JP5633997B2 - 潤滑油基油及び潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
(1)パラフィン基系原油及び/又は混合基系原油の常圧蒸留による留出油
(2)パラフィン基系原油及び/又は混合基系原油の常圧蒸留残渣油の減圧蒸留による留出油(WVGO)
(3)潤滑油脱ろう工程により得られるワックス(スラックワックス等)及び/又はガストゥリキッド(GTL)プロセス等により得られる合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス、GTLワックス等)
(4)基油(1)〜(3)から選ばれる1種又は2種以上の混合油及び/又は当該混合油のマイルドハイドロクラッキング処理油
(5)基油(1)〜(4)から選ばれる2種以上の混合油
(6)基油(1)、(2)、(3)、(4)又は(5)の脱れき油(DAO)
(7)基油(6)のマイルドハイドロクラッキング処理油(MHC)
(8)基油(1)〜(7)から選ばれる2種以上の混合油。
(9)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油又は当該基油から回収された潤滑油留分を水素化分解し、その生成物又はその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または当該脱ろう処理をした後に蒸留することによって得られる水素化分解鉱油
(10)上記基油(1)〜(8)から選ばれる基油又は当該基油から回収された潤滑油留分を水素化異性化し、その生成物又はその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分について溶剤脱ろうや接触脱ろうなどの脱ろう処理を行い、または、当該脱ろう処理をしたあとに蒸留することによって得られる水素化異性化鉱油。
NH3脱着温度依存性評価においてNH3の全脱着量に対する300〜800℃でのNH3の脱着量の分率が80%以下である担体に、周期律表第VIa族金属のうち少なくとも1種類と、第VIII族金属のうち少なくとも1種類とが担持された水素化分解触媒を準備する第1工程と、
水素化分解触媒の存在下、スラックワックスを50容量%以上含む原料油を、水素分圧0.1〜14MPa、平均反応温度230〜430℃、LHSV0.3〜3.0hr−1、水素油比50〜14000scf/bで水素化分解する第2工程と、
第2工程で得られた分解生成油を蒸留分離して潤滑油留分を得る第3工程と、
第3工程で得られた潤滑油留分を脱ろう処理する第4工程と
を備える。
上記製造方法Aにおいては、スラックワックスを50容量%以上含有する原料油が用いられる。なお、本発明でいう「スラックワックスを50容量%以上含有する原料油」とは、スラックワックスのみからなる原料油と、スラックワックスと他の原料油との混合油であってスラックワックスを50容量%以上含有する原料油との双方が包含される。
上記製造方法Aでは、NH3脱着温度依存性評価においてNH3の全脱着量に対する300〜800℃でのNH3の脱着量の分率が80%以下である担体に、周期律表第VIa族金属のうち少なくとも1種類と、第VIII族金属のうち少なくとも1種類とが担持された水素化分解触媒が用いられる。
上記製造方法Aにおいては、上記の水素化分解触媒の存在下、スラックワックスを50容量%以上含む原料油を、水素分圧が0.1〜14MPa、好ましくは1〜14MPa、より好ましくは2〜7MPa;平均反応温度が230〜430℃、好ましくは330〜400℃、より好ましくは350〜390℃;LHSVが0.3〜3.0hr−1、好ましくは0.5〜2.0hr−1;水素油比が50〜14000scf/b、好ましくは100〜5000scf/bで水素化分解する。
(分解率(容量%))=100−(生成物中の沸点が360℃以上の留分の割合(容量%))
のように定義すると、分解率は3〜90容量%であることが好ましい。分解率が3容量%未満では、原料油中に含まれる流動点の高い高分子量n−パラフィンの分解異性化によるイソパラフィンの生成や、粘度指数の劣る芳香族分や多環ナフテン分の水素化分解が不十分となり、また、分解率が90容量%を超えると潤滑油留分の収率が低くなり、それぞれ好ましくない。
次いで、上記の水素化分解工程により得られる分解生成油から潤滑油留分を蒸留分離する。この際、軽質分として燃料油留分も得られる場合がある。
上記の蒸留分離工程において、分解生成油から分留した潤滑油留分は流動点が高いので、所望の凝固点を有する潤滑油基油を得るために脱ろうする。脱ろう処理は溶剤脱ろう法又は接触脱ろう法などの通常の方法で行うことができる。このうち、溶剤脱ろう法は一般にMEK、トルエンの混合溶剤が用いられるが、ベンゼン、アセトン、MIBK等の溶剤を用いてもよい。得られるSAE10クラスの留分の脱ろう油の低温粘度特性を改善するためには、溶剤/油比を1〜6倍とすることが好ましく、また、ろ過温度を−25℃以下とすることが好ましく、−26〜−45℃とすることがより好ましく、−27〜−40℃とすることがさらに好ましく、−28〜−35℃とすることが特に好ましい。なお、ここで除去されるろう分は、スラックワックスとして、水素化分解工程に再び供することができる。
触媒の存在下、パラフィン系炭化水素を含有する原料油を水素化分解及び/又は水素化異性化する第5工程と、
第5工程で得られる生成物又はその生成物から蒸留等により回収される潤滑油留分を脱ろう処理する第6工程と、
を備える。
上記製造方法Bにおいては、パラフィン系炭化水素を含有する原料油が用いられる。なお、本発明でいう「パラフィン系炭化水素」とは、パラフィン分子の含有率が70質量%以上の炭化水素をいう。パラフィン系炭化水素の炭素数は特に制限されないが、通常、10〜100程度のものが用いられる。また、パラフィン系炭化水素の製法は特に制限されず、石油系及び合成系の各種パラフィン系炭化水素を用いることができるが、特に好ましいパラフィン系炭化水素としては、ガストゥリキッド(GTL)プロセス等により得られる合成ワックス(フィッシャートロプシュワックス(FTワックス)、GTLワックス等)が挙げられ、中でもFTワックスが好ましい。また、合成ワックスは、炭素数が好ましくは15〜80、より好ましくは20〜50のノルマルパラフィンを主成分として含むワックスが好適である。
製造方法Bで用いられる触媒は特に制限されないが、アルミノシリケートを含有する担体に、活性金属成分として周期律表第VI属b金属及び第VIII属金属から選ばれる1種以上が担持された触媒が好ましく用いられる。
上記製造方法Bにおいては、上記触媒の存在下、パラフィン系炭化水素を含有する原料油を水素化分解/水素化異性化する。かかる水素化分解/水素化異性化工程は、固定床反応装置を用いて行うことができる。水素化分解/水素化異性化の条件としては、例えば温度は250〜400℃、水素圧は0.5〜10MPa、原料油の液空間速度(LHSV)は0.5〜10h−1がそれぞれ好ましい。
次いで、上記の水素化分解/水素化異性化工程により得られる分解生成油から潤滑油留分を蒸留分離する。なお、製造方法Bにおける蒸留分離工程は製造方法Aにおける蒸留分離工程と同様であるため、ここでは重複する説明を省略する。
次いで、上記の蒸留分離工程において分解生成油から分留した潤滑油留分を脱ろうする。かかる脱ろう工程は、溶剤脱ろう又は接触脱ろう等の従来公知の脱ろうプロセスを用いて行うことができる。ここで、分解/異性化生成油中に存在する沸点370℃以下の物質が脱ろうに先立ち高沸点物質から分離されていない場合、分解/異性化生成油の用途に応じて、全水素化異性化物を脱ろうしてもよく、あるいは沸点370℃以上の留分を脱ろうしてもよい。
(ガスクロマトグラフィ条件)
カラム:液相無極性カラム(長さ25mm、内径0.3mmφ、液相膜厚さ0.1μm)
昇温条件:50℃〜400℃(昇温速度:10℃/min)
キャリアガス:ヘリウム(線速度:40cm/min)
スプリット比:90/1
試料注入量:0.5μL(二硫化炭素で20倍に希釈した試料の注入量)
(a)化学シフト約10〜50ppmの積分強度の合計(全構成炭素に起因する積分強度の合計)、及び
(b)化学シフト29.7〜30.0ppmの積分強度の合計(εメチレンに起因する積分強度の合計)
をそれぞれ測定し、(a)を100%としたときの(b)の割合(%)を算出する。(b)の割合は潤滑油基油の構成炭素の全量に対するεメチレンの割合を示す。
(a)化学シフト約10〜50ppmの積分強度の合計(全構成炭素に起因する積分強度の合計)、及び
(c)化学シフト27.9〜28.1ppm、28.4〜28.6ppm、32.6〜33.2ppm、34.4〜34.6ppm、37.4〜37.6ppm、38.8〜39.1ppm、40.4〜40.6ppmの積分強度の合計(メチル基、エチル基及びその他分岐機が結合した3級炭素及びナフテン3級炭素に起因する積分強度の合計)
をそれぞれ測定し、(a)を100%としたときの(c)の割合(%)を算出する。(c)の割合は潤滑油基油の構成炭素の全量に対する3級炭素の割合を示す。
(a)化学シフト約10〜50ppmの積分強度の合計(全構成炭素に起因する積分強度の合計)、及び
(d)化学シフト10.7〜11.6ppm、13.8〜14.7ppm、19.2〜20.1ppm、22.5〜22.8ppmの積分強度の合計(末端エチル基(−CH3)に起因する炭素原子に起因する積分強度の合計)
をそれぞれ測定し、(a)を100%としたときの(d)の割合(%)を算出する。(d)の割合は潤滑油基油の構成炭素の全量に対する末端メチル基に起因する炭素原子の割合を示す。
1.435≦n20−0.002×kv100≦1.453 (1)
[式中、n20は潤滑油基油の20℃における屈折率を示し、kv100は潤滑油基油の100℃における動粘度(mm2/s)を示す。]
USY型ゼオライト800gとアルミナバインダー200gとを混合混練し、直径1/16インチ(約1.6mm)、高さ6mmの円柱状に成型した。得られた成型体を450℃で3時間焼成して担体を得た。この担体に、白金換算値で担体の0.8質量%となる量のジクロロテトラアミン白金(II)の水溶液を含浸し、120℃で3時間乾燥させ、400℃で1時間焼成することにより、目的の触媒を得た。
溶剤精製基油を精製する工程において減圧蒸留で分離した留分を、フルフラールで溶剤抽出した後で水素化処理し、次いで、メチルエチルケトン−トルエン混合溶剤で溶剤脱ろうした。かかる溶剤脱ろうの際に除去されたスラックワックスをさらに脱油して得られたワックス分(以下、「WAX2」という。)を、潤滑油基油の原料として用いた。WAX2の性状を表2に示す。
実施例3、4及び比較例5〜8においては、上記の基油1〜6、並びにPSSIが40の分散型ポリメタクリレート及び性能添加剤(酸化防止剤、無灰分散剤、金属系清浄剤、摩耗防止剤等を含む)を用いて、表5、6に示す組成を有する潤滑油組成物を調製した。得られた潤滑油組成物の各種性状を表5、6に併せて示す。
実施例3、4及び比較例5〜8の各潤滑油組成物について、以下のようにしてNOx吸収試験を実施した。日本トライボロジー会議予稿集1992、10、465に準拠した方法にて試験油にNOx含有ガスを吹き込み、強制劣化させたときの酸価の経時変化を測定した。本試験における試験温度は140℃、NOx含有ガス中のNOx濃度は1200ppmとした。O2濃度は85%とした。NOxガスの吹き込み開始から144時間後の酸価増加を表5、6に示す。表中、酸価の増加が小さいものほど、内燃機関で使用されるようなNOx存在下においても、より長時間使用できるロングドレイン油であることを示している。
Claims (4)
- 飽和分を95質量%以上含有し、
該飽和分に占める環状飽和分の割合が40質量%以下であり、
100℃における動粘度が3.5〜4.5mm2/sであり、
粘度指数が110以上であり、
アニリン点が106以上であり、かつ、
構成炭素の全量に占めるεメチレンの割合が14〜20%である
ことを特徴とする潤滑油基油。 - 前記飽和分に占める2環以上の環状飽和分が20質量%以下であることを特徴とする、請求項1に記載の潤滑油基油。
- 芳香族分の含有量が5質量%以下であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の潤滑油基油。
- 請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載の潤滑油基油を含有することを特徴とする潤滑油組成物。
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