DE1938196C3 - Verfahren zur Herstellung von Schmierölen mit hohem Viskositätsindex - Google Patents

Description

c) in einer zweiten Hydrocrackzone bei einer
Temperatur von 343 bis 443° C dieses Kohlenwasserstoffwachs sowie ein zweites, zwischen 371 und 593^C C siedendes Kohlen- _{2J egenstand der} Erfindung ist ein Verfahren zur wasserstoff, dessen mittlerer Siedepunkt _Hers£„_{ung von} Schmierölen mit hohem Viskositälsnicht über dem mittleren Siedepunkt des er- . _{d rf} *, _Hydrocrackeh und gleichzeitige Umsten Öls hegt und der weniger als 5 Ge- _{wandl von w}'_{achs in} wünschenswerte Produkte,
w.chtsprozent Asphaltene enthalt bis zu Viskositätsindex (abgekürzt V.l.) gilt als Maß einer mindestens 2ü»/„,gen Umwandlung zu _{d Vi£kositatsanderU}ng eines Öls mit der Tempeunterhalb des Siedebereiches der Beschik- _{Ein hoher viskosita}t_sindex besagt, daß das öl kung siedenden Stoffen hydrocrackt, und _ß Temperaturbereich hinweg nur

d) zumindest, aus dem Austrag dieser zweiten ^u°^er ; ^gviskositätsänderung zeigt. Demgemäß Zone wenigstens cm le.chtes Neutralol mit «?J * J _h Viskositätsindex weder bei einem V.skos.tatsmdex von über 110 ge- Temperaturen dünnflüssig noch bei niedrigen

_p g

Temperaturen viskos. Auf Grund dieser Eigenschaf-

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch ge- ten werden Öle mit hohem V.l. sehr geschätzt. Bei kennzeichnet, daß man das Wachs aus dem Aus- den besten Ölen liegt der Viskositätsindex über 110. trag der ersten Zone durch Entparaffinierung Viele der bisher hergestellten Schmieröle wiesen mittels Lösungsmittel abtrennt. ⁴° keine besonders hohen Viskositätsindizes auf. Daher

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- wurde eine Reihe von Verfahren entwickelt, um den kennzeichnet, daß man im Anschluß an die Ent- Viskositätsindex. Auch versuchte man, durch Löparaffinierung den paraffinfreien Teil des Austra- ten der Zusatz von Komponenten mit hohem V.l. zu ges der ersten Zone gegen ultraviolettes Lichl Ölen mit niedrigem V.l. oder die Hydrierbehandlung stabilisiert. 45 eines Öls mit geringem V.l. zur Heraufsetzung des

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Viskositätsindex. Auch versuchte man durch Lökennzeichnet, daß man als Kohlenwasserstofföle sungsmittelextraktion den Viskositätsindex zu erhö-In jedem F^ra!l Öle mit einem Asphaltengehalt un- hen; hierbei wurden die Bestandteile mit niedrigem ter 1 Gewichtsprozent verwendet. V.l. aus dem Öl extrahiert, so daß nur die Kompo-

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge- 5° nenten mit hohem V.l. zurückblieben. Aber al! diese kennzeichnet, daß man in die zweite Hydrocrack- Verfahren wiesen in mancherlei Hinsicht Nachteile tone ein Kohlenwasserstofföl mit einem mittleren auf, denn entweder mußte das Öl mit fremden Stof-Siedepunkt unter dem mittleren Siedepunkt des fen versetzt werden oder es ging ein Teil der Ölausin die erste Hydrocrackzone eingeführten Koh- beute durch Extraktion verloren, oder aber es mußlenwasserstofföls leitet. 55 ten zusätzliche Behandlungen ausgeführt werden.

6. Verfahren nach Ansprucli 5, dadurch ge- In den vergangenen Jahren erfolgten eingehende kennzeichnet, daß man in jeder der Hydrocrack- Untersuchungen im Hinblick auf die Hydrierbehandzonen mindestens 50° Ό des in diese Hydrocrack- lung als Mittel zur Gewinnung von Schmierölen mit zone eingetragenen Kohlenwasserstofföls zu Pro- hohem Viskositätsindex. Diese Untersuchungen kondukten, die unterhalb des anfänglichen Siede- 6o zentrierten sich auf zwei Grundarten von Hydrierverpunktes dieses Kohlenwasserstofföls sieden, hy- fahren, nämlich auf die Hydrocrackung und die Hydrocrackt. drierung. Im allgemeinen wurde die Hydrierung als

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch ge- Endbehandlungsstufe der Schmierölherstellung angekennzeichnet, daß man in jeder Hydrocrackzone wendet. Die Rohöle, die entweder direkt abdestilliert einen Hydrocrack-Katalysator aus einem Metal! 65 oder durch Lösungsmittelextraktion oder ein ähnlider Gruppe VI und einem Metall der Gruppe dies Trennverfahren erhalten wurden, werden unter VIII auf einem sauren Träger verwendet. verhältnismäßig milden Bedingungen hydriert. Ein

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch ge- hierfür typisches Vci fahren ist in der USA.-Patent-

schrift 29 67 144 beschrieben, wobei die Oxidationsbeständigkeit eines Öls durch Hydrierung verbessert wird. Die Hydrocrackung, 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 Verfahren ist in der USA.-Patentschrift 29 60 458 geoffenbart. Gelegentlich wurden beide Verfahren kombiniert, wobei die Hydrierung zur Aufbereitung des durch Hydrocrakkung gewonnenen Öls diente. Beispiele dieser kombinierten Arbeitsweise sind in den USA.-Patentschriften 27 79 713, 27 87 582 und 29 17 448 beschrieben.

Auch die USA.-Patentschrift 32 42 068 betrifft die Herstellung von Schmieröl durch Hydrocracken, wobei zunächst ein hydrofiniertes, hauptsächlich paraifinisches Kohlenwasserstofföl hergestellt wird, das dann mit einem Hydrocrackkatalysator, der aus Nikkei- oder Kobaltsulfid und einem sauren Oxid besteht, in Berührung gebracht wird. Dieses Verfahren wird in lediglich einer Reaktionszone durchgeführt.

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 aufweisen. Des weiteren entstehen bei manchen Hydrierbehandlungen Wachse aus zuvor nicht wachsartigen Stoffen. Die Ausschaltung solcher Wachse ist das Ziel zahlreicher Entparaffinierungsverfahren. Bei den meisten dieser Verfahren findet in irgendeiner Fon.i eine Entparaffinierung durch Lösungsmittel statt. Bei jedem dieser Verfahren aber fällt das Wachs als Produkt an und muß in der einen oder anderen Weise als Wachs abgesetzt werden. Das

tige Umwandlung von Wachs in wünschenswerte Produkte gefunden, das darin besteht, daß man

a) in einer ersten Hydrocrackzone bei einer Temperatur von 371 bis 454° C mindestens 20⁰Z₄ eines ersten wachsbildenden Kohlenwasserstofföls mit einem Siedebereich von 427 bis 649° C und einem Asphaltengehali von weniger als 5 Gewichtsprozent zu solchen Wachsen und Stoffen hydrocrackt, deren Siedetemperatur unterhalb des anfänglichen Siedepunktes des ersten Öls liegt,

b) aus dem Austrag dieser ersten Zone ein Kohlenwasserstoffwachs mit einem Siedebereich von 399 bis 593° C abtrennt,

c) in einer zweiten Hydrocrackzone 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 Öls liegt und der weniger als 5 Gewichtsprozent Asphaltene enthält, bis zu einer zumindest 2O°/oigen Umwandlung zu unterhalb des Siedebereiches der Beschickung siedenden Stoffen hydrocrackt, und

d) schließlich zumindest aus dem Austrag dieser zweiten Zone wenigstens ein leichtes Neutralöl mit einem Viskositätsindex von über 110 gewinnt.

Vorzugsweise weist das Öl weniger als 1 Gewichtsprozent Asphaltene auf, da Öle mit höherem Asphaltengehalt die Hydrocrack-Katalysatoren leicht verschmutzen. Das Öl kann vor oder nach der Entparafjedoch ist in vielen Fällen recht schwierig, denn die- 35 finierung gegen ultraviolettes Licht stabilisiert werses Wachs ist von recht geringem Wert. den.

Angesichts dieser Schwierigkeiten, mit denen das Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet unter

Absetzen unerwünschten Wachses verbunden ist, Verwendung von zwei Hydrocrackzonen, wobei in wurden von einigen Forschungsstellen Verfahren beiden Hydrocrackzonen ein gegenüber Schwefel unentwickelt, um das Wachs in erstrebenswertere Pro- 4° empfindlicher Katalysator angewandt wird und das dukte überzuführen. Ein solches Verfahren be- aus der ersten Hydrocrackzone erhaltene Rohparafschreibt die USA.-Patentschrift 30 46 218, wonach fin durch Hydrocracken zusammen mit einem niedein Kohlenwasserstoffwachs und eine vorgeschrie- riger siedenden Öl zu einem größeren Ausmaß umgebene Art von entasphaltiertem Rückstand zu wandelt wird als wenn es in die erste Reaktionszone, Schmierölen hydrogecrackt werden. Ebenso wie 45 in der das Rohparaffin mit den schwereren Moleküeinige andere vorgeschlagene Verfahren macht je- len um die Katalysatorplätze konkurrieren müßte, doch auch diese Verfahrensweise die Verwendung zurückgeführt wird. Gemäß dem erfindungsgemäßen eines eng begrenzten Beschickungsgutes erforderlich, Verfahren wird somit im Gegensatz zu den bekannso daß sie als allgemein anwendbares Verfahren ten Verfahren nicht nur ein Schmieröl mit hohem nicht in Frage kommt. Da darüber hinaus dieses Ver- 5° Viskositätsindex erhalten, sondern auch gleichzeitig fahren mit nur einem Hydrocrackreaktor arbeitet, ist das unerwünschte Rohparaffin in wünschenswerte es naturgemäß zu wenig anpassungsfähig, um aus Produkte überführt, d. h., nach dem crfindungsgemäverschiedenen Beschickungen taugliche Schmieröle ßen Verfahren wird, verglichen mit den bekannten herstellen zu können. So wird auch in der DT-AS Verfahren, aus der gleichen Menge an Bcschik-12 71292 ein Verfahren zur Herstellung von 55 kungsöl eine größere Menge Schmieröl und/oder ein Schmierölen beschrieben, wobei in diesem Verfahren Schmieröl höherer Qualität erhalten.
Erdölwachse Ausgangsmaterialien sind, die zu einem In seiner breitesten Anwendungsform besteht das

wünschenswerteren Produkt umgewandelt werden. erfindungsgemäße Verfahren darin, daß man in einer Dieses Verfahren arbeitet mit zwei Zonen, wobei für ersten Hydrocrackstufe bei einer Temperatur von die erste Zone ein Schwefel unempfindlicher und für 00 371 bis 454⁰C mindestens 2O¹¹Zo eines ersten wachsdie zweite Zone ein gegenüber Schwefel empfindli- bildenden Kohlenwasserstofföls mit einem Siedebecher Katalysator angewandt wird. Ferner erfordert reich zwischen 427 und 649° C und einem Asphaldieses Verfahren eine streng definierte Beschickung tengehalt von weniger als 5 Gewichtsprozent zu sol- und ist daher als Verfahren für die allgemeine An- chen Wachsen und Stoffen hydrocrackt, die untetwendung von geringem Nutzen. ⁶5 halb des anfänglichen Siedepunktes des ersten Öls

Erfindungsgemäß wurde nun ein neuartiges Ver- sieden, aus dem Austrag aus dieser ersten Zone ein fahren zur Herstellung von Schmierölen mit hohem zwischen 399 und 593⁰C siedendes KohlenwasservkVnsitätsindex durch Hydrocracken und gleichzei- steifwachs abtrennt, in einer zweiten Hydrocrack-

zone bei einer Temperatur von 343 bis 443° C dieses Kohlenwasserstoffwachs und ein zweites, zwischen 371 und 593° C siedendes Kohlenwasserstofföl, dessen mittlerer Siedepunkt nicht über dem mittleren Siedepunkt des ersten Öls liegt und der weniger als 5 Gewichtsprozent Asphaltene enthält, bis zu einer mindestens 20%igen Umwandlung zu unterhalb des Siedebereiches der Beschickung siedenden Stoffen hydrocrackt und schließlich aus zumindest dem Austrag dieser zweiten Zone wenigstens ein leichtes Neutralöl mit einem Viskositätsindex von über UO gewinnt. Schwerere Beschickungen erfordern häufig eine Umwandlung von 50 °/n oder mehr.

Die beiden Hydrocrackzonen stellen wesentliche Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens dar Es sind herkömmliche Hydrocrackzonen mit den Katalysator enthaltenden Behältern, in denen die Schmieröl-Rohstoffe in Gegenwart von Wasserstoff und einem Katalysator in die gewünschten Produkte übergeführt werden. Für das vorliegende Verfahren eignen sich als Hydrocrack-Katalysatoren jene festen Kontaktstoffe, die die Spaltung von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen zu beschleunigen und die Hydrierung derart gewonnener, gecrackter Kohlenwasserstoff-Fragmente zu fördern vermögen. Für 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 200 Stunden bis zu einem Zeitraum von mehreren 1000 Stunden, ein hohes Leistungsvermögen aufrechtzuerhalten imstande ist. Diese Voraussetzungen erfüllen viele bekannte Katalysatoren, die gewöhnlich aus einem widerstandsfähigen Oxid 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 Hydrocrackung von ölen mit einem Gehalt an Stickstoffverbindungen zu entwikkeln.

Besonders geeignete widerstandsfähige Oxide sind die porösen, eine große Oberfläche aufweisende Oxid-Mischgele oder -Mischniederschläge aus Kieselerde mit Tonerde oder Magnesia, in denen die Kieselerde und die Tonerde oder Magnesia jeweils in einer Menge von mindestens 10% zugegegen sind. Es können auch andere Mischgele mit großer Oberfläche mit Stoffen, wie Zirkonerde, Titandioxid oder Bortrioxid verwendet werden. Die Einzelbestandteile Tonerde, Kieselerde oder Magnesia haben jeder für sich anscheinend nicht die nötige Crackwirksamkeit, um zu den bevorzugten widerstandsfähigen Oxiden gerechnet werden zu können. Als bevorzugte Komponenten der Gruppe VIII gelten die Oxide und Sulfide der Eisengruppe und Edelmetalle, Kobalt, Nikkei, Platin und Palladium sowie insbesondere Nickel. Bevorzugte Komponenten der Gruppe VI sind die Molybdän- und Wolframoxide und -sulfide. Beispiele für Hydriercrack-Katalysatoren, die erfindungsgemäß bevorzugt werden, sind somit die Kombinationen Nickel-Wolfram-Kicselerde-Magnesia, Nickel-Wolfram-Kieselerdc-Tonerde, Nickel-Molybdän-Kicselerde-Tonerdc und Nickcl-Molybdän-Kicselerdc-Magncsia. Derartige Katalysatoren können hinsichtlich ihrer hydrierenden und crackenden Leistungsvermögen sowie ihrer Fähigkeit, während langer Gebrauchszeiten 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 auswählen.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um die Öle, den Wasserstoff und den Katalysator unter den für die katalytische Hydrocrackung geltenden Temperatur- und Druckbedingungen zusammenzubringen. So kann der Katalysator in feinzerteilter Form in Jem öl suspendiert werden, oder man läßt ihn als verhältnismäßig große Teilchen durch das Öl sinken, öl und Wasserstoff können in auf- oder absteigender Richtung gleichlaufend oder im Gegenstrom durch eine oder mehrere parallele oder hintereinandergeschaltete Reaktionskammern geleitet werden. Die wahrscheinlich beste technische Methode für eine kontinuierliche Verfahrensweise besteht jedoch darin, daß Öl und Wasserstoff unter Druck vorerhitzt und anschließend abwärts durch eine oder mehrere feste Schichten aus Katalysatorteilchen in einem Hochdruckreaktor geführt werden. Der Wasserstoff wird im wesentlichen 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 Wasserstoff-Partialdruck zu jeder Zeit den Hauptanteil des Gesamtdruckes ausmacht. Der Wasserstoffverbrauch beträgt in jeder Zone mehr als 89 m³ je m³ frische Beschikkung, vorzugsweise jedoch liegt er bei 214 bis 534 m³ (jeweils 15,5°C/760mm Hg) je m" frische Beschikkung. Gegebenenfalls kann überschüssiger Wasserstoff aus der ersten Zone in die zweite Zone geleilet werden. Die Kohlenwasserstofföl-Beschickung für die erste Zone, genannt die »erste Beschickung«, besteht aus einem wachsbildenden Kohlenwasserstofföl mit einem Siedebereich zwischen 427 und 649° C. Es kann sich hierbei um ein schweres, direkt abdestilliertes Gasöl, um ein entasphaltiertes Öl oder ähnliches Material 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 Hydrocrack-Katalysatoren in Wachsmoleküle umgewandelt werden. Vorzugsweise hat die erste Beschickung einen Siedepunkt bei 482° C oder höher.

Die Kohlenwasserstofföl-Beschickung für die zweite Reakt'onszone, genannt die »zweite Beschikkung«, besteht aus einem Kohlenwasserstofföl mit einem Siedebereich zwischen 371 und 593° C 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 ais die erste, denn die zweite Beschickung sollte in erster Linie ein Ausgangsmaterial der leichteren öle sein, während die erste Beschickung hauptsächlich Ausgangsmaterial der schwereren Öle sein sollte. Die zweite Beschickung kann auch aus einem direkt abdeslillicrten Gasöl oder einem beliebigen anderen Kohlenwasserstofföl mit passendem Siedebereich bestehen. Die

zweite Beschickung sollte vorzugsweise erheblich geringere wachsbildende Eigenschaften aufweisen als die erste Beschickung. Da die Crackung von Asphaltenen zu Koks vergiftende Wirkungen auf die Katalysatoren ausübt, darf der Asphaltengehalt der Ausgangsöle jeweils nur weniger als 5 Gewichtsprozent betragen. Um die Katalysatorvergiftung auf ein Mindestmaß herabzusetzen, liegt der Asphaltengehalt vorzugsweise unter 1 Gewichtsprozent.

Als Reaktionsbedingungen für die erste Zone gelten Temperaturen zwischen 371 und 454⁰C, Wassersloffdrucke zwischen 70 und 352 atü und Durchsatzgeschwindigkeiten 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 gecrackt wird und sich Wachse bilden. Der Austrag dieser Zone enthält unter anderem ein Kohlenwasserstoffwachs mit einem Siedebereich zwischen 399 und 593° C. Dieses Wachs wird ao von dem Austrag der ersten Zone abgetrennt und in die zweite Zone eingeleitet, um hier gleichzeitig mit der zweiten Beschickung einer weiteren Hydrocrakkung unterzogen zu werden.

Ein unerwarteter Vorteil des vorliegenden Verfah- «5 rens liegt darin, daß es auf Grund der Anwesenheit des Wachses aus der Hydrocrackung der ersten Beschickung möglich wird, in der zweiten Zone bei einer gegebenen Durchsatzgeschwindigkeit der Flüssigkeit/Stunde unter weniger harten Bedingungen zu arbeiten als dies andernfalls für die Hydrocrackung der zweiten Beschickung als solche bei gleicher Durchsatzgeschwindigkeit der Flüssigkeit/Stunde zu erwarten gewesen wäre. Als Reaktionsbedingungen für die zweite Zone gelten demgemäß Temperaturen zwischen 343 und 443° C, Wasserstoffdrucks zwischen 70 und 352 atü und Durchsatzgeschwindigkeiten zwischen 0,1 und 10,0 Vol./Vol./Std.

Die verschiedenen Reaktionsprodukte werden von den beiden Austrägern der Hydrocrackzonen abgetrennt. Im allgemeinen fällt eine Reihe verschiedener Kohlenwasserstoffe an, wie leichte Kohlenwasserstoffgase einige Stoffe mit Siedepunkt im Naphtha-Bereich und natürlich Schmieröle, darunter mindestens ein leichtes Neutralöl mit einem Viskositätsindex von wenigstens 110.

Der Austrag der ersten Zone enthält darüber hinaus Wachs. Erfindungsgemäß wird jedoch zumindest ein Teil des Wachses nicht als Produkt gewonnen, sondern in die zweite Hydrocrackzone eingeleitet, um zusammen mit der zweiten Beschickung umgewandelt zu werden. Wenngleich vorzugsweise das gesamte Wachs aus dem Austrag der ersten Zone umgewandelt wird, so kann es doch in machen Fällen angebracht sein, einen Teil des Wachses aus dem Austrag als solches zu gewinnen. Das Wachs kann auf jede zweckmäßige Weise in die zweite Hydrocrackzone 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 Katalysatorschichten, 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 Produkte erforderlich ist, herabgesetzt.

Die verschiedenen Schmieröle werden nach ihrer »Neutralöleinstufung« getrennt. Die Neutralöleinstufung ist nichts anderes als die Viskosität eines gegebenen Öls in Saybolt See. bei 37,8° C (vgl. ABC des Erdöls, der Shell Bücherei, Band 7, Erdöllexikon, Verlagsanstalt Hüthig und Dreyer GmbH Mainz und Heidelberg, 2. Auflage 1957, S. 97). Somit wird ein öl mit einer Viskosität von 130 S.U.S. {Saybolt See.) bei 37,8⁰C als Neutralöl 130 bezeichnet. Erfindungsgemäß 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 Wachs wird abgetrennt und in die zweite Zone geleitet. Das entparaffinierte Material wird dann in die verschiedenen Produkte getrennt, worunter sich die neutralen Schmieröle befinden. In manchen Fällen jedoch, insbesondere dann, wenn ein öl mit einem sehr hohen Viskositätsindex mit einer Neutralöleinstufung von etwa 200 bis 500 gewünscht wird, kann das erfindungsgemäße Verfahren in sogenannter »gesperrter Betriebsweise« durchgeführt werden. In diesem Falle werden die beiden Austräge getrennt entparaffiniert und fraktioniert. Das Wachs aus dem Austrag der ersten Zone wird mit etwa im Austrag der zweiten Zone auftretendem Wachs vereinigt und in die 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 Hydrocrackung hergestellte öle 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 Unbeständigkeit läßt sich durch herkömmliche Stabilisierungsverfahren ausschalten; die üblichste Methode ist die Lösungsmittelextraktioii 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 verschie dener Produkte, darunter eines Gatsches mit einen spezifischen Gewicht von 0,8433 und einem Siedebe reich von 427 bis 566° C, hydrogecrackt. Diese Gatsch wurde zusammen mit einem asphaltenfreier bei 399° C und darüber siedenden Gasöl hydroge crackt. Das Verhältnis von öl zu Wachs in der B« Schickung betrug 9:1. Die Hydrocrackung erfoigi bei einer Temperatur von 41O⁰C, einem Wassei stoffdruck von 162 atü, einer Durchsatzgeschwindi| keit der Flüssigkeit von 1,0 Vol./Vol./Std. und ein© Wasserstoffdurchsatz von 1389,26 mVm⁸ Beschil

509643/Z

kung über einem Katalysator aus Nickel-Wolfram aus Kieselerde-Tonerde. Als Schmieröl-Ausbeute erhielt man 41 %> Neutralöl 147 mit einem Viskositätsindex von 119. Die Hydrocrackung des gleichen Gasöls als solches unter Gewinnung der gleichen Ausbeute an leichtem Neutralöl würde nur einen Viskositätsindex von 99 ergeben.

Beispiel 2

Ein Gasöl mit einem Siedebereich von 399 bis 549° C wurde zusammen mit einem hydrogecrackten Gatsch, der dem des Beispiels 1 gleichartig war, und einer kleinen Menge zurückgeführten Gatsches hydrogecrackt. Das Mengenverhältnis auf Gewichtsbasis dieser drei Bestandteile betrug 90 : 7 : 3. Die Hydrocrackung erfolgte über der gleichen Katalysatorart wie in Beispiel 1 bei einer Temperatur von 413⁰C, einem Wasserstoffdruck von 162 atü und einer Durchsatzgeschwindigkeit der Flüssigkeit von l,0Vol./Vol./Stunde. Man erhielt eine Ausbeute von 36% an Neutralöl 124 mit einem Viskositätsindex von 120. Unter den gleichen Bedingungen würde die Hydrocrackung des Gasöls als solches eine gleichwertige Ausbeute an leichtem Neutralöl mit einem Viskositätsindex von nur 104 ergeben.

Beispiel 3

Die gle'che Öl/Gatsch-Beschickung wie in Beispiel 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 hydrogecrackt. Man erhielt eine Ausbeute von 31 °/o an Neutralöl 113 mit einem Viskositätsindex von 123. Ohne die Anwesenheit des Gatsches in der Beschikkung wäre ein Produkt mit einem Viskositälsindex von nur 108 angefallen.

Beispiel 4

In der ersten Reaktionszone wurde ein schweres Gasöl zu verschiedenen ölen und Wachs hydrogecrackt. Aus dem Austrag des ersten Reaktors wurden ein hydrogecracktes öl mit einem Siedebereich von 399 bis 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 beschriebenen Art hydrogecrackt wurden. Die Hydrocrackung erfolgte über einem Katalysator der zuvor beschriebenen Art bei einer Temperatur von 405° C₁ einem Druck von 162 atü und einer Durchsatzgeschwindigkeit der Flüssigkeit von 1,3 Vol./ Vol./Stunde. Man erhielt eine Ausbeute von 53 °/o an Neutralöl 184 mit einem Viskositätsindex von 109. Unter den gleichen Bedingungen ergäbe die Hydrocrackung der Gasölbeschickung und des Gatsches allein ein ähnliches öl mit einem Viskositätsindex von 103, und die Hydrocrackung dieses Gasöls allein erbrächte ein öl mit einem Viskositätsindex von lediglich 87.

^ao Beispiel 5

Die gleiche Beschickung wie in Beispiel 4 wurde unter äquivalenten Bedingungen hydrogecrackt, nur wurde diesmal die Temperatur auf 417⁰C erhöht.

a5 Unter diesen Bedingungen fiel eine Ausbeute von 38°/o Neutralöl 131 mit einem Viskositätsindex von 120 an. Die Hydrocrackung der Gasöl- und Gatsch-Beschickung allein ergäbe ein gleichartiges öl mit einem Viskositätsindex von 119, während die Hydrocrackung eines Gasöls allein unter diesen Bedingungen ein Öl mit einem Viskositätsindex von lediglich 102 erbrächte.

Wie aus diesen Daten zu ersehen ist, wird durch Einführung von hydrogecracktem Gatsch aus einem Reaktor, in dem ein Schweröl hydrogecrackt wird, ic einen Reaktor, in dem die Hydrokrackung eines leichteren Öls vonstatten geht, der Viskositätsindex des erhaltenen Öls wesentlich heraufgesetzt. AuJ diese Weise erreicht man eine Ausschaltung an uner-

wünschtem Gatsch bei gleichzeitiger erheblichei Werterhöhung des anfallenden Schmierölproduktes.

Claims (1)

kennzeichnet, daß man in jeder Hydrocrackzone Patentansprüche: bei einer Temperatur von 399 bis 438° C, einem Druck von 84 bis 211 atü, einer Durchsatzge-

1. Verfahren zur Herstellung von Schmierölen schwmdigkeit der Flüssigkeit von 0 3 bis

mit hohem Viskositätsindex durch Hydrocracken 5 5,0 Vol./Vol. Stunde «"d emem Wasserstoffver-

und gleichzeitige Umwandlung von Wachs in brauch von über 89,0 mW Beschickung arbei-

wünschenswerte Produkte, dadurch ge- ^tet- uojji.

k e η η ζ e i c h η e t, daß man ⁹· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge-

kennzeichnet, daß man die Austrage aus den Hy-

a) in einer ersten Hydrocrackzone bei einer _io drocrackzonen vereinigt und das Wachs aus den Temperatur von 371 bis 454° C mindestens vereintsten Austragen abtrennt.

20% eines ersten wachsbildenden Kohlen- }q Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gc-

wasserstofföls mit einem Siedebereich von kennzeichnet, daß man die Austräge aus den Hy-

427 bis 649° C und einem Asphaltengehalt drocrackzonen vereinigt und vor Abtrennung des

von weniger als 5 Gewichtsprozent zu sol- Neutralöls gegen ultraviolettes Licht stabilisiert.

chen Wachsen und Stoffen hydrocrackt, de- J₁ Verfahren nach Anspruch 10, dadurch ge-

ren Siedetemperatur unterhalb des anfängli- kennzeichnet, daß man die vereinigten Austräte

chen Siedepunktes des ersten Öls liegt, _{vor der} Stabilisierung entparaffiniert.

b) aus dem Austrag dieser ersten Zone ein
Kohlenwasserstoffwachs mit einem Siedebe- ₂₀
reich von 399 bis 593° C abtrennt,