JPS59136391A - 改良された低温流動性の中間蒸留組成物 - Google Patents

改良された低温流動性の中間蒸留組成物

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JPS59136391A
JPS59136391A JP59000192A JP19284A JPS59136391A JP S59136391 A JPS59136391 A JP S59136391A JP 59000192 A JP59000192 A JP 59000192A JP 19284 A JP19284 A JP 19284A JP S59136391 A JPS59136391 A JP S59136391A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 パラフィンワックス含有鉱油は、鉱油の温度が低下する
につれて流動性が一層低下するという特徴を有している
。この流動性の損失はワックスから板状結晶への結晶化
によるものであり、これが最終的に油をその中に閉じ込
める海綿状物質を形成する。
従来、種々の組成物がワックス状鉱油とブレンドすると
ワックス結晶改質剤として作用することが知られていた
。これらの組成物はワックス結晶の大きさおよび形状を
改質し、且つ油が低温で流動性のまま保たれるようにワ
ックスと油との接着力を減少する。
種々の流動点降下剤が文献に記載されており、その幾つ
かが商業的に使用されている。例えば、米国特許第3.
0ダg、1lqq号は燃料、詳細には加熱油、ディーゼ
ル燃料およびジェット燃料用の流動点降下剤としてエチ
レンと03−C,ビニルエステル、例工ば酢酸ビニルと
のコポリマーの使用を教示している。エチレンおよび高
級α−オレフィン、例えばプロピレンをペースとする炭
化水素重合体流動点降下剤も知られている。米国特許第
゛3、 q乙l、9!乙号は一つのコポリマーがワック
ス結晶核形成剤であり他のコポリマーがワックス結晶の
大きさを制御する成長抑止剤であるコポリマー混合物の
使用を教示している。同様に、英国特許第1243/g
2号は、一層低い側鎖分岐度のコポリマーを用いること
によりワックス結晶の大きさを制御し得ることを示唆し
ている。
蒸留燃料に於て多様性が高まるにつれて、既存の添加剤
により処理し得ない型の燃料あるいは非経済的に高水準
の添加剤を必要とする型の燃料が現われて永た。このよ
うな問題のある一つの特別の群の燃料は比較的狭い沸点
範囲の燃料である。
燃料はしばしばその初期沸点、最終沸点および初期燃料
の成る容量幅が留出される暫定的な温度により特徴づけ
られる。20%蒸留点〜90係蒸留点が6S〜1ooc
、特に70〜10OCの範囲内で異なり(ASTM D
gA)、90チ沸点が一般に最終沸点の70〜30C,
特に10〜25Cである燃料がしばしば添加剤により実
際影響されず、またそうでなくとも極めて高水準の添加
剤を必要とし特に処理し難いことが判った。本明細書で
記載する全ての蒸留はASTM DgA  によるもの
である。
更に、原油のコストが高まるにつれて精留業者が蒸留燃
料の生産性を高め、しかも通常の添加剤では処理し難い
蒸留燃料または経済的な観点から許容できない程高い処
理水準を必要とする蒸留燃料をもたらすシャープな留分
として知られているようなものを用いて操作を最適罠す
ることがまた重要になってきた。典型的なシャープに分
留された燃料は通常qO〜/107Cのコθ〜20チ沸
点範囲をもつ1O−20CのqOチ〜最終沸点を有して
いる。両者の型の燃料は3!;QC以上の最終沸点、一
般に3SθC〜37!;U%特に350C〜3りθCの
範囲の最終沸点をもつ。
従来広く入手し得た蒸留燃料の流動性を改良するために
広範に使用されていたエチレンと酢酸ビニルとのコポリ
マーは、添加剤を用いて燃料中に形成するワックス結晶
の大きさを制御する場合には一般に約30重量%までの
酢酸ビニルを含有しており、着たそれらの主たる作用が
蒸留燃料の流動点を低下せしめることにある場合には約
36重fチあるいはそれ以上の酢酸ビニルを含有してい
た。これらの型の添加剤のいずれも前記の狭い沸点の燃
料および/′tたはシャープに分留された燃料の処理に
有効ではないことが判った。
本発明者らは、エチレンと/−1個の炭素原子を含有−
rるカルボン酸のビニルエステルとのコポリマーであっ
て32〜33重i%の該ビニルエステルを含有し100
0〜6000の数平均分子量をもつコポリマーがこれら
の燃料の処理に特に有効であることを見い出した。
従って、本発明はエチレンと/−1個の炭素原子を含有
するカルボン酸のビニルエステルとのコ& IIママ−
あって該ビニルエステル32〜35重−isを含有しl
θ00〜Aθ00の数平均分子量を有するコポリマーか
らなる添加剤の、20’16蒸留点と90係蒸留点が1
5〜10OCの範囲内で異なる蒸留石油燃料の流動性を
改良する為、および/または90%〜最終沸点がlO〜
20Cの蒸留燃料の流動性を数層する為の添加剤として
の用途を提供する。
更に、本発明は、20%蒸留点と90チ蒸留点が1.3
〜700Cだけ差があり、90チ沸点が最終沸点の10
〜30’Cであり、および/またはqO係〜最終沸点が
1O−20Cであり、しかもエチレンと7〜7個の炭素
原子を含有するカルボン酸のビニルエステルとのコポリ
マーであって該ヒニルエスデル32〜35隻量係を含有
し10θθ〜乙θ0θの数平均分子1′を有しているコ
ポリマーSO〜夕0θppm  を含有する蒸留燃料を
提供する。
エチレンと上記カルボン酸のビニルエステルとのコポリ
マーは、米国特許第3.94/、9/乙号に記載されて
いるコポリマーのような二種のコポリマーの混合物であ
ってもよく、これは同じビニルエステルを含有していて
もよく、また含有していなくともよい。特にワックス結
晶核形成剤各重量部当り少くとも10重量部の成“長押
止剤を含有する添加剤組合せがこの種の燃料の処理に適
していることが判った。上記混合物は可撓性を付与する
ので特に有用である。
従って、本発明の好ましい態様は、コθ俤蒸留点とqo
q6蒸留点との差がA、!t−/θOCの範囲である蒸
留石油燃料油および/または90チ沸点が最終沸点のl
O〜30C1好ましくはlO〜20Cである蒸留燃料の
流動性改良用添加剤として、ワックス成長刺激剤の性質
を有する合成重合体物質の各重量部に対し該燃料中ワッ
クス成長抑止剤の性質を有する合成重合体物質70〜7
5重量部を含み、該ワックス成長抑止剤および成長刺激
剤がエチレンと/〜ダ個の炭素原子を含有するカルボン
酸のビニルエステルのコポリマーであって、該コポリマ
ーの平均エステル含有量が32〜35重量係の範囲内に
あり数平均分子量が/θo。
〜60θOの範囲内にある添加剤の用途を提供する。
別の態様に於て、本発明はワックス成長刺激剤の性質を
もつ合成重合体物質名重量部当り燃料中ワックス成長抑
止剤の性質をもつ合成重合体物質10〜15重量部の添
加剤混合物SO〜SOOppm を含有し、該成長抑止
剤および成長刺激剤がエチレンと/−4’個の炭素原子
を含有するカルボン酸のビニルエステルとのコポリマー
であって、該コポリマーの平均エステル含有量が32〜
33重量係の範囲内にあり、数平均分子量がlθOO〜
6000の範囲内にある、20%沸点留分と90%沸点
留分とが沸点に於てbs−ioθCだけ差がある蒸留燃
料および/またけqOq6〜最終沸点がio〜20Cで
ある蒸留燃料を提供する。
コθチ蒸留点とqoqb蒸留点との差が15−〜100
Cの範囲内にあり90チ沸点が一般に最終沸点のlO〜
3θCである燃料は一般に35θC以上、通常3!rO
C〜3り、tC,更に通常は3!;OC〜3り0の最終
沸点を有している。ヲθ憾〜最終沸点がl0C−2θC
である燃料は通常90C−//QCのコθ〜qOチ蒸留
範囲をもち、また一般に35θC以上、通常3!;QC
〜375C1更に通常は3!;QC〜37θCの最終沸
点をもつO 添加剤が混合物である場合には、ワックス成長刺激剤す
なわち核形成剤は、実質的に飽和温度より高い温度で蒸
留物に可溶であるが蒸留物を冷却すると蒸留物の温度が
飽和点に近づくにつれて、例えば該飽和温度より若干高
い温度(例えばIOC高い温度、好ましくは約jC高い
温度)から冷却すると小粒子影線で漸次分離する合成重
合体物質である。ゝ飽和温度“という用語は、公知の結
晶化誘起方法を使用しても溶質、例えばワックスが溶液
から結晶化されない最低温度と定義される。
確かめられた訳ではないが、冷却が続くにつれて、付加
的な核形成剤粒子が多少連続的な様式で分離するものと
思われる。これらの付加的な粒子が連続のワックス結晶
化の核形成剤として作用し、事実蒸留物の実質的な過冷
却を防止する。新しい核形成粒子を連続的に形成させる
という利点は、n−パラフィンによる蒸留物の過飽和が
可能な最低水準に保たれ、かくして成長抑止剤の分子が
それ自体成長結晶の成長中心部に組込まれ、こうするこ
とにエリ更に結晶が成長することを停止することを容易
にすることである。
成長抑止剤の禁止作用はその分子内の嵩高い基の存在に
由来するものと思われる。付加的な核形成剤は失活され
た成長中心にとって代るように分離すべきである。ワッ
クス成長抑止剤は該核形成剤よりも該蒸留物に一層可溶
性であり、ワックス結晶が生成するときに成長抑止剤と
して作用する。
核形成剤は高温で蒸留物に不溶性であってはならず、ま
たワックス結晶化が起こる温度より実質的に高い温度で
分離し始めるべきではない。結晶化が起こる温度より実
質的に高い温度で核形成剤が分離すると、これらは蒸留
物中に分散されたまま留まらずに、蒸留物を保持する容
器の底に沈降する傾向にある。1日のうちの加温期間お
よび冷却期間中のようにくり返しの加温および冷却に蒸
留物がかけられる場合には、上記の因子が特に重要であ
る。蒸留物中の核形成剤粒子の適当な再分散をもたらさ
ないからである。ワックス成長刺激剤およびワックス成
長抑止剤として使用される合成重合体物質は同種または
異種のビニルエステルを含有してもよい。
本発明の目的のため、ワックス結晶成長刺激剤、ワック
ス核形成剤およびワックス用造核剤は全て同義の用語で
あり、交換して使用される。
ワックス成長抑止剤(以下5時としてワックス・抑止剤
という)は一般に格子転位点でワックス結晶の格子中に
それ自体を組み込み得るワックス状のポリメチレンセグ
メントをその分子構造中に含み、また格子転位点でn−
p’?ラフインの別の分子の混入を防止しかくして結晶
が更に成長することを停止する嵩高い基を含有する。
良好な合成重合体ワックス核形成剤は、蒸留物中の可能
性のある核形成剤のθ/ −3,0重f%溶液を含有す
る透明な容器と添加剤を使用しない同じ蒸留物を含む同
じ容器とを両者の温反を下げつつ目視で比較することに
より選択し得る。核形成剤特性をもつ重合体物質を含有
する蒸留物がらのワックス結晶化の開始は、該核形成剤
の不在下で結晶化が始まる温度よりも一層高い温度で起
こる。
同様に、ワックス抑止剤は通常結晶化の開始を遅らす能
力により特徴づけられる。
核形成剤として使用される合成重合体およびワックス成
長抑止剤として使用される合体重合体は、エチレンとビ
ニルエステルとのコポリマーであって同種もしくは異種
のニスデルモノマーを含有してもよい。
前記1@体の混合物である好ましい添加剤については、
ビニルエステル含壱量および分子量は混合物の平均であ
る。しかしながら、添加剤は単一のポリマー、すなわち
単一の重合中に生成される物質であってもよい。この場
合、エチレンビニルエステル、特に燃料添加剤用の酢酸
ビニルコポリマーの製造に従来提案されている公知の高
圧重合技術あるいけ溶液重合技術により上記物質を得る
ことが出来る。
混合物および単一重合体の両者に用いる典型的なビニル
ニスグルは酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、および酪
酸ビニルを包含する。
流動性改良剤は蒸留燃料に混入される時次のような点で
有効であることが好ましい: / これらの燃料を操作温度で流動状に保つ。
コ、 1オイル・イン・バルク(oll In bul
k )“が雰囲気冷却にかけられた時に遭遇する典型的
な速度である、遅い冷却、すなわちθΩ下〜コ? / 
h r に油がかけられた時、分離するワックス結晶の
成長を抑止する。
3 比較的温かい油がトランスファーラインに入り急に
低温にさらされた時に遭遇する典型的な速度である、迅
速冷却、すなわちIOT〜100 ? / h rに油
がかけられた時に、分離するワックス結晶の成長を抑止
する。
燃料がその配給条件および使用条件下で?ンゾ操作可能
でありろ過操作可能であることを確実にするため罠は、
前記の三つの全ての基準が望まし〜)。
前記のとおり、重合体の混合物を使用する場合には分子
量は二極の重合体の平均匝であり、一般には核形成剤の
好ましい数平均分子ji(V P O)はSOθ〜60
00、より好ましくは1200〜乙θθθの範囲内であ
る。詳細に言えば、例えば比較的高いビニルエステル含
有量−をもっ比較的低分子量のエチレン−ビニルエステ
ルコポリマーがワックス成長抑止剤として作用すること
が判った。
一方、比較的低いビニルエステル含有量をもつ、エチレ
ンとビニルエステルとの比較的高分子量のコポリマーは
核形成剤として作用する。更に詳細に言えば、ワックス
抑止剤として約32〜30重置部の酢酸ビニル含有t(
例えば約11〜23モルチェスチル)をもつ数平均分子
量/20θ〜600θ(VPO)のエチレン/酢酸ビニ
ルコポリマーと、ワックス成長刺激剤として7〜30重
量%の重量比で酢酸ビニルコモノマー(例えば約63〜
12モルチェスチル)を含む数平均分子量約!i’QQ
〜/θ、0θθ(vPo)のエチレン/酢酸ビニルコポ
リマーとを含有するブレンドが極めて有効であることが
判った。造核剤かエチレン/酢酸ビニルコポリマーであ
る場合には、その数平均分子量は好ましくは少くともS
OO,更に好ま5 しくけ7000以上であり、および/またはエステル含
有量はワックス成長抑止剤の相当する性質よりも少くと
もS壬低い。
本明細書中に特定する分子量は全て数平均分子量であり
、これは例えはメクロラブ・ペーノ4−・フェース書オ
スモメーター(Mechrolab VaporPha
se Osmometer ) 30 / Aを用いる
気相オスモメトリイ(VPO)により測定された分子量
である。酢酸ビニル含有量はケン化により測定される。
かくして、成長抑止剤に対して、核形成剤は、両重合物
質の酢酸ビニル含有量がほぼ等しい場合VC,は1より
高分子量のエチレン−酢酸ビニルコポリマーからなる。
二種の合成重合体が使用される場合、これらは別々につ
くってもよく、また反応条件を変えることにより一つの
バッチで連続的につくってもよい。すなわち、初期の重
合反応が王として核形成剤特性をもつ重合体をつくるよ
うに反応条件を選び、ついで反応条件を変えて王として
ワックス成長抑止性をもつ重合体をつくることが出来、
またその逆の順序も可能である。この様6 にして、両者の型の作用をもつ重合体の混合物をつくる
ことができる。
エチレンと酢酸ビニルとの二種のコポリマーを使用する
本発明の特別の具体例に於て、コポリマー中の酢酸ビニ
ルの濃度とコポリマーの分子量との関係は重要である。
これらは燃料中の特別のコポリマーの役割を定める因子
だからである。すなわち、これらはそれ以外の重合体の
性質が同様ならば共重合体が全体として組成物中でワッ
クス抑止剤として、あるいはワックス核形成剤として働
くかどうかを決定する。しかして、一般的に概述すれば
、核形成剤は比較的長いポリメチレンセグメントを持つ
べきであり、そしてこれらの合成重合体が低分子量範囲
に近づくにつれて、酢酸ビニルの割合はまた減少すべき
である。一方、分子量が増加するにつれて、酢酸ビニル
の割合はまた増加すべきである。しかして、特別のワッ
クス核形成剤は比較的高分子量のエチレンと比較的低比
率の酢酸ビニルとのコポリマーからなる。一方、ワック
ス抑止剤は一般に比較的高い酢酸ビニル含有量の比較的
低分子量コポリマーである。ワックス抑止作用は、コポ
リマーの分子の骨格に結合された、エステル基の如き、
嵩高い基の存在に多くは依存するからである。
別個のコポリマーを燃料中で直接ブレンドできるが、通
常はコンセントレートなつくることが望ましいことが判
った。これは、まず夫々を別々の溶媒を用いて一緒にす
ることにより行ない得るが、共通の溶媒で夫々を溶解す
ることにより行なうことが最も好ましい。すなわち、好
ましい比較的低分子量、酢酸ビニル高含有量の(第二)
コポリマーと、比較的高分子量、酢酸ビニル低含有量の
コ$リ−r−1すなわち好ましい第一コ?リーr −(
Q 両者をケロシンまたは重質芳香族ナフサに溶解させ
てもよい。好ましいコンセントレートは%5〜60チ、
好ましくは10−!;0%の全コポリマーと残りの炭化
水素油溶媒とを含有する。
抑止剤コポリマーは、遊離基開始剤、好ましくは有機過
酸化物化合物を用いて公知の操作により調製し得る。好
適な操作は高温高圧法またFi溶液法であり、これらは
米国特許第3.011g、 1779または第3.θ9
3,1.23号の如き米国特許明細書および英国特許明
細書第1ΩA3/!2号に開示されている。
一局面に於て、本発明の燃料は、燃料のΩθ係〜70%
程度の留分の比較的狭い沸点範囲のため、すなわち90
係留分は20チ留分の沸点よりもbs〜10θC高い沸
点をもつため、及び/lたFiqo%沸点と最終沸点と
の23C以下、成る場合には20C以下という比較的小
さい沸点差のため、通常の添加剤で処理し雛いものであ
る。
添加剤は、燃料の重量基準で合計θ001重量%〜θS
重量%、好ましくはθ0θS重量%〜θ/M量q6%最
も好ましくはθO1重量%〜θ0グ重量係存在せしめる
ことが好適である。混合物を使用する場合には、重合体
物質は核形成剤/部当り10〜/、1重量部の成長抑止
剤の割合で使用する。
以下、実施例を示して本発明を更に詳しく説明する。実
施例中、本発明の添加剤(添加剤A)は、数平均分子1
123θ0および酢酸ビニル含有1・36重1″係のエ
チレン−酢酸ビニルコポリマーからなるワックス結晶成
長抑止剤/3’Mjk部と、数平均分子量、?5θθ、
酢酸ビニル含有量約73重置部のワックス結晶刺激剤7
型財部とからなる重合体の組合せA 、?重量q6ヲ含
壱する油溶液であった。添加剤Bは上記ワックス成長抑
止剤3M量部と米国特許第3q乙/q/乙に記載のワッ
クス結晶刺激剤7重量部との添加剤組合せグS重量%を
含有する油溶液であった。添加剤Cけ数平均分子量、2
000および酢酸ビニル含有量3θ重i:%のエチレン
酢酸ビニルコポリマーのSθ重重着前溶液であった。
実施例で使用した燃料は次のとおりであった。
初期 2θ係 90% 最終 沸点 沸点 沸点 沸点 ’c   c   CC 燃料!200  .211g   33’l   31
.θ燃料2   ;)、2g   2g0  81  
37弘燃料3  220  2A6  3’ll、  
 3乙9燃n’A   ;1.2’!   、2Ag 
  3’l−/   3A;9燃料!;   、2,2
/   2g9  3.3/   31./燃料6  
ユtI弘  2乙弘  334  360燃料?   
/13  2グ03弘弘  3A2燃料g   /1,
0  23ダ  3’l弘  35g燃料9  200
  257  336 362燃料10 .2/3  
24ダ  33g   36g実施例に於て、迅速冷却
速度でのワックス結晶の大きさをコールド・フィルター
・ブラッシング・ポイント・テスト(Co1d Fll
ter Piugglng ’Po1nttθst、C
FPP)により測定する。この試験はジャーナル・オブ
・ザ・インステイテユート・オグ・ペトロレウA (J
ournaj of the In5titute o
fPetroleum ) 32巻%5/θ号、/’1
3〜/g3頁(/qAl、年6月)に記載の操作により
行なう。
簡単に述べると、CFPPテストは試験油1IS−試料
を用いて行なう。ASTM曇点ジャー中に置いた油を約
−30下に保った浴中で冷却する。曇点より+7高い温
度から開始して温度が2度低下する毎に、油をgインチ
水の減圧により3Sθメツシユスクリーンを備えたろ過
要素を通してピペット中へ20−の容量を示す印まで送
り、この時油な重力流により冷却室へ戻す。このテスト
を油が6g秒の期間で上記印までピペットを満たさなく
なる壕で油の温度が2C低下する毎にくり返す。
テストの結果を油がピペットを満たさない最高温度であ
るコールド・フィルター・ブラッシング・ポイントとし
て示す。
燃料がCFPPテストに合格する温度なtc、gCおよ
びIOC低下せしめるのに必要な添加剤A1添加剤Bお
よび添加剤Cの量を測定したところ、以下のとおりであ
った。
別の一連の試験に於て、種々の燃料のCFPP値の乙、
gおよびIOC低下を得るのに必要とされる添加剤の量
を試験し本発明以外の添加剤について必要とされる量と
比較した。
使用した燃料はつぎのとおりであった。
燃料屋  初期沸点 20%沸点 11g0%沸点 最
終沸点//     10’l    、21I4’ 
   3!;/    3g//、2     //3
   21I2   3!;!;    37!;/3
    200   2’1g    33’l   
 3乙θ/II     220   263   3
3θ   3731、!;    220   2乙1
.   3I1.A    3t7/l、     2
2/    239   331   3乙l/7  
  .2:12  240   32g    3!;
’1/g    、22g    、2g0   33
/    3711を使用した添加剤は前記実施例で使
用したA%B5Cと共に下記の添加剤D−Hであった。
添加剤  酢酸ビニル  分子量 D    3グg     、2450F     2
’Z/     3/70F     2g、9   
 23900    2g、2    29’lOH,
29! 9    2300 結果を次表に示す。
第1頁の続き 0発 明 者 ノーマン・アンソニー・リチャードソン 英国オーエックス118イージ エイ・オックスフォードシャー ・ディトコツト・イースト・ス トリート18 750−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (/)  エチレンと7〜9個の炭素原子を含有するカ
    ルボン酸のビニルエステルとのコポリマーであっテ該ビ
    ニルエステル3ユ〜35重量係を含有し7000〜tO
    Oθの数平均分子量を有するコポリマーからなる添加剤
    の、2096蒸留点と90%蒸留点が、g、t−10O
    Cの範囲内の差がある蒸留石油燃料の流動性改良用、お
    よび/または9θチ沸点〜最終沸点がlO〜20Cの蒸
    留燃料の流動性改良用添加剤としての使用。 @ エチレンと/−1個の炭素原子を含有するカルがン
    酸のビニルエステルとのコポリマーであって該ビニルエ
    ステル3コ〜33N量チを含有し/θ00〜60θOの
    数平均分子量を有しているコポリマーso−,toθp
    pm  を含有する、2θ係蒸留点と90%蒸留点がt
    s−ioocだけ差があり、および/またはqo%沸点
    〜最終沸点がlO〜20Cである蒸留燃料。 ■ 炭化水素溶媒中、エチレンと7〜7個の炭素原子を
    含有するビニルエステルとのコポリマーであって該ビニ
    ルエステル32〜35重量%を含有し数平均分子量10
    00−Aθ0θを有するコポリマー5〜60重量%の溶
    液からなる蒸留燃料への混入に適した添加剤コンセント
    レート。 (9) エチレンと/〜を個の炭素原子を含有するビニ
    ルエステルとのコポリマーであって該ビニルエステル3
    2〜35重量%を含有し数平均分子量1000−AOO
    Oを有するコポリマーからなる添加剤を燃料に混入する
    ことによる。2θ係蒸留点とqθ%蒸留点がA!−1o
    ocの範囲内の差がある蒸留石油燃料油および/または
    9θチ蒸留点〜最終沸点が10〜2θCである蒸留燃料
    の流動性改良方法。
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