Brevet FR2367816A1 — publié le 19780512

La présente invention se rapporte à un procede intégré pour la production d'huile de lubrification ou lubrifiants; La source fondamentale des lubrifiants est habituellement constituée par le pétrole brut. Le procédé de raffinage au moyen duquel le pétrole brut donne naissance aux lubrifiants comporte comme opération principale soit une extraction par solvant, soit une phase d'hydrocraquage. La nature du lubrifiant obtenu est dans une large mesure déterminée par la nature du solvant utilisé et la rigueur ou sévérité de l'extraction dans un cas, ou par la charge, le catalyseur et les conditions d'hydrocraquage dans l'autre cas. Quel que soit le cas, cependant, on doit encore traiter le produit obtenu de manière à le rendre stable à l'air et à la lumière.Dans ce but, les lubrifiants obtenus par les procédés d'extraction par solvant sont habituellement complétés par l'apport d'additifc,tandis que ceux obtenus par hydrocraquage sont frequemment soumis à une hydrogenation supplementaire. En outre, en plus de cette stabilisation, la production des lubrifiants comprend normalement une phase de déparaffinage destinée à permettre d'atteindre les normes fixées pour le point d'écoulement. En fait, bien que de telles combinaisons d'opérations conduisent à un produit de haute qualite, il est parfois necessaire de le soumettre à une décoloration, c'est-à-dire à une opération visant essentiellement son aspect, operation rendue souhaitable pour satisfaire aux préjugés injustifiés du consommateur. La présente invention propose un procédé pour la production de lubrifiants qui ne comprenne pas la diversite d'operations qui a prévalu jusqu'ici et qui, dans une forme de réalisation, puisse achever la transformation du produit brut en produit fini par un seul passage dans un réacteur. Le procédé selon l'invention, -pour la production d'huiles de lubrification comprend les phases consistant à soumettre une charge d'huile de lubrification à un hydrocraquage par voie catalytique à une température de 357 à 454oC, sous une pression de 70 à 350 bars, avec une vitesse spatiale volumique horaire comprise entre 0,1 et 5,0 et un débit d'hydrogène compris entre 3.000 et 10.000 SCF/B, à mettre le liquide resultant normalement de cet hydrocraquage en contact avec un catalyseur comprenant une zéolite du type ZSM-5 à une température de 343 à 4550C et une vitesse spatiale volumique horaîre(par rapport à la zeolite) de I à 10. Ainsi le procédé integré selon l'invention comprend un hydrocraquage, un passage du produit craque sur une zeolite du type ZSM-5 et une decoloration éventuelle. Les deux premières de ces trois opérations realisent tout ce qui est nécessaire à la production de lubrifiants de haute qualité. La charge d'huiles de lubrification est formée d'au moins 50% en poids de gasoil sous vide poussé paraffinique; les huiles résiduelles et les huiles residuelles au propane désasphalté sont caractéristiques. Entre l'hydrocraquage et la mise au contact d'un catalyseur comprenant une zéolite du type Z5M-5, on retire normalement de manière avantageuse les matitres gazeuses du produit obtenu par craquage; ces matières comprennent, par exemple, de l'hydrogène, de l'ammoniac et/ou des hydrocarbures legers. Le catalyseur de craquage doit être une combinaison d'un élément d'hydrogé- nation-déshydrogénation fort et d'un support réfractaire à larges pores à faible activité acide. Les supports convenables comprennent la silice, la magnesie, l'alumine, les oxydes de zirconium, d'hafnium et/ou de titane, sous réserve qu'au o moins 50% de leurs pores aient un diamètre supérieur à 100 A . Des éléments d'hydro gnation-deshydrogénation convenables comprennent le platine, le palladium, le nickel-tungstène ou le cobalt-molybdène.L'hydrocraquage est habituellement effectue à une température comprise entre 357 et 4540C, de préférence 385 et 440"C, sous une pression de 70 à 350 bars, de préférence 136 à 210, et une vitesse spatiale volumique horaire de 0,1 à 5,0, de préférence 0,5 à 1,0. Un débit d'hydrogène convenable est de préférence compris entre 3.000 et 10.000 et de préférence 5.000 et 7.000 SCF/B. Le contact avec la zéolite de type ZSM-5 est de préférence effectué à une température comprise entre 385 et 4270C, avec une vitesse volumique horaire spatiale de 4,5 à 6,5. La zeolite est avantageusement sous une forme protonée et, dans une forme de réalisation, un métal non-cationique est associé à ladite zéolite, les métaux préférés étant le zinc et/ou le cuivre. Comme on l'a precedemment mentionné, l'effluent provenant du contact avec la zéolite de type ZSM-5 peut être soumis à une décoloration pour améliorer son acceptation par le consommateur. Cette décoloration peut être effectuée en faisant passer l'effluent sur un matériau de contact qui comprend du nickel, du tungstène, du molybdène et/ou du cobalt dépose sur un support réfractaire à larges pores et à faible acide, un matériau typique étant le nickel et/ou le molybdene sur l'alumine, de préférence sur l'alumine alpha ou theta. Des conditions de fonctionnement convenables comprennent une température de 204 à 371"C, de préférence 315 à 3440C, et une vitesse volumique horaire spatiale de 1 à 10. Comme cela a déjà eté mentionné également, un aspect particulier de la présente invention est le fait que l'hydrocraquage et le contact avec une zéolite du type ZSM-5 peuvent être effectués dans un seul rédacteur, de même que l'éven- tuelle décoloration. Après achèvement du procédé, le produit obtenu après craquage, mise au contact d'une zeolite du type ZSM-5, et éventuelle décoloration, est distillé pour separer le gaz sec, une fraction C4/ C5, le naphte et les huiles légères du lubrifiant de base, ce dernier etant ensuite partage en fractions neutre légère, neutre lourde et bright stock (huile de base de haute viscosité). La figure annexée montre un mode de mise-en oeuvre de l'invention. L'installation ainsi représentée comporte un reacteur unique 1, comprenant une zone d'hydrocraquage 2, une zone de traitement 3 par ZSM-5 et une zone de décoloration. L'hydrocraquage. est opéré sous 170 bars, à une température de 413"C et avec une vitesse volumique horaire spatialede 0,75. La catalyseur comprend un élément d'hydrogénation fort à larges pores, faiblement acide et à support réfractaire, dans ce cas nickel-tungstène sur alumine alpha. La charge amenée au craquage est un gas-oil sous vide poussé accompagné d'hydrogène recyclé a 3000 SCF/B, avec l'apport necessaire dlhydrogene d'appoint. t'hydrogène, les gaz légers et l'ammoniac sont retirés entre la zone de craquage et la zone de contact avec ZSM-5. Ce contact est effectué à 3990C, et à vi tessevolu1niquespdtiale horairede 0,5, le catalyseur étant du ZSM-5 sous forme protonee contenant 1,3% en poids de zinc et 1,7% de cuivre. Dans ces conditions relativement sevères, qui sont notamment dictées par la température, le produit normalement liquide résultant du craquage est soumis, au contact du ZSM-5, à une transformation complexe qui comprend les modifications spécifiques habituellement réalisées dans les onerations séparées de déparaffinage et de stabilisation. Dans la troisième et derniere zone 4, l'effluent provenant du traitement par ZSM-5 est mis au contact d'une masse de décoloration consistant en un élement d'hydrogénation modérée, sur un support réfractaire, à larges pores, faiblement acide Le nickel, le tungstène et/ou le molybdène sur l'alumine alpha constituent les matériaux les plus satisfaisants. Cette étape est effectuée à 3300C, la quantité de matériau de contact assurant une vitesse volumique horaire spatiale de 10. L'effluent décoloré provenant du réacteur passe dans un séparateur 5 à haute pression pour l'enlèvement de l'hydrogène en vue de son recyclage,- dans une colonne de distillation 6 que le gaz sec (1,5X), C4/C5 (5%), le naphte (15%) et l'huile légère (20%), quittent respectivement par les conduites 7, 8, 9 et 10 laissant en cuve un lubrifiant formant 45% en volume de cet effluent. Ce lubrifiant est ensuite soumis à une distillation sous vide (colonne 12) qui permet de le séparer en les diverses fractions, habituellement présentes: neutre légère, neutre lourde et bright stock (conduites 13, 14 et 15 respectivement) qui sont destinées à être employées pour la préparation des lubrifiants. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux figures et modes de mise en oeuvre mentionnés ci-dessus; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envi sagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la preparation d'huiles de lubrification, selon lequel on soumet à l'hydrocraquage par voie catalytique une charge d'huile de lubri fication à une température comprise entre 357 et 4540C, de préférence entre 385 et 440"C, sous une pression comprise entre 68~~et~~340 bars, de préférence entre 136 et 204 bars, avec une vitesse spatiale volumique horaire de 0,1 à 5,0, de préférence 0,5 et 110 et un debit d'hydrogène compris entre 3.000 et 10.000 SCF/B et on met le produit normalement liquide obtenu par craquage au contact d'un catalyseur comprennant une zeolite du type ZSM-5 à une temperature comprise entre 343" et 4540C, de préférence entre 385" et 427"C et une vitesse spatiale volumique horaire (rapportée à la zéolite) de 1 à 10, de préférence de 4,5 à 6,5. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge d'huile de lubrification contient au moins 50% de substances paraffiniques. 3. Procédé selon l'une des revendications l ou 2, caractérisé en ce que la charge d'huilede lubrification est un gas-oil sous vide pousse, une huile résiduelle ou une huile résiduelle de propane désasphalté. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce qu'entre l'hydrocraquage et la mise au contact du catalyseur, on enlève du produit de craquage les produits normalement gazeux. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ces produits normalement gazeux consistent en hydrogène, ammoniac et/ou hydrocarbures legers. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracterisé en ce qu'on utilise pour le craquage, un catalyseur qui est formé par la combinaison d'un élément fort d'hydrogenation-deshydrogénation et d'un support réfractaire à larges pores et faible activité acide. 7. Procede selon la revendication 6, caractérise en ce que le support comprend la silice, la magnésie, l'alumine, les oxydes de zirconium, d'hafnium et/ou de titane et en ce que 50% de ses pores ont un diamètre supérieur à 100 A. 8. Procédé selon l-'une des revendications 6 et 7, caractérise en ce que l'élément d'hydrogenatfon-deshydrogenation comprend le palladium, le platine, le nickel-tungstène ou le cobalt-molybdene. 9. Procedé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la zéolite est sous la forme protonee. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un métal non-cantionique est associé à la zeolite, ce métal étant de préférence du zinc et/ou du cuivre. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'effluent provenant du contact avec la zeolite est soumis à une decoloration. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la décoloration est effectuee en faisant passer l'effluent sur une matière de contact qui est formede nickel, tungstène, molybdène et/ou cobalt déposé sur un support réfractaire à larges pores et à faible acidite. 13. Procedé selon la revendication 12, caractérise en ce que la matière de contact comprend du nickel et/ou du molybdène sur de l'alumine, cette alumine étant de préférence de l'alumine alpha ou de l'alumine theta. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la décoloration est effectuee à une temperature comprise entre~ 204 et 371"C, de préférence entre 315 et 3430C. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caracte- risé en ce que la decoloration est effectuée à une vitesse spatiale volumique horaire comprise entre 1 et 10. 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caracterisé en ce que le craquage à l'hydrogène et la mise au contact d'une zéolite de type ZSM-5 sont effectues dans un même réacteur. 17. Procéde selon la revendication 16, caractérisé en ce que la decoloration est étalement effectuée dans ce même réacteur. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le produit résultant du- craquage à l'hydrogène et, le cas echéant, de la décoloration, est distillé pour séparer le gaz sec, une fraction C4/C5, du naphte et une huile 7gère. 19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que ladite fraction est une fraction neutre légère, neutre épaisse, ou bright stock.