[发明专利]采用无粘接剂的催化剂进行催化脱蜡的方法

说明书

本发明涉及催化脱蜡。

各种脱蜡方法已广泛应用于石油精炼工业，以改善各种石油馏分在低温下的流动性，这些石油馏分包括燃料，如喷气发动机燃料、煤油、家用加热油、柴油机燃料和润滑油。当产品必需具备良好的低温性能时，就更迫切需要脱蜡了，因为润滑油具有链烷烃性质，再加上润滑油馏分的高分子量，这通常意味着相对高的含蜡量，除非采取适当的补救办法否则将导致不良的低温性能。早先，是用物理方法脱蜡，特别是使用混合溶剂如甲乙酮/甲苯进行溶剂脱蜡或自动致冷法如丙烷脱蜡。更近期一些，催化脱蜡法已工业化。催化脱蜡法即可用于燃料又可用于润滑油。飞马石油公司馏出油脱蜡法（MDDW）适用于生产燃料，如喷气发动机燃料和柴油机燃料，而飞马石油公司润滑油脱蜡法（MLDW）适用于生产润滑油，包括馏出油（中性油）和残油（光亮油）等类型。MDDW及MLDW法都采用择形裂解的方法以除掉进料中的蜡状组分，主要是正构和低支链的链烷烃，生产出与加工苛刻程度有关的已降低了倾点的脱蜡产品。MLDW法应用了一个装有加氢精制催化剂的第二反应器，从而保证已脱蜡的润滑油产品符合所有的使用质量和发动机运转性能的标准，这方面的内容在Catal.Rev.-Sci.Eng.28（2-3）185-264页（1986），特别是244页的“择形催化的工业应用”一文中已有叙述。还可参见精炼方法手册（Refining    Process    Handbook）（烃加工，9月，1986），80，90页以及在此领域中的早期建议，Oil    and    Gas    journal，6，1月1975，69-73页。

催化脱蜡法能选择性地脱除原料中长链的蜡状链烷烃，主要是正构链烷烃和一甲基链烷烃。此类方法多数的操作原理是选择性地裂解蜡状链烷烃，生成低分子量的产物，然后将其在蒸馏过程中与较高沸点的润滑油料分开。被推荐用于此场合的催化剂通常是沸石，这类沸石的孔径大小只容许直链蜡状的链烷烃或仅又容许低支链的链烷烃进入其中，但阻止了低含蜡较高支链的物质和环烷烃类进入其中。为此目的，沸石如ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35和ZSM-38已推荐用于脱蜡方法中，并在美国专利Re28，398（3700585）、3852189、3894938、4176050、4181598、4222855、4229282、4287388、4259170、4283271、4283272、4357232和4428819中叙述过，可参阅这类方法的详细内容。美国专利4259174叙述了一种采用合成菱钾沸石的脱蜡方法。美国专利4601993公开了一种采用不同孔径的沸石混合物的方法。这类方法的详细内容可参阅这些专利。

如上所述，采用中等孔径的沸石，如ZSM-5进行催化脱蜡是将原料中的蜡状组分选择性地裂解。这导致降低收率，因为在润滑油沸程范围内的组分总体转化成沸点较低的馏分，而这些馏分虽然可用于其它产品中，但必须从润滑油料中除去。美国专利4419220和4518485提出了另一种加工润滑油的方法-将原料中的蜡状组分，包括直链和低支链的链烷烃在β沸石基的催化剂上进行异构化反应而除去。在异构化反应中，蜡状组分转化成相对较低蜡状的异构烷烃，同时低支链的链烷烃则异构化成高支链的烷烃。一定量的链烷烃在操 作中也发生了裂解，因此不仅是异构化使倾点降低，此外还有原料中的重组分由于发生某些裂解或加氢裂解生成液态范围的物质，因而得到低粘度产物。但是裂解的程度则加以控制，使尽可能多的原料保持在希望的沸程范围内。

这类方法所用的催化剂至少在工业生产中除沸石外都含有一种粘接剂。这有许多原因。首先，在工业装置上，常规的滴流床下流式反应器需要保持相当高的催化剂床层，因此在床层底部的催化剂需要具有值得注意的耐压性能，以便承受上部催化剂的重量。催化剂还需具备相当大的抗磨耗性能，以经受得住在生产、输送和装入设备中所受到的应力。另外还要考虑采用常规设备生产出所要求的颗粒大小和形状的催化剂是切实可行的，而这通常是指能用挤出法生产催化剂。

挤出法是一种生产具有各种用途的高强度催化或非催化材料的方法。某些硅酸铝沸石早已用作许多有机转化过程的催化剂，通常结晶硅酸铝沸石需要掺合一种母体或粘接剂，以便提高其强度。最常用的母体包括氧化铝以及氧化铝和粘土的混合物，由于这些物料很易挤出，因而可生产出具有希望的物理强度的挤出物。