專利名稱：高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的生產方法。具體說是以寬餾分含蠟油直接作為加氫異構脫蠟的進料，生產高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的潤滑油基礎油生產是采用溶劑精制工藝，其主要兩個步驟是采用溶劑精制去除芳烴等非理想組分和溶劑脫蠟以保證基礎油的低 溫流動性能。此外，一般還要進行白土或加氫補充精制。日趨嚴格的環(huán)境法規(guī)和機械工業(yè)的迅速發(fā)展對潤滑油基礎油的性能提出了越來越高的要求。同時，由于世界范圍的原油劣質化，使得適宜于生產潤滑油的原油數(shù)量逐漸減少。因此，加氫法生產潤滑油技術發(fā)展十分迅速。加氫法工藝是指采用加氫裂化工藝或加氫處理-異構脫蠟-加氫精制聯(lián)合工藝生產潤滑油基礎油的過程，其優(yōu)點是原料靈活性大、基礎油收率聞、副廣品價值聞等。傳統(tǒng)的加氫異構脫蠟過程存在的一個缺點是，當采用全餾分或寬餾分的含蠟油作為進料時，難以同時使輕質潤滑油組分和重質潤滑油組分同時滿足傾點和粘度指數(shù)的要求。一般情況下，當重質潤滑油組分傾點合格時，輕質潤滑油組分的粘度指數(shù)損失較大，難以生產粘度指數(shù)>120的API III類輕質基礎油產品；而當輕質潤滑油組分粘度指數(shù)合格時，重質組分不能作為合格的潤滑油組分。針對上述問題，目前現(xiàn)有技術采用將含蠟油進行預分餾，然后將各個窄餾分分別作為加氫異構脫蠟的進料，解決生產高粘度指數(shù)輕質潤滑油基礎油的問題。US5，580，442提出了一種加氫裂化尾油生產高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的方法。首先將加氫裂化尾油進行減壓預分懼，切割出100粘度分別為3mm2/s、4mm2/s、6 mm2/s以及8mm2/s的四個窄懼分,這些窄餾分分別進行加氫異構脫蠟，生產粘度指數(shù)>130的100粘度分別為3mm2/S、4mm2/S、6mm2/s以及8mm2/S的四種潤滑油基礎油產品。US7, 198，710提出了一種由費托蠟生產高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的方法。先將費托蠟進行分餾得到輕組分和重組分，然后分別進行加氫異構脫蠟降低原料傾點，可得到傾點滿足要求的輕質潤滑油基礎油。加氫異構脫蠟重組分由于傾點不合格，采用溶劑脫蠟的方法進一步降低重組分的傾點，最后得到傾點符合要求的重質潤滑油基礎油產品。采用窄餾分含蠟油作為加氫異構脫蠟的進料方法，可以解決生產輕質及重質高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的方法，但需要設置多個原料罐，增加裝置的建設投資；而且在實際生產中要經常切換原料并頻繁調整工藝參數(shù)，大大增加了裝置操作難度并產生大量的不合格
女口
廣叩ο

發(fā)明內容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的生產方法，含蠟原料油不經分餾，直接作為加氫異構脫蠟的進料，生產高粘度指數(shù)潤滑油基礎油。
本發(fā)明高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的生產方法包括如下內容以加氫處理餾分油、加氫處理輕脫油、費托合成蠟或加氫裂化尾油中的一種或幾種含蠟油為原料油，原料和氫氣混合首先進入第一加氫異構脫蠟反應區(qū)，進行加氫異構化反應，反應產物進行分餾，分別得到輕質基礎油產品和重質基礎油組分。通過控制第一加氫異構脫蠟反應區(qū)的異構化反應深度，使得輕質潤滑油基礎油產品傾點符合指標要求，并保持較高的粘度指數(shù)。經過第一加氫異構脫蠟反應區(qū)的重質基礎油組分的傾點仍較高，與氫氣混合繼續(xù)進入第二加氫異構脫蠟反應區(qū)，通過控制第二加氫異構脫蠟反應區(qū)的異構化反應深度，使分餾得到的重質潤滑油基礎油產品傾點得到滿足，并保持較高的 粘度指數(shù)。本發(fā)明方法中，得到的輕質潤滑油基礎油產品(第一加氫異構脫蠟反應區(qū)液相產物蒸餾得到的I 2個側線產品)和重質潤滑油基礎油產品(第二加氫異構脫蠟反應區(qū)液相產物蒸餾得到的I個側線產品和塔底產品)的粘度指數(shù)均大于120，一般為120 170。輕質潤滑油基礎油產品和重質潤滑油基礎油產品的傾點均低于_10°C，優(yōu)選低于_15°C。輕質潤滑油基礎油產品的傾點為-10 -30°C，優(yōu)選為-15 -27°C ;重質潤滑油基礎油產品的傾點為-10 -25°C，優(yōu)選為-12 -21 °C。 本發(fā)明方法中，原料油可以是加氫處理餾分油、加氫處理輕脫油、費托合成蠟或加氫裂化尾油中的一種或幾種，這些原料的硫含量要求低于30μ g/g，優(yōu)選低于15μ g/g ;氮含量要求低于5 μ g/g，優(yōu)選低于2 μ g/g。以達到加氫異構脫蠟使用的貴金屬催化劑對原料雜質含量的要求。餾分油及輕脫油的加氫處理或加氫裂化均為本領域常規(guī)方法，一般使用非貴金屬催化劑，主要目的是深度脫除硫、氮等雜質。上述原料油的餾程在280 700°C范圍內的任意餾分，一般初餾點至終餾點的溫度差在100 400°C之間。分別得到輕質基礎油產品和重質基礎油組分的分割點溫度為450 520°C，即第一加氫異構脫蠟反應區(qū)后的減壓蒸餾塔中，輕質潤滑油基礎油產品與重質潤滑油基礎油組分的蒸餾分割溫度(指實沸點溫度)為450 520°C，沸點低于分割點的潤滑油基礎油為輕質潤滑油基礎油，沸點高于分割點的潤滑油基礎油組分進入第二加氫異構脫蠟反應區(qū)進一步反應分餾后得到重質潤滑油基礎油。本發(fā)明方法使用的加氫異構脫蠟催化劑可以選擇本領域常用的潤滑油加氫異構催化劑，可以使用商品加氫異構催化劑，也可以按本領域一般知識制備。加氫異構催化劑載體一般為氧化鋁和TON結構的NU-10分子篩或ZSM-22分子篩等，分子篩在催化劑中的含量為30wt% 80wt%,優(yōu)選為40wt% 70wt%,載體中也可加入部分氧化娃；活性金屬組分為Pt、Pd,Ru和Rh中一種或多種，在催化劑中的含量為O. lwt% 5. 0wt%?？蛇x擇的助劑組分為硼、氟、氯和磷中的一種或多種，在催化劑中的含量為O. lwt9T5. 0wt% ;加氫異構催化劑的比表面為150 500m2/g，孔容為O. 15 O. 60ml/g。使用前對催化劑進行還原處理，使加氫活性金屬在反應過程中處于還原態(tài)。第一加氫異構脫蠟反應區(qū)和第二加氫異構脫蠟反應區(qū)使用的催化劑可以在上述描述的加氫異構催化劑中進行選擇，兩個反應區(qū)可以使用相同的加氫異構催化劑，也可以使用不同的加氫異構催化劑。所述的第一加氫異構脫蠟區(qū)的反應條件為溫度為280°C 350°C，優(yōu)選300°C 330°C，氫分壓為2. OMPa 18. OMPa，優(yōu)選10. O 15. OMPa，原料油液時體積空速為0.4h I 6. Oh S優(yōu)選 O. 8 h I I. 8h \氧油體積比 400:1 1500: 1，優(yōu)選 600:1 800: I。所述的第二加氫異構脫蠟區(qū)的反應條件為溫度為300°C 380°C，優(yōu)選310°C 340°C，氫分壓為2. OMPa 18. OMPa，優(yōu)選10. O 15. OMPa，原料油液時體積空速為O. 21Γ1
6.OtT1，優(yōu)選 O. 4 IT1 O. 81Γ1，氫油體積比 400:1 1500:1，優(yōu)選 600:1 800:1。第一加氫異構脫蠟區(qū)和第二加氫異構脫蠟區(qū)的反應條件可以相同，也可以不同，具體根據(jù)產品質量要求進行調整。優(yōu)選第二加氫異構脫蠟區(qū)的反應溫度高于第一加氫異構脫蠟區(qū)10 60°C。本發(fā)明方法中，第一加氫異構脫蠟區(qū)得到的液相產物和第二加氫異構脫蠟區(qū)得到的液相產物分別在兩個減壓蒸餾塔中進行分餾。采用的減壓蒸餾是本領域技術人員公知的技術。如兩個減壓蒸餾的條件一般為減壓蒸餾塔進料溫度為350°C 410°C，較適宜的進料溫度為375°C 400°C ;減壓蒸餾塔塔頂壓力為4KPa lOKPa，較適宜的塔頂壓力為5KPa SKPa ;減壓蒸餾塔塔頂溫度為110 180°C，可以得到一些輕質油品。兩個減壓蒸餾的條件一般可以在上述范圍內進行調整，得到所需的產品。第一加氫異構脫蠟區(qū)后的減壓蒸餾塔一般可以設置I 2個側線(根據(jù)原料情況， 可以設置I個側線也可以設置兩個側線)，相應得到I 2個輕質潤滑油基礎油，輕質潤滑油基礎油100°C粘度為2. 5-3. 5mm2/s (上部側線產品)和3. 5-4. 5mm2/s (下部側線產品)，輕質潤滑油基礎油對應的側線的溫度由低到高依次為330°C 340°C和350°C 360°C。減壓蒸餾塔塔頂溫度為110 180°C，可以得到一些輕質油品。第二加氫異構脫蠟區(qū)后的減壓蒸餾塔一般可以開I個側線得到I個側線重質潤滑油基礎油產品，再加上塔底重質潤滑油基礎油產品，分別得到100°c粘度分別為
5.5-6. 5mm2/s (側線產品)和9. 5-10. 5mm2/s (塔底產品)的重質潤滑油基礎油產品，側線的溫度為380°C 390°C ;減壓蒸餾塔塔頂溫度為110 180°C，可以得到一些輕質油品。本發(fā)明方法中也可以在每個加氫異構脫蠟反應區(qū)后增加加氫補充精制反應區(qū)，改善基礎油產品的顏色及安定性。加氫補充精制催化劑，為常規(guī)的還原型加氫精制催化劑，其活性金屬為Pt、Pd中的一種或兩種或活性金屬為還原態(tài)鎳催化劑，貴金屬催化劑中活性金屬在催化劑的重量含量一般為O. 05% 1%，還原態(tài)鎳催化劑的活性金屬以氧化物重量計為30% 80%，催化劑載體一般為Al2O3或Al2O3-SiO2，可以含有P、Ti、B、Zr等助劑。使用前催化劑進行常規(guī)的還原，保證加氫活性金屬在反應過程中處于還原態(tài)?？梢赃x用該領域普通商品催化劑，或按本領域普通方法制備。所述的加氫補充精制反應條件為溫度為200°C 300°C，優(yōu)選210°C 280°C，氫分壓為6. OMPa 18. OMPa,優(yōu)選10. O 15. OMPa,體積空速為O. 31Γ1 3. Oh-1,優(yōu)選為
O.61Γ1 I. 21Γ1，氫油體積比 400:1 1500:1，優(yōu)選 600:1 800:1。本發(fā)明方法通過對含蠟油加氫異構脫蠟過程分析而知，在相同的加氫異構脫蠟條件下，輕重組分的異構脫蠟深度不同，為達到相同的傾點要求，與輕組分相比較，重組分需要較高異構脫蠟深度。通過控制異構脫蠟過程的轉化深度，使得含蠟油中的輕重組分在不同的異構脫蠟反應區(qū)，分別達到最佳的脫蠟深度，從而實現(xiàn)輕、重潤滑油基礎油產品的傾點與粘度指數(shù)間達到最佳平衡點。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明方法無需對含蠟油原料進行預分餾，即可以解決生產傾點合格的輕質及重質高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的方法，只需設置一個原料罐，在實際生產中也無需切換原料及頻繁調整工藝參數(shù)，大大降低了裝置的建設投資及裝置的操作難度，并大幅度減少了不合格產品的數(shù)量。
對于采用對含蠟油原料進行預分餾的現(xiàn)有技術方案來說，預分餾得到的窄餾分進行加氫異構后仍需再進行分餾操作，因為經過加氫異構后生成油性質發(fā)生了較大變化，需再進行分餾才能得到所需性質的潤滑油基礎，操作較為復雜，兩次分餾的能耗較高。


圖I是本發(fā)明方法工藝流程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明生產高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的方法具體見圖I :以加氫處理餾分油、力口氫處理輕脫油、費托蠟或加氫裂化尾油中的一種或幾種含蠟油為原料，首先進入第一加氫異構脫蠟反應區(qū)，進行加氫異構化反應，反應產物進行分餾，分別得到傾點合格的輕質高粘度指數(shù)基礎油產品和重質基礎油組分。重質基礎油組分繼續(xù)進入第二加氫異構脫蠟反應·區(qū)，進行加氫異構化反應，反應產物進行分餾，得到傾點滿足要求的重質高粘度指數(shù)潤滑油基礎油產品。本發(fā)明涉及的各種催化劑可以按性質選擇商品催化劑，也可以按本領域知識制備。加氫異構脫蠟催化劑如撫順石油化工研究院研制生產的FIW-I催化劑，也可以按CN03133557. 8、CN02133128. 6等現(xiàn)有專利技術制備。如按CN02133128. 6所述，加氫異構脫蠟催化劑載體為氧化鋁和TON結構的NU-10分子篩或ZSM-22分子篩；分子篩在催化劑中的含量為30Wt9T80wt% ;活性金屬組分為Pt、Pd、Ru、Rh和Ni中一種或多種，在催化劑中的含量為O. lwt°/T30. 0wt% ;其比表面為150 500m2/g，孔容為 O. 15 O. 60ml/g。下面通過具體實施例說明本發(fā)明方法的具體內容和效果。下面的實施列將對本發(fā)明提供的方法予以進一步的說明，但并不因此而限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明處理的原料性質見表1，采用的加氫異構脫蠟催化劑的理化性質見表2。表I實施例原料性質。 ___
原料油I加氫裂化尾油I加氫處理VGo I費托合成蠟
密度，kg/m3846862 796 —
餾程范圍，V322 510345 535 290 652 —
粘度(10CTC )，rnrnVs6. 358.548 12.23 —
M點，V3234~ 105 (滴熔點)—
硫，μ g/g5 014.0 ~2.0
氮，U g/g_2ι0_L_5_z_o_
賠含量，wt%I24· 8|30. I Ιθ. 71 (含油量)表2催化劑性質。
#化劑I異構脫蠟
化學組成，重量％__
鉑(Pt)_O. 2-0. 5_
物理性質^
外形尺寸(ΦΧΟ/ππη (I. 4-1. 6) X (3~8)
孔容/mL.g-1^ O. 30
比表面積/m2,g 1_彡180_
堆積密度/g.cnf3O. 65^0. 75—
壓碎強度/N .cni1WTod
形狀I圓柱條_
實施例3
實施例f 3，原料直接進第一加氫異構脫蠟反應區(qū)，產物經分餾得到輕質基礎油產品；重質組分進入第二加氫異構脫蠟反應區(qū)，產物再經分餾得到重質基礎油產品。原料分別為表I中所列的3種原料，其中加氫異構脫蠟使用表2中所列催化劑，得到結果具體見表3。加氫異構催化劑按常規(guī)方法還原后進行實施。第一加氫異構脫蠟反應區(qū)后的減壓蒸餾塔設置一個側線，生產4號基礎油，塔底產品進入第二加氫異構脫蠟反應區(qū)；第二加氫異構脫蠟反應區(qū)后的減壓蒸餾塔設置一個側線，側線生產6號基礎油，塔底產品生產10號基礎油。輕質潤滑油基礎油和重質潤滑油基礎油的分割點控制為480°C。對比例I
對比例I采用表I中所列的加氫裂化尾油原料，采用單一加氫異構脫蠟反應區(qū)生產基礎油的工藝過程，使用與實施例I中相同加氫異構脫蠟催化劑，結果見表3。對比例2
對比例2采用表I中所列的加氫裂化尾油原料，將加氫裂化尾油進行預分餾，得到100°C粘度分別為4. 2mm2/s以及6. 3mm2/s加氫裂化尾油窄餾分，然后分別進行加氫異構脫蠟反應的工藝過程，使用與實施例I中相同的加氫異構脫蠟催化劑，結果見表3。對比例3·
對比例3采用表I中所列的費托合成蠟原料，將進行費托蠟預分餾，得到100°C粘度分別為4. 05mm2/s、6. 5mm2/s以及8. 46mm2/s的費托臘窄懼分,然后分別進行加氫異構脫臘反應的工藝過程，使用與實施例I中相同的加氫異構脫蠟催化劑，結果見表3。從表3中實施例和對比例的比較數(shù)據(jù)可知，對原料不進行預分餾的現(xiàn)有技術方案來說，不能得到全部合格的潤滑油基礎油。對于原料進行預分餾處理的現(xiàn)有技術方案來說，雖然也可以得合格的輕重潤滑油基礎油，但過程復雜。表3實施例及對比例的工藝條件及結果。
權利要求
1.一種高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的生產方法，以加氫處理餾分油、加氫處理輕脫油、費托合成蠟或加氫裂化尾油中的一種或幾種含蠟油為原料油，其特征在于包括如下過程原料和氫氣混合首先進入第一加氫異構脫蠟反應區(qū)，進行加氫異構化反應，反應產物進行分餾，分別得到輕質基礎油產品和重質基礎油組分，通過控制第一加氫異構脫蠟反應區(qū)的異構化反應深度，使得輕質潤滑油基礎油產品傾點符合指標要求，并保持較高的粘度指數(shù)；經過第一加氫異構脫蠟反應區(qū)的重質基礎油組分的傾點仍較高，與氫氣混合繼續(xù)進入第二加氫異構脫蠟反應區(qū)，通過控制第二加氫異構脫蠟反應區(qū)的異構化反應深度，使得分餾得到的重質潤滑油基礎油產品傾點得到滿足，并保持較高的粘度指數(shù)。
2.按照權利要求I所述的方法，其特征在于原料油的硫含量要求低于30μg/g，氮含量要求低于5 μ g/g。
3.按照權利要求I或2所述的方法，其特征在于原料油的餾程在280 700°C范圍內的任意餾分，初餾點至終餾點的溫度差在100 400°C之間。
4.按照權利要求I所述的方法，其特征在于分別得到輕質基礎油產品和重質基礎油組分的分割點溫度為450 520°C。
5.按照權利要求I所述的方法，其特征在于第一加氫異構脫蠟反應區(qū)和第二加氫異構脫蠟反應區(qū)使用貴金屬加氫異構催化劑，加氫異構催化劑載體為氧化鋁和TON結構的NU-10分子篩或ZSM-22分子篩，分子篩在催化劑中的含量為30wt% 80wt%,活性金屬組分為Pt、Pd、Ru和Rh中一種或多種，在催化劑中的含量為O. lwt% 5. 0wt%。
6.按照權利要求I所述的方法，其特征在于第一加氫異構脫蠟區(qū)的反應條件為溫度為280°C 350°C，氫分壓為2. OMPa 18. OMPa，原料油液時體積空速為O. 4 IT1 6. Oh-1,氫油體積比400:1 1500:1 ;第二加氫異構脫蠟區(qū)的反應條件為溫度為300°C 380°C，氫分壓為2. OMPa 18. OMPa，原料油液時體積空速為O. 21Γ1 6. Oh—1，氫油體積比400:1 1500:1。
7.按照權利要求I或6所述的方法，其特征在于第二加氫異構脫蠟區(qū)的反應溫度高于第一加氫異構脫臘區(qū)10 60°C。
8.按照權利要求I或4所述的方法，其特征在于第一加氫異構脫蠟區(qū)得到的液相產物和第二加氫異構脫蠟區(qū)得到的液相產物分別在兩個減壓蒸餾塔中進行分餾。
9.按照權利要求8所述的方法，其特征在于減壓蒸餾塔進料溫度為350°C 410°C，減壓蒸餾塔塔頂壓力為4KPa lOKPa，減壓蒸餾塔塔頂溫度為110 180°C。
10.按照權利要求8所述的方法，其特征在于第一加氫異構脫蠟區(qū)后的減壓蒸餾塔設置I 2個側線，相應得到I 2個輕質潤滑油基礎油，輕質潤滑油基礎油IOCTC粘度為2. 5-3. 5mm2/s和3. 5-4. 5mm2/s,輕質潤滑油基礎油對應的側線的溫度由低到高依次為330°C 340°C和 350°C 360°C。
11.按照權利要求8所述的方法，其特征在于第二加氫異構脫蠟區(qū)后的減壓蒸餾塔設置I個側線得到I個側線產品，再加上塔底產品分別得到100°C粘度分別為5. 5-6. 5mm2/s和9. 5-10. 5mm2/s的重質潤滑油基礎油產品，側線的溫度為380°C 390°C。
12.按照權利要求I所述的方法，其特征在于輕質潤滑油基礎油產品與重質潤滑油基礎油產品的粘度指數(shù)均大于120 ;輕質潤滑油基礎油產品的傾點低于-10°C，重質潤滑油基礎油產品的傾點低于-io°c。
13.按照權利要求I所述的方法，其特征在于輕質潤滑油基礎油產品的傾點為-15 _27°C，重質潤滑油基礎油產品的傾點為-12 -21°C。
14.按照權利要求I所述的方法，其特征在于在每個加氫異構脫蠟反應區(qū)后增加加氫補充精制反應區(qū)，改善基礎油產品的顏色及安定性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高粘度指數(shù)潤滑油基礎油的生產方法。本發(fā)明方法采用無需預分餾的含蠟油作為加氫異構脫蠟的進料，首先進入第一加氫異構脫蠟反應區(qū)，完成適宜深度的加氫異構化反應，反應產物進行分餾，得到傾點滿足要求、高粘度指數(shù)的輕質潤滑油基礎油產品以及傾點較高的重質基礎油組分。重質基礎油組分繼續(xù)進入第二加氫異構脫蠟反應區(qū)，反應產物進行分餾，得到傾點滿足要求、高粘度指數(shù)的重質潤滑油基礎油產品。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明方法可以得到質量高的輕重潤滑油基礎油，并且工藝簡單，操作能耗低。
文檔編號C10M177/00GK102911726SQ20111021755
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權日2011年8月1日
發(fā)明者全輝, 張志銀, 趙威, 林振發(fā) 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院