CN110114443B - 用于调整重质中性基础油料的颜色和芳烃分布的溶剂提取 - Google Patents

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Abstract

提供了用于对重质中性基础油料进行溶剂提取的系统和方法。芳烃提取可以降低芳烃含量，同时降低或最小化对润滑剂性质的影响。这可以使得例如调整重质中性基础油料比如由脱沥青油形成的重质中性基础油料的颜色和/或雾度。

Description

用于调整重质中性基础油料的颜色和芳烃分布的溶剂提取
技术领域
提供了用于生产重质中性润滑油基础油料，诸如衍生自通过渣油级分的低严苛度脱沥青生产的脱沥青油的重质中性基础油料的系统和方法。
背景技术
润滑剂基础油料是可以由原油或原油级分产生的价值较高的产品之一。产生所需质量的润滑剂基础油料的能力通常受到合适原料的可用性的限制。例如，用于润滑剂基础油料生产的大多数常规方法包括从先前未在严苛条件下加工的原油级分开始，比如从来自具有中等水平至低水平的初始硫含量的原油的原始瓦斯油级分开始。
在一些情况下，通过减压渣油的丙烷脱沥青形成的脱沥青油可以用于额外的润滑剂基础油料生产。脱沥青油可以潜在地适合生产较重的基础油料，诸如光亮油。然而，为了制造适合润滑剂基础油料生产的进料，所需的丙烷脱沥青的严苛度通常产生相对于减压渣油进料的产率仅为约30重量％的脱沥青油。
美国专利3,414,506描述了通过加氢处理戊烷-醇-脱沥青短渣油来制造润滑油的方法。所述方法包括用脱沥青溶剂对减压渣油级分进行脱沥青，所述脱沥青溶剂包括烷烃如戊烷和一种或多种短链醇如甲醇和异丙醇的混合物。然后将脱沥青油加氢处理，然后进行溶剂提取以进行足够的VI提升，从而形成润滑油。
美国专利7,776,206描述用于催化加工渣油和/或脱沥青油以形成光亮油的方法。对渣油衍生的物流如脱沥青油进行加氢操作以将硫含量降低至小于1重量％并将氮含量降低至小于0.5重量％。然后将加氢操作的物流分馏以在1150℉～1300℉(620℃～705℃)之间的分馏点形成较重的级分和较轻的级分。然后将较轻的级分以多种方式催化加工以形成光亮油。
发明内容
在多个方面，提供用于对重质中性基础油料进行溶剂提取的系统和方法。芳烃提取可以降低芳烃含量，同时降低或最小化对润滑剂性质的影响。这可以使得例如调整重质中性基础油料比如由脱沥青油形成的重质中性基础油料的颜色和/或雾度。
附图说明
图1示意性地示出用于加工脱沥青油以形成润滑剂基础油料的构造的一个实例。
图2示意性地示出用于加工脱沥青油以形成润滑剂基础油料的构造的另一实例。
图3示意性地示出用于加工脱沥青油以形成润滑剂基础油料的构造的另一实例。
图4示出在多种加氢操作严苛度水平下加工戊烷脱沥青油的结果。
图5示出在具有含硫加氢裂化和低硫加氢裂化的多种组合的构造中的加工脱沥青油的结果。
图6示意性地示出用于催化加工脱沥青油以形成润滑剂基础油料的构造的一个实例。
图7示意性地示出用于区段催化加工脱沥青油以形成润滑剂基础油料的构造的一个实例。
图8示意性地示出用于区段催化加工脱沥青油以形成润滑剂基础油料的构造的一个实例。
图9示意性地示出用于区段催化加工脱沥青油以形成润滑剂基础油料的构造的一个实例。
图10示出来自具有和不具有芳烃提取的重质中性基础油料的UV吸收光谱。
具体实施方式
本文中的具体实施方式和和权利要求内的所有数值均由“约”或“大约”修饰指示值，并且考虑了本领域普通技术人员将预期的实验误差和变化。
重质中性基础油料的芳烃提取
在生产润滑剂基础油料比如重质中性基础油料中的一些困难可与雾度形成有关。不受任何特定理论的束缚，相信多种因素可导致润滑剂基础油料在加工期间、在刚加工后或在加工后(诸如在静置一段时间后)形成雾度。可有助于雾度形成的因素之一是在重质中性样品中存在芳烃。例如，如果重质中性基础油料含有过量的重质芳烃，则重质芳烃在形成重质中性基础油料后可能不会完全保持在溶液中，这可随时间产生具有模糊外观的基础油料。
可以引起具有高含量芳烃的重质中性基础油料产生的润滑剂生产方法的一个实例是由脱沥青油生产基础油料。特别地，使用溶剂脱沥青法以高脱沥青油收率(即，50重量％或更大)形成的脱沥青油，可以具有增加的含有高含量芳烃的可能性。已经发现，重质中性基础油料样品如由脱沥青油进料(至少部分地)衍生形成的重质中性基础油料，可以通过对重质中性基础油料进行芳烃(溶剂)提取工艺来调整以降低或最小化雾度形成的可能性。另外或可选地，这种芳烃提取工艺可以有益于从重质中性基础油料样品中除去颜色。不受任何特定理论的束缚，相信芳烃提取可以除去不稳定的分子，诸如高分子量多核芳烃和/或多核环烷烃分子。芳烃提取可以在形成重质中性基础油料之后进行，或者可选地芳烃提取可以在形成重质中性基础油料的较早工段进行。
芳烃提取可以使用芳烃提取溶剂进行，所述芳烃提取溶剂通常用于溶剂加工期间的溶剂提取以形成第I类润滑剂基础油料。合适溶剂的实例可以包括但不限于N-甲基-吡咯烷酮、糠醛和/或苯酚。任何方便类型的溶剂接触器都是合适的。重质中性基础油料可以对应于100℃下的运动粘度为6cSt至20cSt，或6cSt至16cSt，或6cSt至14cSt，或6cSt至12cSt，或8cSt至20cSt，或8cSt至16cSt，或8cSt至14cSt，或8cSt至12cSt，或10cSt至20cSt，或10cSt至16cSt，或10cSt至14cSt的基础油料。重质中性基础油料的粘度指数可以是至少80，或至少90，或至少100，或至少110，或至少120。另外或可选地，重质中性基础油料的粘度指数可以是80至160，或80至140，或80至120，或90至160，或90至140，或90至120，或100至160，或100至140，或120至160，或120至140。
作为一个实例，第II类重质中性(HN)基础油料由C5脱沥青油和减压瓦斯油的加氢操作混合物制造。C5脱沥青油由戊烷脱沥青法制造，其中脱沥青油收率为75重量％。“刚制造的”HN基础油料样品具有不寻常的UV芳烃分布，并且还具有比期望的更多的颜色，所述颜色对应于黄色色调。在对应于200体积％溶剂处理速率、1重量％水含量和100℃温度的条件下，用N-甲基吡咯烷酮来溶剂提取HN样品。表A汇总了溶剂提取工艺之前和之后的HN样品的性质。
表A-溶剂提取之前和之后的重质中性性质
折射率 1.4566 1.4553
总芳烃 约2重量％ 0.5重量％至1重量％
2+环芳烃 >0.25重量％ <0.1重量％
粘度指数 95 96
诱变指数(MI) 0.65 0
收率，重量％ 100 约79
如表A所示，进行溶剂提取降低了重质中性样品的收率和芳烃含量，但在溶剂提取之前和之后，重质中性样品的性质在其它方面类似。另外，溶剂提取除去了样品的颜色，因此提取后的重质中性样品是水白色的。值得注意的是，虽然有效地除去了2+环芳烃，但是在提取后HN样品中仍然存在有意义的总芳烃部分，认为这显示出用于除去多环结构的提取工艺的选择性质。
图10提供了溶剂提取之前和之后HN样品的UV吸收率曲线。图10示出多种波长下的UV吸收率的降低。更一般地，在芳烃提取之前，重质中性样品可以具有226nm下的至少0.020，或至少0.025，或至少0.030的吸收率。提取之后，重质中性样品可以具有226nm下的小于0.020，或小于0.018，或小于0.016的吸收率。另外或可选地，在芳烃提取之前，重质中性样品可以具有254nm下的至少0.010，或至少0.012，或至少0.014的吸收率。提取之后，重质中性样品可以具有254nm下的小于0.010，或小于0.008，或小于0.006，或小于0.004的吸收率。另外或可选地，在芳烃提取之前，重质中性样品可以具有275nm下的至少0.010，或至少0.012，或至少0.014的吸收率。提取之后，重质中性样品可以具有275nm下的小于0.010，或小于0.008，或小于0.006，或小于0.004的吸收率。另外或可选地，在芳烃提取之前，重质中性样品可以具有302nm下的至少0.020，或至少0.025，或至少0.030的吸收率。提取之后，重质中性样品可以具有302nm下的小于0.010，或小于0.008，或小于0.006，或小于0.004的吸收率。另外或可选地，在芳烃提取之前，重质中性样品可以具有310nm下的至少0.030，或至少0.035，或至少0.040的吸收率。提取之后，重质中性样品可以具有310nm下的小于0.010，或小于0.008，或小于0.006，或小于0.004的吸收率。另外或可选地，在芳烃提取之前，重质中性样品可以具有325nm下的至少0.010，或至少0.012，或至少0.014的吸收率。提取之后，重质中性样品可以具有310nm下的小于0.010，或小于0.008，或小于0.006，或小于0.004的吸收率。
由脱沥青油生产润滑剂基础油料的概述
在多个方面，提供用于由通过低严苛度C4+脱沥青产生的脱沥青油来生产第I类和第II类润滑剂基础油料的方法，所述润滑剂基础油料包括第I类和第II类光亮油。如本文所用的低严苛度脱沥青是指在产生高收率的脱沥青油(和/或减少量的废弃沥青或残油)的条件下脱沥青，诸如相对于进行脱沥青的进料而言脱沥青油收率为至少50重量％，或至少55重量％，或至少60重量％，或至少65重量％，或至少70重量％，或至少75重量％。第I类基础油料(包括光亮油)可以在不对脱沥青油进行溶剂提取的情况下形成。第II类基础油料(包括光亮油)可以使用催化加工和溶剂加工的组合来形成。与由在低严苛度条件下形成的脱沥青油生产的常规光亮油相比，本文所述的第I类和第II类光亮油在长期储存后基本上没有雾度。这种无雾度的第II类光亮油可以对应于具有意想不到的组成的光亮油。
在多个另外的方面，提供用于催化加工C3脱沥青油以形成第II类光亮油的方法。通过催化加工形成第II类光亮油可以提供具有意想不到的组成性质的光亮油。
通常，原油常被描述为由多种沸程组成。原油中较低沸程的化合物对应于石脑油或煤油燃料。中间沸程馏出物化合物可以用作柴油燃料或润滑剂基础油料。如果原油中存在任何较高沸程的化合物，则这类化合物被认为是残余或“渣油”化合物，其对应于在对原油进行常压和/或减压蒸馏后留下的原油部分。
在一些常规加工方案中，可以使渣油级分脱沥青，将脱沥青油用作形成润滑剂基础油料的进料的一部分。在常规加工方案中，使用丙烷脱沥青来生产用作形成润滑剂基础油料的原料的脱沥青油。该丙烷脱沥青对应于“高严苛度”脱沥青，如通过相对于初始渣油级分而言脱沥青油的典型收率为约40重量％或更小，通常30重量％或更小所指示的。在典型的润滑剂基础油料生产过程中，然后可以对脱沥青油进行溶剂提取以降低芳烃含量，然后进行溶剂脱蜡以形成基础油料。脱沥青油的低收率部分地基于常规方法不能由较低严苛度的脱沥青来生产润滑剂基础油料，所述较低严苛度的脱沥青不会随时间而形成雾度。
在一些方面，已经发现可以使用催化加工比如加氢处理和溶剂加工比如溶剂脱蜡的混合，以由脱沥青油生产润滑剂基础油料，同时还生产具有很少或没有随长时间而形成雾度的趋势的基础油料。脱沥青油可以通过脱沥青方法生产，所述脱沥青方法使用C4溶剂、C5溶剂、C6+溶剂、两种或更多种C4+溶剂的混合物或两种或更多种C5+溶剂的混合物。脱沥青方法还可以对应于以下方法，对于具有至少510℃的T10蒸馏点(或任选的T5蒸馏点)的减压渣油进料而言，脱沥青油收率为至少50重量％，或至少60重量％，或至少65重量％，或至少70重量％。相信降低的雾度形成部分地由于基础油料的倾点和浊点之间的差异减小或最小化，和/或部分地是由于形成浊点为-5℃或更小的光亮油。
为了生产第I类基础油料，可以在足以使所得基础油料产物达到所需粘度指数增加的条件下对脱沥青油进行加氢操作(加氢处理和/或加氢裂化)。可以将加氢操作的流出物分馏以从润滑剂基础油料沸程部分分离较低沸点的部分。然后可以对润滑剂基础油料沸程部分进行溶剂脱蜡以产生脱蜡的流出物。脱蜡的流出物可以经分离以形成多种基础油料，其具有降低的随时间形成雾度的趋势(诸如，没有此趋势)。
对于第II类基础油料的生产，在一些方面，可以对脱沥青油进行加氢操作(加氢处理和/或加氢裂化)，使得约700℉+(370℃+)转化率为10重量％至40重量％。可以将加氢操作的流出物分馏以从润滑剂基础油料沸程部分分离较低沸点的部分。然后可以将润滑剂沸程部分加氢裂化、脱蜡和加氢精制以产生催化脱蜡的流出物。任选地但优选地，润滑剂沸程部分可以是不充分脱蜡的，使得流出物的催化脱蜡的较重部分或潜在的光亮油部分的蜡含量为至少6重量％，或至少8重量％，或至少10重量％。该不充分脱蜡也可以适合形成轻质或中质或重质中性润滑剂基础油料，其不需要进一步的溶剂升级以形成无雾度的基础油料。在该讨论中，较重部分/潜在的光亮油部分可以粗略地对应于脱蜡流出物的538℃+部分。然后可以将流出物的催化脱蜡的较重部分来溶剂脱蜡以形成溶剂脱蜡的流出物。可以分离溶剂脱蜡的流出物以形成多种基础油料，其具有降低的随时间形成雾度的趋势(诸如，没有此趋势)，其包含第II类光亮油产物的至少一部分。
对于第II类基础油料的生产，在其它方面，可以对脱沥青油进行加氢操作(加氢处理和/或加氢裂化)，使得370℃+转化率为至少40重量％，或至少50重量％。可以将加氢操作的流出物分馏以从润滑剂基础油料沸程部分分离较低沸点的部分。然后可以将润滑剂基础油料沸程部分加氢裂化、脱蜡和加氢精制以产生催化脱蜡的流出物。然后可以将催化脱蜡的流出物来溶剂提取以形成提余物。可以将提余物分离以形成多种基础油料，其具有降低的随时间形成雾度的趋势(诸如，没有此趋势)，其包含第II类光亮油产物的至少一部分。
在其它方面，已经发现可以使用催化加工来生产具有来自C3、C4、C5和/或C5+脱沥青油的出乎意料的组成性质的第II类光亮油。可以对脱沥青油进行加氢处理以降低杂原子(诸如硫和氮)的含量，然后在低硫条件下进行催化脱蜡。任选地，加氢裂化可以作为含硫加氢处理工段的一部分和/或作为低硫脱蜡工段的一部分包括在内。
任选地，本文所述的系统和方法可以以“区段”操作使用，以使得收率和/或产品质量的额外改善。在“区段”操作期间，脱沥青油和/或来自含硫加工工段的加氢操作的流出物可以分成多种级分。所述级分可以对应于例如适合形成轻质中性级分、重质中性级分和光亮油级分的进料级分，或者所述多个级分可以对应于任何其它方便的分裂，从而分成单独的级分。然后可以在工艺生产线中(或在工艺生产线的低硫部分中)单独加工多个单独的级分，以形成润滑剂基础油料。例如，可以将进料的轻质中性部分加工一段时间，然后加工重质中性部分，接着加工光亮油部分。在加工一种类型的级分的时间段期间，可以使用储罐来容纳剩余的级分。
区段操作可以使得工艺生产线中的加工条件对于每种类型的润滑剂级分定制。例如，重质中性级分的低硫加工工段转化的量可以低于轻质中性级分的低硫加工工段转化的量。这可以反映出以下事实，重质中性润滑剂基础油料可不需要与轻质中性基础油料一样高的粘度指数。
改变基础油料生产的另一种选择可以是使至少一种润滑油基础油料产物的一部分再循环，以在工艺生产线中进一步加工。这可以对应于使基础油料产物的一部分再循环以在含硫工段中进一步加工，和/或使基础油料产物的一部分再循环以在相应的低硫工段中进一步加工。任选地，可以使基础油料产物再循环以在区段操作的不同阶段中进一步加工，例如使在重质中性级分的区段加工期间形成的轻质中性基础油料产物再循环，以在轻质中性级分的区段加工期间进一步加工。再循环的基础油料产物的量可以对应于来自分馏器的任何方便量的基础油料产物流出物，诸如1重量％至50重量％、或1重量％至20重量％的基础油料产物流出物。
可以任选地使用使基础油料产物流出物的一部分再循环，同时以高于通常燃料转化水平的水平来操作润滑油加工系统。当使用常规进料用于润滑剂生产时，进料相对于370℃的转化率可以限制到65重量％或更小。进料相对于370℃的转化率超过65重量％通常不受欢迎，这是由于粘度指数在额外转化下损失。在升高的转化水平下，相信VI在额外转化下的损失是由于进料内异链烷烃的裂化和/或转化。然而，对于衍生自脱沥青油的进料，进料内异链烷烃的量低于常规进料。结果，可以在不损失VI的情况下进行额外的转化。在一些方面，转化至少70重量％、或至少75重量％或至少80重量％的进料可以使得生产以下润滑剂基础油料，其具有显著改善的冷流性质同时仍保持产物的粘度指数为与60重量％的常规转化率下的粘度指数类似的值。
在多个方面，催化加工和/或溶剂加工的多种组合可以用于由脱沥青油形成包括第II类光亮油的润滑剂基础油料。这些组合包括但不限于：
a)在含硫条件下(即，硫含量为至少500wppm)对脱沥青油进行加氢操作；分离加氢操作的流出物以形成至少一种润滑剂沸程级分；和对润滑剂沸程级分进行溶剂脱蜡。在一些方面，脱沥青油的加氢操作可以对应于加氢处理、加氢裂化或其组合。
b)在含硫条件下(即，硫含量为至少500wppm)对脱沥青油进行加氢操作；分离加氢操作的流出物以形成至少一种润滑剂沸程级分；和在低硫条件下(即，500wppm或更少的硫)对润滑剂沸程级分进行催化脱蜡。催化脱蜡可以任选地对应于使用孔径大于8.4埃的脱蜡催化剂的催化脱蜡。任选地，低硫加工条件还可以包括加氢裂化、贵金属加氢处理和/或加氢精制。任选的加氢裂化、贵金属加氢处理和/或加氢精制可以在催化脱蜡之前和/或之后进行。例如，在低硫加工条件下催化加工的顺序可以是贵金属加氢处理，然后是加氢裂化，然后是催化脱蜡。
c)上述b)的工艺，然后对催化脱蜡的流出物的至少一部分进行额外的分离。额外的分离可以对应于溶剂脱蜡、溶剂提取(诸如用糠醛或n-甲基吡咯烷酮进行溶剂提取)、物理分离如超速离心，或其组合。
d)上述a)的工艺，然后对溶剂脱蜡产物的至少一部分进行催化脱蜡(低硫条件)。任选地，低硫加工条件还可以包括加氢处理(诸如贵金属加氢处理)、加氢裂化和/或加氢精制。可以在催化脱蜡之前和/或之后进行额外的低硫加氢操作。
第I类基础油料或基础油定义为具有小于90重量％的饱和分子和/或至少0.03重量％的硫含量的基础油料。第I类基础油料也具有至少80但小于120的粘度指数(VI)。第II类基础油料或基础油含有至少90重量％的饱和分子和小于0.03重量％的硫。第II类基础油料也具有至少80但小于120的粘度指数。第III类基础油料或基础油含有至少90重量％的饱和分子和小于0.03重量％的硫，粘度指数为至少120。
在一些方面，如本文所述的第III类基础油料可以对应于第III+类基础油料。尽管没有普遍接受的定义，但第III+类基础油料通常可以对应于以下基础油料，其满足对于第III类基础油料的要求同时还具有至少一种相对于第III类规格增强的性质。增强的性质可以对应于，例如，具有显著大于120的所需规格的粘度指数，例如具有VI为至少130、或至少135或至少140的第III类基础油料。类似地，在一些方面，如本文所述的第II类基础油料可以对应于第II+类基础油料。尽管没有普遍接受的定义，但第II+类基础油料通常可以对应于以下基础油料，其满足对于第II类基础油料的要求同时还具有至少一种相对于第II类规格增强的性质。增强的性质可以对应于，例如，具有显著大于80的所需规格的粘度指数，诸如第II类基础油料具有至少103、或至少108或至少113的VI。
在下面的讨论中，工段可以对应于单个反应器或多个反应器。任选地，可以使用多个并联反应器以进行一种或多种工艺，或者可以将多个并联反应器用于一个工段中的所有工艺。每个工段和/或反应器可以包括一个或多个含有加氢操作催化剂的催化剂床。注意，下面讨论中的催化剂“床”可以指部分物理催化剂床。例如，反应器内的催化剂床可以用加氢裂化催化剂部分地填充并且用脱蜡催化剂部分地填充。为了便于描述，即使这两种催化剂可以在单个催化剂床中层叠在一起，加氢裂化催化剂和脱蜡催化剂也可以各自在概念上称为单独的催化剂床。
在该讨论中，可以为多种类型的进料或流出物的加氢操作提供条件。加氢操作的实例可以包括但不限于加氢处理、加氢裂化、催化脱蜡和加氢精制/芳烃饱和中的一种或多种。通过使用至少一个控制器，诸如多个控制器，可以控制这类加氢操作条件以具有所需的条件(例如，温度、压力、LHSV、处理气体速率)的值，以控制加氢操作条件中的一种或多种。在一些方面，对于给定类型的加氢操作，至少一个控制器可以与每种类型的加氢操作条件相关联。在一些方面，加氢操作条件中的一种或多种可以通过关联的控制器控制。可以由控制器控制的结构的实例可以包括但不限于：控制流速、压力或其组合的阀门；控制温度的热交换器和/或加热器；以及一个或多个流量计和一个或多个控制至少两个物流的相对流速的关联阀门。这类控制器可以任选地包括控制器反馈回路，所述控制器反馈回路包括至少一个处理器、用于检测控制变量(例如，温度、压力、流速)的值的检测器和用于控制操纵变量(例如，改变阀门的位置、增加或减小加热器的占空比和/或温度)的值的处理器输出。任选地，对于给定类型的加氢操作的至少一种加氢操作条件可不具有关联的控制器。
在该讨论中，除非另外指明，否则润滑剂沸程级分对应于具有至少约370℃(约700℉)的初沸点或者可选地T5沸点的级分。馏出物燃料沸程级分，诸如柴油产物级分，对应于沸程为约193℃(375℉)至约370℃(约700℉)的级分。因此，馏出物燃料沸程级分(诸如馏出物燃料产物级分)可以具有至少约193℃的初沸点(或者可选地T5沸点)和约370℃或更小的终沸点(或者可选地T95沸点)。石脑油沸程级分对应于沸程为约36℃(122℉)至约193℃(375℉)至约370℃(约700℉)的级分。因此，石脑油燃料产物级分可以具有至少约36℃的初沸点(或者可选地T5沸点)和约193℃或更小的终沸点(或者可选地T95沸点)。应注意，36℃大致对应于C5烷烃的多种异构体的沸点。燃料沸程级分可以对应于馏出物燃料沸程级分、石脑油沸程级分、或包括馏出物燃料沸程组分和石脑油沸程组分两者的级分。轻馏分定义为沸点低于约36℃的产物，其包含多种C1-C4化合物。当确定进料或产物级分的沸点或沸程时，可以使用适当的ASTM测试方法，诸如ASTM D2887、D2892和/或D86中描述的程序。优选地，应当使用ASTM D2887，除非样品不适合基于ASTM D2887的表征。例如，对于不能从色谱柱中完全洗脱的样品，可以使用ASTM D7169。
原料
在多个方面，如本文所述的用于加工的原料的至少一部分可以对应于减压渣油级分或另一类型950℉+(510℃+)或1000℉+(538℃+)级分。形成950℉+(510℃+)或1000℉+(538℃+)级分的方法的另一实例是进行高温闪蒸分离。由高温闪蒸形成的950℉+(510℃+)或1000℉+(538℃+)级分可以以与减压渣油类似的方式加工。
通过另一方法(诸如闪蒸分馏塔底物或沥青级分)形成的减压渣油级分或950℉+(510℃+)级分可以在低严苛度下脱沥青以形成脱沥青油。任选地，原料还可以包含用于润滑剂基础油料生产的常规进料的一部分，诸如减压瓦斯油。
减压渣油(或其它510℃+)级分可以对应于具有至少约900℉(482℃)、或至少950℉(510℃)或至少1000℉(538℃)的T5蒸馏点的级分(ASTM D2892；或如果级分不能从色谱系统中完全洗脱，则ASTM D7169)。或者，减压渣油级分可以基于至少约900℉(482℃)、或至少950℉(510℃)或至少1000℉(538℃)的T10蒸馏点(ASTM D2892/D7169)来表征。
渣油(或其它510℃+)级分的金属含量可以很高。例如，渣油级分的总镍、钒和铁含量可以很高。在一个方面，基于镍、钒和铁的总元素计，渣油级分可以每克渣油含有至少0.00005克Ni/V/Fe(50wppm)或至少0.0002克Ni/V/Fe(200wppm)。在其它方面，重油可以含有至少500wppm，诸如高达1000wppm或更多的镍、钒和铁。
诸如氮和硫的污染物通常存在于渣油(或其它510℃+)级分中，通常以有机结合形式存在。基于渣油级分的总重量，氮含量可以为约50wppm至约10,000wppm的元素氮或更多。基于渣油级分的总重量，硫含量可以为500wppm至100,000wppm的元素硫或更多，或1000wppm至50,000wppm，或1000wppm至30,000wppm。
表征渣油(或其它510℃+)级分的另一种方法是基于原料的康拉逊残炭(CCR)。渣油级分的康拉逊残炭可以为至少约5重量％，诸如至少约10重量％或至少约20重量％。另外或可选地，渣油级分的康拉逊残炭可以为约50重量％或更小，诸如约40重量％或更小，或约30重量％或更小。
在一些方面，减压瓦斯油级分可以与脱沥青油共加工。减压瓦斯油可以与脱沥青油以20份(重量)脱沥青油:1份减压瓦斯油(即20:1)至1份脱沥青油:1份减压瓦斯油的多种量进行组合。在一些方面，脱沥青油与减压瓦斯油的重量比可以为至少1:1、或至少1.5:1或至少2:1。通常的(减压)瓦斯油级分可以包括，例如，T5蒸馏点至T95蒸馏点为650℉(343℃)～1050℉(566℃)，或650℉(343℃)～1000℉(538℃)，或650℉(343℃)～950℉(510℃)，或650℉(343℃)～900℉(482℃)，或约700℉(370℃)～1050℉(566℃)，或约700℉(370℃)～1000℉(538℃)，或约700℉(370℃)～950℉(510℃)，或约700℉(370℃)～900℉(482℃)，或750℉(399℃)～1050℉(566℃)，或750℉(399℃)～1000℉(538℃)，或750℉(399℃)～950℉(510℃)，或750℉(399℃)～900℉(482℃)的级分。例如，合适的减压瓦斯油级分可以具有至少343℃的T5蒸馏点和566℃或更小的T95蒸馏点；或至少343℃的T10蒸馏点和566℃或更小的T90蒸馏点；或至少370℃的T5蒸馏点和566℃或更小的T95蒸馏点；或至少343℃的T5蒸馏点和538℃或更小的T95蒸馏点。
溶剂脱沥青
溶剂脱沥青是溶剂提取工艺。在一些方面，用于本文所述方法的合适溶剂包括每分子含有4至7个碳的烷烃或其它烃(诸如烯烃)。合适溶剂的实例包括正丁烷、异丁烷、正戊烷、C4+烷烃、C5+烷烃、C4+烃和C5+烃。在其它方面，合适的溶剂可以包括C3烃，诸如丙烷。在这些其它方面，合适溶剂的实例包括丙烷、正丁烷、异丁烷、正戊烷、C3+烷烃、C4+烷烃、C5+烷烃、C3+烃、C4+烃和C5+烃。
在该讨论中，包含Cn(烃)的溶剂定义为由至少80重量％，或至少85重量％，或至少90重量％，或至少95重量％，或至少98重量％的具有n个碳原子的烷烃(烃)组成的溶剂。类似地，包含Cn+(烃)的溶剂定义为由至少80重量％，或至少85重量％，或至少90重量％，或至少95重量％，或至少98重量％的具有n个或更多个碳原子的烷烃(烃)组成的溶剂。
在该讨论中，包含Cn烷烃(烃)的溶剂定义为包括其中溶剂对应于含有n个碳原子(例如，n＝3、4、5、6、7)的单烷烃(烃)的情况以及其中溶剂由含有n个碳原子的烷烃(烃)的混合物组成的情况。类似地，包含Cn+烷烃(烃)的溶剂定义为包括其中溶剂对应于含有n个或更多个碳原子(例如，n＝3、4、5、6、7)的单烷烃(烃)的情况以及其中溶剂由含有n个或更多个碳原子的烷烃(烃)的混合物组成的情况。因此，包含C4+烷烃的溶剂可以对应于包括正丁烷的溶剂；包括正丁烷和异丁烷的溶剂；对应于一种或多种丁烷异构体和一种或多种戊烷异构体的混合物的溶剂；或含有4个或更多个碳原子的烷烃的任何其它方便的组合。类似地，包含C5+烷烃(烃)的溶剂定义为包括对应于单烷烃(烃)的溶剂或对应于含有5个或更多个碳原子的烷烃(烃)的混合物的溶剂。或者，其它类型的溶剂也可以是合适的，诸如超临界流体。在多个方面，用于溶剂脱沥青的溶剂可以基本上由烃组成，使得至少98重量％或至少99重量％的溶剂对应于仅含有碳和氢的化合物。在脱沥青溶剂对应于C4+脱沥青溶剂的方面，C4+脱沥青溶剂可以包含小于15重量％，或小于10重量％，或小于5重量％的丙烷和/或其它C3烃，或者C4+脱沥青溶剂可以基本上不含丙烷和/或其它C3烃(小于1重量％)。在脱沥青溶剂对应于C5+脱沥青溶剂的方面，C5+脱沥青溶剂可以包含小于15重量％，或小于10重量％，或小于5重量％的丙烷、丁烷和/或其它C3-C4烃，或者C5+脱沥青溶剂可以基本上不含丙烷、丁烷和/或其它C3-C4烃(小于1重量％)。在脱沥青溶剂对应于C3+脱沥青溶剂的方面，C3+脱沥青溶剂可以包含小于10重量％，或小于5重量％的乙烷和/或其它C2烃，或者C3+脱沥青溶剂可以基本上不含乙烷和/或其它C2烃(小于1重量％)。
重质烃如减压渣油的脱沥青是本领域已知的并且在商业上实施。脱沥青工艺通常对应于使重质烃与以纯净形式或作为混合物的烷烃溶剂(丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷等及其异构体)接触，从而产生两种类型的产物流。一种类型的产物流可以是由烷烃提取的脱沥青油，将其进一步分离以产生脱沥青油流。第二类产物流可以是不溶于溶剂的进料的渣油部分，通常称为残油或沥青质级分。可以进一步加工脱沥青油级分以制造燃料或润滑剂。残油级分可以进一步用作混合组分以生产沥青、燃料油和/或其它产物。残油级分也可以用作气化工艺如部分氧化、流化床燃烧或焦化工艺的进料。残油可以作为液体(有或没有额外组分)或固体(作为球粒或块状物)递送到这些工艺。
在溶剂脱沥青期间，渣油沸程进料(任选地还包含减压瓦斯油进料的一部分)可以与溶剂混合。然后提取进料的可溶于溶剂的部分，留下在溶剂中几乎没有或没有溶解度的残余物。用溶剂提取的脱沥青原料的部分通常被称为脱沥青油。通常的溶剂脱沥青条件包括将原料级分与溶剂以约1:2至1:10，诸如约1:8或更小的重量比混合。通常的溶剂脱沥青温度范围为40℃至200℃，或40℃至150℃，这取决于进料和溶剂的性质。溶剂脱沥青期间的压力可以为约50psig(345kPag)至约500psig(3447kPag)。
应注意，上述溶剂脱沥青条件代表一般范围，并且这些条件将根据进料而变化。例如，在通常的脱沥青条件下，升高温度可倾向于降低收率，同时提高所得脱沥青油的质量。在通常的脱沥青条件下，增加溶剂的分子量可倾向于增加收率，同时降低所得脱沥青油的质量，因为渣油级分内的额外化合物可以溶于由较高分子量烃组成的溶剂中。在通常的脱沥青条件下，增加溶剂的量可倾向于增加所得脱沥青油的收率。如本领域技术人员所理解的，可以基于由溶剂脱沥青得到的脱沥青油的收率来选择特定进料的条件。在使用C3脱沥青溶剂的方面，溶剂脱沥青的收率可以为40重量％或更小。在一些方面，可以进行C4脱沥青，其中脱沥青油的收率为50重量％或更小，或40重量％或更小。在多个方面，相对于脱沥青的进料的重量而言，用C4+溶剂进行溶剂脱沥青产生的脱沥青油的收率可以是至少50重量％，或至少55重量％，或至少60重量％，或至少65重量％，或至少70重量％。在脱沥青的进料包含减压瓦斯油部分的方面，溶剂脱沥青的收率可以基于相对于进料的510℃+部分的重量而言脱沥青油的950℉+(510℃)部分的重量收率来表征。在使用C4+溶剂的这些方面，来自溶剂脱沥青的510℃+脱沥青油相对于脱沥青进料的510℃+部分的重量的收率可以为至少40重量％，或至少50重量％，或至少55重量％，或至少60重量％，或至少65重量％，或至少70重量％。在使用C4-溶剂的这些方面，来自溶剂脱沥青的510℃+脱沥青油相对于脱沥青进料的510℃+部分的重量的收率可以为50重量％或更小，或40重量％或更小，或35重量％或更小。
加氢处理和加氢裂化
脱沥青后，脱沥青油(以及与脱沥青油组合的任何额外级分)可以经历进一步加工以形成润滑剂基础油料。这可以包括加氢处理和/或加氢裂化以将杂原子除去至所需水平，降低康拉逊碳含量，和/或提供粘度指数(VI)提升。根据所述方面，脱沥青油可以通过加氢处理、加氢裂化或加氢处理和加氢裂化进行加氢操作。任选地，在加氢处理和/或加氢裂化催化剂的初始床之前，可以包括一个或多个催化剂床和/或脱金属催化剂工段。任选地，加氢操作还可以包括将脱沥青油经贱金属芳烃饱和催化剂处理。应注意，贱金属芳烃饱和催化剂有时可以类似于较低活性的加氢处理催化剂。
脱沥青油可以在少量溶剂提取或不进行溶剂提取的情况下加氢处理和/或加氢裂化，这在脱沥青之前和/或之后进行。结果，用于加氢处理和/或加氢裂化的脱沥青油进料可以具有显著的芳烃含量。在多个方面，脱沥青油进料的芳烃含量可以为至少50重量％，或至少55重量％，或至少60重量％，或至少65重量％，或至少70重量％，或至少75重量％，诸如至多90重量％或更多。另外或可选地，脱沥青油进料的饱和物含量可以为50重量％或更小，或45重量％或更小，或40重量％或更小，或35重量％或更小，或30重量％或更小，或25重量％或更小，诸如低至10重量％或更小。在该讨论和以下权利要求中，级分的芳烃含量和/或饱和物含量可以基于ASTM D7419确定。
可以选择脱沥青油(和任选的减压瓦斯油共进料)的脱金属和/或加氢处理和/或加氢裂化期间的反应条件，以产生所需的进料转化水平。可以使用任何方便类型的反应器，诸如固定床(例如滴流床)反应器。进料的转化率可以根据沸点高于温度阈值的分子转化为沸点低于所述阈值的分子来定义。转化温度可以是任何方便的温度，诸如约700℉(370℃)或1050℉(566℃)。转化量可以对应于脱沥青油的组合加氢处理和加氢裂化工段内的分子的总转化率。沸点高于1050℉(566℃)的分子向沸点低于566℃的分子的合适转化量包括以下的相对于566℃的转化率：30重量％至90重量％，或30重量％至80重量％，或30重量％至70重量％，或40重量％至90重量％，或40重量％至80重量％，或40重量％至70重量％，或50重量％至90重量％，或50重量％至80重量％，或50重量％至70％重量。特定地，相对于566℃的转化量可以是30重量％至90重量％，或30重量％至70重量％，或50重量％至90重量％。另外或可选地，沸点高于约700℉(370℃)的分子向沸点低于370℃的分子的合适转化量包括以下的相对于370℃的转化率：10重量％至70重量％，或10重量％至60重量％，或10重量％至50重量％，或20重量％至70重量％，或20重量％至60重量％，或20重量％至50重量％，或30重量％至70重量％，或30重量％至60重量％，或30重量％至50重量％的转化率。特定地，相对于370℃的转化量可以是10重量％至70重量％，或20重量％至50重量％，或30重量％至60重量％。
加氢操作的脱沥青油也可以基于产品质量来表征。在加氢操作(加氢处理和/或加氢裂化)之后，加氢操作的脱沥青油可以具有200wppm或更小，或100wppm或更小，或50wppm或更小(诸如，低至约0wppm)的硫含量。另外或可选地，加氢操作的脱沥青油可以具有200wppm或更小，或100wppm或更小，或50wppm或更小(诸如，低至约0wppm)的氮含量。另外或可选地，加氢操作的脱沥青油可以具有1.5重量％或更小，或1.0重量％或更小，或0.7重量％或更小，或0.1重量％或更小，或0.02重量％或更小(诸如，低至约0重量％)的康拉逊残碳含量。康拉逊残碳含量可以根据ASTM D4530确定。
在多个方面，在将进料经加氢处理催化剂处理之前，可以首先将进料经脱金属催化剂处理。脱沥青油的金属浓度(Ni+V+Fe)可以为大约10wppm至100wppm。将常规加氢处理催化剂处理金属含量为10wppm或更高的进料可以以比商业环境中所希望的更快的速率导致催化剂失活。将含金属的进料经脱金属催化剂处理，之后经加氢处理催化剂处理，可以使得至少一部分金属将被脱金属催化剂除去，这可以减少或最小化工艺流程中加氢处理催化剂和/或其它后续催化剂的失活。可商购的脱金属催化剂可以是合适的，诸如大孔无定形氧化物催化剂，其可以任选地包括VI族和/或VIII族非贵金属，以提供一些氢化活性。
在多个方面，脱沥青油可以在有效的加氢处理条件下经加氢处理催化剂处理。所用的催化剂可以包括常规的加氢操作催化剂，诸如包含至少一种VIII族非贵金属(IUPAC元素周期表的第8至10列)，优选Fe、Co和/或Ni，诸如Co和/或Ni；和至少一种VI族金属(IUPAC周期表的第6列)，优选Mo和/或W的那些催化剂。这类加氢操作催化剂任选地包括浸渍或分散在耐火担体或载体如氧化铝和/或二氧化硅上的过渡金属硫化物。担体或载体本身通常没有显著/可测量的催化活性。基本上不含载体或担体的催化剂，通常称为本体催化剂，通常具有比其负载型对应物高的体积活性。
催化剂可以是以本体形式或以负载形式。除氧化铝和/或二氧化硅外，其它合适的担体/载体材料可以包括但不限于沸石、二氧化钛、二氧化硅-二氧化钛和二氧化钛-氧化铝。合适的氧化铝是多孔氧化铝，诸如γ或η多孔氧化铝，其平均孔径为
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Figure BDA0002109424620000204
比表面积为100m2/g至300m2/g，或150m2/g至250m2/g；且孔体积为0.25cm3/g至1.0cm3/g，或0.35cm3/g至0.8cm3/g。更一般地，可以使用适合以常规方式加氢处理馏出物(包括润滑剂基础油料)沸程进料的催化剂的任何方便的尺寸、形状和/或孔径分布。优选地，担体或载体材料是无定形载体，诸如耐火氧化物。优选地，担体或载体材料可以不含或基本上不含分子筛，其中基本上不含分子筛定义为分子筛含量小于约0.01重量％。
氧化物形式的至少一种VIII族非贵金属通常可以以约2重量％至约40重量％，优选约4重量％至约15重量％的量存在。氧化物形式的至少一种VI族金属通常可以以约2重量％至约70重量％的量存在，优选对于负载型催化剂而言为约6重量％至约40重量％，或约10重量％至约30重量％的量存在。这些重量百分比是基于催化剂的总重量。合适的金属催化剂包括在氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝或二氧化钛上的钴/钼(1～10％Co氧化物、10～40％Mo氧化物)、镍/钼(1～10％Ni氧化物、10～40％Co氧化物)或镍/钨(1～10％Ni氧化物、10～40％W氧化物)。
加氢处理在氢气存在下进行。因此，将氢气流进料或注入加氢操作催化剂位于其中的容器或反应区或加氢操作区中。将包含在氢“处理气体”中的氢气提供到反应区。如本发明所提到的，处理气体可以是纯氢气或是以下气流的含氢气体，所述气流含有足够量的氢气以进行一种或多种预期反应，并任选地包含一种或多种其它气体(例如，氮气和轻质烃如甲烷)。引入反应工段的处理气流优选将含有至少约50体积％，且更优选至少约75体积％的氢气。任选地，氢处理气体可以基本上不含(小于1体积％)杂质如H2S和NH3，和/或这些杂质可以在使用前从处理气体中基本上被除去。
氢气的供应速率可以为约100SCF/B(每桶进料的标准立方英尺氢气)(17Nm3/m3)至约10000SCF/B(1700Nm3/m3)。优选地，氢气以约200SCF/B(34Nm3/m3)至约2500SCF/B(420Nm3/m3)的范围提供。氢气可以与加氢处理反应器和/或反应区的输入进料同时供应，或者通过单独的气体管道单独地供应到加氢处理区。
加氢处理条件可以包括200℃至450℃，或315℃至425℃的温度；250psig(1.8MPag)至5000psig(34.6MPag)，或300psig(2.1MPag)至3000psig(20.8MPag)的压力；0.1hr-1至10hr-1的液时空速(LHSV)；和200scf/B(35.6m3/m3)至10,000scf/B(1781m3/m3)，或500scf/B(89m3/m3)至10,000scf/B(1781m3/m3)的氢气处理速率。
在多个方面，脱沥青油可以在有效加氢裂化条件下经加氢裂化催化剂处理。加氢裂化催化剂通常在酸性载体如无定形二氧化硅氧化铝，裂化沸石如USY，或酸化氧化铝上含有硫化的贱金属。这些酸性载体通常与其它金属氧化物如氧化铝、二氧化钛或二氧化硅混合或结合。合适的酸性载体的实例包括酸性分子筛，诸如沸石或硅铝磷酸盐。合适沸石的一个实例是USY，诸如具有24.30埃或更小的单元尺寸的USY沸石。另外或可选地，催化剂可以是低酸度分子筛，诸如Si与Al之比为至少约20且优选至少约40或50的USY沸石。ZSM-48，诸如SiO2与Al2O3之比为约110或更小，诸如约90或更小的ZSM-48，是潜在合适的加氢裂化催化剂的另一实例。还有一种选择是使用USY和ZSM-48的组合。还有其它的选择包括单独使用或与USY催化剂组合使用沸石β、ZSM-5、ZSM-35或ZSM-23中的一种或多种。用于加氢裂化催化剂的金属的非限制性实例包括金属或包括至少一种VIII族金属的金属组合，诸如镍、镍-钴-钼、钴-钼、镍-钨、镍-钼和/或镍-钼-钨。另外或可选地，也可以使用具有贵金属的加氢裂化催化剂。贵金属催化剂的非限制性实例包括基于铂和/或钯的那些催化剂。可以用于贵金属催化剂和非贵金属催化剂两者的载体材料可以包括耐火氧化物材料，诸如氧化铝、二氧化硅、氧化铝-二氧化硅、硅藻土(kieselguhr)、硅藻土(diatomaceous earth)、氧化镁、氧化锆或其组合，其中氧化铝、二氧化硅、氧化铝-二氧化硅是最常见的(并且，在一个实施方式中，是优选的)。
当加氢裂化催化剂上仅存在一种氢化金属时，基于催化剂的总重量，所述氢化金属的量可以为至少约0.1重量％，例如至少约0.5重量％或至少约0.6重量％。另外或可选地，当仅存在一种氢化金属时，基于催化剂的总重量，所述氢化金属的量可以为约5.0重量％或更小，例如约3.5重量％或更小，约2.5重量％或更小，约1.5重量％或更小，约1.0重量％或更小，约0.9重量％或更小，约0.75重量％或更小，或约0.6重量％或更小。进一步另外或可选地，当存在多于一种氢化金属时，基于催化剂的总重量，氢化金属的总量可以为至少约0.1重量％，例如至少约0.25重量％，至少约0.5重量％，至少约0.6重量％，至少约0.75重量％，或至少约1重量％。更进一步另外或可选地，当存在多于一种氢化金属时，基于催化剂的总重量，氢化金属的总量可以为约35重量％或更小，例如约30重量％或更小，约25重量％或更小，约20重量％或更小，约15重量％或更小，约10重量％或更小，或约5重量％或更小。在其中负载型金属包含贵金属的实施方式中，一种或多种贵金属的量通常小于约2重量％，例如小于约1重量％，约0.9重量％或更小，约0.75重量％或更小，或约0.6重量％或更小。应注意，在含硫条件下的加氢裂化通常使用一种贱金属(或多种贱金属)作为氢化金属进行。
在多个方面，选择用于润滑剂基础油料生产的加氢裂化的条件可以取决于所需的转化水平、加氢裂化工段的输入进料中的污染物水平以及潜在的其它因素。例如，可以选择单工段中或者多工段系统的第一工段和/或第二工段中的加氢裂化条件，以在反应系统中实现所需的转化水平。加氢裂化条件可以称为含硫条件或低硫条件，这取决于进料内存在的硫和/或氮的水平。例如，具有100wppm或更小的硫和50wppm或更小的氮，优选小于25wppm的硫和/或小于10wppm的氮的进料代表在低硫条件下加氢裂化的进料。在多个方面，加氢裂化可以对热裂化渣油比如衍生自热裂化渣油的脱沥青油进行。在一些方面，诸如在加氢裂化之前使用任选的加氢处理步骤的方面，热裂化渣油可以对应于低硫进料。在其它方面，热裂化渣油可以代表在含硫条件下的加氢裂化的进料。
在含硫条件下的加氢裂化工艺可以在约550℉(288℃)至约840℉(449℃)的温度，约1500psig至约5000psig(10.3MPag至34.6MPag)的氢分压，0.05h-1至10h-1的液时空速和35.6m3/m3至1781m3/m3(200SCF/B至10,000SCF/B)的氢处理气体速率下进行。在其它实施方式中，所述条件可以包括约600℉(343℃)至约815℉(435℃)的温度，约1500psig至约3000psig(10.3MPag至20.9MPag)的氢分压和约213m3/m3至约1068m3/m3(1200SCF/B至6000SCF/B)的氢处理气体速率。LHSV可以为约0.25h-1至约50h-1，或约0.5h-1至约20h-1，优选约1.0h-1至约4.0h-1。
在一些方面，一部分的加氢裂化催化剂可以包含在第二反应器工段中。在这类方面，加氢操作反应系统的第一反应工段可以包含一种或多种加氢处理和/或加氢裂化催化剂。第一反应工段的条件可以适合降低原料的硫和/或氮含量。然后可以在反应系统的第一工段和第二工段之间使用分离器以除去气相硫和氮污染物。分离器的一种选择是简单地进行气液分离以除去污染物。另一种选择是使用可以在较高温度下进行分离的分离器，诸如闪蒸分离器。这种高温分离器可以用于例如将进料分离成沸点低于温度分馏点如约350℉(177℃)或约400℉(204℃)的部分以及沸点高于温度分馏点的部分。在这种类型的分离中，也可以除去来自第一反应工段的流出物的石脑油沸程部分，从而减小第二或其它后续工段中加工的流出物的体积。当然，来自第一工段的流出物中的任何低沸点污染物也将被分离成沸点低于温度分馏点的部分。如果在第一工段中进行了充分的污染物去除，则第二工段可以作为“低硫”或低污染工段来操作。
另一种选择可以是在加氢操作反应系统的第一工段和第二工段之间使用分离器，所述分离器也可以进行来自第一工段的流出物的至少一部分分馏。在这种类型的方面，来自第一加氢操作工段的流出物可以被至少分离成沸点低于馏出物(诸如柴油)燃料范围的一部分、沸点在馏出物燃料范围内的一部分和沸点高于馏出物燃料范围的一部分。馏出物燃料范围可以基于常规柴油沸程来定义，诸如具有至少约350℉(177℃)或至少约400℉(204℃)的较低分馏点温度至具有约700℉(371℃)或更小或650℉(343℃)或更小的较高分馏点温度。任选地，馏出物燃料范围可以诸如通过选择至少约300℉(149℃)的较低分馏点温度来扩展到包括额外的煤油。
在工段间分离器也用于生产馏出物燃料级分的方面，沸点低于馏出物燃料级分的部分包括石脑油沸程分子、轻质级分和污染物如H2S。这些不同的产物可以以任何方便的方式彼此分离。类似地，如果需要，可以由馏出物沸程级分形成一种或多种馏出物燃料级分。沸点高于馏出物燃料范围的部分代表潜在的润滑剂基础油料。在这类方面，沸点高于馏出物燃料范围的部分在第二加氢操作工段中被进一步加氢操作。
在低硫条件下的加氢裂化工艺可以在与用于含硫加氢裂化工艺的条件类似的条件下进行，或者所述条件可以不同。在一个实施方式中，低硫加氢裂化工段中的条件可以具有没有含硫工段中的加氢裂化工艺这么严苛的条件。非含硫工段的合适加氢裂化条件可以包括但不限于与第一或含硫工段类似的条件。合适的加氢裂化条件可以包括约500℉(260℃)至约840℉(449℃)的温度，约1500psig至约5000psig(10.3MPag至34.6MPag)的氢分压，0.05h-1至10h-1的液时空速，和35.6m3/m3至1781m3/m3(200SCF/B至10,000SCF/B)的氢处理气体速率。在其它实施方式中，所述条件可以包括约600℉(343℃)至约815℉(435℃)的温度，约1500psig至约3000psig(10.3MPag至20.9MPag)的氢分压和约213m3/m3至约1068m3/m3(1200SCF/B至6000SCF/B)的氢处理气体速率。LHSV可以为约0.25h-1至约50h-1，或约0.5h-1至约20h-1，优选约1.0h-1至约4.0h-1。
在又一方面，相同的条件可以用于加氢处理和加氢裂化床或工段，诸如对于两者使用加氢处理条件或对于两者使用加氢裂化条件。在再一个实施方式中，加氢处理和加氢裂化床或工段的压力可以相同。
在再一方面，加氢操作反应系统可以包括多于一个加氢裂化工段。如果存在多个加氢裂化工段，则至少一个加氢裂化工段可以具有如上所述的有效加氢裂化条件，包括至少约1500psig(10.3MPag)的氢分压。在这样的方面，可以在可包括较低氢分压的条件下进行其它加氢裂化工艺。额外加氢裂化工段的合适加氢裂化条件可以包括但不限于约500℉(260℃)至约840℉(449℃)的温度，约250psig至约5000psig(1.8MPag至34.6Mpag)的氢分压、0.05h-1至10h-1的液时空速，和35.6m3/m3至1781m3/m3(200SCF/B至10,000SCF/B)的氢处理气体速率。在其它实施方式中，额外加氢裂化工段的条件可以包括约600℉(343℃)至约815℉(435℃)的温度，约500psig至约3000psig(3.5MPag至20.9MPag)的氢分压，和约213m3/m3至约1068m3/m3(1200SCF/B至6000SCF/B)的氢处理气体速率。LHSV可以为约0.25h-1至约50h-1，或约0.5h-1至约20h-1，且优选约1.0h-1至约4.0h-1。
加氢操作的流出物-溶剂脱蜡以形成第I类光亮油
可以分离加氢操作的脱沥青油(任选地包括加氢操作的减压瓦斯油)，以形成一种或多种燃料沸程级分(诸如石脑油或馏出物燃料沸程级分)和至少一种润滑剂基础油料沸程级分。然后可以将一种或多种润滑剂基础油料沸程级分进行溶剂脱蜡，以产生具有降低的(或消除的)形成雾度的趋势的润滑剂基础油料产物。通过加氢操作脱沥青油，然后对加氢操作的流出物进行溶剂脱蜡而形成的润滑剂基础油料(包括光亮油)可以由于具有至少10重量％的芳烃含量而倾向于成为第I类基础油料。
溶剂脱蜡通常包括将进料与冷却的脱蜡溶剂混合以形成油-溶剂溶液。然后通过例如过滤来分离沉淀的蜡。选择温度和溶剂，以便在蜡沉淀的同时通过冷却的溶剂溶解油。
合适的溶剂脱蜡工艺的实例包括使用冷却塔，其中将溶剂预先冷却并在沿冷却塔高度的多个点处递增地添加。在冷却步骤中搅拌油-溶剂混合物，以使预冷的溶剂与油基本上瞬时混合。沿冷却塔的长度递增地添加预冷的溶剂，以便将平均冷却速率保持处于或低于10℉/分钟，通常在约1℉/分钟至约5℉/分钟之间。冷却塔中油-溶剂/沉淀蜡混合物的最终温度通常将在0℉至50℉之间(-17.8℃至10℃)。然后可以将混合物发送到刮面冷却器以从混合物中分离沉淀的蜡。
代表性的脱蜡溶剂是具有3至6个碳原子的脂族酮，诸如甲基乙基酮和甲基异丁基酮，低分子量烃，诸如丙烷和丁烷，以及它们的混合物。溶剂可以与其它溶剂如苯、甲苯或二甲苯混合。
通常，溶剂的添加量将足以在脱蜡温度下提供5/1至20/1范围内的液/固重量比和1.5/1至5/1之间的溶剂/油体积比。可以使溶剂脱蜡油脱蜡至-6℃或更小，或-10℃或更小，或-15℃或更小的倾点，这取决于目标润滑剂基础油料产物的性质。另外或可选地，可以使溶剂脱蜡油脱蜡至-2℃或更小，或-5℃或更小，或-10℃或更小的浊点，这取决于目标润滑剂基础油料产物的性质。所得溶剂脱蜡油可以适用于形成一种或多种类型的第I类基础油料。优选地，由溶剂脱蜡油形成的光亮油可以具有低于-5℃的浊点。所得溶剂脱蜡油可以具有至少90，或至少95，或至少100的粘度指数。优选地，至少10重量％(或至少20重量％，或至少30重量％)的所得溶剂脱蜡油可以对应于在100℃下具有至少15cSt，或至少20cSt，或至少25cSt，诸如至多50cSt或更多的运动粘度的第I类光亮油。
在一些方面，通过降低或最小化润滑剂基础油料的浊点温度和倾点温度之间的差异，可以证明由溶剂脱蜡油形成的润滑剂基础油料形成雾度的趋势降低或消除。在多个方面，由溶剂脱蜡油形成的包括一种或多种光亮油的所得溶剂脱蜡油和/或一种或多种润滑剂基础油料的浊点和倾点之间的差异可以是22℃或更小，或20℃或更小，或15℃或更小，或10℃或更小，或8℃或更小，或5℃或更小。另外或可选地，光亮油随时间而形成雾度的趋势降低或最小化可以对应于浊点为-10℃或更小，或-8℃或更小，或-5℃或更小，或-2℃或更小的光亮油。
额外的加氢操作-催化脱蜡、加氢精制和任选的加氢裂化
在一些可选方面，可以将加氢操作的脱沥青油的至少一种润滑剂沸程部分进一步经加氢操作(包括催化脱蜡)处理，以形成第I类和/或第II类基础油料，包括第I类和/或第II类光亮油。在一些方面，加氢操作的脱沥青油的第一润滑剂沸程部分可以如上所述进行溶剂脱蜡，同时可以使第二润滑剂沸程部分进一步经加氢操作处理。在其它方面，可以仅使用溶剂脱蜡或仅进一步加氢操作来处理加氢操作的脱沥青油的润滑剂沸程部分。
任选地，加氢操作的脱沥青油的润滑剂沸程部分的进一步加氢操作还可以包括在经催化脱蜡条件处理之前和/或之后经加氢裂化条件处理。在该工艺的这一点上，加氢裂化可以被认为是“低硫”加氢裂化，因为加氢操作的脱沥青油可以具有200wppm或更小的硫含量。
合适的加氢裂化条件可以包括将进料经如先前在上文所述的加氢裂化催化剂处理。任选地，可以优选使用二氧化硅与氧化铝之比为至少30且晶胞尺寸小于24.32埃的USY沸石作为加氢裂化催化剂的沸石，以改善加氢裂化的VI提升和/或改善燃料沸程产物中的馏出物燃料收率与石脑油燃料收率的比。
合适的加氢裂化条件还可以包括约500℉(260℃)至约840℉(449℃)的温度，约1500psig至约5000psig(10.3MPag至34.6Mpag)的氢分压，0.05h-1至10h-1的液时空速，和35.6m3/m3至1781m3/m3(200SCF/B至10,000SCF/B)的氢处理气体速率。在其它实施方式中，所述条件可以包括约600℉(343℃)至约815℉(435℃)的温度，约1500psig至约3000psig(10.3MPag至20.9MPag)的氢分压和约213m3/m3至约1068m3/m3(1200SCF/B至6000SCF/B)的氢处理气体速率。LHSV可以为约0.25h-1至约50h-1，或约0.5h-1至约20h-1，且优选约1.0h-1至约4.0h-1。
对于催化脱蜡，合适的脱蜡催化剂可以包括分子筛，诸如结晶硅铝酸盐(沸石)。在一个实施方式中，分子筛可以包含ZSM-22、ZSM-23、ZSM-48，基本上由ZSM-22、ZSM-23、ZSM-48组成或者是ZSM-22、ZSM-23、ZSM-48。任选但优选地，可以使用选择用于通过与裂化相对的异构化来脱蜡的分子筛，诸如ZSM-48、ZSM-23或其组合。另外或可选地，分子筛可以包含10元环1-D分子筛，基本上由10元环1-D分子筛组成或者是10元环1-D分子筛，所述10元环1-D分子筛诸如为EU-2、EU-11、ZBM-30、ZSM-48或ZSM-23。ZSM-48是最优选的。应注意的是，二氧化硅与氧化铝之比为约20:1至约40:1的具有ZSM-23结构的沸石有时可以被称为SSZ-32。任选但优选地，脱蜡催化剂可以包括用于分子筛的粘结剂，诸如氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、氧化锆或其组合，例如氧化铝和/或二氧化钛或二氧化硅和/或氧化锆和/或二氧化钛。
优选地，在根据本发明的方法中使用的脱蜡催化剂是具有低的二氧化硅与氧化铝之比的催化剂。例如，对于ZSM-48，沸石中二氧化硅与氧化铝的之比可以是约100:1或更小，诸如约90:1或更小，或约75:1或更小，或约70:1或更小。另外或可选地，ZSM-48中二氧化硅与氧化铝之比可以是至少约50:1，诸如至少约60:1，或至少约65:1。
在多种实施方式中，根据本发明的催化剂还包含金属氢化组分。金属氢化组分通常是VI族和/或VIII族金属。优选地，金属氢化组分可以是非贵金属VIII族金属与VI族金属的组合。合适的组合可以包括Ni、Co或Fe与Mo或W，优选Ni与Mo或W。
金属氢化组分可以以任何方便的方式添加到催化剂中。一种添加金属氢化组分的技术是初湿含浸法。例如，在组合沸石和粘结剂后，可以将组合的沸石和粘结剂挤出成催化剂粒子。然后可以将这些催化剂粒子经含有合适金属前体的溶液处理。或者，可以通过离子交换将金属添加到催化剂中，其中在挤出之前将金属前体添加到沸石(或沸石和粘结剂)的混合物中。
基于催化剂计，催化剂中金属的量可以为至少0.1重量％，或基于催化剂计，至少0.5重量％，或至少1.0重量％，或至少2.5重量％，或至少5.0重量％。基于催化剂计，催化剂中金属的量可以是20重量％或更小，或10重量％或更小，或5重量％或更小，或2.5重量％或更小，或1重量％或更小。对于金属是非贵金属VIII族金属与VI族金属的组合的实施方式，金属的组合量可以是0.5重量％至20重量％，或1重量％至15重量％，或2.5重量％至10重量％。
可用于根据本发明的方法的脱蜡催化剂还可以包含粘结剂。在一些实施方式中，根据本发明的方法中使用的脱蜡催化剂是使用低比表面积粘结剂配制的，低比表面积粘结剂表示比表面积为100m2/g或更小，或80m2/g或更小，或70m2/g或更小的粘结剂。另外或可选地，粘结剂可以具有至少约25m2/g的比表面积。相对于粘结剂和沸石的组合重量，使用粘结剂配制的催化剂中的沸石的量可以为约30重量％沸石至90重量％沸石。优选地，沸石的量为沸石和粘结剂的组合重量的至少约50重量％，诸如至少约60重量％，或约65重量％至约80重量％。
不受任何特定理论的束缚，相信低比表面积粘结剂的使用减少了可用于催化剂上负载的氢化金属的粘结剂比表面积的量。这导致负载在催化剂中的分子筛的孔内的氢化金属的量的增加。
沸石可以任何方便的方式与粘结剂组合。例如，可以通过用沸石和粘结剂两者的粉末开始，将粉末与添加的水组合并研磨以形成混合物，然后挤出混合物以产生所需尺寸的粘结催化剂来产生粘结催化剂。挤出助剂也可以用于改变沸石和粘结剂混合物的挤出流动性质。催化剂中的骨架氧化铝的量可以为0.1重量％至3.33重量％，或0.1重量％至2.7重量％，或0.2重量％至2重量％，或0.3重量％至1重量％。
在脱蜡催化剂存在下使原料催化脱蜡的有效条件可以包括280℃至450℃，优选343℃至435℃的温度；3.5MPag至34.6MPag(500psig至5000psig)，优选4.8MPag至20.8MPag的氢分压；和178m3/m3(1000SCF/B)至1781m3/m3(10,000scf/B)，优选213m3/m3(1200SCF/B)至1068m3/m3(6000SCF/B)的氢循环速率。LHSV可以为约0.2h-1至约10h-1，诸如约0.5h-1至约5h-1和/或约1h-1至约4h-1。
在催化脱蜡之前和/或之后，加氢操作的脱沥青油(即，至少其润滑剂沸程部分)可以任选地经芳烃饱和催化剂处理，其可以可选地被称为加氢精制催化剂。在分馏之前或之后可以发生经芳烃饱和催化剂的处理。如果在分馏后发生芳烃饱和，则可以对分馏产物的一个或多个部分进行芳烃饱和。或者，可以将来自最后加氢裂化或脱蜡工艺的全部流出物加氢精制和/或使其经历芳烃饱和。
加氢精制和/或芳烃饱和催化剂可以包括含有VI族金属、VIII族金属以及它们的混合物的催化剂。在一个实施方式中，优选的金属包括至少一种具有强的氢化功能的金属硫化物。在另一个实施方式中，加氢精制催化剂可以包括VIII族贵金属，诸如Pt、Pd或其组合物。金属混合物也可以作为本体金属催化剂存在，其中，基于催化剂计，金属的量为约30重量％或更大。对于负载型加氢处理催化剂，合适的金属氧化物载体包括低酸性氧化物，诸如二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝或二氧化钛，优选氧化铝。用于芳烃饱和的优选的加氢精制催化剂将包含至少一种在多孔载体上具有相对强的氢化功能的金属。通常的载体材料包括无定形或结晶氧化物材料，诸如氧化铝、二氧化硅和二氧化硅-氧化铝。载体材料也可以诸如通过卤化，或特别是氟化来改性。对于非贵金属，催化剂的金属含量通常高达约20重量％。在一个实施方式中，优选的加氢精制催化剂可以包含属于M41S类或族的催化剂的结晶材料。M41S族的催化剂是具有高二氧化硅含量的中孔材料。实例包括MCM-41、MCM-48和MCM-50。该类的优选成员是MCM-41。
加氢精制条件可以包括约125℃至约425℃，优选约180℃至约280℃的温度；约500psig(3.4MPa)至约3000psig(20.7MPa)，优选约1500psig(10.3MPa)至约2500psig(17.2MPa)的氢分压；和约0.1hr-1至约5hr-1LHSV，优选约0.5hr-1至约1.5hr-1的液时空速。另外，可以使用35.6m3/m3至1781m3/m3(200SCF/B至10,000SCF/B)的氢处理气体速率。
催化脱蜡流出物的溶剂加工或催化脱蜡的输入流
对于衍生自丙烷脱沥青的脱沥青油，进一步的加氢操作(包括催化脱蜡)可以足以形成具有低雾度形成和意想不到的组成性质的润滑剂基础油料。对于衍生自C4+脱沥青的脱沥青油，在进一步加氢操作(包括催化脱蜡)之后，可以将所得催化脱蜡流出物进行溶剂加工以形成一种或多种具有降低或消除的形成雾度的趋势的润滑剂基础油料产物。溶剂加工的类型可以取决于初始加氢操作(加氢处理和/或加氢裂化)的性质和进一步加氢操作(包括脱蜡)的性质。
在初始加氢操作不太严苛的方面，对应于相对于约700℉(370℃)而言10重量％至40重量％的转化率，后续溶剂加工可以对应于溶剂脱蜡。溶剂脱蜡可以与上述溶剂脱蜡类似的方式进行。然而，该溶剂脱蜡可以用于生产第II类润滑剂基础油料。在一些方面，当初始加氢操作对应于相对于370℃而言10重量％至40重量％转化率时，在进一步加氢操作期间的催化脱蜡也可以在较低严苛度下进行，使得至少6重量％，或至少8重量％，或至少10重量％，或至少12重量％，或至少15重量％，诸如至多20重量％的蜡保留在催化脱蜡流出物中。然后可以使用溶剂脱蜡将催化脱蜡流出物中的蜡含量降低2重量％至10重量％。这可以产生具有0.1重量％至12重量％，或0.1重量％至10重量％，或0.1重量％至8重量％，或0.1重量％至6重量％，或1重量％至12重量％，或1重量％至10重量％，或1重量％至8重量％，或4重量％至12重量％，或4重量％至10重量％，或4重量％至8重量％，或6重量％至12重量％，或6重量％至10重量％的蜡含量的溶剂脱蜡油产物。特定地，溶剂脱蜡油可以具有0.1重量％至12重量％，或0.1重量％至6重量％，或1重量％至10重量％，或4重量％至12重量％的蜡含量。
在其它方面，后续溶剂加工可以对应于溶剂提取。溶剂提取可以用于降低芳烃含量和/或极性分子的量。溶剂提取工艺选择性地溶解芳烃组分以形成富含芳烃的提取物相，同时将更多的链烷烃组分留在芳烃贫乏的提余物相中。环烷烃分布在提取物相和提余物相之间。用于溶剂提取的通常溶剂包括苯酚、糠醛和N-甲基吡咯烷酮。通过控制溶剂与油的比、提取温度和使待提取的馏出物与溶剂接触的方法，可以控制提取物相和提余物相之间的分离程度。可以使用任何方便类型的液-液提取器，诸如逆流液-液提取器。取决于脱沥青油中的芳烃的初始浓度，提余物相可以具有5重量％至25重量％的芳烃含量。对于通常的进料，芳烃含量可以为至少10重量％。
任选地，来自溶剂提取的提余物可以是提取不足的。在这类方面，提取在如下条件下进行：使提余物收率最大化，同时仍然从进料中除去大部分的最低质量的分子。通过控制提取条件，例如通过降低溶剂与油的处理比和/或降低提取温度，可以使提余物收率最大化。在多个方面，溶剂提取的提余物收率可以为至少40重量％，或至少50重量％，或至少60重量％，或至少70重量％。
溶剂加工的油(溶剂脱蜡的或溶剂提取的)可以具有-6℃或更小，或-10℃或更小，或-15℃或更小，或-20℃或更小的倾点，这取决于目标润滑油基础油料产物的性质。另外或可选地，溶剂加工的油(溶剂脱蜡的或溶剂提取的)可以具有-2℃或更小，或-5℃或更小，或-10℃或更小的浊点，这取决于目标润滑剂基础油料产物的性质。倾点和浊点可以分别根据ASTM D97和ASTM D2500确定。所得溶剂加工的油可以适用于形成一种或多种类型的第II类基础油料。所得溶剂脱蜡的油可以具有至少80，或至少90，或至少95，或至少100，或至少110，或至少120的粘度指数。粘度指数可以根据ASTM D2270确定。优选地，至少10重量％(或至少20重量％，或至少30重量％)的所得溶剂加工的油可以对应于在100℃下具有6cSt至20cSt，或6cSt至16cSt，或6cSt至14cSt，或6cSt至12cSt，或8cSt至20cSt，或8cSt至16cSt，或8cSt至14cSt，或8cSt至12cSt，或10cSt至20cSt，或10cSt至16cSt，或10cSt至14cSt的运动粘度的第II类基础油料。运动粘度可以根据ASTM D445确定。另外或可选地，所得基础油料可以具有至少1.5的浊度(与小于0℃的浊点组合)，或者可以具有至少2.0的浊度，和/或可以具有4.0或更小，或3.5或更小，或3.0或更小的浊度。特定地，所述浊度可以是1.5至4.0，或1.5至3.0，或2.0至4.0，或2.0至3.5。
第II类基础油料产物
对于衍生自丙烷、丁烷、戊烷、己烷及更高级的烃或者它们的混合物的脱沥青油，进一步的加氢操作(包括催化脱蜡)和潜在的溶剂加工可以足以形成具有低雾度形成(或无雾度形成)和新颖的组成性质的润滑剂基础油料。现在制造的在100℃下的运动粘度为约32cSt的传统产品含有基于基础油计>10％的芳烃和/或>0.03％的硫。
在多个方面，根据本文所述的方法生产的基础油料具有在100℃下的至少14cSt，或至少20cSt，或至少25cSt，或至少30cSt，或至少32cSt的运动粘度，并且可以含有小于10重量％的芳烃/大于90重量％的饱和化合物和小于0.03％的硫。任选地，饱和物含量可以更高，诸如大于95重量％，或大于97重量％。此外，通过C-NMR对分子的支化度(支化)的详细表征揭示了高度的支化点，如下文实施例中进一步描述的。这可以通过单独地或作为其组合地检查甲基支链或乙基支链或丙基支链的绝对数量来量化。这也可以通过观察支化点(甲基、乙基或丙基)与通过C-NMR标记为ε碳的内部碳的数量的比来量化。这种支化的量化可以用于确定基础油料是否随时间而稳定对抗雾度形成。对于本文报道的13C-NMR结果，将样品制备成在CDCl3中25～30重量％，其中加入7％乙酰丙酮酸铬(III)作为松弛剂。在JEOL ECSNMR光谱仪上进行13C NMR实验，其中质子共振频率为400MHz。定量13C NMR实验在27℃下使用反向门控去耦实验进行，其中翻转角为45°，脉冲之间6.6秒，64K数据点和2400次扫描。所有光谱均参考0ppm下的TMS。光谱用0.2～1Hz的谱线展宽加工，并在手动积分之前应用基线校正。对整个光谱进行积分以确定不同积分面积的摩尔％，如下：170～190PPM(芳族C)；30～29.5PPM(ε碳)；15～14.5PPM(末端和侧链丙基基团)，14.5～14PPM-长链末端的甲基(α)；12～10PPM(侧链和末端乙基基团)。从质子NMR获得总甲基含量。对0～1.1PPM下的甲基信号积分。对整个光谱进行积分以确定甲基的摩尔％。从气相色谱获得的平均碳数用于将摩尔％甲基转化为总甲基。
组成方面还出乎意料的是使用傅立叶变换离子回旋共振-质谱(FTICR-MS)和/或场解吸质谱(FDMS)发现，低于6、或低于7、或低于8个环烷环的较小环烷环结构的普遍率可以是类似的，但具有7个或更多环、或8+个环、或9+个环、或10+个环的较大环烷环结构的残留数量在稳定对抗雾度形成的基础油料中减少。
对于本文报道的FTICR-MS结果，该结果是根据美国专利9,418,828中描述的方法产生的。美国专利9,418,828中描述的方法通常涉及使用具有Ag离子络合(LDI-Ag)的激光解吸来电离石油饱和物分子(包括538℃+分子)而不破碎分子离子结构。超高分辨率傅立叶变换离子回旋共振质谱用于确定饱和物-Ag阳离子和相应丰度的精确元素式。饱和物级分组成可以通过同源系列和分子量来排列。美国专利9,418,828中涉及确定样品中饱和环结构含量的部分通过引用并入本文。
对于本文报道的FDMS结果，场解吸(FD)是一种软电离方法，其中将高电位电场施加到已经涂有稀释的样品的发射器(已形成微小“晶须”的长丝)上，引起分析物的气态分子的电离。由FD产生的质谱由分子自由基阳离子M+支配，或者在一些情况下，由质子化分子离子[M+H]+支配。因为FDMS不能区分具有‘n’个环烷环的分子和具有‘n+7’个环的分子，所以FDMS数据通过使用来自最相似样品的FTICR-MS数据来“校正”。通过将来自FTICR-MS的“n”环与“n+7”环的解析比应用于该特定类别分子的未解析的FDMS数据来进行FDMS校正。因此，FDMS数据在图中显示为“已校正”。
已经进一步发现，上述组成的基础油提供了在初始生产时无雾度并且长时间保持无雾度的优点。这是优于高饱和重质基础油料的现有技术的优点，这是出乎意料的。
另外，已发现这些基础油料可以与添加剂共混以形成配制的润滑剂，诸如但不限于船用油、发动机油、油脂、造纸机油和齿轮油。这些添加剂可以包括但不限于洗涤剂、分散剂、抗氧化剂、粘度改进剂和倾点下降剂。更一般地，包含由脱沥青油产生的基础油料的配制润滑剂可以另外包含一种或多种其它常用的润滑油性能添加剂，包括但不限于抗磨剂、分散剂、其它洗涤剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、金属钝化剂、极压添加剂、抗咬合剂、蜡改性剂、粘度指数改善剂、粘度改进剂、降滤失剂、密封相容剂、摩擦改进剂、润滑剂、防污剂、发色剂、消泡剂、破乳剂、乳化剂、增稠剂、润湿剂、胶凝剂、粘合剂、着色剂等。关于许多常用添加剂的综述，参见Klamann，在Lubricants and Related Products，Verlag Chemie，Deerfield Beach，FL；ISBN0895731770中。这些添加剂通常与不同量的稀释油一起递送，稀释油的量可以为5重量％至50重量％。
当如此共混时，如通过标准低温测试如微型旋转粘度计(MRV)和布氏(Brookfield)测试测量的性能已经显示出优于与传统基础油共混的制剂。
还发现，当使用常用添加剂如但不限于消泡剂、倾点下降剂、抗氧化剂、防锈剂共混到工业油中时，与传统基础油料相比，氧化性能已经在标准氧化测试如美国钢氧化测试中具有示例性的优异氧化性能。
还研究了其它性能参数，诸如界面性质、沉积物控制、储存稳定性和毒性，并且与传统基础油类似或更好。
除了与添加剂共混之外，本文所述的基础油料还可以与其它基础油料共混以制造基础油。这些其它基础油料包括溶剂加工的基础油料、加氢操作的基础油料、合成基础油料、衍生自Fisher-Tropsch工艺的基础油料、PAO和环烷基础油料。另外或可选地，其它基础油料可以包括第I类基础油料、第II类基础油料、第III类基础油料、第IV类基础油料和/或第V类基础油料。另外或可选地，用于共混的其它类型的基础油料可以包括烃基芳烃、烷基化芳烃、酯(包括合成和/或可再生的酯)和/或其它非常规(non-conventional)或非常规(unconventional)基础油料。本发明的基础油料和其它基础油料的这些基础油共混物也可以与添加剂比如上述的那些进行组合以制造配制的润滑剂。
构造实施例
图1示意性地示出用于加工脱沥青油进料110的第一构造。任选地，脱沥青油进料110可以包括减压瓦斯油沸程部分。在图1中，在第一加氢操作工段120中将脱沥青油进料110经加氢处理和/或加氢裂化催化剂处理。来自第一加氢操作工段120的加氢操作的流出物可以分离成一种或多种燃料级分127和370℃+级分125。370℃+级分125可以经溶剂脱蜡130以形成一种或多种润滑剂基础油料产物，诸如一种或多种轻质中性或重质中性基础油料产物132和光亮油产物134。
图2示意性地示出用于加工脱沥青油进料110的第二构造。在图2中，溶剂脱蜡工段130是任选的。来自第一加氢操作工段120的流出物可以经分离以形成至少一种或多种燃料级分127、第一370℃+部分245和第二任选的370℃+部分225，其可以用作任选的溶剂脱蜡工段130的输入物。第一370℃+部分245可以用作第二加氢操作工段250的输入物。第二加氢操作工段可以对应于低硫加氢操作工段，以进行催化脱蜡、芳烃饱和和任选地进一步进行加氢裂化。在图2中，来自第二加氢操作工段250的催化脱蜡的输出物255的至少一部分253可以经溶剂脱蜡260，以至少形成溶剂加工的润滑剂沸程产物265，所述溶剂加工的润滑剂沸程产物265具有至少510℃的T10沸点并且对应于第II类光亮油。
图3示意性地示出用于生产第II类光亮油的另一种构造。在图3中，来自第二加氢操作工段250的催化脱蜡的输出物355的至少一部分353经溶剂提取370以至少形成加工的润滑剂沸程产物375，所述加工的润滑剂沸程产物375具有至少510℃的T10沸点并且对应于第II类光亮油。
图6示意性地示出用于生产第II类光亮油的再一种构造。在图6中，将减压渣油进料675和脱沥青溶剂676传送到脱沥青单元680。在一些方面，脱沥青单元680可以进行丙烷脱沥青，但是在其它方面，可以使用C4+溶剂。脱沥青单元680可以产生残油或沥青级分682和脱沥青油610。任选地，脱沥青油610可以在引入第一(含硫)加氢操作工段620之前与另一种减压瓦斯油沸程进料671组合。来自加氢操作工段620的流出物的较低沸点部分627可以分离出来以作为一种或多种石脑油级分和/或馏出物级分而进一步使用和/或加工。加氢操作流出物的较高沸点部分625可以a)传送到第二(低硫)加氢操作工段650和/或b)从加工系统中取出626以用作燃料，诸如燃料油或燃料油混合油料。第二加氢操作工段650可以生产流出物，所述流出物可以经分离以形成一种或多种燃料级分657和一种或多种润滑剂基础油料级分655，诸如一种或多种光亮油级分。
图11至13示出基于包括脱沥青渣油的进料，在润滑剂生产期间使用区段操作和/或部分产物再循环的实例。在图11至13中，在初始含硫工段加工之后，将加氢操作的流出物分馏以形成轻质中性部分、重质中性部分和光亮油部分。图11示出在加工以形成轻质中性基础油料期间的工艺流程的一个实例。图12示出在加工以形成重质中性基础油料期间的工艺流程的一个实例。图13示出在加工以形成光亮油期间的工艺流程的一个实例。
在图11中，将进料705引入脱沥青器710中。脱沥青器710产生脱沥青油715和脱沥青器残油或渣油718。然后在含硫加工工段720中加工脱沥青油715。任选地，再循环的轻质中性基础产物762的一部分771可以与脱沥青油715组合。含硫加工工段720可以包含脱沥青催化剂、加氢处理催化剂、加氢裂化催化剂和/或芳烃饱和催化剂中的一种或多种。可以选择含硫加工工段720中的条件以至少将加氢操作的流出物725的硫含量降低到20wppm或更小。这可以对应于进料相对于370℃的转化率为15重量％至40重量％。任选地，含硫加工工段720中的转化量可以是任何方便的更高量，只要含硫加工工段720和低硫加工工段750中的组合转化率为90重量％或更小。
然后可以将加氢操作的流出物725传送到分馏工段730以分离成多个级分。在图11中所示的实例中，加氢操作的流出物被分离成轻质中性部分732、重质中性部分734和光亮油部分736。为了实现区段操作，可以将轻质中性部分732发送到相应的轻质中性储存器742，可以将重质中性部分734发送到相应的重质中性储存器744，并且可以将光亮油部分736发送到相应的光亮油储存器746。对应于燃料和/或轻质级分的较低沸程级分731也可以通过分馏工段730产生。任选地，分馏工段可以产生多个较低沸程的级分731。
图11示出在轻质中性加工区段期间的加工系统的一个实例。在图11中，低硫加工工段750的进料752对应于来自轻质中性储存器742的进料。低硫加工工段750可以包含至少脱蜡催化剂，并且任选地可以进一步包含加氢裂化催化剂和芳烃饱和催化剂中的一种或多种。来自低硫加工工段750的脱蜡流出物755然后可以传送到分馏器760以形成轻质中性基础油料产物762。对应于燃料和/或轻质级分的较低沸点级分761也可以通过分馏器760分离出来。任选地，可以再循环一部分的轻质中性基础油料762。轻质中性基础油料762的再循环部分可以用作再循环的进料部分771和/或用作再循环部分772，所述再循环部分772被添加到轻质中性储存器742中。使部分771再循环用作进料的一部分可以有益于增加含硫加工工段720中催化剂的寿命。使部分772再循环到轻质中性储存器742可以有益于增加转化率和/或VI。
图12示出在加工重质中性区段期间的相同加工构造。在图12中，低硫加工工段750的进料754来自重质中性储存器744。来自低硫加工工段750的脱蜡流出物755可以经分馏760以形成低沸点部分761、重质中性基础油料产物764和轻质中性基础油料产物762。因为形成重质中性基础油料的区段操作引起轻质中性产物762和重质中性产物764的产生，所以也可以使用多种任选的再循环流。在图12所示的实例中，任选的再循环部分771和772可以用于轻质中性产物762的再循环。另外，任选的再循环部分781和784可以用于重质中性产物764的再循环。再循环部分781和784可以提供与再循环部分771和/或772类似的益处。
图13示出在加工光亮油区段期间的相同加工构造。在图13中，低硫加工工段750的进料756来自光亮油储存器746。来自低硫加工工段750的脱蜡流出物755可以分馏760以形成低沸点部分761、塔底产物766、重质中性基础油料产物764和轻质中性基础油料产物762。然后可以提取790塔底产物766以形成光亮油产物768。在提取器790中产生的芳烃提取物793可以再循环以例如用作脱沥青器710的进料的一部分。
因为形成光亮油的区段操作引起光亮油产物768以及轻质中性产物762和重质中性产物764的产生，所以也可以使用多种任选的再循环流。在图9所示的实例中，任选的再循环部分771和772可以用于轻质中性产物762的再循环，同时任选的再循环部分781和784可以用于重质中性产物764的再循环。另外，任选的再循环部分791和796可以用于塔底产物766的再循环。再循环部分791和796可以提供与再循环部分771、772、781和/或784类似的益处。
实施例1
表B中所示的脱沥青油和减压瓦斯油混合物在类似于图3的构造中加工。
表1-戊烷脱沥青油(65％)和减压瓦斯油(35％)性质
API重度 13.7
硫(重量％) 3.6
氮(wppm) 2099
Ni(wppm) 5.2
V(wppm) 14.0
CCR(重量％) 8.1
蜡(重量％) 4.2
GCD蒸馏(重量％) (℃)
5％ 422
10％ 465
30％ 541
50％ 584
70％ n/a
90％ 652
表1中的脱沥青油在以下条件下加工：0.2hr-1LHSV，处理气体速率为8000scf/b，且压力为2250psig，催化剂填充量为50体积％脱金属催化剂、42.5体积％加氢处理催化剂和7.5体积％加氢裂化催化剂。脱金属催化剂是市售的大孔负载型脱金属催化剂。加氢处理催化剂是市售的负载型NiMo加氢处理催化剂和市售的本体NiMo催化剂的层叠床。加氢裂化催化剂是工业中使用的标准馏出物选择性催化剂。这类催化剂通常包含在沸石/氧化铝载体上的NiMo或NiW。这类催化剂通常具有小于40重量％的沸石，其晶胞尺寸小于34.38埃。优选的沸石含量可以小于25重量％和/或优选的晶胞尺寸可以小于24.32埃。这类催化剂的活性可以与沸石的晶胞尺寸有关，因此可以通过选择沸石的量来调节催化剂的活性。将进料在745℉(396℃)下经脱金属催化剂处理，并在761℉(405℃)下以等温方式经加氢处理和加氢裂化催化剂的组合处理。
上述加工条件引起相对于510℃的转化率为73.9重量％，并且相对于370℃的转化率为50重量％。分离加氢操作的流出物以从370℃+部分除去燃料沸程部分。然后将所得370℃+部分进一步加氢操作。进一步的加氢操作包括将370℃+部分经过在ZSM-48脱蜡催化剂(70:1二氧化硅与氧化铝的比，65重量％沸石比35重量％粘结剂)上的0.6重量％Pt处理，接着经过在MCM-41芳烃饱和催化剂(65％沸石比35重量％粘结剂)上的0.3重量％Pt/0.9重量％Pd处理。操作条件包括氢气压力为2400psig，处理气体速率为5000scf/b，脱蜡温度为658℉(348℃)，脱蜡催化剂空速为1.0hr-1，芳烃饱和温度为460℉(238℃)，以及芳烃饱和催化剂空速为1.0hr-1。催化脱蜡流出物的560℃+部分的性质示于表2中。还示出了来自催化脱蜡流出物的提余物级分和提取物级分的性质。
表2-催化脱蜡的流出物
产物级分 560℃+ 提余物 提取物
CDW流出物 (收率92.2％)
API 30.0 30.2 27.6
VI 104.2 105.2 89
KV@100℃ 29.8 30.3 29.9
KV@40℃ 401 405 412
倾点(℃) -21 -30
浊点(℃) 7.8 -24
尽管催化脱蜡的流出物产物最初是澄清的，但雾度在2天内产生。表2中催化脱蜡的流出物产物的溶剂脱蜡没有显著降低浊点(溶剂脱蜡后浊点为6.5℃)并且仅除去约1重量％的蜡，这部分地由于先前催化脱蜡的严苛度。然而，用N-甲基吡咯烷酮(NMP)在溶剂/水之比为1且温度为100℃下提取表9中所示的催化脱蜡产物产生了澄清且明亮的产物，其浊点为-24℃，其似乎稳定对抗雾度形成。所述提取还将催化脱蜡产物的芳烃含量从约2重量％芳烃降低至约1重量％芳烃。这包括了将催化脱蜡流出物的3-环芳烃含量(最初约0.2重量％)降低约80％。该结果指示了蜡质雾度形成与光亮油中多核芳烃的存在之间存在着潜在的关系。
实施例2
类似于实施例1的进料在类似于图2的构造中被加工，其中对多种加工条件进行修改。相对于实施例1中的条件，初始加氢操作严苛度降低，使得初始加氢操作转化率相对于510℃为59重量％，且相对于370℃为34.5重量％。通过在739℉(393℃)下操作脱金属催化剂和在756℉(402℃)下操作加氢处理/加氢裂化催化剂组合来实现这些较低的转化率。
将加氢操作的流出物分离以从加氢操作的流出物的370℃+部分分离一种或多种燃料沸程级分。然后在第二加氢操作工段经加氢裂化催化剂和脱蜡催化剂处理370℃+部分。另外，在加氢裂化催化剂之前，少量的加氢处理催化剂(加氢处理催化剂的LHSV为10hr-1)被包括进来，并且在与加氢裂化催化剂基本相同的条件下将进料经加氢处理催化剂处理。反应条件包括2400psig的氢气压力和5000scf/b的处理气体速率。在第一次操作中，选择第二加氢操作条件以使加氢操作的流出物不充分脱蜡。不充分脱蜡条件对应于加氢裂化温度为675℉(357℃)，加氢裂化催化剂的LHSV为1.2hr-1，脱蜡温度为615℉(324℃)，脱蜡催化剂的LHSV为1.2hr-1，芳烃饱和温度为460℉(238℃)，以及芳烃饱和催化剂的LHSV为1.2hr-1。在第二次操作中，选择第二加氢操作条件以使加氢操作的流出物更严苛地脱蜡。更高严苛度的脱蜡条件对应于加氢裂化温度为675℉(357℃)，加氢裂化催化剂的LHSV为1.2hr-1，脱蜡温度为645℉(340℃)，脱蜡催化剂的LHSV为1.2hr-1，芳烃饱和温度为460℉(238℃)，以及芳烃饱和催化剂的LHSV为1.2hr-1。催化脱蜡流出物的510℃+部分示于表3中。
表3-催化脱蜡的流出物
产物级分 不充分脱蜡 更高严苛度
VI 106.6 106.4
KV@100℃ 37.6 30.5
KV@40℃ 551 396
倾点(℃) -24 -24
浊点(℃) 8.6 4.9
表3中的两种样品最初都是明亮且澄清的，但在一周内在两种样品中都产生雾度。两种样品都是溶剂脱蜡的。这将不充分脱蜡后样品的蜡含量降低至6.8重量％，并且更高严苛度脱蜡样品的蜡含量降至1.1重量％。更高严苛度的脱蜡样品仍显示轻微的雾度。然而，不充分脱蜡的样品在溶剂脱蜡后具有-21℃的浊点并且似乎稳定对抗雾度形成。
实施例3-粘度和粘度指数关系
图4示出由脱沥青油形成的润滑剂基础油料的加工严苛度、运动粘度和粘度指数之间的关系的一个实例。图4中的数据对应于由戊烷脱沥青油形成的润滑剂基础油料，其对于渣油进料的收率为75重量％。脱沥青油具有75.8的溶剂脱蜡VI和在100℃下的333.65的溶剂脱蜡运动粘度。
在图4中，运动粘度(右轴)和粘度指数(左轴)显示为在类似于图1的构造中加工的脱沥青油的加氢操作严苛度(510℃+转化率)的函数，其中催化剂如实施例1中所述。如图4所示，增加加氢操作严苛度可以提供VI提升，使得脱沥青油可以(在溶剂脱蜡后)转化为润滑剂基础油料。然而，增加严苛度也降低了基础油料的510℃+部分的运动粘度，这会限制光亮油的收率。溶剂脱蜡产物的370℃～510℃部分可以适合于形成轻质中性和/或重质中性基础油料，同时510℃+部分可以适合于形成光亮油和/或重质中性基础油料。
实施例4-低硫和含硫加氢裂化的变化
除了提供由有缺陷的进料形成第II类基础油料的方法之外，本文所述的方法还可以用于通过改变在含硫条件下与低硫条件下进行的转化量来控制由进料形成的基础油料的分布。这由图5中所示的结果说明。
在图5中，上面两条曲线显示用于形成所需粘度的润滑剂基础油料的分馏点(底轴)与所得基础油料的粘度指数(左轴)之间的关系。对应于圆形数据点的曲线表示使用类似于图2的构造的C5脱沥青油的加工，其中所有加氢裂化都在含硫工段中发生。对应于方形数据点的曲线对应于在含硫工段中进行大约一半的加氢裂化转化和在低硫工段中进行剩余的加氢裂化转化(连同催化脱蜡)。每条上部曲线中的各个数据点表示每种不同基础油料相对于引入含硫加工工段的进料量的收率。应注意，将每条曲线内的数据点相加显示了基础油料的总收率相同，这反映了在两种类型的加工操作中进行相同总量的加氢裂化转化的事实。只有加氢裂化转化的位置(全含硫，或在含硫和低硫之间分开)被改变。
下面的一对曲线提供了关于同一对工艺操作的额外信息。关于上面的一对曲线，下面一对曲线中的圆形数据点表示含硫工段中的所有加氢裂化，并且方形数据点对应于含硫工段和低硫工段之间的加氢裂化的分开。下面的一对曲线显示了分馏点(底轴)与在100℃下的所得运动粘度(右轴)之间的关系。如下面的一对曲线所示，三个分馏点表示了轻质中性基础油料(5或6cSt)、重质中性基础油料(10～12cSt)和光亮油(约30cSt)的形成。下面曲线的各个数据点也指示所得基础油料的倾点。
如图5所示，改变进行加氢裂化的条件可以改变所得润滑剂基础油料的性质。在第一(含硫)加氢操作工段期间进行所有加氢裂化转化可以导致重质中性基础油料和光亮油产物的粘度指数值较高，同时还产生增加收率的重质中性基础油料。在低硫条件下进行一部分加氢裂化增加了轻质中性基础油料和光亮油的收率，其中重质中性基础油料收率降低。在低硫条件下进行一部分加氢裂化也降低了重质中性基础油料和光亮油产物的粘度指数值。这表明，通过改变在含硫条件下与低硫条件下进行的转化量，可以改变基础油料的收率和/或基础油料的所得质量。
实施例5-区段操作
使用与图7至9中所示的构造类似的构造来加工基本上包含510℃+组分的渣油型进料。该实施例的构造不包括再循环产物作为含硫工段的进料的一部分或用于进一步的低硫工段加工。最初使用正戊烷将进料脱沥青，以产生75重量％的脱沥青油和25重量％的脱沥青器残油或渣油。所得脱沥青油的API重度为12.3，硫含量为3.46重量％，且氮含量为约2760wppm。然后将脱沥青油在最初的含硫加氢操作工段进行加氢操作，该工段包括四个催化剂床。前两个催化剂床对应于市售的脱金属催化剂。第三催化剂床对应于市售的加氢处理催化剂，包括市售的本体金属加氢处理催化剂的至少一部分。第四催化剂床包括市售的加氢裂化催化剂。将来自每个催化剂床的流出物级联到下一个催化剂床。各催化剂床的平均反应温度对于第一脱金属催化剂床为378℃，对于第二脱金属催化剂床为388℃，对于加氢处理催化剂床为389℃，且对于加氢裂化催化剂床为399℃。含硫加氢操作工段中相对于催化剂总体积而言进料的流速为0.16hr-1的LHSV。氢分压为2500psia(17.2MPa-a)，且氢处理气体流速为8000scf/b(约1420Nm3/m3)。在这些条件下，加氢操作消耗大约2300scf/b(约400Nm3/m3)。这些条件产生相对于370℃而言约50重量％的转化率。
在初始含硫工段中加工后，使用分馏器将加氢操作的流出物分离成多种级分。所述级分包括轻质馏分、至少一种燃料级分、轻质中性级分、重质中性级分和光亮油级分。表4示出关于来自初始含硫工段的加氢操作的流出物的额外细节。
表4-加氢操作的流出物(含硫工段)
Figure BDA0002109424620000461
然后在贵金属加氢裂化催化剂(氧化铝结合的USY上的0.6重量％Pt)和贵金属脱蜡催化剂(氧化铝结合的ZSM-48上的0.6重量％Pt)的存在下进一步加氢操作来自初始含硫加氢操作工段的轻质中性级分、重质中性级分和光亮油级分。单独选择每个级分的低硫工段条件以实现所需的VI值。
对于轻质中性进料，选择低硫工段条件以相对于370℃实现大约30重量％的转化率。这产生轻质中性润滑剂基础油料，相对于轻质中性进料，其收率为70.6重量％。所得轻质中性基础油料具有109.9的VI和在100℃下的5.8cSt的运动粘度。对于重质中性进料，选择低硫工段条件以相对于370℃实现大约6重量％的转化率。这产生重质中性润滑剂基础油料，相对于重质中性进料，其收率为93.7重量％。所得重质中性基础油料具有106.6的VI和在100℃下的11.7cSt的运动粘度。对于光亮油进料，选择低硫工段条件以相对于370℃实现大约30重量％的转化率。这产生光亮油基础油料，相对于光亮油进料，其收率为54.3重量％。所得光亮油基础油料具有103的VI和在100℃下的32cSt的运动粘度。另外，产生了收率为16.1重量％的轻质中性润滑剂沸程产物，其在100℃下的运动粘度为6cSt且粘度指数为约100。这种额外的轻质中性润滑剂沸程产物任选地适合于再循环到轻质中性或重质中性加工区段。这可以使得例如轻质中性或重质中性加工区段在降低的温度下操作(由于组合进料中的氮进一步减少)。这种降低的温度可以有利于进一步减少可能存在于再循环产物中的任何额外芳烃。或者，可以使额外的轻质中性产物再循环到初始含硫工段以进一步升级，尽管与润滑剂产物相比，这可以引起额外的燃料产生。
实施例6-在高转化率下生产基础油料(包括光亮油)
使用C5DAO(75重量％收率)作为润滑剂生产的进料进行另一系列的加工操作。构造与实施例5类似。区段加工用于低硫加工工段。轻质中性部分、重质中性部分和光亮油部分在一定的条件下加工，以产生相对于370℃的两种转化水平。在第一组运行中，组合的含硫工段和低硫工段的转化率为60重量％。在第二组运行中，组合的含硫工段和低硫工段的转化率为82重量％。应注意的是，在单程期间的高转化速率下，再循环的润滑剂产物的任何部分可能经历大于70重量％，或大于75重量％，或大于80重量％，诸如至多90重量％或更多的转化量。
通常，在润滑剂生产期间，大于约70重量％的原料的转化引起所得润滑剂产物的粘度指数大大降低。不受任何特定理论的束缚，相信这部分地由于进料内异链烷烃以升高的转化水平转化。已经惊奇地发现，得自高收率脱沥青油的进料(诸如至少50重量％的脱沥青收率)可以经历大于70重量％的转化而没有VI的显著降低。认为这与得自高收率脱沥青油的润滑剂进料的异常高的芳烃含量有关。
表5示出了在该实施例中加工C5DAO进料的结果，其中转化量为60重量％和82重量％(初始含硫工段和第二低硫工段的组合转化率)，其用于在区段操作期间生产轻质中性产物、重质中性产物和光亮油产物。如表5中所示，增加组合转化率产生了具有可比较(或可能更高)粘度指数值的产物，同时还使得产生具有显著降低的倾点值的产物。
表5-不同转化率下的产物性质
Figure BDA0002109424620000481
另外的实施方式
实施方式1.一种制造润滑剂基础油料的方法，其包括：在第一有效加氢操作条件下，加氢操作包含370℃+级分的原料以形成加氢操作的流出物，脱沥青油的至少一部分具有至少约50重量％的芳烃含量，所述加氢操作的流出物包含300wppm或更小的硫含量，100wppm或更小的氮含量，或其组合；分离所述加氢操作的流出物以形成至少第一级分，所述第一级分包含至少370℃的T5蒸馏点和在100℃下的6cSt至20cSt(或8cSt至16cSt，或10cSt至14cSt)的运动粘度；在第二有效加氢操作条件下，加氢操作所述第一级分的至少一部分，所述第二有效加氢操作条件包括催化脱蜡条件，以形成包含370℃+部分的催化脱蜡的流出物；和溶剂提取所述催化脱蜡的流出物的370℃+部分的至少一部分，以形成溶剂加工的流出物。
实施方式2.一种制造润滑剂基础油料的方法，其包括：在有效溶剂脱沥青条件下，任选使用C4+溶剂对T5沸点为至少约370℃(或至少约400℃，或至少约450℃，或至少约500℃)的原料进行溶剂脱沥青，所述有效溶剂脱沥青条件产生以原料计收率为至少约50重量％的脱沥青油；在第一有效加氢操作条件下，加氢操作所述脱沥青油的至少一部分以形成加氢操作的流出物，所述脱沥青油的至少一部分具有至少约50重量％的芳烃含量，所述加氢操作的流出物包含300wppm或更小的硫含量，100wppm或更小的氮含量，或其组合；分离所述加氢操作的流出物以形成至少第一级分，所述第一级分包含至少370℃的T5蒸馏点和在100℃下的6cSt至20cSt(或8cSt至16cSt，或10cSt至14cSt)的运动粘度；在第二有效加氢操作条件下，加氢操作所述第一级分的至少一部分，所述第二有效加氢操作条件包括催化脱蜡条件，以形成包含370℃+部分的催化脱蜡的流出物；和溶剂提取所述催化脱蜡的流出物的370℃+部分的至少一部分，以形成溶剂加工的流出物。
实施方式3.一种制造润滑剂基础油料的方法，其包括：在第一有效加氢操作条件下，加氢操作包含370℃+级分的原料以形成加氢操作的流出物，脱沥青油的至少一部分具有至少约50重量％的芳烃含量，所述加氢操作的流出物包含300wppm或更小的硫含量，100wppm或更小的氮含量，或其组合；分离所述加氢操作的流出物以形成具有至少370℃的T5蒸馏点的至少第一级分；在第二有效加氢操作条件下，加氢操作所述第一级分的至少一部分，所述第二有效加氢操作条件包括催化脱蜡条件，以形成包含370℃+部分的催化脱蜡流出物，所述370℃+部分包含第二级分，所述第二级分包括在100℃下的6cSt至20cSt(或8cSt至16cSt，或10cSt至14cSt)的运动粘度；和溶剂提取所述第二级分的至少一部分以形成溶剂加工的流出物。
实施方式4.一种制造润滑剂基础油料的方法，其包括：在有效溶剂脱沥青条件下，任选使用C4+溶剂对T5沸点为至少约370℃(或至少约400℃，或至少约450℃，或至少约500℃)的原料进行溶剂脱沥青，所述有效溶剂脱沥青条件产生以原料计收率为至少约50重量％的脱沥青油；在第一有效加氢操作条件下，加氢操作所述脱沥青油的至少一部分以形成加氢操作的流出物，所述脱沥青油的至少一部分具有至少约50重量％的芳烃含量，所述加氢操作的流出物包含300wppm或更小的硫含量，100wppm或更小的氮含量，或其组合；分离所述加氢操作的流出物以形成包含至少370℃的T5蒸馏点的至少第一级分；在第二有效加氢操作条件下，加氢操作所述第一级分的至少一部分，所述第二有效加氢操作条件包括催化脱蜡条件，以形成包含370℃+部分的催化脱蜡流出物，所述370℃+部分包含第二级分，所述第二级分包括在100℃下的6cSt至20cSt(或8cSt至16cSt，或10cSt至14cSt)的运动粘度；和溶剂提取所述第二级分的至少一部分以形成溶剂加工的流出物。
实施方式5.根据实施方式3或4所述的方法，其还包括分离所述催化脱蜡流出物的至少一部分以形成所述第二级分，或分离所述催化脱蜡流出物的370℃+部分的至少一部分以形成所述第二级分。
实施方式6.根据上述实施方式中任一项所述的方法，其中所述溶剂加工的流出物包含至少80的VI和在100℃下的6cSt至20cSt的运动粘度。
实施方式7.根据上述实施方式中任一项所述的方法，其中所述溶剂加工的流出物包含-6℃或更小(或-10℃或更小，或-15℃或更小，或-20℃或更小)的倾点，-2℃或更小(或-5℃或更小，或-10℃或更小，或-15℃或更小，或-20℃或更小)的浊点，或其组合。
实施方式8.根据上述实施方式中任一项所述的方法，其中所述溶剂提取包括用N-甲基吡咯烷酮、糠醛、苯酚或其组合物进行溶剂提取。
实施方式9.根据实施方式2或4至8中任一项所述的方法，其中所述脱沥青油的收率为至少55重量％，或至少60重量％，或至少65重量％，或至少70重量％，或至少75重量％，或者其中基于所述脱沥青油的重量计，所述脱沥青油具有至少55重量％，或至少60重量％，或至少65重量％，或至少70重量％的芳烃含量，或其组合。
实施方式10.根据实施方式2或4至9中任一项所述的方法，其中所述C4+溶剂包括C5+溶剂，两种或更多种C5异构体的混合物，或其组合物。
实施方式11.根据上述实施方式中任一项所述的方法，其中所述溶剂加工的流出物包含80至160，或80至140，或80至120，或90至160，或90至140，或90至120，或100至160，或100至140，或120至160，或120至140的粘度指数。
实施方式12.根据上述实施方式中任一项所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在226nm下的至少0.020，或至少0.025，或至少0.030的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在226nm下的小于0.020，或小于0.018，或小于0.016的吸收率。
实施方式13.根据上述实施方式中任一项所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在254nm下的至少0.010，或至少0.012，或至少0.014的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在254nm下的小于0.010，或小于0.008，或小于0.006，或小于0.004的吸收率。
实施方式14.根据上述实施方式中任一项所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在275nm下的至少0.010，或至少0.012，或至少0.014的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在275nm下的小于0.010，或小于0.008，或小于0.006，或小于0.004的吸收率。
实施方式15.根据上述实施方式中任一项所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在302nm下的至少0.020，或至少0.025，或至少0.030的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在302nm下的小于0.010，或小于0.008，或小于0.006，或小于0.004的吸收率。
实施方式16.根据上述实施方式中任一项所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在310nm下的至少0.030，或至少0.035，或至少0.040的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在310nm下的小于0.010，或小于0.008，或小于0.006，或小于0.004的吸收率。
实施方式17.根据上述实施方式中任一项所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在325nm下的至少0.010，或至少0.012，或至少0.014的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在310nm下的小于0.010，或小于0.008，或小于0.006，或小于0.004的吸收率。
实施方式18.一种根据实施方式1至17中任一项制造的溶剂加工的流出物。
实施方式19.一种由根据实施方式18所述的溶剂加工的流出物形成的配制的润滑剂，所述配制的润滑剂任选包含添加剂。
当本文列出数值下限和数值上限时，其涵盖从任何下限到任何上限的范围。尽管已经具体描述了本发明的说明性实施方式，但是应该理解，在不脱离本发明的主旨和范围的情况下，本领域技术人员将明显并且可以容易地进行多种其它修改。因此，这并不意味着权利要求的范围限于本文阐述的实施例和描述，而是权利要求被解释为包含存在于本发明中的可取得专利的新颖性的所有特征，包括本发明所属领域的技术人员将其视为等同物的所有特征。
上面已经参考许多实施方式和具体实施例描述了本发明。鉴于以上详细描述，本领域技术人员将想到许多变化。所有这类明显的变化都在权利要求的全部预保护范围内。

Claims (21)

1.一种制造润滑剂基础油料的方法，所述方法包括：
在第一有效加氢操作条件下，加氢操作包含370℃+级分的原料以形成加氢操作的流出物，所述原料为脱沥青油，所述脱沥青油具有至少75重量％的芳烃含量，所述加氢操作的流出物包含300wppm或更小的硫含量、100wppm或更小的氮含量或其组合；
分离所述加氢操作的流出物以形成至少第一级分，所述第一级分包含至少370℃的T5蒸馏点和在100℃下的6cSt至20cSt的运动粘度；
在第二有效加氢操作条件下，加氢操作所述第一级分的至少一部分，所述第二有效加氢操作条件包括催化脱蜡条件，以形成包含370℃+部分的催化脱蜡的流出物；和
溶剂提取所述催化脱蜡的流出物的370℃+部分的至少一部分以形成溶剂加工的流出物，其中在溶剂提取之后总芳烃含量是0.5重量％至1重量％。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂加工的流出物包含-6℃或更小的倾点、-2℃的浊点或其组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂提取包括用N-甲基吡咯烷酮、糠醛、苯酚或其组合物进行溶剂提取。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分包含在302nm下的至少0.020的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分包含在302nm下的小于0.010的吸收率。
5.一种制造润滑剂基础油料的方法，所述方法包括：
在有效溶剂脱沥青条件下，使用C4+溶剂，对T5沸点为至少370℃的原料进行溶剂脱沥青，所述有效溶剂脱沥青条件产生以所述原料计收率为至少50重量％的脱沥青油；
在第一有效加氢操作条件下，加氢操作所述脱沥青油的至少一部分以形成加氢操作的流出物，所述脱沥青油具有至少75重量％的芳烃含量，所述加氢操作的流出物包含300wppm或更小的硫含量、100wppm或更小的氮含量或其组合；
分离所述加氢操作的流出物以形成至少第一级分，所述第一级分包含至少370℃的T5蒸馏点和在100℃下的6cSt至20cSt的运动粘度；
在第二有效加氢操作条件下，加氢操作所述第一级分的至少一部分，所述第二有效加氢操作条件包括催化脱蜡条件，以形成包含370℃+部分的催化脱蜡的流出物；和
溶剂提取所述催化脱蜡的流出物的370℃+部分的至少一部分以形成溶剂加工的流出物，其中在溶剂提取之后总芳烃含量是0.5重量％至1重量％。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述脱沥青油的收率为至少55重量％。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述C4+溶剂包括C5+溶剂。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述C4+溶剂包括两种或更多种C5异构体的混合物。
9.根据权利要求5所述的方法，其中所述溶剂加工的流出物包含80至160的粘度指数。
10.根据权利要求5所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分包含在226nm下的至少0.020的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分包含在226nm下的小于0.020的吸收率。
11.根据权利要求5所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分包含在254nm下的至少0.010的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分包含在254nm下的小于0.010的吸收率。
12.根据权利要求5所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分分包含在275nm下的至少0.010的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分包含在275nm下的小于0.010的吸收率。
13.根据权利要求5所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分分包含在310nm下的至少0.030的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分包含在310nm下的小于0.010的吸收率。
14.一种制造润滑剂基础油料的方法，所述方法包括：
在第一有效加氢操作条件下，加氢操作包含370℃+级分的原料以形成加氢操作的流出物，所述原料为脱沥青油，所述脱沥青油具有至少75重量％的芳烃含量，所述加氢操作的流出物包含300wppm或更小的硫含量、100wppm或更小的氮含量或其组合；
分离所述加氢操作的流出物以形成至少第一级分，所述第一级分具有至少370℃的T5蒸馏点；
在第二有效加氢操作条件下，加氢操作所述第一级分的至少一部分，所述第二有效加氢操作条件包括催化脱蜡条件，以形成包含370℃+部分的催化脱蜡的流出物，所述370℃+部分包含第二级分，所述第二级分包含在100℃下的6cSt至20cSt的运动粘度；和
溶剂提取所述第二级分的至少一部分以形成溶剂加工的流出物，其中在溶剂提取之后总芳烃含量是0.5重量％至1重量％。
15.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括分离所述催化脱蜡流出物的370℃+部分的至少一部分以形成所述第二级分。
16.根据权利要求14所述的方法，其中在所述溶剂提取之前，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在325nm下的至少0.010的吸收率，并且提取之后，所述催化脱蜡流出物的370℃+部分或所述第二级分包含在310nm下的小于0.010的吸收率。
17.一种制造润滑剂基础油料的方法，所述方法包括：
在有效溶剂脱沥青条件下，使用C4+溶剂，对T5沸点为至少370℃的原料进行溶剂脱沥青，所述有效溶剂脱沥青条件产生以所述原料计收率为至少50重量％的脱沥青油；
在第一有效加氢操作条件下，加氢操作所述脱沥青油的至少一部分以形成加氢操作的流出物，所述脱沥青油具有至少75重量％的芳烃含量，所述加氢操作的流出物包含300wppm或更小的硫含量、100wppm或更小的氮含量或其组合；
分离所述加氢操作的流出物以形成至少第一级分，所述第一级分包含至少370℃的T5蒸馏点；
在第二有效加氢操作条件下，加氢操作所述第一级分的至少一部分，所述第二有效加氢操作条件包括催化脱蜡条件，以形成包含370℃+部分的催化脱蜡的流出物，所述370℃+部分包含第二级分，所述第二级分包含在100℃下的6cSt至20cSt的运动粘度；和
溶剂提取所述第二级分的至少一部分以形成溶剂加工的流出物，其中在溶剂提取之后总芳烃含量是0.5重量％至1重量％。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述溶剂加工的流出物包含至少80的粘度指数和在100℃下的6cSt至20cSt的运动粘度。
19.一种通过根据权利要求1所述的方法生产的溶剂加工的流出物。
20.一种由根据权利要求19所述的溶剂加工的流出物形成的配制的润滑剂，其中所述配制的润滑剂包含添加剂。
21.根据权利要求20所述的配制的润滑剂，其中所述添加剂选自洗涤剂、分散剂、抗氧化剂、倾点下降剂、抗磨剂、腐蚀抑制剂、防锈剂、金属钝化剂、极压添加剂、抗咬合剂、蜡改性剂、粘度指数改善剂、粘度改进剂、降滤失剂、密封相容剂、摩擦改进剂、润滑剂、防污剂、发色剂、消泡剂、破乳剂、乳化剂、增稠剂、润湿剂、胶凝剂、粘合剂、着色剂及其组合物。
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