СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОИНДЕКСНЫХ БАЗОВЫХ МАСЕЛ
METHOD OF PRODUCING HIGH-VISCOSITY INDEX BASE OILS

Изобретение относится к процессам нефтепереработки, в частности к способам получения высокоиндексных компонентов базовых масел первой группы по классификации API (см. табл.1).
Таблица 1
Категории базовых масел по классификации API.
Группа
Содержание серы, % масс.
Содержание насыщенных углеводородов
Индекс вязкости
I
>0,03
<90
80-119
II
≤0,03
≥90
80-119
III
≤0,03
≥90
≥120
IV
ПАО (полиальфаолефины)
V
Все остальные, не включенные в группы I-IV
VI
Полиалкилнафталины (ПАН)
По мере развития техники и транспортных средств, в результате повышения жесткости рабочих условий, увеличения скорости и мощности механических устройств, подлежащих смазке, требования к качеству базовых масел повышаются.
Все большее значение приобретают стабильные (с низкой испаряемостью), малосернистые, высокоиндексные (с индексом вязкости более 100) базовые масла, обеспечивающие хорошие пусковые свойства и необходимую вязкость при рабочих температурах. Таким требованиям отвечают базовые масла, выпускаемые по ТУ02530037-0004443402003 «Масла базовые ЛУКОЙЛ SN».
Масла первой группы, в том числе и «Масла базовые ЛУКОЙЛ SN», получают из рафинатов селективной очистки вакуумных погонов и деасфальтизата путем их депарафинизации или гидрооблагораживания и депарафинизации с получением средневязкого, вязкого и остаточного компонентов товарных масел и их последующим компаундированием в соотношении, определяемом конкретной маркой масла ЛУКОЙЛ SN 150, 350, 500 или 650.
Получение масел типа «Масла базовые ЛУКОЙЛ SN» высшего сорта обеспечивается при получении компонентов базовых масел, отвечающих требованиям, приведенным в табл.2.
Таблица 2
Качество компонентов товарных масел, необходимое для масел базовых ЛУКОЙЛ SN высшего сорта.
№ пп
Наименование показателей
Значение показателей для компонентов
средневязкий
вязкий
остаточный
1
Вязкость кинематическая при 100°C, мм<sup>2</sup>/с
4,8-5,1
7,3-8,0
20-22
2
Индекс вязкости
100-102
Не менее 96
Не менее 93
3
Массовая доля серы, %
Не более 0,2
Не более 0,35
Не более 0,55
4
Испаряемость по NOACK, %
Не более 14,5
Не более 7,0
Не более 3,0
Известные способы получения базовых масел не обеспечивают получение их компонентов с показателями качества, приведенными в табл.2.
Возможность получения компонентов базовых масел первой группы с заданными свойствами и максимальным выходом во многом определяется химическим составом сырья [Н.Н. Старкова, В.М. Шуверов, В.Г. Рябов, Ш.М. Юнусов. Характеристика сырья для получения высокоиндексных базовых масел. Журнал «Химия и технология топлив и масел», 2001, №3, с.36-37].
Процесс каталитического гидрооблагораживания масляных рафинатов имеет целью снижение содержания серы и повышение вязкостных свойств получаемого продукта.
Снижение содержания серы в перерабатываемом сырье достигается применением катализаторов и технологий, обеспечивающих протекание реакций гидрогенолиза сероорганических соединений на достаточную глубину.
3
3
Повысить индекс вязкости перерабатываемого сырья можно путем гидрирования содержащихся в нем полициклических ароматических углеводородов (фенантрен, антрацен, пирен, хризен, бензантрацен, бензфенантрен, перилен и их производные) с превращением их в моноциклические ароматические углеводороды с длинными алкильными цепями [Казакова Л.П., Крейн С.Э. Физико-химические основы производства нефтяных масел. М.: Химия, 1978, с.297, 311]. Эти процессы протекают в среде водорода на катализаторах алюмооксидной природы, включающих компоненты типа NiO/MoO, WO.
-1
3
3
Известен способ гидрообработки рафинатов масляных фракций [Пат. РФ №2151167], при котором рафинаты масляных фракций подвергают гидрообработке при температуре 300-330°C, давлении 3,0-4,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 1,0-1,5 ч, кратности циркуляции ВСГ 800-1500 нм/м сырья. Гидрообработку проводят в присутствии катализатора, полученного по способу, изложенному в Патенте РФ №2142337. После депарафинизации гидроочищенного рафината получают базовый компонент депарафинированного масла, имеющий индекс вязкости 90-98 пунктов.
-1
3
3
Известны способы гидрообработки масляных фракций [Пат. РФ №2027739, №2141504] при повышенных температуре и давлении (температура 350-420°C, давление 3,0-5,0 МПа, объемная скорость подачи сырья 1,5-4,0 ч, кратность циркуляции ВСГ 500-1500 нм/м) в присутствии катализатора, содержащего оксиды никеля, молибдена, кремния, бора, алюминия, с последующей депарафинизацией растворителем продукта гидрообработки.
Недостатком перечисленных способов является низкий выход целевого продукта при гидрооблагораживании масляных фракций на катализаторе, полученном по этому способу, большие потери в виде газообразных и бензиновых фракций, недостаточный прирост индекса вязкости.
-1
3
3
Известны способы получения базовых масел, предусматривающие гидроочистку и гидродепарафинизацию масляных рафинатов в одном реакторе с пятислойной загрузкой чередующихся катализаторов гидроочистки и гидродепарафинизации при их массовом соотношении 1:2-1:3,5. Процесс ведут при 330-425°C, давлении 24-26 МПа, объемной скорости подачи сырья 1-2 ч, соотношении ВСГ : сырье - 1000-1500 нм/м [Пат. РФ №2034903, №2310681].
Существенным недостатком этого способа является то, что его использование исключает из перечня товарной продукции предприятия твердые парафины, которые пользуются хорошим спросом на мировом рынке.
2
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ получения высокоиндексных базовых масел путем селективной очистки растворителями масляных дистиллятов от смол, асфальтенов и полициклических ароматических углеводородов с последующей переработкой рафинатов селективной очистки в среде водорода при температуре 300-380°C и парциальном давлении водорода 24-30 кгс/см в присутствии алюмооксидных катализаторов с последующей депарафинизацией получаемого продукта селективными растворителями при условии, что в рафинате селективной очистки оставляют 10-20% мас. полициклических ароматических углеводородов; количество водорода, подаваемого в реакционную зону реактора гидроочистки, не менее
S
a
G=6[0,16К+18К/М]
где G - расход водорода, % мас. от сырья,
S
К - количество серы, заданное для удаления из рафината, % мас.,
a
К - количество полициклических ароматических углеводородов, заданное для удаления из рафината, % мас.,
M - средняя молекулярная масса рафината;
3
3
3
3
3
3
гидроочистку осуществляют на катализаторе, получаемом путем введения в алюмооксидный носитель фазообразующих промоторов из числа алюмосиликатов аморфного и кристаллического типа, фосфатов, соединений бора, титана, циркония, редкоземельных элементов и активных элементов из числа NiO и MoO и/или WO путем пропитки водными растворами солей Ni и Mo и/или W с концентрацией по NiO предпочтительно 80-200 г/л, по MoO предпочтительно 160-250 г/л и/или по WO предпочтительно 160-420 г/л или MoO и WO предпочтительно 200-420 г/л, получаемыми путем смешения водных растворов нитрата никеля, аммония молибденовокислого и/или аммония вольфрамовокислого, предпочтительно стабилизированного сильными неорганическими кислотами из числа перекись водорода, азотная кислота, ортофосфорная кислота или их смесями при pH≤4 [Пат. РФ №2287555].
Недостатком этого способа является низкий индекс вязкости средневязкого компонента (90-98 пунктов), высокое содержание серы в продуктах, полученных при гидроочистке вязких и остаточных рафинатов, низкий показатель испаряемости по NOACK.
Целью предлагаемого технического решения является разработка способа получения средневязких, вязких и остаточных компонентов базовых масел, обеспечивающих выработку базовых масел, соответствующих требованиям по ТУ02530037-0004443402003 «Масла базовые ЛУКОЙЛ SN».
2
-1
3
3
3
3
Поставленная цель достигается использованием способа получения высокоиндексных базовых масел путем селективной очистки растворителями фракций вакуумного дистиллята и деасфальтизата гудрона от смол и асфальтенов с последующим гидрооблагораживанием при температуре 300-380°C, парциальном давлении водорода 24-35 кгс/см, объемной скорости подачи сырья не более 2 ч, в присутствии катализатора, содержащего соединения никеля, вольфрама и/или молибдена, с последующей депарафинизацией растворителем стабилизированного продукта гидрооблагораживания, при условии, что на гидрооблагораживание подают рафинаты, имеющие температуру начала кипения не ниже 340°C, или смеси рафинатов со стабилизированными продуктами их гидрооблагораживания, взятые в соотношении 1,00:0,05÷1,00:0,20, гидрооблагораживание проводят при линейной скорости газосырьевого потока не более 0,35 м/с, соотношении водородсодержащий газ : сырье не менее 350 нм/м, содержании сероводорода в водородсодержащем газе на входе в реактор не более 0,1% об., предпочтительно не более 0,05% об.; при содержании сероводорода в водородсодержащем газе на выходе из реактора свыше 1,2% об. газопродуктовая смесь, выходящая из реактора гидроочистки, разбавляется или инертным газом, или водородсодержащим газом с содержанием сероводорода не более 0,1% об., или метаном в соотношении 10-100 нм газа на 1 м поступившего на переработку рафината или направляется на адсорбционную очистку на оксидноцинковом адсорбенте при температуре и давлении процесса гидроочистки.
3
3
3
3
Отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что на гидрооблагораживание подают рафинаты, имеющие температуру начала кипения не ниже 340°C, или смеси рафинатов со стабилизированными продуктами их гидрооблагораживания, взятые в соотношении 1,00:0,05÷1,00:0,20, гидрооблагораживание проводят при линейной скорости газосырьевого потока не более 0,35 м/с, соотношении водородсодержащий газ : сырье не менее 350 нм/м, содержании сероводорода в водородсодержащем газе на входе в реактор не более 0,1% об., предпочтительно не более 0,05% об.; при содержании сероводорода в водородсодержащем газе на выходе из реактора свыше 1,2% об. Газопродуктовая смесь, выходящая из реактора гидроочистки, разбавляется или инертным газом, или водородсодержащим газом с содержанием сероводорода не более 0,1% об., или метаном в соотношении 10-100 нм газа на 1 м поступившего на переработку рафината или направляется на адсорбционную очистку на оксидноцинковом адсорбенте при температуре и давлении процесса гидроочистки.
Предлагаемый способ получения высокоиндексных базовых масел заключается в следующем.
Масляный погон, дистиллятный, полученный при вакуумной перегонке мазутов, или остаточный, полученный при деасфальтизации гудрона, с температурой начала кипения не ниже 340°C подвергают селективной очистке одним из растворителей фенол, фурфурол, N-метилпирролидон.
2
-1
3
3
3
3
Полученный продукт (рафинат) или смесь этого рафината со стабилизированным продуктом его гидрооблагораживания, взятую в соотношении 1,00:0,05÷1,00:0,20, направляют на каталитическое гидрооблагораживание. Процесс гидрооблагораживания осуществляют на катализаторе, в состав которого входят соединения никеля, вольфрама и/или молибдена, при условиях: температура 300-380°C, парциальное давление водорода 24-35 кгс/см, объемная скорость подачи сырья не более 2 ч, линейная скорость газосырьевого потока не более 0,35 м/с, соотношение водород : сырье не менее 350 нм/м, содержание сероводорода в водородсодержащем газе не более 0,1% об., предпочтительно не более 0,05% об., при содержании сероводорода в водородсодержащем газе на выходе из реактора свыше 1,2% об. газопродуктовая смесь, выходящая из реактора гидроочистки, разбавляется или инертным газом, или водородсодержащим газом с содержанием сероводорода не более 0,1% об, или метаном в соотношении 10-100 нм газа на 1 м поступившего на переработку рафината или направляется на адсорбционную очистку на оксидноцинковом адсорбенте при температуре и давлении процесса гидроочистки.
1
5
Газопродуктовая смесь, полученная в процессе гидроочистки или обработанная в соответствии с формулой предполагаемого изобретения, поступает на сепарацию, где разделяется на жидкую (гидрогенизат) и газообразную (легкие углеводороды, включая C-C, и водородсодержащий газ) фазы.
Полученный при сепарации гидрогенизат подают на стабилизацию.
Стабилизацию гидрогенизата осуществляют последовательно в отпарной и вакуумной колоннах.
Стабилизированный гидрогенизат подвергают депарафинизации. В качестве растворителя используют смесь МЭК : толуол.
Ограничение по температуре начала кипения подаваемого на гидрооблагораживание рафината способствует концентрированию в сырье процесса гидрооблагораживания полициклических ароматических и гибридных углеводородов в количестве, достаточном для повышения индекса вязкости до уровня, требуемого по ТУ02530037-0004443402003 «Масла базовые ЛУКОЙЛ SN».
Полициклические ароматические и гибридные углеводороды являются основным источником получения компонентов, повышающих индекс вязкости масел, а именно моноциклических ароматических углеводородов с длинными изопарафиновыми цепями.
2
3
В процессе гидрооблагораживания повышение индекса вязкости масла достигается насыщением содержащихся в сырье полициклических ароматических и гибридных углеводородов до нафтеновых или до моноароматических с длинной алкильной цепью [Смирнов В.К., Ирисова К.Н., Талисман Е.Л., Васильев Г.Г., Гаврилов Н.В., Накипова И.Г., Железнов М.В. Гидрооблагораживание средневязких и вязких рафинатов на катализаторах серии «РК». Нефтепереработка и нефтехимия, 2005, №11, с.23-27; Антонов С.А., Томина Н.Н., Сафронова Т.Н., Максимов Н.М. Изучение химических превращений масляного сырья в процессе гидрооблагораживания на модифицированных NiMo(S)/AlO катализаторах. Башкирский химический журнал, 2010, №3, 11-17].
По мере гидрирования индекс вязкости продукта существенно повышается, температура начала кипения при этом снижается. Последний фактор может оказать отрицательное влияние на такие показатели качества базовых масел, как «испаряемость по NOACK», «кинематическая вязкость при 100°C», «температура вспышки». Нивелирование этого эффекта также достигается ограничением показателя качества сырья процесса гидрооблагораживания (рафината) «температура начала кипения».
Использование сырья с температурой начала кипения ниже указанной в формуле предлагаемого изобретения (340°C) может привести к получению продукта с показателями «индекс вязкости», «испаряемость по NOACK», «кинематическая вязкость при 100°C», «температура вспышки», не соответствующими заданным требованиям.
Подача в реактор гидрооблагораживания смеси рафината со стабилизированным продуктом его гидрооблагораживания в соотношении, указанном в формуле предлагаемого изобретения, обеспечивает снижение концентрации сероводорода в реакционной смеси до значений, благоприятных для реакций превращения сероорганических соединений в сероводород и не благоприятных для протекания обратных реакций взаимодействия сероводорода с образующимися в процессе гидрооблагораживания ненасыщенными углеводородами с образованием новых сероорганических соединений, что приводит к суммарному снижению содержания серы в продукте процесса гидрооблагораживания.
Введение в состав газопродуктовой смеси стабилизированного продукта гидрооблагораживания рафината в количестве, превышающем указанное в формуле предлагаемого изобретения, приводит к неоправданному снижению производительности установки. Качество получаемого продукта при этом не изменяется.
Ограничение по содержанию сероводорода в водородсодержащем газе значением не более 0,1% об., предпочтительно не более 0,05% об., направлено на сдвиг равновесия реакций превращения сероорганических соединений в сторону образования сероводорода.
Повышение содержания сероводорода в водородсодержащем газе выше значения 0,1% об. может привести к повышению содержания серы в компоненте базового масла.
3
3
3
3
Заданное в формуле предлагаемого изобретения ограничение по соотношению водородсодержащий газ/сырье не менее 350 нм/м обеспечивает поступление в зону реакции водорода в количестве, достаточном для осуществления реакций, отвечающих за получение продукта с требуемыми показателями по содержанию серы и индексу вязкости. Снижение соотношения водородсодержащий газ/сырье ниже 350 нм/мприведет к обеднению газопродуктовой смеси водородом, что не позволит осуществить реакции превращения содержащихся в сырье сероорганических соединений и гидрирования полициклической ароматики до требуемых показателей качества продукта по содержанию серы и индексу вязкости.
Превышение линейной скорости газосырьевого потока свыше 0,35 м/с при фиксированной объемной скорости подачи сырья будет способствовать проскоку сырья через слой катализатора, что приведет к ухудшению качества продукта процесса по показателям содержание серы и индексу вязкости.
Проведение операций по разбавлению на выходе из реактора газопродуктовой смеси процесса гидроочистки газом (инертным или водородсодержащим газом или метаном) или обработка ее на оксидноцинковом адсорбенте предусмотрены для снижения содержания в ней сероводорода до значений, снижающих вероятность протекания обратной реакции превращения образующегося в процессе гидрооблагораживания сероводорода до образования новых сероорганических соединений (реакция 1) [В.К. Смирнов, К.Н. Ирисова, Е.Л. Талисман и др. Влияние технологических показателей на использование потенциала каталитических систем гидрогенизационных процессов. Материалы научно-практической конференции 4-7 апреля 2005 г., Санкт-Петербург // Санкт-Петербург: Химиздат, 2005 г, стр.93-98].
<mrow><msub><mi>C</mi><mn>4</mn></msub><msub><mi>H</mi><mn>4</mn></msub><mi>S</mi><mo>+</mo><mn>2</mn><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo>→</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mi>C</mi><mi>H</mi><mo>−</mo><mi>C</mi><mi>H</mi><mo>=</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo>+</mo><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mi>S</mi><mo>→</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>3</mn></msub><mo>−</mo><mi>S</mi><mo>−</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mo>−</mo><mi>C</mi><mi>H</mi><mo>=</mo><mi>C</mi><msub><mi>H</mi><mn>2</mn></msub><mtext> </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
Сохранение содержания сероводорода в газопродуктовой смеси процесса гидроочистки на уровне 1,2% об. и выше до ее поступления на операции разделения на жидкую и газообразную фазы (сепарация и отпарка) способствует рекомбинации образовавшего при гидрогенолизе серосодержащих соединений сероводорода с непредельными углеводородами (реакция 1).
Проведение процесса глубокого гидрооблагораживания средневязких, вязких и остаточных рафинатов селективной очистки при условиях, указанных в формуле предлагаемого изобретения, позволяет получать после депарафинизации продукцию, соответствующую требованиям мировых стандартов.
В известных способах получения высокоиндексных базовых масел приведенные выше технические решения неизвестны.
Таким образом, данное техническое решение соответствует критериям "новизна" и "существенное отличие".
Ниже приведены конкретные примеры осуществления заявляемого способа, которыми он иллюстрируется, но не исчерпывается.
Примеры
При проведении испытаний предложенного способа получения высокоиндексных базовых масел в качестве сырья используют образцы средневязкого, вязкого вакуумных дистиллятов и образец деасфальтизата гудронов (табл.3), из которых путем селективной очистки фенолом получают соответственно рафинаты средневязкий, вязкий и остаточный (табл.4). Последние направляют на стадию гидрооблагораживания.
Гидрооблагораживание рафинатов селективной очистки осуществляют на катализаторе серии РК-438 с характеристиками, приведенными в табл.5, при соблюдении условий, приведенных в табл.6.
1
5
Полученная в процессе гидроочистки газопродуктовая смесь после снижения в ней при необходимости содержания сероводорода до уровня не более 1,2% об. путем разбавления или инертным газом, или водородсодержащим газом, или метаном или обработки на оксидноцинковом адсорбенте поступает в сепаратор, где разделяется на жидкую (гидрогенизат) и газообразную (легкие углеводороды, включая C-C, и водородсодержащий газ) фазы.
Полученный при сепарации гидрогенизат подают сначала на отпарную колонну для отпарки из гидрогенизата остаточного количества растворенных в нем легких продуктов реакции перегретым паром. Температура низа колонны составляет 200-240°C, расход пара 340-360 кг/ч.
2
Гидроочищенный рафинат с низа отпарной колонны поступает в колонну вакуумной осушки, где из него удаляют пары воды и остатки легких углеводородов. Температуру низа колонны вакуумной сушки поддерживают в пределах 180-230°C, остаточное давление 0,1-0,2 кгс/см.
Стабилизированный гидроочищенный рафинат подвергают депарафинизации с использованием в качестве растворителя смеси МЭК : толуол. В результате получают конечный продукт - компонент базового масла (см. табл.7).
Таблица 3
Качество вакуумных погонов и деасфальтизата - сырья селективной очистки.
№ пп
Наименование показателей
Вакуумный погон
Деасфальтизат
средневязкий
вязкий
№1
№2
№3
1
Вязкость кинематическая при 100°C, мм<sup>2</sup>/с
5,4
5,8
5,9
9,2
22
2
Температура вспышки в открытом тигле, °C
205
208
211
228
230
3
Фракционный состав, °C
нк
330
340
340
372
344
50% об выкипает при
409
408
410
458
553
кк
440
451
457
496
-
Таблица 4
Качество рафинатов селективной очистки - сырья гидрооблагораживания.
№ пп
Наименование показателей
Рафинаты
Средневязкий №1
Средневязкий №2
Средневязкий №3
Вязкий
Остаточный
1
Вязкость кинематическая при 100°C, мм<sup>2</sup>/с
4,7
4,9
4,9
7,2
19,0
2
Показатель преломления при 60°C
1,4590
1,4645
1,4670
1,4697
1,4801
3
Температура вспышки в открытом тигле, °C
202
206
208
224
278
4
Цвет на колориметре ЦНТ, ед. ЦНТ
2,5
2,5
2,5
2,5
4,5
5
Содержание серы, % масс.
0,73
0,75
0,85
0,92
1,3
6
Температура начала кипения, °C
330
340
340
458
553
Таблица 5
Химический состав катализаторов,  используемых при апробации предполагаемого способа изобретения.
Перечень компонентов
Содержание, % мас.
РК-438
РК-438М2
WO<sub>3</sub>
14,0
7,9
MoO<sub>3</sub>
0,0
5,5
NiO
3,5
2,2
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
остальное
остальное
Таблица 6
Условия эксплуатации катализатора при апробации предполагаемого способа изобретения и характеристика газо-продуктовой смеси реактора гидрооблагораживания.
Пример №
Сырье
Катализатор
Технологические параметры
Содержание H<sub>2</sub>S в газопродукт. смеси, % об.
Рафинат
Состав сырьевой смеси, % мас.
Температура, °C
Давление, кгс/см<sup>2</sup>
Объемная скорость подачи сырья, ч<sup>-1</sup>
Линейная скорость потока, м/с
Соотношение ВСГ/сырье, нм<sup>3</sup>/м<sup>3</sup>
Содержание H<sub>2</sub>S В ВСГ на вх. в р-р, % об.
Рафинат
Гидрогенизат
Пример №1
Средневязкий №2
100
0
РК-438
300
24
2,0
0,35
350
0,05
1,16
Пример №2
Средневязкий №3
95
5
РК-438М2
340
35
2,0
0,35
350
0,05
1,27
Пример №3
Средневязкий №3
80
20
РК-438
350
35
2,0
0,35
350
0,05
1,07
Пример №4
Средневязкий №3
100
0
РК-438
350
35
2,0
0,35
350
0,1
1,33
Пример №5
Средневязкий №2
100
0
РК-438М2
350
35
2,2
0,38
360
0,1
1,01
Пример №6
Средневязкий №3
97
3
РК-438М2
350
35
2,0
0,32
340
0,05
1,29
Пример №7
Средневязкий №1
100
0
РК-438М2
350
35
2,0
0,35
360
0,05
1,09
Пример №8
Средневязкий №2
100
0
РК-438
340
35
2,0
0,33
350
0,15
1,21
Пример №9
Вязкий
90
10
РК-438М2
360
35
1,5
0,34
380
0,05
1,23
Пример №10
Остаточный
80
20
РК-438М2
380
35
1,2
0,33
400
0,05
1,26
Пример №11 (прототип)
Средневязкий №3
100
0
РК-438
340
35
2,0
Нет ограничений
370
Нет ограничений
Нет ограничений
Пример 1.
3
3
-1
2
Сырье процесса гидроочистки, средневязкий рафинат №2, в смеси с водородсодержащим газом (ВСГ) в соотношении 350 нм газа на м сырья подают на катализатор РК-438 с объемной скоростью по сырью 2 ч, линейной скоростью газосырьевого потока 0,35 м/с. Температура газосырьевого потока на входе в ректор составляет 300°C, давление - 24 кгс/см. Содержание сероводорода в ВСГ на входе в реактор составляет 0,05% об. Достигаемая при этих условиях степень превращения содержащихся в сырье сероорганических соединений обеспечивает содержание сероводорода в газопродуктовой смеси на выходе из реактора 1,16% об.
В соответствии с формулой предлагаемого изобретения газопродуктовая смесь, получаемая по примеру 1, не требует дальнейшей обработки и направляется на сепарацию, затем на стабилизацию.
Стабильный гидроочищенный рафинат подают на депарафинизацию, в результате получают средневязкий компонент базового масла с показателями качества, приведенными в табл.7.
Пример 2.
3
3
-1
2
Сырье процесса гидроочистки, смесь средневязкого рафината №3 (95%мас.) со стабильным гидрогенизатом (5% мас.), полученным при его гидроочистке, в смеси с водородсодержащим газом (ВСГ) в соотношении 350 нм газа на м сырья подают на катализатор РК-438М2 с объемной скоростью по сырью 2 ч, линейной скоростью газосырьевого потока 0,35 м/с. Температура газосырьевого потока на входе в ректор составляет 340°C, давление - 35 кгс/см. Содержание сероводорода в ВСГ на входе в реактор составляет 0,05% об. Достигаемая при этих условиях степень превращения содержащихся в сырье сероорганических соединений обеспечивает содержание сероводорода в газопродуктовой смеси на выходе из реактора 1,27% об.
Полученная газопродуктовая смесь без дополнительной обработки направляется на сепарацию, затем на стабилизацию.
Стабильный гидроочищенный рафинат подают на депарафинизацию, в результате получают средневязкий компонент базового масла с показателями качества, приведенными в табл.7.
Пример 2-1.
Газопродуктовую смесь, полученную по примеру 2, на выходе из реактора разбавляют водородсодержащим газом с содержанием сероводорода 0,05% об., взятым в объеме в 10 раз превосходящим объем поступившего на переработку сырья. В результате такого разбавления содержание сероводорода в газопродуктовой смеси снижается до 1,18% об. Разбавленная газопродуктовая смесь направляется на сепарацию, затем на стабилизацию.
Стабильный гидроочищенный рафинат подают на депарафинизацию, в результате получают средневязкий компонент базового масла с показателями качества, приведенными в табл.7.
Пример 3.
3
3
-1
2
Сырье процесса гидроочистки, смесь средневязкого рафината №3 (80% мас.) со стабильным гидрогенизатом (20% мас.), полученным при его гидроочистке, в смеси с водородсодержащим газом (ВСГ) в соотношении 350 нм газа на м сырья, подают на катализатор РК-438М2 с объемной скоростью по сырью 2 ч, линейной скоростью газосырьевого потока 0,35 м/с. Температура газосырьевого потока на входе в ректор составляет 340°C, давление - 35 кгс/см. Содержание сероводорода в ВСГ на входе в реактор составляет 0,05% об.
Достигаемая при этих условиях степень превращения содержащихся в сырье сероорганических соединений обеспечивает содержание сероводорода в газопродуктовой смеси на выходе из реактора 1,07% об.
В соответствии с формулой предлагаемого изобретения газопродуктовая смесь, получаемая по примеру 3, не требует дальнейшей обработки и направляется на сепарацию, затем на стабилизацию.
Стабильный гидроочищенный рафинат подают на депарафинизацию, в результате получают средневязкий компонент базового масла с показателями качества, приведенными в табл.7.
Пример 4.
3
3
-1
2
Сырье процесса гидроочистки, средневязкий рафинат №3, в смеси с водородсодержащим газом (ВСГ) в соотношении 350 нм газа на м сырья подают на катализатор РК-438М2 с объемной скоростью по сырью 2 ч, линейной скоростью газосырьевого потока 0,35 м/с. Температура газосырьевого потока на входе в ректор составляет 340°C, давление - 35 кгс/см. Содержание сероводорода в ВСГ на входе в реактор составляет 0,1% об.
Достигаемая при этих условиях степень превращения содержащихся в сырье сероорганических соединений обеспечивает содержание сероводорода в газопродуктовой смеси на выходе из реактора 1,33% об.
Полученная газопродуктовая смесь без дополнительной обработки направляется на сепарацию, затем на стабилизацию.
Стабильный гидроочищенный рафинат подают на депарафинизацию, в результате получают средневязкий компонент базового масла с показателями качества, приведенными в табл.7.
Пример 4-1.
Газопродуктовую смесь, полученную по примеру 4, на выходе из реактора разбавляют азотом, взятым в объеме, в 100 раз превосходящем объем поступившего на переработку сырья. В результате такого разбавления содержание сероводорода в газопродуктовой смеси снижается до 1,05% об. Разбавленная газопродуктовая смесь направляется на сепарацию, затем на стабилизацию.
Стабильный гидроочищенный рафинат подают на депарафинизацию, в результате получают средневязкий компонент базового масла с показателями качества, приведенными в табл.7.
Пример 4-2.
Газопродуктовую смесь, полученную по примеру 4, на выходе из реактора разбавляют метаном, взятым в объеме, в 100 раз превосходящем объем поступившего на переработку сырья. В результате такого разбавления содержание сероводорода в газопродуктовой смеси снижается до 1,05% об. Разбавленная газопродуктовая смесь направляется на сепарацию, затем на стабилизацию.
Стабильный гидроочищенный рафинат подают на депарафинизацию, в результате получают средневязкий компонент базового масла с показателями качества, приведенными в табл.7.
Процесс гидроочистки по примерам 5-11 осуществляют аналогично описанным выше примерам при условиях, указанных в табл.6. Дополнительной обработки газопродуктовой смеси при реализации примеров 5, 7, 8, 9, 10 не проводится. Газопродуктовую смесь, полученную по примеру 6, подвергают адсорбционной очистке по примеру 6-1.
Пример 6-1.
2
Газопродуктовую смесь, полученную по примеру 6, направляют на адсорбционную очистку на алюмоцинковом адсорбенте ГИАП-10. Адсорбционную очистку газопродуктовой смеси процесса гидроочистки проводят при следующих условиях: давление 35 кгс/см, температура 340°C, линейная скорость потока 0,32 м/с.
В результате такой обработки содержание сероводорода в газопродуктовой смеси снижается до 0,8% об., прошедшая адсорбционную очистку газопродуктовая смесь направляется на сепарацию, затем на стабилизацию.
Стабильный гидроочищенный рафинат подают на депарафинизацию, в результате получают средневязкий компонент базового масла с показателями качества, приведенными в табл.7.
Анализ результатов, приведенных в табл.7, показывает, что выполнение технических решений, изложенных в формуле предлагаемого изобретения (примеры №№1, 2-1, 3, 4-1, 4-2, 6-1, 9, 10), позволяет получать средневязкий, вязкий и остаточные компоненты базовых масел с показателями качества, обеспечивающими производство современных базовых масел первой группы.
Повышенное, по сравнению с заданным в формуле предлагаемого изобретения, содержание сероводорода в выходящей из реактора газопродуктовой смеси приводит к повышению содержания серы в конечном продукте - компоненте базового масла (примеры №№2, 4, 6, 7).
Таблица 7
Показатели качества компонентов базовых масел, полученных по примерам 1-11.
№ пп
Наименование показателей
Значение показателей для компонентов, полученных по примерам
№1
№2
№2-1
№3
№4
№4-1
№4-2
№5
№6
№6-1
№7
№8
№9
№10
№11
1
Вязкость кинематическая при 100°C, мм<sup>2</sup>/с
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
5,0
4,9
5,0
5,0
4,8
5,0
7,3
20,0
5,0
2
Индекс вязкости
102
103
103
102
102
102
102
99
102
102
98
100
98
95
99
3
Массовая доля серы, %
0,08
0,21
0,07
0,06
0,25
0,12
0,12
0,21
0,23
0,04
0,08
0,32
0,26
0,35
0,24
4
Испаряемость по NOACK, %
14
14
14
14
14
14
14
14
14
14
15
14
6,5
3,0
14,8
Повышенное содержание сероводорода в ВСГ, поступающего в реактор гидроочистки, отрицательно сказывается на показателе «содержание серы» компонента базового масла (пример №8).
-1
Превышение линейной скорости потока в реакторе гидроочистки свыше 0,35 м/с и объемной скорости подачи сырья свыше 2,0 ч приводит к ухудшению таких показателей компонента базового масла, как индекс вязкости и содержание серы (пример №5).
Снижение соотношения водородсодержащий газ/сырье ниже значений, оговоренных в формуле предлагаемого изобретения, также приводит к повышению содержания серы в компоненте базового масла (пример №6).
Подача на переработку рафината, выкипающего при более низкой температуре, чем указано в формуле предлагаемого изобретения, приводит к получению компонента базового масла с пониженными  вязкостно-температурными характеристиками и повышенной склонностью к испарению (пример №7).
Реализация способа получения базовых масел в соответствии с прототипом (пример 11) приводит к получению компонента базового масла с низким индексом вязкости, высоким содержанием серы и показателем испаряемости по NOACK.
Таким образом, видно, что соблюдение всего комплекса технических решений, изложенных в формуле предлагаемого изобретения, позволяет получать средневязкие, вязкие и остаточные компоненты базовых масел с показателями качества, удовлетворяющими современным требованиям.