JP2002503755A - 低温特性に優れた潤滑用基材油及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、５０重量％以上のワックスを含有する蝋状供給原料を水素化処理およびストリッピングし、この供給原料中の窒素および硫黄含有量を低減する、蝋状供給原料から潤滑用基材油を製造する方法を開示する。この供給原料は、ついで３７０℃の水素接触脱蝋条件のもとでゼオライト脱蝋触媒に担持した触媒活性金属と非結晶触媒の混合物を含有する触媒により脱蝋する、又は別法として溶剤脱蝋した後、今述べたこの触媒により、水素接触脱蝋する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 発明の分野 本発明は、スラックワックス、フィッシャー−トロプシュワックス、蝋状ラフ
ィネートおよび蝋状留分などをはじめとする蝋状供給原料を触媒処理し、独自の
構造的特徴と低流動点、低粘度、そして高粘度指数（ＶＩ）を持つ高品位の潤滑
油製品を製造する方法に関する。

【０００２】 発明の背景 蝋および蝋状供給原料を異性化し、潤滑油の沸点範囲に沸点を持つ液体製品を
製造する事、およびその際に用いられる触媒は、文献によりよく知られている。
一般に好ましい触媒は、ＶＩＩＩ族の貴金属をハロゲン化した耐火性金属酸化物
担体に担持、例えばプラチナをフッ素化アルミナ上に担持、したものである。そ
の他の有用な触媒には、ＶＩＩＩ族貴金属をイットリアなどのドーパントを使用
してその酸性度を調節したシリカ／アルミナなどの耐火性金属酸化物担体上に担
持したものなどがある。異性化プロセスは、有用ではあるが、一般にこのプロセ
スは、供給原料の流動点を向上させない。

【０００３】 接触脱蝋も、また文献に広く記載されている方法である。公知の通り接触脱蝋
により一般に低流動点の潤滑油が得られるが、このような処理の結果として粘度
指数もまた低下する傾向がある。

【０００４】 低流動点および高粘度指数を持つ高品質の潤滑油を製造するための新規改良触
媒およびプロセススキームを開発するために広範囲に渡り研究を行った。

【０００５】 ワックス含量が５０重量％を超えるもののような蝋状供給原料を処理し、独自
の構造的特徴と優れた低温特性、そして高粘度指数（ＶＩ）を持つ潤滑油製品を
製造できることがわかった。本発明は、 （ａ）供給原料を水素化処理条件下でその硫黄と窒素含有量を低下させるよう
に水素化処理するステップと、 （ｂ）水素化処理した供給原料の少なくとも一部を水素異性化条件の下で水素
異性化し、供給原料中のワックス含量を約４０重量％未満に減少させるステップ
と、 （ｃ）ステップ（ｂ）で水素異性化した供給原料を分離し、沸点が約３４０℃
以上の潤滑油留分を得るステップと、 （ｄ）ステップ（ｃ）の潤滑油留分の少なくとも一部を水素接触脱蝋条件の下
で、脱蝋触媒上に担持した少なくとも一つの活性金属水素化成分と非晶質水素異
性化触媒上に担持した少なくとも一つの活性金属水素化成分を含有する触媒によ
り、処理するステップとを含有する、 ５０重量％以上のワックスを含有する供給原料から潤滑用基材油を製造する方
法に関する。

【０００６】 本発明のもう一つの実施態様は （ａ）蝋状供給原料をその硫黄と窒素含有量を低下させるに充分な水素化処理
条件下で水素化処理し、水素化処理した供給原料を製造するステップと、 （ｂ）水素化処理した供給原料の少なくとも一部を供給原料中のワックス含量
を約３５重量％未満に減少させるに十分な水素異性化条件の下で水素異性化する
ステップと、 （ｃ）ステップ（ｂ）で水素異性化した供給原料を分離し、沸点が約３４０℃
以上である潤滑油留分を得るステップと、 （ｄ）この潤滑油留分をその流動点が約＋１０℃〜約−２０℃へと降下するよ
う溶剤脱蝋し、脱蝋供給原料を得るステップと、 （ｅ）脱蝋供給原料の少なくとも一部を、水素接触脱蝋条件の下で、１０員環
一方向性細孔無機酸化物モレキュラーシーブ上に担持した少なくとも一つの活性
金属成分と、耐火性金属酸化物およびドーパント含有耐火性金属酸化物から選択
された異性化成分上に担持された少なくとも一つの活性金属成分を含有するユニ
ット化粉末ペレット触媒により処理するステップとを含有する、 ５０重量％以上のワックスを含有する供給原料から潤滑用基材油を製造する方
法に関する。

【０００７】 本発明の方法により供給原料から高収率で基材油を提供できることが重要であ
る。

【０００８】 本発明のこの実施様態ならびに他の実施様態を下記に記載する。

【０００９】 発明の説明 本発明は、特にスラックワックス、フィッシャー−トロプシュワックス、蝋状
ラフィネートおよび蝋状留分などを始めとする、ワックス含量が５０重量％以上
である蝋状炭化水素油に対して使用される。本発明において、供給原料のワック
ス含量とは、−２０℃へと流動点を降下させる溶剤脱蝋のもとで供給原料から除
去されうる物質の量を示す。

【００１０】 従って５０重量％以上のワックスを含有する供給原料は、供給原料を水素化処
理して硫黄と窒素含有量の減少した物質を製造するステップと、水素化処理した
材料をフッ素含量の低い、アルミナベースの水素異性化触媒によりそのワックス
含量を約４０重量％未満に減少させる水素異性化ステップとを含有するプロセス
により、その品質が向上する。この供給原料は、その後沸点が約３４０℃未満の
留分と、沸点が約３４０℃以上の潤滑油留分とに分離される。この潤滑油留分は
、さらにゼオライト脱蝋触媒上に触媒活性を持つ金属成分を担持したものと非晶
質触媒上に触媒活性金属成分を担持したものの混合物を含有する触媒によりさら
に処理される。あるいはこの潤滑油留分をまず溶剤脱蝋してそれからさらなる処
理を行っても良い。これらのステップについてはさらに下記に詳しく述べる。

【００１１】水素化処理 水素化処理は、典型的な水素化処理条件の下で行うことができ、硫黄並びに窒
素含有量を、窒素を５ｐｐｍｗレベル以下、硫黄を５ｐｐｍｗレベル以下に減少
させる。アルミナに担持したＮｉ／Ｍｏ、アルミナに担持したＮｉ／Ｗ、あるい
はアルミナに担持したＣｏ／Ｍｏなど従来使用されている水素化処理触媒は、い
ずれも使用することができる。言い換えると第ＶＩＢ族〜第ＶＩＩＩ族金属（Ｓ
ａｒｇｅｎｔ−Ｗｅｌｃｈ元素周期律表）のいずれかを耐火金属酸化物上に担持
したものを用いることができる。市販されているこのような触媒としてはＨＤＮ
−３０およびＫＦ−８４０がある。

【００１２】 天然の石油原料から得た蝋状供給原料には、多量の硫黄化合物と窒素化合物が
含有されているが、これらは、ワックス水素異性化触媒を失活させることが知ら
れている。この失活を防ぐには、供給原料に含有されている硫黄が１０ｐｐｍ以
下、好ましくは２ｐｐｍ未満であること、窒素含有量が２ｐｐｍ以下、好ましく
は１ｐｐｍ未満であることが好ましい。

【００１３】 これらの制限を満たすためには、供給原料を水素化処理し、硫黄および窒素含
有量を減少させることが好ましい。

【００１４】 水素化処理は、アルミナに担持したＮｉ／Ｍｏ、アルミナに担持したＣｏ／Ｍ
ｏ、アルミナに担持したＣｏ／Ｎｉ／Ｍｏなどの典型的な水素化処理触媒、例え
ばＫＦ−８４０、ＫＦ−８４３、ＨＤＮ−３０，ＨＤＮ−６０、Ｃｒｉｔｅｒｉ
ａ Ｃ−４１１などを用いて行うことができる。同様に、米国特許第５，１２２
，２５８号に記載のように、Ｎｉ／Ｍｎ／ＭｏあるいはＣｒ／Ｎｉ／Ｍｏ硫化物
を含有するバルク触媒を使用することもできる。

【００１５】 水素化処理は、２８０℃〜４００℃、好ましくは３４０℃〜３８０℃の範囲の
温度、５００〜３０００ｐｓｉの範囲の圧力、５００〜５０００ＳＣＦ／ｂｂｌ
の範囲の水素処理ガス量、および０．１〜５ＬＨＳＶ、好ましくは１〜２ＬＨＳ
Ｖの範囲の流速において行われる。

【００１６】 水素化処理された蝋質油は、ストリップ処理してＮＨ_３とＨ_２Ｓを除去し、つ
いで水素異性化触媒上で水素異性化に付される。

【００１７】水素異性化 水素異性化触媒は、通常アルミナ、シリカ−アルミナ、チタニア、ジルコニア
などを始めとする多孔性耐火金属酸化物担体を含有し、これは、さらに第ＶＩＢ
族、第ＶＩＩＢ族、第ＶＩＩＩ族金属、好ましくは第ＶＩＩＩ族、より好ましく
は第ＶＩＩＩ族の貴金属、もっとも好ましくはプラチナあるいはパラジウムから
選択される少なくとも一つの触媒成分を０．１〜５重量％の範囲、好ましくは０
．１〜２重量％、さらに好ましくは０．３〜１重量％の範囲で含有するが、さら
にまた、ハロゲン、リン、ホウ素、イットリア、希土類酸化物およびマグネシア
、好ましくはハロゲン、イットリア、マグネシア、もっとも好ましくはフッ素、
イットリアおよびマグネシアからなる群から選択される促進剤および／またはド
ーパントを含有してもよい。ハロゲンが使用される場合、０．１〜１０重量％の
範囲、好ましくは０．１〜５重量％、より好ましくは０．１〜２重量％、もっと
も好ましくは０．５〜１．５重量％の範囲で用いられる。この金属成分が第ＶＩ
Ｂ族、貴金属以外の第ＶＩＩＩ族、あるいはその混合物である場合、金属の量は
３０重量％まで増加することができる。

【００１８】 たとえばガンマ−アルミナのような酸性を示さない触媒に対しては、酸性を付
与することが知られているフッ素などの促進剤を当該分野で知られている技法に
従って使用し、触媒に酸性を付与することができる。このようにアルミナ上にプ
ラチナを担持した触媒の酸性度は、この触媒に加えるフッ素の量を調整すること
により極めて綿密に調節することができる。同様に触媒粒子もまたシリカ／アル
ミナに含有される触媒金属などの材料を含有することができる。このような触媒
の酸性度は、シリカ／アルミナベースに含有されるシリカの量を注意深くコント
ロールする事により、あるいはまた米国特許第５，２５４，５１８号（Ｓｏｌｅ
ｄ、ＭｃＶｉｃｋｅｒ、ＧａｔｅｓおよびＭｉｓｅｏ）に教示されているように
、酸性度の高いシリカ／アルミナ触媒を原料とし、その酸性度をイットリアある
いはマグネシアなどの弱塩基性のドーパントを用いて減じることにより調節する
ことができる。

【００１９】 水素異性化プロセスは、約２００℃〜４００℃の間、好ましくは２５０℃〜３
８０℃、もっとも好ましくは３００℃〜３５０℃の温度にて、水素分圧が約３５
０〜５，０００ｐｓｉｇ（２．４１〜３４．６ｍＰａ）、好ましくは１，０００
〜２５００ｐｓｉｇ（７．０〜１７．２ｍＰａ）、水素ガス処理量が５００〜１
０，０００ＳＣＦＨ_２／ｂｂｌ（８９〜１７８０ｍ^３／ｍ^３）、好ましくは２，
０００〜５０００ＳＣＦＨ_２／ｂｂｌ（３５６〜８９０ｍ^３／ｍ^３）およびＬＨ
ＳＶが０．１〜１０ｖ／ｖ／ｈｒ、好ましくは０．５〜５ｖ／ｖ／ｈｒ、さらに
好ましくは１〜２ｖ／ｖ／ｈｒで行われる。

【００２０】 本発明の実施例において水素異性化された供給原料がそれから溶剤脱蝋ステッ
プに付される場合は、ワックス含有量は約４０重量％、より好ましくは約３５重
量％、あるいは最も好ましくは約２５重量％へと減少させることが好ましい。

【００２１】分離 水素異性化した供給原料は、例えば蒸留などの従来から使用されている手段に
より、沸点が約３４０℃未満の留分と沸点が約３４０℃以上の潤滑油留分に分離
されることが好ましい。

【００２２】溶剤脱蝋の実施態様 一つの実施態様において、潤滑油留分は、標準の溶剤脱蝋条件の下で約＋１０
℃未満、好ましくは０℃以下のレベルまで流動点を降下させる。

【００２３】 使用される脱蝋溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブ
チルケトン（ＭＩＢＫ）、ＭＥＫとＭＩＢＫの混合物、などのＣ_３−Ｃ_６ケトン
、トルエン、ケトン混合物などの芳香族炭化水素、ＭＥＫ／トルエンなどの芳香
族、メチルｔ−ブチルエーテルなどのエーテルおよびそのケトンあるいは芳香族
との混合物などがあげられる。同様にプロパン、プロピレン、ブタン、ブチレン
およびそれらを組み合わせた物などの、通常はガス状である液化炭化水素もまた
溶剤として使用できる。使用溶剤は、メチルエチルケトンとメチルイソブチルケ
トンの当量混合物であること好ましい。通常この異性化物対溶剤の比は、１〜１
０であるが、好ましくは約１：３である。脱蝋供給原料は、ついで下記に記載の
ように水素接触脱蝋に付される。

【００２４】直接脱蝋実施態様 本発明のもう一つの実施態様においては、潤滑油留分は、直接水素接触脱蝋に
付される、すなわち最初に溶剤脱蝋を行わない。この水素接触脱蝋は、どちらの
場合においても下記に記載する通りである。

【００２５】水素接触脱蝋 溶剤脱蝋供給原料あるいは潤滑油留分は、ゼオライト脱蝋触媒上に担持した触
媒活性金属成分と非晶質の、アルミナベースの異性化触媒上に担持した触媒活性
金属を含有する触媒を用いて水素接触脱蝋に付される。好ましくはこの混合触媒
は、ユニット化した混合粉末触媒である。ここで「ユニット化した」という用語
は、粉末化したモレキュラーシーブ脱蝋触媒と粉末化した非晶質異性化触媒とを
混合し、この混合物をペレット化することにより得たペレットがそれぞれ先に述
べたすべての粉末成分を含有するようなペレットとなっていることを指す。

【００２６】 ユニット化した粉末ペレット触媒は、この混合粉末ユニット化ペレット触媒の
それぞれの成分に相当する触媒を個々に用いた場合に比べ、優れた結果を生じる
ことがわかっている。

【００２７】 このユニット化した触媒を製造するには、まず完成したそれぞれの粉末成分を
粉砕し、粉末化し、粉末化した材料を混合して均一な素材を作り、ついで圧縮／
押し出しおよびペレット成形して、個々のそれぞれ異なる触媒成分の混合物から
なる、ユニット化したペレット触媒を生成する。粉砕と粉末化は、乳鉢と乳棒あ
るいはその他の従来から使用されている粉末化手段を用いて達成できる限り均一
に行われる。

【００２８】 あるいは別法として、完成したそれぞれの触媒を粉砕し、粉末化し、粉末化し
た材料を混合してからベーマイトあるいは疑ベーマイト粉末をこの粉末混合物に
加え、混合物をついで圧縮／押し出しおよびペレット成形して、ペレットをか焼
しベーマイト／擬ベーマイトをアルミナへと転換し、物理的に強力な耐摩耗性の
ユニット化ペレット触媒を生成することができる。

【００２９】 このユニット化ペレット触媒は、さまざまな脱蝋および異性化触媒から調製す
ることができる。

【００３０】 脱蝋触媒は、一般にＸ線結晶学の測定で短軸が約４．２Å〜約４．８Åであり
、長軸が約５．４Å〜約７．０Åである楕円形の１−Ｄ細孔を持つ１０員環一方
向無機酸化物モレキュラーシーブである。このモレキュラーシーブには、０．１
〜５重量％、より好ましくは約０．１〜３重量％の第ＶＩＩＩ族金属、好ましく
は第ＶＩＩＩ族貴金属、最も好ましくはプラチナあるいはパラジウム、の内の少
なくとも一つが含浸されていることが好ましい。

【００３１】 上に述べた有効孔径は、本発明の実施において重要であるが、このような有効
孔径を持つ中間孔径のモレキュラーシーブのすべてが本発明において使用できる
わけではない。実際本発明を実施する際に使用される中間孔径モレキュラーシー
ブは、Ｘ線結晶学により測定される特定の孔形と孔径を持つことが必要である。
第一に結晶内チャネルは、平行であり、相互に結合していてはいけない。このよ
うなチャネルは、従来１Ｄ拡散型、あるいはもっと手短に１Ｄ細孔と呼ばれてい
るものである。１−Ｄ、２−Ｄおよび３−Ｄと分類されるゼオライト内チャネル
の分類は、Ｆ．Ｒ．Ｒｏｄｇｒｉｇｕｅｓ、Ｌ．Ｄ．ＲｏｌｌｍａｎおよびＣ．
Ｎａｃｃａｃｈｅらにより編集されたＮＡＴＯ ＡＳＩ Ｓｅｒｉｅｓ， １９
８４年のゼオライト、サイエンス・アンド・テクノロジーにおいてＲ．Ｍ．Ｂａ
ｒｒｅｒにより述べられており、ここにその分類の全体を参照として含める（特
に７５頁参照）。

【００３２】 上に記載した２番目に必要不可欠である基準は、細孔が一般に楕円形でなけれ
ばならないことであり、それは細孔が長さの異なる２本の軸、ここでは長軸と短
軸と呼ぶ、を持たなくてはならないという意味である。ここで使用する楕円とは
、特定の楕円あるいは長円の形を求めているのではなく、細孔が２本の長さの等
しくない軸を持つことを意味する。したがって前述のようにこの本発明の実施に
おいて有用な触媒の１−Ｄ細孔は、従来のＸ線結晶学によって測定した時に、約
４．２Å〜約４．８Åである短軸と、約５．４Å〜約７．０Åである長軸を持た
ねばならない。

【００３３】 この細孔範囲にあると考えられるゼオライトには、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−１１
などがある。しかし中間孔径ゼオライトを注意深く検討したところ、これらのす
べてがパラフィン含有供給原料の異性化のための触媒として、有能であるわけで
はないことがわかった。本発明の一部を形成している中間孔径ゼオライトは、正
しい孔径を持つ事に加えて一方向性であることが必要である。そのような１０員
環の一方向性ゼオライトとしては、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−３５
、フェリエライト、ＺＳＭ−４８、シャプチロ沸石、およびＳ．Ｍ．Ｍｉｅｒお
よびＤ．Ｈ．Ｏｌｓｏｎのアトラス・オブ・ゼオライト・ストラクチャー・タイ
プス第３改訂版、１９９２年に定義されている、これらの親近構造をもつ物質が
あげられる。

【００３４】 本発明の方法に使用するのに最も好ましい中間孔径シリコアルミノフォスフェ
ートモレキュラーシーブには、ＳＡＰＯ−１１がある。ＳＡＰＯ−１１は、コー
ナーシェアリング（ＳｉＯ_２）四面体、（ＡｌＯ_２）四面体および（ＰＯ_２）四
面体の分子のフレームワークを含有している。その他のシリコアルミナフォスフ
ェートモレキュラーシーブには、ＳＡＰＯ−３１とＳＡＰＯ−４１がある。

【００３５】 異性化触媒成分は、耐火性金属酸化物担体基材（例えばアルミナ、シリカ−ア
ルミナ、ジルコニア、チタニウムなど）の上に第ＶＩＢ族、第ＶＩＩＢ族、第Ｖ
ＩＩＩ族金属およびその混合物、好ましくは第ＶＩＩＩ族、より好ましくは第Ｖ
ＩＩＩ族の貴金属、もっとも好ましくはプラチナあるいはパラジウムから選択さ
れた、触媒活性金属が堆積されている、さらに例えばハロゲン、リン、ホウ素、
イットリア、マグネシアなど好ましくはハロゲン、イットリアあるいはマグネシ
ア、もっとも好ましくはフッ素、から選択される促進剤あるいはドーパントを含
有しても良い、典型的な異性化触媒のどれであってもよい。触媒活性金属は、０
．１〜５重量％の範囲、好ましくは０．１〜３重量％、さらに好ましくは０．１
〜２重量％、最も好ましくは０．１〜１重量％の範囲で存在する。前記促進剤と
ドーパントは、異性化触媒の酸性度を調節するために使用される。従って異性化
触媒がアルミナのような塩基性の物質を使用する場合は、ハロゲン、好ましくは
フッ素を添加することによって、得られる触媒に酸性を付与する。ハロゲンが使
用される場合、好ましくはフッ素であるが、それは０．１〜１０重量％、好まし
くは０．１〜３重量％、さらに好ましくは０．１〜２重量％、もっとも好ましく
は０．５〜１．５重量％の範囲で存在する。同様にシリカ−アルミナを基材とし
て使用する時は、米国特許第５，２５４，５１８号（Ｓｏｌｅｄ、ＭｃＶｉｃｋ
ｅｒ、Ｇａｔｅｓ、Ｍｉｓｅｏ）に教示されているように、シリカ−アルミナ基
材の酸性度を減少させるイットリアあるいはマグネシアなどのドーパントを添加
することによって、あるいはシリカ：アルミナ比を調節することによって酸性度
をコントロールすることができる。脱蝋触媒複合材と同様に、一つ以上の異性化
触媒は、粉砕、粉末化、そして混合されて、ユニット化混合ペレット触媒の第二
成分となる。

【００３６】 この異性化触媒は、米国特許第５，５６５，０８６号に記載され特許請求され
ている個別の粒子ペア触媒の混合物であってもよい。この触媒は、酸性度が０．
３〜２．３の範囲である二つの触媒の個々の粒子を混合したもので、この触媒ペ
アの触媒の酸性度の差は、「Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ａｎｄ Ｏｌ
ｅｆｉｎ ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｓ Ｔｏｏｌｓ ｔｏ Ｃｈａｒａ
ｃｔｅｒｉｚｅ Ｌｉｑｕｉｄ ａｎｄ Ｓｏｌｉｄ Ａｃｉｄｓ」 Ａｃｃ． Ｃｈｅｍ． Ｒｅｓ． １， １９８６年、７８−８４頁に記載されているＭ
ｃＶｉｃｋｅｒ-Ｋｒａｍｅｒの技法により測定すると約０．１〜約０．９であ る。一般に、これらの触媒の一つは、３−メチルペント−２−エンの４−メチル
ペント−２−エンに対する比が１．１〜２．３であることによって明示されるよ
うに高酸性の触媒であり、一方もう一つの触媒は、３−メチルペント−２−エン
の４−メチルペント−２−エンに対する比が０．３〜１．１であることによって
明示されるように低酸性の触媒であると考えられる。

【００３７】 この方法は、２−メチルペント−２−エンを３−メチルペント−２−エンと４
−メチルペント−２−エンに転換する触媒材料の能力を測定するものである。よ
り酸性である材料は、３−メチルペント−２−エンをより多く製造する（炭素骨
格上の炭素原子の構造転位に関係する）。２００℃で形成される３−メチルペン
ト−２−エンの４−メチルペント−２−エンに対する比率は、酸性度を示す都合
のよい尺度である。上記の技法により測定された異性化触媒の酸性度は、約０．
３〜約２．５、好ましくは約０．５〜約２．０の範囲にある。脱蝋触媒は、上記
の方法で測定された酸性度が約２．５〜３．０、好ましくは２．６〜２．８の範
囲にある。

【００３８】 多数の触媒において、ＭｃＶｉｃｋｅｒ／Ｋｒａｍｅｒ法によって測定された
酸性度、すなわち２００℃、２．４ｗ／ｈ／ｗ、フィード１．０時間で２−メチ
ルペント−２−エンを３−メチルペント−２−エンと４−メチルペント−２−エ
ンに転換する能力を３−メチルペント−２−エンの４−メチルペント−２−エン
に対するモル比で示したものは、フッ素化アルミナ触媒上に担持されたプラチナ
のフッ素含量とイットリアドープシリカ／アルミナ触媒上に担持されたプラチナ
のイットリア含量と相関がある。これについては下記に記載する。

【００３９】 フッ素レベルの異なるフッ素化アルミナに担持した０．３％Ｐｔの酸性度： フッ素含有量（％） 酸性度（ＭｃＶｉｃｋｅｒ／Ｋｒａｍｅｒ） ０．５ ０．５ ０．７５ ０．７ １．０ １．５ １．５ ２．５ ０．８３ １．２（補間） 当初２５重量パーセントのシリカを含有したイットリアドープシリカ／アルミ
ナに担持した０．３％Ｐｔの酸性度： イットリア含有量（％） 酸性度（ＭｃＶｉｃｋｅｒ／Ｋｒａｍｅｒ） ４．０ ０．８５ ９．０ ０．７

【００４０】 水素接触脱蝋は、約２００℃〜４００℃、好ましくは２５０℃〜３８０℃、も
っとも好ましくは３００℃〜３５０℃の温度にて、水素分圧が約３５０〜５，０
００ｐｓｉｇ（２．４１〜３４．６ｍＰａ）、好ましくは１，０００〜２５００
ｐｓｉｇ（７．０〜１７．２ｍＰａ）、水素ガス処理量が５００〜１０，０００
ＳＣＦＨ_２／ｂｂｌ（８９〜１７８ｍ^３／ｍ^３）、好ましくは２，０００〜５０
００ＳＣＦＨ_２／ｂｂｌ（３５６〜８９０ｍ^３／ｍ^３）およびＬＨＳＶが０．１
〜１０ｖ／ｖ／ｈｒ、好ましくは０．５〜５ｖ／ｖ／ｈｒ、最も好ましくは１〜
２ｖ／ｖ／ｈｒで行われる。

【００４１】生成物の特性決定 本発明の方法で得られる基材油は、少なくとも約７５重量％のイソパラフィン
を含有し、独自の構造的特徴を持つ。基本的にこの基材油の「自由炭素指数（Ｆ
ＣＩ）」は通常４〜１２、好ましくは１０未満である。「自由炭素指数」とは、
イソパラフィン中で末端の炭素から間に少なくとも炭素原子を３つ挟んだところ
に位置し、また側鎖からも間に炭素原子を３つ以上挟んだ所に位置する炭素の数
を表す尺度である。イソパラフィンのＦＣＩは、イソパラフィン試料中のメチレ
ン基の％を^１３ＣＮＭＲ（４００メガヘルツ）を用いて測定し、得られた％にＡ
ＳＴＭ試験法２５０２により得た同試料の平均炭素数の計算値を掛け、１００で
割ることによって求めることができる。これらの物質を構造的にポリアルファオ
レフィンから区別しているさらなる基準は、その側鎖の長さである。興味深いこ
とに本発明の基材油において、ＮＭＲにより測定された側鎖の少なくとも７５％
は、メチル基であり、エチル、プロピルおよびプロピルの比率は、分子量が増え
るにつれて急激に減少し、ブチル基は、わずかに５％となる。通常「自由炭素」
の末端メチル基に対する比率は、２．５〜４．０の範囲である。さらに本発明の
基材油は、通常平均して一分子当たり２．０〜４．５の側鎖を持つ。

【００４２】 それとは対照的に、ポリアルファオレフィン（ＰＡＯ）原料油は、枝分かれ、
すなわち側鎖の数が少なく（約１）、その長さが長い。「自由炭素」の末端メチ
ルに対する比率は、実に１．１〜１．７の範囲である。

【００４３】 このＦＣＩについて、さらに下記に説明する。基材油は、^１３ＣＮＭＲの４０
０ＭＨｚ分光計を用いて分析する。炭素数がＣ_９以上のすべてのノルマルパラフ
ィンには、不等価ＮＭＲ吸収が５つしかないが、それはそれぞれ分子末端のメチ
ル（α）、分子末端から見て２位、３位および４位のメチレン（それぞれβ、γ
、およびδ）、および共通の化学シフトを持つ主鎖に沿ったその他の炭素原子（
ε）に相当する。このα、β、γ、およびδの強度は、等しく、εの強度は分子
の長さに依存する。同様にイソパラフィンの主鎖の上にある側鎖も、独特の化学
シフトを持ち、側鎖の存在によってそれが結合している主鎖上の第三級炭素原子
（分岐点）に独特のシフトが生じる。さらにまたこれによりこの分岐点から３炭
素以内の化学部位が動揺し、独特の化学シフト（α’、β’、γ’）が生じる。

【００４４】 この自由炭素指数（ＦＣＩ）は、基材油の^１３ＣＮＭＲスペクトルの全炭素種
から測定されたεメチレン基をＡＳＴＭ法２５０２により計算して求めた基材油
の平均炭素数で割り、１００で割ったものの％である。これをさらに図１に示す
が、ここには８〜２（Ａ＝８，Ｂ＝４，Ｃ＝２）までのＦＣＩを持つ３種の化合
物が示されている。この図１において、０は分岐／末端近くの炭素であり、１〜
８は自由炭素原子である。従って例えばＡのＦＣＩは、（８／２６）ｘ１００）
ｘ（２６／１００）＝８と計算される。

【００４５】 極めて低い転換レベル（＜１０％）後であっても、εの値は、ほぼ５０％近く
落ち、側鎖の比率が大きく増加する。実際厳しい異性化（３７０℃−での＞７０
％の転換）と溶剤脱蝋を行った製品で見られるよりも増加は大きい。側鎖の増加
は、殆どすべてメチル側鎖である。末端基の％は、遙かに大きく、末端から２番
目あるいは３番目の炭素のメチル基との差は、大きく減少する。付け加えられた
側鎖のうちほぼ３５％は、最後の４つの末端炭素原子に結合している。

【００４６】 図２〜４は、自由炭素指数（ＦＣＩ）、流動点、一分子当たりの平均側鎖数、
１００°Ｆでの基材油の粘度（ＳＵＳ）の関係を示すものである。

【００４７】 図２は、流動点が一定の時、溶剤脱蝋基材油（▲）のＦＣＩは、接触脱蝋基材
油のＦＣＩよりも低いことを示す。図２からさらにゼオライトがより酸性の成分
、シリカ／アルミナ（□）と混合されユニット化触媒を形成すると、より酸性の
少ない成分、アルミナ（●）と比較し、流動点が減少するにつれＦＣＩがはるか
に低い値に減少することが分かる。

【００４８】 図３は、ＦＣＩが一定の時、より酸性である成分シリカ／アルミナ（●）と混
合したゼオライトからなるユニット化触媒を使用すると、一分子当たりの平均側
鎖数は、水素接触脱蝋基材油の方が溶剤脱蝋から得た基材油（−２０℃：◆、−
２７℃と−３７℃：◇）のものよりも低いことを示す。図３からさらに酸性の低
い成分、アルミナ（△）と混合したゼオライトからなるユニット触媒を使用して
得た基材油は、溶剤脱蝋から得たものよりもＦＣＩが高いことがわかる。

【００４９】 図４は、自由炭素指数（ＦＣＩ）と基材油粘度（１００°Ｆ、ＳＵＳ）との関
係を表し、溶剤脱蝋と接触脱蝋間の差が示されている。△はＴＯＮ／ アルミナ
、▲は−２７℃、−３７℃の溶剤脱蝋、◆は約−２０℃の溶剤脱蝋を、そして●
はＴＯＮ／シリカ−アルミナを示す。

【００５０】 下記の実施例を用いて本発明をさらに解説するが、これらの実施例は、本発明
を限定するものではない。 実施例１ 本実施例では、油含有量が１０．７％の１５０ＮスラックワックスをＫＦ−８
４０触媒を用いて、ＬＨＳＶ１．０ｖ／ｖ／ｈｒ、処理水素ガス量２５００ｓｃ
ｆＨ２／ｂｂｌ、水素圧１０００ｐｓｉｇおよび温度３６５℃にて一連の運転を
行い水素化処理した。以上の条件下でストリップ処理した生成物の窒素含有量は
、４ｗｐｐｍ未満であった。ストリップ処理したこの生成物をついで０．３重量
％のプラチナ／Ｆ／アルミナ触媒と表１に記載の条件下で接触させ、一連の蝋状
異性化物を製造した。それらの物性を表２に示す。これらの蝋状異性化物をメチ
ルエチルケトン／メチルイソブチルケトン（体積比５０／５０）を油／溶剤比１
対３で用いて−２１℃の溶剤脱蝋を行い、Ｈｉｔｅｃ ４３４（Ｅｔｈｙｌ Ｃ
ｏｒｐ社）を、油対アドパックを３対１（重量比）の範囲で用いて自動変速機油
として調合した。各ブレンドの物性を表２に示す。表２からは、また３７０℃−
での転換が２４から７５％へと増加するにつれ、供給原料に基づく収率が５１か
ら１１重量％へと減少することがわかる。この表からまた転換率の増加につれ−
４０℃でのブルックフィールド粘度が１２６８０から４４８０ｃＰへと減少する
ことがわかる。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】 実施例２ 本実施例では、実施例１のように水素化処理しストリップした供給原料を用い
て一連の運転を行った。供給原料を実施例１で用いたのと同じ触媒を用いて処理
し、表１のラン３の欄に記載の条件下で３７０℃−で３５％転換を行い異性化物
を得た。

【００５４】 この異性化生成物を３７０℃＋でストリップしついで実施例１に記載のように
溶剤脱蝋してラン３で得たものと類似の物性を持つ基材油を得た。その後この生
成物を３つのバッチに分け０．３％プラチナをフッ素化アルミナ（１．０％フッ
素担持アルミナ）上に担持したものを含有する異性化触媒７５％と２５％パラジ
ウム／シータ−１ゼオライト（異性化Ｈ^＋形（Ｓｉ／Ａｌ比＝６０））をブレン
ドしたものを含有する水素接触脱蝋触媒上で別々に（ラン５〜ラン７）処理した
。それらの条件を表３に示す。

【００５５】

【表３】

【００５６】 水素接触脱蝋生成物の物性を表４に示す。

【表４】

【００５７】 この水素接触脱蝋基材油を実施例１のようにＡＴＦ（自動変速機油）として調
合した。表４の調合基材油の物性を表５にニューヨーク州、Ｍｏｂｉｌ Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから発売されているＰＡＯの物性と共に示す。

【００５８】

【表５】

【００５９】 驚くべき事にブルックフィールド粘度がもっとも低いブレンドは、もっとも条
件の緩い水素接触脱蝋行程から得た基材油を含有するものである。基材油５のＦ
ＣＩは、２．６２であり、この製品の卓越した物性とこの原料油の独自の特性を
示している。

【００６０】 実施例３ 本実施例では、６００ＮのスラックワックスをＮｉ／Ｍｏアルミナ触媒（ＫＦ
-８４０）により表６に記載の水素化処理条件のもとに水素化処理して蝋状異性 化全液体生成物を得た。窒素と硫黄含量は、２ｗｐｐｍ未満に低下した。

【００６１】 水素化処理とストリッピングから得た全液体生成物を表６に記載の水素異性化
条件の下でフッ素化アルミナ（０．３重量％のプラチナ／１．０重量％のＦ／ア
ルミナ）上に通した。これらの条件から３７０℃で１７．５％の転換率で蝋状の
異性化物が得られた。この生成物をストリップして３７０℃−物を除去しついで
溶剤脱蝋した。一連の運転においてこのようにして製造された異性化物を、表７
に記載の条件のもとで混合粉末脱蝋触媒（０．２５重量％パラジウムシータ１（
ＴＯＮ）／０．３重量％プラチナ／１．０重量％Ｆ／アルミナ）を用いて水素接
触脱蝋に付した。ストリッピングにより３７０℃物を除去した後、生成物は、表
７に示す諸物性を示した。

【００６２】

【表６】

【００６３】

【表７】

【図面の簡単な説明】

【図１】 それぞれ異なる自由炭素指数（ＦＣＩ）（ＡがＦＣＩ＝８、ＢがＦＣＩ＝４、
ＣがＦＣＩ＝２）を持つ３つのイソパラフィンを図示する。

【図２】 自由炭素指数に対し流動点（℃）をプロットした図である。

【図３】 自由炭素指数に対し側鎖の数をプロットした図である。

【図４】 基材油の粘度（１００°Ｆ、ＳＵＳ）に対し自由炭素指数をプロットした図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１０Ｇ 35/095 Ｃ１０Ｇ 35/095 45/00 45/00 45/02 45/02 (72)発明者 コディ，イアン，アルフレッド アメリカ合衆国，ルイジアナ州 70809， バトンルージュ，ウレンウッド ボウレバ ード 7942シー (72)発明者 シルバーナゲル，ベルナルド，ジョージ アメリカ合衆国，ニュージャージー州 08801，アナンデイル，ダートマウス ロ ード ７ Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC14 BC51 BD60 BE20 4H029 CA00 DA00 DA09 DA11 DA13

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）供給原料をその硫黄と窒素含有量を減少させるために
   水素化処理条件下で水素化処理するステップと、 （ｂ）水素化処理した供給原料を水素異性化条件の下で水素異性化し、供給原
   料中のワックス含量を約４０重量％未満に減少させるステップと、 （ｃ）約３４０℃以上の沸点を持つ潤滑油留分を得るためにステップ（ｂ）で
   水素異性化した供給原料を分離するステップと、 （ｄ）ステップ（ｃ）の潤滑油留分を水素接触脱蝋条件の下で、脱蝋触媒上に
   担持した少なくとも一つの活性金属水素化成分と非晶質水素異性化触媒上に担持
   した少なくとも一つの活性金属水素化成分を含有する触媒により処理するステッ
   プとを含有する、 ５０重量％以上のワックスを含有する供給原料から潤滑用基材油を製造する方
   法。
2. 【請求項２】 ステップ（ｄ）の触媒は、１０員環一方向細孔無機酸化物モ
   レキュラーシーブ上に担持された少なくとも一つの活性金属水素化成分と、耐火
   性金属酸化物およびドーパント含有耐火性金属酸化物から選択された異性化成分
   上に担持された、少なくとも一つの活性金属水素化成分を含有する非晶質異性化
   触媒とを含有する脱蝋触媒を含有するユニット化粉末ペレット触媒であることを
   特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 前記の非晶質異性化触媒は、約０．３〜約２．５の酸性度を
   持ち、該酸性度は、この異性化触媒が２−メチルペント−２−エンを３−メチル
   ペント−２−エンおよび４−メチルペント−２−エンに転換する能力によって決
   定され、３−メチルペント−２−エンおよび４−メチルペント−２−エンのモル
   比で表されることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】 ステップ（ｃ）の潤滑油留分は、ステップ（ｄ）での処理の
   前にまず溶剤脱蝋されることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 前記の活性金属成分は、第ＶＩＢ族あるいは第ＶＩＩＩ族金
   属の少なくとも一つであることを特徴とする請求項３記載の方法。
6. 【請求項６】 前記の潤滑用基材油は、少なくとも７５重量％のイソパラフ
   ィンを含有していることを特徴とする請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】 （ａ）蝋状供給原料をその硫黄と窒素含有量を低下させるに
   充分な水素化処理条件下で水素化処理し、水素化処理した供給原料を製造するス
   テップと、 （ｂ）水素化処理した供給原料を供給原料中のワックス含量を約３５重量％以
   下に減少させるに十分な水素異性化条件の下で水素異性化するステップと、 （ｃ）ステップ（ｂ）で水素異性化した供給原料を分離し、沸点が約３４０℃
   以上である潤滑油留分を得るステップと、 （ｄ）この潤滑油留分をその流動点が約＋１０℃〜約−２０℃へと降下するよ
   う溶剤脱蝋し、脱蝋供給原料を得るステップと、 （ｅ）脱蝋供給原料を、水素接触脱蝋条件の下で、１０員環一方向性細孔無機
   酸化物モレキュラーシーブ上に担持した少なくとも一つの活性金属成分と、耐火
   性金属酸化物およびドーパント含有耐火性金属酸化物から選択された異性化成分
   上に担持された少なくとも一つの活性金属成分を含有するユニット化粉末ペレッ
   ト触媒により、処理するステップとを含有する、 ５０重量％以上のワックスを含有する供給原料から潤滑用基材油を製造する方
   法。
8. 【請求項８】 自由炭素指数が約１０未満であるイソパラフィンを少なくと
   も約７５重量％含有し、このイソパラフィンの脂肪族鎖の少なくとも７５％がメ
   チル基である潤滑用基材油。
9. 【請求項９】 前記の自由炭素指数は、５未満であることを特徴とする請求
   項８の基材油。
10. 【請求項１０】 前記自由炭素指数と末端メチル基との比が１．５〜４．０
    の範囲であることを特徴とする請求項９の基材油。