Композиция газойля

Композиция газойля

Реферат

Настоящее изобретение относится к композициям газойля, содержащим в основном синтетическую основу, полученную по синтезу Фишера - Тропша (ФТ), более конкретно, относится к композициям газойля, которые одновременно могут снизить нагрузку на окружающую среду, обладают низкотемпературными свойствами и имеют низкие показатели расхода топлива, и могут быть соответствующим образом пригодны для применения в течение зимнего периода.

Обычно композицию газойля получают смешиванием одного или нескольких типов базовых масел, полученных обработкой прямогонного газойля или прямогонного керосина, полученных атмосферной дистилляцией сырой нефти гидроочисткой или гидрообессериванием. В частности, часто бывает, что соотношение указанного выше керосинового базового масла и газойльного базового масла регулируют для того, чтобы обеспечить текучесть на холоде в течение зимнего периода. Если необходимо, базовые масла смешивают с присадками, такими как присадки, повышающие цетановое число, детергенты и присадки, облегчающие текучесть на холоде (см., например непатентный документ №1 ниже).

Низкие показатели содержания серы и ароматических соединений рассматривают как показатели, способные снизить образование ядовитых компонентов, таких как NO_x и PM, в выхлопных газах двигателей. С этой точки зрения, в качестве топлива, способствующего снижению нагрузки на окружающую среду, представляют интерес топлива, такие как жидкие фракции, соответствующие тяжелому бензину, керосину и газойлю, которые получают обработкой смешанного газа, содержащего в основном водород и монооксид углерода, полученного из природного газа, угля, биомассы или ила (в данном описании часто называется "синтетическим газом") по реакции Фишера - Тропша (ФТ); углеводородные смеси, полученные гидроочисткой или гидрокрекингом таких жидких фракций, и углеводородные смеси, полученные гидроочисткой и гидрокрекингом жидких фракций и смолы ФТ, полученной реакцией Фишера - Тропша.

Однако так как реакция ФТ сама по себе включает стадию образования смолы, гидрообработанные продукты реакционного продукта ФТ имеют относительно большое содержание насыщенных углеводородных соединений с линейной цепью (нормальных парафинов). Сообщалось о том, что когда в смеси присутствуют тяжелые нормальные парафиновые соединения, существует вероятность, при которой они будут осаждаться в форме смолы. Кроме того, синтетическая основа ФТ представляет собой углеводородную смесь, содержащую преимущественно указанные выше нормальные парафины и насыщенные углеводороды, имеющие боковую цепь (изопарафины), и таким образом обычно является слаборастворимой в масле. Следовательно, существует вероятность, что присадки, которые растворяются в жидком топливе, таком как газойль, сильно зависимы от их растворимых в масле групп (алкильных групп с линейной цепью или подобных), будут с трудом растворяться. Среди таких присадок, вероятно, будут использоваться традиционные присадки, облегчающие текучесть при низкой температуре (CFI), содержащие смеси этиленвинилацетатных сополимеров, из-за ограничений по растворимости в топливе.

В примерах патентного документа №1 раскрыто синтетическое топливо, содержащее фракцию композиции газойля, полученную исключительно из синтетической основы ФТ. Однако этот газойль представляет собой очень легкое топливо, содержащее керосиновую фракцию в большом количестве, поскольку целью документа является решение проблемы, касающейся легкости запуска двигателя при низкой температуре, и, таким образом, способ улучшения низкотемпературных свойств с использованием присадки, облегчающей текучесть при низкой температуре, не может быть выбран. В результате не удается избежать значительного снижения плотности, кинематической вязкости и объемной теплотворной способности, и, кроме того, невозможно отрицать, что такое снижение приведет к значительному ухудшению показателей расхода топлива, заклиниванию впрыскивающих насосов и дефектам при повторном запуске при высокой температуре. То есть очень сложно разработать высококачественное топливо, которое может обеспечить высокий уровень требований, предъявляемый к композициям газойля, одновременно обладающих свойством, понижающим нагрузку на окружающую среду, отличными практическими свойствами эксплуатации в условиях зимнего периода и снижения расхода топлива, а также отсутствуют примеры или полученные данные на основе изучения, которые бы удовлетворяли разнообразным свойствам, предъявляемым к топливу, помимо описанных выше, и практический способ получения такого топлива.

1. Патентный документ 1: японская выложенная заявка №2005-529213

2. Непатентный документ 1: Konishi Seiichi, "Nenryo Kogaku Gairon", Shokabo Publishing Co., Ltd., март, 1991, страницы 136 - 144.

Настоящее изобретение было осуществлено, принимая во внимание вышеописанную ситуацию, и задачей настоящего изобретения является обеспечение композиции, содержащей в основном синтетическую основу ФТ, более конкретно, такой композиции газойля, которая одновременно может снизить нагрузку на окружающую среду, обладает низкотемпературными свойствами и имеет низкие показатели расхода топлива, и может быть соответствующим образом пригодна для применения в течение зимнего периода.

Настоящее изобретение является результатом интенсивного изучения и научного исследования, проведенного авторами настоящего изобретения для разрешения указанных выше проблем. То есть настоящее изобретение относится к композициям газойля, содержащим композицию газойля, выбранную из группы, состоящей из следующих композиций газойля (A)-(C) и присадок, добавленных в соответствии со следующими стадиями 1 и 2:

[I] композиций газойля (A), содержащих синтетическую основу ФТ в количестве 60 об.% или более по отношению к общему количеству композиции газойля, с содержанием серы 5 ч.млн. по массе или менее, содержанием ароматических соединений 10 об.% или менее, содержанием кислорода 100 ч.млн. или менее, плотностью 760 кг/м³ или более и 840 кг/м³ или менее, 90% температурой дистилляции 280°C или выше и 330°C или ниже и конечной точкой 360°C или ниже в дистилляционных характеристиках, нерастворимым остатком после теста на устойчивость к окислению 0,5 мг/100 мл или менее, диаметром пятна износа HFRR (WS1.4) 400 мкм или менее, температурой помутнения -15°C или ниже, температурой предельной фильтруемости на холодном фильтре -25°C или ниже и точкой текучести -32,5°C или ниже, общим содержанием нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, менее 2 мас.%, величиной, определенной делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, равной 0,2 или более и 0,6 или менее, и соотношением содержания каждого из нормальных парафинов (CnP), имеющих от 15 до 20 атомов углерода, определенным соотношением C20P<C19P<C18P<C17P<C16P<C15P;

[II] композиций газойля (B), содержащих синтетическую основу ФТ в количестве 60 об.% или более по отношению к общему количеству композиции газойля, с содержанием серы 5 ч.млн. по массе или менее, содержанием ароматических соединений 10 об.% или менее, содержанием кислорода 100 ч.млн. или менее, плотностью 760 кг/м³ или более и 840 кг/м³ или менее, 90% температурой дистилляции 280°C или выше и 350°C или ниже и конечной точкой 360°C или ниже в дистилляционных характеристиках, нерастворимым остатком после теста на устойчивость к окислению 0,5 мг/100 мл или менее, диаметром пятна износа HFRR (WS1.4) 400 мкм или менее, температурой помутнения -5°C или ниже, температурой предельной фильтруемости на холодном фильтре -20°C или ниже и точкой текучести -25°C или ниже, общим содержанием нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, равного 2 массовым процентам или более и 4 массовым процентам или менее, величиной, определенной делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, равной 0,2 или более и 0,6 или менее, и соотношением содержания каждого из нормальных парафинов (CnP), имеющих от 20 до 25 атомов углерода, определенным соотношением C20P>C21P>C22P>C23P>C24P>C25P; и

[III] композиции газойля (С), содержащих синтетическую основу ФТ в количестве до 60 об.% или более по отношению к общему количеству композиции газойля, с содержанием серы 5 ч.млн. по массе или менее, содержанием ароматических соединений 10 об.% или менее, содержанием кислорода 100 ч.млн. или менее, плотностью 760 кг/м³ или более и 840 кг/м³ или менее, 90% температурой дистилляции 280°C или выше и 350°C или ниже и конечной точкой 360°C или ниже в дистилляционных характеристиках, нерастворимым остатком после теста на устойчивость к окислению 0,5 мг/100 мл или менее, диаметром пятна износа HFRR (WS1.4) 400 мкм или менее, температурой помутнения -3°C или ниже, температурой предельной фильтруемости на холодном фильтре -10°C или ниже и точкой текучести -12,5°C или ниже, общим содержанием нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, равного 4 массовым процентам или более и 6 массовым процентам или менее, величиной, определенной делением общего содержания нормальных парафинов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, на общее содержание углеводородов, имеющих от 20 до 30 атомов углерода, отличных от нормальных парафинов, равной 0,2 или более и 0,6 или менее, и соотношением содержания каждого из нормальных парафинов (CnP), имеющих от 20 до 25 атомов углерода, определенным соотношением C20P>C21P>C22P>C23P>C24P>C25P и (C24P-C25P)/C24P>(C22P-C23P)/C22P>(C20P-C21P)/C20P; при этом

(стадия 1) присадку, повышающую смазывающую способность, содержащую жирную кислоту и/или сложный эфир жирной кислоты, смешивают в количестве 20 мг/л или более и 300 мг/л или менее в единицах активного компонента с композицией газойля проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени; и

(стадия 2) присадку, облегчающую текучесть при низкой температуре, содержащую сополимер этиленвинилацетата и/или соединение, обладающее поверхностной активностью, смешивают в количестве от 20 мг/л или более и 1000 мг/л или менее в единицах активного компонента, с композицией газойля проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени.

Альтернативно, в качестве дополнительной стадии между стадиями 1 и 2 композицию газойля по настоящему изобретению предпочтительно смешивают с 200 мг/л или более и 500 мг/л или менее детергента, содержащего простой полиэфир амина, полибутениламин, алкенилсукцинамид или алкенилсукцинимид, проточным смешиванием, принудительным перемешиванием или отстаиванием смеси в течение подходящего времени. Предпочтительно, присадка, повышающая смазывающую способность, детергент и присадка, облегчающая текучесть при низкой температуре, каждая содержит растворитель, не содержащий химического вещества с точкой плавления 10°C или выше. Предпочтительно, композиция газойля имеет перекисное число после ускоренного испытания на устойчивость к окислению, равное 50 ч.млн. по массе или менее, кинематическую вязкость при 30°C, равную 2,5 мм²/с или более и 5,0 мм²/с или менее, цетановый индекс 45 или более и содержание воды 100 об. ч.млн. или менее.

Задачами настоящего изобретения являются следующие задачи. На топливо будет оказываться неблагоприятное влияние в случае его получения способом, в котором содержание смолы сильно снижается дополнительным осветлением, и топливо с низкой растворимостью в масле, которое получают исключительно из синтетической основы ФТ, будет с трудом растворять присадки, что приведет к вероятности того, что они не смогут оказывать их оригинального благоприятного влияния. Следовательно, ожидают, что настоящее изобретение позволит разработать и предложить качественный способ, требуемый для придания топливу с пониженной растворимостью в масле свойства, облегчающего текучесть при низкой температуре, путем добавления присадок, таких как CFI.

В соответствии с настоящим изобретением, использование композиции газойля, полученной вышеописанным способом для удовлетворения вышеописанных требований, касающихся фракций и подобного, делает возможным легкое получение композиций газойля, подходящих для применения в зимний период, которые одновременно могут снизить нагрузку на окружающую среду, обладают низкотемпературными свойствами и имеют низкие показатели расхода топлива. Было трудно добиться таких свойств при использовании традиционных композиций газойля.

Настоящее изобретение будет описано более подробно ниже.

Композиция газойля по настоящему изобретению обязательно содержит синтетическую основу ФТ. Синтетическая основа ФТ состоит из насыщенных углеводородных соединений, и композиция газойля по настоящему изобретению может быть легко получена подбором смеси углеводородных соединений. Не существует конкретных ограничений на свойства синтетической основы ФТ, до тех пор, пока остаются удовлетворительными характеристики композиции газойля по настоящему изобретению. Не существует конкретного ограничения на базовые масла, помимо синтетической основы ФТ, до тех пор, пока остаются удовлетворительными характеристики композиции газойля по настоящему изобретению. Однако для того, чтобы композиция обладала подходящими экологически безвредными свойствами, предпочтительно смешивать следующие нефтяные базовые масла, имеющие высокую степень очистки, и обработанные масла животного или растительного происхождения.

Синтетическая основа ФТ, на которую ссылаются в данном описании, означает различные синтетические масла, такие как жидкие фракции, соответствующие тяжелому бензину, керосину и газойлю, полученные обработкой смешанного газа, содержащего в основном водород и монооксид углерода (который также часто называют "синтетическим газом") в реакции Фишера - Тропша (ФТ); углеводородные смеси, полученные гидроочисткой или гидрокрекингом таких жидких фракций; и углеводородные смеси, полученные гидроочисткой или гидрокрекингом жидких фракций и смолы ФТ, полученной в реакции Фишера - Тропша.

Композиция газойля предпочтительно содержит 60 об.% или более синтетической основы ФТ. Кроме того, более предпочтительно, композиция содержит 70 об.% или более, более предпочтительно 80 об.% или более синтетической основы ФТ, для снижения возможности увеличения выброса в окружающую среду, вызванного содержанием компонентов серы и ароматических компонентов

Смешанный газ, который используют в качестве сырья для синтетической основы ФТ, получают окислением соединения, содержащего углерод, с использованием кислорода, и/или воды, и/или диоксида углерода в качестве окислителя, и далее при необходимости, используя воду, сдвигают равновесие реакции таким образом, чтобы получить заранее определенные концентрации водорода и монооксида углерода.

Вещества, содержащие углерод, которые могут быть использованы в данном изобретении, обычно представляют собой газовые компоненты, состоящие из углеводородов, которые являются газами при нормальных температурах, такие как природный газ, сжиженный нефтяной газ и метановый газ, нефтяной битум, биомассу, кокс, отходы, такие как строительные материалы и отбросы или тяжелые нефтяные масла, которые трудно перерабатывать обычным способом, и смешанный газ, который получают обработкой нетрадиционных нефтяных ресурсов при повышенных температурах. Однако в настоящем изобретении не существует конкретного ограничения на сырье до тех пор, пока можно получать смешанный газ, содержащий в основном водород и монооксид углерода.

Реакция Фишера - Тропша требует присутствия металлического катализатора. Предпочтительно использовать металлы группы 8 Периодической таблицы, такие как кобальт, рутений, родий, палладий, никель и железо, более предпочтительными в качестве активного компонента катализатора являются металлы группы 8, периода 4. Альтернативно, можно использовать смесь металлов, содержащую указанные металлы в подходящих количествах. Такие активные металлы обычно используют в форме катализатора, полученного нанесением их на подложку, такую как оксид алюминия, оксид титана и смесь оксидов кремния-алюминия.

Альтернативно, использование приведенных выше активных металлов в комбинации со вторым металлом может улучшить свойства полученного катализатора. Примеры второго металла включают щелочные или щелочноземельные металлы, такие как натрий, литий и магний, цирконий, гафний и титан, которые используются в зависимости от целей, таких как увеличение скорости конверсии монооксида углерода или способности к росту цепи (α), которая представляет собой индекс производимого количества смолы.

Реакция Фишера - Тропша представляет собой синтетический способ получения жидких фракций и смолы ФТ с использованием смешанного газа в качестве сырья. Обычно предпочтительным является регулирование соотношения водорода к монооксиду углерода в смешанном газе для эффективного проведения синтетического способа. Как правило, молярное соотношение смеси водорода к монооксиду углерода составляет (водород/монооксид углерода) 1,2 или более, более предпочтительно 1,5 или более, более предпочтительно 1,8 или более. Соотношение также предпочтительно составляет 3 или менее, более предпочтительно 2,6 или менее, более предпочтительно 2,2 или менее.

Температура, при которой проводят реакцию Фишера - Тропша с использованием указанного выше катализатора, предпочтительно составляет 180°C или выше и 320°C или ниже, более предпочтительно 200°C или выше и 300°С или ниже. При температуре реакции ниже 180°C монооксид углерода реагирует с трудом, и возникает тенденция снижения выхода углеводорода. При температуре реакции выше 320°C возрастает количество образующегося газа, такого как метан, и происходит снижение эффективности в образовании жидких фракций и смолы ФТ.

Не существует конкретных ограничений по объемной скорости газа по отношению к катализатору. Однако предпочтительно, когда скорость составляет 500 ч^-1 или более и 4000 ч^-1 или менее, более предпочтительно 1000 ч^-1 или более и 3000 ч^-1 или менее. По всей видимости, объемная скорость газа менее 500 ч^-1 приведет к снижению производства жидкого топлива, в то же время объемная скорость газа более 400 ч^-1 приведет к необходимости увеличения температуры реакции и увеличению количества получаемого газа, что приведет к снижению выхода ожидаемого продукта.

Не существует конкретных ограничений по давлению реакции (парциальное давление синтетического газа, состоящего из монооксида углерода и водорода). Однако предпочтительно, чтобы давление составляло 0,5 МПа или более и 7 МПа или менее, более предпочтительно 2 МПа или более и 4 МПа или менее. Если давление реакции составляет менее 0,5 МПа, выход жидкого топлива будет иметь тенденцию к снижению. Если давление реакции составляет более 7 МПа, это считается экономически невыгодным из-за увеличения количества капитальных вложений в производственные мощности.

При необходимости, жидкие фракции и смола ФТ, которые получают вышеописанной реакцией ФТ, могут быть подвергнуты гидроочистке или гидрокрекингу любым подходящим способом таким образом, чтобы по дистилляционным свойствам или составу соответствовать целям данного изобретения. Гидроочистка или гидрокрекинг могут быть выбраны в зависимости от целей, и настоящее изобретение не ограничено в выборе либо одного, либо обоих способов в такой степени, чтобы получать композицию газойля по настоящему изобретению.

Катализаторы, которые используют для гидроочистки, обычно представляют собой катализаторы, которые содержат активный металл, нанесенный на пористую подложку, но настоящее изобретение не ограничивает выбор (таких катализаторов) до тех пор, пока достигается тот же эффект.

Пористая подложка предпочтительно представляет собой неорганический оксид. Конкретные примеры включают оксиды алюминия, титана, циркония, бора, кремния, цеолит и подобные.

Цеолит представляет собой кристаллический алюмосиликат, примеры которого включают цеолиты типа фауясита, пентасила и морденита. Предпочтительными являются цеолиты типа фауясита, бета и морденита, и особенно предпочтительными являются Y- и бета-типы цеолитов. Цеолиты Y-типа предпочтительно являются сверхстабильными.

Предпочтительными активными металлами являются металлы следующих двух типов (активный металл A типа и активный металл B типа).

Активный металл A типа представляет собой по меньшей мере один тип металла, выбранный из группы, состоящей из металлов группы 8 Периодической таблицы. Предпочтительным является по меньшей мере один тип, выбранный из группы, состоящей из Ru, Rh, Ir, Pd и Pt, и более предпочтительными являются Pd и/или Pt. Активный металл может представлять собой комбинации указанных металлов, например: Pt-Pd, Pt-Rh, Pt-Ru, Ir-Pd, Ir-Rh, Ir-Ru, Pt-Pd-Rh, Pt-Rh-Ru, Ir-Pd-Rh и Ir-Rh-Ru. Катализатор благородных металлов, полученный из данных металлов, может быть использован после предварительной восстановительной обработки в токе водорода. Обычно катализатор нагревают при температуре 200°C или выше в соответствии с заранее определенными способами, в циркулирующем газе, содержащем водород, таким образом, что активный металл катализатора восстанавливается и, таким образом, проявляет гидрирующую активность.

Активный металл типа B предпочтительно содержит по меньшей мере один тип металла, выбранный из группы, состоящей из металлов Групп 6A и 8 Периодической таблицы, желательно два или несколько типов металлов, содержащихся в них. Примеры таких металлов включают Co-Mo, Ni-Mo, Ni-Co-Mo и Ni-W. Когда используют катализатор из сульфида металла, образованный из указанных металлов, он должен быть подвергнут предварительной сульфуризации.

В качестве источника металла могут быть использованы традиционные неорганические соли или комплексные соли. Способ нанесения представляет собой любой способ нанесения, который обычно используют для катализаторов гидрирования, такой как способ пропитки и ионного обмена. Когда наносят множество металлов, их можно наносить одновременно с использованием их смешанных растворов или последовательно с использованием отдельных растворов, содержащих каждый металл. Раствор металла представляет собой водный раствор или раствор с использованием органического растворителя.

Температура реакции, при которой осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа A, предпочтительно составляет 180°C или выше и 400°C или ниже, более предпочтительно 200°C или выше и 370°C или ниже, более предпочтительно 250°C или выше и 350°C или ниже, более предпочтительно 280°C или выше и 350°C или ниже. Температура реакции выше 370°C не является предпочтительной, поскольку выход средней фракции сильно снижается, приводя к увеличению побочной реакции, в которой жидкая фракция или смола ФТ крекируется в тяжелый бензин. Температура реакции ниже 270°C также не является предпочтительной, поскольку спирты не удаляются и, таким образом, остаются в реакционной системе.

Температура реакции, при которой осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа B, предпочтительно составляет 170°C или выше и 320°C или ниже, более предпочтительно 175°C или выше и 300°C или ниже, более предпочтительно 180°C или выше и 280°C или ниже. Температура реакции выше 320°C не является предпочтительной, поскольку выход средней фракции сильно снижается, приводя к увеличению побочной реакции, в которой жидкая фракция или смола ФТ крекируется в тяжелый бензин. Температура реакции ниже 170°C также не является предпочтительной, поскольку спирты не удаляются и, таким образом, остаются в реакционной системе.

Давление водорода, при котором осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа A, предпочтительно составляет 0,5 МПа или более и 12 МПа или менее, более предпочтительно 1,0 МПа или более и 5,0 МПа или менее. Хотя высокое давление водорода способствует реакции гидрирования, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.

Давление водорода, при котором осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа B, предпочтительно составляет 2 МПа или более и 10 МПа или менее, более предпочтительно 2,5 МПа или более и 8 МПа или менее, более предпочтительно 3 МПа или более и 7 МПа или менее. Хотя высокое давление водорода способствует реакции гидрирования, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.

Часовая объемная скорость жидкости (LHSV), при которой осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа А, предпочтительно составляет 0,1 ч^-1 или более и 10,0 ч^-1 или менее, более предпочтительно 0,3 ч^-1 или более и 3,5 ч^-1 или менее. Хотя низкая LHSV является благоприятной для реакции, слишком низкая LHSV не является экономически предпочтительной, поскольку требует очень большого объема реактора, что приводит к чрезмерным капитальным вложениям в производственные мощности.

Часовая объемная скорость жидкости (LHSV), при которой осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа В, предпочтительно составляет 0,1 ч^-1 или более и 2 ч^-1 или менее, более предпочтительно 0,2 ч^-1 или более и 1,5 ч^-1 или менее, более предпочтительно 0,3 ч^-1 или более и 1,2 ч^-1 или менее. Хотя низкая LHSV является благоприятной для реакции, слишком низкая LHSV не является экономически предпочтительной, поскольку требует очень большого объема реактора, что приводит к чрезмерным капитальным вложениям в производственные мощности.

Соотношение водород/нефтяное сырье, при котором осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа А, предпочтительно составляет 50 Nл/л или более и 1000 Nл/л или менее, более предпочтительно 70 Nл/л или более и 800 Nл/л или менее. Хотя высокое соотношение водород/нефтяное сырье способствует реакции, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.

Соотношение водород/нефтяное сырье, при котором осуществляют гидроочистку с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа В, предпочтительно составляет 100 Nл/л или более и 800 Nл/л или менее, более предпочтительно 120 Nл/л или более и 600 Nл/л или менее, более предпочтительно 150 Nл/л или более и 500 Nл/л или менее. Хотя высокое соотношение водород/нефтяное сырье способствует реакции, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.

Катализаторы, которые используют для гидрокрекинга, обычно представляют собой катализаторы, которые содержат активный гидрирующий металл, нанесенный на пористую подложку со свойствами твердой кислоты, но настоящее изобретение не ограничивает выбор (таких катализаторов) до тех пор, пока достигается тот же эффект.

Что касается подложки со свойствами твердой кислоты, существуют цеолиты аморфного и кристаллического типов. Конкретные примеры включают смеси оксидов кремния-алюминия, кремния-магния, кремния-циркония и кремния-титана, которые представляют собой цеолиты аморфного типа, и цеолиты типа фауясита, бета, MFI и морденита, предпочтительно Y- и бета-типа цеолитов. Цеолиты Y-типа предпочтительно являются сверхстабильными.

Предпочтительными активными металлами являются металлы следующих двух типов (активный металл A типа и активный металл B типа).

Активный металл A типа представляет собой по меньшей мере один тип металла, преимущественно выбранного из группы, состоящей из металлов группы 6А и 8 Периодической таблицы. Предпочтительным является по меньшей мере один тип, выбранный из группы, состоящей из Ni, Co, Mo, Pt, Pd и W. Катализатор благородных металлов, полученный из данных металлов, может быть использован после предварительной восстановительной обработки в токе водорода. Обычно катализатор нагревают при температуре 200°C или выше в соответствии с заранее определенными способами в циркулирующем газе, содержащем водород, таким образом, что активный металл катализатора восстанавливается и, таким образом, проявляет гидрирующую активность.

Активный металл типа В может представлять собой комбинацию указанных металлов, например Pt-Pd, Co-Mo, Ni-Mo, Ni-W и Ni-Co-Mo. Когда используют катализатор из сульфида металла, образованный из данных металлов, металлы должны быть подвергнуты предварительной сульфуризации перед использованием.

В качестве источника металла могут быть использованы традиционные неорганические соли или комплексные соли. Способ нанесения представляет собой любой способ нанесения, который обычно используют для катализаторов гидрирования, такой как способ пропитки и ионного обмена. Когда наносят множество металлов, их можно наносить одновременно с использованием их смешанных растворов или последовательно с использованием отдельных растворов, содержащих каждый металл. Раствор металла представляет собой водный раствор или раствор с использованием органического растворителя.

Температура реакции, при которой проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа A и активного металла типа В, предпочтительно составляет 200°C или выше и 450°C или ниже, более предпочтительно 250°C или выше и 430°C или ниже, более предпочтительно 300°C или выше и 400°C или ниже. Температура реакции выше 450°C не является предпочтительной, поскольку выход средней фракции сильно снижается, приводя к увеличению побочной реакции, в которой жидкая фракция или смола ФТ крекируется в тяжелый бензин. Температура реакции ниже 200°C также не является предпочтительной, поскольку активность катализатора сильно снижается.

Давление водорода, при котором проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа A и активного металла типа В, предпочтительно составляет 1 МПа или более и 20 МПа или менее, более предпочтительно 4 МПа или более и 16 МПа или менее, более предпочтительно 6 МПа или более и 13 МПа или менее. Хотя высокое давление водорода способствует реакции гидрирования, реакция крекинга будет протекать скорее медленно и, таким образом, будет требовать повышения температуры для регулирования протекания, что приведет к короткому периоду жизни катализатора. Следовательно, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.

Часовая объемная скорость жидкости (LHSV), при которой проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа А, предпочтительно составляет 0,1 ч^-1 или более и 10,0 ч^-1 или менее, более предпочтительно 0,3 ч^-1 или более и 3,5 ч^-1 или менее. Хотя низкая LHSV является благоприятной для реакции, слишком низкая LHSV не является экономически предпочтительной, поскольку требует очень большого объема реактора, что приводит к чрезмерным капитальным вложениям в производственные мощности.

Часовая объемная скорость жидкости (LHSV), при которой проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа В, предпочтительно составляет 0,1 ч^-1 или более и 2 ч^-1 или менее, более предпочтительно 0,2 ч^-1 или более и 1,7 ч^-1 или менее, более предпочтительно 0,3 ч^-1 или более и 1,5 ч^-1 или менее. Хотя низкая LHSV является благоприятной для реакции, слишком низкая LHSV не является экономически предпочтительной, поскольку требует очень большого объема реактора, что приводит к чрезмерным капитальным вложениям в производственные мощности.

Соотношение водород/нефтяное сырье, при котором проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа А, предпочтительно составляет 50 Nл/л или более и 1000 Nл/л или менее, более предпочтительно 70 Nл/л или более и 800 Nл/л или менее, более предпочтительно 400 Nл/л или более и 1500 Nл/л или менее. Хотя высокое соотношение водород/нефтяное сырье способствует реакции, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.

Соотношение водород/нефтяное сырье, при котором проводят гидрокрекинг с использованием катализатора, состоящего из активного металла типа В, предпочтительно составляет 150 Nл/л или более и 2000 Nл/л или менее, более предпочтительно 300 Nл/л или более и 1700 Nл/л или менее, более предпочтительно 400 Nл/л или более и 1500 Nл/л или менее. Хотя высокое соотношение водород/нефтяное сырье способствует реакции, обычно находят оптимальное значение в экономическом смысле.

Реактор гидрирования может быть любой структуры, и можно использовать одну или множество реакционных колонн. Водород можно дополнительно подавать между множеством реакционных колонн. Реактор может иметь устройство для удаления сульфированного водорода и дистилляционную колонну для фракционной дистилляции гидрированных продуктов для получения требуемых фракций.

Реакционный режим реактора гидрирования может быть режимом с фиксированным слоем. Водород можно подавать к сырью противотоком или в параллельном режиме. Альтернативно, реакционный режим может представлять собой комбинацию режимов противотока и параллельного режима во множестве реакционных колонн. Режим подачи сырья обычно представляет собой режим нисходящего потока и предпочтительно представляет собой режим газожидкостного параллельного потока. Газообразный водород может подаваться в качестве охладителя в среднюю часть реактора, с целью отведения реакционного тепла или увеличения парциального давления водорода.

Указанное выше базовое масло на нефтяной основе представляет собой углеводородное базовое масло, полученное обработкой сырой нефти. Примеры включают прямогонные базовые масла, которые получают на установке атмосферной дистилляции; вакуумные базовые масла, которые получают обработкой прямогонных тяжелых масел или остатков после установки атмосферной дистилляции на установке вакуумной дистилляции; каталитически крекированные и гидрокрекированные базовые масла, которые получают каталитическим крекингом или гидрокрекингом вакуумных тяжелых базовых масел и обессеренного топлива, и гидроочищенные или гидросульфурированные базовые масла, которые получают гидроочисткой любого из указанных нефтяных углеводородов. Альтернативно, помимо сырой нефти по настоящему изобретению могут быть использованы другие источники, которые приводятся как нетрадиционные источники нефти, такие как нефтеносные сланцы, нефтеносный песок и смолы Ориноко, которые после подходящей обработки приобретают свойства, эквивалентные указанным выше базовым маслам.

Указанное выше высокогидрированное базовое масло на нефтяной основе представляет собой керосиновую или газойльную фракцию, которую получают гидроочисткой и затем гидрообработкой заранее определенного сырья. Примеры сырья включают прямые керосиновые и газойльные масла, полученные на устройстве атмосферной дистилляции сырой нефти; вакуумный керосин и газойли, полученные обработкой прямогонных тяжелых масел или остатков, полученных на устройстве атмосферной дистилляции, на устройстве вакуумной дистилляции; и гидроочищенные и гидрообессеренные керосин или газойли, полученные гидроочисткой каталитически крекированного керосина и газойля, полученных каталитическим крекингом обессеренного или необессеренного вакуумного керосина или газойля, вакуумного тяжелого газойля или обессеренного топлива.

Когда сырье представляет собой фракцию газойля, условия гидроочистки могут быть условиями, установленными при обычном использовании устройства гидросульфурирования при перегонке нефти. Обычно гидроочистку фракции газойля проводят в условиях, когда температура реакции составляет от 300 до 380°C, давление водорода составляет от 3 до 8 МПа, LHSV составляет от 0,3 до 2 ч^-1 и соотношение водород/сырье составляет от 100 до 500 Nл/л. Когда сырье представляет собой фракцию керосина, условия гидроочистки могут быть условиями, установленными при обычном применении устройства гидросульфурирования при перегонке нефти. Обычно гидроочистку фракции керосина проводят в условиях, когда температура реакции составляет от 220 до 350°C, давление водорода соста