润滑油加氢装置设计与优化

张庆春

中海沥青股份有限公司 山东省滨州市 256600

摘要：随着我国工业化的发展，在我国的工业生产过程当中对于高品质的润滑油的需求量也在不断增长。而通过常规模式的生产工艺已经无法满足当前规格的润滑油基础油的生产，所以相应的需要更高水平的工业，也就出现了加氢工艺。加氢工艺指的就是通过多种方式向润滑油当中进行加氢，从而生产出高品质高规格的润滑油，从而提高润滑油的产品竞争力。因此对于润滑油加氢装置进行相应的设计以及优化是非常有必要的。

关键词：润滑油；加氢装置；设计与优化

引言：随着当前全球环保形势的不断严峻，在全球范围之内对于润滑油的要求也随之不断提升。目前，我国所生产的润滑油存在着基础油产品品质不够高以及市场竞争力较低的问题，所以就必须针对这样的情况，大力发展我国的高档润滑油产业。相关企业就需要加快对于基础油品质提升的研究步伐，根据我国市场以及我国润滑油生产原料的实际情况，制定出最合适的发展规划。而要想实现润滑油品质的提升，就需要对于相关工艺进行提升。但在传统的生产模式当中很难实现高品质基础油的产出，所以就必须加快对于润滑油加氢装置的研究以及设计优化。

一、润滑油加氢技术

润滑油的加氢工艺在润滑油的基础油生产过程当中，有着非常多方面的应用。主要分为以下几个类型。第一，对于基础油进行补充精制。补充精制，主要就是指在对于润滑油的基础油生产原料进行初步处理时，直接对于原料进行补充加氢或者进行精制。但是通过这样的方式进行加氢，加氢的程度是较浅的。第二，对于润滑油的基础油进行加氢处理。在进行加氢处理时，采取这样的方式会使得基础油当中发生较大的裂化反应，从而实现提高基础油质量的目标。第三，对于润滑油进行催化以实现脱腊的目的。催化脱腊技术，指的就是把基础油当中的凝点较高的直链烷烃进行裂化处理，从而在脱除了直链烷烃的同时，也实现了对于润滑油基础油粘温性能的降低。在不同的炼油厂当中，所采取的加氢工艺也是存在着区别的。在一些较为传统的炼油厂当中，为了提升炼油厂进行炼油工作的灵活性，往往会选择将传统的炼油流程与最新的加氢技术有机结合，从而实现降低生产成本提高生产质量的目标。但是随着用于润滑油生产的基础油原料的品质不断的下降，通过传统的模式进行润滑油基础油的炼化，很难满足现有的需求了，所以就必须运用更加先进更加有效的加氢工艺。

二、润滑油加氢装置的设计

1.反应部分的设计

在反应部分当中，最重要的是加氢处理反应器以及异构降凝反应器的设计。进行润滑油加氢装置设计，主要就是为了实现提升润滑油基础油的产品质量。所以在这个环境当中就必须对于产品使用的催化剂具有较高的要求，最好是选择达到完全对于杂环化合物脱除的催化剂。而加氢处理反应器和异构降凝反应器则是完成加氢处理的核心关键设备。在加氢处理反应器当中，设计了三个用于催化剂使用的空间，反应器当中的原料，是从反应器的上方进入到反应器当中的，并且经过在反应器顶部设置的分布器以及积垢篮，从而抵达催化空间当中与催化剂进行反应。而由于在反应器当中所产生的反应是属于放热的反应，所以在反应器当中进行反应的过程时，内部温度会不断的提升，而反应器内部温度的急剧升高又会推动放热反应的剧烈发展，从而导致反应器出现温度超出限定范围以及压力超出限定范围的情况。所以针对这个情况，应当在反应器内部进行极速降温设备的设置。

而在异构降凝反应器当中则设置了两个用于催化反应的空间。并且在第二个催化反应空间内部的下方进行小部分的加氢处理催化剂的设置，这样设置的目的主要是为了饱和基础油在进行裂化反应之后所产生的烯烃。同样当反应原料从反应器上方的入口进入了反应器后，需依次经过两个催化空间从而发生催化反应。

2.蒸馏部分的设计

在基础油完成了基本反应后，就需要进入蒸馏的环节。在蒸馏部分当中，主要分为两个模块，第一个模块就是常压塔，所谓的常压塔就是为了将经过了初次反应部分，而得出来的基础油当中所含的硫化氢等馏分物质分离出来。这些基础混合液在通过常压炉进行加热处理后，再进入到常压塔当中，进行分馏处理。在常压塔当中分为两个部分，一部分是精馏部分，一部分是提馏部分。在常压塔当中，完成对于油料的分馏处理后，处理好后的油料就进入下一个环节，那就是进入到减压塔当中继续进行处理。为了更好的对于基础油产品进行分离，在减压塔当中，设置出了非常多的填料。在原料油经过不同的填料时，将会分离出不同的基础油产品。通过这一系列的加氢流程，就可以获得符合高品质润滑油原料标准的油料，从而实现提高润滑油品质的目标。

三、润滑油加氢装置的优化

1.反应环节的优化

在这个环境内所进行的优化，主要是对加氢工艺过程当中所损耗的能量进行优化。在原料经过反应器时，主要是通过反应催化剂与原料之间的反应实现催化反应的目标。而在实际生产的过程当中，为了尽量对于反应过程当中所产生的热量能量进行回收，减少不必要的能量损耗。就要尽量实现对于反应器当中换热温差的提高。也就是说尽量的降低反应物完成反应后的温度，然后尽量提升原材料进入反应器的进料口的温度，从而实现降低反应器当中热炉的负荷的目标，从而实现对于能源的节约以及对于排放量的减少。

2.蒸馏环节的优化

在蒸馏系统当中的常压塔，主要是以进料炉所产生的热量作为工作的能源。并且在常压塔的底部通入相关的气提蒸汽，从而提高蒸馏过程当中轻质油的产出量，实现降低减压塔工作压力的目标。但是如果气体蒸汽数量过大，则又会增加精馏塔的负荷，从而使得蒸汽消耗量的增加以及塔顶进行冷凝的负荷量。所以在常压塔当中必须要做好气提蒸汽量与常压塔当中塔顶的热负荷量之间的平衡，实现节能减排的目标。还在减压塔当中，则可采取以下几个方式实现降低能源损耗的目标。第一，提高减压塔当中的反应原料的表面积，提升气液之间相负荷的量，降低压力。并且在减压塔当中，必须保障液体分布器液相分布均匀，从而实现压力的降低。第二，在解压塔当中设计三级抽至真空的系统。其中第一级和第二级仍然采取传统的通过蒸汽抽取空气的模式，而第三级则就可通过进行机械抽取模式的设计以实现能源的降低。第三，为了使得减压炉当中各个加温介质可以符合等温气化的要求，以及实现最大程度的降低压力的目标，在减压塔当中的减压炉应当采取逐级扩大炉管半径的设计方案。第四，还应当对于减压塔当中的转油线管径进行优化设置，以及制定出最为科学合理的配管方案，从而使得转油线在最大程度上实现压力的降低。

除此以外，还需要对于换热的流程进行优化。因为在蒸馏的过程当中会产生较多多余的热量，如何对于这部分多余热量进行有效利用是降低成本节省能源消耗的关键。所以在换热的流程当中，应当设计相应的能源利用装置，避免在换热的过程当中，将产生的多余热量进行浪费的情况。

结语：在进行润滑油生产的过程当中，必须针对实际的生产情况寻找到最符合生产要求的润滑油加氢方案。通过多样化的方案以及设计优化，真正意义上的实现对于润滑油进行加氢的最优选项，从而实现降低能耗提高润滑油质量的目标。

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