ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ МАСЛО С ВЫСОКИМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ Российский патент 2020 года по МПК C10G45/44 C10G21/00 C10G67/04 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к технологическим маслам для использования в резинах и их применению.

Предшествующий уровень техники

[0002] Технологические масла получают при переработке нефти и используют в качестве пластификаторов или масляных наполнителей при производстве покрышек и другим продуктов из резины. Технологические масла могут быть классифицированы на основе их содержания углерода ароматических соединений (C_A), содержания углерода нафтеновых соединений (C_N) и содержания углерода парафинов (C_P), измеренного, например, в соответствии с ASTM D2140. Технологические масла из дистиллированного ароматического экстракта (ДАЭ) характеризуются значительным содержанием C_A (в частности, примерно от 35 до 50%) и используются в качестве технологических масел - компонентов протекторов покрышек грузовых автомобилей и других востребованных резиновых изделий. Однако ДАЭ также содержат бензо[а]пирен и другие полициклические ароматические углеводороды (ПАУ соединения, также известные полициклические ароматические соединения или ПЦА), которые могут относится к классу канцерогенных, мутагенных или токсичных соединений. Например, Директива Европейского совета 69/2005/ЕЕС от 16 ноября 2005 г. запрещает использование после 1 января 2010 г.пластификаторов с высоким содержанием ПАУ.

[0003] Нафтеновые масла с высокой вязкостью используются в качестве заменителей технологических масел из ДАЭ. Однако, ввиду в общем низкого содержания C_A в нафтеновых маслах по сравнению с их содержанием в ДАЭ может потребоваться некоторое изменение состава компонентов резины для восстановления или поддержания приемлемых эксплуатационных характеристик. Также, после такого изменения состава резина должна соответствовать множеству классификационных критериев. Для покрышек указанные классификационные критерии могут включать сцепление шин с влажной поверхностью дороги (тангенс дельта при 0°С), сопротивление качению (тангенс дельта при 60°С), сопротивление скольжению, сцепление с сухой поверхностью, сопротивление износу и технологичность. Такой большой список потенциальных классификационных критериев делает сложным поиск приемлемых заменителей технологических масел из ДАЭ.

[0004] Соответственно, существует насущная потребность в материалах, которые могут замещать технологические масла из ДАЭ и таким образом снижать или минимизировать содержание ПАУ без неоправданного ухудшения эксплуатационных характеристик резиновых композиций, использующих такие замещающие материалы, по сравнению с композициями, использующими технологическое масло из ДАЭ.

Краткое описание изобретения

[0005] Настоящее изобретение обеспечивает, в одном аспекте, способ получения нафтеновых технологических масел, включающий:

a) вакуумную перегонку мазута из установки атмосферной перегонки нафтенового сырья с получением одного или более вакуумных газойлей в одном или более диапазонов вязкости;

b) смешивание по меньшей мере одного такого вакуумного газойля с сырьем с высоким содержанием C_A, выбранным из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля с получением по меньшей мере одного смешанного масла; и

c) гидрообработку по меньшей мере одного смешанного масла с получением нафтенового технологического масла с повышенным содержанием C_A;

при этом как указанное сырье, так и нафтеновое технологическое масло имеют содержание C_A, большее чем содержание в масле, полученном посредством такой же гидрообработки по меньшей мере только одного такого вакуумного газойля.

[0006] Настоящее изобретение обеспечивает, в другом аспекте, способ получения нафтеновых технологических масел, включающий:

a) атмосферную перегонку нафтенового сырья с получением одного или более атмосферных газойлей в одном или более диапазонов вязкости и мазута;

b) вакуумную перегонку мазута с получением одного или более вакуумных газойлей в одном или более дополнительных диапазонов вязкости;

c) смешивание по меньшей мере одного такого вакуумного газойля с сырьем с высоким содержанием C_A, выбранного из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля с получением по меньшей мере одного смешанного масла; и

d) гидрообработку по меньшей мере одного смешанного масла с получением нафтенового технологического масла с повышенным содержанием C_A;

при этом как указанное сырье, так и нафтеновое технологическое масло имеют содержание C_A, большее чем содержание в масле, полученном посредством такой же гидрообработки по меньшей мере только одного такого вакуумного газойля.

[0007] В другом варианте осуществления настоящее изобретение обеспечивает способ получения нафтенового технологического масла, включающий:

a) смешивание мазута из установки атмосферной перегонки нафтенового сырья с сырьем с высоким содержанием C_A, выбранного из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля с получением смешанного масла;

b) вакуумную перегонку указанного смешанного масла с получением одного или более вакуумных газойлей в одном или более диапазонов вязкости; и

c) гидрообработку по меньшей мере одного из указанных вакуумных газойлей с получением нафтенового технологического масла с повышенным содержанием C_A;

при этом как указанное сырье, так и нафтеновое технологическое масло имеют содержание СА, большее чем содержание в масле, полученном посредством такой же вакуумной перегонки и гидрообработки по меньшей мере только одного такого мазута.

[0008] В другом варианте осуществления настоящее изобретение обеспечивает способ получения нафтенового технологического масла, включающий:

a) смешивание нафтенового сырья с сырьем с высоким содержанием C_A, выбранного из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля с получением смешанного масла;

b) атмосферную перегонку указанного смешанного масла с получением одного или более атмосферных газойлей в одном или более диапазонов вязкости и мазута;

c) вакуумную перегонку указанного мазута с получением одного или более вакуумных газойлей в одном или более дополнительных диапазонов вязкости;и

d) гидрообработку по меньшей мере одного из указанных вакуумных газойлей с получением нафтенового технологического масла с повышенным содержанием C_A;

при этом как указанное сырье, так и нафтеновое технологическое масло имеют содержание C_A, большее чем содержание в масле, полученном посредством такой же атмосферной перегонки, вакуумной перегонки и гидрообработки по меньшей мере только одного такого нафтенового сырья.

[0009] Настоящее изобретение обеспечивает, в еще одном аспекте, способ получения нафтенового технологического масла, включающий:

a) смешивание нафтенового вакуумного газойля, имеющего вязкость по меньшей мере 60 SUS при 38°С (100°F) с сырьем с высоким содержанием C_A, выбранного из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля с получением смешанного масла; и

b) гидрообработку указанного смешанного масла с получением нафтенового технологического масла с повышенным содержанием C_A;

при этом как указанное сырье, так и нафтеновое технологическое масло имеют содержание C_A, большее чем содержание в масле, полученном посредством такой же гидрообработки только одного такого нафтенового вакуумного газойля.

[0010] Настоящее изобретение также обеспечивает нафтеновое технологическое масло, содержащее гидроочищенную смесь а) по меньшей мере одного нафтенового вакуумного газойля, имеющего вязкость по меньшей мере 60 SUS при 38°С (100°F) и b) сырья, выбранного из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля и имеющего содержание C_A, большее чем содержание в масле, полученном посредством такой же гидрообработки по меньшей мере только одного такого нафтенового вакуумного газойля.

[0011] Сырье с высоким содержанием C_A для применения в указанном выше способе может быть получено в качестве целевого продукта какого-либо процесса или побочного продукта других процессов переработки нефти. Например, остатки крекинга этилена могут быть получены из крекинговой установки по переработке сырой нефти, а суспензия в нефтепродукте может быть получена из установки жидкостного каталитического крекинга (ЖКК). Указанные нафтеновые технологические масла с повышенным содержанием C_A, полученные указанным выше способом, имеют повышенное содержание ароматических соединений и улучшенную растворимость в композициях резины по сравнению с традиционно используемыми нафтеновыми технологическими маслами и может быть использовано для замещения традиционно используемых технологических масел с ДАЭ.

Краткое описание рисунков

[0012] На Фигурах с 1 по 5 приведены схематические диаграммы, иллюстрирующие описанный способ.

[0013] Одинаковые ссылочные символы на различных рисунках обозначают одинаковые элементы.

Подробное описание

[0014] Численные диапазоны, обозначенные точками, включают все числа, попадающие в указанный диапазон (например, диапазон с 1 до 5 включает 1, 1,5, 2, 2,75, 3, 3,80, 4 и 5). Все проценты являются весовыми процентами, если не указано иное.

[0015] Термин "8 маркеров", использующийся по отношению к исходному сырью, технологическому потоку или продукту, относится к общему количеству полициклических ароматических углеводородов (ПАУ): бензо(а)пирен (ВаР, CAS No. 50-32-8), бензо(е)пирен (BeP, CAS No. 192-97-2), бензо(а)антрацен (BaA, CAS No. 56-55-3), хризен (CHR, CAS No. 218-01-9), бензо(b)флуорантен (BbFA, CAS No. 205-99-2), бензо(j)флуорантен (BjFA, CAS No. 205-82-3), бензо(k)флуорантен (BkFA, CAS No. 207-08-9) и дибензо(а,h)антрацен (DBAhA, CAS No. 53-70-3) в таком исходном сырье, технологическом потоке или продукте. Предельные значения для этих ароматических соединений установлены в Директиве Европейского союза 2005/69/ЕС Европейского парламента и при Совете от 16 ноября 2005 г., как 10 частей на миллион для суммарного содержания всех 8 маркеров и 1 частей на миллион для бензо[а]пирена. Уровни 8 маркеров ПАУ также могут быть оценены с использованием методик газовой хроматографии / масс-спектрометрии (ГХ/МС) с получением результатов, которые будут такими же, как и результаты, полученные с использованием Европейского стандарта EN 16143:2013.

[0016] Термин "сырье с высоким содержанием C_A", использующийся по отношению к исходному сырью, технологическому потоку, продукту или получаемому технологическому маслу, относится к жидкому материалу, имеющему вязкостно-весовую константу (ВВК), близкую к 1 (например, больше примерно 0,95), определяемую в соответствии с ASTM D2501. Ароматическое исходное сырье или технологические потоки обычно содержат по меньшей мере примерно 10% C_A и менее примерно 90% в целом C_P плюс C_N, измеренного в соответствии с ASTM D2140 или ASTM3238, при этом последний из методов обычно используют для более тяжелых нефтяных фракций.

[0017] Термин "ASTM" означает Американское общество по испытаниям материалов, которое разрабатывает и публикует международные и рекомендуемые консенсусные стандарты. Примеры методов исследования ASTM приведены ниже. Однако, квалифицированные специалисты в данной области техники понимают, что такие стандарты других международно признаваемых организаций также являются пригодными и могут быть использованы вместо стандартов ASTM или в дополнение к ним.

[0018] Термин "остаток крекинга этилена" относится к остаточной фракции, получаемой после удаления желаемой фракции с продуктами этилена из установки для крекинга (например, проточной установки для крекинга), используемой для получения этилен.

[0019] Термин "тяжелый рецикловый газойль" относится к побочному продукту, получаемому из установки ЖКК, который является более тяжелым (то есть, имеет более высокий диапазон кипения), чем легкий рецикловый газойль и более легким (то есть, имеет более низкий диапазон кипения), чем суспензии в нефтепродукте. Тяжелый рецикловый газойль обычно используют в качестве основного сырья для производства чистого углерода / углеродной сажи.

[0020] Термин "нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием C_A" относится к маслу, имеющему большее содержание C_A, чем содержание C_A в масле сравнения, изготовленного с помощью только гидрообработки по меньшей мере одного нафтенового вакуумного газойля без использования способа согласно настоящему описанию.

[0021] Термин "гидрокрекинг" относится к процессу, в котором исходное сырье или технологический поток вступает в реакцию с водородом в присутствии катализатора при очень высокой температуре и давлении, так что происходит крекинг и насыщение большинства указанных присутствующих ароматических углеводородов и элиминирование всех или почти всех соединений, содержащих серу, азот и кислород.

[0022] Термин "гидроочистка" относится к процессу, в котором исходное сырье или технологический поток вступает в реакцию с водородом в присутствии катализатора в менее жестких условиях, чем при гидрообработке или гидрокрекинге, так что происходит насыщение олефинов и в некоторой степени ароматических колец, и таким образом снижаются уровни содержания соединений ПАУ и стабилизируются (например, снижаются уровни содержания) другие нестабильные молекулы. Гидроочистка, например, может быть использована после гидрокрекинга для улучшения стабильности цвета и стабильности к окислению продуктов, подвергнутых гидрокрекингу.

[0023] Термин "гидрогенизированный", использующийся по отношению к исходному сырью, технологическому потоку или продукту относится к материалу, который был подвергнут гидроочистке, гидрообработке, реакции с водородом в присутствии катализатора или был подвергнут другому процессу обработки, который существенно повышает содержание связанного водорода в указанном сырье, технологическом потоке или продукте.

[0024] Термин "гидрообработка" относится к процессу, в котором исходное сырье или технологический поток вступает в реакцию с водородом в присутствии катализатора в более жестких условиях, чем при гидроочистке и в менее жестких условиях, чем при гидрокрекинге, так что понижается ненасыщенность (например, ароматических соединений) и снижается количество соединений, содержащих серу, азот или кислород.

[0025] Термин "легкий рецикловый газойль" относится к ароматическому побочному продукту, получаемому из установки ЖКК, который тяжелее, чем бензин и легче, чем тяжелый рецикловый газойль. Легкий рецикловый газойль обычно используют в качестве исходного сырья для смешивания в дизельном топливе и в производстве мазута.

[0026] Термин "выход жидкой фракции", использующийся по отношению к технологическому потоку или продукту, относится к весовым процентам собранных жидких продуктов в пересчете на начальное количество жидких материалов.

[0027] Термин "нафтеновый", использующийся по отношению к исходному сырью, технологическому потоку или продукт, относится к жидким материалам, имеющим ВВК от примерно 0,85 до примерно 0,95, измеренным в соответствии с ASTM D2501. Нафтеновое исходное сырье обычно содержит по меньшей мере примерно 30% C_N и менее примерно 70% суммарного содержания C_P и C_A, измеренных в соответствии с ASTM D2140.

[0028] Термин "нафтеновое исходное сырье для смешивания" относится к нафтеновому мазутному сырью, нафтеновому сырью, нафтеновому вакуумному газойлю или нафтеновому атмосферному газойлю, использующимся в описанному способе, то есть для смешивания с описанным исходным сырьем.

[0029] Термин "парафиновый", использующийся по отношению к исходному сырью, технологическому потоку или продукту, относится к жидкому материалу, имеющему ВВК около 0,8 (например, менее 0,85), измеренному в соответствии с ASTM D2501. Парафиновое исходное сырье обычно содержит по меньшей мере примерно 60 вес. % C_P и менее примерно 40 вес. % суммарно C_N+C_A, измеренных в соответствии с ASTM D2140.

[0030] Термин "суспензия в нефтепродукте" относится к тяжелому ароматическому побочному продукту, содержащему мелкие частицы катализатора из установки ЖКК, и может включать как неочищенные суспензии в нефтепродукте, так и суспензии в нефтепродукте, которые были очищены с целью удаления или снижения содержания таких мелких частиц. Термин "суспензии в нефтепродукте" иногда употребляют к нефтепродуктам с углеродной сажей, нефтяным эмульсиям или нижним нефтяным фракциям ЖКК.

[0031] Термины "вязкостно-весовая константа" или "ВВК" относятся индексу для приблизительной характеристики вязких фракций нефти. Ранее ВВК определяли как общее отношение между удельной плотностью и универсальной вязкостью по Сейболту. ВВК может определяться на основании измерений плотности и вязкости в соответствии с ASTM D2501. ВВК относительно нечувствителен к молекулярной массе.

[0032] Термин "вязкость", использующийся по отношению к исходному сырью, технологическому потоку или продукту, относится к кинематической вязкости жидкости. Кинематическая вязкость обычно выражается в мм²/с или сантистоксах (сСт), и може определяться в соответствии с ASTM D445. Исторически в нефтяной промышленности кинематическую вязкость измеряют в единицах "секунды Сейболта" (Saybolt Universal Seconds, SUS). Значения вязкости при различных температурах могут быть рассчитаны в соответствии с ASTM D341 и переведены из сСт в SUS в соответствии с ASTM D2161.

[0033] Несколько вариантов осуществления описанного способа схематически проиллюстрированы на с Фиг. 1 по Фиг. 5. На Фиг. 1 показан способ модификации нафтенового мазутного сырья с получением модифицированного нафтенового технологического масла. Стадии 100 включают вакуумную перегонку нафтенового мазутного сырья 110 в установке вакуумной перегонки 112 с получением нафтенового исходного сырья для смешивания в виде одного или более вакуумных газойлей 116, 118, 120 и 122 с соответствующей номинальной вязкостью примерно 60, 100, 500 и 2000 SUS при 38°С (100°F). Подача исходного сырья с высоким содержанием C_A из сырьевой установки 130 может сопровождаться необязательной стадией фракционирования или экстракции 131 для выделения из указанного исходного сырья с высоким содержанием C_A фракции, которая отгоняется в том же общем диапазоне, что и масло или масла, присутствующие в указанном нафтеновом исходном сырье для смешивания. Исходное сырье с высоким содержанием C_A 132 из сырьевой установки 130 или стадии фракционирования 131 подают в установку для смешивания (не показана на Фиг. 1), в которой по меньшей мере вакуумный газойль 122 и исходное сырье с высоким содержанием C_A 132 смешивают вместе. В типичной ситуации перегонки, вакуумный газойль 122 может быть вакуумным газойлем с самой высокой вязкостью, полученным из установки вакуумной перегонки 112. Исходное сырье с высоким содержанием C_A 132 может, если это желательно, быть также смешан или использован вместо некоторых или всех оставшихся вакуумных газойлей пониженной вязкости, полученных из установки 112, например, с одним или более вакуумных газойлей 116, 118 или 120 с вязкостью 60, 100 или 500 SUS.

[0034] Смешивание может быть осуществлено с использованием разнообразных устройств и методик, включая смесительные клапана, статические мешалки, смесительные емкости и другие устройства, которые известны специалисту в данной области техники. Сырьевая установка 130 может, например, быть крекинговой установкой по переработке сырой нефти, в этом случае исходное сырье с высоким содержанием C_A 132 будет содержать остатки крекинга этилена. Вместо сырьевой установки 130 может использоваться установка ЖКК, в этом случае исходное сырье с высоким содержанием C_A 132 будет содержать суспензию нефтепродукта, тяжелый рецикловый газойль или легкий рецикловый газойль. Хотя это не показано на Фиг. 1, если суспензия в нефтепродукте используется в виде исходного сырья, предпочтительно чтобы она была также отфильтрована, отцентрифугирована, циклонирована, электростатически разделена или очищена другим способом или обработана для удаления твердых частиц и минимизирования или снижения загрязнения использующихся в дальнейшем катализаторов, нефтехимических установок или продуктов.

[0035] Установка гидрообработки 140 используется для гидрообработки по меньшей мере указанной выше смеси вакуумного газойля 122 и исходного сырья с высоким содержанием C_A 132, и желательно также для гидрообработки некоторых или всех вакуумных газойлей пониженной вязкости, полученных из установки 112, или для гидрообработки смесей таких вакуумных газойлей пониженной вязкости с исходным сырьем с высоким содержанием C_A 132. Получаемые нафтеновые технологические масла 146, 148, 150 и 152 имеют соответствующие номинальные вязкости примерно 60, 100, 500 и 2000 SUS при 38°С (100°F), и, если они гидрообработаны, также имеют пониженную ненасыщенность и сниженное количество соединений, содержащих серу, азот или кислород. Получаемые модифицированные масла (например, нафтеновое технологическое масло 152 вязкости 500 SUS или 2000 SUS) может быть использовано в качестве заменителя технологических масел ДАЭ.

[0036] На Фиг. 2 показан способ модификации нафтенового сырья с получением модифицированного нафтенового технологического масла. Установка вакуумной перегонки 112, сырьевая установка 130 - источник сырья с высоким содержанием C_A, необязательная стадия фракционирования 131, исходное сырье с высоким содержанием C_A 132 и установка гидрообработки 140 являются такими же, как и на Фиг. 1. Стадии 200 включают атмосферную перегонку нафтенового сырья 206 в установке для атмосферной перегонки 208 с получением атмосферных газойлей 214 и 216 с соответствующими номинальными вязкостями примерно 40 и 60 SUS при 38°С (100°F) и остатка атмосферного мазута 210. Мазут 210 перегоняют в вакууме в установка вакуумной перегонки 112 с получением вакуумных газойлей 118, 120 и 122 с соответствующими номинальными вязкостями примерно 100, 500 и 2000 SUS при 38°С (100°F). Посредством регулирования условий в установке вакуумной перегонки 112, если необходимо, из установки 112 могут быть получены вакуумные газойли пониженной вязкости, например масла с вязкостью примерно 60 SUS при 38°С (100°F). Исходное сырье с высоким содержанием C_A 132 подают в установку для смешивания (не показана на Фиг. 2), где по меньшей мере вакуумный газойль 122 и исходное сырье с высоким содержанием C_A 132 смешивают вместе. Исходное сырье с высоким содержанием C_A 132 может, если необходимо, также быть смешано или использовано вместо нескольких или всех остающихся вакуумных газойлей пониженной вязкости, полученных из установки 112, например, с любым или с обоими вакуумными газойлями 118 или 120 вязкости 100 или 500 SUS. Установку 140 используют для гидрообработки по меньшей мере указанной выше смеси вакуумных газойлей 122 и исходного сырья с высоким содержанием C_A 132, любых дополнительных смесей, содержащих вакуумный газойль пониженной вязкости и исходное сырье C_A 132, и также желательно некоторых или всех остающихся вакуумных газойлей низкой вязкости, полученных из установки 112 или указанных атмосферных газойлей, полученных из установки 208. Получающиеся нафтеновые технологические масла 244, 246, 148, 150 и 152 имеют соответствующие номинальными вязкости примерно 40, 60, 100, 500 и 2000 SUS при 38°С (100°F), и, если они гидрообработаны, также имеют пониженную ненасыщенность и пониженное содержание соединений, содержащих серу, азот и кислород. Модифицированные масла, такие как нафтеновое технологическое масло 152 вязкости 500 SUS или 2000 SUS, могут быть использованы как заменители для технологических масел ДАЭ.

[0037] На Фиг. 3 изображен другой способ модификации нафтенового сырьевого мазута с получением модифицированного нафтенового технологического масла. Фиг. 3 похожа на Фиг. 1, но мазут 110 смешивают с исходным сырьем 132 и полученную смесь подвергают вакуумной перегонке в отличие от того, чтобы ждать окончания стадии вакуумной перегонки для осуществления смешивания исходного сырья. Установка вакуумной перегонки 112, установка 130 - источник сырья с высоким содержанием C_A, необязательная стадия фракционирования или экстракции 131, исходное сырье с высоким содержанием C_A 132 и установка гидрообработки 140 изображены на Фиг. 1. Стадии 300 включают смешивание нафтенового сырьевого мазута 110 с исходным сырьем с высоким содержанием C_A 132, полученным из сырьевой установки 130 - источника сырья с высоким содержанием C_A или из стадии фракционирования 131. Смешивание может быть осуществлено с использованием установки для смешивания (не изображена на Фиг. 3) и методик, известных специалистам в данной области техники. Затем указанную смесь перегоняют в вакууме в установке вакуумной перегонки 112 с получением вакуумных газойлей 316, 318, 320 и 322 с соответствующими номинальными вязкостями примерно 60, 100, 500 и 2000 SUS при 38°С (100°F). Установка 140 применяется для гидрообработки по меньшей мере вакуумного газойля 322, и также желательно подвергать гидрообработке несколько или все остающиеся вакуумные газойли низкой вязкости, полученные из установки 112, или подвергать гидрообработке смеси таких вакуумных газойлей низкой вязкости с исходным сырьем с высоким содержанием C_A 132. Получающиеся нафтеновые технологические масла 346, 348, 350 и 352 имеют соответствующие номинальными вязкости примерно 60, 100, 500 и 2000 SUS при 38°С (100°F). При применении способа, изображенного на Фиг. 3, указанное сырье потенциально может оказывать влияние на характеристики всех указанных нафтеновых технологических масел, полученных указанным способом, в отличие от влияния на характеристики тех продуктов, с которыми смешивают указанное сырье. Кривая дистилляции для указанного сырья, когда перегоняется только оно одно, может быть использована для оценки степени, с которой указанное сырье будет оказывать влияние на характеристики масел низкой вязкости, при этом низко кипящее исходное сырье, имеет большую тенденцию к влиянию на характеристики масел низкой вязкости, чем это будет в случае использования высоко кипящего исходного сырья. Гидрообработанные масла, полученные из установки 140, будут иметь пониженную ненасыщенность и пониженное количество соединений, содержащих серу, азот и кислород. Модифицированные масла, такие как нафтеновое технологическое масло 352 вязкости 500 SUS или 2000 SUS, могут быть использованы в качестве заменителей технологических масел ДАЭ.

[0038] На Фиг. 4 изображен другой способ модификации нафтенового сырья с получением модифицированного нафтенового технологического масла. Фиг. 4 похожа на Фиг. 2, однако нафтеновое сырье 206 смешивают с исходным сырьем 132 и полученную смесь подвергают атмосферной и вакуумной перегонкам, в отличие от того, чтобы ожидать последующее смешивание исходного сырья. Установка вакуумной перегонки 112, сырьевая установка 130 исходного сырья с высоким содержанием C_A, необязательная стадия фракционирования 131, исходное сырье с высоким содержанием C_A 132, установка гидрообработки 140 и установка для атмосферной перегонки 208 изображены на Фиг. 2. Стадии 400 включают смешивание нафтенового сырья 206 с исходным сырьем с высоким содержанием C_A 132, полученным из сырьевой установки 130 - источника сырья с высоким содержанием C_A или после стадии фракционирования 131. Смешивание может быть осуществлено с использованием установки для смешивания (не изображена на Фиг. 4) и методик, которые известны специалистам в данной области техники. Затем смесь перегоняют в атмосферной установке для атмосферной перегонки 208 с получением атмосферных газойлей 414 и 416 с соответствующими номинальными вязкости примерно 40 и 60 SUS при 38°С (100°F) и атмосферного остаточного мазута 210. Мазут 210 подвергают вакуумной перегонке в установке вакуумной перегонки 112 с получением вакуумных газойлей 418, 420 и 422 с соответствующими номинальными вязкостями примерно 100, 500 и 2000 SUS при 38°С (100°F). Установку 140 применяют для гидрообработки по меньшей мере вакуумного газойля 422, и также желательно подвергнуть гидрообработке некоторые или все остающиеся вакуумные газойли низкой вязкости или смеси, полученные из установки 112 или некоторые или все атмосферные газойли, полученные из установки 208. Получающиеся нафтеновые технологические масла 444, 446, 448, 450 и 452 имеют соответствующие номинальные вязкости примерно 40, 60, 100, 500 и 2000 SUS при 38°С (100°F), и, если они гидрообработаны, также имеют пониженную ненасыщенность и сниженное количество соединений, содержащих серу, азот и кислород. Модифицированные масла, такие как нафтеновое технологическое масло 452 вязкости 500 SUS или 2000 SUS, могут быть использованы в качестве заменителей технологических масел ДАЭ.

[0039] На Фиг. 5 изображен еще один способ получения модифицированного нафтенового технологического масла. Сырьевая установка 130 - источник сырья с высоким содержанием C_A, необязательная стадия фракционирования 131, исходное сырье с высоким содержанием C_A 132 и установка гидрообработки 140 являются такими же, как изображено на Фиг. 1. Стадии 500 включают смешивание нафтенового вакуумного газойля 522 с исходным сырьем с высоким содержанием C_A 132, полученным из сырьевой установки 130 - источника сырья с высоким содержанием C_A или после стадии фракционирования 131. Вакуумный газойль 522 имеет минимальную вязкость по меньшей мере 60 SUS и предпочтительно 500 SUS или 2000 SUS при 38°С (100°F). Смешивание может быть осуществлено с использованием установки для смешивания (не изображена на Фиг. 5) и методик, известных специалистам в данной области техники. Указанная смесь затем подвергается гидрообработке в установке 140 с получением нафтенового технологического масла 552, которое может быть использовано в качестве заменителя технологических масел ДАЭ.

[0040] До или после описанных выше стадий могут, необязательно, использоваться дополнительные технологические стадии. Примеры таких стадий включают экстракцию растворителями, каталитическую депарафинизацию, депарафинизацию растворителями, гидроочистку и гидрокрекинг.В некоторых вариантах осуществления дополнительные технологические стадии не применяются, а в других вариантах осуществления дополнительные технологические стадии, такие как частичная или полная деасфальтизация, экстракция растворителями, каталитическая депарафинизация, депарафинизация растворителями, гидроочистка и гидрокрекинг, не требуются или не применяются.

[0041] Большое разнообразие нафтенового сырьевого мазута и нафтенового сырья может применяться в качестве нафтенового исходного сырья для смешивания в описанном способе. Когда используют нафтеновый сырьевой мазут, его обычно получают из установки для атмосферной перегонки нафтенового сырья, функционирующей в соответствии с методиками, известными специалистам в данной области техники, и обычно имеют температуру кипения выше примерно от 370 до 380°С. Когда в описанном способе используют нафтеновое сырье, оно может быть получено из разнообразных источников. Примеры нафтенового сырья включают бразильское, североморское, западноафриканское, австралийское, канадское и венесуэльское нафтеновое сырье от поставщиков нефти, включающих ВНР Billiton Ltd., BP p.l.c, Chevron Corp., ExxonMobil Corp., Mitsui & Co., Ltd., Royal Dutch Shell p.l.c, Petrobras, Total S.A., Woodside Petroleum Ltd. и других поставщиков, которые известны специалистам в данной области техники. Выбранное нафтеновое сырье может, например, иметь ВВК по меньшей мере примерно 0,85, 0,855, 0,86 или 0,865, и ВВК менее примерно 1, 0,95, 0,9 или 0,895, измеренную в соответствии с ASTM D2501. Предпочтительные нафтеновые варианты сырья будут обеспечивать вакуумный газойль, имеющий ВВК примерно от 0,855 до 0,895. Выбранное сырье также может содержать по меньшей мере примерно 30%, по меньшей мере примерно 35% или по меньшей мере примерно 40% C_N, и менее примерно 70%, менее примерно 65% или менее примерно 60% суммарного содержания C_P плюс C_A, измеренного в соответствии с ASTM D2140.

[0042] В описанном способе может быть использовано большое разнообразие нафтеновых вакуумных газойлей в качестве нафтенового исходного сырья для смешивания. Указанный вакуумный газойль может быть использован в негидрообработанной форме, смешанной с выбранным исходным сырьем, а затем полученная смесь жидкостей может быть подвергнута гидрообработке. В качестве альтернативы, гидрообработанный нафтеновый вакуумный газойль может быть применен в качестве нафтенового исходного сырья для смешивания, смешанного с выбранным исходным сырьем, а затем полученная смесь жидкостей может быть дополнительно гидрообработана. Перед гидрообработкой, выбранный нафтеновый вакуумный газойль может содержать, например, по меньшей мере примерно 10%, по меньшей мере примерно 12%, по меньшей мере примерно 14%, по меньшей мере примерно 16% или по меньшей мере примерно 18% C_A, и может также или вместо этого содержать менее примерно 24%, менее примерно 22%, менее примерно 21% или менее примерно 20% C_A. Перед гидроочисткой, выбранный нафтеновый вакуумный газойль может, например, также или вместо этого содержать по меньшей мере примерно 40% или по меньшей мере примерно 45% C_A плюс C_N.

[0043] Предпочтительные гидрообработанные нафтеновые вакуумные газойли с вязкостью 60 SUS могут, например, иметь следующие желательные характеристики по отдельности или в комбинации: анилиновая точка (ASTM D611) от примерно 64°С до примерно 85°С или от примерно 72°С до примерно 77°С; температура воспламенения (Cleveland Open Cup, ASTM D92) по меньшей мере от примерно 80°С до примерно 230°С, или по меньшей мере от примерно 136°С до примерно 176°С; вязкость (SUS при 37,8°С) от примерно 35 до примерно 85 или от примерно 54 до примерно 72; температура затвердевания (°С, ASTM D5949) от примерно -90°С до примерно -20°С или от примерно -75°С до примерно -35°С; выходы, которые больше 85 об. %, например, больше примерно 90%, больше примерно 97%, или от примерно 97% до примерно 99% от общего выхода масла в пересчете на исходное сырье.

[0044] Предпочтительные гидрообработанные нафтеновые вакуумные газойли с вязкостью 100 SUS могут, например, иметь следующие желательные характеристики по отдельности или в комбинации: анилиновая точка (ASTM D611) от примерно 64°С до примерно 85°С или примерно 72°С до примерно 77°С; температура воспламенения (Cleveland Open Cup, ASTM D92) по меньшей мере от примерно 90°С до примерно 260°С, или по меньшей мере от примерно 154°С до примерно 196°С; вязкость (SUS при 37,8°С) от примерно 85 до примерно 135 или от примерно 102 до примерно 113; температура затвердевания (°С, ASTM D5949) от примерно -90°С до примерно -12°С или от примерно -70°С до примерно -30°С; и выходы, которые больше 85 об. %, например, больше примерно 90%, больше примерно 97%, или от примерно 97% до примерно 99% от общего выхода масла в пересчете на исходное сырье.

[0045] Предпочтительные гидрообработанные нафтеновые вакуумные газойли с вязкостью 500 SUS могут, например, иметь следующие желательные характеристики по отдельности или в комбинации: анилиновая точка (ASTM D611) от примерно 77°С до примерно 98°С или от примерно 82°С до примерно 92°С; температура воспламенения (Cleveland Open Cup, ASTM D92) по меньшей мере примерно от 111°С до примерно 333°С, или по меньшей мере от примерно 167°С до примерно 278°С; вязкость (SUS при 37,8°С) от примерно 450 до примерно 600 или от примерно 500 до примерно 550; температура затвердевания (°С, ASTM D5949) от примерно -73°С до примерно -17°С или от примерно -51°С до примерно -6°С; и выходы, которые больше 85 об. %, например, больше примерно 90%, больше примерно 97%, или от примерно 97% до примерно 99%, от общего выхода масла в пересчете на исходное сырье.

[0046] Предпочтительные нафтеновые вакуумные газойли с вязкостью 2000 могут, например, иметь следующие желательные характеристики по отдельности или в комбинации: анилиновая точка (ASTM D611) от примерно 90°С до примерно 110°С или от примерно 93°С до примерно 103°С; температура воспламенения (Cleveland Open Cup, ASTM D92) по меньшей мере от примерно 168°С до примерно 363°С, или по меньшей мере от примерно 217°С до примерно 314°С; вязкость (SUS при 37,8°С) от примерно 1700 до примерно 2500 или от примерно 1900 до примерно 2300; температура затвердевания (°С, ASTM D5949) от примерно -53°С до примерно 24°С или от примерно -33°С до примерно 6°С; и выходы, которые больше 85 об. %, например, больше примерно 90%, больше примерно 97%, или от примерно 97% до примерно 99%, от общего выхода масла в пересчете на исходное сырье.

[0047] Другие желательные характеристики указанных описанных гидрообработанных нафтеновых вакуумных газойлей могут соответствовать таким стандартам окружающей среды, как Директива ЕС 2005/69/ЕС, IP346 и Модифицированный тест AMES ASTM E1687, для оценки того, является ли конечный продукт канцерогенным. Указанные тесты коррелируют с концентрацией полициклических ароматических углеводородов. Желательно, чтобы описанные гидрообработанные нафтеновые вакуумные газойли имели менее примерно 8 частей на миллион, более предпочтительно менее примерно 2 частей на миллион и наиболее предпочтительно менее примерно 1 частей на миллион для суммы указанных 8 маркеров при оценка в соответствии с Европейским стандартом EN 16143:2013. Последние значения отражают особенно заслуживающие внимание баллы с 8 маркерами, и отражают улучшение до одного порядка амплитуды в условиях регулирования в ЕС.

[0048] Примеры коммерчески доступных нафтеновых вакуумных газойлей, некоторые из которых уже были гидрообработаны, включают масла HYDROCAL™, HYDROSOL™ и HR TUFFLO™ от Calumet Specialty Products Partners, LP; масла CORSOL™ RPO, CORSOL 1200, CORSOL 2000 и CORSOL 2400 от Cross Oil and Refining Co., Inc.; масло HYPRENE™ L2000 от Ergon, Inc; масла NYTEX™ 230, NYTEX 810, NYTEX 820, NYTEX 832, NYTEX 840, NYTEX 8150, NYFLEX™ 220, NYFLEX 223, NYFLEX 820 и NYFLEX 3100 от Nynas AB; и масла RAFFENE™ 1200L, RAFFENE 2000L, HYNAP™ 500, HYNAP 2000 и HYNAP 4000 от San Joaquin Refining Co., Inc.

[0049] Вышеуказанное масло HYPRENE L2000 является сильно гидрообработанным базовым маслом, имеющим следующие типичные значения в тестах:

[0050] Другим примером гидрообработанного нафтенового вакуумного газойля для применения в описанном способе является TUFFLO™ 2000 от Calumet Specialty Products Partners, LP со следующими типичными значениями в тестах:

[0051] Вышеуказанные масла HYPRENE L2000 и TUFFLO 2000 могут использоваться в качестве технологического масла в том виде, как в каком они есть. Однако, способ согласно настоящему описанию может быть использован для дальнейшего улучшения свойств таких масел, путем, например, увеличения в них содержания C_A и улучшения их растворимости в смесях резины.

[0052] Указанная установка для вакуумной перегонки (и если используется, указанная установка для атмосферной перегонки) может функционировать в соответствии со стандартными методами, используемыми в промышленности, которые знакомы специалистам в данной области техники. Вакуумные газойли и атмосферные газойли, имеющие желаемые диапазоны вязкости, могут быть получены из такой установки для перегонки. Примеры диапазонов вязкости масел включают вязкость от примерно 60 до примерно 3,500, от примерно 500 до примерно 3,000 или от примерно 1,000 до примерно 2,500 SUS при 38°С, и свойства, подобные или отличные (например, промежуточные) свойствам, перечисленным выше для нафтенового 600 и нафтенового 2000 вакуумных газойлей.

[0053] Когда остатки крекинга этилена используют в описанном способе, их обычно получают из крекинговой установки по переработке сырой нефти, функционирующей в соответствии с методами, хорошо известными специалистам в данной области техники. Остатки крекинга этилена представляют собой предпочтительное исходное сырье с высоким содержанием C_A для применения в описанном способе. Некоторые остатки крекинга этилена могут, например, содержать по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 25% или по меньшей мере примерно 30% C_A, и содержание C_A может составлять вплоть до 90% или более. Примеры остатков крекинга этилена обычно продаются на рынке топливных масел и могут быть получены от таких поставщиков, как Royal Dutch Shell p.l.c, Dow Chemical Co. и Braskem.

[0054] Когда в описанном способе используют суспензии в нефтепродуктах, их обычно получают из установки ЖКК, функционирующей в соответствии с методами, хорошо известными специалистам в данной области техники. Установки ЖКК, которые используют парафиновое исходное сырье, являются предпочтительными источниками суспензий в нефтепродукте. Как отмечено выше, исходное сырье в виде суспензии в нефтепродукте также предпочтительно обрабатывают для удаления твердых частиц. Некоторые суспензии в нефтепродукте могут, например, содержать по меньшей мере примерно 20%, по меньшей мере примерно 25% или по меньшей мере примерно 30% C_A, и содержание C_A может составлять вплоть до 90% или более. Примеры суспензии в нефтепродуктах обычно получают в качестве побочного продукт нефтеперегонных заводов, оснащенных каталитической установкой для крекинга, и могут быть получены от таких поставщиков, как BP p.l.c, Chevron Corp., CountryMark Refining и Logistics, LLC, ExxonMobil Corp., Royal Dutch Shell p.l.c. и WRB Refining.

[0055] Каждое из вышеуказанного исходного сырья с высоким содержанием C_A может оказывать различное влияние на свойства описанных нафтеновых технологических масел. Однако, в общем случае, добавление указанного сырья может повышать содержание C_A, снижать анилиновую точку, повышать УФ-поглощение и индекс рефракции, повышать значение ВВК по сравнению с начальных нафтеновым исходным сырьем для смешивания или вакуумным газойлем, и повышать растворимость указанного технологического масла в композициях резины. Применение остатка крекинга этилена или суспензии в нефтепродукте в качестве исходного сырья с высоким содержанием C_A также может увеличить C_N со снижением C_P, например, вследствие конверсии C_A из указанного сырья в насыщенные нафтены (C_N) в ходе стадии гидрообработки. Повышение содержания C_N также может повысить растворимость указанного технологического масла в композициях резины, хотя и в меньшей степени, чем при использовании сырья с повышенным содержанием C_A.

[0056] Указанное нафтеновое исходное сырье для смешивания и исходное сырье могут быть смешаны любым традиционным способом, например, путем добавления указанного сырья к нафтеновому исходному сырью для смешивания или наоборот. Указанное нафтеновое исходное сырье для смешивания и исходное сырье могут быть смешаны в различных соотношениях. Соотношения для смешивания могут быть легко выбраны специалистом в данной области техники, и частично могут зависеть от выбранных материалов и вязкости, содержания C_A и значений ПАУ с 8-ми маркерами. Предпочтительно, чтобы полученная смешанная жидкость содержала по меньшей мере примерно 2, по меньшей мере примерно 5 или по меньшей мере примерно 10 вес. % исходного сырья в пересчете на вес смешанной жидкости. Также предпочтительно, чтобы указанная смешанная жидкость содержала до примерно 40, до примерно 20 или до примерно 15 вес. % исходного сырье в пересчете на вес смешанной жидкости. Наполнители и добавки резины, известные специалисту в данной области техники, также могут быть добавлены к смешанной жидкости, если необходимо.

[0057] Указанная смешанная жидкость является гидрообработанной. Основной задачей гидрообработки является удаление серы, азота и полярных соединений, а также насыщение некоторых ароматических соединений. Таким образом, указанная стадия гидрообработки приводит к получению потока первой стадии или гидрообработанного потока, в котором по меньшей мере часть указанных ароматических веществ, присутствующих в смешанной жидкости, является насыщенной, а концентрация гетероатомных соединений, содержащих серу или азот, снижена. Указанную стадию гидрообработки можно осуществлять путем обеспечения контакта смешанной жидкости с катализатором гидрообработки в присутствии водорода в подходящих для гидрообработки условиях с использованием любой подходящей конфигурации реактора. Примеры реакторов включают неподвижный слой катализатора, псевдоожиженный слой катализатора, подвижный слой, взвешенный слой, встречный поток, и слой движущегося потока катализатора.

[0058] Указанный катализатор гидрообработки используют на стадии гидрообработки для удаления серы и азота, и он обычно включает в себя металл гидрогенизации на подходящей катализатора подложке. Указанный металл гидрогенизации может включать по меньшей мере один металл, выбранный из группы 6 и групп 8-10 Периодической таблицы (на основе периодической таблицы формата ИЮПАК, имеющей группы с 1 по 18). Указанный металл обычно присутствует в композиции катализатора в форме оксида или сульфида. Примеры металлов включают железо, кобальт, никель, вольфрам, молибден, хром и платину. Более предпочтительными металлами являются кобальт, никель, молибден и вольфрам. Подложкой может быть огнеупорный оксид металла, например, оксид алюминия, оксид кремния или оксид кремния-алюминия. Примеры коммерчески доступных катализаторов для гидрообработки включают LH-23, DN-200, DN-3330, и DN-3620/3621 от Criterion. Такие компании как Albemarle, Axens, Haldor Topsoe, и Advanced Refining Technologies также производят коммерчески доступные катализаторы.

[0059] Температура на стадии гидрообработки обычно может составлять от примерно 260°С (500°F) до примерно 399°С (750°F), от примерно 287°С (550°F) до примерно 385°С (725°F), или от примерно 307°С (585°F) до примерно 351°С (665°F). Давление водорода, использующееся на стадии гидрообработки, может обычно составлять от примерно 5,515 кПа (800 фунт/кв. дюйм избыточного давления) до примерно 27,579 кПа (4,000 фунт/кв. дюйм избыточного давления), от примерно 8,273 кПа (1,200 фунт/кв. дюйм избыточного давления) до примерно 22,063 кПа (3,200 фунт/кв. дюйм избыточного давления), или от примерно 11,721 кПа (1700 фунт/кв. дюйм избыточного давления) до примерно 20,684 кПа (3,000 фунт/кв. дюйм избыточного давления). Количество водорода, используемого для контакта с указанным сырьем обычно составляет от примерно 17,8 до примерно 1,780 м³/м³ (от примерно 100 до примерно 10,000 стандартных кубических футов на баррель (scf/B)) указанного потока сырья, от примерно 53,4 до примерно 890,5 м³/м³ (от примерно 300 до примерно 5,000 scf/B) или от примерно 89,1 до примерно 623,4 м³/м³ (от 500 до примерно 3,500 scf/B). Примерное время реакции между катализатором гидрообработки и указанным сырьем может быть подобрано так, чтобы получить часовую объемную скорость жидкости (LHSV) от примерно 0,25 до примерно 5 кубических сантиметров нефти на кубический сантиметр катализатора в час (ч^-1), от примерно 0,35 до примерно 1,5 ч^-1, или от примерно 0,5 до примерно 0,75 ч^-1.

[0060] Полученное модифицированное нафтеновое технологическое масло может, например иметь следующие желательные характеристики по отдельности или в комбинации: температура воспламенения (Cleveland Open Cup, ASTM D92) по меньшей мере примерно 240°С; температура кипения (скорректированная к атмосферному давлению) от примерно 320°С до примерно 650°С или от примерно 350°С до примерно 600°С; кинематическая вязкость от примерно 15 до примерно 30 или от примерно 18 до примерно 25 сСт при 100°С; индекс вязкость от примерно 5 до примерно 30; температура затвердевания (ASTM D5949) от примерно -6° до примерно 4°С; содержание ароматических соединения (анализ с глиняным гелем ASTM D2007) от примерно 30 до примерно 55 весовых процентов, от примерно 30 до примерно 50 весовых процентов или о примерно 35 до примерно 48 весовых процентов; содержание насыщенных углеводородов (анализ с глиняным гелем ASTM D2007) от примерно 40 до примерно 65, от примерно 40 до примерно 55 или от примерно 42 до примерно 52 весовых процентов; содержание полярных соединений (анализ с глиняным гелем ASTM D2007) от примерно 0,4 до примерно 1, от примерно 0,4 до примерно 0,9 или от примерно 0,5 до примерно 0,8 весовых процентов; ВВК от примерно 0,86 до примерно 0,89; содержание экстракта ПЦА менее 3 весовых процентов, например от 1 до 3 или от 1 до 2 весовых процентов в пересчете на общий вес углеводородов, содержащихся в масляной композиции, определенных в соответствии с IP 346; и содержание ПАУ с 8 маркерами менее 10 частей на миллион, определенных в соответствии с Европейским стандартом EN 16143:2013.

[0061] Указанное модифицированное нафтеновое технологическое масло может применяться в различных смесях резины. Примеры таких смесей резины обычно в больших пропорциях содержат ароматические группы и включают стирол-бутадиеновую резину (SBR), бутадиеновую резину (BR), этилен-пропилен-диеновую резину (EPDM) и натуральный каучук. Смеси резин, содержащие указанное модифицированное нафтеновое технологическое масло, могут содержать вулканизирующие агенты (например, соединения серы), наполнители или добавки (например, сажу и кварц) и другие ингредиенты, которые известны специалистам в данной области техники. Смесям резин может придаваться форма для получения различных изделий, содержащих резину, которые известны специалистам в данной области техники, включая покрышки, ленты, шланги, прокладки и изоляторы. Эффект от использования модифицированного технологического масла может быть оценен с использованием большого разнообразия тестов, известных специалистам в данной области техники. Например, смеси резин, использующихся для производства покрышек, могут быть оценены посредством измерения сцепления шин с влажной поверхностью дороги (тангенс дельта при 0°С), сопротивления качению (тангенс дельта при 60°С), сопротивление скольжению, сопротивления износу, сцепления шин с сухой поверхностью дороги и технологичности.

[0062] Настоящее изобретение далее проиллюстрировано посредством примеров, не ограничивающих рамки настоящего изобретения, в которых все части и проценты являются весовыми, если не указано иное.

Пример 1

[0063] Ширококипящее нафтеновое исходное сырье для смешивания (указанное ниже как "сырье WBNBS"), содержащее негидрообработанный нафтеновый атмосферный газойль вязкости 60 SUS и негидрообработанные нафтеновые вакуумные газойли вязкостью 100, 500 и 2000 SUS были получены путем комбинирования масел в тех же объемных соотношениях, при которых такие масла были получены в установке первичной переработки нефти нефтеперегонного завода. Порции WSNBS были гидрообработаны с использованием катализатора, содержащего никель и молибден (Ni-Mo) на оксиде алюминия (гидрообработка катализатором LH-23, коммерчески доступного от Criterion Catalyst Company), в ходе четырех отдельных наборов условий гидрообработки. Ниже в Таблице 3 приведены скорость гидрирования, условия LHSV и WRAT (средняя температура загруженного реактора), применявшиеся при гидрообработке сырья WBNBS, вместе с измеренными физическими свойствами сырья WBNBS перед гидрообработкой и гидрообработанного нафтенового исходного сырья для смешивания (обозначенного ниже как, соответственно, "WBNBS HT1", "WBNBS HT2", "WBNBS HT3" и "WBNBS НТ4"), полученного в четырех условиях гидрообработки.

[0064] Исходное сырье, представляющее собой остатки крекинга этилена, (обозначенное ниже как "ЕСВ") получали из крекинговой установки по переработке сырой нефти и фракционировали для получения ширококипящего исходного сырья (обозначенного ниже как "WBECB"), чей диапазон кипения от 274 до 547°С (от 525 до 1017°F) в целом соответствовал диапазону кипения сырья WBNBS. Свойства ЕСВ и WBECB приведены ниже в Таблице 4.

[0065] Смесь (обозначенная ниже как "смесь ЕСВ") формировали из смеси с объемным соотношением WBNBS:WBECB 92:8. Порции смеси ЕСВ гидрообрабатывали в четырех наборах условий гидрообработки, каждый из которых был очень похож на условия, использовавшиеся для гидрообработки WBNBS. Ниже в Таблице 5 приведены скорость гидрирования, условия LHSV и WRAT, применявшиеся при гидрообработке смеси ЕСВ, вместе с измеренными физическими свойствами смеси ЕСВ перед гидрообработкой и гидрообработанными смесями ЕСВ (обозначенными ниже как "смесь ЕСВ НТ1", "смесь ЕСВ НТ2", "смесь ЕСВ НТ3" и "смесь ЕСВ НТ4"), полученными в четырех условиях гидрообработки:

[0066] Результат, приведенные в Таблицах с 3 по 5, показывают, что посредством гидрообработки смеси ЕСВ были получены пониженные уровни ПАУ и полезное снижение анилиновой точки (на примерно 5°С, и соответствующее большему содержанию ароматических соединений). Другие свойства, такие как индекс рефракции, ВВК, содержание ароматических соединений по ASTM D7419 и содержание C_A по ASTM D2140, также продемонстрировали благоприятные изменения по сравнению с гидрообработанным нафтеновым исходным сырьем для смешивания. Содержание C_A в гидрообработанных смесях ЕСВ было больше, чем в соответствующих гидрообработанных образцах WBNBS.

Пример 2

[0067] С использованием процедуры, приведенной на Фиг. 5, негидрообработанный нафтеновый вакуумный газойль LS2000 (от Ergon, Inc., и имеющий свойства, приведенные ниже в Таблице 6) смешивали в двух отдельных опытах при объемном соотношении 85:15 с образцами суспензии в нефтепродукте COUNTRYMARK™ от CountryMark Refining & Logistics, LLC. Указанные образцы суспензии в нефтепродукте обозначены как "Образец 1" и "Образец 2", а указанные смеси обозначали как "Смесь 1" и "Смесь 2". Газойль LS2000 и указанные смеси гидрообрабатывали при повышенном давлении водорода, в условиях LHSV и WRAT, приведенных ниже в Таблице 7, посредством введение в контакт с катализатором, содержащим никель-молибден (Ni-Mo) на оксиде алюминия (гидрообработка на катализаторе LH-23, коммерчески доступном от Criterion Catalyst Company) в присутствии водорода. Ниже в Таблице 8 приведены свойства гидрообработанного масла LS2000 (обозначенного как "L2000HT"), необработанного сырья (обозначенного как "Смесь 1" и "Смесь 2") и двух гидрообработанных смесей (обозначенных как "Смесь 1НТ" и "Смесь 2НТ").

[0068] Результаты в Таблице 8 демонстрируют, что были получены значительно сниженные уровни 8 маркеров ПАУ для смесей исходного сырья с высокими уровнями 8 маркеров ПАУ. Все свойства, такие как анилиновая точка, индекс рефракции, ВВК и T_g, продемонстрировали предпочтительные изменения по сравнению с гидрообработанным маслом L2000HT. Содержание C_A в указанных гидрообработанных смесях было больше, чем в гидрообработанном масле L2000HT.

[0069] Схожие результаты будут получены при замене суспензии в нефтепродукте в качестве исходного сырья, использовавшегося в Примере 2, тяжелым рецикловым газойлем или легким рецикловым газойлем.

Пример 3

[0070] Гидрообработанное масло L2000HT из Примера 2, коммерчески доступное технологическое масло (VIVATEC™ 500 обработанный дистиллят ароматического экстракта (ТДАЭ) от Hansen & Rosenthal) и гидрообработанное масло Смесь 2НТ из Примера 2 оценивали в качестве технологических масел в наполненных кварцем смесях для пассажирских покрышек, содержащих ингредиенты, приведенные ниже в Таблице 9. Масло VIVATEC 500 обеспечивает очень хорошие эксплуатационные характеристики смесей для протекторов покрышек и оно часто используется в качестве контроля при оценке других технологических масел. Смесь для протекторов покрышек, приведенная ниже, не принадлежит какому-либо производителю, но представляет собой широко используемую смесь, которую часто применяют в технической документации и других оценках, описывающих потенциально новые ингредиенты новых смесей резин.

[0071] Ингредиенты смеси смешивали в смесителе Banbury при загрузке 3,3 кг в условиях смешивания, приведенных в Таблице 10. Скорость вращения ротора контролировали на стадии исходной смеси для предотвращения превышения температуры исходной смеси выше 155°С. Для осуществления связывания силана температуры смеси выдерживали выше 140°С в течение 3 минут в последующим добавлением добавки X50S. Стадию перевальцовки продолжительностью 3 минуты осуществляли, контролируя скорость вращения ротора для поддержания температуры ниже 155°С. Финальную стадию продолжительностью 3 минуты осуществляли, контролируя скорость вращения ротора для поддержания температуры ниже 100°С.

[0072] Характеристики вязкости по Муни полученных смесей приведены в Таблице 11, а реометрические характеристики приведены ниже в Таблице 12. Измерения вязкости по Муни проводили при 100°С с использованием вискозиметра Муни с вращающимся диском, оснащенным большим ротором. Реометрические измерения проводили при 172°С с использованием вискозиметра с пуансоном и строили график продолжительностью 30 минут. Смеси продемонстрировали "маршевые" кривые (нормальные для этой смеси полимеров, обработанных при 172°С), а крутящий момент возрастал в ходе всего времени измерения, не демонстрируя настоящий максимум. Таким образом, указанное время t₉₅ является произвольным, поскольку оно может варьироваться в течение времени, во время которого производится построение графика.

[0073] Физические свойства резин, изготовленных из описанных выше резиновых смесей, приведены ниже в Таблице 13. Динамические свойства измеряли при 10 Гц и 1% растяжении в диапазоне температур от -40 до 60°С. Может быть поведена корреляция указанных эксплуатационных характеристик изделий в тестах динамических свойств к сопротивлению качению покрышек и сцеплении шин с влажной поверхностью дороги на основе угла потерь (или тангенса угла потерь Tan δ) при примерно 60° и 0°С, соответственно. Tan δ является мерой гистерезиса резины, а именно энергии, запасенной резиной, которая не фиксируется когда резина растянута или сжата. При разработке покрышек низкое значение Tan δ при 60°С обычно является индикатором низкого сопротивления качению протектора покрышки, а высокое значение Tan δ при 0°С является индикатором хорошего сцепления покрышки в условиях мокрого покрытия дороги.

[0074] Сопротивление скольжению измеряли с использованием британского маятникового аппарата измерения сопротивления скольжению в соответствии с BS EN 13036-4 (2011) на гладком бетонном блоке, который был увлажнен при комнатной температуре (22°С) дистиллированной водой, и тестовые кусочки были приготовлены с использованием 3-микрометровой перекрывающейся бумаги. Более высокие значения соответствуют лучшему сопротивлению скольжению.

[0075] как указано выше, в большинстве проведенных тестов, Смесь 2НТ обеспечивала сравнимые или лучшие результаты по сравнению со смесями технологических масел L2000HT и VIVATEC 500. При производстве покрышек некоторые результаты тестов имеют большее значение, чем другие. В общем случае, результаты тестов на технологичность, сопротивление износу, tan δ при 60°С и 0°С, и сопротивление скольжению могут быть особенно важными. [0076] Образцы для тестов на прочность на разрыв и твердость, изготовленные из каждой из смесей резин, также подвергались старению в условиях лабораторной печи с конвекцией при 70°С в течение 7 дней и оценивались как показано ниже в Таблице 14:

[0077] Обычно старение приводит к увеличению модуля (M100, М300) и снижению растяжения при торможении. Три указанные смеси продемонстрировали в общем сходные изменения этих свойств.

[0078] Приведенное выше описание касается описанных процессов и не предназначено для их ограничения каким-либо образом. Специалист в данной области техники без труда поймет, что приведенное выше техническое решение может быть выполнено в других вариантах воплощения, не выходящих за рамки приложенной формулы изобретения. Полные описания всех цитируемых патентов, патентных документов и публикаций включены в настоящее описание посредством ссылки, как если бы они были включены индивидуально. Однако, в случае любых противоречий настоящее описание, включающее любые приведенные в нем определения, является превалирующим.

Изобретение относится к вариантам способа получения нафтеновых технологических масел. Один из вариантов включает: a) вакуумную перегонку мазута из нафтенового сырья из установки атмосферной перегонки нафтенового сырья с получением одного или более нафтеновых вакуумных газойлей в одном или более диапазонах вязкости и имеющих вязкостно-весовую константу (ВВК) в диапазоне от 0,855 до 0,895; b) смешивание по меньшей мере одного такого нафтенового вакуумного газойля, имеющего вязкостно-весовую константу (ВВК) в диапазоне от 0,855 до 0,895, с сырьем с высоким содержанием углерода ароматических соединений, имеющим вязкостно-весовую константу (ВВК) более 0,95, определяемую в соответствии с ASTM D2501, выбранным из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля с получением по меньшей мере одного смешанного масла; и c) гидрообработку указанного по меньшей мере одного смешанного масла с получением нафтенового технологического масла с повышенным содержанием углерода ароматических соединений. При этом как сырье с высоким содержанием углерода ароматических соединений, так и нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений имеют содержание углерода ароматических соединений большее, чем содержание в масле, полученном посредством такой же гидрообработки только одного или более нафтеновых вакуумных газойлей. Также изобретение относится к нафтеновому технологическому маслу, а также к резиновой композиции и покрышке. 8 н. и 21 з.п. ф-лы, 5 ил., 14 табл., 3 пр.

1. Способ получения нафтеновых технологических масел, включающий:

a) вакуумную перегонку мазута из нафтенового сырья из установки атмосферной перегонки нафтенового сырья с получением одного или более нафтеновых вакуумных газойлей в одном или более диапазонах вязкости и имеющих вязкостно-весовую константу (ВВК) в диапазоне от 0,855 до 0,895;

b) смешивание по меньшей мере одного такого нафтенового вакуумного газойля, имеющего вязкостно-весовую константу (ВВК) в диапазоне от 0,855 до 0,895, с сырьем с высоким содержанием углерода ароматических соединений, имеющим вязкостно-весовую константу (ВВК) более 0,95, определяемую в соответствии с ASTM D2501, выбранным из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля, с получением по меньшей мере одного смешанного масла; и

c) гидрообработку указанного по меньшей мере одного смешанного масла с получением нафтенового технологического масла с повышенным содержанием углерода ароматических соединений;

отличающийся тем, что как сырье с высоким содержанием углерода ароматических соединений, так и нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений имеют содержание углерода ароматических соединений, большее, чем содержание в масле, полученном посредством такой же гидрообработки только одного или более нафтеновых вакуумных газойлей.

2. Способ получения нафтеновых технологических масел, включающий:

a) атмосферную перегонку нафтенового сырья с получением одного или более нафтеновых атмосферных газойлей в одном или более диапазонах вязкости и мазута из нафтенового сырья;

b) вакуумную перегонку указанного мазута из нафтенового сырья с получением одного или более нафтеновых вакуумных газойлей в одном или более дополнительных диапазонах вязкости и имеющих вязкостно-весовую константу (ВВК) в диапазоне от 0,855 до 0,895;

c) смешивание по меньшей мере одного такого нафтенового вакуумного газойля с сырьем с высоким содержанием углерода ароматических соединений, имеющим вязкостно-весовую константу (ВВК) более 0,95, определяемую в соответствии с ASTM D2501, выбранным из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля, с получением по меньшей мере одного смешанного масла; и

d) гидрообработку указанного по меньшей мере одного смешанного масла с получением нафтенового технологического масла с повышенным содержанием углерода ароматических соединений; отличающийся тем, что как указанное сырье с высоким содержанием углерода ароматических соединений, так и нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений имеют содержание углерода ароматических соединений, большее, чем содержание в масле, полученном посредством такой же гидрообработки только одного или более вакуумных газойлей.

3. Способ получения нафтеновых технологических масел, включающий:

a) смешивание мазута из нафтенового сырья из установки атмосферной перегонки нафтенового сырья с сырьем с высоким содержанием углерода ароматических соединений, имеющим вязкостно-весовую константу (ВВК) более 0,95, определяемую в соответствии с ASTM D2501, выбранным из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля, с получением смешанного масла;

b) вакуумную перегонку указанного смешанного масла с получением одного или более вакуумного газойля в одном или более диапазонах вязкости, при этом указанный один или более вакуумный газойль имеет вязкостно-весовую константу (ВВК) в диапазоне от 0,855 до 0,895; и

c) гидрообработку по меньшей мере одного или более указанных вакуумных газойлей с получением нафтенового технологического масла с повышенным содержанием углерода ароматических соединений;

отличающийся тем, что как указанное сырье с высоким содержанием углерода ароматических соединений, так и нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений имеют содержание углерода ароматических соединений, большее, чем содержание углерода ароматических соединений в масле, полученном посредством такой же вакуумной перегонки и гидрообработки только одного такого мазута из нафтенового сырья.

4. Способ получения нафтеновых технологических масел, включающий:

a) смешивание нафтенового сырья с высоким содержанием углерода ароматических соединений, имеющим вязкостно-весовую константу (ВВК) более 0,95, определяемую в соответствии с ASTM D2501, с сырьем, выбранным из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля, с получением смешанного масла;

b) атмосферную перегонку указанного смешанного масла с получением одного или более атмосферных газойлей в одном или более диапазонах вязкости и мазута;

c) вакуумную перегонку указанного мазута с получением одного или более вакуумных газойлей в одном или более дополнительных диапазонах вязкости, при этом указанный один или более вакуумных газойлей имеет вязкостно-весовую константу (ВВК) в диапазоне от 0,855 до 0,895; и

d) гидрообработку по меньшей мере одного или более из указанных вакуумных газойлей с получением нафтенового технологического масла с повышенным содержанием углерода ароматических соединений;

отличающийся тем, что как указанное сырье, так и нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений имеют содержание углерода ароматических соединений, большее, чем содержание углерода ароматических соединений в масле, полученном посредством такой же атмосферной перегонки, вакуумной перегонки и гидрообработки только одного такого нафтенового сырья.

5. Способ получения нафтеновых технологических масел, включающий:

a) смешивание нафтенового вакуумного газойля, имеющего вязкость по меньшей мере 60 SUS при 38°С с сырьем с высоким содержанием углерода ароматических соединений, имеющим вязкостно-весовую константу (ВВК) более 0,95, определяемую в соответствии с ASTM D2501, выбранным из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля, с получением смешанного масла; и

b) гидрообработку указанного смешанного масла с получением нафтенового технологического масла с повышенным содержанием углерода ароматических соединений; отличающийся тем, что как указанное сырье, так и нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений имеют содержание углерода ароматических соединений, большее, чем содержание углерода ароматических соединений в масле, полученном посредством такой же гидрообработки только одного такого нафтенового вакуумного газойля.

6. Нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений, получаемое гидрообработкой смеси а) по меньшей мере одного нафтенового вакуумного газойля, имеющего вязкость по меньшей мере 60 SUS при 38°С и имеющего вязкостно-весовую константу (ВВК) в диапазоне от 0,855 до 0,895, и b) сырья с высоким содержанием углерода ароматических соединений, имеющего вязкостно-весовую константу (ВВК) более 0,95, определяемую в соответствии с ASTM D2501, выбранного из остатков крекинга этилена, суспензии в нефтепродукте, тяжелого рециклового газойля и легкого рециклового газойля, при этом указанное нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений имеет содержание углерода ароматических соединений, большее, чем содержание углерода ароматических соединений в масле, полученном посредством такой же гидрообработки по меньшей мере только одного нафтенового вакуумного газойля.

7. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанный вакуумный газойль содержит по меньшей мере примерно 10% углерода ароматических соединений.

8. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанное сырье содержит остатки крекинга этилена.

9. Способ или технологическое масло по п. 8, отличающиеся тем, что указанные остатки крекинга этилена получают из крекинговой установки по переработке сырой нефти.

10. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанное сырье с высоким содержанием углерода ароматических соединений содержит суспензию в нефтепродукте.

11. Способ или технологическое масло по п. 10, отличающиеся тем, что указанную суспензию в нефтепродукте получают из установки жидкостного каталитического крекинга.

12. Способ или технологическое масло по п. 10, отличающиеся тем, что указанную суспензию в нефтепродукте отфильтровывают, центрифугируют, очищают или обрабатывают другим образом для удаления твердых частиц и минимизируют или снижают загрязненность используемых далее катализатора, нефтехимической установки или продукта.

13. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанное сырье с высоким содержанием углерода ароматических соединений содержит тяжелый рецикловый газойль.

14. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанное сырье с высоким содержанием углерода ароматических соединений содержит легкий рецикловый газойль.

15. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанное сырье с высоким содержанием углерода ароматических соединений фракционируют для выделения фракции, которая отгоняется в том же основном диапазоне, что и по меньшей мере один из указанных вакуумных газойлей.

16. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанное смешанное масло содержит примерно от 2 до примерно 40 вес. % сырья в пересчете на вес указанной смешанной жидкости.

17. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанный вакуумный газойль имеет вязкость от примерно 60 до примерно 3,500 SUS при 38°С.

18. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанное нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений имеет вязкость от примерно 60 до примерно 2000 SUS при 38°С.

19. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанное нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений имеет пониженную ненасыщенность и пониженное количество соединений, содержащих серу, азот или кислород, по сравнению с указанным вакуумным газойлем.

20. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанное нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений имеет повышенное содержание углерода ароматических соединений, пониженную анилиновую точку, повышенный индекс УФ-поглощения и рефракции и повышенное значение ВВК по сравнению с по меньшей мере одним указанным вакуумным газойлем.

21. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанное нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений содержит менее примерно 10 частей на миллион ПАУ с 8 маркерами при оценке в соответствии с Европейским стандартом EN 16143:2013.

22. Способ по п. 2 или 4, отличающийся тем, что указанный мазут с высоким содержанием углерода ароматических соединений смешивают с указанным сырьем и указанную смесь подвергают вакуумной перегонке.

23. Способ по п. 2 или 4, отличающийся тем, что указанное нафтеновое сырье с высоким содержанием углерода ароматических соединений смешивают с указанным сырьем и указанную смесь подвергают атмосферной и вакуумной перегонке.

24. Способ по любому из пп. 1-5, дополнительно включающий стадию экстракции растворителем, каталитической депарафинизации, депарафинизации растворителем, гидроочистки или гидрокрекинга.

25. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что не применяют стадии деасфальтизации, экстракции растворителем, каталитической депарафинизации, депарафинизации растворителем, гидроочистки или гидрокрекинга.

26. Способ по любому из пп. 1-5 или технологическое масло по п. 6, отличающиеся тем, что указанное нафтеновое технологическое масло имеет следующие желательные характеристики по отдельности или в комбинации: температуру воспламенения в соответствии с Cleveland Open Cup, ASTM D92 по меньшей мере примерно 240°С; температуру кипения, скорректированную к атмосферному давлению, от примерно 320° до примерно 650°С; кинематическую вязкость от примерно 15 до примерно 30 сСт при 100°С в соответствии с ASTM D445; индекс вязкости примерно от 5 до примерно 30; температуру затвердевания в соответствии с ASTM D5949 от примерно -6°С до примерно 4°С; содержание ароматических веществ в соответствии с анализом с использованием глиняного геля ASTM D2007 от примерно 30 до примерно 55 вес. %; содержание насыщенных соединений в соответствии с анализом с использованием глиняного геля ASTM D2007 от примерно 40 до примерно 65 весовых процентов; содержание полярных соединений в соответствии с анализом с использованием глиняного геля ASTM D2007 от примерно 0,4 до примерно 1 вес. %; значение ВВК от примерно 0,86 до примерно 0,89; содержание экстракта ПЦА менее 3 вес. % в соответствии с IР 346; и содержание ПАУ с 8 маркерами менее 10 частей на миллион в соответствии с Европейским стандартом EN 16143:2013.

27. Способ по любому из пп. 1-5, дополнительно включающий комбинирование указанного нафтенового технологического масла с повышенным содержанием углерода ароматических соединений с резиновой композицией.

28. Резиновая композиция, содержащая нафтеновое технологическое масло с повышенным содержанием углерода ароматических соединений по п. 6.

29. Покрышка, содержащая резиновую композицию по п. 28.