0、引言
与国际接轨的变压器油新标准GB2536-2011《电工流体变压器和开关用的未使用过的矿物绝缘油》于2012年实施,对变压器油的质量提出了更高的要求,环烷基馏分油以其低温性能是生产变压器油的理想原料,但传统的“老三套”工艺很难生产出挥发性低、氧化安定性好的优质基础油,以加氢处理为核心的工艺技术所产基础油具有收率高、质量好、副产品质量好、工艺灵活性大的优点,已成为世界润滑油基础油生产技术发展的潮流。中海油气(泰州)石化有限公司环烷基润滑油高压加氢装置作为关键装置,为全厂效益重点,设计中以环烷基原油减二线和减三线馏分油为原料生产橡胶增塑剂,但装置运行近两年以来受原料产量限制一直处于较低负荷(约71%),致使装置产品产量不足、效益受损,同时也不利于加工能耗的降低。因此,与炼化研究院合作进行了拓展原料来源生产变压器油基础油的研究工作,并进行了工业生产。
1、原料筛选
受变压器油密度(20℃)≤895kg/m3和40℃运动黏度≤12mm2/s的限制,生产变压器油的原料终馏点一般不超过380℃,以<360℃为佳。上游装置所产常三线馏分油终馏点在420℃以上,常一线馏分油90%以上为柴油及以下组分,均不适合生产变压器油,对可行的常二线和减一线馏分油进行了性质分析,详见表1。
通过表1数据我们可知:
(1)减一线馏分油,倾点为-42℃,CN值较高,硫含量和氮含量均不高,馏程范围合适,是生产变压器油基础油的优质原料。
(2)常二线馏分油,其40℃运动黏度仅为4.723mm2/s,闪点为100℃,所产变压器油基础油的收率将偏低。根据常二线和减一线馏分油的产量及润滑油加氢装置的剩余负荷计算,任意单一进料已能实现装置满负荷运行,因此基于上述数据分析选择减一线馏分油作为生产变压器油基础油的原料。
2、工业生产
2.1 装置概况
装置引进的流程为全球首套,由壳牌公司提供专利技术工艺包,采用标准公司提供的加氢处理催化剂LF19、脱蜡催化剂SLD-800以及后精制催化剂LN-5。装置采用加氢处理/脱蜡-加氢后精制两段串联全加氢工艺,一段采用非贵金属硫化催化剂,在氢气环境下,进行脱金属、脱硫、脱氮、脱芳烃和脱蜡反应。二段采用贵金属催化剂,在氢气环境下,对一段反应产物进一步加氢精制。结合中试数据及装置实际情况编制了生产方案,以全装置63% 的负荷组织了生产,经过12h的调整,摸索出了适合生产变压器油基础油的控制参数并进行了标定。
2.2 关键参数以及产品分布
标定期间装置的关键反应参数与同等负荷下加工减二线和减三线对比如表2所示。
与加工减二线和减三线相比,加工减一线时的反应温度均有大幅降低,减一线的加工将有助于减轻催化剂负担,延长催化剂寿命。加工减一线所产变压器油基础油收率达87.02%,减一线柴油收率为5.18%,总氢耗为1.86%,总液收为 97.46%。
2.3 基础油性质
标定期间装置所产基础油主要性质如表3所示。
由表3数据可知:
(1)所产变压器油基础油的主要性质满足GB 2536-2011通用变压器油的指标要求。(2)所产变压器油基础油的CN 值在65%以上,有较高的品质。
3 效益核算
使用PIMIS对减一线馏分油由去加裂装置改去润滑油装置的效益在高美元(75)和低美元(50)2个价格体系下的效益进行了测算,结果表明:减一线馏分油去润滑油装置4448t,75美元价格体系增效248万元(557元/吨)、50美元价格体系增效446万元(1002元/吨)。按照润滑油加氢装置的剩余负荷计算,将年增效3272-5886万元。
4、主要结论及建议
(1)对生产变压器油基础油的原料进行了筛选,结果显示:减一线馏分油倾点低,CN值高,馏程范围合适,是生产变压器油基础油的优质原料。
(2)根据中试数据组织了工业生产,所产变压器油基础油的主要性质满足GB 2536-2011通用变压器油的指标要求;与加工减二线和减三线相比,加工减一线时的反应温度均有大幅降低,减一线的加工将有助于减轻催化剂负担,延长催化剂寿命。
(3)对减一线馏分油由加裂装置改去润滑油装置的效益进行了测算,结果表明:减一线馏分油生产变压器油基础油吨油效益557-1002元,项目的实施将年增效3272-5886万元。
加工减一线生产变压器油的技术研究与工业应用将改变润滑油装置固定生产橡胶增塑剂的加工模式,后续工业装置可根据市场情况合理安排两类主产品的生产,增加了装置的灵活性。