混合癸烯制備潤(rùn)滑油加氫工藝技術(shù)應(yīng)用研究

葛寶義

摘 要：進(jìn)行混合癸烯制備潤(rùn)滑油加氫工藝技術(shù)應(yīng)用研究，其目的是為了降低合成潤(rùn)滑油的溴值。文章先分析催化劑物化性能與硫化，再分析加氫的工藝條件，并在此基礎(chǔ)上對(duì)PAO加氫進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：石油化學(xué)工程；混合癸烯；潤(rùn)滑油；加氫工藝

由于PAO合成潤(rùn)滑油具有優(yōu)良的低溫性能、高溫氧化安定性以及高粘度指數(shù)，因此受到人們廣泛的重視。

1 催化劑物化性能與硫化

1.1 催化劑物化性能

加氫催化劑有很多種，文章是以選取Mo和Ni作為加氫催化劑。加氫催化劑的樣品的裝填量為20mL。這種催化劑物化性能是：該催化劑的外觀看起來(lái)像三葉草，它的直徑在2.4mm至3.0mm之間，其堆積密度在0.7至1.1g·cm-3之間。經(jīng)檢測(cè)，該催化劑的徑向抗壓碎力≮300N·cm-1，孔容在0.2至0.4mL·g-1之間，比表面積≮150.0m2·g-1，ω（MoO3）=19.0%～23.5%，ω（NiO）=3.5%～4.8%。

1.2 催化劑硫化

催化劑硫化的具體過(guò)程為：先以40℃·h-1的速率將溫度上升到150℃，然后再開始進(jìn)硫化油。在這個(gè)過(guò)程中要注意，必須先將150℃保持在兩個(gè)小時(shí)，然后再以8℃·h-1速率升溫230℃并保持恒溫8個(gè)小時(shí)。8個(gè)小時(shí)過(guò)后再以8℃·h-1速率將溫度上升到290℃并恒溫4個(gè)小時(shí)。4個(gè)小時(shí)過(guò)后，再以8℃·h-1速率將溫度上升到310℃并恒溫8個(gè)小時(shí)。8個(gè)小時(shí)過(guò)后，就可以開始進(jìn)過(guò)渡油。同時(shí)，再以18℃·h-1速率將溫度降低到200℃。硫化結(jié)束后，改用穩(wěn)定進(jìn)油，在催化劑活性穩(wěn)定條件下，進(jìn)行加氫工藝條件試驗(yàn)。

2 加氫工藝條件

2.1 反應(yīng)溫度

我們?cè)跉鋲?.50MPa、空速0.81h-1以及氫油體積比為600∶1的前提下，來(lái)檢測(cè)不同反應(yīng)溫度時(shí)該合成潤(rùn)滑油的溴值變化情況。從表1就可看出，當(dāng)溫度逐漸上升時(shí)，溴值卻越來(lái)越低。

2.2 氫壓

如表2所示，當(dāng)氫壓為4.0MPa時(shí)，溴值降到最低。由熱力學(xué)可知，加大氫壓有利于加速加氫的反應(yīng)。但是氫壓不能超過(guò)一定的度，若超過(guò)了那個(gè)度，再繼續(xù)增加氫壓，既浪費(fèi)了資源又沒有多大的效果。因此，在生產(chǎn)中一定要選用最合適的氫壓值。

2.3 氫油體積比

由表3可以看出，當(dāng)氫油體積比較低時(shí)，若對(duì)氫油體積比進(jìn)行增加時(shí)，則會(huì)對(duì)精制效果產(chǎn)生較大的影響。從表3可以得出，最適宜的氫油體積比為550：1。

3 PAO加氫

（1）加氫前合成潤(rùn)滑油的性質(zhì)選取。合成潤(rùn)滑油進(jìn)行加氫實(shí)驗(yàn)的樣品是粘度為10mm2/s-1以及v100℃。檢測(cè)合成潤(rùn)滑油樣品的方法以及其測(cè)定之后的理化性質(zhì)是：溴值/gBr/100goil用SH/T0236的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)定值為2.80；運(yùn)動(dòng)粘度/mm2/s-1（100℃）用GB/T265的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)定值為10.05；粘度指數(shù)用GB/T2541的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)定值為134；閃點(diǎn)（開口）/℃用GB/T3536的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)定值為234；傾點(diǎn)/℃用GB/T3535的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)定值為-55；殘?zhí)?%用GB/T265的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)定值為10.05；水分/ppm用GB/T260的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)定值為14.99；旋轉(zhuǎn)氧彈/150℃/min用SH/T0193的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)定值為219；酸值/mgKOH/g用SH/T0251的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)定值為0.12；密度（20℃）/kg/m3用GB/T1884的試驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)，其測(cè)定值為873.15。

從數(shù)據(jù)中我們可以看出合成潤(rùn)滑油的分子量分布范圍非常窄，從而可以得出結(jié)論它的催化劑的聚合行為是規(guī)整的。

（2）反應(yīng)溫度的影響。在反應(yīng)溫度（℃）分別為220、240、260、280和300的條件下，合成潤(rùn)滑油加氫不同項(xiàng)目的數(shù)據(jù)分別為：溴值/gBr/100goil的數(shù)值分別為0.280、0.100、0.089、0.083和0.090；運(yùn)動(dòng)粘度/mm2/s-1（100℃）的數(shù)值分別為8.85、7.76、7.90、7.83和7.77；粘度指數(shù)的數(shù)值分別為135、132、128、125和123；閃點(diǎn)（開口）/℃的數(shù)值分別為231、233、228、229和223；傾點(diǎn)/℃的數(shù)值分別為-53、-49、-54、-49和-50；密度（20℃）/kg/m3的數(shù)值分別為871、870、874、869和867；水分/ppm的數(shù)值分別為19、22、17、37和27；液收/%的數(shù)值分別為96.6、95.3、95.8、93.7和92.8。

從數(shù)據(jù)中可以知道反應(yīng)溫度對(duì)于癸烯的加氫活性具有較大的影響，并隨著溫度的不斷增高，其溴值、運(yùn)動(dòng)粘度以及粘度指數(shù)也越之降低。從中可以得出結(jié)論：最適宜的加氫溫度應(yīng)在240℃至260℃之間。

（3）反應(yīng)壓力的影響。加氫飽和反應(yīng)是一種分子數(shù)目減少的反應(yīng)。其中若是壓力值增加，則有利于加氫飽和反應(yīng)。壓力過(guò)高的缺點(diǎn)是會(huì)增加設(shè)備的投資，而壓力過(guò)低則會(huì)縮短其運(yùn)轉(zhuǎn)周期。氫分壓是加氫反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)推動(dòng)力，并隨著氫分壓的不斷增高，加氫反應(yīng)的速度也隨之增加。這會(huì)增加大量的氫氣，從而使得反應(yīng)平衡向著加氫反應(yīng)方向移動(dòng)。

在反應(yīng)壓力（MPa）分別為2.0、2.5、3.0、3.50和4.0的條件下，合成潤(rùn)滑油加氫不同項(xiàng)目的數(shù)據(jù)分別為：溴值/gBr/100goil的數(shù)值分別為0.390、0.265、0.096、0.054和0.031；運(yùn)動(dòng)粘度/mm2/s-1（100℃）的數(shù)值分別為9.15、8.56、7.75、7.24和7.06；粘度指數(shù)的數(shù)值分別為135、132、125、128和120；傾點(diǎn)/℃的數(shù)值分別為-54、-52、-48、-50和-45；密度（20℃）/kg/m3的數(shù)值分別為875、876、872、870和863；水分/ppm的數(shù)值分別為24、34、18、36和21；液收/%的數(shù)值分別為95.6、94.1、93.5、91.1和89.5。

根據(jù)數(shù)據(jù)可知，隨著反應(yīng)壓力的不斷升高，合成潤(rùn)滑油的溴值也隨之下降，液收也逐漸降低。由此可得出結(jié)論，加氫壓力應(yīng)控制在3.0～4.0MPa之間。

（4）氫油體積比（V/V）分別為200、300、400、500、600和700的條件下，合成潤(rùn)滑油加氫不同項(xiàng)目的數(shù)據(jù)分別為：溴值/gBr/100goil的數(shù)值分別為0.831、0.414、0.178、0.054、0.050和0.043；運(yùn)動(dòng)粘度/mm2/s-1（100℃）的數(shù)值分別為8.90、8.31、7.52、7.24、6.84和6.84；粘度指數(shù)的數(shù)值分別為132、128、130、128、121和123；傾點(diǎn)/℃的數(shù)值分別為-53、-51、-48、-50、-44和-41；液收/%的數(shù)值分別為93.5、94.0、92.8、91.1、89.9和89.3。

從上述數(shù)據(jù)中可以得出結(jié)論：氫油體積比不能過(guò)低，若是過(guò)低不僅會(huì)使?jié)櫥偷匿逯颠_(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，而且也會(huì)影響催化劑的使用壽命。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)樣品合成潤(rùn)滑油的檢測(cè)，說(shuō)明了混合癸烯制備潤(rùn)滑油具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，值得廣泛進(jìn)行推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]孫淑坤，高宇新，曹婷婷，等.混合癸烯制備潤(rùn)滑油加氫工藝技術(shù)[J].工業(yè)催化，2014，05：381-382.