CN105408454B - 制备两种或更多种基础油的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制备两种或更多种基础油的方法，所述方法至少包括以下步骤：(a)提供两种或更多种链烷烃进料流；(b)使步骤(a)提供的第一链烷烃进料流经受加氢裂化/加氢异构化步骤，以得到第一至少部分异构化的产物流；(c)使步骤(a)提供的第二链烷烃进料流经受加氢裂化/加氢异构化步骤，得到第二至少部分异构化的产物流；(d)分离步骤(b)的第一产物流，由此得到第一低沸点馏分以及第一高沸点馏分；(e)分离步骤(c)的第二产物流，由此得到第二低沸点馏分以及第二高沸点馏分；(f)混合步骤(d)的第一低沸点馏分以及步骤(e)的第二低沸点馏分，由此得到混合的低沸点馏分；(g)混合步骤(d)的第一高沸点馏分以及步骤(e)的第二高沸点馏分，由此得到混合的高沸点馏分；(h)使步骤(f)的混合的低沸点馏分脱蜡，得到轻质基础油；以及(i)使步骤(g)的混合的高沸点馏分脱蜡，得到重质基础油。

Description

制备两种或更多种基础油的方法
本发明涉及制备两种或更多种基础油的方法。
已知通过在一个及在相同的设备中对宽范围碳数的链烷基础油前体组分进行催化脱蜡来制备两种或更多种的基础油。例如，在WO 02/070631中，描述了从蜡状石蜡费托(Fischer-Tropsch)产物制备两种或更多种基础油等级的方法。在wO 02/070631中，首先制备了费托衍生的馏出物基础油前体馏分，其具有相应于期望的基础油产品的粘度。该馏出物基础油前体随后经受催化脱蜡步骤，接着最后的真空蒸馏，以获得期望的基础油之一。
WO 02/070631中公开的方法的问题在于对于每一种期望的基础油，基础油前体需要储存在罐中，且需要重复所有的方法步骤。此外，由WO 02/070631中公开的方法制备的基础油可具有大的浊点/倾点差。
本发明的一个目的是提供用于制备两种或更多种具有不同粘度的基础油的更有效的方法。
本发明的另一目的是提供用于制备两种或更多种具有不同粘度的基础油的替代方法。
上述目的之一或其它目的可根据本发明通过提供制备两种或更多种基础油的方法来实现，该方法至少包括以下步骤：
(a)提供两种或更多种链烷烃进料流；
(b)使步骤(a)提供的第一链烷烃进料流经受加氢裂化/加氢异构化步骤以得到第一至少部分异构化的产物流；
(c)使步骤(a)提供的第二链烷烃进料流经受加氢裂化/加氢异构化步骤以得到第二至少部分异构化的产物流；
(d)分离步骤(b)的第一产物流，由此得到第一低沸点馏分和第一高沸点馏分；
(e)分离步骤(c)的第二产物流，由此得到第二低沸点馏分和第二高沸点馏分；
(f)混合步骤(d)的第一低沸点馏分和步骤(e)的第二低沸点馏分，由此得到混合的低沸点馏分；
(g)混合步骤(d)的第一高沸点馏分和步骤(e)的第二高沸点馏分，由此得到混合的高沸点馏分；
(h)使步骤(f)中的混合的低沸点馏分脱蜡，得到轻质基础油；以及
(i)使步骤(g)的混合的高沸点馏分脱蜡，得到重质基础油。
现在令人惊讶地发现，根据本发明，可以以令人惊讶地简单且温和的方式连续地制备两种或更多种具有不同粘度的基础油。
本发明的重要优点在于获得的两种或更多种基础油具有低的浊点/倾点差。
在一个及在相同的设备中，通过对具有覆盖若干粘度的碳数的链烷基础油前体组分进行催化脱蜡来制备两种或更多种基础油，可产生具有高的浊点/倾点差的基础油。这些高的浊点/倾点差表明在获得的基础油中重质蜡的差的异构化。
根据本发明具有不同粘度的基础油可因此以具有低的浊点/倾点差的有效方式制备。
本发明的进一步的优点在于通过单独地但同时催化脱蜡低和高沸点馏分以获得轻质和重质基础油，在分别催化脱蜡低和高沸点馏分之前不需要中间罐(intermediatetankage)以单独地储存这些馏分。
在根据本发明的方法的步骤(a)中，提供了两种或更多种链烷烃进料流。
合适地，链烷烃进料流是蜡油(hydrowax)进料、费托产物或其混合物。优选地，链烷烃进料流是费托产物。
在现有技术中已知提供蜡油的各种方法。术语“蜡油”是指矿物进料产物，所述产物衍生自原油。合适地，蜡油通过包括将源自蜡状原油的含烃进料与加氢异构化催化剂在加氢异构化条件下接触的方法而衍生自蜡状原油，且其是优化用于汽车用油的燃料加氢裂化器的～370℃+底馏分。该方法例如描述在EP-A-0400742中。
合适地，蜡油在70℃下根据ASTM D-4052的密度在800-850kg/m3之间，优选地在810-820kg/m3之间、更优选地在819-820kg/m3之间。
蜡油优选具有的初沸点在200-430℃之间、更优选在228-421℃之间、最优选在322-421℃之间，且终沸点在400-540℃之间、优选在420-485℃之间、更优选在425-483℃之间、最优选在458-483℃之间。
费托产物在现有技术中是已知的。术语“费托产物”指费托方法的合成产物。在费托方法中，合成气被转化成合成产物。合成气或合成气体是氢气和一氧化碳的混合物，其通过转化含烃进料而获得。合适的进料包括天然气、原油、重质油馏分、煤、生物质和褐煤。费托产物也可称作GTL(气转液)产物。
费托产物的制备已描述在例如WO2003/070857中。
费托方法的费托产物通常通过蒸馏而分离成水流、气态流，其包含未转化的合成气、二氧化碳、惰性气体和C1至C2、和C3+产物流。可使用商业可获得的设备。蒸馏可在大气压下进行，但也可使用减压。本发明中的费托产物指C3+产物流。
在步骤(b)中，步骤(a)中提供的第一链烷烃进料流经受加氢裂化/加氢异构化步骤以获得第一至少部分异构化的产物流。
已发现异构化产物的量取决于加氢裂化/加氢异构化条件。
加氢裂化/加氢异构化方法是现有技术已知的，并因此在此没有详细论述。
加氢裂化/加氢异构化和加氢裂化/加氢异构化条件对异构化产物的量的影响例如描述在"Hydrocracking Science and Technology″，Julius Scherzer；A.J.Cruia，Marcel Dekker，Inc，New York，1996，ISBN0-8247-9760-4的第6章。
在步骤(b)中的至少部分费托衍生的异构化进料的制备已经描述在例如WO 2009/080681中。在步骤(b)中的至少部分矿物来源的异构化进料的制备已经描述在例如EP-A-0400742中。
在步骤(c)中，使步骤(a)提供的第二链烷烃进料流经受加氢裂化/加氢异构化步骤，得到第二至少部分异构化的产物流。
在步骤(c)中，优选的加氢裂化/加氢异构化步骤如上所述。
合适地，步骤(c)中的第二链烷烃进料与步骤(b)中的第一链烷烃进料非常相同或者与步骤(b)中的链烷烃进料不同。优选地，步骤(c)中的第二链烷烃进料与步骤(b)中的第一链烷烃进料非常相同。
在步骤(d)中，分离步骤(b)的第一产物流，由此得到第一低沸点馏分以及第一高沸点馏分。
在步骤(e)中，分离步骤(c)的第二产物流，由此得到第二低沸点馏分以及第二高沸点馏分。
优选地，步骤(d)和(e)的第一和第二低沸点馏分在350至500℃的温度范围内沸腾，且步骤(d)和(e)的第一和第二高沸点馏分在425至600℃的温度范围内沸腾。
大气条件下的沸点表示大气沸点，此沸点可使用例如ASTM D2887或ASTM D7169的方法进行测定。
分离优选通过高真空蒸馏的方式进行。
步骤(d)和(e)的低沸点馏分优选包含C20至C30馏分，更优选包含C20至C23馏分。
步骤(d)和(e)的高沸点馏分优选包含C30至C40馏分，更优选包含C23至C40馏分。
在步骤(f)中，混合步骤(d)的第一低沸点馏分以及步骤(e)的第二低沸点馏分，由此得到混合的较低沸点馏分。
本领域技术人员将容易地理解，混合的低沸点馏分与如前所述的根据本发明的低沸点馏分具有相似的沸点和组成。
在步骤(g)中，混合步骤(d)的第一高沸点馏分以及步骤(e)的第二高沸点馏分，由此得到混合的高沸点馏分。
本领域的技术人员将容易地理解，混合的高沸点馏分与如前所述的根据本发明的高沸点馏分具有相似的沸点和组成。
在步骤(h)中，使步骤(f)的混合的低沸点馏分脱蜡，得到轻质基础油。
在本发明的另一方面，提供了通过根据本发明的方法可获得的轻质基础油。
轻质基础油的特征可在于以下描述的一个或多个特征，没有其它限制性的技术含义归因于该标注“轻质”。
通常的脱蜡方法是催化脱蜡和溶剂脱蜡。催化和溶剂脱蜡在现有技术中是已知的，并因此在此没有详细描述。通常的催化和溶剂脱蜡方法例如描述在"Lubricant baseoil and wax processing″，AvilinoSequeira，Jr.，Marcel Dekker，Inc，New York，1994，ISBN 0-8247-9256-4的第7和第8章。
步骤(e)中的低沸点馏分的脱蜡优选通过催化脱蜡方法进行。
通常的催化脱蜡方法例如描述在WO 2009/080681和WO2012055755中。
合适地，催化脱蜡在包含分子筛和VIII族金属的催化剂存在下进行。
合适的脱蜡催化剂是多相催化剂，其包含分子筛、更合适地中孔尺寸沸石，并任选地组合具有氢化功能的金属例如VIII族金属。优选地，中孔尺寸沸石的孔径在0.35-0.8nm之间。
优选地，催化脱蜡在包含分子筛和VIII族金属的催化剂存在下进行，其中分子筛选自MTW、MTT、TON型分子筛、ZSM-12、ZSM-48和EU-2。
在本发明中，提及ZSM-48和EU-2被用于指可使用的所有沸石属于无规结构的ZSM-48族，也称作*MRE族，并描述在以Structure Commission of the International Ze01iteAssocation的名义在2000年出版的the Catalog of Disorderin Zeolite Frameworks中。即使EU-2会被认为不同于ZSM-48，但ZSM-48和EU-2均可被用于本发明中。沸石ZBM-30和EU-11很类似于ZSM-48，且也被认为是其结构属于ZSM-48族的沸石的成员。在本申请中，对ZSM-48沸石的任何提及还指ZBM-30和EU-11沸石。
除了ZSM-48和/或EU-2沸石以外，在催化剂组合物中还可存在其它沸石，尤其是如果期望改性其催化性质。发现存在沸石ZSM-12可以是有利的，所述沸石已定义在以theStructure Commission of the International Zeolite Assocation的名义在2007/2008年出版的Database of Zeolite Structures中。
合适的VIII族金属是镍、钴、铂和钯。优选地，VIII族金属是铂或钯。
脱蜡催化剂还适合地包含粘合剂。粘合剂可以是非酸的。合适的粘合剂的实例为粘土、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化铝、上述的混合物和组合及本领域技术人员已知的其它粘合剂。
优选地，催化剂包含二氧化硅或二氧化钛粘合剂。
步骤(e)中的催化脱蜡的轻质基础油优选具有根据ASTM D-2500的浊点低于-15℃、更优选低于-20℃、更优选低于-28℃、更优选低于-32℃并最优选低于-40℃。
步骤(h)中的催化脱蜡的轻质基础油的根据ASTM D-445的在100℃的运动粘度优选为2.5-6.0mm2/s、更优选3.0-5.0mm2/s、更优选3.5-4.5mm2/s并最优选3.8-4.2mm2/s。
步骤(h)中的轻质基础油的根据ASTM D5950的倾点优选低于0℃、更优选低于-5℃、更优选低于-15℃、更优选低于-20℃并最优选低于-25℃并优选地，最多高于-48℃。
在步骤(i)中，步骤(g)中的混合的高沸点馏分被脱蜡以获得重质基础油。
优选的脱蜡条件步骤描述如上。
本发明的另一方面提供了通过根据本发明的方法可获得的重质基础油。重质基础油的特征可在于本文下面描述的一个或多个特征，没有其它限制性的技术含义归因于该标注“重质”。
步骤(i)中的催化脱蜡重质基础油优选具有根据ASTM D-2500的浊点低于-10℃、优选低于-15℃、更优选低于-18℃并最优选低于-20℃。
步骤(i)中的催化脱蜡重质基础油的根据ASTM D-445的在100℃的运动粘度优选为5.0-12.0mm2/s、更优选6.0-10.0mm2/s、更优选7.0-9.0mm2/s并最优选7.5-8.5mm2/s。
步骤(i)中的催化脱蜡重质基础油的根据ASTM D5950的倾点优选低于-5℃、更优选低于-10℃、更优选低于-15℃、更优选低于-20℃，并最优选低于-25℃并优选最多高于-48℃。
合适地，根据本发明的轻质和重质基础油为II组矿物基础油、III组矿物基础油和III组费托衍生的基础油，其根据American Petroleum Institute(API)对II和III类的定义。这些API类别定义在API Publication 1509，第15版，附录E，2002年4月。
在另一方面，根据本发明的方法包括进一步的步骤(j)，其中步骤(h)中的轻质基础油和步骤(i)中的重质基础油各自通过真空蒸馏分离以除去轻馏分并获得第一轻质基础油和第一重质基础油和轻馏分。通常，轻馏分是化合物例如甲烷、乙烷和丙烷，其中本发明中的轻馏分在催化脱蜡步骤(h)和(i)中通过裂化获得。
步骤(h)中的催化脱蜡轻质基础油和步骤(i)中的重质基础油的浊点和倾点之间的差小于6℃、优选小于3℃、更优选小于2℃。
图1示意性地显示了根据本发明的方法的优选实施方式的方法流程图。
出于本说明书的目的，单个引用数字将被指定给线路以及该线路中携带的流。
方法流程图通常用引用数字1来引用。
在链烷烃方法反应器2a中获得链烷烃产物流10a。该产物被进料至加氢裂化/加氢异构化反应器3a，其中链烷烃产物流10a转化为第一至少部分异构化的产物流20a。该异构化的产物流20a在蒸馏塔4a中蒸馏以回收第一低沸点馏分30a和第一高沸点馏分30b。
在方法图1中，在上述制备第一低沸点馏分30a和第一高沸点馏分30b的步骤的同时，制备第二低沸点馏分30a和第二高沸点馏分30b。本领域技术人员容易理解，为得到这些第二低沸点馏分30a和第二高沸点馏分30b的方法步骤(示于方法图1)与上述步骤类似。
将蒸馏塔4a的第一低沸点馏分30a与蒸馏塔4b的第二低沸点馏分30a混合，得到混合的低沸点馏分(未示出)，并且供给到催化脱蜡反应器5a，得到轻质基础油40a。反应器5a的流出物40a在蒸馏塔6a中蒸馏以回收进一步的基础油50a，其在100℃下具有2.0至6.0mm2/s，优选3.0至5.0mm2/s，更优选3.5至4.5mm2/s，以及最优选3.8至4.2mm2/s的不同运动粘度。
在上述制备轻质基础油40a同时，制备重质基础油40b。
将蒸馏塔4a的第一高沸点馏分30b与蒸馏塔4b的第二高沸点馏分30b混合，得到混合的高沸点馏分(未示出)，并且供给到催化脱蜡反应器5b，得到轻质基础油40b。反应器6b的流出物40b在蒸馏塔6b中蒸馏以回收进一步的基础油50b，其在100℃下具有5.0至12.0mm2/s，优选6.0至10.0mm2/s，更优选7.0至9.0mm2/s，以及最优选7.5至8.5mm2/s的不同运动粘度。

Claims (14)

1.制备两种或更多种基础油的方法，所述方法至少包括以下步骤：
(a)提供两种或更多种链烷烃进料流；
(b)使步骤(a)中提供的第一链烷烃进料流经受加氢裂化/加氢异构化步骤以获得第一至少部分异构化的产物流；
(c)使步骤(a)中提供的第二链烷烃进料流经受加氢裂化/加氢异构化步骤以得到第二至少部分异构化的产物流；
(d)分离步骤(b)中的所述第一产物流，由此得到第一低沸点馏分和第一高沸点馏分；
(e)分离步骤(c)中的所述第二产物流，由此得到第二低沸点馏分和第二高沸点馏分；
(f)混合步骤(d)中的所述第一低沸点馏分和步骤(e)的所述第二低沸点馏分，由此得到混合的低沸点馏分；
(g)混合步骤(d)中的所述第一高沸点馏分和步骤(e)的所述第二高沸点馏分，由此得到混合的高沸点馏分；
(h)使步骤(f)中的所述混合的低沸点馏分脱蜡，以得到轻质基础油；和
(i)使步骤(g)中的所述混合的高沸点馏分脱蜡，以得到重质基础油，其中步骤(h)中的所述轻质基础油和步骤(i)中的所述重质基础油的浊点和倾点之间的差小于6℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述链烷烃进料是蜡油进料、费托产物或其混合物。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(d)和(e)中的所述第一和第二低沸点馏分在350至500℃的温度范围内沸腾，且步骤(d)和(e)中的所述第一和第二高沸点馏分在425至600℃的温度范围内沸腾。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中脱蜡通过催化脱蜡方法在包含分子筛和VIII族金属的催化剂的存在下进行。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述分子筛选自MTW、MTT、TON型分子筛、ZSM-12、ZSM-48和EU-2。
6.根据权利要求4的方法，其中所述VIII族金属是铂或钯。
7.根据权利要求4所述的方法，其中所述催化剂包含二氧化硅或二氧化钛粘合剂。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(h)中的所述轻质基础油的浊点低于-15℃。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(h)中的所述轻质基础油在100℃的运动粘度为2.5-6.0mm2/s。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(h)中的所述轻质基础油的倾点低于0℃。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(i)中的所述重质基础油的浊点低于-10℃。
12.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(i)中的所述重质基础油在100℃的运动粘度为5.0-12.0mm2/s。
13.根据权利要求1或2所述的方法，其中步骤(i)中的所述重质基础油的倾点低于-5℃。
14.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述轻质和重质基础油为II组矿物基础油、III组矿物基础油和III组费托衍生的基础油，其根据American Petroleum Institute(API)在API出版物1509中定义的对II和III类的定义。
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