专利名称：一种生产轻质润滑油基础油和重质润滑油基础油的方法
技术领域：
本发明涉及一种高粘度指数润滑油基础油的加氢生产方法。具体地说是以宽馏分含蜡油直接作为加氢异构脱蜡的进料，生产轻质润滑油基础油和重质高粘度指数润滑油基础油的方法。
背景技术：
传统的润滑油基础油生产是采用溶剂精制，溶剂脱蜡工艺。其主要两个步骤是采用溶剂精制去除芳烃等非理想组分和溶剂脱蜡以保证基础油的低温流动性能。此外，一般还要进行白土或加氢补充精制。日趋严格的环境法规和机械工业的迅速发展对润滑油基础油的性能提出了越来越高的要求。同时，由于世界范围内的原油劣质化，使得适宜于生产润滑油的原油数量逐渐减少。因此，加氢法生产润滑油技术发展十分迅速。加氢法工艺是指采用加氢裂化工艺或加氢处理-异构脱蜡-加氢精制联合工艺生产润滑油基础油的过程，其优点是原料灵活性大、基础油收率闻、副广品价值闻等。传统的加氢异构脱蜡过程存在的一个缺点是，当采用全馏分或宽馏分的含蜡油作为进料时，难以同时使轻质润滑油组分和重质润滑油组分同时满足倾点和粘度指数的要求。一般情况下，当重质润滑油组分倾点合格时，轻质润滑油组分的粘度指数损失较大，难以生产粘度指数>120的API III类轻质润滑油基础油产品；而当轻质润滑油组分粘度指数合格时，重质组分不能作为合格的润滑油组分。针对上述问题，目前现有技术采用将含蜡油原料进行预分馏，然后将各个窄馏分分别作为加氢异构脱蜡的原料，解决上述轻质润滑油基础油和重质润滑油基础油质量不能协调的问题。US5，580，442提出了一种加氢裂化尾油生产高粘度指数润滑油基础油的方法。首先将加氢裂化尾油进行减压预分懼，切割出100°c粘度分别为3mm2/s、4mm2/s、6 mm2/s以及8mm2/S的四个窄馏分，这些窄馏分分别进行加氢异构脱蜡，生产粘度指数>130的100°C粘度分别为3mm2/s、4mm2/s、6 mm2/s以及8mm2/s的四种润滑油基础油产品。US7, 198，710提出了一种由费托蜡生产高粘度指数润滑油基础油的方法。先将费托蜡进行分馏得到轻组分和重组分，然后分别进行加氢异构脱蜡降低原料倾点，可得到倾点满足要求的轻质润滑油基础油。加氢异构脱蜡重组分由于倾点不合格，采用溶剂脱蜡的方法进一步降低重组分的倾点，最后得到倾点符合要求的重质润滑油基础油产品。采用窄馏分含蜡油作为加氢异构脱蜡的进料方法，可以解决生产轻质及重质高粘度指数润滑油基础油的方法，但需要设置多个原料罐，同时设置两套蒸馏装置(加氢异构产物仍需蒸馏，因为反应过程中会发生裂化反应，生成的轻质部分需进一步蒸馏)增加了装置的建设投资；而且在实际生产中要经常切换原料并频繁调整工艺参数，大大增加了装置操作难度并产生大量的不合格产品
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种高粘度指数润滑油基础油的加氢生产方法，即含蜡原料油不经分馏，直接作为加氢异构脱蜡的进料，进入加氢脱蜡反应区，通过控制加氢异构脱蜡反应区的异构化反应深度，使得轻质润滑油基础油产品的和重质润滑油基础油的倾点和粘度指数均符合指标要求。本发明生产轻质润滑油基础油和重质润滑油基础油的方法，包括两个操作阶段:
(1)原料油加氢异构生产符合质量要求的轻质润滑油基础油阶段:以加氢处理馏分油、加氢处理轻脱油、费托合成蜡或加氢裂化尾油中的一种或几种含蜡油为原料油，原料油和氢气混合进入加氢异构脱蜡反应区，进行加氢异构化反应，反应产物进行分馏，分别得到轻质润滑油基础油馏分、重质润滑油基础油馏分，控制加氢异构反应深度，使轻质润滑油基础油馏分的倾点和粘度指数均符合指标要求；
(2)以阶段(I)得到重质润滑油基础油馏分为加氢异构反应原料，生产符合质量指标的重质润滑油基础油阶段:加氢异构脱蜡反应区停止进入原料油，进料为阶段(I)得到的重质润滑油基础油馏分，控制加氢异构脱蜡反应区的异构化反应深度，使得重质润滑油基础油的倾点和粘度指数均符合指标要求。本发明方法中，轻质润滑油基础油馏分和重质润滑油基础油馏分的粘度指数指标均大于120，一般为120 170。轻质润滑油基础油馏分和重质润滑油基础油馏分的倾点指标均要求低于-10°C，优选低于_15°C。轻质润滑油基础油馏分的倾点为-10 -30°C，优选为-15 -27°C ;重质润滑油基础油馏分的倾点为-10 -25°C，优选为-12 -21 °C。 本发明方法中，原料油可以是加氢处理馏分油、加氢处理轻脱油、费托合成蜡或加氢裂化尾油中的一种或几种，这些原料的硫含量要求低于30μ g/g，优选低于15μ g/g ;氮含量要求低于5 μ g/g，优选低于2 μ g/g。以达到加氢异构脱蜡使用的贵金属催化剂对原料杂质含量的要求。馏分油及轻脱油的加氢处理或加氢裂化均为本领域常规方法，一般使用非贵金属催化剂，主要目的是深度脱除硫、氮等杂质。上述原料油的馏程在280 700°C范围内的任意馏分，一般初馏点至终馏点的温度差在100 400°C之间。本发明方法使用的加氢异构脱蜡催化剂可以选择本领域常用的润滑油加氢异构催化剂，也可以使用商品加氢异构催化剂，也可以按本领域一般知识制备。加氢异构催化剂载体一般为氧化铝和TON结构的NU-10分子筛或ZSM-22分子筛等，分子筛在催化剂中的含量为30wt% 80wt%,优选为40wt% 70wt%,载体中也可加入部分氧化娃；活性金属组分为Pt、Pd,Ru和Rh中一种或多种，在催化剂中的含量为0.lwt% 5.0wt%。可选择的助剂组分为硼、氟、氯和磷中的一种或多种，在催化剂中的含量为0.lwt9T5.0wt% ;加氢异构催化剂的比表面为150 500m2/g，孔容为0.15 0.60ml/g。使用前对催化剂进行还原处理，使加氢活性金属在反应过程中处于还原态。所述的阶段(1)和阶段(2)加氢异构脱蜡反应区的反应条件为:反应温度为300°C 380°C，优选 310°C 340°C，氢分压为 2.0MPa 18.0MPa，优选 10.0MPa 15.0MPa,进料液时体积空速为0.2 h—1 6.0h—1，优选0.5 h—1 1.81^，氢油体积比为400:1 1500:1，优选 600:1 ~ 800:10阶段(I)和阶段(2)中，控制加氢异构反应深度的方法主要是调整反应温度，反应温度升高，加氢异构反应深度增加；反应温度降低，加氢异构反应深度降低。具体可以由本领域技术人员，根据产品质量要求在上述范围内进行调整。阶段(1)和阶段(2)使用同一加氢异构脱蜡反应区。两个阶段可以循环操作，循环操作的切换时间可以根据装置规模、市场需求情况等情况灵活调整。本发明方法中，轻质润滑油基础油馏分与重质润滑油基础油馏分的蒸馏分割温度(指实沸点温度)为450 520°C，沸点低于分割点的润滑油基础油为轻质润滑油基础油馏分，沸点高于分割点的润滑油基础油馏分为重质润滑油基础油馏分。所述的轻质润滑油基础油馏分可以是一种或几种，所述的重质润滑油基础油馏分也可以是一种或几种，具体根据原料的性质确定。按照目前的质量标准，4号基础油为本发明所述的轻质润滑油基础油馏分，6号基础油和10号基础油为本发明所述的重质润滑油基础油馏分。分馏的操作方法和条件是本领域技术人员所熟知的，如采用的减压蒸馏方法，减压蒸馏塔进料温度为350°C 410°C，较适宜的进料温度为375°C 400°C;减压蒸馏塔塔顶压力为4KPa lOKPa，较适宜的塔顶压力为5KPa 8KPa ;减压蒸馏塔塔顶温度为110 180°C，可以得到一些轻质油品。减压蒸馏的条件一般可以在上述范围内进行调整，得到所需的产品。如果反应后的物料含轻质组分较多，也可以先在常压分馏塔中分馏，然后再进入减压蒸馏塔进行分馏。减压蒸馏塔一般设置2 4个侧线，相应的侧线得到轻质润滑油基础油和重质润滑油基础油。轻质润滑油基础油100°C粘度为2.5-4.5mm2/s ;重质润滑油基础油 100°C粘度为 5.5-10.5mm2/s。本发明方法中也可以在加氢异构脱蜡反应区后增加加氢补充精制反应区，改善基础油产品的颜色及安定性。加氢补充精制催化剂，为常规的还原型加氢精制催化剂，其活性金属为Pt、Pd中的一种或两种或活性金属为还原态的镍催化剂，贵金属催化剂中活性金属在催化剂的重量含量一般为0.05% 1%，还原态镍的催化剂的活性金属以氧化物重量计为30% 80%，催化剂载体一般为Al2O3或Al2O3-SiO2，可以含有P、T1、B、Zr等助剂。使用前催化剂进行常规的还原，保证加氢活性金属在反应过程中处于还原态。可以选用该领域普通商品催化剂，或按本领域普通方法制备。所述的加氢补充精制反应条件为:温度为200°C 300°C，优选210°C 280°C，氢分压为6.0MPa 18.0MPa,优选10.0 15.0MPa,液时体积空速为0.3h-1 3.0h-1，优选为
0.6h-1 1.2h-1，氢油体积比为 400:1 1500:1，优选 600:1 800:1。本发明方法通过对含蜡油加氢异构脱蜡过程分析而知，在相同的加氢异构脱蜡条件下，轻重组分的异构脱蜡深度不同，为达到相同的倾点要求，必须控制异构脱蜡过程的反应深度，使得含蜡油中的轻重组分分别达到最佳的脱蜡深度，从而实现轻、重润滑油基础油产品的倾点与粘度指数间达到最佳平衡点。本发明方法在阶段(I)中，原料全部进行加氢异构，但控制加氢异构深度为轻质润滑油基础油的质量符合要求，重质润滑油基础油馏分无法达到质量要求，经过阶段(2)，有针对性地对重质润滑油基础油馏分进行加氢异构脱蜡，所以本发明方法适宜以宽馏分原料生产轻质润滑油基础油和重质润滑油基础油。与现有技术相比，本发明方法无需对含蜡油原料进行预分馏，即可以解决生产倾点合格的轻质及重质高粘度指数润滑油基础油的方法。在分馏塔后设置一个重质润滑油基础油馏分储罐。适宜的时机进行切换操作，把这部分尾油作为加氢异构脱蜡进料，与氢气混合进入反应区，生产轻、重质润滑油基础油产品，解决了生产中原料不足的问题，物有所用，增加经济效益。
具体实施例方式本发明采用半间歇生产高粘度指数润滑油基础油的方法，以加氢处理馏分油、力口氢处理轻脱油、费托蜡或加氢裂化尾油中的一种或几种含蜡油为原料，原料和氢气混合进入加氢异构脱蜡反应区，进行加氢异构化反应，反应产物进行分馏，分别得到轻质润滑油基础油馏分、重质润滑油基础油馏分。重质润滑油基础油馏分从塔底导出进入一个储油罐，积累到一定数量时，通过切换手段作为加氢异构脱蜡原料与氢气混合进入反应区。通过参数调整，控制加氢异构脱蜡反应区的异构化反应深度，使得润滑油基础油产品倾点和粘度指数符合指标要求。本发明涉及的各种催化剂可以按性质选择商品催化剂，也可以按本领域知识制备。加氢异构脱蜡催化剂如抚顺石油化工研究院研制生产的FIW-1催化剂，也可以按CN03133557.8、CN02133128.6等现有专利技术制备。如按CN02133128.6所述，加氢异构脱蜡催化剂载体为氧化铝和TON结构的NU-10分子筛或ZSM-22分子筛；分子筛在催化剂中的含量为30Wt9T80wt% ;活性金属组分为Pt、Pd、Ru、Rh和Ni中一种或多种，在催化剂中的含量为0.lwt°/T30.0wt% ;其比表面为150 500m2/g，孔容为0.15 0.60ml/g。推荐抚顺石油化工研究院生产的FIW-1催化剂。下面通过具体实施例说明本发明方法的具体内容和效果。下面的实施列将对本发明提供的方法予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明的范围。本发明处理的原料性质见表1，采用的加氢异构脱蜡催化剂的理化性质见表2。表I实施例原料性质。___
权利要求
1.一种生产轻质润滑油基础油和重质润滑油基础油的方法，其特征在于包括两个操作阶段: (1)原料油加氢异构生产符合质量要求的轻质润滑油基础油阶段:以加氢处理馏分油、加氢处理轻脱油、费托合成蜡或加氢裂化尾油中的一种或几种含蜡油为原料油，原料油和氢气混合进入加氢异构脱蜡反应区，进行加氢异构化反应，反应产物进行分馏，分别得到轻质润滑油基础油馏分、重质润滑油基础油馏分，控制加氢异构反应深度，使轻质润滑油基础油馏分的倾点和粘度指数均符合轻质润滑油基础油指标要求； (2)以阶段(I)得到重质润滑油基础油馏分为加氢异构反应原料，生产符合质量指标的重质润滑油基础油阶段:加氢异构脱蜡反应区停止进入原料油，进料为阶段(I)得到的重质润滑油基础油馏分，控制加氢异构脱蜡反应区的异构化反应深度，使得重质润滑油基础油馏分的倾点和粘度指数均符合重质润滑油基础油指标要求。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于:轻质润滑油基础油馏分和重质润滑油基础油馏分的粘度指数指标均大于120，轻质润滑油基础油馏分和重质润滑油基础油馏分的倾点指标均要求低于-1o°c。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于:轻质润滑油基础油馏分和重质润滑油基础油馏分的粘度指数指标为120 170，轻质润滑油基础油馏分的倾点为-10 -30°C，重质润滑油基础油馏分的倾点为-10 -25°C。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于:阶段(I)的原料油是加氢处理馏分油、力口氢处理轻脱油、费托合成蜡或加氢裂化尾油中的一种或几种，硫含量要求低于30μ g/g，氮含量要求低于5μ g/g。
5.按照权利要求1或4所述的方法，其特征在于:阶段(I)的原料油的馏程在280 700°C范围内的任意馏分，初馏点至终馏点的温度差在100 400°C之间。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于:加氢异构脱蜡反应区使用加氢异构脱蜡催化剂，加氢异构脱蜡催化剂载体为氧化铝和TON结构的NU-10分子筛或ZSM-22分子筛，分子筛在催化剂中的含量为30Wt9T80wt%，活性金属组分为Pt、Pd、Ru和Rh中一种或多种，在催化剂中的含量为0.lwt°/T5.0wt%。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于:阶段(I)和阶段(2)的加氢异构脱蜡反应区的反应条件为:反应温度为300°C 380°C，氢分压为2.0MPa 18.0MPa，进料液时体积空速为0.2 IT1 6.0tT1，氢油体积比为400:1 1500:1。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于:阶段(I)和阶段(2)中，控制加氢异构反应深度的方法是调整反应温度，反应温度升高，加氢异构反应深度增加；反应温度降低，力口氢异构反应深度降低。
9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于:阶段(I)和阶段(2)使用同一加氢异构脱腊反应区。
10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于:阶段(I)和阶段(2)循环操作。
11.按照权利要求1所述的方法，其特征在于:轻质润滑油基础油馏分与重质润滑油基础油馏分的蒸馏分割温度为450 520°C，沸点低于分割点的润滑油基础油为轻质润滑油基础油馏分，沸点高于分割点的润滑油基础油馏分为重质润滑油基础油馏分。
12.按照权利要求1所述的方法，其特征在于:在加氢异构脱蜡反应区后增加加氢补充精制反应区，加氢补充精制反应区使用为常规的还原型加氢精制催化剂，其活性金属为Pt、Pd中的一种或两种或活性金属为还原态的镍催化剂，贵金属催化剂中活性金属在催化剂的重量含量一般为0.05% 1%，还原态镍的催化剂的活性金属以氧化物重量计为30% 80%。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于:加氢补充精制反应条件为:温度为200°C 300°C，氢分压为6.0MPa 18.0MPa，液时体积空速为0.31Γ1 3.01Γ1，氢油体积比为 400:1 1500:1。`
全文摘要
本发明涉及一种生产轻质润滑油基础油和重质润滑油基础油的方法，其特征在于包括两个操作阶段，原料油加氢异构生产符合质量要求的轻质润滑油基础油阶段和以上一阶段得到重质润滑油基础油馏分为加氢异构反应原料，生产符合质量指标的重质润滑油基础油阶段。通过控制两阶段的加氢异构反应深度，使轻、重润滑油基础油的倾点和粘度指数均符合产品质量指标。与现有技术相比，本发明方法可以得到质量高的轻质、重质润滑油基础油，并且工艺简单，操作能耗低。
文档编号C10M177/00GK103102946SQ20111035341
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者林振发, 张志银, 全辉, 姚春雷, 赵威 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院