DE1938196A1 - Verfahren zur Herstellung von Schmieroelen mit hohem Viskositaetsindex - Google Patents

Description

<*»**■<HOCH«

Unsere Nr. 15 684

Chevron Hesearch Company San Francisco, CaI., V₀St.A.

Verfahren zur Herstellung von Sohniierölen mit hohem Viskos itatsindex

ΰ-ejünstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Schmiex'ölen, insbesondere von ölen mit hohem Viskositätsindex durch Hydrokracken.

^Jer Viskositätsindex (abgekürzt V.l.) gilt als Hass für die Viskositätsänderung eines Öles mit der Temperatur. Ein hoher Viskositäts'index besagt, dass das Öl über einen grossen '^eniperaturbercich hinweg nur eine geringe Viskositätsänderung· zeigt. Demgeuiäss wird ein ül mit hohem Viskositätsindex weder bei hohen Temperaturen dünnflüssig noch bei niedrigen '-l-cKiiporatüren viskos» Aufgrund dieser Eigenschaft werden Öle mit hohem V.l. sehr geschätzt. Bei den besten ölen liegt der Viskositätsindex über 110.

Viele der bisher hergestellten Schmieröle wiesen keine besondere hohen Viskositätnindices auf. Daher wurde eine

909886/1^42

Seihe von Verfahren entwickelt, um den Viskositätsindex der Öle zu erhöhen. Hierzu gehörten der Zusatz von .Komponenten mit hohem V.l. zu Ölen mit niedrigen V.l. oder die Hydrierbehandlung eines oies mit geringem V.I, zur Heraufsetzung des Viskositäts.index. Auch versuchte man, durch !lösungsmittelextraktion ien Viskositätsindex zu erhöhen; hierbei wurden die Bestandteile mit niedrigem V₀I. aus dem öl extrahiert, so dass nur die Komponenten mit hohem V.I» zurückblieben. Aber all diese Verfahren wiesen in mancherlei Hinsich Nachteile auf, denn entweder musste das Öl mit fremden Stoffen versetzt werden oder es ging ein Teil der Ölausbeute durch Extraktion verloren, oder aber es mussten zusätzliche Behandlungen ausgeführt werden.

In den vergangenen Jahren .erfolgten eingehende Untersuchungen im Hinblick auf die Hydrierbehandlung als Mittel zur Gewinnung von Schmierölen mit hohem Viskositätsindex, Jiese Untersuchungen konzentrierten sich auf zwei Grundarten von Hydrierverfahren υ nämlich auf die Hydrokrackung und . die hydrierung. Im allgemeinen wurde die Hydrierung als Endbehandlungsstufe der Schmierölherstellung angewendet. Die Rohöle, die entweder direkt abdestilliert oder durch Lösungsmittelextraktion oder ein ähnliches Trennverfahren erhalten wurden, werden unter verhältnismässig milden Bedingungen 'hydriert. Bin hierfür typisches Verfahren ist in der USA-Patentschrift 2 967 144 beschrieben, wobei die Oxydationsbeständigkeit . eines Öles durch Hydrierung verbessert wird. Die Hydrokrakkung, die auf dem Gebiet der Schmierölproduktion bedeutend weniger in den Vordergrund rückte, wurde hauptsächlich bei der herstellung bestimmter Arten von Schmierölen angewendet. Ein typisches einstufiges ^erfahren ist in der USA-Patent*- sehrift 2 960 458 geoffenbart. Gelegentlich wurden beide Verfahren kombiniert, wobei die hydrierung zur Aufbereitung des durch %drokrackung gewonnenen Öles diente. Beispiele dieser kombinierten Arbeitsweise sind in den USA-Patentschriften 2 779 713, 2 787 582 und 2 917 448 beschrieben.

909886/1341

SAD ORIGINAL

Ein weiteres"Problem, mit dem sich die Hersteller von Schmierölen konfrontiert sehen, bildet die Tatsache, dass viele Kohlenwasserstoff-Rohstoffe, aus denen Schmieröle gewonnen werden, wachsartige Bestandteile auf v/eisen. Des weiteren entstehen bei manchen Hydrierbehandlungen Wachse aus zuvor^rnicht wachsartigen Stoffen. Die Ausschaltung solcher Wachse ist das Ziel zahlreicher Entparaffinierungsverfahren. 'Bei den meisten dieser Verfahren findet in irgendeiner Form eine Entparaff inisrun?; .durch Lösemittel statt. Bei jedem dieser "Verfahren aber fällt das Wachs als Produkt an und muss in der einen oder anderen "eise als Wachs abgesetzt werden. Das jedoch ist in vielen Fällen recht schwierig, denn dieses ""ochs ist von recht geringem Wert.

Angesichts dieser Schwierigkeiten, mit dene.i das Absetzen unerwünschten Wachses verbunden ist, wurden von einigen Forschungsstellen "Verfahren entwickelt, um das Wachs in erstrebenswertere Produkte überzuführen. Ein solches Verfahren beschreibt die USA-Patentschrift 3 046 218, wonach ein Kohlenwasserstoffwachs und eine vorgeschriebene Art von entasphaltiertem Rückstand zu Schmierölen hydrogekrackt werden. Ebenso wie einige andere vorgeschlagene Verfahren macht jedoch auch diese Verfahrensweise die Verwendung eines eng begrenzten i3eschickungsgutes erforderlich, so dass sie als allgemeinen anwendbares Verfahren nicht infrage kommt. Da darüberhinaus dieses ^erfahren mit nur einem Hydrokrack-Reaktor arbeitet, ist es naturgemäss zu wenig anpassungsfähig, um aus verschiedenen Beschickungen taugliche Schmieröle herstellen zu können.

Erfindungsgemäss wurde nun ein neuartiges Verfahren zur Herstellung Von Schmierölen mit hohem Viskositätsindex unter Hea?e%ell«Hg gleichzeitiger l-uwahdlung von ^Machs in wünschenswerte Produkte gefunden, -das darin besteht, dass man in einer eersten Hydrokracksone bei einer Temperatur von 371 bis 454⁰C mindestens. 20"^. eines ersten wachsbildenden Kohlenwasserstofföles mit einem Siectebereich von 427

0 9 8 8 6/ 1342 bad qrjginau

bis 649°0 und einem Asphaltenegehalt von weniger als 5 Gew.$ zu solchen ^wachsen und Stoffen hydrokrackt, deren Siedetemperatur unterhalb des anfänglichen Siedepunktes des ersten Öles liegt, aus dem Austrag dieser ersten Zone ein Kohlenwasserstoffwachs mit einem Siedebereich von 599 bis 593 0 abtrennt, in einer zweiten Hydrokrackzone bei*einer Temperatur von 343 bis 443°C dieses Kohlenwasserstoffwachs sowie ein zweites, zwischen 371 und 593°C siedendes Kohlenwasserstofföl, dessen mittlerer Siedepunkt nicht über dem mittleren Siedepunkt des ersten Öles liegt und der weniger als 5 Gew.-5^ Asphaltene enthält, bis zu einer zumindest 20 folgen Umwandlung zu unterhalb des Siedebereiches der Beschickung siedenden Stoffen hydrokrackt und schliesslich zumindest aus dem Austrag dieser zweiten Zone wenigstens ein leichtes Neutralöl mit einem Viskositätsindex von über 110 gewinnt. Vorzugsweise weist des öl weniger als 1 Gew.^ Asphaltene auf, da Öle mit höherem Asphaltenegehalt die Hydrokrack-Katalysatoren leicht verschmutzen. Das öl.kann vor oder nach der Entparaffinierung gegen ultraviolettes Licht stabilisiert werden.

In seiner breiteten Anwendungsform besteht das erfindungsgemässe Verfahren darin, dass man in einer ersten Hydrokrpckstufe bei einer Temperatur von ,371 bis 454°C mindestens 20 io eines ersten wachsbildenden Kohlenwasserstofföles mit einem Siedebereich zwischen 427 und 649 C und einem Asphaltenegehalt von weniger als 5 Gew.-$ zu solchen Wachsen und Stoffen hydrokrackt, die unterhalb des anfänglichen ,Siedepunktes des ersten Öles sieden, aus dem Austrag aus dieser ersten Zone ein zwischen 399 und 593°C siedendes Kohlenwasserstoffwachs abtrennt, in einer zweiten Hydrokrackzone bei einer Temperatur von 343 bis 443°C dieses Kohlenwasserstoff wachs und ein zweites, zwischen 371 und 593°C siedendes · Kohlenwasserstofföl, dessen mittlerer Siedepunkt nicht über dem mittleren Siedepunkt des ersten Öles liegt und der weniger als 5 Gew.-^ Asphaltene enthält, bis zu einer min-

90 9-8 86/1342

destens 20 $igen Umwandlung zu unterhalb des Siedebereich.es '.der Beschickung siedenden" Stoffen hydrokrackt und schliesslich aus zumindest dem Austrag dieser zweiten Zone -wenigstens ein leichtes i^eutralöl mit. einem Viskositätsindex von über 110 gewinnt. Schwerere Beschickungen erfordern häufig eine Umwandlung von 50 fo oder mehr.

Die beiden Hydrokrackzonen stellen wesentliche Merkmale des erfindungsgemässen Verfahrens dar_e Es sind herkömmliche Hydrokrackzonen mit den Katalysator enthaltenden Behältern, in denen die Schmieröl-Eohstoffe in G-egenwart von Wasserstoff und einem Katalysator in die gewünschten Produkte übergeführt werden. I¹Ur das vorliegende Verfahren eignen sich als Hydrokrack-Katalysatoren jene festen Kontaktstoffe, die die Spaltung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen zu beschleunigen und die Hydrierung derart gewonnener, gekrackter Kohlenwasserstoff-Fragmente zu fördern vermögen. Pur die Ausführung der Erfindung in bevorzugter Form, erweist es sich als äusserst vorteilhaft, einen Katalysator einzusetzen, der ohne Regenerierung während eines kontinuierlichen Betriebes von mindestens 600 Stunden, vorzugsweise von etwa zweitausend bis zu einem Zeitraum von mehreren tausend Stunden, ein hohes Leistungsvermögen aufrechtzuerhalten imstande ist. Diese Voraussetzungen erfüllen viele bekannte Katalysatoren, die gewöhnlich aus einem widerstandsfähigen Oxyd in Verbindung mit einer wirksamen, hydrierenden Metallkomponente der Gruppe VIII des Periodischen Systems und einer hydrierenden Metallkomponente der Gruppe VI des Periodischen Systems bestehen. Im allgemeinen ist es angebracht, die Metallkomponenten in die Sulfide überzuführen, um dadurch ihre maximale Katalysatorleistung für die Hydrokrackung von Ölen mit einem Gehalt an Stickstoffverbindungen zu entwickeln.

Besonders geeignete widerstandsfähige Oxya_{e Β}±χι^ die porösen,-eine grosse Oberfläche aufweisende Oxya_.Misohgele oder -Miijchniederschläge aus Kieselerde mit !Eonerde oder Magnesiaj

909886/1342

. ORIGINAL INSPECTED

in denen die Kieselerde und die Tonerde oder Magnesia jeweils in einer Menge von mindestens 10 $ zugegen sind. Es können auch, andere Mischgele mit grosser Oberfläche mit Stoffen, wie Zirkonerde, Titandioxid oder, Bortrioxid (boria) verwendet werden. Die Einzerbestandteile Tonerde, Kieselerde oder Magnesia haben jeder für sich anscheinend nicht die nötige Krackwirksamkeit, um zu den bevorzugten widerstandsfähigen Oxyden gerechnet werden zu können· Als bevorzugte Komponenten der Gruppe VIII gelten die Oxyde und Sulfide der Eisengruppe und Edelmetalle, Kobalt, Nikkei, Platin und Palladium sowie insbesondere Nickel. Bevorzugte Komponenten der Gruppe VI·sind die Molybdän- und Wolframoxyde und -sulfide. Beispiele für Hydrierkrack-Katalysatoren, die erfindungsgemäss bevorzugt werden, sind somit die Kombinationen Nickel-Wolfram-Kieselerde-Magnesia, Nickel-Wolfram-Kieselerde-Tonerde, Nickel-Molybdän-Kieselerde-Tonerde und Nickel-Molybdän-Kieselerde-Magnesia» Derartige katalysatoren können hinsichtlich ihrer hydrierenden und krackenden Leistungsvermögen sowie ihrer Fähigkeit, während langer Gebrauchs ze it en eine hohe Wirksamkeit aufrechtzuerhalten, je nach Zusammensetzung und Herstellungsweise stark variieren. Unter Berücksichtigung sämtlicher · obengenannter Faktoren sowie auch der Kosten wird man also den bewährtesten der verfügbaren Katalysatoren auswählten.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten^, um die Öle, den Wasaeretoff und den Katalysator unter den für die katalytische Hydrokrackung geltenden temperatur- und Druckbedingungen zusammenzubringen· So kann der Katalysator in fe in— zerteilter lorm in dem Öl suspendiert werden, oder man lässt ihn als verhältniBmässig grosse Teilchen durch dag Öl sinken, Öl und Wasserstoff können in auf- oder absteigender Richtung gleichlaufend oder im G-egenstrom durch eine oder mehrere parallele oder hintereinandergeschaltete Reaktionskammern geleitet werden» Die wahrscheinlich beste technische Methode für eine kontinuierliche Verfahrensweise besteht ' jedoch dariii, dass Öl und Wasserstoff unter Druck vorerhitzt

909886/1342

und anschliessend abwärts durch, eine oder mehrere feste " ι Schichten aus Katalysatorteilchen in einem Hochdruckreaktor geführt werden. Der Wasserstoff wird in wesentlichem Überschuss gegenüber der Wasserstoffmenge, die während der im Reaktor erfolgenden Hydrierumsetzungen verbraucht wird, durch diesen hindurchgeleitet, und das eingesetzte Gas hat einen solchen Reinheitsgrad, dass der ^u as3erstoff-Partialdruck zu jeder ^eit den Hauptanteil des Gesamtdruckes ausmacht. Der Wasserstoffverbräuch beträgt in jeder Zone mehr

3 3
als 89 in je m frische Beschickung, vorzugsweise jedoch

liegt er bei 214 bis 534 m³ (jeweils 15,5°C/76O mm Hg) je m³ frische Beschickung. Gegebenenfalls kann überschüssiger Wasserstoff aus der ersten Zone in die Zweite Zone geleitet werden. Die Kohlenwasserstofföl-Beschickung für die erste Zone, genannt die "erste Beschickung", besteht aus einem ^v'achsbilflenr!en Kohlenwasserstofföl mit einem Siedebereich awiflchen 427 und 649°O. ^3 kann sich'hierbei um ein schweres, direkt abdestilliertes ^uasöl, um ein entasphaltiertes öl oder ähnliches -iaterial handeln· Dieses kann zuvor einer Entschwefelung oder Denitrifikation unterzogen werden. Seine wachsbildenden Eigenschaften können auf bereits vorhandenen und in dem Ausgangsöl suspendierten oder gelösten Wachsen beruhen, oder aber es können Ölmoleküle darin enthalten sein, die bei Kontakt mit Hydrokrack-Katalyaatcren in W_pchsmoleküle umgewandelt werden. Vorzugsweise hat die erste Beschickung einen Siedepunkt bei 432⁰C oder höher.

Die Kohlenwasserstofföl-Beüchickung für die zweite Reaktions— zone, genannt die "zweite Beschickung", besteht aus einem Kohlenwasserstofföl mit einem Siedebereich zwischen 371 und 593⁰C und ist nicht schwerer als die erste Beschickung (d.h. ihr mittlerer Siedepunkt liegt nicht über dem mittleren Siedepunkt der ersten Beschickung). Vorzugsweise ist die zweite Beschickung etwas leichter als die erste, denn die zweite Beschickung sollte in erster Linie ein Auqgangsmaterial der leichteren Öle sein, während die erste Beschickung haupt—

0 9 8 8 6/1342

sächlich Ausgangsmaterial der schwereren Öle sein sollte. Die zweite beschickung kann auch aus einem direkt abdestillierten Grasöl oder einem beliebigen anderen Kohlenwasserstofföl mit passendem Siedebereich bestehen» Die zweite Beachikkung sollte vorzugsweise erheblich geringere wachsbildende Eigenschaften aufweisen als die erste Beschickung, ^a die Krackung von Asphaltenen zu Koks vergiftende Wirkungen auf ■die Katalysatoren ausübt, darf der Asphaltenegehalt der Ausgangsöle jeweils nur weniger als 5 Gew.-'/o betragen. Um die Katalysatorvergiftun£ auf ein Mindestmass herabzusetzen, liegt der Asphaltenegehalt vorzugsweise unter 1 G-ew.-$.

Als Reaktions-bedingungen für die erste Zone gelten Temperaturen zwischen 371 und 454⁰G, Wasserstoffdrucke zwischen 70 und 352 atü und Durchsatzgeachwindigkeiten der Flüssigkeit je Stunde zwischen 0,1 und 10,0 Vol./Vol./Std. Unter * diesen .bedingungen entsteht eine Vielzahl von Produkten, da die hochsiedende erste Beschickung zu niedriger siedenden Produkten gekrackt wird und sich "achse bilden. Der Austrug dieser äone enthält ■,.&. ein Kohlenwasserstoff wachs nit einem Sisdebersich' zwischen 399 und 593°C Dieses ^v'achs wird von dem Austrag der ersten Zone abgetrennt und in die zweite Zone eingeleitet, um hier gleichzeitig mit der zweiten beschickung einer weiteren ^ydrokrackung unterzogen zu werden»

Ein unerwarteter Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt darin, dass es auffjru?.d der Anwesenheit des Wuchses aus der Hydrokrackung der ersten Beschickung m-" glich wird, in der" zweiten Zone bei einer gegebenen ".Durchsatzgeschwindigkeit der Flüssigkeit/Stunde unter weniger harten Bedingungen zu arbeiten als dies andernfalls für die Hydrokrackung der zweiten Beschickung als solche bei gleicher-Durchsatzgeschwiiidigkeit der Flüssigkeit/Spunde zu erwarten gewesen ware. Als Reaktionsbedingunten für die zweite Zone gelten demgenäss Temperaturen zwischen 343 und 443⁰C,

909886/1342

BAD ORIGINAL

Wasserszoffdrucke zwischen 70 und 352 atü und Durchsatzge- *3chwindigkeiten zwischen 0,1 und 10,0 Vol./Vol./Std.

Die verschiedenen Reaktionsprodukte werden von den beiden Austragen der ilydrokrackzonen abgetrennt. Im allgemeinen fällt eine Reihe verschiedener Kohlenwasserstoffe an, wie leichte Kohlenwasserstoffgase einige Stoffe mit Siedepunkte im Baphtha-Bereich und natürlich Schmieröle, darunter mindestens ein leichtes Heutralölmit einem Viskositätsindex von wenigstens 110.

Der Austrag der ersten Zone enthält darüberhiriaus W -B rf indungsgemäss wird jedoch zumindest ein Teil des Wn cha es nicht als I-rodukt gewonnen, sondern in die zweite. Hydrokrqckzone eingeleitet, um zusammen mit der zweiten Beschikkung umgewandelt zu werden* Wenngleich vorzugsweise das gesamte Wachs aus dem Austrag der ersten Zone umgewandelt wird, so kann es doch in manchen Fällen angebracht sein, einen Teil des ^wnchses au_s dem Austrag als solches zu gewinnen_o Das Wachs kann auf jede zweckmässige Weise in die zweite Hydrokrackzone eingetragen werden. Beispielsweise kann es der zweiten Beschickung zugeführt werden, bevor diese die zweite Zone erreicht. Besteht die zweite Zone aus einem Reaktionsbehälter mit mehreren festen Kataiy_Sator"~ schichten, so wird nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform das 'Wachs am Einlassende des Behälters ( im allgemeinen das Kopfende, wenn es sich um einen herkömmlichen vertikalen Abstrom-Reaktor handelt) zugesetzt, und die zweite Beschickung, die leichter ist als das Wachs, wird zwischen der ersten und der zweiten Katalysatorschicht zugeführt. .Dadurch wird die Gesamtmenge an katalysator, die für die Erzielung der gewünschten ^rrodukte erforderlich -ist, .herabgesetzt.

verschiedenen Schmieröle werden nach ihrer "Neutralöleinstufung" getrennt. '.Die Neutralöle instuf ung ist nichts anderes als die Viskosität eines gegebenen Öles in Saybolt

909886/1342

BAD ORIQlNAt

Sec. bei 37,8⁰C (100⁰P) (vgl. ABG des Erdöls, der Shell Bücherei, Band 7, Erdöllexikon, Verlagsanstalt Hüthig und Dreyer GmbH Mainz und Heidelberg, 2. ^Hauflage 1957, S. 97). Somit wird ein öl mit einer Viskosität von 130 S.U.S, (Saybolt See.) bei 37,8⁰G als Neutralöl 130 bezeichnet. Brfindungsgemäss werden verschiedene Neutralöle hergestellt, so z.B. leichte Neutralöle mit entsprechenden Neutralöleinstufungen zwischen 100 und 200 sowie schwerere Neutralöle, deren Neutralöleinstufungen etwa 300 bis 500 betragen und sich bis hinauf zu etwa 800 und mehr steigern können. -Bei normalem ■betrieb werden die Austräge aus den beiden Zonen vereinigt, und das W^.chs wird abgetrennt und in die zweite Zone geleitet. Das entparaffinierte Material wird dann in die verschiedenen rodukte getrennt, worunter sich die neutralen Schmieröle befinden. In manchen l*ällen jedoch, insbesondere dann, wenn ein Cl mit einem sehr hohen Viskositätsindex mit einer Neutralölexnstufung von etwa 200 bis 500 gewünscht wird, kann das erfindungsgemässe Verfahren in sogenannter "gesperrter Betriebsweise" ("blocked operation") durchgeführt werden. In diesem -'■''alle werden die beiden Austräge getrennt entparaffiniert und fraktioniert, -^as Wachs _aus dem Austrag der ersten Zone wird mit etwa im Austrag der zweiten Zone auftretendem W₀C]₁₈ vereinig ^un^- *^η ^-^ie zweite Zone geleitet. Die verschiedenen -Produkte aus der Fraktionierung der Austräge jeder Zone können selektiv vereinigt werden, obgleich man viele Produkte einzeln gewinnen wird, denn Zweck der gesperrten Betriebsweise ist ja die herstellung ungemischter Stoffe.

Früher hatte man bereits festgestellt, dass einige durch Hydrokrackung hergestellte Ö]__e eine gewisse Unbeständigkeit gegenüber ultraviolettem Licht aufweisen. Diese Unbeständigkeit zeigt sich an der Bildung eines dunklen Niederschlages, wenn das Öl ultraviolettem Licht natürlicher oder künstlicher Art ausgesetzt wird. Die leichten Neutralöle neigen stärker zur Unbeständigkeit (z.B. durch raschere Bildung eines Niederschlages) als die schwereren Neutralöle. Diese Unbeständig- ^v

909886/1342

keit lässt sich durch herkömmliche Stabilisierungsverfahren ausschalten; die üblichste Methode ist die Lösungsmittelextraktion mit Hilfe eines Lösungsmittels wie Phenol oder Furfurol.

Nachstehende Beispiele dienen der weiteren Erläuterung des erfindungsgemässen Verfahrens:

Beispiel 1

Ein schweres Gasöl wurde unter Bildung verschiedener -Produkte, darunter eines Gat3Ches mit einem spezifischen Gewicht von 0,8433 und einem Siedebereich von 427 bis 566 C, hydrogekrackt. Dieser Gatsch wurde zusammen mit einem asphaltenfreien, bei 399°G und darüber siedenden Gasöl hydrogekrackt. Das Verhältnis von Öl zu Wachs in der Beschickung betrug 9*1. Die Hydrokrackung erfolgte bei einer Temperatur von 410 C, einem Waseerstoffdruck von 162 atü, einer Durchsatzgeschwindigkeit der Flüssigkeit von 1,0 Vol./Vol./Std. und einem ^v'asaerstoffdurchsatz von 1389,26 m /m Beschickung über einem Katalysator aus Kickel-Wolfram aus Kieselerde-Tonerue. Als Schmieröl-Ausbeute erhielt man 41 ^C,O lieutrplöl 147 mit einem Viskositätsindex von 119· Die Hydro;.rackung des gleichen GasÖls als solches unter Gewinnung der gleichen Ausbeute an leichtem i^eutralöl würde nur einen Viskositätsindex von 99 ergeben.

Beispiel 2

Ein Gasöl mit eineu .jiedetereich von 399 bis 549 C wurde zusammen mit einem hydrogekrackten Gatsch, der dem des Beispiels. 1: gleichartig war, und einer kleinen i'ienge zurückgeführten Gateahe.s hydrogekrackt. -^ as Mengenverhältnis auf ^ewichtsbasis dieser drei .riestanateile betrug 90 ί 7 : 3. Die Hydrokrackung erfolgte über der gleichen Katalysatorart wie in ieispiel 1 bei einer 'Temperatur von 413°O, einem Vi asaer^t off druck von 162 atü und einer Durchsatzgeschwindig-

909886/1342

keit der Flüssigkeit von 1,0 Vol./VoI,/Stunde. Man erhielt eine Ausbeute von 36 °/> an ^eutralöl 124 mit einem Viskositätsindex von 120. Unter den gleichen Bedingungen v/ürde die Hydrokrackung des ^asöls als solches eine gleichwertige Ausheute an leichtem ^eutralöl mit einem Viskositätsirnlex von nur 104 ergeben.

Beispiel 3

Die gleiche Öl/Gatsch-^eschickung wie in Beispiel 2 wurde über der gleichen Katalysatorart bei einer Temperatur von 421⁰C, einem Wasserstoffdruck von 162 atü und einer Durchsatzgeschwindigkeit der Flüssigkeit von.1,3 Vol./Vol./Stunde hydrogekrackt. Man erhielt eine Ausbeute von 31 $~an He utralöl 113 mit einem Viskositätsindex von 123. Ohne die Anwesenheit des Gatsches in der Beschickung ware ein Produkt mit einem Viskositätsindex von nur 108 angefallen.

Das vorliegende Verfahren kann vorteilhaft mit dem in der gleichzeitig eingereichten amerikanischen Patentanmeldung US Ser.No. 748 978 beschriebenen Verfahren kombiniert werden. !i;.ch diesen ^erfahren wird ein durch Hydrokrackung einer ersten Beschickung erhaltenes Leichtöl in eine zweite Hydrokrackanlage eingeführt, in der es zusammen mit einer allgemein leichteren zweiten Ölbeschickung hydrogekraokt wird. Die speziellen Reaktionsbedingungen und Begrenzungen hinsichtlich der für das Verfahren geeigneten Besehickungs— arten sind in der genannten Anmeldung beschrieben. Die in diesem Verfahren erhaltenen Produkte sind Neutralöle mit hohem Viskositätsindex aus einem weiten Viskositätsbereich, In dein nachstehenden Beispielen wird erläutert, in" welcher "eise die Verfahren dieser beiden Erfindungen vorteilhaft kombiniert werden können: ·.

Beispiel 4 -

In der ersten Reaktionszone wurde ein. schweres G-asöl zu verschiedenen Ölen und Wachs hydrogekrackt. Aus dem Austrag

909886/1342

des ersten Reaktors wurden ein hydrogekracktes Ol mit einem •Siedebereich von 399 Ms 499⁰C und ein Gatsch abgetrennt und in den zweiten Reaktor eingeleitet, in dem sie zusammen mit einem leichteren Gasöl der in Beispiel 1 bis 3 beechriebenen Art hydrogekrackt wurden. Die Hydrokrackung erfolgte über einem katalysator der zuvor beschriebenen Art bei einer Temperatur von 4O5°C, einem Di>uck von 162 atü und einer Durohsatzgeachwindigkeit der Flüssigkeit von 1,3 Vol./ToI,/ Stunde« nan erhielt eine Ausbeute von 53 ^%ß> an NeutralÖl mit einem Viskositätsindax von 109. Unter den gleichen -bedingungen ergäbe die ^ydrokruckung der '^asölhesehickung uni des Gatsehes allein ein ähnliches öl mit einem Viskositätsindex von 103," un'd die Hydrokrackung dieses Gasöls allein erbrächte ein öl mit einem Yiskositätsindex von lediglich 8?ο

Beispiel 5

Die gleiche Beschickung wie in Beispiel 4 wurde unter äquivalenten Bedingungen hydrogekra.ckt, nur wurde diesmal die Temperatur auf 417°C erhöht. Unter diesen Bedingungen fiel eine Ausbeute von 38 fo Ueutralöl 13-1 mit einem-Viskositätsindex von 120 an. Die Hydrokrackung der Grasöl- und Cfatsch-^eSchickung allein ergäbe ein gleichartiges Öl mit einem Yiskositätsindex von 119, während die Hydrokrackung eines ^asöls allein unter diesen Bedingungen ein Öl mit einem Viskositätsindex von lediglich 102 erbrächte."

V/ie aus diesen -^aten zu ersehen ist, wird durch Einführung von hydrogekracktem Gatsch aus einem Reaktor, in dem ein Schweröl hydrogekrackt wird, in einen Reaktor _t in dem die Hydrokrackung eines leichteren Öls vonstatten geht, der Viskositätsindex des erhaltenen Öls wesentlich heraufgesetzt. Auf diese '"eise erreicht man eine Ausschaltung an unerwünschtem G-atsch bei gleichzeitiger erheblicher '■'erterhöhung, _des anfallenden ^chmlevö!produktes.

909886/ 1 342

Claims (10)

PATE IT TANSPR ÜGHE

1. Verfahren zur Herstellung von Schmierölen mit hohem Viskositätsindex unter gleichzeitiger Umwandlung von Wachs in wünschenswerte Produkte, dadurch gekennzeichnet, dass man

a) in einer ersten Hydrokrackzone bei einer Temperatur von 371 bis 454°C mindestens 20 $ eines ersten wachsbildenden Kohlenwasserstofföles mit einem Siedebereich von 427 bis 649 G und einem Asphaltenegehalt von weniger als 5 Gew.-^ zu solchen Wachsen und Stoffen hydrokrackt, deren Siedetemperatur unterhalb des anfänglichen Siedepunktes des ersten Öles liegt,

b) aus dem Austrag dieser ersten Zone ein Kohlenwasserstoffwachs mit einem Siedebereich von 399 bis 593⁰C abtrennt,

c)iin einer zweiten Hydrokrackzone bei einer Temperatur von 343 bis 443°O dieses Kohlenwasserstoffwachs sowie ein zweites, zwischen 371 und 593°G siedendes kohlenwasser stofföl, dessen mittlerer Siedepunkt nicht über dem mittleren Siedepunkt des ersten Öles liegt und der weniger als 5 Gew.-$ Asphaltene enthält, bis zu einer mindestens 20 $- Umwandlung zu unterhalb des Siedebereiches der Beschickung siedenden Stoffen hydrokrackt und

d) zumindest aus dem Austrag dieser zweiten Zone wenigstens ein leichtes ifeutralöl mit einem Viekö ei täte index von über Ϊ10 gewinnt* -■'■■ ■ ■ ;

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ' man das Wachs aus dem Austrag «ler ersten Zone durch Entparaffinierung mittels Lösungsmittel abtrennt.

909 886/1342 BaD

3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man im Anschluss an die Entparaffinierung den paraffin-freien Teil des Austrage der ersten Zone gegen ultraviolettes Licht stabilisiert.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Kohlenwasserstofföle in jedem Fall öle mit einem
Asphaltengehalt unter 1 Gew.-$ verwendet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man in die zweite Hydrokrackzone ein Kohlenwasserstofföl

mit einem mittleren Siedepunlct unter den: mittleren Siedepunkt des in die erste Hydrokrackzone eingeführten KohlenwasseratofföleB leitet.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass ^man in ,leder der Hydrokrackzonen mindestens 50 fo des in diese Hydrokrackzone eingetragenen Kohlenwasserstofföles zu Produkten, die unterhalb des anfänglichen Siedepunktes dieses KohlenwasserstoffÖles sieden, hydrokrackt,

7» Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man in jeder Hydrohraokzone einen Hydrokrc.ck-Katalysator aus einem Metall der Gruppe VI und einem Hetall der Gruppe VIII auf einem sauren Träger verwendet,

8. Verfahren nach Anspruch 7_t dadurch gekennzeichnet, dass man in jeder Hydrokrackzone bei einer Temperatur von 399 bis
438°G| einem Druck von 84 bis £11 atü, einer Durehsatzgeschvindigkelt der Flüssigkeit von 0,3 bis 5,0 Vol./Vol./Stunde und einem Wasserstoffverbrauch von über 89,0 nrVnr Beschikkung arbeitet. , -

9« Verfahren nach Anspruch 8,. dadurch gekennzeichnet, dass man die A_us-t_räge aus den Hydrokrackzonen vereinigt und das

6/1342 SAP ORlQJNAL

Wachs aus den vereinigten Austrägen abtrennt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die Austrage aus den Hydrokrackzonen vereinigt und vor Abtrennung des leutralöles gegen ultraviolettes Licht stabilisiert.

11· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man die vereinigten Austräge vor der Stabilisierung entparaffiniert.

Pur Chevron Research Company

San S^ancisco, CaI., V.St.A.

Hechtsanwalt

909886/134 2