JP5422573B2 - 高粘度指数潤滑油基油の製造 - Google Patents
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Description
高粘度指数基油は、種々の高品質潤滑油を製造するのに必要とされる。特に、種々の特性(140超のVIおよび−18℃以下の流動点を含む)を満たす基油は、高終点潤滑油に組込まれることができる。0W30または0W40乗用車モーター油などである。これらのモーター油は、プレミアム生成物を表し、高価値使用の油である。現在、これらの高粘度指数基油は、スラックワックス原料を水素化し、次いで異性化することによって製造される。水素化工程は、硫黄50wppm未満および窒素1wppm未満の水素化生成物を製造するように選択される。従来の方法を用いて、10%未満のワックス中油を有するスラックワックス原料は、4cSt基油を作製するのに用いられることができ、一方より重質の基油(6cSt)は、20%未満のワックス中油を有するスラックワックスを用いて作製されることができる。
種々の実施形態においては、原料材は、スラックワックス、高ワックス含有量ラフィネート、高ワックス含有量減圧留出油、溶剤またはプロパン脱ロウ若しくは脱油からの高ワックス含有量スラックワックス、高ワックス含有量ソフトワックス、または他の高ワックス含有量原料材(ワックス中油10wt%超の油含有量を有する)であることができる。これらの原料は、例えば、軽粘度の基油(4cSt)を作製するのに用いられることができる。より重粘度の基油(6cSt以上)については、ワックス中油20wt%超の原料が用いられることができる。適切な原料の例を、表1に示す。
ワックス質原料材は、典型的には、硫黄および/または窒素汚染物を、潤滑油として許容できない量で含む。従来、ワックス質原料材が、許容できない量の硫黄および/または窒素汚染物を含む場合には、これらの原料材は、少なくとも有効量の硫黄および/または窒素汚染物を除去するのに適切な条件下に水素化触媒と接触されて、水素化原料材が製造されるであろう。「有効量」とは、潤滑油として許容可能な硫黄および/または窒素レベルに達するための、少なくともその量の窒素および硫黄の除去を意味する。
脱ロウ触媒は、脱ロウ触媒が、分解よりむしろ優先的に異性化によって、脱ロウを行う限り、結晶質または非晶質のいずれかであってもよい。結晶質物質は、少なくとも一個の10または12員環通路を含むモレキュラーシーブであり、アルミノシリケート(ゼオライト)ベースであってもよいか、またはアルミノホスフェートベースであってもよい。好ましくは、モレキュラーシーブは、少なくとも一個の10員環通路を有する。より好ましくは、触媒は、一次元10員環モレキュラーシーブである。適切なゼオライトの例には、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−48、ZSM−57、フェリエライト、EU−1、NU−87、ITQ−13、およびMCM−71が含まれる。少なくとも一個の10員環通路を含むアルミノホスフェートの例には、SAPO−11およびSAPO−41が含まれる。好ましい異性化触媒には、ZSM−48、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−12、およびZSM−35が含まれる。本明細書で用いられるように、ZSM−48には、EU−2、EU−11、およびZBM−30が含まれる。これは、構造的にZSM−48と同等である。モレキュラーシーブは、好ましくは水素形態にある。還元は、脱ロウ工程自体での現場で生じることができるか、または他の槽内における現場外で生じることができる。
高粘度基油の製造は、適切な原料(ワックス中油15wt%超、または20wt%超の原料など)を選択することによって始まる。油を含む典型的な高ワックス含有量の原料は、硫黄、窒素、芳香族、または他の汚染物質(オレフィンなど)を含んでもよい。これは、ワックス異性化プロセスを阻害するであろう。原料は、制御可能に水素化されて、硫黄、窒素、芳香族、および他の汚染物質が除去され、および高ワックス含有量の原料が過酷に水素化されて、ワックス異性化前に原料特性が改善される。水素化装置における、より高い転化率は、硫黄および窒素を50ppmwSおよび1ppmwN未満へ転化するのに必要とされるより大きいが、これは、接触異性化工程との組み合わせで用いられる場合には、収率および低温特性の全体的な改善を可能にする。高度に水素化された原料材は、異性化される場合には、まさしく硫黄および窒素汚染物質を除去するのに緩やかに水素化された原料材に比較して、より高い粘度指数の潤滑油基油を製造する。
種々の実施形態においては、本発明の他の態様は、望ましい基油のより高い収率を、あまり望ましくないと従来考えられている油含有量の原料を用いることによって達成する予想能力である。
Claims (16)
- 少なくとも140のVIおよび4cSt〜6cStの粘度(100℃)を有する高粘度基油を製造する方法であって、
ワックス中油を少なくとも15wt%含む原料材を、前記原料材の6〜12wt%を370℃未満で沸騰する生成物へ転化するのに効果的な条件下に水素化する工程であって、
前記水素化の前記効果的な条件には、水素化触媒存在下における、温度280℃〜400℃、圧力1480〜20786kPa、空間速度0.1〜10時 −1 および水素処理ガス速度89〜1780m 3 /m 3 が含まれる工程;および
水素化された前記原料材を、少なくとも140のVIおよび−18℃以下の流動点を有する基油を製造するのに効果的な条件下に接触脱ロウする工程であって、
前記接触脱ロウの前記効果的な条件には、脱ロウ触媒存在下における、温度200〜500℃、圧力790〜20786kPa、液空間速度0.1〜10時 −1 および水素処理ガス速度45〜1780m 3 /m 3 が含まれる工程
を含むことを特徴とする方法。 - 少なくとも140のVIおよび少なくとも6cStの粘度(100℃)を有する高粘度基油を製造する方法であって、
ワックス中油を少なくとも25wt%含む原料材を、前記原料材の6〜12wt%を370℃未満で沸騰する生成物へ転化するのに効果的な条件下に水素化する工程であって、
前記水素化の前記効果的な条件には、水素化触媒存在下における、温度280℃〜400℃、圧力1480〜20786kPa、空間速度0.1〜10時 −1 および水素処理ガス速度89〜1780m 3 /m 3 が含まれる工程;および
水素化された前記原料材を、少なくとも140のVIおよび−18℃以下の流動点を有する基油を製造するのに効果的な条件下に接触脱ロウする工程であって、
前記接触脱ロウの前記効果的な条件には、脱ロウ触媒存在下における、温度200〜500℃、圧力790〜20786kPa、液空間速度0.1〜10時 −1 および水素処理ガス速度45〜1780m 3 /m 3 が含まれる工程
を含むことを特徴とする方法。 - 前記水素化工程における転化率は、少なくとも8wt%であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記水素化工程における転化率は、10wt%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 前記プロセスは、水素仕上げ工程を更に含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の方法。
- 少なくとも140のVIおよび5cSt〜6cStの粘度(100℃)を有する高粘度基油を製造する方法であって、
ワックス中油を少なくとも20wt%含む原料材を、前記原料材の6〜15wt%を370℃未満で沸騰する生成物へ転化するのに効果的な条件下に水素化する工程であって、
前記水素化の前記効果的な条件には、水素化触媒存在下における、温度280℃〜400℃、圧力1480〜20786kPa、空間速度0.1〜10時 −1 および水素処理ガス速度89〜1780m 3 /m 3 が含まれる工程、および
水素化された前記原料材を、少なくとも140のVIおよび−18℃以下の流動点を有する基油を製造するのに効果的な条件下に接触脱ロウする工程であって、
前記接触脱ロウの前記効果的な条件には、脱ロウ触媒存在下における、温度200〜500℃、圧力790〜20786kPa、液空間速度0.1〜10時 −1 および水素処理ガス速度45〜1780m 3 /m 3 が含まれる工程
を含むことを特徴とする方法。 - 前記水素化条件は、前記原料材の6〜12%を生成物へ転化するのに十分な条件であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記水素化条件は、前記原料材の少なくとも6%を生成物へ転化するのに十分な条件であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記水素化条件は、前記原料材の少なくとも8%を生成物へ転化するのに十分な条件であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記水素化条件は、前記原料材の少なくとも10%を生成物へ転化するのに十分な条件であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記水素化条件は、前記原料材の12%以下を生成物へ転化するのに十分な条件であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記水素化条件は、前記原料材の10%以下を生成物へ転化するのに十分な条件であることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記原料材は、ワックス中油を少なくとも25%含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記原料材は、ワックス中油を少なくとも30%含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記プロセスは、水素仕上げ工程を更に含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。
- 前記水素化工程および前記脱ロウ工程の両工程での収率は、少なくとも40%であることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の方法。
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