混合癸烯制备润滑油加氢工艺技术应用研究

葛宝义

摘要：进行混合癸烯制备润滑油加氢工艺技术应用研究，其目的是为了降低合成润滑油的溴值。文章先分析催化剂物化性能与硫化，再分析加氢的工艺条件，并在此基础上对PAO加氢进行分析。

关键词：石油化学工程；混合癸烯；润滑油；加氢工艺

由于PAO合成润滑油具有优良的低温性能、高温氧化安定性以及高粘度指数，因此受到人们广泛的重视。

1 催化剂物化性能与硫化

1.1 催化剂物化性能

加氢催化剂有很多种，文章是以选取Mo和Ni作为加氢催化剂。加氢催化剂的样品的装填量为20mL。这种催化剂物化性能是：该催化剂的外观看起来像三叶草，它的直径在2.4mm至3.0mm之间，其堆积密度在0.7至1.1g·cm-3之间。经检测，该催化剂的径向抗压碎力≮300N·cm-1，孔容在0.2至0.4mL·g-1之间，比表面积≮150.0m2·g-1，ω（MoO3）=19.0%～23.5%，ω（NiO）=3.5%～4.8%。

1.2 催化剂硫化

催化剂硫化的具体过程为：先以40℃·h-1的速率将温度上升到150℃，然后再开始进硫化油。在这个过程中要注意，必须先将150℃保持在两个小时，然后再以8℃·h-1速率升温230℃并保持恒温8个小时。8个小时过后再以8℃·h-1速率将温度上升到290℃并恒温4个小时。4个小时过后，再以8℃·h-1速率将温度上升到310℃并恒温8个小时。8个小时过后，就可以开始进过渡油。同时，再以18℃·h-1速率将温度降低到200℃。硫化结束后，改用稳定进油，在催化剂活性稳定条件下，进行加氢工艺条件试验。

2 加氢工艺条件

2.1 反应温度

我们在氢压3.50MPa、空速0.81h-1以及氢油体积比为600∶1的前提下，来检测不同反应温度时该合成润滑油的溴值变化情况。从表1就可看出，当温度逐渐上升时，溴值却越来越低。

2.2 氢压

如表2所示，当氢压为4.0MPa时，溴值降到最低。由热力学可知，加大氢压有利于加速加氢的反应。但是氢压不能超过一定的度，若超过了那个度，再继续增加氢压，既浪费了资源又没有多大的效果。因此，在生产中一定要选用最合适的氢压值。

2.3 氢油体积比

由表3可以看出，当氢油体积比较低时，若对氢油体积比进行增加时，则会对精制效果产生较大的影响。从表3可以得出，最适宜的氢油体积比为550：1。

3 PAO加氢

（1）加氢前合成润滑油的性质选取。合成润滑油进行加氢实验的样品是粘度为10mm2/s-1以及v100℃。检测合成润滑油样品的方法以及其测定之后的理化性质是：溴值/gBr/100goil用SH/T0236的试验方法进行检测，其测定值为2.80；运动粘度/mm2/s-1（100℃）用GB/T265的试验方法进行检测，其测定值为10.05；粘度指数用GB/T2541的试验方法进行检测，其测定值为134；闪点（开口）/℃用GB/T3536的试验方法进行检测，其测定值为234；倾点/℃用GB/T3535的试验方法进行检测，其测定值为-55；残碳/%用GB/T265的试验方法进行检测，其测定值为10.05；水分/ppm用GB/T260的试验方法进行检测，其测定值为14.99；旋转氧弹/150℃/min用SH/T0193的试验方法进行检测，其测定值为219；酸值/mgKOH/g用SH/T0251的试验方法进行检测，其测定值为0.12；密度（20℃）/kg/m3用GB/T1884的试验方法进行检测，其测定值为873.15。

从数据中我们可以看出合成润滑油的分子量分布范围非常窄，从而可以得出结论它的催化剂的聚合行为是规整的。

（2）反应温度的影响。在反应温度（℃）分别为220、240、260、280和300的条件下，合成润滑油加氢不同项目的数据分别为：溴值/gBr/100goil的数值分别为0.280、0.100、0.089、0.083和0.090；运动粘度/mm2/s-1（100℃）的数值分别为8.85、7.76、7.90、7.83和7.77；粘度指数的数值分别为135、132、128、125和123；闪点（开口）/℃的数值分别为231、233、228、229和223；倾点/℃的数值分别为-53、-49、-54、-49和-50；密度（20℃）/kg/m3的数值分别为871、870、874、869和867；水分/ppm的数值分别为19、22、17、37和27；液收/%的数值分别为96.6、95.3、95.8、93.7和92.8。

从数据中可以知道反应温度对于癸烯的加氢活性具有较大的影响，并随着温度的不断增高，其溴值、运动粘度以及粘度指数也越之降低。从中可以得出结论：最适宜的加氢温度应在240℃至260℃之间。

（3）反应压力的影响。加氢饱和反应是一种分子数目减少的反应。其中若是压力值增加，则有利于加氢饱和反应。压力过高的缺点是会增加设备的投资，而压力过低则会缩短其运转周期。氢分压是加氢反应的动力学推动力，并随着氢分压的不断增高，加氢反应的速度也随之增加。这会增加大量的氢气，从而使得反应平衡向着加氢反应方向移动。

在反应压力（MPa）分别为2.0、2.5、3.0、3.50和4.0的条件下，合成润滑油加氢不同项目的数据分别为：溴值/gBr/100goil的数值分别为0.390、0.265、0.096、0.054和0.031；运动粘度/mm2/s-1（100℃）的数值分别为9.15、8.56、7.75、7.24和7.06；粘度指数的数值分别为135、132、125、128和120；倾点/℃的数值分别为-54、-52、-48、-50和-45；密度（20℃）/kg/m3的数值分别为875、876、872、870和863；水分/ppm的数值分别为24、34、18、36和21；液收/%的数值分别为95.6、94.1、93.5、91.1和89.5。

根据数据可知，随着反应压力的不断升高，合成润滑油的溴值也随之下降，液收也逐渐降低。由此可得出结论，加氢压力应控制在3.0～4.0MPa之间。

（4）氢油体积比（V/V）分别为200、300、400、500、600和700的条件下，合成润滑油加氢不同项目的数据分别为：溴值/gBr/100goil的数值分别为0.831、0.414、0.178、0.054、0.050和0.043；运动粘度/mm2/s-1（100℃）的数值分别为8.90、8.31、7.52、7.24、6.84和6.84；粘度指数的数值分别为132、128、130、128、121和123；倾点/℃的数值分别为-53、-51、-48、-50、-44和-41；液收/%的数值分别为93.5、94.0、92.8、91.1、89.9和89.3。

从上述数据中可以得出结论：氢油体积比不能过低，若是过低不仅会使润滑油的溴值达不到标准，而且也会影响催化剂的使用寿命。

4 结束语

通过对样品合成润滑油的检测，说明了混合癸烯制备润滑油具有无可比拟的优势，值得广泛进行推广。

参考文献