JPH1143679A - 潤滑油基油及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多環芳香族分が３重量％未満で、かつ電
気絶縁油の基油としての性能を有する潤滑油基油と、該
高性能の潤滑油基油を比較的低コストで容易に得ること
ができる潤滑油基油の製造方法を提供する。 【解決手段】 炭化水素系の潤滑油基油であって、常
圧における沸点が２４０〜４７０℃の範囲内で、５０容
量％留出温度が３１０〜３５０℃の範囲にあり、４０
℃における動粘度が６〜１１ｍｍ² ／ｓの範囲にあり、
流動点が−５℃以下であり、硫黄分が０．１０重量
％以下であり、かつ、多環芳香族分が３重量％未満で
あることを特徴とする潤滑油基油及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気絶縁油などに
その主成分となる基油として有利に使用される潤滑油基
油及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、産業の発展に伴い、潤滑油基油の
不足が目立ち、特に、電気絶縁油などのような非常に低
い流動点をもつ潤滑油の不足が著しい。一方、石油製品
の環境への影響が大きな問題となっており、潤滑油基油
においても発癌性の観点から油中に含まれる多環芳香族
分の量を３重量％未満とするように指針が出されてい
る。したがって、多環芳香族分が３重量％未満で、かつ
電気絶縁油の基油としての性能を有する潤滑油基油とそ
の製造方法が要望されている。

【０００３】従来より、電気絶縁油等の基油を効率よく
製造するため、種々の方法が採られている。例えば、特
開昭５４−２２４１３号公報には、含ろう原油の２３２
〜５６６℃の沸点留分を溶剤抽出し、次に水素化脱ろう
した後、水素化処理し、さらにこれを常圧蒸留して、電
気絶縁油などとして好適な高品質特殊油を得る方法が開
示されているが、溶剤抽出処理を行っているため、使用
する溶剤の種類や使用量が多く、しかもプロセスが複雑
であって、生産性が不十分であるという問題がある。ま
た、例えば、特開平４−２７５３９１号公報には、原油
を蒸留して得られる沸点２００〜６００℃の範囲内の原
料油を水素化処理し、次いで、水素化脱ろう処理をした
後、沸点２３０〜４９０℃の範囲内の留分を得る蒸留を
行い、しかる後、溶剤抽出処理を行って高性能の潤滑油
を得る方法が開示されている。この方法も、溶剤抽出に
より不要物質を除去するようになっているが、多環芳香
族分を３重量％未満にするには多量の溶剤を必要とし、
これにより基油得率の大幅な減少を招く恐れがある。ま
た、これにより、例えば電気絶縁油の特性の一つである
ガス吸収性に関係する有用な芳香族分まで除去すること
になり、電気絶縁油としての機能を失う可能性もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点か
らなされたもので、多環芳香族分が３重量％未満で、か
つ電気絶縁油の基油としての性能を有する潤滑油基油
と、該高性能の潤滑油基油を比較的低コストで容易に得
ることができる潤滑油基油の製造方法を提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意研究の結
果、特定の物性及び性状を有する潤滑油基油が上記の目
的を満足する優れた潤滑油基油となること、そして、そ
のような高性能の潤滑油基油の製造方法としては、直留
軽質軽油留分（ＬＧＯ）を高度に水素化精製した留分を
原料に使用するという新規な手法からなる方法が好適で
あり実用的に有利な方法であることを見出し、本発明を
完成したものである。

【０００６】すなわち、本発明は、炭化水素系の軽質潤
滑油基油であって、常圧における沸点が２４０〜４７
０℃の範囲内で、５０容量％留出温度が３１０〜３５０
℃の範囲にあり、４０℃における動粘度が６〜１１ｍ
ｍ² ／ｓの範囲にあり、流動点が−５℃以下であり、
硫黄分が０．１０重量％以下であり、かつ、多環芳
香族分が３重量％未満であることを特徴とする潤滑油基
油を提供するものである。

【０００７】また、本発明は、上記本発明の潤滑油基油
の好適な製造方法として、原油を常圧蒸留して得られる
沸点が１２０〜５００℃の範囲内で、５０容量％留出温
度が３３０℃以下の留分を、水素化精製して硫黄分を
０．０５重量％以下にし、次いで減圧蒸留して沸点２６
０℃以上の範囲内の留分を得、しかる後、該留分を水素
化脱ろう処理することを特徴とする方法を併せて提供す
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。まず、本発明の潤滑油基油について説明する。
本発明の潤滑油基油は、目的及び製造方法に応じて多種
多様な組成や性状のものとして実現することができる
が、少なくとも、前記〜の条件すべて満足すること
が肝要である。

【０００９】すなわち、本発明の潤滑油基油は、常圧に
おける沸点が２４０〜４７０℃の範囲内にあることが重
要であり、２５０〜４６０℃の範囲内であるのが好まし
く、２６０〜４５０℃の範囲内であるのが更に好まし
い。また、５０容量％留出温度が３１０〜３５０℃の範
囲にあることが重要であり、３２０〜３４５℃の範囲に
あるのが好ましく、３２５〜３４０℃の範囲にあるのが
更に好ましい。なお、以上の蒸留の測定値はＡＳＴＭ
Ｄ−２８８７法による値である。

【００１０】また、本発明の潤滑油基油は、４０℃にお
ける動粘度が６〜１１ｍｍ² ／ｓの範囲にあることも肝
要であり、中でも６．５〜１０．５ｍｍ² ／ｓの範囲に
あるものが好ましく、７〜９．５ｍｍ² ／ｓの範囲にあ
るものが更に好ましい。また、本発明の軽質潤滑油基油
は、流動点が−５℃以下であることも重要であり、中で
も、−１０℃以下であるものが好ましく、−１５℃以下
のものが更に好ましい。このことによって、潤滑油の低
温流動性を確保することができ、低温環境における使用
にも十分に対応できる。

【００１１】更に、本発明の潤滑油基油の硫黄分は０．
１０重量％以下の低硫黄分であることが重要である。
０．１０重量％を超えると酸化安定性が著しく低下し好
ましくない。０．０９重量％以下のものが好ましく、
０．０７重量％以下のものが更に好ましい。また、本発
明の多環芳香族分は、上記のように、発癌性の問題から
３重量％未満であらねばならない。なお、ここでいう多
環芳香族分の値は、ＩＰ３４６／９２法によって測定さ
れたものである。

【００１２】本発明の潤滑油基油は、以上の条件を満足
することにより、各種の高性能の潤滑油を調製するため
の潤滑油基油、特に電気絶縁油の基油としての性能を有
するものである。本発明の潤滑油基油は、上記のように
少なくとも上記〜の条件を満足していれば、これら
以外の一般物性や性状等については特に制限はないので
あるが、一般に、密度が０．８４０〜０．８６９℃の範
囲にあるものが好ましく、全芳香族分（％Ｃ_A ）につい
ては、９．０〜１５．０重量（ＮＤＭ法）％のものが好
ましい。

【００１３】なお、本発明の潤滑油基油は、電気絶縁油
基油の用途を始め、目的に応じて、各種の添加剤を混合
もしくは添加して使用することができる。すなわち、本
発明の潤滑油基油は、それ自体でも潤滑油として使用可
能であるが、通常は、目的に応じて下記の各種の添加剤
を添加してそれぞれの用途に適合した潤滑油として使用
するのがよい。

【００１４】添加剤としては、公知のものなど各種のも
のが使用可能であり、例えば、２，６−ジターシャリー
ブチル−ｐ−クレゾール等のフェノール系、アミン系、
硫黄系、チオリン酸亜鉛系、フェノチアジン系などの酸
化防止剤、モリブデンジチオホスフェート、モリブデン
ジチオカルバメート、二硫化モリブデン、フッ化カーボ
ン、ほう酸エステル、脂肪族アミン、高級アルコール、
高級脂肪酸、脂肪酸エステル、脂肪酸アミドなどの摩擦
低減剤、トリクレジルホスフェート、トリフェニルホス
フェート、ジチオリン酸亜鉛などの極圧剤、石油スルホ
ネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフ
タレンスルホネートなどの錆止め剤、ベンゾトリアゾー
ルなどの金属不活性剤、アルカリ土類金属スルホネー
ト、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サ
リシレート、アルカリ金属ホスホネートなどの金属系清
浄剤、シリコーンなどの消泡剤、ポリメタクリレート、
ポリイソブチレン、ポリスチレンなどの粘度指数向上
剤、流動点降下剤などが挙げられ、これらを単独又は２
種以上組み合わせて添加することができる。

【００１５】次に、本発明の潤滑油は、その一般的な製
造方法としては特に制限はないが、前記本発明の方法に
よって好適にかつ生産性よく製造することができる。ま
た、本発明の潤滑油基油は、本発明の方法によって製造
したものが好ましい。以下、本発明の潤滑油基油の好適
な製造方法である本発明の方法について詳細に説明す
る。

【００１６】本発明の方法においては、原油として、パ
ラフィン基原油および混合基原油を使用するのが好まし
い。目的とする潤滑油基油は、該原油から、以下に示す
ように、基本的に、順に、常圧蒸留工程、水素化精製工
程、減圧蒸留工程及び水素化脱ろう工程からなる精油プ
ロセスによって製造される。

【００１７】（工程１）常圧蒸留工程 原油を常圧蒸留することにより沸点が１２０〜５００℃
の範囲内で、５０容量％留出温度が３３０℃以下の留分
を得、該留分を水素化精製工程に供する。 （工程２）水素化精製工程 水素化精製は、通常、次に示す諸条件で好適に実施され
る。

【００１８】すなわち、水素分圧は、通常、５．６〜１
０ＭＰａ、好ましくは、６〜８ＭＰａ、更に好ましく
は、６〜７ＭＰａの範囲に選定するのが好適である。供
給水素ガスの割合は、供給油１ｋｌに対して、通常、１
００〜１０００Ｎｍ ³ 、好ましくは、２００〜８００Ｎ
ｍ³ 更に好ましくは、２５０〜６５０Ｎｍ³の範囲に調
整するのがよい。

【００１９】反応温度は、通常、２００〜４５０℃、好
ましくは、２５０〜４００℃、更に好ましくは、２６０
〜３８０℃の範囲に選定するのが好適である。また、液
空間速度（ＬＨＳＶ）は供給油基準で、通常、０．１〜
１０ｈｒ^-1、好ましくは、０．３〜８ｈｒ^-1、更に好ま
しくは、０．５〜５ｈｒ^-1の範囲に適宜調節すればよ
い。

【００２０】該水素化精製に用いる触媒としては、シリ
カアルミナ、アルミナ、チタニア、ボリア、ゼオライト
などを担体とし、その担体に周期律表ＶＩＢ族の金属及
び／又はＶＩＩＩ族の金属を担持したものを使用する。
ここで、周期律表ＶＩＢ族金属としては、Ｃｒ、Ｍｏ及
びＷを挙げることができ、中でも、Ｍｏ、Ｗが好まし
い。周期律表ＶＩＩＩ族金属としては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒ
ｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔなどを挙げることができるが、通
常は、Ｃｏが好ましい。これらの金属は、一種単独で使
用することもできるし、二種以上を組み合わせて使用す
ることもできるが、通常は、Ｃｏ−Ｍｏ、Ｎｉ−Ｗ等の
組み合わせが好適である。

【００２１】なお、ゼオライトを用いる場合には、例え
ば、Ｘ型、Ｙ型、フォージャサイト、ＺＳＭ−５、モル
デナイト等の各種のものが使用できるが、中でも特にＹ
型が好適に使用される。また、複数の種類の担体を適宜
混合もしくは複合して使用してもよい。例えば、ゼオラ
イトの場合には、これにアルミナやシリカアルミナ等を
マトリックスとして用いて成形したものなどが好適に使
用される。更に、該触媒としては、上記以外の担体成分
や金属成分を含有するものも適宜使用可能である。

【００２２】上記の水素化精製によって硫黄分を０．０
５重量％以下にする。 （工程３）減圧蒸留工程 工程２で得られた留分を減圧蒸留することにより沸点２
６０℃以上の範囲内の留分を得る。なお、沸点は常圧換
算の沸点である。 （工程４）水素化脱ろう処理 この方法では、適当な触媒の存在下で前記留分を水素と
接触反応せしめ脱ろうを行う。この水素化脱ろうも基本
的には常法に従って行うことができるが、通常は、脱ろ
うのための水素化反応を次の諸条件で行うことが好適で
ある。

【００２３】この水素化脱ろう処理に供する原料として
は、工程３からの２６０℃以上の留分１００％のみに限
定されるものではない。減圧中質軽油，減圧重質軽油，
脱れき油もしくはこれら２，３種の任意の混合油を原料
として、水素分圧１５ＭＰａ以上、反応温度３５０℃以
上の条件で水素化分解して得られる軽質６０ニュートラ
ルとの任意の混合油も原料として使用することができ
る。

【００２４】触媒としては、各種のものが使用可能であ
るが、通常は、ＺＳＭ−５あるいはＺＳＭ−５型のゼオ
ライトなどを担体とし、その担体にＮｉ、Ｐｔ、Ｐｄな
どを担持したものが好適に使用される。水素分圧は、通
常、１〜１０ＭＰａ、好ましくは、２〜８ＭＰａ、更に
好ましくは、２．５〜５ＭＰａの範囲に選定するのが好
適である。

【００２５】供給水素ガスの割合は、供給油１ｋｌに対
して、通常、１００〜１０００Ｎｍ ³ 、好ましくは、２
５０〜８００Ｎｍ³ 更に好ましくは、３００〜６００Ｎ
ｍ³の範囲に調整するのがよい。反応温度は、通常、２
００〜４２０℃、好ましくは、２５０〜４００℃、更に
好ましくは、３００〜３６０℃の範囲に選定するのが好
適である。

【００２６】また、液空間速度（ＬＨＳＶ）は供給油基
準で、通常、０．１〜１０ｈｒ^-1、好ましくは、０．３
〜８ｈｒ^-1、更に好ましくは、０．５〜５ｈｒ^-1の範囲
に適宜調節すればよい。反応後、生成物を気液分離し、
更に必要に応じて、蒸留あるいは水素化仕上げによって
所望の潤滑油基油留分を得る。

【００２７】以上の工程１〜４によって、前記〜の
条件を満足する本発明の潤滑油基油を効率よく、低コス
トでしかも生産性よく製造することができる。こうして
得た潤滑油基油は、前記した各種の用途、特に電気絶縁
油に有利に使用することができる。

【００２８】

【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、これらの実施例になんら制限されるものではな
い。 〔実施例１〕アラビアンヘビー系原油を蒸留処理して得
られた沸点１３３〜４５１℃、５０容量％留出温度３１
２℃、硫黄分１．４重量％の直留軽質軽油をアルミナ担
体にコバルトとモリブデンを担持した触媒を使用し、水
素分圧６．０ＭＰａ、ＬＨＳＶ１．５ｈｒ^-1、水素／油
比２５０Ｎｍ³ ／ｋｌ、反応温度３４１℃の条件で水素
化精製し、硫黄分０．０４重量％の軽質脱硫軽油を得
た。これを通常の減圧蒸留により２６０℃以上のワキシ
ー重質軽油（原料１）を得た。これを原料として、水素
分圧２．８ＭＰａ、ＬＨＳＶ１．０ｈｒ^-1、水素／油比
４５０Ｎｍ³ ／ｋｌ、反応温度３００℃にてＺＳＭ−５
にＮｉを担持した触媒により水素化脱ろうを行い、引き
続いてアルミナにコバルトとモリブデンを担持した触媒
により反応温度２４０℃にて仕上げを行った。得られた
反応生成物を蒸留により軽質分を除去し粘度を調整した
基油１を得た。 〔実施例２〕実施例１において、原料１を水素化脱ろう
反応温度を３１１℃とした以外は同一条件にて処理し基
油２を得た。 〔実施例３〕ザクム系原油を蒸留処理して得られた沸点
１３７〜４５６℃、５０容量％留出温度３１５℃、硫黄
分１．６重量％の直留軽質軽油をアルミナ担体にコバル
トとモリブデンを担持した触媒を使用し、水素分圧６．
０ＭＰａ、ＬＨＳＶ１．５ｈｒ^-1、水素／油比２５０Ｎ
ｍ³ ／ｋｌ、反応温度３４３℃の条件で水素化精製し、
硫黄分０．０５重量％の軽質脱硫軽油を得た。これを通
常の減圧蒸留により２６０℃以上のワキシー重質軽油
（原料２）を得た。これを原料として、水素分圧２．８
ＭＰａ、ＬＨＳＶ１．０ｈｒ^-1、水素／油比４５０Ｎｍ
³ ／ｋｌ、反応温度３３２℃にてＺＳＭ−５にＮｉを担
持した触媒により水素化脱ろうを行い、引き続いてアル
ミナにコバルトとモリブデンを担持した触媒により反応
温度２４０℃にて仕上げを行った。得られた反応生成物
を蒸留により軽質分を除去し粘度を調整した基油３を得
た。

【００２９】以上の実施例において、原料１，原料２の
性状を第１表に、基油１〜３の性状と電気絶縁油性能
（ＪＩＳ Ｃ−２１０１に準拠）の測定結果を第２表に
示す。なお、電気絶縁油性能のうち酸化安定性について
は、各基油にナフテン基油を５０容量％混合して絶縁油
仕様で測定した。

【００３０】

【表１】

【００３１】

【表２】

【００３２】

【発明の効果】本発明の潤滑油基油は、多環芳香族分が
３重量％未満で、かつ電気絶縁油の基油としての性能を
有し、電気絶縁油などにその主成分となる基油として有
利に使用される。また、本発明によると、上記の本発明
の潤滑油基油を、低コストでしかも生産性よく製造する
ための方法を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｂ 3/22 Ｈ０１Ｂ 3/22 Ｚ // Ｃ１０Ｎ 20:00 20:02 40:16 70:00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炭化水素系の潤滑油基油であって、常
   圧における沸点が２４０〜４７０℃の範囲内で、５０容
   量％留出温度が３１０〜３５０℃の範囲にあり、４０
   ℃における動粘度が６〜１１ｍｍ² ／ｓの範囲にあり、
   流動点が−５℃以下であり、硫黄分が０．１０重量
   ％以下であり、かつ、多環芳香族分が３重量％未満で
   あることを特徴とする潤滑油基油。
2. 【請求項２】 更に、密度が０．８４０〜０．８６９
   ｇ／ｃｍ³ 、全芳香族分が９．０〜１５．０重量％の
   範囲にあることを特徴とする請求項１記載の潤滑油基
   油。
3. 【請求項３】 原油を常圧蒸留して得られる沸点が１２
   ０〜５００℃の範囲内で、５０容量％留出温度が３３０
   ℃以下の留分を、水素化精製して硫黄分を０．０５重量
   ％以下にし、次いで減圧蒸留して沸点２６０℃以上の範
   囲内の留分を得、しかる後、該留分を水素化脱ろう処理
   することを特徴とする請求項１又は２記載の潤滑油基油
   の製造方法。