从原油生产柴油和基础油制造技术

本发明专利技术提供了一种从全含蜡原油生产III类基础油以及石脑油产物和柴油产物的方法。本发明专利技术的方法省略了典型的真空蒸馏阶段和分离而形成真空塔的典型切割馏分。通过选择适合于加工而无需进行分离的含蜡原油，可以将该原油加氢操作、脱芳构化、脱蜡和加氢精制而产生III类基础油。另外，脱蜡催化剂将使石脑油范围的分子异构化，以将辛烷值增至适合于掺入汽油和柴油范围分子的水平，从而降低柴油浊点。

Production of diesel and base oil from crude oil

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从原油生产柴油和基础油
提供了用于从含蜡全原油生产柴油和润滑油基础油的系统和方法。
技术介绍
原油可以被蒸馏和分馏成许多产品，例如汽油、煤油、喷气燃油、沥青质等。原油的一部分形成尤其是用于润滑内燃发动机的润滑基础油的基料。润滑油用户要求基础油质量不断提高，而炼油业者发现，他们可用的设备变得越来越无法生产出满足这些更高质量规格的基础油。需要新的工艺为炼油业者提供制备高质量现代基础油的工具，特别是以更低的成本和更安全的操作来使用现有的设备。用于诸如汽车、柴油发动机和工业应用之类事物的成品润滑油通常由润滑油基础油和添加剂构成。一般说来，使用几种润滑油基础油，通过改变各润滑油基础油和各添加剂的混合物来生产各种各样的成品润滑油。通常，润滑油基础油仅仅是从石油或其它来源制备的烃。润滑油基础油正常是通过从原油减压塔制作减压瓦斯油的窄馏分来制造的。设定分馏点以控制润滑油基础油的最终粘度和闪点。I类基础油，即具有大于300ppm硫和10wt％芳烃的那些，通常是通过如下方式产生的：首先用极性溶剂例如N-甲基-吡咯烷酮、糠醛或苯酚提取减压瓦斯油(或含蜡馏分油)。然后使用脱蜡催化剂例如ZSM-5催化性地，或通过溶剂脱蜡，将从溶剂提取过程产生的所得含蜡提余液脱蜡。所生成的基础油可以进行加氢精制以改善颜色和其它润滑油性质。II类基础油，即具有少于300ppm硫和10wt％芳烃并且粘度指数范围为8-120的那些，通常通过加氢裂化继之以选择性催化脱蜡和加氢精制而产生。加氢裂化通过环裂化和芳烃饱和提高了原料中夹带油的粘度指数。芳烃饱和度受加氢裂化阶段的高温(300-450℃)的限制。在工艺的第二阶段，通过溶剂脱蜡或催化脱蜡对加氢裂化油进行脱蜡，其中催化脱蜡通常是优选的方法。脱蜡的油然后优选在温和的温度(150-300℃)下加氢精制以除去在第一阶段和脱蜡阶段中未转化的多核芳烃(PNA)，多核芳烃对润滑油基础油的质量具有强烈的有害影响。III类基础油的硫和芳烃规格与II类基础油相同，但粘度指数超过120。这些材料用生产II类基础油所采用的相同类型的催化技术制造，但加氢裂化器以更高的严格性操作，或是使用蜡含量更高的原料。典型的润滑油加氢操作设备由两个主要加工阶段组成。在前导阶段，将原料，通常是减压瓦斯油、脱沥青油、加工过的瓦斯油、或这些材料的任何组合物，加氢裂化。在第二阶段，将加氢裂化的油脱芳构化，优选用芳族饱和催化剂来脱芳构化，并脱蜡，优选使用能够通过异构化来转化蜡的高度形状选择性催化剂来脱蜡。脱蜡、脱芳构化的油可以随后进行加氢精制以除去PNA杂质。因为在最终加氢精制步骤中，由于它的低操作温度，无法实现单环和双环芳烃的显著转化，所以优化最终加氢精制步骤的操作以转化PNA杂质。希望通过最少化所需的加工阶段和所需的分离来继续改进基础油、特别是具有更严格规格的III类基础油的生产工艺。
技术实现思路
所要求保护的专利技术提供了从全含蜡原油生产III类基础油以及石脑油产物和柴油产物的方法，而无需典型的减压蒸馏阶段和分离来形成减压塔的典型切割馏分(cutoff)。通过选择适合于加工而无需进行分离的含蜡原油，可以将所述原油加氢操作、脱芳构化、脱蜡和加氢精制，以产生III类基础油。另外，脱蜡催化剂将使石脑油范围的分子异构化，以将辛烷值增至适合于掺入汽油和柴油范围分子的水平，从而降低柴油浊点。在一个实施方式中，提供了一种从全石油原油生产润滑油基础油的方法。将包含少于约2wt％的庚烷沥青质、少于约2wt％的康拉逊残炭(CCR)和少于约50ppm的金属的全石油原油原料，在至少一个加氢处理催化剂床中在有效的加氢处理条件下进行加氢处理，以产生硫、氮和芳烃比全石油原油少的加氢处理流出物。所述加氢处理流出物然后在脱蜡催化剂的存在下进行脱蜡，以产生辛烷值大于60的石脑油产物、浊点低于0℃的柴油产物、和润滑油基础油产物，后者被至少分馏为在100℃时的粘度为2-8cSt的低粘度润滑油基础油产物和在100℃时的粘度为6-30cSt的高粘度润滑油基础油产物。在另一个实施方式中，从全石油原油生产石脑油产物、柴油产物和润滑油基础油产物。将含有少于约2wt％的庚烷沥青质、少于约2wt％的康拉逊残炭(CCR)和少于约50ppm的金属的全石油原油原料在不经分离或预处理的情况下提供给加氢处理单元，在其中将其在至少一个加氢处理催化剂床上在有效加氢处理条件下进行加氢处理，以产生具有少于15ppm硫、少于5ppm氮、少于2wt％C3-链烷烃和少于25wt％芳烃的加氢处理流出物。将所述加氢处理的流出物在脱蜡催化剂的存在下进行脱蜡以产生脱蜡的流出物，将所述脱蜡流出物至少分离成辛烷值大于60的石脑油产物、浊点低于0℃的柴油产物、和基础油料产物。对所述基础油料产物进行加氢精制和/或芳烃饱和，以去除多核芳族化合物并产生加氢精制的基础油料，然后将所述加氢精制的基础油料至少分馏成在100℃时的粘度为2-8cSt的低粘度润滑油基础油产物和在100℃时的粘度为6-30cSt的高粘度润滑油基础油产物。附图说明图1示意性地显示了适合于加工全含蜡原油进料以形成润滑油基础油的配置的一个实例。具体实施方式在本文的具体实施方式和权利要求内的所有数值均由“约”或“大约”修饰所指示的值，并考虑试验误差以及本领域普通技术人员预料到的变化。概述在多个实施方式中，提供了从原油生产润滑油基础油的方法。在典型的润滑油基础油生产过程中，将原油进行常压蒸馏以获得馏分和常压残油。然后将常压残油送去减压蒸馏，在其中至少获得挥发性馏分油、轻质中性馏分油、重质中性馏分油和减压残油。然后对减压残油进行脱沥青以除去沥青质，然后将脱沥青的油与轻质中性和重质中性馏分一起进行溶剂提取以去除芳烃。来自溶剂提取的提余液然后可以进行加氢操作和脱蜡以产生基础油。然而，本专利技术人发现了一种在省略所述典型过程的几个步骤的同时仍生产高质量润滑油基础油的方法，所述典型过程具体是常压蒸馏、减压蒸馏、脱沥青和溶剂提取。图1显示了用于本专利技术方法的一个实例反应器系统100。在本专利技术方法的一个实施方式中，将满足某些规格(在下文中详述)的原料102在第一阶段中在加氢操作单元110中进行加氢处理以除去硫、氮和饱和芳烃。加氢处理的流出物112然后在第二阶段120中在层叠的贵金属催化剂床上进行处理。贵金属加氢催化剂的顶部床还使加氢处理的流出物112中的芳烃饱和。底部床含有催化脱蜡催化剂，其将C4-C8正链烷烃(石脑油范围分子)异构化为高辛烷的异链烷烃，以使石脑油产物的辛烷值大于70，如此可以将其直接掺入汽油中。催化脱蜡催化剂还将C9至650℉–(343℃–)沸点的正链烷烃(柴油范围分子)异构化为低倾点异链烷烃以降低柴油浊点，并将650℉+(343℃+)范围的正链烷烃异构化为低倾点的III类润滑油基础油。脱蜡的流出物122通过在塔130中蒸馏而被分离成石脑油馏分132、柴油馏分134和基础油料馏分136，并将基础油料馏分136在加氢精制单元140中加氢精制以除去痕量的多核芳烃。然后将加氢精制的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从全石油原油生产润滑油基础油的方法，所述方法包括：/na.提供包含少于约2wt％的庚烷沥青质、少于约2wt％的康拉逊残炭(CCR)和少于约50ppm的金属的全石油原油原料；/nb.在至少一个加氢处理催化剂床上，在有效的加氢处理条件下对所述全石油原油原料进行加氢处理，以产生硫、氮和芳烃比所述全石油原油少的加氢处理的流出物；/nc.在脱蜡催化剂存在下对所述加氢处理的流出物进行脱蜡，以产生辛烷值大于60的石脑油产物、浊点低于0℃的柴油产物、和润滑油基础油产物；和/nd.将所述润滑油基础油产物至少分馏为在100℃时的粘度为2-8cSt的低粘度润滑油基础油产物和在100℃时的粘度为6-30cSt的高粘度润滑油基础油产物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170607 US 62/516,3121.一种从全石油原油生产润滑油基础油的方法，所述方法包括：
a.提供包含少于约2wt％的庚烷沥青质、少于约2wt％的康拉逊残炭(CCR)和少于约50ppm的金属的全石油原油原料；
b.在至少一个加氢处理催化剂床上，在有效的加氢处理条件下对所述全石油原油原料进行加氢处理，以产生硫、氮和芳烃比所述全石油原油少的加氢处理的流出物；
c.在脱蜡催化剂存在下对所述加氢处理的流出物进行脱蜡，以产生辛烷值大于60的石脑油产物、浊点低于0℃的柴油产物、和润滑油基础油产物；和
d.将所述润滑油基础油产物至少分馏为在100℃时的粘度为2-8cSt的低粘度润滑油基础油产物和在100℃时的粘度为6-30cSt的高粘度润滑油基础油产物。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述低粘度润滑油基础油产物和所述高粘度润滑油基础油产物具有至少120的粘度指数、约-15℃的倾点、以及少于300ppm的硫。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述石脑油产物的辛烷值大于70。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述柴油产物包含少于15ppm的硫并且倾点低于0℃。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中全石油原油原料包含少于0.5wt％的庚烷沥青质、少于20ppm的硫和氮以及少于1wt％的碳质残渣。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中在步骤(b)中使用至少两个加氢处理催化剂床，并且加氢处理催化剂包含至少一种VIII族非贵金属和至少一种VI族金属。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所述VIII族非贵金属选自Fe、Co和/或Ni，并且所述VI族金属选自Mo和/或W。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述加氢处理的流出物包含少于15ppm的硫、少于5ppm的氮、少于2wt％的C3-链烷烃和少于25wt％的芳烃。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中步骤(c)的所述脱蜡催化剂包含ZSM-48，所述ZSM-48具有约100:1或更低的二氧化硅与氧化铝之比和0.5-1.0wt％的VIII族贵金属。


10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，所述方法还包括在步骤(d)之前对所述润滑油基础油产物进行加氢精制以除去多核芳族化合物。


11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中所述低粘度润滑油基础油产物在100℃时的粘度为3-5cSt以及所述高粘度润滑油基础油产物在1...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·H·布朗，迈克尔·B·卡洛尔，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：美国;US