CN113088333A - Api ⅲ类润滑油基础油及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及润滑油基础油生产技术领域，公开了一种APIⅢ类润滑油基础油及其生产方法：(1)将包含费托合成蜡的加氢裂化尾油与加氢异构催化剂接触，进行加氢异构反应，得到加氢油I；其中，所述费托合成蜡的馏程为300‑600℃，碳数为C₁₂‑C₄₅；(2)将所述加氢油I与加氢精制催化剂接触，进行加氢精制反应，得到加氢油II；(3)将所述加氢油II进行分离，得到APIⅢ类润滑油基础油；其中，所述APIⅢ类润滑油基础油的浊点≤‑10℃，粘度指数≥120。本发明提供的生产方法工艺流程简单，得到的APIⅢ类润滑油基础油不仅粘度指数高，而且浊点低，综合性能优异。

Description

API Ⅲ类润滑油基础油及其生产方法

技术领域

本发明涉及润滑油基础油技术领域，具体涉及一种API Ⅲ类润滑油基础油及其生产方法。

背景技术

在环保和节能日益苛刻下，发动机油的低粘度化和高低温大跨度化，使得0w-20、5W-20、10W-30等粘度级别的发动机油市场需求日益增大。高粘度指数(不低于120)、优异高低温性能的APIⅢ类润滑油基础油是调和这些发动机油的主要基础油之一。

随着我国煤化工的发展，以煤为原料，经过造气和费-托合成、分馏切割得到的费托合成蜡具有硫、氮和芳烃含量极低、粘度指数高(不低于150)等特性，适宜作为加氢法生产API Ⅲ类润滑油基础油的原料。但因费托合成蜡碳数分布广，且有一定含量的高碳数直链烷烃，会影响生成的API Ⅲ类润滑油基础油的浊点。

浊点是基础油重要的低温性能指标之一，基础油中碳数高、支链度低的链烷烃在低温下析出导致基础油混浊，其混浊时的温度即为浊点。用高浊点基础油配制发动机油时，当工作温度低于浊点温度时，发动机油容易析出碳数高、支链度低的链烷烃物质，导致过滤器堵塞。

CN1703488A将费托合成蜡加氢，分馏出加氢脱蜡燃料和加氢脱蜡润滑油馏分，再将该润滑油馏分分馏出重馏分和较低沸点馏分，然后将这两个馏分分别加氢脱蜡，得到浊点低于-3℃的Ⅲ类加氢基础油；CN108473884A以费托合成蜡为原料，进行加氢裂化/加氢异构化后，分离出蜡油残余馏分，对该馏分催化脱蜡得到高度异构化物，再分离出异构化残余馏分，该馏分与稀释液混合，再进行低温离心分离得到浊点低于0℃的Ⅲ类加氢基础油；CN111690434A以费托合成蜡为原料，加氢裂化后分成370℃～430℃馏分和大于430℃馏分，并将大于430℃馏分部分回流至加氢裂化单元，然后将这些馏分混合后再加氢异构，异构后再脱蜡精制、加氢精制得到低浊点Ⅲ类加氢基础油。CN105586083A以费托合成蜡为原料，采用加氢精制-加氢异构-加氢精制工艺，以及特定性能的催化剂解决浊点问题，但仅确保环境温度5℃以上不絮凝。上述以费托合成蜡为原料制备低浊点的Ⅲ类基础油工艺不仅流程复杂，投资大，且得到的基础油浊点不理想。

CN103102956A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进行加氢异构，分馏出的重质润滑油基础油产品至少部分循环到加氢异构脱蜡反应区，该专利虽然提及了费托合成蜡或与其他含蜡油的混合原料，但实未考虑基础油的浊点问题。

CN103102954A采用无需预分馏的含蜡油作为加氢异构脱蜡的进料，通过向进料中添加蜡类物质(精炼蜡、半炼蜡、蜡下油、蜡膏中的一种或几种)提高进料的粘度指数，以确保生产粘度指数大于120的Ⅲ类润滑油基础油。该专利中添加的蜡类物质熔点范围窄，加量低，且未考虑合成蜡加入后对基础油浊点的影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服以费托合成蜡为原料制备Ⅲ类基础油工艺流程复杂、投资大、且得到的基础油浊点不理想的问题，提供一种API Ⅲ类润滑油基础油的生产方法，该方法工艺简单，可以得到粘度指数不低于120，浊点不低于-10℃的API Ⅲ类润滑油基础油。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种API Ⅲ类润滑油基础油的生产方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将包含费托合成蜡的加氢裂化尾油与加氢异构催化剂接触，进行加氢异构反应，得到加氢油I；其中，所述费托合成蜡的馏程为300-600℃，碳数为C₁₂-C₄₅；

2)将所述加氢油I与加氢精制催化剂接触，进行加氢精制反应，得到加氢油II；

3)将所述加氢油II进行分离，得到API Ⅲ类润滑油基础油；其中，所述API Ⅲ类润滑油基础油的浊点≤-10℃，粘度指数≥120。

本发明第二方面提供了一种由本发明第一方面所述的生产方法制备得到的APIⅢ类润滑油基础油。

通过上述技术方案，本发明提供了以包含费托合成蜡的加氢裂化尾油为原料生产API Ⅲ类润滑油基础油的方法，解决了高粘度指数API Ⅲ类润滑油基础油浊点高的问题，生产出的API Ⅲ类润滑油基础油，具有良好的粘温性能，低温性能和氧化安定性，浊点≤-10℃，粘度指数≥120，综合性能优异。

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明第一方面提供了一种API Ⅲ类润滑油基础油的生产方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将包含费托合成蜡的加氢裂化尾油与加氢异构催化剂接触，进行加氢异构反应，得到加氢油I；其中，所述费托合成蜡的馏程为300-600℃，碳数为C₁₂-C₄₅；

2)将所述加氢油I与加氢精制催化剂接触，进行加氢精制反应，得到加氢油II；

3)将所述加氢油II进行分离，得到API Ⅲ类润滑油基础油；其中，所述API Ⅲ类润滑油基础油的浊点≤-10℃，粘度指数≥120。

费托合成蜡可以为包括但不限于以天然气、煤、生物质或石油加工过程的残渣油为原料经过造气和费-托合成反应后得到的产物，也可以是所得产物经过烯烃饱和处理和脱氧处理后得到的油品。

在本发明中，发明人经过研究发现，将特定的费托合成蜡与加氢裂化尾油进行混合后，在特定的工艺条件下，可生产出API Ⅲ类润滑油基础油，可以解决高粘度指数API Ⅲ类润滑油基础油浊点高的技术难题，得到粘度指数高，浊点低，综合性能良好的API Ⅲ类润滑油基础油。

步骤(1)中，

在一个优选的实施方式中，所述费托合成蜡的馏程为305-545℃，碳数为C₁₂-C₄₃。

在一个优选的实施方式中，所述费托合成蜡的100℃运动粘度为3.5-5.5mm²/s，优选为4.3-5mm²/s，粘度指数为150-183，优选为162-176。

在一个优选的实施方式中，所述费托合成蜡的滴熔点为45-78℃，优选为60-75℃。

在一个优选的实施方式中，所述费托合成蜡的硫含量≤50μg/g，氮含量≤7μg/g；进一步优选地，硫含量≤5μg/g，氮含量≤5μg/g。

在一个优选的实施方式中，所述费托合成蜡的芳烃含量≤3％wt，优选≤1％wt。

在一个优选的实施方式中，所述加氢裂化尾油的馏程为200-550℃，优选为240-510℃。

在一个优选的实施方式中，所述加氢裂化尾油的粘度指数≥115，优选≥120；所述加氢裂化尾油的芳烃含量≤10％wt，优选≤0.5％wt。

在一个优选的实施方式中，所述加氢裂化尾油的硫含量≤50μg/g，优选≤1μg/g；氮含量≤7μg/g，优选≤1μg/g。

在一个优选的实施方式中，所述费托合成蜡在所述包含费托合成油的加氢裂化尾油中的质量含量为20-60wt％，优选为37.5-55wt％，进一步优选为37.5-42.5wt％。

在一个优选的实施方式中，所述包含费托合成蜡的加氢裂化尾油中，硫含量≤50μg/g，氮含量≤7μg/g，进一步优选地，硫含量≤5μg/g，氮含量≤5μg/g。

在一个优选的实施方式中，所述加氢异构催化剂可以商购获得，例如选自ICR432v5、MSDW、SLD-821、RDW-1或PIC802A中的至少一种，优选为ICR432v5。

在一个优选的实施方式中，所述加氢异构反应的反应条件为：反应温度340℃-370℃，氢分压14MPa-15MPa，体积空速0.7h^-1-1.1h^-1，氢油体积比500-600:1。

其中，加氢异构反应为加氢异构脱蜡反应，能够将所述加氢裂化尾油中的正构烷烃转变为异构烷烃，起到降低API Ⅲ类润滑油基础油倾点提高APIⅢ类润滑油基础油低温性能的作用。

步骤(2)中，

在一个优选的实施方式中，所述加氢精制催化剂可以商购获得，例如选自ICR419、MAXSAT、LN-6、RJW-2和PIC802B中的至少一种，优选为ICR419。

在一个优选的实施方式中，所述加氢精制反应的反应条件为：反应温度200℃-260℃，氢分压14MPa-15MPa，体积空速0.7h^-1-1h^-1，氢油体积比500-600:1。

其中，所述加氢精制反应可以将所述加氢油I中的芳烃进行饱和、脱除硫、氮等杂原子处理，使得反应后得到的所述加氢油II中稠环芳烃含量、硫含量和氮含量极低，安定性得到提高，从而进一步改善API Ⅲ类润滑油基础油的综合性能。

在本发明中，加氢异构反应和加氢精制反应可以在不同反应装置中进行，也可以在同一个装置中进行，本发明对此不作限定。为便于操作条件的控制，优选地，加氢异构反应和加氢精制反应在不同反应器中进行，两个反应器串联进行。

步骤(3)中，

在一个优选的实施方式中，所述分离为蒸馏操作，其中，所述API Ⅲ类润滑油基础油的采出温度为405-430℃。其中，本发明对蒸馏操作不做特殊限制，按照本领域常用的方法进行操作即可。

在一个优选的实施方式中，将所述加氢油II进行蒸馏操作，还可以得到100℃运动粘度为2-2.5mm²/s，等级为2cSt的润滑油基础油，其中，所述等级为2cSt的润滑油基础油的采出温度为290-315℃。

本发明第二方面提供了一种由本发明第一方面所述的生产方法制备得到的APIⅢ类润滑油基础油。

在一个优选的实施方式中，所述API Ⅲ类润滑油基础油的浊点≤-10℃、粘度指数≥120。

在一个优选的实施方式中，所述API Ⅲ类润滑油基础油的倾点≤-15℃，100℃运动粘度为4.8-5.8mm²/s，等级为5cSt。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。其中，实施例和对比例中所采用的加氢异构催化剂为ICR432v5，加氢精制催化剂为ICR419，购买自雪佛龙-鲁玛斯全球公司。实施例和对比例中所采用的费托合成蜡以及加氢裂化尾油的组成如表1所示：

表1

实施例1

1)将包含费托合成蜡I的加氢裂化尾油与加氢异构催化剂接触，进行加氢异构反应，得到加氢油I；

2)将所述加氢油I与加氢精制催化剂接触，进行加氢精制反应，得到加氢油II；

3)将所述加氢油II进行分离，得到API Ⅲ类润滑油基础油。

其中，实施例1的具体操作条件如表2所示，实施例1所得API Ⅲ类润滑油基础油产品的性质如表3所示。

实施例2-5

与实施例1相同，区别在于，改变实施例2-5的具体操作条件。

其中，实施例2-5的具体操作条件如表2所示，实施例2-5所得API Ⅲ类润滑油基础油产品的性质如表3所示。

对比例1

与实施例1相同，区别在于，改变操作条件，且加氢裂化尾油中不添加费托合成蜡Ⅰ。

其中，对比例1的具体操作条件如表2所示，对比例1所得API Ⅲ类润滑油基础油产品的性质如表3所示。

对比例2

与实施例1相同，区别在于，改变操作条件，且对比例2采用费托合成蜡Ⅳ替换费托合成蜡Ⅰ。

其中，对比例2的具体操作条件如表2所示，对比例2所得API Ⅲ类润滑油基础油产品的性质如表3所示。

表2

表3

从表3中可知，与对比例相比，本发明中提供的API Ⅲ类润滑油基础油的生产方法，能够得到等级为5cSt，浊点≤-10℃，粘度指数≥120的API Ⅲ类润滑油基础油，且所得API Ⅲ类润滑油基础油为水白色，芳烃含量低，氧化安定性好。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种APIⅢ类润滑油基础油的生产方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将包含费托合成蜡的加氢裂化尾油与加氢异构催化剂接触，进行加氢异构反应，得到加氢油I；其中，所述费托合成蜡的馏程为300-600℃，碳数为C₁₂-C₄₅；

2)将所述加氢油I与加氢精制催化剂接触，进行加氢精制反应，得到加氢油II；

3)将所述加氢油II进行分离，得到APIⅢ类润滑油基础油；其中，所述APIⅢ类润滑油基础油的浊点≤-10℃，粘度指数≥120。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其中，所述费托合成蜡的馏程为305-545℃，碳数为C₁₂-C₄₃。

3.根据权利要求1或2所述的生产方法，其中，所述费托合成蜡的100℃运动粘度为3.5-5.5mm²/s，优选为4.3-5mm²/s；粘度指数为150-183，优选为162-176。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的生产方法，其中，所述加氢裂化尾油的馏程为200-550℃，优选为240-510℃。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的生产方法，其中，所述费托合成蜡在所述包含费托合成蜡的加氢裂化尾油中的质量含量为20-60wt％，优选为37.5％-55wt％。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的生产方法，其中，所述加氢异构反应的反应条件为：反应温度340℃-370℃，氢分压14MPa-15MPa，体积空速0.7h^-1-1.1h^-1，氢油体积比500-600:1。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的生产方法，其中，所述加氢精制反应的反应条件为：反应温度200℃-260℃，氢分压14MPa-15MPa，体积空速0.7h^-1-1h^-1，氢油体积比500-600:1。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的生产方法，其中，所述分离为蒸馏操作，所述APIⅢ类润滑油基础油的采出温度为405-430℃。

9.一种由权利要求1-8中任意一项所述的生产方法制备得到的APIⅢ类润滑油基础油。

10.根据权利要求9所述的生产方法，其中，所述APIⅢ类润滑油基础油的浊点≤-10℃，粘度指数≥120。