[发明专利]一种润滑油基础油原料酯化脱酸催化剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种润滑油基础油原料酯化脱酸催化剂及其应用，属于润滑油基础油脱酸技术领域。

背景技术

随着我国对石油产品需求量的不断增长，对进口原油的依存度逐年提高，原油来源也趋于多元化，且高酸原油所占的比例逐年增加，造成原油质量的下降，导致包括润滑油基础油在内的馏分油酸值过高的问题日渐凸显。润滑油基础油中酸性组分的存在，将降低润滑油基础油的品质，影响其使用性能，造成发动机件腐蚀性增加。加氢精制虽能有效脱除润滑油基础油中的石油酸，成功解决润滑油基础油酸值过高的问题，但加氢装置投资大、运行费用高并需大量的氢源，且加氢基础油的光安定性较差。在此背景下，目前我国许多炼厂的润滑油基础油精制依然以非加氢的溶剂精制工艺为主。然而，溶剂精制联合装置中的丙烷脱沥青、糠醛精制、酮苯脱蜡及白土补充精制等过程均不能高效脱除润滑油基础油原料中的酸性组分，进而使润滑油基础油产品因酸值过高不能达标而无法出厂。

对于原油及馏分油的脱酸，目前国内外开展了一些研究工作，除加氢精制外，目前的脱酸方法主要包括碱洗法，化学精制法，吸附法，溶剂抽提法，酯化法等，不同脱酸方法各有优劣。作为传统脱酸工艺的碱洗法及其改进工艺的醇氨（胺）法，虽然脱酸效果较好，但易产生乳化现象，造成油相与剂相的分离困难；而吸附法及溶剂抽提法并不适于较重油品的脱酸。

酯化法是将含有酸性组分的原油或馏分油与适宜的醇类接触，在一定的反应条件下，油品中的环烷酸与所加醇类发生酯化反应，生成酯和水，从而实现油品脱酸的目的。所选醇类可以是一元醇或多元醇。反应时可不使用催化剂，但需在较高温度（200-300℃）下进行。当使用催化剂时，在相对较低的温度下、在较短的时间内即可达到较高的脱酸率。CN1670132A采用甲醇与原油或馏分油进行酯化反应，以降低油品的酸值，所采用催化剂包括两部分，一部分为占催化剂60-98wt%的载体，包括氧化铝、硅胶、分子筛等，另一部分为Sn或Zn的活性组分，占催化剂的2-40wt%。CN102068975A利用负载型水滑石催化剂进行原油及馏分油的催化酯化脱酸，该负载型水滑石催化剂以70-95wt%的水滑石作为载体，以5-30wt%的碳酸钾、硝酸钾、氟化钾及氢氧化钾等中的一种作为活性组分。该负载型水滑石催化剂的制备方法是将盐溶液浸渍于水滑石中，通过焙烧将盐固载于水滑石中。但是，该制备方法所得到的催化剂可能并不是完整的水滑石，如果焙烧温度较高（如500℃左右），则会使水滑石结构坍塌，而得到的催化剂产品很可能是镁铝氧化物。而且，该催化剂虽然对于酸值较高的原油具有良好的脱酸效果，但是其对于酸值非常低的润滑油基础油原料而言，不一定仍能具有同样的脱酸效果。CN101205481A采用浓硫酸作为催化剂，利用醇类与润滑油基础油中的石油酸发生酯化反应来进行脱酸，达到降低润滑油基础油酸值的目的。

上述现有的酯化脱酸催化剂或因为在较低的温度下不适用，或因为催化剂不环保，或因为脱酸效率有待提高等问题，还不够理想。因此，研发出一种润滑油基础油原料酯化脱酸催化剂，仍是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种润滑油基础油原料酯化脱酸催化剂及其应用。本发明的催化剂能够在较低温度及较短时间的条件下有效脱除润滑油基础油原料中的环烷酸，降低润滑油基础油原料的酸值，为润滑油基础油的进一步精制奠定良好的基础。

为达上述目的，本发明提供一种润滑油基础油原料酯化脱酸催化剂，所述催化剂包括负载型水滑石催化剂、水合水滑石催化剂以及改性负载型水滑石催化剂中的一种或几种的组合。

在上述的润滑油基础油原料酯化脱酸催化剂中，优选地，所述负载型水滑石催化剂是通过以下方法（外加铝源法）制备得到的：

将铝盐和镁盐配制成盐类的总浓度为0.5-1.5mol/L的混合盐溶液，其中的镁/铝摩尔比为0.5-4；

以尿素：所述混合盐溶液中的阴离子为2-4的摩尔比，将所述混合盐溶液与尿素的水溶液混合均匀，得到混合盐与尿素的水溶液；

以镁盐：活性氧化铝（载体）为0.51-1.28的质量比，将活性氧化铝加入到所述混合盐与尿素的水溶液中，在80-120℃下搅拌反应6-12h，停止搅拌后，再在80-120℃下晶化6-12h，抽滤后，对滤饼进行洗涤、干燥，得到所述的负载型水滑石催化剂。

在上述的润滑油基础油原料酯化脱酸催化剂中，优选地，所述负载型水滑石催化剂是通过以下方法（原位合成法）制备得到的：

将镁盐配制成浓度为0.5-1.5mol/L的镁盐溶液；