一种加氢法生产食品级白油的方法本发明涉及一种以深度精制的润滑油基础油或工业白油为原料，采用一段
加氢工艺生产食品级白油的方法。
白油是深度精制除去润滑油馏分中芳烃和硫化物等杂质而得到的无色、无
味和化学性质稳定的一类石油产品。白油又分为工业级、化妆级和食品级。由
于白油产品对芳烃含量的限制极其严格，而芳烃的加氢受热力学平衡限制难以
在高温下进行，故在加氢法生产白油工艺中，无一例外采用高压加氢。依照原
料的不同和对产品要求的各异，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5m
％，经过一段加氢可以得到工业级白油甚至食品级白油。以质量一般的原料，
如润滑油基础油或溶剂精制脱蜡油等，芳烃含量可达10～20m％，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级白油。若
原料质量更差，如减压馏分油，则一般要经过三段以上加氢。
本方法相关技术是一段加氢生产食品级白油工艺方法。典型技术如US
5,736,484所述，以工业级白油为原料，采用还原态镍催化剂，采用一段工艺生
产食品级白油。该方法不足在于，为使镍催化剂有较高的加氢活性和较长的使
用寿命，对原料和氢气中的硫含量提出严格的限制，一般要求小于5ppm，甚
至要求小于3ppm。原因在于，原料中的硫化物在氢气和加氢催化剂存在的条
件下，会转化为H2S。氢气中的硫化物也是以H2S存在。H2S吸附在还原态镍
催化剂的金属镍上，并与之发生强相互作用生成硫化镍，使其加氢活性明显降
低。另外，在H2S的作用下，还会导致金属镍的聚集，使加氢活性中心的数量
减少，从而降低了催化剂的加氢活性和使用寿命。
本发明的目的是为了克服上述一段加氢法生产食品级白油过程中，镍催化
剂需对原料和氢气中硫含量进行严格限制的缺陷，拓宽对原料和氢气中硫含量
的要求，并且提高催化剂的活性，延长催化剂的使用寿命。
本发明的主要过程包括：
在传统的加氢法生产白油的工艺过程中采用层装催化剂体系：这种层装催
化剂体系使用的催化剂为脱硫剂和还原态镍催化剂。
本发明所述层装催化剂体系为：在一个加氢反应器分4个催化剂床层，从
上到下为A床层：脱硫剂，B床层：还原态镍催化剂，C床层：脱硫剂，D床
层：还原态镍催化剂。
本发明层装催化剂体系中A、B、C和D床层的比例为：A床层：脱硫剂
是1～10v％，最好是2～5v％。B床层：还原态镍催化剂是1～20v％，最好是5～
15v％。C床层：脱硫剂是1～20v％，最好是5～15v％。D床层：还原态镍催
化剂是50～97v％，最好是65～88v％。
本发明使用的脱硫剂可以是钾、钡、钙、锌和铜的氧化物中的一种，或是
它们中的任何两种或两种以上的混合物；也可以是在氧化铝、尖晶石或沸石材
料上混入或浸入上述金属氧化物的一种或它们中的任何两种或两种以上的混合
物。最好是氧化锌脱硫剂。氧化锌是一种应用于合成氨、制氢、合成甲醇、煤
化工、石油精制和石油化工等工业原料气或油净化的脱硫剂。如：南京化学工
业有限公司催化剂厂产生的NCT305和NCT310氧化锌脱硫剂，沈阳催化剂厂
生产的T305和T310氧化锌脱硫剂等。脱硫剂的主要成分为金属氧化物，金属
氧化物与硫化物反应生成十分稳定的金属硫化物，它与各种硫化物的化学反应
式为：
上式中的M表示金属，即是钾、钡、钙、锌和铜中的一种。
本发明使用的芳烃饱和催化剂可以是任何一种用于苯、白油、石蜡和其它
石油化工产品加氢饱和的还原态镍催化剂，这种催化剂的氧化镍含量大于40m
％(对催化剂)。如南京化学工业有限公司生产的NCG型苯加氢催化剂。
本发明使用的原料是深度精制的润滑油基础油，这种精制包括三氧化硫精
制、酸精制和加氢精制等。原料还包括工业白油。原料中芳烃含量小于10m％，
最好是5m％；硫含量小于50ppm，最好是小于30ppm；氮含量小于10ppm，
最好是小于5ppm。
本发明使用的氢气是工业氢气，如轻烃制氢，催化重整、蒸汽裂解、乙烯
裂解、苯乙烯等装置生产的氢气，氢气纯度大于85v％，最好是大于90v％。
氢气中硫化氢含量小于50ppm，最好是小于30ppm。
本发明采用的加氢工艺条件：压力8.0～20.0MPa，最好12.0～18.0MPa；
反应温度150～300℃，最好180～260℃；体积空速0.1～1.5h-1，最好0.2～
0.8h-1；氢油体积比100～1500∶1，最好300～800∶1。
本发明使用的原料和氢气在上述加氢工艺条件下，经过上述催化剂体系，
在A床层：氢气中的硫化氢与脱硫剂反应生成金属硫化物；在B床层：原料中
硫化物被镍催化剂加氢生成硫化氢和芳烃饱和；在C床层：B床层生成的硫化
氢与脱硫剂反应生成金属硫化物；在D床层：含有微量硫化物的原料和氢气
(＜1ppm)通过D床层的镍催化剂，生产出食品级白油。
通过本发明的级配方案，使得通过D床层的原料和氢气中含有极少量的硫
化物(＜1ppm)，这样D床层的镍催化剂就极少发生因硫化氢引起的中毒(硫化
氢引起催化剂上的金属镍生成硫化镍和金属镍聚集)，从而不仅提高了整个催
化剂体系的抗硫能力，而且使得催化剂体系的活性大为提高，使用寿命明显延
长。
本发明采用层装催化剂体系生产食品级白油的方法，与采用单一镍催化剂
的方法相比，对原料和氢气中硫含量要求明显降低，催化剂的活性大为提高，
使用寿命明显延长。
下面的实施例对本发明做进一步说明，而不是限制本发明的精神和范围。
实施例1
取沈阳催化剂厂生产的T305氧化锌脱硫剂20ml，再取南京化学工业有限
公司生产的NCG苯加氢催化剂180ml。采用层装催化剂体系I，从上到下，A
床层：T305氧化锌催化剂6ml；B床层：NCG镍催化剂20ml；C床层：T305
氧化锌脱硫剂14ml；D床层：NCG镍催化剂160ml。
取南京化学工业有限公司生产NCT310氧化锌脱硫剂14ml，再取NCG苯
加氢催化剂186ml。采用层装催化剂体系II，从上到下，A床层：NCT310氧
化锌催化剂4ml；B床层：NCG镍催化剂10ml；C床层：NCT310氧化锌脱硫
剂10ml；D床层：NCG镍催化剂176ml。
取南京化学工业有限公司生产NCT305氧化锌脱硫剂40ml，再取NCG苯
加氢催化剂190ml。采用层装催化剂体系III，从上到下，A床层：NCT305氧
化锌催化剂10ml；B床层：NCG镍催化剂30ml；C床层：NCT310氧化锌脱
硫剂30ml；D床层：NCG镍催化剂160ml。
取南京化学工业有限公司生产的NCG苯加氢催化剂180ml。采用单一催化
剂体系IV：NCG镍催化剂180ml。
实施例2
本实施例用来说明原料和氢气中含有的硫化物对催化剂活性和稳定性的影
响。
原料油为深度精制润滑油基础油，性质见表1。氢气为95v％工业氢气，
硫化氢含量为20ppm。采用层装催化剂体系I，同实施例1，加氢工艺条件：
压力15.0MPa，床层反应温度210℃，体积空速(对NCG催化剂)0.3h-1，氢油
体积比500∶1。可以生产出食品级白油。产品性质见表2。以相同的原料油、
氢气和工艺体积，经过1500h寿命试验，产品应达到食品级白油要求，产品性
质见表2，床层反应温度没有温升，为210℃。
实施例3
本实施例用来说明原料和氢气中含有的硫化物对催化剂活性和稳定性的影
响。
原料油为深度精制润滑油基础油，性质见表1。氢气为95v％工业氢气，
硫化氢含量为20ppm。采用层装催化剂体系II，同实施例1，加氢工艺条件：
压力18.0MPa，床层反应温度260℃，体积空速(对NCG催化剂)0.8h-1，氢油
体积比800∶1。可以生产出食品级白油。产品性质见表2。以相同的原料油、
氢气和工艺体积，经过1500h寿命试验，产品应达到食品级白油要求，产品性
质见表2，床层反应温度没有温升，为260℃。
实施例4
本实施例用来说明原料和氢气中含有的硫化物对催化剂活性和稳定性的影
响。
原料油工业白油，性质见表1。氢气为95v％工业氢气，硫化氢含量为
20ppm。采用层装催化剂体系III，同实施例1，加氢工艺条件：压力12.0MPa，
床层反应温度180℃，体积空速(对NCG催化剂)0.2h-1，氢油体积比300∶1。
可以生产出食品级白油。产品性质见表2。以相同的原料油、氢气和工艺体积，
经过1500h寿命试验，产品应达到食品级白油要求，产品性质见表2，床层反
应温度没有温升，为180℃。
比较例1
本比较例用来说明原料和氢气中含有的硫化物对催化剂活性和稳定性的影
响。
原料油和氢气同实施例2。采用单一的NCG催化剂体系IV，同实施例1，
加氢工艺条件：压力、体积空速和氢油体积比同实施例2，床层反应温度比层
装催化剂体系高6℃，为216℃，可以生产出食品级白油，产品性质见表2。以
相同的原料油、氢气和加氢工艺条件，经过1500h寿命试验，产品达到食品级
白油要求，催化剂床层反应温度温升6℃，为222℃，产品性质见表2。
结果表明，在原料硫含量28ppm和氢气中硫含量20ppm的条件下，本发明
的层装催化剂体系与单一催化剂相比，具有活性高和稳定性好的特点。
表1
项目
原料油主要性质
原料名称
深度精制润滑油
工业白油
密度(20℃)，kg/m3
862.0
850.0
粘度(40℃)，mm2/s
71.40
34.50
硫，ppm
28
5
芳烃，m％
3.9
0.1
颜色(赛氏)，号
+23
+27
倾点，℃
-15
-10
表2
项目
产品性质
试验方法
|
实施例
2
实施例
3
比较例
1
实施例
4
密度(20℃)，kg/m3
860.1
860.3
860.5
845.2
粘度(40℃)，mm2/s
70.2
70.5
70.8
33.5
GB/T265
颜色，赛氏号
＞+30
＞+30
＞+30
＞+30
GB/T3555
倾点，℃
-13
-13
-13
-9
水溶性酸或碱
无
无
无
无
GB/T259
机械杂质，m％
无
无
无
无
GB/T511
水分，m％
无
无
无
无
GB/T260
砷，mg/kg
＜1
＜1
＜1
＜1
GB/8450
铅，mg/kg
＜1
＜1
＜1
＜1
GB/8449
重金属，mg/kg
＜10
＜10
＜10
＜10
GB/8451
易碳化物
通过
通过
通过
通过
GB/T11079
固态石蜡
通过
通过
通过
通过
SH/T0134
稠环芳烃，紫外吸光
度/cm(260～420nm)
＜0.1
＜0.1
＜0.1
＜0.1
GB/T11081