CN103102956A - 一种高粘度指数润滑油基础油的加氢生产方法 - Google Patents

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本发明涉及一种高粘度指数润滑油基础油的加氢生产方法,以加氢处理馏分油、加氢处理轻脱油、费托合成蜡或加氢裂化尾油中的一种或几种含蜡油为原料油,原料和氢气混合进入加氢异构脱蜡反应区,进行加氢异构化反应,反应产物进行分馏,分别得到轻质润滑油基础油产品、重质润滑油基础油产品,其特征在于:重质润滑油基础油产品至少部分循环回加氢异构脱蜡反应区,通过控制加氢异构脱蜡反应区的异构化反应深度,使得轻质润滑油基础油产品的倾点和粘度指数符合指标要求;通过控制重质润滑油基础油的循环比例控制重质润滑油基础油的倾点和粘度指数符合指标要求。与现有技术相比,本发明方法可以得到质量高的轻质、重质润滑油基础油,并且工艺简单,操作能耗低。

Description

一种高粘度指数润滑油基础油的加氢生产方法技术领域[0001] 本发明涉及一种高粘度指数润滑油基础油的加氢生产方法。具体地说是以宽馏分含蜡油直接作为加氢异构脱蜡的进料,生产高粘度指数润滑油基础油的方法。背景技术[0002] 传统的润滑油基础油生产是采用溶剂精制工艺,其主要两个步骤是采用溶剂精制去除芳烃等非理想组分和溶剂脱蜡以保证基础油的低温流动性能。此外,一般还要进行白土或加氢补充精制。[0003]日趋严格的环境法规和机械工业的迅速发展对润滑油基础油的性能提出了越来越高的要求。同时,由于世界范围的原油劣质化,使得适宜于生产润滑油的原油数量逐渐减少。因此,加氢法生产润滑油技术发展十分迅速。加氢法工艺是指采用加氢裂化工艺或加氢处理-异构脱蜡-加氢精制联合工艺生产润滑油基础油的过程,其优点是原料灵活性大、基础油收率闻、副广品价值闻等。[0004] 传统的加氢异构脱蜡过程存在的一个缺点是,当采用全馏分或宽馏分的含蜡油作为进料时,难以同时使轻质润滑油组分和重质润滑油组分同时满足倾点和粘度指数的要求。一般情况下,当重质润滑油组分倾点合格时,轻质润滑油组分的粘度指数损失较大,难以生产粘度指数>120的API III类轻质润滑油基础油产品;而当轻质润滑油组分粘度指数合格时,重质组分不能作为合格的润滑油组分。[0005] 针对上述问题,目前现有技术采用将含蜡油进行预分馏,然后将各个窄馏分分别作为加氢异构脱蜡的进料,解决生产高粘度指数轻质润滑油基础油的问题。US5,580,442提出了一种加氢裂化尾油生产高粘度指数润滑油基础油的方法。首先将加氢裂化尾油进行减压预分懼,切割出100°C粘度分别为3mm2/s、4mm2/s、6 mm2/s以及8mm2/s的四个窄懼分,这些窄馏分分别进行加氢异构脱蜡,生产粘度指数>130的100°C粘度分别为3mm2/S、4mm2/S、6 mm2/s以及8mm2/S的四种润滑油基础油产品。[0006] US7, 198,710提出了一种由费托蜡生产高粘度指数润滑油基础油的方法。先将费托蜡进行分馏得到轻组分和重组分,然后分别进行加氢异构脱蜡降低原料倾点,可得到倾点满足要求的轻质润滑油基础油。加氢异构脱蜡重组分由于倾点不合格,采用溶剂脱蜡的方法进一步降低重组分的倾点,最后得到倾点符合要求的重质润滑油基础油产品。[0007] 采用窄馏分含蜡油作为加氢异构脱蜡的进料方法,可以解决生产轻质及重质高粘度指数润滑油基础油的方法,但需要设置多个原料罐,增加装置的建设投资;而且在实际生产中要经常切换原料并频繁调整工艺参数,大大增加了装置操作难度并产生大量的不合格女口广叩ο发明内容[0008] 针对现有技术的不足,本发明提供一种高粘度指数润滑油基础油的加氢生产方法,含蜡原料油不经分馏,直接作为加氢异构脱蜡的进料,生产高粘度指数润滑油基础油。[0009] 本发明高粘度指数润滑油基础油的加氢生产方法包括如下内容:以加氢处理馏分油、加氢处理轻脱油、费托合成蜡或加氢裂化尾油中的一种或几种含蜡油为原料油,原料和氢气混合进入加氢异构脱蜡反应区,进行加氢异构化反应,反应产物进行分馏,分别得到轻质润滑油基础油产品、重质润滑油基础油产品,重质润滑油基础油产品至少部分循环回加氢异构脱蜡反应区。通过控制加氢异构脱蜡反应区的异构化反应深度,使得轻质润滑油基础油产品的倾点和粘度指数符合指标要求。通过控制重质润滑油基础油的循环比例控制重质润滑油基础油的倾点和粘度指数符合指标要求。[0010] 本发明方法中,在加氢异构化脱蜡反应装置开工初期,重质润滑油基础油产品的倾点达不到指标要求,需要将全部的重质润滑油基础油产品循环回加氢异构脱蜡反应区,当加氢异构化脱蜡反应装置稳定运转后,维持适宜的重质润滑油基础油循环比例,可以得到倾点和粘度指数均合格的重质润滑油基础油产品,一般来说循环质量比(循环回加氢异构脱蜡反应区的质量与作为产品出装置的量之比)为0.2:1〜5:1,优选为0.5:1〜2:1,具体可以根据原料性质和产品质量指标确定。[0011] 本发明方法中,得到的轻质润滑油基础油产品和重质润滑油基础油产品的粘度指数均大于120,一般为120〜170。轻质润滑油基础油产品和重质润滑油基础油产品的倾点均低于-10°C,优选低于-15°C。轻质润滑油基础油产品的倾点为-10〜-30°C,优选为-15〜-27°C ;重质润滑油基础油产品的倾点为-10〜-25°C优选为-12〜-21°C。[0012] 本发明方法中,原料油可以是加氢处理馏分油、加氢处理轻脱油、费托合成蜡或加氢裂化尾油中的一种或几种,这些原料的硫含量要求低于30μ g/g,优选低于15μ g/g ;氮含量要求低于5 μ g/g,优选低于2 μ g/g。以达到加氢异构脱蜡使用的贵金属催化剂对原料杂质含量的要求。馏分油及轻脱油的加氢处理或加氢裂化均为本领域常规方法,一般使用非贵金属催化剂,主要目的是深度脱除硫、氮等杂质。上述原料油的馏程在280〜700°C范围内的任意馏分,一般初馏点至终馏点的温度差在100〜400°C之间。[0013] 本发明方法使用的加氢异构脱蜡催化剂可以选择本领域常用的润滑油加氢异构催化剂,可以使用商品加氢异构催化剂,也可以按本领域一般知识制备。加氢异构催化剂载体一般为氧化铝和TON结构的NU-10分子筛或ZSM-22分子筛等,分子筛在催化剂中的含量为30wt%〜80wt%,优选为40wt%〜70wt%,载体中也可加入部分氧化娃;活性金属组分为Pt、Pd,Ru和Rh中一种或多种,在催化剂中的含量为0.lwt%〜5.0wt%。可选择的助剂组分为硼、氟、氯和磷中的一种或多种,在催化`剂中的含量为0.lwt9T5.0wt% ;加氢异构催化剂的比表面为150〜500m2/g,孔容为0.15〜0.60ml/g。使用前对催化剂进行还原处理,使加氢活性金属在反应过程中处于还原态。[0014] 所述的加氢异构脱蜡反应区的反应条件为:反应温度为300°C〜380°C,优选310°C〜340°C,氢分压为2.0MPa〜18.0MPa,优选10.0MPa〜15.0MPa原料油液时体积空速为0.2 IT1〜6.0tT1,优选0.6 IT1〜1.81Γ1,氢油体积比400:1〜1500:1,优选600:1〜800:1。加氢异构脱蜡反应区的异构化反应深度主要通过反应温度进行调整,反应温度越高,反应温度越深,反应产物的倾点更低,但粘度指数降低。[0015] 本发明方法中,加氢异构脱蜡反应区得到的液相产物在一个减压蒸馏塔中进行分馏。采用的减压蒸馏是本领域技术人员公知的技术。如减压蒸馏的条件一般为:减压蒸馏塔进料温度为350°C〜410°C,较适宜的进料温度为375°C〜400°C;减压蒸馏塔塔顶压力为4KPa〜lOKPa,较适宜的塔顶压力为5KPa〜8KPa ;减压蒸馏塔塔顶温度为110〜180°C,可以得到一些轻质油品。减压蒸馏的条件一般可以在上述范围内进行调整,得到所需的产品。[0016] 加氢异构脱蜡区后的减压蒸馏塔一般设置2〜4个侧线,相应得到轻质润滑油基础油和重质润滑油基础油。轻质润滑油基础油100°c粘度为2.5-4.5mm2/s ;重质润滑油基础油100°C粘度为5.5-10.5mm2/s。如果原料含轻质组分较多,也可以先在常压分馏塔中分馏,然后再进入减压蒸馏塔进行分馏。[0017] 本发明方法中,轻质润滑油基础油产品与重质润滑油基础油组分的蒸馏分割温度(指实沸点温度)为450〜520°C,沸点低于分割点的润滑油基础油为轻质润滑油基础油,沸点高于分割点的润滑油基础油组分为重质润滑油基础油。所述的轻质润滑油基础油可以是一种或几种,所述的重质润滑油基础油也可以是一种或几种,具体根据原料的性质确定。按照目前的质量标准,4号基础油为本发明所述的轻质润滑油基础油,6号基础油和10号基础油为本发明所述的重质润滑油基础油。[0018] 本发明方法中也可以在加氢异构脱蜡反应区后增加加氢补充精制反应区,改善基础油产品的颜色及安定性。加氢补充精制催化剂,为常规的还原型加氢精制催化剂,其活性金属为Pt、Pd中的一种或两种或活性金属为还原态镍催化剂,贵金属催化剂中活性金属在催化剂的重量含量一般为0.05%〜1%,还原态镍催化剂的活性金属以氧化物重量计为30%〜80%,催化剂载体一般为Al2O3或Al2O3-SiO2,可以含有P、T1、B、Zr等助剂。使用前催化剂进行常规的还原,保证加氢活性金属在反应过程中处于还原态。可以选用该领域普通商品催化剂,或按本领域普通方法制备。[0019] 所述的加氢补充精制反应条件为:温度为200°C〜300°C,优选210°C〜280°C,氢分压为6.0MPa〜18.0MPa,优选10.0〜15.0MPa,体积空速为0.31h-1〜3.0h-1,优选为0.61h-1 〜1.21h-1,氢油体积比 400:1 〜1500:1,优选 600:1 〜800:1。[0020] 本发明方法通过对含蜡油加氢异构脱蜡过程分析而知,在相同的加氢异构脱蜡条件下,轻重组分的异构脱蜡深度不同,为达到相同的倾点要求,必须控制异构脱蜡过程的转化深度,使得含蜡油中的轻重组分分别达到最佳的脱蜡深度,从而实现轻、重润滑油基础油产品的倾点与粘度指数间达到最佳平衡点。[0021] 与现有技术相比,本发明方法无需对含蜡油原料进行预分馏,即可以解决生产倾点合格的轻质及重质高粘度指数润滑油基础油的方法,只需设置一个原料罐,在实际生产中也无需切换原料及频繁调整工艺参数,大大降低了装置的建设投资及装置的操作难度,并大幅度减少了不合格产品的数量。[0022] 对于采用对含蜡油原料进行预分馏的现有技术方案来说,预分馏得到的窄馏分进行加氢异构后仍需再进行分馏操作,因为经过加氢异构后生成油性质发生了较大变化,需再进行分馏才能得到所需性质的润滑油基础,操作较为复杂,两次分馏的能耗较高。附图说明[0023] 图1是本发明方法工艺流程示意图。具体实施方式[0024] 本发明生产高粘度指数润滑油基础油的方法具体见图1:以加氢处理馏分油、力口氢处理轻脱油、费托蜡或加氢裂化尾油中的一种或几种含蜡油为原料,原料和氢气混合进入加氢异构脱蜡反应区,进行加氢异构化反应,反应产物进行分馏,分别得到轻质润滑油基础油产品、重质润滑油基础油产品,通过控制加氢异构脱蜡反应区的异构化反应深度,使得轻质润滑油基础油产品倾点符合指标要求,并保持较高的粘度指数;通过重质润滑油基础油的循环量控制重质润滑油基础油的倾点和粘度指数符合指标要求。。[0025] 本发明涉及的各种催化剂可以按性质选择商品催化剂,也可以按本领域知识制备。加氢异构脱蜡催化剂如抚顺石油化工研究院研制生产的FIW-1催化剂,也可以按CN03133557.8、CN02133128.6等现有专利技术制备。[0026] 如按CN02133128.6所述,加氢异构脱蜡催化剂载体为氧化铝和TON结构的NU-10分子筛或ZSM-22分子筛;分子筛在催化剂中的含量为30Wt9T80wt% ;活性金属组分为Pt、Pd、Ru、Rh和Ni中一种或多种,在催化剂中的含量为0.lwt°/T30.0wt% ;其比表面为150〜500m2/g,孔容为 0.15 〜0.60ml/g。[0027] 下面通过具体实施例说明本发明方法的具体内容和效果。[0028] 下面的实施列将对本发明提供的方法予以进一步的说明,但并不因此而限制本发明的范围。本发明处理的原料性质见表1,采用的加氢异构脱蜡催化剂的理化性质见表2。[0029] 表I实施例原料性质。 ___
Figure CN103102956AD00071
[0030] 表2催化剂性质。
Figure CN103102956AD00072
[0031] 实施例1〜3 实施例f 3,原料直接进入加氢异构脱蜡反应区,产物经分馏得到轻质润滑油基础油产品和重质润滑油基础油产品。原料分别为表I中所列的3种原料,其中加氢异构脱蜡使用表2中所列催化剂,得到结果具体见表3。加氢异构催化剂按常规方法还原后进行实施。加氢异构脱蜡反应区后的减压蒸馏塔得到4号基础油和6号基础油和10号基础油,稳定操作后6号基础油和10号基础油循环回加氢异构脱蜡反应区的量维持一定比例。[0032] 对比例I 对比例I采用表I中所列的加氢裂化尾油原料,采用单一加氢异构脱蜡反应区生产基础油的工艺过程,使用与实施例1中相同加氢异构脱蜡催化剂,结果见表3。[0033] 对比例2 对比例2采用表I中所列的加氢裂化尾油原料,将加氢裂化尾油进行预分馏,得到100°C粘度分别为4.2mm2/s以及6.3mm2/s加氢裂化尾油窄馏分,然后分别进行加氢异构脱蜡反应的工艺过程,使用与实施例1中相同的加氢异构脱蜡催化剂,结果见表3。 [0034] 对比例3 对比例3采用表I中所列的费托合成蜡原料,将进行费托蜡预分馏,得到100°C粘度分别为4.05mm2/s、6.5mm2/s以及8.46mm2/s的费托腊窄懼分,然后分别进行加氢异构脱腊反应的工艺过程,使用与实施例1中相同的加氢异构脱蜡催化剂,结果见表3。[0035] 从表3中实施例和对比例的比较数据可知,对原料不进行预分馏的现有技术方案来说,不能得到全部合格的润滑油基础油。对于原料进行预分馏处理的现有技术方案来说,虽然也可以得合格的轻重润滑油基础油,但过程复杂。[0036] 表3实施例及对比例的工艺条件及结果。
Figure CN103102956AD00081
[0037] *各窄馏分的加氢异构脱蜡反应温度,轻质馏分反应温度低,重质馏分反应温度闻; **体积空速不计循环量,仅以新鲜原料计算; ***产品不能作为润滑油基础油。

Claims (15)

1.一种高粘度指数润滑油基础油的加氢生产方法,以加氢处理馏分油、加氢处理轻脱油、费托合成蜡或加氢裂化尾油中的一种或几种含蜡油为原料油,原料和氢气混合进入加氢异构脱蜡反应区,进行加氢异构化反应,反应产物进行分馏,分别得到轻质润滑油基础油产品、重质润滑油基础油产品,其特征在于:重质润滑油基础油产品至少部分循环回加氢异构脱蜡反应区,通过控制加氢异构脱蜡反应区的异构化反应深度,使得轻质润滑油基础油产品的倾点和粘度指数符合指标要求;通过控制重质润滑油基础油的循环比例控制重质润滑油基础油的倾点和粘度指数符合指标要求。
2.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:加氢异构化脱蜡反应装置稳定运转过程中,维持适宜的重质润滑油基础油循环比例,得到倾点和粘度指数均合格的重质润滑油基础油产品,循环质量比为0.2:1〜5:1。
3.按照权利要求2所述的方法,其特征在于:循环质量比为0.5:1〜2:1。
4.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:轻质润滑油基础油产品和重质润滑油基础油产品的粘度指数均大于120,轻质润滑油基础油产品和重质润滑油基础油产品的倾点均低于-1o°c。
5.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:轻质润滑油基础油产品和重质润滑油基础油产品的粘度指数为120〜170,轻质润滑油基础油产品和重质润滑油基础油产品的倾点均低于-15°C。
6.按照权利要求1或4所述的方法,其特征在于:轻质润滑油基础油产品的倾点为-10〜-30°c,重质润滑油基础油产品的倾点为-10〜-25°c。
7.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:原料油是加氢处理馏分油、加氢处理轻脱油、费托合成蜡或加氢裂化尾油中的一种或几种,原料的硫含量要求低于30μ g/g,氮含量要求低于5μ g/g。
8.按照权利要求1或7所述的方法,其特征在于:原料油的馏程在280〜700°C范围内的任意馏分,初馏点至终馏点的温度差在100〜400°C之间。
9.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:加氢异构脱蜡催化剂载体为氧化铝和TON结构的NU-10分子筛或ZSM-22分子筛,分子筛在催化剂中的含量为30Wt9T80wt% ;活性金属组分为Pt、Pd、Ru和Rh中一种或多种,在催化剂中的含量为0.lwt%〜5.0wt%。
10.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:加氢异构脱蜡反应区的反应条件为:反应温度为300°C〜380°C, 氢分压为2.0MPa〜18.0MPa,原料油液时体积空速为0.2 h—1〜6.0h \氧油体积比400:1〜1500:1。
11.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:加氢异构脱蜡反应区的反应条件为:反应温度为310°C〜340°C,氢分压为10.0MPa〜15.0MPa,原料油液时体积空速为0.6 h—1〜1.81Γ1,氢油体积比为600:1〜800:1。
12.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:加氢异构脱蜡反应区得到的液相产物在一个减压蒸馏塔中进行分馏。
13.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:轻质润滑油基础油100°C粘度为2.5-4.5mm2/s ;重质润滑油基础油100°C粘度为5.5-10.5mm2/s。
14.按照权利要求1或13所述的方法,其特征在于:轻质润滑油基础油产品与重质润滑油基础油组分的蒸馏分割温度为450〜520°C,沸点低于分割点的润滑油基础油为轻质润滑油基础油,沸点高于分割点的润滑油基础油组分为重质润滑油基础油。
15.按照权利要求1所述的方法,其特征在于:在加氢异构脱蜡反应区后增加加氢补充精制反应区,改善基础油产品的颜色及安定性,加氢补充精制催化剂,为常规的还原型加氢精制催化剂,加氢补充精制反应条件为:温度为200°C〜300°C,氢分压为6.0MPa〜18.0MPa,体积空速为0.31Γ1〜`3.0`tT1,氢油体积比400:1〜1500:1。`
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