[发明专利]一种高粘度指数润滑油基础油的生产方法

说明书

本发明涉及一种低倾点、高粘度指数润滑油基础油的生产方法。

关于用含蜡的烃类原料生产低倾点、高粘度指数润滑油基础油的方法已有大量的专利及文献报道，其根本的指导思想都是通过异构催化剂中分子筛组分的择形性和适度的酸性配以贵金属组分较强的加氢-脱氢及异构活性将高倾点、高粘度指数的蜡分子(主要是正构烷烃)进行加氢异构，生成带一两个甲基侧链的异构烷烃来达到降低倾点并保持较高的粘度指数的目的。例如，nC₂₀的熔点为36.6℃、粘度指数为174，而iC₂₀的熔点为-2.5℃、粘度指数为164，而且得到的异构烷烃侧链的位置越靠近主链中央倾点越低。因此以往的专利提到了采用具有择形性的丝光沸石、SAPO-11、SAPO-31、SAPO-41、ZSM-22、ZSM-23、SSZ-32等中孔分子筛作为异构催化剂的酸性组分，但是，单独采用中孔分子筛催化剂对含蜡的烃类进料进行异构脱蜡时，由于催化剂的孔容、表面积较小，使得异构化反应受扩散控制，特别是当原料的蜡含量较高或馏分较重，芳烃含量较高时，若要达到较低的倾点则需要较苛刻的反应条件，这样不仅会因发生过度的加氢裂化反应而降低基础油收率，还会加快催化剂的失活。

U.S.5,149,421提到将Pt/SAPO-11与Pt/ZSM-5催化剂在同一个反应器中串联使用来达到更低的倾点，但由于Pt/ZSM-5催化剂会将蜡分子裂解成低价值的小分子气体烃类，因此，这种方法会导致基础油收率及粘度指数的损失。

U.S.4,419,220及4,518,485提到用高硅β分子筛进行含蜡烃油的异构脱蜡，当转化率较低时，β分子筛催化剂对正构烷烃表现出较好的异构选择性，但是，随着转化率的提高，由于大孔分子筛孔道内没有空间限制，较易生成多支链异构体，这些多支链异构体对降低倾点贡献不大，而且容易裂解，导致基础油收率的损失。因此，必须控制在较低的转化率下才能得到较高的基础油收率，为了达到较低的倾点，还需采用溶剂脱蜡或催化脱蜡的方法进一步降低基础油中的蜡含量，从而导致基础油收率和粘度指数的下降。

CN1140199提到的两段加氢法生产润滑油基础油工艺是将第一段加氢处理后的流出物经分离除去轻油馏分，将重质油馏分送入第二段反应器进行异构脱蜡。

U.S.5,110,445介绍了一种生产高粘度指数、低倾点润滑油基础油的两段工艺过程，第一步是含蜡烃油进料经含β分子筛的催化剂进行加氢异构，第二步是溶剂脱蜡进一步降低倾点。

U.S.4,919,788和EP0,225,053也介绍了一种生产低倾点、高粘度指数润滑油基础油的两段工艺过程。第一段使用含有铂和高硅β分子筛的异构脱蜡催化剂将含蜡烃类进料的倾点降到比目标倾点高11℃左右，第二段采用Ni/ZSM-5或ZSM-22、ZSM-23等催化脱蜡催化剂进行选择性催化脱蜡或用溶剂脱蜡来进一步降低倾点。

U.S.4,601,993介绍一种含有两种不同孔径分子筛混合物的贵金属脱蜡催化剂，如大孔低酸性的β分子筛与中孔的ZSM-5混合制成的贵金属催化剂，这种将大孔与中孔分子筛混合使用的方法不利于发挥中孔分子筛的择形性和大孔分子筛在低转化率时的异构性能，因此会导致基础油收率和粘度指数的损失。

U.S.4,599,162介绍了一种双催化剂串联加氢脱蜡工艺，第一段催化剂含有约束指数为2～12的中孔分子筛，第二段催化剂所使用的中孔分子筛的约束指数不小于2。例如，第一段使用Pt/ZSM-12/ZSM-23进行异构脱蜡，第二段使用Ni/ZSM-5催化剂进行催化脱蜡。由于Ni/ZSM-5催化剂的作用是将第一段异构催化剂没有转化的蜡分子裂解成小分子气体烃来达到进一步降低倾点的目的，势必造成基础油收率和粘度指数的损失。

CN1137059介绍一种加氢裂化尾油两段脱蜡生产润滑油基础油工艺，第一段加氢处理催化剂提到可以使用β分子筛，第二段是含有SAPO-11等中孔分子筛的异构化催化剂，由于第一段催化剂要在较低的温度下操作，因此必须使用两个反应器。而且该专利认为第一段优选Y型分子筛催化剂。对于β分子筛的性质没有做具体说明。