聚α-烯烃合成油及其加氢工艺分析

杨润宇 刘卫 李根

摘要：文章先分析了聚α-烯烃合成油相关性能，随后介绍了合成油生产工艺，包括乙烯齐聚法和石蜡裂解法，最后介绍了相关加氢工艺，包括加氢工艺和加氢催化剂，希望能给相关人士提供有效参考。

关键词：聚α-烯烃合成油;加氢工艺;加氢催化剂

引言：聚α-烯烃合成油在众多合成润滑油当中是应用性能最好的，具有挥发性低、抗燃性好、安定性好、低温性能以及高黏度指数等特征，同时也是未来各个领域广泛应用的基础合成油，随着时代发展，市场需求也会进一步扩大。

1.聚α-烯烃合成油性能和应用

国际中的α-烯烃合成油相关产量和产能呈现出一种逐渐升高的趋势，随着市场需求不断扩大，全球范围内的α-烯烃合成油相关生产能力进一步提升。我国在成功研制α-烯烃基础油后，开始实施小规模生产。而在改革开放后，随着机械装备、军事、汽车等产业的发展，为α-烯烃合成油的发展创造了良好条件[1]。

α-烯烃合成油作为煤制油中综合性能较好且实际应用范围较广的有料，和传统基础矿物油相比，应用性能更好，应用范围较广。而高黏度指数还会影响基础油相关润滑性能。α-烯烃合成油的相关粘度指数远超出矿物油，且润滑性能较好，倾点相对较低，和基础矿物油相比，低温流动性更好，适合各种极寒环境，同时还可以对那些在低温方面具有较高要求的油品实施合理调制。α-烯烃合成油自身较高的氧化安定性特质，使其于高温状态下进行贮存以及应用过程中，不会受到热和氧的影响，维持稳定性能。所以，α-烯烃合成油在调整基础油的储存和应用中，通常不会出现油品便稠、色彩变深等问题，大部分会在精密化机械中进行应用。α-烯烃合成油以及基础矿物油相关蒸发度在运动黏度不断扩大条件下，呈现出下降趋势，而基于相同运动黏度下，α-烯烃合成油蒸发段相比来说更低，能够有效减少润滑油消耗，避免出现催化剂中毒问题。α-烯烃合成油还可以满足油品在低挥发性方面的要求，和其他合成油以及基础矿物油相比，热稳定性更好，相关燃点以及闪点和黏度相同的基础矿物油相比更高，可以预防高温状态下出现应用着火问题，提高了产品的应用安全性。

α-烯烃合成油相关剪切稳定性也能够更好保障油品性能和质量，可以有效满足那些要求较高的机械润滑。此外，α-烯烃合成油还可以与矿物油之间进行万美融合，优质的相容性能够促进其和基础矿物油之间进行完美调和，不但可以提升油品质量，还能够减低成本过高的问题。除此之外，α-烯烃合成油属于一种无味无毒的合成油，实际应用中不会污染环境，充分满足现代化工业生产中关于环境保护方面的条件要求[2]。

2.聚α-烯烃合成油生产工艺

2.1乙烯齐聚法

α-烯烃合成油主要是基于催化剂影响下，线性α-烯烃形成聚合作用，随后对聚合产物实施加氢处理，能够得到一种规则结构的长链烷烃。α-烯烃合成油相关基础油为IV类油，相关生产原料方便易得，价格便宜，生产工艺较为简便。α-烯烃合成油还能够用来调整润滑脂、自动传动液、压缩机油、热传导油、冷冻机油、汽油机油、柴油机油等，特别是在极寒或高温条件下，相关润滑油可以在一种苛刻条件下进行应用。

聚α-烯烃合成油实际生产中，涉及α-烯烃聚合，产物和催化剂分离，需要对聚合产物实施加氢精制和蒸馏，α-烯烃原料基于催化剂ALCL作用下，形成聚合反应，生成聚合混合物，随后传输至中和釜实施碱洗以及水洗中和，利用水解方式顺利消除水分催化剂，停止聚合反应。利用白土来脱除各种固体废渣，进行吸附，在过滤后得到干净的粗产品。

乙烯齐聚法处过程主要可以分成两种内容，乙烯之类的低分子烯烃在齐聚工艺下，最终能够得到C4到C30的α-烯烃，随后分离产物，将α-烯烃出来后，基于催化剂影响下，开始聚合作用，最终能够获得一种结构较为整齐的齐聚物，随后针对相关产物实施加氢饱和处理，可以初步获得基础油成品。α-烯烃生产中，乙烯齐聚法是其中最先进的操作方法，整体产量能够超出α-烯烃生产总量的94%。

2.2石蜡裂解法

原料的性质会对α-烯烃合成油的结构性能产生直接影响。我国的石蜡资源较为丰富，但缺少相应的乙烯资源，在生产α-烯烃基础油的过程中，需需要结合石蜡裂解法，而在石蜡裂解技术以及原料含油量较低等因素限制下，最终生产制造出来的α-烯烃原料整体质量相对较差，聚合生产的α-烯烃基础油，存在性能不足的问题[3]。

石蜡裂解法主要是将脱油后的C20到C40石蜡馏分以及油蜡当成基础原料，高温作用下，促进直链烷烃内碳碳单键断裂，而裂解后所形成的物质，在通过分馏后会形成通途不同的产品。石蜡原料性质以及石蜡相关裂解工艺条件随后影响α-烯烃收率以及质量的主要因素。相关裂解产物包括双烯、烷烃等杂质，整体结构组成十分复杂，通过裂解后的成品α-烯烃，存在奇数碳和偶数碳，分离提纯过程中存在较大难度。α-烯烃整体收率相对较低，产品质量较差。

3.聚α-烯烃合成油加氢工艺分析

3.1加氢工艺

我国在聚α-烯烃合成油相关生产工艺中，通常会应用催化剂ALCL3，其主要缺点是催化合成产品内存在一定氯元素，容易威胁加氢精制工艺的运行稳定性，此外氯这种元素进一步深化产品颜色，降低产品应用性能，初步聚合所形成的α-烯烃合成油内存在大量不饱和现象以及碳碳双键问题。为了提升合成油整体质量和性能，需要针对加工粗产品实施加氢处理。

宁夏煤制油企业为了进一步优化合成油相关氧化安定性，初步选择两段加氢精制工艺，针对合成油实施加氢精制后，一部分结合NC-9802催化剂实施加氢处理，相关工艺条件是300摄氏度温度，6MPA氢压条件下，氢油体积之比是300比1，空速是1小时，油品内大量残存烯烃基于加氢饱和处理后，自身黏度指数以及氧化安定性得到了进一步提升，同时油品颜色也得到了明显改善。在NCC催化剂影响下，把加氢产品实施二段加氢精制，相关工艺是基于6MPA氢压以及200摄氏度温度状态下，氢油体积比例是400比1，而空速是1小时，合成油在实施二段加氢后，油品内的残留烯烃逐渐被饱和，油品自身的氧化安定性得到了明显提升，同时油品性能也得到明显改善，逐渐靠近HVIW级基础油。

3.2加氢催化剂

我国的α-烯烃合成油产品存在安定性、氧化性差、外观微黄、光照下变色、黏度指数低、蒸发损失大等问题，和国外产品相比，产品综合性能存在较大差距。为了进一步提升产品质量，通常会进行加氢精制，利用加氢饱和相关合成油内的不饱和烃成分，进一步提升产品氧化安定性，改善产品颜色，产品性能也远远高于HVIW级别基础油。为此需要选择加氢精制工艺以及优质原料进行相关加工操作，这也是未来基础油的主要发展方向。

为了确保基础油相关加氢效果，针对基础油实施精制操作中，通常都需要添加氢催化剂，能够提高产品的稳定性和选择性。将馏分油烯烃当成原料的情况下，实施加氢精制中，所选加氢催化剂应该将AL2O3当成基础载体，把NI当成活性组分，随后添加W以及MO当成助剂，最终结果证明，助剂能够帮助进一步提升NI負载型催化剂整体活性。将负载式PD催化剂作为基础原料，分析α-烯烃合成油实施加氢精制中的最佳工艺条件，随后利用稳定性试验，解析催化剂整体稳定性。应用催化剂针对α-烯烃合成油实施加氢精制同时还能够优化处理效果，改善产品性能。

结语：综上所述，聚α-烯烃合成油与其他合成油以及矿物油相比，拥有更加优越的使用性能，同时成为配置专门润滑油和高档润滑油中的基础材料，在诸多油品中发挥着重要左右，应用市场较为广阔。

参考文献：

[1]王志德，宋昌盛.矿物油型和聚α-烯烃型基础油的鉴别方法[J].检验检疫学刊，2020，30（01）：78-82.

[2]李洪梅，曹祖宾.混合α-烯烃聚合制备高黏度聚α-烯烃合成油[J].石油化工，2019，48（11）：1127-1133.

[3]徐鑫磊.茂金属催化混合α-烯烃制备高粘度润滑油基础油的研究[D].华东理工大学，2018.