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高黏度指数润滑油基础油的生产方法与流程

1.本发明涉及一种加氢生产高黏度指数润滑油基础油的方法。具体说是以加氢裂化尾油，或加氢裂化尾油掺炼加氢处理轻脱油、加氢处理蜡膏、加氢处理蜡下油、费托合成蜡重馏分中的一种或几种含蜡油为原料油，通过异构脱蜡-异构脱蜡/补充精制反序串联工艺，生产高黏度指数润滑油基础油的方法。

背景技术：

2.传统的润滑油基础油生产是采用溶剂精制工艺，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。
3.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、基础油收率高、副产品价值高等。
4.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黏度指数的要求。一般情况下，当重质润滑油组分倾点合格时，轻质润滑油组分的黏度指数损失较大，难以生产黏度指数》120的api
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类轻质基础油产品；而当轻质润滑油组分黏度指数合格时，重质组分不能作为合格的润滑油组分。
5.针对上述问题，目前现有技术采用将含蜡油进行预分馏，然后将各个窄馏分分别作为加氢异构脱蜡的进料，解决生产高黏度指数轻质润滑油基础油的问题。us5,580,442提出了一种加氢裂化尾油生产高黏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馏，切割出100℃黏度分别为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，生产黏度指数》130的100℃黏度分别为3mm2/s、4mm2/s、6 mm2/s以及8mm2/s的四种润滑油基础油产品。
6.us7,198,710提出了一种由费托蜡生产高黏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。
7.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黏度指数润滑油基础油的方法，但需要设置多个原料罐，增加装置的建设投资；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。

技术实现要素：

8.针对现有技术的不足，本发明提供一种高黏度指数润滑油基础油的生产方法，以加氢裂化尾油，或加氢裂化尾油掺炼加氢处理轻脱油、加氢处理蜡膏、加氢处理蜡下油、费托合成蜡重馏分中的一种或几种含蜡油为原料油，通过异构脱蜡-异构脱蜡/补充精制反序串联工艺，生产高黏度指数润滑油基础油的方法。
9.本发明提供一种高黏度指数润滑油基础油的生产方法，所述生产方法包括如下内容：（1）以加氢裂化尾油，或加氢裂化尾油掺炼加氢处理轻脱油、加氢处理蜡膏、加氢处理蜡下油、费托合成蜡重馏分中的一种或几种含蜡油为原料油，和氢气混合首先进入第一异构脱蜡反应区，进行适宜深度的异构反应；（2）步骤（1）得到的反应流出物进入贵金属补充精制反应区，饱和烯烃和芳烃；（3）步骤（2）得到的反应流出物进行气液分离，液体产物进入分馏系统，得到倾点满足要求、高黏度指数的轻质润滑油基础油产品以及倾点较高的重质基础油组分；（4）步骤（3）得到的重质基础油组分全部或部分进入第二异构脱蜡反应区，在适宜的条件下完成深度更深的加氢异构化反应；（5）步骤（4）得到的反应流出物和步骤（1）得到的反应流出物一同进入贵金属补充精制反应区，进行深度补充精制反应；（6）步骤（5）得到的反应流出物进入分馏系统，得到倾点满足要求、高黏度指数的轻质润滑油基础油产品和重质基础油组分。
10.本发明方法中，在装置开工初期，重质润滑油基础油产品的倾点达不到指标要求，需要将全部的重质润滑油基础油产品循环回异构脱蜡反应器，当异构化脱蜡反应装置稳定运转后，维持适宜的重质润滑油基础油循环比例，可以得到倾点和黏度指数均合格的重质润滑油基础油产品。一般来说，重质润滑油基础油的循环质量比（循环回异构脱蜡反应器部分与作为产品出装置部分的质量之比）为0.2：1～5：1，优选为0.5：1～2：1，具体可以根据原料性质和产品质量指标确定。
11.本发明方法中，所得到的轻质润滑油基础油产品（蒸馏得到的1～2个侧线产品）和重质润滑油基础油产品（蒸馏得到的1个侧线产品和塔底产品）的黏度指数均大于120，一般为120～170。轻质润滑油基础油产品和重质润滑油基础油产品的倾点均低于-10℃，优选低于-15℃。轻质润滑油基础油产品的倾点为-10～-30℃，优选为-15～-27℃；重质润滑油基础油产品的倾点为-10～-25℃，优选为-15～-21℃。
12.本发明方法中，原料油可以是加氢裂化尾油，或加氢裂化尾油掺炼加氢处理轻脱油、加氢处理蜡膏、加氢处理蜡下油、费托合成蜡重馏分中的一种或几种含蜡油，这些原料的硫含量要求低于30μg/g，优选低于15μg/g；氮含量要求低于5μg/g，优选低于2μg/g，以达到加氢裂化、异构脱蜡和补充精制使用的贵金属催化剂对原料杂质含量的要求。含蜡油的掺炼比为1~50wt%，优选为10~25wt%。轻脱油、蜡膏和蜡下油的加氢处理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。上述原料油的初馏点一般为200～400℃，终馏点一般为500～600℃。
13.步骤（3）和步骤（6）中，所述轻质基础油产品和重质基础油组分的分割点温度为450～520℃，即在减压蒸馏塔中，轻质润滑油基础油产品与重质润滑油基础油组分的蒸馏
分割温度（指实沸点温度）为450～520℃。沸点低于分割点的润滑油基础油为轻质润滑油基础油，沸点高于分割点的润滑油基础油组分进入异构脱蜡反应器进一步反应分馏后得到重质润滑油基础油。
14.本发明方法使用的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。如，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、zsm-22、zsm-23分子筛、zsm-48分子筛等，优选为zsm-22分子筛。ton结构分子筛在催化剂中的含量一般为30wt%~80wt%，优选为40wt%~70wt%，载体中也可加入部分氧化硅；活性金属组分为pt、pd、ru和rh中一种或多种，其在催化剂中的含量为0.1wt%~5.0wt%。可选择的助剂组分为硼、氟、氯和磷中的一种或多种，助剂组分（以元素计）在催化剂中的含量为0.1wt%~5.0wt%。加氢异构催化剂的比表面积为150～500m2/g，孔容为0.15～0.60ml/g。两个异构脱蜡反应区的异构脱蜡催化剂可以是同一种，也可以是不同分子筛、金属含量的两种或两种以上的级配。
15.本发明方法使用的补充精制催化剂为常规的还原型加氢精制催化剂，优选贵金属催化剂。贵金属催化剂的活性金属为pt、pd中的一种或两种，活性金属在催化剂的重量含量一般为0.05%～1%，催化剂载体一般为al2o3或al2o
3-sio2，催化剂中还可以含有p、ti、b、zr等中的一种或几种作为助剂。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。
16.所述的两个异构脱蜡区的反应条件为：温度为300℃～380℃，优选310℃～340℃，氢分压为2.0mpa～18.0mpa，优选10.0～15.0mpa，原料油液时体积空速为0.2h-1
～6.0h-1
，优选0.4 h-1
～1.0h-1
，氢油体积比400:1～1500:1，优选600:1～800:1。
17.本发明中，第一异构脱蜡反应区的适宜深度以轻质产品（4#及4#以下牌号润滑油基础油）倾点的合格为准，同时重质产品的倾点也会得到一定程度降低。第二异构脱蜡反应区的异构深度以重质产品（6#及6#以上牌号润滑油基础油）倾点合格为基准。在相同的体积空速下，第一异构脱蜡力反应区的反应温度低于第二异构脱蜡反应区的反应温度，一般低10~20℃。如体积空速均为2.0h-1
时，第一异构脱蜡反应区的反应温度低于第二异构脱蜡反应区10~20℃。
18.所述的补充精制反应区的反应条件为：温度为200℃～300℃，优选210℃～280℃，氢分压为6.0mpa～18.0mpa，优选10.0～15.0mpa，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400:1～1500:1，优选600:1～800:1。
19.与现有技术相比，本发明的方法具有如下优点：1、本发明方法，无需对含有加氢裂化尾油的原料油进行预分馏，即可实现生产倾点合格的轻质及重质高黏度指数润滑油基础油的目的。只需设置一个原料罐和一套分离、蒸馏系统，在实际生产中也无需切换原料及频繁调整工艺参数，大大降低了装置的建设投资及装置的操作难度，并大幅度减少了不合格产品的数量。同时，本发明方法可以共用一套新氢、循环氢系统和蒸馏系统，节省了投资、占地和操作费用。
20.2、通过控制异构脱蜡过程的转化深度，使得原料中的轻、重组分在不同的异构脱蜡反应器，分别达到最佳的脱蜡深度，从而实现轻质润滑油产品、重润滑油基础油产品的倾点与黏度指数间达到最佳平衡。
21.3、重质润滑油基础油产品两次通过补充精制反应器，减少了轻质产品对重质产品
深度精制反应的干扰，增加了重质产品与补充精制催化剂的有效接触，可以在少装20~30%贵金属补充精制催化剂（或者在提高空速）的情况下深度饱和对颜和性影响最大的微量微量含有氮原子的稠环芳烃；重质润滑油基础油在第二异构脱蜡反应区适宜的反应条件下，继续降低倾点，由于没有轻质白油和轻质润滑油基础油的干扰，第二异构脱蜡反应区可以少装30~40%的异构脱蜡催化剂，同时还可以降低第二异构脱蜡反应器的积炭倾向，提高了异构脱蜡催化剂的使用寿命。
22.4、本发明的方法同时副产符合nb/sh/t 0913-2015中轻质白油（ii）技术指标要求的系列轻质白油和符合nb/sh/t 0006-2017中工业白油（ii）技术指标要求的工业白油。
附图说明
23.图1是本发明方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图和具体实施例对本发明的方法作更详细的描述。
25.结合图1，本发明生产高黏度指数润滑油基础油的方法如下：原料油经过管线1，和管线2引入的新氢及管线3的循环氢混合首先进入第一加氢异构脱蜡反应区4，完成适宜深度的异构脱蜡反应，随后异构脱蜡产物经管线5进入贵金属补充精制反应区6，饱和烯烃和芳烃；补充精制反应流出物经管线7进入分离系统8，所述分离系统8一般包括高压分离器和低压分离器，分离所得气相作为循环氢经过管线3返回第一异构脱蜡反应区4，液相产物经过管线9进入分馏系统，得到ii类轻质白油和ii类工业白油经过管线11引出，倾点满足要求、高黏度指数的轻质润滑油基础油产品经管线12引出，倾点较高的重质基础油馏分经管线13引出，倾点较高重质基础油馏分全部或部分经管线14返回第二异构脱蜡反应区16，在适宜的条件下完成深度更深的加氢异构化反应，得到倾点满足要求、高黏度指数的重质润滑油基础油产品；第二异构脱蜡反应流出物经管线17和第一异构脱蜡反应区产物一同进入加氢补充精制反应区6，进行深度补充精制反应，保证产品的性，根据产品性质调整经过管线14的重质润滑油基础油循环量，直至整个系统达到平衡，同时得到倾点满足要求、高黏度指数的重质润滑油基础油产品经过管线15引出。
26.下面通过具体实施例说明本发明方法的具体内容和效果。
27.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，采用的催化剂的理化性质见表2。
28.表1 实施例原料性质。
29.表2催化剂物化性质。
30.实施例1-2实施例1~2，原料1为表1中所列的加氢裂化尾油和加氢处理减四线蜡膏，比例为4:1，原料2为表1中所列的加氢裂化尾油和费托合成蜡，比例为4:1，催化剂物化性质见表2，原则流程图见图1，得到结果具体见表3-4。
31.对比例1-2对比例1~2使用与实施例1~2相同的原料，使用与实施例1~2中相同的催化剂，流程为常规异构脱蜡-补充精制流程（原料首先经过异构脱蜡反应区，然后通过补充精制反应区，产物直接进分馏系统，尾油部分循环至异构脱蜡反应区），结果见表3-4。
32.表3 实施例及对比例工艺条件
表4 实施例及对比例的结果。
33.从表3和表4的实施例和对比例中可以看出，常规异构脱蜡-补充精制流程很难实现轻质润滑油基础油和重质润滑油基础油之间反应条件的平衡，在重质产品倾点合格的情况下，液收和目的产品收率均低，同时黏度指数损失大。

技术特征：

1.一种高黏度指数润滑油基础油的生产方法，包括如下内容：（1）以加氢裂化尾油，或加氢裂化尾油掺炼加氢处理轻脱油、加氢处理蜡膏、加氢处理蜡下油、费托合成蜡重馏分中的一种或几种含蜡油为原料油，和氢气混合首先进入第一异构脱蜡反应区，进行异构反应；（2）步骤（1）得到的反应流出物进入贵金属补充精制反应区，饱和烯烃和芳烃；（3）步骤（2）得到的反应流出物进行气液分离，液体产物进入分馏系统，得到轻质润滑油基础油产品和重质基础油组分；（4）步骤（3）得到的重质基础油组分全部或部分进入第二异构脱蜡反应区，进行加氢异构化反应；（5）步骤（4）得到的反应流出物和步骤（1）得到的反应流出物一同进入贵金属补充精制反应区，进行补充精制反应；（6）步骤（5）得到的反应流出物进入分馏系统，得到倾点满足要求、高黏度指数的轻质润滑油基础油产品和重质基础油组分。2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤（3）所述轻质润滑油基础油产品和重质基础油组分的蒸馏分割温度为450～520℃。3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤（4）中进入第二异构脱蜡反应区的重质基础油组分与步骤（6）作为产品出装置重质基础油组分的质量比为0.2：1～5：1，优选0.5：1～2：1。4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤（3）所得到轻质润滑油基础油产品和步骤（6）所得重质基础油组分的黏度指数均大于120，优选120～170。5.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述轻质润滑油基础油产品的倾点为-10～-30℃，优选为-15～-27℃；所述重质润滑油基础油产品的倾点为-10～-25℃，优选为-15～-21℃。6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述原料油的硫含量低于30μg/g，优选低于15μg/g；氮含量低于5μg/g，优选低于2μg/g。7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述原料油的初馏点为200～400℃，终馏点为500～600℃。8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，第一和第二异构脱蜡反应区中使用的异构脱蜡催化剂的载体为氧化铝和ton结构的nu-10分子筛、zsm-22、zsm-23分子筛、zsm-48分子筛中的至少一种，活性金属组分为pt、pd、ru和rh中的一种或多种，可选择的助剂组分为硼、氟、氯和磷中的一种或多种。9.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，补充精制反应区中使用的补充精制催化剂的活性金属为pt、pd中的一种或两种，活性金属在重量含量为0.05%～1%，催化剂载体为al2o3或al2o
3-sio2。10.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，第一和第二异构脱蜡反应区的反应条件为：温度为300℃～380℃，氢分压为2.0mpa～18.0mpa，液时体积空速为0.2h-1
～6.0h-1
，氢油体积比400:1～1500:1。11.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，相同的体积空速下，第一异构脱蜡反应区的反应温度低于第二异构脱蜡反应区的反应温度，优选低10~20℃。
12.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，第一异构脱蜡反应区的异构深度以4#及4#以下牌号润滑油基础油的倾点合格为准，第二异构脱蜡反应区的异构深度以6#和6#以上牌号润滑油基础油的倾点合格为基准。13.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述补充精制反应区的反应条件为：温度为200℃～300℃，氢分压为6.0mpa～18.0mpa，体积空速为0.3h-1
～3.0h-1
，氢油体积比400:1～1500:1。

技术总结

本发明公开了一种高黏度指数润滑油基础油的生产方法。以加氢裂化尾油，或加氢裂化尾油掺炼含蜡油为原料油，首先进入第一异构脱蜡反应区，完成深度适宜的异构脱蜡反应；然后进入贵金属补充精制反应区，得到轻质润滑油基础油产品和重质基础油组分；重质基础油组分全部或部分进入第二异构脱蜡反应区，进行深度异构化反应；然后第二异构脱蜡反应产物和第一异构脱蜡反应区产物一同进入补充精制反应区，进行深度补充精制反应。本发明方法可以在少装贵金属补充精制催化剂的情况下，得到高黏度指数的轻质和重质润滑油基础油，同时副产优质特种油品，并且工艺简单，操作能耗低。操作能耗低。操作能耗低。