JP3651951B2 - Method for producing base oil for lubrication - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は潤滑用ベース油(lubricating base oil)の製造方法、特に極めて高い粘度指数の潤滑用ベース油を一酸化炭素と水素との混合物から製造する方法に関する。
「極めて高い粘度指数」という用語は、ASTM−D−2270で測定して135を超える粘度指数(VI)を意味する。
【0002】
【従来の技術】
一酸化炭素と水素との混合物を高温高圧で適当な合成触媒と接触させることにより炭化水素を製造する方法は、当業界でフィッシャー−トロプシュ合成として知られている。フィッシャー−トロプシュ合成方法を、広範囲の分子量を有する主に脂肪族からなる一連の炭化水素の製造に適用することは、当業界では公知である。
フィッシャー−トロプシュ合成方法による有用な炭化水素生成物の収率を高めるために、フィッシャー−トロプシュ生成物を改善する様々な処理方法が提案されてきた。例えば、米国特許第4 125 556号には、フィッシャー−トロプシュ合成のオレフィン含量の高い流出液を、一回以上の蒸留、重合、アルキル化、水素処理(hydrotreatment)、分解−脱カルボキシル化、異性化及び水素化改質(hydroreforming)によって処理する方法が開示されている。この方法では、主にガソリン、ケロシン及び軽油の範囲の生成物が得られる。
フィッシャー−トロプシュ合成の生成物の改善に適用し得る前述の様々な処理から、改善操作で水素処理の適用に頼る多くの方法が提案された。例えば、米国特許明細書第4 478 955号には、フィッシャー−トロプシュ合成方法の流出液を、適当な水素化触媒の存在下で水素と接触させることからなる方法が開示されている。この米国特許明細書には、フィッシャー−トロプシュ合成の流出液は主にオレフィンとカルボン酸とを含むと記述されている。この水素化処理の作用下では、アルカン、アルコール及びエステルを含む有用な燃料成分が製造される。
米国特許明細書第4 059 648号及び第4 080 397号に開示されている別の処理方法では、フィッシャー−トロプシュ合成の生成物を、まず水素化処理にかけ次いで分別することにより改善する。分別後は、分別生成物の選択した留分を選択的水素化分解プロセスにかける。該プロセスは、留分中に存在する脂肪族炭化水素を芳香族炭化水素に変換することができる特別なゼオライト触媒に留分を接触させることからなる。その結果得られる芳香族に富んだ生成物は、ガソリン並びに軽質及び重質燃料油として有用であると述べられている。
その後、フィッシャー−トロプシュ合成を、燃料として使用するのに適した実質的にパラフィン系の炭化水素の製造に適用することに関心が高まった。フィッシャー−トロプシュ合成方法を、燃料留分の沸点範囲の沸点を有するパラフィン系炭化水素を直接製造するために使用することは可能であるが、フィッシャー−トロプシュ合成方法を、中間留出物の沸点範囲の上限を超える沸点を有する高分子量パラフィン系炭化水素、即ち370℃を超える沸点を有するフィッシャー−トロプシュ蝋の製造に使用し、その結果得られた生成物を選択的水素化分解プロセスにかけて、所望の炭化水素燃料を得ると有利であることが判明した。
例えば、英国特許明細書第2 077 289号には、一酸化炭素と水素との混合物をフィッシャー−トロプシュ合成で活性を示す触媒と接触させ、その後、得られたパラフィン系炭化水素を水素の存在下で分解して中間留出物を得る方法が開示されている。欧州特許明細書第0 147 873号にも類似の操作方法が開示されている。
欧州特許出願第0 583 836号には、一酸化炭素及び水素から炭化水素燃料を製造する方法が開示されている。
しかしながら、特に興味深いのは、潤滑用ベース油又は潤滑用ベース油前駆体、例えばフィッシャー−トロプシュ蝋として使用するのに適した炭化水素を製造するためのフィッシャー−トロプシュ合成の使用である。
フィッシャー−トロプシュ蝋供給原料から極めて高い粘度指数の潤滑用ベース油を製造する方法は、当業者に公知である。米国特許明細書第4 594 172号には、フィッシャー−トロプシュ蝋のC10〜C19留分を有機過酸化物で処理してC20 + オリゴマー化留分を得、該留分をプラチナ含有シリカ−アルミナ触媒の存在下で水素異性化することにより、極めて高い粘度指数の潤滑用ベース油を製造する方法が開示されている。
欧州特許出願第0 515 256号は、ゼオライトYを含む触媒を用いて、フィッシャー−トロプシュ蝋を水素異性化(水素化変換(hydroconversion))する方法を開示している。沸点が380℃を超える留分を溶剤脱蝋すると、130以上のVIと−12℃以上の流動点とを有する潤滑用ベース油が得られる。この欧州特許出願に略述されているように、水素異性化処理の前に水素化処理を行えば、フィッシャー−トロプシュ蝋から不飽和炭化水素及び酸素化物を除去することができる。
欧州特許出願第0 321 303号には、水素異性化(水素化変換)処理により、フィッシャー−トロプシュ蝋から中間留出生成物を製造する方法が開示されている。水素異性化ゾーンからの下方留分の少なくとも一部分は、(a)第二水素異性化ゾーンで更に処理するか、又は(b)沸点範囲343.3℃〜510℃の潤滑油留分を製造するために分別及び/又は脱蝋にかける。所望であれば、蒸留によってフィッシャー−トロプシュから酸素化物を除去する。最初の水素異性化(水素化変換)処理で使用する水素異性化触媒は、パラフィン系フィッシャー−トロプシュ蝋を中間留出物質に変換させる上で特に効果的(選択的)なフッ化物化アルミナ上プラチナ触媒である。特に、この触媒は、この欧州特許出願の実施例3に記載のように、ゼオライト特にゼオライトベータを含む触媒より効果的であると報告されている。
これに対し、前記欧州特許出願第0 515 256号の実施例3には、ゼオライトY触媒が、フィッシャー−トロプシュ蝋からの中間留出物の製造で、シリカ−アルミナ上プラチナ触媒と同じくらい効果的(選択的)であり得るが、ゼオライトY触媒の方が活性が遥かに大きいと記述されている。約40重量%のフィッシャー−トロプシュ蝋を沸点400℃未満の生成物に変換するためには、ゼオライトY触媒は260℃の反応器温度を必要とするが、シリカ−アルミナ上プラチナ触媒は340℃の反応器温度を必要とするからである。
水素異性化(又は水素化変換)プロセスは、パラフィン系炭化水素の水素化分解と、直鎖パラフィン系炭化水素から分枝鎖パラフィン系炭化水素への異性化との両方を含む。潤滑用ベース油を製造したい場合には、水素化分解活性を最小にし、水素異性化活性を最大にするのが有利である。しかしながら、最も重質の蝋分子を沸点のより低い生成物に分解するために、ある程度の水素化分解活性は依然として必要とされる。高活性触媒、例えばゼオライトYのようなゼオライト系触媒の欠点は、通常水素化分解活性が高すぎ、水素異性化活性が低すぎることにある。後述のように、別の分子篩触媒、例えばシリコアルミノホスフェート、及び(酸度で表わされる)活性をアルファ値(alpha−value)20未満又は10もしくは5未満に低下させた別のゼオライト触媒も知られている。しかしながら、これらの触媒は通常、十分な水素化分解活性を有していない。
例えば、欧州特許出願第0 464 547号には、2ステップ・プロセスによってスラック蝋(slack wax)から高粘度指数潤滑剤を製造する方法が開示されている。第一ステップでは、非晶質触媒、特にフッ化物化アルミナ担体上のNi又はWからなる触媒を用いて、穏やかな条件下でスラック蝋を水素化分解し、第二ステップでは、好ましくは5未満のアルファ値を有する低酸度ゼオライトベータ触媒を用いて、水素異性化を行う。
アルファ値は、標準的触媒と比較した触媒の触媒分解活性の大体の大きさを示す。アルファ検査(alpha test)では、アルファ値1(速度定数=0.016sec-1)とされる標準的触媒と比較した検査触媒の相対速度定数(単位時間当たりの触媒量当たりノルマルヘキサン変換速度)が得られる。アルファ検査は、米国特許明細書第3 354 078号並びにJ.Catalysis,4,527(1965);6,278(1966);及び61,395(1980)に記載されており、欧州特許出願第0 464 547号で論じられている。アルファ値は、触媒活性金属を含んでいない触媒担体上で測定する。
【0003】
本明細書では、水素化変換プロセスという用語は、水素化分解反応と水素異性化反応とを生起させ、耐火性酸化物担体を含む触媒の存在下で実施されるプロセスを意味する。
本明細書で使用する水素異性化プロセスという用語は、水素異性化反応と水素化分解反応とを生起させるが、水素化変換の後で実施され、通常は水素化分解が水素化変換プロセスの場合ほどには生起しないプロセスを意味する。
【0004】
耐火性酸化物担体を含む水素化変換触媒の欠点は、特に該触媒を例えば2年以上の長期にわたって使用した場合に、高い操作温度が必要とされることにある。触媒の失活を補償するためには、通常反応温度を高くする。350℃を超えると、そして特に400℃を超えると、フィッシャー−トロプシュ蝋の少なくとも一部分が望ましくない芳香族化合物に変換される。そこで、耐火性酸化物担体と水素化/脱水素化活性を有する触媒活性金属とを含む触媒を使用しながら、400℃を十分に下回る操作温度、好ましくは350℃未満の操作温度で水素化変換プロセスを実施することができるような方法の発見が待望された。
驚いたことに、フィッシャー−トロプシュ蝋(炭化水素蝋)を、該炭化水素蝋の水素異性化又は水素化分解が実質的に生起しないような条件下で、水素化触媒を存在させてまず水素と接触させると、水素化変換触媒を例えば2年以上の長期にわたって使用した後でも、400℃未満、さらには350℃未満の反応温度で水素化変換プロセスを実施できることが判明した。先に水素化ステップにかけずにフィッシャー−トロプシュを水素化変換触媒と接触させる方法と比べると、反応温度を5℃以上、好ましくは10℃以上降下させることができる。
更に、水素化変換触媒は、先に水素化を行うステップを含む方法では、失活速度が遥かに遅いことが判明した。従って、触媒活性の損失を補償するために必要な反応温度の上昇速度を遥かに低下させることができる。
また、最も驚いたことに、水素化ステップと水素化変換ステップとを含む方法は、水素化変換ステップのみを含む先行技術の方法と比べて、潤滑用ベース油範囲の沸点を有する有用な炭化水素に対して大きな選択性を示すことが判明した。
【0005】
そこで本発明は、蝋状ラフィネートを流動点降下処理にかけ、そこから潤滑用ベース油を回収する操作を含む、潤滑用ベース油製造方法を提供する。前記蝋状ラフィネートは、炭化水素生成物を、耐火性酸化物担体に担持された水素化/脱水素化活性を有する触媒活性金属を含む水素化変換触媒の存在下で、前記炭化水素生成物の水素化分解及び水素異性化が生起するような条件下で水素と接触させて蝋状ラフィネートを得ることにより製造したものであり、前記炭化水素生成物は、(a)一酸化炭素と水素との混合物を高温高圧で炭化水素合成触媒と接触させて実質的にパラフィン系の炭化水素蝋を製造し、(b)得られた炭化水素蝋を、水素化触媒の存在下で、前記炭化水素蝋の水素異性化又は水素化分解が実質的に生起しないような条件下で水素と接触させて炭化水素生成物を得ることにより製造したものである。
【0006】
本明細書では、本発明の方法のステップ(b)の、水素化分解又は水素異性化が実質的に生起しないような条件とは、ステップ(b)の、沸点が370℃を超える供給原料の留分から沸点370℃未満の留分への変換が、重量%で表して10%未満であるような条件であると定義される。
水素化変換ステップで、炭化水素生成物の水素化分解及び水素異性化が生起するような条件とは、前述のように定義される変換が15%以上であるような条件であると定義される。
本明細書で炭化水素蝋について使用される「実質的にパラフィン系の」という用語は、パラフィンを70重量%以上、好ましくは80重量%以上含む炭化水素混合物を意味する。本発明の方法で製造した炭化水素蝋は通常、90重量%以上のパラフィン、より典型的には95重量%以上のパラフィンを含む。
【0007】
本発明の方法のステップ(a)では、一酸化炭素と水素との混合物からなる供給原料を、高温高圧で、パラフィン系炭化水素の合成で活性を示す触媒と接触させる。一酸化炭素と水素との混合物を製造するための適当な方法は当業者によく知られており、例えば、典型的には天然ガスの形態を有するメタンの部分的酸化、及びメタンの蒸熱改質(steam reforming)といったような方法がある。供給原料中の一酸化炭素及び水素の相対量は広範囲で変化させ得、使用する正確な触媒及び操作条件に従って選択し得る。典型的には、触媒と接触させる供給原料は、一酸化炭素及び水素を2.5未満、好ましくは1.75未満の水素/一酸化炭素モル比で含む。より好ましくは、水素/一酸化炭素の比は0.4〜1.5、特に0.9〜1.3の範囲である。非変換一酸化炭素及び/又は水素は合成生成物から分離して、合成反応器の入り口に再循環させ得る。
パラフィン系炭化水素の合成で使用するのに適した触媒は当業者に公知である。典型的には、該触媒は、触媒活性成分として、元素周期表のVIII族の金属を含む。VIII族の特定の触媒活性金属としては、ルテニウム、鉄、コバルト及びニッケルが挙げられる。本発明の方法では、触媒活性金属としてコバルトを含む触媒が好ましい。
触媒活性金属は多孔質担体で担持するのが好ましい。多孔質担体は任意の適当な耐火性金属酸化物もしくはケイ酸塩又はこれらの混合物の中から選択し得る。好ましい担体の特定具体例としては、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア及びこれらの混合物が挙げられる。特に好ましいのは、シリカ及び/又はアルミナからなる担体である。
触媒活性金属は、当業者に公知の任意の方法、例えば同時磨砕(comulling)、含浸又は沈殿によって、担体と合体し得る。含浸は特に好ましい方法であり、担体と触媒活性金属の化合物とを、液体の存在下で、最も有利には前記金属化合物の溶液の形態を有する液体の存在下で接触させることからなる。活性金属の化合物は無機又は有機であってよいが、好ましいのは無機化合物、特に硝酸塩である。使用する液体も有機又は無機であってよい。最も有利な液体は水である。
担体上に存在する触媒活性金属の量は、典型的には担体物質100重量部当たり1〜100重量部、好ましくは10〜50重量部である。
触媒活性金属は、一種類以上の金属促進剤又は助触媒と一緒に触媒中に存在し得る。促進剤は、当該特定促進剤に応じて、金属又は金属酸化物の形態を有し得る。適当な金属酸化物促進剤としては、周期表のIIA族、IIIB族、IVB族、VB族又はVIB族の金属の酸化物、ランタニド及び/又はアクチニドの酸化物が挙げられる。触媒は、好ましくは、周期表のIVB族の元素、特にチタン又はジルコニウムの酸化物を含む。特に好ましいのはジルコンを含む触媒である。金属酸化物促進剤の代わりに、又は該促進剤に加えて、触媒は周期表のVIIB族及び/又はVIII族から選択した金属促進剤を含み得る。好ましい金属促進剤としては、プラチナ及びパラジウムが挙げられる。最も適当な触媒は、触媒活性金属としてコバルトを含み、且つ促進剤としてジルコンを含む。促進剤は、触媒活性成分について上記した方法のうち任意のものを使用して触媒中に含ませ得る。
触媒に促進剤を含ませる場合の促進剤の量は、典型的には担体物質100重量部当たり1〜60重量部、好ましくは2〜40重量部である。
炭化水素合成は高温高圧条件下で実施する。典型的には、125〜300℃、好ましくは175〜250℃の範囲の温度で合成を実施する。反応圧力は、典型的には5〜100バール、好ましくは12〜50バールである。合成は、種々の型の反応器及び反応システム(reacation regime)、例えば固定床システム、スラリー相システム又は沸騰床(ebullating bed)システムで実施し得る。
【0008】
合成ステップ(a)の炭化水素蝋は、本発明の方法のステップ(b)で水素化処理にかける。合成段階の流出液全体を水素化ステップに直接導入してもよい。しかしながら好ましくは、合成段階の炭化水素蝋から、非変換一酸化炭素及び水素と合成中に生成された水とを分離する。所望であれば、合成段階の低分子量生成物、特にC4 −留分、例えばメタン、エタン及びプロパンも水素化処理の前に除去し得る。分離は、当業者に良く知られている蒸留方法を用いて有利に実施し得る。あるいは、炭化水素蝋を、沸点が例えば330℃未満又は370℃未満の低沸点留分と、沸点が330℃を超えるか又は370℃を超える少なくとも一種類の高沸点留分とに分離し、該高沸点留分を本発明の方法で処理してもよい。分離は、真空蒸留又はショートパス(short path)蒸留、例えば真空フィルム蒸留(ワイプトフィルム(wiped film)蒸発器を使用)を用いて実施し得る。
水素化段階、即ち段階(b)では、炭化水素生成物を水素化触媒の存在下で水素と接触させる。この段階で使用するのに適した触媒は当業者に公知である。典型的には、該触媒は、元素周期表のVIB族及びVIII族から選択した一種類以上の金属、特にモリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、プラチナ及びパラジウムの中から選択した一種類以上の金属を、触媒活性成分として含む。好ましくは、該触媒は、ニッケル、プラチナ及びパラジウムの中から選択した一種類以上の金属を触媒活性成分として含む。
特に適当な触媒は、ニッケルを触媒活性成分として含む。
水素化段階で使用するための触媒は、典型的には、耐火性金属酸化物又はケイ酸塩を担体として含む。適当な担体物質としては、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア及びこれらの混合物が挙げられる。本発明の方法で使用する触媒に含ませるための好ましい担体物質は、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ及びケイ藻土(diatomaceous earth、kieselguhr)である。
該触媒は、触媒活性成分を、担体物質100重量部当たり0.05〜80重量部、好ましくは0.1〜70重量部含み得る。触媒中に存在する触媒活性金属の量は、当該特定金属に応じて変化する。水素化段階で使用するのに特に適した触媒の一つは、ニッケルを担体物質100重量部当たり30〜70重量部の量で含む。特に適した別の触媒は、プラチナを担体物質100重量部当たり0.05〜2.0重量部の量で含む。
本発明の方法の水素化段階で使用するのに適した触媒は市販されており、又は当業者に公知の方法、例えば炭化水素合成触媒について上記した方法で製造し得る。
水素化段階では、炭化水素蝋を高温高圧で水素と接触させる。操作温度は典型的には100〜300℃、より好ましくは150〜275℃、特に175〜250℃である。典型的には、操作圧力は5〜150バール、好ましくは10〜50バールである。水素は、100〜10000Nl/l/hr、より好ましくは250〜5000Nl/l/hrの範囲の気体毎時空間速度で水素化段階に供給し得る。処理する炭化水素蝋は、典型的には0.1〜5kg/l/hr、より好ましくは0.25〜2.5kg/l/hrの範囲の重量毎時空間速度で水素化段階に供給する。水素対炭化水素蝋の比は100〜5000Nl/kgとし得、好ましくは250〜3000Nl/kgとする。
水素化段階は、供給原料の異性化又は水素化分解が実質的に生起しないような条件下で実施する。実質的な水素化分解又は水素異性化の生起を伴わずに所望の度合いの水素化を達成するために必要とされる正確な操作条件は、水素化段階に供給される炭化水素蝋の組成と、使用する特定触媒とに応じて変化する。前述のように、水素化段階における条件の厳密さ、従って水素化分解及び異性化の発生の度合いを測る基準としては、供給炭化水素の変換の度合いを決定し得る。この場合、%で表される変換率は、水素化の間に沸点370℃未満の留分に変換される、370℃を超える沸点の供給原料留分の重量%であると定義される。水素化段階の変換率は10%未満、好ましくは8%未満、より好ましくは5%未満である。
【0009】
本発明の方法では、水素化段階から出る炭化水素生成物は実質的に、潤滑用ベース油の沸点範囲以上の沸点範囲を有する高分子量パラフィン系炭化水素からなる。潤滑用ベース油は典型的には、330℃以上、好ましくは370℃以上の5重量%沸点を有する。潤滑用ベース油の沸点範囲は650℃まで、好ましくは600℃までであり得る。これらの沸点及び沸点範囲は、大気圧での沸点(範囲)である。この炭化水素生成物の少なくとも一部分を、本発明の方法の水素化変換ステップにかけて蝋状ラフィネートを生成する。所望であれば、水素化段階の流出液全体を水素化変換段階に直接給送し得る。しかしながら、好ましくは、水素化変換段階の前に、低分子量炭化水素、特にC4 −留分を高分子量炭化水素から分離する。該分離は、当業者によく知られている蒸留技術によって行うと有利であり得る。炭化水素生成物の残りのC5 +留分の少なくとも一部分を、その後の水素化変換段階用の供給原料として使用する。
【0010】
水素化変換段階では、適当な触媒の存在下で水素を用いて水素化段階の炭化水素生成物を水素化分解及び水素異性化にかけることにより、前記生成物から蝋状ラフィネートを製造する。典型的には、前記触媒は、元素周期表のVIB族及びVIII族から選択した一種類以上の金属、特にモリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、プラチナ及びパラジウムの中から選択した一種類以上の金属を、触媒活性成分として含む。好ましくは、該触媒は、ニッケル、プラチナ及びパラジウムの中から選択した一種類以上の金属を触媒活性成分として含む。触媒活性成分としてプラチナを含む触媒は、水素化変換段階で使用するのに特に適していることが判明した。
水素化変換段階で使用するための触媒は、典型的には、耐火性金属酸化物を担体として含む。適当な担体物質としては、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア及びこれらの混合物が挙げられる。本発明の方法で使用する触媒に含ませるための好ましい担体物質は、シリカ、アルミナ及びシリカ−アルミナである。特に好ましい触媒は、シリカ−アルミナ担体に担持されたプラチナを含む。所望であれば、ハロゲン部分、特にフッ素、又はリン部分を担体に与えることによって、触媒担体の酸度を増加させ得る。これは特に、触媒担体自体が酸性ではない場合、例えば触媒担体がアルミナ又はシリカを含んでいる場合に好ましいとされ得る。
前記触媒は、触媒活性成分を、担体物質100重量部当たり0.05〜80重量部、好ましくは0.1〜70重量部の量で含み得る。触媒中に存在する触媒活性金属の量は、当該特定金属に応じて変化する。水素化変換段階で使用するための特に好ましい触媒は、プラチナを担体物質100重量部当たり0.05〜2重量部、より好ましくは0.1〜1重量部の量で含む。
本発明の方法の水素化変換段階で使用するのに適した触媒は市販されており、あるいは当業者によく知られている方法、例えば炭化水素合成触媒の製造について上述した方法で製造し得る。
本発明の方法の水素化変換段階では、水素化段階の炭化水素生成物を、高温高圧で、触媒の存在下で水素と接触させる。典型的には、蝋状ラフィネートを得るのに必要な温度は175〜380℃、好ましくは250〜350℃、より好ましくは250〜330℃の範囲である。加える圧力は、典型的には10〜250バール、より好ましくは25〜250バールである。水素は、100〜10000Nl/l/hr、好ましくは500〜5000Nl/l/hrの気体毎時空間速度で供給し得る。炭化水素供給原料は、0.1〜5kg/l/hr、好ましくは0.25〜2kg/l/hrの重量毎時空間速度で供給し得る。水素対炭化水素供給原料の比は100〜5000Nl/kgとし得、好ましくは250〜2500Nl/kgである。
水素化段階について上述したように、水素化変換段階で生起する水素化分解及び異性化の度合いは、前述のように定義される370℃を超える沸点の留分の変換率を調べることによって測定し得る。典型的には、水素化変換段階は、20%以上、好ましくは25%以上、但し好ましくは50%以下、より好ましくは45%以下の変換率で操作する。
【0011】
水素化及び水素化変換の両方の段階の操作に必要とされる水素は、当業者によく知られている方法、例えば製油所燃料ガスの蒸熱改質によって生成し得る。
【0012】
蝋状ラフィネートは次いで流動点降下処理にかけて、流動点を少なくとも−12℃、好ましくは少なくとも−18℃、より好ましくは少なくとも−24℃まで降下させる。
流動点降下処理は当業者によく知られており、例えば溶剤脱蝋、触媒脱蝋、(水素化)異性化(脱蝋)及び/又は流動点降下剤の添加がある。最後に述べた処理は通常、潤滑用ベース油の製造では好ましくない。なぜなら、ベース油に含まれている添加剤が比較的早く劣化し得、最終的ベース油を製造するための種々のベース油と添加剤パッケージとのブレンディングが問題となり得るからである。
【0013】
触媒脱蝋は当業者によく知られている。触媒脱蝋プロセスでは、直鎖パラフィン及びやや分枝鎖状のパラフィンを分解して、潤滑用ベース油の沸点範囲より低い沸点を有する生成物を得る。しかしながら、使用する触媒は、蝋分子のみに対する選択性が十分ではない。実際、極めて高いVIと十分に低い流動点とを有する分枝鎖パラフィンも、低沸点生成物に分解される。このようにして、これらの化合物が潤滑用ベース油の範囲を下回る沸点の生成物に分解されると、溶剤脱蝋プロセスによって製造した潤滑用ベース油より低いVIを有する潤滑用ベース油が形成される。また、溶剤脱蝋と比べて、潤滑用ベース油の収率が低い。それにもかかわらず、触媒脱蝋プロセスの操作コストは通常溶剤脱蝋プロセスの操作コストより低いため、商業的には触媒脱蝋が使用されている。
触媒脱蝋プロセスで使用し得る触媒としては、束縛指数(constraint index)1〜12のゼオライト、特にMFI構造タイプのゼオライト、例えばZSM−5、−11、−22、−23、−35、並びに欧州特許出願第0100 115号、第0 178 699号及び第0 380 180号に記載のFerrierite及び複合結晶質ケイ酸塩が挙げられる。別の適当な触媒脱蝋触媒はモルデナイト(mordenite)を含む。所望であれば、欧州特許出願第0 237 655号及び欧州特許出願第0 161 833号に記載のように、蝋状ラフィネート供給原料を種々の留分に分割し、次いで種々の留分を種々の脱蝋触媒を用いて別個に処理してもよい。該触媒は典型的には、元素周期表のVIb族、VIIb族及びVIII族から選択した一種類以上の触媒活性金属を含む。
触媒脱蝋プロセスは典型的には、200〜500℃の温度、5〜100バールの水素圧、0.1〜5kg/l/hの空間速度、及び100〜2500Nl/kgの水素/油比で実施する。
【0014】
溶剤脱蝋は当業者によく知られており、一種類以上の溶剤及び/又は蝋沈殿剤を蝋状ラフィネートと混合し、該混合物を−10℃〜−40℃、好ましくは−20℃〜−35℃の範囲の温度に冷却し、油から蝋を分離する操作を含む。蝋を含んでいる油は通常、織物繊維、例えば木綿、多孔質金属布、又は合成材料製の布からなり得るフィルター布で濾過する。
溶剤脱蝋プロセスで使用し得る溶剤の具体例としては、C3 −C6 ケトン(例えばメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン及びこれらの混合物)、C6 −C10芳香族炭化水素(例えばトルエン)、ケトンと芳香族との混合物(例えばメチルエチルケトンとトルエン)、自己冷却性(autorefrigerative)溶剤、例えば通常は気体状のC2 −C4 炭化水素を液化したもの、例えばプロパン、プロピレン、ブタン、ブチレン及びこれらの混合物が挙げられる。通常は、メチルエチルケトンとトルエンとの混合物、又はメチルエチルケトンとメチルイソブチルケトンとの混合物が好ましい。
溶剤は、濾過とプロセスへの溶剤の再循環とによって、蝋及び潤滑用ベース油から回収し得る。但し、溶剤は再循環されるものの、大量の溶剤が必要とされ且つ蝋状ラフィネート/溶剤混合物の冷却に大量のエネルギーが必要とされるため、該プロセスのコストが高いことに変わりはない。
溶剤脱蝋プロセスで分離された蝋は水素化変換段階に再循環させ得、あるいは、例えば流動点降下処理が溶剤脱蝋段階及び水素異性化段階の両方を含む場合には、水素異性化段階に給送し得る。該蝋は、再循環の前に脱油(deoiling)処理にかけてもよい。あるいは、蝋を分別し、一種類以上の留分を蝋市場で売ることも可能である。分別は、典型的にはショートパス蒸留を用いて実施する。
【0015】
極めて適当な流動点降下処理は、当業界では異性化脱蝋又はアイソ脱蝋(iso−dewaxing)とも称されることがある水素異性化処理を含む。水素異性化処理は典型的には、蝋状ラフィネートを水素異性化触媒の存在下で水素と接触させることからなる。溶剤脱蝋処理と比べると、水素異性化処理は操作コストが低い。また、水素異性化処理には、触媒脱蝋の欠点、即ち溶剤脱蝋よりVI及び収率が低いという欠点が実質的にない。水素異性化プロセスでは、直鎖パラフィンが、VIは依然として高いが流動点は低い、潤滑用ベース油沸点範囲の沸点を有する分枝鎖パラフィンに異性化される。水素異性化反応は好ましいものであるが、水素化分解反応はできるだけ回避しなければならない。370℃を超える沸点の生成物から沸点370℃未満の生成物への変換率は、典型的には25%未満、好ましくは20%未満である。この変換率は通常10%を超える。
このように、使用する水素異性化触媒は、水素異性化反応を触媒する活性が大きく、水素化分解反応を触媒する活性が小さいことが好ましい。そのためには、アルファ値で表される触媒の酸度が20未満でなければならないことが判明した。該触媒は好ましくは分子篩を含む。従って、好ましい具体例では、水素異性化触媒は、アルファ値が20未満、より好ましくは10未満、更に好ましくは5未満の分子篩を含む。本明細書中のアルファ値を決定するために使用するアルファ検査の実験条件には、538℃の一定温度と、J.Catalysis,61,395(1980)に詳述されている可変流量とが含まれる。
【0016】
本発明の具体例の一つでは、水素異性化操作で機能する分子篩は、好ましくはシリカ/アルミナのモル比が10以上、より好ましくは30以上のゼオライトである。シリカ/アルミナのモル比が大きいゼオライトは通常、シリカ/アルミナのモル比が小さいゼオライトより低い活性を有する。大きなシリカ/アルミナ比は、シリカ/アルミナ比の大きいゼオライトの合成、及び/又は蒸熱(steaming)のような脱アルミナ処理によって獲得し得る。どちらの方法も当業者にはよく知られている。あるいは、骨格(framework)アルミニウムを、酸度を低下させる別の三価元素、例えばホウ素に替えてもよい。
分子篩は好ましくは、ZSM−12、モルデナイト及びゼオライトベータの中から選択する。より好ましいのはゼオライトベータである。低酸度形態のゼオライトベータは、高ケイ質(highy siliceous)形態のゼオライト、例えばシリカ/アルミナ比が50を超えるゼオライトを合成するか、又はシリカ/アルミナ比の低いゼオライトを必要な酸度まで蒸熱することによって製造し得る。別の方法として、ゼオライトの骨格アルミニウムの一部分をホウ素のような別の三価元素に替える方法もある。ゼオライトは骨格ホウ素を、典型的には0.1重量%以上、好ましくは0.5重量%以上含むのが好ましい。ゼオライトは、ゼオライトの特徴的構造を構成する骨格の一部分をなさない構造の孔の中の物質も含み得る。本明細書中の「骨格ホウ素」という用語は、ゼオライトの骨格中に実際に存在するホウ素を意味する。ゼオライトの孔の中に存在する物質と異なり、骨格ホウ素はゼオライトのイオン交換能力に貢献する。
シリカ/三価金属の比が大きく且つ骨格ホウ素を含んでいるゼオライトを製造する方法は、米国特許第4 269 813号及び第4 672 049号に開示されている。典型的には、本発明の方法で使用するゼオライトベータは、前記ホウ素を0.1重量%以上を含む。該ホウ素の含量は通常5重量%以下、好ましくは2重量%以下である。合成されたゼオライトのシリカ/アルミナ比は典型的には30未満である。好ましくは、ホウ素含有ゼオライトを蒸熱してアルファ値を10以下、好ましくは5以下に低下させる。典型的な蒸熱条件は公知であり、欧州特許出願第0 464 547号に記載されている。
ゼオライトは通常、最終的触媒を形成するためにマトリックス材料(結合剤)と混合する。好ましい、非酸性耐火性酸化物結合剤、例えばシリカ、チタニア又はアルミナである。特に好ましいのはシリカである。ゼオライトは通常、20〜80重量%、好ましくは50〜80重量%の量のマトリックスと混合する。ゼオライトを結合剤と一緒に押出す方法は当業者に公知である。
【0017】
本発明の別の具体例では、分子篩がアルミノホスフェートである。アルミノホスフェートは当業者によく知られており、例えば米国特許第4 310 440号、第4 440 871号、第4 567 029号及び第4 793 984号に記載されている。アルミノホスフェートは、ゼオライトと比べて、生来の酸度が低いという利点を有する。
本明細書中のアルミノホスフェートは、アルミノホスフェート類を意味する、即ちメタロ−アルミノホスフェート、シリコ−アルミノホスフェート、メタロ−シリコ−アルミノホスフェート並びに非金属置換アルミノホスフェート及びシリコ−アルミノホスフェートを含むと理解されたい。
分子篩は生来の酸度を少なくともある程度有しているのが好ましいため、アルミノホスフェートは、アルミノホスフェートの骨格中に存在する別の金属が三価金属ではないメタロ−アルミノホスフェート、シリコ−アルミノホスフェート又はメタロ−シリコ−アルミノホスフェートの中から選択する。特に好ましい具体例では、アルミノホスフェートはシリコ−アルミノホスフェートである。
ある具体例では、本発明の方法を、構造型11、31及び41の中から選択した、より好ましくは構造型11のアルミノホスフェート、特にシリコ−アルミノホスフェートからなる水素異性化触媒を用いて実施するのが好ましい。構造型11、31及び41のシリコ−アルミノホスフェートは、国際特許出願WO 90/09362号に記載されている。本発明の特に好ましい具体例では、水素異性化触媒は、結晶粒子上に特別のシリカ/アルミナ分布を有する構造型11のシリコ−アルミノホスフェートからなる。特に、シリコ−アルミノホスフェート分子篩は、表Iに示すX線回折パターンを特徴とする。
【0018】
【表1】

Figure 0003651951
【0019】
表中の記号I/I0 *100は相対強度を表し、I0 は最強線の強度であり、dは記録された線に対応する格子面間隔(単位オングストローム)である。X線粉末回折パターンは、K−アルファ/二重線銅照射を用いて、標準的方法で測定できる。
シリコ−アルミノホスフェートは更に、表面のP2 5 対アルミナのモル比が0.80以下であるとい特徴も有し、シリコ−アルミノホスフェート本体(bulk)のP2 5 対アルミナのモル比は0.96以上であり、表面のシリカ対アルミナのモル比はシリコ−アルミノホスフェート本体のそれより大きい。このシリコ−アルミノホスフェートは当業界ではSM−3として知られている。SM−3の製造は国際特許出願WO 91/13132号に開示されている。
【0020】
本発明の更に別の具体例では、異性化触媒は、国際特許出願WO 93/02161号に記載のように、非層状の無機多孔性結晶質相物質を含む。
水素異性化触媒は典型的には、水素化/脱水素化活性を有する触媒活性金属、例えばVIb族及びVIII族の金属を含む。水素異性化触媒は、VIII族金属、特にVIII族貴金属、例えばプラチナ及び/又はパラジウムを含むのが好ましい。前述のような分子篩を含む触媒担体に金属を含ませる手段は当業者によく知られており、既に説明した。前記貴金属の量は典型的には、触媒全体の0.5〜5重量%、好ましくは0.5〜2重量%の範囲にする。
【0021】
本発明の方法の水素異性化段階では、蝋状ラフィネートを、前述の触媒の存在下で、高温高圧で水素と接触させる。典型的には、潤滑用ベース油を得るのに必要な温度は175〜380℃、好ましくは200〜350℃である。通常加える圧力は、10〜250バール、より好ましくは25〜250バールである。蝋状ラフィネートは、0.1〜20kg/l/hr、好ましくは0.1〜5kg/l/hrの重量毎時空間速度で供給し得る。
最終的潤滑用ベース油は、−15℃未満、より好ましくは−20℃未満の流動点を有し、135を超えるVI、好ましくは140を超えるVIを有するのが好ましい。水素化し水素化変換し水素異性化した潤滑用ベース油は、更に流動点降下処理する必要がないことが好ましい。しかしながら、蝋状ラフィネートを中間流動点まで異性化し、異性化した蝋状ラフィネートを最終流動点まで溶剤脱蝋することが望ましいこともあり得る。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for producing a lubricating base oil, and more particularly to a method for producing a very high viscosity index lubricating base oil from a mixture of carbon monoxide and hydrogen.
The term “extremely high viscosity index” means a viscosity index (VI) of greater than 135 as measured by ASTM-D-2270.
[0002]
[Prior art]
A process for producing hydrocarbons by contacting a mixture of carbon monoxide and hydrogen with a suitable synthesis catalyst at elevated temperature and pressure is known in the art as Fischer-Tropsch synthesis. It is known in the art to apply the Fischer-Tropsch synthesis process to the production of a series of predominantly aliphatic hydrocarbons with a wide range of molecular weights.
In order to increase the yield of useful hydrocarbon products by the Fischer-Tropsch synthesis method, various processing methods have been proposed to improve the Fischer-Tropsch product. For example, US Pat. No. 4,125,556 describes a Fischer-Tropsch synthesis high olefin effluent from one or more distillations, polymerizations, alkylations, hydrotreats, cracking-decarboxylations, isomerizations. And a method of processing by hydroforming. This process yields products mainly in the gasoline, kerosene and light oil range.
From the various treatments described above that can be applied to improve the products of the Fischer-Tropsch synthesis, many methods have been proposed that rely on the application of hydroprocessing in an improved operation. For example, US Pat. No. 4,478,955 discloses a process comprising contacting the effluent of a Fischer-Tropsch synthesis process with hydrogen in the presence of a suitable hydrogenation catalyst. This US patent specification describes that the Fischer-Tropsch synthesis effluent mainly contains olefins and carboxylic acids. Under the action of this hydrotreatment, useful fuel components including alkanes, alcohols and esters are produced.
In another process disclosed in U.S. Pat. Nos. 4,059,648 and 4,080,397, the product of the Fischer-Tropsch synthesis is improved by first subjecting it to hydroprocessing and fractionation. After fractionation, a selected fraction of the fractionated product is subjected to a selective hydrocracking process. The process consists of contacting the cut with a special zeolite catalyst that can convert the aliphatic hydrocarbons present in the cut to aromatic hydrocarbons. The resulting aromatic-rich product is stated to be useful as gasoline and light and heavy fuel oils.
There has since been increased interest in applying Fischer-Tropsch synthesis to the production of substantially paraffinic hydrocarbons suitable for use as fuel. Although it is possible to use the Fischer-Tropsch synthesis method directly to produce paraffinic hydrocarbons having boiling points in the boiling range of the fuel fraction, the Fischer-Tropsch synthesis method is used in the boiling range of middle distillates. For the production of high molecular weight paraffinic hydrocarbons having boiling points above the upper limit of i.e. Fischer-Tropsch wax having a boiling point above 370 ° C., and the resulting product is subjected to a selective hydrocracking process to produce the desired It has proved advantageous to obtain a hydrocarbon fuel.
For example, British Patent Specification No. 2 077 289 contacts a mixture of carbon monoxide and hydrogen with a catalyst that is active in a Fischer-Tropsch synthesis, and then the resulting paraffinic hydrocarbon in the presence of hydrogen. Discloses a method for obtaining middle distillate by decomposition. European patent specification 0 147 873 also discloses a similar operating method.
European Patent Application 0 583 836 discloses a process for producing hydrocarbon fuels from carbon monoxide and hydrogen.
Of particular interest, however, is the use of Fischer-Tropsch synthesis to produce hydrocarbons suitable for use as lubricating base oils or lubricating base oil precursors, such as Fischer-Tropsch wax.
Methods for producing very high viscosity index lubricating base oils from Fischer-Tropsch wax feeds are known to those skilled in the art. U.S. Pat. No. 4,594,172 describes Fischer-Tropsch wax CTen~ C19Treat the fraction with organic peroxide to obtain C20 +A method for producing an extremely high viscosity index lubricating base oil by obtaining an oligomerized fraction and hydroisomerizing the fraction in the presence of a platinum-containing silica-alumina catalyst is disclosed.
European patent application 0 515 256 discloses a process for hydroisomerizing Fischer-Tropsch wax (hydroconversion) using a catalyst comprising zeolite Y. Solvent dewaxing a fraction having a boiling point above 380 ° C. provides a lubricating base oil having a VI of 130 or higher and a pour point of −12 ° C. or higher. As outlined in this European patent application, unsaturated hydrocarbons and oxygenates can be removed from Fischer-Tropsch wax by hydrotreating prior to hydroisomerization.
European Patent Application 0 321 303 discloses a process for producing middle distillate products from Fischer-Tropsch wax by a hydroisomerization (hydroconversion) process. At least a portion of the lower fraction from the hydroisomerization zone is (a) further processed in the second hydroisomerization zone, or (b) produces a lube oil fraction having a boiling range of 343.3 ° C to 510 ° C. For separation and / or dewaxing. If desired, oxygenates are removed from the Fischer-Tropsch by distillation. The hydroisomerization catalyst used in the first hydroisomerization (hydroconversion) process is platinum on fluorided alumina which is particularly effective (selective) in converting paraffinic Fischer-Tropsch wax to middle distillate. It is a catalyst. In particular, this catalyst has been reported to be more effective than a catalyst comprising zeolite, especially zeolite beta, as described in Example 3 of this European patent application.
In contrast, in Example 3 of said European Patent Application No. 0 515 256, zeolite Y catalyst is as effective as platinum catalyst on silica-alumina in the production of middle distillate from Fischer-Tropsch wax. Although it may be (selective), it is described that the zeolite Y catalyst is much more active. To convert about 40% by weight Fischer-Tropsch wax to a product with a boiling point below 400 ° C, zeolite Y catalyst requires a reactor temperature of 260 ° C, whereas platinum catalyst on silica-alumina is 340 ° C. This is because the reactor temperature is required.
Hydroisomerization (or hydroconversion) processes include both hydrocracking of paraffinic hydrocarbons and isomerization of linear paraffinic hydrocarbons to branched paraffinic hydrocarbons. If it is desired to produce a base oil for lubrication, it is advantageous to minimize hydrocracking activity and maximize hydroisomerization activity. However, some hydrocracking activity is still required to break down the heaviest wax molecules into lower boiling products. The disadvantage of high activity catalysts, such as zeolitic catalysts such as zeolite Y, is that the hydrocracking activity is usually too high and the hydroisomerization activity is too low. As described below, other molecular sieve catalysts are also known, such as silicoaluminophosphates, and other zeolite catalysts that have reduced activity (expressed in acidity) to an alpha-value of less than 20 or less than 10 or 5. Yes. However, these catalysts usually do not have sufficient hydrocracking activity.
For example, European Patent Application 0 464 547 discloses a method for producing high viscosity index lubricants from slack wax by a two-step process. In the first step, the slack wax is hydrocracked under mild conditions using an amorphous catalyst, in particular a catalyst consisting of Ni or W on a fluorinated alumina support, and in the second step, preferably less than 5 Hydroisomerization is carried out using a low acidity zeolite beta catalyst having an alpha value of
The alpha value indicates the approximate magnitude of the catalytic cracking activity of the catalyst compared to the standard catalyst. In the alpha test, an alpha value of 1 (rate constant = 0.016 sec)-1The relative rate constant (normal hexane conversion rate per catalyst amount per unit time) of the test catalyst compared to the standard catalyst is obtained. Alpha testing is described in U.S. Pat. Catalysis, 4,527 (1965); 6,278 (1966); and 61,395 (1980), discussed in European Patent Application No. 0 464 547. The alpha value is measured on a catalyst support that does not contain a catalytically active metal.
[0003]
As used herein, the term hydroconversion process refers to a process that causes a hydrocracking reaction and a hydroisomerization reaction to be performed in the presence of a catalyst comprising a refractory oxide support.
As used herein, the term hydroisomerization process causes a hydroisomerization reaction and a hydrocracking reaction, but is performed after the hydroconversion, usually when the hydrocracking is a hydroconversion process. It means a process that does not occur as much.
[0004]
A disadvantage of hydroconversion catalysts containing refractory oxide supports is that high operating temperatures are required, especially when the catalyst is used over a long period of time, for example 2 years or more. In order to compensate for the deactivation of the catalyst, the reaction temperature is usually increased. Above 350 ° C, and especially above 400 ° C, at least a portion of the Fischer-Tropsch wax is converted to undesirable aromatics. Thus, hydroconversion at an operating temperature well below 400 ° C., preferably below 350 ° C., using a catalyst comprising a refractory oxide support and a catalytically active metal having hydrogenation / dehydrogenation activity. The discovery of a way to implement the process was awaited.
Surprisingly, Fischer-Tropsch wax (hydrocarbon wax) is first converted to hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst under conditions such that hydroisomerization or hydrocracking of the hydrocarbon wax does not occur substantially. In contact, it has been found that the hydroconversion process can be carried out at reaction temperatures of less than 400 ° C., even less than 350 ° C., even after the hydroconversion catalyst has been used for a long period of time, for example 2 years or longer. Compared with the method in which Fischer-Tropsch is contacted with the hydroconversion catalyst without first performing the hydrogenation step, the reaction temperature can be lowered by 5 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more.
Furthermore, it has been found that the hydroconversion catalyst has a much slower deactivation rate in the method including the step of performing hydrogenation first. Accordingly, the rate of increase of the reaction temperature required to compensate for the loss of catalytic activity can be greatly reduced.
Also, most surprisingly, the process comprising a hydrogenation step and a hydroconversion step is a useful hydrocarbon having a boiling point in the lubricating base oil range compared to prior art methods comprising only a hydroconversion step. It was found that it shows a great selectivity for.
[0005]
Therefore, the present invention provides a method for producing a lubricating base oil, which includes an operation of subjecting the waxy raffinate to a pour point depressing treatment and recovering the lubricating base oil therefrom. The waxy raffinate is formed by the hydrocarbon product in the presence of a hydroconversion catalyst comprising a catalytically active metal having hydrogenation / dehydrogenation activity supported on a refractory oxide support. Produced by contacting with hydrogen under conditions such that hydrocracking and hydroisomerization occur to obtain a waxy raffinate, wherein the hydrocarbon product comprises (a) carbon monoxide and hydrogen The mixture is contacted with a hydrocarbon synthesis catalyst at high temperature and pressure to produce a substantially paraffinic hydrocarbon wax, and (b) the resulting hydrocarbon wax is added to the hydrocarbon wax in the presence of a hydrogenation catalyst. It is produced by contacting with hydrogen under conditions such that hydroisomerization or hydrocracking does not occur substantially to obtain a hydrocarbon product.
[0006]
As used herein, the conditions under which the hydrocracking or hydroisomerization of step (b) of the method of the present invention does not substantially occur are those of the feedstock with a boiling point of over 370 ° C. in step (b). The conversion from a fraction to a fraction having a boiling point of less than 370 ° C. is defined as a condition such that it is less than 10% expressed in weight%.
The conditions under which hydrocracking and hydroisomerization of hydrocarbon products occur in the hydroconversion step are defined as the conditions under which the conversion defined above is 15% or more. .
As used herein for hydrocarbon waxes, the term “substantially paraffinic” means a hydrocarbon mixture comprising 70% by weight or more, preferably 80% by weight or more of paraffin. The hydrocarbon wax produced by the process of the present invention usually contains 90% by weight or more of paraffin, more typically 95% by weight or more of paraffin.
[0007]
In step (a) of the process of the present invention, a feedstock comprising a mixture of carbon monoxide and hydrogen is contacted at high temperature and pressure with a catalyst that is active in the synthesis of paraffinic hydrocarbons. Suitable methods for producing a mixture of carbon monoxide and hydrogen are well known to those skilled in the art, for example, partial oxidation of methane, typically in the form of natural gas, and steam reforming of methane. There is a method such as (team reforming). The relative amounts of carbon monoxide and hydrogen in the feed can be varied within a wide range and can be selected according to the exact catalyst and operating conditions used. Typically, the feedstock contacted with the catalyst comprises carbon monoxide and hydrogen in a hydrogen / carbon monoxide molar ratio of less than 2.5, preferably less than 1.75. More preferably, the hydrogen / carbon monoxide ratio ranges from 0.4 to 1.5, in particular from 0.9 to 1.3. Unconverted carbon monoxide and / or hydrogen can be separated from the synthesis product and recycled to the inlet of the synthesis reactor.
Suitable catalysts for use in the synthesis of paraffinic hydrocarbons are known to those skilled in the art. Typically, the catalyst comprises a Group VIII metal of the Periodic Table of Elements as a catalytically active component. Specific catalytically active metals of Group VIII include ruthenium, iron, cobalt and nickel. In the method of the present invention, a catalyst containing cobalt as a catalytically active metal is preferred.
The catalytically active metal is preferably supported on a porous carrier. The porous support may be selected from any suitable refractory metal oxide or silicate or mixture thereof. Specific examples of preferred supports include silica, alumina, titania, zirconia and mixtures thereof. Particularly preferred are supports made of silica and / or alumina.
The catalytically active metal can be combined with the support by any method known to those skilled in the art, such as co-mulling, impregnation or precipitation. Impregnation is a particularly preferred method and consists of contacting the support and the catalytically active metal compound in the presence of a liquid, most advantageously in the presence of a liquid having the form of a solution of said metal compound. The active metal compound may be inorganic or organic, but preferred are inorganic compounds, especially nitrates. The liquid used can also be organic or inorganic. The most advantageous liquid is water.
The amount of catalytically active metal present on the support is typically 1-100 parts by weight, preferably 10-50 parts by weight, per 100 parts by weight of the support material.
The catalytically active metal can be present in the catalyst together with one or more metal promoters or cocatalysts. The promoter may have a metal or metal oxide form, depending on the specific promoter. Suitable metal oxide promoters include Group IIA, IIIB, IVB, VB or VIB group metal oxides, lanthanide and / or actinide oxides of the periodic table. The catalyst preferably comprises an element of group IVB of the periodic table, in particular an oxide of titanium or zirconium. Particularly preferred are catalysts containing zircon. Instead of or in addition to the metal oxide promoter, the catalyst may comprise a metal promoter selected from groups VIIB and / or VIII of the periodic table. Preferred metal promoters include platinum and palladium. The most suitable catalysts contain cobalt as the catalytically active metal and zircon as the promoter. The promoter may be included in the catalyst using any of the methods described above for the catalytically active component.
The amount of promoter when the promoter is included in the catalyst is typically 1-60 parts by weight, preferably 2-40 parts by weight per 100 parts by weight of the support material.
Hydrocarbon synthesis is carried out under high temperature and high pressure conditions. Typically, the synthesis is carried out at a temperature in the range of 125-300 ° C, preferably 175-250 ° C. The reaction pressure is typically 5 to 100 bar, preferably 12 to 50 bar. The synthesis can be carried out in various types of reactors and reaction regimes, such as fixed bed systems, slurry phase systems or ebullating bed systems.
[0008]
The hydrocarbon wax of synthesis step (a) is subjected to hydroprocessing in step (b) of the process of the present invention. The entire synthesis stage effluent may be introduced directly into the hydrogenation step. Preferably, however, the unconverted carbon monoxide and hydrogen and the water produced during the synthesis are separated from the hydrocarbon wax in the synthesis stage. If desired, low molecular weight products in the synthesis stage, especially CFour-Fractions such as methane, ethane and propane can also be removed before the hydrotreatment. Separation can be advantageously performed using distillation methods well known to those skilled in the art. Alternatively, the hydrocarbon wax is separated into a low boiling fraction having a boiling point of, for example, less than 330 ° C. or less than 370 ° C., and at least one high boiling fraction having a boiling point of greater than 330 ° C. or greater than 370 ° C. High boiling fractions may be treated by the method of the present invention. Separation may be performed using vacuum distillation or short path distillation, such as vacuum film distillation (using a wiped film evaporator).
In the hydrogenation stage, step (b), the hydrocarbon product is contacted with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst. Suitable catalysts for use at this stage are known to those skilled in the art. Typically, the catalyst is selected from one or more metals selected from groups VIB and VIII of the Periodic Table of Elements, in particular molybdenum, tungsten, cobalt, nickel, ruthenium, iridium, osmium, platinum and palladium. One or more metals are included as catalytically active components. Preferably, the catalyst contains one or more metals selected from nickel, platinum and palladium as catalytically active components.
A particularly suitable catalyst contains nickel as the catalytically active component.
Catalysts for use in the hydrogenation stage typically include a refractory metal oxide or silicate as a support. Suitable carrier materials include silica, alumina, silica-alumina, zirconia, titania and mixtures thereof. Preferred support materials for inclusion in the catalyst used in the process of the present invention are silica, alumina, silica-alumina and diatomaceous earth (kieselguhr).
The catalyst may contain 0.05 to 80 parts by weight, preferably 0.1 to 70 parts by weight, of the catalytically active component per 100 parts by weight of the support material. The amount of catalytically active metal present in the catalyst varies depending on the specific metal. One particularly suitable catalyst for use in the hydrogenation stage comprises nickel in an amount of 30 to 70 parts by weight per 100 parts by weight of support material. Another particularly suitable catalyst comprises platinum in an amount of 0.05 to 2.0 parts by weight per 100 parts by weight of support material.
Catalysts suitable for use in the hydrogenation stage of the process of the present invention are commercially available or can be prepared by methods known to those skilled in the art, such as those described above for hydrocarbon synthesis catalysts.
In the hydrogenation stage, the hydrocarbon wax is contacted with hydrogen at high temperature and pressure. The operating temperature is typically 100-300 ° C, more preferably 150-275 ° C, especially 175-250 ° C. Typically, the operating pressure is 5 to 150 bar, preferably 10 to 50 bar. Hydrogen can be fed to the hydrogenation stage at a gas hourly space velocity in the range of 100 to 10000 Nl / l / hr, more preferably in the range of 250 to 5000 Nl / l / hr. The hydrocarbon wax to be treated is fed to the hydrogenation stage at a weight hourly space velocity typically ranging from 0.1 to 5 kg / l / hr, more preferably from 0.25 to 2.5 kg / l / hr. The ratio of hydrogen to hydrocarbon wax can be 100-5000 Nl / kg, preferably 250-3000 Nl / kg.
The hydrogenation stage is conducted under conditions such that feedstock isomerization or hydrocracking does not occur substantially. The exact operating conditions required to achieve the desired degree of hydrogenation without the occurrence of substantial hydrocracking or hydroisomerization is the composition of the hydrocarbon wax fed to the hydrogenation stage. Depending on the specific catalyst used. As described above, the degree of conversion of the feed hydrocarbons can be determined as a measure of the stringency of the conditions in the hydrogenation stage and thus the degree of hydrocracking and isomerization. In this case, the conversion expressed in% is defined as the weight percent of the feed fraction having a boiling point above 370 ° C. that is converted during the hydrogenation to a fraction having a boiling point below 370 ° C. The conversion rate of the hydrogenation stage is less than 10%, preferably less than 8%, more preferably less than 5%.
[0009]
In the process of the present invention, the hydrocarbon product exiting the hydrogenation stage consists essentially of high molecular weight paraffinic hydrocarbons having a boiling range above the boiling range of the lubricating base oil. The base oil for lubrication typically has a 5 wt% boiling point of 330 ° C or higher, preferably 370 ° C or higher. The boiling range of the lubricating base oil can be up to 650 ° C, preferably up to 600 ° C. These boiling points and boiling ranges are boiling points (ranges) at atmospheric pressure. At least a portion of the hydrocarbon product is subjected to a hydroconversion step of the process of the present invention to produce a waxy raffinate. If desired, the entire hydrogenation stage effluent can be fed directly to the hydroconversion stage. However, preferably, prior to the hydroconversion stage, low molecular weight hydrocarbons, especially CFour-Separating the fraction from the high molecular weight hydrocarbons. The separation may be advantageously performed by distillation techniques that are well known to those skilled in the art. The remaining C of the hydrocarbon productFive+ At least a portion of the cut is used as feed for the subsequent hydroconversion stage.
[0010]
In the hydroconversion stage, a waxy raffinate is produced from the product by subjecting the hydrocarbon product of the hydrogenation stage to hydrocracking and hydroisomerization using hydrogen in the presence of a suitable catalyst. Typically, the catalyst is selected from one or more metals selected from groups VIB and VIII of the Periodic Table of Elements, in particular molybdenum, tungsten, cobalt, nickel, ruthenium, iridium, osmium, platinum and palladium. One or more metals are included as catalytically active components. Preferably, the catalyst contains one or more metals selected from nickel, platinum and palladium as catalytically active components. Catalysts containing platinum as the catalytically active component have been found to be particularly suitable for use in the hydroconversion stage.
Catalysts for use in the hydroconversion stage typically include a refractory metal oxide as a support. Suitable carrier materials include silica, alumina, silica-alumina, zirconia, titania and mixtures thereof. Preferred support materials for inclusion in the catalyst used in the process of the present invention are silica, alumina and silica-alumina. A particularly preferred catalyst comprises platinum supported on a silica-alumina support. If desired, the acidity of the catalyst support can be increased by providing the support with a halogen moiety, particularly a fluorine or phosphorus moiety. This may be particularly preferred when the catalyst support itself is not acidic, for example when the catalyst support contains alumina or silica.
The catalyst may contain a catalytically active component in an amount of 0.05 to 80 parts by weight, preferably 0.1 to 70 parts by weight, per 100 parts by weight of the support material. The amount of catalytically active metal present in the catalyst varies depending on the specific metal. Particularly preferred catalysts for use in the hydroconversion stage comprise platinum in an amount of 0.05 to 2 parts by weight, more preferably 0.1 to 1 part by weight per 100 parts by weight of support material.
Catalysts suitable for use in the hydroconversion stage of the process of the present invention are either commercially available or can be prepared by methods well known to those skilled in the art, such as those described above for the preparation of hydrocarbon synthesis catalysts.
In the hydroconversion stage of the process of the present invention, the hydrocarbon product of the hydrogenation stage is contacted with hydrogen in the presence of a catalyst at high temperature and pressure. Typically, the temperature required to obtain a waxy raffinate is in the range of 175-380 ° C, preferably 250-350 ° C, more preferably 250-330 ° C. The pressure applied is typically 10 to 250 bar, more preferably 25 to 250 bar. Hydrogen can be supplied at a gas hourly space velocity of 100 to 10000 Nl / l / hr, preferably 500 to 5000 Nl / l / hr. The hydrocarbon feedstock may be fed at a space hourly velocity of 0.1 to 5 kg / l / hr, preferably 0.25 to 2 kg / l / hr. The ratio of hydrogen to hydrocarbon feedstock can be 100-5000 Nl / kg, preferably 250-2500 Nl / kg.
As described above for the hydrogenation stage, the degree of hydrocracking and isomerization that occurs in the hydroconversion stage is measured by examining the conversion of the fraction with a boiling point above 370 ° C. as defined above. obtain. Typically, the hydroconversion stage operates at a conversion of 20% or more, preferably 25% or more, but preferably 50% or less, more preferably 45% or less.
[0011]
The hydrogen required for the operation of both the hydrogenation and hydroconversion stages can be produced by methods well known to those skilled in the art, such as steam reforming of refinery fuel gas.
[0012]
The waxy raffinate is then subjected to a pour point depressurization process to lower the pour point to at least -12 ° C, preferably at least -18 ° C, more preferably at least -24 ° C.
Pour point depressing treatments are well known to those skilled in the art and include, for example, solvent dewaxing, catalytic dewaxing, (hydrogenation) isomerization (dewaxing) and / or the addition of pour point depressants. The last-mentioned treatment is usually not preferred for the production of lubricating base oils. This is because the additives contained in the base oil can degrade relatively quickly and blending of various base oils and additive packages to produce the final base oil can be problematic.
[0013]
Catalytic dewaxing is well known to those skilled in the art. In the catalytic dewaxing process, linear paraffins and slightly branched paraffins are decomposed to obtain a product having a boiling point lower than that of the lubricating base oil. However, the catalyst used is not sufficiently selective for wax molecules only. In fact, branched chain paraffins with very high VI and sufficiently low pour points are also broken down into low boiling products. In this way, when these compounds are decomposed into products with boiling points below the range of lubricating base oils, lubricating base oils having a lower VI than lubricating base oils produced by solvent dewaxing processes are formed. The Moreover, the yield of the base oil for lubrication is low compared with solvent dewaxing. Nevertheless, catalytic dewaxing is used commercially because the operating cost of the catalytic dewaxing process is usually lower than that of the solvent dewaxing process.
Catalysts that can be used in the catalytic dewaxing process include zeolites with a constraint index of 1-12, in particular zeolites of the MFI structure type, such as ZSM-5, -11, -22, -23, -35, and Europe. Ferrierite and composite crystalline silicates described in patent applications 0100 115, 0 178 699 and 0 380 180. Another suitable catalytic dewaxing catalyst includes mordenite. If desired, the waxy raffinate feedstock can be divided into various fractions and then the various fractions can be divided into various fractions as described in European Patent Application No. 0 237 655 and European Patent Application No. 0 161 833. You may process separately using a dewaxing catalyst. The catalyst typically comprises one or more catalytically active metals selected from groups VIb, VIIb and VIII of the periodic table.
The catalytic dewaxing process is typically at a temperature of 200-500 ° C., a hydrogen pressure of 5-100 bar, a space velocity of 0.1-5 kg / l / h, and a hydrogen / oil ratio of 100-2500 Nl / kg. carry out.
[0014]
Solvent dewaxing is well known to those skilled in the art, and one or more solvents and / or wax precipitants are mixed with the waxy raffinate and the mixture is −10 ° C. to −40 ° C., preferably −20 ° C. to − Cooling to a temperature in the range of 35 ° C. and separating the wax from the oil. Oil containing wax is usually filtered through a filter cloth, which can consist of textile fibers such as cotton, porous metal cloth, or synthetic cloth.
Specific examples of solvents that can be used in the solvent dewaxing process include CThree-C6Ketones (eg methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and mixtures thereof), C6-CTenAromatic hydrocarbons (eg toluene), mixtures of ketones and aromatics (eg methyl ethyl ketone and toluene), autorefrigerant solvents such as normally gaseous C2-CFourExamples include hydrocarbon liquefactions such as propane, propylene, butane, butylene, and mixtures thereof. Usually, a mixture of methyl ethyl ketone and toluene, or a mixture of methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone is preferred.
The solvent can be recovered from the wax and the lubricating base oil by filtration and recycling of the solvent to the process. However, although the solvent is recycled, the process is still costly because a large amount of solvent is required and a large amount of energy is required to cool the waxy raffinate / solvent mixture.
The wax separated in the solvent dewaxing process can be recycled to the hydroconversion stage, or, for example, if the pour point depressing process includes both a solvent dewaxing stage and a hydroisomerization stage. Can be fed. The wax may be subjected to a deoiling treatment prior to recycling. Alternatively, the wax can be separated and one or more fractions can be sold at the wax market. Fractionation is typically performed using short pass distillation.
[0015]
A very suitable pour point depressing process includes a hydroisomerization process, sometimes referred to in the art as isomerization dewaxing or iso-dewaxing. The hydroisomerization process typically consists of contacting the waxy raffinate with hydrogen in the presence of a hydroisomerization catalyst. Compared with the solvent dewaxing process, the hydroisomerization process has a lower operating cost. Also, the hydroisomerization process is substantially free from the disadvantages of catalyst dewaxing, ie, the lower VI and yield than solvent dewaxing. In the hydroisomerization process, straight-chain paraffins are isomerized into branched-chain paraffins with boiling points in the lubricating base oil boiling range that still have a high VI but a low pour point. Hydroisomerization reactions are preferred, but hydrocracking reactions should be avoided as much as possible. The conversion rate of products with boiling points above 370 ° C. to products below boiling point 370 ° C. is typically less than 25%, preferably less than 20%. This conversion rate usually exceeds 10%.
Thus, it is preferable that the hydroisomerization catalyst used has a large activity for catalyzing a hydroisomerization reaction and a small activity for catalyzing a hydrocracking reaction. To that end, it has been found that the acidity of the catalyst, expressed in alpha value, must be less than 20. The catalyst preferably comprises a molecular sieve. Thus, in a preferred embodiment, the hydroisomerization catalyst comprises a molecular sieve having an alpha value of less than 20, more preferably less than 10 and even more preferably less than 5. The experimental conditions for alpha testing used to determine the alpha values herein include a constant temperature of 538 ° C., J.P. And the variable flow rate detailed in Catalysis, 61, 395 (1980).
[0016]
In one embodiment of the present invention, the molecular sieve that functions in the hydroisomerization operation is preferably a zeolite having a silica / alumina molar ratio of 10 or more, more preferably 30 or more. Zeolites with a high silica / alumina molar ratio usually have lower activity than zeolites with a low silica / alumina molar ratio. A large silica / alumina ratio may be obtained by synthesis of zeolites with a high silica / alumina ratio and / or dealumination treatments such as steaming. Both methods are well known to those skilled in the art. Alternatively, the framework aluminum may be replaced with another trivalent element that reduces acidity, such as boron.
The molecular sieve is preferably selected from among ZSM-12, mordenite and zeolite beta. More preferred is zeolite beta. Low acidity form zeolite beta synthesizes high siliceous form zeolites, eg, zeolites with silica / alumina ratios above 50, or steams low silica / alumina ratio zeolites to the required acidity Can be manufactured. As another method, there is a method in which a part of the framework aluminum of the zeolite is replaced with another trivalent element such as boron. The zeolite preferably contains skeletal boron, typically 0.1% by weight or more, preferably 0.5% by weight or more. Zeolites can also include materials in pores of a structure that do not form part of the framework that constitutes the characteristic structure of the zeolite. As used herein, the term “framework boron” means boron that is actually present in the framework of the zeolite. Unlike the substances present in the pores of the zeolite, skeletal boron contributes to the ion exchange capacity of the zeolite.
Methods for producing zeolites with a high silica / trivalent metal ratio and containing framework boron are disclosed in US Pat. Nos. 4,269,813 and 4,672,049. Typically, the zeolite beta used in the method of the present invention contains 0.1% by weight or more of the boron. The boron content is usually 5% by weight or less, preferably 2% by weight or less. The synthesized zeolite typically has a silica / alumina ratio of less than 30. Preferably, the boron-containing zeolite is steamed to reduce the alpha value to 10 or less, preferably 5 or less. Typical steaming conditions are known and are described in European Patent Application 0 464 547.
Zeolites are usually mixed with a matrix material (binder) to form the final catalyst. Preferred non-acidic refractory oxide binders such as silica, titania or alumina. Particularly preferred is silica. The zeolite is usually mixed with the matrix in an amount of 20 to 80% by weight, preferably 50 to 80% by weight. Methods for extruding zeolite with a binder are known to those skilled in the art.
[0017]
In another embodiment of the invention, the molecular sieve is an aluminophosphate. Aluminophosphates are well known to those skilled in the art and are described, for example, in U.S. Pat. Nos. 4,310,440, 4,440,871, 4,567,029 and 4,793,984. Aluminophosphate has the advantage of lower natural acidity compared to zeolite.
Aluminophosphate herein is understood to mean aluminophosphates, ie metallo-aluminophosphates, silico-aluminophosphates, metallo-silico-aluminophosphates as well as non-metal substituted aluminophosphates and silico-aluminophosphates. .
Since the molecular sieve preferably has at least some natural acidity, the aluminophosphate is a metallo-aluminophosphate, silico-aluminophosphate or metallo-phosphate in which the other metal present in the aluminophosphate backbone is not a trivalent metal. Choose from silico-aluminophosphates. In a particularly preferred embodiment, the aluminophosphate is silico-aluminophosphate.
In certain embodiments, the process of the present invention is carried out using a hydroisomerization catalyst selected from among structural types 11, 31 and 41, more preferably an aluminophosphate of structural type 11, in particular silico-aluminophosphate. Is preferred. Silico-aluminophosphates of structure types 11, 31 and 41 are described in international patent application WO 90/09362. In a particularly preferred embodiment of the invention, the hydroisomerization catalyst consists of a structural type 11 silico-aluminophosphate having a special silica / alumina distribution on the crystalline particles. In particular, silico-aluminophosphate molecular sieves are characterized by the X-ray diffraction pattern shown in Table I.
[0018]
[Table 1]
Figure 0003651951
[0019]
Symbol I / I in the table0* 100 represents relative intensity, I0Is the intensity of the strongest line, and d is the lattice spacing (unit angstrom) corresponding to the recorded line. X-ray powder diffraction patterns can be measured by standard methods using K-alpha / double-line copper irradiation.
The silico-aluminophosphate is also a surface P2OFiveThe molar ratio of alumina to alumina is 0.80 or less, and the silico-aluminophosphate body (bulk) P2OFiveThe molar ratio of alumina to alumina is greater than 0.96 and the molar ratio of surface silica to alumina is greater than that of the silico-aluminophosphate body. This silico-aluminophosphate is known in the art as SM-3. The production of SM-3 is disclosed in international patent application WO 91/13132.
[0020]
In yet another embodiment of the invention, the isomerization catalyst comprises a non-layered inorganic porous crystalline phase material, as described in International Patent Application WO 93/02161.
The hydroisomerization catalyst typically comprises catalytically active metals having hydrogenation / dehydrogenation activity, such as Group VIb and Group VIII metals. The hydroisomerization catalyst preferably comprises a Group VIII metal, in particular a Group VIII noble metal such as platinum and / or palladium. Means for including a metal in a catalyst support including a molecular sieve as described above are well known to those skilled in the art and have already been described. The amount of noble metal is typically in the range of 0.5-5% by weight of the total catalyst, preferably 0.5-2%.
[0021]
In the hydroisomerization stage of the process of the present invention, the waxy raffinate is contacted with hydrogen at an elevated temperature and pressure in the presence of the aforementioned catalyst. Typically, the temperature required to obtain a lubricating base oil is 175-380 ° C, preferably 200-350 ° C. The pressure usually applied is 10 to 250 bar, more preferably 25 to 250 bar. The waxy raffinate can be fed at a space hourly velocity of 0.1 to 20 kg / l / hr, preferably 0.1 to 5 kg / l / hr.
The final lubricating base oil preferably has a pour point of less than −15 ° C., more preferably less than −20 ° C., and has a VI greater than 135, preferably greater than 140. The base oil for lubrication that has been hydrogenated, hydroconverted and hydroisomerized preferably does not require further pour point depressing treatment. However, it may be desirable to isomerize the waxy raffinate to an intermediate pour point and solvent dewax the isomerized waxy raffinate to the final pour point.

Claims (33)

蝋状ラフィネートを流動点降下処理にかけ、そこから潤滑用ベース油を回収する操作を含み、前記蝋状ラフィネートが、炭化水素生成物を、耐火性酸化物担体に担持された水素化/脱水素化活性を有する触媒活性金属を含む水素化変換触媒の存在下で、前記炭化水素生成物の水素化分解及び水素異性化が生起するような条件下で水素と接触させて蝋状ラフィネートを得ることにより製造したものであり、前記炭化水素生成物が、(a)一酸化炭素と水素との混合物を高温高圧で炭化水素合成触媒と接触させて実質的にパラフィン系の炭化水素蝋を製造し、(b)得られた炭化水素蝋を、水素化触媒の存在下で、前記炭化水素蝋の異性化又は水素化分解が実質的に生起しないような条件下で水素と接触させて炭化水素生成物を得ることにより製造したものである、潤滑用ベース油の製造方法。  The process comprising subjecting a waxy raffinate to a pour point depressurization and recovering a lubricating base oil therefrom, wherein the waxy raffinate is a hydrogenated / dehydrogenated hydrocarbon product supported on a refractory oxide support. A waxy raffinate by contacting with hydrogen in the presence of a hydroconversion catalyst comprising a catalytically active metal having activity under conditions such that hydrocracking and hydroisomerization of said hydrocarbon product occurs. Wherein the hydrocarbon product produces (a) a mixture of carbon monoxide and hydrogen with a hydrocarbon synthesis catalyst at high temperature and pressure to produce a substantially paraffinic hydrocarbon wax; b) contacting the resulting hydrocarbon wax with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst under conditions such that isomerization or hydrocracking of said hydrocarbon wax does not occur substantially to yield a hydrocarbon product. Made by getting In which the method for producing a lubricating base oil. ステップ(a)で触媒と接触する一酸化炭素と水素との混合物の水素/一酸化炭素の比が2.5未満、好ましくは1.75未満、より好ましくは0.4〜1.5であることを特徴とする請求項1に記載の方法。  The hydrogen / carbon monoxide ratio of the mixture of carbon monoxide and hydrogen that contacts the catalyst in step (a) is less than 2.5, preferably less than 1.75, more preferably 0.4 to 1.5. The method according to claim 1. ステップ(a)の炭化水素合成触媒が、触媒活性金属としてルテニウム、鉄、ニッケル又はコバルト、好ましくはコバルトを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。  The process according to claim 1 or 2, characterized in that the hydrocarbon synthesis catalyst of step (a) comprises ruthenium, iron, nickel or cobalt, preferably cobalt as the catalytically active metal. ステップ(a)の炭化水素合成触媒が、好ましくはシリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア及びこれらの混合物の中から選択した担体、最も好ましくはシリカ又はアルミナからなる担体を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。  The hydrocarbon synthesis catalyst of step (a) preferably comprises a support selected from silica, alumina, titania, zirconia and mixtures thereof, most preferably a support consisting of silica or alumina. 4. The method according to any one of items 1 to 3. ステップ(a)の炭化水素合成触媒が、促進剤として、元素周期表のIVB族から選択した金属の酸化物、好ましくはチタン又はジルコニウムの酸化物を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。  The hydrocarbon synthesis catalyst of step (a) comprises, as a promoter, an oxide of a metal selected from group IVB of the periodic table of elements, preferably an oxide of titanium or zirconium. The method according to any one of the above. ステップ(a)で一酸化炭素と水素との混合物を100℃〜300℃、好ましくは150275℃の温度で触媒と接触させることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。6. The mixture of carbon monoxide and hydrogen in step (a) is brought into contact with the catalyst at a temperature of 100 [ deg.] C. to 300 [deg.] C., preferably 150 [ deg.] C. to 275 [ deg.] C. the method of. ステップ(a)で一酸化炭素と水素との混合物を5〜100バール、好ましくは12〜50バールの圧力で触媒と接触させることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。  7. The carbon monoxide and hydrogen mixture in step (a) is contacted with the catalyst at a pressure of 5 to 100 bar, preferably 12 to 50 bar, according to any one of the preceding claims. Method. ステップ(b)の水素化触媒が、触媒活性金属として、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、プラチナ又はパラジウム、好ましくはニッケル、プラチナ及びパラジウムのうちの一つ以上を含むことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。  The hydrogenation catalyst of step (b) comprises as the catalytically active metal molybdenum, tungsten, cobalt, nickel, ruthenium, iridium, osmium, platinum or palladium, preferably one or more of nickel, platinum and palladium; 8. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is characterized in that ステップ(b)の水素化触媒が、好ましくはシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア及びこれらの混合物から選択した担体、好ましくはシリカ、アルミナ又はシリカ−アルミナからなる担体を含むことを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。  The hydrogenation catalyst of step (b) preferably comprises a support selected from silica, alumina, silica-alumina, zirconia, titania and mixtures thereof, preferably a support consisting of silica, alumina or silica-alumina. The method according to any one of claims 1 to 8. 水素化触媒が、ニッケルを担体物質100重量部当たり30〜70重量部の量で含むことを特徴とする請求項8又は9に記載の方法。10. Process according to claim 8 or 9, characterized in that the hydrogenation catalyst comprises nickel in an amount of 30 to 70 parts by weight per 100 parts by weight of support material. 水素化触媒が、プラチナを担体物質100重量部当たり0.05〜2重量部の量で含むことを特徴とする請求項8又は9に記載の方法。The process according to claim 8 or 9, characterized in that the hydrogenation catalyst comprises platinum in an amount of 0.05 to 2 parts by weight per 100 parts by weight of support material. ステップ(b)で炭化水素生成物を100℃〜300℃、好ましくは150℃〜275℃の温度で水素化触媒と接触させることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。12. The hydrocarbon product according to any one of claims 1 to 11 , characterized in that in step (b) the hydrocarbon product is contacted with a hydrogenation catalyst at a temperature of 100C to 300C, preferably 150C to 275C. Method. ステップ(b)で炭化水素生成物を5〜150バール、好ましくは10〜50バールの圧力で水素化触媒と接触させることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。13. Process according to any one of claims 1 to 12 , characterized in that in step (b) the hydrocarbon product is contacted with the hydrogenation catalyst at a pressure of 5 to 150 bar, preferably 10 to 50 bar. ステップ(b)で水素を100〜10000Nl/l/hr、好ましくは250〜5000Nl/l/hrの気体毎時空間速度で供給することを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。Step (b) in 100~10000Nl hydrogen / l / hr, preferably according to any one of claims 1 to 13, characterized by supplying a gas hourly space velocity of 250~5000Nl / l / hr Method. ステップ(b)で変換率が10%未満、より好ましくは5%未満であることを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。Conversion of less than 10% in step (b), the method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that more preferably less than 5%. 水素化変換触媒が、触媒活性金属として、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル、ルテニウム、イリジウム、オスミウム、プラチナ又はパラジウム、好ましくはニッケル、プラチナ及びパラジウムのうちの一つ以上を含むことを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。The hydroconversion catalyst comprises as a catalytically active metal molybdenum, tungsten, cobalt, nickel, ruthenium, iridium, osmium, platinum or palladium, preferably one or more of nickel, platinum and palladium. Item 16. The method according to any one of Items 1 to 15 . 水素化変換触媒が、好ましくはシリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、チタニア、ジルコニア及びこれらの混合物の中から選択した担体、好ましくはシリカ、アルミナ又はシリカ−アルミナからなる担体を含むことを特徴とする請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。The hydroconversion catalyst preferably comprises a support selected from silica, alumina, silica-alumina, titania, zirconia and mixtures thereof, preferably a support consisting of silica, alumina or silica-alumina. Item 17. The method according to any one of Items 1 to 16 . 水素化変換触媒がハロゲン含有担体を含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。  The process according to claim 15, characterized in that the hydroconversion catalyst comprises a halogen-containing support. 炭化水素生成物を175〜380℃、好ましくは250〜350℃の温度で水素化変換触媒と接触させることを特徴とする請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。One hundred seventy-five to three hundred and eighty ° C. The hydrocarbon product, preferably the method according to any one of claims 1 to 18, characterized in that contacting with the hydroconversion catalyst at a temperature of 250 to 350 ° C.. 炭化水素生成物を10〜250バール、好ましくは25〜250バールの圧力で水素化変換触媒と接触させることを特徴とする請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。The hydrocarbon products from 10 to 250 bar, preferably the method according to any one of claims 1 to 19, wherein the contacting with the hydroconversion catalyst at a pressure of 25 to 250 bar. 水素化変換ステップで、水素を100〜10000Nl/l/hr、好ましくは500〜5000Nl/l/hrの気体毎時空間速度で供給することを特徴とする請求項1から20のいずれか一項に記載の方法。In hydroconversion step, hydrogen 100 to 10000 Nl / l / hr, preferably according to claims 1, wherein the supplying a gas hourly space velocity of 500 to 5000 Nl / l / hr to any one of the 20 the method of. 水素化変換ステップで変換率が20%以上であることを特徴とする請求項1から21のいずれか一項に記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 21 , wherein the conversion rate in the hydroconversion step is 20% or more. 流動点降下処理が、水素異性化触媒の存在下で蝋状ラフィネートを水素と接触させる操作を含むことを特徴とする請求項1から22のいずれか一項に記載の方法。23. A process according to any one of claims 1 to 22 , wherein the pour point depressing treatment comprises contacting the waxy raffinate with hydrogen in the presence of a hydroisomerization catalyst. 水素異性化触媒が分子篩を含み、該触媒のアルファ値が20未満、好ましくは10未満であることを特徴とする請求項23に記載の方法。24. A process according to claim 23 , characterized in that the hydroisomerization catalyst comprises a molecular sieve and the catalyst has an alpha value of less than 20, preferably less than 10. 分子篩が、好ましくは10以上のシリカ/アルミナモル比を有するゼオライトであることを特徴とする請求項24に記載の方法。25. Process according to claim 24 , characterized in that the molecular sieve is a zeolite with a silica / alumina molar ratio of preferably 10 or more. 分子篩が、ZSM−12、モルデナイト及びゼオライトベータの中から選択され、好ましくはゼオライトベータであることを特徴とする請求項24又は25に記載の方法。26. Process according to claim 24 or 25 , characterized in that the molecular sieve is selected from among ZSM-12, mordenite and zeolite beta, preferably zeolite beta. 分子篩がアルミノホスフェートであることを特徴とする請求項24に記載の方法。The method of claim 24 , wherein the molecular sieve is an aluminophosphate. アルミノホスフェートがシリコ−アルミノホスフェートであることを特徴とする請求項27に記載の方法。28. The method of claim 27 , wherein the aluminophosphate is silico-aluminophosphate. アルミノホスフェートが構造型11、31及び41の中から選択したもの、好ましくは構造型11のものであることを特徴とする請求項27又は28に記載の方法。29. Process according to claim 27 or 28 , wherein the aluminophosphate is selected from among structural types 11, 31 and 41, preferably of structural type 11. 水素異性化触媒が、元素周期表のVIB族及び/又はVIII族から選択した触媒活性金属、好ましくはVIII族の一つ以上の貴金属を含むことを特徴とする請求項1から29のいずれか一項に記載の方法。Hydroisomerization catalyst, VIB group and / or selected catalytically active metal from Group VIII of the Periodic Table of Elements, or preferably one of claims 1, characterized in that it comprises one or more noble metals of Group VIII 29 one The method according to item. 前記蝋状ラフィネートが、分子篩及びVIII族貴金属を含む水素異性化触媒の存在下、175〜380℃の温度及び10〜250バールの圧力で、沸点が370℃を超える生成物から沸点370℃未満の生成物への変換率が25%未満となるように、前記蝋状ラフィネートを水素と接触させ、そこから−20℃未満の流動点を有する潤滑用ベース油を回収する操作を含む水素異性化処理にかけられ、前記蝋状ラフィネートが、炭化水素生成物を、耐火性酸化物担体に担持された水素化/脱水素化活性を有する触The waxy raffinate is produced from a product having a boiling point of more than 370 ° C. to a boiling point of less than 370 ° C. at a temperature of 175 to 380 ° C. and a pressure of 10 to 250 bar in the presence of a hydroisomerization catalyst comprising a molecular sieve and a Group VIII noble metal. Hydroisomerization process comprising the step of contacting said waxy raffinate with hydrogen such that the conversion to product is less than 25% and recovering a lubricating base oil having a pour point of less than -20 ° C therefrom. The waxy raffinate is subjected to a catalytic action having a hydrogenation / dehydrogenation activity on a hydrocarbon product supported on a refractory oxide support. 媒活性金属を含む水素化変換触媒の存在下で、及び前記炭化水素生成物の水素化分解及び水素異性化が25%以上の変換率で生起するような条件下で、水素と接触させて前記蝋状ラフィネートを得ることにより製造したものであり、前記炭化水素生成物が、(a)一酸化炭素と水素との混合物を高温高圧で炭化水素合成触媒と接触させて実質的にパラフィン系の炭化水素蝋を製造し、(b)得られた炭化水素蝋を、水素化触媒の存在下で、100〜300℃の温度で、及び沸点370℃未満の留分に変換される、370℃を超える沸点の留分の重量%が10%未満となるような条件下で、水素と接触させて前記炭化水素生成物を得ることにより製造したものである、請求項23から30のいずれか一項に記載の方法。In contact with hydrogen in the presence of a hydroconversion catalyst comprising an active metal and under conditions such that hydrocracking and hydroisomerization of the hydrocarbon product occur at a conversion rate of 25% or more. The hydrocarbon product is obtained by contacting a mixture of carbon monoxide and hydrogen with a hydrocarbon synthesis catalyst at high temperature and pressure at a substantially paraffinic carbonization. Hydrogen wax is produced, (b) the resulting hydrocarbon wax is converted to a fraction having a boiling point of less than 370 ° C. in the presence of a hydrogenation catalyst at a temperature of 100-300 ° C. and above 370 ° C. 31. The process according to any one of claims 23 to 30, wherein the hydrocarbon product is produced by contacting with hydrogen under conditions such that the weight percent of the boiling fraction is less than 10%. The method described. 流動点降下処理が、溶剤脱蝋処理又は触媒脱蝋処理からなることを特徴とする請求項1から22のいずれか一項に記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 22 , wherein the pour point depressing treatment comprises a solvent dewaxing treatment or a catalyst dewaxing treatment. 請求項1から32のいずれか一項に記載の方法で製造した潤滑用ベース油。A base oil for lubrication produced by the method according to any one of claims 1 to 32 .
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