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媒体聚焦 | 自主开发核心技术 让“愁油”炼制不再愁
时间:2022-04-29 来源: 现代煤化工

编者按

近期《中国石化报》开设专栏“那些年我们获得的科技大奖”,介绍中国石化近些年获得国家科技奖励的项目,展示其应用成果。本期推荐石科院获得2011年度国家科技进步奖一等奖项目“环烷基稠油生产高端产品技术研究开发与工业化应用”,敬请关注。

自主开发核心技术 

让“愁油”炼制不再愁

项目名片


名称:环烷基稠油生产高端产品技术研究开发与工业化应用

奖项:国家科技进步奖一等奖

完成单位:中国石油克拉玛依石化分公司、中国石化石油化工科学研究院等单位

主要成效:该项目攻克了稠油深加工这一国际性难题,开发出环烷基稠油的分采分输分储和集中炼制加工技术、中压加氢改质生产变压器油组合工艺技术、环烷基馏分临氢降凝催化剂及组合工艺技术、高压加氢RHW(加氢处理-临氢降凝-补充精制)工艺技术、高端特种油质量标准与生产技术,生产出系列高端产品替代进口,实现了我国稠油深加工技术从空白到国际先进的历史性跨越,取得显著经济效益和社会效益。

01

亟待攻关突破

20世纪80年代初期,交通运输、电力和航天等行业对高端特种油产品需求量迅猛增加。然而,超高压变压器油、全封闭冷冻机油、白色橡胶油等高端特种油产品的进口比例均在90%以上,亟待攻关突破。

环烷基原油性质特殊,是生产高端特种油产品的优质稀缺资源,其储量仅占世界已探明石油储量的2.2%。1984年,新疆油田环烷基稠油开发取得突破,实现环烷基原油的规模化开采。由于环烷基稠油裂解性能差,不仅难采难输,更难炼,被称为“愁油”。采用常规炼油技术加工环烷基稠油效益差,迫切需要自主开发核心技术,生产满足国防和经济建设急需的高端特种油。

在中国石油克拉玛依石化公司牵头组织下,中国石化石油化工科学研究院与中国石油润滑油分公司、石化院、新疆油田等企业开展联合攻关,经过20余年不断探索,终于攻克稠油深加工这一国际性难题,成功开发环烷基稠油生产高端产品技术。以环烷基稠油为原料生产的变压器油、冷冻机油、橡胶填充油等产品,在国内外市场上受到青睐,多项产品填补国内空白,取得了巨大的经济效益和社会效益,使我国稠油深加工技术跻身国际先进行列。

02

自主开发核心技术

环烷基稠油生产高端产品技术包括环烷基稠油的分采分输分储和集中炼制加工技术、中压加氢改质生产变压器油组合工艺技术、环烷基馏分临氢降凝催化剂及组合工艺技术、高压加氢RHW(加氢处理-临氢降凝-补充精制)工艺技术、高端特种油质量标准与生产技术。

 加氢技术是环烷基稠油生产高端特种油产品的核心技术之一,技术研发的起点高、难度大、工艺复杂。高端特种油包括多个品种,不同油品对加氢催化剂和工艺的要求差别很大。如何控制芳烃加氢深度与蜡的脱除,生产适宜的调和组分,满足不同特种油品的性能要求,是技术开发的关键。

石科院针对环烷基稠油的特点和高端特种油的性能要求,深入分析不同加氢反应过程的化学机理,从加氢催化剂和加氢工艺两方面进行系统研究与开发工作,创新开发满足不同特种油生产要求的加氢催化剂和工艺技术,形成中国石化具有自主知识产权的润滑油基础油加氢技术。

此前,克拉玛依石化公司采用石科院开发的多项润滑油加氢技术,取得较好的经济效益。但由于压力低,难以得到颜色浅、芳含低、氧化安定性好、黏温性能较好的环烷基润滑油,无法满足高档环烷基润滑油的质量要求。为此,石科院开发一种可加工环烷基原油各润滑油馏分、生产各种低芳烃环烷基润滑油基础油的高压加氢RHW技术,工艺流程灵活,对原料适应性强,在克拉玛依石化公司一次开车成功,生产出的产品质量达到国家或企业优级品标准。

03

推动技术升级换代

进入21世纪,世界范围内润滑油加氢技术取得长足进步,异构降凝技术成为润滑油加氢工艺的核心。异构降凝技术主要加工石蜡基和中间基原油以生产高黏度指数基础油,而环烷基油特别是环烷基稠油较少采用异构降凝技术。为进一步提高基础油收率,在深入认识润滑油异构降凝反应机理的基础上,石科院研究开发降凝活性和选择性较好的新型分子筛,考察分子筛性质对异构降凝催化剂性能的影响,开发新型润滑油异构脱蜡催化剂RIW-2。RIW-2催化剂具有较高的活性和异构选择性,润滑油基础油收率显著提高,基础油黏度指数更高,更加适用于重质润滑油基础油的降凝过程。

针对环烷基稠油加氢处理难题,在第一代加氢处理催化剂的基础上,石科院通过深入研究反应机理,强化催化剂的加氢功能和选择性开环裂化功能,使催化剂的脱硫、脱氮性能和提高黏度指数的活性得到大幅提升,为环烷基稠油的加工技术升级提供了保障。同时,为进一步提高基础油性能,石科院还开发高加氢活性的加氢补充精制催化剂,形成适合加工各种原料的润滑油异构降凝RIW(加氢处理-异构降凝-补充精致)技术,实现了高压加氢RHW技术的升级换代。

目前,润滑油异构降凝RIW技术已在国内6套润滑油加氢装置实现工业应用,生产出国内质量最好的环烷基基础油,取得显著经济效益和社会效益。


业内人士谈应用

环烷基稠油是国家重大工程建设的战略性工业原料,因储量少,被誉为石油中的稀土,应用面极广,其重要性不言而喻。

采用常规的老三套炼油加工技术,产品质量和社会经济效益都较差。RHW全加氢润滑油生产技术解决了利用B类稠油(相对于A类油)生产高质量润滑油基础油的难题,生产出高质量的橡胶填充油、光亮油及各种高品质特种油品,极大满足了国家需求,填补了国内这一领域的技术空白,为我国稠油深加工技术进步作出了重要贡献。

RHW技术采用的工艺流程总体思路正确,针对B类环烷基润滑油馏分的特点,采用加氢技术改善原料的黏温性能,降低流出物的凝(倾)点,并采用加氢后精制技术,改善产品颜色和安定性。该技术对原料适应性强,解决了原料高含铁易堵塞床层造成压降上升过快的问题,解决了由于催化剂使用周期不同而难以匹配的技术难题,可以不间断生产,达到长周期稳定生产目的,大大提高了炼厂的经济效益,在环烷基润滑油加工领域中为国内先进、国际首创。

近年来,石科院在加氢生产润滑油基础油方面不断创新,开发多种白油加氢技术、润滑油异构脱蜡技术等,并获得广泛工业应用,加氢技术在润滑油基础油生产领域大有可为。

——石科院加氢催化剂研究

原主任工程师康小洪


石科院技术团队针对环烷基稠油特点,开发出的环烷基橡胶增塑剂生产技术,从对反应机理的认识入手,把握流程设计和催化剂性能两个关键点,在实现芳烃深度饱和的同时,维持产品的高黏度和高收率,在荆门石化应用效果良好。

荆门石化应用石科院开发的高压加氢处理/加氢精制—异构脱蜡/加氢后精制的组合成套工艺技术,建成投产润滑油高压加氢-异构脱蜡-补充加氢精制加工生产线。该生产线以中间基减压馏分为原料,可生产HVIⅡ10号润滑油基础油或内在质量达到食品级标准的Ⅱ类工业白油;以环烷基稠油为原料,可生产耐黄变高档环烷基橡胶增塑剂和超高压变压器油,产品质量、收率及各项技术经济指标均优于设计目标。该技术的应用,突破了生产高端特种油必须依赖高凝低硫的石蜡基原油作为单一原料的限制,大大拓展了原料的使用范围,节省了原料成本,真正实现了吃粗粮、产精品、增效益。

应用过程中,荆门石化与石科院通力合作、潜心攻关,通过对装置流程设计和催化剂匹配进行合理优化,创造性实现中间石蜡基和环烷基两类原料在同一套装置上以不同的反应转化模式分别生产基础油和橡胶增塑剂的新模式,极大提高了装置效能。100号高档白油、5号油墨专用白油填补了中国石化空白,全国市场占有率超过50%,并实现替代进口目标;N4010和N4006橡胶增塑剂环烷基矿物油,达到国内同类产品最高水平,结束了中国石化没有环烷油的历史;今年6月高档白油首次出口,成功打入国际市场。

今年1~9月,公司新特产品销售量比2020年同期增长8%,特色产品成为荆门石化最大的利润增长点。

——荆门石化技术质量部经理曾金明



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来源:中国石化报

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