[发明专利]一种异构化指数的表征方法及其应用

说明书

本公开涉及一种异构化指数的表征方法及其应用，本公开的表征方法通过对基础油产品的碳数分布信息及沸程分布信息进行测定，根据同分异构体碳数与沸点之间的对应关系，实现对基础油产品异构化程度的表征，并能够根据表征结果调整反应条件，保证在降低倾点的同时，减少黏度指数的损失。

技术领域

本公开涉及石油化工产品领域，具体地，涉及一种异构化指数的表征方法及其应用。

背景技术

润滑油基础油是润滑油最重要的组成部分，其组成及性质对润滑油的质量具有重要影响。随着汽车工业的快速发展以及节能环保意识的加强，市场对高档润滑油基础油的需求不断扩大，这也促进了基础油生产工艺的深刻变革。加氢工艺是目前生产高黏度指数基础油的最主要工艺，主要包括加氢处理、加氢裂化、异构脱蜡等工艺过程。通过将上述加氢工艺组合或采用加氢工艺与传统工艺相结合的方式，能够生产不同级别的基础油。在这些工艺过程中，异构脱蜡工艺采用异构活性为主、裂化活性较低的双功能催化剂，在临氢条件下使长链烷烃转化生成倾点较低的异构烷烃，并保持较高的黏度指数和较高的收率，因此，该工艺已成为当前生产高黏度指数基础油中最为重要的工艺之一。

作为基础油最重要的两种使用性能，黏度指数与倾点分别反映了基础油在极端使用条件下保持良好润滑性能和低温流动性的能力。高端基础油往往同时具有高黏度指数与低倾点的特性。研究表明，基础油的黏度指数、倾点与其结构组成密切相关。然而，这两个性质对基础油理想组分的选择却大不相同。正构烷烃是高黏度指数基础油的最理想组分，但对于低倾点来说却是最需要转化的组分，因此，对于异构脱蜡工艺而言，其核心的反应过程，就是通过控制烃类结构的适度异构化来降低原料的倾点，同时避免较大的黏度指数损失，从而获得理想的基础油组分。在这一过程中，若异构化程度不足，会使得基础油的倾点较高，而异构化过度又会导致黏度指数损失过大。因此，如何对异构脱蜡工艺的异构化程度进行有效评价，是获得高黏度指数和较低倾点的高端基础油的关键步骤。

对于汽油、柴油等低馏程组分，由于组成相对简单，可以利用气相色谱-质谱等方法对异构烷烃进行单体分离，从而实现对不同结构异构烷烃的表征。但对于润滑油基础油这样的减压馏分(350℃)，由于其异构体数目随着碳数的增加呈现几何程度的增长，且这些异构体沸点和极性等性质又极为接近，因此很难实现单体分离。

目前文献大多采用核磁共振(NMR)来表征基础油的整体异构程度，该方法可以通过测定不同类型碳原子(脂肪碳、环烷碳、芳碳、伯碳、仲碳、叔碳等)或者氢原子(甲基氢、亚甲基氢、次甲基氢等)的含量，计算得到一些平均结构参数，从而对基础油的异构化程度进行表征。王京等(润滑油异构降凝基础油结构的核磁共振研究，中国石油学会石油炼制学术年会，2001)提出采用异构烷碳/正构烷碳之比来表征基础油的异构程度，并建立起其与基础油倾点之间的关系，王会东等(加氢润滑油基础油结构组成与氧化安定性的关系，石油学报(石油加工)，2010)采用¹H-NMR测得的甲基、亚甲基和次甲基的峰面积之比来计算样品的支化度，从而对基础油的异构程度进行表征。尽管这些方法可以对基础油的异构程度进行测定，但由于核磁共振仪器的维护成本较高，并且需要专业的技术人员进行数据处理，使得该方法在炼厂等一线生产装置中很难推广应用。因此，开发一种简单快速的异构程度的评价表征方法，对于异构脱蜡工艺的条件优化是非常必要的。

发明内容

本公开为了简单高效测量异构脱蜡工艺中基础油产品的异构化程度，提供了一种异构化指数的表征方法及其应用。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种异构化指数的表征方法，所述方法包括：

分别获取异构脱蜡反应原料的碳数分布信息及异构脱蜡过程所得的基础油产品的碳数分布信息；

根据所述异构脱蜡反应原料的碳数分布信息得到所述异构脱蜡反应原料的饱和烃平均碳数ACN_原料，根据所述基础油产品的碳数分布信息得到所述基础油产品的饱和烃平均碳数ACN_基础油；