1.我国白油工业现状
白油是超深度精制的特种矿物油品,其组分一般是分子量为300-400的环烷烃和烷烃,属润滑油馏分,无色、无味、无嗅,具有化学惰性及优良的光、热安定性,用途广泛。白油作为一个新兴的产品项目,正在受到国内石油化工行业的重视。
在我国白油的分类和国外存在一定的差别,国外一般分为两类:一类是工业级白油;另一类是食品医药级白油。国内分为三级,即工业级、化妆品级和食品医药级。其主要的性质指标为:粘度差别,色度、易碳化物、紫外吸收、凝固点等。白油的级别不同,规格不同,其价格差别较大,往往有几倍甚至几十倍。一般粘度越大的白油产品价格越高,利润也越高。
从 我国白油市场产品质量看,真正符合化妆品级、食品级的白油数量很少,国内生产的化妆品级、食品级白油的粘度都在68号以下,符合70号(还未建标)的很 少,70号以上粘度等级的产品尚未开发。2001年11月初,北京石科院开发的三种塑料及橡胶使用白油通过了技术成果鉴定。这次鉴定会上有关专家讨论了建 立70#食品级白油用于塑料及橡胶的标准的事宜。
目前国内生产食品级、化妆品级 白油主要是采用老三套基础油磺化生产,或用韩国油的白油磺化生产,生产成本高,对环境污染较大,产品质量也不太稳定。采用此种工艺的厂家主要集中在江苏常 州、武进、靖江以及上海、河北等几处。随着石油加氢工艺技术的发展,1960年代国外出现了生产白油的加氢精制工艺技术。与传统的磺化生产白油工艺相比, 白油加氢精制工艺具有收率高、无三废产生、生产灵活、产品质量好等优点。目前我国采用高压加氢工艺技术生产白油的厂家屈指可数,只有抚顺石油化工公司石化 三厂、山西长治联合化学总厂、杭州炼油厂三家,而且规模普遍较小。可以预见,随着国家对环保要求的日益提高及生产商对提高资源利用率等的追求,采用加氢工 艺技术将是白油生产必然的技术选择。
2. 国内外加氢工艺技术状况
2.1 加氢工艺简述
由 于产品对芳烃含量的限制及其严格,而芳烃的加氢受热力学平衡限制难以在高温下进行,故生产白油工艺无一例外的采用高压加氢。依据原料的不同和对产品要求的 不同,采用一段加氢或多段加氢。以质量较好的原料,如加氢裂化未转化油,或经过酸预精制的润滑油基础油,一般芳烃含量小于5%,经过一段加氢可以得到工业 级白油甚至食品化妆品级白油。以质量一般的原料,如润滑油基础油或溶剂精制脱蜡油等,芳烃含量10%--20%,一般要经过二段加氢,一段加氢可以得到工 业级白油,二段加氢可以得到食品化妆品级白油。若原料更差,如减压馏分油,则需要三段以上加氢。
在 多段加氢工艺中,第一段加氢一般是原料的加氢精制过程,主要目的是除去硫、氮、氧和使部分芳烃饱和。采用抗硫的非贵金属催化剂。由于相同分子量烃类的粘度 由高到低依次为多环芳烃、双环芳烃、单环芳烃、环烷烃,以及可能存在的少量裂解反应,故在一段加氢过程中不可避免地有粘度下降,且芳烃含量越高,粘度越大 的原料,粘度下降越大。为此,第一段产品一般需要拔头,以除去轻组分和硫化氢等。第二三段加氢主要为芳烃饱和过程,催化剂通常为高镍或贵金属催化剂等。二 三段加氢因芳烃含量已较少,温度较低,几乎无裂解,产品性质基本无变化。
2.2 国内外白油加氢技术状况
1980 年代初,抚顺石油化工研究院在已有的加氢工艺和在加氢催化剂的基础上开展了加氢法生产白油的研究,首先用石油三厂加氢尾油做原料一段加氢制得了合格的白油 产品,该技术1983年在抚顺石油三厂工业化。其后又对辽河、大庆、茂名中性油、合成油、重烷基苯、胜利SSOT尾油及减压馏分油等进行一段、二段及串联 加氢试验,得到了工业、化妆、食品级白油及PS专用白油等多种产品。抚顺石油三厂利用加氢未转化油,采用催化脱蜡工艺生产高质量润滑油基础油及白油。在加 工能力为120kt/a的加氢装置上通过催化脱蜡催化剂处理使油料发生选择性加氢裂化和异构化反应,将高凝点烃类转化为凝点较低的润滑油组分油,经再蒸馏 后生产出不同粘度牌号的润滑油基础油,采用3872催化剂深度精制,生产白油产品。
1980年代后期以来,北京石油化工科学研究院针对石油化工行业对特种油品要求开展了白油加氢工艺及催化剂的研究工作研制出RA-1、RA-10白油加氢催化剂取得一定成果。
采用国内技术及催化剂生产的白油产品虽然满足国内白油产品标准,但与美国 FDA和德国DAB-10标准还有一定差距。用于生产高粘度牌号的国内催化剂还没有工业应用经验。
目 前国外采用的加氢法生产的白油约占白油总产量的 #67左右。据不完全统计,国外采用加氢法生产白油的装置主要涉及/ 家公司的专利技术。分别为法国石油研究院(IFP)、德国巴斯夫公司(BASF)、美国大西洋里奇菲尔德公司(ARCO)、美国兰德尔公司 (LYENDELL)、美国阿莫科石油公司(AMOCO)、美国埃克森公司(EXXON)、美国雪弗龙公司(CHEVRON)。其主要技术路线为两段加氢 工艺,一段反应压力为16-22MPa,反应温度:370-410℃,空速:0.18-0.3h;第二段反应温度和压力相当(温度:260℃,压力 20MPa)。白油加氢大多采用高镍催化剂或贵金属催化剂(Pt-Pd)。
3. 白油产品的用途及我国应用情况
3.1.1 白油的用途
白油的用途极其广泛,主要有以下几个方面:
3.1.2 化妆品及药物
白油可应用于药膏、口红、冷霜、日晒液、手霜等的基础油,婴儿用油及洗浴用油、药品加工、医用胶带、护发产品、牙膏、药片加工酸。
3.1.3 食品加工
白油可作为食品、蔗糖生产及青霉素的消泡剂,烤房中平底锅油-面团分离剂,水果及蔬菜的防油涂层,肉类及水果包装纸、防潮层,蛋壳密封材料,食品机械润滑剂、罐装及瓶装食品的防锈剂,动物通便药品,色素分散剂。
3.1.4 纤维及纺织行业
白油可用作纤维润滑剂、纺织机械,纺织纤维加工稀释剂,针织机械、缝纫机,退火剂。
3.1.5 塑料及橡胶
白油可用作操作油、增量剂、色素分散剂、密封油、脱沫剂。具体可应用于聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、(A9、聚苯乙烯、乙纤维素、橡胶、丙烯酸、酚酸、聚碳酸酯、聚酯等,可用作传输皮带等的增塑剂,车辆上光载液,还可用于颜色稳定剂等的操作助剂。
3.1.6 防尘
白油可用于人类食品、动物饲料的防潮层,环境敏感地区的施工现场、船面。3.2 白油在我国的应用情况
目前,国内白油大约67%用于日用化工行业,10%用于医药,23%用于食品、轻纺等行业。粘度级别都在68号以下(含68号)。
另 据了解,由石科院和长治合成化学总厂研制生产的高粘度(相当于70号)食品级白油产品CH-270,作为聚苯乙烯的专用白油,在抚顺石化公司化工塑料厂生 产出了高质量的高强冲击聚苯乙烯(HIPS)产品(用于生产电视机外壳等)。同时,CH-270作为聚苯乙烯的专用白油,在齐鲁石化公司塑料厂生产出了通 用级聚苯乙烯GPPS产品(用于各种透明无毒的塑料制品)。CH-270专用白油的原料为新疆独山子中间基原油减三线糠醛精制—溶剂脱蜡的基础油。 CH270-专用白油的关键指标为35℃的折光指数,其指标范围很窄,仅为1.469-1.473。另外,由石科院和长治合成化学总厂开发的橡胶填充油 CH-50S生产出了高档的SBS橡胶。这些是目前我国粘度最高的白油应用实例。
4. 白油产品市场发展前景及建议
4.1 市场及发展前景
(1) 从白油的用途可以看出,其应用十分广泛,白油的市场需求量很大,但过于分散。据了解全国仅生产化妆品的厂家大大小小就有3000多家。目前国内白油工业尚 在起步阶段,需求量大概在 200KT/A以上,而我国每年白油产量才100KT左右,尚有很大缺口。随着我国塑料、橡胶行业以及其他相关行业的快速发展,白油产品的需求将激增;国 外市场需求量也很大,尤其是东南亚,其白油需求全部需要进口。而且在未来几十年里全世界白油需求量以每年高于10%的速度递增,这为我国发展白油项目提供 了巨大商机。
杭州炼油厂是我国白油生产的龙头单位,以白油生产历史较长、加氢处理能力最大(20KT/A),在国内和香港、东南亚著称。它的产品主要为化妆品级白油,目前已经占领了国内市场以及东南亚市场。靖江市宁靖特种油品厂生产的白油产品也出口马来西亚、印尼、新加坡等地。
(2) 高粘度白油产品发展的瓶颈在于我国润滑油基础油加氢技术的发展。也就是说,这一技术发展之后,再进行高粘度白油生产便轻而易举了。采用石科院技术,克拉玛 依已建成了以环烷油为原料、采用三剂串联工艺、年产300KT的润滑油基础油加氢装置。对于克拉玛依而言,其产品只要再经一段加氢,便可生产出SBS橡胶 填充油。
采用石科院技术,洛阳院正在为茂名设计400KT/A的异构化脱蜡装 置。该装置和大庆炼化公司的200KT/A异构化脱蜡装置工艺技术相同,有了这些装置便提供了足够优质的白油原料,从而生产出各种市场所需白油产品。另据 了解,镇海炼油厂和林源炼油厂目前也在考虑建设白油加氢生产装置。
4.2 建议
尽管白油市场前景巨大,但是在注重生产上规模的同时必须强调白油质量,质量是白油竞争的生命线;产品必须适应市场的需要品种,应多样化;同时,要研究国外产品的使用情况,注重开发新产品,以适应巨大的市场竞争