JP4796508B2 - Hydroisomerization using sulfurized catalyst - Google Patents

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Description

本出願は、表題「事前硫化触媒を使用する水素化異性化法(Hydroisomerization Processes Using Pre−Sulfided Catalysts)」で出願された、米国特許出願第10/747152号(整理番号005950−826)に関連し、参照によりその全体を本明細書に援用する。   This application is related to US patent application Ser. No. 10 / 747,152 (Docket No. 005950-826) filed under the title “Hydroisomerization Process Using Pre-Sulfided Catalysts”. Which is incorporated herein by reference in its entirety.

本発明は一般に、フィッシャー−トロプシュ由来の潤滑基油の製造に関する。より具体的には、本発明は、高粘度指数及び低流動点を有する潤滑基油を、高い収率で製造するための、硫化された形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒を使用することを対象とする。   The present invention relates generally to the production of a Fischer-Tropsch derived lubricating base oil. More specifically, the present invention uses a sulfurized shape-selective medium pore size noble metal-containing molecular sieve catalyst to produce a lubricating base oil having a high viscosity index and a low pour point in high yield. Is targeted.

高品質潤滑基油を大量に製造する精製操作が望ましい。最新の機械及び自動車の運転における高品質潤滑基油の製造に対する精油業者に置かれる要求が増加している。多くの精製工程は、潤滑基油生成物の製造を犠牲にして、軽質グレードの生成物を大量に製造する傾向にある。   Refining operations that produce large quantities of high quality lubricating base oils are desirable. There is an increasing demand placed on refiners for the production of high-quality lubricating base oils in the operation of modern machines and automobiles. Many refining processes tend to produce light grade products in large quantities at the expense of producing lubricating base oil products.

当技術分野では、水素化異性化法を用いて潤滑基油を製造することがよく知られている。例えば、米国特許第5135638号及び第5082986号には、ワックス質供給原料を水素化異性化する高い形状選択的触媒が開示されている。米国特許第5135638号には、水素化異性化脱ワックスを低圧にし、かつ、液体の時間当たり空間速度を低減することにより、異性化選択性が向上し、これに伴って、供給原料がより多く異性化し、かつ、より少なく分解することになり、これによって、収率が向上することが開示されている。したがって、米国特許第5135638号には、水素化異性化法を実施する際の圧力を低下することにより、得られる潤滑基油生成物の収率が向上し得ることが開示されている。   It is well known in the art to produce lubricating base oils using hydroisomerization processes. For example, US Pat. Nos. 5,135,638 and 5,082,986 disclose highly shape selective catalysts for hydroisomerizing waxy feedstocks. US Pat. No. 5,135,638 improves the isomerization selectivity by lowering the hydroisomerization dewaxing and reducing the liquid hourly space velocity, which results in more feedstock. It is disclosed that it will isomerize and decompose less, thereby improving yields. Thus, US Pat. No. 5,135,638 discloses that the yield of the resulting lubricating base oil product can be improved by lowering the pressure when carrying out the hydroisomerization process.

当技術分野ではまた、水素化異性化法には卑金属触媒及び貴金属触媒を使用することがよく知られている。これらの触媒は、モレキュラーシーブ担体上で使用し得る。一例として、米国特許第5885438号には、供給原料中に存在するワックス質パラフィンを、水素の存在下及び低酸性度大細孔ゼオライト異性化触媒の存在下で異性化により、接触脱ワックスすることを含む、ワックス質炭化水素供給原料から高粘度指数潤滑剤を製造する方法が開示されている。米国特許第5885438号の触媒は、Ptなどの貴金属水素化異性化触媒を含んでいる。米国特許第5885438号にはさらに、白金又はパラジウム触媒が良好な水素化活性を有することが開示されているが、イオウの不存在下においてのみである。   It is also well known in the art to use base metal catalysts and noble metal catalysts for hydroisomerization processes. These catalysts can be used on molecular sieve supports. As an example, US Pat. No. 5,885,438 describes the catalytic dewaxing of waxy paraffins present in the feedstock by isomerization in the presence of hydrogen and in the presence of a low acidity large pore zeolite isomerization catalyst. A method of producing a high viscosity index lubricant from a waxy hydrocarbon feedstock is disclosed. The catalyst of US Pat. No. 5,885,438 includes a noble metal hydroisomerization catalyst such as Pt. US Pat. No. 5,885,438 further discloses that platinum or palladium catalysts have good hydrogenation activity, but only in the absence of sulfur.

ワックス質炭化水素供給原料から高い収率の高品質潤滑基油を製造する、効果的で効率的な方法の必要性が残されている。   There remains a need for an effective and efficient process for producing high yields of high quality lubricating base oils from waxy hydrocarbon feedstocks.

本発明の実施形態は、ワックス質炭化水素供給原料から高い収率の潤滑基油を製造する方法を対象とする。一実施形態では、この方法は、硫化された触媒を提供するために、形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒を操業中に硫化することを含む。潤滑基油を製造するために、ワックス質炭化水素供給原料が、水素化異性化条件においてこの硫化された触媒と接触させることにより水素化異性化される。この硫化された触媒は、任意選択で再硫化することができる。   Embodiments of the present invention are directed to a method of producing a high yield of lubricating base oil from a waxy hydrocarbon feedstock. In one embodiment, the method includes sulfiding a shape selective medium pore size noble metal-containing molecular sieve catalyst during operation to provide a sulfided catalyst. To produce a lubricating base oil, the waxy hydrocarbon feedstock is hydroisomerized by contacting it with the sulfurized catalyst under hydroisomerization conditions. This sulfurized catalyst can optionally be resulfurized.

他の実施形態では、この方法は、硫化された触媒を提供するために、形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒を事前硫化することを含む。このワックス質炭化水素供給原料を、水素化異性化条件において硫化された触媒と接触させる。この硫化された触媒は再硫化される。潤滑基油が単離される。   In other embodiments, the method includes presulfiding a shape selective medium pore size noble metal-containing molecular sieve catalyst to provide a sulfurized catalyst. This waxy hydrocarbon feed is contacted with a sulfided catalyst at hydroisomerization conditions. This sulfurized catalyst is resulfurized. A lubricating base oil is isolated.

本発明の方法によれば、驚くべきことに、形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒を硫化することにより、水素化分解に対して水素化異性化の選択性が改善され、これによって、製造される潤滑基油の収率が上昇することが見出された。したがって、ワックス質炭化水素供給原料を硫化された形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒と接触させることにより、高い収率の高品質潤滑基油がもたらされる。   According to the method of the present invention, surprisingly, the selectivity of hydroisomerization over hydrocracking is improved by sulfiding the shape selective medium pore noble metal containing molecular sieve catalyst, thereby producing It has been found that the yield of lubricating base oil is increased. Thus, contacting a waxy hydrocarbon feedstock with a sulfurized shape selective medium pore noble metal-containing molecular sieve catalyst provides a high yield of high quality lubricating base oil.

触媒の硫化
触媒が硫化された場合は、形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒の水素化異性化の選択性(分解反応に対して異性化反応が優先する)が改善されることを見出した。本発明によれば、この触媒は、水素化異性化反応の前に、又は反応中に硫化することができる。貴金属は、腐食又は酸化に抵抗性のある任意の金属である。貴金属を含有する触媒は、貴金属を含有する任意の触媒である。貴金属触媒は、白金、パラジウム、及びこれらの混合物を含む。
Catalyst sulfidation When the catalyst was sulfidized, it was found that the hydroselectivity of the shape-selective mesoporous noble metal-containing molecular sieve catalyst was improved (the isomerization reaction has priority over the decomposition reaction). . According to the present invention, the catalyst can be sulfided prior to or during the hydroisomerization reaction. A noble metal is any metal that is resistant to corrosion or oxidation. A catalyst containing a noble metal is any catalyst containing a noble metal. Precious metal catalysts include platinum, palladium, and mixtures thereof.

本発明によれば、水素化異性化法を実施するための、この形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒は硫化される。この触媒は、水素化異性化法中の種々の段階で硫化することができる。この触媒は、水素化異性化反応に先立って硫化してもよい。本発明によれば、水素化異性化法を実施する反応器中にワックス質供給原料を導入する前に行われる場合は、硫化方法は触媒の「事前硫化」と称される。水素化異性化反応が開始された後で行われる場合は、硫化方法は「操業中の硫化」と称される。この操業中の硫化法は、硫化に必要なイオウを含む水素化異性化法用の供給原料を用いて、水素化異性化法と同時に実施することができる。別の方法では、この操業中の硫化法は、水素化異性化反応工程を休止し、触媒を硫化し、次いで水素化異性化反応工程を再開することにより実施してもよい。水素化異性化法を休止する場合は、触媒の硫化は、触媒の事前硫化に使用されるのと同じ技法により実施し得る。最初に事前硫化された、又は操業中に硫化するステップで先に硫化された触媒が、次いで再び硫化法にかけられる場合は、硫化方法は、「再硫化」と称される。この再硫化は、水素化異性化法と同時に、又は操業中の硫化に対して上で述べたように、水素化異性化法を休止することにより実施することができる。本発明によれば、触媒は好ましくは事前硫化される。   According to the present invention, this shape selective medium pore noble metal-containing molecular sieve catalyst for carrying out the hydroisomerization process is sulfurized. This catalyst can be sulfided at various stages during the hydroisomerization process. This catalyst may be sulfided prior to the hydroisomerization reaction. According to the present invention, the sulfiding process is referred to as “pre-sulfiding” of the catalyst if it is carried out before introducing the waxy feed into the reactor in which the hydroisomerization process is carried out. If performed after the hydroisomerization reaction has been initiated, the sulfidation process is referred to as “operational sulfidation”. This in-operation sulfidation process can be carried out simultaneously with the hydroisomerization process using a feedstock for the hydroisomerization process that contains sulfur required for sulfidation. Alternatively, this in-service sulfidation process may be carried out by pausing the hydroisomerization reaction step, sulfiding the catalyst, and then restarting the hydroisomerization reaction step. When the hydroisomerization process is halted, the sulfidation of the catalyst can be performed by the same technique used for presulfiding the catalyst. If a catalyst that was first pre-sulfided or previously sulfided in the step of sulfiding during operation is then subjected again to the sulfidation process, the sulfidation process is referred to as “resulfurization”. This resulfurization can be carried out simultaneously with the hydroisomerization process or by suspending the hydroisomerization process as described above for in-service sulfidation. According to the invention, the catalyst is preferably presulfided.

本発明によれば、形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒の硫化は、当業者には知られている触媒を硫化する技法により実施することができる。一例として、この触媒は、通常は水素の存在下で、触媒を、イオウを含有する種と接触させることにより硫化することができる。水素と、硫化水素、二硫化炭素又はブチルメルカプタンなどのメルカプタンとの混合物が通常硫化に使用される。硫化は、触媒を水素及び酸性灯油又はガス油などのイオウ含有炭化水素油(非強化供給原料と呼ばれる)と接触させるにより実施することができ、或いはワックス質炭化水素供給原料に活性イオウを添加することにより実施することができる(イオウ強化供給原料と称される)。   According to the present invention, the sulfiding of the shape selective medium pore size noble metal-containing molecular sieve catalyst can be carried out by techniques for sulfiding catalysts known to those skilled in the art. As an example, the catalyst can be sulfided by contacting the catalyst with a sulfur-containing species, usually in the presence of hydrogen. Mixtures of hydrogen and mercaptans such as hydrogen sulfide, carbon disulfide or butyl mercaptan are usually used for sulfiding. Sulfurization can be performed by contacting the catalyst with hydrogen and a sulfur-containing hydrocarbon oil such as acid kerosene or gas oil (referred to as non-reinforced feedstock) or by adding active sulfur to the waxy hydrocarbon feedstock. (Referred to as sulfur-enriched feedstock).

詳細には、事前硫化は、当業者にはよく知られている技法により実施することができる。固定床反応器システム用の新たな触媒投入物を、in situでそれぞれの運転開始時に事前硫化するために、手順が当業者により開発されてきた。これらの手順は、通常、反応器容器中で、ガス加熱ステップ及び触媒乾燥ステップに続いて、始動油に触媒を濡らす/浸漬し、続いて、非強化(non−spiked)供給原料(天然起源のイオウ化合物を含有する供給原料)、或いはイオウ強化(spiked)供給原料(活性イオウ化合物が添加された供給原料)を使用するステップで硫化することを含んでいる。或いは、この硫化ステップは、触媒を気相で硫化するために、H/HSを使用することができる。当技術分野で知られている例示的な硫化技法は、1982年5月のAmsterdamの触媒シンポジウムにおいて、Harman Hallieにより論じられ、1982年12月20日にOil and Gas Journalの発行物に発表された。他の記述が、William J.Tuzynskiにより1989年NPRA会議で発表された、表題「市販の事前硫化剤の特性と用途(Properties and Application of Commercial Presulfiding Agents)」の論文に見られる。 Specifically, presulfiding can be performed by techniques well known to those skilled in the art. Procedures have been developed by those skilled in the art to presulfide new catalyst charges for a fixed bed reactor system at each start of operation in situ. These procedures usually involve wetting / immersing the catalyst in the starter oil, followed by a gas heating step and a catalyst drying step, followed by a non-spiked feedstock (natural origin). Sulfurization in a step using a sulfur-containing feedstock), or a sulfur-enriched feedstock (a feedstock to which an active sulfur compound has been added). Alternatively, this sulfidation step can use H 2 / H 2 S to sulfidize the catalyst in the gas phase. Exemplary sulfidation techniques known in the art were discussed by Harman Hallie at the Amsterdam catalyst symposium in May 1982 and published in the publication of Oil and Gas Journal on December 20, 1982. . Other descriptions are described in William J .; It can be found in the paper entitled “Properties and Applications of Commercial Presulding Agents” published by Tuzynski at the 1989 NPRA conference.

本発明の実施形態によれば、この触媒の硫化には、触媒に含有される貴金属、好ましくは、白金及び/又はパラジウムの1モル当たり、少なくとも1モルのイオウを添加することが含まれる。この貴金属は、形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒内に分散される。触媒中の金属のモル数は、触媒のグラム数かける金属の重量パーセント、を金属の分子量で割る算出により計算されることは、当業者には理解されよう。好ましい実施形態では、イオウ対貴金属のモル比は少なくとも3:1である。この実施形態の一例では、事前硫化処理ステップで十分なイオウの添加により、少なくとも2:1のイオウ対貴金属のモル比という結果になる。水素化異性化法の過程中に、触媒に追加のイオウを加えることにより、少なくとも3:1のイオウ対貴金属のモル比になる。他の実施形態では、この比は5:1である。   According to an embodiment of the present invention, the sulfiding of the catalyst includes adding at least 1 mole of sulfur per mole of noble metal, preferably platinum and / or palladium, contained in the catalyst. This noble metal is dispersed in a shape selective medium pore size noble metal-containing molecular sieve catalyst. Those skilled in the art will appreciate that the number of moles of metal in the catalyst is calculated by calculating the number of grams of catalyst multiplied by the metal weight percent divided by the molecular weight of the metal. In a preferred embodiment, the molar ratio of sulfur to noble metal is at least 3: 1. In one example of this embodiment, sufficient sulfur addition in the presulfidation step results in a sulfur to noble metal molar ratio of at least 2: 1. During the course of the hydroisomerization process, the addition of additional sulfur to the catalyst results in a sulfur to noble metal molar ratio of at least 3: 1. In other embodiments, the ratio is 5: 1.

一般に、非強化供給原料を使用する事前硫化技法は、イオウ化合物のHSへの分解を含み、この場合、このイオウ化合物は、選択される始動用炭化水素供給原料中に天然に存在する。これらの技法の反応器温度は、一般に約300〜350℃(572〜662°F)の範囲にある。対照的に、強化供給原料を使用する事前硫化技法は、選択される始動用炭化水素供給原料中に活性なイオウ含有有機化合物を注入することにより実施することができ、注入された化合物は、天然起源のイオウ化合物(存在する場合は)を分解するのに必要な温度より低い温度でHSに分解する。好ましい強化剤は、硫化ジメチル及び二硫化ジメチルであり、それは、これらの化合物が約250〜275℃の範囲の温度で硫化手法を実施するのを可能にするからである。 In general, presulfidation techniques using unreinforced feedstocks involve the decomposition of sulfur compounds to H 2 S, where the sulfur compounds are naturally present in the selected starting hydrocarbon feed. The reactor temperature for these techniques is generally in the range of about 300-350 ° C (572-662 ° F). In contrast, presulfidation techniques using fortified feeds can be performed by injecting active sulfur-containing organic compounds into selected starting hydrocarbon feeds, where the injected compounds are natural Decomposes to H 2 S at a temperature below that required to decompose the originating sulfur compound (if present). Preferred tougheners are dimethyl sulfide and dimethyl disulfide because these compounds allow the sulfurization procedure to be performed at temperatures in the range of about 250-275 ° C.

事前硫化及び始動の手法は、ワックス質炭化水素供給原料の元の品質、及び硫化反応及び水素化反応が触媒ペレットの内部に有害な温度条件を生じさせないように、反応器温度条件が維持されるように調整される。こうした有害な温度条件は、炭素の堆積又は金属の焼結を生じさせる可能性があり、これらは共に触媒活性度を低下させ、したがって望ましくない。最初の触媒コンディショニング及び硫化期間の間に起こる水素化反応の激しさは、最初のワックス質炭化水素供給原料の品質(例えば、イオウ含量)及び反応器温度により制限され、これは硫化反応が減弱するか又は本質的に停止するまで持続する。最新技術は、in situでの事前硫化を約200℃(392°F)未満の温度で開始させ、温度が約300℃(572°F)を超える前に完了させることを可能にする。   The presulfidation and start-up approach maintains the reactor quality conditions so that the original quality of the waxy hydrocarbon feedstock and the sulfurization and hydrogenation reactions do not create deleterious temperature conditions inside the catalyst pellets. To be adjusted. These deleterious temperature conditions can result in carbon deposition or metal sintering, both of which reduce catalyst activity and are therefore undesirable. The intensity of the hydrogenation reaction that occurs during the initial catalyst conditioning and sulfidation period is limited by the quality of the initial waxy hydrocarbon feed (eg, sulfur content) and reactor temperature, which attenuates the sulfidation reaction. Or until it essentially stops. State-of-the-art technology allows in-situ presulfidation to be initiated at temperatures below about 200 ° C. (392 ° F.) and completed before the temperature exceeds about 300 ° C. (572 ° F.).

触媒を反応器に投入する前に、イオウ化合物(例えば、米国特許第5786293号に記載されたように多硫化物)で含浸することにより触媒を前処理する技法が知られている。これはex situ事前硫化と称される。ex situ事前硫化を用いる場合は、この触媒は、始動手順の間に反応器内でin situで、さらに乾燥、湿潤及び金属硫化物への転換を受ける必要があり得る。高温及び水素圧力において操作される操業中の反応器に添加される触媒の新たなバッチを、ex situで事前硫化する経済的な方法が米国特許出願第2002/0043483号に開示されており、その全体を参照により本明細書に援用する。   Techniques are known for pretreating a catalyst by impregnating it with a sulfur compound (eg, a polysulfide as described in US Pat. No. 5,786,293) prior to charging the catalyst into the reactor. This is called ex situ presulfidation. When using ex-situ presulfidation, the catalyst may need to undergo further drying, wetting and conversion to metal sulfides in situ in the reactor during the startup procedure. An economical method for presulfiding a new batch of catalyst added to an operating reactor operated at high temperature and hydrogen pressure ex situ is disclosed in US Patent Application No. 2002/0043483, which The entirety of which is incorporated herein by reference.

ワックス質炭化水素供給原料
本発明による水素化異性化法に有用な供給原料は、ガス油、潤滑油原料、合成油、フィッシャー−トロプシュ由来のワックス、オリゴマー化フィッシャー−トロプシュ由来のオレフィン、ワックス下油、粗ワックス、脱油ワックス、直鎖α−オレフィンワックス、微晶ワックス、及びこれらの混合物を含めたワックス質炭化水素である。好ましい供給原料は、フィッシャー−トロプシュ由来のワックス、粗ワックス、脱油ワックス、直鎖α−オレフィンワックス、及びオリゴマー化フィッシャー−トロプシュ由来のオレフィンである。特に好ましい供給原料はフィッシャー−トロプシュ由来のワックスである。
Waxy hydrocarbon feedstocks Useful feedstocks for the hydroisomerization process according to the present invention include gas oils, lubricating oil feedstocks, synthetic oils, Fischer-Tropsch derived olefins, oligomerized Fischer-Tropsch derived olefins, waxy bottom oil Waxy hydrocarbons, including crude waxes, deoiled waxes, linear alpha-olefin waxes, microcrystalline waxes, and mixtures thereof. Preferred feedstocks are Fischer-Tropsch derived wax, crude wax, deoiled wax, linear alpha-olefin wax, and oligomerized Fischer-Tropsch derived olefin. A particularly preferred feedstock is a Fischer-Tropsch derived wax.

本発明のいくつかの実施形態では、10ppm未満のイオウを含有するワックス質炭化水素供給原料を使用することが望ましい。したがって、高濃度のイオウ(10ppmを超える)を含有するワックス質炭化水素供給原料は、イオウを除去するために水素化異性化反応の前に好ましくは水素化処理される。したがって、低含量のイオウ、好ましくは10ppm未満のイオウを有するワックス質炭化水素供給原料が好ましい。これらの低イオウ供給原料としては、フィッシャー−トロプシュ由来のワックス、オリゴマー化フィッシャー−トロプシュ由来のオレフィン、直鎖α−オレフィンワックス、及び水素化処理された供給原料由来の粗ワックスがある。   In some embodiments of the present invention, it is desirable to use a waxy hydrocarbon feed containing less than 10 ppm sulfur. Thus, a waxy hydrocarbon feed containing high concentrations of sulfur (greater than 10 ppm) is preferably hydrotreated prior to the hydroisomerization reaction to remove sulfur. Accordingly, a waxy hydrocarbon feedstock having a low content of sulfur, preferably less than 10 ppm sulfur, is preferred. These low sulfur feedstocks include Fischer-Tropsch derived waxes, oligomerized Fischer-Tropsch derived olefins, linear alpha-olefin waxes, and hydrotreated crude waxes derived from feedstocks.

このワックス質炭化水素供給原料は、少なくとも10重量%のワックスを含有し、しばしば50重量%を超えるワックス、しばしば80重量%を超えるワックスを含有する。   The waxy hydrocarbon feedstock contains at least 10% by weight wax, often more than 50% by weight wax, often more than 80% by weight.

フィッシャー−トロプシュ合成
本発明のワックス質炭化水素供給原料は、好ましくはフィッシャー−トロプシュワックス質供給原料から誘導される。
Fischer-Tropsch Synthesis The waxy hydrocarbon feedstock of the present invention is preferably derived from a Fischer-Tropsch waxy feedstock.

フィッシャー−トロプシュ化学反応では、合成ガスを、反応性の高い条件下でフィッシャー−トロプシュ触媒と接触させることにより液体炭化水素に転換する。典型的には、合成ガスを供給するために、従来の合成ガス発生器によりメタン及び任意選択でより重質の炭化水素(エタン及びより重質)を送ることができる。一般に、合成ガスは、水素及び一酸化炭素を含有し、少量の二酸化炭素及び/又は水を含有し得る。合成ガス中の、イオウ、窒素、ハロゲン、セレン、リン及びヒ素汚染物の存在は望ましくない。こうした理由で、合成ガスの品質に応じて、フィッシャー−トロプシュ化学反応を行う前にイオウ及び他の汚染物を除去することが好ましい。これらの汚染物を除去する手段は、当業者にはよく知られている。例えば、イオウ不純物を除去するためには、ZnOガード床が好ましい。他の汚染物を除去する手段は、当業者にはよく知られている。この合成ガスをフィッシャー−トロプシュ反応器の前に精製して、合成ガス反応中に生成された二酸化炭素、及び前に除去されなかったいずれのさらなるイオウ化合物も除去することも望ましい。これは、例えば、合成ガスを充填カラム中で穏やかなアルカリ性溶液(例えば、炭酸カリウム水溶液)と接触させることにより実施することができる。   In a Fischer-Tropsch chemical reaction, synthesis gas is converted to a liquid hydrocarbon by contacting it with a Fischer-Tropsch catalyst under highly reactive conditions. Typically, methane and optionally heavier hydrocarbons (ethane and heavier) can be sent by a conventional syngas generator to supply synthesis gas. In general, synthesis gas contains hydrogen and carbon monoxide and may contain small amounts of carbon dioxide and / or water. The presence of sulfur, nitrogen, halogen, selenium, phosphorus and arsenic contaminants in the synthesis gas is undesirable. For these reasons, depending on the quality of the synthesis gas, it is preferable to remove sulfur and other contaminants before performing the Fischer-Tropsch chemistry. Means for removing these contaminants are well known to those skilled in the art. For example, a ZnO guard bed is preferred for removing sulfur impurities. Means for removing other contaminants are well known to those skilled in the art. It is also desirable to purify the synthesis gas prior to the Fischer-Tropsch reactor to remove the carbon dioxide produced during the synthesis gas reaction and any additional sulfur compounds that were not previously removed. This can be done, for example, by contacting the synthesis gas with a mild alkaline solution (eg, aqueous potassium carbonate) in a packed column.

フィッシャー−トロプシュ法では、HとCOの混合物を含有する合成ガスを、適当な温度及び圧力の反応性の高い条件下でフィッシャー−トロプシュ触媒と接触させることにより、液体及び気体状の炭化水素が形成される。フィッシャー−トロプシュ反応は、典型的には、約300〜700°F(149〜371℃)、好ましくは約400〜550°F(204〜228℃)の温度で;約10〜600ポンド/平方インチ絶対(0.7〜41バール)、好ましくは約30〜300ポンド/平方インチ絶対(2〜21バール)の圧力で;約100〜10000cc/g/時間、好ましくは約300〜3000cc/g/時間の触媒空間速度で実施される。フィッシャー−トロプシュタイプの反応を実施する条件の例は、当業者にはよく知られている。 In the Fischer-Tropsch process, liquid and gaseous hydrocarbons are obtained by contacting a synthesis gas containing a mixture of H 2 and CO with a Fischer-Tropsch catalyst under conditions of high reactivity at an appropriate temperature and pressure. It is formed. Fischer-Tropsch reactions are typically at temperatures of about 300-700 ° F (149-371 ° C), preferably about 400-550 ° F (204-228 ° C); about 10-600 pounds per square inch. Absolute (0.7-41 bar), preferably about 30-300 pounds per square inch absolute (2-21 bar) pressure; about 100-10000 cc / g / hour, preferably about 300-3000 cc / g / hour Of the catalyst space velocity. Examples of conditions for carrying out a Fischer-Tropsch type reaction are well known to those skilled in the art.

フィッシャー−トロプシュ合成法の生成物は、C〜C200+の範囲にあり、大部分はC〜C100+の範囲にある。この反応は、1つ又は複数の触媒床を備える固定床反応器、スラリー反応器、流動床反応器、又は異なる型の反応器の組合せなど、種々の反応器型中で実施することができる。こうした反応方法及び反応器は、よく知られており、文献に文書化されている。 Fischer-Tropsch synthesis products are in the C 1 -C 200+ range, most of which are in the C 5 -C 100+ range. This reaction can be carried out in various reactor types, such as a fixed bed reactor with one or more catalyst beds, a slurry reactor, a fluidized bed reactor, or a combination of different types of reactors. Such reaction methods and reactors are well known and documented in the literature.

本発明の実施に好ましいスラリーフィッシャー−トロプシュ法は、強い発熱合成反応に対して優れた熱(及び質量)伝達特性を利用しており、コバルト触媒を使用する場合は、比較的高分子量のパラフィン系炭化水素を生成することができる。スラリー法では、水素と一酸化炭素の混合物を含有する合成ガスが第3の相として、この反応条件下で液体である合成反応の炭化水素生成物を含有するスラリー液体中に分散及び懸濁された粒状フィッシャー−トロプシュタイプ炭化水素合成触媒を含むスラリーを通して上方にバブリングされる。水素対一酸化炭素のモル比は、約0.5〜約4の広範な範囲にあるが、より典型的には約0.7〜約2.75、好ましくは約0.7〜約2.5の範囲内にある。特に好ましいフィッシャー−トロプシュ法が、EP0609079に教示されており、すべての目的において、参照により本明細書に完全に援用する。   The preferred slurry Fischer-Tropsch process for the practice of the present invention utilizes excellent heat (and mass) transfer characteristics for a strongly exothermic synthesis reaction and, when a cobalt catalyst is used, a relatively high molecular weight paraffinic system. Hydrocarbons can be produced. In the slurry process, synthesis gas containing a mixture of hydrogen and carbon monoxide is dispersed and suspended as a third phase in a slurry liquid containing a hydrocarbon product of the synthesis reaction that is liquid under the reaction conditions. Up through a slurry containing a granular Fischer-Tropsch type hydrocarbon synthesis catalyst. The molar ratio of hydrogen to carbon monoxide ranges from about 0.5 to about 4, but more typically from about 0.7 to about 2.75, preferably from about 0.7 to about 2. Within the range of 5. A particularly preferred Fischer-Tropsch process is taught in EP0609079, which is hereby fully incorporated by reference for all purposes.

一般に、フィッシャー−トロプシュ触媒は、金属酸化物担体に担持された第VIII族遷移金属を含有する。この触媒は、貴金属助触媒(単数又は複数)及び/又は結晶性モレキュラーシーブを含むこともできる。適当なフィッシャー−トロプシュ触媒は、1種又は複数のFe、Ni、Co、Ru及びReを含み、コバルトが好ましい。好ましいフィッシャー−トロプシュ触媒は、適当な無機担体材料、好ましくは、1種又は複数の耐熱性の金属酸化物を含むものに担持された、有効量のコバルト及び1種又は複数のRe、Ru、Pt、Fe、Ni、Th、Zr、Hf、U、Mg及びLaを含む。一般に、触媒中に存在するコバルトの量は、総触媒組成物の約1と約50重量パーセントの間である。この触媒はまた、ThO、La、MgO、及びTiOなどの塩基性酸化物助触媒、ZrOなどの助触媒、貴金属(Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir)、硬貨金属(Cu、Ag、Au)、及び他のFe、Mn、Ni、及びReなどの遷移金属を含有することができる。適当な担体材料としては、アルミナ、シリカ、マグネシア及びチタニア又はこれらの混合物がある。コバルトを含有する触媒の好ましい担体はチタニアを含む。有用な触媒及びこれらの調製物は知られており、米国特許第4568663号に例示されているが、これは、触媒の選択に関連して例示的なものであり、非限定的なものとする。 In general, Fischer-Tropsch catalysts contain a Group VIII transition metal supported on a metal oxide support. The catalyst can also include noble metal promoter (s) and / or crystalline molecular sieves. Suitable Fischer-Tropsch catalysts include one or more of Fe, Ni, Co, Ru and Re, with cobalt being preferred. Preferred Fischer-Tropsch catalysts are effective amounts of cobalt and one or more Re, Ru, Pt supported on a suitable inorganic support material, preferably one comprising one or more refractory metal oxides. Fe, Ni, Th, Zr, Hf, U, Mg, and La. Generally, the amount of cobalt present in the catalyst is between about 1 and about 50 weight percent of the total catalyst composition. This catalyst also includes basic oxide promoters such as ThO 2 , La 2 O 3 , MgO, and TiO 2 , promoters such as ZrO 2 , noble metals (Pt, Pd, Ru, Rh, Os, Ir), coins It can contain metals (Cu, Ag, Au) and other transition metals such as Fe, Mn, Ni, and Re. Suitable carrier materials include alumina, silica, magnesia and titania or mixtures thereof. A preferred support for the cobalt containing catalyst comprises titania. Useful catalysts and their preparations are known and illustrated in US Pat. No. 4,568,663, which is illustrative and non-limiting in connection with catalyst selection. .

ある種の触媒は、比較的低から中位の連鎖成長の確率を提供し、この反応生成物は、比較的高い割合の低分子量(C2〜8)オレフィン及び比較的低い割合の高分子量(C30+)ワックスを含むことが知られている。ある種の他の触媒は、比較的高い連鎖成長確率を提供し、この反応生成物は、比較的低い割合の低分子量(C2〜8)オレフィン及び比較的高い割合の高分子量(C30+)ワックスを含むことが知られている。こうした触媒は、当業者にはよく知られており、容易に入手及び/又は調製することができる。 Certain catalysts provide a relatively low to moderate chain growth probability, and the reaction product has a relatively high proportion of low molecular weight (C 2-8 ) olefins and a relatively low proportion of high molecular weight ( C 30+ ) wax is known to contain. Certain other catalysts provide a relatively high chain growth probability, and the reaction product has a relatively low proportion of low molecular weight (C 2-8 ) olefins and a relatively high proportion of high molecular weight (C 30+ ). It is known to contain wax. Such catalysts are well known to those skilled in the art and can be readily obtained and / or prepared.

フィッシャー−トロプシュ法からの生成物は、主にパラフィンを含有する。フィッシャー−トロプシュ反応からの生成物は、一般に、軽質反応生成物及びワックス質反応生成物を含む。この軽質反応生成物(すなわち、凝縮物分画)は、約700°F未満で沸騰する(例えば、テールガスから中間留分燃料まで)、約C30に達するまでをしだいに減少する量で含む、主にC〜C20の範囲の炭化水素を含む。このワックス質反応生成物は、約600°Fを超えて沸騰する(例えば、真空ガス油から重質パラフィンまで)、C10に到るまでをしだいに減少する量で含む、主にC20+の範囲の炭化水素を含む。 The product from the Fischer-Tropsch process contains mainly paraffin. The products from the Fischer-Tropsch reaction generally include light and waxy reaction products. This light reaction product (ie, the condensate fraction) boils below about 700 ° F. (eg, from tail gas to middle distillate fuel) and includes an amount that gradually decreases until about C 30 is reached. mainly comprising hydrocarbons ranging from C 5 -C 20. This waxy reaction product will boil above about 600 ° F. (eg, from vacuum gas oil to heavy paraffin), and will contain decreasing amounts until it reaches C 10 , mainly C 20+ . Includes a range of hydrocarbons.

軽質反応生成物及びワックス質生成物は共に、実質上パラフィン系である。このワックス質生成物は、一般に、70重量パーセントを超える直鎖パラフィン、しばしば80重量パーセントを超える直鎖パラフィンを含む。この軽質反応生成物は、有意の割合のアルコール及びオレフィンを含有するパラフィン系生成物を含む。場合により、この軽質反応生成物は50重量パーセント、及びさらにより多くのアルコール及びオレフィンを含むことがある。本発明の方法の供給原料として使用されるのは、ワックス質反応生成物(すなわち、ワックス分画)である。   Both the light reaction product and the waxy product are substantially paraffinic. The waxy product generally contains more than 70 weight percent linear paraffins, often more than 80 weight percent linear paraffins. This light reaction product comprises a paraffinic product containing a significant proportion of alcohol and olefin. In some cases, the light reaction product may contain 50 weight percent, and even more alcohol and olefin. The waxy reaction product (ie, wax fraction) is used as the feedstock for the process of the present invention.

本発明によれば、潤滑基油は、ワックス質フィッシャー−トロプシュ反応生成物を水素化異性化することにより調製することができる。ワックス質フィッシャー−トロプシュ反応生成物から潤滑基油の調製に使用し得る他の方法としては、ハイドロトリーティング、オリゴマー化、溶剤脱ワックス、常圧及び減圧蒸留、水素化分解、ハイドロフィニッシング、及び他の形態の水素化処理法がある。   According to the present invention, a lubricating base oil can be prepared by hydroisomerizing a waxy Fischer-Tropsch reaction product. Other methods that can be used to prepare lubricating base oils from waxy Fischer-Tropsch reaction products include hydrotreating, oligomerization, solvent dewaxing, atmospheric and vacuum distillation, hydrocracking, hydrofinishing, and others There is a hydroprocessing method of the form.

水素化異性化
本発明によれば、ワックス質炭化水素供給原料は、硫化された形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒を用いた水素化異性化法にかけられる。水素化異性化は、分子構造への分枝の選択的付加により、潤滑基油の低温流動性を改善することが意図される。水素化異性化は、理想的には、分解による転換を最小限に抑えて、ワックス質炭化水素供給原料の非ワックス様イソ−パラフィンへの高転化率を達成する。
Hydroisomerization According to the present invention, the waxy hydrocarbon feedstock is subjected to a hydroisomerization process using a sulfurized shape selective medium pore noble metal-containing molecular sieve catalyst. Hydroisomerization is intended to improve the low temperature fluidity of lubricating base oils by the selective addition of branches to the molecular structure. Hydroisomerization ideally achieves high conversion of waxy hydrocarbon feed to non-wax-like iso-paraffins with minimal conversion by cracking.

本発明によれば、水素化異性化は、形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒を用いて実施される。本明細書では、「中孔径」という句は、多孔性無機酸化物がか焼された形態の場合は、約4.0〜7.1Åの範囲の有効孔径を意味する。本発明の実施に使用される形状選択的中孔径モレキュラーシーブは、一般に1−D 10、11又は12員環モレキュラーシーブである。本発明の好ましいモレキュラーシーブは、1−D 10員環の品種であり、但し、10(又は11又は12)員環モレキュラーシーブは、10(又は11又は12)個の、酸素により結合される四面体配位原子(T原子)を有する。1−Dモレキュラーシーブにおいて、10員環(又はより大きな)細孔は、相互に平行であり、互いに連結しない。ゼオライト内チャネルの1−D、2−D及び3−Dとしての分類は、R.M.Barrerにより、Zeolite,Science and Technology、F.R.Rodrigues、L.D.Rollman及びC.Naccache編集、NATO ASI Series、1984に述べられており、この分類は、参照によりその全体を援用する(特に75頁を参照されたい)。   According to the present invention, hydroisomerization is carried out using a shape selective medium pore noble metal-containing molecular sieve catalyst. As used herein, the phrase “medium pore size” means an effective pore size in the range of about 4.0 to 7.1 inches when the porous inorganic oxide is calcined. The shape selective medium pore size molecular sieves used in the practice of this invention are generally 1-D 10, 11 or 12 membered molecular sieves. The preferred molecular sieve of the present invention is a 1-D 10-membered ring variety, provided that the 10 (or 11 or 12) membered molecular sieve is 10 (or 11 or 12) tetrahedral bonded by oxygen. It has a body coordination atom (T atom). In 1-D molecular sieves, 10-membered ring (or larger) pores are parallel to each other and do not connect to each other. The classification of intra-zeolite channels as 1-D, 2-D and 3-D is described in R.A. M.M. Barrer, Zeolite, Science and Technology, F.M. R. Rodrigues, L. D. Rollman and C.I. Edited by Naccache, NATO ASI Series, 1984, this classification is incorporated by reference in its entirety (see especially page 75).

本発明による形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒は、ゼオライト系モレキュラーシーブ、非ゼオライト系モレキュラーシーブ、又はこれらの混合物でもよい。好ましくは、形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒は非ゼオライト系である。   The shape-selective medium pore noble metal-containing molecular sieve catalyst according to the present invention may be a zeolitic molecular sieve, a non-zeolitic molecular sieve, or a mixture thereof. Preferably, the shape selective medium pore noble metal-containing molecular sieve catalyst is non-zeolitic.

本明細書では、非ゼオライト系モレキュラーシーブとは、四面体に結合したA1O及びPO酸化物単位、及び任意選択の、酸素原子との四面体配位中の1種又は複数の金属の結晶性三次元ミクロ孔骨格構造を含むモレキュラーシーブを意味する。好ましくは、非ゼオライト系モレキュラーシーブは、無水ベースの単位実験式
(M)O
[式中、「M」は、アルミニウム及びリン以外の少なくとも1種の元素を表し、これは、結晶性モレキュラーシーブ中でAlO及びPO酸化物構造単位と共に四面体配位の酸化物を形成することが可能であり;
「x」、「y」、及び「z」は、それぞれ、元素「M」、アルミニウム、及びリンのモル分率を表し、但し「x」は、ゼロ(0)以上、「y」及び「z」は、それぞれが少なくとも0.01の値を有する]を有するAlO、及びPO四面体酸化物単位の三次元ミクロ孔網状構造により特徴付けられる。
As used herein, a non-zeolitic molecular sieve is a crystal of one or more metals in tetrahedral coordination with tetrahedrally bound A1O 2 and PO 2 oxide units and, optionally, oxygen atoms. This means a molecular sieve containing a three-dimensional microporous skeleton structure. Preferably, the non-zeolitic molecular sieve is an anhydrous basis unit empirical formula
(M x A y P z ) O 2
[Wherein “M” represents at least one element other than aluminum and phosphorus, which forms a tetrahedrally coordinated oxide with AlO 2 and PO 2 oxide structural units in a crystalline molecular sieve. Is possible;
“X”, “y”, and “z” represent the molar fractions of the elements “M”, aluminum, and phosphorus, respectively, where “x” is greater than or equal to zero (0), “y”, and “z”. Are each characterized by a three-dimensional microporous network of AlO 2 having a value of at least 0.01 and PO 2 tetrahedral oxide units.

好ましい実施形態では金属元素「M」は、ヒ素、ベリリウム、ホウ素、クロム、コバルト、ガリウム、ゲルマニウム、鉄、リチウム、マグネシウム、マンガン、ケイ素、チタン、バナジウム、ニッケル、及び亜鉛からなる群から選択され、より好ましくは、ケイ素、マグネシウム、マンガン、亜鉛、及びコバルトからなる群;さらにより好ましくはケイ素から選択される。本明細書では、元素「M」は、非ゼオライト系モレキュラーシーブの成分とみなされる。   In a preferred embodiment, the metal element “M” is selected from the group consisting of arsenic, beryllium, boron, chromium, cobalt, gallium, germanium, iron, lithium, magnesium, manganese, silicon, titanium, vanadium, nickel, and zinc; More preferably selected from the group consisting of silicon, magnesium, manganese, zinc, and cobalt; even more preferably selected from silicon. In this specification, the element “M” is regarded as a component of the non-zeolitic molecular sieve.

本発明によれば、水素化異性化に使用される好ましい形状選択的中孔径モレキュラーシーブは、非ゼオライト系モレキュラーシーブである。好ましい形状選択的中孔径非ゼオライト系モレキュラーシーブは、SAPO−11、SAPO−31、及びSAPO−41などのリン酸アルミニウム(すなわち、SAPO触媒)をベースとし、SAPO−l1及びSAPO−31がより好ましく、SAPO−11がさらに好ましい。SM−3は、好ましい形状選択的中孔径SAPOであり、これはSAPO−11モレキュラーシーブの結晶構造に該当するものを有する。SM−3の調製及びこの特有の特性が、米国特許第4943424号及び第5158665号に記載されている。   According to the present invention, the preferred shape selective medium pore size molecular sieve used for hydroisomerization is a non-zeolitic molecular sieve. Preferred shape selective medium pore size non-zeolitic molecular sieves are based on aluminum phosphates (ie, SAPO catalysts) such as SAPO-11, SAPO-31, and SAPO-41, with SAPO-11 and SAPO-31 being more preferred. SAPO-11 is more preferable. SM-3 is a preferred shape-selective medium pore size SAPO, which corresponds to the crystal structure of SAPO-11 molecular sieve. The preparation of SM-3 and its unique properties are described in US Pat. Nos. 4,943,424 and 5,158,665.

本発明の他の実施形態では、ゼオライト系モレキュラーシーブを使用することができる。これらには、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−48、ZSM−57、SSZ−32、斜方カリ沸石、及びフェリエライトがあり、SSZ−32及びZSM−23が好ましい。   In other embodiments of the invention, zeolitic molecular sieves can be used. These include ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-57, SSZ-32, orthopyroxene, and ferrierite, with SSZ-32 and ZSM-23 being preferred.

好ましい中孔径モレキュラーシーブは、選択されるチャネルの結晶学的自由直径、選択される微結晶寸法(選択されるチャネル長さに対応する)、及び選択される酸性度により特徴付けられる。モレキュラーシーブのチャネルの望ましい結晶学的自由直径は、7.1以下の最大結晶学的自由直径及び3.9Å以上の最小結晶学的自由直径を有して、約4.0〜7.1Åの範囲にある。好ましくは、最大限結晶学的自由直径は7.1以下であり、最小結晶学的自由直径は4.0Å以上である。最も好ましくは、最大限結晶学的自由直径は6.5以下であり、最小結晶学的自由直径は4.0Å以上である。モレキュラーシーブのチャネルの結晶学的自由直径は、「ゼオライト骨格タイプの図解(Atlas of Zeolite Framework Types)」、第5次改訂版、2001、Ch.Baerlocher、W.M.Meier、及びD.H.Olson著、Elsevier、10〜15頁に発表されており、これを参照により本明細書に援用する。   Preferred mesopore molecular sieves are characterized by the crystallographic free diameter of the selected channel, the selected crystallite size (corresponding to the selected channel length), and the selected acidity. The desired crystallographic free diameter of the molecular sieve channel is about 4.0 to 7.1 mm with a maximum crystallographic free diameter of 7.1 or less and a minimum crystallographic free diameter of 3.9 mm or more. Is in range. Preferably, the maximum crystallographic free diameter is 7.1 or less and the minimum crystallographic free diameter is 4.0 or more. Most preferably, the maximum crystallographic free diameter is not more than 6.5 and the minimum crystallographic free diameter is not less than 4.0 mm. The crystallographic free diameter of the channels of molecular sieves is described in “Atlas of Zeolite Framework Types”, 5th revised edition, 2001, Ch. Baerlocher, W.M. M.M. Meier, and D.C. H. Olson, Elsevier, pp. 10-15, which is hereby incorporated by reference.

本方法に有用な特に好ましい中孔径モレキュラーシーブは、例えば、その内容全体を参照により本明細書に援用する、米国特許第5135638号及び第5282958号に記載されている。米国特許第5282958号では、こうした中孔径モレキュラーシーブは、約0.5ミクロン以下の微結晶寸法、並びに少なくとも約4.8Åの最小径及び約7.1Åの最大径を有する細孔を有する。この触媒は、その0.5グラムがチューブ反応器に配置された場合、370℃、1200ポンド/平方インチゲージの圧力、160ml/分の水素流量、及び1ml/時間の原料供給量において、ヘキサデカンの少なくとも50%を転換するのに十分な酸性度を有する。この触媒はまた、直鎖ヘキサデカン(n−C16)の他の種への96%の転換をもたらす条件下で使用される場合、40パーセント以上の異性化選択性を示す(異性化選択性は以下の通り決定される:100×(生成物中の分枝C16の重量パーセント)/(生成物中の分枝C16の重量パーセント+生成物中のC13−の重量パーセント))。 Particularly preferred medium pore molecular sieves useful in the present method are described, for example, in US Pat. Nos. 5,135,638 and 5,282,958, the entire contents of which are hereby incorporated by reference. In US Pat. No. 5,282,958, such medium pore size molecular sieves have fine crystallite sizes of about 0.5 microns or less, and pores having a minimum diameter of at least about 4.8 mm and a maximum diameter of about 7.1 mm. The catalyst, when 0.5 gram of it is placed in a tube reactor, at 370 ° C., 1200 pounds per square inch gauge pressure, 160 ml / min hydrogen flow rate, and 1 ml / hour feed rate of hexadecane. Has sufficient acidity to convert at least 50%. This catalyst also exhibits an isomerization selectivity of 40 percent or more when used under conditions that result in 96% conversion of linear hexadecane (n-C 16 ) to other species (isomerization selectivity is Determined as follows: 100 × (weight percent of branch C 16 in product) / (weight percent of branch C 16 in product + weight percent of C 13− in product)).

こうした特に好ましいモレキュラーシーブはさらに、約4.0〜7.1Åの範囲、好ましくは4.0〜6.5Åの範囲の結晶学的自由直径を有する細孔又はチャネルにより特徴付けられる。モレキュラーシーブのチャネルの結晶学的自由直径は、「ゼオライト骨格タイプの図解(Atlas of Zeolite Framework Types)」、第5次改訂版、2001、Ch.Baerlocher、W.M.Meier、及びD.H.Olson著、Elsevier、10〜15頁に発表されており、これを参照により本明細書に援用する。   Such particularly preferred molecular sieves are further characterized by pores or channels having a crystallographic free diameter in the range of about 4.0 to 7.1 inches, preferably in the range of 4.0 to 6.5 inches. The crystallographic free diameter of the channels of molecular sieves is described in “Atlas of Zeolite Framework Types”, 5th revised edition, 2001, Ch. Baerlocher, W.M. M.M. Meier, and D.C. H. Olson, Elsevier, pp. 10-15, which is hereby incorporated by reference.

モレキュラーシーブのチャネルの結晶学的自由直径が知られていない場合は、モレキュラーシーブの有効孔径を、標準的吸着技法及び最小運動直径が知られている炭化水素系化合物を用いて測定することができる。Breck、「ゼオライトモレキュラーシーブ(Zeolite Molecular Sieves)」、1974(特に章8);Andersonら、J.Catalysis 58、114(1979);及び米国特許第4440871号を参照されたい。これらの直接関係のある部分を参照により本明細書に援用する。孔径を決定するための吸着測定の実施では、標準的な技法が使用される。約10分未満でこのモレキュラーシーブ上の平衡吸着値の少なくとも95%に達しない場合は、除外される特定の分子とみなすことが便利である(p/po=0.5;25℃)。中孔径モレキュラーシーブは、典型的には、ほとんど妨害せずに5.3〜6.5Åの運動直径を有する分子を受け入れる。   If the crystallographic free diameter of the molecular sieve channel is not known, the effective pore size of the molecular sieve can be measured using standard adsorption techniques and hydrocarbon compounds with known minimum motion diameters. . Breck, “Zeolite Molecular Sieves”, 1974 (especially Chapter 8); Anderson et al., J. Biol. See Catalysis 58, 114 (1979); and U.S. Pat. No. 4,440,871. These directly related parts are incorporated herein by reference. Standard techniques are used to perform adsorption measurements to determine pore size. If at least 95% of the equilibrium adsorption value on this molecular sieve is not reached in less than about 10 minutes, it is convenient to consider it as a specific molecule to be excluded (p / po = 0.5; 25 ° C.). Medium pore molecular sieves typically accept molecules having a kinematic diameter of 5.3 to 6.5 mm with little interference.

本発明で有用な水素化異性化触媒は、触媒として活性な貴金属を含む。触媒として活性な貴金属の存在は、生成物の改良、特に粘度指数及び安定性をもたらす。典型的な触媒として活性な貴金属には、白金及びパラジウム及びこれらの混合物があり、白金が好ましい。白金及び/又はパラジウムが使用される場合は、活性貴金属の総量は、典型的には総触媒の0.1〜5重量パーセント、通常は0.1〜2重量パーセントの範囲にあり、10重量パーセントを超すことはない。   The hydroisomerization catalyst useful in the present invention comprises a noble metal active as a catalyst. The presence of a catalytically active noble metal results in improved products, in particular viscosity index and stability. Typical catalytically active noble metals include platinum and palladium and mixtures thereof, with platinum being preferred. When platinum and / or palladium are used, the total amount of active noble metal is typically in the range of 0.1 to 5 weight percent of the total catalyst, usually 0.1 to 2 weight percent, and 10 weight percent. Never exceed.

この耐熱性の酸化物担体は、シリカ、アルミナ、シリカ/アルミナ、マグネシア、チタニア及びこれらの組合を含めた、従来触媒に使用された酸化物担体から選択することができる。   This refractory oxide support can be selected from the oxide supports conventionally used in catalysts, including silica, alumina, silica / alumina, magnesia, titania and combinations thereof.

水素化異性化の条件は、上記のように、特定の分枝特性を有する潤滑基油が得られるように調整され、したがって使用する供給原料の特徴により決まる。一般に、本発明の水素化異性化の条件は、ワックスの約650と1400°Fの間で沸騰する物質への転化率が、潤滑基油の製造において40と95重量パーセントの間に維持されるような緩やかなものである。   The hydroisomerization conditions are adjusted as described above to obtain a lubricating base oil having specific branching characteristics, and thus depend on the characteristics of the feedstock used. In general, the hydroisomerization conditions of the present invention maintain the conversion of wax to a material boiling between about 650 and 1400 ° F. between 40 and 95 weight percent in the production of lubricating base oils. It is such a moderate thing.

緩やかな水素化異性化条件は、より低温、一般に約390と650°Fの間、及び一般に約0.5と20時間−1の間の液毎時空間速度(LHSV)で操作することにより達成される。この圧力は、典型的には約15〜2500ポンド/平方インチゲージ、好ましくは約50〜2000ポンド/平方インチゲージ、より好ましくは約100〜1500ポンド/平方インチゲージ、さらに好ましくは約150〜1000ポンド/平方インチゲージ、さらに好ましくは約250〜600ポンド/平方インチゲージである。硫化された形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒を用い、低圧により増強された異性化選択性が提供され、これは供給原料のより多くの異性化及びより少ない分解を生じさせ、これによって向上した収率がもたらされる。例示的な方法が、米国特許第5135638号、第5246566号、及び第6337010号に記載されており、これらの内容全体を参照により本明細書に援用する。 Mild hydroisomerization conditions are achieved by operating at lower temperatures, liquid hourly space velocity (LHSV), generally between about 390 and 650 ° F. and generally between about 0.5 and 20 hours −1. The This pressure is typically about 15 to 2500 pounds per square inch gauge, preferably about 50 to 2000 pounds per square inch gauge, more preferably about 100 to 1500 pounds per square inch gauge, and more preferably about 150 to 1000. A pound per square inch gauge, more preferably about 250 to 600 pounds per square inch gauge. Using sulfurized shape-selective medium pore noble metal-containing molecular sieve catalyst, enhanced isomerization selectivity is provided by low pressure, which results in improved isomerization and less decomposition of the feedstock Yield. Exemplary methods are described in US Pat. Nos. 5,135,638, 5,246,566, and 6,337,010, the entire contents of which are hereby incorporated by reference.

さらに、本発明による硫化された形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒を用いて、この水素化異性化法を、受け入れられる収率及び潤滑基油生成物の品質を維持しながら、より高い圧力で実施することもできる。実際、本発明は、比較的より高圧で実施され、受け入れられる収率の高品質潤滑基油生成物を達成することができる水素化異性化法を提供する。硫化された形状選択的中孔径貴金属含有モレキュラーシーブ触媒を用いて水素化異性化法を実施することにより、比較的高圧であっても、受け入れられる収率の高品質潤滑基油を提供する。触媒を硫化することにより、水素化異性化反応を比較的高圧及び比較的低圧の両方で実施する場合、製造される潤滑基油の収率は改善されるが、水素化異性化を高圧で実施する場合は、製造される潤滑基油生成物の収率への効果がより著しい。この水素化異性化法を比較的低圧で操作することは困難であり得るので、本発明による硫化された触媒は、驚くべきことには、受け入れられる収率の高品質潤滑基油を実現しながら、水素化異性化を比較的より高圧で操作することのできる方法を供給する。したがって、一実施形態では、水素化異性化法を比較的より高圧(すなわち、約500と1000ポンド/平方インチゲージの間)で実施することが好ましい。   Furthermore, using the sulfurized shape-selective medium pore noble metal-containing molecular sieve catalyst according to the present invention, this hydroisomerization process can be performed at higher pressures while maintaining acceptable yield and quality of the lubricating base oil product. Can also be implemented. Indeed, the present invention provides a hydroisomerization process that can be carried out at relatively higher pressures to achieve an acceptable yield of a high quality lubricating base oil product. By carrying out the hydroisomerization process using a sulfurized shape-selective medium pore noble metal-containing molecular sieve catalyst, an acceptable yield of high quality lubricating base oil is provided even at relatively high pressures. By sulfiding the catalyst, the yield of the lubricating base oil produced is improved when the hydroisomerization reaction is carried out at both a relatively high pressure and a relatively low pressure, but the hydroisomerization is carried out at a high pressure. If so, the effect on the yield of the lubricating base oil product produced is more pronounced. Since it may be difficult to operate this hydroisomerization process at relatively low pressures, the sulfurized catalyst according to the present invention surprisingly achieves an acceptable yield of high quality lubricating base oil. A process is provided in which hydroisomerization can be operated at relatively higher pressures. Thus, in one embodiment, it is preferred to carry out the hydroisomerization process at a relatively higher pressure (ie, between about 500 and 1000 pounds per square inch gauge).

水素化異性化法の間、典型的には約0.5〜30MSCF/bbl(1バーレル当たりの千標準立方フィート)、好ましくは約1〜10千標準立方フィート/バーレルの水素対供給原料比率で、水素が反応区域中に存在する。水素を生成物から分離し、反応区域に再循環し得る。   During the hydroisomerization process, typically at a hydrogen to feed ratio of about 0.5-30 MSCF / bbl (1000 standard cubic feet per barrel), preferably about 1-10 thousand standard cubic feet / barrel. , Hydrogen is present in the reaction zone. Hydrogen can be separated from the product and recycled to the reaction zone.

溶剤脱ワックス
本発明によれば、水素化異性化法により製造された潤滑基油の少なくとも一部を溶剤脱ワックスすることができる。溶剤脱ワックス技法は当技術分野で知られている。溶剤脱ワックスは、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、又はトルエンなどの溶媒中にワックス質成分を溶解し;ワックス質成分を沈殿させ、次いで、ワックス質成分をろ過により除去することにより、残留するワックス質分子も除去するために用いることができる。溶剤脱ワックスは、「石油の化学的技術(Chemical Technology of Petroleum)」、第3版、William Gruse及びDonald Stevens著、(McGraw Hill、ニューヨーク、1960)、566〜570頁に論じられている。米国特許第4477333号、第3773650号、及び第3775288号も参照されたい。
Solvent Dewaxing According to the present invention, at least a portion of the lubricating base oil produced by the hydroisomerization method can be solvent dewaxed. Solvent dewaxing techniques are known in the art. Solvent dewaxing involves residual waxy molecules by dissolving the waxy component in a solvent such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, or toluene; precipitating the waxy component and then removing the waxy component by filtration. Can also be used to remove. Solvent dewaxing is discussed in “Chemical Technology of Petroleum”, 3rd edition, by William Gruse and Donald Stevens (McGraw Hill, New York, 1960), pp. 566-570. See also U.S. Pat. Nos. 4,477,333, 3,773,650, and 3,775,288.

本発明によれば、溶剤脱ワックスは、異性化ステップ(単数又は複数)に続いて、いずれの残留する未転換のワックス質成分も除去するために、水素化異性化法からの生成物の少なくとも一部を脱ワックスするために使用することが有利である。溶剤脱ワックス法から抽出されたワックス(「粗ワックス」と称される)は、さらに潤滑基油の高い収率を得るために、本発明の水素化異性化法に再循環してもよい。   In accordance with the present invention, solvent dewaxing is performed at least of the product from the hydroisomerization process to remove any remaining unconverted waxy components following the isomerization step (s). It is advantageous to use it for dewaxing a part. Wax extracted from the solvent dewaxing process (referred to as “crude wax”) may be recycled to the hydroisomerization process of the present invention to obtain higher yields of lubricating base oil.

ハイドロトリーティング及びハイドロフィニッシング
ハイドロトリーティング及びハイドロフィニッシングは、本発明の方法に含めることもできる任意選択の処理ステップである。ハイドロトリーティングは、水素化異性化の前に、ワックス質炭化水素供給原料に行うことができる。ハイドロトリーティングとは、通常、遊離水素の存在下で実施される触媒プロセスを意味し、その主たる目的は、供給原料から、ヒ素などの種々の金属汚染物、イオウ及び窒素などのヘテロ原子、及び芳香族化合物を除去することである。一般に、ハイドロトリーティングステップでは、炭化水素分子が分解する(すなわち、より大きな分子がより小さなものに切断されること)量を最小限に抑えることが望ましい。ハイドロトリーティング中は、不飽和炭化水素が完全に又は部分的に水素化される。本発明の方法へのワックス質炭化水素供給原料は、水素化異性化に先立ってハイドロトリーティングをしてもよい。
Hydrotreating and hydrofinishing Hydrotreating and hydrofinishing are optional processing steps that can also be included in the method of the present invention. Hydrotreating can be performed on the waxy hydrocarbon feed prior to hydroisomerization. Hydrotreating means a catalytic process usually carried out in the presence of free hydrogen, whose main purpose is from the feedstock to various metal contaminants such as arsenic, heteroatoms such as sulfur and nitrogen, and It is to remove aromatic compounds. In general, in the hydrotreating step, it is desirable to minimize the amount that the hydrocarbon molecules break down (ie, larger molecules are broken into smaller ones). During hydrotreating, unsaturated hydrocarbons are fully or partially hydrogenated. The waxy hydrocarbon feed to the process of the present invention may be hydrotreated prior to hydroisomerization.

ハイドロトリーティング操作の実施に使用される触媒は、当技術分野でよく知られている。ハイドロトリーティングの全般的な説明及びこの方法に使用される典型的な触媒に対しては、例えば、これらの内容全体が参照により本明細書に援用されている、米国特許第4347121号及び第4810357号を参照されたい。適当な触媒としては、アルミナ又はシリカマトリックスに担持された白金又はパラジウムなどの第VIIIA族(International Union of Pure and Applied Chemistryの1975年規則に従って)の貴金属、並びに、アルミナ又はシリカマトリックスに担持されたニッケル−モリブデン又はニッケル−スズなどの第VIII族及び第VIB族がある。米国特許第3852207号には、この反応を実施するための適当な貴金属触媒及び緩やかな条件が記載されている。他の適当な触媒が、例えば、米国特許第4157294号及び第3904513号に記載される。ニッケル−モリブデンなどの非貴金属水素化金属は、通常、最終触媒組成物中に酸化物として存在するが、これらの還元された又は硫化された形態で使用することもできる。   Catalysts used to perform hydrotreating operations are well known in the art. For a general description of hydrotreating and typical catalysts used in this process, see, for example, US Pat. Nos. 4,347,121 and 4,810,357, the entire contents of which are hereby incorporated by reference. Please refer to the issue. Suitable catalysts include noble metals of Group VIIIA (in accordance with the International Union of Pure and Applied Chemistry 1975 rules) such as platinum or palladium supported on an alumina or silica matrix, and nickel supported on an alumina or silica matrix. -There are Groups VIII and VIB such as molybdenum or nickel-tin. U.S. Pat. No. 3,852,207 describes suitable noble metal catalysts and mild conditions for carrying out this reaction. Other suitable catalysts are described, for example, in US Pat. Nos. 4,157,294 and 3,904,513. Non-noble metal hydrides such as nickel-molybdenum are usually present as oxides in the final catalyst composition, but can also be used in their reduced or sulfided form.

好ましい非貴金属触媒組成物は、対応する酸化物として計算して、約5重量パーセントを超える、好ましくは約5〜40重量パーセントのモリブデン及び/又はタングステン、及び、少なくとも約0.5重量パーセント、一般に約1〜15重量パーセントのニッケル及び/又はコバルトを含む。白金などの貴金属を含有する触媒は、0.01パーセントを超える金属を含み;いくつかの実施形態では、約0.1と1.0重量パーセントの間の金属を含む。白金及びパラジウムの混合物などの貴金属の組合せも使用することができる。   Preferred non-noble metal catalyst compositions are greater than about 5 weight percent, preferably about 5 to 40 weight percent molybdenum and / or tungsten, and at least about 0.5 weight percent, generally calculated as the corresponding oxide. About 1 to 15 weight percent nickel and / or cobalt. Catalysts containing noble metals such as platinum include greater than 0.01 percent metal; in some embodiments, between about 0.1 and 1.0 weight percent metal. Combinations of noble metals such as a mixture of platinum and palladium can also be used.

典型的なハイドロトリーティング条件は、広範な範囲で変化する。一般に、全体的LHSVは、約0.25〜2.0時間−1、好ましくは約0.5〜1.0時間−1である。ハイドロトリーティングの水素分圧は、約200ポンド/平方インチ絶対を超えていてよく、好ましくは約500〜2000ポンド/平方インチ絶対の範囲にある。水素再循環速度は、典型的には約50標準立方フィート/バーレルを超え、好ましくは1000と5000標準立方フィート/バーレルの間である。ハイドロトリーティング反応器中の温度は、約300〜750°F(150〜400℃)の範囲であってよく、好ましくは約450〜600°F(230〜315℃)の範囲にある。 Typical hydrotreating conditions vary over a wide range. Generally, the overall LHSV is about 0.25 to 2.0 hours −1 , preferably about 0.5 to 1.0 hours −1 . The hydrotreating hydrogen partial pressure may exceed about 200 pounds per square inch absolute, and is preferably in the range of about 500 to 2000 pounds per square inch absolute. The hydrogen recycle rate is typically greater than about 50 standard cubic feet / barrel, preferably between 1000 and 5000 standard cubic feet / barrel. The temperature in the hydrotreating reactor may be in the range of about 300-750 ° F. (150-400 ° C.), preferably in the range of about 450-600 ° F. (230-315 ° C.).

ハイドロフィニッシングは、潤滑基油製造法において、潤滑基油生成物に最終ステップとして実施することができる水素化処理工程である。この最終ステップは、微量の芳香族化合物、オレフィン、着色体、及び溶媒を除去することにより、生成物のUV安定性及び外観を改善することを意図する。この開示で使用されている通り、UV安定性という用語は、UV光及び酸素に暴露された場合の潤滑基油又は完成潤滑剤の安定性を意味する。不安定性は、通常フロック又は曇りとして見える、認識できる沈殿を形成する場合、又は紫外光及び空気に暴露したとき発生する暗色を表す。ハイドロフィニッシングの全般的な説明が、米国特許第3852207号及び第4673487号に見られる。これらの不純物を除去するための粘土処理は、代替の最終工程テップである。   Hydrofinishing is a hydrotreating process that can be performed as a final step on a lubricating base oil product in a lubricating base oil production process. This final step is intended to improve the UV stability and appearance of the product by removing traces of aromatics, olefins, color bodies, and solvents. As used in this disclosure, the term UV stability refers to the stability of a lubricating base oil or finished lubricant when exposed to UV light and oxygen. Instability represents the dark color that occurs when it forms a discernable precipitate, usually seen as floc or cloudy, or when exposed to ultraviolet light and air. A general description of hydrofinishing can be found in US Pat. Nos. 3,852,207 and 4,673,487. Clay treatment to remove these impurities is an alternative final process step.

オリゴマー化
本発明の方法に使用されるワックス質炭化水素供給原料は、オリゴマー化フィッシャー−トロプシュ由来のオレフィンを含むことができる。フィッシャー−トロプシュ合成が実施される条件に応じて、フィッシャー−トロプシュ凝縮物は異なる量のオレフィンを含有する。さらに、ほとんどのフィッシャー−トロプシュ凝縮物は、脱水によりオレフィンに容易に転換し得るいくらかのアルコールを含有する。すでに言及したように、この凝縮物も、分解操作を介して、好ましくは熱分解によりオレフィンに富んでいる。本発明の一実施形態では、これらのオレフィンは、フィッシャー−トロプシュ由来のオレフィンをもたらすためにオリゴマー化することができる。オリゴマー化の間に、より軽質のオレフィンがより重質分子に転換されるのみならず、オリゴマーの炭素骨格は、分子が付加される場所で分枝を示す。分子中への分枝の導入により、生成物の流動点が低下する。
Oligomerization The waxy hydrocarbon feed used in the process of the present invention may comprise an oligomerized Fischer-Tropsch derived olefin. Depending on the conditions under which the Fischer-Tropsch synthesis is carried out, the Fischer-Tropsch condensate contains different amounts of olefins. In addition, most Fischer-Tropsch condensates contain some alcohol that can be readily converted to olefins by dehydration. As already mentioned, this condensate is also rich in olefins via a cracking operation, preferably by pyrolysis. In one embodiment of the invention, these olefins can be oligomerized to yield Fischer-Tropsch derived olefins. During oligomerization, not only is the lighter olefin converted to a heavier molecule, but the oligomer's carbon skeleton is branched where the molecule is added. The introduction of branching into the molecule reduces the pour point of the product.

オレフィンのオリゴマー化は、文献に報告されており、種々の商業的な方法が利用可能である。例えば、米国特許第4417088号、第4434308号、第4827064号、第4827073号、及び第4990709号を参照されたい。種々の種類の反応器の配置を使用することができるが、固定触媒床反応器が商業的に採用されている。最近、イオン性液体媒体中でオリゴマー化を実施する方法が提案されている。オリゴマー化触媒は、非常に活性であり、触媒と反応物の間の接触が効率的であるので、オリゴマー化生成物から触媒の分離は容易になる。   Olefin oligomerization has been reported in the literature and various commercial methods are available. See, for example, U.S. Pat. Nos. 4417088, 4434308, 4827064, 4827073, and 4990709. Although various types of reactor arrangements can be used, fixed catalyst bed reactors are commercially employed. Recently, methods have been proposed for performing oligomerization in ionic liquid media. Since the oligomerization catalyst is very active and the contact between the catalyst and the reactants is efficient, the separation of the catalyst from the oligomerization product is facilitated.

オリゴマー化反応は、広範な条件にわたり行われる。反応を実施する典型的な温度は、約32〜800°F(0〜425℃)の範囲にある。他の条件としては、0.1〜3時間−lの空間速度、及び約0〜2000ポンド/平方インチゲージの範囲の圧力が含まれる。オリゴマー化反応用触媒は、例えば、ゼオライト、粘土、樹脂、BF錯体、HF、HSO、AlCl、イオン性液体(好ましくは、ブレンステッド酸又はルイス酸成分、或いはブレンステッド酸とルイス酸成分の組合せを含有するイオン性液体)、遷移金属ベースの触媒(Cr/SiOなど)、超酸、等などの実質上任意の酸性材料を含むことができる。さらに、例えばジルコノセンなど、ある種の有機金属又は遷移金属のオリゴマー化触媒を含めた非酸性オリゴマー化触媒を使用することもできる。 The oligomerization reaction takes place over a wide range of conditions. Typical temperatures for carrying out the reaction are in the range of about 32-800 ° F. (0-425 ° C.). Other conditions include a space velocity of 0.1-3 hours- 1 and a pressure in the range of about 0-2000 pounds per square inch gauge. Examples of the oligomerization reaction catalyst include zeolite, clay, resin, BF 3 complex, HF, H 2 SO 4 , AlCl 3 , ionic liquid (preferably Bronsted acid or Lewis acid component, or Bronsted acid and Lewis An ionic liquid containing a combination of acid components), transition metal based catalysts (such as Cr / SiO 2 ), superacids, etc., and can include virtually any acidic material. In addition, non-acidic oligomerization catalysts may be used, including certain organometallic or transition metal oligomerization catalysts such as zirconocene.

潤滑基油生成物及び特性
本発明の方法により作製された潤滑基油は、潤滑基油の粘度指数及び流動点を特徴とするように、高品質なものである。すなわち、この潤滑基油は、高粘度、低流動点、及び例外的に高いVIを有する。
Lubricating base oil product and properties The lubricating base oil made by the method of the present invention is of high quality, characterized by the viscosity index and pour point of the lubricating base oil. That is, the lubricating base oil has a high viscosity, a low pour point, and an exceptionally high VI.

高粘度指数を有する潤滑基油が望ましい。粘度指数(VI)とは、油の動粘度への温度変化の影響を示す経験的な無単位の数値である。液体は、加熱すると低粘性となり、温度により変化する。油のVIがより高いほど、温度により粘度が変化する傾向が低下する。広範に温度が変化する場合に、いつでも比較的一定の粘度が要求されるときは、高VI潤滑剤が必要である。例えば、自動車では、エンジン油は、低温始動を可能にするのに十分に自由に流れなければならないが、暖機運転後は最大限の潤滑を提供するのに十分な粘性でなければならない。VIはASTM D 2270−93に記載のように測定される。本発明の潤滑基油は、約140〜190の範囲の高粘度指数を有する。   A lubricating base oil having a high viscosity index is desirable. Viscosity index (VI) is an empirical unitless numerical value showing the effect of temperature change on the kinematic viscosity of oil. A liquid becomes low viscosity when heated and changes with temperature. The higher the VI of the oil, the lower the tendency of the viscosity to change with temperature. High VI lubricants are required when a relatively constant viscosity is required at any time over a wide range of temperature changes. For example, in an automobile, the engine oil must flow freely enough to allow cold start, but must be viscous enough to provide maximum lubrication after warm-up. VI is measured as described in ASTM D 2270-93. The lubricating base oil of the present invention has a high viscosity index in the range of about 140-190.

流動点とは、潤滑基油の試料が、注意深く制御された条件下で流動を開始する温度である。本明細書では、流動点が示された場合、別段の指示がなければ、これは規格の分析方法ASTM D 5950−02により決定されたものである。本発明による潤滑基油は、優れた流動点を有する。この潤滑基油の流動点は、約−5と−60℃の間にある。好ましくは、この潤滑基油の流動点は、−9℃未満、より好ましくは≦−15℃、さらに好ましくは−15℃未満である。   The pour point is the temperature at which a sample of lubricating base oil begins to flow under carefully controlled conditions. As used herein, when pour points are indicated, unless otherwise indicated, this is determined by the standard analysis method ASTM D 5950-02. The lubricating base oil according to the present invention has an excellent pour point. The pour point of this lubricating base oil is between about -5 and -60 ° C. Preferably, the pour point of the lubricating base oil is less than −9 ° C., more preferably ≦ −15 ° C., and even more preferably less than −15 ° C.

曇り点は、流動点の相補的測定値であり、潤滑基油の試料が、注意深く規定された条件下でヘーズの発現を開始する温度として表される。曇り点は、例えば、ASTM D 5773−95により測定することができる。本発明により最適化された分枝を有する潤滑基油は、0℃未満の曇り点を有する。   The cloud point is a complementary measurement of the pour point and is expressed as the temperature at which the lubricant base oil sample begins to develop haze under carefully defined conditions. The cloud point can be measured by, for example, ASTM D 5773-95. Lubricating base oils with branches optimized according to the present invention have cloud points below 0 ° C.

さらに、本発明の潤滑基油は、典型的には、高い酸化安定性、高いUV安定性、低い揮発性及び優れた低温特性を有する。本発明の潤滑基油は、100℃で約2と40センチストークの間の動粘度を有する。好ましくは、本発明の潤滑基油は、100℃で2.6センチストークを超え、より好ましくは100℃で3センチストークを超える動粘度を有する。   Furthermore, the lubricating base oils of the present invention typically have high oxidative stability, high UV stability, low volatility and excellent low temperature properties. The lubricating base oil of the present invention has a kinematic viscosity at 100 ° C. of between about 2 and 40 centistokes. Preferably, the lubricating base oil of the present invention has a kinematic viscosity greater than 2.6 centistokes at 100 ° C., more preferably greater than 3 centistokes at 100 ° C.

米国石油協会(The American Petroleum Institute(API))は、基油をその化学組成に従って分類している。APIにより定義されたように、グループIII油は、300ppm未満の総イオウ含量及び90%以上の飽和物含量を有する非常に高粘度指数油(>120)である。APIグループIII油も、伝統的に、激しい水素化分解及び/又はワックス異性化により製造されてきた。本発明の潤滑基油は、一般にAPIグループIII基油に分類される。これらが、フィッシャー−トロプシュ供給原料など、低い総イオウ含量のワックス質供給原料から製造された場合は、この潤滑基油も300ppm未満の総イオウ含量を有するであろう。   The American Petroleum Institute (API) classifies base oils according to their chemical composition. As defined by the API, Group III oils are very high viscosity index oils (> 120) with a total sulfur content of less than 300 ppm and a saturate content of 90% or more. API Group III oils have also been traditionally produced by vigorous hydrocracking and / or wax isomerization. The lubricating base oils of the present invention are generally classified as API Group III base oils. If they are produced from a low total sulfur content waxy feed, such as a Fischer-Tropsch feed, this lubricating base oil will also have a total sulfur content of less than 300 ppm.

フィッシャー−トロプシュワックス質供給原料から製造された本発明による潤滑基油は、一般に約5ppm未満の総イオウ含量を有する。総イオウは、ASTM D 5453−00により紫外蛍光を用いて測定される。   Lubricating base oils according to the present invention made from a Fischer-Tropsch waxy feedstock generally have a total sulfur content of less than about 5 ppm. Total sulfur is measured using ultraviolet fluorescence according to ASTM D 5453-00.

ブレンド
本発明の潤滑基油は、単独で使用してもよく、或いは、従来のグループI基油、従来のグループII基油、従来のグループIII基油、異性化石油ワックス、ポリαオレフィン(PAO)、ポリ内部オレフィン(PIO)、ジエステル、ポリオールエステル、ホスフェートエステル、アルキル化芳香族化合物、及びこれらの混合物からなる群から選択される追加の基油とブレンドしてもよい。
Blends The lubricating base oils of the present invention may be used alone or as a conventional Group I base oil, conventional Group II base oil, conventional Group III base oil, isomerized petroleum wax, poly alpha olefin (PAO). ), Poly internal olefins (PIO), diesters, polyol esters, phosphate esters, alkylated aromatic compounds, and mixtures thereof may be blended with an additional base oil.

本発明の潤滑基油は、優れた低温流動性、高いVI、及び高い酸化安定性を有するので、これらは、従来の潤滑基油を改善するための理想的なブレンド用原料である。   Because the lubricating base oils of the present invention have excellent low temperature fluidity, high VI, and high oxidative stability, they are ideal blending raw materials for improving conventional lubricating base oils.

本発明の潤滑基油が1種又は複数の追加の潤滑基油とブレンドされる場合は、この追加の基油は、得られる基油総組成物の95重量%未満の量で存在することが好ましい。   When the lubricating base oil of the present invention is blended with one or more additional lubricating base oils, the additional base oil may be present in an amount less than 95% by weight of the resulting base oil total composition. preferable.

完成潤滑剤
潤滑基油は、完成潤滑剤の最も重要な成分であり、一般に、完成潤滑剤の70%超を構成する。完成潤滑剤は、潤滑基油及び少なくとも1種の添加剤を含有する。完成潤滑剤は、自動車、ディーゼルエンジン、車軸、変速機、及び工業用用途に使用することができる。完成潤滑剤は、その意図した用途に対する、関係する管理組織により規定された仕様を満たさなければならない。
Finished lubricants Lubricating base oils are the most important components of finished lubricants and generally constitute more than 70% of the finished lubricant. The finished lubricant contains a lubricating base oil and at least one additive. Finished lubricants can be used in automobiles, diesel engines, axles, transmissions, and industrial applications. The finished lubricant must meet the specifications specified by the relevant management organization for its intended use.

本発明の潤滑基油は、商業的な完成潤滑剤中で有用である。その優れたVI及び低温特性の結果、本発明の潤滑基油は、その多くの用途が意図される完成潤滑剤を配合するのに適している。さらに、本発明の潤滑基油の優れた酸化安定性により、これらを多くの高温用途用の完成潤滑剤に有用なものにする。   The lubricating base oils of the present invention are useful in commercial finished lubricants. As a result of its excellent VI and low temperature properties, the lubricating base oil of the present invention is suitable for formulating finished lubricants intended for many of its applications. Furthermore, the excellent oxidative stability of the lubricating base oils of the present invention makes them useful in finished lubricants for many high temperature applications.

本発明の潤滑基油は、自動車エンジン油、天然ガスエンジン油、自動変速機油、工業用ギヤ油、タービン油、織物油、熱伝達油、油圧作動油、抄紙機油、スピンドル油、削岩機油、ポンプ油、圧縮機油、ウエイオイル、及び金属加工油を含めるが、これには限定されないで各種の完成潤滑剤中にブレンドするのに適している。本発明の潤滑基油はまた、ワークオーバー流体、パッカー流体、コアリング流体、仕上げ流体として、及びその他の石油分野及び油井整備用途にも使用し得る。   The lubricating base oil of the present invention includes automobile engine oil, natural gas engine oil, automatic transmission oil, industrial gear oil, turbine oil, fabric oil, heat transfer oil, hydraulic fluid, paper machine oil, spindle oil, rock drill oil, Suitable for blending into various finished lubricants, including but not limited to pump oils, compressor oils, way oils, and metalworking oils. The lubricating base oils of the present invention may also be used as workover fluids, packer fluids, coring fluids, finishing fluids, and other oil field and well maintenance applications.

本発明の潤滑基油とブレンドして、完成潤滑剤組成物を提供することができる添加剤としては、完成潤滑剤の選択する特性を改善することを意図したものが含まれる。典型的な添加剤としては、例えば、耐摩耗添加剤、EP剤、洗剤、分散剤、酸化防止剤、流動点降下剤、VI改良剤、粘度調整剤、摩擦調整剤、解乳化剤、消泡剤、腐食抑制剤、防錆剤、シール膨潤剤、乳化剤、湿潤剤、潤滑性改良剤、金属不活性化剤、ゲル化剤、粘着剤、殺菌剤、流体損失防止添加剤、着色剤、等がある。   Additives that can be blended with the lubricating base oil of the present invention to provide a finished lubricant composition include those intended to improve the selected properties of the finished lubricant. Typical additives include, for example, antiwear additives, EP agents, detergents, dispersants, antioxidants, pour point depressants, VI improvers, viscosity modifiers, friction modifiers, demulsifiers, antifoaming agents. , Corrosion inhibitors, rust inhibitors, seal swelling agents, emulsifiers, wetting agents, lubricity improvers, metal deactivators, gelling agents, adhesives, bactericides, fluid loss prevention additives, colorants, etc. is there.

完成潤滑油が、必要な流動点、動粘度、引火点、及び毒性を有することを前提として、米国特許第5096883号及び第5189012号に記載のものなど、他の炭化水素を潤滑基油とブレンドすることができる。これらの他の炭化水素には、特に掘削流体中で有用な基油が含まれる。一例として、米国特許第5096883号は、基本的に、分枝鎖パラフィン又はエステル官能基で置換された分枝鎖パラフィン、又はこれらの混合物からなる実質上非毒性の基油であって、この基油は、好ましくは1分子当たり約18と約40個の間の炭素原子、より好ましくは1分子当たり約18と約32個の間の炭素原子を有する基油に関する。米国特許第5189012号は、C〜C14の鎖長を含む1種又は複数のオレフィンから合成された分枝鎖オリゴマーであって、このオリゴマーが120〜1000の平均分子量を有するオリゴマーからなる群から選択される合成炭化水素に関する。 Assuming the finished lubricant has the necessary pour point, kinematic viscosity, flash point, and toxicity, blend other hydrocarbons with the lubricating base oil, such as those described in US Pat. Nos. 5,096,883 and 5,189,0102. can do. These other hydrocarbons include base oils that are particularly useful in drilling fluids. As an example, U.S. Pat. No. 5,096,883 is a substantially non-toxic base oil consisting essentially of branched paraffins or branched chain paraffins substituted with ester functional groups, or mixtures thereof. The oil preferably relates to a base oil having between about 18 and about 40 carbon atoms per molecule, more preferably between about 18 and about 32 carbon atoms per molecule. US Pat. No. 5,189,012 is a branched-chain oligomer synthesized from one or more olefins containing a C 2 to C 14 chain length, the oligomer consisting of oligomers having an average molecular weight of 120 to 1000 It relates to a synthetic hydrocarbon selected from

典型的には、完成潤滑油中の添加剤の総量は、完成潤滑油のほぼ1〜約30重量パーセントである。しかし、本発明の潤滑基油は、低流動点、高VI、及び優れた酸化安定性を含めた優れた特性を有するので、完成潤滑油に対する仕様を満たすためには、他の方法により作製された基油に典型的に必要な量より、より少量の添加剤が必要であり得る。完成潤滑剤の配合における添加剤の使用は、文献に文書化されており、当業者にはよく知られている。   Typically, the total amount of additives in the finished lubricant is approximately 1 to about 30 weight percent of the finished lubricant. However, since the lubricating base oil of the present invention has excellent properties including low pour point, high VI, and excellent oxidation stability, it can be made by other methods to meet the specifications for the finished lubricating oil. Smaller amounts of additives may be needed than is typically required for a base oil. The use of additives in finished lubricant formulations is documented in the literature and well known to those skilled in the art.

本発明を、以下の例示的な実施例によりさらに説明するが、これらに限定されるものではない。   The present invention is further illustrated by the following illustrative examples, but is not limited thereto.

これらの実施例のそれぞれを、ワックス質炭化水素供給原料を水素化処理するために設計された連続流、高圧パイロットプラント中で実施した。この異性化触媒は、実験室で調製されたSAPO−11担持白金であり、15重量パーセントのCatapalアルミナ結合剤を含有していた。この触媒を、反応器中に充填する前に24〜42メッシュに粉砕した。工程条件としては、異性化触媒上の1.0時間−1のLHSV、及び5300標準立方フィート/バーレルの貫流H速度を挙げることができた。異性化反応器からの全体の流出液を、粉砕されたPt−Pd/SiO−Alハイドロフィニッシング触媒を含み、450°F及び2時間−1のLHSVで運転される第2反応器に直接送った。これらの実施例に使用された供給原料は、ハイドロトリーティングされたフィッシャー−トロプシュ由来のワックスであり、この供給原料(ハイドロトリーティングされたフィッシャー−トロプシュワックス)の特性は以下の通りである。

Figure 0004796508
Each of these examples was conducted in a continuous flow, high pressure pilot plant designed to hydrotreat a waxy hydrocarbon feedstock. The isomerization catalyst was SAPO-11 supported platinum prepared in the laboratory and contained 15 weight percent Catapal alumina binder. This catalyst was ground to 24-42 mesh before being charged into the reactor. The process conditions, it was possible to include LHSV of 1.0 h -1 on the isomerization catalyst, and 5300 a throughflow H 2 rate of standard cubic feet / barrel. A second reactor containing the pulverized Pt—Pd / SiO 2 —Al 2 O 3 hydrofinishing catalyst and operating at 450 ° F. and 2 hours −1 LHSV with the entire effluent from the isomerization reactor Sent directly to. The feedstock used in these examples is hydrotreated Fischer-Tropsch derived wax, and the properties of this feedstock (hydrotreated Fischer-Tropsch wax) are as follows.
Figure 0004796508

以下の実施例において、異性化フィッシャー−トロプシュワックスの650°F+収率(重量パーセント)及び粘度指数を測定することにより、水素化異性化触媒を硫化することの有効性を評価した。650°F+収率(重量パーセント)は、650°Fを超えて沸騰する総生成物の重量パーセントであり、特定の流動点において定義又は計算されることが当技術分野で知られている。   In the following examples, the effectiveness of sulfiding hydroisomerization catalysts was evaluated by measuring 650 ° F. + yield (weight percent) and viscosity index of isomerized Fischer-Tropsch wax. 650 ° F. + yield (weight percent) is the weight percent of the total product boiling above 650 ° F. and is known in the art to be defined or calculated at a specific pour point.

(実施例1)
硫化されたSAPO触媒を使用した1000ポンド/平方インチゲージにおける水素化異性化
この実施例は、SAPO−11触媒を硫化することの影響を例示する。図1において、フィッシャー−トロプシュ由来のワックスが水素化異性化された場合に得られた650°F+収率(重量パーセント)を、3つの状況:1)SAPO11触媒が水素化異性化反応に先立って硫化されない場合、2)触媒が事前硫化された場合、及び3)触媒が2040時間操業後に再硫化された場合に対して、流動点(℃)の関数としてプロットした。それぞれ3種の実験は、1000ポンド/平方インチゲージの水素分圧で実施された。
(Example 1)
Hydroisomerization at 1000 pounds per square inch gauge using a sulfided SAPO catalyst This example illustrates the effect of sulfiding a SAPO-11 catalyst. In FIG. 1, the 650 ° F. + yield (weight percent) obtained when the Fischer-Tropsch derived wax is hydroisomerized is shown in three situations: 1) the SAPO11 catalyst prior to the hydroisomerization reaction. Plotted as a function of pour point (° C.) for the case when not sulfidized, 2) when the catalyst was presulfided, and 3) when the catalyst was resulfurized after 2040 hours of operation. Each of the three experiments was performed at a hydrogen partial pressure of 1000 pounds per square inch gauge.

比較の目的で、約−15℃の流動点におけるデータポイントを考察する。非硫化触媒の650°F+収率は約32重量パーセントであり、これは、触媒を事前硫化した場合は、約18重量パーセントの増加を示し、約50重量パーセントの収率に増加した。この触媒を再硫化した後では、この収率は、さらに15重量パーセントが追加されて、約65重量パーセントに増加した。   For comparison purposes, consider a data point at a pour point of about -15 ° C. The 650 ° F. + yield of the non-sulfurized catalyst was about 32 weight percent, indicating an increase of about 18 weight percent when the catalyst was presulfided, increasing to a yield of about 50 weight percent. After resulfiding the catalyst, the yield increased to about 65 weight percent with an additional 15 weight percent added.

この粘度指数も、図2に示すように硫化することにより同様に増加した。−15℃の流動点において、水素化異性化されたワックスの粘度指数は、触媒を事前硫化することにより約155から162に増加し、操業2040時間後に再硫化することにより、この粘度指数さらに約172に増加した。このことは、事前硫化することにより約7、及び再硫化することにより約10の絶対的な増加を意味する。   This viscosity index increased similarly by sulfiding as shown in FIG. At the pour point of −15 ° C., the viscosity index of the hydroisomerized wax is increased from about 155 to 162 by presulfiding the catalyst, and this viscosity index is further reduced by resulfiding after 2040 hours of operation. Increased to 172. This means an absolute increase of about 7 by presulfiding and about 10 by resulfiding.

(実施例2)
硫化されたSAPO触媒を使用した様々な圧力における水素化異性化
2つの異なる圧力における硫化することの影響(及び、硫化しない場合の圧力の影響)を図3及び図4に示す。図3及び図4の1000ポンド/平方インチゲージ曲線は、図1及び図2のものと同じであり、言い換えれば、1000ポンド/平方インチゲージのデータを単に再プロットしたものである。水素化異性化中の水素分圧を1000から300ポンド/平方インチゲージに低下させることにより、650°F+収率が約35から68重量パーセントに増加し、約155の粘度指数が168に増加する結果になった。したがって、この実施例は、水素化異性化圧力を低下させると、水素化異性化の収率及び粘度指数が共に向上することを示す。
(Example 2)
Hydroisomerization at various pressures using a sulfided SAPO catalyst The effect of sulfiding at two different pressures (and the effect of pressure without sulfiding) is shown in FIGS. The 1000 pound / square inch gauge curves of FIGS. 3 and 4 are the same as those of FIGS. 1 and 2, in other words, simply a replot of the 1000 pound / square inch gauge data. Reducing the hydrogen partial pressure during hydroisomerization from 1000 to 300 pounds per square inch gauge increases the 650 ° F. + yield from about 35 to 68 weight percent and increases the viscosity index of about 155 to 168. The result was. Thus, this example shows that reducing the hydroisomerization pressure improves both the hydroisomerization yield and the viscosity index.

さらに、図1及び図2と図3及び図4を比較すると、SAPO−11の硫化は、より低圧(例えば、300ポンド/平方インチゲージ)より、より高圧(例えば、1000ポンド/平方インチゲージ)で有利な効果を有していたことを例示する。300ポンド/平方インチゲージでは、SAPO−11触媒の硫化は、流動点がプロットされた範囲内では、650°F+収率にわずかな効果を及び粘度指数にわずかな効果(約5の増加)を与えた。再び、これに関連する圧力は、水素化異性化反応器内の水素分圧を指すが、この水素分圧は、全圧と実質上同じ(又は、ほぼ同じ)である。   Further, comparing FIGS. 1 and 2 with FIGS. 3 and 4, the sulfidation of SAPO-11 is at a higher pressure (eg, 1000 lb / in 2 gauge) than at a lower pressure (eg, 300 lb / in 2 gauge). An example of having an advantageous effect is shown. At 300 pounds per square inch gauge, the sulfidation of the SAPO-11 catalyst has a slight effect on the 650 ° F. + yield and a slight effect on the viscosity index (an increase of about 5) within the range where the pour point is plotted. Gave. Again, the associated pressure refers to the hydrogen partial pressure in the hydroisomerization reactor, which is substantially the same (or nearly the same) as the total pressure.

(実施例3)
硫化されたゼオライト触媒を使用した水素化異性化
この実施例を実施例1に記載の通り実施したが、触媒としてはSSZ−32を使用した。図5は、硫化及び非硫化SSZ−32触媒の両方について1000ポンド/平方インチゲージで水素化異性化されたフィッシャー−トロプシュワックスからの650°F+収率(重量パーセント)を示す。この収率は約55であった(−15℃の流動点において)。同様に、この粘度指数は、約175であった。
(Example 3)
Hydroisomerization using a sulfurized zeolite catalyst This example was performed as described in Example 1, except that SSZ-32 was used as the catalyst. FIG. 5 shows the 650 ° F. + yield (weight percent) from Fischer-Tropsch wax hydroisomerized at 1000 pounds per square inch gauge for both sulfurized and non-sulfurized SSZ-32 catalysts. The yield was about 55 (at a pour point of -15 ° C). Similarly, this viscosity index was about 175.

(実施例4)
操業中に硫化されたSAPO触媒を使用した水素化異性化
操業中の硫化のイソ対直鎖Cの比率への影響を図7に示す。この実施例では、SAPO−11触媒を、水素化異性化工程の150時間後に操業中に硫化し、イソ対直鎖Cの比率を時間の関数としてプロットした。図7は、触媒の操業中の硫化により、イソ対直鎖Cの比率が4倍を超える増加を示して、約0.2から0.8を超える増加がもたらされたことを例示する。イソ対直鎖Cの比率がより高いと、触媒による、分解反応より異性化反応の多い改善された選択性を示す。
Example 4
The influence of the iso-to-linear ratio of C 4 sulfide hydroisomerization in operation using a SAPO catalyst sulfided during operation shown in FIG. In this embodiment, the SAPO-11 catalyst, sulfided during operation to 150 hours after the hydroisomerisation step was plotted the ratio of iso-to-linear C 4 as a function of time. FIG. 7 illustrates that sulfiding during the operation of the catalyst resulted in an increase of about 0.2 to 0.8, with the ratio of iso to linear C 4 increasing more than 4 times. . When the ratio of the iso-to-linear C 4 is higher, showing catalytic, more improved selectivity of isomerization reactions than the decomposition reaction.

(実施例5)
事前硫化されたSAPO触媒を使用した水素化異性化
SAPO−11触媒の事前硫化の水素化異性化により製造された軽質炭化水素量への影響を図8に示す。反応器中の全圧は1000ポンド/平方インチゲージであり、温度は650°Fであった。直鎖C及び直鎖Cの量はかなり減少し、イソC及びイソCの量の減少はそれよりはるかに少ない。
(Example 5)
Hydroisomerization Using Pre-Sulphided SAPO Catalyst FIG. 8 shows the effect of pre-sulfidation of SAPO-11 catalyst on the amount of light hydrocarbons produced by hydroisomerization. The total pressure in the reactor was 1000 pounds per square inch gauge and the temperature was 650 ° F. The amount of linear C 4 and linear C 5 is considerably reduced, reduction in the amount of iso C 4 and iso C 5 is much less than that.

(実施例6)
事前硫化されたSAPO触媒を使用した様々な温度の水素化異性化
図9A〜Cは、いくつかの観察された水素化異性化温度と圧力の間の関係を例示する。図9C中のグラフは、図9A及び図9Bに示された4つの運転(150、300、500、及び1000ポンド/平方インチゲージの全圧における)のそれぞれに対する流動点の関数としての水素化異性化温度のプロットであり、前者の図は、650°F+収率(重量パーセント)の結果を報告し、後者の図は、粘度指数の結果を報告している。本諸実施形態による硫化されたSAPO触媒による向上した製造収率及び粘度指数に加えて、潤滑基油を低圧で製造する利点は、水素化異性化法が、別の方法ではそうであったであろう温度よりは有意に低い操作温度で実施することができることである。
(Example 6)
Various Temperature Hydroisomerization Using Pre-Sulphided SAPO Catalyst FIGS. 9A-C illustrate the relationship between several observed hydroisomerization temperatures and pressures. The graph in FIG. 9C shows hydroisomerism as a function of pour point for each of the four runs shown in FIGS. 9A and 9B (at 150, 300, 500, and 1000 pounds per square inch gauge total pressure). The former graph reports the result of 650 ° F. + yield (weight percent), and the latter graph reports the viscosity index result. In addition to the improved production yield and viscosity index with the sulfided SAPO catalyst according to the embodiments, the advantage of producing a lubricating base oil at low pressure was that the hydroisomerization process was otherwise. It can be carried out at operating temperatures that are significantly lower than those that would be.

水素化異性化反応温度を低下させることは、この反応を操作するためのより広い温度範囲を提供する。図9Cを参照すると、例えば、−15℃の流動点において、操作圧力を1000から500ポンド/平方インチゲージに低下させた場合は、触媒により適切に水素化異性化するのに必要な温度は約22℃だけ低下する。類似の条件下で、操作圧力を1000から300ポンド/平方インチゲージに低下させた場合は、所要の温度は約37℃だけ低下する。最後に、操作圧力を1000から150ポンド/平方インチゲージに低下させた場合は、所要の温度が約47℃だけ低下する。   Lowering the hydroisomerization reaction temperature provides a wider temperature range for operating this reaction. Referring to FIG. 9C, for example, at a pour point of −15 ° C., if the operating pressure is reduced from 1000 to 500 pounds per square inch gauge, the temperature required for proper hydroisomerization with the catalyst is about Decrease by 22 ° C. If the operating pressure is reduced from 1000 to 300 pounds per square inch gauge under similar conditions, the required temperature is reduced by about 37 ° C. Finally, if the operating pressure is reduced from 1000 to 150 pounds per square inch gauge, the required temperature is reduced by about 47 ° C.

本出願で引用された文献、特許及び特許出願のすべては、あたかもそれぞれ個々の文献、特許出願又は特許の開示が、その全体が参照により援用されるものと具体的に及び個別に指示されたかのように、その全体を参照により本明細書に援用する。   All references, patents and patent applications cited in this application are as if each individual document, patent application or patent disclosure was specifically and individually indicated to be incorporated by reference in its entirety. The entirety of which is hereby incorporated by reference.

当業者には、本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、本発明の種々の変更形態及び代替形態が明らかになろう。他の目的及び利点は、前記説明の再検討から当業者には明らかになろう。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲に入るすべての構造物及び方法が含まれるものと解釈される。   Various modifications and alterations of this invention will become apparent to those skilled in the art without departing from the scope and spirit of this invention. Other objects and advantages will become apparent to those skilled in the art upon review of the above description. Accordingly, the invention is to be construed as including all structure and methods that fall within the scope of the appended claims.

フィッシャー−トロプシュワックス質供給原料を1000ポンド/平方インチゲージで水素化異性化するために、硫化されたSAPO−11触媒を使用することの収率への影響を示すグラフである。2 is a graph showing the impact on yield of using a sulfided SAPO-11 catalyst to hydroisomerize a Fischer-Tropsch waxy feedstock at 1000 pounds per square inch gauge. フィッシャー−トロプシュワックス質供給原料を1000ポンド/平方インチゲージで水素化異性化するために、硫化されたSAPO−11触媒を使用することの粘度指数への影響を示すグラフである。2 is a graph showing the effect on viscosity index of using a sulfided SAPO-11 catalyst to hydroisomerize a Fischer-Tropsch waxy feed at 1000 pounds per square inch gauge. フィッシャー−トロプシュワックス質供給原料を異なる圧力で水素化異性化するために、硫化されたSAPO−11触媒を使用することの収率への影響を示すグラフである。2 is a graph showing the yield impact of using a sulfided SAPO-11 catalyst to hydroisomerize a Fischer-Tropsch waxy feed at different pressures. フィッシャー−トロプシュワックス質供給原料を異なる圧力で水素化異性化するために、硫化されたSAPO−11触媒を使用することの粘度指数への影響を示すグラフである。2 is a graph showing the effect on viscosity index of using a sulfided SAPO-11 catalyst to hydroisomerize a Fischer-Tropsch waxy feed at different pressures. フィッシャー−トロプシュワックス質供給原料を1000ポンド/平方インチゲージで水素化異性化するために、硫化されたゼオライト触媒を使用することの収率への影響を示すグラフである。2 is a graph showing the impact on yield of using a sulfurized zeolite catalyst to hydroisomerize a Fischer-Tropsch waxy feed at 1000 pounds per square inch gauge. フィッシャー−トロプシュワックス質供給原料を1000ポンド/平方インチゲージで水素化異性化するために、硫化されたゼオライト触媒を使用することの粘度指数への影響を示すグラフである。2 is a graph showing the effect on viscosity index of using a sulfurized zeolite catalyst to hydroisomerize a Fischer-Tropsch waxy feed at 1000 pounds per square inch gauge. 操業中に硫化されたSAPO触媒を使用することの、イソ対直鎖C比率への影響を示すグラフである。Of using SAPO catalyst sulfided during operation, it is a graph showing the effect of the iso-to-linear C 4 ratio. 事前硫化されたSAPO触媒を使用して製造された軽質炭化水素量への影響を示すグラフである。2 is a graph showing the effect on the amount of light hydrocarbons produced using a presulfided SAPO catalyst. フィッシャー−トロプシュワックス質供給原料を様々な圧力で水素化異性化するために、事前硫化されたSAPO触媒を使用することの収率への影響を示すグラフである。2 is a graph showing the impact on yield of using a presulfided SAPO catalyst to hydroisomerize a Fischer-Tropsch waxy feed at various pressures. フィッシャー−トロプシュワックス質供給原料を様々な圧力で水素化異性化するために、事前硫化されたSAPO触媒を使用することの粘度指数への影響を示すグラフである。2 is a graph showing the effect on viscosity index of using a presulfided SAPO catalyst to hydroisomerize a Fischer-Tropsch waxy feed at various pressures. フィッシャー−トロプシュワックス質供給原料を様々な圧力で水素化異性化するために、事前硫化されたSAPO触媒を使用することの温度への影響を示すグラフである。2 is a graph showing the temperature effect of using a presulfided SAPO catalyst to hydroisomerize a Fischer-Tropsch waxy feed at various pressures.

Claims (18)

ワックス質炭化水素供給原料から潤滑基油を製造する方法であって、
a)形状選択的、中孔径、貴金属含有モレキュラーシーブ触媒を硫化して、硫化された触媒を提供するステップであって、硫化された触媒中のイオウ対貴金属のモル比は1を超えるステップと、
b)ワックス質炭化水素供給原料を水素化異性化条件で硫化された触媒と接触させることにより、ワックス質炭化水素供給原料を水素化異性化して、潤滑基油を製造するステップと、
を含み、前記硫化ステップが操業中の硫化ステップである、前記方法。
A method for producing a lubricating base oil from a waxy hydrocarbon feedstock comprising:
a) sulfiding a shape selective, medium pore size, noble metal-containing molecular sieve catalyst to provide a sulfided catalyst, wherein the molar ratio of sulfur to noble metal in the sulfided catalyst is greater than 1;
b) hydrolytically isolating the waxy hydrocarbon feedstock by contacting the waxy hydrocarbon feedstock with a catalyst sulfided under hydroisomerization conditions to produce a lubricating base oil;
And the sulfidation step is an in-operation sulfidation step .
ワックス質炭化水素供給原料が、ガス油、潤滑油原料、合成油、フィッシャー−トロプシュ由来のワックス、オリゴマー化フィッシャー−トロプシュ由来のオレフィン、ワックス下油、粗ワックス、脱油ワックス、直鎖α−オレフィンワックス、微晶ワックス、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1に記載の方法。The waxy hydrocarbon feedstock is gas oil, lubricating oil feedstock, synthetic oil, Fischer-Tropsch derived wax, oligomerized Fischer-Tropsch derived olefin, wax lower oil, crude wax, deoiled wax, linear α-olefin The method of claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of waxes, microcrystalline waxes, and mixtures thereof. ワックス質炭化水素供給原料がフィッシャー−トロプシュ由来のワックスである、請求項2に記載の方法。The process of claim 2 wherein the waxy hydrocarbon feedstock is a Fischer-Tropsch derived wax. 前記モレキュラーシーブが、4.0〜7.1Åの範囲のチャネル径を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the molecular sieve has a channel diameter in the range of 4.0 to 7.1 mm. 前記モレキュラーシーブが非ゼオライト系である、請求項4に記載の方法。The method of claim 4, wherein the molecular sieve is non-zeolitic. 前記触媒がSAPO触媒である、請求項5に記載の方法。6. The method of claim 5, wherein the catalyst is a SAPO catalyst. SAPO触媒が、SAPO−11、SAPO−31、及びSAPO−41からなる群から選択される、請求項6に記載の方法。7. The method of claim 6, wherein the SAPO catalyst is selected from the group consisting of SAPO-11, SAPO-31, and SAPO-41. 前記貴金属が、白金、パラジウム、及びこれらの混合物からなる群から選択される、前記請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。The method according to any one of the preceding claims, wherein the noble metal is selected from the group consisting of platinum, palladium, and mixtures thereof. 水素化異性化条件が、150と1000ポンド/平方インチゲージの間の全圧を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。9. The method of any one of claims 1 to 8, wherein the hydroisomerization conditions comprise a total pressure between 150 and 1000 pounds per square inch gauge. 水素化異性化条件が、150と500ポンド/平方インチゲージの間の全圧を含む、請求項9に記載の方法。The method of claim 9, wherein the hydroisomerization conditions comprise a total pressure between 150 and 500 pounds per square inch gauge. 水素化異性化条件が、150と300ポンド/平方インチゲージの間の全圧を含む、請求項10に記載の方法。The method of claim 10, wherein the hydroisomerization conditions comprise a total pressure between 150 and 300 pounds per square inch gauge. 水素化異性化条件が、500と1000ポンド/平方インチゲージの間の全圧を含む、請求項9に記載の方法。The method of claim 9, wherein the hydroisomerization conditions comprise a total pressure between 500 and 1000 pounds per square inch gauge. 40と95重量パーセントの間の潤滑基油が、650と1400°Fの間の沸点を有する、前記請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。13. A method according to any one of the preceding claims, wherein between 40 and 95 weight percent of the lubricating base oil has a boiling point between 650 and 1400 ° F. 潤滑基油が140と190の間の粘度指数を有する、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。14. A method according to any one of the preceding claims, wherein the lubricating base oil has a viscosity index between 140 and 190. 潤滑基油が−5と−60℃の間の流動点を有する、請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。15. A process according to any one of the preceding claims, wherein the lubricating base oil has a pour point between -5 and -60 ° C. 潤滑基油が、3センチストークを超える100℃における粘度を有する、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。16. A method according to any one of the preceding claims, wherein the lubricating base oil has a viscosity at 100 ° C of greater than 3 centistokes. 潤滑基油の少なくとも一部を溶媒脱ワックスし、これにより粗ワックスを除去するステップをさらに含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。17. A method according to any one of the preceding claims, further comprising the step of solvent dewaxing at least a portion of the lubricating base oil, thereby removing the crude wax. 前記粗ワックスを、ワックス質炭化水素供給原料と共に水素化異性化するステップをさらに含む、請求項17に記載の方法。The method of claim 17, further comprising hydroisomerizing the crude wax with a waxy hydrocarbon feedstock.
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