RU2785762C2

RU2785762C2 - Method for production of base of low-solidifying arctic oils

Info

Publication number: RU2785762C2
Application number: RU2021112688A
Authority: RU
Inventors: Игорь Евгеньевич Кузора; Константин Валентинович Зеленский; Тибор Дьорд Лейметер; Константин Владимирович Карбаев; Жанна Николаевна Артемьева; Иван Александрович Хмелев; Александр Владимирович Стадник
Original assignee: Акционерное общество "Ангарская нефтехимическая компания"
Filing date: 2021-04-30
Publication date: 2022-12-12

Abstract

FIELD: oil refining; petrochemistry.

SUBSTANCE: invention relates to a method for the production of a base of low-solidifying Arctic oils, in which distillate boiling off at a temperature of up to 460°C, obtained by vacuum distillation of straight-run fuel oil from atmospheric distillation of oil, is subjected to catalytic hydrocracking at a temperature of 350-420°C and pressure of 23.0-32.0 MPa, followed by dispersal of the resulting hydrogenate, and obtainment of a heavy residue boiling off at temperature above 280°C and further directed to catalytic dewaxing and hydro-finishing, followed by stabilization of the resulting product to ensure the required flash point. In this case, before catalytic dewaxing, a heavy residue with an increased content of naphthenic hydrocarbons is introduced into the heavy residue of hydrocracking, obtained by deep hydrogenation at a temperature of 325-420°C and pressure of 20.0-31.0 MPa on a nickel-tungsten-sulfide catalyst with addition of aluminum oxide or on a catalyst containing hydrogenating components – nickel, molybdenum in an oxide form, mixtures of weighted medium distillate fractions of primary and secondary oil refining processes, boiling off in the range from 155 to 455°C, followed by hydrogenation of hydrogenate, and release of the heavy residue from hydrogenate on a rectification unit, boiling off at a temperature above 270°C, which allows for obtainment of a base for low-solidifying oils with a solidification temperature below minus 70°C, kinematic viscosity at minus 30°C of no more than 800 mm²/s and at minus 40°C of no more than 2500 mm²/s, content of aromatic hydrocarbons of no more than 3% by wt. and sulfur of not more than 0.001% by wt.

EFFECT: production of a base of low-solidifying Arctic oils, having required improved low-temperature, viscosity, and environmental quality indicators allowing it to be used for the production of commercial low-solidifying oils used in harsh natural and weather conditions of the Arctic and the Far North.

1 cl, 2 dwg, 12 tbl, 4 ex

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention belongs

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к способу получения базовой основы низкозастывающих масел для получения товарных масел различного назначения (масла моторные, гидравлические, трансмиссионные, трансформаторные), предназначенных для эксплуатации машин и техники в жестких природно-погодных условиях Арктики и Крайнего Севера. Уровень техникиThe invention relates to the field of oil refining and petrochemistry, in particular to a method for obtaining the base base of low-hardening oils for producing commercial oils for various purposes (motor, hydraulic, transmission, transformer oils) intended for the operation of machines and equipment in harsh natural and weather conditions of the Arctic and the Far North . State of the art

В настоящий момент большинство выпускаемых в России низкозатывающих масел производится с использованием присадок и компонентов зарубежного производства.At present, the majority of low-viscosity oils produced in Russia are produced using foreign-made additives and components.

Определяющим показателем при разработке смазочных материалов, работающих в экстремально жестких природных условиях при температурах минус 60°С ÷ минус 70°С, вне зависимости от их типа и назначения, является определенный уровень вязкостно-температурных свойств, а именно низкая температура застывания (менее минус 60°С) и низкая вязкость при отрицательных температурах, обеспечивающая пуск двигателя в холодных условиях. Кроме этого масла для условий Арктики должны обладать и улучшенными экологическим характеристиками, иметь низкое содержание серы и ароматических углеводородов.The determining indicator in the development of lubricants operating in extremely harsh natural conditions at temperatures of minus 60°С ÷ minus 70°С, regardless of their type and purpose, is a certain level of viscosity-temperature properties, namely, a low pour point (less than minus 60 °C) and low viscosity at low temperatures, providing engine start in cold conditions. In addition to this, oils for Arctic conditions should also have improved environmental characteristics, have a low content of sulfur and aromatic hydrocarbons.

Наиболее высокозастывающими компонентами масляного сырья, определяющими уровень вязкостно-температурных свойств получаемых базовых масел (основ), являются парафины нормального строения, а также нафтеновые и ароматические углеводороды с неразветвленными длинноцепочечными алкильными заместителями. Для снижения температуры застывания и улучшения низкотемпературных свойств необходимо стремиться к снижению содержания этих компонентов в маслах до минимально возможного уровня. С целью регулирования компонентного состава и снижения температуры застывания и улучшения низкотемпературных свойств масел используют процессы низкотемпературной депарафинизации с использованием селективных растворителей (сольвентная депарафинизация), гидроизомеризации и каталитической депарафинизации. Кроме этого базовую основы низкозастывающих масел можно получить путем синтеза из низкомолекулярных углеводородов на специальных катализаторах.The most highly solidifying components of the oil feedstock, which determine the level of viscosity-temperature properties of the obtained base oils (bases), are paraffins of a normal structure, as well as naphthenic and aromatic hydrocarbons with unbranched long-chain alkyl substituents. To reduce the pour point and improve low-temperature properties, it is necessary to strive to reduce the content of these components in oils to the lowest possible level. In order to regulate the component composition and reduce the pour point and improve the low-temperature properties of oils, low-temperature dewaxing processes using selective solvents (solvent dewaxing), hydroisomerization and catalytic dewaxing are used. In addition, the basic bases of low-hardening oils can be obtained by synthesis from low molecular weight hydrocarbons on special catalysts.

Известен способ (патент РФ 2155209) получения базовых компонентов низкозастывающих нефтяных масел путем вакуумной ректификации с получением масляных фракций, очистки масляных фракций селективным растворителем, низкотемпературной депарафинизации, вакуумной разгонки и каталитической доочистки с выделением масел, отличающийся тем, что низкотемпературной депарафинизации подвергают масляную фракцию с пределами выкипания 280 - 460°С с получением депарафинированного масла с температурой застывания минус 50 - минус 55°С, которое разгоняют с выделением легкой фракции с температурой конца кипения 320 - 340°С и температурой застывания минус 55 - минус 60°С и остаточной фракции 320-340 - 460°С.Предложенный способ получения позволяет упростить схему получения базовых компонентов нефтяных низкозастывающих масел и повысить их качество.There is a known method (patent RF 2155209) for obtaining the base components of low-hardening petroleum oils by vacuum distillation to obtain oil fractions, purification of oil fractions with a selective solvent, low-temperature dewaxing, vacuum distillation and catalytic post-treatment with the release of oils, characterized in that low-temperature dewaxing is subjected to an oil fraction with limits boiling point 280 - 460°C to obtain dewaxed oil with a pour point of minus 50 - minus 55°C, which is dispersed with the release of a light fraction with an end boiling point of 320 - 340°C and a pour point of minus 55 - minus 60°C and a residual fraction of 320 -340 - 460°C. The proposed method of production allows to simplify the scheme for obtaining the basic components of low-pour oil oils and improve their quality.

Общими признаками приведенного способа и предлагаемого изобретения являются то, что в качестве сырья используется нефть и полученные при ее переработке сырьевые утяжеленные компоненты.Common features of the above method and the proposed invention are that oil and raw weighted components obtained during its processing are used as raw materials.

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

- Недостаточно высокие показатели по низкотемпературным свойствам, температура застывания минус 55 - минус 60°С.- Insufficiently high indicators for low-temperature properties, pour point minus 55 - minus 60°C.

- Высокое содержание серы в низкозастывающей основе масел 0,24-0,25% масс, (таблица - Качество депарафинированного масла и базового компонента в описании изобретения), что ухудшает экологические и коррозионные свойства масел.- High sulfur content in the low-hardening base oils of 0.24-0.25 wt% (table - Quality of dewaxed oil and the base component in the description of the invention), which worsens the environmental and corrosion properties of the oils.

- Низкий выход низкозастывающей основы масел, т.к. из продукта депарафинизации выделяют узкую фракцию облегченного состава с температурой кипения 280-320/340°С.- Low yield of low-hardening oil base, because a narrow fraction of a lightweight composition with a boiling point of 280-320/340°C is isolated from the dewaxing product.

Известен способ получения базовых масел с низкой температурой застывания методом гидроизомеризации парафинистого масляного сырья, разработанный одновременно компаниями Chevron - Isodewaxing Wilson M.W., Mueller T.A., Kraft G.W. Commercialization of Isodewaxing - A New Technology for Dewaxing to Manufacture High Quality Lube Base Stocks», FL-94-112, NPRA, November 1994 и Mobile Oil Corporation - Mobile Selective Dewaxing (MSDW) [Helton Т.Е., Degnan T.F., Mazzone D.N. et al. Catalytic hydroprocessing a good alternative to solvent processing. Oil and Gas Journal. 1998, 96, №29, p.58-67]. Эти процессы основаны на селективной изомеризации длинноцепочечных парафиновых углеводородов нормального строения, что ведет к изменению свойств целевого продукта за счет изменения структуры компонентов при одновременном сохранении этих компонентов в масляном сырье и, как следствие, увеличению выхода депарафинированного масла. В данных процессах используются Pt-содержащие катализаторы, нанесенные на цеолиты специфической структуры (SAPO, МТТ). Как и в случае с каталитической депарафинизацией, получение низкозастывающих масел в процессе гидроизомеризации осуществляется в две стадии: 1) стадия гидроизомеризации (улучшение низкотемпературных показателей за счет изменения структуры длинно-цепочечных парафинов); 2) стадия гидрофинишинга (улучшение цвета, стабильности, ИВ за счет гидрирования ненасыщенных углеводородов). К недостаткам данной технологии относятся высокая себестоимость продукции из-за использования в процессе гидроизомеризации катализатора, содержащего драгоценный металл, а также низкий выход основы низкозастывающих масел на исходное сырье.A known method for producing base oils with a low pour point by hydroisomerization of paraffinic oil raw materials, developed simultaneously by Chevron - Isodewaxing Wilson M.W., Mueller T.A., Kraft G.W. Commercialization of Isodewaxing - A New Technology for Dewaxing to Manufacture High Quality Lube Base Stocks", FL-94-112, NPRA, November 1994 and Mobile Oil Corporation - Mobile Selective Dewaxing (MSDW) [Helton T.E., Degnan T.F., Mazzone D.N. et al. Catalytic hydroprocessing is a good alternative to solvent processing. Oil and Gas Journal. 1998, 96, No. 29, p.58-67]. These processes are based on the selective isomerization of long-chain paraffinic hydrocarbons of a normal structure, which leads to a change in the properties of the target product due to a change in the structure of the components while maintaining these components in the oil feedstock and, as a result, increasing the yield of dewaxed oil. These processes use Pt-containing catalysts supported on zeolites of a specific structure (SAPO, MTT). As in the case of catalytic dewaxing, the production of low setting oils in the hydroisomerization process is carried out in two stages: 1) hydroisomerization stage (improvement of low-temperature performance by changing the structure of long-chain paraffins); 2) hydrofinishing stage (improvement of color, stability, VI due to hydrogenation of unsaturated hydrocarbons). The disadvantages of this technology include the high cost of production due to the use of a catalyst containing a precious metal in the process of hydroisomerization, as well as the low yield of the base of low-hardening oils on the feedstock.

Известен способ (патент РФ 2615776) получения маловязких, низкозастывающих синтетических полиальфаолефиновых базовых масел, предусматривающий реакцию соолигомеризации этилена с октеном-1 или деценом-1 в присутствии катализатора при постоянной температуре и давлении этилена, фракционирование полученного жидкого продукта и выделение целевой масляной фракции, при этом реакцию соолигомеризации проводят при температуре 150-180°С и давлении этилена 4,0-6,0 МПа в реакторе периодического действия при перемешивании со скоростью 500-550 об/мин, в качестве катализатора используют сульфатированный оксид алюминия, а выделяют масляную фракцию с температурой кипения паров >250°С при атмосферном давлении. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение выхода целевой масляной фракции до 91,4% мас, снижение кинематической вязкости при температуре 100°С до 2,0-3,5 мм²/с и температуры застывания ниже минус 65°С синтетических полиальфаолефиновых базовых масел, которые могут использоваться в качестве основы гидравлических масел для ракетно-космической техники, эксплуатируемой при низких температурах.A known method (RF patent 2615776) for obtaining low-viscosity, low-hardening synthetic polyalphaolefin base oils, which involves the co-oligomerization of ethylene with octene-1 or decene-1 in the presence of a catalyst at a constant temperature and pressure of ethylene, fractionation of the resulting liquid product and isolation of the target oil fraction, while the co-oligomerization reaction is carried out at a temperature of 150-180°C and an ethylene pressure of 4.0-6.0 MPa in a batch reactor with stirring at a speed of 500-550 rpm, sulfated alumina is used as a catalyst, and an oil fraction is isolated with a temperature vapor boiling >250°C at atmospheric pressure. The technical result of the present invention is to increase the yield of the target oil fraction to 91.4% wt, reduce the kinematic viscosity at a temperature of 100°C to 2.0-3.5 mm ² /s and the pour point below minus 65°C of synthetic polyalphaolefin base oils, which can be used as the basis of hydraulic oils for rocket and space technology operated at low temperatures.

Однако существенным недостатком указанного способа получения базовой основы низкозастывающих масел является технологическая сложность их производства, дефицитность и высокая стоимость сырья, и, как следствие, высокая себестоимость полученного продукта относительно других аналогов, что может ограничивать их использование в практике производства низкозастывающих арктических масел.However, a significant disadvantage of this method for obtaining the base base of low-hardening oils is the technological complexity of their production, the scarcity and high cost of raw materials, and, as a result, the high cost of the resulting product relative to other analogues, which may limit their use in the practice of producing low-hardening Arctic oils.

Известен способ - аналог (патент РФ 2631659), получения гидравлического масла арктического назначения с улучшенными низкотемпературными свойствами, предназначено для использования в гидравлических системах строительно-дорожных машин, экскаваторах, бульдозерах, снегоходах, буровых установках и другой технике, которая должна сохранять работоспособность при температуре окружающей среды до минус 65°С. Гидравлическое масло арктического назначения содержит следующие компоненты, % мас: антипенную присадку Infineum С9496 0,002-0,004, функциональный пакет присадок Hitec 521 1,0-1,2, загущающе-депрессорную присадку Lubrizol 87708 или Viscoplex 8-310 5,0-9,6, а в качестве нефтяной основы - фракцию 260-330°С, выделенную из маловязкой низкозастывающей основы, полученной в процессе гидроизомеризации остатка гидрокрекинга вакуумного газойля фракции 280°С-КК и последующего фракционирования - остальное. Это позволило улучшить такие характеристики масла, как: антиокислительные и антикоррозионные свойства и химическую стабильность гидравлического масла, снизить кинематическую вязкость масла при минус 30°С, снизить температуру застывания до минус 64°С.A known method is an analogue (RF patent 2631659), for obtaining hydraulic oil for Arctic purposes with improved low-temperature properties, intended for use in hydraulic systems of road construction machines, excavators, bulldozers, snowmobiles, drilling rigs and other equipment that must remain operational at ambient temperature. environments down to minus 65°С. Arctic hydraulic oil contains the following components, wt %: Infineum С9496 antifoam additive 0.002-0.004, Hitec 521 functional additive package 1.0-1.2, Lubrizol 87708 thickening depressant additive or Viscoplex 8-310 5.0-9.6 , and as an oil base - a fraction of 260-330°C, isolated from a low-viscosity, low-hardening base, obtained in the process of hydroisomerization of the residue of vacuum gas oil hydrocracking of a fraction of 280°C-KK and subsequent fractionation - the rest. This made it possible to improve such characteristics of the oil as: antioxidant and anti-corrosion properties and chemical stability of hydraulic oil, reduce the kinematic viscosity of the oil at minus 30°C, and reduce the pour point to minus 64°C.

При этом нефтяная основа представляет собой фракцию с температурой кипения 260-330°С, выделенную из маловязкой низкозастывающей основы, полученной в процессе гидроизомеризации остатка гидрокрекинга вакуумного газойля фракции 280°С-КК при условиях: давление водорода 3-4 МПа, объемное соотношении водорода к сырью 1100-1200 нм³/м³, температура 240-320°С, объемная скорость подачи сырья 0,5-2,0 ч^-1 на катализаторе, содержащем, мас. %: Pt - 0,2-0,28, WO₃ - 5,0-6,0, SiO₂ - 7,0-36,0, алюмосиликат - остальное и последующего фракционирования. Фракция 260-330°С низкозастывающей основы обладает следующими характеристиками (представлены в таблице 2 описания изобретения) - температура застывания 61-62°С и кинематическая вязкость при температуре минус 30°С не выше 1800 мм²/с.In this case, the oil base is a fraction with a boiling point of 260-330°C, isolated from a low-viscosity, low-hardening base obtained in the process of hydroisomerization of the hydrocracking residue of vacuum gas oil fraction 280°C-KK under the conditions: hydrogen pressure 3-4 MPa, volume ratio of hydrogen to raw material 1100-1200 nm ³ /m ³ , temperature 240-320°C, the volumetric feed rate of raw material 0.5-2.0 h ^-1 on a catalyst containing, wt. %: Pt - 0.2-0.28, WO ₃ - 5.0-6.0, SiO ₂ - 7.0-36.0, aluminosilicate - the rest and subsequent fractionation. The 260-330°C fraction of the low-hardening base has the following characteristics (presented in Table 2 of the description of the invention) - pour point 61-62°C and kinematic viscosity at a temperature of minus 30°C not higher than 1800 mm ² /s.

Общими признаками аналога и предлагаемого изобретения являются то, что в качестве сырья используется нефть и полученные при ее переработке сырьевые утяжеленные компоненты, а также то, что при получении компонента продукта используется процесс гидрокрекинга при высоком давлении на катализаторе в присутствии водорода, и в результате получают базовую основу низкотемпературных арктических масел с низким содержанием серы и ароматических углеводородов.The common features of the analog and the proposed invention are that oil is used as a raw material and raw weighted components obtained during its processing, as well as the fact that when obtaining a product component, a high-pressure hydrocracking process is used on a catalyst in the presence of hydrogen, and as a result, a basic the basis of low-temperature arctic oils with a low content of sulfur and aromatic hydrocarbons.

Недостатками аналога являются:The disadvantages of analog are:

- Недостаточно высокие показатели по низкотемпературным свойствам, температура застывания минус 61 - минус 62°С, и кинематической вязкости при минус 30°С не выше 1800 мм²/с.- Insufficiently high low-temperature properties, pour point minus 61 - minus 62°C, and kinematic viscosity at minus 30°C not higher than 1800 mm ² /s.

- Низкий выход низкозастывающей основы масел, т.к. из продукта депарафинизации выделяют узкую фракцию облегченного состава с температурой кипения 260-330°С.- Low yield of low-hardening oil base, because from the dewaxing product, a narrow fraction of a lightweight composition with a boiling point of 260-330°C is isolated.

- Наличие стадии дополнительного фракционирования полученного продукта - гидроизомеризата, что снижает выход целевого продукта.- The presence of the stage of additional fractionation of the resulting product - hydroisomerizate, which reduces the yield of the target product.

- Использование дорогостоящего катализатора, содержащего драгоценный металл, что увеличивает стоимость производимой продукции.- The use of an expensive catalyst containing a precious metal, which increases the cost of production.

Известен способ - прототип (патент РФ 2 693 901), получения низкозастывающих основ маловязких и средневязких гидравлических масел, в котором нефтяное сырье подвергается каталитическому гидрокрекингу при давлении не менее 13,5 МПа, температуре от 380 до 430°С, объемной скорости подачи сырья от 0,5 до 1,5 ч^-1 со степенью конверсии не менее 75% с получением непревращенного остатка гидрокрекинга, содержащего не менее 90 мас. % насыщенных углеводородов, в том числе изопара-финовых углеводородов не менее 30% мас., который подвергается последовательно: гидроочистке, каталитической депарафинизации (гидроизомеризации), гидрофинишингу, ректификации с выделением фракции 275°С - КК и вакуумной дистилляции с выделением фракций 275-370°С и 370°С - КК в качестве низкозастывающих основ маловязких гидравлических масел с кинематической вязкостью при 40°С от 9,0 до 22,0 мм²/с и средневязких гидравлических масел с кинематической вязкостью при 40°С от 22,01 до 50,6 мм²/с соответственно и их компаундированию, при этом гидропроцессы проводят при давлении менее 6,0 МПа. Технический результат - одновременное получение маловязкой и средневязкой низкозастывающих основ гидравлических масел, соответствующих классам вязкости 10, 15, 22, 32, 46 и выше по ГОСТ 17479.3-85.A known method is a prototype (RF patent 2 693 901), obtaining low-hardening bases of low-viscosity and medium-viscosity hydraulic oils, in which the petroleum feedstock is subjected to catalytic hydrocracking at a pressure of at least 13.5 MPa, a temperature of 380 to 430 ° C, a volumetric feed rate of raw materials from 0.5 to 1.5 h ^-1 with a degree of conversion of at least 75% to obtain unconverted hydrocracking residue containing at least 90 wt. % of saturated hydrocarbons, including isoparaffin hydrocarbons, not less than 30% wt., which is subjected successively to: hydrotreatment, catalytic dewaxing (hydroisomerization), hydrofinishing, rectification with separation of fractions 275°C - KK and vacuum distillation with separation of fractions 275-370 °С and 370°С - КК as low-hardening bases of low-viscosity hydraulic oils with kinematic viscosity at 40°С from 9.0 to 22.0 mm ² /s and medium-viscosity hydraulic oils with kinematic viscosity at 40°С from 22.01 to 50.6 mm ² /s, respectively, and their compounding, while the hydroprocesses are carried out at a pressure of less than 6.0 MPa. EFFECT: simultaneous production of low-viscosity and medium-viscosity low-hardening bases of hydraulic oils corresponding to viscosity classes 10, 15, 22, 32, 46 and higher according to GOST 17479.3-85.

Способ позволяет получать маловязкую низкозастывающую основу гидравлических масел с кинематической вязкостью при 40°С от 9,0 мм²/с до 22,0 мм²/с и температурой застывания от минус 45°С до минус 61°С и кинематической вязкостью при минус 40°С от 9400 до 2900 мм²/с (таблица 5 в описании изобретения).The method allows to obtain a low-viscosity low-pour base of hydraulic oils with a kinematic viscosity at 40°C from 9.0 mm ² /s to 22.0 mm ² /s and a pour point from minus 45°C to minus 61°C and a kinematic viscosity at minus 40 °C from 9400 to 2900 mm ² /s (table 5 in the description of the invention).

Общими признаками приведенного способа и предлагаемого изобретения являются:Common features of the above method and the present invention are:

- В качестве сырья используется нефть и полученные при ее переработке сырьевые утяжеленные компоненты;- As a raw material, oil and raw weighted components obtained during its processing are used;

- При получении компонента продукта используется процесс гидрокрекинга при высоком давлении на катализаторе в присутствии водорода;- When obtaining a product component, a high-pressure hydrocracking process is used on a catalyst in the presence of hydrogen;

- Каталитическая депарафинизация остатка гидрокрекинга проводится в присутствии катализатора, содержащего, по меньшей мере, один из металлов VI группы и/или побочной подгруппы VIII группы периодической таблицы химических элементов;- Catalytic dewaxing of the hydrocracking residue is carried out in the presence of a catalyst containing at least one of the metals of group VI and / or a side subgroup of group VIII of the periodic table of chemical elements;

- Гидрофинишинг депарафинированного остатка гидрокрекинга осуществляется в присутствии катализатора содержащего, по меньшей мере, один из металлов побочной подгруппы VIII группы периодической таблицы химических элементов;- Hydrofinishing of the dewaxed hydrocracking residue is carried out in the presence of a catalyst containing at least one of the metals of the secondary subgroup of group VIII of the periodic table of chemical elements;

- В результате получают базовую основу низкотемпературных арктических масел с низким содержанием серы и ароматических углеводородов.- As a result, a basic base of low-temperature arctic oils with a low content of sulfur and aromatic hydrocarbons is obtained.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- Недостаточно высокие показатели по низкотемпературным свойствам, температура застывания от минус 45 до минус 61°С, и кинематической вязкости при минус 40°С от 9400 до 2900 мм²/с.- Insufficiently high indicators for low-temperature properties, pour point from minus 45 to minus 61°C, and kinematic viscosity at minus 40°C from 9400 to 2900 mm ² /s.

- Сложность и многостадийность технологической схемы, включающей три стадии каталитической переработки непревращенного остатка гидрокрекинга вакуумного газойля, и дополнительной стадии фракционирования. Это приводит к высоким затратам на производство основы низкозастывающих масел.- The complexity and multi-stage process scheme, including three stages of catalytic processing of the unconverted residue of vacuum gas oil hydrocracking, and an additional stage of fractionation. This leads to high costs for the production of the base of low-setting oils.

Технической задачей заявляемого изобретения является расширение сырьевой базы и технологических решений для производства базовой основы низкозастывающих масел, увеличение объемов ее производства в РФ в рамках импортозамещения, получение базовой основы низкозастывающих арктических масел с улучшенными низкотемпературными, вязкостными и экологическими свойствами, позволяющими производить товарные масла, которые работоспособны при температуре окружающей среды ниже минус 70°С, для эксплуатации машин и техники в жестких природно-погодных условиях Арктики и Крайнего Севера.The technical objective of the claimed invention is to expand the raw material base and technological solutions for the production of the base base of low-hardening oils, increase the volume of its production in the Russian Federation as part of import substitution, obtain the base base of low-hardening arctic oils with improved low-temperature, viscosity and environmental properties, allowing the production of commercial oils that are efficient at an ambient temperature below minus 70°C, for the operation of machines and equipment in harsh natural and weather conditions of the Arctic and the Far North.

Решение поставленной задачи и достижение технического результата осуществляют тем, что дистиллят, выкипающий при температуре до 460°С, полученный при вакуумной перегонке прямогонного мазута от атмосферной перегонки нефти, подвергается каталитическому гидрокрекингу при температуре 350-420°С и давлении 23,0-32,0 МПа, с последующей разгонкой полученного гидрогенизата и получением тяжелого остатка, выкипающего при температуре выше 280°С, и направляемого далее на каталитическую депарафинизацию и гидрофинишинг с последующей стабилизацией полученного продукта для обеспечения требуемой температуры вспышки, при этом перед каталитической депарафинизацией в тяжелый остаток гидрокрекинга вводится тяжелый остаток с повышенным содержанием нафтеновых углеводородов, полученный при глубоком гидрировании при температуре 325-420°С и давлении 20,0-31,0 МПа на никель-вольфрамово-сульфидном катализаторе с добавкой окиси алюминия либо на катализаторе, содержащем гидрирующие компоненты - никель, молибден в оксидной форме, смеси утяжеленных среднедистиллятных фракций первичных и вторичных процессов нефтепереработки, выкипающих в интервале от 155 до 455°С, с последующим защелачиванием гидрогенизата и выделением из гидрогенизата на блоке ректификации тяжелого остатка, выкипающего при температуре выше 270°С, что позволяет получить базовую основу для низкозастывающих масел с температурой застывания ниже минус 70°С, кинематической вязкостью при минус 30°С не более 800 мм²/с и при минус 40°С не более 2500 мм²/с, содержанием ароматических углеводородов не более 3% мас. и серы не более 0,001% мас.The solution of the problem and the achievement of the technical result is carried out by the fact that the distillate, boiling up at temperatures up to 460 ° C, obtained by vacuum distillation of straight-run fuel oil from atmospheric distillation of oil, is subjected to catalytic hydrocracking at a temperature of 350-420 ° C and a pressure of 23.0-32, 0 MPa, followed by distillation of the obtained hydrogenate and obtaining a heavy residue, boiling off at a temperature above 280°C, and sent further to catalytic dewaxing and hydrofinishing, followed by stabilization of the resulting product to provide the required flash point, while before catalytic dewaxing, the hydrocracking heavy residue is introduced a heavy residue with a high content of naphthenic hydrocarbons obtained by deep hydrogenation at a temperature of 325-420°C and a pressure of 20.0-31.0 MPa on a nickel-tungsten-sulfide catalyst with the addition of aluminum oxide or on a catalyst containing hydrogenating components - nickel, molybdenum is ok sid form, a mixture of heavy middle distillate fractions of primary and secondary oil refining processes, evaporating in the range from 155 to 455°C, followed by alkalization of the hydrogenate and isolation of the heavy residue from the hydrogenate in the distillation unit, evaporating at a temperature above 270°C, which makes it possible to obtain the base base for low-pour oils with a pour point below minus 70°C, kinematic viscosity at minus 30°C no more than 800 mm ² /s and at minus 40°C no more than 2500 mm ² /s, aromatic hydrocarbon content no more than 3% wt. and sulfur not more than 0.001% wt.

К преимуществам заявляемого способа следует отнести то, что:The advantages of the proposed method include the fact that:

- расширена сырьевая база для производства основы низкозастывающих арктических масел за счет вовлечения утяжеленных среднедистиллятных фракций процессов первичной и вторичной (каталитического крекинга и замедленного коксования) переработки нефти;- the raw material base for the production of the base of low-solidifying arctic oils has been expanded due to the involvement of the heavy middle distillate fractions of the processes of primary and secondary (catalytic cracking and delayed coking) oil refining;

- расширены технические решения за счет дополнительного использования технологии глубокого гидрирования при высоком давлении вышеуказанных утяжеленных среднедистиллятных фракций;- technical solutions have been expanded due to the additional use of the technology of deep hydrogenation at high pressure of the above weighted middle distillate fractions;

- получена базовая основа низкозастывающих арктических масел с улучшенными низкотемпературными, экологическими и вязкостными свойствами, позволяющими производить товарные масла для эксплуатации машин и техники в жестких природно-погодных условиях Арктики и Крайнего Севера.- the basic basis of low-hardening arctic oils with improved low-temperature, environmental and viscosity properties has been obtained, which makes it possible to produce commercial oils for the operation of machines and equipment in the harsh natural and weather conditions of the Arctic and the Far North.

Описание технологической схемы производства основы низкозастывающих масел:Description of the technological scheme for the production of the base of low-hardening oils:

Полученный при переработке нефти на установке АВТ на блоке вакуумной перегонки прямогонного мазута вакуумный дистиллят с температурами выкипания 250-460°С направляют на блок гидрокрекинга (верхняя часть схемы, фиг.1 - по прототипу). Процесс гидрокрекинга проводят при высоком давлении водорода 23,0-32,0 МПа и при температуре 350-420°С в трех последовательно установленных реакторах на катализаторе, содержащем активные компоненты (никель, молибден) в оксидной форме на алюмооксидном носителе с добавкой оксида кремния. Перед применением катализатора проводят его сульфидирование. Сущность процесса гидрокрекинга заключается в гидрогенолизе гетероциклических соединений, который сопровождается расщеплением высокомолекулярных углеводородов, гидрированием продуктов расщепления и гидродеалкилированием алкилароматических углеводородов. В результате процесса гидрокрекинга получают нестабильный гидрогенизат, содержащий минимальное количество ароматических и гетероатомных углеводородов. Полученный нестабильный гидрогенизат направляют на атмосферную разгонку с выделением бензиновой и дизельной фракций и получением целевого продукта - тяжелого остатка (фракция 280°С-КК). Далее тяжелый остаток направляют на блок каталитической депарафинизации с частичной изомеризацией и гидрированием и последующей стабилизацией для обеспечения требуемой температуры вспышки (удаление легких углеводородов) с получением целевого продукта - базовой основы низкозастывающих масел. Процесс депарафинизации протекает на активных центрах катализатора в присутствии водорода при давлении 3,3-4,25 МПа и температуре 280-405°С. В качестве катализатора депарафинизации используется никель-молибденовый катализатор (содержит металлы VI группы и побочной подгруппы VIII группы периодической таблицы химических элементов), а гидрирования - алюмоникельмолибденовый катализатор (содержит металл побочной подгруппы VIII группы периодической таблицы химических элементов). Однако, полученная по данной схеме производства базовая основа низкозастывающих масел обладает высокой кинематической вязкостью при температурах минус 30°С, минус 40°С и недостаточно низкой температурой застывания (-45÷60°С), чем это требуется для базовой основы низкозастывающих арктических масел.Obtained during oil refining at the AVT unit at the vacuum distillation unit of straight-run fuel oil, vacuum distillate with boiling points of 250-460°C is sent to the hydrocracking unit (upper part of the diagram, figure 1 - according to the prototype). The hydrocracking process is carried out at a high hydrogen pressure of 23.0-32.0 MPa and at a temperature of 350-420°C in three sequentially installed reactors on a catalyst containing active components (nickel, molybdenum) in oxide form on an alumina carrier with the addition of silicon oxide. Before using the catalyst, it is sulfided. The essence of the hydrocracking process is the hydrogenolysis of heterocyclic compounds, which is accompanied by the cleavage of high molecular weight hydrocarbons, the hydrogenation of cleavage products, and the hydrodealkylation of alkylaromatic hydrocarbons. As a result of the hydrocracking process, an unstable hydrogenate is obtained containing a minimum amount of aromatic and heteroatomic hydrocarbons. The resulting unstable hydrogenation product is sent to atmospheric distillation with the release of gasoline and diesel fractions and obtaining the target product - a heavy residue (fraction 280°C-KK). Next, the heavy residue is sent to a catalytic dewaxing unit with partial isomerization and hydrogenation and subsequent stabilization to ensure the required flash point (removal of light hydrocarbons) to obtain the target product - the base base of low setting oils. The process of dewaxing proceeds on the active centers of the catalyst in the presence of hydrogen at a pressure of 3.3-4.25 MPa and a temperature of 280-405°C. A nickel-molybdenum catalyst is used as a dewaxing catalyst (contains metals of group VI and a side subgroup of group VIII of the periodic table of chemical elements), and an aluminum nickel-molybdenum catalyst is used as a hydrogenation catalyst (contains a metal of a side subgroup of group VIII of the periodic table of chemical elements). However, the base base of low pour point oils obtained according to this production scheme has a high kinematic viscosity at temperatures of minus 30°C, minus 40°C and an insufficiently low pour point (-45÷60°C) than is required for the base base of low pour point Arctic oils.

Для получения базовой основы низкозастывающих масел с улучшенными низкотемпературными и вязкостными свойствами предлагается добавление в состав сырья (тяжелого остатка, выделенного из гидрогенизата гидрокрекинга) блока каталитической депарафинизации целевую углеводородную фракцию, полученную в процессе глубокого гидрирования при высоком давлении 20,0-31,0 МПа и температуре 325-420°С смеси утяжеленных среднедистиллятных фракций процессов первичной и вторичной (каталитического крекинга и замедленного коксования) переработки нефти, выкипающей в интервале 155 до 455°С, с последующим выделением из гидрогенизата методом атмосферно-вакуумной ректификации тяжелого остатка, выкипающего при температуре выше 270°С и обладающего высоким содержанием нафтеновых углеводородов, что позволяет регулировать низкотемпературные и вязкостные свойства целевого продукта - базовой основы для производства низкозастывающих арктических масел (нижняя часть схемы, фиг.1 -по предлагаемому изобретению). В качестве утяжеленных среднедистиллятных фракций процессов первичной и вторичной переработки нефти используются легкий газойль каталитического крекинга (ЛГКК), дизельная фракция (ДФЗК) и легкий газойль (ЛГЗК) замедленного коксования нефтяных остатков, утяжеленное прямогонное дизельное топливо (УПДТ).To obtain the base base of low-hardening oils with improved low-temperature and viscosity properties, it is proposed to add to the composition of the raw material (heavy residue isolated from the hydrocracking hydrogenate) a catalytic dewaxing unit with the target hydrocarbon fraction obtained in the process of deep hydrogenation at a high pressure of 20.0-31.0 MPa and at a temperature of 325-420°C of a mixture of heavy middle distillate fractions of the processes of primary and secondary (catalytic cracking and delayed coking) oil refining, boiling in the range of 155 to 455°C, followed by separation of the heavy residue from the hydrogenation product by atmospheric-vacuum distillation, boiling at a temperature above 270°C and having a high content of naphthenic hydrocarbons, which allows you to control the low-temperature and viscosity properties of the target product - the base for the production of low-pour Arctic oils (lower part of the diagram, figure 1 - according to the invention). Light catalytic cracking gas oil (LGCC), diesel fraction (DFZK) and light gas oil (LGZK) of delayed coking of oil residues, heavy straight-run diesel fuel (UPDT) are used as heavy middle distillate fractions of primary and secondary oil refining processes.

При этом изобретение может характеризоваться следующими существенными признаками:In this case, the invention may be characterized by the following essential features:

- Основа низкозастывающих арктических масел получена путем переработки нефти и нефтяных углеводородных фракций, что позволяет использовать в качестве сырьевой базы для ее получения широкий спектр многотоннажных продуктов нефтепереработки. Технологические процессы, которые используются для реализации изобретения, являются стандартными для рассматриваемой отрасли. Все это приводит к более низкой себестоимости базовой основы низкозастывающих масел по заявляемому изобретению в сравнении с аналогом и прототипом.- The basis of low-hardening arctic oils is obtained by processing oil and petroleum hydrocarbon fractions, which makes it possible to use a wide range of large-tonnage oil products as a raw material base for its production. The technological processes that are used to implement the invention are standard for the industry in question. All this leads to a lower cost of the basic bases of low setting oils according to the claimed invention in comparison with analogue and prototype.

- В ходе реализации изобретения в сырье для получения базовой основы низкозастывающих масел вовлекаются компоненты топочного мазута, выкипающие до температуры 415-460°С, обладающие низкой стоимостью, что позволяет с меньшими затратами на производство получить более рентабельный продукт.- During the implementation of the invention, low-cost components of fuel oil are involved in the raw material for obtaining the base base of low-hardening oils, boiling up to a temperature of 415-460 ° C, which makes it possible to obtain a more cost-effective product with lower production costs.

- В состав сырья стадии каталитической депарафинизации для регулирования низкотемпературных и вязкостных свойств целевого продукта добавляется тяжелый остаток, выкипающий при температуре выше 270°С, полученный в процессе глубокого гидрирования смеси утяжеленных среднедистиллятных фракций первичных (атмосферно-вакуумная перегонка нефти) и вторичных процессов (каталитического крекинга и замедленного коксования) нефтепереработки, и последующей ректификации полученного гидрогенизата, обладающий высоким содержанием нафтеновых углеводородов.- In order to control the low-temperature and viscosity properties of the target product, a heavy residue is added to the composition of the raw material of the catalytic dewaxing stage, which boils away at a temperature above 270 ° C, obtained in the process of deep hydrogenation of a mixture of heavy middle distillate fractions of primary (atmospheric-vacuum distillation of oil) and secondary processes (catalytic cracking and delayed coking) oil refining, and subsequent distillation of the resulting hydrogenate, which has a high content of naphthenic hydrocarbons.

- Полученная базовая основа низкозастывающих арктических масел обладает уникальными эксплуатационными и экологическими характеристиками:- The obtained basic base of low-pour Arctic oils has unique performance and environmental characteristics:

- содержит в своем составе ароматических соединений не более 3% мас. и серы не более 0,001% мас;- contains in its composition of aromatic compounds no more than 3% wt. and sulfur not more than 0.001% wt;

- обладает температурой застывания ниже минус 70°С;- has a pour point below minus 70°C;

- имеет показатель кинематической вязкости при минус 30°С не более 800 мм²/с и при минус 40°С не более 2500 мм²/с.- has a kinematic viscosity index at minus 30°С not more than 800 mm ² /s and at minus 40°С not more than 2500 mm ² /s.

Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию изобретательского уровня.This makes it possible to conclude that the criterion of inventive step is met.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Предлагаемое изобретение может быть получено в результате последовательного выполнения следующих технологических операций:The present invention can be obtained as a result of the sequential execution of the following technological operations:

1. Вакуумный дистиллят с температурой выкипания до 460°С, полученный при переработке нефти на установке АВТ на блоке вакуумной перегонки прямогонного мазута, направляют на гидрокрекинг. Процесс гидрокрекинга проводят при температуре 350-420°С и давлении 23,0-32,0 МПа на катализаторе, содержащем активные компоненты (никель, молибден) в оксидной форме на алюмооксидном носителе с добавкой оксида кремния. Перед применением катализатора проводят его сульфидирование. Полученный нестабильный гидрогенизат направляют на атмосферную разгонку с выделением бензиновой и дизельной фракций и получением тяжелого остатка (фракции 280°С-КК), используемого далее в процессе каталитической депарафинизации (совмещенной с гидрофинишингом).1. Vacuum distillate with a boiling point of up to 460°C, obtained during the processing of oil at the AVT unit at the vacuum distillation unit of straight-run fuel oil, is sent for hydrocracking. The hydrocracking process is carried out at a temperature of 350-420°C and a pressure of 23.0-32.0 MPa on a catalyst containing active components (nickel, molybdenum) in oxide form on an alumina carrier with the addition of silicon oxide. Before using the catalyst, it is sulfided. The obtained unstable hydrogenate is sent to atmospheric distillation with the separation of gasoline and diesel fractions and the production of a heavy residue (fraction 280°C-KK), which is used further in the process of catalytic dewaxing (combined with hydrofinishing).

2. Смеси утяжеленных среднедистиллятных фракций первичных и вторичных (каталитического крекинга и замедленного коксования) процессов нефтепереработки, выкипающие в интервале температур от 155 до 455°С, подвергаются глубокому гидрированию при высоком давлении на специальных катализаторах до уровня, обеспечивающего содержание ароматических соединений в конечном продукте, не более 3% мас.2. Mixtures of heavy middle distillate fractions of primary and secondary (catalytic cracking and delayed coking) oil refining processes, boiling over in the temperature range from 155 to 455 ° C, are subjected to deep hydrogenation at high pressure on special catalysts to a level that ensures the content of aromatic compounds in the final product, not more than 3% wt.

3. Полученный гидрогенизат дополнительно подвергают защелачиванию водным раствором щелочи для удаления сероводорода.3. The resulting hydrogenate is additionally subjected to alkalization with an aqueous solution of alkali to remove hydrogen sulfide.

4. Полученный гидрогенизат разделяется на фракции при помощи процесса ректификации с выделением тяжелого остатка - фракции, выкипающей выше 270°С, обладающей повышенным содержанием нафтеновых углеводородов.4. The resulting hydrogenation product is separated into fractions using a rectification process with the release of a heavy residue - a fraction that boils above 270 ° C, which has a high content of naphthenic hydrocarbons.

5. Полученную по пункту 4 фракцию, выкипающую выше 270°С, обладающую повышенным содержанием нафтеновых углеводородов, направляют на смешение с тяжелым остатком гидрокрекинга (по пункту 1) на стадию каталитической депарафинизации (совмещенную с гидрофинишингом), предназначенную для получения базовой основы низкозастывающих масел. После каталитической депарафинизации продукт подвергают стабилизации путем отгона легких фракций на стабилизационной колонне с получением температуры вспышки основы низкозастывающих масел не ниже 135°С. В качестве катализатора депарафинизации используется никель-молибденовый катализатор (содержит металлы VI группы и побочной подгруппы VIII группы периодической таблицы химических элементов), а гидрирования - алюмоникельмолибденовый катализатор (содержит металл побочной подгруппы VIII группы периодической таблицы химических элементов).5. The fraction obtained according to paragraph 4, boiling above 270 ° C, having a high content of naphthenic hydrocarbons, is sent for mixing with the heavy hydrocracking residue (according to paragraph 1) to the catalytic dewaxing stage (combined with hydrofinishing), designed to obtain the base base of low-hardening oils. After catalytic dewaxing, the product is subjected to stabilization by distillation of light fractions on a stabilization column to obtain a flash point of the base of low pour point oils of at least 135°C. A nickel-molybdenum catalyst is used as a dewaxing catalyst (contains metals of group VI and a side subgroup of group VIII of the periodic table of chemical elements), and an aluminum nickel-molybdenum catalyst is used as a hydrogenation catalyst (contains a metal of a side subgroup of group VIII of the periodic table of chemical elements).

В процессе глубокого каталитического гидрирования исходного сырья с повышенным содержанием ароматических углеводородов различного строения в технологической операции по пункту 2 происходит превращение моно, би- и полициклических ароматических соединений в нафтеновые углеводороды [Справочник нефтехимика. В двух томах. Т. 1 / Под ред. С.К. Огородникова. - Л.: Химия, 1978. - 496 с]. Кроме того, данный процесс способствует удалению серосодержащих веществ путем превращения входящих в их состав атомов серы в газообразный сероводород с последующим его отделением от гидрогенизата.In the process of deep catalytic hydrogenation of feedstock with a high content of aromatic hydrocarbons of various structures in the technological operation according to paragraph 2, mono, bi- and polycyclic aromatic compounds are converted into naphthenic hydrocarbons [Handbook of the petrochemist. In two volumes. T. 1 / Ed. S.K. Ogorodnikov. - L .: Chemistry, 1978. - 496 s]. In addition, this process contributes to the removal of sulfur-containing substances by converting their constituent sulfur atoms into gaseous hydrogen sulfide, followed by its separation from the hydrogenation product.

Использование указанной схемы позволяет получить базовую основу низкозастывающих арктических масел с уникальными эксплуатационными и экологическими характеристиками, что показано в примерах реализации изобретения.The use of this scheme makes it possible to obtain a base base for low-hardening arctic oils with unique performance and environmental characteristics, as shown in the examples of the invention.

В экспериментальной части для анализа компонентов и смесевого сырья, полученных гидрогенизатов и продуктов применяли типовые общепринятые методы испытаний.In the experimental part, typical conventional test methods were used to analyze the components and mixed raw materials, the obtained hydrogenates and products.

Пример 1 - Получение на промышленной установке образцов тяжелого остатка по прототипу путем гидрокрекинга при высоком давлении вакуумного дистиллята, полученного при вакуумной перегонке мазута на установке первичной переработки нефти, и дальнейшей ректификации гидрогенизата гидрокрекинга.Example 1 - Obtaining prototype heavy residue samples at an industrial plant by high-pressure hydrocracking of a vacuum distillate obtained by vacuum distillation of fuel oil at a primary oil refining unit, and further distillation of the hydrocracking hydrogenate.

В качестве сырья процесса гидрокрекинга был использован вакуумный дистиллят, полученный в процессе первичной переработки нефти при вакуумной перегонке мазута (фиг.1). Качество вакуумного дистиллята в период промышленного пробега представлено в таблице 1.As a raw material for the hydrocracking process, a vacuum distillate was used, obtained in the process of primary oil refining during vacuum distillation of fuel oil (figure 1). The quality of the vacuum distillate during the industrial run is presented in Table 1.

Полученный на блоке вакуумной перегонки мазута вакуумный дистиллят направляли на блок гидрокрекинга (фиг.1). Процесс гидрокрекинга вакуумного дистиллята проводили при высоком давлении в трех последовательно установленных реакторах на катализаторе, содержащем гидрирующие компоненты (никель, молибден) в оксидной форме на алюмооксидном носителе с добавкой оксида кремния. Перед применением катализатора проводили его сульфидирование.The vacuum distillate obtained at the block of vacuum distillation of fuel oil was sent to the hydrocracking block (figure 1). The process of vacuum distillate hydrocracking was carried out at high pressure in three successively installed reactors on a catalyst containing hydrogenating components (nickel, molybdenum) in oxide form on an alumina carrier with the addition of silicon oxide. Before using the catalyst, it was sulfided.

Параметры процесса гидрокрекинга, выход и качество полученного продукта представлены в таблице 2.The parameters of the hydrocracking process, the yield and quality of the resulting product are presented in Table 2.

Процесс выделения тяжелого остатка, выкипающего выше 280°С, из нестабильного гидрогенизата гидрокрекинга проводили на блоке ректификации (фиг.1) по одноколонному варианту с использованием атмосферной ректификационной колонны. С верхней части колонны производили отбор растворенных в гидрогенизате газов и бензиновой фракции. Отбор дизельной фракции производили в виде промежуточного продукта. В качестве кубового продукта колонны выводится тяжелый остаток, выкипающий выше 280°С, -сырье процесса каталитической депарафинизации.The process of separating the heavy residue, which boils above 280°C, from the unstable hydrocracking hydrogenate was carried out on a distillation unit (figure 1) according to a single-column version using an atmospheric distillation column. From the top of the column, the gases dissolved in the hydrogenation product and the gasoline fraction were sampled. The selection of the diesel fraction was made in the form of an intermediate product. As a bottom product of the column, a heavy residue is removed, boiling over above 280°C, the raw material of the catalytic dewaxing process.

Выход и параметры качества полученного тяжелого остатка представлены в таблице 3.The yield and quality parameters of the resulting heavy residue are presented in Table 3.

Показатели анилиновой точки тяжелого остатка свидетельствуют о высоком содержании парафиновых углеводородов.The indicators of the aniline point of the heavy residue indicate a high content of paraffinic hydrocarbons.

Полученный образец тяжелого остатка с высоким содержанием парафиновых углеводородов использовался в качестве компонента сырья процесса каталитической депарафинизации (совмещенной с гидрофинишингом) при получении базовой основы низкозастывающих арктических масел.The obtained sample of a heavy residue with a high content of paraffinic hydrocarbons was used as a feedstock component of the catalytic dewaxing process (combined with hydrofinishing) to obtain the base base of low-setting arctic oils.

Пример 2 - Получение на промышленной установке образцов тяжелых остатков с высоким содержанием нафтеновых углеводородов - компонента сырья процесса каталитической депарафинизации при получении базовой основы низкозастывающих масел.Example 2 - Obtaining at an industrial plant samples of heavy residues with a high content of naphthenic hydrocarbons - a feedstock component of the catalytic dewaxing process in obtaining the base stock of low-setting oils.

Сырьем для производства компонента сырья депарафинизации с повышенным содержанием нафтеновых углеводородов являлись смеси, состоящие из утяжеленных среднедистиллятных фракций, полученных в ходе процессов первичной и вторичной переработки нефти, а именно, ЛГКК, ДФЗК и ЛГЗК, УПДТ. Качество указанных утяжеленных среднедистиллятных фракций в период пробегов приведено в таблице 4.The raw materials for the production of the dewaxing feedstock component with a high content of naphthenic hydrocarbons were mixtures consisting of weighted middle distillate fractions obtained during the processes of primary and secondary oil refining, namely, LGKK, DFZK and LGZK, UPDT. The quality of these weighted middle distillate fractions during the run period is shown in Table 4.

Блок-схема процесса получения тяжелого остатка процесса глубокого гидрирования утяжеленных среднедистиллятных фракций представлена на фиг.1.The block diagram of the process of obtaining a heavy residue of the process of deep hydrogenation of weighted middle distillate fractions is shown in Fig.1.

Приготовление смесового сырья производили путем смешения указанных в таблице 4 компонентов в резервуарах объемом 1000 м³ в заданных соотношениях. Соотношение компонентов в смесевом сырье, которое использовали в ходе пробега, и его качество представлены в таблице 5.The preparation of mixed raw materials was carried out by mixing the components listed in table 4 in tanks with a volume of 1000 m ³ in the specified ratios. The ratio of components in the mixed raw materials that were used during the run, and its quality are presented in table 5.

Далее смесевое сырье направляли на блок глубокого гидрирования (фиг.1). Процесс глубокого гидрирования смесевого сырья проводили при высоком давлении в трех последовательно установленных реакторах на катализаторе никель-вольфрамовом сульфидном с добавкой окиси алюминия или на катализаторе, содержащем гидрирующие компоненты (никель, молибден) в оксидной форме. Вследствие повышенного содержания сернистых соединений в исходных утяжеленных среднедистиллятных фракциях каталитического крекинга и замедленного коксования нефтяных остатков полученный гидрогенизат дополнительно подвергали на блоке защелачивания (фиг.1) обработке водным раствором NaOH с концентрацией 10-12% мас. с целью дополнительного удаления из него растворенного сероводорода.Next, the mixed raw materials were sent to the deep hydrogenation unit (figure 1). The process of deep hydrogenation of mixed raw materials was carried out at high pressure in three successively installed reactors on a nickel-tungsten sulfide catalyst with the addition of aluminum oxide or on a catalyst containing hydrogenating components (nickel, molybdenum) in oxide form. Due to the high content of sulfur compounds in the original weighted mid-distillate fractions of catalytic cracking and delayed coking of oil residues, the resulting hydrogenate was additionally subjected to an alkalization unit (figure 1) with an aqueous solution of NaOH with a concentration of 10-12% wt. in order to further remove dissolved hydrogen sulfide from it.

Параметры процесса гидрирования, выход и качество полученных за-щелоченных гидрогенизатов представлены в таблице 6. Следует отметить, что выход гидрогенизата на сырье составляет более 101% за счет вступления в реакцию гидрирования (насыщения непредельных и ароматических углеводородов) водорода, подаваемого в процесс.

The parameters of the hydrogenation process, the yield and quality of the obtained alkalized hydrogenates are presented in Table 6. It should be noted that the yield of the hydrogenate for raw materials is more than 101% due to the entry into the hydrogenation reaction (saturation of unsaturated and aromatic hydrocarbons) of hydrogen supplied to the process.

Процесс выделения тяжелого остатка из защелоченного гидрогенизата проводили на блоке ректификации (фиг.1) по двухколонному варианту с использованием атмосферной и вакуумной ректификационных колонн. В первой атмосферной ректификационной колонне с верхней части производится отбор растворенных в гидрогенизате газов и бензиновой фракции. Отбензиненный гидрогенизат подается на дальнейшее разделение в вакуумную ректификационную колонну, где верхним продуктом отводится дизельная фракция (или спецпродукт), а в качестве кубового продукта - тяжелый остаток с высоким содержанием нафтеновых углеводородов. Режим работы колонного оборудования обеспечивают получение тяжелого остатка с температурой кипения выше 270°С. Выход продуктов и параметры качества тяжелого остатка представлены в таблице 7.The process of separating the heavy residue from the alkalized hydrogenate was carried out on a distillation unit (figure 1) according to a two-column version using atmospheric and vacuum distillation columns. In the first atmospheric distillation column, the gases dissolved in the hydrogenate and the gasoline fraction are selected from the upper part. The stripped hydrogenated product is fed for further separation into a vacuum distillation column, where the diesel fraction (or special product) is removed as the top product, and the heavy residue with a high content of naphthenic hydrocarbons as the bottom product. The mode of operation of the column equipment provide a heavy residue with a boiling point above 270°C. The yield of products and the quality parameters of the heavy residue are presented in Table 7.

Показатели анилиновой точки полученных образцов тяжелых остатков существенно ниже, чем у тяжелого остатка, полученного при гидрокрекинге вакуумного газойля (пример 1 по прототипу), что свидетельствуют о более высоком содержании нафтеновых углеводородов.The aniline point of the obtained samples of heavy residues is significantly lower than that of the heavy residue obtained by hydrocracking vacuum gas oil (example 1 according to the prototype), indicating a higher content of naphthenic hydrocarbons.

Полученные два образца тяжелых остатков с высоким содержанием нафтеновых углеводородов использовались в качестве компонента сырья процесса каталитической депарафинизации (совмещенной с гидрофинишингом) при получении базовой основы низкозастывающих арктических масел.The resulting two samples of heavy residues with a high content of naphthenic hydrocarbons were used as a feedstock component of the catalytic dewaxing process (combined with hydrofinishing) to obtain the base base of low-pour Arctic oils.

Пример 3 - Проведение экспериментов по депарафинизации (совмещенной с гидрофинишингом) тяжелых остатков, полученных по примеру 1 (по прототипу) и примеру 2, и их смесей в различных соотношениях.Example 3 - Conducting experiments on deparaffinization (combined with hydrofinishing) of heavy residues obtained in example 1 (according to the prototype) and example 2, and their mixtures in various proportions.

В лабораторных условиях для оценки влияния вовлечения тяжелых остатков с высоким содержанием нафтеновых углеводородов, полученных по примеру 2, в состав сырья установки каталитической депарафинизации были рассчитаны и приготовлены 7 видов сырья с различным соотношение компонентов (таблица 8), полученных по примерам 1, 2 (свойства компонентов сырья приведены в таблицах 3 и 7).In laboratory conditions, to assess the effect of the involvement of heavy residues with a high content of naphthenic hydrocarbons, obtained according to example 2, in the composition of the feedstock of the catalytic dewaxing unit, 7 types of feedstock were calculated and prepared with different ratios of components (table 8), obtained according to examples 1, 2 (properties components of raw materials are given in tables 3 and 7).

Подготовленное сырье подвергалось каталитической депарафинизации (совмещенной с гидрофинишингом) на пилотной установке (ПУ) для испытания катализаторов (фиг.2), полностью моделирующей работу промышленной установки каталитической депарафинизации и гидрофинишинга.The prepared feedstock was subjected to catalytic dewaxing (combined with hydrofinishing) on a pilot plant (PU) for testing catalysts (figure 2), fully simulating the operation of an industrial plant for catalytic dewaxing and hydrofinishing.

За основу технологического режима работы ПУ были взяты стандартные параметры работы промышленной установки каталитической депарафинизации (совмещенной с гидрофинишингом), таким образом, воссоздав работу установки в лабораторных условиях (таблица 9). Стабилизация образцов нестабильных гидрогенизатов проводилась на аппарате АРН-2 по ГОСТ 11011-85, с целью обеспечения температуры вспышки в закрытом тигле целевого продукта - базовой основы низкозастывающих масел, не ниже 135°С.The standard operating parameters of an industrial catalytic dewaxing plant (combined with hydrofinishing) were taken as the basis for the technological mode of operation of the PU, thus recreating the operation of the plant in laboratory conditions (Table 9). Stabilization of samples of unstable hydrogenates was carried out on the apparatus ARN-2 according to GOST 11011-85, in order to ensure the flash point in a closed crucible of the target product - the base base of low-hardening oils, not lower than 135°C.

Каталитическая система, загруженная в реактор ПУ, в точности повторяла систему, загруженную в реактор промышленной установки каталитической депарафинизации (совмещенной с гидрофинишингом), и состояла из двух слоев. В первом слое катализатора (77% - никель-молибденовый катализатор гидродепарафинизации масляных фракций в виде экструдатов) осуществляется процесс каталитической депарафинизации, во втором (23% -алюмоникельмолибденовый катализатор в виде экструдатов) - гидрофинишинг.

The catalytic system loaded into the PU reactor exactly repeated the system loaded into the reactor of an industrial catalytic dewaxing unit (combined with hydrofinishing) and consisted of two layers. In the first layer of the catalyst (77% - nickel-molybdenum catalyst for hydrodewaxing of oil fractions in the form of extrudates), the process of catalytic dewaxing is carried out, in the second (23% - aluminum-nickel-molybdenum catalyst in the form of extrudates) - hydrofinishing.

В результате проведенных экспериментов были получены данные по выходу и качеству базовой основы низкозастывающих масел при переработке различного сырья приведенные в таблицах 10, 11.As a result of the experiments, data were obtained on the yield and quality of the base base of low-hardening oils during the processing of various raw materials, which are given in tables 10, 11.

Результаты, приведенные в таблицах 10, 11, показывают, что вовлечение тяжелых остатков с высоким содержанием нафтеновых углеводородов в состав сырья установки каталитической депарафинизации (совмещенной с гидрофинишингом) позволяет при незначительном снижении выхода продукта значительно улучшить показатели качества базовой основы низкозастывающих арктических масел по сравнению с прототипом и аналогом по таким показателям качества, как кинематическая вязкость при минус 30°С (ниже 800 мм²/с) и минус 40°С (ниже 2500 мм²/с) и температура застывания (до уровня ниже 70°С). Полученный результат соответствует заявленной в изобретении задаче. Кроме этого полученная базовая основа низкозастывающих арктических масел обладает улучшенными экологическими характеристиками - содержание ароматических углеводородов менее 3% мас. и серы менее 0,0007% мас.The results shown in tables 10, 11 show that the involvement of heavy residues with a high content of naphthenic hydrocarbons in the composition of the feedstock of the catalytic dewaxing unit (combined with hydrofinishing) allows, with a slight decrease in product yield, to significantly improve the quality indicators of the base base of low-hardening arctic oils compared to the prototype and an analogue in terms of such quality indicators as kinematic viscosity at minus 30°C (below 800 mm ² /s) and minus 40°C (below 2500 mm ² /s) and pour point (to a level below 70°C). The result obtained corresponds to the problem stated in the invention. In addition, the obtained base base of low-hardening arctic oils has improved environmental characteristics - the content of aromatic hydrocarbons is less than 3% wt. and sulfur less than 0.0007% wt.

Пример 4 - Приготовление образца товарного масла для использования в жестких природно-погодных условиях Арктики и Крайнего Севера.Example 4 - Preparation of a sample of commercial oil for use in severe natural and weather conditions of the Arctic and the Far North.

Для подтверждения возможности производства товарного масла на основе полученной по заявленному изобретению базовой основы низкозастывающих арктических масел в лабораторных условиях был приготовлен образец масла гидравлического Роснефть ВМГЗ по СТО 44918199-033-2014 с изм. 1-3 (таблица 12) с использованием в качестве основы арктических масел образца, полученного на ПУ при переработке сырья №6.To confirm the possibility of producing commercial oil based on the base base of low-hardening arctic oils obtained according to the claimed invention, a sample of Rosneft VMGZ hydraulic oil was prepared in laboratory conditions according to STO 44918199-033-2014 with amend. 1-3 (Table 12) using the sample obtained at PU during the processing of raw materials No. 6 as the basis for arctic oils.

Результаты испытаний подтвердили соответствие качества лабораторного образца масла гидравлического Роснефть ВМГЗ требованиям СТО и наличие улучшенных низкотемпературных показателей масла по температуре застывания и кинематической вязкости и определили возможность применения полученной по заявленному изобретению базовой основы низкозастывающих масел для промышленного производства.The test results confirmed the compliance of the quality of the laboratory sample of hydraulic oil Rosneft VMGZ with the requirements of STO and the presence of improved low-temperature indicators of the oil in terms of pour point and kinematic viscosity, and determined the possibility of using the basic base of low-hardening oils obtained according to the claimed invention for industrial production.

Представленные данные свидетельствуют, что полученная по изобретению базовая основа низкозастывающих арктических масел обладает требуемыми улучшенными низкотемпературными, вязкостными и экологическими показателями качества, позволяющими использовать для производства товарных низкозастывающих масел, используемых в жестких природно-погодных условиях Арктики и Крайнего Севера. Это, в свою очередь, подтверждает возможность достижения заявленного технического результата при условии использования предлагаемого изобретения.The data presented indicate that the basic base of low-pour Arctic oils obtained according to the invention has the required improved low-temperature, viscosity and environmental quality indicators, which make it possible to use it for the production of commercial low-pour oils used in the harsh natural and weather conditions of the Arctic and the Far North. This, in turn, confirms the possibility of achieving the claimed technical result, subject to the use of the proposed invention.

Claims

A method for obtaining the base base of low-hardening arctic oils for various purposes, which consists in the fact that the distillate, boiling off at temperatures up to 460 ° C, obtained by vacuum distillation of straight-run fuel oil from atmospheric oil distillation, is subjected to catalytic hydrocracking at a temperature of 350-420 ° C and a pressure of 23, 0-32.0 MPa, followed by distillation of the obtained hydrogenate and obtaining a heavy residue, boiling off at a temperature above 280°C, and sent further to catalytic dewaxing and hydrofinishing, followed by stabilization of the resulting product to ensure the required flash point, while before catalytic dewaxing in a heavy hydrocracking residue is introduced with a heavy residue with a high content of naphthenic hydrocarbons, obtained by deep hydrogenation at a temperature of 325-420 ° C and a pressure of 20.0-31.0 MPa on a nickel-tungsten-sulfide catalyst with the addition of aluminum oxide or on a catalyst containing hydrogenating component ents - nickel, molybdenum in oxide form, mixtures of heavy middle distillate fractions of primary and secondary oil refining processes, boiling out in the range from 155 to 455°C, followed by alkalization of the hydrogenate and separation of the heavy residue from the hydrogenate in the distillation unit, which boils out at a temperature above 270°C , which makes it possible to obtain the base base for low-pour oils with a pour point below minus 70°C, a kinematic viscosity at minus 30°C no more than 800 mm ² /s and at minus 40°C no more than 2500 mm ² /s, the content of aromatic hydrocarbons is not more than 3 wt.% and sulfur not more than 0.001 wt.%.