Композиции смазочного масла, содержащие тяжелое базовое масло, полученное в синтезе фишера-тропша, и алкилированное ароматическое базовое масло

Композиции смазочного масла, содержащие тяжелое базовое масло, полученное в синтезе фишера-тропша, и алкилированное ароматическое базовое масло

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к смазывающим композициям, содержащим особенно тяжелое базовое масло, полученное с использованием синтеза Фишера-Тропша. В частности, хотя не исключительно, изобретение относится к смазывающим композициям, содержащим базовое масло, произведенное в синтезе Фишера-Тропша, с примесью парафиновых компонентов, которое, тем не менее, имеет прозрачный и светлый внешний вид.

Уровень техники

Из уровня техники известно, что парафиновое углеводородное сырье, в том числе сырье, произведенное из газообразных компонентов, таких как СО и Н₂, особенно воски синтеза Фишера-Тропша, подходят для превращения/переработки в смазочные базовые масла, за счет того, что такое парафиновое сырье подвергается гидрогенизационной депарафинизации или гидроизомеризации/каталитической (и/или с использованием растворителя) депарафинизации; таким образом, нормальные парафины с длинной цепочкой и слегка разветвленные парафины удаляются и/или подвергаются перегруппировке/изомеризации в изопарафины с более интенсивным разветвлением, обладающие пониженной температурой текучести и температурой помутнения. Смазочные базовые масла, полученные путем превращения/переработки парафинового углеводородного сырья, произведенного из газообразных компонентов (то есть, сырья для синтеза Фишера-Тропша), называются в изобретении базовыми маслами, произведенными в синтезе Фишера-Тропша, или просто базовыми маслами ФТ.

Вязкость базовых масел ФТ может изменяться в значительных пределах. Указанные масла могут иметь кинематическую вязкость при 100°С согласно стандарту ASTM D445 (KB 100) по меньшей мере приблизительно 3 мм²/с (сСт), например около 5 мм²/с или приблизительно 7 мм²/с, или около 14 мм²/с. Остаточные базовые масла ФТ, имеющие KB 100 по меньшей мере 15 мм²/с, часто обозначают в данной области техники как особенно тяжелые базовые масла ФТ. Некоторые особенно тяжелые базовые масла ФТ могут иметь значение KB 100 по меньшей мере 17 мм²/с или по меньшей мере 20 мм²/с, или по меньшей мере 25 мм²/с.

Из уровня техники известно получение так называемых остаточных (или тяжелых) смазочных базовых масел, произведенных в синтезе Фишера-Тропша, которые далее называются «Остаточные базовые масла ФТ». Указанные остаточные базовые масла ФТ часто являются особенно тяжелыми базовыми маслами ФТ и получаются из остаточных (или тяжелых) фракций, образовавшихся при дистилляции по меньшей мере частично изомеризованного сырья из синтеза Фишера-Тропша. Перед дистилляцией по меньшей мере частично изомеризованное сырье из синтеза Фишера-Тропша может быть подвергнуто переработке, такой как депарафинизация. Остаточное базовое масло можно получить непосредственно из остаточной фракции, или косвенно при такой переработке, как депарафинизация. Остаточное базовое масло может не содержать дистиллята, то есть продукта бокового потока, извлекаемого или из колонны атмосферной перегонки, или из вакуумной колонны. В документах WO 02/070627, WO 2009/080681 и WO 2005/047439 описаны типичные способы получения остаточных базовых масел на основе синтеза Фишера-Тропша.

Особенно тяжелые базовые масла ФТ, в том числе остаточные особенно тяжелые базовые масла ФТ, находят применение в ряде областей смазывания в связи с их отличными характеристиками, такими как полезные вискозиметрические свойства и чистота. Однако указанные базовые масла могут приобретать нежелательный внешний вид в результате парафинового помутнения при температуре окружающей среды.

Вывод о парафиновом помутнении может быть сделан или его интенсивность может быть измерена различными способами. Например, наличие парафинового помутнения можно измерить согласно стандарту ASTM D4176-04, в котором определяется, соответствует ли топливо или смазочный материал стандарту "прозрачный и светлый". Хотя стандарт ASTM D4176-04 написан для топлив, он также применим для базовых масел. Кроме того, наличие или степень парафинового помутнения можно охарактеризовать количественно, как мутность, с использованием единиц нефелометрической мутности (NTU), например путем измерения, как описано в документе US 2011/0083995.

Парафиновое помутнение в остаточных базовых маслах ФТ, которое также может нежелательно влиять на фильтруемость масел, вызвано наличием парафинов с длинной углеродной цепочкой, которая в недостаточной степени изомеризована (или крекирована).

Содержание парафинов с длинной углеродной цепочкой, которые происходят из парафинового углеводородного сырья, является особенно высоким в остаточных фракциях, из которых производятся остаточные базовые масла. Поскольку наличие парафинов с длинной углеродной цепочкой также приводит к относительно высоким значениям температуры текучести и температуры помутнения, обычно остаточные фракции подвергаются депарафинизации в присутствии катализатора и/или растворителя на одной или нескольких стадиях. Указанные стадии депарафинизации весьма эффективны для снижения температуры текучести и температуры помутнения полученных остаточных базовых масел ФТ, причем в некоторых условиях также могут способствовать снижению или устранению помутнения, особенно в сочетании со стадией фильтрации.

Однако существует потребность в более эффективных решениях проблемы снижения помутнения базовых масел ФТ, особенно для весьма тяжелых базовых масел и остаточных базовых масел.

Поэтому целью изобретения является решение проблем парафинового помутнения базовых масел ФТ или решение по меньшей мере одной из проблем уровня техники.

Авторы изобретения пришли к выводу, что устранение парафинового помутнения в особенно тяжелых базовых маслах синтеза Фишера-Тропша с помощью стадий традиционной каталитической депарафинизации может быть неэффективным или, в худшем случае, безрезультатным. Особенные затруднения при устранении помутнения путем депарафинизации возникают в случае остаточных особенно тяжелых базовых масел ФТ, произведенных из тяжелого парафинистого углеводородного сырья. На основе этого наблюдения авторы изобретения разработали новый подход в отношении проблемы парафинового помутнения особенно тяжелых базовых масел ФТ.

В первом аспекте изобретение относится к смазывающей композиции, которая содержит особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша и алкилированное ароматическое смешанное сырье, в котором особенно тяжелое базовое масло ФТ имеет кинематическую вязкость при 100°С в диапазоне от 19 до 35 мм /с.

Было найдено, что особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша и алкилированное ароматическое смешанное сырье оказывают синергетическое действие, обеспечивают хорошие смазочные характеристики и стабильность смазывающей композиции, в которой снижается тенденция к парафиновому помутнению. Установлено, что алкилированное ароматическое смешанное сырье повышает растворимость парафинового помутнения в особенно тяжелом базовом масле ФТ, в том числе в остаточных особенно тяжелых базовых маслах ФТ, полученных из тяжелого парафинового углеводородного сырья. Особенно тяжелое базовое масло ФТ значительно улучшает смазочные характеристики композиции.

Во втором аспекте изобретение включает способ получения смазывающей композиции, включающий смешивание особенно тяжелого базового масла синтеза Фишера-Тропша и алкилированного ароматического смешанного сырья.

В третьем аспекте изобретение относится к применению алкилированного ароматического смешанного сырья с целью уменьшения парафинового помутнения в особенно тяжелом базовом масле ФТ, или в композиции предшественника, которая содержит особенно тяжелое базовое масло ФТ. Применение может включать смешивание алкилированного ароматического смешанного сырья с особенно тяжелым базовым маслом синтеза Фишера-Тропша или композицией предшественника, с образованием смазывающей композиции.

В четвертом аспекте изобретение относится к способу уменьшения парафинового помутнения в особенно тяжелом базовом масле синтеза Фишера-Тропша, или в композиции предшественника, которая содержит особенно тяжелое базовое масло ФТ, причем способ включает смешивание алкилированного ароматического смешанного сырья с особенно тяжелым базовым маслом ФТ или композицией предшественника, с образованием смазывающей композиции.

В пятом аспекте изобретение относится к применению смазывающей композиции, которая содержит особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша и алкилированное ароматическое смешанное сырье, для смазки одного или нескольких агрегатов: двигателя, например двигателя с воспламенением от сжатия, производственной установки, такой как компрессор, гидравлический насос, промышленная турбина, или коробка передач, и система передачи энергии.

Дополнительные детали и предпочтительные признаки изобретения изложены в нижеследующем подробном описании.

Термин "содержащий" используется в изобретении в качестве синонима термина "включающий" и является открытым, не ограничивающим термином. Однако, этот термин также охватывает выражение "состоящий из", и может быть ограничен таким определением в вариантах осуществления изобретения, где это соответствует контексту. Для устранения неопределенности, предпочтительные и необязательные признаки изобретения могут использоваться в каждом аспекте изобретения, где это позволяет контекст.

Подробное описание изобретения

Первым существенным компонентом изобретения является компонент особенно тяжелого базового масла синтеза Фишера-Тропша. Выражение "особенно тяжелое базовое масло ФТ" обозначает углеводородный продукт - базовое масло, произведенный в синтезе Фишера-Тропша, который содержит насыщенные молекулы парафинов. За счет того, что продукт является особенно тяжелым маслом, обычно он имеет склонность к парафиновому помутнению. Особенно тяжелое базовое масло ФТ может быть охарактеризовано одним или несколькими признаками, которые описаны ниже в изобретении, причем выражению "особенно тяжелое" не придается никакого дополнительного ограничивающего технического значения.

Обычно особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша может содержать по меньшей мере 95 масс. % насыщенных углеводородных молекул. Предпочтительно особенно тяжелое базовое масло ФТ получают из воска синтеза Фишера-Тропша, который содержит более чем 98 масс. % насыщенных углеводородов. Предпочтительно по меньшей мере 85 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 90 масс. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 95 масс. %, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 98 масс. % указанных насыщенных углеводородных молекул представляют собой изопарафины. Предпочтительно по меньшей мере 85 масс. % насыщенных парафиновых углеводородов являются нециклическими углеводородами. Предпочтительно нафтеновые соединения (парафиновые циклические углеводороды) присутствуют в количестве не более чем 15 масс. %, более предпочтительно меньше чем 10 масс. %.

Предпочтительно, особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша содержит углеводородные молекулы, имеющие последовательные числа атомов углерода, так что масло содержит непрерывный ряд последовательных изопарафинов, то есть изопарафинов, имеющих n, n+1, n+2, n+3 и n+4 атомов углерода. Этот ряд является следствием синтеза углеводородов в процессе Фишера-Тропша, из которого получают особенно тяжелое базовое масло, с последующей изомеризацией парафинового сырья. Обычно особенно тяжелое базовое масло ФТ представляет собой жидкость в применяемых условиях температуры и давления и обычно, хотя не всегда, при стандартных условиях температуры и давления окружающей среды.

Авторы изобретения обнаружили, что степень парафинового помутнения в особенно тяжелых базовых маслах ФТ имеет тенденцию к увеличению с повышением вязкости, температуры кипения, увеличением доли молекул С₃₀+, повышением температуры помутнения, температуры текучести, относительным уменьшением степени изомеризации; парафиновое помутнение сильнее проявляется для масел, полученных из остаточных фракций и из особенно тяжелого парафинового углеводородного сырья, чем для дистиллятных масел, и каталитическая депарафинизация менее эффективна, чем депарафинизация растворителем. Стойкость помутнения, особенно в контексте депарафинизации, также может быть связана с указанными факторами. Особенно тяжелые базовые масла ФТ, в которых парафиновое помутнение является выраженным и/или устойчивым эффектом, особенно сильно выигрывают от настоящего изобретения, и поэтому являются предпочтительными в качестве эффективных, но экономичных компонентов, используемых в настоящем изобретении.

Обычно величина кинематической вязкости при 100°С по стандарту ASTM D445 (KB 100) для особенно тяжелого базового масла ФТ может быть по меньшей мере 15 мм²/с. Предпочтительно, величина KB 100 может составлять по меньшей мере 17 мм²/с, более предпочтительно по меньшей мере 18 мм²/с, еще более предпочтительно по меньшей мере 19 мм²/с, и еще более предпочтительно по меньшей мере 22 мм²/с, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 24 мм²/с. В некоторых вариантах осуществления KB 100 может иметь значение самое большее 100 мм²/с, или даже самое большее 80 мм²/с или самое большее 50 мм²/с, или даже самое большее 35 мм²/с.

Величина кинематической вязкости при 40°С согласно ASTM D445 (KB 40) алкилированного ароматического смешанного сырья необязательно может быть в диапазоне от 20 мм²/с до 300 мм²/с, предпочтительно в диапазоне от 100 мм²/с до 250 мм²/с.

Индекс вязкости особенно тяжелого базового масла ФТ предпочтительно составляет более 140 и предпочтительно ниже 170.

Особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша может иметь нижний диапазон кипения (Т5 или 5% отгона) по меньшей мере 420°С. Более предпочтительно, нижний диапазон кипения (Т5 или 5% отгона) может составлять по меньшей мере 450°С, еще более предпочтительно по меньшей мере 470°С. Верхний диапазон кипения (Т80 или 80% отгона) особенно тяжелого базового масла ФТ может быть равен по меньшей мере 600°С. Более предпочтительно, верхний диапазон кипения (Т80) может составлять по меньшей мере 620°С, еще более предпочтительно по меньшей мере 640°С. Указанные в изобретении значения нижнего и верхнего диапазона температур кипения являются номинальными и относятся к температурам кипения Т5 и Т80, полученным методом газо-хроматографического моделирования дистилляции (GCD) согласно ASTM D-7169.

Распределение любых диапазонов кипения образцов измеряют в изобретении согласно стандарту ASTM D-7169. Поскольку углеводороды, произведенные в синтезе Фишера-Тропша, содержат смесь компонентов с различной молекулярной массой, которая имеет широкий диапазон кипения, настоящее описание ссылается на точки отбора диапазонов кипения. Например, точка отбора 10 масс. % относится к такой температуре, при которой 10 масс. % углеводородов, присутствующих в указанной фракции, испарятся при атмосферном давлении и, таким образом, могут быть извлечены. Аналогично, точка отбора 90 масс. %) относится к температуре, при которой 90 масс. % присутствующих углеводородов испарятся при атмосферном давлении. Если не указано другое, отсылка к распределению диапазона кипения означает диапазон температур кипения с извлечением между 10 масс. % и 90 масс. % фракции.

Особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша предпочтительно может содержать по меньшей мере 95 масс. % углеводородных молекул С₃₀+. Более предпочтительно, особенно тяжелое базовое масло ФТ может содержать по меньшей мере 75 масс. % углеводородных молекул С₃₅+.

Термин "температура помутнения" относится к температуре, при которой в образце начинает развиваться помутнение, которое определяется согласно ASTM D-5773. Особенно тяжелое базовое масло ФТ может иметь температуру помутнения в диапазоне от +60°С до +5°С. Предпочтительно, особенно тяжелое базовое масло ФТ имеет температуру помутнения в диапазоне от +50°С до +10°С, более предпочтительно в диапазоне от +45°С до +15°С, более предпочтительно в диапазоне от +40°С до +20°С и наиболее предпочтительно в диапазоне от +31°С до +20°С.

Термин "температура текучести" относится к температуре, при которой начинается течение образца при тщательно регулируемых условиях. Указанный в изобретении термин температура текучести определяется согласно ASTM D-97-93. Особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша может иметь температуру текучести -9°С или ниже, предпочтительно -12°С, или -15°С, или -21°С, или -24°С, или -27°С, или даже -30°С, или -36°С, или -39°С, или -45°С, или ниже. Таким образом, это может быть базовое масло такого типа, которое подвергается относительно жесткой (то есть высокотемпературной каталитической) депарафинизации, такой которая может обеспечить температуру текучести -30°С или ниже, например от -30 до -45°С. Такие базовые масла еще могут содержать остаточные парафины, приводящие к помутнению и, следовательно, для них изобретение является особенно полезным. В качестве альтернативы, особенно тяжелое базовое масло ФТ может подвергаться относительно мягкой депарафинизации, которая обеспечивает температуру текучести выше, чем -30°С, например по меньшей мере -15°С, такую как в диапазоне от -12°С до 0°С.

Кроме того, особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша можно охарактеризовать по содержанию в нем различных частиц углерода. Более конкретно, особенно тяжелое базовое масло ФТ можно охарактеризовать по содержанию (в %) эпсилон-метиленовых атомов углерода, то есть процентным содержанием повторяющихся метиленовых атомов углерода, которые удалены на четыре или больше атомов углерода от ближайшей концевой группы, а также от ближайшего разветвления (в дальнейшем обозначаются как СН₂>4), по сравнению с процентным содержанием изопропиловых атомов углерода. В следующем ниже тексте отношение процентного содержания эпсилон-метиленовых атомов углерода к процентному содержанию изопропиловых атомов углерода (то есть, атомов углерода в изопропиловых разветвлениях), которое измеряют для всего базового масла, называется отношением эпсилон: изопропиловых атомов. Установлено, что изомеризованные остаточные базовые масла ФТ, которые раскрыты в документе US-A-7053254, отличаются от компонентов парафинового базового масла, произведенных в синтезе Фишера-Тропша, полученных при большей жесткости депарафинизации, тем, что последние имеют отношение эпсилон:изопропиловых атомов 8,2 или ниже. Особенно тяжелые базовые масла ФТ указанных двух типов находят применение в настоящем изобретении. Особенно тяжелые базовые масла после умеренной депарафинизации, имеющие изопропиловое отношение 8,2, часто могут заключать в себе более выраженное парафиновое помутнение. Однако было установлено, что после жесткой депарафинизации в особенно тяжелых базовых маслах, имеющих отношение эпсилон: изопропиловых атомов 8,2 или ниже, также может наблюдаться устойчивое помутнение, и поэтому неожиданно наблюдается полезный эффект от настоящего изобретения.

Разветвление в особенно тяжелом базовом масле синтеза Фишера-Тропша также можно выразить как среднюю степень разветвления. Указанная средняя степень разветвления для особенно тяжелого базового масла ФТ в некоторых вариантах осуществления может находиться в диапазоне приблизительно от 6,5 до 10 алкильных разветвлений на 100 атомов углерода, как описано в патенте США 7,053,254. В других вариантах осуществления средняя степень разветвления в молекулах может составлять более 10 алкильных разветвлений на 100 атомов углерода, как определяется в соответствии со способом, раскрытом в патенте США US-A-7053254.

Характеристики разветвления, а также углеродный состав компонента смешения базового масла, произведенного в синтезе Фишера-Тропша, можно удобно определять путем анализа образца масла, с использованием методов С-ЯМР, осмометрии давления паров (VPO) и масс-спектрометрии с ионизацией полем (FIMS), как описано в патенте США 8,152,869.

Обычно особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша может иметь индекс вязкости (ASTM D-2270) между 120 и 180. Предпочтительно такое масло не содержит или имеет очень малое содержание соединений серы и азота. Это типично для продукта, произведенного в процессе синтеза Фишера-Тропша, в котором используется синтез-газ, практически не содержащий гетероатомных примесей. Предпочтительно, особенно тяжелое базовое масло ФТ включают серу, азот и металлы в виде углеводородных соединений, содержащих эти примеси, в количестве менее чем 50 м.д. (миллионных долей) по массе, более предпочтительно менее чем 20 м.д. по массе, еще более предпочтительно менее чем 10 м.д. по массе. Наиболее предпочтительно, уровень содержания серы и азота в масле обычно находится ниже пределов детектирования, которые в настоящее время составляют 5 м.д. по массе для серы и 1 м.д. по массе для азота, при использовании для определения азота, например, рентгеновского метода или прибора 'Antek'.

Особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша предпочтительно представляет собой остаточное базовое масло ФТ, то есть масло, которое получено из остаточной или высоковакуумной тяжелой фракции углеводородов, произведенных в ходе процесса синтеза Фишера-Тропша.

Более предпочтительно, эта фракция является остатком дистилляции, который содержит соединения с наиболее высокой молекулярной массой, которые еще присутствуют в продукте после стадии гидроизомеризации. Предпочтительно температура кипения, с извлечением 10 масс. % указанной фракции, составляет выше 370°С, более предпочтительно выше 400°С и наиболее предпочтительно выше 480°С для некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения.

Плотность компонента особенно тяжелого базового масла ФТ, измеренная стандартным методом испытаний IP 365/97, предпочтительно составляет приблизительно от 700 до 1100 кг/м³, предпочтительно приблизительно от 834 до 841 кг/м³.

В самом широком смысле, настоящее изобретение включает в себя применение парафинистого компонента тяжелого базового масла, который обладает одним или несколькими указанными выше свойствами, независимо от того, получен ли этот компонент в синтезе Фишера-Тропша. Этот компонент особенно тяжелого базового масла ФТ может содержать смесь из двух или более фракций особенно тяжелого базового масла ФТ.

С целью получения особенно тяжелого базового масла синтеза Фишера-Тропша для применения в настоящем изобретении, произведенные в синтезе Фишера-Тропша остаточные фракции или тяжелый продукт предпочтительно подвергают процессу изомеризации. При этом н-парафины превращаются в изопарафины, таким образом увеличивается степень разветвления углеводородных молекул и улучшаются характеристики холодной текучести. В зависимости от используемых катализаторов и условий изомеризации, в процессе можно получить молекулы углеводородов с длинной цепочкой, имеющей концевые группы с высокой степенью разветвления. Для таких углеводородов наблюдается тенденция к относительно хорошим характеристикам холодной текучести. Изомеризованный тяжелый продукт в дальнейшем может превращаться в последующих процессах, например гидрокрекинга, гидроочистки и/или завершающей гидроочистки. Предпочтительно, продукт обрабатывают на стадии депарафинизации, или с помощью растворителя, или более предпочтительно с помощью каталитической депарафинизации, как описано ниже, что обеспечивает дальнейшее снижение температуры текучести продукта. Однако, даже после депарафинизации, в остаточном особенно тяжелом базовом масле ФТ еще может наблюдаться остаточное парафиновое помутнение из-за парафинов с очень высокой молекулярной массой, которые не могут полностью удаляться в процессе депарафинизации.

В общем, особенно тяжелое базовое масло синтеза Фишера-Тропша, применяемое в настоящем изобретении, может быть получено с использованием любого подходящего способа синтеза Фишера-Тропша. Однако предпочтительно компонент особенно тяжелого базового масла ФТ (b) представляет собой тяжелую остаточную фракцию, полученную из воска, произведенного в синтезе Фишера-Тропша, или парафинистого рафинатного сырья следующим образом:

a) гидрокрекинг/гидроизомеризация сырья, произведенного в синтезе Фишера-Тропша, причем по меньшей мере 20 масс. % соединений сырья, произведенного в синтезе Фишера-Тропша, имеют по меньшей мере 30 атомов углерода,

b) разделение продукта стадии (а) на одну или несколько дистиллятных фракций и остаточную тяжелую фракцию, которая предпочтительно содержит по меньшей мере 10 масс. % соединений, кипящих выше 540°С;

(c) каталитическое превращение остаточной фракции на стадии снижения температуры текучести; и

(d) выделение из превращенного потока на стадии (с), предпочтительно в виде остаточной тяжелой фракции, компонента тяжелого базового масла, произведенного в синтезе Фишера-Тропша.

Кроме изомеризации и фракционирования, фракции продукта, произведенного в синтезе Фишера-Тропша, могут подвергаться различным другим операциям, таким как гидрокрекинг, гидроочистка и/или завершающая гидроочистка.

Сырье со стадии (а) является продуктом, произведенным в синтезе Фишера-Тропша. Температура начала кипения продукта синтеза Фишера-Тропша может доходить до 400°С.Предпочтительно, любые соединения, имеющие 4 или меньше атома углерода, и любые соединения, имеющие температуру кипения в этом диапазоне, выделяют из продукта синтеза Фишера-Тропша до использования этого продукта синтеза на указанной стадии гидроизомеризации.

Пример подходящего процесса синтеза Фишера-Тропша описан в документах WO-А-99/34917 и AU-A-698391. В указанных процессах образуется продукт синтеза Фишера-Тропша, как описано выше. Продукт синтеза Фишера-Тропша может быть получен в хорошо известных процессах, например в так называемом процессе Sasol, процессе синтеза среднего дистиллята фирмы Shell или процессе "AGC-21" фирмы Exxon Mobil. Эти и другие процессы, например, описаны более подробно в документах ЕР-А-0776959, ЕР-А-0668342, US-A-4943672, US-A-5059299, WO-A-99/34917 и WO-A-99/20720. Обычно процесс синтеза Фишера-Тропша будет включать синтез Фишера-Тропша и стадию гидроизомеризации, как описано в указанных документах. Синтез Фишера-Тропша может быть осуществлен с использованием синтез-газа, полученного из любого вида углеводородного материала, такого как уголь, природный газ, или биологического материала, такого древесина или сено.

Продукт синтеза Фишера-Тропша, непосредственно полученный в процессе синтеза Фишера-Тропша, содержит парафиновую фракцию, которая обычно является твердой при комнатной температуре.

Сырьем для стадии гидроизомеризации (а) предпочтительно является продукт синтеза Фишера-Тропша, который имеет по меньшей мере 30 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 50 масс. %, и более предпочтительно по меньшей мере 55 масс. % соединений, содержащих по меньшей мере 30 атомов углерода. Более того, в этом сырье массовое соотношение соединений, имеющих по меньшей мере 60 атомов углерода, к соединениям, имеющим по меньшей мере 30, но меньше, чем 60 атомов углерода, предпочтительно составляет по меньшей мере 0,2, более предпочтительно по меньшей мере 0,4, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 0,55. Если сырье имеет температуру кипения с извлечением 10 масс. % выше 500°С, предпочтительное содержание воска будет выше, чем 50 масс. %. Предпочтительно, продукт синтеза Фишера-Тропша содержит фракцию С20+, имеющую величину альфа-ASF (фактор роста цепи Андерсона-Шульца-Флори) по меньшей мере 0,925, предпочтительно по меньшей мере 0,935, более предпочтительно по меньшей мере 0,945, еще более предпочтительно по меньшей мере 0,955.

Предпочтительно стадию (а) процесса гидрокрекинга/гидроизомеризации осуществляют в присутствии водорода и катализатора, причем катализатор может быть выбран из тех, которые известны специалисту в этой области техники, как подходящие катализаторы для этого процесса. Катализаторы гидроизомеризации обычно включают кислотную функциональность и гидрогенизационно-дегидрогенизационную функциональность. Предпочтительной кислотной функциональностью обладают тугоплавкие металл оксидные носители. Подходящие материалы носителя включают диоксид кремния, оксид алюминия, алюмосиликат, диоксид циркония, диоксид титана и их смеси. Предпочтительными материалами носителя для введения в катализатор являются диоксид кремния, оксид алюминия и алюмосиликат. Особенно предпочтительный катализатор содержит платину, нанесенную на алюмосиликатный носитель. Предпочтительно, катализатор не содержит соединений галогенов, например таких, как фтор, поскольку при использовании таких катализаторов могут потребоваться специальные условия эксплуатации, и могут возникнуть проблемы для окружающей среды. Примеры подходящих процессов и катализаторов гидрокрекинга/гидроизомеризации описаны в документах WO-A-00/14179, ЕР-А-0532118, ЕР-А-0666894 и ЕР-А-0776959.

Предпочтительно гидрогенизационно-дегидрогенизационной функциональностью обладают металлы VIII группы, например кобальт, никель, палладий и платина, более предпочтительно платина. В случае платины и палладия катализатор может содержать гидрогенизационно-дегидрогенизационно активный компонент в количестве от 0,005 до 5 частей по массе, предпочтительно от 0,02 до 2 частей по массе, на 100 частей по массе материала носителя. В случае использования никеля обычно используются повышенные содержания, и необязательно никель используется в комбинации с медью. Особенно предпочтительный катализатор для использования на стадии гидрогенизационного превращения содержит платину в количестве от 0,05 до 2 частей по массе, более предпочтительно от 0,1 до 1 частей по массе, на 100 частей по массе материала носителя. Кроме того, катализатор может содержать связующий материал для повышения прочности катализатора. Связующий материал может быть некислотным. Примером являются глины и другие связующие материалы, известные специалистам в этой области техники.

При гидроизомеризации сырье контактирует с водородом в присутствии катализатора при повышенных температуре и давлении. Обычно температура будет находиться в диапазоне от 175 до 380°С, предпочтительно выше, чем 250°С и более предпочтительно от 300 до 370°С.Типичное давление будет находиться в диапазоне от 10 до 250 бар (1 - 25 МПа) и предпочтительно от 20 до 80 бар (от 2,0 до 8,0 МПа). Газообразный водород может поступать с объемной скоростью от 100 до 10000 нл/л в час, предпочтительно от 500 до 5000 нл/л в час. Углеводородное сырье можно подавать с массовой объемной скоростью от 0,1 до 5 кг/л в час, предпочтительно больше чем 0,5 кг/л в час и более предпочтительно меньше чем 2 кг/л в час. Отношение водорода к углеводородному сырью может изменяться от 100 до 5000 нл/кг и предпочтительно от 250 до 2500 нл/кг.

Степень превращения при гидроизомеризации, определяемая как процентное содержание сырья (по массе), кипящего выше 370°С, которое превращается за один проход во фракцию, кипящую ниже 370°С, предпочтительно составляет по меньшей мере 20 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 25 масс. %, но предпочтительно не больше, чем 80 масс. %, более предпочтительно не больше, чем 70 масс. %. Используемое выше определение сырья представляет собой суммарное углеводородное сырье, поступающее на стадию гидроизомеризации, и таким образом, также любой необязательный поток, рециркулирующий на стадию (а).

Продукт, образовавшийся в процессе гидроизомеризации, предпочтительно содержит по меньшей мере 50 масс. % изопарафинов, более предпочтительно по меньшей мере 60 масс. %, еще более предпочтительно по меньшей мере 70 масс. %, причем остальная часть состоит из н-парафиновых, нафтеновых и ароматических соединений.

На стадии (b) продукт стадии (а) разделяется на одну или несколько дистиллятных фракций и остаточную тяжелую фракцию, которая предпочтительно содержит по меньшей мере 10 масс. %) соединений, кипящих выше 540°С. Это удобно делать, осуществляя одно или несколько дистилляционных разделений потока, выходящего со стадии гидроизомеризации, чтобы получить по меньшей мере одну топливную фракцию среднего дистиллята и остаточную фракцию, которая может быть использована на стадии (с).

Предпочтительно поток, выходящий со стадии (а), сначала подвергается атмосферной дистилляции. Предпочтительно температура кипения с отбором 10 масс. % остатка может изменяться между 350 и 550°С. В этом остаточном продукте или остатке атмосферной дистилляции предпочтительно по меньшей мере 95 масс. % кипят выше 370°С. Остаток, который получается при такой дистилляции, в некоторых предпочтительных вариантах может быть подвергнут дальнейшей дистилляции, осуществляемой в условиях, близких к вакууму, чтобы получить фракцию, имеющую более высокую температуру кипения с отбором 10 масс. %.

Эта фракция может быть использована непосредственно на стадии (с) или она может быть подвергнута дополнительной вакуумной дистилляции, которая предпочтительно осуществляется под давлением между 0,1 и 10 кПа. Сырье для стадии (с) предпочтительно получается в виде остаточного продукта указанной вакуумной дистилляции.

На стадии (с), тяжелую остаточную фракцию, полученную на стадии (b), обрабатывают на каталитической стадии уменьшения температуры текучести. Стадия (с) может быть осуществлена с использованием любого процесса гидрогенизационного превращения, в котором возможно уменьшение исходного содержания воска не меньше, чем на 50 масс. %. Предпочтительно содержание воска в промежуточном продукте составляет менее 35 масс. % и более предпочтительно между 5 и 35 масс. %, и еще более предпочтительно между 10 и 35 масс. %. Предпочтительно продукт, полученный на стадии (с), имеет точку замерзания ниже 80°С. Предпочтительно больше, чем 50 масс. % и более предпочтительно больше, чем 70 масс. % промежуточного продукта выкипают выше, чем температура извлечения 10 масс. % воска, используемого как сырье на стадии (а).

Содержание воска можно измерить согласно следующей методике: разбавляют 1 массовую часть анализируемой масляной фракции 4 частями (50/50 по объему) смеси метилэтилкетона и толуола, и всю смесь последовательно охлаждают в холодильнике до -20°С. Затем эту смесь фильтруют при -20°С. Воск тщательно промывают холодным растворителем, отбирают из фильтра, сушат и взвешивают. Там, где приведена ссылка на содержание масла, величина в масс. % означает часть, полученную вычитанием: 100 масс. % минус содержание воска в масс. %.

Для стадии (с) возможным процессом является гидроизомеризация, которая описана выше для стадии (а). Установлено, что содержание воска можно снизить до желательного уровня с использованием указанных катализаторов. Путем варьирования жесткости условий описанного выше процесса, специалист в этой области техники сможет легко определить условия эксплуатации, необходимые для достижения желательной степени превращения воска. Тем не менее, температура между 300 и 330°С и массовая скорость подачи между 0,1 и 5, более предпочтительно между 0,1 и 3 кг масла на 1 литр катализатора в час (кг/л в час) являются особенно предпочтительными для оптимизации выхода масла. Более предпочтительным классом катализаторов, которые могут быть использованы на стадии (с), является класс катализаторов депарафинизации. Условия процесса, применяемые с использованием указанных катализаторов, должны поддерживать содержание воска в масле. Напротив, в типичных процессах каталитической депарафинизации целью является снижение содержания воска практически до нуля. С использованием катализатора депарафинизации, который содержит молекулярное сито, можно получить повышенное содержание «тяжелых» молекул в депарафинизированном масле. Тогда можно получить более вязкое базовое масло.

Катализатор депарафинизации, который может быть использован на стадии (с), соответственно содержит молекулярное сито, необязательно в комбинации с металлом, имеющим гидрогенизационную активность, таким как металл VIII группы. Молекулярные сита, и более предпочтительно молекулярные сита, имеющие диаметр пор между 0,35 и 0,8 нм, продемонстрировали хорошую каталитическую активность для уменьшения содержания воска в парафиновом сырье. Подходящими цеолитами являются морденит, бета-цеолит, ZSM-5, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, SSZ-32, ZSM-35, ZSM-48, EU-2 и комбинации указанных цеолитов, из которых наиболее предпочт