DE69605852T2

DE69605852T2 - Process for the production of basic lubricating oils

Info

Publication number: DE69605852T2
Application number: DE69605852T
Authority: DE
Inventors: Philippe Marie Rivoalen; Bob Scheffer; Peter James Wardle
Original assignee: SHELL INT RESEARCH; Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: SHELL INT RESEARCH; Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2016-04-27
Also published as: CN1140199A; CN1102641C; KR100426263B1; KR960037807A; CA2175020C; BR9602049A; CA2175020A1; DE69605852D1; SA96170146B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Schmiermittelgrundölen. Im spezielleren bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Schmiermittelgrundölen mit einem hohen Viskositätsindex (VI) unter Anwendung eines Hydrowachses, das als Sumpffraktion einer Hydrocrackbehandlung erhalten worden ist, als Einsatzmaterial.The present invention relates to a process for producing lubricant base oils. More particularly, the present invention relates to a process for producing lubricant base oils having a high viscosity index (VI) using a hydrowax obtained as a bottom fraction of a hydrocracking treatment as a feedstock.

Es ist bekannt, daß Schmiermittelgrundöle mit einem sehr hohen VI, d. h. einem VI von 125 oder darüber, aus Einsatzmaterialien hergestellt werden können, die verhältnismäßig hohe Anteile an wachsartigen Molekülen enthalten, d. h. lineare und schwach verzweigte Paraffine sowie langkettige, alkylaromatische und alkylnaphthenische Verbindungen. Derartige wachsartige Moleküle haben nämlich von sich aus einen sehr hohen VI und beeinflussen daher in positiver Weise den VI des Produktes, in dem sie zugegen sind. Konkrete Beispiele für derartige Einsatzmaterialien mit einem hohen Wachsgehalt sind Paraffingatschwachse und synthetische Wachse, die durch Fischer-Tropsch-Synthesereaktionen erhalten werden. Paraffingatschwachse enthalten üblicherweise 50 Gew.-% oder mehr an Wachs, wogegen synthetische Wachse sogar einen Wachsgehalt von 80 Gew.-% oder darüber aufweisen. Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, worin Schmiermittelgrundöle mit derart hohen VI aus einem Einsatzmaterial mit einem verhältnismäßig niedrigen Wachsgehalt, d. h. einem Wachsgehalt von unter 50 Gew.-%, sogar unter 30 Gew.-%, produziert werden. Im spezielleren zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, ein Verfahren zur Herstellung solcher Schmiermittelgrundöle unter Anwendung einer Hydrocracker- Sumpffraktion oder eines Hydrowachses als Einsatzmaterial zur Verfügung zu stellen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann daher in sehr zweckmäßiger Weise in eine Raffinerie integriert werden, die eine Hydrocrackkapazität aufweist.It is known that lubricant base oils with a very high VI, i.e. a VI of 125 or more, can be produced from feedstocks containing relatively high proportions of waxy molecules, i.e. linear and slightly branched paraffins as well as long-chain alkylaromatic and alkylnaphthenic compounds. Such waxy molecules have a very high VI in themselves and therefore influence in a positive way the VI of the product in which they are present. Concrete examples of such feedstocks with a high wax content are paraffin waxes and synthetic waxes obtained by Fischer-Tropsch synthesis reactions. Paraffin waxes usually contain 50 wt.% or more of wax, whereas synthetic waxes even have a wax content of 80 wt.% or more. The present invention aims to provide a process wherein lubricant base oils with such high VI are produced from a feedstock with a relatively low wax content, i.e. a wax content of below 50 wt.%, even below 30 wt.%. More specifically, the present invention aims to provide a process for producing such lubricant base oils using a hydrocracker bottoms fraction or a hydrowax as feedstock. The process of the present invention can therefore be very conveniently integrated into a refinery having a hydrocracking capacity.

Verfahren zur Herstellung von Schmiermittelgrundölen aus Hydrowachs sind in der Technik bekannt. In der EP-A-0 272 729 wird beispielsweise ein Verfahren geoffenbart, worin ein Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterial, das ein Flashdestillat enthält, ge bildet in einem Rückstandsumwandlungsverfahren, einem Hydrocracken unterworfen wird, wonach die Sumpffraktion des gecrackten Abstroms, d. h. das Hydrowachs, entwachst wird. Dem Entwachsen kann eine Hydrotreatmentstufe vorangehen oder an sie anschließen, um etwa vorliegende ungesättigte Bestandteile zu hydrieren. Die bevorzugte Reihenfolge ist erstens ein Entwachsen und anschließend ein Hydrotreating des entwachsten Materials. Die abschließende Hydrierstufe erhöht den Gehalt an vorliegenden gesättigten Bestandteilen, wobei die Hydrierung von Olefinen zu paraffinischen Bestandteilen günstig für den VI des letzlich erhaltenen Grundöles ist. Die aromatischen Komponenten, die ebenfalls hydriert werden, haben jedoch keine oder kaum irgendeine Auswirkung auf den VI des letzlich erhaltenen Grundöles und tragen daher nichts zu einem hohen VI bei. Als Ergebnis können Grundöle mit einem VI von 125 oder darüber nicht nach dem Verfahren der EP-A-0 272 729 erhalten werden.Processes for producing lubricant base oils from hydrowax are known in the art. For example, EP-A-0 272 729 discloses a process wherein a hydrocarbon feedstock containing a flash distillate is in a residue conversion process, is subjected to hydrocracking, after which the bottoms fraction of the cracked effluent, ie the hydrowax, is dewaxed. Dewaxing may be preceded or followed by a hydrotreatment step to hydrogenate any unsaturated components present. The preferred sequence is first dewaxing and then hydrotreating the dewaxed material. The final hydrogenation step increases the content of saturated components present, the hydrogenation of olefins to paraffinic components being beneficial to the VI of the final base oil. However, the aromatic components, which are also hydrogenated, have little or no effect on the VI of the final base oil and therefore do not contribute to a high VI. As a result, base oils with a VI of 125 or above cannot be obtained by the process of EP-A-0 272 729.

Die vorliegende Erfingung zielt darauf ab, ein Verfahren zu schaffen, worin Schmiermittelgrundöle mit einem VI von 125 oder darüber in wirksamer Weise hergestellt werden können, ausgehend von einem Hydrowachs, das als Sumpffraktion eines hydrogecrackten Abstroms erhalten wird.The present invention aims to provide a process wherein lubricant base oils having a VI of 125 or above can be efficiently produced starting from a hydrowax obtained as the bottoms fraction of a hydrocracked effluent.

Demgemäß bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung von Schmiermittelgrundölen, welches Verfahren die folgenden Stufen umfaßt:Accordingly, the present invention relates to a process for producing lubricant base oils, which process comprises the following steps:

(a) Inkontaktbringen eines Hydrowachses, das als Sumpffraktion eines hydrogecrackten Abstroms erhalten worden ist, mit einem Katalysator, der Platin und/oder Palladium auf einem feuerfesten Oxidträger umfaßt, in Gegenwart von Wasserstoff unter solchen Bedingungen, daß wenigstens 10 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens 25 Gew.-% der Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von 370ºC und darüber, die in der Hydrocracker-Sumpffraktion vorliegen, in Kohlenwasserstoffe mit einem niedrigeren Siedepunkt umgewandelt werden,(a) contacting a hydrowax obtained as a bottoms fraction of a hydrocracked effluent with a catalyst comprising platinum and/or palladium on a refractory oxide support in the presence of hydrogen under conditions such that at least 10% by weight, preferably at least 25% by weight of the hydrocarbons having a boiling point of 370°C and above present in the hydrocracker bottoms fraction are converted to hydrocarbons having a lower boiling point,

(b) Auftrennen des in Stufe (a) erhaltenen Produktes in wenigstens eine leichtere Destillatfraktion und eine schwere Destillatfraktion mit einem VI von 125 oder darüber, vorzugsweise von 135 oder darüber, und mit einer kinemati schen Viskosität bei 100ºC von wenigstens 3,5 Centistoke und(b) separating the product obtained in step (a) into at least a lighter distillate fraction and a heavy distillate fraction having a VI of 125 or more, preferably 135 or more, and having a kinematic viscosity at 100ºC of at least 3.5 centistokes and

(c) Entwachsen der in Stufe (b) erhaltenen schweren Destillatfraktion.(c) dewaxing the heavy distillate fraction obtained in step (b).

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Einsatzmaterial ist die Sumpffraktion eines hydrogecrackten Abstroms, welcher Abstrom seinerseits aus einem Hydrocrackvorgang erhalten wird. Der Ausdruck "Sumpffraktion" bezeichnet die Fraktion, die aus dem aus dem Hydrocrackvorgang erhaltenen Abstrom am Boden der Trennvorrichtung erhalten wird, worin dieser Abstrom aufgetrennt wird. Demgemäß ist diese Bodenfraktion - üblicherweise als Hydrowachs bezeichnet - jene Fraktion des hydrogecrackten Abstroms, der die schwersten Bestandteile enthält. Das als Einsatzmaterial im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Hydrowachs wird zweckmäßig aus dem hydrogecrackten Abstrom bei einem effektiven Cutpoint im Bereich von 300 bis 450ºC, vorzugsweise 310 bis 380ºC, erhalten. Der effektive Cutpoint ist jene Temperatur, oberhalb welcher wenigstens 85 Gew.-% und vorzugsweise wenigstens 90 Gew.-% der im gewonnenen Hydrowachs vorliegenden Kohlenwasserstoffe ihren Siedepunkt haben.The feedstock used in the present invention is the bottoms fraction of a hydrocracked effluent, which effluent is itself obtained from a hydrocracking operation. The term "bottoms fraction" refers to the fraction obtained from the effluent obtained from the hydrocracking operation at the bottom of the separator in which this effluent is separated. Accordingly, this bottoms fraction - commonly referred to as hydrowax - is that fraction of the hydrocracked effluent which contains the heaviest constituents. The hydrowax used as feedstock in the process of the present invention is suitably obtained from the hydrocracked effluent at an effective cutpoint in the range of 300 to 450°C, preferably 310 to 380°C. The effective cutpoint is that temperature above which at least 85% by weight and preferably at least 90% by weight of the hydrocarbons present in the recovered hydrowax have their boiling point.

Das Hydrocracken ist ein Umwandlungsprozeß, der in der Technik allgemein bekannt ist und im wesentlichen ein katalytisches Umwandeln von Kohlenwasserstoffmolekülen in kleinere Kohlenwasserstoffmoleküle in Gegenwart von Wasserstoff umfaßt. Für Hydrocrackoperationen kann eine Vielzahl von Einsatzmaterialien verwendet werden, einschließlich unter anderem Destillatfraktionen, Vakuumflashdestillate, die aus anderen Kohlenwasserstoffumwandlungsverfahren erhalten worden sind, und atmosphärische Rückstände. Die Hydrocrackbedingungen sehen üblicherweise Temperatur im Bereich von 250 bis 500ºC, Wasserstoffpartialdrücke im Bereich von 1 bis 300 bar, gewichtsbezogene Raumgeschwindigkeiten von 0,1 bis 10 kg Einsatzmaterial pro Liter Katalysator pro Stunde und Gas/Einsatzmaterial-Verhältnisse von 100 bis 5000 N1 Gas je kg Einsatzmaterial vor. Die Hydrocrackkatalysatoren sind ebenfalls in der Technik bekannt und schließen sowohl amorphe Katalysatoren als auch Katalysatoren auf Zeolithbasis ein. Im allgemeinen umfaßt ein Hydrocrackkatalysa tor wenigstens eine Hydrierkomponente aus einem Gruppe VI-Metall und/oder wenigstens eine Hydrierkomponente aus einem Gruppe VIII-Metall und einen Träger, der ein amorphes Material, wie Siliciumoxid-Aluminiumoxid, Siliciumoxid oder Aluminiumoxid, und/oder einen Zeolith umfaßt. In diesem Zusammenhang besonders geeignete Zeolithe umfassen Zeolith Y oder eine Modifikation hievon, wie ultrastabilen Zeolith Y. Die letztgenannte Zeolithtype wird in äußerst geeigneter Weise angewandt. Es können auch Kombinationen aus amorphen Materialien und Zeolithen angewendet werden. Geeignete Gruppe VI-Metalle sind Wolfram (W) und Molybdän (Mo), wogegen geeignete Gruppe VIII-Metalle die unedlen Metalle Nickel (Ni) und Kobalt (Co) sowie die Edelmetalle Platin (Pt) und Palladium (Pd) sind. Beispiele für geeignete amorphe Katalysatoren sind jene, die als Hydrierkomponente(n) NiMo, CoMo, NiW, CoW, Pt, Pd oder PtPd enthalten. Der Hydrocrackvorgang kann eine einstufige Umsetzung sein, worin ein Einbettkatalysator zur Anwendung gelangt, oder ein zweistufiges Verfahren, worin zwei verschiedene Katalysatorbetten eingesetzt werden. Das als Einsatzmaterial im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Hydrowachs kann im Prinzip aus jeder beliebigen Hydrocrackoperation erhalten werden.Hydrocracking is a conversion process well known in the art which essentially involves catalytically converting hydrocarbon molecules into smaller hydrocarbon molecules in the presence of hydrogen. A variety of feedstocks can be used in hydrocracking operations including, but not limited to, distillate fractions, vacuum flash distillates obtained from other hydrocarbon conversion processes, and atmospheric residues. Hydrocracking conditions typically include temperatures in the range of 250 to 500°C, hydrogen partial pressures in the range of 1 to 300 bar, weight space velocities of 0.1 to 10 kg of feedstock per liter of catalyst per hour, and gas/feedstock ratios of 100 to 5000 N1 of gas per kg of feedstock. Hydrocracking catalysts are also well known in the art and include both amorphous and zeolite-based catalysts. Generally, a hydrocracking catalyst comprises tor at least one hydrogenation component of a Group VI metal and/or at least one hydrogenation component of a Group VIII metal and a support comprising an amorphous material such as silica-alumina, silica or alumina and/or a zeolite. Particularly suitable zeolites in this context include zeolite Y or a modification thereof such as ultrastable zeolite Y. The latter type of zeolite is most suitably used. Combinations of amorphous materials and zeolites can also be used. Suitable Group VI metals are tungsten (W) and molybdenum (Mo), whereas suitable Group VIII metals are the base metals nickel (Ni) and cobalt (Co) and the noble metals platinum (Pt) and palladium (Pd). Examples of suitable amorphous catalysts are those which contain NiMo, CoMo, NiW, CoW, Pt, Pd or PtPd as hydrogenation component(s). The hydrocracking operation may be a one-step reaction employing a single bed catalyst or a two-step process employing two different catalyst beds. The hydrowax used as feedstock in the process of the present invention may in principle be obtained from any hydrocracking operation.

In Stufe (a) des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Hydrowachs mit einem Platin und/oder Palladium auf einem feuerfesten Oxidträger enthaltenden Katalysator in Gegenwart von Wasserstoff unter solchen Bedingungen in Kontakt gebracht, daß eine 370ºC&spplus;-Umwandlung von wenigstens 10 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens 25 Gew.-% und noch mehr bevorzugt wenigstens 35 Gew.-% erreicht wird. Zweckmäßig wird die 370ºC&spplus;- Umwandlung unter 80 Gew.-% und noch zweckmäßiger unter 70 Gew.- % gehalten, weil bei zu hohen Umwandlungsgraden die Ausbeute an Schmiermittelgrundölprodukt mit einem VI von 125 oder darüber von einem wirtschaftlichen Standpunkt aus weniger interessant wird. Eine stark bevorzugte 370ºC&spplus;-Umwandlung liegt im Bereich von 40 bis 70 Gew.-%. Der Ausdruck "370ºC&spplus;-Umwandlung", wie er in diesem Zusammenhang verwendet wird, bezieht sich auf den Gewichtsprozentsatz von Kohlenwasserstoffen, die im Hydrowachs vorliegen und einen Siedepunkt von 370ºC oder darüber aufweisen, der in Kohlenwasserstoffe mit einem niedrigeren Siedepunkt umgewandelt wird. Dies impliziert, daß in Stufe (a) sowohl Hy drier- als auch Hydrocrackreaktionen ablaufen. Geeignete Reaktionsbedingungen schließen eine Reaktionstemperatur im Bereich von 350 bis 550ºC, vorzugsweise von 365 bis 500ºC, einen Wasserstoffpartialdruck im Bereich von 10 bis 300 bar, vorzugsweise 25 bis 250 bar, eine gewichtsbezogene Raumgeschwindigkeit im Bereich von 0,1 bis 10 kg/l/h, vorzugsweise von 0,2 bis 5 kg/l/h, und ein Wasserstoff/Einsatzmaterial-Verhältnis im Bereich von 100 bis 5000 Nl/kg, vorzugsweise von 250 bis 2000 Nl/kg, ein.In step (a) of the process according to the present invention, the hydrowax is contacted with a catalyst comprising platinum and/or palladium on a refractory oxide support in the presence of hydrogen under conditions such that a 370°C+ conversion of at least 10 wt%, preferably at least 25 wt% and more preferably at least 35 wt% is achieved. Suitably the 370°C+ conversion is kept below 80 wt% and more suitably below 70 wt% because at too high conversion levels the yield of lubricant base oil product having a VI of 125 or above becomes less interesting from an economic point of view. A highly preferred 370°C+ conversion is in the range of 40 to 70 wt%. The term "370ºC+ conversion" as used in this context refers to the weight percentage of hydrocarbons present in the hydrowax and having a boiling point of 370ºC or above that are converted to hydrocarbons having a lower boiling point. This implies that in step (a) both Hy Both drying and hydrocracking reactions take place. Suitable reaction conditions include a reaction temperature in the range of 350 to 550°C, preferably 365 to 500°C, a hydrogen partial pressure in the range of 10 to 300 bar, preferably 25 to 250 bar, a weight space velocity in the range of 0.1 to 10 kg/l/h, preferably 0.2 to 5 kg/l/h, and a hydrogen/feedstock ratio in the range of 100 to 5000 Nl/kg, preferably 250 to 2000 Nl/kg.

Der in Stufe (a) verwendete Katalysator ist ein Katalysator auf Edelmetallbasis, der Platin und/oder Palladium, aufgebracht auf einen feuerfesten Oxidträger, umfaßt. Die Gesamtmenge an im Katalysator vorliegendem Platin und/oder Palladium befindet sich zweckmäßig im Bereich von 0,1 bis 5,0 Gew.-%, berechnet als Element, bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers, zweckmäßiger im Bereich von 0,2 bis 2,0 Gew.-%. Wenn beide Metalle zugegen sind, kann das Gewichtsverhältnis von Platin zu Palladium (berechnet als Element) innerhalb weiter Grenzen variieren, liegt aber zweckmäßig im Bereich von 0,05 bis 10, noch zweckmäßiger 0,1 bis 5. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der Katalysator Platin als das einzige katalytisch aktive Metall, während in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Katalysator eine Kombination aus Platin und Palladium enthält. Platin und Palladium können als Element, als Oxid und/oder als Sulfid vorliegen.The catalyst used in step (a) is a noble metal based catalyst comprising platinum and/or palladium supported on a refractory oxide support. The total amount of platinum and/or palladium present in the catalyst is suitably in the range of 0.1 to 5.0% by weight, calculated as element, based on the total weight of the support, more suitably in the range of 0.2 to 2.0% by weight. When both metals are present, the weight ratio of platinum to palladium (calculated as element) can vary within wide limits, but is suitably in the range of 0.05 to 10, more suitably 0.1 to 5. In a preferred embodiment of the present invention, the catalyst contains platinum as the only catalytically active metal, while in a further preferred embodiment of the present invention, the catalyst contains a combination of platinum and palladium. Platinum and palladium can exist as an element, as an oxide and/or as a sulfide.

Neben dem Edelmetall bzw. den Edelmetallen kann der in Stufe (a) eingesetzte Katalysator auch wenigstens eine Gruppe VIB-Metallkomponente enthalten. Insbesondere dann, wenn Palladium als Edelmetall verwendet wird, kann die Anwesenheit einer Gruppe VIB-Metallkomponente vorteilhaft sein. Geeignete Gruppe VIB-Metallkomponenten umfassen die Oxide und Sulfide von Chrom, Molybdän oder Wolfram, aber auch diese Metalle in elementarer Form. Von diesen werden die Wolfram- und Chromkomponenten bevorzugt. Falls vorhanden, liegt eine Gruppe VIB-Metallkomponente zweckmäßig in einer Menge von 1 bis 35 Gew.-%, noch besser geeignet von 5 bis 30 Gew.-%, berechnet als Element und bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers, vor. Beispiele für sehr geeignete Katalysatoren auf Edelmetallbasis sind daher solche, die Palladium und Wolfram oder Palladium und Chrom enthalten.In addition to the noble metal or metals, the catalyst used in step (a) can also contain at least one Group VIB metal component. In particular, when palladium is used as the noble metal, the presence of a Group VIB metal component can be advantageous. Suitable Group VIB metal components include the oxides and sulfides of chromium, molybdenum or tungsten, but also these metals in elemental form. Of these, the tungsten and chromium components are preferred. If present, a Group VIB metal component is suitably present in an amount of 1 to 35% by weight, even more suitably 5 to 30% by weight, calculated as element and based on the total weight of the support. Examples of Very suitable precious metal-based catalysts are therefore those containing palladium and tungsten or palladium and chromium.

Der verwendete Träger umfaßt ein feuerfestes Oxid. Geeignete feuerfeste Oxide schließen Zeolithe, Aluminiumoxid, amorphes Siliciumoxid-Aluminiumoxid, fluorierte Aluminiumoxide oder Gemische von zwei oder mehreren hievon ein. Unter diesen werden amorphes Siliciumoxid-Aluminiumoxid, Zeolithe und Gemische davon bevorzugt, wobei die Verwendung von amorphem Siliciumoxid-Aluminiumoxid besonders bevorzugt wird. Geeignete Zeolithe sind die gleichen wie jene, die oben als geeignet zur Anwendung in Hydrocrackkatalysatoren beschrieben worden sind, d. h. (modifizierter) Zeolith Y. Geeignete amorphe Siliciumoxid-Aluminiumoxidträgermaterialien enthalten von 10 bis 70 Gew.-% Aluminiumoxid und sind im Handel erhältlich. Wenn der Träger ein amorphes Siliciumoxid-Aluminiumoxid und/oder Zeolith als feuerfestes Oxid umfaßt, kann er auch ein Bindemittel enthalten. Die Anwendung von Bindemittelmaterialien in Katalysatoren ist in der Technik allgemein bekannt. Typische Bindemittelmaterialien sind Siliciumoxid und Aluminiumoxid. Im allgemeinen kann das Gewichtsverhältnis von Bindemittel zu feuerfestem Oxid innerhalb weiter Grenzen variieren, liegt aber zweckmäßig im Bereich von 0 (d. h. kein Bindemittel) bis 5, zweckmäßig 0 bis 4. Ein besonders bevorzugter Katalysator enthält Platin und Palladium auf einem amorphen Siliciumoxid-Aluminiumoxidträger.The support used comprises a refractory oxide. Suitable refractory oxides include zeolites, alumina, amorphous silica-alumina, fluorinated aluminas or mixtures of two or more thereof. Among these, amorphous silica-alumina, zeolites and mixtures thereof are preferred, with the use of amorphous silica-alumina being particularly preferred. Suitable zeolites are the same as those described above as suitable for use in hydrocracking catalysts, i.e. (modified) zeolite Y. Suitable amorphous silica-alumina support materials contain from 10 to 70 wt.% alumina and are commercially available. When the support comprises an amorphous silica-alumina and/or zeolite as the refractory oxide, it may also contain a binder. The use of binder materials in catalysts is well known in the art. Typical binder materials are silica and alumina. In general, the weight ratio of binder to refractory oxide can vary within wide limits, but is conveniently in the range of 0 (i.e. no binder) to 5, conveniently 0 to 4. A particularly preferred catalyst contains platinum and palladium on an amorphous silica-alumina support.

Das aus Stufe (a) erhaltene Produkt wird anschließend in Stufe (b) in wenigstens eine leichtere Destillatfraktion und eine schwere Destillatfraktion mit einem VI von 125 oder darüber, vorzugsweise von 135 oder darüber, und mit einer kinematischen Viskosität bei 100ºC (Vk 100) von wenigstens 3,5 Centistocke (cSt) aufgetrennt, wobei die Vk 100 vorzugsweise 12,0 cSt nicht überschreitet. Sehr gute Ergebnisse wurden erreicht, wenn eine schwere Fraktion mit einem VI über 135 und einer Vk 100 im Bereich von 4,5 bis 7,5 angestrebt wurde. Es versteht sich für den Fachmann, daß die Kombination aus VI und Vk 100 den effektiven Cutpoint für die schwere Fraktion bestimmen wird, d. h. jene Temperatur, oberhalb welcher wenigstens 85 Gew.-% und vorzugsweise wenigstens 90 Gew.-% der Kohlenwasserstoffe in dieser schweren Fraktion ihren Siedepunkt haben. In der Praxis wird dieser effektive Cutpoint im Bereich von 350 bis 500ºC, zweckmäßig 375 bis 475ºC, liegen. Die erhaltene leichtere Destillatfraktion bzw. die erhaltenen leichteren Destillatfraktionen wird (werden) einen VI unter dem VI der schweren Fraktion sowie eine niedrigere Vk 100 aufweisen. Selbst diese leichteren Fraktionen werden kommerziell attraktive Eigenschaften aufweisen, die sie zu Schmiermittelgrundölen - nach dem Entwachsen - in Anwendungen geeignet machen, bei denen keine extra hohen VI-Werte erforderlich sind.The product obtained from step (a) is then separated in step (b) into at least a lighter distillate fraction and a heavy distillate fraction having a VI of 125 or more, preferably 135 or more, and having a kinematic viscosity at 100°C (Vk 100) of at least 3.5 centistokes (cSt), the Vk 100 preferably not exceeding 12.0 cSt. Very good results have been achieved when a heavy fraction having a VI above 135 and a Vk 100 in the range of 4.5 to 7.5 was sought. It will be understood by those skilled in the art that the combination of VI and Vk 100 will determine the effective cut point for the heavy fraction, ie that temperature above which at least 85 wt.% and preferably at least 90 wt.% of the hydrocarbons in this heavy fraction will have its boiling point. In practice, this effective cut point will be in the range 350 to 500ºC, conveniently 375 to 475ºC. The lighter distillate fraction(s) obtained will have a VI lower than the VI of the heavy fraction and a lower Vk 100. Even these lighter fractions will have commercially attractive properties which make them suitable as lubricant base oils - after dewaxing - in applications where extra high VI values are not required.

Das in Stufe (c) vorgenommene Entwachsen kann im Prinzip nach jedem beliebigen bekannten Entwachsungsprozeß ausgeführt werden. Beispiele für geeignete Entwachsungsvorgänge sind die üblichen Lösungsmittelentwachsungsverfahren, insbesondere jene, in denen Methylethylketon, Toluol oder ein Gemisch hievon als Entwachsungslösungsmittel verwendet wird, und die katalytischen Entwachsungsverfahren. Beide Typen von Entwachsungsvorgängen sind in der Technik allgemein bekannt. Das am meisten verbreitet angewandte Lösungsmittelentwachsungsverfahren ist der Methylethylketon (MEK)-Lösungsmittelentwachsungsweg, worin MEK als Entwachsungslösungsmittel verwendet wird, gegebenenfalls im Gemisch mit Toluol. Das katalytische Entwachsen sieht im allgemeinen ein Cracken und/oder Isomerisieren von linearen und schwach verzweigten Paraffinkohlenwasserstoffmolekülen - die die Kaltfließeigenschaften des Grundöls negativ beeinflussen - in Gegenwart von Wasserstoff und einem Entwachsungskatalysator vor. Geeignete Entwachsungskatalysatoren, die hauptsächlich das Cracken von paraffinischen Kohlenwasserstoffen begünstigen, sind solche, die ZSM-5, Ferrierit und/oder Silicalit und gegebenenfalls eine Hydrierkomponente enthalten. Beispiele für Katalysatoren, die vorwiegend eine Isomerisation von linearen oder schwach verzweigten Kohlenwasserstoffen begünstigen, umfassen Katalysatoren, die ein Silicoaluminophosphat (SAPO) enthalten, wie beispielsweise SAPO-11, SAPO-31 und SAPO-41, ZSM-23 und SSZ-32. Auf eine katalytische Entwachsungsstufe kann zweckmäßig eine Hydrofinishingstufe folgen, um noch verbliebene etwaige ungesättigte Spezies (Olefine, Aromaten) zu hydrieren. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung wird es bevorzugt, entweder ein Lösungsmittelentwachsen oder ein katalytisches Entwachsen durch Isomerisation anzuwenden, d. h. eine katalytische Hydroisomerisation.The dewaxing carried out in step (c) can in principle be carried out by any known dewaxing process. Examples of suitable dewaxing operations are the usual solvent dewaxing processes, in particular those in which methyl ethyl ketone, toluene or a mixture thereof is used as dewaxing solvent, and the catalytic dewaxing processes. Both types of dewaxing processes are well known in the art. The most widely used solvent dewaxing process is the methyl ethyl ketone (MEK) solvent dewaxing route in which MEK is used as dewaxing solvent, optionally in admixture with toluene. Catalytic dewaxing generally involves cracking and/or isomerising linear and slightly branched paraffin hydrocarbon molecules - which negatively affect the cold flow properties of the base oil - in the presence of hydrogen and a dewaxing catalyst. Suitable dewaxing catalysts which mainly promote the cracking of paraffinic hydrocarbons are those which contain ZSM-5, ferrierite and/or silicalite and optionally a hydrogenation component. Examples of catalysts which mainly promote isomerization of linear or slightly branched hydrocarbons include catalysts which contain a silicoaluminophosphate (SAPO), such as SAPO-11, SAPO-31 and SAPO-41, ZSM-23 and SSZ-32. A catalytic dewaxing step can conveniently be followed by a hydrofinishing step to hydrogenate any remaining unsaturated species (olefins, aromatics). For the purposes of the present invention, it is preferred to use either a solvent dewaxing or a catalytic To apply dewaxing by isomerization, i.e. catalytic hydroisomerization.

Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele weiter erläutert.The invention is further explained by the following examples.

example 1

Ein Hydrowachs mit einer Siedepunktsverteilung, wie sie in Tabelle I angegeben ist, wurde mit einem Katalysator in Kontakt gebracht, der 1,0 Gew.-% Palladium und 0,3 Gew.-% Platin (beide Gewichtsprozentsätze auf das Gesamtgewicht des Trägers bezogen) auf einem amorphen Siliciumoxid-Aluminiumoxidträger mit einem Aluminiumoxidgehalt von 45 Gew.-% enthielt. Die Betriebsbedingungen waren derart, daß die 370ºC&spplus;-Umwandlung 49,5 Gew.-% betrug. Dies entsprach einer Arbeitstemperatur von 390ºC, einem Wasserstoffdruck von 190 bar, einer gewichtsbezogenen Raumgeschwindigkeit (WHSV) von 1,0 kg/l/h und einem Gasverhältnis von 750 Nl/kg. Der gecrackte Abstrom wurde bei einem effektiven Cutpoint von 400ºC aufgetrennt und die 400ºC&spplus;-Fraktion wurde nach dem üblichen MEK/Toluol-Entwachsungsverfahren mit Lösungsmittel entwachst. Das entwachste Produkt hatte einen VI von 140,1, eine Vk 40 (kinematische Viskosität bei 40ºC) von 23,8 cSt und eine Vk 100 von 4,98 cSt bei einer Ausbeute von 36,7 Gew.-%, auf Einsatzmaterial bezogen.A hydrowax with a boiling point distribution as given in Table I was contacted with a catalyst containing 1.0 wt% palladium and 0.3 wt% platinum (both weight percentages based on the total weight of the support) on an amorphous silica-alumina support with an alumina content of 45 wt%. The operating conditions were such that the 370°C+ conversion was 49.5 wt%. This corresponded to an operating temperature of 390°C, a hydrogen pressure of 190 bar, a weight space velocity (WHSV) of 1.0 kg/l/h and a gas ratio of 750 Nl/kg. The cracked effluent was separated at an effective cut point of 400ºC and the 400ºC+ fraction was solvent dewaxed using the standard MEK/toluene dewaxing procedure. The dewaxed product had a VI of 140.1, a Vk 40 (kinematic viscosity at 40ºC) of 23.8 cSt and a Vk 100 of 4.98 cSt at a yield of 36.7 wt% on feed.

TABLE I- Hydro wax composition Boiling point distribution

IBP¹ 329ºCIBP¹ 329ºC

IBP-370ºC 8 Gew.-%IBP-370ºC 8 wt%

370-410ºC 22 Gew.-%370-410ºC 22 wt.%

410-480ºC 40 Gew.-%410-480ºC 40 wt.%

480-544ºC 20 Gew.-%480-544ºC 20 wt.%

544-588ºC 6 Gew.-%544-588ºC 6 wt.%

588ºC-FBP² 4 Gew.-%588ºC-FBP² 4 wt.%

FBP > 620ºCFBP > 620ºC

¹ IBP = Anfangssiedepunkt¹ IBP = initial boiling point

² FBP = Endsiedepunkt² FBP = final boiling point

Example 2

Ein Hydrowachs mit einer Siedepunktverteilung, wie in Tabelle I angegeben, wurde mit dem gleichen Katalysator, wie in Beispiel 1 beschrieben, in Kontakt gebracht. Die Betriebsbedingungen waren derart, daß die 370ºC&spplus;-Umwandlung 28,8 Gew.-% betrug. Dies entsprach einer Arbeitstemperatur von 380ºC, einem Wasserstoffdruck von 190 bar, einer gewichtsbezogenen Raumgeschwindigkeit. (WHSV) von 1,0 kg/l/h und einem Gasverhältnis von 750 N/kg. Der gecrackte Abstrom wurde in eine 385ºC--Fraktion, eine 385- 450ºC-Fraktion und eine 450ºC&spplus;-Fraktion aufgetrennt. Die 385- 450ºC-Fraktion und die 450ºC&spplus;-Fraktion wurden nach dem üblichen MEK/Toluol-Entwachsungsverfahren mit Lösungsmittel entwachst. Die Eigenschaften der beiden entwachsten Fraktionen sind in Tabelle II angeführt. TABELLE II- Produkteigenschaften A hydrowax having a boiling point distribution as given in Table I was contacted with the same catalyst as described in Example 1. The operating conditions were such that the 370°C+ conversion was 28.8 wt%. This corresponded to an operating temperature of 380°C, a hydrogen pressure of 190 bar, a weight space velocity (WHSV) of 1.0 kg/l/h and a gas ratio of 750 N/kg. The cracked effluent was separated into a 385°C- fraction, a 385-450°C fraction and a 450°C+ fraction. The 385-450°C fraction and the 450°C+ fraction were solvent dewaxed by the usual MEK/toluene dewaxing procedure. The properties of the two dewaxed fractions are shown in Table II. TABLE II- Product properties

Die Tabelle II zeigt, daß ein Produkt mit einem VI über 135 mit guten kinematischen Viskositäten bei 40 und 100ºC erhalten wird, während das andere entwachste Produkt ebenfalls attraktive Eigenschaften als ein Schmiermittelgrundöl für jene Anwendungen aufweist, die nicht extra hohe VI-Werte erfordern, d. h. einen VI von 125 oder darüber.Table II shows that a product with a VI above 135 is obtained with good kinematic viscosities at 40 and 100ºC, while the other dewaxed product also has attractive properties as a lubricant base oil for those applications which do not require extra high VI values, i.e. a VI of 125 or above.

Claims

1. Process for the production of lubricant base oils, which process comprises the following steps:

(a) contacting a hydrowax obtained as the bottoms fraction of a hydrocracked effluent with a catalyst comprising platinum and/or palladium on a refractory oxide support in the presence of hydrogen under conditions such that at least 10% by weight, preferably at least 25% by weight, of the hydrocarbons having a boiling point of 370°C and above present in the hydrowax are converted to hydrocarbons having a lower boiling point,

(b) separating the product obtained in step (a) into at least one lighter distillate fraction and one heavy distillate fraction having a VI of 125 or above and having a kinematic viscosity at 100°C of at least 3.5 centistokes and

(c) dewaxing the heavy distillate fraction obtained in step (b).

2. The process of claim 1 wherein the heavy distillate fraction of step (b) has a VI of 135 or above.

3. A process according to any one of claims 1-2, wherein the hydrowax is obtained from the hydrocracked effluent at an effective cutpoint in the range of 300 to 450°C.

4. The process of claim 3, wherein the cut point is in the range from 310 to 380°C.

5. A process according to any one of claims 1-4, wherein the refractory oxide support is an amorphous silica-alumina, a zeolite Y-based support or a mixture thereof.

6. The process of claim 5, wherein the support used in step (a) comprises platinum and palladium on an amorphous silica-alumina support.

7. A process according to any one of claims 1-6, wherein step (a) is carried out at a temperature in the range of 350 to 550°C, a hydrogen partial pressure in the range of 10 to 300 bar, a weight space velocity in the range of 0.1 to 10 kg/l/h and at a hydrogen/feed ratio in the range of 100 to 5000 Nl/kg.

8. A process according to claim 7, wherein step (a) is carried out at a temperature in the range of 365 to 500°C, a hydrogen partial pressure in the range of 25 to 250 bar, a weight space velocity in the range of 0.2 to 5 kg/l/h and at a hydrogen/feed ratio in the range of 250 to 2000 Nl/ka.

9. A process according to any one of claims 1-8, wherein the dewaxing in step (c) is carried out by solvent dewaxing.

10. A process according to any one of claims 1-8, wherein the dewaxing in step (c) is carried out by a catalytic hydroisomerization treatment, optionally followed by a hydrofinishing step.