艾 明，邵丹丹，方 園

(安徽華東化工醫(yī)藥工程有限責(zé)任公司上海分公司，上海 201315)

國(guó)內(nèi)具有代表性的潤(rùn)滑油加氫工藝技術(shù)有石油化工科學(xué)研究院(RIPP)的催化脫蠟工藝和撫順石油化工研究院(FRIPP)的異構(gòu)脫蠟技術(shù)；國(guó)外具有代表性的潤(rùn)滑油加氫工藝有Chevron公司的異構(gòu)脫蠟工藝(IDW 技術(shù))、xxonMobil 公司的選擇性脫蠟工藝(MSDW 技術(shù))和蠟異構(gòu)化工藝(MWI 技術(shù))和Shell 公司的異構(gòu)脫蠟工藝[1]。以VGO為原料通過高壓加氫，最大量生產(chǎn)Ⅱ，Ⅲ類基礎(chǔ)油，上述5家單位的潤(rùn)滑油加氫工藝技術(shù)都有各自特點(diǎn)，但工藝流程均與本文闡述的兩種流程基本一致，故對(duì)這兩種潤(rùn)滑油加氫工藝流程做對(duì)比分析意義很大；

為了表述直觀，在對(duì)比分析過程中，將“加氫處理”稱為“一段加氫”，“異構(gòu)脫蠟→補(bǔ)充精”稱為“二段加氫”。

1 兩種潤(rùn)滑油加氫工藝流程介紹

1.1 第一種潤(rùn)滑油加氫工藝流程 反應(yīng)部分

加氫處理→高壓汽提→異構(gòu)脫蠟→補(bǔ)充精制工藝反應(yīng)部分流程 見圖1。

1-一段加氫進(jìn)料泵，2-一段反應(yīng)進(jìn)料加熱爐，3-加氫處理反應(yīng)器，4-高壓汽提塔，5-二段加氫進(jìn)料泵，6-異構(gòu)脫蠟反應(yīng)器，7-補(bǔ)充精制反應(yīng)器，8-二段熱高壓分離器，9-二段高壓空冷器，10-二段冷高壓分離器，11-二段循環(huán)氫壓縮機(jī)入口分液罐，12-二段循環(huán)氫壓縮機(jī)， 13-新氫壓縮機(jī)，14-二段熱低壓分離器，15-二段冷低壓分離器，16-循環(huán)氫脫硫系統(tǒng)，17-開工電加熱器。

圖1 第一種潤(rùn)滑油加氫工藝反應(yīng)部分流程

1.2 第二種潤(rùn)滑油加氫工藝流程 反應(yīng)部分

加氫處理→低壓汽提→異構(gòu)脫蠟→補(bǔ)充精制工藝反應(yīng)部分流程 見圖2。

1-一段加氫進(jìn)料泵，2-一段反應(yīng)進(jìn)料加熱爐，3-加氫處理反應(yīng)器，4-一段熱高壓分離器，5-一段高壓空冷器，6-一段冷高壓分離器，7-一段循環(huán)氫壓縮機(jī)分液罐，8-一段循環(huán)氫壓縮機(jī)，9-新氫壓縮機(jī)，10-一段熱低壓分離器，11-一段冷低壓分離器，12-低壓汽提塔進(jìn)料加熱爐，13-低壓汽提塔，14-二段加氫進(jìn)料泵，15-二段反應(yīng)進(jìn)料加熱爐，16-異構(gòu)脫蠟反應(yīng)器，17-補(bǔ)充精制反應(yīng)器，18-二段熱高壓分離器，19-二段高壓空冷器，20-二段冷高壓分離器，21-二段循環(huán)氫壓縮機(jī)入口分液罐，22-二段循環(huán)氫壓縮機(jī)，23-二段熱低壓分離器，24-二段冷低壓分離器，25-循環(huán)氫脫硫系統(tǒng)。

圖2 第二種潤(rùn)滑油加氫工藝反應(yīng)部分流程

1.3 相同的兩種潤(rùn)滑油加氫工藝分餾部分流程

分餾部分工藝流程圖 見圖3。

1-常壓塔進(jìn)料加熱爐，2-常壓分餾塔，3-煤油側(cè)線塔，4-減壓塔進(jìn)料加熱爐，5-減壓分餾塔，6-減一側(cè)線塔，7-減二側(cè)線塔，8-抽真空系統(tǒng)

根據(jù)圖1～3可知：兩種潤(rùn)滑油加氫工藝流程相同之處：可以共用分餾部分工藝流程，由常壓分餾塔、減壓分餾塔、相應(yīng)側(cè)線塔及減壓抽真空系統(tǒng)構(gòu)成，該分餾流程可以根據(jù)不同產(chǎn)品分布作調(diào)整，從而得到目標(biāo)產(chǎn)品；另外，兩種流程都可以共用新氫壓縮機(jī)；

不同之處：第一種加氫工藝流程，循環(huán)氫脫硫指標(biāo)必須達(dá)到H2S含量<20 ppm，兩段加氫反應(yīng)循環(huán)氫共用循環(huán)氫壓縮機(jī)，主要原因是一段加氫Ni-Mo系加氫催化劑可承受循環(huán)氫脫硫后H2S含量<20 ppm的的指標(biāo)，該原因是兩種不同加氫工藝流程的本質(zhì)影響因素；另外，兩段加氫反應(yīng)流出物相互交叉換熱，兩段加氫反應(yīng)的循環(huán)氫氣均進(jìn)入循環(huán)氫脫硫系統(tǒng)；第二種加氫工藝的兩段加氫反應(yīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)各自獨(dú)立設(shè)置，兩段加氫反應(yīng)流出物無交叉換熱，且只有一段加氫反應(yīng)的循環(huán)氫氣進(jìn)入循環(huán)氫脫硫系統(tǒng)，該脫硫系統(tǒng)的高壓脫硫塔設(shè)備相對(duì)較小，且脫硫后的循環(huán)氫中H2S含量控制在500～10000 ppm，二段加氫循環(huán)氫中H2S的含量控制在<15 ppm，此工藝的兩段反應(yīng)系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，操作靈活。

2 兩種潤(rùn)滑油加氫工藝流程主要設(shè)備配置情況對(duì)比

根據(jù)圖1、2中的情況描述，兩種潤(rùn)滑油加氫工藝流程反應(yīng)部分的主要設(shè)備配置情況見表1。

表1 主要設(shè)備配置情況對(duì)比

表1(續(xù))

注：“√”代表需要設(shè)置，“×”代表不需要設(shè)置；

根據(jù)表1可知，第一種潤(rùn)滑油加氫工藝流程反應(yīng)部分需配置的主要設(shè)備功能名稱為17種，第二種需配置為25種，第一種加氫工藝流程主要設(shè)備功能數(shù)量明顯要少一些。

3 兩種潤(rùn)滑油加氫工藝流程的裝置能耗對(duì)比

潤(rùn)滑油加氫裝置能耗主要集中在燃料氣、用電及蒸汽消耗上[2]，以30×104t/a潤(rùn)滑油加氫裝置為例，類似的原料加工，在產(chǎn)品分布及收率、反應(yīng)工藝條件基本一致的條件下，對(duì)兩種加氫工藝流程中的高壓加氫進(jìn)料泵、加熱設(shè)施及壓縮機(jī)的主要能耗情況做對(duì)比說明，詳細(xì)見表2～4；蒸汽消耗主要分布在分餾部分的流程中，故不作比較。

表2 高壓加氫進(jìn)料泵軸功率對(duì)比表

注：以上數(shù)據(jù)來自安徽華東化工醫(yī)藥工程有限責(zé)任公司為遼寧某工廠和浙江某工廠的工程詳細(xì)設(shè)計(jì)資料中的數(shù)據(jù)。

表3 加熱設(shè)施熱負(fù)荷對(duì)比表

注：以上數(shù)據(jù)來自安徽華東化工醫(yī)藥工程有限責(zé)任公司為遼寧某工廠和浙江某工廠的工程詳細(xì)設(shè)計(jì)資料中的數(shù)據(jù)。

根據(jù)圖1及表1可知，第一種加氫工藝的一段、二段共用循環(huán)氫壓縮機(jī)，且壓縮機(jī)均為往復(fù)式，每種壓縮機(jī)需設(shè)置1開1備；擬定兩種加氫工藝中的一段加氫催化、二段加氫催化劑的氫油比分別為1000∶1和800∶1，循環(huán)氫壓縮機(jī)的循環(huán)氣量及軸功率見表4。

表4 壓縮機(jī)軸功率對(duì)比表

注：以上數(shù)據(jù)來自安徽華東化工醫(yī)藥工程有限責(zé)任公司為遼寧某工廠和浙江某工廠的工程詳細(xì)設(shè)計(jì)資料中的數(shù)據(jù)。

根據(jù)表2～4的數(shù)據(jù)對(duì)比，兩種潤(rùn)滑油加氫工藝裝置的高壓泵、壓縮機(jī)、加熱爐能耗統(tǒng)計(jì)表見表5和表6。

表5 高壓泵、壓縮機(jī)、加熱爐 能耗統(tǒng)計(jì)表

從表5中可以看出，第二種加氫工藝的高壓機(jī)泵電耗比第一種多：2180-1450=730kW。

表6 加熱爐燃料氣消耗統(tǒng)計(jì)表

注：上述燃料氣組成按照天然氣熱值為9032 kcal/ Nm3考慮計(jì)算。

從表6中可以看出，第二種加氫工藝的加熱爐燃料氣消耗比第一種多：213-161=52 Nm3/h。

4 兩種潤(rùn)滑油加氫工藝流程的裝置生產(chǎn)操作難度對(duì)比

4.1 裝置開工階段催化劑硫化和還原的操作部序?qū)Ρ?/h3>

第一種潤(rùn)滑油加氫工藝流程，因共用循環(huán)氫壓縮機(jī)的原因，Ni-Mo系加氫催化劑的硫化需要在Pt-Pd系加氫催化劑活化還原結(jié)束后進(jìn)行，開工時(shí)間較長(zhǎng)；在Ni-Mo系加氫催化劑的硫化過程中，需確保Pt-Pd系加氫催化劑不能被H2S>20 ppm循環(huán)氣污染，否則會(huì)損壞Pt-Pd系加氫催化劑的活性；另外，由于兩段反應(yīng)交叉換熱較多，裝置的熱量平衡操作難度大，對(duì)生產(chǎn)操作人員的技術(shù)能力要求高一些。

第二種潤(rùn)滑油加氫工藝流程，一段加氫和二段加氫的循環(huán)氫壓縮機(jī)獨(dú)立設(shè)置，Ni-Mo系加氫催化劑的硫化、Pt-Pd系加氫催化劑活化還原可以同時(shí)進(jìn)行，可縮減開工時(shí)間；且兩段加氫反應(yīng)系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)置，互相不影響，Pt-Pd系加氫催化劑在活化還原過程中不存在H2S的威脅，操作難度小。

4.2 裝置正常生產(chǎn)操作控制及聯(lián)鎖回路數(shù)對(duì)比

根據(jù)安徽華東化工醫(yī)藥工程有限責(zé)任公司為遼寧某工廠和浙江某工廠設(shè)計(jì)的30萬t/a潤(rùn)滑油加氫裝置的詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)資料得知，第一種潤(rùn)滑油加氫工藝的控制回路數(shù)及聯(lián)鎖回路數(shù)比第二種分別多12%和42%，從而導(dǎo)致裝置在正常生產(chǎn)過程中，第一種工藝的生產(chǎn)操作難度加大；

5 小結(jié)

兩種潤(rùn)滑油加氫工藝流程各有優(yōu)缺點(diǎn)，經(jīng)過上述對(duì)比分析可知：

(1)第一種工藝流程主要設(shè)備集成度較高，設(shè)備功能數(shù)量少，裝置軸功率電耗少730 kW，燃料消耗少52 Nm3/h，循環(huán)氫脫硫指標(biāo)須達(dá)到H2S含量<20 ppm，控制回路和聯(lián)鎖回路相對(duì)較多，生產(chǎn)操作難度大；

(2)第二種工藝流程的兩段反應(yīng)系統(tǒng)、循環(huán)氫壓縮機(jī)獨(dú)立設(shè)置，設(shè)備功能數(shù)量和裝置能耗相對(duì)較多一些，但兩段反應(yīng)系統(tǒng)互不影響，工藝流程相對(duì)獨(dú)立，生產(chǎn)操作靈活。