Способ получения основ низкозастывающих арктических масел

Настоящее изобретение относится к способу получения основ низкозастывающих арктических масел, при этом нефтяное сырье - фракция гидрокрекинга вакуумного газойля, выкипающая при температуре 280°C-КК, подвергается гидроизомеризации путем ее контактирования с водородом при объемном соотношении водорода к сырью 500-1000 нм³/м³ на катализаторе, содержащем, мас.%: Pt - 0,30-0,35, WO₃ - 3,0-4,0, SiO₂ - 8,0-38,8, In₂O - 0,4-0,42, алюмосиликат - остальное, при температуре 240-320°C, парциальном давлении водорода 3,5-6,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 ч^-1 с получением маловязкой основы низкозастывающего арктического масла, имеющей кинематическую вязкость при температуре 100°C - 2,11-5,05 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 62 - минус 65°C, а для получения средневязкой и вязкой основы низкозастывающего арктического масла проводят гидрирование полученной маловязкой основы низкозастывающего арктического масла при температуре 240-260°C, парциальном давлении водорода 4,0-5,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,25-0,5 ч^-1, соотношении водорода к сырью 800-900 нм³/м³ на сульфидированном платиновом катализаторе, нанесенном на оксид алюминия, с содержанием платины в пересчете на прокаленный при температуре 850°C катализатор - 0,45-0,5 мас.%, последующее фракционирование с выделением средневязкой основы низкозастывающего арктического масла, имеющей кинематическую вязкость при температуре 100°C - 5,06-10,10 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 62 - минус 65°C, и вязкой основы низкозастывающего арктического масла, имеющей кинематическую вязкость при температуре 100°C - 10,11-15,12 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 62 - минус 65°C. Техническим результатом настоящего изобретения является получение целевых продуктов с более широким диапазоном кинематической вязкости при температуре 100°C от 2,11-15,12 мм²/с и температурой застывания продукта - минус 62 - минус 65°C. 2 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к способу получения низкозастывающих основ, предназначенных для производства смазочных материалов различного назначения (масла моторные, гидравлические, трансмиссионные, пластичные смазки) для эксплуатации машин и техники в жестких природно-погодных условиях Арктики и Крайнего Севера.

Определяющим показателем при разработке смазочных материалов, работающих в экстремально жестких природных условиях при температурах минус 60°C и ниже, вне зависимости от их типа и назначения, является определенный уровень вязкостно-температурных свойств, а именно низкая температура застывания (ниже минус 50°C) и низкая вязкость при отрицательных температурах, обеспечивающая пуск двигателя на холоде.

Наиболее высокозастывающими компонентами масляного сырья, определяющими уровень вязкостно-температурных свойств получаемых базовых масел (основ), являются парафины нормального строения, а также нафтеновые и ароматические углеводороды с неразветвленными длинноцепочечными алкильными заместителями. Для снижения температуры застывания и улучшения низкотемпературных свойств необходимо стремиться к снижению содержания этих компонентов в масляном сырье до максимально возможного уровня. С целью снижения температуры застывания и улучшения низкотемпературных свойств используют такие процессы, как: 1) низкотемпературная депарафинизация с использованием селективных растворителей (сольвентная депарафинизация); 2) каталитическая депарафинизация; 3) гидроизомеризация.

При сольвентной депарафинизации удаление твердых углеродов из масляного сырья происходит под действием низких температур и разности растворимости углеводородов различной структуры в растворителях. На практике для осуществления процесса сольвентной депарафинизации применяют либо смеси полярных и неполярных растворителей (метилэтилкетон : толуол, ацетон : толуол), взятых в различных соотношениях (от 30 до 60 мас.% кетона и от 70 до 40 мас.% толуола), либо бифункциональные растворители, совмещающих функции как полярного, так и неполярного растворителей, такие как метилизобутилкетон или метилизопропилкетон.

Кратность растворителя к сырью зависит от вязкости депарафинируемого рафината: с повышением вязкости масляных фракций расход растворителя увеличивается. Обычно кратность растворителя к сырью составляет (2-3):1 для дистиллятного сырья и (3,0-4,5):1 для остаточного сырья. От количества взятого растворителя зависят такие показатели, как скорость отделения жидкой части от твердой, выход депарафинированного масла, температура застывания целевого продукта и содержание масла в гаче или петролатуме. Данный процесс обладает рядом существенных недостатков: высокие эксплуатационные затраты, обусловленные необходимостью регенерации большого количества растворителя, ограниченность использования сырья различного состава, низкое качество получаемых масел. Lynch, T.R. Process chemistry of lubricant base stocks. T.R. Lynch. Canada, Mississauga: CRC Press, 2008, 369 p.

Для получения высококачественных низкозастывающих основ необходимо использовать современные гидрокаталитические процессы. Компания British Petroleum разработала способ получения низкозастывающих основ, который осуществляют в атмосфере водорода на Pt-содержащем катализаторе, нанесенном на морденит. Существенным недостатком данного процесса является применимость только для легкого масляного сырья. US 3,668,113 А, 06.06.1972.

Известен способ получения сырья любой вязкости после процессов селективной очистки или гидрокрекинга с использованием цеолитсодержащих катализаторов, отличающихся высокой селективностью по отношению к нормальным парафинам ZSM-5, разработанный компанией Mobile Oil Corporation (Mobile Lube Dewaxing - MLDW). В процессе каталитической депарафинизации осуществляют двухстадийную переработку масляного сырья:

1) стадия каталитической депарафинизации на цеолитсодержащих катализаторах, на которой происходит снижение температуры застывания за счет селективного крекинга нормальных парафинов;

2) стадия гидрофинишинга, на которой происходит снижение содержания в целевом продукте азот- и серосодержащих соединений, а также частичное гидрирование ненасыщенных углеводородов, что способствует улучшению индекса вязкости (ИВ), цвета и стабильности целевого продукта. US 4,229,282 А, 09.05.1989

Основным недостатком процесса каталитической депарафинизации является невысокий выход депарафинированного масла, что обусловлено селективным крекингом нормальных парафинов до легких углеводородов, не входящих в состав целевого продукта (депарафинированного масла).

Известен способ получения базовых масел с низкой температурой застывания методом гидроизомеризации парафинистого масляного сырья, разработанный одновременно компаниями Chevron - Isodewaxing Wilson М.W., Mueller Т.A., Kraft G.W. «Commercialization of Isodewaxing - A New Technology for Dewaxing to Manufacture High Quality Lube Base Stocks», FL-94-112, NPRA, November 1994 и Mobile Oil Corporation - Mobile Selective Dewaxing (MSDW) [Helton Т.Е., Degnan T.F., Mazzone D.N. et al. Catalytic hydroprocessing a good alternative to solvent processing. Oil and Gas Journal. 1998, 96, №29, p. 58-67. Эти процессы основаны на селективной изомеризации длинноцепочечных парафиновых углеводородов нормального строения, что ведет к изменению свойств целевого продукта за счет изменения структуры компонентов при одновременном сохранении этих компонентов в масляном сырье и, как следствие, увеличению выхода депарафинированного масла. В данных процессах используются Pt-содержащие катализаторы, нанесенные на цеолиты специфической структуры (SAPO, МТТ). Как и в случае с каталитической депарафинизацией, получение низкозастывающих масел в процессе гидроизомеризации осуществляется в две стадии: 1) стадия гидроизомеризации (улучшение низкотемпературных показателей за счет изменения структуры длинноцепочечных парафинов); 2) стадия гидрофинишинга (улучшение цвета, стабильности, ИВ за счет гидрирования ненасыщенных углеводородов).

Так как катализаторы, процессов каталитической депарафинизации и гидроизомеризации содержат благородный металл, нанесенный на цеолитсодержащий носитель, эти процессы в большей степени подходят для переработки малосернистого масляного сырья, в частности остатков гидрокрекинга вакуумного газойля (ВГ), гачей и петролатумов.

Эти процессы проводят в атмосфере водорода в реакторах проточного типа со стационарным слоем катализатора. Ниже в таблице 1 представлены основные технологические параметры проведения каталитической депарафинизации и гидроизомеризации:

Основным компонентом катализаторов гидрогенизационных процессов являются кристаллические алюмосиликаты - цеолиты семейства ZSM (процессы ExxonMobil) и кремнийалюмофосфаты SAPO (процессы Chevron), в качестве активного компонента - металлы VI и VIII группы (в том числе благородные металлы). Выбор носителей обусловлен наличием в их структуре многочисленных сильных кислотных центров, на развитой и доступной поверхности которых возможно высокодисперсное распределение металлов, а также молекулярно-ситовыми свойствами.

Известен усовершенствованный способ каталитической депарафинизации углеводородных масел, описанный в US 4,229,282 А, 21.10.1980. В этом процессе масла с большим содержанием парафиновых углеводородов в присутствии водорода контактируют с цеолитным катализатором депарафинизации, содержащим активный гидрирующий компонент (никель, вольфрам). Депарафинированное масло обладает хорошей стабильностью, имеет низкое бромное число по сравнению с продуктами предшествующих технологий. Процесс может быть использован для депарафинизации как сырых нефтей, топливных фракций, так и для смазочных масел. Процесс депарафинизации сырья, выкипающего при температуре выше 177°C, проводится в присутствии водорода при температуре 232-510°C; давлении 0,34-20,7 МПа; объемной скорости 0,1-20 ч^-1; кратности циркуляции водорода 89-3563 м³/м³. Катализатор процесса содержит гидрирующий компонент (никель) в количестве 0,87-7% мас., вольфрам в количестве 2,1-21% мас. и кристаллический цеолит ZSM-5 с размером пор более 5 Å. Матрицу катализатора составляет оксид алюминия. Сырье предварительно может частично подвергаться сольвентной депарафинизации. Полученный продукт имеет кинематическую вязкость при температуре 100°C 10,29-10,71 мм²/с, индекс вязкости -92,2, температуру застывания - минус 17°C.

Смазочные масла гидрокрекинга с низкой температурой застывания и хорошей стабильностью получают путем многостадийной обработки: 1 стадия - гидрокрекинг сырья (температура кипения более 343°C) при давлении 6,9-20,7 МПа; 2 стадия - газожидкостная сепарация; 3 стадия - депарафинизация при давлении 6,9-20,7 МПа, температуре 274-426°C, объемной скорости 0,2-20 ч^-1 на катализаторе депарафинизации - цеолит ZSM-5, ZSM-11, морденит, связанный с гидрирующим компонентом; 4 стадия - гидроочистка при высоких давлениях для стабилизации полученного базового масла. Каждая из стадий проводится при высоком давлении, благодаря чему циркуляция водорода осуществляется с минимальным дополнительным компримированием. Давление (парциальное) циркулирующего водорода возрастает не более чем на 5,2 МПа перед прохождением в зону гидрокрекинга. US 4,283,271 А, 11.08.1981.

С целью снижения температуры застывания масел предлагается процесс каталитической депарафинизации углеводородного сырья, выкипающего при температуре выше 454°C, в присутствии цеолитного катализатора с последующей гидроочисткой продукта, содержащего гидрирующий компонент (вольфрам, молибден, никель, кобальт, платина, палладий в виде свободного элемента, сульфида или оксида) и один или более цеолитов - ZSM-5, ZSM-11, ZSM-23, ZSM-35. Катализатор гидроочистки используют в виде экструдата, в котором металл находится в количестве 0,05-25 мас.% в форме оксида либо в форме сульфида; цеолит - в количестве 5-40 мас.%. Условия проведения процесса каталитической депарафинизации: температура 260-357°C, давление 1,4-6,9 МПа (13,6-68,05 атм), объемная скорость 0,5-4,0 ч^-1 расход водорода 142,5-712,7 м³/м³. Условия проведения процесса гидроочистки: температура 246-287°C, парциальное давление водорода 1,03-10,34 МПа (10,2-102 атм), объемная скорость 0,1-4 ч^-1, расход водорода 89-890,8 м³/м³. US 4,490,242 А, 25.12.1984.

Процесс депарафинизации углеводородного сырья, содержащего нормальные и слаборазветвленные парафины, с относительно высокой температурой застывания протекает на благородном металле, промотированном цеолитом бета с последующей депарафинизацией на неблагородном металле, промотированном бета цеолитом. Процесс депарафинизации углеводородного сырья с относительно высокой температурой застывания и некоторым количеством парафиновых углеводородов включает следующие стадии: 1) каталитическая депарафинизация при температуре 200-500°C, давлении от атмосферного до 25 МПа, количество водорода 20-4000 нл/л (на единицу объема жидкого сырья), объемная скорость 0,1-10,0 ч^-1, катализатор содержит цеолит бета, гидрирующий/дегидрирующий благородный металл (платина, палладий) в количестве 0,01-10 мас.%; 2) каталитическая депарафинизация продукта первой ступени депарафинизации проводится при температуре 200-500°C, давлении от атмосферного до 25 МПа, количество водорода 20-4000 нл/л (на единицу объема жидкого сырья), объемная скорость 0,1-10,0 ч^-1, катализатор включает цеолит бета, гидрирующий/дегидрирующий неблагородный металл (группа VIA, VIIIA - кобальт, никель, молибден, вольфрам или их смеси) в количестве 0,1-0,25 мас.%. Предварительно сырье может подвергаться гидроочистке перед стадиями депарафинизации в случае содержания большого количества ароматических углеводородов (до 10-60 мас.%) и парафинов (более 10 мас.%). US 4,554,065 А, 19.11.1985.

Способ получения низкозастывающих масел за счет использования процесса гидрокрекинга - депарафинизации приводится в ЕР 0092376 В1, 14.04.1983. Процесс каталитической депарафинизации заключается в контактировании фракции гидрокрекинга с катализатором, содержащим кристаллический цеолит ZSM-23 в присутствии водорода при температуре 260-482°C; давлении 1,48-20,79 МПа, объемной скорости жидкости 0,2-20,0 ч^-1. Условия проведения процесса гидрокрекинга сырья, выкипающего выше 343°C: температура 260-482°C, давление 7-20,79 МПа и объемная скорость 0,1-5,0 ч^-1. Депарафинированное масло гидрокрекинга далее подвергают гидроочистке при температуре 176-371°C, давлении 7,0-20,79 МПа и объемной скорости 0,1-10,0 ч^-1. Катализатор любого из процессов (гидрокрекинга, депарафинизации, гидроочистки) содержит гидрирующий элемент, в качестве которого может быть использован металл или несколько металлов группы VIII, VI. Также катализатор содержит связующий материал - оксид алюминия.

Смазочные масла с низкой температурой застывания и высокой стабильностью получают из парафинового сырья последовательными стадиями: сольвентной очисткой, каталитической депарафинизацией на цеолитном катализаторе ZSM-5 и гидроочисткой. Первая стадия после получения дистиллятных фракций (232-593°C) - экстракция селективными растворителями (фурфурол, фенол) нежелательных компонентов. Тяжелые же остаточные фракции сначала подвергают деасфальтизации пропаном. Далее полученные рафинаты подвергают каталитической депарафинизации в присутствии водорода на алюмосиликатном цеолите (соотношение оксид кремния: оксид алюминия = 12) при температуре 260-357°C. Далее поток продуктов депарафинизации, включая водород, направляют в реактор гидроочистки для насыщения олефинов и улучшения цвета продукта. После прохождения зоны гидроочистки продукты разделяют, отгоняют легкокипящие углеводороды для того, чтобы температуры вспышки и воспламенения соответствовали требованиям. Гидроочистка депарафинированного рафината проводится в присутствии катализатора, содержащего гидрирующий компонент на некислотном носителе (молибдат кобальта на оксиде алюминия или молибдат никеля на оксиде алюминия) при температуре 218-316°C. US 4,181,598 А, 01.01.1980.

Низкозастывающие высокоиндексные масла с высоким выходом получают в процессе каталитической гидродепарафинизации углеводородного сырья на цеолите ZSM-22. Процесс гидродепарафинизации проводят в присутствии водорода и катализатора гидродепарафинизации, в который входит цеолит ZSM-22 и металл группы VIII (желательно платина). Это обеспечивает больший выход и индекс вязкости продукта по сравнению с известными технологиями и каталитическими системами. Активность и селективность катализатора, выход масла при данной температуре застывания также превосходят другие процессы. Каталитическая депарафинизация проводится при давлении 1,4-20,7 МПа, температуре 260-482°C, объемной скорости подачи сырья 0,2-20,0 ч^-1, расход водорода 89-3563 м³/м³. Катализатор депарафинизации содержит носитель (оксид алюминия) в количестве 20-50 мас.%, металл группы VIII в количестве 0,1-3 мас.%, оставшаяся часть приходится на кристаллический силикат ZSM-22. После стадии депарафинизации может следовать стадия гидроочистки при температуре 176-371°C, давлении 6,9-20,7 МПа (68-204 атм), объемной скорости 0,1-10,0 ч^-1. В качестве сырья процесса каталитической депарафинизации используют продукт гидрокрекинга. Процесс проводят при давлении 6,9-20,7 МПа (68-204 атм), температуре 260-482°C, объемной скорости 0,1-5,0 ч^-1, расходе водорода 178-3563 м³/м³. Катализатор гидрокрекинга обладает кислотной и гидрирующе-дегидрирующими функциями (алюмосиликат или диоксид кремния-циркония, ассоциированный с никель-вольфрамом или палладием, платиной, кобальт-молибденом, никель-молибденом). В результате процесса получают продукт с кинематической вязкостью при температуре 100°C в диапазоне 5,1-5,98 мм²/с, индексом вязкости 101,5-114,3, температурой застывания минус 45 - минус 55°C. US 4,574,043 А, 04.03.1986.

Использование процесса гидроизомеризации в сочетании с гидрокрекингом нефтяных парафинов позволяет получать высококачественные смазочные масла. При использовании катализаторов гидрокрекинга, согласно этим материалам, возможно получать смазочные масла с высоким выходом и индексом вязкости 120 и выше. Катализатор достигает таких результатов без использования фтора и других промоторов. Катализатор также содержит неорганический поровый кристаллический носитель с диаметром пор не менее 13 Å и один из металлов группы VIA, VIIA или VIIIA. Процесс проводят при следующих условиях: температура 288-440,6°C, парциальное давление водорода 6,9-20,7 МПа, объемная скорость 0,2-4,0 ч^-1. В результате процесса получают продукт с индексом вязкости 120-143. US 5,264,116 А, 23.11.1993.

Известен способ получения смазочных масел в процессе гидродепарафинизации с использованием катализатора, содержащего молекулярные сита со средним размером пор, осажденного на них активного оксида редкоземельного металла (оксида иттрия) и хотя бы один гидрирующий металл группы VIII или VIB. В качестве молекулярных сит со средним размером пор используют кислотные (кислые) металлосиликаты - SAPO-11, SAPO-34, SAPO-41 и цеолиты - ZSM-22, ZSM-23, ZSM35, ZSM-57, ZSM-48, ферриерит. Сырье содержит до 0,2 мас.% азота и до 3 мас.% серы. Условия проведения процесса гидродепарафинизации: температура 250-400°C, давление 0,79-20,8 МПа, объемная скорость 0,1-10,0 ч^-1, расход водорода 45-1780 м³/м³. В результате процесса получают продукт с индексом вязкости 128-146. US 7,662,273 В2, 16.02.2010.

Комплексный трехстадийный гидрокаталитический процесс получения смазочных масел, включающий стадии гидроочистки, гидродепарафинизации и гидродоочистки, представлен в US 2012/0261307 Al, 18.10.2012. Данный процесс предполагает использование зоны стриппинга/сепарации между первыми двумя зонами и зоной сепарации после третьей стадии процесса. Зоны стриппинга-сепарации работают при высоких давлениях и температурах без использования жидкостного насоса до второй стадии процесса. Рабочее давление достигает максимального значения на входе в первую зону гидроочистки. Также в данном процессе используют рецикл сжатого газообразного потока из последней зоны сепарации в зону стриппинга, первую зону гидроочистки, вторую зону гидродепарафинизации и/или в третью зону гидродоочистки.

Известен способ получения базовых компонентов низкозастывающих нефтяных масел, согласно которому прямогонный вакуумный дистиллят с пределами кипения 280-460°C подвергают низкотемпературной депарафинизации с получением депарафинированного масла с температурой застывания минус 50 - минус 55°C, которое подвергают разгонке с выделением легкой фракции с температурой конца кипения 320-340°C и температурой застывания минус 55 - минус 60°C и остаточной фракции 320-340-460°C и далее процесс проводят известным способом. По показателям качества легкая фракция соответствует основе низкотемпературного гидравлического масла ВМГЗ, применяемого в районах Крайнего Севера, остаточная фракция гидравлическому маслу зимнему и всесезонному. RU 2155209 С1, 27.08.2000.

Однако описанные способы не позволяют получать базовые масла с температурой застывания ниже минус 60°C, которые необходимы для производства смазочных материалов различного назначения, эксплуатируемых в условиях Арктики и Крайнего Севера.

Наиболее близким к заявленному способу получения арктических масел является процесс - одностадийный способ получения низкозастывающих масел с использованием многослойной каталитической системы, способной к гидродепарафинизации и гидродоочистке продуктов гидрокрекинга: первый слой - стационарный слой катализатора депарафинизации; второй слой - стационарный слой гидрирующего при мягких условиях катализатора. Условия проведения процессов гидродепарафинизации и гидродоочистки: общая объемная скорость 0,25-2,0 ч^-1 (для гидродепарафинизации 10-15 ч^-1), парциальное давление водорода - 6,9-17,2 МПа, температура 304,4-315,6°C, избыточное давление водорода 10,3-17,2 МПа, кратность циркуляции водорода - 890,8-1247 м³/м³. US 4,822,476 А, 18.04.1989.

Преимущество использования большой объемной скорости и высокого парциального давления водорода достигается за счет использования коллектора. Он позволяет использовать катализаторы депарафинизации и гидродоочистки в одном реакторе при одинаковых условиях. Данные катализаторы имеют высокую скорость дезактивации, однако использование повышенного парциального давления водорода позволяет уменьшить скорость закоксовывания катализаторов. В результате процесса получают продукт с кинематической вязкостью при температуре 100°C - 10,73-11,20 мм²/с и индексом вязкости 94-100.

Основными недостатками способов получения низкозастывающих масел являются: высокая скорость дезактивации катализатора, что отрицательно сказывается на технико-экономических показателях процесса; узкий диапазон кинематической вязкости продукта, что существенно ограничивает область использования полученных масел; использование коллектора, что усложняет конструкцию реактора, делает его более металлоемким и создает дополнительные трудности при регенерации и перезагрузке катализатора.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка способа получения основ низкозастывающих арктических масел, обеспечивающего: стабильную работу катализатора за счет подбора сырья оптимального качества и технологических параметров его гидрообработки, использованием относительно низкого - 3,0-6,0 МПа парциального давления водорода, что значительно расширяет возможности применения данного способа на технологическом оборудовании, например установке гидроочистки/гидрофинишинга, рассчитанной на давление 4,0-5,0 МПа.

Технический результат от реализации заявленного изобретения заключается в получении целевых продуктов с более широким диапазоном кинематической вязкости при температуре 100°C от 2,11-15,12 мм²/с и температурой застывания продукта - минус 62 - минус 65°C.

Техническая задача решается тем, что нефтяное сырье - фракцию гидрокрекинга вакуумного газойля, выкипающую при температуре 280°C-КК, подвергают гидроизомеризации путем ее контактирования с водородом при объемном соотношении водорода к сырью 500-1000 нм³/м на катализаторе, содержащем, мас.%: Pt - 0,30-0, 35, WO₃ - 3,0-4,0, SiO₂ - 8,0-38,8, In₂O - 0,4-0,42, алюмосиликат - остальное, при температуре 240-320°C, парциальном давлении водорода 3,5-6,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 ч^-1, кратности циркуляции водорода 500-1000 м³/м³ с получением маловязкой основы низкозастывающего арктического масла, имеющей кинематическую вязкость при температуре 100°C - 2,11-4,75 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 62 - минус 65°C, а для получения средневязкой и вязкой основы низкозастывающего арктического масла проводят гидрирование полученной маловязкой основы низкозастывающего арктического масла при температуре 240-260°C, парциальном давлении водорода 4,0-5,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,25-0,5 ч^-1, соотношении водорода к сырью 800-900 нм³/м³ на сульфидированном платиновым катализаторе, нанесенном на оксид алюминия, с содержанием платины в пересчете на прокаленный при температуре 850°C катализатор - 0,45-0,5 мас.%, последующее фракционирование с выделением средневязкой основы низкозастывающего арктического масла, имеющей кинематическую вязкость при температуре 100°C - 6,33-8,14 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 62 - минус 65°C, и вязкой основы низкозастывающего арктического масла, имеющей кинематическую вязкость при температуре 100°C - 10,11-15,12 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 62 - минус 65°C.

В процессе гидроизомеризации протекают реакции селективной изомеризации длинноцепочечных парафиновых углеводородов нормального строения, приводящие к изменению свойств целевого продукта за счет изменения структуры компонентов. Реакции гидроизомеризации н-алканов протекают в присутствии водорода на бифункциональных катализаторах, обладающих функцией гидрирования-дегидрирования. Активным компонентом бифункциональных катализаторов гидроизомеризации являются металлы VI и VIII группы (в том числе благородные металлы), нанесенные на кристаллический алюмосиликат. Выбор носителей обусловлен наличием в их структуре многочисленных сильных кислотных центров, на развитой и доступной поверхности которых возможно высокодисперсное распределение металлов, а также молекулярно-ситовыми свойствами. Наилучшие характеристики целевых продуктов были получены с использованием катализатора, содержащего, мас.%: Pt - 0,30- 0,35, WO₃ - 3,0-4,0, SiO₂ - 8,0-38,8, In₂O₃ - 0,4-0,42, алюмосиликат - остальное. Получение и состав катализатора для изодепарафинизации нефтяных фракций, предназначенного для получения арктического дизельного топлива, описаны в патенте RU 2320407 С1, 27.03.2008.

Средневязкие и вязкие низкозастывающие основы по описанному способу получают путем гидрирования полученной маловязкой основы низкозастывающего арктического масла (гидроизомеризата) при температуре 240-260°C, парциальном давлении водорода 4,0-5,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,25-0,5 ч^-1, соотношении водорода к сырью 800-900 нм³/м³ на сульфидированном платиновом катализаторе, нанесенном на оксид алюминия, с содержанием платины в пересчете на прокаленный при температуре 850°C катализатор - 0,45-0,5 мас.%. Затем проводят фракционирование полученного гидрогенизата с выделением средневязкой основы низкозастывающего арктического масла, имеющей кинематическую вязкость при температуре 100°C - 6,33-8,14 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 62 - минус 65°C, и вязкой основы низкозастывающего арктического масла, имеющей кинематическую вязкость при температуре 100°C - 10,11-15,12 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 62 - минус 65°C.

Катализатор гидрирования должен обладать высокой гидрирующей способностью и может представлять собой композицию на основе металлов VI и VIII-X групп и/или их комбинации, диспергированные на носителе. В качестве активных компонентов катализатора гидрирования могут использоваться металлы Ni, Mo, W, Pt, Pd, в качестве носителя - аморфные оксиды, предпочтительно оксид алюминия, оксид кремния и/или их комбинации; углеродные носители. Установлено, что наилучшие характеристики целевых продуктов были получены с использованием катализатора, содержащего, мас.%: Pt - 0,4-0,45, оксид алюминия - остальное.

Далее изобретение иллюстрируется примерами конкретного осуществления способа, не ограничивающими его область.

Пример 1

Фракцию гидрокрекинга вакуумного газойля, выкипающую при температуре 280°C-КК, обладающую характеристиками, представленными в таблице 2, подвергают гидроизомеризации.

Гидроизомеризацию фракции гидрокрекинга вакуумного газойля, выкипающую при температуре 280°C-КК, проводят при температуре 240°C, парциальном давлении водорода 3,5 МПа, объемном соотношении водорода к сырью 1000 нм³/м³ и объемной скорости подачи сырья 0,5 ч^-1 в присутствии катализатора, нанесенного на модифицированный носитель, с содержанием активных компонентов в пересчете на прокаленный при температуре 850°C катализатор, мас.%:

платина (Pt);	0,30
оксид вольфрама (WO3);	3,0
оксид кремния (SiO2);	38,8
оксид индия (In2O3)	0,4
алюмосиликат	остальное

Полученная в результате процесса маловязкая основа низкозастывающего арктического масла имела кинематическую вязкость при температуре 100°C - 2,11 мм²/с, температуру застывания - минус 65°C.

Пример 2

Фракцию гидрокрекинга вакуумного газойля, выкипающую при температуре 280°C-КК, с характеристиками, представленными в таблице 2, подвергают гидроизомеризации при температуре 260°C, парциальном давлении водорода 6,0 МПа, объемном соотношении водорода к сырью 700 нм³/м³ и объемной скорости подачи сырья 1,5 ч^-1 в присутствии Pt-содержащего катализатора с содержанием активных компонентов в пересчете на прокаленный при температуре 850°C катализатор, мас.%:

платина (Pt);	0,35
оксид вольфрама (WO3);	4,0
оксид кремния (SiO2);	8,0
оксид индия (In2O3)	0,42
алюмосиликат остальное

Полученная в результате процесса маловязкая основа низкозастывающего арктического масла имела кинематическую вязкость при температуре 100°C - 4,95 мм²/с, температуру застывания - минус 65°C.

Пример 3

Фракцию гидрокрекинга вакуумного газойля, выкипающую при температуре 280°C-КК, с характеристиками, представленными в таблице 2, подвергают гидроизомеризации при температуре 320°C, парциальном давлении водорода 5,0 МПа, объемном соотношении водорода к сырью 800 нм³/м³ и объемной скорости подачи сырья 1,5 ч^-1 в присутствии Pt-содержащего катализатора, описанного в примере 1. В результате процесса получена маловязкая основа низкозастывающего арктического масла, имеющая кинематическую вязкость при температуре 100°C - 4,95 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 63°C.

Гидрирование полученной маловязкой основы низкозастывающего арктического масла (гидроизомеризат) проводят при температуре 240°C, парциальном давлении водорода 5,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,25 ч^-1, соотношении водорода к сырью 900 нм³/м³. В качестве катализатора гидрирования используют сульфидированный платиновый катализатор, нанесенный на оксид алюминия, с содержанием платины в пересчете на прокаленный при 850°C катализатор - 0,5 мас.%.

Полученный гидрогенизат подвергают фракционированию с выделением вязкой основы низкозастывающего арктического масла с кинематической вязкостью при температуре 100°C - 15,12 мм²/с, температурой застывания - минус 64°C.

Пример 4

Фракцию гидрокрекинга вакуумного газойля, выкипающую при температуре 280°C-КК, с характеристиками, представленными в таблице 2, подвергают гидроизомеризации при температуре 300°C, парциальном давлении водорода 6,0 МПа, объемном соотношении водорода к сырью 900 нм³/м³ и объемной скорости подачи сырья 2,0 ч^-1 в присутствии Pt-содержащего катализатора, описанного в примере 1. В результате процесса получена маловязкая основа низкозастывающего арктического масла, имеющая кинематическую вязкость при температуре 100°C - 5,0 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 63°C.

Гидрирование полученной маловязкой основы низкозастывающего арктического масла (гидроизомеризат) проводят при температуре 260°C, парциальном давлении водорода 4,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5 ч^-1, соотношении водорода к сырью 800 нм³/м³. В качестве катализатора гидрирования используют сульфидированный платиновый катализатор, нанесенный на оксид алюминия, с содержанием платины в пересчете на прокаленный при температуре 850°C катализатор - 0,45 мас.%.

Полученный гидрогенизат подвергают фракционированию с выделением средневязкой основы низкозастывающего арктического масла с кинематической вязкостью при температуре 100°C - 8,14 мм²/с, температурой застывания - минус 64°C.

Пример 5

Фракцию гидрокрекинга вакуумного газойля, выкипающую при температуре 280°C-КК, с характеристиками, представленными в таблице 2, подвергают гидроизомеризации при температуре 290°C, парциальном давлении водорода 3,0 МПа, объемном соотношении водорода к сырью 500 нм³/м³ и объемной скорости подачи сырья 2,0 ч^-1 в присутствии Pt-содержащего катализатора, описанного в примере 1. В результате процесса получена маловязкая основа низкозастывающего арктического масла, имеющая кинематическую вязкость при температуре 100°C - 4,50 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 63°C.

Гидрирование полученной маловязкой основы низкозастывающего арктического масла (гидроизомеризат) проводят при температуре 250°C, парциальном давлении водорода 4,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,35 ч^-1, соотношении водорода к сырью 850 нм³/м³. В качестве катализатора гидрирования используют сульфидированный платиновый катализатор, нанесенный на оксид алюминия, с содержанием платины в пересчете на прокаленный при 850°C катализатор - 0,42 мас.%.

Полученный гидрогенизат подвергают фракционированию с выделением низкозастывающей вязкой основы арктического масла с кинематической вязкостью при температуре 100°C - 10,11 мм²/с, температурой застывания - минус 64°C.

Данный способ позволяет получать маловязкие, средневязкие и вязкие основы низкозастывающих арктических масел с кинематической вязкостью при температуре 100°C в диапазоне 2,11-15,12 мм²/с и температурой застывания продукта - минус 62-минус 65°C.

Способ получения основ низкозастывающих арктических масел, отличающийся тем, что нефтяное сырье - фракцию гидрокрекинга вакуумного газойля, выкипающую при температуре 280°C-КК, подвергают гидроизомеризации путем ее контактирования с водородом при объемном соотношении водорода к сырью 500-1000 нм³/м³ на катализаторе, содержащем, мас.%: Pt - 0,30-0,35, WO₃ - 3,0-4,0, SiO₂ - 8,0-38,8, In₂O - 0,4-0,42, алюмосиликат - остальное, при температуре 240-320°C, парциальном давлении водорода 3,5-6,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,5-2,0 ч^-1 с получением маловязкой основы низкозастывающего арктического масла, имеющей кинематическую вязкость при температуре 100°C - 2,11-5,05 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 62 - минус 65°C, а для получения средневязкой и вязкой основы низкозастывающего арктического масла проводят гидрирование полученной маловязкой основы низкозастывающего арктического масла при температуре 240-260°C, парциальном давлении водорода 4,0-5,0 МПа, объемной скорости подачи сырья 0,25-0,5 ч^-1, соотношении водорода к сырью 800-900 нм³/м³ на сульфидированном платиновом катализаторе, нанесенном на оксид алюминия, с содержанием платины в пересчете на прокаленный при температуре 850°C катализатор - 0,45-0,5 мас.%, последующее фракционирование с выделением средневязкой основы низкозастывающего арктического масла, имеющей кинематическую вязкость при температуре 100°C - 5,06-10,10 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 62 - минус 65°C, и вязкой основы низкозастывающего арктического масла, имеющей кинематическую вязкость при температуре 100°C - 10,11-15,12 мм²/с и температуру застывания продукта - минус 62 - минус 65°C.