EA001619B1 - Способ получения базового компонента смазочного масла - Google Patents
Способ получения базового компонента смазочного масла Download PDFInfo
- Publication number
- EA001619B1 EA001619B1 EA199900108A EA199900108A EA001619B1 EA 001619 B1 EA001619 B1 EA 001619B1 EA 199900108 A EA199900108 A EA 199900108A EA 199900108 A EA199900108 A EA 199900108A EA 001619 B1 EA001619 B1 EA 001619B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- catalyst
- noble metal
- process according
- group
- lubricating oil
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
- C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
- C10G65/12—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including cracking steps and other hydrotreatment steps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
- C10G45/58—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins
- C10G45/60—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins characterised by the catalyst used
- C10G45/64—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins characterised by the catalyst used containing crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Lubricants (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Способ получения базового компонента легких и тяжелых смазочных масел путем обработки исходного сырья в реакционной зоне, содержащей два катализатора, первый из которых представляет собой катализатор изомеризационной депарафинизации, а второй - катализатор, выбранный из группы, включающей аморфные катализаторы с благородным металлом, катализаторы гидрокрекинга с благородным металлом или их сочетаний; при этом обработку исходного сырья осуществляют последовательно, начиная на втором и затем на первом катализаторе.
Description
Область техники
Это изобретение относится к каталитическому гидропревращению сырой нефти. Конкретно, это изобретение относится к слоистой каталитической системе в производстве базового компонента смазочного масла.
Предпосылки изобретения
Несинтетические смазочные масла представляют собой главную часть нефтяного базового масла и набор добавок. Базовые масла получают из сырой нефти, используя множество таких процессов, как перегонка, гидрокрекинг, гидроочистка, каталитическая депарафинизация и тому подобное. Базовое масло, предварительно, полученное в этих процессах, требует дополнительной обработки для получения конечного продукта - базового масла. При создании базового масла желательно получить максимально возможный выход, при сохранении индекса вязкости масла. Сохранение высокого выхода при переработке парафинистой сырой нефти является особенно трудной проблемой. Подходом к решению этой проблемы является депарафинизация с помощью растворителя парафинсодержащей фракции нефти. Однако при этом обычно снижается выход масла с заданным индексом вязкости. Такой результат выхода был получен при каталитической депарафинизации после экстракции растворителем для создания базового компонента смазочного масла из парафинистого базового масла. Однако стадия депарафинизации, на которой удаляют последние следы парафина, влияющего на температуру потери текучести и на точку помутнения, является причиной снижения выхода. Таким образом, было бы очень желательно иметь процесс, в котором получают оптимальный выход при данном индексе вязкости.
В производстве смазочного масла каталитическую депарафинизацию или гидроочистку, или гидрокрекинг, осуществляют в реакторе с дискретными зонами или в дискретных реакторах. Такой способ производства является дорогостоящим, приводит к дополнительным осложнениям всего процесса или к сложному внутреннему устройству данного реактора. Таким образом, было бы очень желательно иметь каталитическую слоистую систему, в которой слой одного типа или вида катализатора расположен сверху последующего катализатора. Такое расположение катализаторов обеспечивает более быстрое последовательное осуществление обработки, а также более компактные конструкции, упрощение способа и внутреннего устройства реактора.
Краткое содержание изобретения
Настоящее изобретение относится к способу получения базового компонента смазочных масел, включающему депарафинизацию парафинсодержащего масла, подвергнутого гидрокрекингу, используя катализатор депарафинизации путем гидроизомеризации.
Кроме того, настоящее изобретение относится к способу депарафинизации и к слоистой каталитической системе, используемой при депарафинизации, для получения базового компонента смазочных масел. Слоистая каталитическая система включает катализатор, обладающий активностью в реакциях гидроочистки, включающих насыщение ароматических соединений и повышение индекса вязкости, при минимальном снижении молекулярного веса, и катализатор изомеризационной депарафинизации, обладающий каталитическими свойствами для понижения температуры потери текучести путем гидроизомеризации парафинов.
В частности, изобретение обеспечивает слоистую каталитическую систему, в которой в первом слое катализатора предварительно обрабатывают базовый компонент смазочного масла, в то время, как во втором слое завершается удаление парафина из парафинистого сырья для того, чтобы поддерживать высокий выход продукта без снижения индекса вязкости, и в которой можно использовать катализаторы с более высокой активностью либо для ускорения процесса либо для обеспечения работы реактора при более низких температурах с целью сохранения энергии. Таким образом, в способе переработки углеводородов смазочного масла, включающем последовательные стадии гидроочистки для удаления гетероатомов и, по крайней мере, части ароматических соединений, с последующей гидроочисткой/гидрокрекингом для насыщения ароматических соединений, изомеризации и улучшения индекса вязкости с последующей гидроизомеризацией для удаления парафина и, наконец, завершающую гидроочистку для достижения стабильности смазочного масла, предложено усовершенствование на второй стадии гидрокрекинга, которое включает: обработку исходного сырья в, по меньшей мере, одной реакционной зоне, содержащей два катализатора, первый из которых представляет собой катализатор изомеризационной депарафинизации, а второй - катализатор, выбранный из группы, состоящей из аморфных катализаторов с благородным металлом, катализаторов гидрокрекинга с благородным металлом или их сочетаний, при этом обработку исходного сырья осуществляют последовательно сначала на втором, затем на первом катализаторе.
В предпочтительном способе масло, содержащее парафин, приводят в контакт с водородом над катализатором гидроочистки, содержащим гидрирующий компонент - благородный металл на матрице оксидного носителя. Поток, выходящий из слоя катализатора гидроочистки, затем контактирует с катализатором изомеризационной депарафинизации.
Катализатор изомеризационной депарафинизации первого слоя включает молекулярные сита со средним размером пор, специально разработанные для достижения высоких выходов депарафинизированного масла, по сравнению с другими типами катализаторов депарафинизации и имеющие поры размером диаметром 7,1 А, наиболее предпочтительно 6,5 А или менее, имеющие, по крайней мере, один диаметр пор, равный 4,8 А или более и имеющие размер кристаллитов не более, чем приблизительно 0,5 мкм. Катализатор отличается тем, что он обладает достаточной кислотностью для того, чтобы превратить, по крайней мере, 50% гексадекана при 370°С и проявляет соотношение изомеризационной селективности 40 или более, которое определяют в изобретении при конверсии гексадекана 96%. Кроме того, катализатор содержит, по крайней мере, один металл Группы VIII.
Второй катализатор, выбранный из группы, состоящей из аморфных катализаторов с благородным металлом, катализаторов гидрокрекинга с благородным металлом или их сочетаний, включает благородный металл, выбранный из металлов платиновой группы, включающей платину, палладий, родий, рутений, иридий и рений. Предпочтительные металлы платиновой группы - это платина, палладий или их сочетания.
В соответствии с этим, в предпочтительном осуществлении, настоящий способ включает контактирование парафинистого сырья, которое содержит менее, чем приблизительно 100 миллионных долей (м.д.) серы и менее, чем приблизительно 50 м.д. азота, с катализатором гидроочистки в присутствии водорода в условиях насыщения ароматических соединений для того, чтобы получить гидроочищенное масло и газообразный поток; и контактирование гидроочищенного масла и газообразного потока с катализатором изомеризационной депарафинизации в условиях изомеризации для того, чтобы получить депарафинированное масло, имеющее пониженную температуру потери текучести по сравнению с температурой потери текучести парафинистого сырья, и в котором условия гидроочистки предварительно выбирают таким образом, чтобы поддерживать конверсию жидкости в реакционной зоне гидроочистки приблизительно менее 25% по объему.
В отдельном осуществлении, настоящее изобретение относится к интегрированной каталитической системе, используемой для получения базового компонента смазочного масла. Интегрированный способ получения разнообразных базовых компонентов смазочного масла из нефтяного сырья включает:
(a) разделение нефтяного сырья, по крайней мере, на один поток легкого дистиллята и, по крайней мере, один поток тяжелого дистиллята;
(b) получение, по крайней мере, одного базового компонента легкого смазочного масла в процессе, включающем:
ί) контактирование, по крайней мере, одного потока легкого дистиллята с водородом в первой реакционной зоне гидрокрекинга в условиях реакции гидрокрекинга, достаточных для удаления, по крайней мере, части серы и по крайней мере, части азота из потока легкого дистиллята, для того, чтобы получить, по крайней мере, одну фракцию парафинистого легкого масла, имеющую повышенный индекс вязкости относительно индекса вязкости потока легкого дистиллята;
(й) контактирование, по крайней мере, одной фракции парафинистого легкого масла с водородом в первой реакционной зоне депарафинизации, содержащей слоистую каталитическую систему, включающую первый катализатор, на котором расположен слой второго катализатора, причем первый катализатор включает катализатор изомеризационной депарафинизаци, и второй катализатор, выбранный из группы, состоящей из аморфных катализаторов с благородным металлом, катализаторов гидрокрекинга с благородным металлом или их сочетаний; и
ш) контактирование, по крайней мере, части первого потока из реакционной зоны депарафинизации в реакционной зоне гидрирования в условиях, достаточных для получения базового компонента легкого смазочного масла; и
с) получение, по крайней мере, одного базового компонента тяжелого смазочного масла в процессе, включающем:
ί) контактирование, по крайней мере, одного потока тяжелого дистиллята с водородом во второй реакционной зоне гидрокрекинга, в условиях, достаточных для удаления, по крайней мере, части серы и, по крайней мере, части азота из потока тяжелого дистиллята, для того, чтобы получить, по крайней мере, одну фракцию парафинистого тяжелого масла, имеющую повышенный индекс вязкости относительно индекса вязкости потока тяжелого дистиллята;
й) контактирование, по крайней мере, одной фракции парафинистого тяжелого масла с водородом во второй реакционной зоне депарафинизации, содержащей слоистую каталитическую систему, включающую третий катализатор, на котором расположен слой четвертого катализатора, причем третий катализатор включает катализатор изомеризационной депарафинизации, и четвертый катализатор, выбранный из группы, состоящей из аморфных катализаторов с благородным металлом, катализаторов гидрокрекинга с благородным металлом или их сочетаний; и
ш) контактирование, по крайней мере, части второго потока из реакционной зоны депарафинизации в реакционной зоне гидрирования в условиях, достаточных для получения базового компонента тяжелого смазочного масла, в котором способ получения, по крайней мере, одного базового компонента легкого смазочного масла и способ получения, по крайней мере, одного базового компонента тяжелого смазочного мас ла проводят одновременно в параллельных блоках реакторов.
Преимущество настоящей системы над обычными каталитическими системами заключается в эффективности, с которой предложенный способ может быть использован для получения таких высококачественных базовых масел, пригодных для производства смазочных масел, и особенно при использовании сырья, которое обычно не признают подходящим для получения таких базовых масел.
Среди прочих факторов настоящее изобретение основано на открытии, заключающемся в том, что действие катализатора изомеризационной депарафинизации, который специально разработан для достижения высоких выходов депарафинированного масла, усиливается, если часть катализатора изомеризационной депарафинизации заменяют в реакционной зоне депарафинизации катализатором гидроочистки, включающим гидрирующий компонент - благородный металл. Было обнаружено, что каталитическое действие особенно усиливается при использовании катализатора гидроочистки, содержащего сплав платины и палладия в качестве гидрирующего компонента. Более точно неожиданно было обнаружено, что добавление слоя катализатора гидроочистки в реакционную зону депарафинизации для насыщения ароматических соединений, улучшает гибкость эксплуатации каталитического реактора депарафинизации, снижает влияние неконтролируемых экзотермических реакций, и улучшает свойства депарафинированного масла. Еще более неожиданным оказался тот факт, что включение слоя катализатора гидроочистки в реакционную зону депарафинизации позволяет смягчить условия проведения стадии гидрокрекинга, предшествующей депарафинизации, не оказывая отрицательного влияния на свойства базового компонента высококачественных смазочных масел, полученного этим способом. Полагают, что улучшенные характеристики, по крайней мере, частично обусловлены катализатором гидроочистки, который эффективно удаляет серу и азот, раскрывает ароматические и циклические структуры, и, иначе говоря, повышает индекс вязкости парафинистого масла до удаления парафинов, при небольших потерях или без потерь выхода смазочного масла.
Кроме того, это изобретение происходит из неожиданного открытия того, что при производстве базового смазочного масла в реакционной зоне может присутствовать множество различных катализаторов в пределах слоя катализатора для оптимизации конечного и данного потока продукта - базового масла. Комбинированная система аморфного катализатора с благородным металлом обеспечивает основное преимущество повышенной каталитической активности, которая приводит к увеличению срока службы катализатора, в то время, как в расположенной ниже зоне происходит каталитическая депарафинизация парафинистой части сырья с тем, чтобы обеспечить как повышение индекса вязкости, так и максимальный выход общего потока продукта.
На чертежах:
на фиг. 1 представлена блок-схема предпочтительного интегрированного способа настоящего изобретения;
на фиг. 2 показано увеличение выхода при использовании предложенной слоистой каталитической системы депарафинизации;
на фиг. 3 показано увеличение индекса вязкости при применении предложенной слоистой каталитической системы депарафинизации;
на фиг. 4 показано влияние слоистой каталитической системы депарафинизации на наблюдаемую каталитическую активность.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится к слоистому катализатору депарафинизации парафинистого сырья при получении базового компонента смазочного масла. Слоистая система обеспечивает более высокий выход депарафинированного масла с высоким индексом вязкости по сравнению с традиционными процессами депарафинизации, в которых применяется один катализатор удаления парафина. Второй каталитический слой, включающий гидрирующий компонент - благородный металл, обеспечивает гидроочистку путем насыщения ароматических соединений и гидроизомеризации парафинов. По крайней мере, часть потока из второго каталитического слоя контактирует с водородом в первом каталитическом слое, содержащем катализатор изомеризационной депарафинизации, что приводит к снижению температуры потери текучести парафинистого масла за счет гидроизомеризации, крекинга и других превращений парафиновых компонентов масла в низкозастывающие компоненты.
Сырье, которое можно обработать в соответствии с настоящим изобретением, включает масла, которые, как правило, имеют относительно высокие температуры потери текучести, которые желательно понизить до относительно низких температур потери текучести. Такое нефтяное сырье, подходящее для использования здесь, может быть выбрано, например, из неочищенного масла (нефти), дистиллятов нефти, имеющих температуру кипения в стандартных условиях выше приблизительно 100°С, газойлей и вакуумных газойлей, остаточных фракций процесса перегонки под атмосферным давлением, нефтяных остатков после деасфальтизации растворителем, сланцевых масел, рециркулирующего продукта крекинга, нефтяного парафина и парафинового гача, парафинистого нефтяного сырья, парафина ΝΑΟ и парафинов, полученных в нефтехимических процессах. Нормальные парафины с прямой цепью, или сами по себе, или в сочетании с парафинами с незна чительно разветвленной цепью, имеющие 16 или более углеродных атомов, иногда называют восками. Предпочтительные нефтяные дистилляты выкипают в диапазоне температур кипения в стандартных условиях от 200°С до 700°С, более предпочтительно в диапазоне от 260°С до 650°С. Подходящее сырье включает сырье на основе тяжелых дистиллятов, которые обычно определяют как тяжелые прямогонные газойли и рециркулирующие продукты глубокого крекинга, а также обычное сырье каталитического крекинга в кипящем слое и его фракции. Крекированное сырье может быть получено путем термического или каталитического крекинга различного сырья. Сырье можно подвергнуть гидроочистке и/или гидрокрекингу перед тем, как его используют в способе изобретения. Альтернативно, или в дополнение, сырье может быть обработано в процессе экстракции растворителем для удаления ароматических соединений и соединений, содержащих серу и азот до процесса депарафинизации.
Типичное сырье, которое предпочтительно обрабатывают в соответствии с настоящим изобретением, как правило, будет иметь начальную температуру потери текучести приблизительно выше 0°С, чаще выше 20°С. Образующиеся продукты после завершения процесса как правило имеют температуру потери текучести существенно ниже -0°С, более предпочтительно ниже -10°С.
Используемый здесь термин «парафинистое нефтяное сырье» включает парафины из нефти. Сырье, применяемое в способе изобретения, может быть парафинистым сырьем, которое содержит более, чем приблизительно 50% парафинов и даже более, чем 90% парафинов. Сырье с высоким содержанием парафинов, имеющее высокую температуру потери текучести обычно приблизительно выше 0°С, чаще приблизительно выше 10°С, также подходит для применения в способе изобретения. Такое сырье может содержать приблизительно более 70% углерода в составе парафинов и даже приблизительно более 90% углерода в составе парафинов.
Примеры дополнительного подходящего сырья для применения в процессе изобретения включают сырье на основе парафинистых дистиллятов, таких как газойли, сырье для смазочных масел, синтетические масла и парафины, такие, как парафины, получаемые в синтезе Фишера-Тропша, полиальфаолефины с высокой температурой потери текучести, парафиновые отеки, синтетические парафины, такие, как обычные альфа-олефиновые воски, парафиновый гач, парафины, из которых удалено масло, и микрокристаллические парафины. Парафиновые отеки получают путем выделения масла из парафинов. Выделенное масло называют парафиновыми отеками.
Парафиновый гач может быть получен либо из смазочного масла, подвергнутого гидрокрекингу, либо из смазочного масла, очищенного растворителем. Гидрокрекинг предпочтителен, так как при этом также можно существенно снизить содержание азота в масле. Для снижения содержания азота в парафиновом гаче, полученном из масел, подвергнутых очистке растворителем, можно применить стадию удаления масла. Можно осуществить необязательную гидроочистку парафинового гача для снижения в нем содержания азота. Парафиновый гач обладает очень высоким индексом вязкости, обычно в диапазоне от 140 до 200, в зависимости от содержания масла и исходного материала, из которого получают парафин. Следовательно, парафиновый гач в высшей степени подходит для получения смазочных масел, обладающих очень высоким индексом вязкости, то есть, приблизительно от 120 до 180.
Слоистый катализатор включает первый катализатор в реакторе, на котором расположен слой второго катализатора, причем указанный первый катализатор включает катализатор изомеризационной депарафинизации; и второй слой катализатора, расположенный сверху первого слоя катализатора в этом реакторе, причем указанный второй катализатор выбирают из группы, состоящей из аморфных катализаторов с благородным металлом, катализаторов гидрокрекинга с благородным металлом или их сочетаний. Катализатор в реакционной зоне депарафинизации содержит приблизительно от 1 до 70% от объема второго слоя катализатора и приблизительно от 99 до 30% от объема первого слоя катализатора. Предпочтительно объем второго слоя катализатора составляет приблизительно от 5 до 50%, наиболее предпочтительно, приблизительно от 20 до 30%, причем остальное приходится на долю первого слоя катализатора.
Слоистый катализатор, применяемый в предложенном способе депарафинизации, включает катализатор гидроочистки, выбранный из группы, состоящей из аморфных катализаторов с благородным металлом катализаторов гидрокрекинга с благородным металлом или их сочетаний. Пригодные благородные металлы включают платину, палладий, рутений, родий, осмий и иридий. Хотя катализаторы гидроочистки, используемые в настоящем изобретении, могут содержать, по крайней мере, один металл, также возможно использовать сочетание двух или более металлов или их соединений, таких как, например, сочетание двух металлов, платины и палладия. Для осаждения металлических платины и палладия или их соединений на носителе в данной области техники известно много способов, таких как ионный обмен, пропитка, совместное осаждение и т. д.
Катализатор гидроочистки, кроме того, включает материал матрицы, который является стойким к термическому воздействию и другим условиям, примененным в настоящем способе. Материал матрицы включает, по крайней мере, одно связующее вещество, такое как глины природного происхождения и неорганические оксиды, используемые для повышения прочности на раздавливание катализатора. Материал оксидной матрицы, который содержит связующее вещество, выбирают из оксидов, обычно используемых в этой области техники для получения катализаторов, и включающих оксиды кремния, алюминия, магния, циркония, титана. Также могут быть использованы глины. Предпочтительные катализаторы, используемые в настоящем изобретении, содержат материал оксидной матрицы, который, как правило, получают из материалов на основе алюмосиликатов. Распределение оксидов кремния и оксидов алюминия в материале оксидной матрицы, может быть или однородным или неоднородным, но неоднородное распределение является предпочтительным. Предпочтительная форма материала оксидной матрицы, представляет собой гелеобразное связующее вещество из оксида алюминия, в котором диспергирован материал на основе алюмосиликата, такая форма называется в изобретении «гетерогенный носитель». Носитель также может содержать тугоплавкие материалы, отличные от оксида алюминия или оксида кремния, такие, как, например, частицы других неорганических оксидов или глинозема, при условии, что такой материал не оказывает вредного воздействия на активность конечного катализатора в процессе гидроочистки. Другие неорганические оксиды, которые могут присутствовать в носителе, могут включать оксид титана, оксид магния и оксид циркония или их сочетания, но не обязательно ограничены этими соединениями. Как правило, алюмосиликат будет составлять, по крайней мере, 90 вес.% и предпочтительно вплоть до 100 вес.% материала матрицы, исключая оксидное связующее вещество, а материал матрицы будет включать приблизительно от 5 до 70 вес.% связующего вещества, и предпочтительно приблизительно от 20 до 50 вес.% связующего вещества. Связующие материалы могут включать оксиды алюминия, кремния, магния, германия, титана и циркония. Сочетания таких оксидов с другими оксидами также пригодны. Связующее вещество из оксида алюминия - предпочтительно. Аморфные катализаторы с благородным металлом включают гидрирующий компонент - благородный металл, и материал из аморфного (т.е. некристаллического) носителя. Предпочтительный катализатор гидрокрекинга, который пригоден в настоящем изобретении, - это катализатор с благородным металлом, такой как Ρά/8ίΟ2/Α12Ο3 катализатор, который описан, например, в патенте США № 5 393 408, описание которого полностью включено здесь в качестве ссылки для всех целей.
Особенно предпочтительный катализатор гидроочистки включает сплав платины и палладия и оксидную матрицу, в которой атомное соотношение платины к палладию в сплаве составляет приблизительно между 2,5:1 и 1:2,5, предпочтительно приблизительно между 2:1 и 1:1 и наиболее предпочтительное соотношение платины к палладию составляет 1:1,5. Особенно предпочтительный катализатор обладает активностью типичной для палладия, и при этом сохраняет стойкость к отравлению серой, присущую обычно менее реакционноспособному катализатору на основе платины тем самым исключается необходимость повышения температуры процесса, когда увеличивается скорость нежелательных реакций крекинга и образуются продукты с низкой стабильностью. Материал этого сплава является новой разновидностью катализатора, и отличается от смеси металлических платины и палладия на каталитическом кислотном носителе. Предпочтительно, этот катализатор получают в соответствии с рекомендациями патента США № 5 393 408, описание которого полностью включено здесь в качестве ссылки для всех целей. К тому же, полное описание совместно поданной заявки, озаглавленной «Устойчивый к действию серы катализатор гидрогенизационного превращения и гидроочистка серусодержащего сырья для смазочного масла», и имеющей номер аннотации Т5244А, полностью включена здесь в качестве ссылки для всех целей.
Наиболее предпочтительный катализатор гидроочистки имеет общий объем пор приблизительно более 0,45 см3/г, предпочтительно более, чем приблизительно 0,55 см3/г, причем по крайней мере, приблизительно 1%, и предпочтительно, по крайней мере. приблизительно 3% от общего объема пор, составляют макропоры диаметром более, чем приблизительно 1000 ангстрем, и при этом минимальное значение объема макропор предпочтительно превышает 0,07 см3/г. Используемый здесь термин «макропористый» относится к катализатору, обладающему относительно большим объемом пор, то есть, по меньшей мере 1% пор имеет диаметр больше, чем примерно 1000 ангстрем, причем минимальный объем макропор предпочтительно составляет больше, чем 0,07 см3/г.
Распределение размера пор в катализаторах, примененных в настоящем изобретении, определяют, используя ртутную порозимет-рию (вдавливанию ртути), как описано, например, в стандарте испытаний США Α8ΤΜ Ό4284, «Распределение объема пор в катализаторах по методу ртутной порозиметрии». В соответствии с этой методикой проведения измерений, катализатор нагревают при 450°С в вакууме в течение 30 мин для удаления паров воды и других летучих соединений. Взвешенную часть образца (0,3-0,5 г, в зависимости от общего объема пор) помещают в пробирку с откалиброванным объ емом. Эту пробирку заполняют ртутью и помещают в камеру повышенного давления прибора для автоматического измерения объема пор (Оиап1асЬготе-Аи1о-8сап Рогоыте!ег). Давление в камере увеличивают от 0 до 60,000 ф/кв.дюйм (0-413,7 МПа). Оказывается, что по мере того, как повышается давление, объем ртути в пробирке понижается, поскольку ртуть внедряется в поры образца. Объем ртути является явной функцией приложенного давления. Затем фактический объем ртути и приложенное давление связывают с объемом пор (V) и диаметром пор (Ό), соответственно. Результаты представлены в виде графиков зависимости объема пор (в см3) и совокупного объема пор (в см3) от их диаметра (в ангстремах). Анализ данных дает объем макропор в процентах согласно формуле:
объем макропор в процентах = (объем макропор/общий объем пор)х100.
Количество платино-палладиевого сплава, размещенного на носителе, должно быть достаточным для того, чтобы этот сплав действовал как эффективный катализатор в процессе гидрирования базового компонента смазочных масел. Как правило, количество сплава на носителе, использованного для катализа процесса гидрирования в рамках настоящего изобретения, будет находиться в пределах диапазона приблизительно от 0,01 до 5 вес.%, предпочтительно диапазон составляет приблизительно от 0,1 до 1 вес.%. Обычно добавление более чем приблизительно 1 вес.% сплава не приводит к значительному повышению активности катализатора и, следовательно, с экономической точки зрения не выгодно. Однако количества, превышающие 1 вес.%, обычно не оказывают вредного воздействия на работу катализатора.
В данной области исследований известно много способов осаждения металлических платины и палладия или их соединений на носителе таких, как, например, способ ионного обмена, пропитка, совместное осаждение, т.д. Было обнаружено, что осаждение платины и палладия на носителях, использованных в катализаторе настоящего изобретения, является особенно выгодным при использовании способа контактирования с раствором, содержащим активные соединения как платины, так и палладия при контролируемом значении рН. Предпочтительно, если раствор для контактирования будет буферным для поддержания рН в пределах диапазона приблизительно от 9 до 10. Для совместного осаждения платины и палладия на носителе могут быть использованы значения рН за пределами указанного диапазона, но конечное распределение сплава на носителе может быть не таким оптимальным, как распределение, полученное при использовании указанного диапазона рН.
В дополнение к уже описанному гидрирующему компоненту и материалу матрицы, катализатор гидрокрекинга с благородным ме таллом, кроме того может включать активный матричный компонент крекинга, такой как одно или несколько молекулярных сит, включающих нецеолитные молекулярные сита и алюмосиликатные цеолиты, добавляемые в некоторых случаях для повышения реакционной способности и/или срока службы катализатора. Цеолитсодержащие катализаторы гидроочистки настоящего способа, как правило, содержат приблизительно между 0,1 и 20 вес.% цеолита, и предпочтительно приблизительно между 1 и 10 вес.% цеолита. Предпочтительные цеолиты для катализатора гидрообработки включают цеолиты Υ, Х и сверхстабильные Υ. Особенно предпочтительными являются цеолиты, в каркасе которых 8ίΟ2/Α12Ο3 составляет приблизительно больше 10, и предпочтительно больше 20. Использование других активных материалов в сочетании с цеолитом для повышения конверсии или селективности катализатора также входит в рамки настоящего изобретения. Однако хотя расщепляющая активность катализатора гидроочистки может дополнительно повышаться при добавлении в катализатор галогенида, такого как фтор, предпочтителен катализатор, который практически не содержит фтора.
По крайней мере, часть потока из слоя катализатора гидрообработки в реакционной зоне парафинизации приводят в контакт с водородом над слоем катализатора, включающем катализатор изоме-ризационной депарафинизации. Условия, при которых осуществляют процесс гидроочистки/депарафинизации в настоящем изобретении включают температуру, которая попадает в диапазон приблизительно от 288°С до 454°С, предпочтительно приблизительно от 316 до 427°С; давление варьируют приблизительно от 103 до 24132 КПа, предпочтительно приблизительно от 1379 до 20684 КПа, и более предпочтительно приблизительно от 6895 до 20684 КПа. Объемная скорость подачи жидкости (ОСПЖ) во время контактирования составляет, как правило, приблизительно от 0,1 до 20 ч-1, более предпочтительно приблизительно от 0,2 до 10 ч-1. Контактирование осуществляют, предпочтительно, в присутствии водорода. Соотношение водорода к углеводороду предпочтительно попадает в рамки приблизительно от 1,0 до 50 молей Н2 на моль углеводорода, более предпочтительно от приблизительно 10 до приблизительно 30 молей Н2 на моль углеводорода. Использованная здесь ОСПЖ выражена как объем масла, поданного в час на объем катализатора, размерность ч-1. Хотя доведение до минимума конверсии во время гидрообработки желательно при проведении способа гидроочистки настоящего изобретения до депарафинизации, в некоторой степени может происходить конверсия базового компонента смазочного масла, например, вплоть до приблизительно 25%. Указанная здесь конверсия крекинга - это доля (в объемных процентах) нефтяного сырья, которое превращается во время гидроочистки в продукты реакции, имеющие температуру кипения в нормальных условиях меньшую, чем стандартная температура Тс, где Тс = Т5О-2.5(Т5о-Тзо), и где Т50 и Т30 равны температуре выкипания в нормальных условиях 50 и 30% объема нефтяного сырья (в соответствии с моделированной перегонкой 2887, подаваемого в реакционную зону гидроочистки.
Катализатор изомеризационной депарафинизации включает молекулярное сито, имеющее поры диаметром 7,1 А, наиболее предпочтительно 6,5 А или менее, причем, по крайней мере, один диаметр пор превышает или равен 4,8 А, и имеющие размер кристаллитов не более, чем приблизительно 0,5 мкм. Катализатор отличается тем, что он имеет достаточную кислотность, чтобы превратить, по крайней мере, 50% гексадекана при 370°С, и проявляет соотношение селективности изомеризации 40 или более, которое определяют здесь при конверсии гексадекана 96%. Кроме того, катализатор содержит, по крайней мере, один металл Группы VIII. Способ депарафинизации с применением катализатора изомеризационной депарафинизации, описан в патенте США № 5 282 957, полное описание которого включено здесь в качестве ссылки для всех целей.
Молекулярные сита представляют собой множество 10- или 12-членных колец, и имеют максимальный диаметр пор в сечении не более, чем 7,1 А. Особые молекулярные сита, которые пригодны в способе настоящего изобретения, включают цеолиты Ζ8Μ-12, Ζ8Μ-21, Ζ8Μ-22, Ζ8Μ-23, Ζ8Μ-35, Ζ8Μ-38, Ζ8Μ-48, Ζ8Μ-57, оффретит, ферриерит Ь, 88Ζ-31, 88Ζ-32, 88Ζ36, 88Ζ-41 и §υΖ-4 и другие материалы для молекулярных сит, на основе фосфатов алюминия, такие как 8АРО-11, 8АРО-31, 8АРО-41, МАРО11 и МАРО-31. Такие молекулярные сита описаны в следующих публикациях, каждая из которых включена здесь в качестве ссылки: в патентах США № 3 702 886; 3 709 979; 3 832 449; 3 950 496; 3 972 983; 4 076 842; 4 016 245; 4 046 859; 4 234 231; 4 440 871; 5 053 373; 5 106 801; 5 591 421 и в предварительной патентной заявке США порядковый Νο 60/034 252, поданной 31 декабря 1996. Хотя Ζ8Μ-5 не удовлетворяет ограничениям по размеру пор, оговоренным для катализатора изомеризационной депарафинизации, было обнаружено, что Ζ8Μ-5, имеющий размер кристаллитов менее, чем приблизительно 0,5 мкм, пригоден в качестве катализатора гидроизомеризации для настоящего способа депарафинизации.
Молекулярные сита изобретения оптимизированы с тем, чтобы дать возможность первоначально образующимся разветвленным частицам выходить из систем пор катализаторов до начала крекинга. Это делается путем использования молекулярных сит с небольшим размером кристаллитов и/или путем модифицирования количества, места расположения и/или силы кислотных центров в молекулярных ситах. Чем больше число кислотных центров в молекулярных ситах, тем меньше должен быть размер кристаллитов для того, чтобы обеспечить оптимальное удаление парафина путем изомеризации при минимальном крекинге. Такие молекулярные сита, которые имеют немного центров и/или слабые кислотные центры, могут иметь относительно большой размер кристаллитов, в то время, как такие молекулярные сита, которые имеют много центров и/или относительно сильные кислотные центры, должны быть меньше по размеру кристаллитов.
Длина кристаллита в направлении пор является критическим размером. Для измерения длины кристаллита может быть использована дифракция рентгеновских лучей (ΧΒΌ) путем измерения уширения линий. Во многих случаях предпочтительный размер кристаллитов в этом изобретении составляет < 0,5 мкм, более предпочтительно <0,2, еще более предпочтительно <0.1 мкм вдоль направления пор («с-ось»), и для этих предпочтительных кристаллитов в исследованиях дифракции рентгеновских лучей наблюдают уширение линий, соответствующих направлению пор. Для кристаллитов с меньшим размером, особенно для кристаллитов, имеющих размер кристаллитов <0,2 мкм, кислотность становится значительно менее важным параметром, поскольку разветвленные молекулы могут более легко выходить из пор, не подвергаясь крекингу. Это тем более справедливо, когда размер кристаллитов составляет < 0,1 мкм. Для кристаллитов размером более, чем от 1 до 2 мкм, для оценки длины кристаллитов требуется сканирующий электронный микроскоп (8ΕΜ) или трансмиссионный электронный микроскоп (ТЕМ), потому что при дифракции рентгеновских лучей невозможно измерить уширение сигнала. Для того, чтобы квалифицированно использовать методы 8ΕΜ или ТЕМ, катализатор на основе молекулярных сит должен состоять из определенных индивидуальных кристаллитов, а не агломератов маленьких частиц, для того, чтобы точно определить размер. Поэтому, значения длины кристаллитов, измеренные с помощью сканирующего электронного микроскопа и ТЕМ, до некоторой степени менее надежны, чем значения, измеренные с помощью метода дифракции рентгеновских лучей.
Способ, использованный для определения размера кристаллитов с применением дифракции рентгеновских лучей, описан в работе:
К1ид апб А1ехаибег «Проведение исследований методом дифракции рентгеновских лучей», Абеу. 1954, которая включена здесь в качестве ссылки. Таким образом,
Ό = (К-Х)/(в-со80), где
Ό = размер кристаллита, А;
К = константа ~1; λ= длина волны, А; β = уточненная полуширина в радианах; θ = угол дифракции.
Для кристаллитов длиной > приблизительно 0,1 мкм (вдоль направления пор) уменьшение количества кислотных центров (путем обмена НД например, на катион щелочного или щелочноземельного металла) может повысить селективность изомеризации в некоторой степени. Селективность изомеризации кристаллитов меньшего размера слабее зависит от кислотности, поскольку разветвленные молекулы продуктов могут легче выйти из пор не подвергаясь крекингу. Титрование во время процесса изомеризации (путем добавления такого основания, как ХН3) для понижения кислотности в ходе процесса также может повысить в небольшой степени селективность изомеризации.
Наиболее предпочтительные катализаторы изобретения представляют собой разновидность с 10-членными кольцами (10 атомов кислорода в кольце, определяющие устье поры) молекулярных сит, обладающих размерами устья пор < 7,1 А, предпочтительно <6,5 А. Такие катализаторы включают Ζ8Μ-21, Ζ8Μ-22, Ζ8Μ-23, Ζ8Μ-35, Ζ8Μ-38, Ζ8Μ-48, Ζ8Μ-57, 88Ζ-32, ферриерит, 8 АРО-11 и МАРО-11. Другие пригодные молекулярные сита включают 8АРО-31, 8АРО-41, МАРО-31 и 88Ζ-25, точные структуры которых не известны, но их характеристики адсорбции и каталитические свойства такие, что удовлетворяют требованиям по размеру пор катализаторов, пригодных в способе настоящего изобретения. Также пригодными в качестве катализаторов являются 12-членные кольцевые цеолитовые молекулярные сита: такие, как Ь цеолит и Ζ8Μ-12, имеющие поры неправильной формы (некруглые), которые удовлетворяют требованию, в соответствии с которым они имеют размер в сечении не более, чем 7,1 А.
Настоящий катализатор изомеризационной депарафинизации описан, например, в патенте США № 5 282 958, полное раскрытие которого включено здесь в качестве ссылки для всех целей. Настоящее изобретение дает применение катализаторов с выбранной кислотностью, с выбранным диаметром пор и выбранным размером кристаллита (что соответствует выбранной длине пор). Выбор должен быть таким, чтобы быть уверенным в том, что существует достаточная кислотность для катализа изомеризации, и таким, чтобы продукт мог выходить из системы пор достаточно быстро с тем, чтобы крекинг был доведен до минимума. Требования по диаметру пор были изложены выше. Требуемое соотношение между кислотностью и размером кристаллита молекулярных сит для того, чтобы обеспечить высокий выход масла с оптимально высоким индексом вязкости, определяют путем выполнения стандартных испытаний на селективность изомеризации для изомеризации пгексадекана. Условия испытаний включают давление 8273 КПа, поток водорода 160 мл/мин (при давлении 1 атмосфера и 25°С), скорость подачи сырья 1 мл/час и применение 0,5 г катализатора, загруженного в центре реакторной трубки из нержавеющей стали с внутренним диаметром 4,76 мм длиной 0,914 м (катализатор загружают в центр трубки и длина слоя составляет приблизительно от 25,4 мм до 50,8 мм сверху (по ходу потока) катализатора загружают алунд для подогрева сырья. Катализатор, если его рассматривать как катализатор изобретения, при таком испытании должен превращать, по крайней мере, 50% гексадекана при температуре 370°С или ниже и предпочтительно должен превращать 96% или более гексадекана при температуре ниже 355°С. Также, когда применяют катализатор в условиях, которые приводят к конверсии гексадекана 96%, селективность изомеризации, полученную путем повышения температуры, под которой подразумевают селективность получения изомерного гексадекана относительно продуктов крекинга, должна быть 40 или более, более предпочтительно 50 или более. Селективность изомеризации при конверсии п-гексадекана 96%, представляет собой следующее отношение, вес. % разветвленного Сдв в продукте_______________________х 100 вес.% разветвленного С16 в продукте + вес.% Сщ в продукте
Это гарантирует то, что число кислотных центров достаточно для обеспечения необходимой активности изомеризации, но и достаточно мало для того, чтобы крекинг был минимальным. При слишком малом количестве центров активность катализатора является недостаточной. Когда очень много центров в кристаллитах большего размера, крекинг преобладает над изомеризацией.
Увеличение размера кристаллита для данного катализатора (при наличии установленного отношения 81О2/А12О3 увеличивает число кислотных центров в каждой поре, например, связанных с алюминием. На кристаллитах, имеющих размер выше определенного диапазона, преобладает скорее крекинг, чем изомеризация.
Кристаллиты молекулярных сит могут быть подходяще связаны с матрицей или с пористой матрицей. Термины «матрица» и «пористая матрица» включают неорганические композиции, с которыми кристаллиты могут быть объединены, диспергированы или иным образом смешаны до однородного состояния. Предпочтительно, матрица не обладает каталитической активностью в отношении крекинга углеводородов, то есть, практически не содержит кислотных центров. Пористость матрицы либо может быть собственной, либо может быть создана с помощью механических или химических средств. Удовлетворительные носители включают диатомит и неорганические оксиды.
Предпочтительные неорганические оксиды включают оксид алюминия, кремния, глины природного происхождения и глины, подвергнутые обычной обработке, например, бентонит, каолин, сепиолит, атапульгит и галоизит.
Композиции кристаллитов с матрицей неорганического оксида могут быть получены с помощью любого подходящего известного способа, в котором кристаллиты смешивают до однородного состояния с оксидом, в то время, как последний находится в гидратированном состоянии (например, в виде содержащей воду соли, гидрогеля, влажного гелеобразного осадка, или в осушенном состоянии или в виде их сочетания. Удобный способ заключается в том, чтобы приготовить гидрогель из одного или нескольких оксидов или совместный гель, используя водный раствор соли или смеси солей (например, силикатов алюминия и натрия). Гидрокарбонат аммония (или похожее основание) добавляют к раствору в количестве, достаточном для осаждения оксидов в гидратированном состоянии. Затем осадок промывают, чтобы удалить большую часть любых водорастворимых солей, и тщательно смешивают его с кристаллитами. Можно добавить воду или смазывающий агент в количестве, достаточном для облегчения формования смеси (например, путем экструзии).
Предпочтительный катализатор изомеризационной депарафинизации включает молекулярные сита со средним размером пор, выбранные из 88Ζ-32, Ζ8Μ-23, 8АРО-11, 8АРО-31, 8АРО-41 или их смесей. Более конкретно, слой аморфного катализатора гидроочистки, такого как благородный металл на алюмосиликате, размещают поверх катализатора изомеризационной депарафинизации, такого как 88Ζ-32, описанного в патенте США № 5 053 373, и катализатора из патента США № 5 393 408, описание которых полностью включено здесь в качестве ссылок для всех целей.
Альтернативно, в процессах экстракции растворителем, в гидрокрекинге, в процессе гидроочистки изомеризационной депарафинизации может быть использована слоистая система, в которой верхний слой катализатора депарафинизации представляет собой катализатор гидроочистки с благородным металлом, такой как Рб/81О2/А12О3, за которым следует 88Ζ-32. Важным преимуществом этого изобретения является то, что не происходит существенных потерь выхода в слое гидроочистки каталитической системы депарафинизации. Однако, дополнительное повышение индекса вязкости при насыщении ароматических соединений, которое происходит в этом верхнем слое гидроочистки, приводит к резкому повышению выхода сырья для смазочного масла с высоким индексом вязкости и/или к более высокой активности катализатора изомеризационной депарафинизации и к более длительному сроку службы этого катали затора. На самом деле, неожиданный результат этого изобретения заключается в том, что можно смягчить условия проведения процесса экстракции растворителем, получая более высокий выход продукта, сохраняющего повышенное конечное значение индекса вязкости (ИВ).
Это противоречит общепринятым представлениям, согласно которым для повышения ИВ требуются более жесткие условия в процессе экстракции, и таким образом снижается выход. Хотя слоистая система может работать в аппарате каталитической депарафинизации с таким катализатором депарафинизации, как Ζ8Μ-5 с начальным слоем катализатора - благородный металл на алюмосиликате, особенно предпочтительным является применение 88Ζ32. Катализаторы Ζ8Μ-5 рекомендованы в патентах США № 3 702 886 и № 3 700 585, описание которых полностью включено здесь в качестве ссылок для всех целей.
Такая каталитическая слоистая система может быть использована в ряде процессов гидрокрекинга/гидроочистки/изомеризационной депарафинизации и в сочетаниях упомянутых процессов, для расширения диапазона применимости основного катализатора, такого как 88Ζ-32, Ζ8Μ-5 и им подобных.
Условия реакции депарафинизации могут быть такими же или отличными от реакционных условий гидроочистки в реакционной зоне депарафинизации. Во всяком случае условия, при которых осуществляют процесс изомеризации/депарафинизации настоящего изобретения, как правило, включают температуру, которая попадает в диапазон приблизительно от 200°С до 475°С, и давление приблизительно от 103 до 27579 КПа. Более предпочтительно, когда давление составляет приблизительно от 690 до 20684 КПа. Объемная скорость подачи жидкости в час во время контактирования составляет как правило приблизительно от 0,1 до 20 ч-1, более предпочтительно приблизительно от 0,2 до 10 ч-1. Контактирование предпочтительно осуществляют в присутствии водорода. Соотношение водорода к углеводороду предпочтительно попадает в диапазон приблизительно от 1,0 до 50 молей Н2 на моль углеводорода, более предпочтительно приблизительно от 10 до 30 молей Н2 на моль углеводорода.
Продукт процесса депарафинизации является высококачественным маслом, пригодным для базового компонента смазочного масла. Предпочтительным продуктом является масло с низкой температурой потери текучести, имеющее температуру потери текучести менее чем приблизительно 10°С, более предпочтительно менее чем приблизительно 0°С. Наиболее предпочтительный масляный продукт является маслом Группы II или Группы III, в соответствии с Документом 1509 Американского института нефти (АРЦ: Машинное масло, лицензирование и система сертификации, «Приложение Ε-АРI к руководству по взаимозаменяемости базового масла для моторных масел легковых машин и дизельных двигателей». Базовый компонент Группы II содержит 90% или более насыщенных соединений и 0.03% серы или менее и имеет индекс вязкости больше или равный 80 и меньше чем 120. Базовый компонент Группы III содержит 90% или более насыщенных соединений 0.03% серы или менее и имеет индекс вязкости 120 или более. Ниже указаны методы испытаний для оценки свойств по категориям групп, включающих насыщенные соединения -Л8ТМ Ό-2007; индекс вязкости - Л8ТМ Ό-2270; содержание серы -один из методов Л8ТМ Ό-2622, Л8ТМ Ό-4294, Л8ТМ Ό-4927, Л8ТМ Ό-3120. Вязкость окончательного смазочного масла, измеренная при 1 00°С, обычно составляет более чем 2 сантистокса (2· 10-6 м2/с).
В способе настоящего изобретения парафинистый продукт гидрокрекинга приводят в контакт с водородом над слоем катализатора гидроочистки в реакционной зоне депарафинизации. Выходящий из слоя поток или, по крайней мере, его часть приводят в контакт с водородом над слоем катализатора изомеризационной депарафинизации, который также содержится в реакционной зоне депарафинизации. Таким образом:
(a) Весь поток из слоя катализатора гидроочистки включает обычно жидкое гидроочищенное смазочное масло, и водородсодержащий обычно газообразный поток. При практическом осуществлении одного варианта настоящего способа, весь поток из слоя катализатора гидроочистки подают в слой катализатора депарафинизации. Процесс депарафинизации всего потока предполагает либо наличие слоев катализатора гидроочистки и катализатора депарафинизации в одном реакторе, либо последовательные слои в отдельных реакторах без обработки потоков между реакторами.
(b) В другом варианте осуществления гидроочищенное смазочное масло загружают в каталитический депарафинизатор. Депарафинизация всего гидроочищенного масла заключает в себе или упомянутый выше способ (а) или отделение газа, вероятно для его очистки, перед подачей жидкости, очищенного газа и дополнительного свежего (т.е. для пополнения состава) водорода в каталитический слой депарафинизации.
(c) В еще одном варианте осуществления, по крайней мере, часть гидроочищенного смазочного масла подают в каталитический слой депарафинизации. Депарафинизация части гидроочищенного масла заключает в себе или упомянутый выше способ (Ь) или использование реактора гидроочистки в качестве реактора для второй стадии гидрокрекинга, с достаточной конверсией на второй стадии для того, чтобы фракционировать жидкий продукт с удалением продуктов крекинга и очистить газы с удалени ем избытка сероводорода, аммиака и, возможно, легких углеводородных газов. Затем фракцию гидроочищенного продукта, выкипающего в заданном диапазоне температур для смазочных масел, объединяют с очищенным водородом и осуществляют каталитическую депарафинизацию. В настоящем процессе предпочтительна загрузка всего потока из каталитического слоя гидроочистки в слой катализатора депарафинизации.
Обратимся теперь к предпочтительному варианту осуществления, иллюстрированному на фиг. 1; слоистая каталитическая система депарафинизации для получения базового компонента смазочных масел включена в интегрированную систему. Эта система включает отдельные блоки реакторов для одновременной обработки, по крайней мере, двух дистиллятных фракций. Вообще, эти фракции отличаются температурами кипения в нормальных условиях. В интегрированной системе, нефтяное сырье 5 разделяют по температуре кипения в нормальных условиях на множество фракций, две из которых показаны на фиг. 1. Из всего разнообразия дистиллятных фракций, по крайней мере, одну легкую (т.е. кипящую относительно ниже) дистиллятную фракцию 102 и одну тяжелую (т.е. кипящую относительно выше дистиллятную фракцию 202 одновременно подвергают превращению в последовательности реакционных стадий в отдельных блоках реакторов для получения, по крайней мере, одного легкого базового компонента смазочных масел 174 и, по крайней мере, одного тяжелого базового компонента смазочных масел 274. Хотя указана только одна колонка перегонки 10, для получения требуемого разделения можно применить последовательность процессов перегонки, включая одну или более однократную равновесную перегонку(и), перегонку при атмосферном давлении и перегонку при пониженном давлении. Типичные средние температуры кипения для легких дистиллятных потоков находятся в диапазоне от 316 до 482°С, где средней температурой кипения является температура, при которой выкипают 50% объема потока при стандартном давлении. Типичные средние температуры кипения для тяжелых дистиллятных потоков находятся в диапазоне от 371 до 538 °С. Содержание серы в легком и тяжелом дистиллятных потоках может быть таким, как 5 вес.% или более, и содержание азота может быть таким, как 2 вес.% или более.
В описании, которое следует, сначала будет сделано упоминание (ссылка) о блоке реакторов для получения легкого базового компонента смазочных масел 174. Легкий дистиллятный поток 102 приводят в контакт с водородом в реакционной зоне гидрокрекинга 110 в условиях, достаточных для получения легкого парафинистого продукта гидрокрекинга 128, имеющего повышенный индекс вязкости, по сравне нию с индексом вязкости для легкой дистиллятной фракции 102.
Катализатор гидрокрекинга также удаляет значительную часть азотсодержащих и серусодержащих органических соединений из углеводородного сырья. В этих реакциях, удаляются соедиения, содержащие гетероатомы; они важны, поскольку азотсодержащие органические соединения и, в меньшей степени, серусодержащие органические соединения вредны для последующей обработки нижнего потока базового компонента смазочных масел, такой как депарафинизация и завершающая гидроочистка. Продукты реакций удаления гетероато-мов, такие как аммиак и сероводород, значительно менее вредны для этих последующих процессов. Кроме того, аммиак и сероводород можно эффективно удалить в первой зоне разделения 120, и получить поток продукта гидрокрекинга 122, имеющий содержание азота и содержание серы обычно менее 25 м.д., обыкновенно менее 10 м.д. и часто достигаются такие низкие уровни, как 1 м. д. или менее.
Первый катализатор гидрокрекинга в реакционной зоне гидрокрекинга 110 содержит, по крайней мере, один гидрирующий компонент и не обязательно, крекирующий компонент, расположенные на оксидном носителе. Гидрирующий компонент может быть, по крайней мере, одним благородным металлом и/или, по крайней мере, одним неблагородным металлом. Подходящие благородные металлы включают платину, палладий и другие металлы платиновой группы, такие как иридий и рутений. Подходящие неблагородные металлы включают металлы Групп УЛ, У1Л и УША Периодической таблицы. Предпочтительные неблагородные металлы - это хром, молибден, вольфрам, кобальт и никель и сочетания этих металлов, такие как никель-вольфрам. Компоненты из неблагородных металлов могут быть предварительно сульфилированы перед использованием путем воздействия серусодержащего газа, такого как сероводород, при повышенной температуре с тем, чтобы превратить оксидную форму металла в соответствующую сульфидную форму. Гидрирующий компонент может ввести в катализатор с помощью любого подходящего метода, такого как подмешивание во время стадии перемешивания, пропитка или обмен. Металл может быть введен в виде катионного, анионного или нейтрального комплекса; было обнаружено, что Ρΐ(ΝΗ3)4 2+ и катион-ные комплексы такого типа удобны для введения металлов в цеолит путем обмена. Анионные комплексы, такие как гептамолибдат-ионы или метавольфрамат-ионы, также пригодны для введения металлов в катализаторы путем пропитки. Также один или несколько активных источников гидрирующего компонента могут быть смешаны с цеолитом и активным источником материала алюмосиликатной матрицы во время приготовления катализатора.
Активные источники гидрирующего компонента включают, например, любой материал в форме, которая не вредна для катализатора, и которая может образовать желаемый гидрирующий компонент во время приготовления катализатора, включая любые стадии приготовления: сушка, прокаливание и восстановление катализатора. Типичные соли, которые можно использовать в качестве источников компонента гидрогенизации, включают нитраты, ацетаты, сульфаты, хлориды.
Количество гидрирующего компонента может варьироваться приблизительно от 0,01 до 45 вес.% и обычно составляет приблизительно от 0,1 до 35 вес.%.Точное количество, конечно, будет зависеть от природы компонента, причем высокоактивных благородных металлов, особенно платины, требуется меньше, чем менее активных основных металлов. В этой заявке термин «благородный металл» включает один или несколько металлов из рутения, родия, палладия, осмия, иридия или платины. Термин «основной металл» включает один или несколько металлов Групп УВ, У1В и VIII, включая, например, ванадий, хром, молибден, вольфрам, железо, кобальт и никель. Обычно используют основные металлы в таком сочетании. как металлы Группы VIII - никель или кобальт вместе с металлами Группы У1В - вольфрамом или молибденом, и обычно основной металл сульфидируют или предварительно сульфидируют в катализаторе при введении в эксплуатацию или до введения катализатора в эксплуатацию. Предпочтительный катализатор для настоящего способа содержит, по крайней мере, один основной металл Группы VIII в количестве приблизительно от 1 до 15 вес.%, и предпочтительно приблизительно от 2 до 10 вес.%, в расчете на монооксид металла, и, по крайней мере, один металл Группы УГВ в количестве приблизительно от 5 до 30 вес.%, и предпочтительно приблизительно от 10 до 25 вес.% в расчете на триоксид металла.
Крекирующий компонент первого катализатора гидрокрекинга может включать аморфные крекирующие компоненты, такие как оксиды кремния и алюминия, и/или смесь алюмосиликатных цеолитов с большими порами; таких как, например, X, Υ, сверхстабильный Υ, деалюминированный Υ и фоязит. В то время, как в рамках самого широкого осуществления для процесса гидрокрекинга подходит большое разнообразие цеолитов, предпочтительный цеолит обладает общей кислотностью от низкой до умеренной обычно имеет молярное соотношение 8ίΘ2/Α12Θ3 в диапазоне приблизительно от 5 до 100, более предпочтительно в диапазоне приблизительно от 10 до 60. Хотя предполагается, что на выход смазочного масла не оказывает значительного влияния использование цеолита с низким соотношением 8ίΘ2/Α12Θ3, во время гидрокрекинга с высокой конверсией использова ние цеолита с низким соотношением 81О2/А12О3 приводит к образованию низкокипящих продуктов низкого качества. Использование цеолита, имеющего более высокое соотношение 8ίΘ2/ А12О3, приводит к получению продукта с более высокой точкой кипения, чем масляная фракция. Для того, чтобы оптимизировать обычно противоречивые цели: достижение низкой скорости отравления катализатора и селективности по продукту с высоким ИВ, как правило катализатор содержит менее, чем приблизительно 20%, предпочтительно менее, чем приблизительно 10%, и более предпочтительно менее, чем приблизительно 8%, и еще более предпочтительно в диапазоне приблизительно от 2 до 6% цеолита на свободной от летучих соединений основе.
Цеолит может включать пористые матричные материалы из неорганических оксидов и смесей матричных материалов таких как оксид кремния, оксид алюминия, алюмосиликат, оксид титана, оксид магния, оксид кремния-оксид магния, оксид кремния-оксид циркония, оксид кремния-оксид тория, оксид кремния-оксид берилия, оксид кремния-оксид титана, оксид титана-оксид циркония, а также композиций, состоящих из трех составных частей; таких как оксид кремния-оксид алюминия-оксид тория, оксид кремния-оксид алюминия-оксид титана, оксид кремния-оксид алюминия-оксид магния и оксид кремния-оксид магния-оксид циркония. Матрица может быть в виде совместного геля. Предпочтительный материал носителя, облегчающий приготовление катализатора и улучшающий физические свойства катализатора, это носитель из оксида алюминия. Еще более предпочтительным материалом носителя является цеолит, состоящий из алюмосиликатного матричного материала с добавкой, по крайней мере, 1% алюминийоксидного связующего.
Предпочтительный катализатор гидрокрекинга обладает пористой структурой, которая усиливает работу катализатора в процессе гидрокрекинга при получении базового компонента смазочных масел, и которая имеет объем пор в диапазоне между приблизительно 0,25 и 0,60 см3/г, со средним диаметром пор приблизительно между 40 А и 100 А, причем, по крайней мере, приблизительно 5 % объема пор находятся в порах, имеющих диаметр более, чем приблизительно 200А, и, по крайней мере, приблизительно 1 % объема пор находится в порах, имеющих диаметр более, чем 1000 А. Использованный здесь термин «средний диаметр пор» относится к точке на графике зависимости совокупного объема пор от диаметра пор, которая соответствует 50% общего объема пор катализатора, измеренного с помощью ртутной порозиметрии или по физической адсорбции азота. Один такой катализатор гидрокрекинга, который пригоден в настоящем процессе, описан в патенте США №
543 035, полное описание которого включено здесь в качестве ссылки для всех целей.
Обычно условия гидрокрекинга включают температуру в диапазоне от 204 до 510°С, давление в диапазоне от 500 до 3500 псиг (от 3447 КПа до 24132 КПа), объемную скорость подачи жидкости в диапазоне от 0,1 до 20,0 ч-1, и общую подачу водорода в диапазоне от 35,6 м3 до 3560 м3 на 1 м3. При применении упомянутых выше условий гидрокрекинга конверсия сырья в продукт гидрокрекинга, которая может быть достигнута, попадает в пределы диапазона приблизительно от 10 до 80 вес.%. Однако повышенный уровень конверсии, как правило, приводит к более низкой селективности и к большему количеству скорее легких дистиллятов, чем средних дистиллятов или продуктов, кипящих в диапазоне кипения смазочного масла. Таким образом, должен быть найден компромис между конверсией и селективностью, и предпочтительны конверсии в диапазоне приблизительно от 10 до 70 %. Стабилизация реакционных условий для достижения желаемого результата составляет часть обычного опыта уровня техники. Использованный термин конверсия представляет собой такую часть сырья, кипящую выше целевой температуры, которая превращается в продукты, кипящие ниже этой температуры. Вообще, значение целевой температуры берут вблизи минимума диапазона кипения сырья.
Реактор гидрокрекинга 111, содержащий реакционную зону гидрокрекинга 110, можно эксплуатировать так же, как реактор со слоистой каталитической системой, имеющей, по крайней мере, два каталитических слоя, с катализатором гидрокрекинга смазочного масла настоящего процесса для превращения потока углеводородного сырья, который предварительно был обработан в первом каталитическом слое гидрогенизационного превращения. В слоистой каталитической системе в первом слое гидрогенизационного превращения происходит частичный крекинг и удаляется азот и сера из сырья перед контактом с катализатором гидрокрекинга смазочного масла. Предпочтительно, чтобы содержание органических азотсодержащих соединений в продукте, выходящем из верхнего слоя катализатора, составляло менее 500 м.д., более предпочтительно менее, чем 250 м.д., и еще более предпочтительно менее, чем 100 м.д. Верхний слой катализатора будет как правило включать катализатор гидрогенизационного превращения, включающий гидрирующие компоненты Группы VI и/или Группы VIII, на носителе из оксида кремния или из алюмосиликата. Предпочтительные гидрирующие компоненты катализатора гидроочистки включают никель, молибден, вольфрам и кобальт или их сочетание. Для того чтобы повысить активность и каталитическую стабильность в катализатор гидрогенизационного превращения может быть введен активный цеолит, такой как цеолит Υ-типа, и предпочтительно активный цеолит Υ-типа, имеющий соотношение 81О2/А12О3 менее, чем приблизительно 10. Относительные количества катализаторов, использованных в разных каталитических слоях, являются особыми для каждой реакторной системы и для каждого использованного сырья, в зависимости, например, от жесткости рабочих условий, диапазона кипения сырья, количества гетероатомов, таких как азот и сера, в сырье, и от требуемых свойств базового компонента смазочных масел. Обычно в каталитической системе, включающей слой катализатора гидрогенизационного превращения и слой катализатора гидрокрекинга для машинного масла, объемное соотношение катализатора гидрогенизационного превращения к катализатору гидрокрекинга находится в диапазоне приблизительно между 1/99 и 99/1, предпочтительно приблизительно между 10/90 и 50/50.
Условия реакций гидрогенизационного превращения в каталитическом слое гидропревращения могут быть такими же или могут отличаться от условий в слое гидрокрекинга. Вообще, условия гидропревращения включают температуру в диапазоне от 204 до 510°С, давление в диапазоне от 3447 до 24132 КПа, объемную скорость подачи жидкости в диапазоне от 0,1 до 20,0 ч-1, и общую подачу водорода в диапазоне от 35,6 до 3560 м3 на 1 м3 углеводородного сырья.
В конкретном осуществлении, иллюстрированном на фиг. 1, поток из реакционной зоны гидрокрекинга 110 обычно включает газообразный поток, содержащий водород, сероводород, аммиак и низкокипящие углеводородные продукты реакции. Жидкие и газообразные продукты разделяют в первой зоне разделения 120 для получения очищенного обогащенного водородом газообразного потока 122 и потока легкого парафинистого продукта гидрокрекинга 124. Подробности процессов разделения и очистки, которые известны в данной области техники, не показаны. Такие подробности включают средства для удаления сероводорода, аммиака и других загрязняющих веществ из газообразного потока с получением обогащенного водородом потока 122, пригодного для рециркуляции или для использования в других процессах переработки нефти.
Легкий парафинистый продукт гидрокрекинга 124, полученный в настоящем процессе гидрокрекинга, будет иметь высокий индекс вязкости, низкое содержание азота и низкое содержание серы. Перед дополнительной обработкой его можно разделить в дистилляционной колонне 130 на две или более фракций, отличающихся температурами кипения, причем каждая фракция будет характеризоваться конкретными значениями вязкости, индекса вязкости и содержания азота и серы.
Для целей этого описания показаны произвольные три парафинистые масляные фракции 132, 134 и 136. Не показаны немасляные фракции, которые используют в другом качестве, например, как нефтезаводское топливо. Вообще, по крайней мере, одна из фракций будет иметь индекс вязкости более, чем приблизительно 70, и предпочтительно более, чем приблизительно 80. Однако индекс вязкости может быть таким высоким, как 95 или даже 110, в зависимости от сырья, подлежащего переработке. Хотя, способы определения индекса вязкости парафинистого сырья доступны, значения индекса вязкости приведены здесь для основы, полученной после удаления парафина растворителем, т.е. они даны для базовых компонентов смазочных масел, подвергнутых депарафинизации с помощью растворителя, используя способы, хорошо известные в данной области техники, до достижения температуры потери текучести -10°С. В конкретном воплощении на фиг. 1, каждую парафинистую масляную фракцию обрабатывают индивидуально по очереди в блочном режиме работы реактора каталитической депарафинизации 141, в котором имеется реакционная зона каталитической депарафинизации 140.
В реакционной зоне каталитической депарафинизации 140 имеется слоистая каталитическая система этого изобретения. В первом каталитическом слое, содержащем катализатор, выбранный из группы, состоящей из аморфных катализаторов с благородным металлом, катализаторов гидрокрекинга с благородным металлом или их сочетаний из сырья удаляются сера и азот, раскрываются ароматические и алифатические циклические структуры, и повышается индекс вязкости сырья. Во втором каталитическом слое, содержащем катализатор изомеризационной депарафинизации этого изобретения, понижается температура потери текучести сырья за счет реакций гидроизомеризации. При совместном использовании слоистой каталитической системы и слоя катализатора изомеризационной депарафинизации получают высокий выход высококачественных депарафинизированных базовых масел с низкой температурой потери текучести.
Желательно, чтобы депарафинизированный масляный продукт 152 из реакционной зоны депарафинизации 140 имел температуру потери текучести менее, чем приблизительно 5°С, предпочтительно менее, чем приблизительно 0°С, и более предпочтительно менее, чем приблизительно -5°С.
Способ по изобретению также можно применить в сочетании с традиционными процессами депарафинизации для получения смазочного масла, имеющего конкретно заданные свойства. Например, процесс изобретения можно использовать для того, чтобы снизить температуру потери текучести смазочного масла до требуемой температуры. Дальнейшее пониже ние температуры потери текучести затем может быть достигнуто с использованием традиционного процесса депарафинизации. В таком случае, сразу после процесса изомеризации изобретения, смазочное масло может иметь температуру потери текучести выше, чем приблизительно -9°С. Кроме того, температуру потери текучести смазочного масла, полученного по способу изобретения, можно снизить путем добавления к нему композиций депрессорных присадок.
Поток из реакционной зоны каталитической депарафинизации 142 на фиг. 1 включает фракцию депарафинизированного легкого масла 152 и обогащенный водородом газообразный поток 154. Фракцию депарафинизированного легкого масла объединяют с обогащенным водородом газообразным потоком 156 и приводят в контакт с гидрирующим катализатором в реакционной зоне гидрогенизации 160, которая находится внутри реактора гидрирования 151. В предпочтительном варианте осуществления, весь поток 142 из реакционной зоны депарафинизации, без разделения и без добавления водорода или обогащенного водородом газообразного потока, приводят в контакт с гидрирующим катализатором в реакционной зоне гидрогенизации 160 при условиях, достаточных для получения базового компонента легких смазочных масел 174. Поток 162 из реакционной зоны гидрогенизации 160 разделяют в сепарационной зоне 170 и получают водород-содержащий газообразный поток 172, который применяют в другом процессе переработки нефти или выбрасывают, и базовый компонент смазочных масел 174, выделенный для применения в качестве базового компонента основных смазочных масел. Катализатор гидрирования обладает активностью для улучшения стабильности при хранении депарафинизированного масла в процессе получения базового компонента смазочных масел. Такие реакции, как удаление ароматических соединений, азот- и серусодержащих молекул и окрашивающих веществ до очень низких концентраций, при минимизации реакций крекинга, приводящим к потере выхода, являются особенно желательными. Предпочтительный катализатор для стадии гидрогенизации содержит гидрирующий компонент на материале оксидной матрицы. Гидрирующий компонент может быть, по крайней мере, одним благородным металлом и/или, по крайней мере, одним неблагородным металлом. Подходящие благородные металлы включают платину, палладий и другие элементы платиновой группы, такие как иридий и рутений. Подходящие неблагородные металлы включают металлы Групп УЛ, У1Л и У1Л и VIII Периодической таблицы. Предпочтительными неблагородными металлами являются хром, молибден, вольфрам, кобальт и никель и сочетания этих металлов, такие как никель с вольфрамом. Компоненты из неблагородных металлов могут быть предварительно сульфидированы перед использованием путем воздействия серусодержащего газа такого как сероводород, при повышенной температуре для того, чтобы превратить оксидную форму металла в соответствующую сульфидную форму. Гидрирующий компонент может быть введен в катализатор любым подходящим способом, таким как смешение во время стадии перемешивания, пропитки или обмена. Количество гидрирующего компонента может варьироваться приблизительно от 0.01 до 45 вес.процентов и обычно составляет приблизительно от 0,1 до 35 вес.%. Точное количество будет, конечно, варьироваться в зависимости от природы компонента, причем высокоактивных благородных металлов, особенно платины, потребуется меньше, чем менее активных основных металлов. Предпочтительные катализаторы гидрирования включают от 0.1 весового процента до 1 вес.% платины и/или палладия на оксиде алюминия или на алюмосиликате, включая сплав из платины и палладия, имеющий атомное соотношение платины к палладию в сплаве между приблизительно 2.5:1 и 1:2.5, предпочтительно между 2:1 и 1:1, и наиболее предпочтительно равное приблизительно 1:1,5.
Наиболее предпочтительный катализатор гидрирования имеет общий объем пор более, чем приблизительно 0,45 см3/г, предпочтительно более, чем приблизительно 0,55 см3/г, причем, по крайней мере, приблизительно 1% и предпочтительно, по крайней мере, приблизительно 3% общего объема пор, находится в макропорах диаметром более, чем приблизительно 1000 А, и минимальная величина объема макропор, предпочтительно составляет более чем 0,07 см3/г. Используемый здесь термин «макропористый» относится к катализатору, имеющему относительно большое количество объема пор, т.е. по крайней мере 1%, находится в порах диаметром более чем приблизительно 1000 А, и минимальный объем макропор предпочтительно составляет более чем 0,07 см3/г.
На фиг. 1, блок реакторов для обработки тяжелого сырья с номерами потоков 200-ой серии сочетается с описанным выше блоком реакторов для обработки легкого сырья с номерами потоков 100-ой серии. Для предотвращения дублирования, подробное описание блока реакторов для производства базового компонента тяжелого смазочного масла 274 здесь не будет приведено. Поскольку катализаторы, используемые в соответствующих реакционных зонах (то есть первая зона реакции гидрокрекинга 110 и вторая зона реакции гидрокрекинга 210 и т.д.) не обязательно одинаковы, они, как описано здесь, попадают в спецификацию катализатора.
В способе, проиллюстрированном на фиг. 1, предусмотрен единственный источник сырья для интегрированного процесса, включающего перегонку в устройстве фракционирования 10.
На практике фракция 102 в первую зону реакции гидрокрекинга и фракция 202 во вторую зону реакции гидрокрекинга могут попадать из разных источников. Таким образом, как не ограничивающий пример, одна из фракций: 102 и 202, может происходить из потока вакуумного газойля, а другая может происходить из парафинистого сырья, такого, как парафиновый гач или парафинистое нефтяное сырье для производства базового компонента смазочных масел Группы 3.
Пример.
Катализатор изомеризационной депарафинизации, включающий 65% 88Ζ-32 в связую щем веществе из оксида алюминия, и содержащий 0.325 вес.% платины, получают, используя методику, которая подобна методике, приведенной в патенте США № 5 376 260. Этот катализа тор был обозначен как катализатор А.
Катализатор гидроочистки получают, используя методику изготовления, подобную методике патента США № 5 393 408. Катализатор гидроочистки содержит 0,5 вес.% платины на алюмосиликатном носителе, содержащей 66% А12О3. Этот катализатор обозначен как катализатор В.
Катализатор А (10 см3) контактирует с парафинистым сырьем, подвергнутым гидрокрекингу, и имеющим следующие физические свойства:
Азот
Сера
Содержание парафинов
Температура потери текучести
Вязкость при 100°С
Плотность
3,1 нанограмм/микролитр
0,005 вес.% вес.%
45°С
11,77 сСт (11,77-10’6 м2/с)
0,89 г/см3 при общем давлении 15858 КПа, скорости потока водорода 237 мл/мин и скорости подачи сырья 16 мл/ч. Температуру реакции регулируют таким образом, чтобы получить продукт с различными температурами потери текучести, и определяют выход и индекс вязкости депарафинированного продукта. На фиг. 2 и 3 показаны различные данные, полученные при испытании. На фиг. 2 и 3 также приведены основные данные для образца, депарафинизированного с помощью растворителя. На фиг. 4 показано изменение температуры потери текучести депарафинизированного продукта при изменении температуры реакции.
Эксперимент повторяют со слоистой системой из катализатора В (0,25 см3), расположенного над катализатором А (0,75 см3), в тех же самых реакционных условиях. Данные также приведены на фиг. 2-4. В соответствии с этими данными, слоистая каталитическая система позволяет получить продукт с более высоким индексом вязкости при постоянной температуре потери текучести (фиг. 3), при этом сохраняется практически одинаковый выход продукта (фиг. 2) при постоянной каталитической активности (фиг. 4). Улучшение индекса вязкости достигну то при очень низких температурах потери текучести, и заключается в том, что ИВ не снижается, тогда как ИВ продукта, полученного при использовании катализатора А, уменьшается при снижении температуры потери текучести.
Claims (13)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ получения базового компонента смазочных масел, предусматривающий обработку исходного сырья в, по меньшей мере, одной реакционной зоне, содержащей два катализатора, первый из которых представляет собой катализатор изомеризационной депарафинизации, а второй - катализатор, выбранный из группы, состоящей из аморфных катализаторов с благородным металлом, катализаторов гидрокрекинга с благородным металлом или их сочетаний; при этом обработку исходного сырья осуществляют последовательно сначала на втором, затем на первом катализаторе.
- 2. Способ по п.1, в котором катализатор изомеризационной депарафинизации включает молекулярное сито со средним размером пор, имеющее размер кристаллитов не больше чем 0,5 мкм, имеющее поры с минимальным диаметром 4,8 А и с максимальным диаметром не больше чем 7,1 А, причем этот катализаторa) имеет достаточную кислотность, чтобы 0,5 г катализатора, расположенного в трубчатом реакторе диаметром 6,35 мм, превращал, по меньшей мере, 50% гексадекана при температуре 370°С, давлении 8273 кПа, скорости потока водорода 160 мл/мин и скорости подачи сырья 1 мл/ч, иb) проявляет селективность изомеризации, равную 40 или более, которую определяют как вес % разветвленных гексадеканов Сщ в продукте________________________ X 100 вес % разветвленных гексадеканов С16 в продукте + вес % С12 в продукте при использовании в условиях, приводящих к конверсии гексадекана 96%.
- 3. Способ по п.1, в котором катализатор изомеризационной депарафинизации включает цеолит, выбранный из группы, состоящей из Ζ8Μ-5, Ζ8Μ-12, Ζ8Μ-21, Ζ8Μ-22, Ζ8Μ-23, Ζ8Μ-35, Ζ8Μ-38, Ζ8Μ-57, оффретита, ферриерита и 8υΖ-4.
- 4. Способ по п.1, в котором катализатор изомеризационной депарафинизации включает цеолит, выбранный из группы, состоящей из 88Ζ-31, 88Ζ-32, 88Ζ-36 и 88Ζ-41.
- 5. Способ по п.1, в котором катализатор изомеризационной депарафинизации включает нецеолитное молекулярное сито, выбранное из группы, состоящей из 8ΑΡΟ-11, 8ΑΡΟ-31, 8ΑΡΟ-41, МАРО-11 и МАРО-31.
- 6. Способ по п.1, в котором второй катализатор является аморфным катализатором с благородным металлом, содержащим примерно между 0,1 и 1 вес.% гидрирующего благородного металла и материал аморфной матрицы.
- 7. Способ по п.6, в котором гидрирующий компонент - благородный металл, выбирают из группы, состоящей из платины, палладия или их смесей, и материал аморфной матрицы включает алюмосиликат.
- 8. Способ по п.7, в котором второй катализатор включает сплав платины с палладием и оксидную матрицу §1О2/Л12О3, причем атомное отношение платины к палладию в сплаве составляет приблизительно между 2,5:1 и 1:2,5.
- 9. Способ по п.1, в котором второй катализатор является катализатором гидрокрекинга с благородным металлом, содержащим примерно между 0,1 и 1 вес.% гидрирующего компонента - благородного металла и примерно от 0,1 до 20 вес.% цеолита, выбранного из группы, состоящей из фоязита, цеолита Υ и ультрастабильного цеолита Υ.
- 10. Способ по п. 1, который осуществляют ратуру в интервале приблизительно от 288 до 454°С, давление в интервале приблизительно от 0,103 до 24,1 МПа и скорость подачи сырья в интервале приблизительно от 0,1 до 20 ч-1.
- 11. Способ по п. 1 , который дополнительно включает контактирование депарафинизированного масла с водородом в условиях реакции гидрирования над гидрирующим катализатором с благородным металлом, для получения базового компонента смазочного масла.
- 12. Способ по п. 1 , который проводят одновременно, по меньшей мере, в двух отдельных и параллельных блоках реакторов.
- 13. Способ по п.12 для получения, по меньшей мере, одного базового компонента легкого смазочного масла и, по меньшей мере, одного базового компонента тяжелого смазочного масла.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US2175396P | 1996-07-15 | 1996-07-15 | |
PCT/US1997/012339 WO1998002503A1 (en) | 1996-07-15 | 1997-07-15 | Layered catalyst system for lube oil hydroconversion |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA199900108A1 EA199900108A1 (ru) | 1999-06-24 |
EA001619B1 true EA001619B1 (ru) | 2001-06-25 |
Family
ID=21805944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA199900108A EA001619B1 (ru) | 1996-07-15 | 1997-07-15 | Способ получения базового компонента смазочного масла |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0912660A1 (ru) |
JP (1) | JP2000515185A (ru) |
KR (1) | KR20000023803A (ru) |
AU (1) | AU724363B2 (ru) |
BR (1) | BR9710326A (ru) |
CA (1) | CA2259539A1 (ru) |
CZ (1) | CZ9699A3 (ru) |
EA (1) | EA001619B1 (ru) |
HU (1) | HUP0004280A3 (ru) |
PL (1) | PL331037A1 (ru) |
TR (1) | TR199900097T2 (ru) |
TW (1) | TW399092B (ru) |
WO (1) | WO1998002503A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9057026B2 (en) | 2009-08-18 | 2015-06-16 | Jx Nippon Oil & Energy Corporation | Method for producing lubricant base oil |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6162350A (en) * | 1997-07-15 | 2000-12-19 | Exxon Research And Engineering Company | Hydroprocessing using bulk Group VIII/Group VIB catalysts (HEN-9901) |
FR2797270B1 (fr) * | 1999-08-02 | 2003-03-07 | Inst Francais Du Petrole | Procede et flexible de production de bases huiles et eventuellement de distillats moyens de tres haute qualite |
FR2785617B1 (fr) * | 1998-11-06 | 2001-01-05 | Inst Francais Du Petrole | Procede flexible de production de bases huiles et eventuellement de distillats moyens de tres haute qualite |
FR2785616B1 (fr) * | 1998-11-06 | 2000-12-08 | Inst Francais Du Petrole | Procede flexible de production de bases huiles et eventuellement de distillats moyens de tres haute qualite |
EP1157084B1 (fr) * | 1998-11-06 | 2006-06-28 | Institut Francais Du Petrole | Procede flexible de production d'huiles medicinales et eventuellement de distillats moyens |
US7132043B1 (en) | 1999-05-28 | 2006-11-07 | Shell Oil Company | Process to prepare a lubricating base oil |
FR2808028B1 (fr) | 2000-04-21 | 2003-09-05 | Inst Francais Du Petrole | Procede flexible de production de bases huiles avec une zeolithe zsm-48 |
AU2002352693A1 (en) * | 2000-11-16 | 2004-06-03 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Process for improving basestock low temeperature performance using a combination catalyst system |
ATE302258T1 (de) | 2001-02-13 | 2005-09-15 | Shell Int Research | Schmierölzusammensetzung |
MY139353A (en) | 2001-03-05 | 2009-09-30 | Shell Int Research | Process to prepare a lubricating base oil and a gas oil |
AR032941A1 (es) * | 2001-03-05 | 2003-12-03 | Shell Int Research | Un procedimiento para preparar un aceite base lubricante y aceite base obtenido, con sus diversas utilizaciones |
AR032932A1 (es) | 2001-03-05 | 2003-12-03 | Shell Int Research | Procedimiento para preparar un aceite de base lubricante y un gas oil |
EP1487942B2 (en) * | 2002-02-25 | 2011-08-24 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process to prepare a catalytically dewaxed gas oil or gas oil blending component |
JP4629435B2 (ja) | 2002-07-18 | 2011-02-09 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 微結晶蝋及び中間蒸留物燃料の製造方法 |
US7198710B2 (en) * | 2003-03-10 | 2007-04-03 | Chevron U.S.A. Inc. | Isomerization/dehazing process for base oils from Fischer-Tropsch wax |
JP4938447B2 (ja) | 2003-06-23 | 2012-05-23 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 潤滑基油の製造方法 |
WO2005085394A1 (en) | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process to continuously prepare two or more base oil grades and middle distillates |
US20050269245A1 (en) * | 2004-06-03 | 2005-12-08 | Huve Laurent G | Process for desulphurising and dewaxing a hydrocarbon feedstock boiling in the gasoil boiling range |
AU2005318135B2 (en) * | 2004-12-23 | 2009-07-23 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Process to prepare two iso paraffinic products from a Fisher-Tropsch derived feed |
TWI473652B (zh) | 2008-12-26 | 2015-02-21 | Nippon Oil Corp | Hydrogenated isomerization catalyst, method for producing the same, dewaxing method for hydrocarbon oil and method for producing lubricating base oil |
DK2440328T3 (en) | 2009-06-12 | 2016-11-28 | Albemarle Europe Sprl | SAPO molecular sieve and preparation and uses thereof |
CN101942321B (zh) * | 2009-07-09 | 2015-01-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种异构脱蜡生产润滑油基础油的方法 |
US8431014B2 (en) | 2009-10-06 | 2013-04-30 | Chevron U.S.A. Inc. | Process and catalyst system for improving dewaxing catalyst stability and lubricant oil yield |
US20120000818A1 (en) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Process for the preparation of group ii and group iii lube base oils |
KR101885190B1 (ko) * | 2011-03-31 | 2018-08-06 | 셰브런 유.에스.에이.인크. | 탈랍 촉매 안정성 및 윤활유 수율을 개선하기 위한 신규 방법 및 촉매 시스템 |
US9394494B2 (en) | 2011-07-20 | 2016-07-19 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Production of lubricating oil basestocks |
SG11201400212XA (en) * | 2011-09-21 | 2014-08-28 | Exxonmobil Res & Eng Co | Lubricant base oil hydroprocessing and blending |
JP6506667B2 (ja) * | 2015-09-29 | 2019-04-24 | Jxtgエネルギー株式会社 | 潤滑油基油の製造方法 |
JP6034479B2 (ja) * | 2015-12-11 | 2016-11-30 | シェブロン ユー.エス.エー. インコーポレイテッド | 脱蝋触媒の安定性及び潤滑油の収率を改良するための新規なプロセス及び触媒システム |
BR112023014888A2 (pt) * | 2021-01-26 | 2023-10-10 | Chevron Usa Inc | Processo para produzir produtos de óleo base de grau pesado |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0188898B1 (en) * | 1984-12-21 | 1990-09-19 | Mobil Oil Corporation | Cascade dewaxing process |
US4913797A (en) * | 1985-11-21 | 1990-04-03 | Mobil Oil Corporation | Catalyst hydrotreating and dewaxing process |
US5358628A (en) * | 1990-07-05 | 1994-10-25 | Mobil Oil Corporation | Production of high viscosity index lubricants |
AU683938B2 (en) * | 1993-10-08 | 1997-11-27 | Albemarle Netherlands B.V. | Hydrocracking and hydrodewaxing process |
US5565086A (en) * | 1994-11-01 | 1996-10-15 | Exxon Research And Engineering Company | Catalyst combination for improved wax isomerization |
-
1997
- 1997-07-15 WO PCT/US1997/012339 patent/WO1998002503A1/en not_active Application Discontinuation
- 1997-07-15 CZ CZ9996A patent/CZ9699A3/cs unknown
- 1997-07-15 CA CA002259539A patent/CA2259539A1/en not_active Abandoned
- 1997-07-15 BR BR9710326A patent/BR9710326A/pt not_active Application Discontinuation
- 1997-07-15 EA EA199900108A patent/EA001619B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1997-07-15 AU AU36649/97A patent/AU724363B2/en not_active Ceased
- 1997-07-15 TR TR1999/00097T patent/TR199900097T2/xx unknown
- 1997-07-15 PL PL97331037A patent/PL331037A1/xx unknown
- 1997-07-15 JP JP10506261A patent/JP2000515185A/ja active Pending
- 1997-07-15 HU HU0004280A patent/HUP0004280A3/hu unknown
- 1997-07-15 EP EP97933476A patent/EP0912660A1/en not_active Ceased
-
1998
- 1998-07-15 TW TW087111496A patent/TW399092B/zh active
-
1999
- 1999-01-15 KR KR1019997000287A patent/KR20000023803A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9057026B2 (en) | 2009-08-18 | 2015-06-16 | Jx Nippon Oil & Energy Corporation | Method for producing lubricant base oil |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
HUP0004280A2 (hu) | 2001-04-28 |
EA199900108A1 (ru) | 1999-06-24 |
PL331037A1 (en) | 1999-06-21 |
CA2259539A1 (en) | 1998-01-22 |
AU724363B2 (en) | 2000-09-21 |
KR20000023803A (ko) | 2000-04-25 |
AU3664997A (en) | 1998-02-09 |
EP0912660A1 (en) | 1999-05-06 |
BR9710326A (pt) | 1999-08-17 |
TW399092B (en) | 2000-07-21 |
CZ9699A3 (cs) | 1999-04-14 |
TR199900097T2 (xx) | 1999-03-22 |
JP2000515185A (ja) | 2000-11-14 |
WO1998002503A1 (en) | 1998-01-22 |
HUP0004280A3 (en) | 2001-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA001619B1 (ru) | Способ получения базового компонента смазочного масла | |
KR100241173B1 (ko) | 탄화수소의 이성화시 변형된 5 내지 7å 세공분자체의 용도 | |
CA2230760C (en) | Integrated lubricant upgrading process | |
CA2399616C (en) | Production of high viscosity lubricating oil stock with improved zsm-5 catalyst | |
EP0666894B2 (en) | Process for the preparation of lubricating base oils | |
US5885438A (en) | Wax hydroisomerization process | |
KR100771963B1 (ko) | Zsm-48 제올라이트를 사용한 오일 베이스의 플렉시블제조 방법 | |
AU2002249845B2 (en) | Integrated lubricant upgrading process | |
US6569312B1 (en) | Integrated lubricant upgrading process | |
AU2002211653B2 (en) | Integrated lubricant upgrading process | |
EA000850B1 (ru) | Способ получения базового компонента смазочного масла | |
JPH04226594A (ja) | 高粘度指数潤滑油の製法 | |
AU2002249845A1 (en) | Integrated lubricant upgrading process | |
AU2002211653A1 (en) | Integrated lubricant upgrading process | |
US4325805A (en) | Lubricating oil stabilization | |
JPH10511425A (ja) | ワックスの水素異性化方法 | |
JP4496647B2 (ja) | 非常に高品質の基油および場合によっては中間留分の適応性のある(フレキシブルな)製造方法 | |
JP2004283830A (ja) | 炭化水素の供給原料の流動点を改良するための触媒およびその使用 | |
MXPA99000536A (en) | Stratified catalytic system for the hydroconversion of a lubricated oil | |
KR19980040852A (ko) | 윤활유의 일괄 개량 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |