RU2519747C2

RU2519747C2 - Способ получения базового масла для смазочных материалов

Info

Publication number: RU2519747C2
Application number: RU2011143807/04A
Authority: RU
Inventors: Тикадо ХИРОХАСИ; Юити Танака
Original assignee: ДжейЭкс НИППОН ОЙЛ ЭНД ЭНЕРДЖИ КОРПОРЕЙШН
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2014-06-20
Also published as: AU2010230931B2; US9045702B2; CN102378806A; CA2756410C; CN102378806B; JP2010235855A; KR20120027118A; WO2010113599A1; JP5303339B2; US20120037539A1; MY156631A; AU2010230931A1; RU2011143807A; CA2756410A1; KR101699264B1

Abstract

Изобретение относится к способу получения базового масла для смазочных материалов, где базовое масло для смазочных материалов получают на первой стадии, где сырьевое масло, содержащее нормальные парафины С₂₀ или более, подвергают реакции изомеризации таким образом, что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет 6-20% масс. от общей массы углеводородов С₂₀ или более в полученном продукте реакции. На второй стадии фракцию смазочного масла, содержащую углеводороды С₂₀ или более, отделяют от продукта реакции первой стадии. На третьей стадии фракцию смазочного масла, полученную на второй стадии, разделяют на депарафинизированное масло и парафин депарафинизацией растворителем, где депарафинизированное масло используется в качестве базового масла для смазочных материалов или подвергается очистке растворителем и/или гидроочистке с получением базового масла для смазочных материалов. Технический результат - высокие температурно-вязкостные характеристики базового масла. 9 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 пр.

Description

Область техники

Настоящее изобретение относится к способам получения базовых масел для смазочных материалов.

Уровень техники

В области смазочных масел в базовые масла для смазочных материалов, включая высокоочищенные минеральные масла, обычно добавляют присадки, такие как понизители температуры текучести, для улучшения низкотемпературных свойств смазочных масел (см. патентные документы 1-3, например). Известные способы получения базовых масел с высоким индексом вязкости включают способы, в которых сырьевые масла, содержащие натуральные или синтетические нормальные парафины, подвергают очистке базового масла для смазочного материала путем гидрокрекинга/гидроизомеризации (см. патентные документы 4-6, например).

Показателями оценки низкотемпературных свойств базовых масел для смазочных материалов и смазочных масел обычно являются температура текучести, температура помутнения и температура замерзания.

Список цитированных материалов

Патентная литература

[Патентный документ 1] Публикация не прошедшей экспертизу патентной заявки Японии HEI № 4-36391

[Патентный документ 2] Публикация не прошедшей экспертизу патентной заявки Японии HEI № 4-68082

[Патентный документ 3] Публикация не прошедшей экспертизу патентной заявки Японии HEI № 4-120193

[Патентный документ 4] Публикация не прошедшей экспертизу патентной заявки Японии HEI № 2005-154760

[Патентный документ 5] Выложенное описание патента Японии № 2006-502298

[Патентный документ 6] Выложенное описание патента Японии № 2006-503754.

Краткое описание изобретения

Техническая проблема

Тем не менее, при возрастающих в последние годы требованиях к улучшенным характеристикам низкотемпературной вязкости смазочных масел и также к характеристикам вязкости при низких температурах и зависимости изменения вязкости от температуры казалось сложным полностью удовлетворить таким требованиям, даже при использовании базовых масел для смазочных материалов со считающимися удовлетворительными низкотемпературными свойствами по традиционным стандартам оценки.

Добавление присадок к базовым маслам для смазочных материалов может привести к некоторому улучшению свойств, но этот подход имеет свои ограничения. Понизители температуры текучести, в частности, не дают эффекта пропорционально количеству, в котором они добавлены, и снижают сопротивление сдвигу при добавлении их в больших количествах.

Также были попытки оптимизировать условия гидрокрекинга/гидроизомеризации в процессах очистки базовых масел для смазочных материалов, которые предусматривают использование гидрокрекинга/гидроизомеризации, как сказано выше, с целью увеличении скорости изомеризации нормальных парафинов в изопарафины и улучшения характеристик низкотемпературной вязкости за счет снижения вязкости базовых масел для смазочных материалов; однако из-за того, что температурно-вязкостные характеристики (особенно, характеристики высокотемпературной вязкости) и характеристики низкотемпературной вязкости находятся в обратной зависимости, было чрезвычайно трудно достигнуть улучшения для обоих. Тот факт, что вышеупомянутые свойства, такие как температура текучести и температура замерзания, часто не являются подходящими для оценки, параметры низкотемпературной вязкости базовых масел для смазочных материалов представляют другой фактор, который затрудняет оптимизацию условий гидрокрекинга/гидроизомеризации.

Настоящее изобретение было осуществлено в свете данных обстоятельств, а его задачей является разработка способа получения базового масла для смазочного материала, способного проявлять высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и параметров низкотемпературной вязкости.

Решение проблемы

Для решения описанных выше проблем настоящее изобретение обеспечивает способ получения базовых масел для смазочных материалов, в соответствии с которым базовое масло для смазочного материала получают на первой стадии, на которой сырьевое масло, содержащее нормальные парафины C₂₀ или более, подвергается реакции изомеризации таким образом, что содержание нормальных парафинов C₂₀ или более составляет 6-20% масс. от общей массы углеводородов C₂₀ или более в полученном продукте реакции, на второй стадии, на которой фракцию смазочного масла, содержащую углеводороды C₂₀ или более, отделяют от продукта реакции первой стадии, и на третьей стадии, на которой фракцию смазочного масла, полученную на второй стадии, разделяют на депарафинизированное масло и парафин путем депарафинизирующей обработки растворителем.

Способ получения базовых масел для смазочных материалов по изобретению, имеющий структуру, описанную выше, оказывает эффект, который позволяет получать базовое масло для смазочных материалов, обладающее высокими уровнями и температурно-вязкостных характеристик, и характеристик низкотемпературной вязкости, даже без сложного подбора условий реакции изомеризации и без изменения характеристик путем добавления присадок. Эффект настоящего изобретения, при котором могут быть достигнуты высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и параметров низкотемпературной вязкости может быть достигнут проведением реакции изомеризации для обеспечения определенного количества нормальных парафинов C₂₀ или более в полученном продукте реакции, что является неожиданным, заметным эффектом по сравнению с известными технологическими процессами, в которых считается предпочтительным иметь высокую скорость изомеризации нормальных парафинов в изопарафины.

Разветвленные структуры изопарафинов будут различаться в зависимости от способа и условий получения. Возможно высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и параметров низкотемпературной вязкости могут быть достигнуты в соответствии с настоящим изобретением, потому что реакция изомеризации, которая проводится таким образом, что полученный продукт реакции содержит определенное количество нормальных парафинов С₂₀ или более, приводит к образованию разветвленной структуры, которая является желательной с точки зрения и температурно-вязкостных характеристик, и параметров низкотемпературной вязкости. Авторы настоящего изобретения подтвердили, что изопарафины в базовых маслах для смазочных материалов, полученные согласно способу по изобретению, и изопарафины, полученные традиционными способами с высокими скоростями изомеризации, имеют разную разветвленную структуру.

В способах получения базовых масел для смазочных материалов по изобретению все количество или часть парафина, отделенного на третьей стадии, предпочтительно используются повторно как часть сырьевого масла для первой стадии. Способ получения таким путем может дать даже более высокий выход базового масла для смазочных материалов, показывающего высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и низкотемпературных характеристик вязкости. Помимо того, например, удовлетворительный выход не достигается, даже если парафин повторно используется, когда реакция изомеризации проводится таким образом, что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет менее 6% масс. на первой стадии. Это также является справедливым, если реакцию изомеризации проводят таким путем, что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет более 20% масс.

В способах получения базовых масел для смазочных материалов по изобретению, сырьевое масло на первой стадии предпочтительно включает парафин Фишера-Тропша. Парафин Фишера-Тропша является парафином, получаемым методом синтеза Фишера-Тропша, и парафин Фишера-Тропша может быть коммерческим продуктом или парафином, полученным известным методом синтеза Фишера-Тропша.

Реакцию изомеризации на первой стадии способа получения базовых масел для смазочных материалов по изобретению предпочтительно проводят в атмосфере водорода в присутствии металлического катализатора, а металлический катализатор предпочтительно включает активный металл, который является металлом, принадлежащим VIII группе Периодической таблицы, нанесенным на носитель, включающий одну или более твердых кислот, выбранных из числа аморфных оксидов металлов. Если реакцию изомеризации проводят в атмосфере водорода и в присутствии вышеупомянутого металлического катализатора, будет возможным получать желательное базовое масло для смазочных материалов более надежно и просто.

В способах получения базового масла для смазочных материалов по изобретению фракция смазочного масла, содержащая углеводороды C₂₀или более, может быть дополнительно разделена на множественные фракции смазочного масла с разными температурами кипения на второй стадии, а фракции смазочного масла каждая могут быть независимо поданы на третью стадию. Фракции смазочного масла для использования в настоящем изобретении могут представлять 70 светлых фракций с интервалом температур кипения 350-420°С при обычном давлении, фракцию SAE-10 с интервалом температур кипения 400-470°С и фракцию SAE-20 с температурой кипения в интервале 450-510°С. В таком способе получения депарафинизированное масло, полученное на третьей стадии, может напрямую использоваться в качестве базового масла для смазочных материалов. Способ получения позволяет проще получать базовое масло для смазочных материалов, имеющее конкретные свойства.

Способ получения базового масла для смазочных материалов по изобретению может дополнительно включать четвертую стадию, на которой депарафинизированное масло, полученное на третьей стадии, подвергают фракционной перегонке на несколько фракций. В данном случае фракции могут представлять 70 светлую фракцию с температурой кипения в интервале 350-420°С при обычном давлении, фракцию SAE-10 с температурой кипения в интервале 400-470°С и дистиллят SAE-20 с температурой кипения в интервале 450-510°С. Такой способ получения позволяет проще и более надежно получать базовое масло для смазочных материалов, имеющее конкретные свойства.

Фракция SAE-10 имеет индекс вязкости 140 или более и температуру текучести не выше -15°С, а базовое масло для смазочных материалов, полученное из фракции SAE-10, может быть даже более подходящим при использовании в качестве базового масла для автомобильных смазочных масел или смазочных масел для промышленного оборудования.

Положительные эффекты изобретения

Согласно изобретению разработан способ получения базового масла для смазочных материалов, которое способно проявлять высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и низкотемпературных характеристик вязкости.

Описание вариантов осуществления настоящего изобретения

Ниже будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.

Способ получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения дает на первой стадии базовое масло для смазочных материалов, на которой сырьевое масло, содержащее нормальные парафины С₂₀ или более, подвергают реакции изомеризации, так что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет 6-20% масс. от общей массы углеводородов С₂₀ или более в полученном продукте реакции, на второй стадии, на которой фракция смазочного масла, содержащая углеводороды С₂₀ или более, отделяют от продукта реакции первой стадии, и на третьей стадии, на которой фракцию смазочного масла второй стадии разделяют на депарафинизированное масло и парафин депарафинизирующей обработкой растворителем.

Первая стадия

Способ получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения включает первую стадию, на которой сырьевое масло, содержащее нормальные парафины С₂₀ или более, подвергают реакции изомеризации, так что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет 6-20% масс. от общей массы углеводородов С₂₀ или более в полученном продукте реакции.

Сырьевое масло, используемое на первой стадии, не имеет особых ограничений, если оно является сырьевым маслом с содержанием нормальных парафинов С₂₀ или более, а также оно может быть минеральным маслом или синтетическим маслом или смесью двух и более масел. В частности, могут быть упомянуты тяжелый газойль, вакуумный газойль, рафинат смазочного масла, брайтсток, парафиновый гач (сырой парафин), парафиновые отеки, обезмасленный парафин, твердый парафин, микрокристаллический парафин, вазелин, синтетическое масло, синтетическое масло Фишера-Тропша, полиолефины с высокой температурой текучести и линейный поли-α-олефиновый парафин. Любой из них может быть использован отдельно или в комбинации двух или более их. Данные масла также предпочтительно подвергают гидрированию или умеренному гидрокрекингу. Такая обработка может снизить или исключить вещества, которые дезактивируют катализатор гидроизомеризации, такие как серосодержащие соединения и азотсодержащие соединения, и вещества, которые снижают индекс вязкости базового масла для смазочных материалов, такие как ароматические углеводороды и углеводороды на основе нафтенов.

С точки зрения эффективности получения базового масла для смазочных материалов, сырьевое масло, используемое на первой стадии, является предпочтительно минеральным маслом, содержащим, по меньшей мере, 50% масс., предпочтительно, по меньшей мере 70% масс. и более предпочтительно, по меньшей мере, 90% масс. углеводородов с температурой кипения выше 230°С, и предпочтительно выше 315°С. Сырьевое масло предпочтительно является парафинсодержащим сырьевым маслом, которое кипит в интервале смазочного масла, определенном ASTM D86 или ASTM D2887. Содержание парафина в сырьевом масле составляет предпочтительно между 50% масс. и 100% масс. от общей массы сырьевого масла. Содержание парафина в сырьевом масле может быть измерено методом анализа, таким как ядерная магнитная резонансная спектроскопия (ASTM D5292), корелляционный кольцевой анализ (n-d-M) (ASTM D3238) или растворным методом (ASTM D3235).

В качестве примера парафинсодержащих сырьевых масел можно привести масла, полученные методами очистки растворителем, такие как рафинаты, частично депарафинизированные растворителем масла, обезсмоленные масла, вакуумные газойли, газойль коксования, парафиновый гач, парафиновые отеки, парафин Фишера-Тропша и тому подобные, среди которых являются предпочтительными парафиновый гач и парафин Фишера-Тропша.

Парафиновый гач обычно получают из минерального сырьевого масла депарафинизацией растворителем или пропаном. Парафиновый гач может содержать остаточное масло, но остаточное масло может быть удалено обезмасливанием. Парафиновые отеки соответствуют маслу, полученному обезмасливанием парафинового гача.

Парафин Фишера-Тропша получают так называемым методом синтеза Фишера-Тропша.

Нормальные парафинсодержащие сырьевые масла также доступны коммерчески. В частности, можно упомянуть Paraflint 80 (гидрированный парафин Фишера-Тропша) и Shell MDS Waxy Raffinate (гидрированный и частично изомеризированный средний дистиллят из синтетического парафинового рафината).

Сырьевое масло растворной экстракции получают при загрузке нефтяной фракции с высокой температурой кипения атмосферной перегонки в аппарат вакуумной перегонки и осуществлении экстракции растворителем дистиллятной фракции. Остаток после вакуумной перегонки может также быть обезсмолен. В способах экстракции растворителем ароматические компоненты растворяются в фазе экстракта, в то время как больше парафиновых компонентов попадают в фазу рафината. Нафтены распределяются в фазе экстракта и в фазе рафината. Предпочтительными растворителями для экстракции растворителем являются фенол, фурфурол и N-метилпирролидон. Регулированием соотношения растворитель/масло, температуры экстракции и метода контакта растворителя с дистиллятом, который нужно экстрагировать, можно регулировать степень разделения между фазой экстракта и фазой рафината. В качестве сырьевого масла также может быть использована кубовая фракция, полученная из аппарата гидрокрекинга нефтяного топлива с высокой производительностью гидрокрекинга.

Реакция изомеризации на первой стадии конкретно ничем не ограничена, если является возможным получение изопарафинов изомеризацией нормальных парафинов, но с точки зрения эффективности получения базового масла для смазочных материалов с отличными температурно-вязкостными характеристиками и низкотемпературными вязкостными характеристиками предпочтительно, чтобы реакция протекала в атмосфере водорода в присутствии металлического катализатора (здесь и далее называемой «реакцией гидроизомеризации»).

Металлический катализатор, использованный в реакции гидроизомеризации может быть, например, катализатором, имеющим активный металл, который является металлом, принадлежащим VIII группе Периодической таблицы, нанесенным на носитель. Такой металлический катализатор позволит более эффективно изомеризовать нормальные парафины, одновременно также дополнительно упрощая установку уровня содержания нормальных парафинов С₂₀ или более в полученном продукте реакции в пределах указанного выше интервала.

Носитель может быть кристаллическим или аморфным материалом и для использования подходят носители из оксидов металлов. В качестве примеров носителей из оксидов металлов могут быть упомянуты один или несколько типов носителей, выбранных из диоксида кремния, оксида алюминия, оксида кремния-оксида алюминия, диоксида кремния-оксида циркония, оксида алюминия-оксида бора и диоксида кремния-оксида титана. Данные носители являются предпочтительно аморфными и могут быть одного типа или смесью двух или более типов. Носитель является также предпочтительно пористым.

В качестве примеров кристаллических материалов можно назвать молекулярные сита, имеющие 10- или 12-членные кольцевые каналы, состоящие, главным образом, из алюмосиликатов (цеолитов) или силикоалюминофосфатов (SAPO). В качестве конкретных примеров цеолитов можно назвать ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-57, феррьерит, ITQ-13, MCM-68, MCM-71 и тому подобные. В качестве примера алюмофосфата можно назвать ECR-42. В качестве примеров молекулярных сит можно назвать цеолит-бета и MCM-68. Из вышеупомянутых, предпочтительно использовать один или несколько материалов, выбранных из ZSM-48, ZSM-22 и ZSM-23, где ZSM-48 является особенно предпочтительным. Молекулярные сита являются предпочтительно водородного типа.

В качестве аморфных материалов можно назвать оксид алюминия, легированный металлами III группы, фторированный оксид алюминия, диоксид кремния-оксид алюминия, фторированный диоксид кремния-оксид алюминия и тому подобные.

В качестве носителей предпочтительны двухкомпонентные оксиды, которые являются аморфными и кислотообразующими, а в качестве примеров можно привести двухкомпонентные оксиды, цитированные в литературе (например, «Metal Oxides and Their Catalytic Functions», Shimizu, T., Kodansha, 1978).

Среди них предпочтительными являются аморфные сложные оксиды, содержащие кислотообразующие двухкомпонентные оксиды, полученные как композиты из двух оксидов элементов, выбранных из группы, включающей Al, B, Ba, Bi, Cd, Ga, La, Mg, Si, Ti, W, Y, Zn и Zr. Кислотообразующие двухкомпонентные оксиды, составляющие носитель, могут быть любым из вышеупомянутых или представлять смесь двух и более из них. Носитель может также быть составлен из вышеупомянутого кислотообразующего двухкомпонентного оксида или это может быть носитель, полученный связыванием кислотообразующего двухкомпонентного оксида связующим веществом.

Носителем является предпочтительно тот, который содержит, по меньшей мере, один кислотообразующий двухкомпонентный оксид, выбранный из группы, состоящей из аморфного диоксида кремния-оксида алюминия, аморфного диоксида кремния-оксида циркония, аморфного диоксида кремния-оксида магния, аморфного диоксида кремния-оксида титана, аморфного диоксида кремния-оксида бора, аморфного оксида алюминия-оксида циркония, аморфного оксида алюминия-оксида магния, аморфного оксида алюминия-оксида титана, аморфного оксида алюминия-оксида бора, аморфного оксида циркония-оксида магния, аморфного оксида циркония-оксида титана, аморфного оксида циркония-оксида бора, аморфного оксида магния-оксида титана, аморфного оксида магния-оксида бора и аморфного оксида титана-оксида бора. Кислотообразующий двухкомпонентный оксид, составляющий носитель, может быть любым из вышеуказанных, или смесью двух и более из них. Носитель может также быть составлен из вышеупомянутого кислотообразующего двухкомпонентного оксида или может быть носителем, полученным связыванием кислотообразующего двухкомпонентного оксида связующим веществом. Связующее вещество конкретно ничем не ограничено, если оно представляет то, что обычно используется для получения катализатора, но предпочтительными являются выбранные из диоксида кремния, оксида алюминия, оксида магния, оксида титана, оксида циркония и глины или их смеси.

Металлический катализатор, используемый в реакции гидроизомеризации, является предпочтительно катализатором, содержащим активный металл, который является металлом, принадлежащим VIII группе Периодической таблицы, нанесенным на носитель. В качестве конкретных металлов VIII группы можно назвать кобальт, никель, родий, палладий, иридий, платину и тому подобные. Из вышеуказанных, предпочтительно использовать, по меньшей мере, один металл, выбранный из никеля, палладия и платины, и данные металлы могут быть использованы как по одному, так и в комбинации двух и более. С точки зрения активности, избирательности и продления активности, более предпочтительно использовать, по меньшей мере, платину или палладий.

Содержание металла, отложенного на носитель, составляет, предпочтительно, 0,1-30% масс. от общей массы металлического катализатора. Ниже данного нижнего предела становится трудно придавать заданную функцию гидрирования/дегидрирования, а при превышении верхнего предела углеводороды подвергаются сильному осветлению разложением на металле, приводя, таким образом, к более низкому выходу целевой фракции и ведя к увеличению стоимости катализатора.

Метод нанесения металла на носитель может быть известным методом, таким как метод импрегнирования (метод равновесной адсорбции, метод заполнения пор или метод начального смачивания) или метод ионного обмена. Соединение, содержащее компонент на основе металлического элемента, используемое для данной цели, может быть гидрохлоридом, сульфатом, нитратом или комплексом металлов. В качестве примеров платиносодержащих соединений можно назвать хлорид платины, тетрааминдинитроплатину, диаминдинитроплатину, тетрааминдихлорплатину и тому подобные. В качестве палладийсодержащих соединений можно назвать хлорид палладия, диаминдинитропалладий, хлорид тетрааминпалладия, палладиевые комплексы и тому подобные.

Носитель, содержащий металл, нанесенный данными методами, может быть напрямую использован в качестве металлического катализатора, но он предпочтительно используется в качестве металлического катализатора после прокаливания. Условия прокаливания составляют предпочтительно 250°С-600°С, и более предпочтительно 300°С-500°С в атмосфере, содержащей молекулярный кислород. В качестве примеров атмосфер, содержащих молекулярный кислород, можно назвать газообразный кислород, газообразный кислород, разбавленный инертным газом, таким как азот, и воздух. Время прокаливания составляет обычно приблизительно 0,5-20 часов. При таком прокаливании будет протекать конверсия соединения, содержащего металлический элемент, нанесенный на носитель, в простой металл или его оксид, или в другие родственные соединения, с приданием полученному катализатору изомеризационной активности по отношению к нормальным парафинам. Если температура прокаливания лежит вне данного интервала, каталитическая активность и избирательность будут недостаточными.

Металлический катализатор предпочтительно является таким, который подвергся восстановительной обработке в течение приблизительно 0,5-5 часов при 250-500°С и, более предпочтительно при 300-400°С в атмосфере, предпочтительно включающей молекулярный водород, после вышеупомянутого прокаливания. Данная стадия может более надежно придавать высокую активность катализатору для изомеризации сырьевого масла. Восстановление катализатора, используемого для реакции гидроизомеризации, может протекать во время реакции гидроизомеризации, но, в альтернативном случае, для реакции гидроизомеризации может быть использован катализатор, подвергшийся ранее восстанавливающей обработке.

Металлический катализатор предпочтительно формуют определенной формы. Форма может быть, например, цилиндрическая, шарообразная, сферическая или нестандартная цилиндрическая форма с трехлепестковым или четырехлепестковым поперечным сечением. Формование композиции катализатора в данную форму может увеличить механическую прочность катализатора, полученного прокаливанием, и одновременно улучшить способность к транспортировке катализатора и снизить потерю давления в реакционном флюиде в ходе реакции. Для формования металлического катализатора может быть использован известный способ.

Реакция изомеризации на первой стадии проходит таким образом, что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет 6-20% масс. от общей массы углеводородов С₂₀ или более в полученном продукте реакции. Содержание нормальных парафинов С₂₀ или более (% масс.), упомянутое в настоящем документе, может быть определено по величине (% масс.), рассчитанной по результатам композиционного анализа продукта реакции изомеризации, полученного сепарацией и количественным анализом методом газовой хроматографии с неполярной колонкой и FID (пламенно-ионизационным детектором) с использованием установленной температурной программы и He в качестве газа-носителя. Затем температура реакции и другие параметры реакции гидроизомеризации могут быть соответствующим образом установлены на основе измеренной величины, так чтобы содержание нормальных парафинов С₂₀ или более попадало в заданный интервал.

Когда реакция изомеризации является реакцией гидроизомеризации, температура реакции для реакции гидроизомеризации составляет предпочтительно 200-450°С, более предпочтительно 220-400°С и даже более предпочтительно 300-380°С. Если температура реакции находится ниже нижнего предела, изомеризация нормальных парафинов в сырьевом масле становится трудноосуществимой. С другой стороны, если температура реакции находится выше верхнего предела, увеличится разложение сырьевого масла, а выход целевого базового масла снизится.

Давление реакции для реакции гидроизомеризации составляет предпочтительно 0,1-20 МПа, более предпочтительно 0,5-15 МПа, а даже более предпочтительно 2-12 МПа. Если давление реакции находится ниже нижнего предела, ускорится падение активности катализатора из-за образования кокса. С другой стороны, если давление реакции находится выше верхнего предела, возрастет стоимость конструкция аппарата и станет гораздо труднее реализовать экономический способ.

Объемная скорость жидкого сырьевого масла относительно металлического катализатора в реакции гидроизомеризации составляет предпочтительно 0,01-100 ч^-1, более предпочтительно 0,1-50 ч^-1 и еще более предпочтительно 0,2-10 ч^-1. Объемная скорость жидкого продукта ниже нижнего предела ускорит избыточное разложение сырьевого масла, таким образом приводя к снижению производительности производства целевого базового масла. С другой стороны, объемная скорость жидкого продукта выше вышеупомянутого верхнего предела будет влиять на изомеризацию нормальных парафинов в минеральном масле, таким образом приводя к недостаточному снижению и удалению парафиновых компонентов.

Массовая доля водорода и сырьевого масла, подаваемая для реакции изомеризации, составляет предпочтительно 100-1000 нм³/м³ и более предпочтительно 200-800 нм³/м³. Если массовая доля подачи ниже данного нижнего предела, например, когда сырьевое масло содержит соединения серы или азота, газообразные сульфид водорода и аммиак, образующиеся при реакции десульфуризации и деазотизации, которые протекают во время реакции изомеризации, приведет к адсорбционному отравлению активного металла на катализаторе, таким образом служа препятствием для заданной производительности катализатора. С другой стороны, если массовая доля подачи выше верхнего предела, потребуется высокотехнологичный аппарат по подаче водорода, таким образом затрудняя реализацию экономического способа.

Оборудование, используемое для проведения первой стадии данного варианта осуществления изобретения, ничем конкретно не ограничено и может быть известным устройством. Реакционный аппарат может быть проточным, непрерывного действия, периодического действия или полупериодического действия, но, с точки зрения производительности и эффективности, предпочтителен проточный реактор непрерывного действия. Каталитический слой может быть неподвижным слоем, псевдоожиженным слоем или перемешиваемым слоем, однако, с точки зрения стоимости оборудования, предпочтительным является неподвижный слой. Фаза реакции является предпочтительно смешанной фазой газ-жидкость.

В способе получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения минеральное масло подаваемого сырьевого масла может быть подвергнуто гидрированию или гидрокрекингу как предварительной технологической стадии перед реакцией гидроизомеризации. Могут быть использованы известные оборудование, катализатор и условия реакции. Предварительная технологическая обработка может обеспечить удаление олефиновых соединений и спиртовых соединений, одновременно продлевая активность металлического катализатора на более длительный период времени.

В способе получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения масляная фракция, полученная после реакции гидроизомеризации, может быть дополнительно обработана, например, гидроочисткой. Гидроочистку можно обычно проводить осуществлением контакта масляной фракции с нанесенным на носитель металлическим катализатором гидрогенизации (таким как, например, платина на носителе из оксида алюминия) в присутствии водорода. Такая гидроочистка может улучшить цвет и стойкость к окислению продукта реакции, полученного при реакции гидроизомеризации, и улучшить качество продукта. Гидроочистка может быть проведена на отдельном оборудовании от оборудования для реакции гидроизомеризации, но, в альтернативном случае, слой катализатора гидроочистки может быть расположен ниже по потоку от каталитического слоя металлического катализатора, расположенного в реакторе для реакции изомеризации, для непрерывной работы после реакции гидроизомеризации.

Изомеризация обычно относится к реакции, в которой изменяется только молекулярная структура без изменения количества атомов углерода (молекулярной массы), в то время как разложение относится к реакции, приводящей к уменьшению количества атомов углерода (молекулярной массы). Даже при некотором разложении углеводородов и продуктов изомеризации сырьевого масла в реакции изомеризации, описанной выше, необходимо только, чтобы число атомов углерода (молекулярная масса) продукта находилось в установленном интервале, который соответствует структуре целевого базового масла, а продукт разложения может даже составлять компонент базового масла.

В способе получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения продукт реакции изомеризации поступает на вторую стадию. Продуктом реакции, называемым в настоящем документе, может быть масляная фракция, полученная в результате реакции изомеризации как таковая, или на вторую стадию может поступать масляная фракция, которая дополнительно прошла вышеупомянутую стадию гидроочистки или другие стадии.

Вторая стадия

Способ получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения включает вторую стадию, на которой фракцию смазочного масла, содержащую углеводороды С₂₀ и более, отделяют от продукта реакции первой стадии.

Сепарацию на второй стадии предпочтительно проводят таким образом, что содержание изопарафинов С₂₀ и более во фракции смазочного масла составляет 80% масс. или более относительно общей массы углеводородов С₂₀ и более в отделенной фракции смазочного масла. Сепарацию также предпочтительно проводить таким образом, что содержание спиртовых соединений во фракции смазочного масла будет ниже предела обнаружения, то есть не более 0,01% масс., а содержание олефиновых соединений будет ниже предела обнаружении, то есть не более 0,01% масс. от общей массы отделенной фракции смазочного масла.

Метод отделения фракции смазочного масла на второй стадии является предпочтительно отделением перегонкой, с точки зрения облегчения отделения фракции смазочного масла, удовлетворяющего предпочтительным условиям, определенным выше.

Вторая стадия может давать легкую фракцию, состоящую главным образом из углеводородов с числом атомов углерода до С₁₉, а данная легкая фракция может быть подходящим образом использована как базовое топливное сырье. На второй стадии многочисленные легкие фракций также могут быть разделены перегонкой, и они могут быть использованы как базовое сырье для нафты (температура кипения: ниже приблизительно 150°С), базовое сырье для керосина (температура кипения: приблизительно 150-250°С) и базовое сырье для газойля (температура кипения: приблизительно 250-360°С) в порядке низшей температуры кипения. Согласно этому методу могут быть получены высококачественные топливные масла, т.е. базовое сырье для нафты, обогащенное изопарафинами, базовое сырье для керосина, имеющее высокую максимальную высоту некоптящего пламени, и базовое сырье для газойля, имеющее высокое цетановое число.

Когда фракцию смазочного масла, содержащую углеводороды С₂₀ или более, отделяют перегонкой на второй стадии, условия перегонки являются предпочтительно такими же, как и в процессе перегонки при атмосферном давлении, в котором фракция с температурой кипения 360°С и выше отделяется в качестве фракции смазочного масла в дистилляторе атмосферного давления. Использованный процесс атмосферной перегонки предпочтительно тот же, что и традиционно используемый в обычном процессе очистки нефти.

В способе получения базового масла для смазочных материалов согласно настоящему варианту осуществления изобретения фракцию мазочного масла, содержащую углеводороды С₂₀ или более, дополнительно разделяют на несколько фракций смазочного масла с разными диапазонами температур кипения, а каждая из фракций смазочного масла независимо подается на третью стадию. Примером такого способа является способ, где фракцию смазочного масла, содержащую углеводороды С₂₀ или более, отделяют от продукта реакции атмосферной перегонкой, и фракцию смазочного масла дополнительно разделяют на несколько фракций смазочного масла вакуумной фракционной перегонкой.

Фракции смазочного масла для использования в настоящем изобретении могут быть 70 светлой фракцией с температурой кипения в диапазоне 350-420°С при обычном давлении, фракцией SAE-10 с температурой кипения в диапазоне 400-470°С или фракцией SAE-20 с температурой кипения в диапазоне 450-510°С, а базовые масла для смазочных материалов, полученные из этих фракций, могут быть подходящим образом использованы в качестве базовых масел для смазочных материалов для автомобильных смазочных масел или смазочных масел для промышленного оборудования.

Поскольку спиртовые соединения и олефиновые соединения во фракции смазочного масла могут ухудшить стойкость к окислению и стабильность цвета базового масла для смазочных материалов или могут взаимодействовать с присадками к смазочному маслу, является предпочтительным, чтобы содержание спиртовых соединений во фракции смазочного масла не превышало предел обнаружения, то есть не более 0,01% масс., и содержание олефиновых соединений не превышало предел обнаружения, то есть не более 0,01% масс. На описанной выше первой стадии гидрогенизация олефиновых соединений и дегидроксилирование спиртовых соединений проходят одновременно с гидроизомеризацией, обеспечивая, таким образом, протекание реакции гидроизомеризации должным образом, так чтобы спиртовые соединения и олефиновые соединения в полученной на второй стадии фракции смазочного масла не превышали пределов обнаружения.

Третья стадия

Способ получения базового масла для смазочных материалов согласно настоящему варианту осуществления изобретения включает третью стадию, на которой фракцию смазочного масла, полученную на второй стадии, разделяют на депарафинизированное масло и парафин путем депарафинизирующей обработки растворителем. Депарафинизирующая обработка растворителем является предпочтительной, так как парафин, полученный после депарафинизирующей обработки растворителем, может быть повторно использован в качестве сырьевого масла для первой стадии.

Смесь ароматического растворителя и растворителя на основе кетона предпочтительно используют для депарафинизирующей обработки растворителем, а смесь ароматического растворителя и растворителя на основе кетона в пропорциях 40/60-60/40 (по объему) является предпочтительной, с точки зрения избирательности во время осаждения парафина и его отделения фильтрацией. В качестве ароматических растворителей можно упомянуть бензол и толуол, а в качестве растворителей на основе кетона можно назвать MEK (метилэтилкетон), MIBK (метилизобутилкетон) и ацетон. С точки зрения отличной избирательности, предпочтительно используют смесь толуола и МЕК. Условиями депарафинизации предпочтительно являются соотношение растворитель/масло 1-6 (объемное соотношение) и температура фильтрации между -5 и -45°С (более предпочтительно между -10 и -40°С), с точки зрения достижения базовым маслом для смазочных материалов температуры текучести -15°С или ниже.

Депарафинизированное масло, отделенное на третьей стадии, может быть использовано само по себе в качестве базового масла для смазочных материалов в способе получения базового масла для смазочных материалов согласно настоящему варианту осуществления изобретения, но, как альтернатива, депарафинизированное масло может быть дополнительно подвергнуто очистке растворителем и/или гидроочистке. Такие дополнительные обработки проводят для улучшения стойкости к воздействию ультрафиолета или стойкости к окислению полученного базового масла для смазочных материалов и могут быть осуществлены обычными методами, используемыми для стадий очистки смазочного масла.

В очистке растворителем в качестве растворителей используют фурфурол, фенол, N-метилпирролидон или тому подобные для удаления небольших количеств окрашивающих компонентов, оставшихся в депарафинизированном масле.

Гидрообработку проводят для гидрогенизации олефиновых соединений и ароматических соединения, а поэтому катализатор конкретно не ограничен; например, могут быть использованы катализаторы с носителем из оксида алюминия, несущим, по меньшей мере, один металл из VIa Группы металлов, такой как молибден, и, по меньшей мере, один металл из VIII группы металлов, такой как кобальт и никель, в условиях давления реакции (парциального давления водорода) 7-16 МПа, средней температуры реакции 300-390°С и LHSV 0,5-4,0 ч^-1.

Способ получения базового масла для смазочных материалов согласно настоящему варианту осуществления изобретения может дополнительно включать четвертую стадию, на которой депарафинизированное масло, полученное на третьей стадии, перегоняют на несколько фракций. Фракционная перегонка на четвертой стадии является предпочтительно вакуумной перегонкой, а среди множества фракций могут быть, например, 70 светлая фракция с температурой кипения в интервале 350-420°С при атмосферном давлении, фракция SAE-10 с температурой кипения в интервале 400-470°С и фракция SAE-20 с температурой кипения в интервале 450-510°С. Данные фракции могут быть использованы в качестве базовых масел для смазочных материалов сами по себе или могут быть использованы в качестве базовых масел для смазочных материалов после вышеупомянутой очистки растворителем и/или гидроочистки. Базовое масло для смазочных материалов, полученное из выделенной 70 светлой фракции, фракции SAE-10 и фракции SAE-20, может иметь следующие свойства.

70 светлая: Динамическая вязкость при 100°С 2,5-3,0 мм²/с, индекс вязкости 120 или выше и температур текучести не выше -30°С.

SAE-10: Динамическая вязкость при 100°С 3,0-5,5 мм²/с, индекс вязкости 140 или выше и температура текучести не выше -15°С.

SAE-20: Динамическая вязкость при 40°С 25-40 мм²/с, индекс вязкости 145 или выше и температура текучести не выше -20°С.

Индекс вязкости и температура текучести находятся в обратной зависимости, и при чрезвычайно высоком индексе вязкости температура текучести не может быть равной или ниже предпочтительной температуры, а при чрезвычайно низкой температуре текучести индекс вязкости не может быть равен или превышать предпочтительное значение. Поэтому важно, чтобы индекс вязкости и температура текучести каждого базового масла для смазочных материалов были сбалансированы.

Парафин, отделенный на третьей стадии, включает нормальные парафины C₂₀ и более. Весь или часть парафина предпочтительно повторно используют в качестве части сырьевого масла для первой стадии. Парафин может также быть использован в качестве сырьевого масла для получения базового масла для смазочных материалов любым известным способом получения. В технологической линии, которая включает с первой по третью стадии, парафин, отделенный на третьей стадии, предпочтительно подают вместе с сырьевым маслом в реакцию гидроизомеризации на первой стадии. Таким образом, парафин, отделенный на третьей стадии настоящего варианта осуществления изобретения, повторно подают для получения базового масла для смазочных материалов, так что образование базового масла для смазочных материалов протекает с высоким выходом. Например, удовлетворительный выход базового масла для смазочных материалов не достигается, даже если парафин повторно используют, когда реакция изомеризации проведена таким образом, что содержание нормальных парафинов C₂₀ или более составляет менее 6% масс., а индекс вязкости (VI) базовых масел для смазочных материалов, отвечающих SAE-10, полученных после повторного использования, может снизиться. Кроме того, когда реакция изомеризации проведена таким образом, что содержание нормальных парафинов C₂₀ или более составляет более 20% масс., выход базового масла для смазочных материалов может снизиться, а MVR вязкость, как и индекс низкотемпературных вязкостных характеристик, базовых масел для смазочных материалов, отвечающих SAE-10, полученных после повторного использования, может снизиться.

В традиционном процессе получения базового масла для смазочных материалов считается предпочтительным максимизировать скорость изомеризации нормальных парафинов в изопарафины, с точки зрения увеличения выхода базового масла для смазочных материалов, но согласно способу получения базового масла для смазочных материалов согласно настоящему варианту осуществления изобретения выход может также быть увеличен проведением реакции изомеризации таким образом, что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более будет составлять заданное значение.

То есть, способ получения базового масла для смазочных материалов согласно настоящему варианту осуществления изобретения предпочтительно включает проведение реакции изомеризации в вышеуказанных заданных условиях на первой стадии, а также повторное использование части или всех парафинов, отделенных на третьей стадии, в качестве сырьевого масла. Таким образом, базовое масло для смазочных материалов, обладающее высокими уровнями и температурно-вязкостных характеристик, и низкотемпературных характеристик вязкости, может быть получено с высоким выходом.

В способе получения базового масла для смазочных материалов согласно настоящему варианту осуществления изобретения является возможным получать базовое масло для смазочных материалов таким образом, что оно может показывать высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и низкотемпературных характеристик вязкости. Базовое масло для смазочных материалов, полученное по способу согласно настоящему варианту осуществления изобретения, имеет, в случае если базовое масло для смазочных материалов получено из фракции SAE-10 (здесь и далее «базовое масло для смазочных материалов, отвечающее SAE-10»), например, индекс вязкости 140 и более как индекс температурно-вязкостных характеристик, а MRV вязкость при -40°С не более 13000 мм²/с, как индекс низкотемпературных характеристик вязкости. Из-за того, что оно показывает высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и низкотемпературных характеристик вязкости базовое масло для смазочных материалов, полученное согласно настоящему варианту осуществления изобретения, может быть подходящим образом использовано как базовое масло для различных смазочных масел, указанных ниже.

Композиция смазочного масла, включающая базовое масло для смазочных материалов, полученное по способу согласно настоящему варианту осуществления изобретения, может также содержать, при необходимости, присадки. Данные присадки ничем конкретно не ограничены и могут быть использованы любые присадки, которые обычно используются в смазочных маслах. В качестве конкретных присадок для смазочных масел можно назвать антиоксиданты, беззольные порошки, металлические чистящие агенты, агенты для экстремального давления, агенты, повышающие сопротивление истиранию, повысители индекса вязкости, депрессанты температуры текучести, модификаторы трения, замасливающие агенты, ингибиторы коррозии, антикоррозийные агенты, деэмульгаторы, деактивирующие металл агенты, уплотняющие швы агенты, пеногасители, красители и тому подобные. Данные присадки могут быть использованы как таковые или в комбинации двух и более из них.

Базовое масло для смазочных материалов, полученное способом согласно данному варианту осуществления изобретения, имеет отличные свойства, описанные выше, и поэтому может быть подходящим образом использовано в качестве базового масла для различных смазочных масел. Конкретные области использования базовых масел для смазочных материалов включают использование как смазочного масла для двигателей внутреннего сгорания, таких как бензиновый двигатель для пассажирского транспорта, бензиновый двигатель для двухколесного транспортного средства, дизельный двигатель, газовый двигатель, помповый двигатель для газового отопления, корабельный двигатель, электрический двигатель и тому подобные (смазочное масло для двигателей внутреннего сгорания), использование как смазочного масла для коробки передач, такой как автоматическая коробка передач, ручная коробка передач, бесступенчатая коробка передач, передача последней понижающей ступени и тому подобные (масло для коробки передач), как гидравлического масла для гидравлических блоков питания, таких как амортизатор, строительные машины и тому подобные, или как компрессорного масла, турбинного масла, трансмиссионного масла, холодильного масла, масла для обработки металлов и тому подобные, и использование базового масла для смазочных материалов, полученного способом согласно настоящему варианту осуществления изобретения, для данных целей позволит достигнуть высоких уровней и температурно-вязкостных характеристик, и низкотемпературных вязкостных характеристик для каждого типа смазочного масла.

Примеры

Настоящее изобретение далее будет пояснено более подробно в примерах и сравнительных примерах, но следует понимать, что данные примеры никоим образом не ограничивают настоящее изобретение.

Пример 1

Базовое масло для смазочных материалов получали следующим образом в примере 1.

Получение катализатора изомеризации

После смешивания и растирания диоксида кремния-оксида алюминия (молярное соотношение диоксид кремния/оксид алюминия: 14) и связующего на основе оксида алюминия в массовом соотношении 50:50, смесь формовали в цилиндрический профиль с диаметром приблизительно 1,6 мм и длиной приблизительно 4 мм, а затем прокаливали при 550°С в течение 3 часов с получением носителя. Носитель импрегнировали тетраминдинитроплатиной с нанесением платины. Затем его сушили при 120°С в течение 3 часов и прокаливали при 400°С в течение 3 часов с получением катализатора А. Массовое содержание платины составило 0,8% масс. относительно массы носителя.

Стадия А

Катализатор А (50 мл) помещали в реактор гидроизомеризации как реактор проточного типа с неподвижным слоем, а парафин Фишера-Тропша (парафин ФТ), имеющий свойства, показанные в таблице 1, полученный по методам синтеза Фишера-Тропша (ФТ), подавали как сырьевое масло в верхнюю часть реактора гидроизомеризации со скоростью 100 мл/ч (LHSV 2,0 ч^-1) для гидрирования в условиях реакции, указанных в таблице 2, в токе водорода.

В частности, водород подавали сверху в соотношении водород/масло 676 нл/л относительно парафина ФТ, устанавливая вентилем обратного давления постоянное давление в реакторе, давление на входе 4,0 МПа, и гидроизомеризацию проводили в данных условиях. Температура реакции составляла 336°С.

Свойства полученного масляного продукта приведены в таблице 2.

Стадия В

Масляный продукт, полученный на стадии А, подвергали фракционной перегонке в дистилляционной колонне при атмосферном давлении и фракцию с температурой кипения ниже 360°С удаляли дистилляцией с получением фракции смазочного масла с температурой кипения 360°С или выше из нижней дистилляционной колонны. Состав фракции смазочного масла был следующим: содержание нормальных парафинов C₂₀ или более составляло 17,9% масс. и содержание изопарафинов C₂₀ или более составляло 82,1% масс. относительно общей массы углеводородов C₂₀ или более во фракции смазочного масла.

Стадия С

Фракцию смазочного масла, полученную на стадии В, подвергали депарафинизации растворителем с использованием смешанного растворителя из метилэтилкетона (55% об.) и толуола (45% об.) в условиях соотношения растворитель/масло 5 (объемный коэффициент) и температуры фильтрации -25°С с получением депарафинизированного масла. Весь отделенный парафин заново использовали в качестве сырьевого масла для стадии А. В таблице 3 показаны условия депарафинизации растворителем, выход депарафинизированного масла (% масс.), выход парафина (% масс.) и выход базового масла для смазочных материалов, отвечающего SAE-10 (% масс.), в депарафинизированном масле. Термин «депарафинизированное масло, полученное на стадии С», используемый ниже, включает депарафинизированное масло, полученное с повторным использованием данного парафина.

Вакуумная перегонка

Депарафинизированное масло, полученное на стадии С, дополнительно подвергали вакуумной перегонке, и после фракционной перегонки 70 светлой фракции с температурой кипения, соответствующей перегонке при атмосферном давлении, 350-420°С, фракции SAE-10 с температурой кипения 400-470°С и фракции SAE-20 с температурой кипения 450-510°С, получали базовое масло для смазочного материала, соответствующее 70 светлому, базовое масло для смазочного материала, соответствующее SAE-10, и базовое масло для смазочного материала, соответствующее SAE-20. Выход полученных базовых масел для смазочных материалов (сумма выхода каждого базового масла для смазочных материалов при сырьевом масле ФТ принятом за 100) и свойства SAE-10 приведены в таблице 4.

Пример 2

Базовое масло для смазочного материала получали таким же способом, как и в Примере 1, за исключением того, что на стадии А примера 2 парафин Фишера-Тропша (парафин ФТ) подавали со скоростью 75 мл/ч (LHSV 1,5 ч^-1) в верхнюю часть реактора гидроизомеризации.

Сравнительный пример 1

Базовое масло для смазочных материалов получали таким же способом, что и в примере 1, за исключением того, что на стадии А сравнительного примера 1 парафин Фишера-Тропша (парафин ФТ) подавали со скоростью 150 мл/ч (LHSV 3,0 ч^-1) в верхнюю часть реактора гидроизомеризации.

Сравнительный пример 2

Базовое масло для смазочных материалов получали таким же способом, что и в примере 1, за исключением того, что на стадии А сравнительного примера 2 парафин Фишера-Тропша (парафин ФТ) подавали со скоростью 75 мл/ч (LHSV 1,5 ч^-1) в верхнюю часть реактора гидроизомеризации, а температура реакции составляла 340°С.

Измерение динамической вязкости

Базовые масла для смазочного материала, отвечающие SAE-10, полученные в примерах 1-2 и сравнительных примерах 1-2, использовали для измерения динамической вязкости при 100°С согласно JIS K2283 «Сырая нефть и нефтепродукты - Метод измерения динамической вязкости и метод расчета индекса вязкости». Измеренные показатели динамические вязкости приведены в таблице 4.

Измерение температуры текучести

Базовые масла для смазочных материалов, соответствующие SAE-10, полученные в примерах 1-2 и сравнительных примерах 1-2, использовали для измерения температуры текучести согласно JIS K2269, «Метод измерения температуры потери вязкости сырой нефти и нефтепродуктов и температуры помутнения нефтепродуктов». Измеренные величины температуры текучести приведены в таблице 4.

Измерение индекса вязкости (VI)

Базовые масла для смазочных материалов, отвечающие SAE-10, полученные в примерах 1-2 и сравнительных примерах 1-2, использовали для измерения динамической вязкости при 40°С и 100°С согласно JIS K2283 «Сырая нефть и нефтепродукты - Метод определения динамической вязкости и метод расчета индексов вязкости», а индексы вязкости (VI) рассчитывали «Методом расчета индекса вязкости» в главе 6. Расчетные значения индексы вязкости (VI) приведены в таблице 4.

Измерение MVR вязкости

Базовые масла для смазочных материалов, отвечающие SAE-10, полученные в примерах 1-2 и сравнительных примерах 1-2, использовали для измерения MVR вязкости согласно методам JIS K2010, «Классификация вязкости масел автомобильных двигателей» и ASTM D4684 «Стандартный метод определения напряжения текучести и кажущейся вязкости моторных масел при низкой температуре». Измеренные значения MVR вязкости приведены в таблице 4.

Таблица 1
		Парафин ФТ
Плотность (г/см³)		0,8564
Содержание парафина (% масс.)		94,7
Содержание спирта (% масс.)		2,5
Содержание олефина (% масс.)		2,8
Параметры перегонки	Начальная температура кипения	51,0
	Температура дистилляции 5%	116,0
	Температура дистилляции 10%	145,0
	Температура дистилляции 20%	191,0
	Температура дистилляции 30%	233,0
	Температура дистилляции 40%	275,0
	Температура дистилляции 50%	326,0
	Температура дистилляции 60%	373,0
	Температура дистилляции 70%	412,0
	Температура дистилляции 80%	463,0
	Температура дистилляции 90%	531,0
	Температура дистилляции 95%	573,0
	Конечная температура кипения	654,0

Таблица 2
Стадия А		Пример 1	Пример 2	Сравнитель- ный пример 1	Сравнитель-ный пример 2
Условия реакции	Температура реакции (°С)	336	336	336	340
Условия реакции	LHSV (ч^-1)	2,0	1,5	3,0	1,5
	Давление водорода (МПа)	4,0	4,0	4,0	4,0
	Соотношение водород/масло (NL/L)	676	676	676	676
Масляный продукт	Содержание углеводородов ≤С19 (% масс.)	19	23	14	30
	Содержание углеводородов ≤С20 (% масс.)	81	77	86	70
	Содержание нормальных парафинов ≥С20 (% масс.)	17,9	9,1	24,0	4,0

Таблица 3
Стадия С		Пример 1	Пример 2	Сравнитель- ный пример 1	Сравни-тельный пример 2
Условия депара-финизации раствори-телем	Соотношение ра-створителя (МЕК:Толуол) (объемный коэф-фициент)	55:45	55:45	55:45	55:45
Условия депара-финизации раствори-телем	Температура охлаждения (°С)	-25	-25	-25	-25
Выход депарафинизирован-ного масла (% масс.)		36	47	22	55
Выход парафина (% масс.)		64	53	78	45
Выход SAE-10 в депарафи-низированном масле (% масс.)		40	44	37	46

Таблица 4
		Пример 1	Пример 2	Сравнитель- ный пример 1	Сравни-тельный пример 2
Выход базового масла для смазочных материалов (% масс.)		60,5	61,1	57,5	56,2
Свойства SAE-10	Динамическая вязкость (100°С) (мм²/с)	4,0	4,0	4,0	4,0
	Температура текучести (°С)	-15	-15	-15	-15
	VI	145	141	152	137
	MVR вязкость (-40°С) (мм²/с)	10,300	8400	14,200	5900

(Результаты)

В сравнительном примере 1 и в сравнительном примере 2, в которых содержание нормальных парафинов С₂₀или более в продукте реакции, полученном на стадии А, лежало за пределами интервала по изобретению, выходы базового масла для смазочных материалов были ниже, тогда как полученные базовые масла для смазочных материалов, отвечающие SAE-10, имели более низкий индекс вязкости или большую MVR вязкость с потенциалом для предела текучести, по сравнению с примерами, так что было невозможно получить высококачественные базовые масла для смазочных материалов.

Claims

1. Способ получения базового масла для смазочных материалов, где базовое масло для смазочных материалов получают
на первой стадии, где сырьевое масло, содержащее нормальные парафины С₂₀ или более, подвергают реакции изомеризации таким образом, что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет 6-20% масс. от общей массы углеводородов С₂₀ или более в полученном продукте реакции,
на второй стадии, где фракцию смазочного масла, содержащую углеводороды С₂₀ или более, отделяют от продукта реакции первой стадии, и
на третьей стадии, где фракцию смазочного масла, полученную на второй стадии, разделяют на депарафинизированное масло и парафин депарафинизацией растворителем, где депарафинизированное масло используется в качестве базового масла для смазочных материалов или подвергается очистке растворителем и/или гидроочистке с получением базового масла для смазочных материалов.

2. Способ получения базового масла для смазочных материалов по п.1, где все количество или часть отделенного на третьей стадии парафина повторно используют в качестве части сырьевого масла для первой стадии.

3. Способ получения базового масла для смазочных материалов по п.1, где сырьевое масло для первой стадии включает парафин Фишера-Тропша.

4. Способ получения базового масла для смазочных материалов по любому из пп.1-3, где реакцию изомеризации на первой стадии проводят в атмосфере водорода в присутствии металлического катализатора.

5. Способ получения базового масла для смазочных материалов по п.4, где металлический катализатор включает активный металл, являющийся металлом, принадлежащим VIII группе Периодической таблицы, нанесенный на носитель, включающий одну или более твердую кислоту, выбранную из аморфных оксидов металлов.

6. Способ получения базового масла для смазочных материалов по любому из пп.1-3, где фракцию смазочного масла, содержащую углеводороды С₂₀ или более, на второй стадии дополнительно разделяют на несколько фракций смазочного масла с разными интервалами температур кипения и каждую фракцию смазочного масла независимо подают на третью стадию.

7. Способ получения базового масла для смазочных материалов по п.6, где дистилляты смазочного масла включают 70 светлый дистиллят с температурой кипения в интервале 350-420°C при обычном давлении, дистиллят SAE-10 с температурой кипения в интервале 400-470°C и дистиллят SAE-20 с температурой кипения в интервале 450-510°C.

8. Способ получения базового масла для смазочных материалов по любому из пп.1-3, который дополнительно включает четвертую стадию, на которой полученное на третьей стадии депарафинизированное масло перегоняют на несколько дистиллятов.

9. Способ получения базового масла для смазочных материалов по п.8, где дистилляты включают 70 светлый дистиллят с температурой кипения в интервале 350-420°C при обычном давлении, дистиллят SAE-10 с температурой кипения в интервале 400-470°C и дистиллят SAE-20 с температурой кипения в интервале 450-510°C.

10. Способ получения базового масла для смазочных материалов по п.7 или 9, где дистиллят SAE-10 имеет индекс вязкости 140 или больше и температуру текучести -15°C.