潤滑油加氫補(bǔ)充精制是在較緩和條件下進(jìn)行的加氫過程，主要是非烴破壞加氫。過程為了避免發(fā)生裂化反應(yīng)，潤滑油所用的條件比較緩和，溫度低（210～300℃），壓力低（2.0-4.0MPa），空速大（1.0-2.5h），氫油比?。?0～150㎡／m3），其作用主要脫除精制、脫蠟后油料中殘存的部劑及含硫、氧、氮等雜質(zhì)，以改善油品的安定性和顏色，基本上不改變油料的烴類結(jié)構(gòu)及組成。

潤滑油加氫補(bǔ)充精制過程中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

（1）加氫脫硫反應(yīng)

潤滑油基礎(chǔ)油中的含硫化合物主要為硫醚類和噻吩類，硫醚硫主要是五元環(huán)和六元環(huán)的單環(huán)硫醚和二環(huán)或多環(huán)環(huán)硫醚，它們都帶有復(fù)雜的長側(cè)鏈。噻吩硫主要是烷基噻吩、苯并噻吩和二苯并噻吩及其同系物，其中烷基噻吩和苯并噻吩都帶有復(fù)雜的長側(cè)鏈，而二苯并噻吩帶有簡單的短側(cè)鏈。各類含硫化合物的C-S鍵是比較容易斷裂的，其鍵能比C-C或C-N鍵的鍵能小許多。因此，在加氫過程中，一般含硫化合物中的C-S鍵先行斷開而生成相應(yīng)的烴類和H2S。

（2）加氫脫氮反應(yīng)

潤滑油基礎(chǔ)油中的含氮化合物中主要是吡啶類和吡咯類的雜環(huán)化合物。非雜環(huán)化合物如胺、腈等加氫脫氮活性比雜環(huán)氮化物高，含量少，容易脫除，因此加氫精制的關(guān)鍵是脫除雜環(huán)氮化物。一般認(rèn)為，雜環(huán)氮化物的加氫脫氮主要經(jīng)歷三個步驟：①雜環(huán)和芳烴的加氫飽和；②飽和雜環(huán)中C-N鍵的氫解；③氮最終以氨的形式脫除。含氮化合物加氫脫氮后生成相應(yīng)的烴類和氨。

3）加氫脫氧反應(yīng)

潤滑油基礎(chǔ)油中的含氧化合物在加氫時生成水和相應(yīng)的烴類。

可見，在加氫補(bǔ)充精制過程中，主要進(jìn)行的是烯烴飽和及脫硫、脫氧反應(yīng)，脫氮反應(yīng)在緩和條件下進(jìn)行緩慢，脫氨效率較低，基礎(chǔ)油的組成變化不大，但上述反應(yīng)的進(jìn)行使產(chǎn)物更安定，顏色更淺。

基礎(chǔ)油中各種反應(yīng)進(jìn)行的相對程度與催化劑的種類和操作條件有很大關(guān)系，因此尋找合適的催化劑是非常重要的。

澗滑油加氫補(bǔ)充精制催化劑主要由主催化劑及載體組成，常用的主催化劑有Ni-Mo、-Mo、Ni-W、Fe-Co-Mo等類型，其中活性組分的配比、含量可以根據(jù)原料性質(zhì)及目的產(chǎn)品的要求進(jìn)行調(diào)整；載體主要為Al2O3；有的催化劑還加有助催化劑。這類催化劑有的是專為潤滑油加氫精制開發(fā)的，有的是由燃料加氫精制催化劑經(jīng)改型后轉(zhuǎn)化過來的。催化劑的加氫活性取決于所用的活性組分，裂解活性主要決定于載體，助劑則起改善催化劑選擇性、穩(wěn)定性或某方面功能的作用。在潤滑油加氫補(bǔ)充精制過程中，除催化劑外，加氫補(bǔ)充精制的精制效果還與原料性質(zhì)及操作參數(shù)（包括反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、空速、氫油比等）等有關(guān)。

加氫補(bǔ)充精制工藝流程一般包括原料處理、加氫反應(yīng)及生成油后處理三大部分，如圖3.32所示。原料油經(jīng)過濾、脫氣預(yù)處理，預(yù)處理的目的是脫除原料中攜帶的雜質(zhì)、微量水、溶劑及溶解的空氣等，以保護(hù)催化劑和防止設(shè)備堵塞。預(yù)處理后的原料在進(jìn)入換熱器之前與新氫和循環(huán)氫混合，再經(jīng)與干燥塔底油及反應(yīng)器出來的油換熱后進(jìn)入加熱爐。加熱到需要溫度的原料油和氫氣混合物自上而下進(jìn)入固定反應(yīng)器，在催化劑存在下進(jìn)行加氫反應(yīng)。反應(yīng)產(chǎn)物與原料油換熱后進(jìn)入高壓分離器，從高壓分離器分出的氫氣經(jīng)冷卻分液后再經(jīng)循環(huán)氫壓縮機(jī)升壓后循環(huán)使用。高壓分離后的精制油經(jīng)減壓進(jìn)入低壓汽提塔，分離出殘留氫氣、硫化氫及反應(yīng)中產(chǎn)生的低沸點(diǎn)烴類等，最后在真空脫水器中除去殘留的水分，即可得到加氫精制生成油。

潤滑油加氫補(bǔ)充精制工藝原則流程圖

1-加熱爐；2-反應(yīng)器；3一高壓分離器；4-低壓汽提塔；5一真空脫水器

加氫補(bǔ)充精制生成油與白土補(bǔ)充精制生成油性質(zhì)比較見表3.15。

可見，與白土補(bǔ)充精制相比，加氫補(bǔ)充精制不僅能減少環(huán)境污染，而且產(chǎn)品的黏度較低，黏度指數(shù)較高，脫色、氧化安定性、脫硫的效果較好，但脫氮效果較差，故對高硫低氮的基礎(chǔ)油生產(chǎn)較合適，而我國原油的含氮量較高，這也是國內(nèi)很多煉油廠沒有淘汰白土補(bǔ)充精制的主要原因。加氫補(bǔ)充精制一般用于潤滑油生產(chǎn)過程溶劑精制后的補(bǔ)充精制，替代以往的白土補(bǔ)充精制，也可用于溶劑精制之前，對原料進(jìn)行預(yù)處理。

潤滑油加氫處理

潤滑油加氫處理又稱加氫裂化或加氫改質(zhì)，是指在催化劑及氫的作用下，通過選擇性加氫裂化反應(yīng)，將非理想組分轉(zhuǎn)化為理想組分，以提高基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)，改善潤滑油基礎(chǔ)油的黏溫性能。這一點(diǎn)與溶劑精制工藝相同。但這兩種工藝存在本質(zhì)的差異。加氫處理工藝采用的是化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，即在催化劑及氫的作用下，通過化學(xué)反應(yīng)，將非理想組分轉(zhuǎn)化為理想組分，來提高基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)。如加氫處理能使?jié)櫥土现械亩喹h(huán)芳烴及多環(huán)環(huán)烷烴裂解開環(huán)，生成帶有若干烷基側(cè)鏈的高黏度指數(shù)的單環(huán)芳烴或單環(huán)環(huán)烷烴。而溶劑精制工藝采用的卻是物理過程，用選擇性溶劑將非理想組分抽提分離，來改善基礎(chǔ)油的黏溫性能。因此應(yīng)用潤滑油加氫處理技術(shù)可以從各種原油生產(chǎn)高黏度指數(shù)的潤滑油基礎(chǔ)油。潤滑油加氫處理是在比加氫補(bǔ)充精制苛刻得多的條件下進(jìn)行的深度加氫精制過程，壓力一般為15～20MPa，溫度在400℃左右，采用較小的空速和較大的氫油比。我國設(shè)計的加氫處理過程的操作條件較緩和，壓力一般在8MPa，溫度在300～400℃，空速約0.5～1.5h-，氫油比約500：1（體積比）。

潤滑油加氫處理的原理

從化學(xué)的角度來看，加氫過程的化學(xué)反應(yīng)大體上可以分成兩大類：一類是氫直接參與的化學(xué)反應(yīng)，另一類是臨氫條件下的化學(xué)反應(yīng)。前者主要有加氫飽和、氫解；后者主要有臨氫條件下的異構(gòu)化反應(yīng)等。

在加氫處理過程中，發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)主要有以下幾類。

①脫除雜原子化合物加氫處理的反應(yīng)苛刻度比加氫補(bǔ)充精制高得多。因此原料中絕大部分雜原子化合物都發(fā)生氫解反應(yīng)而被脫除。

②芳烴飽和，環(huán)烷烴開環(huán)及異構(gòu)化--這類反應(yīng)是提高油品黏度指數(shù)最主要的反應(yīng)。

度指數(shù)的主要反應(yīng)。③正構(gòu)烷烴或低分支異構(gòu)烷烴臨氫異構(gòu)化為高分支異構(gòu)烷烴-這也是提高基礎(chǔ)油黏

④烷烴的加氫裂化以及帶有長烷基側(cè)鏈環(huán)狀烴的加氫脫烷基反應(yīng)-這類反應(yīng)將導(dǎo)致輕質(zhì)產(chǎn)物的生成，使基礎(chǔ)油收率降低。因此在潤滑油加氫處理過程中應(yīng)盡量減少此類反應(yīng)的發(fā)生。幾種重要的反應(yīng)示例如下：

（1）稠環(huán)芳烴加氫生成稠環(huán)環(huán)烷烴

（2）稠環(huán)環(huán)烷烴的加氫開環(huán)

（3）正構(gòu)烷烴或分支程度低的異構(gòu)烷烴的臨氫異構(gòu)

通過上述反應(yīng)，潤滑油加氫處理技術(shù)將非理想組分轉(zhuǎn)變成了理想組分，提高了基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)和氧化性能，降低了油品黏度和揮發(fā)性。