关于环烷油的行业分析报告

关于环烷油行业的市场分析报告

第一章行业的概述

一、环烷油的基本情况

1、概况

环烷油是从环烷基原油中提炼出来的,在石油产品中与石蜡基油相比资源较少，储量只占世界已探明石油储量的2.2%，属稀缺资源。世界上的环烷基原油资源主要集中分布在四个地方，即美国的德克萨斯州、加利福尼亚州、南美洲的委内瑞拉和中国的新疆油田、辽河油田、大港油田以及渤海湾等地区。美国德州和加州的稀环烷基原油逐渐减少，重质环烷基原油开始开采；目前大量开采的是委内瑞拉重质环烷基原油，开采的成本越来越高。

环烷油属于操作油(加工油、填充油)之类，是以环烷烃为主要成分的石油馏分。相对密度0.89～0.95，闪点>160 ℃，酸值

<0.1mgKOH/g，苯胺点66～82℃，凝固点≤18℃。折射率

1.4860~1.4963。酸值<0.15mgKOH/g。流动点-40～-12℃。饱和烃含量87.55%～9 3.86%，芳烃含量6.14%～11.96%，沥青质含量0～0.49%。用作橡胶型密封胶和压敏胶的软化剂。贮存于阴凉、通风的库房内，远离火种、热源。

2、特点

原油种类繁多，成分复杂，分类方法也多种多样。但按关键馏分的特性，即特性因数K值，以及碳型分析，可大致将原油分为石蜡基、

中间基和环烷基三大类，如环烷基原油又称沥青基原油，是以含环烷烃较多的一种原油，如果环烷碳含量CN%≥50%，则是高纯度环烷基原油。环烷基原油所产的汽油辛烷值较高，柴油的十六烷值较低，润滑油馏分含蜡量少或几乎不含蜡、凝固点低，粘度指数较低，渣油中含沥青较多。环烷基原油虽然粘温性差，但低凝固点，可用来制备倾点要求很低而对粘温性要求不高的油品，如电器用油、冷冻机油等。虽然环烷基原油获得高附加值的轻质燃料油的收率低，生产低附加值沥青和重质燃料油的收率高，但其润滑油馏份具有良好的低温性能，是提高其产品在市场中的竞争力和提高加工收益的一个有效途径。

二、工艺原理及流程

1、工艺原理

加氢处理是大多数环烷基油炼厂采用的方法，其原理是利用化学手段脱除原料油中的硫、氮、氧等杂质，并将芳烃和多环芳烃转化为饱和烃，可提高基础油氧化稳定性，降低色度，提高安定性，增加粘度指数，降低致癌物含量。产物经分离出轻质组分后，剩余的为基础油产品。传统的溶剂精制、白土精制等工艺由于很难大幅度降低酸值，一般不适用于环烷基原料。

催化脱蜡也叫临氢降凝，与溶剂脱蜡不同，它是化学反应技术，它把含蜡原料油通过催化剂及氢气使蜡择形加氢裂化或临氢异构化，将油中的蜡脱除，从而达到降低润滑油凝点(倾点)和分离的目的[4]。由于环烷基油基本不含蜡或含蜡量很少,不适用酮苯脱蜡工艺,因此如何降低原料倾点,生产低凝点产品如变压器油、冷冻机油等一直是一

个难题。尿素脱蜡、分子筛脱蜡等工艺都不够理想。催化脱蜡采用对直链烃选择性很强的分子筛催化剂,可以较大幅度降低油品倾点的同时保持较高收率。石科院和抚研院为环烷基油降凝研制的RDW系列和FDW系列专用催化剂具有活性高、反应温度低的特点,因此使用周期长,对油品的安定性影响很小。

2、工艺流程

（1）高压全氢型工艺

由于国内光亮油质量一直不够理想,近年来进口量较大，颜色浅、低芳烃含量的高档环烷型橡胶填充油当前和今后都有较大的市场需求。石科院(RIPP)开发了一种能加工各种环烷基原油润滑油馏分，并能生产各种低芳烃环烷基润滑油的全氢型高压加氢工艺，该装置一共有三段反应，第一段装载具有高脱硫、脱氮以及芳烃饱和开环活性的RL-1催化剂，所以它能加工各种含芳烃高的环烷基原油润滑油馏分并能提高其粘度指数；第二段装载RDW-1催化降凝催化剂，因此能加工某些含蜡的环烷基油:第三段装载有高活性的芳烃饱和催化剂RJW-2，进一步饱和各种不饱和烃，提高油品的颜色、氧化安定性[6]。此工艺应用于克拉玛依石化公司30万吨/年润滑油基础油高压加氢装置，于2000年11月建成投产，考虑到原料重金属含量较高,在加氢处理反应器前还设有专门的保护反应器,采用RG系列保护剂,工艺流程见图1。该装置在氢分压15MPa下操作,以环烷基减二、减三线馏分油与轻脱沥青油为原料,单馏分进料,切换操作该装置自投产以来,开工率高,产品收率高、产品质量好，取得了较好的经济效益。减压

塔底重润滑油是该装置的主要产品，表2列出了部分重润滑油产品的质量指标。

图1 克石化全氢型高压加氢流程[7

从性质可以看出，在生产期间，各线主产品颜色水白，低温流动性好，各项指标都达到要求。

（2）一段串联高压全氢型工艺

自克拉玛依石化的全氢型生产基础油成功后，一些小型炼油部门与科研单位也相继开发了生产润滑油的几种组合工艺或类似的全氢型工艺，但是这些工艺流程有的加氢处理产物必须进行汽液分离后，液体产物才能进入加氢降凝过程；有的原料在进行加氢处理前必须进行溶剂精制，以达到原料粘度指数大于某指标的要求。其加氢处理产物也必须进行气液分离，将加氢处理物料中的硫化氢和氨脱除，液体产物才能进入加氢降凝过程；还有的虽能够大幅度地提高原料的粘度指数，但不适用于环烷基馏分油原料生产对粘度指数要求不高的环烷基润滑油基础油的过程。

异构脱蜡是提高润滑油基础油粘度指数的一种常用方法，但该方法一般应以石蜡基原油馏分油为原料，对环烷基原油馏分油没有明显效果。并且，该方法一般需要使用贵金属催化剂，一方面造成催化剂成本提高，另一方面还因为硫、氮等杂质是贵金属催化剂的毒物，而必须使用两段工艺，即原料经过加氢处理后进行分离，将不含硫和氨的液体物料进行异构脱蜡处理，两段工艺流程复杂、设备多、运转成本高。

加氢法生产润滑油基础油的适宜工艺过程需根据原料的特点及润滑油基础油产品的要求来确定。现有技术无法兼顾石蜡基、中间基及环烷基馏分油或轻脱油加氢生产润滑油基础油的要求，并且必须采用两段工艺，即加氢处理产物必须进行汽液分离，脱除硫化氢及氨后，才能进行加氢降凝及加氢精制，因此生产过程较复杂，成本较高。

抚顺石油化工研究院(FRIPP)针对现有技术的不足，开发了一种原料适应性强、工艺流程简单、灵活的润滑油基础油生产工艺[9]。原料油一般为适宜原油的减压馏分油、轻脱沥青油等，适宜的原油类型可以是环烷基原油、中间基原油和环烷中间基原油，也可以适用于石蜡基原油的减压馏分油和轻脱沥青油。该技术方法采用串联工艺流程，各反应之间不需进行分离处理，流程大大简化，通过选择适宜性能的催化剂，使润滑油加氢处理过程简化，并且可以保证产品质量。根据原料的不同特点，采用不同的加氢处理催化剂组合方式，可以生产不同种类的润滑油基础油，工艺过程灵活。由于加氢处理产物无需分离，直接先后进入加氢降凝及加氢补充精制反应器，生产润滑油基

础油，大幅度地简化了工艺流程，节省了投资、节约了能耗。

该装置由中国石油工程设计有限责任公司抚顺分公司(现更名为中国寰球工程公司辽宁分公司) 负责工程设计和实行项目总承包，于2009年底在盘锦北沥建成20万吨/年的环烷基馏分油高压加氢装置，并实现一次开汽成功，连续平稳运行。新建20万吨/年环烷基馏分油加氢装置后，使常三、减二、减三、减四这部分外售中间产品，作为原料，生产出高附加值的润滑油基础油，如变压器油、橡胶填充油、冷冻机油（或工业白油）等。且加氢汽柴油可用于直馏油品的调和，开发多种后续产品，实现全面提高企业经济效益的目标，使企业得到发展。

三、用途

基于自身特性，环烷基油在调制一些润滑油产品，如变压器油、橡胶填充油及冷冻机油等，有着其它种类基础油无法比拟的优势。许多用户，如国内外大型变压器制造商，都指定用环烷基油产品。

（1）变压器油

变压器油按凝固点分为10号、25号和45号3种牌号，环烷基油凝固点低，按上述工艺制备的基础油料，凝固点通常在-30℃以下，可直接生产25号产品，稍加处理就可以生产45号产品。而其它种类基础油需要脱蜡、甚至深度脱蜡才能满足要求，由此可见，用环烷基油生产低凝变压器油或其它低凝油品有着得天独厚的优势。

变压器油的主要作用是绝缘和冷却散热，粘度对散热效果影响甚大，粘度越小流动性就越好，散热效果也越好。我国规定10号和25

号变压器油的40℃运动粘度不大于13mm2/s，45号变压器油的40℃运动粘度不大于11mm2/s。由于环烷基油粘度指数低，在变压器温度升高时，粘度迅速下降而加快循环速度，从而提高散热效果。

氧化安定性同样是变压器油的重要性能，为了提高油品的氧化安定性，通常加入氧化抑制剂，但氧化抑制剂的加入，也会影响到变压器油的耐电压和介损性能，因此抑制剂的加入量受到了严格限制。国外则有根据抑制剂加量对变压器油进行划分的，如IEC标准，将变压器油分为加抑制剂和未加抑制剂两大类。

减少抑制剂加量或不加抑制剂，是变压器油的发展趋势，尤其是超高压变压器油，倾向于不含抑制剂。对于Ⅰ类和Ⅱ类变压器油，基础油就要求具有良好的氧化安定性，只有环烷基油经过适当处理或加入适量的芳烃类基础油，就可达到氧化安定性的要求，同时还可以满足超高压变压器油析气性的要求。

近年来中国石油润滑油公司依托克拉玛依油田得天独厚的环烷基稠油资源和先进的加工工艺，已先后研制开发了KI50X、KI50GX超高压交、直流通用变压器油、KI40AX长寿命变压器油（第三代超高压变压器油）、KI50AX特高压变压器油和KI45GX互感器专用油等系列新产品，产品质量已跻身于国际高端油品行列。

（2）橡胶填充油

橡胶是富有弹性且具有韧性和相当强度的高聚物，系长分子链结构，要使橡胶具有良好的加工性能，须使分子间各链段彼此能容易滑

动，为实现这个目的，一般采用添加橡胶油的方法。橡胶油是合成橡胶和橡胶制品行业的重要原材料或橡胶加工中的重要助剂，分为石蜡基、环烷基和芳香基三大类。理想的橡胶油应具备以下条件：相容性好，挥发性低，易加工性、抗损伤性和润滑性良好，对硫化胶的物理性能无不良影响，乳化性能好，污染少，无毒性，安定性好，来源充足和价格适中等。相比较而言，石蜡基橡胶油抗氧化、光安定性好，但石蜡基橡胶油的乳化性、相容性和低温性较差；芳香基橡胶油相容性最好，所得橡胶产品强度高，可加入量大，价格低廉，但它的颜色深、污染大、毒性大，随着环保要求的提高将逐步被淘汰；而环烷基橡胶油则兼具石蜡基、芳香基特性，乳化性、相容性好又无污染、无毒害，适应的橡胶品种较多，应用范围广泛，因此是理想的橡胶油品种。特别是通过加氢反应，能生产出无色的KN系列橡胶填充用油，为橡胶工业生产白胶及浅色胶提供了优质原料，从根本上解决了以往只能生产“黄胶”而不能生产“白胶”的问题。为此，从世界橡胶填充油的发展趋势来看，最终结果是环烷基橡胶填充油的需求量将越来越大，经过高压加氢的低芳烃环烷基橡胶油会受到欢迎，最终成为市场的主流产品。

（3）冻机油

冷冻机油是制冷压缩机专用润滑油，是制冷系统中决定和影响制冷功能和效果的至关重要的组成部分。高质量的冷冻机油不仅必须具备与制冷剂共存时优良的热化学安定性和相溶性，还必须兼有优良的低温流动性、润滑性及抗泡性，而且易于生产，原料来源可靠，对环

境无污染。制冷压缩机所用制冷剂以R12、R134a和R600a三种为主，随着环保进程的推进，R600a制冷剂将成为主流，经实验表明，环烷基基础油与该制冷剂具有良好的相溶性及热化学安定性。以克拉玛依环烷基原油减压二线馏分油为原料，经过高压加氢反应，可制备出满足德国DIN51503 VG46标准的冷冻机油。

（4）润滑脂类

环烷基基础油与金属皂类的亲合力较大，所生产的润滑脂不易析出油分；而且环烷基油凝固点低，是生产低温润滑脂不可缺少的原（5）其它润滑油

苯胺点低、溶解度高、低芳烃含量也是环烷基油的特点，这些特点使得环烷基油在许多润滑油产品的应用中，有着其它基础油无法比拟的优势。如高溶解度使得制备乳化型金属加工液更加容易，所配制的乳化液稳定性优良，不易分层。既具有芳烃的部分性能，又无芳烃的毒性，因此环烷基油又是一种环保、安全的产品，在橡胶行业和油墨制造中，可替代芳烃油而解决环保问题。此外，环烷基油还可用于生产压缩机油、船用气缸油、低凝液压油及车辆减震器油等产品。

高压加氢可有效地提高基础油粘度指数，由此可弥补环烷基油粘度指数偏低的缺点，如新疆克拉玛依石化公司的加氢环烷基基础油粘度指数能达到80以上，满足大部分润滑油产品的要求，加氢光亮油KH150BS，通过在工业闭式齿轮油中的应用证明，效果很好。

环烷基原油属于重质原油，是生产高粘度基础油的重要资源，为制备高粘度润滑油提供了丰富原料。如150BS及轻脱油，解决了

VG680及VG1000高粘度的闭式工业齿轮油、蜗轮蜗杆油，以及汽缸油和开式齿轮油等产品所需高粘度基础油的来源问题。

四、使用环烷基油应注意的问题

环烷基油的许多特点，是其它基础油所不具备的，因此使用环烷基油生产的润滑油产品，应尽量避免与使用其它基础油生产的油品混合，以免产品优势性能受到影响。如石蜡基原油的混入对环烷基原油低温性能的影响非常敏感。经试验得知，少量的石蜡基油混入会严重影响环烷基原油中轻质和中质润滑油产品的低温性能。在石蜡基油混入量达到6％时，轻质环烷基润滑油的凝点会从-60℃迅速上升到-28℃，使产品的低温性能优势消失。

综上所述，环烷基原油具有粘度高、沥青多、含蜡少、馏分油几乎不含蜡的特点，是其它原油所不具备的；馏分油凝固点低，低温流动性好，无需脱蜡就能够满足许多低温油品的要求，更是其它原油无法比拟的；具有芳烃油的特点，但无芳烃油的毒性，可替代芳烃油使用而成为环保型石油产品，又是其一大特性；富含环烷烃，是生产环烷基润滑油的唯一原料来源，更显其珍贵性。通过高压加氢，可有效提高其馏分油的粘度指数，满足大部分润滑油产品的要求，而且能够生产出无色油料，为橡胶行业提供了有力支持。总之，环烷基原油是非常宝贵、使用价值极高的石油资源。环烷基原油因粘度大，不便于长途管道输送或运输，所以加工环烷基油的炼油厂通常建在靠近开采原油的油田附近。新疆克拉玛依是中国环烷基原油的富集区，储量丰富，产量稳定，因此克拉玛依是当前国内最大的环烷基油生产基地，

其稠油加工手段处于世界先进水平，并建起了一座30万吨/年高压加氢装置。

我国的环烷基原油资源较为丰富，除了新疆，在近海地区所探明的石油储量也多为环烷基油，为我国经济发展、以及石油产品参与国际竞争创造了十分有利的条件。合理开采环烷基原油，不断改进炼油工艺，开发更多高附加值产品，同时从事废油回收以节约这一宝贵资源，已成为我国石油工业今后面临的重要任务。

第二章环烷油行业发展现状分析

一、国际市场发展概况

目前世界上的环烷基油主要控制在三大石油公司手中，一个是美国的埃克森公司，一个是荷兰的壳牌公司，另一个是美国的太阳石油公司。这三家公司差不多垄断了世界上60%以上的环烷基油市场，他们控制着销售和技术，其他小的公司或工厂由于工艺落后、设备陈旧、原油供应不足和产品结构不合理等技术与市场方面的原因，无力与之竞争，不得不逐步减产、停工直到关闭。上述三家大公司几乎垄断了美国德州、加州和路易斯安娜州的全部环烷基原油。这三家公司一开始就发挥环烷基原油的资源优势，生产变压器油、橡胶填充油、冷冻机油、金属加工油等特种油品，从而使其产品没有受到环烷基油被石蜡基油替代的冲击。

埃克森和壳牌公司是世界上最大的环烷基润滑油生产商，其环烷

基油生产能力均为50万吨/年以上。壳牌石油公司环烷基基础油分为MVI和LVI两类。粘度指数30～80称MVI，即中等粘度指数，小于30的为LVI，即低粘度指数。太阳油公司生产两个系列环烷基基础油：“Golden”油和“N”油。

（1）埃克森公司简介

美国第一个托拉斯组织，世界大工业公司之一。曾经是美国最大的石油公司，也是世界最大的跨国公司之原名新泽西标准油公司，亦译新泽西美孚石油公司(见标准油公司)，1882年成立于美国新泽西州。

1948～1964年曾称埃索标准油公司，1959年与亨布尔石油炼制公司合营，1972年改为埃克森公司，总部设在纽约。

(2) 组织机构

公司下设：美国埃克森公司、埃克森国际公司、埃克森企业公司、埃克森化学公司、埃克森矿物公司、埃克森生产研究公司、埃克森研究和工程公司等。埃克森有关海外业务的机构常以埃索命名，如埃索中东公司、埃索东方公司、埃索欧洲公司等，在加拿大则有帝国石油公司。1984年埃克森公司在美国及其他80多个国家有500多个子公司。如在联邦德国、英国、法国、加拿大等国都设有埃索化学公司。

(3) 公司业绩

1979年以来，埃克森公司的销售额超过美国通用汽车公司而居世