不同體系潤滑油異構脫蠟催化劑對產品穩定時間的影響劉彥峰1*，高善彬1，丁佳宇2，胡勝3，于春梅1，楊曉東1（1大慶化工研究中心黑龍江大慶163714；2青島科技大學山東青島266042；3中國石油石油化工研究院北京100195）摘要：潤滑油異構脫蠟催化劑在采用切換進料方案加工不同餾分油時，存在輕質原料切換為重質原料的切換時間長、產品質量不合格和過渡產品量大的問題，針對該問題制備了不同體系潤滑油異構脫蠟催化劑，并對產品穩定時間進行了考察。試驗結果表明制備的潤滑油異構脫蠟催化劑在異構活性、選擇性和產品性質優異的同時，在原料切換穩定時間上具有明顯優勢。關鍵詞：潤滑油；異構脫蠟；催化劑；切換時間1.前言潤滑油廣泛應用于各行各業，被喻為國防建設和國民經濟發展的“潤滑劑”。國際摩擦學會研究表明，摩擦耗能相當于一次能源的1/3左右，使用高效潤滑油劑可有效降低摩擦耗能百分之二十以上[1]。采用異構脫蠟技術生產的II、III類基礎油具有低粘度和高粘度指數的特性，可有效降低潤滑油的摩擦系數[2]。應用異構脫蠟基礎油成為各國提高設備潤滑效率降低能源消耗的最現實可行的技術手段[3]。潤滑油異構脫蠟技術開發難度大、工藝流程長[4]，目前國際上最具代表性的潤滑油異構脫蠟技術是雪佛龍－魯姆斯公司（CLG）的IDW技術和ExxonMobil公司的MSDW技術，已經在全球40多套裝置上得到應用[5-6]。異構脫蠟技術主要有兩種加工工藝，加氫預處理（裂化）-異構脫蠟-補充精制三段工藝和異構脫蠟-補充精制兩段工藝[7-8]。加氫預處理-異構脫蠟-補充精制三段工藝的進料方案有單一餾分油進料和不同餾分油進料兩種方案[9]，對于不同餾分油進料通常采用切換進料方案，但在實際生產中存在著輕質原料切換為重質原料時間長，產生不合格和過渡產品量大的問題。本文針對以上問題，制備不同體系潤滑油異構脫蠟催化劑，并對產品穩定時間進行考察，結果表明制備催化劑在活性、選擇性和產品性質優異的同時在原料切換穩定時間上具有明顯優勢，可解決生產中存在的原料切換時間長和過渡產品量大等問題。2.實驗部分2.1催化劑制備催化劑制備選用的分子篩采用水熱法合成。將硅源、鋁源等原料和去離子水按一定比例混合。再加入模板劑，攪拌均勻形成溶膠，然后放入高壓釜升溫晶化。晶化結束，產物冷卻后取出，用去離子水洗滌，離心分離得到的固體經120℃～200℃烘干，500～580℃焙燒，除去模版劑和水，得到分子篩原粉。將60~80%的分子篩和20~40％的γ-Al2O3按比例混合，加入粘合劑擠條成型。根據參比劑的活性金屬含量浸漬金屬，再經480～550℃焙燒得到異構脫蠟催化劑。2.2催化劑評價在200ml固定床加氫裝置上，以減二線輕質精制油和減四線重質精制油為原料，進行異構脫蠟催化劑的加氫性能評價，200ml固定床加氫裝置流程圖見圖1。圖1200ml固定床加氫裝置流程圖3.實驗結果與討論3.1催化劑物化性質制備的異構脫蠟催化劑和參比異構脫催化劑的物化性質見表1，參比劑為工業裝置新催化劑。從表1可以看出，制備的異構脫蠟催化劑和參比異構脫蠟催化劑的物化性質相當。表1制備催化劑和參比劑的物化性質項目制備劑1制備劑2制備劑3參比劑分析方法貴金屬含量，wt%基準基準基準基準XRF孔容，cm3/g80.15GB/T5816比表面積，m2/g170175180180GB/T5816機械強度，N/cm≮100≮100≮100≮100HG/T2782堆積密度，g/ml基準-0.01基準+0.03基準+0.02基準GB/T62863.2催化劑加氫性能評價3.2.1原料性質在工業裝置實際生產中存在著從輕質原料切換為重質原料時間長，產生不合格和過渡產品量大的問題。為模擬工業運轉條件，采用XX煉廠石蠟基減二線精制餾分油為輕質評價原料，XX煉廠石蠟基減四線精制餾分油為重質評價原料。選取原料經過加氫預精制，其硫、氮含量較低，滿足異構脫蠟催化劑進料要求，可直接作為異構脫蠟評價原料，其性質見表2。表2異構脫蠟評價原料油性質原料油種類減二線精制油減四線精制油密度，g/cm30.86460.8554S,μg/g2.23.2N,μg/g<2<2凝點，℃3>5040℃黏度，mm2/s27.9253.72100℃黏度，mm2/s5.2048.725黏度指數118140飽和烴，%94.4896.41餾程，℃HK/5%345/385410/45310%/30%393/412468/49150%/70%425/440510/51590%/95%458/464532/540KK4755503.2.2評價工藝條件為模擬工業裝置實際運轉情況，評價試驗首先采用減二線輕質原料，再切換為減四線重質原料，減二線原料評價工藝條件見表3，減四線原料評價工藝條件見表4。表3減二線原料評價工藝條件催化劑制備劑1制備劑2制備劑3參比劑反應溫度，℃330330330330氫分壓，MPa12.512.512.512.5空速，h-1.2氫油比，Nm3/m3500500500500表4減四線原料評價工藝條件催化劑制備劑1制備劑2制備劑3參比劑反應溫度，℃365360355365氫分壓，MPa12.512.512.512.5空速，h-10.850.850.850.85氫油比，Nm3/m37507507507503.2.3產品性質以減二線輕質油為原料油，在表3所列的工藝條件下，得到了表5所列的異構脫蠟試驗數據，在相同的反應溫度和空速下，制備劑和參比劑都能得到傾點很低的基礎油產品，產品可劃分為2厘沲和5厘沲兩種基礎油產品，其中2厘沲基礎油的黏度指數大于80,5厘沲基礎油產品的黏度指數大于100，基礎油收率和性質相當。表5減二線原料評價結果催化劑制備劑1制備劑2制備劑3參比劑收率，%2厘沲基礎油9.15厘沲基礎油81.180.380.679.3總基礎油88.989.688.688.45厘沲基礎油產品性質傾點，℃-18-18-19-18黏度指數102103103100以減四線重質油為原料，在表4所列的工藝條件下，得到了表6所列的異構脫蠟試驗數據。從表6可以看出，在相同或較低的反應溫度和相同的空速下，制備劑和參比劑都能得到傾點很低的基礎油產品。產品可劃分為2厘沲和10厘沲兩種基礎油產品，其中2厘沲基礎油的黏度指數大于80,10厘沲基礎油產品的黏度指數大于120。與參比催化劑相比，三種制備催化劑在降傾點能力和提高基礎油收率方面均有一定優勢，在10厘沲基礎油收率相當的情況下，制備劑3的反應溫度低于其他催化劑10℃，說明制備劑3的活性較高。表6減四線原料評價結果催化劑制備劑1制備劑2制備劑3參比劑收率，%2厘沲基礎油6.510厘沲基礎油75.575.47572.3總基礎油81.082.281.078.810厘沲基礎油產品性質傾點，℃-21-21-22-18黏度指數1241251241243.2.4產品穩定時間考察在從減二線輕質油原料切換到減四線重質油原料過程中，對比評價了制備催化劑和參比催化劑對異構脫蠟全餾分產品凝點穩定時間的影響。反應系統升溫至表4所列反應溫度并穩定2小時后，每隔2小時取一次樣、測定一次凝點，得到如圖2所示的試驗結果。從圖2可以看出，提高反應溫度之后，制備催化劑和參比催化劑都需要一定的過渡時間使全餾分產品凝點趨于穩定。其中參比催化劑和制備催化劑1的過渡時間相當，在10-12小時左右；制備催化劑3的過渡時間最短，只需要6小時，同時降凝效果最好。圖2提高反應溫度后全餾分產品凝點穩定時間▲—制備劑1;●—制備劑2;■—制備劑3;▼—參比劑4結論（1）制備的異構脫蠟催化劑3具有較好的異構化活性和選擇性。（2）制備的異構脫蠟催化劑3與參比異構脫蠟催化劑相比，在處理減四線重質原料時具有反應溫度低、基礎油收率高、產品傾點低等優點。（3）制備的異構脫蠟催化劑與參比異構脫蠟催化劑相比，在從減二線輕質油原料切換到減四線重質油原料過程中，制備催化劑3的穩定時間更短。參考文獻：[1]StephenJ.Miller.StudiesonWaxIsomerizationforLubesandFuels[J].StudiesinSurfaceScienceandCatalysis,1994，84：2319-2326.[2]祖德光.潤滑油基礎油生產技術的新進展[J].潤滑油,2001，16：1-5.[3]黃福堂，沈殿成，黃正鵬.國內外石蠟和潤滑油產品研究現狀及發展趨勢[J].國外油田工程,2000(9)：23-29.[4]劉全杰，方向晨，廖士綱，等.異構降凝催化劑反應性能的研究[J].煉油技術與工程,2005，35：22-25.[5]張志娥.國內外潤滑油基礎油生產技術及發展趨勢[J].當代石油石化,2005（3）：25-31.[6]別東生.國外潤滑油基礎油臨氫催化加工技術新進展[J].石油化工動態,1999(7)：47-54.[7]劉平，楊軍.潤滑油加氫異構脫蠟技術[J].煉油設計,2002，32：11-13.[8]何秀云，孟凡偉，張宗保，等.異構脫蠟技術的工業應用[J].石油煉制與化工,2001，32：14-16.[9]林百平，程哲生.國外潤滑油基礎油生產技術進展[J].石油化工動態，1996(6)：14-17.作者簡介：劉彥峰，男，工程師，2008年碩士畢業于東北石油大學，現從事煉油催化劑及工藝研究工作。基金支持：中國石油煉油與化工板塊基金項目2012050201TheEffectofStabilityTimeofProductsonDifferentLubricantIsodewaxingCatalystsLiuYanFeng,GaoShanBin,MengXiangBin,HuSheng,YuChunMei（DaqingPetrochemicalResearchCenter,Daqing163714,China）Abstract:Inordertolessentheswitchingtimeandreduceinferiorintermediateproductsinlightfeedstockswitchedtoheavyfeedstock,aseriesoflubricantisodewaxingcatalystswereprepared.Thestabilitytimeofproductswasinvestigated,theresultsrevealedthatpreparedcatalystshad