生产特种润滑油基础油的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种特种润滑油基础油的生产方法，尤其是一种通过催化剂复合装填 以及级配技术,用来生产特种润滑油基础油的加氢方法。
【背景技术】
[0002] 润滑剂是一类很重要的石油产品，是带动运动部件的关键因素，虽然其产品仅占 原油加工量的2%左右，但因其使用条件的千差万别，品种多达数百种，而且对质量要求严 格，润滑油就属于润滑剂的一种。对于种类繁多的润滑油，不可能每种都去单独生产，为此， 为了简化其生产，各国都采用先制成符合一定标准的润滑油基础油，然后根据市场的需要 进行调和并加入添加剂，以制得各种产品。
[0003] 由此可见，润滑油的品种虽然很多，但都是以基础油为主体制成的，而对于从原油 制取的润滑油基础油，按照标准可以分为石蜡基基础油油系列、中间基基础油系列及环烷 基基础油系列。另外，基础油的性质除了与原油的基属有关，很大程度上还取决于所用的加 工方法，例如广泛采用的加氢技术可使润滑油基础油的质量有很大的改善，包括粘度、粘度 指数、凝点以及色度等一些主要性质。
[0004] 所以，对于已选定的原油而言，上述所列举的润滑油的基础性质，可以选择适当的 加氢方法对其进行调整，例如选择常规的加氢精制技术可以改善产品的色度等；加氢裂化 技术可以改善产品的粘度、粘度指数等；择形裂化和择形异构化可以改善产品的凝点等，因 此，如果想生产优质优价的润滑油基础油调和组分，选择何种加氢技术是成败的关键之处。 而目前工业上广泛采用的择形异构化工艺，选用贵金属作为催化剂的活性组分，成本相对 偏高，并且原料的适应性相对较差，而择形裂化技术可以弥补这些不足，择形裂化技术又称 临氢降凝，是指在氢气存在的情况下，含蜡的原料通过含有活性金属及分子筛的双功能催 化剂表面，从而降低其中的蜡分子含量。其脱蜡原理是在一定的操作条件下，使原料与氢气 混合与临氢降凝催化剂接触，原料中的链烷烃、带短侧链烷烃、带长侧链的环烷烃和带长侧 链的芳烃等高凝点组分选择性地裂解成小分子，而其它组分基本不发生变化，最终达到降 低油品的凝点的目的，其工艺上独有的特点是反应过程为吸热反应，根据降凝深度的不同， 表现出不同程度的温降，由于其具有反应过程氢耗较低、原料适应性强、能耗较低、工艺流 程简单、可以与其它加氢过程组成联合工艺或独立使用等诸多优点，因此得到了广泛的应 用。
[0005] CN201010222066. 7公开了一种环烷基馏分油加氢生产润滑油基础油的方法。以环 烷基馏分油为原料，采用加氢处理-加氢降凝_加氢补充精制的一段串联加氢工艺生产润 滑油基础油。该方法成功的利用了不同催化剂的特性，生产出了低倾点，安定性好的润滑油 基础油。但由于各类催化剂独立装填，对润滑油馏分的收率以及降凝效果提高的平衡产生 了一定的矛盾，降低了临氢降凝催化剂的寿命。
[0006] CN200410050735. 1公开了一种由石蜡基原油馏分油或润滑油基础油直接生产白 油的生产方法。采用一段串联工艺，通过不同的催化剂级配，不同催化剂组合装填，集加氢 预精制、临氢降凝、加氢补充精制于一体的工艺过程。本发明的工艺简单，操作方便，条件缓 和，催化剂有很强抗硫、氮能力，对原料油的硫、氮含量没有严格的限制。但也没有充分的利 用临氢降凝过程的温降及加氢过程的温升，装置能耗较大，热点温度较高，运转周期受限。
[0007] CN98121075.9公开了一种由馏分油生产优质低凝柴油的方法。该方法采用加氢 精制和临氢降凝一段串联流程，其中包括加氢精制催化剂和临氢降凝催化剂两个催化剂床 层，临氢降凝采用Ni/ZSM-5催化剂。该方法在临氢降凝催化剂床层的温降较大，柴油馏分 的收率和降凝效果的提高受到一定限制，降低了临氢降凝催化剂的使用寿命。
[0008] CN200910188163. 6公开了一种柴油加氢降凝的方法。该方法是通过调整催化剂的 性质从而具有柴油降凝效果好，柴油馏分收率高的特点，但由于仍采用加氢精制和临氢降 凝串联的组合工艺，降凝效果与柴油馏分收率之间的矛盾依旧存在。
[0009] CN201010514141.7公开了一种柴油临氢降凝的方法。该方法虽然提高了临氢降凝 催化剂的平均反应温度，利用精制剂的温升，加大了降凝催化剂的利用率，但是各床层出口 的反应温度仍相对较高，运转周期受到了一定的限制。
【发明内容】
[0010] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种特种润滑油基础油的生产方法。本发 明方法将临氢降凝及加氢精制复合(混合）装填的混合催化剂与临氢降凝催化剂进行级配， 将临氢降凝过程的温降与加氢过程中的温升进行合理的组合利用，在生产低凝点润滑油基 础油的同时，降低了装置的热点温度，延长了运转周期；另外采用本专利技术还可以弥补常 规复合装填过程所遇到的问题，优化了混合装填的效果，充分将不同类型的催化剂进行了 匹配；此外降低了冷氢的消耗量或者加热炉的燃气损耗，节省了操作费用，此外生产出的特 种润滑油基础油芳烃含量较低，可以降低后续溶剂精制等工艺的苛刻度等甚至省去某些相 关工艺。
[0011] 本发明提供了一种特种润滑油基础油的生产方法，包括以下内容： 蜡油原料与氢气混合后，依次通过至少两个串联的加氢反应区，按物料流动方向每个 加氢反应区依次包括由临氢降凝催化剂和加氢精制催化剂混合装填的精制降凝催化剂复 合床层和临氢降凝催化剂床层；最后一个加氢反应区得到的反应流出物经过分离和分馏 后，得到润滑油基础油、白油等产品。
[0012] 根据本发明所述的方法，其中在每个所述的加氢反应区内，蜡油原料与氢气首先 通过由临氢降凝催化剂和加氢精制催化剂混合装填的精制降凝催化剂复合床层，进行加氢 脱硫、加氢脱氮、芳烃饱和及降凝反应；反应流出物再通过临氢降凝催化剂床层，进行深度 降凝反应。
[0013] 根据本发明的加氢方法，所述的蜡油原料为常规的润滑油原料，馏程一般为 250?550°C，凝点一般都在-KTC以上，优选凝点在-5°C以上。所述润滑油原料的氮含量在 1000 ii g/g以下，一般为50?800ii g/g，最优选为100?500ii g/g。如果錯油原料中的有 机氮含量过高，如氮含量在IOOOu g/g以上时，可在蜡油原料通过第一加氢反应区的精制 降凝催化剂复合床层之前，预先通过一个加氢精制或加氢脱氮催化剂床层，进行部分脱氮。 所述的润滑油原料可以为加工环烷基原油、中间基原油或石蜡基原油得到的各种直馏或者 二次加工的蜡油等，优选一次加工的环烷基原油的直馏蜡油组分，可以选自加工辽河原油 或克拉玛依原油得到的各种减压瓦斯油（VGO)，如辽河VGO、克拉玛依VGO中的一种或者几 种。当生产目的不同时，也可以选自加工石蜡基原油得到的各种减压瓦斯油（VG0)，如大庆 VG0、长庆VGO中的一种或几种。蜡油原料的干点一般为500?550°C，优选510?540°C。
[0014] 所述的临氢降凝催化剂采用含择形裂化分子筛的催化剂，包括载体和所负载的金 属组分。所述的催化剂一般以择形裂化分子筛和粘合剂为载体，以第VI B族和/或第VDI族 金属为加氢活性金属组分。所述的择形裂化分子筛为氢型分子筛，所述分子筛可以选自氢 型 ZSM-5、ZSM-ll、ZSM-12、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35 和 ZSM-38 分子筛中的一种或多种，优选 ZSM-5分子筛；所述择形裂化分子筛的硅铝摩尔比一般为10?150,优选为20?120。
[0015] 所述的第VI B族金属为Mo和/或W，所述的第VDI族金属为Co和/或Ni。以催化 剂的重量为基准，加氢活性金属组分以氧化物计的含量为1%?16%，择形裂化分子筛的含 量为50%?85%，粘合剂的含量为10%?40%。临氢降凝催化剂的堆密度一般在0. 65? 0. 75g ^nT3,其正常的使用温度范围一般为380°C?410°C。所述的临氢降凝催化剂可以选 择现有的各种商业催化剂，例如抚顺石油化工研究院（FRIPP)研制开发的FDW-1、FDW-3等 临氢降凝催化剂；也可以根据需要按本领域的常识进行制备，例如可以参照CN1952074A、 CN1352231A、CN101143333A、CN102451748A中公开的内容制备符合要求的临氢降凝催化剂。 [0016] 所述的加氢精制催化剂包括载体和所负载的加氢金属。以催化剂的重量为基准， 通常包括元素周期表中第VI B族金属组分，如钨和/或钥以氧化物计为109T35%，优选为 159T30% ;第VDI族金属如镍和/或钴以氧化物计为1%~7%，优选为I. 5%~6%。载体为无机耐熔 氧化物，一般选自氧化铝、无定型硅铝、二氧化硅、氧化钛等。加氢精制催化剂可以选择现有 的各种加氢裂化预处理商业催化剂改性后获得，例如抚顺石油化工研究院（FRIPP)研制开 发的3936、3996、FF-26、FF-36、FF-46等加氢催化剂改性制备；也可以根据需要按本领域的 常识进行制备。
[0017] 所述的加氢精制催化剂所含氧化铝是一种晶相为拟薄水铝石的氧化铝，含量为 40w%?80w%。根据本技术特殊制备的氧化铝载体，加氢精制催化剂中含有大孔氧化铝粘合 齐U，以催化剂重量为基准，大孔氧化铝含量一般为60w%?85w%，优选65w%?80w% ;所述大 孔氧化错的孔容为I. 〇?I. 7mL/g，优选为>1. 2?I. 7mL/g (大于1. 2至I. 7 mL/g);比表 面积为200?550m2/g，最好为300?500m2/g。
[0018] 本发明的方法中，所选择的加氢精制催化剂在催化剂/载体成型时，优选特别适 合本工艺的酸胶溶技术，将无机酸与有机酸的混合酸加入到成型过程中，增强了催化剂的 比表面积、强度等性质，此外也简化了催化剂的生产流程，降低了生产成本，同时也可以保 证大孔氧化铝的稳定性，使所制备的催化剂/载体保持更高的孔容。本技术可以是目前工 业中广泛应用的催化剂在成型时改性制备所得。采用本技术制备的催化剂，同时在催化剂 外观形状上也进行了优化处理，最好制备成齿球型催化剂，便于运输、装填及混合。
[0019] 上面所述的经改性后的加氢精制催化剂，由