JP6240501B2 - 潤滑油基油の製造方法 - Google Patents
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Description
第1の蒸留工程では、基油留分及び重質留分を含有する炭化水素油から、基油留分及び重質留分をそれぞれ分留する。
CH4+H2O→CO+3H2 (1)
CH4+CO2→2CO+2H2 (2)
(2n+1)H2+nCO→CnH2n+2+nH2O (3)
本実施形態に係る潤滑油基油の製造方法においては、第1の蒸留工程において分留された重質留分を水素化分解して水素化分解油を得る。そしてこの水素化分解油は、第1の蒸留工程に供される炭化水素油の一部として用いられる。本実施形態に係る潤滑油基油の製造方法は、このような重質留分の水素化分解及びそれにより得られた水素化分解油の第1の蒸留工程への再利用によって、効率的に潤滑油基油を得ることが可能となる。
脱蝋工程では、第1の蒸留工程で分留された基油留分を異性化脱蝋して脱蝋油を得る。異性化脱蝋は、水素の存在下、基油留分を水素化異性化触媒に接触させることにより行うことができる。
本態様の水素化異性化触媒は、特定の方法によって製造されることでその特徴が付与される。以下、本態様の水素化異性化触媒について、その好ましい製造の態様に沿って説明する。
VZ=Vc/Mz×100
水素化精製工程では、第2の工程で得られた脱蝋油を水素化精製して水素化精製油を得る。水素化精製によって、例えば、脱蝋油中のオレフィン及び芳香族化合物が水素化され、潤滑油の酸化安定性及び色相が改善される。さらに、脱蝋油中の硫黄化合物が水素化され、硫黄分の低減も期待される。
第2の蒸留工程では、水素化精製油を分留して潤滑油基油を得る。
<担体の調製>
シリカアルミナ47質量%、USYゼオライト3質量%及びアルミナバインダー50質量%の混合物に水を加えて粘土状に混練を行って捏和物を調製した。この捏和物を押出成型により直径約1.5mm、長さ約3mmの円柱状に成型した。得られた成型体を120℃で3時間乾燥し、更に空気中、500℃で3時間焼成して担体を得た。
テトラアンミンジニトロ白金[Pt(NH3)4](NO3)2を、担体のあらかじめ測定した吸水量に相当するイオン交換水に溶解して含浸溶液を得た。この溶液を、上記の担体に初期湿潤法により含浸し、担体の質量を基準として、0.8質量%の白金量となるように担持を行った。次に、得られた含浸物(触媒前駆体)を120℃で3時間乾燥した後、空気流通下、500℃で1時間焼成して、水素化分解触媒A−1を得た。
<担体の調製>
以下のようにして、アルミニウム含有ベータゼオライトを合成した。
200mlのポリテトラフルオロエチレン製ビーカーに型剤であるテトラエチルアンモニウムヒドロキシド(35%水溶液)25.1gと硝酸アルミニウム9水和物1.52gを攪拌しながら混合し、次いでテトラエトキシシラン20.7gを入れて1.5時間攪拌を続けた。
テトラアンミンジニトロ白金[Pt(NH3)4](NO3)2を、担体のあらかじめ測定した吸水量に相当するイオン交換水に溶解して含浸溶液を得た。この溶液を、上記の担体に初期湿潤法により含浸し、担体の質量を基準として、0.3質量%の白金量となるように担持を行った。次に、得られた含浸物(触媒前駆体)を120℃で3時間乾燥した後、空気流通下、500℃で1時間焼成して、水素化分解触媒A−2を得た。
シリカアルミナ50質量%とアルミナバインダー50質量%の混合物に水を加えて粘土状に混練を行って捏和物を調製した。この捏和物を押出成型、乾燥、焼成して担体を調製した。この担体に含浸法でニッケル5重量%、タングステン20重量%を担持して、水素化分解触媒A−3を得た。
<ZSM−22ゼオライトの製造>
Si/Al比が45である結晶性アルミノシリケートからなるZSM−22ゼオライト(以下、「ZSM−22」ということがある。)を、以下の手順で水熱合成により製造した。
溶液A:1.94gの水酸化カリウムを6.75mLのイオン交換水に溶解したもの。
溶液B:1.33gの硫酸アルミニウム18水塩を5mLのイオン交換水に溶解したもの。
溶液C:4.18gの1,6−ヘキサンジアミン(有機テンプレート)を32.5mLのイオン交換水にて希釈したもの。
溶液D:18gのコロイダルシリカ(Grace Davison社製Ludox AS−40)を31mLのイオン交換水にて希釈したもの。
上記で得たZSM−22と、バインダーであるアルミナとを質量比7:3にて混合し、ここに少量のイオン交換水を添加して混錬した。得られた粘ちょうな流体を押出成型機に充填、成型し、直径約1.6mm、長さ約10mmの円筒状の成型体を得た。この成型体を、空気雰囲気下、400℃にて3時間加熱して、成形体ZSM−22を得た。
上記で得られた成形体ZSM−22について、以下の操作によりアンモニウムイオンを含む水溶液でイオン交換処理を行った。
テトラアンミンジニトロ白金[Pt(NH3)4](NO3)2を、担体前駆体のあらかじめ測定した吸水量に相当するイオン交換水に溶解して含浸溶液を得た。この溶液を、上記の担体前駆体に初期湿潤法により含浸し、ZSM−22ゼオライトの質量に対して、0.3質量%の白金量となるように担持を行った。次に、得られた含浸物(触媒前駆体)を60℃の乾燥中で一晩乾燥した後、空気流通下、400℃で3時間焼成して、水素化異性化触媒B−1を得た。
<有機テンプレートを含有するZSM−22のイオン交換>
上記B−1で得られたZSM−22について、以下の操作によりアンモニウムイオンを含む水溶液でイオン交換処理を行った。
上記で得たNH4型ZSM−22と、バインダーであるアルミナとを質量比7:3にて混合し、ここに少量のイオン交換水を添加して混錬した。得られた粘ちょうな流体を押出成型機に充填、成型し、直径約1.6mm、長さ約10mmの円筒状の成型体を得た。この成型体を、窒素雰囲気下、300℃にて3時間加熱して、担体前駆体を得た。
テトラアンミンジニトロ白金[Pt(NH3)4](NO3)2を、担体前駆体のあらかじめ測定した吸水量に相当するイオン交換水に溶解して含浸溶液を得た。この溶液を、上記の担体前駆体に初期湿潤法により含浸し、ZSM−22ゼオライトの質量に対して、0.3質量%の白金量となるように担持を行った。次に、得られた含浸物(触媒前駆体)を60℃の乾燥中で一晩乾燥した後、空気流通下、400℃で3時間焼成して、カーボン量が0.56質量%である水素化異性化触媒B−2を得た。なお、カーボン量は酸素気流中燃焼―赤外線吸収法で測定した。測定には、堀場製作所製 EMIA−920Vを使用した。
VZ=Vc/Mz×100
式中、Vcは水素化異性化触媒の単位質量当りのミクロ細孔容積を示し、Mzは触媒に含有されるゼオライトの含有割合(質量%)を示す。
以下、図1に示した潤滑油基油製造装置100を参照して実施例について説明する。実施例1では、第1の蒸留塔10に供する原料油としてFTワックス(沸点範囲330〜620℃)を用い、当該FTワックスを沸点範囲330〜520℃の基油留分と沸点範囲が520℃を超える重質留分とに分留した。分留した重質留分を、反応温度325℃、水素圧5MPa、水素/油比680Nm3/m3、液空間速度2.0h−1にて水素化分解した。水素化分解触媒には、水素化分解触媒A−1を使用した。得られた水素化分解油は、FTワックスと混合して第1の蒸留塔10に供給した。また、第1の蒸留塔10で分留した基油留分を、異性化反応温度325℃、水素圧15MPa、水素/油比500Nm3/m3、液空間速度1.5h−1にて異性化脱蝋した。水素化異性化触媒には、水素化異性化触媒B−1を使用した。
水素化異性化触媒B−1を水素化異性化触媒B−2に変更したこと以外は実施例1と同様のプロセスを行った。得られた脱蝋油における主目的留分(沸点範囲330〜520℃の留分)の収率は、供給したFTワックスに対して70容量%であった。
水素化分解触媒A−1を水素化分解触媒A−2に変更し、水素化分解の条件を分解反応温度325℃、水素圧15MPa、水素/油比500Nm3/m3、液空間速度1.5h−1に変更したこと以外は、実施例1と同様のプロセスを行った。得られた脱蝋油における主目的留分(沸点範囲330〜520℃の留分)の収率は、供給したFTワックスに対して55容量%であった。
第1の蒸留塔10に供する原料油を石油由来炭化水素油であるスラックワックスに変更し、水素化分解触媒A−1を水素化分解触媒A−3に変更したこと以外は、実施例1と同様のプロセスを行った。得られた脱蝋油における主目的留分(沸点範囲330〜520℃の留分)の収率は、供給したスラックワックスに対して63容量%であった。
第1の蒸留塔10に供する原料油を石油由来炭化水素油であるスラックワックスに変更し、水素化分解触媒A−1を水素化分解触媒A−3に変更し、水素化異性化触媒B−1を水素化異性化触媒B−2に変更したこと以外は、実施例1と同様のプロセスを行った。得られた脱蝋油における主目的留分(沸点範囲330〜520℃の留分)の収率は、供給したスラックワックスに対して68容量%であった。
沸点範囲330℃以上のFTワックスすべてを、異性化反応温度325℃、水素圧15MPa、水素/油比500Nm3/m3、液空間速度1.5h−1にて異性化脱蝋した。水素化異性化触媒には水素化異性化触媒B−1を用いた。得られた脱蝋油における主目的留分(沸点範囲330〜520℃の留分)の収率は、供給したFTワックスに対して50容量%であった。
Claims (6)
- 基油留分及び基油留分より重質の重質留分を含有する炭化水素油から、前記基油留分及び前記重質留分をそれぞれ分留する第1の工程と、
前記第1の工程で分留された前記基油留分を水素化異性化触媒に接触させて異性化脱蝋して脱蝋油を得る第2の工程と、
を備え、
前記水素化異性化触媒が、10員環一次元状細孔構造を有するゼオライト、及びバインダーを含む担体と、該担体に担持された白金及び/又はパラジウムと、を含有し、カーボン量が0.4〜3.5質量%である水素化異性化触媒であり、
前記ゼオライトが、有機テンプレートを含有し10員環一次元状細孔構造を有する有機テンプレート含有ゼオライトを、アンモニウムイオン及び/又はプロトンを含む溶液中でイオン交換して得られるイオン交換ゼオライトに由来するものであり、
前記第1の工程で分留された前記重質留分を水素化分解して得られる水素化分解油を前記第1の工程に戻す、潤滑油基油の製造方法。 - 前記基油留分が、沸点範囲が330〜520℃の留分である、請求項1に記載の潤滑油基油の製造方法。
- 前記炭化水素油が、フィッシャー・トロプシュ合成反応油を含有し、
前記水素化分解が、水素の存在下、固体酸性を有する無機担体及び該無機担体に担持された水素化活性を有する周期表第6族及び第8〜10族に属する金属を含有する水素化分解触媒に、前記重質留分を接触させて行われる、請求項1又は2に記載の潤滑油基油の製造方法。 - 前記炭化水素油が、石油由来炭化水素油を含有し、
前記水素化分解が、水素の存在下、アルミニウム、ケイ素、ジルコニウム、ホウ素、チタン及びマグネシウムから選ばれる2種以上の元素を含んで構成される多孔性無機酸化物並びに該多孔性無機酸化物に担持された周期表第6族及び第8〜10族の元素から選ばれる1種以上の金属を含有する水素化分解触媒に、前記重質留分を接触させて行われる、請求項1又は2に記載の潤滑油基油の製造方法。 - 前記水素化分解の転化率が、20〜50容量%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の潤滑油基油の製造方法。
- 前記水素化異性化触媒のミクロ細孔容積が0.02〜0.12cc/gであり、
前記ゼオライトの単位質量当りのミクロ細孔容積が0.01〜0.12cc/gである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の潤滑油基油の製造方法。
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