Способ получения базового масла для смазочных материалов

Способ получения базового масла для смазочных материалов

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к способам получения базовых масел для смазочных материалов.

Уровень техники

В области смазочных масел в базовые масла для смазочных материалов, включая высокоочищенные минеральные масла, обычно добавляют присадки, такие как понизители температуры текучести, для улучшения низкотемпературных свойств смазочных масел (см. патентные документы 1-3, например). Известные способы получения базовых масел с высоким индексом вязкости включают способы, в которых сырьевые масла, содержащие натуральные или синтетические нормальные парафины, подвергают очистке базового масла для смазочного материала путем гидрокрекинга/гидроизомеризации (см. патентные документы 4-6, например).

Показателями оценки низкотемпературных свойств базовых масел для смазочных материалов и смазочных масел обычно являются температура текучести, температура помутнения и температура замерзания.

Список цитированных материалов

Патентная литература

[Патентный документ 1] Публикация не прошедшей экспертизу патентной заявки Японии HEI № 4-36391

[Патентный документ 2] Публикация не прошедшей экспертизу патентной заявки Японии HEI № 4-68082

[Патентный документ 3] Публикация не прошедшей экспертизу патентной заявки Японии HEI № 4-120193

[Патентный документ 4] Публикация не прошедшей экспертизу патентной заявки Японии HEI № 2005-154760

[Патентный документ 5] Выложенное описание патента Японии № 2006-502298

[Патентный документ 6] Выложенное описание патента Японии № 2006-503754.

Краткое описание изобретения

Техническая проблема

Тем не менее, при возрастающих в последние годы требованиях к улучшенным характеристикам низкотемпературной вязкости смазочных масел и также к характеристикам вязкости при низких температурах и зависимости изменения вязкости от температуры казалось сложным полностью удовлетворить таким требованиям, даже при использовании базовых масел для смазочных материалов со считающимися удовлетворительными низкотемпературными свойствами по традиционным стандартам оценки.

Добавление присадок к базовым маслам для смазочных материалов может привести к некоторому улучшению свойств, но этот подход имеет свои ограничения. Понизители температуры текучести, в частности, не дают эффекта пропорционально количеству, в котором они добавлены, и снижают сопротивление сдвигу при добавлении их в больших количествах.

Также были попытки оптимизировать условия гидрокрекинга/гидроизомеризации в процессах очистки базовых масел для смазочных материалов, которые предусматривают использование гидрокрекинга/гидроизомеризации, как сказано выше, с целью увеличении скорости изомеризации нормальных парафинов в изопарафины и улучшения характеристик низкотемпературной вязкости за счет снижения вязкости базовых масел для смазочных материалов; однако из-за того, что температурно-вязкостные характеристики (особенно, характеристики высокотемпературной вязкости) и характеристики низкотемпературной вязкости находятся в обратной зависимости, было чрезвычайно трудно достигнуть улучшения для обоих. Тот факт, что вышеупомянутые свойства, такие как температура текучести и температура замерзания, часто не являются подходящими для оценки, параметры низкотемпературной вязкости базовых масел для смазочных материалов представляют другой фактор, который затрудняет оптимизацию условий гидрокрекинга/гидроизомеризации.

Настоящее изобретение было осуществлено в свете данных обстоятельств, а его задачей является разработка способа получения базового масла для смазочного материала, способного проявлять высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и параметров низкотемпературной вязкости.

Решение проблемы

Для решения описанных выше проблем настоящее изобретение обеспечивает способ получения базовых масел для смазочных материалов, в соответствии с которым базовое масло для смазочного материала получают на первой стадии, на которой сырьевое масло, содержащее нормальные парафины C₂₀ или более, подвергается реакции изомеризации таким образом, что содержание нормальных парафинов C₂₀ или более составляет 6-20% масс. от общей массы углеводородов C₂₀ или более в полученном продукте реакции, на второй стадии, на которой фракцию смазочного масла, содержащую углеводороды C₂₀ или более, отделяют от продукта реакции первой стадии, и на третьей стадии, на которой фракцию смазочного масла, полученную на второй стадии, разделяют на депарафинизированное масло и парафин путем депарафинизирующей обработки растворителем.

Способ получения базовых масел для смазочных материалов по изобретению, имеющий структуру, описанную выше, оказывает эффект, который позволяет получать базовое масло для смазочных материалов, обладающее высокими уровнями и температурно-вязкостных характеристик, и характеристик низкотемпературной вязкости, даже без сложного подбора условий реакции изомеризации и без изменения характеристик путем добавления присадок. Эффект настоящего изобретения, при котором могут быть достигнуты высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и параметров низкотемпературной вязкости может быть достигнут проведением реакции изомеризации для обеспечения определенного количества нормальных парафинов C₂₀ или более в полученном продукте реакции, что является неожиданным, заметным эффектом по сравнению с известными технологическими процессами, в которых считается предпочтительным иметь высокую скорость изомеризации нормальных парафинов в изопарафины.

Разветвленные структуры изопарафинов будут различаться в зависимости от способа и условий получения. Возможно высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и параметров низкотемпературной вязкости могут быть достигнуты в соответствии с настоящим изобретением, потому что реакция изомеризации, которая проводится таким образом, что полученный продукт реакции содержит определенное количество нормальных парафинов С₂₀ или более, приводит к образованию разветвленной структуры, которая является желательной с точки зрения и температурно-вязкостных характеристик, и параметров низкотемпературной вязкости. Авторы настоящего изобретения подтвердили, что изопарафины в базовых маслах для смазочных материалов, полученные согласно способу по изобретению, и изопарафины, полученные традиционными способами с высокими скоростями изомеризации, имеют разную разветвленную структуру.

В способах получения базовых масел для смазочных материалов по изобретению все количество или часть парафина, отделенного на третьей стадии, предпочтительно используются повторно как часть сырьевого масла для первой стадии. Способ получения таким путем может дать даже более высокий выход базового масла для смазочных материалов, показывающего высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и низкотемпературных характеристик вязкости. Помимо того, например, удовлетворительный выход не достигается, даже если парафин повторно используется, когда реакция изомеризации проводится таким образом, что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет менее 6% масс. на первой стадии. Это также является справедливым, если реакцию изомеризации проводят таким путем, что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет более 20% масс.

В способах получения базовых масел для смазочных материалов по изобретению, сырьевое масло на первой стадии предпочтительно включает парафин Фишера-Тропша. Парафин Фишера-Тропша является парафином, получаемым методом синтеза Фишера-Тропша, и парафин Фишера-Тропша может быть коммерческим продуктом или парафином, полученным известным методом синтеза Фишера-Тропша.

Реакцию изомеризации на первой стадии способа получения базовых масел для смазочных материалов по изобретению предпочтительно проводят в атмосфере водорода в присутствии металлического катализатора, а металлический катализатор предпочтительно включает активный металл, который является металлом, принадлежащим VIII группе Периодической таблицы, нанесенным на носитель, включающий одну или более твердых кислот, выбранных из числа аморфных оксидов металлов. Если реакцию изомеризации проводят в атмосфере водорода и в присутствии вышеупомянутого металлического катализатора, будет возможным получать желательное базовое масло для смазочных материалов более надежно и просто.

В способах получения базового масла для смазочных материалов по изобретению фракция смазочного масла, содержащая углеводороды C₂₀ или более, может быть дополнительно разделена на множественные фракции смазочного масла с разными температурами кипения на второй стадии, а фракции смазочного масла каждая могут быть независимо поданы на третью стадию. Фракции смазочного масла для использования в настоящем изобретении могут представлять 70 светлых фракций с интервалом температур кипения 350-420°С при обычном давлении, фракцию SAE-10 с интервалом температур кипения 400-470°С и фракцию SAE-20 с температурой кипения в интервале 450-510°С. В таком способе получения депарафинизированное масло, полученное на третьей стадии, может напрямую использоваться в качестве базового масла для смазочных материалов. Способ получения позволяет проще получать базовое масло для смазочных материалов, имеющее конкретные свойства.

Способ получения базового масла для смазочных материалов по изобретению может дополнительно включать четвертую стадию, на которой депарафинизированное масло, полученное на третьей стадии, подвергают фракционной перегонке на несколько фракций. В данном случае фракции могут представлять 70 светлую фракцию с температурой кипения в интервале 350-420°С при обычном давлении, фракцию SAE-10 с температурой кипения в интервале 400-470°С и дистиллят SAE-20 с температурой кипения в интервале 450-510°С. Такой способ получения позволяет проще и более надежно получать базовое масло для смазочных материалов, имеющее конкретные свойства.

Фракция SAE-10 имеет индекс вязкости 140 или более и температуру текучести не выше -15°С, а базовое масло для смазочных материалов, полученное из фракции SAE-10, может быть даже более подходящим при использовании в качестве базового масла для автомобильных смазочных масел или смазочных масел для промышленного оборудования.

Положительные эффекты изобретения

Согласно изобретению разработан способ получения базового масла для смазочных материалов, которое способно проявлять высокие уровни и температурно-вязкостных характеристик, и низкотемпературных характеристик вязкости.

Описание вариантов осуществления настоящего изобретения

Ниже будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения.

Способ получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения дает на первой стадии базовое масло для смазочных материалов, на которой сырьевое масло, содержащее нормальные парафины С₂₀ или более, подвергают реакции изомеризации, так что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет 6-20% масс. от общей массы углеводородов С₂₀ или более в полученном продукте реакции, на второй стадии, на которой фракция смазочного масла, содержащая углеводороды С₂₀ или более, отделяют от продукта реакции первой стадии, и на третьей стадии, на которой фракцию смазочного масла второй стадии разделяют на депарафинизированное масло и парафин депарафинизирующей обработкой растворителем.

Первая стадия

Способ получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения включает первую стадию, на которой сырьевое масло, содержащее нормальные парафины С₂₀ или более, подвергают реакции изомеризации, так что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет 6-20% масс. от общей массы углеводородов С₂₀ или более в полученном продукте реакции.

Сырьевое масло, используемое на первой стадии, не имеет особых ограничений, если оно является сырьевым маслом с содержанием нормальных парафинов С₂₀ или более, а также оно может быть минеральным маслом или синтетическим маслом или смесью двух и более масел. В частности, могут быть упомянуты тяжелый газойль, вакуумный газойль, рафинат смазочного масла, брайтсток, парафиновый гач (сырой парафин), парафиновые отеки, обезмасленный парафин, твердый парафин, микрокристаллический парафин, вазелин, синтетическое масло, синтетическое масло Фишера-Тропша, полиолефины с высокой температурой текучести и линейный поли-α-олефиновый парафин. Любой из них может быть использован отдельно или в комбинации двух или более их. Данные масла также предпочтительно подвергают гидрированию или умеренному гидрокрекингу. Такая обработка может снизить или исключить вещества, которые дезактивируют катализатор гидроизомеризации, такие как серосодержащие соединения и азотсодержащие соединения, и вещества, которые снижают индекс вязкости базового масла для смазочных материалов, такие как ароматические углеводороды и углеводороды на основе нафтенов.

С точки зрения эффективности получения базового масла для смазочных материалов, сырьевое масло, используемое на первой стадии, является предпочтительно минеральным маслом, содержащим, по меньшей мере, 50% масс., предпочтительно, по меньшей мере 70% масс. и более предпочтительно, по меньшей мере, 90% масс. углеводородов с температурой кипения выше 230°С, и предпочтительно выше 315°С. Сырьевое масло предпочтительно является парафинсодержащим сырьевым маслом, которое кипит в интервале смазочного масла, определенном ASTM D86 или ASTM D2887. Содержание парафина в сырьевом масле составляет предпочтительно между 50% масс. и 100% масс. от общей массы сырьевого масла. Содержание парафина в сырьевом масле может быть измерено методом анализа, таким как ядерная магнитная резонансная спектроскопия (ASTM D5292), корелляционный кольцевой анализ (n-d-M) (ASTM D3238) или растворным методом (ASTM D3235).

В качестве примера парафинсодержащих сырьевых масел можно привести масла, полученные методами очистки растворителем, такие как рафинаты, частично депарафинизированные растворителем масла, обезсмоленные масла, вакуумные газойли, газойль коксования, парафиновый гач, парафиновые отеки, парафин Фишера-Тропша и тому подобные, среди которых являются предпочтительными парафиновый гач и парафин Фишера-Тропша.

Парафиновый гач обычно получают из минерального сырьевого масла депарафинизацией растворителем или пропаном. Парафиновый гач может содержать остаточное масло, но остаточное масло может быть удалено обезмасливанием. Парафиновые отеки соответствуют маслу, полученному обезмасливанием парафинового гача.

Парафин Фишера-Тропша получают так называемым методом синтеза Фишера-Тропша.

Нормальные парафинсодержащие сырьевые масла также доступны коммерчески. В частности, можно упомянуть Paraflint 80 (гидрированный парафин Фишера-Тропша) и Shell MDS Waxy Raffinate (гидрированный и частично изомеризированный средний дистиллят из синтетического парафинового рафината).

Сырьевое масло растворной экстракции получают при загрузке нефтяной фракции с высокой температурой кипения атмосферной перегонки в аппарат вакуумной перегонки и осуществлении экстракции растворителем дистиллятной фракции. Остаток после вакуумной перегонки может также быть обезсмолен. В способах экстракции растворителем ароматические компоненты растворяются в фазе экстракта, в то время как больше парафиновых компонентов попадают в фазу рафината. Нафтены распределяются в фазе экстракта и в фазе рафината. Предпочтительными растворителями для экстракции растворителем являются фенол, фурфурол и N-метилпирролидон. Регулированием соотношения растворитель/масло, температуры экстракции и метода контакта растворителя с дистиллятом, который нужно экстрагировать, можно регулировать степень разделения между фазой экстракта и фазой рафината. В качестве сырьевого масла также может быть использована кубовая фракция, полученная из аппарата гидрокрекинга нефтяного топлива с высокой производительностью гидрокрекинга.

Реакция изомеризации на первой стадии конкретно ничем не ограничена, если является возможным получение изопарафинов изомеризацией нормальных парафинов, но с точки зрения эффективности получения базового масла для смазочных материалов с отличными температурно-вязкостными характеристиками и низкотемпературными вязкостными характеристиками предпочтительно, чтобы реакция протекала в атмосфере водорода в присутствии металлического катализатора (здесь и далее называемой «реакцией гидроизомеризации»).

Металлический катализатор, использованный в реакции гидроизомеризации может быть, например, катализатором, имеющим активный металл, который является металлом, принадлежащим VIII группе Периодической таблицы, нанесенным на носитель. Такой металлический катализатор позволит более эффективно изомеризовать нормальные парафины, одновременно также дополнительно упрощая установку уровня содержания нормальных парафинов С₂₀ или более в полученном продукте реакции в пределах указанного выше интервала.

Носитель может быть кристаллическим или аморфным материалом и для использования подходят носители из оксидов металлов. В качестве примеров носителей из оксидов металлов могут быть упомянуты один или несколько типов носителей, выбранных из диоксида кремния, оксида алюминия, оксида кремния-оксида алюминия, диоксида кремния-оксида циркония, оксида алюминия-оксида бора и диоксида кремния-оксида титана. Данные носители являются предпочтительно аморфными и могут быть одного типа или смесью двух или более типов. Носитель является также предпочтительно пористым.

В качестве примеров кристаллических материалов можно назвать молекулярные сита, имеющие 10- или 12-членные кольцевые каналы, состоящие, главным образом, из алюмосиликатов (цеолитов) или силикоалюминофосфатов (SAPO). В качестве конкретных примеров цеолитов можно назвать ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-57, феррьерит, ITQ-13, MCM-68, MCM-71 и тому подобные. В качестве примера алюмофосфата можно назвать ECR-42. В качестве примеров молекулярных сит можно назвать цеолит-бета и MCM-68. Из вышеупомянутых, предпочтительно использовать один или несколько материалов, выбранных из ZSM-48, ZSM-22 и ZSM-23, где ZSM-48 является особенно предпочтительным. Молекулярные сита являются предпочтительно водородного типа.

В качестве аморфных материалов можно назвать оксид алюминия, легированный металлами III группы, фторированный оксид алюминия, диоксид кремния-оксид алюминия, фторированный диоксид кремния-оксид алюминия и тому подобные.

В качестве носителей предпочтительны двухкомпонентные оксиды, которые являются аморфными и кислотообразующими, а в качестве примеров можно привести двухкомпонентные оксиды, цитированные в литературе (например, «Metal Oxides and Their Catalytic Functions», Shimizu, T., Kodansha, 1978).

Среди них предпочтительными являются аморфные сложные оксиды, содержащие кислотообразующие двухкомпонентные оксиды, полученные как композиты из двух оксидов элементов, выбранных из группы, включающей Al, B, Ba, Bi, Cd, Ga, La, Mg, Si, Ti, W, Y, Zn и Zr. Кислотообразующие двухкомпонентные оксиды, составляющие носитель, могут быть любым из вышеупомянутых или представлять смесь двух и более из них. Носитель может также быть составлен из вышеупомянутого кислотообразующего двухкомпонентного оксида или это может быть носитель, полученный связыванием кислотообразующего двухкомпонентного оксида связующим веществом.

Носителем является предпочтительно тот, который содержит, по меньшей мере, один кислотообразующий двухкомпонентный оксид, выбранный из группы, состоящей из аморфного диоксида кремния-оксида алюминия, аморфного диоксида кремния-оксида циркония, аморфного диоксида кремния-оксида магния, аморфного диоксида кремния-оксида титана, аморфного диоксида кремния-оксида бора, аморфного оксида алюминия-оксида циркония, аморфного оксида алюминия-оксида магния, аморфного оксида алюминия-оксида титана, аморфного оксида алюминия-оксида бора, аморфного оксида циркония-оксида магния, аморфного оксида циркония-оксида титана, аморфного оксида циркония-оксида бора, аморфного оксида магния-оксида титана, аморфного оксида магния-оксида бора и аморфного оксида титана-оксида бора. Кислотообразующий двухкомпонентный оксид, составляющий носитель, может быть любым из вышеуказанных, или смесью двух и более из них. Носитель может также быть составлен из вышеупомянутого кислотообразующего двухкомпонентного оксида или может быть носителем, полученным связыванием кислотообразующего двухкомпонентного оксида связующим веществом. Связующее вещество конкретно ничем не ограничено, если оно представляет то, что обычно используется для получения катализатора, но предпочтительными являются выбранные из диоксида кремния, оксида алюминия, оксида магния, оксида титана, оксида циркония и глины или их смеси.

Металлический катализатор, используемый в реакции гидроизомеризации, является предпочтительно катализатором, содержащим активный металл, который является металлом, принадлежащим VIII группе Периодической таблицы, нанесенным на носитель. В качестве конкретных металлов VIII группы можно назвать кобальт, никель, родий, палладий, иридий, платину и тому подобные. Из вышеуказанных, предпочтительно использовать, по меньшей мере, один металл, выбранный из никеля, палладия и платины, и данные металлы могут быть использованы как по одному, так и в комбинации двух и более. С точки зрения активности, избирательности и продления активности, более предпочтительно использовать, по меньшей мере, платину или палладий.

Содержание металла, отложенного на носитель, составляет, предпочтительно, 0,1-30% масс. от общей массы металлического катализатора. Ниже данного нижнего предела становится трудно придавать заданную функцию гидрирования/дегидрирования, а при превышении верхнего предела углеводороды подвергаются сильному осветлению разложением на металле, приводя, таким образом, к более низкому выходу целевой фракции и ведя к увеличению стоимости катализатора.

Метод нанесения металла на носитель может быть известным методом, таким как метод импрегнирования (метод равновесной адсорбции, метод заполнения пор или метод начального смачивания) или метод ионного обмена. Соединение, содержащее компонент на основе металлического элемента, используемое для данной цели, может быть гидрохлоридом, сульфатом, нитратом или комплексом металлов. В качестве примеров платиносодержащих соединений можно назвать хлорид платины, тетрааминдинитроплатину, диаминдинитроплатину, тетрааминдихлорплатину и тому подобные. В качестве палладийсодержащих соединений можно назвать хлорид палладия, диаминдинитропалладий, хлорид тетрааминпалладия, палладиевые комплексы и тому подобные.

Носитель, содержащий металл, нанесенный данными методами, может быть напрямую использован в качестве металлического катализатора, но он предпочтительно используется в качестве металлического катализатора после прокаливания. Условия прокаливания составляют предпочтительно 250°С-600°С, и более предпочтительно 300°С-500°С в атмосфере, содержащей молекулярный кислород. В качестве примеров атмосфер, содержащих молекулярный кислород, можно назвать газообразный кислород, газообразный кислород, разбавленный инертным газом, таким как азот, и воздух. Время прокаливания составляет обычно приблизительно 0,5-20 часов. При таком прокаливании будет протекать конверсия соединения, содержащего металлический элемент, нанесенный на носитель, в простой металл или его оксид, или в другие родственные соединения, с приданием полученному катализатору изомеризационной активности по отношению к нормальным парафинам. Если температура прокаливания лежит вне данного интервала, каталитическая активность и избирательность будут недостаточными.

Металлический катализатор предпочтительно является таким, который подвергся восстановительной обработке в течение приблизительно 0,5-5 часов при 250-500°С и, более предпочтительно при 300-400°С в атмосфере, предпочтительно включающей молекулярный водород, после вышеупомянутого прокаливания. Данная стадия может более надежно придавать высокую активность катализатору для изомеризации сырьевого масла. Восстановление катализатора, используемого для реакции гидроизомеризации, может протекать во время реакции гидроизомеризации, но, в альтернативном случае, для реакции гидроизомеризации может быть использован катализатор, подвергшийся ранее восстанавливающей обработке.

Металлический катализатор предпочтительно формуют определенной формы. Форма может быть, например, цилиндрическая, шарообразная, сферическая или нестандартная цилиндрическая форма с трехлепестковым или четырехлепестковым поперечным сечением. Формование композиции катализатора в данную форму может увеличить механическую прочность катализатора, полученного прокаливанием, и одновременно улучшить способность к транспортировке катализатора и снизить потерю давления в реакционном флюиде в ходе реакции. Для формования металлического катализатора может быть использован известный способ.

Реакция изомеризации на первой стадии проходит таким образом, что содержание нормальных парафинов С₂₀ или более составляет 6-20% масс. от общей массы углеводородов С₂₀ или более в полученном продукте реакции. Содержание нормальных парафинов С₂₀ или более (% масс.), упомянутое в настоящем документе, может быть определено по величине (% масс.), рассчитанной по результатам композиционного анализа продукта реакции изомеризации, полученного сепарацией и количественным анализом методом газовой хроматографии с неполярной колонкой и FID (пламенно-ионизационным детектором) с использованием установленной температурной программы и He в качестве газа-носителя. Затем температура реакции и другие параметры реакции гидроизомеризации могут быть соответствующим образом установлены на основе измеренной величины, так чтобы содержание нормальных парафинов С₂₀ или более попадало в заданный интервал.

Когда реакция изомеризации является реакцией гидроизомеризации, температура реакции для реакции гидроизомеризации составляет предпочтительно 200-450°С, более предпочтительно 220-400°С и даже более предпочтительно 300-380°С. Если температура реакции находится ниже нижнего предела, изомеризация нормальных парафинов в сырьевом масле становится трудноосуществимой. С другой стороны, если температура реакции находится выше верхнего предела, увеличится разложение сырьевого масла, а выход целевого базового масла снизится.

Давление реакции для реакции гидроизомеризации составляет предпочтительно 0,1-20 МПа, более предпочтительно 0,5-15 МПа, а даже более предпочтительно 2-12 МПа. Если давление реакции находится ниже нижнего предела, ускорится падение активности катализатора из-за образования кокса. С другой стороны, если давление реакции находится выше верхнего предела, возрастет стоимость конструкция аппарата и станет гораздо труднее реализовать экономический способ.

Объемная скорость жидкого сырьевого масла относительно металлического катализатора в реакции гидроизомеризации составляет предпочтительно 0,01-100 ч^-1, более предпочтительно 0,1-50 ч^-1 и еще более предпочтительно 0,2-10 ч^-1. Объемная скорость жидкого продукта ниже нижнего предела ускорит избыточное разложение сырьевого масла, таким образом приводя к снижению производительности производства целевого базового масла. С другой стороны, объемная скорость жидкого продукта выше вышеупомянутого верхнего предела будет влиять на изомеризацию нормальных парафинов в минеральном масле, таким образом приводя к недостаточному снижению и удалению парафиновых компонентов.

Массовая доля водорода и сырьевого масла, подаваемая для реакции изомеризации, составляет предпочтительно 100-1000 нм³/м³ и более предпочтительно 200-800 нм³/м³. Если массовая доля подачи ниже данного нижнего предела, например, когда сырьевое масло содержит соединения серы или азота, газообразные сульфид водорода и аммиак, образующиеся при реакции десульфуризации и деазотизации, которые протекают во время реакции изомеризации, приведет к адсорбционному отравлению активного металла на катализаторе, таким образом служа препятствием для заданной производительности катализатора. С другой стороны, если массовая доля подачи выше верхнего предела, потребуется высокотехнологичный аппарат по подаче водорода, таким образом затрудняя реализацию экономического способа.

Оборудование, используемое для проведения первой стадии данного варианта осуществления изобретения, ничем конкретно не ограничено и может быть известным устройством. Реакционный аппарат может быть проточным, непрерывного действия, периодического действия или полупериодического действия, но, с точки зрения производительности и эффективности, предпочтителен проточный реактор непрерывного действия. Каталитический слой может быть неподвижным слоем, псевдоожиженным слоем или перемешиваемым слоем, однако, с точки зрения стоимости оборудования, предпочтительным является неподвижный слой. Фаза реакции является предпочтительно смешанной фазой газ-жидкость.

В способе получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения минеральное масло подаваемого сырьевого масла может быть подвергнуто гидрированию или гидрокрекингу как предварительной технологической стадии перед реакцией гидроизомеризации. Могут быть использованы известные оборудование, катализатор и условия реакции. Предварительная технологическая обработка может обеспечить удаление олефиновых соединений и спиртовых соединений, одновременно продлевая активность металлического катализатора на более длительный период времени.

В способе получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения масляная фракция, полученная после реакции гидроизомеризации, может быть дополнительно обработана, например, гидроочисткой. Гидроочистку можно обычно проводить осуществлением контакта масляной фракции с нанесенным на носитель металлическим катализатором гидрогенизации (таким как, например, платина на носителе из оксида алюминия) в присутствии водорода. Такая гидроочистка может улучшить цвет и стойкость к окислению продукта реакции, полученного при реакции гидроизомеризации, и улучшить качество продукта. Гидроочистка может быть проведена на отдельном оборудовании от оборудования для реакции гидроизомеризации, но, в альтернативном случае, слой катализатора гидроочистки может быть расположен ниже по потоку от каталитического слоя металлического катализатора, расположенного в реакторе для реакции изомеризации, для непрерывной работы после реакции гидроизомеризации.

Изомеризация обычно относится к реакции, в которой изменяется только молекулярная структура без изменения количества атомов углерода (молекулярной массы), в то время как разложение относится к реакции, приводящей к уменьшению количества атомов углерода (молекулярной массы). Даже при некотором разложении углеводородов и продуктов изомеризации сырьевого масла в реакции изомеризации, описанной выше, необходимо только, чтобы число атомов углерода (молекулярная масса) продукта находилось в установленном интервале, который соответствует структуре целевого базового масла, а продукт разложения может даже составлять компонент базового масла.

В способе получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения продукт реакции изомеризации поступает на вторую стадию. Продуктом реакции, называемым в настоящем документе, может быть масляная фракция, полученная в результате реакции изомеризации как таковая, или на вторую стадию может поступать масляная фракция, которая дополнительно прошла вышеупомянутую стадию гидроочистки или другие стадии.

Вторая стадия

Способ получения базового масла для смазочных материалов согласно данному варианту осуществления изобретения включает вторую стадию, на которой фракцию смазочного масла, содержащую углеводороды С₂₀ и более, отделяют от продукта реакции первой стадии.

Сепарацию на второй стадии предпочтительно проводят таким образом, что содержание изопарафинов С₂₀ и более во фракции смазочного масла составляет 80% масс. или более относительно общей массы углеводородов С₂₀ и более в отделенной фракции смазочного масла. Сепарацию также предпочтительно проводить таким образом, что содержание спиртовых соединений во фракции смазочного масла будет ниже предела обнаружения, то есть не более 0,01% масс., а содержание олефиновых соединений будет ниже предела обнаружении, то есть не более 0,01% масс. от общей массы отделенной фракции смазочного масла.

Метод отделения фракции смазочного масла на второй стадии является предпочтительно отделением перегонкой, с точки зрения облегчения отделения фракции смазочного масла, удовлетворяющего предпочтительным условиям, определенным выше.

Вторая стадия может давать легкую фракцию, состоящую главным образом из углеводородов с числом атомов углерода до С₁₉, а данная легкая фракция может быть подходящим образом использована как базовое топливное сырье. На второй стадии многочисленные легкие фракций также могут быть разделены перегонкой, и они могут быть использованы как базовое сырье для нафты (температура кипения: ниже приблизительно 150°С), базовое сырье для керосина (температура кипения: приблизительно 150-250°С) и базовое сырье для газойля (температура кипения: приблизительно 250-360°С) в порядке низшей температуры кипения. Согласно этому методу могут быть получены высококачественные топливные масла, т.е. базовое сырье для нафты, обогащенное изопарафинами, базовое сырье для керосина, имеющее высокую максимальную высоту некоптящего пламени, и базовое сырье для газойля, имеющее высокое цетановое число.

Когда фракцию смазочного масла, содержащую углеводороды С₂₀ или более, отделяют перегонкой на второй стадии, условия перегонки являются предпочтительно такими же, как и в процессе перегонки при атмосферном давлении, в котором фракция с температурой кипения 360°С и выше отделяется в качестве фракции смазочного масла в дистилляторе атмосферного давления. Использованный процесс атмосферной перегонки предпочтительно тот же, что и традиционно используемый в обычном процессе очистки нефти.

В способе получения базового масла для смазочных материалов согласно настоящему варианту осуществления изобретения фракцию мазочного масла, содержащую углеводороды С₂₀ или более, дополнительно разделяют на несколько фракций смазочного масла с разными диапазонами температур кипения, а каждая из фракций смазочного масла независимо подается на третью стадию. Примером такого способа является способ, где фракцию смазочного масла, содержащую углеводороды С₂₀ или более, отделяют от продукта реакции атмосферной перегонкой, и фракцию смазочного масла дополнительно разделяют на несколько фракций смазочного масла вакуумной фракционной перегонкой.

Фракции смазочного масла для использования в настоящем изобретении могут быть 70 светлой фракцией с температурой кипения в диапазоне 350-420°С при обычном давлении, фракцией SAE-10 с температурой кипения в диапазоне 400-470°С или фракцией SAE-20 с температурой кипения в диапазоне 450-510°С, а базовые масла для смазочных материалов, полученные из этих фракций, могут быть подходящим образом использованы в качестве базовых масел для смазочных материалов для автомобильных смазочных масел или смазочных масел для промышленного оборудования.

Поскольку спиртовые соединения и олефиновые соединения во фракции смазочного масла могут ухудшить стойкость к окислению и стабильность цвета базового масла для смазочных материалов или могут взаимодействовать с присадками к смазочному маслу, является предпочтительным, чтобы с