【文档说明】润滑油及其工艺教学第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺课件.ppt，共(96)页，5.653 MB，由小橙橙上传

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教师介绍姓名：陈坤郭爱军中国石油大学应用化学系电话：0532-86983050（办）15154290256邮箱：chenkun@upc.edu.cnajguo@upc.edu.cn档案：http://ccce.upc.edu.

cn/zj_con.aspx?id=234研究方向：重质油化学与热加工重质油高效改质研究石油基附加值碳材料研究1第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺7.2润滑油催化脱蜡工艺7.3润滑油补充精制工艺本次课内容21.范畴：润滑油加氢处理是润滑油生产工艺中较近发展起来的临

氢转化生产工艺2.作用：在氢气和催化剂的存在下，将润滑油基础油中的低黏度指数组分（非理想组分）转化为高黏度指数组分（理想组分），提高基础油的黏度指数第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理

工艺一、润滑油加氢处理工艺概述溶剂精制工艺加氢处理工艺改善润滑油黏温性能等物理过程分离非理想组分化学过程选择性加氢裂化转化非理想组分为理想组分相对于溶剂精制的特点33.与溶剂精制对比的特点：1）在黏度指数相同时，

基础油收率比溶剂精制高2）受原料质量限制较小，可以用廉价的劣质原料作为原料制取高质量润滑油基础油3）基础油黏度指数较高，可达到溶剂精制工艺所达不到的水平（130-140）4）能使残渣油转化为馏分润滑油的基础油5）可得到有价值

的低硫副产燃料第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺一、润滑油加氢处理工艺概述44.发展现状：1）20世纪30年代初，美国莫比尔石油公司，两套25kt/a的加氢装置，发展不大（合成氢成本高，溶剂抽提工艺经济性高）2）60年代东山再起

（加氢工艺改进、廉价氢供应、能源资源紧缺）3）80年代达到顶峰，处理量最大的是雪弗龙公司的里奇蒙炼油厂所属装置（1.525Mt/a）4）我国自1968年以来用加氢处理技术生产润滑油，引入一套二段法工业装置（一段提高黏度指数，二段改善光安定性）5）1965-2000年全球

新增的生产基础油能力中，加氢处理法占50%第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺一、润滑油加氢处理工艺概述54.发展现状：6）近年来，汽车发动机对润滑油燃料经济性、挥发性、剪切安定性的要求越来越严格，需要黏温性能极好的特制基础油（黏度指数大于120）目前只有聚-α

烯烃和加氢处理基础油能够满足，而后者还有价格较低的优势7）到2007年为止，全国润滑油加氢装置5套，加工能力1.5Mt/a中石油3套（兰炼、克拉玛依石化、大庆石化）中石化2套（荆门、高桥石化）加氢基础油实际生产约35

万吨/年第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺一、润滑油加氢处理工艺概述6第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺一、润滑油加氢处理工艺概述5.原料：减压馏分油，

脱沥青油7第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理加氢处理的主要目的是将原料中的低黏度指数组分转化为高黏度指数组分（或是降低凝点）分子结构与黏度指数的关系正构烷烃（最高）带有少分支长烷基侧链

的少环烃类（次之）分支程度不大的异构烷烃（次之）多环短侧链的环状烃类（最差）8第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理1.期望发生的主要反应1）稠环芳烃加氢生成稠环环烷烃的反应R1R2R1R2VI=-

60VI=20凝点>+50℃凝点≥＋20℃9第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理1.期望发生的主要反应2）稠环环烷烃部分加氢开环，生成带长侧链的单环环烷烃或单环芳

烃的反应R1R2R6R5R3R4ORR7R9R8R10VI=20凝点≥20℃VI=110~140凝点≤0℃10第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理1.期望发生的主要反应3）正构烷烃或分支程度低的异构烷烃临氢异构化为分支程度高的异构烷烃（

主要是降低凝点，尽管黏度指数有所损失）VI≈125VI=119凝点19℃凝点-40℃11第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理1.期望发生的主要反应4）脱除氧、氮、硫等杂原子，提高基础油的色度以及色

度安定性，改善产品颜色5）烯烃饱和反应2.不期望发生的主要反应1）正构烷烃和异构烷烃的加氢裂化2）带长侧链的单环芳烃和单环环烷烃的加氢脱烷基反应后果：导致加氢油黏度下降、润滑油收率降低和氢耗量的增加12第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机

理3.反应机理1）稠环芳烃的加氢饱和反应机理以萘为例，说明稠环芳烃加氢饱和反应机理：稠环芳烃的加氢饱和是分步进行的，即只有一个芳烃环完全加氢饱和之后，才对其余芳烃环进行加氢，而每步间芳烃环的加氢-脱氢反应都是平衡状态。典型特点13第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺二

、加氢处理的主要化学反应与反应机理3.反应机理2）稠环芳烃的加氢裂化反应机理以萘为例，说明稠环芳烃加氢裂化反应机理：甲基茚满茚满总的来说，芳烃环必须先加氢生成环烷烃，才能产生环的断裂开环反应。加氢饱和开环异构化开环开环烷基侧链断裂R：H或<C4H9烷基14第七章润滑油基础油的加氢

法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理3.反应机理3）正构烷烃的临氢异构化反应机理常采用Coonradt与Garwood提出的反应机理，按碳正离子学说来解释双功能催化剂各组分的作用及产物分布。示例如下：异构化反应裂化反应加氢-脱氢中心酸性中心1

5第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理3.反应机理异构化反应通过氢原子或甲基转移，使正碳离子的稳定性提高，生成的仲正碳离子将转化为叔正碳离子H转移甲基转移叔正碳离子将H+还给催

化剂的酸性中心后即变成异构烯烃，再在加氢中心上加氢即得与原料分子碳数相同的异构烷烃16第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学反应与反应机理3.反应机理裂化反应遵循β-键断

裂原则：大的正碳离子不稳定，容易在正碳离子（α原子）邻近的β位处发生C-C键断裂，生成一个较小的烯烃（C3或C3以上）和一个新的正碳离子（C4或C4以上），生成的烯烃在氢压下迅速加氢成烷烃17第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺二、加氢处理的主要化学

反应3.反应机理烷烃在双功能催化剂上的反应机理总示意图18第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点1.基础油的收率脱蜡油的黏度指数黏度润滑油原料经加氢处理与苯酚精制过后的收率、黏度指数

1）用相同原料生产黏度指数相同的基础油时，加氢处理基础油的收率明显高于溶剂精制基础油收率19第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点1.基础油的收率原料油（减压馏分油）黏度指数2）两种工艺的基础油收率差值随原料的

黏度指数降低而扩大，溶剂精制工艺在原料黏度指数小于50时，经济性就不能通过了5320第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点2.基础油的质量1）基础油黏度指数高实际上利用加氢处理能生产特高黏度指数基础油(VI，120~130)和超

高黏度指数基础油（VI>130），并且加氢处理工艺生产的特高VI基础油所具有的黏度指数、低温黏度及挥发度等与同一黏度等级的聚α-烯烃（PAO）合成基础油很相似，但成本较低，是用来调配低黏度多级油的合宜基础油。黏度指数21第七章润滑油基础

油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点2.基础油的质量2）较低的挥发度基础油的挥发度是影响发动机油耗的主要因素，相同黏度条件下，加氢处理油的挥发度低于溶剂精制油多级油基础油的蒸发损失22第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺三

、加氢处理的工艺特点2.基础油的质量3）对添加剂具有较好的感受性加氢处理油对抗氧剂的感受性特别好加有0.5%T501（2,6-二叔丁基对甲酚）的HVI650基础油旋转氧弹试验加氢处理油：>400min溶剂精制油：197min对抗氧剂感受性好23第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处

理工艺三、加氢处理的工艺特点2.基础油的质量4）基础油的光安定性差加氢油在光照下产生沉淀，比溶剂精制油差如我国新疆原油的加氢处理基础油用紫外光照射2小时就变浑浊，而溶剂精制油64小时才变浑浊加氢处理油都存在光安定性，与原料性质和加工深

度无关油泥稠环芳烃加氢饱和反应机理与光安定性24第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点2.基础油的质量4）基础油的光安定性差光安定性差的原因：稠环芳烃完全加氢很难，多为部分加氢，其安定性比未加氢多环芳烃差

得多。其本征原因是芳并环烷环α位比较活泼，容易受到受到激发产生自由基。25第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点2.基础油的质量4）基础油的光安定性差加氢处理油光安定性的解决途径：

溶剂精制：糠醛精制，NMP（N-甲基吡咯烷酮）精制加氢后处理：高压加氢补充精制（实质是芳烃加氢饱和）白土补充精制与溶剂精制油调和加入光稳定剂26第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺三

、加氢处理的工艺特点2.基础油的质量4）基础油的光安定性差经过加氢后处理，将少量部分饱和多环芳烃中的环烷芳烃混合环进一步加氢饱和生成光安定性好的环烷环，消除了化学活性较强位，加氢油的光安定性得到显著的改善27第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润

滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点3.副产品的质量好加氢处理工艺生产基础油的同时，还得到一些低沸点产品。如气态烃、汽油馏分和柴油馏分油。副产燃料由于经历脱硫、异构化等反应，可作优质燃料。汽油馏分富含环烷烃，是优质的重整原料。煤油馏分芳烃含量极低，烟点很高，可作灯用煤油和优质喷气燃料。

柴油馏分是低凝、低硫柴油，十六烷值高。溶剂精制工艺的副产品是价值较低的重芳烃抽出油28第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺三、加氢处理的工艺特点4.工艺灵活性高可以加工各种原油生产的馏分油和脱沥青油，受原料来源限制小可以与加氢裂化联合，加工加氢裂化产生尾油，生产

润滑油基础油的同时，还能生产汽油、煤油、粗柴油，可通过调节操作条件改变润滑油和燃料油的比例。29第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺四、润滑油加氢处理的催化剂具有芳烃加氢饱和的功能具有多环环烷烃选择性加氢开环的

功能具有脂链烷烃和环烷烃的异构化的功能具有非烃破坏加氢的功能。加氢处理催化剂由加氢组分和具有裂化性能的酸性载体组成的双功能催化剂，并且这两种功能应尽量达到平衡，才能达到收率高、质量好、运转周期长的目的。基本原则：加氢处理催化剂的裂化活性不能比加氢活性大很多，否则加氢

前侧链大量断裂，减少了基础油收率。但是裂化活性也不能太低，否则不足以使加氢饱和的芳烃发生开环反应。30第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺四、润滑油加氢处理的催化剂加氢组分的作用：使原

料中的芳烃，尤其是多环芳烃进行加氢饱和使烯烃，主要是裂化反应生成的烯烃迅速加氢饱和对非烃破坏加氢的作用1）加氢处理催化剂的加氢组分常用的加氢组分按活性排序如下：Pt，Pd>Ni-W>Ni-Mo>Mo

-Co>W-Co加氢活性高，但不耐硫工业上加氢处理催化剂的活性组分，需预硫化加氢效果都具有较好的活性和选择性，Ni-W型效果更好，在反应温度和产物收率方面更有优势31第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油

加氢处理工艺四、润滑油加氢处理的催化剂1）加氢处理催化剂的加氢组分在加氢金属组分含量方面，高金属总含量的催化剂，具有较高的加氢处理综合活性，体现在降低反应温度等方面。美国海湾石油公司认为，金属含量应大于20%，最好在30-50%之间，壳牌公司甚至还研制了金属含量58.4%的催化剂

32第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺四、润滑油加氢处理的催化剂1）加氢处理催化剂的加氢组分当金属总量在一定范围内时，优选的加氢活性对应一定的金属配比范围：33第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺四、润滑

油加氢处理的催化剂2）加氢处理催化剂的酸性载体酸性载体的作用：加氢处理催化剂中的裂化组分促进C-C键的裂化和异构化：使多环环烷烃选择性加氢开环（裂化）直链烷烃和环烷烃异构化（异构化）工业加氢处理催化剂采用的载体组分主

要有两类：SiO2-Al2O3（高裂化活性），与燃料油的加氢催化剂不同（SiO2较低，一般<30wt%）加氟的Al2O3（低裂化活性），生成油黏度指数提高，碘值降低，（最佳含量为1%-4%）一般倾向于（倾向于中等强度酸性-含氟硅铝），但是根据实际的

原料也会作出调整，对于含芳烃较多的原料应该用较强酸度的载体，对于石蜡基原料，则应该用低酸度载体34第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺五、加氢处理的工艺条件1.加氢处理工艺的操作条件（高温高压）温度：350～430℃压力：>15MPa(常有20~Mpa)液时空速

：0.3~1.0h-1氢油比：1000~1800：1(m3/m3)氢耗：190~340m3/t35第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺五、加氢处理的工艺条件2.加氢处理的影响因素1）温度的影响温度升高，裂化增多，产品收率降低，

反应转化率高新鲜催化剂，活性高，反应温度低，使用一段时间后活性下降，应提高反应温度2）压力的影响压力高，反应转化率高，烯烃和芳烃被饱和的多，产品质量好，但操作费用高压力低，催化剂失活加快3）空速的影响空速低，反应时间长，反应转化率高，产品质量好，但处理量降低

。空速高，反应温度必须提高，基础油收率降低，同时氢分压也要提高到不经济的程度。36第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺五、加氢处理的工艺条件2.加氢处理的影响因素所选操作条件取决于对加

工深度的要求。调节反应深度主要是通过温度和空速两个参数，而压力和氢油比在工艺设计中确定之后，在生产中就不大改变加工深度取决于产品质量和原料性质：在处理劣质原料或制取具有类似聚-α烯烃合成油的各种优点的特高黏度指数加氢处理基础油时，需要较深的加工深度及较苛刻的操作条件37第七章

润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺五、加氢处理的工艺条件3.加工深度与原料性质的关系低黏度指数原料也能生产高黏度指数的产品，但是产品黏度指数相同时，黏度指数最高的原料所得润滑油总收率最高，一般来说，润滑油基础油黏度指数每提高1个

单位，其收率将降低1%采用加氢工艺处理低质原料油生产优质润滑油技术可行，经济性不一定可行（全面核算成本与产效）38第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程1.一段加氢处理流程采用加氢工艺处理，生产润滑油基础油时，一

段加氢处理工艺流程是基础，通过选择性加氢裂化改善基础油的黏度指数。为改善加氢处理油的光安定性，需增设后处理段。工业上常用的工艺流程除一段加氢处理流程外，还有两段加氢流程和加氢处理与溶剂精制结合的流程。特点：一个反

应器，常、减压蒸馏塔各一个，流程短。低分从反应器到常减压塔的中间设备39第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程1）一段加氢处理流程实例：该装置以科威特原油的

中质和重质馏分油和丙烷脱沥青油的混合油为原料，按宽馏分进料生产中性油及光亮油等润滑油基础油。40第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程2）一段加氢处理流程实例：该装置以西弗吉尼亚和俄亥俄州产的石蜡基低硫

原油为原料生产润滑油基础油，采用的是较窄的单独馏分。单独窄馏分分别处理41第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程2.两段加氢处理流程特点：一段加氢裂化—常减压蒸馏—脱蜡—高

压加氢补充精制加氢裂化减压馏分油常减压蒸馏脱蜡高压加氢补充精制通常以第一段进行加氢裂化反应，确定基础油的黏度指数与收率水平，以第二段进行加氢反应，主要是调节芳烃含量和芳烃分分布，提高基础油光安定性，通常在两段之间加溶

剂脱蜡42第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程两段加氢处理实例：该装置加拿大西部油田所产原油的轻质减压馏分油、重质减压馏分油和丙烷脱沥青油为原料生产润滑油基础油43第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油

加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程二段加氢处理：高压加氢补充精制目的：在加氢处理后、催化脱蜡后使用，可提高润滑油的光安定性原料：加氢裂化油，加氢处理油，催化脱蜡油。特点：低温（200~250℃），高压（12~17MPa，常在20MPa以上）主

要反应：环烷-芳烃混合环饱和，烯烃饱和活性组分：主要是贵金属型，Pt、Pd，也有用周期系Ⅵ-B族加Ⅷ族元素载体：中性载体，如中性氧化铝，活性炭。44第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程3.加氢处理与溶剂精制相结合流程这种流

程中加氢处理进料先部分或全部通过溶剂精制后，再进行加氢处理。进料中部分难以加氢裂化的重芳烃被预先抽屉除掉，基础油收率较高。视不同工艺所得油品的光安定性好坏，再确定是否进行后处理特点：溶剂精制—加氢处理—常减压蒸馏—脱蜡45第七章润

滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺六、加氢处理的工艺流程3.加氢处理与溶剂精制相结合流程上述由壳牌公司提出的混合工艺由三种不同的工艺路线组成：1）轻质馏分油只溶剂抽提，不加氢处理，2）重质馏分油的经过缓和溶剂抽提，再经缓和加氢处理，3）脱沥青油不溶剂抽提，只加氢处

理。优点1：缓和溶剂抽提可在高选择性的基础提高收率，降低后续加氢工艺苛刻度优点2：溶剂抽提与加氢协同作用，使得加工工艺对于原料的选择灵活度大大提高，保证原料性质稳定46第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺7.2润滑油催化脱蜡

工艺7.3润滑油补充精制工艺本次课内容471.范畴：润滑油临氢催化脱蜡（后简称催化脱蜡）也称润滑油临氢降凝，是不同于传统的润滑油溶剂脱蜡工艺的脱蜡工艺2.作用：在氢气和催化剂的存在下，进行选择性加氢裂化或临氢异构化，将润滑油中的蜡脱除或转化，以降低润滑油的凝点（倾点）

3.原料：溶剂精制油，加氢处理油，蜡油等第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺一、润滑油临氢催化脱蜡工艺概述484.发展现状：1）20世纪60年代，国内外陆续开展催化脱蜡代替溶剂脱蜡的研究工作2）70年达后期实现其工业

化：英国石油公司开发的BP工艺于1977年3月在美国埃克森公司贝敦炼油厂实现工业化Mobil公司将ZSM-5分子筛应用于润滑油催化脱蜡工艺,第一套MLDW装置于1981年实现工业化我国于1973年完成了两段法润滑

油临氢降凝技术的工业试验，1980年改为一段高压选择蜡裂解工艺第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺一、润滑油催化脱蜡工艺概述494.发展现状：3）20世纪90年代以来，催化剂的发展导致加氢异构化工艺产生：1993年世界上第一套采用贵金属-择型沸石的异构脱蜡催化剂在

美国Richmand炼厂工业化Mobil公司的MSDW技术也于1997年在新加坡的Jurong（裕廊）炼厂工业应用，目前使用MWI工艺Chevron公司1985年开始研究异构脱蜡催化剂，第一代IDW工艺于1993年实现工业化，Chevron公司工业

装置最多,最具有代表性石油化工科学研究院的RIW工艺和抚顺石油化工研究院开发FIDW工艺第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺一、润滑油催化脱蜡工艺概述50装置建设投资、操作及维修费都低：有

氢源的炼厂可节约投资50%，操作费用低40%原料选择灵活性大：可加工含蜡量低的油，也可加工含蜡量高的油。既可加工柴油馏分，也可加工减压馏分油和脱沥青油的溶剂精制抽余油及加氢处理油，可从石蜡基原料生产倾点极低（-40-50℃）的基础油，而溶剂脱蜡则不能工艺较简单，操作条件缓和，便于操作

润滑油收率高，比溶剂脱蜡高10～15%（体积分数）相对于溶剂脱蜡油，催化脱蜡油黏度指数有所降低，黏度有所提高，低温性能更好，高温性能一样第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺一、润滑油催化脱蜡工艺概述5.催化脱蜡相比与溶剂脱蜡的特点（以MLDW工艺为例）溶剂脱蜡原

理51理想的脱蜡催化剂的要求：具有良好的选择性从润滑油馏分混合烃中，将高熔点石蜡（正构石蜡烃及少侧链异构烷烃）裂解生成低分子烷烃从原料中除去或异构成低凝点异构石蜡烃，使凝点降低尽量保留润滑油的理想组分不被破坏，以保证高的润滑油收率催化脱蜡所采用的催化

剂都是双功能催化剂，具有加氢组分和酸性组分，但与加氢处理所用催化剂的组成不同第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺二、催化脱蜡的催化剂521.催化脱蜡催化剂活性组分1）贵金属元素（主要）常用的是Pt、Pd，效果好，但不耐硫，所以采用贵金属型催化剂的工艺

脱蜡之前有预加氢反应器来脱除原料中的硫氮等杂质。贵金属含量0.5~1%。2）非贵金属元素Zn、Ni、Mo等元素，耐硫，金属助剂第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺二、催化脱蜡的催化剂催化脱蜡催化剂活

性组分与加氢处理催化剂的不同532.催化脱蜡催化剂载体——沸石主要是酸性载体：沸石分子筛原因：沸石具有均匀而有规则的孔道，对正构石蜡烃具有较好的选择性裂化性能第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺二、催化脱蜡的催化剂542.催化脱蜡催化剂载体——沸石1）丝光沸石——N

a8[(AlO2)8(SiO2)40天然丝光沸石的主孔道所能吸附的最大分子是乙烯（动力学直径仅0.39nm），吸附孔径小于丝光沸石的十二员氧环大孔（0.67nm）合成的大丝光沸石吸附的最大分子则为甲苯第七章润滑油基础油的加氢法生产工

艺7.2催化脱蜡工艺二、催化脱蜡的催化剂无定形物阻塞孔道0.5mm552.催化脱蜡催化剂载体——沸石2）ZSM沸石——（TPA，Na）2O·Al2O3·5~10SiO2·YH2OZSM型沸石是一类择

形高硅沸石，属于十员氧环中孔沸石体系，常用的是ZSM-5沸石，孔径约0.55nm,适合正构烷烃进入第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺二、催化脱蜡的催化剂TPA：四丙基铵阳离子562.催化脱蜡催化剂载体3）SAPO-11分子筛孔径0.5nm，适

合正构烷烃进入，SAPO分子筛是继天然沸石、ZSM-5后第3代分子筛，由AlO4、PO4、SiO43种四面体构成的三维骨架结构，呈负电性，并有质子酸性。第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺二、催化脱蜡的催化剂572.催化脱蜡催化剂载体4）氢型沸石原形

沸石需要转化为氢型沸石，才能赋予沸石作为酸性组分所需的酸性实现氢化改质的原理，主要是利用沸石的离子交换性能，用H+离子对原形沸石中的Na+离子进行交换。一般采用铵处理或者酸处理酸处理会使沸石脱掉一定的铝，提高硅铝比，降低了骨架电荷和极性，进而带来对烃类具有选择性吸附性能

的特点，HZSM-5具有从烷烃、芳烃及环烷烃中优先吸附正构烷烃，特别是高分子量正构烷烃的性能。第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺二、催化脱蜡的催化剂581.正构烷烃的择形加氢裂化在金属/沸石载体组成的

双功能催化剂作用下，只对蜡组分进行加氢裂化，而对润滑油其它组分不裂化或裂化很少。2.正构烷烃的异构化在有氢气存在的条件下将正构烷烃异构化，降低凝点。第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2加氢异构脱蜡三、催化脱蜡反应机理593.催化剂载体的择形催化长链正构烷烃的

择形催化是润滑油催化脱蜡降低润滑油倾点的基础择形催化含义：将化学反应与沸石吸附及扩散特性结合，改变已知反应的反应途径及产物选择性，使得仅针对蜡组分能够进行加氢裂化、异构化等反应成为可能。择形催化的具体体现：分子筛效应传质选择性过渡态选择性第七章润

滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺三、催化脱蜡反应机理八面沸石孔道601）分子筛效应分子筛效应含义：指沸石按其有效直径大小来决定，对不同大小和形状分子的取舍加以分离的效应。第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工

艺三、催化脱蜡反应机理反应物选择性：正己烷（直径0.49nm）和2-甲基戊烷（直径0.59nm），在氢型毛沸石（0.36*0.52nm）上裂化时，转化率为52%及1%产物选择性：正己烷在LindeCaA（0.5nm），裂化产物多为正丁（戊）烷，几乎没有异构烃6

12）传质选择性传质选择性含义：反应分子进入沸石内孔后，由于原料及产物的相对扩散速率的差异而产生选择作用，特别是当反应物和产物分子直径与沸石孔径接近时，扩散与一般气相扩散和Knudsen扩散不一样，与分子内部运动有关，称之为构型扩散，大多发生在0.4-10nm范

围内第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺三、催化脱蜡反应机理构型扩散效应对多支链烷烃裂化慢负主要责任623）过渡态选择性过渡态选择性含义：分子能够进入沸石，原料及产物也能孔道内扩散，但是生成最终产物所需的过渡

态（反应中间物）比反应物或产物大，受空间所限，不能有效形成过渡态，此时反应不能进行，这种选择性取决于沸石的孔径和结构。实例：烃类在HZSM-5催化剂上的反应，即使在无加氢组分及不临氢条件下，裂化反应也能

维持较长的反应周期而不结焦，这种非凡的低生焦稳定性，在于孔道空间上难以形成庞大的焦炭前驱物（稠环芳烃）。第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺三、催化脱蜡反应机理631.MLDW工艺Mobil公司的技术（全球14套）特点：选择性加氢裂化，有两

个反应器，第一个反应器装有ZSM-5沸石为基础的催化剂，进行选择性加氢裂化脱蜡，第二个反应器装有加氢精制催化剂来进行补充精制，提高产品的安定性。第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺四、催化脱蜡工艺流程催化脱蜡

工艺采用的是固定床反应体系，其流程与加氢处理工艺一次性通过流程基本相同，反应产物经分离和汽提后即为脱蜡油。MSDW技术改进了ZSM-5的十元氧环体系沸石,并填加了贵金属,使长链正构烷烃加氢异构化及选择性加氢裂化反应，6套MWI技术以含油蜡（蜡膏），采

用加氢异构化，专门生产超高黏度指数基础油，中试阶段64第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺四、催化脱蜡工艺流程MLDW催化脱蜡工艺流程图工艺条件第一反应器反应温度：320~370℃反应压力：1.7～21MPa空速：0.5~1h-1氢油比：89～

890m3/m3氢耗量：17.8~35.6m3/m3652.BP工艺BP公司的技术英国石油公司是最早研究异构脱蜡技术的公司之一。工艺流程与MLDW相似，采用贵金属催化剂，主要是选择性加氢裂化，适合处理轻质原料及含蜡量少的原料与MLDW相

比流程基本相同，却别在于：采用的是一段加氢脱蜡，二是设有循环气处理装备第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺四、催化脱蜡工艺流程66第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺四、催化脱蜡工艺流程BP催化脱蜡工艺流程

图工艺条件第一反应器反应温度：288~399℃反应总压：3.5～21MPa，氢压：2.1~10.6MPa空速：0.5~1h-1氢油比：356～890Nm3/m3氢耗量：17.8~160Nm3/m367第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7

.2催化脱蜡工艺四、催化脱蜡工艺流程BP工艺主要加工环烷基油料，脱蜡油倾点可降至-43ºC，分别用于制取冷冻机油、变压器油和液压油加工石蜡基油料时倾点降低幅度较小，因而需先经部分溶剂脱蜡，再用BP工艺催化脱蜡所用Pt/HM（氢型丝光沸石）

催化剂只适合用来处理含正构蜡较多的轻、中质油料；而不适合微晶蜡较多的重质油料-光亮油为什么BP工艺采用的催化剂不适合处理微晶蜡较多的重质原料683.ISODEWAX工艺Chevron（雪弗龙）公司的技术，全球约20套，目前应用最多在将蜡裂解的同时，将大量蜡异构化，兼有对低黏度指数组分进行改质

。特别适合生产UHVI（≥130），VHVI（120-130）基础油。原料：蜡膏，溶剂精制减压馏分油。催化剂：脱氮催化剂（Mo-Ni型），脱硫、脱氮、脱金属用，预精制原料贵金属型异构化脱蜡催化剂贵金属

型高压加氢补充精制催化剂。第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺四、催化脱蜡工艺流程69第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺四、催化脱蜡工艺流程ISODEWAX工艺流程图工艺条件加氢脱氮、脱金属：温度330~39

0℃，压力13～14MPa；脱蜡：反应温度：350~390℃，压力12～14MPa;补充精制：反应温度200~240℃，压力12～13MPa704.抚顺石油三厂工艺与Chevron工艺相近，效果差一些。主要是加氢裂化原料：大庆减压馏分蜡油及其加氢裂化尾油，也可

以是二者的混合料原料：蜡膏，溶剂精制减压馏分油。第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺四、催化脱蜡工艺流程71第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺四、催化脱蜡工艺流程抚顺石油三厂工艺流程图工艺条件一段法临氢降凝操作条件氢分压：14.7MPa（总压17.6MP

a，氢纯度80%）反应温度：360~430℃;氢油体积比：800~1500:1；空速：1.0～2.0h-172第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.2催化脱蜡工艺五、催化脱蜡油的性能特点脱蜡油黏度指数高

。一般VI>100,甚至达到130以上，如ISODEWAX.脱蜡油凝固点低。可低于-20℃。脱蜡油氧化安定性好。诱导期可大于330分钟（溶剂脱蜡、精制油只有200分钟左右）脱蜡油颜色浅，硫、氮含量极低（几个PPM)脱蜡油收率高，一般高于70%。73第七章润滑油基

础油的加氢法生产工艺7.1润滑油加氢处理工艺7.2润滑油催化脱蜡工艺7.3润滑油补充精制工艺本次课内容741.范畴：加氢补充精制是润滑油补充精制现时并存的两种工艺之一（还有一种是白土补充精制），由于减压蒸馏技术、溶剂精制过程、加

氢处理/脱蜡过程的进步和完善，补充精制在润滑油生产中的作用日趋减小2.原料：溶剂精制脱蜡油，加氢处理油，催化脱蜡油3.特点：低压（2-4MPa）、低温（210~300℃）、大空速（1.0~2.5h-1）4.作用：有望代替白

土补充精制，脱出精制、脱蜡后油料中残存的含硫、氧、氮等杂质，改善润滑油的安定性与颜色，基本不改变油料的烃类结构及组成第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺一、润滑油补充精制工艺概述75润滑油加氢补充精制不同于加氢处理

，是在较为缓和条件下进行的加氢过程，主要是非烃破坏加氢，主要的化学反应如下：第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺二、主要化学反应1.含氧化合物加氢生成水和烃：酸性物质脱除，脱氧率达90%以上76润滑油加氢补

充精制不同于加氢处理，是在较为缓和条件下进行的加氢过程，主要是非烃破坏加氢，主要的化学反应如下：第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺二、主要化学反应2.含硫化合物加氢生成H2S和烃：脱硫率可达70%以上77润滑油加氢补充精制不同

于加氢处理，是在较为缓和条件下进行的加氢过程，主要是非烃破坏加氢，主要的化学反应如下：第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺二、主要化学反应3.含氮化合物加氢生成NH3和烃：脱氮能力较差，只有20%左右78国内外润滑油加氢补充精制催化剂的开发应用均是在燃料油加氢催化剂

的基础上进行的第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺三、加氢补充精制催化剂1.催化剂的组成主要由活性组分及载体组成，有的还有助催化剂。催化剂的加氢活性取决于所用活性组分，裂解活性取决于载体，助剂则改善催化剂选择性、稳定性等。1

）活性组分Fe-Mo型,Co-Mo型,Ni-W型,Ni-Mo型,Fe-Co-Mo型（金属硫化物、混合型效果优于单组分）Co-Mo型多用于含硫较高的原料Ni-Mo型用于氮含量较高的原料（主导地位），脱氮和脱稠

环芳烃效果好Fe-Co-Mo型加氢条件缓和，压力仅2MPa，氢耗小，寿命长，但精制深度浅，灵活性小79国内外润滑油加氢补充精制催化剂的开发应用均是在燃料油加氢催化剂的基础上进行的第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺三、加氢补充精制催化剂1.催化剂的组成2）载体中性

载体：氧化铝（γ-Al2O3），活性炭，硅藻土酸性载体：硅酸铝，活性白土，分子筛80第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺四、加氢补充精制工艺流程图流程一般包括原料处理、加氢反应及生成油后处理三大部分。原料经过滤

、脱气预处理（去除杂质、微量水、溶剂及溶解的空气），原料与新氢和循环氢混合，然后换热，进加热炉，进固定床反应器，反应产物与原料换热后进入高压分离器，分理出氢气（循环），分离后精制油进入低分，分理出残留氢气及轻烃，分离后油品经过汽提干燥，过滤后出装置。DEA：二乙醇胺8

1第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺五、加氢补充精制工艺操作参数1.温度及影响一般操作温度210～300℃，视原料性质和催化剂活性而定新鲜催化剂活性高，宜低温操作，使用一段时间后，提高温度，提高活性温度升高，裂化反应增加，催化剂易结焦，但温度越高，对脱硫、脱氮越有利

82第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺五、加氢补充精制工艺操作参数1.温度及影响脱硫一般都有最佳温度，这个最佳温度随原料的加工而增高。而脱氮，在加氢补充精制温度范围内，温度越高，对脱氮越有利

。1）脱硫、脱氮83第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺五、加氢补充精制工艺操作参数1.温度及影响2）安定性润滑油基础油的颜色、安定性、酸值等质量的好坏，基本上是由油中氧化物、氮化物、稠环芳烃及胶质、沥青质的含量多少所决定的浅度加氢精制条件下，精制油品

的氧化安定性一般不好无论哪种原料，脱氮度越高，油品的氧化安定性越好，二者成正比关系84第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺五、加氢补充精制工艺操作参数1.温度及影响3）润滑油凝点回升润滑油料经加氢补充精

制后，产生不同程度的凝点回升对同一种催化剂和同一种原料，温度越高油品凝点回升幅度就越大原因未明85第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺五、加氢补充精制工艺操作参数2.压力及影响2-4MPa，压力在低

温时对脱硫影响大，而在高温时对脱硫影响小。压力对脱氮影响大加氢压力越高，越利于提高产品的质量。压力的选择要考虑催化剂的性能、其他操作条件、原料质量和要求达到的产品质量、装置投资和操作费用86第七章润滑油基础油的加

氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺五、加氢补充精制工艺操作参数3.空速及氢油比1.0-2.5h-1。空速大，停留时间短。视原料性质和催化剂活性决定空速的大小由于反应耗氢量少、反应热小、积炭速度慢，因而氢油比较小，一般在50~150m3/m3反应温

度在润滑油加氢精制工艺操作参数中占主导地位反应温度占主导地位87第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺六、加氢补充精制与白土补充精制之比较加氢补充精制优缺点加氢补充精制油光安定性差加氢精制油凝点回升严重工艺过程简单操作方便油品收率高没有白土污染缺点

优点88第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺六、加氢补充精制与白土补充精制之比较白土补充精制加氢补充精制各有千秋脱硫：加氢优于白土脱色：加氢优于白土降低酸值：加氢明显优于白土脱氮：白土优于加氢产

品氧化安定性：白土优于加氢产品凝点回升：白土小，加氢大89第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺七、加氢补充精制与高压补充精制之比较小结1.目的：加氢补充精制：脱除精制、脱蜡后油料中残存的非烃杂质，改善油品安定性

和颜色高压加氢补充精制：在加氢处理后、催化脱蜡后使用，加氢饱和，主要提高润滑油的光安定性2.原料：加氢补充精制：溶剂精制脱蜡油，加氢处理油，催化脱蜡油高压加氢补充精制：加氢处理油90第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充

精制工艺七、加氢补充精制与高压补充精制之比较小结3.工艺条件：加氢补充精制：低压（2-4MPa）、低温（210~300℃）高压加氢补充精制：高压（12~17MPa，常超20MPa）、低温（200~250℃）4.主要反应：加氢补充精制：非烃破坏加氢

高压加氢补充精制：环烷-芳烃混合环（氢化芳烃）饱和、烯烃饱和91第七章润滑油基础油的加氢法生产工艺7.3润滑油补充精制工艺七、加氢补充精制与高压补充精制之比较小结5.催化剂活性组分：加氢补充精制：Co-Mo型、Ni-Mo型（硫化态）高压加氢补充精制：主要是贵金属型，Pt，

Pd，也有用周期系Ⅵ-B族加Ⅷ族元素6.催化剂载体：加氢补充精制：中性载体：氧化铝（γ-Al2O3）高压加氢补充精制：中性载体：（γ-Al2O3）、活性炭等92基础油生产工艺对比（加氢法vs传统法）1：基本单元原料油▬▬▬►提高黏度指数▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬►脱蜡▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬

▬▬►后精制▬▬▬▬▬▬▬▬►基础油目的增加黏度指数改善低温流动性改善安定性传统工艺物理过程把低黏度指数抽提掉把蜡过滤掉把活性分子吸附掉加氢工艺化学转化把低黏度指数分子裂化或升级通过裂化/异构化把蜡除去或改变为油把活性分子转化、饱和93

基础油生产工艺对比（加氢法vs传统法）2：油品组成变化分子类型黏度指数传统工艺加氢工艺正构烷烃175大部分除掉裂化或异构化异构烷烃155部分除掉大部分保留单环环烷烃142大部分保留大部分保留双环和多环环烷烃70大部分保留开环，多环

向少环转化单环和双环芳烃<50大部分保留加氢饱和，开环稠环芳烃<0部分除掉加氢饱和，开环含硫化合物/大部分除掉转化为H2S除掉含氮化合物/大部分除掉转化为NH3除掉含氧化合物/大部分除掉转化为H2O除掉胶质很低大部分除掉转化为低分子烃类沥青质很低全部除掉转化为低分子烃类其

它非理想组分/大部分除掉转化为低分子烃类94思考题1.润滑油加氢处理工艺有何作用2.加氢处理过程中不期望发生的主要反应有哪些3.加氢处理过程中不期望发生的反应会带来什么后果4.以萘为例，写出稠环芳烃加氢与稠环芳烃加氢裂化的反应机理5.从基础油收率角度来讲，加氢处理工艺相较于

溶剂基础工艺有何特点6.简述基础油光安定性差的原因，并列举解决办法7.润滑油加氢处理催化剂有何功能8.加氢处理催化剂的裂化活性不能比加氢活性大很多的原因是什么95思考题9.加氢组分在加氢处理催化剂中有何作用10.加氢工艺中异构脱蜡有何作用11.催化脱蜡催化剂载体有哪

几种12.相较于溶剂脱蜡，异构脱蜡有何特点13.何为择形催化，有哪些具体表现14.润滑油加氢补充精制的主要化学反应有哪些15.加氢补充精制工艺流程一般包括哪几大部分16.加氢补充精制与白土精制相比较有何优缺点96