将费托液体和蜡转化成润滑剂基本油料和/或运输燃料的方法
【专利说明】将费托液体和蜡转化成润滑剂基本油料和/或运输燃料的方法
[0001]早期国家申请的优先权要求
[0002]本申请要求2013年9月13日提交的美国申请N0.14/026，658的优先权。
[0003]背景
[0004]本公开内容涉及将费托液体和蜡转化成润滑剂基本油料和/或运输燃料的方法。
[0005]相关技术描述
[0006]已知费托合成得到主要包括链烷烃和一些烯烃的宽产物混合物。该混合物的各化合物可包含至多200个碳。通常，碳数为20-150，平均碳数为60。也可存在一定量的氧合产物以及痕量含硫或含氮产物或芳族化合物。存在将费托(FT)蜡转化成高质量润滑油基本油料，尤其是具有与聚α烯烃相当或者更好的特性和性能的基油的显著经济动机。费托蜡的提升很大程度上依赖于以最小的裂化将线性链烷烃转变成多支化异链烷烃的先进蜡异构化技术。它保持了有效将费托蜡转化成高质量润滑油基本油料的大挑战。
[0007]—些费托方法得到富含(:5_(:3()烷烃并且还包含显著量的烯烃和氧合化合物如醇或酸的混合物。这类混合物称为“轻费托液体”或“LFTL”。轻费托液体通常用作用于得到各种石油化学产品，例如尤其是石油馏分或者柴油燃料的原料。为了使LFTL有用以及适用作柴油燃料的混合油料，通常通过烯烃的饱和以及通过借助也称为加氢处理的氢化将氧合化合物转化成水而除去其中包含的烯烃和氧合化合物，所述加氢处理涉及将LFTL在氢气和催化剂的存在下氢化的方法。
[0008]目前有效的将LFTL加氢处理的方法的特征是产生具有较差冷流性能如高浊点和冷滤点(cold filter plugging point)(CFPP)的最终产物。这些差冷流性能限制了可混入柴油燃料中的产物的量。
[0009]目前，在由生物质作为可再生资源合成费托化合物方面存在许多兴趣。例如，费托液体和蜡容易使用生物质由费托方法得到。
[0010]因此，需要将费托液体和蜡转化成润滑剂基本油料和/或运输燃料的改进方法。
[0011]概述
[0012]上述需要由将费托液体和蜡转化成润滑剂基本油料和/或运输燃料的方法满足。
[0013]本发明提供将由生物质以及可能其它可再生和不可再生进料来源得到的低价值中间体费托液体和蜡转化成高价值润滑油基油和运输燃料的工艺构型。该工艺构型可以为加氢处理和加氢裂化方法和2个加氢异构化方法的组合。可将用于所有4种加氢加工方法的再循环气体体系结合以及将所有或多数单独装置分馏服务结合。
[0014]费托蜡在蜡异构化方法中通过将长链蜡质链烷烃分子异构化而加工以产生具有改进冷流性能的润滑油基本油料。该材料在分馏段中分离成所需润滑油馏分。在一些材料对用作所需产物而言太重的情况下，将来自分馏段的底部馏分送入加氢裂化工艺装置中以降低材料的沸程。然后可使加氢裂化器流出物再循环至蜡异构化方法中或者直接送入分馏段中。
[0015]本发明的这些和其它特征、方面和优点在考虑以下详细描述、附图和所附权利要求书时变得更好理解。
[0016]附图简述
[0017]图为本发明将费托液体和蜡转化成润滑剂基本油料和/或运输燃料的方法的示意性工艺流程图。
[0018]详述
[0019]如本文所用，术语“装置”可指包括一个或多个设备件和/或一个或多个分区的区域。设备件可包括一个或多个反应器或反应容器、加热器、交换器、管、栗、压缩机、用于分离的容器和控制器。另外，设备件如反应器、干燥器或容器可进一步包括一个或多个区或分区。
[0020]术语“下游连通”意指至少一部分流入下游连通对象中的材料可在操作上来自它连通的对象。
[0021 ]术语“上游连通”意指至少一部分来自上游连通对象中的材料可在操作上流入它连通的对象中。
[0022]术语“直接连通”意指来自上游组件的流进入下游组件而不经历由于物理分馏或化学转化而导致的组成变化。
[0023]术语“塔”意指蒸馏塔或用于分离一种或多种具有不同挥发度的组分的塔。
[0024]术语“经”定义为其分子仅由碳和氢组成的有机化合物。
[0025]术语“链烷烃”和“烷烃”互换使用，并且指由饱和碳链确定的烃，其可以为正(直链)或支化的，并且由通式CnH2n+2描述，其中η为整数。链烷烃或烷烃基本不含碳-碳双键(C=C) O
[0026]也称为“链烯经”的术语“稀经”定义为包含至少一个碳-碳双键并由通式CnH2n描述的烃，其中η为整数。
[0027]术语“催化剂”定义为改变化学反应的速度或收率，本身在方法中基本不消耗或化学改变的物质。
[0028]术语“轻费托液体”或缩写“LFTL”定义为包含具有5-50的碳数的正链烷烃的混合物，包含实质部分的C5-C3q烷烃并且还可包含烯烃和氧合化合物的混合物。费托合成通常由一系列闪蒸产生液流。一个该实例为产生主要在石脑油沸程内的料流、中馏分料流和比中馏分更重的通常称为蜡的料流的费托合成方法。两种较轻的料流可称为轻费托液体(LFTL)。通常将闪蒸液体汽提以除去轻馏分，例如夹带的合成气和C4经。
[0029]术语“加氢处理”通常指将双键饱和和从杂原子化合物中除去杂原子(氧、硫、氮和金属)。通常，“加氢处理”意指将烃料流用氢气处理而不对烃料流中分子的碳骨架做出任何实质性改变，同时由杂原子化合物中的杂原子相应地产生水、硫化氢和氨C=FT液体的氧合组分可包含有机酸，其将金属化学溶于FT合成催化剂中。溶解金属通过加氢处理催化剂体系反应并沉积到加氢处理催化剂上。
[0030]术语“异构化”意指通常在氢气的存在下将至少一部分烃转化成更加支化的烃。异构化方法的实例包括将线性链烷烃转化成异链烷烃。异构化的另一实例包括将单支化链烷烃转化成二支化链烷烃。
[0031]术语“加氢裂化”通常指高分子量材料在氢气的存在下以及通常在催化剂的存在下分解成较低分子量材料。例如，“加氢裂化”意指将烃分裂以形成具有较低分子量的两种经分子。
[0032]当用于本公开内容中时，术语“錯”指合成烃蜡，并且通常作为来自费托衍生产物的最高沸点馏分或者最高沸点馏分中的一种得到。合成烃蜡最通常在室温下为固体。就本公开内容而言，合成烃蜡包括Cm蜡，适当地沸点通常大于340 °C的C2O-C15q烃质化合物，更优选费托(FT)C2q-C45錯。当用于本公开内容中时，术语“石脑油”指骨架中具有(:4-&2碳原子的液体产物且具有通常低于柴油的沸程，但其中沸程的上端可与柴油的初始沸点重叠。
[0033]术语“喷射燃料”为至少一部分在喷射燃料沸程内沸腾的任何烃馏分。喷射燃料范围包括在120-290°C(250-550°F)范围内，优选在120-260°C(250-500°F)范围内沸腾的C6-C16烃。在这类其它烃容许喷射燃料满足所需喷射燃料规格的程度上，喷射燃料可包含在喷射燃料沸程以上或以下的经。一种示例喷射燃料为JP-8，由U.S.mi I i tary指定并广泛使用的煤油基燃料。它由MIL-DTL-83133指定，并类似于商业航空Jet-A或Jet-Al。另一示例喷射燃料为ASTM 7566中指定的合成链烷烃煤油或“SPK”。
[0034]术语“柴油燃料”定义为满足规格如ASTM规格D975中所述那些的产品，并且指主要包含C9-C24烃且具有在10 %回收点下160 °C (320 °F)且在ASTM D8690 %回收点下340 °C (644°F)的ASTM D86蒸馏温度的石油馏分。柴油燃料的另一实例为满足关于柴油燃料的欧盟规范或者其它政府规范，通常包括指定闪点、ASTM D86T90 %至T95 %点、十六烷值、十六烷指数和关于制备用于柴油机的替代燃料的其它性能的产品。
[0035]术语“煤油”指在85 °C (185 °F)至332 °C (630 °F)的范围内沸腾的(:6-(:16烃。
[0036]术语“润滑剂基本油料”或“润滑油基本油料”根据American PetroleumInstitute定义，其将基本油料定义为“通过单个厂商根据相同规格(不管进料来源或厂商的位置)生产;满足相同的厂商规格;且由独特的式、产品识别号或者二者确定”的润滑剂组分。基油定义为“API许可油中使用的基本油料或基本油料混合物”。尽管提及它们用于其它应用，API基本油料应用主要适用于发动机油中所用的组分。取决于衍生出它们的原油类型，基本油料分成两个宽泛的类型:环烷烃型和链烷烃型。链烷烃原油包含蜡，主要包含具有高熔点的正链烷烃和异链烷烃。润滑剂基本油料的一个非限定性实例包括具有在100°C下1-20厘沲(CSt)的运动粘度的C20-C45正链烷烃和异链烷烃蜡。
[0037]转向附图，描述根据本发明示例实施方案将费托蜡和液体转化成润滑剂基本油料和/或运输燃料的示意性工艺流程图。如图中所示，提供费托蜡20和液体60。费托蜡20和液体60可