JP7269363B2 - 低tppフェノール塩を製造するための蒸留方法 - Google Patents
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Description
本発明は、概括的には、洗浄剤組成物の製造方法に関する。より詳細には、本発明は、硫化アルキル置換フェノール塩洗浄剤から未硫化アルキル置換フェノール及びフェノール塩化合物を除去するための蒸留方法に関する。
潤滑油添加剤業界では、一般に、アルキルフェノール(例えば、テトラプロペニルフェノール、TPP)を使用して、硫化アルキルフェノール金属塩を含む洗浄剤を製造する。硫化アルキルフェノールの金属塩は、船舶用エンジン、自動車用エンジン、鉄道用エンジン、及び空冷エンジンなどのさまざまなエンジン用の潤滑油に洗浄力ならびに分散性を付与するだけでなく、上記潤滑油にアルカリ予備量(alkalinity reserve)も与える有用な潤滑油添加剤である。アルカリ予備量は一般的に、エンジンの運転中に発生する酸を中和するために必要とされる。このアルカリ予備量が存在しない場合には、上記のように生成した酸によって有害なエンジンの腐食が生じる可能性がある。しかしながら、上記硫化アルキルフェノール金属塩中、ならびに1種以上の上記硫化アルキルフェノール金属塩を含む潤滑油中には、ある量の、テトラプロペニルフェノールなどの未反応アルキルフェノールが存在する可能性がある。
本発明の一実施形態によれば、未硫化アルキル置換フェノール及びその塩の含有量が低減された硫化非過塩基性フェノールカルシウム塩洗浄剤の製造方法であって、
(a)上記洗浄剤に、沸点が上記未硫化アルキル置換フェノールの沸点以上である有機溶媒を添加するステップと、
(b)上記洗浄剤から上記有機溶媒を留出させ、それによって上記未硫化アルキル置換フェノールの含有量を低減するステップと
を含む、上記方法が提供される。
未硫化フェノールまたは未硫化フェノール塩を実質的に含まない、プロピレンオリゴマーに由来するアルキル置換基を含む硫化非過塩基性フェノールカルシウム塩を含み、
上記未硫化フェノールまたはそのカルシウム塩が存在する濃度が、カルシウム含有量が4.25wt%以上の上記濃縮組成物の0.3wt%未満である、上記濃縮組成物が提供される。
含まれる未硫化アルキル置換化合物及びその未硫化カルシウム塩の合計の質量の量が低減された硫化アルキル置換化合物のカルシウム塩であって、
(a)プロピレンオリゴマーを含む1種以上のオレフィンによるフェノール系化合物のアルキル化に由来するアルキル置換フェノール化合物を硫化及び中和して、硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩を得ることと、
(b)(a)由来の上記硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩に、沸点が未硫化アルキル置換フェノールの沸点以上である有機溶媒を添加することと、
(c)上記有機溶媒を留去して、上記未硫化アルキル置換フェノール化合物を実質的に含まない硫化アルキル置換フェノール化合物を得ることと
を含む方法によって製造され、
含まれる上記未硫化アルキル置換フェノール化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量が、カルシウム含有量が4.25wt%以上において、0.3%未満である上記硫化アルキル置換化合物のカルシウム塩と
を含む潤滑油組成物が提供される。
(a)プロピレンオリゴマーを含む1種以上のオレフィンによるフェノール系化合物のアルキル化に由来するアルキル置換フェノール化合物を硫化及び中和して、硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩を得ることと、
(b)(a)由来の上記硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩に、沸点が未硫化アルキル置換フェノールの沸点以上である有機溶媒を添加することと、
(c)上記有機溶媒を留去して、上記未硫化アルキル置換フェノール化合物を実質的に含まない硫化アルキル置換フェノール化合物を得ることと
を含む方法によって製造され、
含まれる上記未硫化アルキル置換フェノール化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量が、カルシウム含有量が4.25wt%以上において、0.3%未満である上記硫化アルキル置換フェノール化合物のカルシウム塩が提供される。
本発明に関連して、以下の内容を更に開示する。
[1]
未硫化アルキル置換フェノール及びその塩の含有量が低減された硫化非過塩基性フェノールカルシウム塩洗浄剤の製造方法であって、
(a)前記洗浄剤に、沸点が前記未硫化アルキル置換フェノールの沸点以上である有機溶媒を添加するステップと、
(b)前記洗浄剤から前記有機溶媒を留出させ、それによって前記未硫化アルキル置換フェノールの含有量を低減するステップと
を含む、前記方法。
[2]
前記硫化非過塩基性フェノールカルシウム塩洗浄剤がアルキル置換フェノール塩である、[1]に記載の方法。
[3]
前記アルキル置換フェノール塩が9~18炭素の範囲の長さのアルキル基を有する、[2]に記載の方法。
[4]
前記アルキル置換フェノール塩がプロピレンまたはブチレンオリゴマーによってアルキル化されている、[2]に記載の方法。
[5]
前記プロピレンまたはブチレンオリゴマーが四量体である、[4]に記載の方法。
[6]
前記有機溶媒が中性油600である、[1]に記載の方法。
[7]
前記留出させることが1ミリバール以上で行われる、[1]に記載の方法。
[8]
前記洗浄剤が促進剤の存在下で中和されている、[1]に記載の方法。
[9]
前記促進剤が、アルコール、ジオール、またはカルボン酸である、[8]に記載の方法。
[10]
硫化アルキル置換フェノールの蒸留から得られる濃縮組成物であって、
未硫化フェノールまたは未硫化フェノール塩を実質的に含まない、プロピレンオリゴマーに由来するアルキル置換基を含む硫化非過塩基性フェノールカルシウム塩を含み、
前記未硫化フェノールまたはそのカルシウム塩が存在する濃度が、カルシウム含有量が4.25wt%以上の前記濃縮組成物の0.3wt%未満である、前記濃縮組成物。
[11]
前記未硫化フェノールまたは未硫化フェノール塩が存在する濃度が、前記濃縮組成物の0.2wt%未満である、[10]に記載の濃縮組成物。
[12]
前記未硫化フェノールまたは未硫化フェノール塩が存在する濃度が、前記濃縮組成物の0.1wt%未満である、[10]に記載の濃縮組成物。
[13]
前記プロピレンオリゴマーがプロピレン四量体である、[10]に記載の濃縮組成物。
[14]
(空欄)
[15]
前記硫化非過塩基性フェノールカルシウム塩が1つ以上の硫黄結合を含む、[10]に記載の濃縮組成物。
[16]
前記1つ以上の硫黄結合が平均1~7個の硫黄原子の間である、[15]に記載の濃縮組成物。
[17]
前記非過塩基性フェノールカルシウム塩のTBNが、油なしを基準として10~250の範囲である、[10]に記載の濃縮組成物。
[18]
基油と、
含まれる未硫化アルキル置換化合物及びその未硫化カルシウム塩の合計の質量の量が低減された硫化アルキル置換化合物のカルシウム塩であって、
(a)プロピレンオリゴマーを含む1種以上のオレフィンによるフェノール系化合物のアルキル化に由来するアルキル置換フェノール化合物を硫化及び中和して、硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩を得ることと、
(b)(a)由来の前記硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩に、沸点が未硫化アルキル置換フェノールの沸点以上である有機溶媒を添加することと、
(c)前記有機溶媒を留去して、前記未硫化アルキル置換フェノール化合物を実質的に含まない硫化アルキル置換フェノール化合物を得ることと
を含む方法によって製造され、
含まれる前記未硫化アルキル置換フェノール化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量が、カルシウム含有量が4.25wt%以上において、0.3%未満である前記硫化アルキル置換フェノール化合物のカルシウム塩と
を含む潤滑油組成物。
[19]
抗酸化剤、分散剤、耐摩耗剤、洗浄剤、防錆剤、曇り防止剤(dehazing agent)、解乳化剤、摩擦調整剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、粘度調整剤、消泡剤、共溶媒、パッケージ相溶化剤(package compatibilizer)、腐食防止剤、着色剤、または極圧添加剤をさらに含む、[18]に記載の潤滑油組成物。
[20]
含まれる未硫化アルキル置換化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量の量が低減された硫化アルキル置換化合物のカルシウム塩であって、
(a)プロピレンオリゴマーに由来する1種以上のオレフィンによるフェノール系化合物のアルキル化に由来するアルキル置換フェノール化合物を硫化及び中和して、硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩を得ることと、
(b)(a)由来の前記硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩に、沸点が未硫化アルキル置換フェノールの沸点以上である有機溶媒を添加することと、
(c)前記有機溶媒を留去して、前記未硫化アルキル置換フェノール化合物を実質的に含まない硫化アルキル置換フェノール化合物を得ることと
を含む方法によって製造され、
含まれる前記未硫化アルキル置換フェノール化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量が、カルシウム含有量が4.25wt%以上において、0.3%未満である前記硫化アルキル置換フェノール化合物のカルシウム塩。
[21]
前記プロピレンオリゴマーがプロピレン四量体である、[20]に記載の硫化アルキル置換フェノール化合物の塩。
[22]
含まれる前記未硫化アルキル置換フェノール化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量が約0.2%未満である、[20]に記載の硫化アルキル置換フェノール化合物の塩。
[23]
含まれる前記未硫化アルキル置換フェノール化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量が約0.1%未満である、[20]に記載の硫化アルキル置換フェノール化合物の塩。
上記硫化アルキル置換フェノールは、塩基の存在下でアルキル置換フェノールを硫化して、硫化アルキル置換フェノール反応生成物を生成させることによって得ることができる。例えば、上記アルキル置換フェノール化合物は、該アルキル置換フェノール化合物を、アルキル置換フェノール化合物間にSx架橋基(但し、xは1~7(またはより一般的には1もしくは2))を導入する硫黄源に接触させることによって硫化される。任意且つ適宜の硫黄源、例えば、元素状硫黄または一塩化硫黄もしくは二塩化硫黄などの硫黄のハロゲン化物などを使用することができる。
次に、上記硫化アルキル置換フェノール化合物は中和され、上記硫化アルキル置換フェノール化合物の塩が得られる。硫化アルキル置換フェノール化合物を中和し、塩基源を導入することよって塩基性フェノール塩を生成させるための多くの方法が当技術分野で公知である。一般に、中和は、上記硫化アルキル置換フェノール化合物を反応性条件下で金属塩基に接触させて、上記硫化アルキル置換フェノール化合物の塩を生成させることによって実施することができる。
本発明によれば、TPPが上記硫化アルキル置換フェノール塩から除去され、濃縮生成物を形成することができる。TPPの除去は、蒸留方法によって実施され、従来方法よりも実質的に低いTPP濃度が達成される。
本発明の別の実施形態は、少なくとも、(a)潤滑粘度の油、及び(b)少なくとも1種の、潤滑油添加剤として有用な本発明の硫化アルキル置換フェノール化合物の塩を含む潤滑油組成物に関する。本潤滑油組成物は、従来の技法により、適宜の量の本発明の潤滑油添加剤を潤滑粘度の基油と混合することによって製造することができる。特定の基油の選択は、当該潤滑油の企図される用途及び他の添加剤の存在に依存する。一般に、本発明の硫化アルキル置換フェノール化合物の塩は、本潤滑油組成物中に、本潤滑油組成物の総重量を基準として約0.01~約40wt%の量で存在することとなる。一実施形態において、本発明の硫化アルキル置換フェノール化合物の塩は、本潤滑油組成物中に、本潤滑油組成物の総重量を基準として約0.1~約20wt%の量で存在することとなる。
表1は、イソデカノール(DA)、中性油100N、中性油600N、ならびにTPPを含むさまざまな有機溶媒の大気圧での沸点データをまとめたものである。表1の5%及び95%沸点データは、ASTM 7169(ガスクロマトグラフィーによる模擬蒸留)によって測定した。表1に示すように、沸点範囲は概括的に、最も低い範囲のDAから最も高い範囲の600Nに向かう傾向がある。DAはTPPよりも低い温度で沸騰する一方、600Nの沸点範囲はより高い。
この実施例は、TPP除去の蒸留ステップの進行中のTPPの除去に対する圧力の影響を示す。この実施例では、600Nを有機溶媒として使用した。4つの異なる圧力、すなわち、0.13ミリバール、0.8ミリバール、1.3ミリバール、及び4ミリバールを試験した。図2に示すように、より高い圧力の下でより低いTPPレベルが達成された。より高い圧で、蒸留レベルが20%を超えて増加すると、TPPは10分の1以下に減少した。やや意外なことに、より低い圧力は好ましくなかった。
Claims (22)
- 未硫化アルキル置換フェノール及びその塩の含有量が低減された硫化非過塩基性フェノールカルシウム塩洗浄剤の製造方法であって、
(a)前記洗浄剤に、沸点が前記未硫化アルキル置換フェノールの沸点以上である有機溶媒を添加するステップと、
(b)前記洗浄剤から前記有機溶媒を留出させ、それによって前記未硫化アルキル置換フェノールの含有量を低減するステップと
を含む、前記方法。 - 前記硫化非過塩基性フェノールカルシウム塩洗浄剤がアルキル置換フェノール塩である、請求項1に記載の方法。
- 前記アルキル置換フェノール塩が9~18炭素の範囲の長さのアルキル基を有する、請求項2に記載の方法。
- 前記アルキル置換フェノール塩がプロピレンまたはブチレンオリゴマーによってアルキル化されている、請求項2に記載の方法。
- 前記プロピレンまたはブチレンオリゴマーが四量体である、請求項4に記載の方法。
- 前記有機溶媒が中性油600である、請求項1に記載の方法。
- 前記留出させることが1ミリバール以上で行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記洗浄剤が促進剤の存在下で中和されている、請求項1に記載の方法。
- 前記促進剤が、アルコール、ジオール、またはカルボン酸である、請求項8に記載の方法。
- 硫化アルキル置換フェノールの蒸留から得られる濃縮組成物であって、
プロピレンオリゴマーに由来するアルキル置換基を含む硫化非過塩基性フェノールカルシウム塩を含み、
未硫化フェノールまたはそのカルシウム塩が存在する濃度が、カルシウム含有量が4.25wt%以上の前記濃縮組成物の0.3wt%未満である、前記濃縮組成物。 - 前記未硫化フェノールまたは未硫化フェノール塩が存在する濃度が、前記濃縮組成物の0.2wt%未満である、請求項10に記載の濃縮組成物。
- 前記未硫化フェノールまたは未硫化フェノール塩が存在する濃度が、前記濃縮組成物の0.1wt%未満である、請求項10に記載の濃縮組成物。
- 前記プロピレンオリゴマーがプロピレン四量体である、請求項10に記載の濃縮組成物。
- 前記硫化非過塩基性フェノールカルシウム塩が1つ以上の硫黄結合を含む、請求項10に記載の濃縮組成物。
- 前記1つ以上の硫黄結合が平均1~7個の硫黄原子の間である、請求項14に記載の濃縮組成物。
- 前記非過塩基性フェノールカルシウム塩のTBNが、油なしを基準として10~250の範囲である、請求項10に記載の濃縮組成物。
- 基油と、
含まれる未硫化アルキル置換化合物及びその未硫化カルシウム塩の合計の質量の量が低減された硫化アルキル置換化合物のカルシウム塩であって、
(a)プロピレンオリゴマーを含む1種以上のオレフィンによるフェノール系化合物のアルキル化に由来するアルキル置換フェノール化合物を硫化及び中和して、硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩を得ることと、
(b)(a)由来の前記硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩に、沸点が未硫化アルキル置換フェノールの沸点以上である有機溶媒を添加することと、
(c)前記有機溶媒を留去して、硫化アルキル置換フェノール化合物を得ることと
を含む方法によって製造され、
含まれる前記未硫化アルキル置換フェノール化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量が、カルシウム含有量が4.25wt%以上において、0.3%未満である前記硫化アルキル置換フェノール化合物のカルシウム塩と
を含む潤滑油組成物。 - 抗酸化剤、分散剤、耐摩耗剤、洗浄剤、防錆剤、曇り防止剤(dehazing agent)、解乳化剤、摩擦調整剤、金属不活性化剤、流動点降下剤、粘度調整剤、消泡剤、共溶媒、パッケージ相溶化剤(package compatibilizer)、腐食防止剤、着色剤、または極圧添加剤をさらに含む、請求項17に記載の潤滑油組成物。
- 含まれる未硫化アルキル置換化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量の量が低減された硫化アルキル置換フェノール化合物のカルシウム塩であって、
(a)プロピレンオリゴマーに由来する1種以上のオレフィンによるフェノール系化合物のアルキル化に由来するアルキル置換フェノール化合物を硫化及び中和して、硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩を得ることと、
(b)(a)由来の前記硫化アルキル置換フェノールのカルシウム塩に、沸点が未硫化アルキル置換フェノールの沸点以上である有機溶媒を添加することと、
(c)前記有機溶媒を留去して、硫化アルキル置換フェノール化合物を得ることと
を含む方法によって製造され、
含まれる前記未硫化アルキル置換フェノール化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量が、カルシウム含有量が4.25wt%以上において、0.3%未満である前記硫化アルキル置換フェノール化合物のカルシウム塩。 - 前記プロピレンオリゴマーがプロピレン四量体である、請求項19に記載の硫化アルキル置換フェノール化合物のカルシウム塩。
- 含まれる前記未硫化アルキル置換フェノール化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量が0.2%未満である、請求項19に記載の硫化アルキル置換フェノール化合物のカルシウム塩。
- 含まれる前記未硫化アルキル置換フェノール化合物及びその未硫化金属塩の合計の質量が0.1%未満である、請求項19に記載の硫化アルキル置換フェノール化合物のカルシウム塩。
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