JPH09221685A - 潤滑基油の製造方法 - Google Patents
潤滑基油の製造方法Info
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Abstract
シャー−トロプシュろうから少なくとも150のVIを
もつ基油を製造する方法であって、水素化処理流出液か
ら軽質成分だけを除去すればすむような方法を提供す
る。更に、特にVIと揮発性に関して優れた性質をもつ
基油を商業的に有利な収率で提供する。 【解決手段】 フィッシャー−トロプシュろう原料から
少なくとも150のVIをもつ潤滑基油を製造する方法
であって、(a)フィッシャー−トロプシュろう原料を
水素化転化条件下で水素化転化触媒と接触させる段階
と、(b)段階(a)で得られた水素化転化流出液を少
なくとも1種の軽質留分と重質留分に分離する段階と、
(c)重質留分を脱ろうして基油を得る段階とを含み、
フィッシャー−トロプシュろう原料が少なくとも50℃
の凝固点と、90重量%沸点と10重量%沸点の差(T
90−T10)が40〜150℃の範囲となるような沸点を
もつ前記方法。
Description
プシュろうから潤滑基油、特に少なくとも150の粘度
指数(VI)をもつ潤滑基油を製造する方法に関する。
0を上回るVIをもつ潤滑基油を製造する方法は当該技
術分野で公知である。例えば、EP−A−0,515,
256号にはこのような基油の製造方法が開示されてお
り、該方法は、(a)アルミナベース水素化転化触媒の
存在下で合成又はフィッシャー−トロプシュろうを水素
と接触させる段階と、(b)マトリックス、特定ゼオラ
イトY及び水素化成分を含む水素化異性化触媒と段階
(a)の流出液を接触させる段階と、(c)段階(b)
の流出液を少なくとも1種の軽質留分と重質留分に分離
する段階と、(d)重質留分を脱ろうして基油とろう留
分を得る段階とを含む。このろう留分は一部又は全体を
水素化異性化段階(b)に再循環することができる。E
P−A−0,515,256号の実施例で原料として使
用されているフィッシャー−トロプシュろうは広い沸点
範囲(90重量%沸点と10重量%沸点の差が249℃
にも及ぶ)をもつので、このろうには多種多様なパラフ
ィン分子が存在すると考えられる。このように多種多様
なパラフィン分子が存在するため、製造した基油を潤滑
基油として使用すべき場合に揮発性に関する仕様を満た
すことは非常に困難である。
ィッシャー−トロプシュろうから少なくとも130のV
Iをもつ潤滑基油の製造方法が開示されており、該方法
では、まず最初にろうを過酷な条件下で水素化処理した
後、水素化処理したろうをアルミナに担持したフッ化V
III族(貴)金属触媒と接触させて水素化異性化し、
次いで水素化異性化段階からの流出液を精留して潤滑油
留分を生成し、最終的にこの潤滑油留分を脱ろうして所
望の潤滑基油を生成する。最終脱ろう段階で回収された
未転化ろうは、水素化異性化段階に再循環することがで
きる。約565℃を上回る沸点をもつろう中に存在する
材料を苛酷な水素化処理段階で転化することを意図して
いるので、使用するフィッシャー−トロプシュろうは高
沸点ろうであるべきである。US−4,943,672
号の実施例では、フィッシャー−トロプシュ合成物の蒸
留から370℃+留分として得られたフィッシャー−ト
ロプシュろうを使用している。従って、原料として使用
されるろうは広い沸点範囲と大きく重い尾部をもつ比較
的高沸点のろうである。このような広い沸点範囲、特に
大きく重い尾部がろうに存在する結果、水素化異性化段
階後又は水素化精製段階を適用する場合には該段階後に
精留し、水素化処理したろうから最軽質留分(沸点<3
38℃)と最重質留分(沸点>538℃)の両者を除去
し、許容可能な揮発性をもつ最終基油製品を得る必要が
ある。
くとも130のVIと−21℃以下の流動点をもつ潤滑
基油をろう原料から製造する方法が開示されており、該
方法ではろう原料を場合により水素化処理段階後にまず
異性化ゾーンで所定の転化率で異性化した後、異性化ゾ
ーンの全生成物を精留して潤滑油範囲の沸点(即ち>3
30℃、好ましくは>370℃)をもつ潤滑油留分を
得、この潤滑油留分を最終的に溶剤脱ろうして所望の潤
滑基油と未転化ろうを得る。この未転化ろうは異性化ゾ
ーンに再循環することができる。原料として使用するろ
うはフィッシャー−トロプシュ法からの合成ろうでもよ
いし、脱ろう法から得られる粗ろうでもよい。開示方法
ではフィッシャー−トロプシュろうが原料として有用で
あるとは特に明記されていない。US−A−5,05
9,299号の実施例1で使用されているフィッシャー
−トロプシュろうは比較的広い沸点範囲をもつ高沸点ろ
うであるため、上述したように、許容不能な揮発性をも
つ基油製品となる。使用される異性化触媒は、水素化耐
火性酸化物担体に担持した水素化成分から構成すると適
切である。好適触媒はフッ化アルミナに担持した白金で
あることが開示されている。
の点で満足に実施されるが、まだ最適化及び改善の余地
がある。本発明の目的はこのような改善方法を提供する
ことである。より詳細には、本発明の目的は単一水素化
処理段階と精留段階によりフィッシャー−トロプシュろ
うから少なくとも150のVIをもつ基油を製造する方
法であって、水素化処理流出液から軽質成分だけを除去
すればすむような方法を提供することである。更に、本
発明の目的は、特にVIと揮発性に関して優れた性質を
もつ基油を商業的に有利な収率で提供することである。
ち且つその凝固点に関する所定の要件を満たす特定のフ
ィッシャー−トロプシュろうを原料として使用すること
により、これらの目的を有効に達成できることが判明し
た。従って、本発明はフィッシャー−トロプシュろう原
料から少なくとも150のVIをもつ潤滑基油を製造す
る方法に関し、該方法は、(a)フィッシャー−トロプ
シュろう原料を水素化転化条件下で水素化転化触媒と接
触させる段階と、(b)段階(a)で得られた水素化転
化流出液を少なくとも1種の軽質留分と重質留分に分離
する段階と、(c)重質留分を脱ろうして基油を得る段
階とを含み、フィッシャー−トロプシュろう原料は少な
くとも50℃の凝固点と、90重量%沸点と10重量%
沸点の差(T90−T10)が40〜150℃の範囲となる
ような沸点をもつ。
ッシャー−トロプシュろうは、周知のフィッシャー−ト
ロプシュ炭化水素合成法により得られる。一般に、この
ようなフィッシャー−トロプシュ炭化水素合成は、適切
な触媒の存在下で高温高圧で一酸化炭素と水素の混合物
から炭化水素を製造するものである。フィッシャー−ト
ロプシュ触媒は一般にパラフィン分子、主に直鎖パラフ
ィンの製造に選択的であり、従って、フィッシャー−ト
ロプシュ合成反応からの生成物は通常は多様なパラフィ
ン分子の混合物である。室温で気体又は液体である炭化
水素は例えば燃料ガス(C5−)、溶剤原料及び洗剤原
料(C17まで)として別々に回収される。より重質のパ
ラフィン(C18+)は、フィッシャー−トロプシュろう
又は合成ろうと通称される1種以上のろう留分として回
収される。本発明の目的には、沸点及び凝固点に関する
上記要件を満たすフィッシャー−トロプシュろうのみが
原料として有用である。上記定義に含まれる好適なフィ
ッシャー−トロプシュろう原料は55〜150℃、好ま
しくは60〜120℃の範囲の凝固点及び/又はT90−
T10が50〜130℃の範囲となるような沸点範囲をも
つものである。融点が100℃未満のフィッシャー−ト
ロプシュろうは適切には100℃で少なくとも3mm2
/s、好ましくは3〜12mm2 /s、より好ましくは
4〜10mm2 /sの動粘度(Vk100)をもつ。融
点が100℃を上回るフィッシャー−トロプシュろうは
適切にはその融点よりも10〜20℃高い温度Tで8〜
15mm2 /s、好ましくは9〜14mm2 /sの動粘
度をもつ。
は、原則としてパラフィン分子を異性化するのに適切で
あるとして当該技術分野で知られている任意の触媒であ
り得る。一般に、適切な水素化転化触媒は非晶質シリカ
−アルミナ、アルミナ、フッ化アルミナ、分子篩(ゼオ
ライト)又はこれらの2種以上の混合物等の耐火性酸化
物担体に担持した水素化成分を含むものである。本発明
に従って水素化転化段階で適用するのに好適な第1の型
の触媒は、白金及び/又はパラジウムを水素化成分とし
て含む水素化転化触媒である。非常に好適な水素化転化
触媒は非晶質シリカ−アルミナ(ASA)担体に担持し
た白金とパラジウムを含む。白金及び/又はパラジウム
の量は、担体の総重量を基にして元素として計算した場
合に0.1〜5.0重量%が適切であり、より適切には
0.2〜2.0重量%である。白金とパラジウムの両者
が存在する場合には、白金とパラジウムの重量比(元素
として計算)は広い範囲をとることができるが、0.0
5〜10の範囲が適切であり、より適切には0.1〜5
である。ASAに担持した適切な貴金属触媒の例は、例
えばWO−A−94/10264号及びEP−A−0,
582,347号に開示されている。フッ化アルミナ担
体に担持した白金等の他の適切な貴金属ベース触媒は例
えばUS−A−5,059,299号及びWO−A−9
2/20759号に開示されている。
化成分として少なくとも1種のVIB族金属、好ましく
はタングステン及び/又はモリブデンと少なくとも1種
のVIII族非貴金属、好ましくはニッケル及び/又は
コバルトを含むものである。通常は、2種の金属はいず
れも酸化物、硫化物又はその組み合わせとして存在す
る。VIB族金属の量は、触媒の総重量を基にして元素
として計算した場合に1〜35重量%が適切であり、よ
り適切には5〜30重量%である。VIII族非貴金属
の量は、担体の総重量を基にして元素とした計算した場
合に1〜25重量%が適切であり、より適切には2〜1
5重量%である。この型の水素化転化触媒で特に適切で
あることが判明したのは、フッ化アルミナに担持したニ
ッケルとタングステンを含む触媒である。第3の型の適
切な水素化転化触媒は、中間細孔寸法のゼオライト材料
をベースとし、適切には少なくとも1種のVIII族金
属成分、好ましくはPt及び/又はPdを水素化成分と
して含む触媒である。従って、適切なゼオライト材料と
しては、ZSM−5、ZSM−22、ZSM−23、Z
SM−35、SSZ−32、フェリエライト、ゼオライ
トβ、モルデン沸石及びシリカ−アルミノホスフェート
(例えばSAPO−11及びSAPO−31)が挙げら
れる。適切な水素化異性化触媒の例は例えばWO−A−
92/01657号に記載されている。
素化異性化処理で適切であるとして知られている条件で
ある。従って、適切な条件は275〜450℃、好まし
くは300〜425℃の処理温度、10〜250ba
r、適切には25〜200barの水素分圧、0.1〜
10kg/l/h、好ましくは0.2〜5kg/l/h
の重量毎時空間速度(WHSV)、及び100〜5,0
00Nl/kg、好ましくは500〜3,000Nl/
kgのガス流量を含む。本発明の方法の段階(b)で
は、段階(a)からの水素化転化流出液を少なくとも1
種の軽質留分と重質留分に分離する。重質留分の有効カ
ットポイントは325〜450℃が適切であり、より適
切には350〜420℃であり、特に、得られる潤滑基
油をエンジン油で使用する場合にはこのような範囲が適
切である。重質留分の有効カットポイントは、この重質
留分中に存在する炭化水素の少なくとも85重量%、好
ましくは少なくとも90重量%がこの温度を上回る沸点
をもつような温度である。この分離又は精留は大気圧及
び減圧蒸留又は減圧フラッシング等の当該技術分野で公
知の技術により達せられる。
次いで段階(c)で脱ろう処理にかけ、所望の流動点に
する。段階(c)で実施する脱ろうは、原則として任意
の公知脱ろう法により実施することができる。適切な脱
ろう法の例は、慣用溶剤脱ろう法、特にメチルエチルケ
トン、トルエン又はその混合物を脱ろう溶剤として使用
する溶剤脱ろう法と、接触脱ろう法である。どちらの型
の脱ろう法も当該技術分野で周知である。最も一般に適
用される溶剤脱ろう法はメチルエチルケトン(MEK)
溶剤脱ろう経路であり、MEKを場合によりトルエンと
混合して脱ろう溶剤として用いる。接触脱ろう法は一般
に、適当な脱ろう条件下で水素と脱ろう触媒の存在下、
基油の常温流れ特性を悪化させない直鎖及び低度分枝鎖
パラフィン炭化水素分子を分解及び/又は異性化するこ
とからなる。主にパラフィン炭化水素の分解を助長する
適切な脱ろう触媒はZSM−5、フェリエライト及び/
又はシリカライトと場合により水素化成分を含むもので
ある。主に直鎖又は低度分枝鎖炭化水素の異性化を助長
する触媒の例としては、例えばSAPO−11、SAP
O−31及びSAPO−41等のシリコアルミノホスフ
ェート(SAPO)や、ZSM−23及びSSZ−32
が挙げられる。脱ろう段階(c)で使用するのに適した
別の類の脱ろう触媒は、0.35〜0.80nmの範囲
の直径の細孔をもち且つその骨格中に共有結合アルミナ
分子を含む分子篩をベースとする触媒であり、分子篩は
適切には表面脱アルミン酸処理によりアルミナのモル百
分率を低下させるように改質されている。この型の触媒
及び該触媒を用いる脱ろう操作はヨーロッパ特許出願第
95401379.3号(整理番号TS5518)に開
示されている。従って、特に適切な類の脱ろう触媒は、
表面失活分子篩に担持した水素化成分と、場合により低
酸性度耐火性酸化物結合剤を含む。水素化成分は少なく
とも1種のVIB族金属成分(例えばタングステン、モ
リブデン及びクロムの1種以上)及び/又は少なくとも
1種のVIII金属成分(例えばパラジウム、白金、ニ
ッケル及びコバルトの1種以上)を含み得る。本発明の
目的には、適切には(担体の総重量即ち改質分子篩と任
意結合剤の合計を基にして元素として計算した場合に)
0.2〜3.0重量%の量の白金及び/又はパラジウム
を含む水素化触媒を使用すると特に好適であることが判
明した。適切な分子篩としては、MFI型ゼオライト
(例えばZSM−5及びシリカライト)、オフレタイ
ト、フェリエライト、ZSM−35及びMTT型ゼオラ
イト(例えばZSM−23及びSSZ−32)が挙げら
れる。当然のことながら、本発明の目的にはMTT型ゼ
オライト、フェリエライト、ZSM−5及びその混合物
が好適である。結合剤を使用する場合には、例えばシリ
カ、ジルコニア、二酸化チタン、二酸化ゲルマニウム、
ボリア及びこれらの2種以上の混合物等の低酸性度耐火
性酸化物が適切であり、シリカが最適である。表面失活
分子篩と結合剤の重量比は10/90〜100/0の範
囲であり得る。
は適切には再循環され、即ち、この粗ろうの全部又は一
部は、最も好都合には新しいフィッシャー−トロプシュ
ろう原料とブレンドすることにより、水素化転化段階
(a)に戻される。こうして潤滑基油の最終収率を最大
にすることができる。本発明の方法により得られる潤滑
基油は種々の油で使用することができる。例えば、約4
00〜500℃のT90をもつフィッシャー−トロプシュ
ろうから得られた潤滑基油は絶縁油、変圧器油及び電気
冷蔵庫油で非常に有用である。>450℃、適切には4
50〜575℃のT90をもつフィッシャー−トロプシュ
ろうから得られた基油は、例えば自動車エンジン等に必
要なより高品質の潤滑油で使用される潤滑基油として非
常に有用である。
が、本発明の範囲はこれらの特定の態様に制限されな
い。
温度383℃、水素分圧140bar、WHSV1kg
/l/h及びガス流量1,500Nl/kgでフッ化N
iW/アルミナ触媒(全て担体の総重量を基にして5.
0重量%Ni、23.1重量%W、4.6重量%F)と
接触させた。流出液を精留した後、(総流出液を基にし
て87.8重量%の収率で得られた)390℃+留分を
MEK/トルエンで−20℃で溶剤脱ろうした。得られ
た基油はVI165、流動点−15℃、100℃の動粘
度(Vk100)4.95mm2 /s及びNoack揮
発度(CEC−L−40−T87により測定)8.3重
量%であった。潤滑基油の総収率はフィッシャー−トロ
プシュろう原料を基にして41重量%であった。
ろうを、温度332℃以外は実施例1と同一条件下でP
tPd/ASA(0.3重量%Pt、1重量%Pd、A
SA:シリカ/アルミナモル比55/45)と接触させ
た。流出液を精留した後、(総流出液を基にして88.
3重量%の収率で得られた)390℃+留分をMEK/
トルエンで−20℃で溶剤脱ろうした。得られた基油は
VI167、流動点−15℃、100℃の動粘度(Vk
100)4.86mm2 /s及びNoack揮発度7.
4重量%であった。潤滑基油の総収率はフィッシャー−
トロプシュろう原料を基にして39重量%であった。
した以外は実施例2の手順を繰り返した。接触脱ろう
は、シリカ結合表面脱アルミン酸ZSM−23(70重
量%表面脱アルミン酸ZSM−23、30重量%シリ
カ、表面脱アルミン酸はヘキサフルオロケイ酸アンモニ
ウムを使用して米国特許第5,157,191号に開示
されている方法に従って実施)に担持した0.7重量%
のPtを含む脱ろう触媒上に温度310℃、水素分圧4
0bar、WHSV1kg/l/h及びガス流量693
Nl/kgで前記390℃+留分を通じることにより実
施した。得られた基油はVI151、流動点−27℃、
100℃の動粘度(Vk100)4.96mm2 /s及
びNoack揮発度(CEC−L−40−T87により
測定)8.8重量%であった。潤滑基油の総収率はフィ
ッシャー−トロプシュろう原料を基にして62.4重量
%であった。
Claims (10)
- 【請求項1】 フィッシャー−トロプシュろう原料から
少なくとも150のVIをもつ潤滑基油を製造する方法
であって、(a)フィッシャー−トロプシュろう原料を
水素化転化条件下で水素化転化触媒と接触させる段階
と、(b)段階(a)で得られた水素化転化流出液を少
なくとも1種の軽質留分と重質留分に分離する段階と、
(c)重質留分を脱ろうして基油を得る段階とを含み、
フィッシャー−トロプシュろう原料が少なくとも50℃
の凝固点と、90重量%沸点と10重量%沸点の差(T
90−T10)が40〜150℃の範囲となるような沸点を
もつ前記方法。 - 【請求項2】 T90−T10が50〜130℃の範囲であ
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 フィッシャー−トロプシュろう原料が5
5〜150℃、好ましくは60〜120℃の範囲の凝固
点をもつ請求項1又は2に記載の方法。 - 【請求項4】 水素化転化触媒が耐火性酸化物担体に担
持された水素化成分を含む請求項1から3のいずれか一
項に記載の方法。 - 【請求項5】 水素化転化触媒が水素化成分として白金
及び/又はパラジウムを含む請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 水素化転化触媒が非晶質シリカ−アルミ
ナ担体に担持された白金及びパラジウムを含む請求項5
に記載の方法。 - 【請求項7】 水素化転化触媒が水素化成分として少な
くとも1種のVIB族金属、好ましくはタングステンと
少なくとも1種のVIII族非貴金属、好ましくはニッ
ケルを含む請求項4に記載の方法。 - 【請求項8】 重質留分が段階b)で350〜420℃
の範囲の有効カットポイントで得られる請求項1から7
のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項9】 段階(c)の脱ろうが溶剤脱ろうにより
実施される請求項1から8のいずれか一項に記載の方
法。 - 【請求項10】 段階(c)の脱ろうが接触脱ろうによ
り実施される請求項1から8のいずれか一項に記載の方
法。
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---|---|---|---|
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EP95402713 | 1995-11-28 |
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---|---|---|---|
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SG (1) | SG74001A1 (ja) |
TW (1) | TW416981B (ja) |
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