精制催化剂的总量为基准，所述加氢活性成分的含量为0.01～35重量％，所述载体的含量为65～99.99重量％。

优选情况下，在所述加氢精制催化剂中，其中的所述加氢活性成分为Mo、Co、Ni、W、V和Zn中的至少一种，其中的载体为氧化铝和/或氧化硅-氧化铝。

优选地，在所述步骤(5)中，减压汽提的条件可以包括：真空度小于等于80Kpa，汽提温度为150～250℃。

在没有特别说明的情况下，本发明的所述压力均表示表压。

以下结合图1提供本发明生产变压器油的加氢方法的一种优选的具体实施方式的工艺流程：

(1)将催化裂化油浆5引入至分馏单元(未示出)中进行减压分馏以获得轻馏分和重馏分，所述轻馏分和所述重馏分的分馏点为380～450℃；

(2)将所述轻馏分引入至溶剂精制单元1中进行萃取处理，得到溶剂精制油；

(3)将所述溶剂精制油引入至装有加氢保护催化剂、加氢处理催化剂和加氢降凝催化剂的降凝反应单元2中进行加氢处理，得到加氢降凝物料；

(4)将所述加氢降凝物料引入至加氢精制单元3中进行加氢精制反应，得到加氢精制物料；

(5)将所述加氢精制物料引入至减压汽提单元4中进行减压汽提，得到变压器油产品6。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

以下实例中使用的加氢保护催化剂、加氢处理催化剂、加氢降凝催化剂、加氢精制催化剂的商业牌号分别为RG-1、RL-2、RDW-1、RJW-3，均由中国石化催化剂分公司长岭催化剂厂生产。

实施例1

本实施例采用图1所示的工艺流程进行。

以催化裂化油浆为原料，经过分馏得到轻馏分，再通过溶剂精制-加氢降凝处理-加氢精制-减压汽提生产变压器油产品。

本实施例的轻馏分的馏程范围为320～400℃。

溶剂精制过程如下：

轻馏分与糠醛分别从萃取塔上部与下部进入，在萃取塔内进行逆流接触，溶剂与油品体积比为3：1，塔顶萃取温度为85℃，塔底温度为50℃，进行萃取抽提，萃取后的变压器油组分在溶剂回收装置上回收溶剂，得到溶剂精制油。

加氢降凝处理-加氢精制过程如下：

降凝反应单元顶部装填加氢保护催化剂，上部装填加氢处理催化剂，下部装填加氢降凝催化剂；加氢精制单元装填加氢精制催化剂，且加氢保护催化剂、加氢处理催化剂、加氢降凝催化剂和加氢精制催化剂的装填体积比为0.3：2：1：1。

降凝反应单元的反应条件包括：平均反应温度350℃，氢分压6.4MPa，体积空速0.5h^-1，氢油体积比为500。

加氢精制单元的反应条件为：反应温度330℃，氢分压6.4MPa，体积空速1.5h^-1，氢油体积比为500。

加氢物料通过减压汽提，得到变压器油产品。

本实施例的催化裂化油浆的性质见表1。

分馏得到轻馏分的性质见表2。

溶剂精制油性质见表3。

变压器油产品性质见表4。

表1

原料油	实施例1	实施例2
			密度(20℃)/g·cm<sup>-3</sup>	1.06	1.02
100℃运动粘度/mm<sup>2</sup>·s<sup>-1</sup>	25.10	22.50
			残炭/重量％	11.55	9.45
含硫量/重量％	0.75	0.82
			含氮量/重量％	0.48	0.33
馏程/℃
			IBP/10％	297/305	304/318
30％/50％	348/390	342/379
			70％/90％	427/471	415/485

表2

轻馏分	实施例1	实施例2
			质量收率/％	60	72
密度(20℃)/g·cm<sup>-3</sup>	1.03	0.99
			运动粘度/mm<sup>2</sup>·s<sup>-1</sup>
100℃	6.78	6.83
			倾点/℃	8	6
残炭/重量％	0.71	0.65
			含硫量/重量％	0.56	0.62
含氮量/重量％	0.25	0.24

表3

溶剂精制油	实施例1	实施例2
			质量收率/％	～65	～68
密度(20℃)/g·cm<sup>-3</sup>	0.9262	0.9237
			运动粘度/mm<sup>2</sup>·s<sup>-1</sup>
100℃	4.25	4.18
			色度/号	3.0	3.0
倾点/℃	0	0
			含硫量/μg/g	3240	2890
含氮量/μg/g	1200	1150

表4

加氢精制油	实施例1	实施例2
			质量收率/％	～95	～95
密度(20℃)/g·cm<sup>-3</sup>	0.8742	0.8637
			运动粘度/mm<sup>2</sup>·s<sup>-1</sup>
40℃	10.05	9.98
			色度/号	0.5	3.0
倾点/℃	-54	-51
			闪点/℃	150	147

实施例2

本实施例采用与实施例1相同的工艺进行，所不同的是，本实施例的工艺中的参数条件与实施例1中不同，具体地：

本实施例的轻馏分的馏程范围为320～485℃。

溶剂精制过程如下：

轻馏分与苯酚分别从萃取塔上部与下部进入，在萃取塔内进行逆流接触，溶剂与油品体积比为4：1，塔顶萃取温度为75℃，塔底温度为55℃，进行萃取抽提，萃取后的变压器油组分在溶剂回收装置上回收溶剂，得到溶剂精制油。

加氢降凝处理-加氢精制过程如下：

降凝反应单元顶部装填加氢保护催化剂，上部装填加氢处理催化剂，下部装填加氢降凝催化剂，加氢精制单元装填加氢精制催化剂，且加氢保护催化剂、加氢处理催化剂、加氢降凝催化剂和加氢精制催化剂的装填体积比为0.4：2.5：1.5：1。

降凝反应单元的反应条件为：反应温度355℃，氢分压7.5MPa，体积空速0.4h^-1，氢油体积比为600。

加氢精制单元的反应条件为：反应温度320℃，氢分压7.7MPa，体积空速1.6h^-1，氢油体积比为600。

加氢物料通过减压汽提，得到变压器油产品。

本实施例的催化油浆的性质见表1，分馏得到轻馏分的性质见表2，溶剂精制油性质见表3，变压器油产品性质见表4。

由表4的结果可以看出，本发明的方法能够由催化裂化油浆生产高质量的超高压变压器油产品。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种生产变压器油的加氢方法，该方法包括：

(5)将所述加氢精制物料进行减压汽提，得到变压器油产品；

其中，在步骤(2)中，所述萃取处理中使用的溶剂选自糠醛、苯酚和N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤(1)中，所述轻馏分和所述重馏分的分馏点为400～420℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述催化裂化油浆的馏程范围的5％～95％为220～500℃。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述萃取处理的条件包括：所述轻馏分与用于萃取处理的溶剂体积比为1：(1～4)，塔顶萃取温度为80～90℃。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述加氢处理的条件包括：温度为300～420℃，氢分压为3.0～15.0MPa，体积空速为0.2～2.0h^-1，氢油体积比为(300～1500)：1。

6.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，在步骤(3)中，所述加氢处理催化剂和所述加氢降凝催化剂的装填体积比为(1～3)：1。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述加氢处理催化剂含有选自氧化铝和/或氧化硅-氧化铝的载体，选自镍和/或钴、钼和/或钨的加氢活性金属组分，含或不含选自氟、硼和磷中一种或几种助剂组分以及含或不含有机添加物，

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述加氢降凝催化剂为Ni负载型催化剂，且所述加氢降凝催化剂中含有作为载体的分子筛和/或氧化铝，以所述加氢降凝催化剂的总重要为基准，以氧化物计的金属含量为2～5重量％。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述加氢降凝催化剂中的载体为分子筛和氧化铝，且以所述加氢降凝催化剂的总重要为基准，分子筛的含量为40～80重量％。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述加氢降凝催化剂中，所述分子筛为ZSM-5分子筛。

11.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述加氢精制反应的条件包括：温度为300～420℃，氢分压为3.0～15.0MPa，体积空速为0.5～2.0h^-1，氢油体积比为(300～1500)：1。

12.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，在步骤(4)中，所述加氢精制单元中装填有加氢精制催化剂，所述加氢精制催化剂中含有载体和负载在所述载体上的加氢活性成分，以所述加氢精制催化剂的总量为基准，所述加氢活性成分的含量为0.01～35重量％，所述载体的含量为65～99.99重量％。

13.根据权利要求12所述的方法，在所述加氢精制催化剂中，所述加氢活性成分为Mo、Co、Ni、W、V、Zn中的至少一种，所述载体为氧化铝和/或氧化硅-氧化铝。