润滑油合成的可行性报告.docx

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润滑油合成的可行性报告

润滑油合成的可行性报告

第一章总论

1.1项目提出的背景

润滑油是主要应用于各种机械产品上，维护机器及零部件的一种润滑剂。

在所有润滑产品中润滑油的使用占85%，21世纪以来，随着我国经济的快速增长，一些主要行业:

汽车、机械、高铁等的快速发展增加了润滑油的生产，刺激了我国润滑油消费市场，使润滑油行业得到快速的发展，使我国变成全球第二大润滑油消耗国。

随着我国润滑油市场的扩大，吸引了其他国家的润滑油企业来我国生产投资，与我国润滑油企业进行竞争。

中国润滑油市场是全球发展速度最快和最有竞争的市场之一，由于外国企业的加入，增加在中国市场的研发支持力度，带动了我国润滑油的生产能力。

虽然国外品牌的润滑油只拥有2%的市场份额，但己经赚取高端利润的80%，而我国本土品牌的润滑油在高端市场的竞争力明显不足。

目前全球润滑油基础油生产能力总体过剩，但Ⅲ类油供应在短期内紧张。

国内Ⅰ和Ⅱ类基础油供给基本处于较为稳定的状态,其中光亮油（BS）供应相对紧张，Ⅲ类基础油资源不足。

据统计2000年和2011年全国（大陆部分）全年基础油消费总量分别约为3.68Mt和6.91Mt，其中进口450kt和2.12Mt，占总量的12.2%和30.7%。

12年来，全国基础油消费量和进口量几乎每年都在增长,总量平均增加253kt/a，进口量增加139kt/a。

随着国内高档轿车增多，润滑油需求正向高端产品发展，对基础油的要求也从Ⅰ类基础油，向Ⅱ和Ⅲ类基础油转变。

润滑油是石油中280-300℃以上的馏分（大部分350℃以上），碳原子数从C20到C40，属于石油的高沸点馏分，除烃类外，还有含氧、硫、氮等非烃化合物，氧化物以环烷酸和酚类居多，不仅腐蚀设备，还空气氧化生胶，影响使用性能；硫化物对油品安定性造成重大影响，不但产生恶臭，腐蚀设备，促进胶质生成；氧化物也极不稳定，易氧化生胶，且颜色更深，气味变臭。

胶质、沥青质的存在，引起粘度指数降低，还容易积碳，造成管路堵塞，机件磨损。

此外，传统方法难以脱除的多环和稠环芳烃，粘温性能很差，造成品质下降。

要得到品质好的润滑油，应将不理想组分（胶质、沥青质、多环短侧链环状烃及S、N、0化合物）除去，同时尽可能地保留产品理想组分（少环长侧链烃类）；为改善凝固点，还要进行脱蜡或降凝，使抗氧化安定性、粘温特性、残炭、颜色等性能指标符合规格标准要求。

这些问题，通过加氢精制、加氢降凝手段，能达到非常满意的效果。

此外，高压加氢灵活性大，能适应不同质量原料及产品方案要求，尤其对加工处理劣质原料，具有无可比拟的优势。

1.2市场分析

1.2.1产品市场需求

2015年三季度，国内通胀压力增大，汽车行业和制造业等主要用油行业发展明显减速，润滑油消费量下降，淡季特征明显。

7月是我国润滑油传统消费淡季，今年7月淡季特征尤其明显，汽车用油和工业用油均呈低迷状态：

一方面，7月汽车销量环比、同比双双下降，为仅高于2月销量的次低量，其中商用车销量为全年最低;另一方面，7月制造业PMI为年内最低值。

8月汽车销量环比上升，PMI指数回升，国内润滑油市场开始回暖。

9月开始北方地区季节性换油需求启动，汽车销售进入旺季，润滑油消费量继续回升。

　　2015年三季度我国汽车销量约425万辆，较二季度下降2.7%。

摩托车在出口快速增长的带动下，产销有恢复性增长，三季度销量约674万辆，同比增加9.8%，环比虽然下降3.6%，但降幅较去年同期明显收窄。

汽车、摩托车产业虽然仍保持增长，但增速显着下滑，且增长动力主要来自出口市场，国内车辆保有量增速放缓，车用润滑油增速继续减慢。

三季度也是我国制造业的传统淡季，PMI在7月达到年内低点后缓慢回升，但季度均值依然为全年最低，工业润滑油需求总体低迷。

估计2015年三季度润滑油表观消费量153万吨，同比下降2.0%，环比下降15.5%。

2015年前三季度，累计消费润滑油495万吨，同比增长2.7%。

　　2015年三季度，国内润滑油基础油供应总量为140万吨，环比下降7.5%，同比增长2.6%。

其中国产基础油104万吨，环比增加26.8%，同比增加8.0%。

同比增加量主要来自中海油惠州炼厂今年新投产的装置。

进口基础油数量三季度继续降低，三季度净进口量预计39.4万吨，较二季度下降33.7%，较去年同期下降6.2%。

1-9月，我国累计净进口基础油159.4万吨，同比下降1.6%。

基础油进口量下降的原因主要有三点：

一是国内润滑油需求疲软，二是国产基础油供应量增大，三是进口基础油价格高于国内市场价格。

国产润滑油数量的增加降低了我国基础油的对外依存度。

三季度我国基础油进口依存度28%，较二季度下降8个百分点。

2015年，中国国内润滑油消费量为570万吨．2016年超过600万吨．相对比较，全球需求呈二位数下降，降幅为12%-13%．2015年召开的JCIS基础油和润滑油会议报道显示，尽管遭遇全球经济衰退，中国润滑油需求仍呈增长态势．2015—2016年中国润滑油需求增长超过6%达到600万吨，

1.2.2产品市场供给

《2015中国润滑油市场趋势观察研究报告》中数据表明：

2014年10月润滑油实现产量60.6万吨，2013年l0月实现产量45.1万吨，同比增长34.4%．至此．2014年1-10月累计产量608.6万吨，去年同期累计产量589.8万吨，同比增长3.2%．2014年中国润滑油进口量236497.819吨，进口总金额445，809，415美元，出口量100551.137吨，出口金额153，108，085美元。

随着工业和汽车行业对润滑油的需求，未来润滑油生产量还会进—步增加．根据目前的发展情况来看，未来润滑油市场将有以下发展趋势：

高端润滑油市场的份额将进一步扩大；国产品牌润滑油将掀起树立品牌的热潮。

比如目前国内的三家主要润滑油企业：

中石油、中石化，统一的形象已经出版建立；国内的润滑油市场将逐步采取连锁经营的形式。

第二章润滑油的合成工艺概述及选择

2.1润滑油基础油生产能力现状

减压馏分油经溶剂精制、酮苯脱蜡、白土精制这种“老三套”的工艺生产基础油的方法称为常规法，国内基础油生产主要采用该工艺，它对原油品种、性质依赖性强。

20世纪90年代以来，由于原油质量变差，适于通过常规法来生产基础油的石蜡级原油数量减少，另外由于发动机润滑油对基础油质量要求越来越高，推动了加氢处理、加氢裂化、异构脱蜡工艺技术的发展。

自20世纪70年代末第一套润滑油加氢处理装置建成投产至今，全球已有30余套工业装置投入运行。

拥有该项技术的有Chevron（包括原Gulf），Shell，ExxonMobil，IFP等国外公司。

中国石油化工股份有限公司高桥分公司、中国石油兰州石化分公司（简称兰州石化分公司）和中国石油化工股份有限公司大庆炼化分公司引进国外润滑油加氢生产技术。

国内在自20世纪70年代开始进行润滑油加氢工艺的研究工作。

自1994年以来，先后有中国石油克拉玛依石化分公司和中国石油化工股份有限公司荆门分公司采用中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院（RIPP）开发的技术，由国内自行设计、建设的不同类型润滑油加氢处理装置建成投产。

2.2国内润滑油基础油的分类标准

目前采用的分类标准主要有两个:

原中国石油化工总公司1995年发布的基础油企业标准Q/SHR001—1995（见表1）和API1509基础油分类标准（见表2）。

2.3润滑油基础油生产工艺与应用

2.3.1加氢处理工艺

基础油中的理想组分是支链烷烃（异构烷烃）和带有长烷基侧链的单环环烷烃，非理想组分则是稠环芳烃和稠环环烷烃。

传统的溶剂精制工艺是选择性地抽提脱除低黏度指数的多环烃类及其它杂环化合物（如硫、氮化合物，胶质等），从而提高油品的黏度指数，使颜色和抗氧化安定性得到改善，这种物理分离的方法只能保留原料中原有的理想组分，基础油收率、黏度指数和其它性能的改善有限。

润滑油加氢处理则是通过深度加氢转化的方法，使多环烃类变为理想组分，同时几乎完全脱除杂环化合物，因而基础油收率高、油品各项质量指标的改善更加明显。

加氢处理过程中，发生的化学反应主要有:

①脱除杂环化合物;②芳烃饱和，环烷烃开环及异构化，这种反应是提高黏度指数最主要的反应;③正构烷烃或低分支异构烷烃临氢异构化为高分支异构烷烃;④烷烃的加氢裂化以及带有长烷基侧链环烷烃的加氢脱烷基反应。

这类反应将导致轻油的产生，使基础油收率降低。

前三项是有利于反应，第四项是需要抑制的反应。

2.3.2异构脱蜡工艺

随着环境保护法规日趋严格以及机械工业（特别是汽车工业）的发展，对润滑油性能提出了更高的要求。

为了生产这些高性能的润滑油，特别是要调配大跨度多级内燃机油，必须采用低挥发性、高黏度指数的基础油，即VI大于120、饱和度大于90%。

主要成分为异构烷烃的APIⅢ类基础油具有这些性能特点，可以满足上述要求。

采用溶剂脱蜡和催化脱蜡工艺是不能生产Ⅲ类基础油的，因为这两种加工方法只能将高黏度指数的正构烷烃从油品中除去，造成基础油的黏度指数低，而不能将这些高黏度指数的正构烷烃转化为高黏度指数、低倾点的异构烷烃，这不但使基础油收率低，而且不能满足高质量基础油的规格要求。

异构脱蜡的基本原理就是在专门分子筛催化剂的作用下，将高倾点的正构烷烃异构化为低倾点的支链烷烃，异构脱蜡已成为当代生产APIⅢ类基础油的重要手段。

已实现工业化的润滑油异构脱蜡技术主要是Chevron的Isodewaxing技术和ExxonMobil公司的MSDW技术。

2.3.3高压加氢处理和溶剂脱蜡组合工艺

兰州石化分公司于20世纪90年代引进IFP的高压加氢处理技术，建设了400kt/a（原料计）高压加氢装置，1997年建成投产。

以新疆混合原油的减三、减四线蜡油和丙烷脱沥青油3种原料切换操作，含蜡油经过溶剂脱蜡，生产出HVI125N，HVI200N，HVI500N及HVI120BS基础油。

加氢处理工艺条件氢分压为16.25MPa，反应温度378～395℃，空速0.36～0.4h-1，氢油比（1220～1600）∶1。

该公司的基础油生产流程见图1，产品性质见表3。

近年来，济南分公司随着原油加工量的不断提高，开始掺炼胜利原油和进口原油。

随着原油质量变差，原有的常规法难以生产合格基础油。

需要在原有生产装置基础上，结合加氢技术进行改造，利用临盘原油资源，生产低倾点HVI基础油，特别是高黏度指数的重质油、光亮油，同时可副产高端石蜡产品，提升润滑油生产系统的效益。

为此新建了2.00Mt/a润滑油型常减压蒸馏装置和300kt/a（原料计）高压加氢处理装置，对溶剂脱沥青、糠醛精制、酮苯脱蜡、白土精制装置相应改造。

改造后基础油生产能力为150kt/a，利用临盘原油减三线、减四线蜡油和丙烷脱沥青的轻脱油3种原料切换操作，采用“浅度糠醛精制—加氢处理—酮苯脱蜡”技术路线，从而形成了图2所示的工艺流程。

生产HVIⅡ150BS光亮油（黏度指数大于95）410kt/a，HVIⅡ6基础油48.kt/a和HVIⅡ10基础油49kt/a，同时还副产了60kt石蜡。

加氢处理工艺条件:

氢分压16.0MPa，反应温度365～400℃，空速0.4～0.5h-1，氢油比（800～1000）∶1，计划2012年10月建成投产。

该组合工艺对原油的适应性增强。

对于重质基础油和光亮油，要降低倾点，采用异构脱蜡是有困难的，而这两种基础油对黏度指数的要求相对比较低，因此这种组合工艺是生产重质基础油和光亮油的主要手段之一。

中国石油化工股份有限公司荆门分公司和济南分公司是在传统溶剂法的基础上，增加加氢处理装置，同时对原有的装置进行改造，因此这种加氢处理与常规法结合的基础油生产工艺，特别适合于原有常规法加工流程的改造。

2.3.4全氢型基础油生产工艺

Chevron公司全氢型流程

雪佛龙公司（Chevron）在世界上第一个采用包括润滑油加氢异构裂化（或加氢处理）－异构脱蜡和加氢后精制三段的全氢型润滑油加工技术。

1993年，由Chevron公司推出的异构脱蜡（IDW）工艺在美国雪佛龙公司里奇蒙（Richmond）炼油厂一次投产成功，宣告采用全氢方法生产优质润滑油时代开始。

全球已有多套装置采用这一技术。

工业装置进料有溶剂精制油、减压馏分油和脱沥青油，生产各种黏度等级的基础油。

IDW工艺的特点是采用了Pt/Pd贵金属催化剂，成品具有黏度指数高和收率高的优势。

该厂流程见图3，基础油性质见表4。

2.3.5稳定生产APIⅢ或者Ⅲ+类基础油的措施

为了稳定地生产Ⅲ类或者Ⅲ+基础油，必须选择有利于多环芳烃开环，同时对直链烷烃的断键要少的催化剂，提高润滑油加氢裂化的一次转化深度。

只有转化率达到75%～90%，才能稳定生产黏度指数超过136的尾油，再经过异构脱蜡后损失10个左右单位，才能达到Ⅲ类基础油黏度指数≥120的要求，同时使生产的喷气燃料烟点高，柴油的十六烷值高。

加氢裂化尾油BMCI值在8以下，同时也是优质的乙烯原料。

高转化率的加氢裂化尾油，经过常减压分离后，再根据产品的需要实行二种或三种原料切换操作，可稳定生产Ⅲ类或者Ⅲ+基础油，其工艺流程图见图5。

该工艺耗氢量大，对于原油的选择性宽。

采用这种生产工艺必须借助于新建一座炼油厂或新建一条生产线才能实现，因为原油蒸馏在生产加氢裂化原料的同时，还生产大量的需要二次加工的石脑油、直馏喷气燃料、直馏柴油、减压渣油。

即使这样苛刻的加氢裂化反应条件，要稳定生产Ⅲ类或者Ⅲ+基础油，还要选择适度选择原油，一般中间级或者石蜡级原油均可。

2.4总结

（1）常规法基础油生产工艺，对优质石蜡级原油依赖比较强，但由于成本低，还有相当的市场需要，未来一段时间内在国内仍是主要生产设施。

（2）高压加氢处理和溶剂脱蜡组合工艺，原料适应性强，副产高品质的石蜡，是生产重质基础油和光亮油的主要手段之一，其中加氢处理与常规法结合的基础油生产工艺特别适合于采用常规流程的改造。

（3）全氢型基础油生产工艺，能稳定地生产Ⅱ类基础油，通过选择原油和提高反应深度也能生产Ⅲ类基础油。

（4）高转化率的燃料型加氢裂化和异构脱蜡组合结合工艺，通过适度选择原油和较高反应深度能稳定生产Ⅲ类基础油。

第三章工程技术方案

3.1技术方案

3.1.1工艺流程

润滑油基础油→预处理（沉降）→搅拌预加热→添加添加剂→搅拌调合→冷却→成品润滑油

润滑油基础油回厂，经过滤沉降脱杂质，然后进入反应釜进行搅拌预加热，加入添加剂调和成润滑油成品油销售．

3.1.2工艺流程环节说明

（1）预处理

外购的润滑油基础油通过化验室化验进行品位分析，然后通过油泵送入储油罐．在储油罐内自然沉淀4小时以上，进行油及杂质的初步分离．根据类比同类型的润滑油生产厂家，该过程分离出的油、水及杂质均为0.2%左右，经沉淀处理后的润滑油进入反应釜以备下一步处理。

（2）搅拌预加热

经沉淀处理后的基础油用油泵送入反应釜，在搅拌中通过换热器与基础油进行换热至70℃左右。

（3）调和

按照各种润滑油的产品标准加入一定比例的添加剂，搅拌60min左右便形成成品进入包装车间．

（4）包装

成品油通过灌装机进行灌装．封盖．喷码．打包后进入成品仓库。

3.1.3工艺流程及物料平衡图

本项目生产工艺流程图详见图6-1。

图6-1项目生产工艺流程图

3.2工程方案

3.2.1工程设计原则

（1）生产车间平面和空间设计必须满足工艺要求，流程合理．方便操作，便于管理，利于设备安装维修。

（2）在满足要求的基咄上，应符合防火、防爆、防震．防腐等安全要求。

（3）建筑形式的选择，应根据特点，建厂地区条件和其他各种因素综合考虑，并应力求外形简单，布置合理、充分利用空间、节约用地。

（4）生产车间柱网、层高和定位轴线，在满足生产工艺要求下。

应遵循国家规定的《建筑模数协调统一标准》和《厂房建筑模数协调标准》的有关规定，尽可能使设计标准化，构件定型化。

（5）建筑围护结构要满足一定的温度，湿度要求，并应根据需要满足通风、采光要求，创造良好的劳动卫生条件。

（6）要考虑生产车间内部运输对建筑的要求，为原料、半成品与成品的运输（水平的和垂直的）创造条件。

（7）认真贯彻适用，经济，在可能条件下注意美观的方针，在满足工作要求和方便使用用前提下，努力降低建筑工程造价，并尽可能地满足建筑艺术和城市建设的要求。

3.3土建工程

（1）主要建、构筑物的建筑特征及结构设计

工厂的主要土建构筑物是钢混结构的框架结构和塔、加热妒的基础、油罐区的主要土建构筑物是油罐基础。

调和装置的主要土建构筑物是全钢结构的工业厂房。

（2）特殊基础工程的设计

该项目的建构筑物并无特殊要求的土建工程结构，其基础工程部分按设计要求。

（3）建筑材料

该项目主要的建筑材料是钢材、水泥，沙石、预制砖等常规建筑材料。

这些材料在建设期间在当地采购．部分特殊设备在国内专业厂家采购。

（4）项目工程内容

项目工程内容包括主体工程，辅助工程，公用工程、环保工程，储运工程及生产装置。