Brevet FR2112256A1 — publié le 19720616

' 2112256 La présente invention concerne la préparation de lubrifiants à indice de viscosité élevé, obtenus par hydrocraquage. Dans le passé on a déjà utilisé différents procédés nour valoriser les huiles lubrifiantes et d'autres fractions du 5 pétrole. Les progrès récents dans les techniques de l'hydrocraqua-ge ont eu pour conséquence un intérêt accru pour l'utilisation industrielle de ces techniques en vue de l'obtention dfnuiles lubrifiantes d'indice de viscosité olus élevé. La présente invention se raDporte à un Drocédé d,hydro-10 craquage, pour lequel la matière première a subi une préparation préliminaire, afin de donner avec un rendement amélioré une huile lubrifiante d'indice de viscosité élevé. Cette préparation, consiste en général à fractionner sous vide un résidu de la distillation sous pression atmosphérique en 3 liquides lubrifiants, savoir 15 (a) un distillât bouillant entre 382° et 457°C (le point d'é- bullition vrai est désigné ci-après par PEV). (b) un distillât bouillant de 457°C PEV, à une temoérature corn prise entre 526 et 577°C PEV selon les matières de départ et le lubrifiant que l'on veut obtenir, et 20 (c) une fraction bouillant au-dessus de (b), qui peut être un distillât cassant à partir de 526-577°C PEV, ou un résidu bouillant au-dessus de 577°C PEV. La fraction (b) est extraite avec un solvant solubilisant de préférence les produits aromatiques, afin d'obtenir une huile débar-25 rassée des cires, dont l'indice de viscosité soit de 10 à 30 unités supérieur a celui de l'huile de départ déparaffinée. L*indice de viscosité I.V.,dont il est question ici, est déterminé selon ASTM D-2270. Cette extraction est généralement plus poussée pour les charges de faible IV de l'ordre de 30 à 60, que pour celles 30 d'I.V. suoérieur, comoris entre 60 et 90. De manière générale, conviennent, comme solvant pour cette extraction, furfural, acéto-ohénone, phénol, mélanges de phénol et cumène, acétonitrile, nitro-benzène, aniline, oxyde de dichloro-2,2 diéthyle, diméthyl-sulfoxyde et leurs mélanges. Le choix du solvant oarticulier déoend de 35 plusieurs facteurs tels que considérations éconoTiiques, profondeur requise de l'extraction, caractéristiques du brut rcilisé dont dérive la fraction» En général, les solvants préférés sont le furfural et le phénol. La température d'extraction doit être inférieure à 40 celle de la miscibilité de l'huile- et du solvant oour que la séoa- 71 34589 2 2112256 ration soit extractive, et habituellement on opère bien au-dessous de la température de miscibilité, afin que le traitement soit efficace avec de bons rendements en raffinat. Comme la présente invention n'implique pas normalement le déparaff in'age de la charge, 5 la limite inférieure de température, pour l'extraction au solvant, est la température à laquelle des matières solides apparaissent dans la charge au cours de cette extraction. L'intervalle, englobant toutes les températures convenables pour tous les solvants appropriés, s'étend d«-13° à +176°C. Toutefois, dans le cas du 10 furfural, on utilise de préférence une température comprise entre 52° et 163°C. Le rapport solvant/huile dépend quelque peu de la température utilisée. En général, ce rapport est compris entre 6 et 0,25, et de préférence entre 4 et 0,8. 15 L'appareil, utilisé pour l'extraction au solvant, n' est pas critique ; conviennent tous les appareils classiques tels que contacteurs à disque rotatif, réacteur de PODBIELNIAK et colonnes d'extraction garnies, à contre-courant. On peut opérer en continu ou en discontinu. 20 Lorsque le 3ème constituant est un résidu de la dis tillation sous vide, bouillant au-dessus de 577°C, l'asphalte doit en être éliminé, par exemple par traitement classique au propane, afin que cette huile ait une teneur en carbone de RAMSBOTTOM ne dépassant pas 2% en poids. L'invention ne nécessite 25 aucun autre traitement valorisant» Lorsque le 3ème constituant est un distillât, passant par exemple entre 515° et 577°C, aucun traitement améliorant n'est requis. Ces constituants sont mélangés, pour former une charge d'hydrocraqueur renfermant 20 à 70% en volume du constituant (a), 30 30 à 50% du raffinat du constituant (b), et 10 à 40% en volume du constituant (c). Le mélange, ainsi obtenu, est hydrocraqué sous une près- 2 sion partielle d'hydrogène de 140 à 210 kg/cm • La vitesse spatiale du liquide est comprise entre 0,5 et 1,5. La température optimale 35 de 11hydrocraqueur varie de 382° à 427°C0 En général, on peut utiliser à ce stade un catalyseur d'hydrogénation suifactif» Conviennent les sulfures des métaux des groupes VIB et VIII, et de préférence leurs mélanges, par exemple sulfure de nickel avec du sulfure de tungstène, ou avec celui de molybdène. Le catalyseur est de 40 préférence sur un support tel qu'alumine ou silice-alumine. Le cata 71 34589 3 2112256 lyseur préféré est constitué par du nickel-tungstène sulfuré et fluoré sur de la silice-alumine. L'hydrocraqueur donne en général un lubrifiant cireux bouillant au-dessus de 343°C, et représentant 60 à 90%, de préfé-5 rence plus de 70% en volume, de la charge de l'hydrocraqueur. Le pourcentage dépend du mélange de départ et du chiffre d'indice de viscosité voulu. Lorsqu'on veut un I.V. élevé, il faut abaisser la teneur en constituant (c) dans le mélange de départ, et augmenter celle du constituant (a). 10 Dans ce qui suit, l'exemple 1 concerne la présente invention, alors que les exemoles 2 à 5 reportent les résultats obtenus par d'autres techniques de raffinage. Dans chacun des exemples 1 à 5, le brut utilisé est un brut "Lagornedia" ayant une densité API de 33, une teneur en soufre de 1,2% en ooids, une 15 viscosité de 54 SUS à 37°3, un point d'écoulement de -13°C et une coloration (par densité optique) de 21 000. Chacune des extractions des exemples est effectuée au moyen de furfural avec un rapport volumétrique solvant/huile de 1,5 à 1 a 105°C. Les propriétés des différents constituants utilisés dans les exemoles 1, 20 3, 4 et 5, sont reportés dans le tableau I.(voir page suivante). Les propriétés des constituants, utilisés dans l'exemple 2, sont reportées dans le tableau II. (Les deux constituants ne sont pas extraits). Dans chacun des exemples 1 et 5, le catalyseur utilisé 25 est du nickel-tungstène sulfuré aveoéomme support de la silice-alumine, renfermant de faibles quantités de fluorure et commercialisé sous le nom de GC-6 par Gulf Oil Corporation. Les propriétés des différents lubrifiants hydrocraqués et les quantités des différentes matières premières utilisées dans les exemples 1 à 5, 30 sont reportées dans le tableau III. Ainsi qu'il ressort de ce tableau, la présente invention, telle qu'illustrée par l'exemple 1, aboutit à un rendement fortement amélioré avec maintien d'un indice de viscosité élevé dans les différentes fractions de lubrifiant. TABLEAU Constituant A Constituant B Constituant C Non Non Non Extrait Extrait Extrait Extrait Extrait Densité API à 15,5°C 25.7 26.1 27.6 19.2 25 »8 Point d'ébullition initiale 363 °C 434°C 344 °C 309°C 329°C point à 50% 414°C 494 °C 494 °C 537°C 538°C Point final/récupération 450°C/98% 533°C/98% 533,5°C/98% 554,5°C/78% 534,5°C/78% Viscosité à 99°C cSt 5,2 15.5 11 .4 26 18r8 T A B L E A U II Constituant A Constituant B Densité API à 15,5°C 26,2 23,2 354,5°C 380°C Point d'ébullition à 421 °C 487°C 469°C/98%/ 509°C/98?b Viscosité à 99°C Cst 5,32 11 ,97 U» .t* en co VÛ 10 IO hO tn CT-* Matières premières en vol. % Constituant A non extrait ......... Constituant B non extrait « Constituant B extrait Constituant C non extrait Constituant C extrait Lubrifiant hydrocraqué, en vol. % de la charge » Conditions opératoires Temoérature du catalyseur °C ...... Vitesse spatiale vol/heure/volurne.. Pression partielle de H2, kg/cm^ .. Vitesse du gaz dans le réacteur, nr/nr Indice de viscosité des lubrifiants : 70 "Neutral" 100 "Neutral" 200 "Neutral11 500 "Neutral" 1000 "Neutral" ... TABLEAU III Exemple 1 Exemple 2 Exemple 3 Exemole 4 Exemple 5 83 82 91 91 92 100 102 100 101 100 101 111 106 107 100 99 112 106 103 95 - . - 98 95 Ui 28,1 64,0 63,4 26,5 63,7 In 36,0 37,4 ^ 45,8 36,4 13,4 13,4 26,1 22,8 22,8 62,0 55,7 56,9 53,1 54,0 410°C 415°C 404,5°C 415°C 407,5°C ^ 0,92 0,98 0,88 0,89 1,21 175 178,5 175 175 175 1042,4 1094,6 1098,2 119,8 1008,6 N) K> K> en O 71 34589 6 2112256 REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'huiles lubrifiantes par hydrocràquage, caractérisé en ce que le brut de départ est fractionné en 3 fractions passant respectivement (a) entre 382° et 457°C, (b) entre 457° et de 526° à 577°C, (c) au-dessus de la fraction (b), la fraction (b) étant ensuite extraite aux solvants solubilisant de préférence les produits aromatiques, avant d* être recombinée avec les 2 autres pour être hydrocraquée. 2» Procédé selon revendication 1, caractérisé en ce que la fraction (c) bout entre 526° et 577°C. 3. Procédé selon revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, au cours de l'extraction par solvant, le rapport solvant/huile est compris entre 6 et 0,25, de préférence entre 4 et 0,8. 4. Procédé selon l'une des revendications 1f 2 Qu 3, caractérisé en ce que le solvant est le furfural. 5. Procédé selon une des revendications 1 à caractérisé en ce que l'extraction a lieu entre 52° et 163°C. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fraction (c) est désasphaltée avant d'être mélangée avec la fraction (a) et le raffinat de (b). 7» Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mélange à hydrocraquer est constitué par la combinaison de 20 à 70% en volume de la fraction (a), 30 à 50% du raffinat de (b), et 10 à 40% en volume de la fraction (c). 80 Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le catalyseur d'hydrocràquage est constitué par du sulfure de nickel-tungstène. 9o Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le catalyseur a pour suoport de la silice-alumine» 10» Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on effectue 1'hydrocraquage entre 382° et 427°C sous o pression partielle d'hydrogène de 140 à 210 kg/cm . 11 » Produit d'indice de viscosité élevé obtenu par le procédé selon l'une des revendications précédentes»