强烈推荐新型环保橡胶填充精细白油白油的研发与产业化可研报告文档格式.docx
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3、相关论文情况26
四、本项目各参加单位工作分工及经费投入、支出情况26
五、效益及前景分析（包括经济效益、社会效益和市场前景等分析）28
（一）经济效益分析：
28
（二）社会效益分析：
30
（三）项目市场前景分析30
六、其他需要说明的事项32
（一）项目风险分析说明32
（二）环境与劳动安全保护33
（三）项目对海南省“十二五”科技发展规划的贡献分析34
一、立项依据
（一）目的意义
橡胶填充油是一种石油软化剂，广泛应用于橡胶工业，可以改善橡胶的塑性，降低橡胶的黏度和混炼温度，降低橡胶的生产成本；
是橡胶加工过程的第三大原料，使用量仅次于碳黑和生胶，可以有效弥补天然橡胶产量的不足和供应不稳定的状况。
橡胶填充油按照烃类的组成不同，可以分为环烷基橡胶填充油、石蜡基橡胶填充油和芳香基橡胶填充油三种类型。
按使用对象的不同可分别称为橡胶填充油、橡胶操作油、橡胶软化油等，橡胶填充油的种类不同，其油品的密度、含水量、颜色、粘度、芳烃碳型含量等性能参数也不相同，因此不同种类的橡胶填充油生产的橡胶产品的性能和用途也各不相同，充高芳烃油适用制造一般黑色橡胶制品，而充环烷烃油适用制造浅色或高档橡胶制品。
优良的橡胶填充油应具备与橡胶相容性好，挥发度低，氧化安定性好，无毒性，无污染，价格合理等特点。
高档SBS橡胶品种还要求填充油无色透明，色度达到+30（赛波特号）以上。
一般来讲，经过深度精制的环烷基原油组分因其链状烃含量低，颜色浅，相溶性好，是较理想的填充油；
但同时具有粘温性能、光安定性较差的缺点。
进入2l世纪以来，中国经济（GDP）保持年均8％以上的高速增长，能源消费持续增加，我国汽车及机械等行业消费的迅猛增长带动了合成橡胶工业的快速增长。
汽车行业的快速发展成为中国轮胎工作的发展和消费持续增长的主要驱动力，为橡胶填充精细白油行业发展提供了广阔空间。
近年来，中国民用汽车保有量保持两位数的增长速度，带动润滑油消费总量的持续增长。
根据公安部统计数据，截至2013年底，中国民用汽车保有量超过1.37亿量辆，较2012年底增长13.7%；
中国汽车技术研究中心统计，2013年中国汽车销量又突破1200万辆。
随着轮胎工业的飞速发展，橡胶填充油的发展液异常迅猛，众多的橡胶填充油企业加大了环保型橡胶填充油的开发力度。
各种环保法规也相继出台，2003年5月，欧盟委员会推出了名为《化学品注册、评估、授权和限制制度》，2005年11月16日在法国斯特拉斯堡签署发布了200569EC指令，要求橡胶填充油中苯并（a）芘含量低于1mgkg，多环芳烃碳氢化合物合计含量低于10mgkg，PCA含量控制在3%以下。
2005年欧洲橡胶工业联合协会（BLIC）和国际联合橡胶生产者协会（HSRP）共同宣布在轮胎中使用无毒性油品，并于2010年1月1日在轮胎生产中全面禁用有毒橡胶油。
目前高芳烃油替代品有处理芳烃油（TDAE）浅抽油（MES）和环烷油（NAP）。
全球对环保橡胶填充油需求量约为140万吨，而现在全世界供应量仅40万吨，缺口极大。
全球只有德国汉圣、瑞典尼纳斯、壳牌、法国道达尔等少数几家公司能能够提供环保型橡胶油。
我国近年来对环保型橡胶填充油的研制及应用发展迅速，主要研究单位包括中海油、中石油及中石化三大油品供应商，同时一些有远见和实力的民营企业也积极进行环保橡胶油的研发工作，争相占领巨大的环保橡胶市场。
国内市场迫切需要有较强竞争力的高档橡胶填充精细白油的国内生产厂商，打破对国际市场的依赖局面，降低高档橡胶填充精细白油的价格，保持油品供应稳定，降低下游终端企业的经营风险。
因此，开发高档环保型橡胶填充精细白油对我司既是挑战，又是机遇，将带来巨大的经济效益以及良好的社会效益。
（2）国内外同类产品和技术情况
1、国内外同类产品
橡胶油在很多行业特别是橡胶行业有着重要的用途，其分类按矿物油本身分子结构、组成方面的差异不同，分为石蜡基橡胶油、环烷基橡胶油、芳香基橡胶油等;
按使用对象的不同可分为橡胶填充油、橡胶操作油、橡胶软化剂等。
无论橡胶油何种用途，长期实际经验表明，一种理想的橡胶油应具有相容性好，挥发性小，加工性、操作性、润滑性良好，乳化性能好，污染少，无毒，颜色浅，安定性好，来源充足和价格适中等优点。
目前，主流的满足欧盟环保要求的橡胶油产品有以下五种:
①处理芳烃油（TDAE，TreateDstillateAromaticExtract），TDAE是对DAE进行再精制，除去有毒的PCA后而成。
再精制的手段包括加氢和溶剂精制两种途径，一般以溶剂精制为多;
②重质环烷油（HeavyNaphthenicOil，简称NAP），NAP是以环烷基原油馏分油经溶剂精制或适当条件的加氢精制而成;
③浅度溶剂抽提油（MildlyExtractSolvate，简称MES），MES是馏分油经溶剂浅度精制或采用加氢工艺浅度精制而成，如果原料为石蜡基，则还需经过脱蜡精制;
④残余芳烃抽提物（ResidualAromaticExtract，简称RAE），通常以石蜡基或中间基原油的减压渣油为原料，采用溶剂脱沥青－溶剂脱蜡－溶剂精制工艺;
⑤其他类型的调合油，如采用环烷油和减压渣油调合。
它们的典型指标见下表。
几种环保橡胶油的典型指标
项目
NAP
MES
TDAE
RAE
稠芳烃含量，%
<
3.0
闪点（开口），℃
>
230℃
240℃
280℃
运动粘度（100℃）mm2s-1
17-33
13-17
16-22
52
密度（15℃）g.cm-3
0.920-0.950
0.895-0.925
0.930-0.960
0.967
苯胺点℃
85-100
65-75
79
倾点℃
+30
33
碳型分析，%,CA
11-17
25-30
2、橡胶填充油生产工艺技术
（1）溶剂精制
目前国内外生产橡胶填充油主要采用溶剂精制与加氢工艺技术的方法，溶剂精制分为糠醛精制和NMP（N-甲基吡咯烷酮）精制。
在我国，溶剂精制主要选用糠醛精制，主要是因为糠醛的精制效果好，适应原料范围宽，容易生产，价格较低。
糠醛溶剂精制的缺点在于：
糠醛溶剂对非理想组分的溶解能力小，糠醛溶剂剂油比大，溶剂消耗量大，增加了溶剂回收成；
糠醛溶剂的热稳定性不好，当温度超过230℃时糠醛溶剂很容易分解，溶剂的损耗量较高；
糠醛溶剂极易氧化生成糠酸，温度过高时易结焦，很容易堵塞管道和生产设备，既影响生产效率，又加大溶剂的损耗和动力消耗。
为了避免糠醛氧化，就要降低溶剂蒸发过程中的温度，这就需要对现有装置进行革新、改造。
利用NMP作为精制溶剂是目前较为先进的精制技术，NMP溶剂能够有效提高产品收率，增加装置的生产能力，同时还可以降低溶剂精制过程的抽提温度。
NMP溶剂的沸点较高，可以有效的利用高温热源回收的热量，大幅度降低了生产过程的动力能耗。
NMP的毒性小，生产过程中散发的气味小，对人体的伤害程度很低。
NMP还具备凝点低的特点，在生产过程中不冷冻不凝结，生产过程中的开工、停工都方便，有效的提高了企业的生产效益。
但是NMP溶剂也具有不足之处，NMP溶剂的生产在我国的工业化程度并不是很高，产品供应不足，导致了NMP的价格要比其他溶剂高很多，因此在我国并没有广泛应用。
（2）加氢工艺技术
中压加氢技术生产橡胶填充油
环烷基原料油的环烷烃含量很高，含蜡量较少，用它来作为生产橡胶填充油再好不过，但是，我国自产的环烷基原料油属于重质馏分油，且芳烃含量相当高，油品色度很深；
采用传统溶剂精制工艺处理，很难达到下游收购企业的要求。
若将传统工艺溶剂精制工艺与加氢工艺有效结合，便可以生产出适合下游企业应用的浅色系橡胶填充油。
以此种工艺生产的橡胶填充油，受到了广大橡胶企业的青睐，市场销售量高，其工艺流程图见图1。
两段加氢技术生产橡胶填充油
两段加氢生产橡胶填充油的工艺（图2）的特点为：
原料油首先经一段加氢精制处理，脱除杂环化合物同时降低多环芳烃含量。
接着采用二段加氢精制工艺，将在一段中没有被饱和的芳烃饱和，改善精制油的抗氧化安定性，提高产品的色度（达到+30赛波特号以上）。
利用此种生产方法生产的橡胶填充油，受到了广泛好评，可以直接用于生产高档的SBS充油橡胶，胶料充入这种填充油后，质量优于国内外的其他同类产品。
全氢工艺流程生产橡胶填充油
全加氢型流程生产橡胶填充油的工艺特点是：
可以加工各种性质的原料油，常压馏分油、减压馏分油乃至脱沥青油的侧线原料油，均可作为橡胶填充油的生产原料。
这些原料油通过加氢处理、临氢降凝和加氢后精制三道加氢工序以后，存在于原料油中的杂环化合物大部分被脱除，多环芳烃含量也大幅度降低，接着可以通过减压蒸馏处理，将产出的橡胶填充油分为各类产品销售。
由于加氢精制过程中所使用的催化剂活性很高，所以加氢精制的程度深，精制油的颜色为水白色。
同时利用控制工艺条件的不同，可以保留原料油中的环烷基油，为生产橡胶填充油做准备。
此种工艺生产的橡胶填充油与中压加氢工艺生产的填充油相比，不仅产品的颜色浅，而且多环芳烃含大幅度降低，优于国外的橡胶填充油产品。
二、研究开发内容、方法、技术路线
（一）具体研究开发内容和要重点解决的技术关键问题
1、具体研究开发内容
经市场调研发现，填充油依据其化学性质和物理性质一般可分为石蜡烃型（CP>
50%）、环烷烃型（CN=30%~45%）和芳香烃型（CA>
35%）,遵循物质相似相容原理，芳香基橡胶油主要用于SBR和BR充油胶的生产，还可用于NR和CR等橡胶制品的生产。
石蜡基橡胶油主要用于EPM、EPDM和HR等充油橡胶的生产;
环烷基橡胶油主要用于SBS、SBR和BR充油橡胶的生产。
结合我司现有的工艺技术和30万吨年特种油品生产装置，我司决定研发适用于SBS（热塑性丁苯橡胶）的新型环保环烷基橡胶填充油。
基于循环氢干法脱硫技术的新型环保橡胶填充精细白油的高附加值主要体现在产品的高环烷烃含量、低含硫、低含氮及低芳烃含量上，且产品要求具有良好的氧化安定性、光稳定性和耐黄变性，不能对环境造成污染与破坏，是新型环保产品。
新型环保橡胶填充精细白油的开发及产业化分两阶段进行，各阶段主要研究内容如下：
第一阶段，产品研发：
首先，通过深入的市场调研，了解产品市场需要、技
术质量指标，对产品质量及技术进行定型。
目标是要求新型环保橡胶填充油精细
白油的硫、氮含量小于0.5PPM，多环芳烃含量小于0.2%，闪点（开口）不低于210℃，而且产品具有良好的低温流动性，氧化安定性高等特点。
这样该产品无论是产品质量还是其环保性能均能达到国际先进水平。
然后，与海南科技职业学院合作，根据初步选型的产品质量要求及技术指标进行小试实验，建立小型试验装置，获得质量稳定、相关指标符合市场要求的产品。
再进一步建立中试实验模型，摸索产品生产技术工艺，对生产工艺技术难点进行技术攻关，并确立产品生产的工艺技术流程。
同时与参与海南科技职业学院专业教授的技术培训，培养企业生产技术骨干。
第二阶段，产业化运行：
根据中试试验确立的产品最终生产工艺技术流程，
在原有生产线上进行工艺技术改造，采购必要的生产设备，并进行安装调试，以
及对相关生产参数的设置调整，组织产品的试生产，同时编写完善的产品生产方
案，为正式产业化运行作准备。
2、重点解决的技术关键问题
项目产品开发的技术难点主要体现在两方面：
1、轻质润滑油料脱硫脱氮，高档橡胶填充精细白油的硫、氮含量均要小于0.5PPM；
2、达到稠环芳烃饱和，且芳烃含量小于0.2%。
轻质润滑油料脱硫、脱氮并不难，但要使油品的硫、氮含量达到小于0.5PPM标准就存在一定的技术困难。
工艺上可通过提高加氢反应深度达到硫、氮含量小于0.5PPM的目标，但产品的粘度和粘指损失太大，造成产品质量下降，得不偿失。
芳烃饱和比较容易，但稠环芳烃饱和却很困难，一般常用的手段就是提高反应温度从而增加反应的深度，同样针对该产品是不可行的。
通过与国内外专家的技术交流，拟定的技术攻关方案是：
1、循环再加氢反
应；
2、对循环氢进行脱硫；
3、两种半成品的在线调和。
（二）项目的特色和创新之处
国内高档新型环保的橡胶填充精细白油均以进口为主，部分国内自主生产的橡胶填充精细白油也只能够达到中低档次标准，只适用于中低品质的橡胶产品的生产。
而我司目前开发的新型环保橡胶填充精细白油是以国际高档橡胶填充精细白油为参照标准，通过采用国际先进的高压加氢深度精制生产工艺技术，以及自主创新开发的循环加氢工艺技术、循环氢脱硫技术、两种半成品油在线共混技术，以使得橡胶填充白油的硫、氮含量达到小于0.5PPM的国际高档环保橡胶填充精细白油水平的精细化工产品。
产品完全去除了白油中的致癌物质——稠环芳烃，达到稠环芳烃饱和，芳烃含量极低，环烷烃含量高、产品无色无味且氧化安定高、粘温性能好、挥发性能低，其质量标准远高于国内标准水平，达到国际先进水平。
项目产品在生产工艺上的创新性主要有四个方面：
1、采用循环再加氢工艺技术，结合专用的高效高活性铂钯贵金属催化剂，
进一步降低橡塑专用白油的硫、氮含量，达到稠环芳烃饱和，降低芳烃含量，使
得产品达到高档环保橡胶填充油专用精细白油的标准，产品环保无污染；
2、自主开发高压固定床循环氢干法脱硫装置及方法，首次把循环氢脱硫技
术与干法脱硫技术向结合，使得循环氢达到100%脱硫效果；
3、自主开发高压固定床循环氢干法脱硫控制系统，根据操作数据进行模拟
分析，通过利用控制系统调整压力、温度和空速等操作因素，使其脱硫效果在多
变的工艺操作环境中仍能得到保证；
4、采用参数调整和两种半成品油在线共混技术，使得生产操作弹性更高，
产品各项指标更容易达到理想的要求；
（3）要达到的技术、经济指标
1、项目完成后预期实现的技术指标
（1）产品性能指标：
分析项目
质量标准
分析方法
密度（20℃）kgm3
840
GBT1884
运动粘度40℃mm2s
29.5~33.5
GBT265
运动粘度100℃mm2s
报告
粘指不小于
105
GBT1995
闪点（开口）℃不低于
215
GBT3536
赛博特色度不低于
GBT3555
倾点℃不高于
-20
GBT3535
水分，%
无
GBT260
稠环芳烃，紫外吸光度cm（260～350nm）不大于
0.2
GBT11081
硫含量PPM小于
0.5
SHT0689
氮含量PPM小于
SHT0657
碳型分布
Ca（芳烃碳型）%不大于
2
SHT0725
Cn（环烷碳型）%不低于
40
（2）生产工艺指标：
F101炉出口温度
℃
F201炉出口温度
CAT1
F202炉出口温度
CAT2
262±
C201塔顶温度
循环氢流量
Nm3h
33000
C201塔底温度
第一反应器压降
kPa
0.111
C202塔顶温度
56-75
第二反应器压降
0.046
C202塔底温度
260
高分压力
MPa
15.2
真空度
Pa
3.4-4.4
低分压力
1.69-1.70
减顶循流量
th
11-13
K102出口压力
15.8
减一中流量
7-10
新氢压力
1.7-1.9
A101冷后温度
﹤55
项目完成后，预期实现的主要经济指标如下：
1、项目产品正式产业化运行后，能为公司新增年产量5万吨高档新型橡胶填充油专用精细白油，新增产值达50000万元；
2、经估算，到2020年项目产品稳定生产后，产能达到5万吨，产品生产
成本约为7590元吨，项目产品的销售价格约1万元吨，可为公司实现50000万元的销售收入，其中出品创汇达80万美元，新增税费达4000万元，税后利润超5500万元；
（4）采用的方法、技术路线以及工艺流程、组织实施方案
1、采用的方法及技术路线
（1）高压加氢择形异构-补充精制技术
新型环保橡胶填充油专用精细白油的开发与生产主要解决的是硫氮含量问题以及稠环芳烃饱和高环烷烃含量、芳烃饱和的问题，以及其产品的色度、氧化安定性、耐黄变性、挥发度等要求达到国际高档环保橡胶填充油专用精细白油的要求。
我司研发团队主要采用中国石化抚顺石油化工研究院研发的高压加氢择形异构-补充精制工艺技术，采用一段串联一次通过工艺流程，一反采用FIW-1加氢择形异构催化剂，用于降低原料油的倾点；
二反采用FHDA-1补充精制催化剂，用于改善产品的颜色和氧化安定性等，我司以中国石化海南炼油化工有限公司120万吨年加氢裂化装置提供的加氢尾油为原料（环烷烃含量高）。
生产工艺流程包括加氢异构脱腊流程和分馏流程：
加氢异构脱腊流程：
原料油经原料泵升压后，与新氢、循环氢混合，经换热器分别与补充精制反应器反应流出物和加氢异构反应器的反应产物进行换热，然后进入加热炉加热到所要求的反应温度后，进入加氢异构反应器进行反应，反应温度370℃，反应压力17.5MPa。
反应产生经一反产物混合原料换热器与反应进料换热，然后进入补充精制反应器进行芳烃加氢饱和，反应温度320℃，反应压力17.2MPa。
补充精制反应器的流出物经二反产物和原料换热器与混合原料换热，再经二反产物低分油换热器与冷低分油换热，然后经反应产物空冷器冷凝冷却后，进入高压分离器进行气液分离，高分顶部导出的富氢气体经脱硫罐吸附脱除H2S后，去循环氢压缩机分液罐循环使用。
高分底部的液体产物，经其液位控制回路减压后，到低压分离器进一步进行气液分离。
低压分离器分离出的气体排入燃料气管网，低分油到分馏部分进行产品切割分离。
分馏流程：
低分油先经液面控制进入常压分馏塔，常压塔底油与过热蒸汽混合后一同进入减压塔，用真空设备抽出不凝性气体。
同时在减压塔底吹入过热蒸气以降低塔内的油气分压，增加馏分的拔出率。
在减压塔的侧线分别得到HDS10#白油、HDS32#白油、HDS46#白油、HDS68#白油、HDS100#白油馏分、橡胶填充精细白油。
为了进一步改善环烷基特种油的产品质量，提高产品的安定性和稳定性，解决橡胶填充精细白油中的色度、硫、氮含量等以上问题，我司通过自主创新在原有技术的基础上创造性采用以下3种方法：
（2）、循环再加氢技术
在石油化工行业中，氢气是一种非常重要的原料，白油的制备来源是石油，
而石油中成分复杂，往往含有各种杂质，所以，在炼制白油时，就需要通过加氢
处理。
通过加氢处理，可以降低许多杂质的含量，改善油品质量。
一些复杂的含
硫化合物通常存在于含有C6及重烃类的馏分油中，即使使用轻质原油，含硫化
合物也是存在的。
硫原子以不同的方式结合在分子中，通过物理过程，如蒸馏，
无法将其分出。
因此，必须通过化学方法脱硫。
加氢处理常规使用方法为：
在加
过含有催化剂的反应器，催化剂促进以下反应：
氢气与硫原子反应生成硫化
氢；
一些含氢化合物转化为氨气；
油中的金属沉积在催化剂上；
一
些烯烃和芳烃加氢饱和；
烃类裂解，生成甲烷、乙烷、丙烷及丁烷等。
经过
反应器之后的产物首先进入氢气分离器，获得循环氢，分离出的氢气将返回反应
器循环使用。
循环再加氢反应不仅能够对轻质润滑油料进行深度脱硫脱氮，获得硫、氮含量低的白油，配合专用高效的高活性铂钯贵金属催化剂进行高压加氢反应，能更好地进行烯烃、环烷烃、芳烃等不饱和烃类的饱和反应，获得稠环芳烃饱和、芳烃含量极低、高环烷烃含量的高档环保橡胶填充专用精细白油。
生产工艺上将对现有生产线进行流程改造，在重质白油水冷器前增加一条原
来靠缓冲罐出口的流程，在这条流程上增加控制流量的调节阀和低点排凝。
重质
基白油在进水冷器降温之前改进加氢加热炉，采用热油进加氢加热炉，可以减少
加热炉的燃料消耗，减少装置能耗。
通过分析重质基白油芳烃含量来控制调节阀，
从而达到精确控制循环再加氢的量。
循环量的减少有利于装置收率增加的同时减
少加工费用。
（3）、循环氢干法脱硫技术
工业上对氢气中硫含量有严格的要求，而经过反应器后获得的循环氢中，硫含量比较高，如果不加以处理，直接循环使用后再通过反应器进行生产，其在高
压加氢反应中，这些微量硫会进入为反应提供动能及催化作用的循环氢中，并会
不断聚集增多。
而硫含量如果偏高，一方面使循环氢纯度降低，影响反应深度，
使得产品质量不合格；
另一方面增加对设备的腐蚀和引起高压空冷管束结晶，威
胁生产安全；
更重要的是会导致贵金属系的加氢催化剂中毒失活，直接影响装置
的使用寿命。
现有装备对循环氢的脱硫都不彻底，不能达到工业上对氢气中硫含
量的要求。
因此，必须对循环氢进行脱硫处理。
通过对工艺技术的研究，创新性地采用循环氢干法脱硫工艺技术，把混有硫化氢的循环氢气通过脱硫入口进入空冷器中冷却，然后循环氢气进入高压分离器
进行气液分离，控制液面高度和高压分离器内压力维持在14.5-16.5MPa；
再进
入脱硫化氢塔脱硫，脱硫后的循环氢气进入循环氢分液罐，排除冷凝液进入循环
氢压缩机，导致循环氢反复使用的情况。
利用干法脱硫，脱硫过程中不产生任何
杂质，且装置使用寿命长，易于维护，脱硫效果能够达到100%，循环氢的硫含
量始终能够控制在2ppm以下，使得催化剂对精细白油产品的脱硫脱氮效果得到
进一步加强，产品环保性能得到大幅度提升。
（4）、两种半成品在线共混技术
为了使得橡胶填充精细白油的倾点、粘度、闪点等各项指标更容易达到优等品的要求，创新性的采用两种半成品白油共混技术。
可采用低粘度的半成品10#白油与生产的半成品32#白油在按一定比例及流量进行在线共混，以提高新型环保橡胶填充
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