CN1091150A - 一种加氢脱蜡生产润滑油基础油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用加氢脱蜡工艺生产润滑油基础 油的方法。本发明提出利用石油原油的减压含蜡油 的300-510℃馏分油及其经加氢裂化得到的尾油， 在临氢条件下，使用择形催化剂，原料不经单独精制 过程，直接加氢脱蜡的一段法加氢脱蜡方法；反应产 物经分馏后，除副产一部分液化汽和汽油外，其余均 可作为调制低倾点润滑油的基础油。

Description

本发明涉及一种用加氢脱蜡工艺生产润滑油基础油的方法。

传统的润滑油基础油生产方法中，都采用溶剂脱蜡工艺，以降低油料的倾点，来适应润滑油低温性能的要求。这种工艺的缺点是设备庞大、能耗高，而且所能达到的倾点有限，一般最经济的只能达到-20℃以上。

70年代以来，国外出现一种加氢脱蜡新工艺，开始时应用于降低中馏分油的倾点，如飞马石油公司的MDDW，以后又扩展到润滑油馏分的脱蜡，如飞马石油公司的MLDW和英国石油公司的BP加氢脱蜡法。但这些工艺所用的催化剂均采用铂、钯等贵金属为加氢组分，这种催化剂的抗污染能力较差，为此原料油需预先经过精制处理，以脱除催化毒物。本发明的特点之一是不采用贵金属为加氢组分，因而亦无需原料的预精制。

本发明提出利用石油原油的减压含蜡油馏分（300-510℃），不经单独的精制过程，直接进行加氢脱蜡的方法。对已有加氢裂化装置的炼厂，可采用本发明，以加氢裂化生产汽、柴油以后的塔底重质馏分油（尾油）作为进料，这部分尾油一般均作为加氢裂化装置自身的循环料，全部转化为燃料油;由于尾油已经过加氢精制，是加氢脱蜡的优良进料，将它经过加氢脱蜡转化为润滑油料，在经济上更为有利。

加氢脱蜡工艺的关键是选择一种合适的择形催化剂，这种催化剂一般采用一些具有独特孔结构的高硅沸石作载体，如丝光沸石、β-沸石和ZSM-5或ZSM-8沸石。试验结果表明上述三类沸石中ZSM-5与ZSM-8对重蜡油加氢脱蜡的选择性最优越，因而本发明采用ZSN-8为加氢脱蜡催化剂的载体。ZSM-8具有较强的酸性裂化功能，又具有对大分子直链烷烃（以下简称蜡）分子的选择性吸附功能。因此，蜡分子进入其孔穴后，在酸性吸附点位上进行裂化反应，生成较小的C₃-C₁₀的烃类分子，从而达到脱蜡的目的，而润滑油的理想组分不被破坏。

在上述裂化反应中，会生成不饱和的烯烃分子，它们又会缩合成高分子的积焦前身物，缩短催化剂的工作寿命。为此必须在催化剂中添加加氢金属组元并且在较高的氢分压气氛中，使不饱和烃类迅速加氢分子的积焦前身物，缩短催化剂的工作寿命。为此必须在催化剂中添加加氢金属组元并且在较高的氢分压气氛中，使不饱和烃类迅速加氢饱和，生成安定性优良的油品。

ZSM-8沸石除了具有上述裂化反应性能外，还具有较强的异构化作用，能够使部分蜡分子异构化生成带侧链的异构烷烃分子，后者正是润滑油的理想组分之一，从而提高润滑油馏分的收率。

为了达到保留进料中润滑油的理想组分不被破坏，要求催化剂的外表面有较强的金属中心，以利于烯烃的加氢饱和;而在催化剂的孔内表面上，有适当比例的酸性中心和金属中心，以利于一次加氢裂解;这样就可以使蜡的选择性加氢裂解，优先进行，而其他破坏润滑油理想组分的反应，则受到抑止。如果外表面上有较强的酸性中心，这时优先吸附和反应的将是润滑油的理想组分，使润滑油的理想组分遭到破坏。因此，要达到选择性加氢脱蜡，又保护润滑油理想组分的目的，还必须将催化剂外表面上的酸性中心去掉。本发明采用了用反应原料在较低压力下，运转一段时间，使催化剂外表面酸性中心因轻度“积碳”而部分“失效”，形成“屏蔽效应”，以达到“钝化”的目的，而不是采用惯用的“氨化”办法。

采用上述以ZSM-8和耐热氧化物为载体第八族铁组和6B族金属氧化物为加氢组分的复合型催化剂，并配合较高的氢分压（5.0-15.0MPa），这种加氢脱蜡工艺，可以生产稳定性较好、粘度指数较高，对添加剂感受性良好的润滑油基础油，催化剂可以长期使用，一次使用寿命至少达两年以上，维持其优良的加氢脱蜡性能。

实例1.

一般法加氢脱蜡复合催化剂的半工业化制备方法

用不同阳离子的硝酸盐或氯化盐水溶液，进行工业ZSM-8沸石离子交换，以提高其活性和选择性。同时，适当引入无定形的硅铝结构，使与ZSM-8沸石复合。复合后的催化剂，既有ZSM-8沸石所特有的择形裂解减压含蜡油的特点，又具有无定形硅铝催化剂较强的异构性能与高机械强度的优点。本发明中催化剂的制备流程见图（1）、图（2）。

实例2.

为了进一步延长加氢脱蜡催化剂的使用寿命并提高润滑油基础油质量，当直接用高氮含量的减压重蜡油为进料时，可在加氢脱蜡反应器中，在择形催化剂的上部和下部分别装有加氢脱氮和加氢精制催化剂，其总数量可占反应器总容积的20-50%。工业生产的加氢脱蜡催化剂（工业代号3792）在工业加氢脱蜡装置上的试运转数据如下：

运转次  1  2  3  4  5

加氢裂化  加氢裂化  加氢裂化  减压  减压

进料

尾油  尾油  尾油  重蜡油  重蜡油

反应条件:

体积空速  T/h  1.0  1.5  2.0  0.77  1.0

压力  MPa  19.2  19.2  19.2  19.0  19.0

温度  最高  ℃  290  291  300  419  433

平均  ℃  278  284.5  291.5  407  419

循氢中氢纯度  %  77-79  80-82  77-80  71-73  71-74

气/油比  体积  1000  950  750  1950  1500

进料性状

馏程  ℃  283-506  283-506  250-497  297-552  336-526

碱性氮  ppm  13  13  6  272.7  272.7

倾点  ℃  21  21  22  48  49

生成油中>320℃

馏程性状:

收率  W%  80.2  73.5  82.8  69.0  70.0

50℃粘度 mm²/s 13.74 12.85 12.71 25.61 25.03

粘度指数  118  117  118  100  92

倾点  ℃  -20  -22  -13  -7.5  -13

物料平衡:

入方:

进料  %  100  100  100  100  100

化学耗氢  %  0.82  0.59  0.61  1.51  1.60

化学耗氢 m³/t(标) 99 70 73 171 179

出方:

生成油  %  88.3  91.0  90.26  75.73  74.97

气态烃  %  12.12  9.38  10.11  25.69  26.51

损失  %  0.40  0.21  0.24  0.147  0.125

Claims (7)

1、本发明提出利用石油原油的减压含蜡油的300-510℃馏分油及其经加氢裂化得到的尾油，在临氢条件下，使用择形催化剂，原料不经单独精制过程，直接加氢脱蜡的一段法加氢脱蜡方法；反应产物经分馏后，除副产一部分液化气和汽油外，其余均可作为调制低倾点润滑油的基础油。

2、按权利要求1所述的催化剂，所用的择形催化剂载体是以ZSM-8或ZSM-5或/和β-沸石与耐热氧化物的混合物，经挤条成形而制成。

3、按权利要求1所述的催化剂，所用的择形催化剂含有2-5%第8族铁组金属和10-20%第6B族金属的氧化物，作为加氢组分。

4、按权利要求1所述的催化剂，在ZSM-8沸石中混入锌后再与硅铝结构的含8族铁组金属和6B族金属的加氢组分复合，可增加催化剂强度和降凝效果。

5、按权利要求1所述的一段法加氢脱蜡工艺，加氢脱蜡的反应条件为：压力8.0-20MPa，反应温度300-420℃，液时空速0.5-2.0时^-1，氢油体积比500-1000。

6、按权利要求1所述的一段法加氢脱蜡工艺，为提高催化剂加氢脱蜡的选择性，提高润滑油基油收率，本发明提出“低压钝化”方法，以部分去掉或抑制催化剂表面的酸性中心而产生“屏蔽效应”。

7、为了进一步延长加氢脱蜡催化剂的使用寿命并提高润滑油基础油质量，当直接用高氮含量的减压重蜡油为进料时，可在加氢脱蜡反应器中，在择形催化剂的上部和下部分别装有加氢脱氮和加氢精制催化剂，其总数量可占反应器总容积的20-50%。