CN109321273B - 生产环烷基冷冻机油基础油的方法和装置 - Google Patents

生产环烷基冷冻机油基础油的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种生产环烷基冷冻机油基础油的方法和装置。本发明生产环烷基冷冻机油基础油的方法包括：步骤S1，对煤直接液化油进行分馏，得到330～360℃的第一馏分；步骤S2，对第一馏分进行加氢精制，得到第一精制产物；步骤S3，对第一精制产物进行加氢改质，得到环烷基冷冻机油基础油。本发明针对现有技术中存在的生产原料短缺的问题，采用煤直接液化油作为生产原料，通过分馏得到330～360℃馏分，并通过对该馏分进行加氢精制和加氢改质，从而可经济高效地获得环烷基冷冻机油基础油产品。

Description

生产环烷基冷冻机油基础油的方法和装置
技术领域
本发明涉及冷冻机油领域，具体地，本发明涉及生产环烷基冷冻机油基础油的方法和装置。
背景技术
冷冻机油是制冷式压缩装置的专用润滑油，是决定和影响制冷系统的制冷功能和效果的重要组成部分。制冷压缩机在工作过程中，依靠制冷剂的减压蒸发获得低温，冷冻机油则对制冷装置的工作部件进行润滑。因此要求冷冻机油具有较强的润滑性、低温流动性、氧化安定性和高闪点。还要求冷冻机油与冷媒之间能够互溶，产品的化学稳定性极好，能够与压缩机同寿命。由于冷冻机油必须长时间处在制冷系统的低温环境中，因而对于用来生产冷冻机油的原料必须有所选择。根据生产原料的不同，常用的冷冻机油可分为两类：矿物油和合成油。目前市场上的矿物油型冷冻机油，基本都是环烷基冷冻机油。其它类型的矿物油虽然也可以制造出很低的倾点，但它们与冷媒之间的互溶性差，无法在压缩机系统内正常循环而可能导致严重润滑故障。所以环烷基油主要用途之一就是用来制造冷冻机油。而合成油型的基础油大部分是聚合物或高分子有机化合物，包括烷基苯油、聚烯烃油、多元醇润滑油、多元醇脂油。合成油具有氧化安定性好，积炭倾向小，使用寿命长等优点，但价格较矿物油却高很多。矿物油主要包括环烷基油和石蜡基油，环烷基油具有较低的含蜡量、粘度、倾点、低温流动性好的特点，是生产冷冻机油的优质和主要原料油，在目前冷冻机油市场中占有十分重要的地位。但是合成油型压缩机油的价格比矿物油型压缩机油昂贵得多。
冷冻机油的主要性能如流变性、粘温性能、低温流动性、闪点以及与制冷剂的互溶性等都是由基础油的性质决定的。因此，冷冻机油的选择主要集中在基础油的选择上。因此基础油的质量优劣直接关系到压缩机油成品油的质量水平，而基础油的质量又与其精制深度有着直接关系。精制深度深的基础油，其重芳烃、胶质含量就少。残炭低，抗氧剂的感受性就好，基础油的质量就高，它在压缩机系统中积炭倾向小，油水分离性好，使用寿命相对就长一些。传统的矿物油型冷冻机油的生产一般经溶剂精制、溶剂脱蜡、加氢或白土补充精制等工艺得到基础油。最早是将环烷基原油作为原料，采用硫酸-白土精制工艺生产冷冻机油基础油，但该方法成本高、收率低、处理量小，最重要的是产生大量的酸渣污染环境。
在现有技术中，有人提出一种冷冻机油基础油的生产方法。该方法以环烷基馏分油为原料进行加氢处理，生成油切取320～350℃馏分再进行白土精制，得到冷冻机油基础油的生产方法。但是该方法连续性差，而且没有经过加氢改质过程，氧化安定性和低温流动性差，同时也存在白土处理的环境问题。
还有人提出一种采用全氢法生产冷冻机油基础油的方法。以环烷基馏分油为原料，采用加氢处理-临氢降凝-加氢补充精制的一段串联加氢工艺生产冷冻机油基础油和其它特种油品。该方法能耗低，产品质量好，但存在环烷基馏分油资源有限的问题。
传统的环烷基冷冻机油基础油的原料为环烷基原油。但一方面环烷基原油的储量仅占原油总储量的2％～3％，且主要产地在美国、委内瑞拉等地。另一方面我国的环烷基原油主产地中仅新疆克拉玛依产量稳定且用新疆克拉玛依原油生产的环烷基冷冻机油基础油在国内外市场占有率较高，其他产区如辽河欢喜岭以及渤海湾随着产量降低和品质变差，已不能作为生产冷冻机油基础油的稳定资源。随着我国制冷行业的发展，国内冷冻机油市场需求不断增长，供需矛盾更加突出，因此开拓其它合适的冷冻机油生产原料，实现冷冻机油大幅度国产化，具有重大的现实意义。
现有技术中存在一种技术方案，通过煤焦油制备环烷基冷冻机油基础油。该方案由煤焦油一级加氢精制-渣油馏分的二级加氢精制-冷冻机油馏分油的白土精制组成，得到环烷基冷冻机油基础油和石脑油、柴油和冷冻机油基础油等高附加值产品，本发明延伸了煤焦油加氢产业链，提高了煤焦油的利用价值，保证得到高质量的冷冻机油基础油。虽然将煤焦油成功用于制备冷冻机油的原料，但是工艺流程较长，且产生了不易处理的白土残渣。
另外一种方法是以中低温煤焦油加氢生产冷冻机油基础油。该方法以中低温煤焦油为原料，采用加氢处理-加氢改质-加氢补充精制的一段串联加氢工艺生产冷冻机油基础油和其它特种油品。该方法虽然为中低温煤焦油的提质加工寻找到了一条路径，但加工工艺过程长，目标产品收率较低。
虽然煤焦化副产煤焦油可以用作环烷基冷冻机油的补充原料，但焦化产业规模较低，产业集中度不高，难以形成规模化的环烷基油生产，且焦油胶质、金属杂质含量高，利用煤焦油生产冷冻机油基础油工艺路线长，加工条件苛刻，影响了其提质利用的经济性。
因此，需要提供一种生产环烷基冷冻机油基础油的方法和装置，以解决现有技术中冷冻机油基础油的生产原料短缺的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产环烷基冷冻机油基础油的方法和装置，以实现冷冻机油基础油的经济高效的规模化生产。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种生产环烷基冷冻机油基础油的方法，该方法包括：步骤S1，对煤直接液化油进行分馏，得到330～360℃的第一馏分；步骤S2，对第一馏分进行加氢精制，得到第一精制产物；步骤S3，对第一精制产物进行加氢改质，得到环烷基冷冻机油基础油。
进一步地，在步骤S3中，对第一精制产物进行加氢改质以得到改质产物，在对第一精制产物进行加氢改质的过程之后，步骤S3还包括以下过程：对改质产物进行加氢补充精制，得到环烷基冷冻机油基础油。
进一步地，步骤S2中的加氢精制的工艺条件为：反应压力3.0～21.0MPa，优选10.0～15.0MPa；反应温度250～370℃，优选300～350℃；氢油体积比400:1～2000:1，优选800:1～1200:1；体积空速0.1～2.5h-1，优选0.8～1.0h-1。
进一步地，步骤S3中的加氢改质的工艺条件为：反应压力3.0～21.0MPa，优选10.0～15.0MPa；反应温度250～380℃，优选300～340℃；氢油体积比400:1～2000:1，优选800:1～1200:1；体积空速0.1～5h-1，优选0.8～3h-1。
进一步地，步骤S3中的加氢补充精制的工艺条件为：反应压力3.0～15.0MPa，优选6.0～15.0MPa；反应温度140～300℃，优选160～220℃；氢油体积比200:1～2000:1，优选400:1～1000:1；体积空速0.1～2.5h-1，优选0.6～1.5h-1。
进一步地，步骤S2中的加氢精制采用加氢保护催化剂和加氢精制催化剂，优选加氢保护催化剂和加氢精制催化剂的体积比为1：2～1：6。
进一步地，加氢保护催化剂的活性金属组分包括第VIB族金属和/或第VIII族金属，优选W、Mo、Co、Ni中的一种或多种；优选加氢保护催化剂采用多孔耐熔无机氧化物作为载体，更优选采用氧化铝作为载体；优选加氢保护催化剂含有助剂，更优选含有P、Si、F、B元素的催化剂。
进一步地，加氢精制催化剂的活性金属组分包括第VIB族金属和第VIII族金属，优选第VIB族金属为W和/或Mo，优选第VIII族金属为Co和/或Ni；优选第VIB族金属的含量以氧化物计为15wt％～30wt％，第VIII族金属的含量以氧化物计为2wt％～6wt％；优选加氢精制催化剂在使用前进行硫化处理。
进一步地，步骤S3中的加氢改质采用加氢改质催化剂，加氢改质催化剂的活性金属组分包括第VIB族金属和第VIII族金属，优选第VIB族金属为W和/或Mo，优选第VIII族金属为Co和/或Ni；优选第VIB族金属的含量以氧化物计为10wt％～30wt％，第VIII族金属的含量以氧化物计为4wt％～10wt％；优选加氢改质催化剂采用无定形硅铝和改性Y沸石作为载体。
进一步地，步骤S3中的加氢补充精制采用加氢补充精制催化剂，加氢补充精制催化剂的活性金属组分包括第VIII族金属，优选包括Pd和Pt，更优选包括0.1wt％～0.8wt％的Pd和0.1wt％～0.5wt％的Pt。
根据本发明的另一方面，提供了一种生产环烷基冷冻机油基础油的装置，其与煤直接液化油管道连通，该装置包括：分馏塔，与煤直接液化油管道连通，用于对煤直接液化油进行分馏，得到330～360℃的第一馏分；加氢精制反应区，与分馏塔的出口连通，用于对第一馏分进行加氢精制，得到第一精制产物；加氢改质反应区，与加氢精制反应区的出口连通，用于对第一精制产物进行加氢改质，得到环烷基冷冻机油基础油。
进一步地，加氢改质反应区用于对第一精制产物进行加氢改质以得到改质产物，该装置还包括：加氢补充精制反应区，与加氢改质反应区的出口连通，用于对改质产物进行加氢补充精制，得到环烷基冷冻机油基础油。
本发明针对现有技术中存在的生产原料短缺的问题，采用煤直接液化油作为生产原料，通过分馏得到330～360℃馏分，并通过对该馏分进行加氢精制和加氢改质，从而可经济高效地获得环烷基冷冻机油基础油产品。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明所提供的一种生产环烷基冷冻机油基础油的装置的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、分馏塔；20、加氢精制反应区；30、加氢改质反应区；40、分离器；50、加氢补充精制反应区；60、产物分馏塔；70、减压塔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
为了解决现有技术中冷冻机油基础油的生产原料短缺问题，根据本发明的一个方面，提供了一种生产环烷基冷冻机油基础油的方法，该方法包括：步骤S1，对煤直接液化油进行分馏，得到330～360℃的第一馏分；步骤S2，对第一馏分进行加氢精制，得到第一精制产物；步骤S3，对第一精制产物进行加氢改质，得到环烷基冷冻机油基础油。
本发明的上述方法采用煤直接液化油作为生产原料，用其代替现有方法中作为原料的原油和煤焦化油，解决了冷冻机油基础油的生产原料短缺问题。
煤直接液化技术作为我国能源的重要保障，其产品直接液化油具有硫、氮含量低，芳烃含量高的特性，如何根据其产品特性，高效进行煤直接液化油的综合利用是提升其经济性的重要环节。通过本发明提出的分馏、加氢精制、加氢改质步骤，可将煤直接液化油转变成环烷烃，从而生产出低温流动性、腐蚀性、与冷媒互溶性和氧化安定性俱佳的冷冻机油基础油。
本发明首先将煤直接液化油馏分油(330～360℃)进行加氢处理，通过加氢精制可以脱硫、脱氮以及芳烃部分饱和，同时通过加氢改质，对两环和少量三环芳烃进行饱和开环，同时保持开环后侧链的完整，变成带长侧链的单环或两环芳烃，经过加氢改质后，生成大量的带多侧链的环烷烃，可得到润滑性、与冷媒互溶性和氧化定性俱佳的冷冻机油基础油。
在本发明的上述方法中，之所以选择330～360℃温度范围的第一馏分，主要考虑这部分馏分的闪点和粘度。以下表1示出了第一馏分的性质和物质组成。该第一馏分适合进行本发明的加氢处理，从而获得性能佳的冷冻机油基础油。该第一馏分的组合物也可通过下文表2中示出的中温油和高温油按比例混合获得。
表1：第一馏分的性质和组成
Figure BDA0001813917910000041
Figure BDA0001813917910000051
根据本发明的一种实施方式，在上述步骤S3中，对第一精制产物进行加氢改质以得到改质产物，在对第一精制产物进行加氢改质的过程之后，步骤S3还包括以下过程：对改质产物进行加氢补充精制，得到环烷基冷冻机油基础油。通过对改质产物进行加氢补充精制，可以使芳烃进一步饱和，降低三环以上芳烃含量。
在步骤S1中，将煤直接液化油进入分馏塔，分馏出330～360℃的第一馏分，然后在步骤S2中使第一馏分与加氢精制催化剂接触，对第一馏分进行加氢精制，得到第一精制产物。为了实现第一馏分的加氢精制，可调节加氢精制的工艺条件。根据本发明的一种优选实施方式，步骤S2中的加氢精制的工艺条件为：反应压力3.0～21.0MPa，优选10.0～15.0MPa；反应温度250～370℃，优选300～350℃；氢油体积比400:1～2000:1，优选800:1～1200:1；体积空速0.1～2.5h-1，优选0.8～1.0h-1。在该范围的工艺条件下，可以对第一馏分进行高效的加氢精制。
在步骤S3中，使步骤S2得到的第一精制产物与加氢改质催化剂接触，在氢气存在下，进行加氢改质反应，加氢改质后可得到环烷基冷冻机油基础油。为了实现第一精制产物的加氢改质，可调节加氢改质的工艺条件。根据本发明的一种优选实施方式，步骤S3中的加氢改质的工艺条件为：反应压力3.0～21.0MPa，优选10.0～15.0MPa；反应温度250～380℃，优选300～340℃；氢油体积比400:1～2000:1，优选800:1～1200:1；体积空速0.1～5h-1，优选0.8～3h-1。在该范围的工艺条件下，可以对第一精制产物进行高效的加氢改质。
在步骤S3中，第一精制产物经加氢改质后可获得改质产物，随后可在氢气存在下，对改质产物进行进一步的加氢补充精制，从而得到环烷基冷冻机油基础油。为了实现改质产物的加氢补充精制，可调节加氢补充精制的工艺条件。根据本发明的一种优选实施方式，步骤S3中的加氢补充精制的工艺条件为：反应压力3.0～15.0MPa，优选6.0～15.0MPa；反应温度140～300℃，优选160～220℃；氢油体积比200:1～2000:1，优选400:1～1000:1；体积空速0.1～2.5h-1，优选0.6～1.5h-1。在该范围的工艺条件下，可以对改质产物进行高效的加氢补充精制。
在本发明方法中，步骤S1对煤直接液化油进行分馏，除了可得到330～360℃的第一馏分之外，还可得到其他馏分，其中<160℃的馏分可以用作汽油调和组分，160～330℃的馏分可以用作柴油的调和组分，>360℃的馏分可以用作橡胶填充油等其他润滑油基础油的原料油。
根据本发明的一种实施方式，步骤S2中的加氢精制采用加氢保护催化剂和加氢精制催化剂，优选加氢保护催化剂和加氢精制催化剂的体积比为1：2～1：6，优选1：3～1：5。
本发明的加氢精制反应可以使用常规的加氢保护催化剂，例如，可以采用石油化工研究院(RIPP)研制生产的RGC-1系列保护剂或者抚顺石油化工研究院(FRIPP)研制生产的FZC系列保护剂。也可以按照现有技术制备加氢保护催化剂。根据本发明的一种优选实施方式，加氢保护催化剂的活性金属组分包括第VIB族金属和/或第VIII族金属，优选W、Mo、Co、Ni中的一种或多种；优选加氢保护催化剂采用多孔耐熔无机氧化物作为载体，更优选采用氧化铝作为载体；优选加氢保护催化剂含有助剂，例如可选择性的加入各种助剂如P、Si、F、B等元素的催化剂。
加氢精制反应可以采用本领域普通的商品催化剂作为加氢精制催化剂，也可以按本领域一般知识制备。可以选择的商业催化剂如石油化工研究院(RIPP)研制生产的RNC-2等加氢精制催化剂或者抚顺石油化工研究院(FRIPP)研制生产的FF-26等加氢精制催化剂。根据本发明的一种优选实施方式，加氢精制催化剂的活性金属组分包括第VIB族金属和第VIII族金属；所述的第VIB族金属选自Mo和/或W，其含量以氧化物计为15～30wt％；第VIII族金属选自Co和/或Ni，其含量以氧化物计为2～6wt％。优选催化剂比表面≮100m2/g，孔体积≮0.24ml/g。优选加氢精制催化剂在使用前进行硫化处理，保证加氢活性金属在反应过程中处于硫化态。
本发明方法中，步骤S3中的加氢改质采用加氢改质催化剂。可以选用本领域普通商品催化剂，也可以按本领域一般知识制备。可以选择的商业催化剂如石油化工科学研究院(RIPP)研制生产的RCC-1加氢改质催化剂或者抚顺石油化工研究院(RIPP)研制生产的FC-28等加氢改质催化剂。加氢改质催化剂的活性金属组分包括第VIB族金属和第VIII族金属，优选第VIB族金属为W和/或Mo，优选第VIII族金属为Co和/或Ni；优选第VIB族金属的含量以氧化物计为10wt％～30wt％，第VIII族金属的含量以氧化物计为4wt％～10wt％；优选加氢改质催化剂采用无定形硅铝和改性Y沸石作为载体。优选加氢改质催化剂的比表面积为≮200m2/g，孔容为0.2～0.7mL/g，孔直径3～10nm的孔容占总孔容的70％～95％，优选为85％～95％，红外酸度在0.2～0.6mmol/g。
本发明方法中，步骤S3中的加氢补充精制采用加氢补充精制催化剂。可以选用本领域贵金属(活性成分为Pd、Pt)商品催化剂，也可以按本领域一般知识制备。可以选择的商业催化剂如石油化工科学研究院的RLF-20贵金属催化剂或者抚顺石油化工研究院(FRIPP)研制生产的FMTA-2等贵金属加氢精制催化剂。加氢补充精制催化剂的活性金属组分包括第VIII族金属，优选包括Pd和Pt，更优选包括0.1wt％～0.8wt％的Pd和0.1wt％～0.5wt％的Pt。优选加氢补充精制催化剂的比表面积为≮200m2/g，孔容为≮0.5mL/g，孔直径≮8nm，活性金属H2吸附量≮80mL/g。
在本发明中，针对不同的加氢反应，通过选择特定种类及含量的催化剂活性金属以及特定种类的载体、并对催化剂的各项参数(如比表面积、孔径等)进行优化，从而获得适用于各种反应(加氢精制反应、加氢改质反应、补充加氢精制反应)的高活性的催化剂。
为了解决现有技术中冷冻机油基础油的生产原料短缺问题，根据本发明的另一个方面，提供了一种生产环烷基冷冻机油基础油的装置，该装置与煤直接液化油管道连通，包括：分馏塔，与煤直接液化油管道连通，用于对煤直接液化油进行分馏，得到330～360℃的第一馏分；加氢精制反应区，与分馏塔的出口连通，用于对第一馏分进行加氢精制，得到第一精制产物；加氢改质反应区，与加氢精制反应区的出口连通，用于对第一精制产物进行加氢改质，得到环烷基冷冻机油基础油。
本发明的上述装置通过设置与加氢精制反应区连通的分馏塔，对煤直接液化油进行分馏，采用330～360℃的第一馏分进入加氢精制反应区，并使获得的第一精制产物随后进入加氢改质区，最终获得环烷基冷冻机油基础油。通过本发明的装置，使得可以采用煤直接液化油作为生产原料，用其代替现有技术中作为原料的原油和煤焦化油，解决了冷冻机油基础油的生产原料短缺问题。
根据本发明的一种实施方式，加氢改质反应区用于对第一精制产物进行加氢改质以得到改质产物，本发明的装置还包括：加氢补充精制反应区，与加氢改质反应区的出口连通，用于对改质产物进行加氢补充精制，得到环烷基冷冻机油基础油。通过设置加氢补充精制反应区，可以使芳烃进一步饱和，降低三环以上芳烃含量。
以下将结合附图对本发明的方法和装置进行详细的说明和解释。
图1示出了本发明所提供的一种生产环烷基冷冻机油基础油的装置的结构示意图。请参见图1，通过煤直接液化油管道(未示出)，将煤直接液化油进入分馏塔10，经分馏，可分别得到小于160℃的馏分、160～330℃的馏分、330～360℃的馏分、以及大于360℃的馏分。其中，小于160℃的馏分可以用作汽油调和组分，160～330℃的馏分可以用作柴油调和组分，大于360℃的馏分可以进一步切割作为橡胶填充油原料或环保型芳烃油原料。而330～360℃的馏分(即，第一馏分)则进入加氢精制反应区20，在氢气存在下，与加氢精制催化剂接触。330～360℃的馏分在氢气和加氢精制催化剂存在下，进行脱硫、脱氮、芳烃深度饱和反应，降低芳烃含量，保证产品的氧化安定性指标。从加氢精制反应区20得到的第一精制产物进入加氢改质反应区30，此处对两环和少量三环芳烃进行饱和开环，同时保持开环后侧链的完整，变成带多侧链的单环或两环芳烃。然后，将在加氢改质反应区30获得的改质产物经分离器40分离出气体(此处气体为加氢精制的气体产物，通常为C1-C5的低碳烃类气体)后，液相产物进入加氢补充精制反应区50，此处和氢气混合后进行芳烃的进一步饱和，降低三环以上芳烃含量。补充精制反应区获得的产物进入到产物分馏塔60中，分离出少量副产品(此处少量副产品为加氢补充精制所生成的气体产物，通常为C1-C5的低碳烃类气体)后，液相产物进入减压塔70分离出少量副产品(此处少量副产品为馏程<330℃的较轻的煤液化油)后，得到环烷基冷冻机油基础油产品。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)本发明首次以煤直接液化油为原料生产冷冻机油基础油，为直接液化油的提质利用开辟了一条新途径，有效地延长了直接液化油品利用的产业链。煤的直接液化过程是热解加氢过程，所产生的液化油又经过了加氢处理过程，所以其油品具有相对清洁、金属杂质和水含量低的特点，比较适合用作下游基础油的加工。因此，以煤直接液化油生产冷冻机油基础油具有工艺流程短，能耗低，产品质量好，且目标产品收率高的优点。
(2)本发明首先将煤直接液化油馏分油(330-360℃)进行加氢处理，通过加氢精制可以脱硫、脱氮以及芳烃部分饱和。同时通过加氢改质，对两环和少量三环芳烃进行饱和开环，同时保持开环后侧链的完整，变成带长侧链的单环或两环芳烃，经过加氢改质及加氢补充精制后，生成大量的带多侧链的环烷烃，可以得到润滑性、与冷媒互溶性和氧化定性俱佳的冷冻机油基础油。同时对凝点有一定影响的少量直链烷烃异构成支链烷烃，保证产品的低温性能。
(3)本发明方法为煤直接液化油提供了一种提高其经济性的加工功法，而且也为冷冻机油基础油的生产开发了一种新原料。我国的能源结构是富煤缺油，煤直接液化作为我国能源安全保障战略一条重要补充手段，正在形成产业化规模，而且煤直接液化油富含芳烃和环烷烃，因此出利用本发明方法可以替代稀缺的环烷基原油资源，生产出我国制冷行业急需的优质冷冻机油基础油，同时可以有效地促进煤直接液化油品的合理利用。
(4)本发明方法加氢处理后的其它馏分可以作为汽油和柴油的调和组分，或其它特种油品的原料。
下面将结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例中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。加氢处理过程的加氢保护剂可以选择的商业催化剂如石油化工研究院研制生产的RGC-1等加氢保护剂；加氢精制催化剂可以选择的商业催化剂如石油化工研究院研制生产的RNC-2等加氢精制催化剂；加氢改质催化剂可以选择的商业催化剂如石油化工研究院研制生产的RCC-1等商品加氢处理催化剂；加氢补充精制催化剂石油化工研究院研制生产的RLF-2等商品加氢处理催化剂。
实施例1
以神华煤直接液化油为原料，煤直接液化油由中温油和高温油按照1：6混合调配而成，中温油和高温油的具体性质见表2。加氢精制反应区装填加氢保护催化剂RGC-1和加氢精制催化剂RNC-2，加氢保护催化剂RGC-1和加氢精制催化剂RNC-2的装填体积比为1:4。加氢改质反应区装填加氢改质催化剂RCC-1。加氢补充精制反应区装填加氢补充精制催化剂RLF-2，加氢过程的工艺条件和产品性质见表3、表4。
实施例2
采用与实施例1相同的原料，不同之处为煤直接液化油原料仅经过加氢精制和加氢改质过程，不经过补充加氢精制处理，加氢过程的工艺条件和产品性质见表3、表4。
实施例3-4
采用与实施例1相同的原料和工艺过程，但加氢精制工艺条件与实施例1不同，加氢过程的工艺条件和产品性质见表3、表4。
实施例5-6
采用与实施例1相同的原料和工艺过程，但加氢改质工艺条件与实施例1不同，加氢过程的工艺条件和产品性质见表3、表4。
实施例7-8
采用与实施例1相同的原料和工艺过程，但补充加氢精制工艺条件与实施例1不同，加氢过程的工艺条件和产品性质见表3、表4。
对比例1
采用与实施例1相同的原料，不同之处为煤直接液化油原料仅经过加氢精制和补充加氢精制过程，不经过加氢改质处理，加氢过程的工艺条件和产品性质见表3、表4。
对比例2
采用与实施例1相同的原料，不同之处为煤直接液化油原料仅经过加氢精制过程，不经过加氢改质和加氢补充精制处理，加氢过程的工艺条件和产品性质见表3、表4。
对比例3
采用与实施例1相同的原料和工艺过程，但加氢精制工艺条件与实施例1不同，加氢过程的工艺条件和产品性质见表3、表4。
对比例4
采用与实施例1相同的原料和工艺过程，但加氢改质工艺条件与实施例1不同，加氢过程的工艺条件和产品性质见表3、表4。
对比例5
采用与实施例1相同的原料和工艺过程，但补充加氢精制工艺条件与实施例1不同，加氢过程的工艺条件和产品性质见表3、表4。
表2煤直接液化油物性
Figure BDA0001813917910000091
Figure BDA0001813917910000101
表3实施例和对比例的工艺条件
Figure BDA0001813917910000102
表4产品性质
Figure BDA0001813917910000103
Figure BDA0001813917910000111
由实施例1可以看出，煤直接液化油经过加氢精制-加氢改质-加氢补充精制的加工工艺所得到的冷冻机油基础油的物性满足冷冻机油标准，且指标较好，说明本发明所提出的以煤直接液化油加工冷冻机油基础油的工艺可行。采用煤直接液化油通过加氢精制-加氢改质-加氢补充精制工艺可以生产低温流动性、腐蚀性、与冷媒互溶性和氧化安定性俱佳的冷冻机油基础油，所得冷冻机油性能可以满足15号L-DRB/A冷冻机油基础油的性能参数指标。可以大大拓展变冷冻机基础油的原料来源，满足国家制冷业大发展的需要，同时也丰富了煤焦油资源的深度利用，具有很大的经济效益和社会效益。
由实施例1和对比例1的产品性质可以看出，仅经过加氢精制没有经过加氢改质过程处理煤直接液化油，得到的冷冻机油基础油产品，凝点高，低温流动性差；且闪点、酸值等指标达不到标准要求。
由实施例1和实施例2的产品性质可以看出，煤直接液化油经过加氢精制-加氢改质-加氢补充精制三级加氢后的冷冻机油比实施例2在低温性能上有一定程度提升。
本发明实施例1-8的产品性质均能满足环烷基冷冻机油基础油的性质要求。
通过实施例1-8与对比例3-5的产品性质可以看出，在本发明的氢化工艺条件下，可以获得性能较好的目标冷冻机油基础油产品。
通过上述结果可以看出，本发明的技术方案以煤直接液化油为原料生产冷冻机油基础油，为直接液化油的提质利用开辟了一条新途径，有效地延长了直接液化油品利用的产业链。煤的直接液化过程是热解加氢过程，所产生的液化油又经过了加氢处理过程，所以其油品具有相对清洁、金属杂质和水含量低的特点，比较适合用作下游基础油的加工。因此，以煤直接液化油生产冷冻机油基础油具有工艺流程短，能耗低，产品质量好，且目标产品收率高的优点。利用本发明方法可以替代稀缺的环烷基原油资源，生产出我国制冷行业急需的优质冷冻机油基础油，同时可以有效地促进煤直接液化油品的合理利用。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (29)

1.一种生产环烷基冷冻机油基础油的方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤S1，对煤直接液化油进行分馏，得到330～360℃的第一馏分；
步骤S2，对所述第一馏分进行加氢精制，得到第一精制产物；
步骤S3，对所述第一精制产物进行加氢改质，得到所述环烷基冷冻机油基础油。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，对所述第一精制产物进行加氢改质以得到改质产物，在对所述第一精制产物进行加氢改质的过程之后，所述步骤S3还包括以下过程：
对所述改质产物进行加氢补充精制，得到所述环烷基冷冻机油基础油。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的加氢精制的工艺条件为：反应压力3.0～21.0MPa；反应温度250～370℃；氢油体积比400:1～2000:1；体积空速0.1～2.5h-1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的加氢精制的工艺条件为：反应压力10.0～15.0MPa；反应温度300～350℃；氢油体积比800:1～1200:1；体积空速0.8～1.0h-1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的加氢改质的工艺条件为：反应压力3.0～21.0MPa；反应温度250～380℃；氢油体积比400:1～2000:1；体积空速0.1～5h-1。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的加氢改质的工艺条件为：反应压力10.0～15.0MPa；反应温度300～340℃；氢油体积比800:1～1200:1；体积空速0.8～3h-1。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的加氢补充精制的工艺条件为：反应压力3.0～15.0MPa；反应温度140～300℃；氢油体积比200:1～2000:1；体积空速0.1～2.5h-1。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的加氢补充精制的工艺条件为：反应压力6.0～15.0MPa；反应温度160～220℃；氢油体积比400:1～1000:1；体积空速0.6～1.5h-1。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的加氢精制采用加氢保护催化剂和加氢精制催化剂。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述加氢保护催化剂和所述加氢精制催化剂的体积比为1：2～1：6。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述加氢保护催化剂的活性金属组分包括第VIB族金属和/或第VIII族金属。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述加氢保护催化剂的活性金属组分包括W、Mo、Co、Ni中的一种或多种。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述加氢保护催化剂采用多孔耐熔无机氧化物作为载体。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，采用氧化铝作为载体。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述加氢保护催化剂含有助剂。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述加氢保护催化剂含有P、Si、F、B元素的催化剂。
17.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述加氢精制催化剂的活性金属组分包括第VIB族金属和第VIII族金属。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第VIB族金属为W和/或Mo。
19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第VIII族金属为Co和/或Ni。
20.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述第VIB族金属的含量以氧化物计为15wt％～30wt％，所述第VIII族金属的含量以氧化物计为2wt％～6wt％。
21.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述加氢精制催化剂在使用前进行硫化处理。
22.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的加氢改质采用加氢改质催化剂，所述加氢改质催化剂的活性金属组分包括第VIB族金属和第VIII族金属。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述第VIB族金属为W和/或Mo。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述第VIII族金属为Co和/或Ni。
25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述第VIB族金属的含量以氧化物计为10wt％～30wt％，所述第VIII族金属的含量以氧化物计为4wt％～10wt％。
26.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述加氢改质催化剂采用无定形硅铝和改性Y沸石作为载体。
27.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中的加氢补充精制采用加氢补充精制催化剂，所述加氢补充精制催化剂的活性金属组分包括第VIII族金属。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述加氢补充精制催化剂的活性金属组分包括Pd和Pt。
29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述加氢补充精制催化剂的活性金属组分包括0.1wt％～0.8wt％的Pd和0.1wt％～0.5wt％的Pt。
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