Способ получения веретенного масла, легкого машинного масла и среднего машинного масла из остаточных фракций процесса топливного гидрокрекинга

Использование: нефтепереработка. Сущность изобретения: проводят отдельную каталитическую депарафинизацию фракции веретенного масла, фракции легкого машинного масла и фракции среднего машинного масла, которые получены при вакуумной перегонке остаточной фракции процесса топливного гидрокрекинга, проводят отдельную окончательную гидроочистку полученных фракций легкого и среднего машинного масла. Из указанных фракций выделяют низкокипящие соединения машинного масла и среднего машинного масла, которые получены на стадиях а) и б), и получение базового масла сортов: веретенное масло, легкое машинное масло и среднее машинное масло; остаточную фракцию подвергают вакуумной перегонке путем попеременного проведения перегонки в двух вариантах, причем в первом варианте (d1) остаточную фракцию разделяют на фракцию газойля, фракцию веретенного масла, фракцию среднего машинного масла и первую остаточную фракцию, выкипающую между указанным веретенным маслом и фракцией среднего машинного масла, а во втором варианте (d2) остаточную фракцию разделяют на одну или несколько фракций газойля, фракцию веретенного масла, фракцию машинного масла и вторую остаточную фракцию, кипящую выше фракции легкого машинного масла. Технический результат: повышение выхода масел. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к способу получения веретенного масла, легкого машинного масла и среднего машинного масла сорта базового масла из остаточных фракций процесса топливного гидрокрекинга.

Предшествующий уровень техники

Такой способ известен из документа ЕРА-699225. В этой публикации описан способ получения двух сортов базового масла, так называемых сортов 100N и 150N. Согласно этой публикации более тяжелое масло сорта 150N обычно имеет вязкость при 100°С между 5,5 и 6 сСт. В этом способе остаточная фракция процесса топливного гидрокрекинга, также называемая гидропарафин, фракционируется в условиях вакуумной перегонки на различные фракции, включающие две целевые фракции базового масла. Затем фракции базового масла дополнительно перерабатывают путем удаления парафинов и стабилизации в желаемый сорт базового масла, а оставшиеся фракции рециркулируют в процесс топливного гидрокрекинга. Отмечается, что конверсия (степень превращения) за один проход в процессе топливного гидрокрекинга составляет приблизительно 60%, что приводит к низкому выходу топлива в этом способе.

В документе WO-A 9718278 описан способ, сопоставимый с цитированным выше способом ЕРА-699225, в котором, исходя из гидропарафина, получают до 4 сортов базового масла, например 60N, 100N и 150N. В этом способе гидропарафин подвергают фракционированию в условиях вакуумной перегонки на 5 фракций, из которых 4 более тяжелые фракции дополнительно перерабатывают в различные сорта базового масла, сначала осуществляя каталитическую депарафинизацию, с последующей стадией гидроочистки.

В статье Hennico A., Billon A., Bigeard P.H. "IFP's New Flexible Hydrocracking Process...", Revue de l'institut Francais du Petrole, V.48, №2 (Новый гибкий процесс гидрокрекинга Французского института нефти...) описан процесс топливного гидрокрекинга, в которой получается несколько продуктов в интервале от топлив до трех фракций базового масла, а именно типа 100N, 200N и 350N.

При рассмотрении указанных выше способов ясно, что существует проблема повышения суммарного выхода продуктов базового масла в расчете на остаточные фракции гидрокрекинга.

Раскрытие сущности изобретения

Следующий ниже способ имеет целью увеличение выхода сортов базового масла в расчете на остаточные фракции гидрокрекинга. Способ получения веретенного масла, легкого машинного масла и среднего машинного масла сорта базового масла, включающий следующие стадии:

a) осуществление отдельной каталитической депарафинизации фракций веретенного масла, легкого машинного масла и среднего машинного масла, которые получены при вакуумной перегонке остаточной фракции процесса топливного гидрокрекинга;

b) осуществление отдельной окончательной гидроочистки фракций легкого и среднего машинного масла, полученных на стадии а);

c) выделение низкокипящих соединений из фракций веретенного масла, легкого машинного масла и среднего машинного масла, которые получены на стадиях а) и b), и получение базового масла сортов: веретенное масло, легкое машинное масло и среднее машинное масло;

d) осуществление вакуумной перегонки путем попеременного проведения перегонки в двух вариантах, причем в первом варианте (dl) остаточную фракцию разделяют на одну или несколько фракций газойля, фракцию веретенного масла, фракцию среднего машинного масла и первую остаточную фракцию, выкипающую между указанным веретенным маслом и фракцией среднего машинного масла, а во втором варианте (d2) остаточную фракцию разделяют на одну или несколько фракций газойля, фракцию веретенного масла, фракцию машинного масла и вторую остаточную фракцию, кипящую выше фракции легкого машинного масла.

Установлено, что указанным выше способом можно получить больше чем два сорта высококачественного базового масла с высоким выходом на исходный гидропарафин. Требования к свойствам базового масла различных сортов, таким как вязкость, температура вспышки и/или летучесть по Ноаку, легко выполняются путем проведения перегонки в двух специализированных вариантах, согласно способу настоящего изобретения.

В рамках настоящего изобретения такие термины, как веретенное масло, легкое машинное масло и среднее машинное масло, будут относиться к сортам базового масла, обладающим возрастающей кинематической вязкостью при 100°С, причем веретенное масло имеет дополнительное ограничение по максимальной летучести. Преимущества настоящего изобретения реализуются для любой группы базовых масел, имеющих такие различные требования к показателям вязкости и летучести. Предпочтительно веретенное масло является продуктом легкого базового масла, имеющим кинематическую вязкость при 100°С ниже 5,5 сСт и предпочтительно выше 3,5 сСт. Веретенное масло может иметь либо летучесть по Ноаку, которая определяется по методу СЕС L-40-T87, предпочтительно ниже 20% и более предпочтительно ниже 18%, либо температуру вспышки, которая определяется по методу ASTM, выше 180°С. Предпочтительно легкое машинное масло имеет кинематическую вязкость при 100°С ниже 9 сСт и предпочтительно выше 6,5 сСт и более предпочтительно между 8 и 9 сСт. Предпочтительно среднее машинное масло имеет кинематическую вязкость при 100°С ниже 13 сСт и предпочтительно выше 10 сСт и более предпочтительно между 11 и 12,5 сСт. Соответствующий сорт базового масла может иметь индекс вязкости между 95 и 120.

Такие термины, как фракция веретенного масла, фракция легкого машинного масла и фракция среднего машинного масла, относятся к дистиллятным фракциям, которые получают при вакуумной перегонке и из которых получают соответствующие сорта базового масла.

В контексте настоящего изобретения термин «топливный гидрокрекинг» означает процесс гидрокрекинга, в котором основными продуктами являются нафта, керосин и газойль. Степень превращения (конверсия) в процессе гидрокрекинга, выраженная как весовая доля в сырье фракции, которая кипит выше 370°С и превращается в продукты, кипящие ниже 370°С, обычно превышает 50 мас.%. Этим гидрокрекинг согласно изобретению отличается от специализированного масляного гидрокрекинга, в котором основным продуктом является фракция базового масла и который эксплуатируется при конверсии сырья ниже 50 мас.% и более типично при конверсии между 20 и 40 мас.%. Примеры возможных процессов топливного гидрокрекинга, в которых могут получаться остаточные фракции, которые могут применяться в настоящем изобретении, описаны выше в патентах ЕРА-699225, ЕРА-649896, WO-A 9718278, ЕРА-705321, ЕРА-994173 и в патенте США 4851109.

Предпочтительно топливный гидрокрекинг проводят в две стадии, представляющие собой стадию предварительной гидроочистки и последующей стадии гидрокрекинга, на стадии гидроочистки удаляются соединения азота и серы, а ароматические соединения насыщаются до нафтеновых соединений. Таким образом, в результате процесса гидропарафин и образующиеся сорта базового масла будут иметь очень малое содержание серы, обычно ниже 100 ч/млн, и очень малое содержание азота, обычно ниже 10 ч/млн, (по весу).

Для того чтобы повысить выход сорта среднего машинного масла на исходный гидропарафин, топливный гидрокрекинг более предпочтительно осуществляют следующим образом: сначала i) подвергают гидроочистке углеводородное сырье при конверсии сырья, которая определена выше, ниже 30 мас.% и предпочтительно между 15 и 25 мас.%, и ii) продукт стадии i) подвергают гидрокрекингу в присутствии катализатора гидрокрекинга при таком уровне конверсии, чтобы суммарная конверсия на стадиях i) и ii) составляла между 55 и 80 мас.% и предпочтительно между 60 и 75 мас.%.

Установлено, что при осуществлении сочетания стадий гидроочистки и гидрокрекинга, как описано выше, получается гидропарафин, из которого образуется большое количество среднего машинного масла приемлемого качества по показателю индекс вязкости. Кроме того, в этом способе получается значительное количество нафты, керосина и газойля. Таким образом, предложен способ топливного гидрокрекинга, в котором одновременно получаются продукты в интервале от нафты до газойля и гидропарафин, который потенциально можно переработать в базовое масло сорта среднего машинного масла. Индекс вязкости полученных сортов базового масла обычно изменяется между 95 и 120, что приемлемо для получения базовых масел, соответствующих техническим условиям группы II API (Американского нефтяного института). Найдено, что доля фракции среднего машинного масла, которая имеет кинематическую вязкость при 100°С выше 9, во фракции гидропарафина, кипящей выше 370°С, может быть больше 15 мас.% и более типично выше 25 мас.%, если гидрокрекинг эксплуатируется, как указано выше.

Установлено, что на стадии гидроочистки i) индекс вязкости гидропарафина и образующихся сортов базового масла увеличивается с ростом конверсии на указанной стадии гидроочистки. За счет работы стадии гидроочистки при высоком уровне конверсии, выше 30 мас.%, можно достичь значений индекса вязкости для образующихся базовых масел существенно выше 120. Однако такой высокий уровень конверсии на стадии i) имеет недостаток: выход фракции среднего машинного масла может стать нежелательно низким. При проведении стадии i) на указанном выше уровне конверсии можно получить базовое масло сорта среднего машинного масла группы II API желаемого качества. Минимальное значение конверсии на стадии i) будет определяться желаемым индексом вязкости, находящимся между 95 и 120, для получаемых сортов базового масла, а максимальная конверсия на стадии i) будет определяться минимальным приемлемым выходом сорта среднего машинного масла.

Обычно стадию предварительной гидроочистки проводят, используя катализатор и такие условия, которые описаны, например, в упомянутых выше публикациях по теме гидрокрекинга. В общем, подходящие катализаторы гидроочистки содержат гидрирующий компонент - металл, подходящим является металл группы IVB или VIII, например кобальт-молибден, никель-молибден на пористом носителе, например на алюмосиликате или оксиде алюминия. Подходящие катализаторы гидроочистки не содержат цеолитного материала или имеют очень малое содержание цеолита, меньше 1 мас.%. Примерами подходящих катализаторов гидроочистки являются промышленный ICR 106, ICR 120 фирмы Chevron Research and Technology Co.; 244, 411, DN-120, DN-180, DN-190 и DN-200 фирмы Criterion Catalyst Co.; TK-555 и ТК-565 фирмы Haldor Topsoe A/S; HC-k, HC-P, HC-R и НС-Т фирмы UOP; KF-742, KF-752, KF-846, KF-848 и KF-849 фирмы AKZO Nobel/Nippon Ketjen; и HR-438/448 фирмы Procatalyse SA.

Предпочтительно катализатор стадии гидрокрекинг содержит кислотный крупнопористый цеолит внутри пористого материала носителя с добавленным металлом, имеющим функции гидрирования/дегидрирования. Предпочтительно металлом, имеющим функции гидрирования/дегидрирования, является сочетание металл VIII группы/металл VI группы, например никель-молибден и никель-вольфрам. Предпочтительно носитель является пористым, например, алюмосиликатом и оксидом алюминия. Найдено, что выгодно, когда в катализаторе присутствует минимальное количество цеолита, для того чтобы получить высокий выход фракции среднего машинного масла в гидропарафине при проведении процесса гидрокрекинга при предпочтительном уровне конверсии, как объяснено выше. Предпочтительно в катализаторе присутствует больше одного процента цеолита. Примерами подходящих катализаторов являются цеолиты X, Y, ZSM-3, ZSM-18, ZSM-20 и бета-цеолит, из которых цеолит Y является наиболее предпочтительным. Примерами подходящих катализаторов гидрокрекинга являются промышленный ICR 220 и ICR 142 фирмы Chevron Research and Technology Co.; Z-763, Z-863, Z-753, Z-703, Z-803, Z-733, Z-723, Z-673, Z-603 и Z-623 фирмы Zeolist Intern.; TK-931 фирмы Haldor Topsoe A/S; DHC-32, DHC-32, DHC-41, DHC-32, HC-24, HC-26, НС-34 и НС-43 фирмы UOP; KC2600/1, КС-2602, КС-2610, КС-2702 и КС-2710 фирмы AKZO Nobel/Nippon Ketjen; и HYC 642 и HYC 652 фирмы Procatalyse SA.

Сырьем процесса предварительной гидроочистки может быть, например, вакуумный газойль, легкое циркуляционное масло, полученное в процессе каталитического флюид-крекинга, или деасфальтированное масло, или смесь таких видов сырья. Для обеспечения получения желаемого количества масла сорта среднего машинного масла на стадии гидрокрекинга желательно использовать относительно тяжелое сырье, в котором больше чем 10 мас.%, предпочтительно больше чем 20 мас.% и наиболее предпочтительно больше чем 30 мас.% соединений, присутствующих в указанном сырье, кипят выше 470°С. Приемлемо, когда меньше чем 60 мас.% соединений, присутствующих в указанном сырье, кипят выше 470°С.

Выходящий после гидрокрекинга поток разделяется на одну или несколько указанных выше топливных фракций и остаток, содержащий гидропарафин. Этот остаток, содержащий гидропарафин, в котором гидропарафин кипит в основном выше 370°С, используется в качестве сырья вакуумной перегонки на стадии d). Конкретно, кипящий в основном выше 370°С означает, что больше чем 95 мас.% продукта выкипает выше 370°С. Температура отсечки между гидропарафином и топливными фракциями не является существенной для получения базового масла, так как любые низкокипящие вещества, присутствующие в остатке, содержащем гидропарафин, будут удалены из фракций базового масла на стадии вакуумной перегонки d).

Вакуумная перегонка на стадии d) может эксплуатироваться как любая традиционная вакуумная перегонка, которая приспособлена для разделения углеводородного сырья, кипящего в основном выше 350°С при атмосферном давлении, на различные фракции.

Типичное давление внизу колонны вакуумной перегонки составляет между 80 и 110 мм рт.ст. Температура отсечки для получения различных фракций будет зависеть от варианта перегонки и требований к вязкости целевых фракций для этого варианта перегонки. Измеряя вязкость полученных фракций, а также предпочтительно летучесть по Ноаку для фракций веретенного масла, специалист в этой области техники сможет легко определить оптимальные условия вакуумной перегонки. Остальные фракции, полученные в процессе вакуумной перегонки, можно необязательно рециркулировать в процесс гидрокрекинга. Предпочтительно эту остаточную фракцию смешивают с сырьем каталитического флюид-крекинга или парового крекинга с водяным паром.

Стадия каталитической депарафинизации, и стадия окончательной гидроочистки, и любые дополнительные технологические стадии предпочтительно осуществляют в режиме так называемой комбинированной работы, в котором одновременно получают один сорт базового масла, предпочтительно в непрерывном процессе. В таком способе применяют те же самые устройства для различных сортов базового масла. В таком комбинированном процессе фракции, полученные при вакуумной перегонке, хранятся, например, в складских резервуарах до их последующей переработки на стадиях а)-с).

Стадию каталитической депарафинизации можно проводить любым способом, в котором в присутствии катализатора и водорода снижается температура застывания фракции базового масла. Обычно температура застывания снижается, по меньшей мере, на 10°С и более предпочтительно, по меньшей мере, на 20°С. Обычными катализаторами депарафинизации являются гетерогенные катализаторы, содержащие молекулярное сито, необязательно в сочетании с металлом с гидрирующей активностью, таким как металл VIII группы. Молекулярные сита, и более конкретно цеолиты с промежуточным размером пор, продемонстрировали хорошую каталитическую активность при снижении температуры застывания фракции базового масла в условиях каталитической депарафинизации. Предпочтительно цеолиты с промежуточным размером пор имеют диаметр пор между 0,35 и 0,8 нм. Подходящими цеолитами с промежуточным размером пор являются ZSM-5, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-32, ZSM-35 и ZSM-48. Другой предпочтительной группой молекулярных сит являются кремнийалюмофосфатные (SAPO) материалы, из которых SAPO-11 является наиболее предпочтительным, как описано, например, в патенте США 4859311. Цеолит ZSM-5 можно необязательно использовать в Н-форме, HZSM-5, в отсутствие какого-либо металла VIII группы. Другие молекулярные сита предпочтительно используют в сочетании с добавленным металлом VIII группы. Подходящими металлами VIII группы являются никель, кобальт, платина и палладий. Примерами возможных сочетаний являются Ni/ZSM-5, Pt/ZSM-23, Pd/ZSM-23, Pt/ZSM-48 и Pt/SAPO-11. Дополнительные подробности и примеры подходящих молекулярных сит и условий депарафинизации описаны, например, в патентах WO-A-9718278, США 5053373. США 5252527 и США 4574043.

Обычно катализатор депарафинизации также содержит связующий материал. Этот связующий материал может быть (неорганическим) веществом синтетического или природного происхождения, например глина, оксид алюминия и/или оксиды металлов. Глины природного происхождения представляют собой, например, глины из семейства монтмориллонита и каолина. Предпочтительно связующий материал представляет собой пористый материал, например тугоплавкий оксид, примерами которого являются оксид алюминия, алюмосиликат, силикат магния, диоксид кремния-диоксид циркония, диоксид кремния-диоксид тория, диоксид кремния-оксид бериллия, диоксид кремния-диоксид титана, а также тройные композиции, например алюмосиликат-диоксид тория, алюмосиликат-диоксид циркония, алюмосиликат-оксид магния и силикат магния-диоксид циркония. Более предпочтительно используется связующий материал - тугоплавкий оксид с низкой кислотностью, который практически не содержит оксида алюминия. Примерами этих связующих материалов являются диоксид кремния, диоксид циркония, диоксид титана, диоксид германия, оксид бора и их смеси из двух и более компонентов, примеры которых указаны выше. Наиболее предпочтительным связующим материалом является диоксид кремния.

Предпочтительный класс катализаторов депарафинизации включает промежуточные кристаллиты цеолита, которые указаны выше, и связующий материал - тугоплавкий оксид с низкой кислотностью, который практически не содержит оксида алюминия, как указано выше, в котором поверхность кристаллитов алюмосиликатного цеолита модифицирована путем проведения деалюминирующей обработки кристаллитов алюмосиликатного цеолита. Предпочтительно, деалюминирующую обработку проводят, контактируя экструдат связующего материала и цеолита с водным раствором фторсиликатной соли, как описано, например, в патенте США 5157191. Примеры подходящих катализаторов депарафинизации, как описано выше, являются связанный с диоксидом кремния и деалюминированный Pt/ZSM-5 и связанный с диоксидом кремния идеалюминированный Pt/ZSM-23, связанный с диоксидом кремния и деалюминированный Pt/ZSM-12 и связанный с диоксидом кремния и деалюминированный Pt/ZSM-22, которые описаны, например, в WO-A-200029511 и ЕР-В-832171.

Из уровня техники известны условия каталитической депарафинизации, которые обычно включают рабочие температуры в интервале температур от 200 до 500°С, обычно от 250 до 400°С, давление водорода от 10 до 200 бар (1-20 МПа), при весовой скорости подачи сырья (WHSV) в интервале от 0,1 до 10 кг углеводородов (масла) на 1 л катализатора в час (кг/л/ч), обычно от 0,2 до 5 кг/л/ч, более предпочтительно от 0,5 до 3 кг/л/ч, при соотношении водород/масло в интервале от 100 до 2000 л водорода на 1 л масла. Если стадии депарафинизации и окончательной гидроочистки проводятся в каскаде, то удобно на обоих стадиях поддерживать давление на одном уровне. Поскольку на стадии окончательной гидроочистки предпочтительно повышенное давление, для того чтобы получить базовое масло, имеющее желаемые свойства, стадию депарафинизации соответственно также проводят при таком же давлении, хотя при пониженном давлении можно провести депарафинизацию с большей селективностью. Если не требуется какая-либо стадия окончательной гидроочистки, как установлено для случая получения веретенного масла сорта базового масла, можно с выгодой применять пониженное давление при каталитической депарафинизации. Подходящее давление изменяется от 15 до 100 бар и более предпочтительно от 15 до 65 бар.

Целью стадии окончательной гидроочистки является улучшение качества депарафинизированной фракции. На этой стадии происходит насыщение олефинов, находящихся в масле, удаляются гетероатомы (сера, азот) и окрашивающие вещества и, в случае достаточно высокого давления, насыщаются остаточные ароматические соединения. Предпочтительно условия выбирают таким образом, чтобы получить сорт базового масла, содержащего больше, чем 95 мас.% насыщенных углеводородов, и более предпочтительно, такие условия, чтобы получить больше чем 98 мас.% насыщенных углеводородов. Удобно проводить стадию окончательной гидроочистки при температуре между 230 и 380°С, общем давлении между 10 и 250 бар и предпочтительно выше 100 бар и более предпочтительно между 120 и 250 бар. Весовая скорость подачи сырья (WHSV) изменяется в интервале от 0,3 до 2 кг масла на 1 л катализатора в час (кг/л/ч).

Обычно катализатором окончательной гидроочистки или гидрирования является нанесенный катализатор, содержащий диспергированный металл VIII группы. Возможными металлами VIII группы являются кобальт, никель, палладий и платина. Катализаторы, содержащие кобальт и никель, также могут включать в себя металл VI группы, обычно молибден и вольфрам.

Подходящими материалами носителя или подложки являются аморфные тугоплавкие оксиды с низкой кислотностью.

Примеры подходящих аморфных тугоплавких оксидов включают неорганические оксиды, такие как оксид алюминия, диоксид кремния, диоксид циркония, диоксид титана, оксид бора, алюмосиликат, фторированный оксид алюминия, фторированный алюмосиликат и их смеси из двух или более компонентов.

Подходящие катализаторы гидрирования включают те катализаторы, которые содержат один из металлов никель (Ni) и кобальт (Со) в количестве от 1 до 25 мас.%, предпочтительно от 2 до 15 мас%, в расчете на элемент, относительно общего веса катализатора, а в качестве компонента металла VIB группы один из металлов в количестве от 5 до 30 мас.%, предпочтительно от 10 до 25 мас.%, в расчете на элемент, относительно общего веса катализатора. Примерами подходящего катализатора, содержащего никель, являются KF-847 и KF-8010 (AKZO Nobel), М-8-24 и М-8-25 (BASF) и С-424. DN-190, HDS-3 и HDS-4 (Criterion). Примерами подходящего катализатора, содержащего никель и вольфрам, являются NI-4342 и NI-4342 (Engelhard), С-454 (Criterion). Примерами подходящего катализатора, содержащего кобальт и молибден, являются KF-330 (AKZO Nobel), HDS-22 (Criterion) и НРС-601 (Engelhard).

Для гидрокрекированного сырья, содержащего малые количества серы, как в настоящем изобретении, предпочтительно используются катализаторы, содержащие платину, и более предпочтительно катализаторы, содержащие платину и палладий. Общее количество этих компонентов - благородных металлов VIII группы, присутствующих в катализаторе, обычно составляет от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,2 до 5 мас.%, причем эти весовые проценты указывают количество металла (в расчете на элемент) относительно общего веса катализатора.

Предпочтительными носителями для этих катализаторов, содержащих платину и/или палладий, являются аморфные алюмосиликаты, в которых более предпочтительно алюмосиликат содержит от 2 до 75 мас.% оксида алюминия. Примеры подходящих алюмосиликатных носителей описаны в патенте WO-A-9410263. Предпочтительный катализатор содержит сплав платины и палладия, предпочтительно нанесенный на алюмосиликатный носитель, примером которого является промышленно доступный катализатор С-624 фирмы Criterion Catalyst Company (Хьюстон, шт. Техас).

После стадии отбензинивания необязательно проводят дополнительную стадию, для того чтобы повысить стабильность базового масла, посредством контактирования потока, выходящего со стадии окончательной гидроочистки, с активированным углем, например, как описано в ЕР-А-712922.

Предпочтительно после стадии окончательной гидроочистки низкокипящую фракцию удаляют посредством перегонки, для того чтобы получить продукт, имеющий желаемые свойства летучести.

Изобретение также посвящено новому сорту среднего машинного масла, имеющему кинематическую вязкость при 100°С между 11 и 12,5 сСт, индекс вязкости между 95 и 120, содержание серы ниже 100 мас. ч/млн и содержание насыщенных соединений выше 98 мас.%, которое получают описанным выше способом. Этот сорт базового масла можно использовать в композиции смазочного масла, содержащей также одну или более присадок. Обычно эту композицию смазочного масла используют в качестве автомобильного масла 20W50 или как промышленную композицию ISO 100, например, в качестве гидравлического или турбинного масла.

Способ иллюстрируется на фиг.1, на которой показано, что углеводородная смесь (1) подается на стадию предварительной гидроочистки (2). Поток (3), отходящий со стадии гидроочистки (2), поступает на стадию гидрокрекинга (4). Стадии гидроочистки (2) и гидрокрекинга (4) могут быть объединены в одном блоке, в так называемом многоярусном слое. Поток, отходящий со стадии гидрокрекинга (4), или продукт гидрокрекинга (5) разделяется на стадии перегонки (6) на одну или несколько топливных фракций (7) и остаточную фракцию или гидропарафин (8). Этот гидропарафин (8) дополнительно разделяется в установке вакуумной перегонки (9) на фракцию тяжелого газойля (10), фракцию вакуумного газойля (11) и, как показано для варианта перегонки (d1), на фракцию веретенного масла (12), фракцию среднего машинного масла (14) и первую остаточную фракцию (13), выкипающую между указанными фракциями веретенного масла и среднего машинного масла. Кроме того, фракцию вакуумного газойля можно необязательно перерабатывать далее в сорт легкого базового масла, осуществляя стадии а)-с) согласно настоящему изобретению. В комбинированном варианте фракцию веретенного масла (12) (не показана) и среднего машинного масла (14), которая показана, перерабатывают далее, подавая из складских резервуаров (12') и (14') в установку каталитической депарафинизации (15), получая депарафинизированную фракцию (16), которую дополнительно обрабатывают в установке окончательной гидроочистки (17). Из смеси (18), полученной в установке окончательной гидроочистки, удаляют в установке перегонки (19) низкокипящую фракцию (20), для того чтобы получить желаемый сорт базового масла (21). Сумма топливных фракций, полученных этим способом, объединяет смесь фракций (7), (10), (11) и (20).

На фиг.2 показан вариант перегонки d2). В этом варианте гидропарафин (8) дополнительно разделяется в установке вакуумной перегонки (9) на фракцию тяжелого газойля (10), фракцию вакуумного газойля (11), фракцию веретенного масла (12), фракцию легкого машинного масла (22) и вторую остаточную фракцию (23), кипящую выше фракции легкого машинного масла. В комбинированном варианте фракцию веретенного масла (12) (не показана) и легкого машинного масла (22), которая показана, перерабатывают далее, подавая из складских резервуаров (12') и (22') и получая соответствующий сорт базового масла. Все остальные ссылки имеют те же значения, что и для фиг.1.

Изобретение можно проиллюстрировать следующими неограничивающими примерами. В примерах 1-2 представлены результаты расчета, в котором использованы модели гидрокрекинга, данные установки и экспериментальные результаты. Авторы полагают, что эти результаты дают хорошее представление о том, как можно осуществить на практике способ согласно изобретению.

Пример 1 с использованием единственного варианта вакуумной перегонки

В колонну перегонки подают остаток, содержащий гидропарафин, со скоростью 4883 тонн сырья в сутки (т/сутки). Это сырье имеет свойства, указанные в табл.1.

Таблица 1
Сырье
Температура выкипания 5 об.% (°С)287
Кинематическая вязкость при 100°С (сСт)3,95
Содержание парафина, (мас.%)18,2
Содержание серы (ч/млн)24
Содержание азота (ч/млн)<1

Сырье разделяют путем вакуумной перегонки на фракции: 1042 т/сутки тяжелого газойля, 1285 т/сутки вакуумного газойля, 591 т/сутки остаточной фракции, выкипающей между фракциями веретенного масла и вакуумного газойля, 291 т/сутки легкого машинного масла, 664 т/сутки среднего машинного масла и 300 т/сутки остаточной фракции. Фракции веретенного масла, легкого машинного масла и среднего машинного масла в последующем были дополнительно переработаны в комбинированном варианте процессов каталитической депарафинизации и окончательной гидроочистки. Из продукта после окончательной гидроочистки удаляют низкокипящую фракцию, суммарное количество которой в среднем для всех сортов базового масла составляет до 422 т/сутки. Выход продуктов в этом способе составляет (в среднем, в расчете на пробег 350 суток): 557 т/сутки масла сорта веретенного, 214 т/сутки легкого машинного масла и 471 т/сутки масла сорта среднего машинного. Выход базовых масел (веретенного масла, легкого машинного масла и среднего машинного масла) на остаток, содержащий гидропарафин, составляет около 25 мас.%.

Сведения о качестве сортов базового масла приведены в табл.2.

Таблица 2
Сорт веретенного маслаСорт легкого машинного маслаСорт среднего машинного масла
Вязкость при 100°С, сСт(1)4,658,6512,0
Индекс вязкости (2)106103100
Летучесть по Ноаку, % (3)16,5--
Температура застывания, °С (4)-15-12-12
Насыщенные углеводороды, мас.% (5)99,298,498,1

(1) в соответствии с ASTM D445; (2) в соответствии с ASTM D2270; (3) в соответствии с СЕС L-40-T-87; (4) в соответствии с ASTM D97; (5) в соответствии с ASTM D207. Пример 2 с использованием двух вариантов вакуумной перегонки согласно настоящему изобретению

Повторяют пример 1 с тем же самым сырьем за исключением того, что в течение 245 суток из 350 суток непрерывной эксплуатации гидропарафиновое сырье в количестве 4109 т/сутки разделяют путем вакуумной перегонки на фракции: 866 т/сутки тяжелого газойля, 1153 т/сутки вакуумного газойля, 723 т/сутки веретенного масла, 416 т/сутки первой остаточной фракции, выкипающей между фракциями веретенного масла и среднего машинного масла, и 951 т/сутки среднего машинного масла. Полученные таким образом фракции веретенного масла и среднего машинного масла в последующем были дополнительно переработаны в комбинированном варианте процессов каталитической депарафинизации и окончательной гидроочистки. Из продукта после окончательной гидроочистки удаляют низкокипящую фракцию. В этом варианте перегонки получают (в среднем, в расчете на год): 557 т/сутки масла сорта веретенного и 660 т/сутки масла сорта среднего машинного.

В ходе остальных дней непрерывной работы гидропарафин разделяют путем вакуумной перегонки на фракции: 866 т/сутки тяжелого газойля, 1153 т/сутки вакуумного газойля, 723 т/сутки веретенного масла, 1083 т/сутки легкого машинного масла и 329 т/сутки второй остаточной фракции, кипящей выше фракции легкого машинного масла. Полученные таким образом фракции веретенного масла и легкого машинного масла в последующем были дополнительно переработаны в комбинированном варианте процессов каталитической депарафинизации и окончательной гидроочистки. Из продукта после окончательной гидроочистки удаляют низкокипящую фракцию. В этом варианте перегонки получают (в среднем, в расчете на пробег 350 суток): 557 т/сутки масла сорта веретенного и 751 т/сутки масла сорта легкого машинного.

Таким образом, в обоих вариантах перегонки получают (в среднем, в расчете на год): 557 т/сутки масла сорта веретенного, 214 т/сутки легкого машинного масла и 471 т/сутки масла сорта среднего машинного. Выход базовых масел (веретенного масла, легкого машинного масла и среднего машинного масла) на остаток, содержащий гидропарафин, составляет около 30 мас.%. Качество сортов базового масла такое же, как в табл.2.

Пример 3

Остаток, содержащий гидропарафин, имеющий свойства, указанные в табл. 1, перегоняют и получают фракцию легкого машинного масла, имеющего кинематическую вязкость при 100°С, равную 7,24 сСт, начальную температуру кипения (истинная температура выкипания 5 об.%) 440°С и конечную температуру кипения (истинная температура выкипания 95 об.%) 550°С. Эту фракцию легкого машинного масла в последующем подвергают депарафинизации путем контактирования фракции с тем же самым катализатором - деалюминированный ZSM-5 с нанесенной платиной и связанный с диоксидом кремния, который использовался в примерах 11 и 12 документа WO-A-0029511 в присутствии водорода при температуре 354°С, давлении на выходе 141 бар, весовой скорости подачи сырья 1,00 кг/(л·ч) и при подаче газообразного водорода 640 нормальных литров на 1 кг сырья.

Полученный таким образом поток в последующем подвергают окончательной гидроочистке, контактируя поток при подаче свежего водорода с промышленным платина-палладиевым, нанесенным на аморфный алюмосиликатный носитель катализатором С-624 фирмы Criterion Catalyst Company (Хьюстон, шт. Техас). Используют следующие рабочие условия: парциальное давление водорода 129 бар, весовая скорость подачи сырья 1,0 кг/(л·ч) и подача циркулирующего газа 500 нормальных л/кг при температуре 260°С.

Отделяют газообразные компоненты из потока после окончательной гидроочистки путем быстрого испарения в вакууме при температуре отсечки 445°С. После этого выделяют легкую фракцию путем перегонки, после которой получают желаемое легкое машинное масло группы II API, имеющее свойства, указанные в табл.3

Таблица 3
Легкое машинное масло группы II API
Насыщенные углеводороды, мас.% (IP 391)98,6
Полярные соединения, мас.% (IP 391)1,4
Содержание серы (мг/кг)18
Содержание азота (мг/кг)<1
Индекс вязкости107
Вязкость при 100°С, сСт8,513
Вязкость при 40°С, сСт62,54
Температура застывания, °С-12

1. Способ получения веретенного масла, легкого машинного масла и среднего машинного масла сорта базового масла, отличающийся тем, что включает следующие стадии:

a) осуществления отдельной каталитической депарафинизации фракции веретенного масла, фракции легкого машинного масла и фракции среднего машинного масла, которые получены при вакуумной перегонке остаточной фракции процесса топливного гидрокрекинга;

b) осуществление отдельной окончательной гидроочистки фракций веретенного масла и легкого и среднего машинного масла, полученных на стадии а);

c) выделение низкокипящих соединений из фракций веретенного масла, легкого машинного масла и среднего машинного масла, которые получены на стадиях а) и b), и получение базового масла сортов: веретенное масло, легкое машинное масло и среднее машинное масло;

d) осуществление вакуумной перегонки путем попеременного проведения перегонки в двух вариантах, причем в первом варианте (d1) остаточную фракцию разделяют на фракцию газойля, фракцию веретенного масла, фракцию среднего машинного масла и первую остаточную фракцию, выкипающую между указанным веретенным маслом и фракцией среднего машинного масла, а во втором варианте (d2) остаточную фракцию разделяют на одну или несколько фракций газойля, фракцию веретенного масла, фракцию машинного масла и вторую остаточную фракцию, кипящую выше фракции легкого машинного масла.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорт веретенного масла имеет кинематическую вязкость при 100°С от 3,5 до 5,5 сСт и летучесть по Ноаку ниже 20%, или температуру вспышки выше 180°С, сорт легкого машинного масла имеет кинематическую вязкость при 100°С от 6,5 до 9 сСт, и сорт среднего машинного масла имеет кинематическую вязкость при 100°С от 10 до 13,5 сСт.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что сорт среднего машинного масла имеет кинематическую вязкость при 100°С от 11 до 12,5 сСт.

4. Способ по любому одному из пп.1-3, отличающийся тем, что каталитическую депарафинизацию на стадии а) проводят путем контактирования фракции вакуумной перегонки в присутствии водорода и катализатора, содержащего молекулярное сито, таким образом, чтобы температура застывания снизилась, по меньшей мере, на 10°С.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что используют молекулярное сито ZSM-5, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-32, ZSM-35 и ZSM-48 или SAPO-11.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что молекулярное сито представляет собой цеолит с промежуточным размером пор и в котором катализатор также включает в себя связующий материал и металл VIII группы.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что связующий материал представляет собой тугоплавкий оксид с низкой кислотностью, который практически не содержит оксида алюминия и в котором поверхность цеолита с промежуточным размером пор модифицирована путем проведения деалюминирующей обработки поверхности цеолита.

8. Способ по любому одному из пп.1-7, отличающийся тем, что получают остаточную фракцию топливного процесса гидрокрекинга, в котором подвергают гидрокрекингу углеводородное сырье с получением нафты, керосина, газойля и остаточной фракции, где доля фракции, которая имеет кинематическую вязкость при 100°С выше 9, составляет больше 15 мас.%, а весовой процент рассчитывают на общий вес соединений в остаточной фракции, кипящих выше 370°С, причем сначала проводят

i) гидроочистку углеводородного сырья при конверсии сырья ниже 30 мас.% и ii) затем продукт стадии i) подвергают гидрокрекингу в присутствии катализатора гидрокрекинга при таком уровне конверсии, чтобы суммарная конверсия на стадиях i) и ii) составляла от 55 до 80 мас.%.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что конверсия на стадии гидрокрекинга i) составляет от 15 до 25 мас.%.

10. Способ по любому одному из пп.8 и 9, отличающийся тем, что суммарная конверсия составляет от 60 до 75 мас.%.

11. Способ по любому одному из пп.8 и 9, отличающийся тем, что используемый на стадии ii) катализатор содержит больше, чем 1 мас.% кислотного крупнопористого цеолита, пористый носитель и сочетание металлов VIII группы/VI группы.

12. Способ по любому одному из пп.1-7, отличающийся тем, что на стадии d) используют остаточную фракцию, полученную по способу согласно любому одному из пп.8-11.

13. Сорт среднего машинного масла, полученного способом по пп.1-12, который имеет кинематическую вязкость при 100°С от 11 до 12,5 сСт, индекс вязкости от 95 до 120, и содержание насыщенных соединений выше 98 мас.%.

14. Применение смазочного масла, содержащего среднее машинное масло по п.13, в качестве автомобильного смазочного масла 20W50 или в качестве гидравлического или турбинного масла ISO 100.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области получения низкозастывающих масел из нефтяного сырья, в частности всесезонного загущенного масла ВМГЗ, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к способу получения нефтяных масел и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к способам получения нефтяных масел путем гидрообработки дистиллятных и остаточных рафинатов масляных. .

Изобретение относится к способам получения нефтяных масел и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. .

Изобретение относится к способам получения нефтяных масел и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности. .
Изобретение относится к способу получения базового масла из сырья, содержащего парафиновый гач, путем контактирования сырья в присутствии водорода с катализатором, содержащим металл VIB группы и неблагородный металл VIII группы на аморфном носителе
Изобретение относится к процессам нефтепереработки, в частности к процессам и катализаторам получения высокоиндексных масляных фракций

Изобретение относится к способу получения базового масла, характеризующегося индексом вязкости в диапазоне от 80 до 140, из исходного сырья в виде вакуумного дистиллята либо в виде деасфальтированного масла в результате введения исходного сырья в присутствии водорода в контакт с катализатором, содержащим металл группы VIB и неблагородный металл группы VIII на аморфном носителе, с последующей стадией депарафинизации

Изобретение относится к способу для экономичной переработки остаточных продуктов перегонки тяжелых сырых нефтей, включающему стадии: а) подачи сырья - остатка после перегонки нефти при атмосферном давлении или в вакууме, причем 30-100% указанного сырья кипит выше 524°С, в устройство для деасфальтизации растворителями SDA, с получением потока асфальтенов и потока деасфальтизата DAO; b) переработки указанного потока асфальтенов, по меньшей мере, в одном реакторе с псевдоожиженным слоем в присутствии катализатора, где реактор эксплуатируют при общем давлении от 10,335 до 20,670 кПа, температуре 399-454°С, удельном часовом расходе жидкости от 0,1 до 1,0 ч-1 и скорости замены катализатора от 0,285 до 2,85 кг/м3 или где реактор или реакторы эксплуатируют при общем давлении от 3445 до 20,670 кПа, температуре 388-438°С, удельном часовом расходе жидкости от 0,2 до 1,5 ч-1 и скорости замены катализатора от 0,142 до 1,42 кг/м3 ; и с) переработки указанного потока деасфальтизата, по меньшей мере, в одном реакторе с псевдоожиженным слоем в присутствии катализатора, в котором на стадиях а - с общая конверсия остатка достигает более 65%

Изобретение относится к способу переработки тяжелого сырья, выбранного из тяжелых сырых нефтей, включающему следующие операции: - смешивание по меньшей мере части тяжелого сырья (1b) и по меньшей мере большей части потока, содержащего асфальтены, полученные в установке деасфальтизации, или по меньшей мере большей части потока, содержащего асфальтены с подходящим катализатором гидрогенизации, и подачу полученной смеси в реактор гидрообработки (ГО), в который загружают водород или смесь водорода и H 2S; - подачу потока, содержащего продукт реакции гидрообработки и катализатор, находящийся в дисперсной фазе, на одну или более чем одну операцию (П) перегонки или мгновенного испарения, посредством чего отделяют различные фракции, полученные при гидрообработке; - рециркуляцию по меньшей мере части кубового остатка (гудрона) или жидкости, выходящей из установки мгновенного испарения, содержащей катализатор в дисперсной фазе, обогащенной сульфидами металлов, получаемыми при деметаллировании сырья, и возможно, коксом, в присутствии растворителей в зону деасфальтизации (СДА), в которую также, возможно, подают по меньшей мере часть тяжелого сырья (1а), с получением двух потоков, один из которых состоит из деасфальтированного нефтепродукта (ДАН), а другой содержит асфальтены, отличающийся тем, что поток, содержащий продукт реакции гидрообработки и катализатор в дисперсной фазе, перед подачей на одну или более чем одну операцию перегонки или мгновенного испарения подвергают предварительному разделению при высоком давлении для получения легкой фракции и тяжелой фракции, при этом лишь тяжелую фракцию подают для осуществления указанной операции (операций) (П) перегонки

Изобретение относится к способу переработки тяжелого сырья, включающему следующие стадии: смешивание по меньшей мере части тяжелого сырья (1b) и по меньшей мере большей части потока, содержащего асфальтены, полученные в установке деасфальтизации, или по меньшей мере большей части потока, содержащего асфальтены, с подходящим катализатором гидрогенизации, и подачу полученной смеси в реактор гидрообработки (ГО), в который загружают водород или смесь водорода и H2S; подачу потока, содержащего продукты реакции гидрообработки и катализатор, находящийся в дисперсной фазе, на одну или более стадию (П) перегонки или мгновенного испарения, посредством чего отделяют различные фракции, полученные при гидрообработке; рециркуляцию по меньшей мере части кубового остатка (гудрона) или отводимой из установки для мгновенного испарения жидкости, содержащих катализатор в дисперсной фазе, обогащенной сульфидами металлов, получаемыми при деметаллировании сырья, и, возможно, коксом, в присутствии растворителей в зону деасфальтизации (СДА), в которую также, возможно, подают по меньшей мере часть тяжелого сырья (1а), при этом получают два потока, один из которых состоит из деасфальтированного нефтепродукта (ДАН), а другой содержит асфальтены; часть потока, содержащего асфальтены, отводимого из секции деасфальтизации (СДА) и называемого промывочным потоком, направляют в секцию обработки подходящим растворителем для разделения продукта на твердую фракцию и жидкую фракцию, из которой затем может быть удален указанный растворитель

Изобретение относится к способу получения веретенного масла, легкого машинного масла и среднего машинного масла сорта базового масла из остаточных фракций процесса топливного гидрокрекинга

Наверх