KR102608627B1 - 고성능 공정 오일 - Google Patents

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존 크리스토퍼 패트릭
크레이그 앨런 버스비어
에드워드 윌리엄 캐설리
하워드 돈 데이비스
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에르곤,인크
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Abstract

하나 이상의 점도 범위의 1종 이상의 나프텐계 진공 가스 오일을 높은 CA 함량 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 또는 경질 순환 오일 공급원료와 블렌딩하여 적어도 1종의 블렌딩된 오일을 제공하고, 적어도 1종의 블렌딩된 오일을 수소화처리하여 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제공함으로써 나프텐계 공정 오일을 제조한다. 진공 증류 및 블렌딩 단계의 순서는 뒤바뀔 수 있다.

Description

고성능 공정 오일
본 발명은 고무 공정 오일 및 그의 용도에 관한 것이다.
공정 오일은 석유의 정제 시 수득되고, 타이어 및 기타 고무 제품의 제조 시 가소제 또는 증량제 오일로서 사용된다. 공정 오일은, 예를 들어 ASTM D2140에 따라 측정 시 그의 방향족 탄소 함량 (CA), 나프텐계 탄소 함량 (CN) 및 파라핀계 탄소 함량 (CP)에 기반하여 분류될 수 있다. 증류액 방향족 추출물(Distillate Aromatic Extract, DAE) 공정 오일은 상당한 (예를 들어, 약 35 내지 50%) CA 함량을 함유하며, 트럭 타이어 트레드 화합물 및 기타 수요 고무 용품을 위한 공정 오일로서 사용되어 왔다. 그러나, DAE는 또한 생식에 대한 발암성, 돌연변이유발성 또는 독성으로서 분류될 수 있는 벤조[a]피렌 및 기타 폴리시클릭 방향족 탄화수소 (PAH 화합물, 폴리시클릭 방향족 또는 PCA라고도 공지됨)를 함유한다. 예를 들어, 2005년 11월 16일에 발간된 유럽 이사회 지침(European Council Directive) 69/2005/EEC에서는 2010년 1월 1일 이후의 높은 PAH 함량을 갖는 가소제의 사용을 금지하고 있다.
고점도 나프텐계 오일은 DAE 공정 오일 대체물로서 사용되어 왔다. 그러나, DAE와 비교하여 나프텐계 오일의 일반적으로 더 낮은 CA 함량으로 인해, 허용되는 성능을 회복 또는 유지하기 위해 일부 고무 화합물 재배합이 필요할 수 있다. 또한, 재배합 후 다양한 시험 기준을 충족시킬 필요가 있을 수 있다. 타이어에 있어서, 시험 기준은 웨트 그립 (0℃에서의 tan 델타), 구름 저항 (60℃에서의 tan 델타), 미끄럼 저항, 드라이 트랙션, 내마모성 및 가공성을 포함할 수 있다. 이와 같은 긴 나열의 잠재적 시험 기준으로 인해, DAE 공정 오일의 적합한 대체물을 발견하는 것이 어려웠다.
따라서, DAE 공정 오일을 사용하는 배합물과 비교하여 상기와 같은 대체 재료를 사용하는 고무 배합물의 성능을 부당하게 희생시키지 않으면서, DAE 공정 오일을 대체하여 PAH 함량을 감소 또는 최소화시킬 수 있는 재료가 계속 요구되고 있다.
한 측면에서, 본 발명은,
a) 나프텐계 원유 대기 증류 유닛으로부터의 잔사 탑저물을 진공 증류하여 하나 이상의 점도 범위의 1종 이상의 진공 가스 오일을 제공하고;
b) 상기와 같은 적어도 1종의 진공 가스 오일을 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택된 높은 CA 공급원료와 블렌딩하여 적어도 1종의 블렌딩된 오일을 제공하고;
c) 적어도 1종의 블렌딩된 오일을 수소화처리하여 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제공하는 것
을 포함하는, 나프텐계 공정 오일을 제조하는 방법이며;
여기서 공급원료 및 나프텐계 공정 오일 각각은 상기와 같은 적어도 1종의 진공 가스 오일을 단독으로 유사하게 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 것인 방법을 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은,
a) 나프텐계 원유를 대기 증류하여 하나 이상의 점도 범위의 1종 이상의 대기 가스 오일, 및 잔사 탑저물을 제공하고;
b) 잔사 탑저물을 진공 증류하여 하나 이상의 추가의 점도 범위의 1종 이상의 진공 가스 오일을 제공하고;
c) 상기와 같은 적어도 1종의 진공 가스 오일을 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택된 높은 CA 공급원료와 블렌딩하여 적어도 1종의 블렌딩된 오일을 제공하고;
d) 적어도 1종의 블렌딩된 오일을 수소화처리하여 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제공하는 것
을 포함하는, 나프텐계 공정 오일을 제조하는 방법이며;
여기서 공급원료 및 나프텐계 공정 오일 각각은 상기와 같은 적어도 1종의 진공 가스 오일을 단독으로 유사하게 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 것인 방법을 제공한다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은,
a) 나프텐계 원유 대기 증류 유닛으로부터의 잔사 탑저물을 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택된 높은 CA 공급원료와 블렌딩하여 블렌딩된 오일을 제공하고;
b) 블렌딩된 오일을 진공 증류하여 하나 이상의 점도 범위의 1종 이상의 진공 가스 오일을 제공하고;
c) 진공 가스 오일 중 적어도 1종을 수소화처리하여 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제공하는 것
을 포함하는, 나프텐계 공정 오일을 제조하는 방법이며;
여기서 공급원료 및 나프텐계 공정 오일 각각은 잔사 탑저물을 단독으로 유사하게 진공 증류하고 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 것인 방법을 제공한다.
추가의 실시양태에서, 본 발명은,
a) 나프텐계 원유를 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택된 높은 CA 공급원료와 블렌딩하여 블렌딩된 오일을 제공하고;
b) 블렌딩된 오일을 대기 증류하여 하나 이상의 점도 범위의 1종 이상의 대기 가스 오일, 및 잔사 탑저물을 제공하고;
c) 잔사 탑저물을 진공 증류하여 하나 이상의 추가의 점도 범위의 1종 이상의 진공 가스 오일을 제공하고;
d) 진공 가스 오일 중 적어도 1종을 수소화처리하여 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제공하는 것
을 포함하는, 나프텐계 공정 오일을 제조하는 방법이며;
여기서 공급원료 및 나프텐계 공정 오일 각각은 나프텐계 원유를 단독으로 유사하게 대기 증류하고 진공 증류하고 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 것인 방법을 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은,
a) 38℃ (100℉)에서 적어도 60 SUS의 점도를 갖는 나프텐계 진공 가스 오일을 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택된 높은 CA 공급원료와 블렌딩하여 블렌딩된 오일을 제공하고;
b) 블렌딩된 오일을 수소화처리하여 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제공하는 것
을 포함하는, 나프텐계 공정 오일을 제조하는 방법이며;
여기서 공급원료 및 나프텐계 공정 오일 각각은 나프텐계 진공 가스 오일을 단독으로 유사하게 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 것인 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 a) 38℃ (100℉)에서 적어도 60 SUS의 점도를 갖는 적어도 1종의 나프텐계 진공 가스 오일과 b) 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택되며, 적어도 1종의 나프텐계 진공 가스 오일을 단독으로 유사하게 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 공급원료와의 수소화처리된 블렌드를 포함하는 나프텐계 공정 오일을 제공한다.
상기 방법에서 사용되는 높은 CA 함량 공급원료는 선택된 공정 스트림, 또는 기타 석유 정제 공정으로부터의 부산물로서 수득될 수 있다. 예를 들어, 에틸렌 크래커 탑저물은 나프타 크래킹 유닛으로부터 수득될 수 있고, 슬러리 오일은 유체 촉매 크래킹 (FCC) 유닛으로부터 수득될 수 있다. 상기 방법으로부터 수득된 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일은 통상의 나프텐계 공정 오일과 비교하여 고무 화합물 중의 개선된 용해력 및 증가된 방향족 함량을 갖고, 통상의 DAE 공정 오일을 대체하는데 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 5는 개시된 방법을 예시하는 개략도이다.
다양한 도면에서 유사 도면 부호는 유사 요소를 가리킨다.
종점을 사용하여 표현된 수치 범위는 그 범위 내에 포함된 모든 숫자를 포함한다 (예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함함). 모든 %는 달리 언급되지 않는 한 중량%이다.
공급원료, 공정 스트림 또는 생성물과 관련해서 사용될 때 용어 "8-마커"란 상기와 같은 공급원료, 공정 스트림 또는 생성물 중의 폴리시클릭 방향족 탄화수소 벤조(a)피렌 (BaP, CAS No. 50-32-8), 벤조(e)피렌 (BeP, CAS No. 192-97-2), 벤조(a)안트라센 (BaA, CAS No. 56-55-3), 크리센 (CHR, CAS No. 218-01-9), 벤조(b)플루오란텐 (BbFA, CAS No. 205-99-2), 벤조(j)플루오란텐 (BjFA, CAS No. 205-82-3), 벤조(k)플루오란텐 (BkFA, CAS No. 207-08-9) 및 디벤조(a,h)안트라센 (DBAhA, CAS No. 53-70-3)의 총량을 지칭한다. 이들 방향족에 대한 한도는 유럽 의회 및 이사회의 2005년 11월 16일자 유럽 연합 지침(European Union Directive) 2005/69/EC에서 8-마커의 총합의 경우 10 ppm 및 벤조[a]피렌의 경우 1 ppm으로 기술되어 있다. PAH 8-마커 수준은 또한 유럽 표준 EN 16143:2013을 사용하여 수득된 것들과 유사한 결과를 제공하기 위해 기체 크로마토그래피/질량 분광법 (GC/MS) 절차를 사용하여 평가될 수 있다.
공급원료, 공정 스트림, 생성물, 또는 생성된 공정 오일과 관련해서 사용될 때 용어 "높은 CA 함량 공급원료"란, ASTM D2501에 의해 결정 시 1에 가까운 (예를 들어, 약 0.95 초과의) 점도-중력 상수(viscosity-gravity constant, VGC)를 갖는 액체 재료를 지칭한다. 방향족 공급원료 또는 공정 스트림은 전형적으로 ASTM D2140 또는 ASTM3238 (여기서, 후자 방법은 전형적으로 더 중질의 석유 분획에 사용됨)에 따라 측정 시 적어도 약 10%의 CA 함량 및 약 90% 미만의 총 CP + CN 함량을 함유할 것이다.
용어 "ASTM"이란, 국제적 및 자발적 합의 표준을 개발하고 공개하는 미국 재료 시험 학회(American Society for Testing and Materials)를 지칭한다. 예시적인 ASTM 시험 방법은 하기에 기술되어 있다. 그러나, 관련 기술분야의 통상의 기술자라면, 국제적으로 인정된 다른 기구로부터의 표준이 또한 허용가능할 것이고, ASTM 표준에 추가로 또는 그 대신에 사용될 수 있음을 인지할 것이다.
용어 "에틸렌 크래커 탑저물"이란, 에틸렌 제조에 사용되는 크래킹 유닛 (예를 들어, 스팀 크래킹 유닛)으로부터 목적하는 에틸렌 생성 분획의 제거 후 수득되는 잔사 분획을 지칭한다.
용어 "중질 순환 오일"이란, 슬러리 오일보다 더 경질 (즉, 더 낮은 비점 범위를 가짐)이고 경질 순환 오일보다 더 중질 (즉, 더 높은 비점 범위를 가짐)인 FCC 유닛으로부터 수득된 부산물을 지칭한다. 중질 순환 오일은 통상적으로 카본 블랙 제조를 위한 베이스 스톡으로서 사용된다.
용어 "증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일"이란, 본 개시내용의 방법을 사용하지 않고 적어도 1종의 나프텐계 진공 가스 오일을 단독으로 유사하게 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 오일을 지칭한다.
용어 "수소화크래킹"이란, 존재하는 대부분의 방향족 탄화수소를 크래킹 및 포화시키고, 모든 또는 거의 모든 황-, 질소- 및 산소-함유 화합물을 제거하기 위해, 공급원료 또는 공정 스트림을 매우 높은 온도 및 압력에서 촉매 존재 하에 수소와 반응시키는 공정을 지칭한다.
용어 "수소화피시닝"이란, 올레핀 및 어느 정도의 방향족 고리를 포화시켜 PAH 화합물의 수준을 감소시키고, 달리 불안정한 분자를 안정화 (예를 들어, 그의 수준을 감소)시키기 위해, 공급원료 또는 공정 스트림을 수소화처리 또는 수소화크래킹의 경우보다 덜 격렬한 조건 하에 촉매 존재 하 수소와 반응시키는 공정을 지칭한다. 수소화피니싱은 예를 들어 수소화크래킹 후 수소화크래킹된 생성물의 산화에 대한 안정성 및 색 안정성을 개선시키는데 사용될 수 있다.
공급원료, 공정 스트림 또는 생성물과 관련해서 사용될 때 용어 "수소화된"이란, 촉매 존재 하에 수소와 반응시킨, 수소화처리된, 수소화피니싱된, 또는 달리 공급원료, 공정 스트림 또는 생성물의 결합된 수소 함량을 실질적으로 증가시키는 처리 공정에 적용된 재료를 지칭한다.
용어 "수소화처리"란, 불포화도 (예를 들어, 방향족)를 감소시키고 황-, 질소- 또는 산소-함유 화합물의 양을 감소시키기 위해, 공급원료 또는 공정 스트림을 수소화크래킹의 경우보다 덜 격력한 조건 하에 및 수소화피니싱의 경우보다 더 격렬한 조건 하에 촉매 존재 하 수소와 반응시키는 공정을 지칭한다.
용어 "경질 순환 오일"이란, 중질 순환 오일보다 더 경질이고 가솔린보다 더 중질이며 FCC 유닛으로부터 수득된 방향족 부산물을 지칭한다. 경질 순환 오일은 통상적으로 가열식 오일 생산 및 디젤에서 블렌드 스톡으로서 사용된다.
공정 스트림 또는 생성물과 관련해서 사용될 때 용어 "액체 수율"이란, 출발 액체 재료 양을 기준으로 수집된 액체 생성물의 중량%를 지칭한다.
공급원료, 공정 스트림 또는 생성물과 관련해서 사용될 때 용어 "나프텐계"란, ASTM D2501에 의해 결정 시 약 0.85 내지 약 0.95의 VGC를 갖는 액체 재료를 지칭한다. 나프텐계 공급원료는 전형적으로 ASTM D2140에 따라 측정 시 적어도 약 30%의 CN 함량 및 약 70% 미만의 총 CP + CA 함량을 함유할 것이다.
용어 "나프텐계 블렌드 스톡"이란, 개시된 방법에서 사용되는, 즉, 개시된 공급원료와의 블렌딩에서 사용되는 나프텐계 원유 잔사 탑저물, 나프텐계 원유, 나프텐계 진공 가스 오일 또는 나프텐계 대기 가스 오일을 지칭한다.
공급원료, 공정 스트림 또는 생성물과 관련해서 사용될 때 용어 "파라핀계"란, ASTM D2501에 의해 결정시 0.8 부근의 (예를 들어, 0.85 미만의) VGC를 갖는 액체 재료를 지칭한다. 파라핀계 공급원료는 전형적으로 ASTM D2140에 따라 측정 시 적어도 약 60 중량%의 CP 함량 및 약 40 중량% 미만의 총 CN + CA 함량을 함유할 것이다.
용어 "슬러리 오일"이란, FCC 유닛의 작동으로부터의 촉매 미세 입자를 함유하는 중질 방향족 부산물을 지칭하며, 그의 미세 입자 함량을 제거 또는 감소시키기 위해 정화된 슬러리 오일, 및 비-정화된 슬러리 오일 둘 모두를 포함할 수 있다. 슬러리 오일은 경우에 따라서는 카본 블랙 오일, 디캔트 오일 또는 FCC 탑저물 오일이라 지칭된다.
용어 "점도-중력 상수" 또는 "VGC"란, 석유의 점성 분획의 근사 특징분석에 대한 지수를 지칭한다. VGC는 이전에 비중과 세이볼트 유니버셜(Saybolt Universal) 점도 간의 일반 관계로서 규정되었다. VGC는 ASTM D2501에 따라 밀도 및 점도 측정에 기반하여 결정될 수 있다. VGC는 분자량에 대해 비교적 둔감하다.
공급원료, 공정 스트림 또는 생성물과 관련해서 사용될 때 용어 "점도"란 액체의 동력학적 점도를 지칭한다. 동력학적 점도는 전형적으로 mm2/s 또는 센티스토크 (cSt)의 단위로 표현되며, ASTM D445에 따라 결정될 수 있다. 역사적으로 석유 산업에서는 동력학적 점도를 세이볼트 유니버셜 세컨드(Saybolt Universal Seconds, SUS)의 단위로 측정하였다. 상이한 온도에서의 점도는 ASTM D341에 따라 계산될 수 있고, ASTM D2161에 따라 cSt로부터 SUS로 전환될 수 있다.
개시된 방법의 몇몇 실시양태는 도 1 내지 도 5에 개략적으로 예시되어 있다. 도 1에서, 개질된 나프텐계 공정 오일을 제공하기 위해 나프텐계 원유 잔사 탑저물을 개질시키는 방법이 나타나 있다. 단계(100)는, 진공 증류 유닛(112)에서 나프텐계 원유 잔사 탑저물(110)을 진공 증류하여, 38℃ (100℉)에서 각각 대략 60, 100, 500 및 2000 SUS의 공칭 점도를 갖는 1종 이상의 진공 가스 오일(116, 118, 120 및 122)의 형태의 나프텐계 블렌드 스톡을 제공하는 것을 포함한다. 공급원 유닛(130)으로부터의 높은 CA 공급원료의 공급물에 대해 임의적 분획화 또는 추출 단계(131)를 적용하여, 나프텐계 블렌드 스톡 중에 존재하는 오일 또는 오일들과 동일한 일반적 범위에서 증류하는 분획을 높은 CA 공급원료로부터 단리할 수 있다. 공급원 유닛(130) 또는 분획화 단계(131)로부터의 높은 CA 공급원료(132)는 블렌딩 유닛 (도 1에 도시되지 않음)으로 공급되고, 여기서 적어도 진공 가스 오일(122) 및 높은 CA 공급원료(132)가 함께 블렌딩된다. 전형적인 증류 상황에서, 진공 가스 오일(122)은 진공 증류 유닛(112)으로부터 수득된 최고 점도의 진공 가스 오일일 수 있다. 높은 CA 공급원료(132)는, 목적하는 경우 또한 또는 대신에, 유닛(112)으로부터 수득된 잔류하는 더 낮은 점도의 진공 가스 오일의 일부 또는 전부와, 예를 들어, 60, 100 또는 500 SUS의 진공 가스 오일(116, 118 또는 120) 중 하나 이상과 블렌딩될 수 있다.
블렌딩은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 혼합 밸브, 정적 혼합기, 혼합 탱크 및 기타 기술을 비롯한 다양한 기구 및 절차를 사용하여 수행될 수 있다. 공급원 유닛(130)은 예를 들어 나프타 크래킹 유닛일 수 있으며, 이러한 경우에 높은 CA 공급원료(132)는 에틸렌 크래커 탑저물을 함유할 것이다. 공급원 유닛(130)은 대신에 FCC 유닛일 수 있으며, 이러한 경우에 높은 CA 공급원료(132)는 슬러리 오일, 중질 순환 오일 또는 경질 순환 오일을 함유할 것이다. 도 1에 도시되어 있지는 않으나, 슬러리 오일 공급원료가 사용되는 경우, 그것은 바람직하게는 또한, 고체 입자를 제거하고 하류 촉매, 가공 유닛 또는 생성물의 오염을 최소화 또는 감소시키기 위해 여과, 원심분리, 사이클론, 정전 분리 또는 달리 정화 또는 처리된다.
수소화처리 유닛(140)은 적어도 진공 가스 오일(122) 및 높은 CA 공급원료(132)의 상기한 블렌드를 수소화처리하고, 바람직하게는 또한, 유닛(112)으로부터 수득된 잔류하는 더 낮은 점도의 진공 가스 오일의 일부 또는 전부를 수소화처리하거나 또는 이러한 더 낮은 점도의 진공 가스 오일과 높은 CA 공급원료(132)의 블렌드를 수소화처리하는데 사용된다. 생성된 나프텐계 공정 오일(146, 148, 150 및 152)은 38℃ (100℉)에서 각각 대략 60, 100, 500 및 2000 SUS의 공칭 점도를 갖고, 수소화처리되는 경우 또한, 감소된 불포화도 및 감소된 양의 황-, 질소- 또는 산소-함유 화합물을 갖는다. 생성된 개질된 오일 (예를 들어, 500 SUS 또는 2000 SUS 점도의 나프텐계 공정 오일(152))은 DAE 공정 오일의 대체물로서 사용될 수 있다.
도 2에서, 개질된 나프텐계 공정 오일을 제공하기 위해 나프텐계 원유를 개질시키는 방법이 나타나 있다. 진공 증류 유닛(112), 높은 CA 공급원료 공급원 유닛(130), 임의적 분획화 단계(131), 높은 CA 공급원료(132) 및 수소화처리 유닛(140)은 도 1에 기재된 바와 같다. 단계(200)는, 대기 증류 유닛(208)에서 나프텐계 원유(206)을 대기 증류하여, 38℃ (100℉)에서 각각 대략 40 및 60 SUS의 공칭 점도를 갖는 대기 가스 오일(214 및 216), 및 대기 잔류물 잔사 탑저물(210)을 제공하는 것을 포함한다. 잔사 탑저물(210)은 진공 증류 유닛(112)에서 진공 증류되어, 38℃ (100℉)에서 각각 대략 100, 500 및 2000 SUS의 공칭 점도를 갖는 진공 가스 오일(118, 120 및 122)을 제공한다. 진공 증류 유닛(112)에서 조건의 조절을 통하여, 목적하는 경우 유닛(112)으로부터 더 낮은 점도의 진공 가스 오일, 예를 들어, 38℃ (100℉)에서 대략 60 SUS의 점도를 갖는 오일이 수득될 수 있다. 높은 CA 공급원료(132)는 블렌딩 유닛 (도 2에 도시되지 않음)으로 공급되며, 여기서 적어도 진공 가스 오일(122) 및 높은 CA 공급원료(132)가 함께 블렌딩된다. 높은 CA 공급원료(132)는, 목적하는 경우 또한 또는 대신에, 유닛(112)으로부터 수득된 잔류하는 더 낮은 점도의 진공 가스 오일의 일부 또는 전부와, 예를 들어, 100 또는 500 SUS의 진공 가스 오일(118 또는 120) 중 하나 또는 모두와 블렌딩될 수 있다. 유닛(140)은, 적어도 진공 가스 오일(122) 및 높은 CA 공급원료(132)의 상기한 블렌드, 더 낮은 점도의 진공 가스 오일 및 CA 공급원료(132)를 함유하는 임의의 추가의 블렌드, 및 바람직하게는 또한 유닛(208)으로부터 수득된 대기 가스 오일 또는 유닛(112)으로부터 수득된 잔류하는 더 낮은 점도의 진공 가스 오일의 일부 또는 전부를 수소화처리하는데 사용된다. 생성된 나프텐계 공정 오일(244, 246, 148, 150 및 152)은 38℃ (100℉)에서 각각 대략 40, 60, 100, 500 및 2000 SUS의 공칭 점도를 갖고, 수소화처리되는 경우 또한, 감소된 불포화도 및 감소된 양의 황-, 질소- 또는 산소-함유 화합물을 갖는다. 개질된 오일, 예컨대 500 SUS 또는 2000 SUS 점도의 나프텐계 공정 오일(152)은 DAE 공정 오일의 대체물로서 사용될 수 있다.
도 3에서, 개질된 나프텐계 공정 오일을 제공하기 위해 나프텐계 원유 잔사 탑저물을 개질시키는 또 다른 방법이 나타나 있다. 도 3은 도 1과 유사하나, 잔사 탑저물(110)이, 공급원료 블렌딩을 수행하기 위해 진공 증류 단계 후까지 대기하기 보다는, 공급원료(132) 및 진공 증류에 적용된 블렌드와 블렌딩된다. 진공 증류 유닛(112), 높은 CA 공급원료 공급원 유닛(130), 임의적 분획화 또는 추출 단계(131), 높은 CA 공급원료(132) 및 수소화처리 유닛(140)은 도 1에 기재된 바와 같다. 단계(300)는 나프텐계 원유 잔사 탑저물(110)을 높은 CA 공급원료 공급원 유닛(130)으로부터 또는 분획화 단계(131)로부터 수득된 높은 CA 공급원료(132)와 블렌딩하는 것을 포함한다. 블렌딩은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 블렌딩 유닛 (도 3에 도시되지 않음) 및 절차를 사용하여 수행될 수 있다. 이어서, 블렌드는 진공 증류 유닛(112)에서 진공 증류되어, 38℃ (100℉)에서 각각 대략 60, 100, 500 및 2000 SUS의 공칭 점도를 갖는 진공 가스 오일(316, 318, 320 및 322)을 제공한다. 유닛(140)은, 적어도 진공 가스 오일(322)을 수소화처리하고, 바람직하게는 또한, 유닛(112)으로부터 수득된 잔류하는 더 낮은 점도의 진공 가스 오일의 일부 또는 전부를 수소화처리하거나 또는 이러한 더 낮은 점도의 진공 가스 오일과 높은 CA 공급원료(132)의 블렌드를 수소화처리하는데 사용된다. 생성된 나프텐계 공정 오일(346, 348, 350 및 352)은 38℃ (100℉)에서 각각 대략 60, 100, 500 및 2000 SUS의 공칭 점도를 갖는다. 도 3에 나타낸 방법을 사용하는 경우 공급원료는, 공급원료와 블렌딩된 것들에만 영향을 미치기 보다는, 상기 방법을 사용하여 제조된 모든 나프텐계 공정 오일의 특징에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있다. 공급원료가 더 낮은 점도의 오일의 특징에 영향을 미치는 정도를 산정하기 위해, 단독으로 증류될 때의 공급원료에 대한 증류 곡선을 사용할 수 있으며, 여기서 저비점 공급원료는 고비점 공급원료일 경우보다 저점도 오일의 특징에 영향을 미치는 경향이 더 크다. 유닛(140)으로부터 수득된 수소화처리된 오일은 감소된 불포화도 및 감소된 양의 황-, 질소- 또는 산소-함유 화합물을 가질 것이다. 개질된 오일, 예컨대 500 SUS 또는 2000 SUS 점도의 나프텐계 공정 오일(352)은 DAE 공정 오일의 대체물로서 사용될 수 있다.
도 4에서, 개질된 나프텐계 공정 오일을 제공하기 위해 나프텐계 원유를 개질시키는 또 다른 방법이 나타나 있다. 도 4는 도 2와 유사하나, 나프텐계 원유(206)이, 공급원료 블렌딩을 수행하기 위해 나중까지 대기하기 보다는, 공급원료(132) 및 대기 및 진공 증류에 적용된 블렌드와 블렌딩된다. 진공 증류 유닛(112), 높은 CA 공급원료 공급원 유닛(130), 임의적 분획화 단계(131), 높은 CA 공급원료(132), 수소화처리 유닛(140) 및 대기 증류 유닛(208)은 도 2에 기재된 바와 같다. 단계(400)는 나프텐계 원유(206)을 높은 CA 공급원료 공급원 유닛(130)으로부터 또는 분획화 단계(131)로부터 수득된 높은 CA 공급원료(132)와 블렌딩하는 것을 포함한다. 블렌딩은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 블렌딩 유닛 (도 4에 도시되지 않음) 및 절차를 사용하여 수행될 수 있다. 이어서, 블렌드는 대기 증류 유닛(208)에서 대기 증류되어, 38℃ (100℉)에서 각각 대략 40 및 60 SUS의 공칭 점도를 갖는 대기 가스 오일(414 및 416), 및 대기 잔류물 잔사 탑저물(210)을 제공한다. 잔사 탑저물(210)은 진공 증류 유닛(112)에서 진공 증류되어, 38℃ (100℉)에서 각각 대략 100, 500 및 2000 SUS의 공칭 점도를 갖는 진공 가스 오일(418, 420 및 422)을 제공한다. 유닛(140)은, 적어도 진공 가스 오일(422)을 수소화처리하고, 바람직하게는 또한 유닛(112)으로부터 수득된 잔류하는 더 낮은 점도의 진공 가스 오일 또는 블렌드의 일부 또는 전부, 또는 유닛(208)으로부터 수득된 대기 가스 오일의 일부 또는 전부를 수소화처리하는데 사용된다. 생성된 나프텐계 공정 오일(444, 446, 448, 450 및 452)은 38℃ (100℉)에서 각각 대략 40, 60, 100, 500 및 2000 SUS의 공칭 점도를 갖고, 수소화처리되는 경우 또한, 감소된 불포화도 및 감소된 양의 황-, 질소- 또는 산소-함유 화합물을 갖는다. 개질된 오일, 예컨대 500 SUS 또는 2000 SUS 점도의 나프텐계 공정 오일(452)은 DAE 공정 오일의 대체물로서 사용될 수 있다.
도 5에서, 개질된 나프텐계 공정 오일을 제조하는 또 다른 방법이 나타나 있다. 높은 CA 공급원료 공급원 유닛(130), 임의적 분획화 단계(131), 높은 CA 공급원료(132) 및 수소화처리 유닛(140)은 도 1에 기재된 바와 같다. 단계(500)는 나프텐계 진공 가스 오일(522)을 높은 CA 공급원료 공급원 유닛(130)으로부터 또는 분획화 단계(131)로부터 수득된 높은 CA 공급원료(132)와 블렌딩하는 것을 포함한다. 진공 가스 오일(522)은 38℃ (100℉)에서 적어도 60 SUS, 바람직하게는 500 SUS 또는 2000 SUS의 최소 점도를 갖는다. 블렌딩은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 블렌딩 유닛 (도 5에 도시되지 않음) 및 절차를 사용하여 수행될 수 있다. 이어서, 블렌드는 유닛(140)에서 수소화처리되어, DAE 공정 오일의 대체물로서 사용될 수 있는 나프텐계 공정 오일(552)을 제공한다.
상기 언급된 단계들 전 또는 후에 임의로 추가의 가공 단계가 사용될 수 있다. 예시적인 상기와 같은 단계는 용매 추출, 촉매 탈랍, 용매 탈랍, 수소화피니싱 및 수소화크래킹을 포함한다. 일부 실시양태에서는 추가의 가공 단계가 사용되지 않고, 다른 실시양태에서는 추가의 가공 단계, 예컨대, 탈아스팔트화, 용매 추출, 촉매 탈랍, 용매 탈랍, 수소화피니싱 및 수소화크래킹 중 어느 하나 또는 모두가 필요하지 않거나 또는 사용되지 않는다.
개시된 방법에서 나프텐계 블렌드 스톡으로서 다양한 나프텐계 원유 잔사 탑저물 및 나프텐계 원유를 사용할 수 있다. 나프텐계 원유 잔사 탑저물이 사용되는 경우, 그것들은 전형적으로, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 절차에 따라 작동되는 나프텐계 원유를 위한 대기 증류 유닛으로부터 수득될 것이고, 대개 약 370 초과 내지 380℃의 비점을 가질 것이다. 개시된 방법에서 나프텐계 원유가 사용되는 경우, 그것들은 다양한 공급원으로부터 수득될 수 있다. 예시적인 나프텐계 원유는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한, 비에이치피 빌리톤 리미티드(BHP Billiton Ltd.), 비피 피.엘.씨.(BP p.l.c.), 셰브론 코포레이션(Chevron Corp.), 엑손모빌 코포레이션(ExxonMobil Corp.), 미쓰이 앤드 캄파니, 리미티드(Mitsui & Co., Ltd.), 로얄 더치 쉘 피.엘.씨.(Royal Dutch Shell p.l.c.), 페트로브라스, 토탈 에스.아.(Petrobras, Total S.A.), 우드사이드 페트롤륨 리미티드(Woodside Petroleum Ltd.) 및 기타 공급업체를 비롯한 석유 공급업체로부터의 브라질, 북해, 서아프리카, 오스트레일리아, 캐나다 및 베네수엘라 나프텐계 원유를 포함한다. 선택된 나프텐계 원유는 예를 들어 ASTM D2501에 의해 결정 시 적어도 약 0.85, 0.855, 0.86 또는 0.865의 VGC, 및 약 1 미만, 0.95, 0.9 또는 0.895의 VGC를 가질 수 있다. 바람직한 나프텐계 원유는 약 0.855 내지 0.895의 VGC를 갖는 진공 가스 오일을 제공할 것이다. 선택된 원유는 또한, ASTM D2140에 따라 측정 시 적어도 약 30%, 적어도 약 35% 또는 적어도 약 40% CN 함량, 및 약 70% 미만, 약 65% 미만 또는 약 60% 미만의 총 CP + CA 함량을 함유할 수 있다.
개시된 방법에서 나프텐계 블렌드 스톡으로서 다양한 나프텐계 진공 가스 오일이 사용될 수 있다. 진공 가스 오일은 비-수소화처리된 형태로 사용될 수 있고, 선택된 공급원료와 블렌딩될 수 있으며, 이어서, 생성된 블렌딩된 액체는 수소화처리될 수 있다. 대안적으로, 수소화처리된 나프텐계 진공 가스 오일은 나프텐계 블렌드 스톡으로서 사용될 수 있고, 선택된 공급원료와 블렌딩될 수 있으며, 이어서, 생성된 블렌딩된 액체는 추가로 수소화처리될 수 있다. 수소화처리되기 전, 선택된 나프텐계 진공 가스 오일은 예를 들어 적어도 약 10%, 적어도 약 12%, 적어도 약 14%, 적어도 약 16% 또는 적어도 약 18%의 CA 함량을 함유할 수 있고, 또한 또는 대신에, 약 24% 미만, 약 22% 미만, 약 21% 미만 또는 약 20% 미만의 CA 함량을 함유할 수 있다. 수소화처리 전, 선택된 나프텐계 진공 가스 오일은 예를 들어 또한 또는 대신에, 적어도 약 40% 또는 적어도 약 45%의 CA + CN 함량을 함유할 수 있다.
바람직한 수소화처리된 나프텐계 60 SUS 진공 가스 오일은 예를 들어 하기의 바람직한 특징들을 개별적으로 또는 조합하여 가질 수 있다: 아닐린점 (ASTM D611) 약 64℃ 내지 약 85℃ 또는 약 72℃ 내지 약 77℃; 인화점 (클리브랜드 오픈 컵(Cleveland Open Cup), ASTM D92) 적어도 약 80℃ 내지 약 230℃, 또는 적어도 약 136℃ 내지 약 176℃; 점도 (SUS, 37.8℃에서) 약 35 내지 약 85 또는 약 54 내지 약 72; 유동점 (℃, ASTM D5949) 약 -90℃ 내지 약 -20℃ 또는 약 -75℃ 내지 약 -35℃; 및 공급원료를 기준으로 총 윤활유 수율의 85 부피% 초과, 예를 들어 약 90% 초과, 약 97% 초과, 또는 약 97% 내지 약 99%인 수율.
바람직한 수소화처리된 나프텐계 100 SUS 진공 가스 오일은 예를 들어 하기의 바람직한 특징들을 개별적으로 또는 조합하여 가질 수 있다: 아닐린점 (ASTM D611) 약 64℃ 내지 약 85℃ 또는 약 72℃ 내지 약 77℃; 인화점 (클리브랜드 오픈 컵, ASTM D92) 적어도 약 90℃ 내지 약 260℃, 또는 적어도 약 154℃ 내지 약 196℃; 점도 (SUS, 37.8℃에서) 약 85 내지 약 135 또는 약 102 내지 약 113; 유동점 (℃, ASTM D5949) 약 -90℃ 내지 약 -12℃ 또는 약 -70℃ 내지 약 -30℃; 및 공급원료를 기준으로 총 윤활유 수율의 85 부피% 초과, 예를 들어 약 90% 초과, 약 97% 초과, 또는 약 97% 내지 약 99%인 수율.
바람직한 수소화처리된 나프텐계 500 SUS 진공 가스 오일은 예를 들어 하기의 바람직한 특징들을 개별적으로 또는 조합하여 가질 수 있다: 아닐린점 (ASTM D611) 약 77℃ 내지 약 98℃ 또는 약 82℃ 내지 약 92℃; 인화점 (클리브랜드 오픈 컵, ASTM D92) 적어도 약 111℃ 내지 약 333℃, 또는 적어도 약 167℃ 내지 약 278℃; 점도 (SUS, 37.8℃에서) 약 450 내지 약 600 또는 약 500 내지 약 550; 유동점 (℃, ASTM D5949) 약 -73℃ 내지 약 -17℃ 또는 약 -51℃ 내지 약 -6℃; 및 공급원료를 기준으로 총 윤활유 수율의 85 부피% 초과, 예를 들어 약 90% 초과, 약 97% 초과, 또는 약 97% 내지 약 99%인 수율.
바람직한 나프텐계 2000 진공 가스 오일은 예를 들어 하기의 바람직한 특징들을 개별적으로 또는 조합하여 가질 수 있다: 아닐린점 (ASTM D611) 약 90℃ 내지 약 110℃ 또는 약 93℃ 내지 약 103℃; 인화점 (클리브랜드 오픈 컵, ASTM D92) 적어도 약 168℃ 내지 약 363℃, 또는 적어도 약 217℃ 내지 약 314℃; 점도 (SUS, 37.8℃에서) 약 1700 내지 약 2500 또는 약 1900 내지 약 2300; 유동점 (℃, ASTM D5949) 약 -53℃ 내지 약 24℃ 또는 약 -33℃ 내지 약 6℃; 및 공급원료를 기준으로 총 윤활유 수율의 85 부피% 초과, 예를 들어 약 90% 초과, 약 97% 초과, 또는 약 97% 내지 약 99%인 수율.
개시된 수소화처리된 나프텐계 진공 가스 오일에 대한 다른 바람직한 특징은, 완성 제품이 발암성일 수 있는지의 여부를 평가하기 위한 환경 표준, 예컨대 EU 지침 2005/69/EC, IP346 및 변형된 AMES 시험 ASTM E1687의 준수를 포함할 수 있다. 이들 시험은 폴리시클릭 방향족 탄화수소의 농도와 상관관계를 갖는다. 바람직하게는, 개시된 수소화처리된 나프텐계 진공 가스 오일은 유럽 표준 EN 16143:2013에 따라 평가 시 약 8 ppm 미만, 보다 바람직하게는 약 2 ppm 미만, 가장 바람직하게는 약 1 ppm 미만의 8-마커의 총합을 갖는다. 후자 값은 특히 주목할 만한 8-마커 스코어를 나타내는 것으로서, EU 규제 요건을 능가하여 한 자릿 수까지의 개선을 나타낸다.
예시적인 상업적으로 입수가능한 나프텐계 진공 가스 오일 (이들 중 일부는 이미 수소화처리된 것일 수 있음)은 칼루멧 스테셜티 프로덕츠 파트너스, 엘피(Calumet Specialty Products Partners, LP)로부터의 히드로칼(HYDROCAL)™, 히드로졸(HYDROSOL)™ 및 HR 투플로(TUFFLO)™ 오일; 크로스 오일 앤드 리파이닝 캄파니 인크.(Cross Oil and Refining Co., Inc.)로부터의 코르졸(CORSOL)™ RPO, 코르졸 1200, 코르졸 2000 및 코르졸 2400 오일; 에르곤, 인크.(Ergon, Inc.)로부터의 하이프렌(HYPRENE)™ L2000 오일; 나이나스 아베(Nynas AB)로부터의 나이텍스(NYTEX)™ 230, 나이텍스 810, 나이텍스 820, 나이텍스 832, 나이텍스 840, 나이텍스 8150, 나이플렉스(NYFLEX)™ 220, 나이플렉스 223, 나이플렉스 820 및 나이플렉스 3100 오일; 및 산 조아퀸 리파이닝 캄파니 인크.(San Joaquin Refining Co., Inc.)로부터의 라펜(RAFFENE)™ 1200L, 라펜 2000L, 하이납(HYNAP)™ 500, 하이납 2000 및 하이납 4000 오일을 포함한다.
상기한 하이프렌 L2000 오일은 하기 전형적인 시험 값들을 갖는 격렬하게 수소화처리된 베이스 오일이다:
표 1
하이프렌 L2000 특성
Figure 112017121886772-pct00001
개시된 방법에서 사용되는 또 다른 예시적인 수소화처리된 나프텐계 진공 가스 오일은 하기 전형적인 시험 값들을 갖는 칼루멧 스테셜티 프로덕츠 파트너스, 엘피로부터의 투플로™ 2000으로서 입수가능하다.
표 2
투플로 2000 특성
Figure 112017121886772-pct00002
상기한 하이프렌 L2000 및 투플로 2000 오일은 공정 오일 적용에서와 같이 사용될 수 있다. 그러나, 개시된 방법은 예를 들어 그의 CA 함량을 증가시키고 고무 배합물 중의 그의 용해도를 개선시킴으로써 추가로 상기와 같은 오일을 개선시키는데 사용될 수 있다.
진공 증류 유닛 (및 사용되는 경우 대기 증류 유닛)은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 표준 산업 관례에 따라 작동될 수 있다. 목적하는 점도 범위를 갖는 진공 가스 오일 및 대기 가스 오일은 상기와 같은 증류 유닛으로부터 수득될 수 있다. 예시적인 점도 범위는 38℃에서 약 60 내지 약 3,500 SUS, 약 500 내지 약 3,000 SUS 또는 약 1,000 내지 약 2,500 SUS의 점도, 및 나프텐계 600 및 나프텐계 2000 진공 가스 오일에 대해 상기 열거된 것들과 유사한 또는 상이한 (예를 들어, 그들 간에) 특성을 갖는 오일을 포함한다.
개시된 방법에서 에틸렌 크래커 탑저물이 사용되는 경우, 그것들은 전형적으로 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 절차에 따라 작동되는 나프타 크래킹 유닛으로부터 수득될 것이다. 에틸렌 크래커 탑저물은 개시된 방법에서 사용되는 바람직한 높은 CA 공급원료를 나타낸다. 선택된 에틸렌 크래커 탑저물은 예를 들어 적어도 약 20%, 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30%의 CA 함량을 함유할 수 있고, 90%만큼 높거나 그를 초과하는 CA 함량일 수 있다. 예시적인 에틸렌 크래커 탑저물은 전형적으로 연료 오일 시장으로 판매되고, 로얄 더치 쉘 피.엘.씨., 다우 케미칼 캄파니(Dow Chemical Co.) 및 브라스켐(Braskem)을 비롯한 공급업체로부터 수득될 수 있다.
개시된 방법에서 슬러리 오일이 사용되는 경우, 그것들은 전형적으로 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 절차에 따라 작동되는 FCC 유닛으로부터 수득될 것이다. 파라핀계 공급원료를 가공하는 FCC 유닛은 바람직한 슬러리 오일 공급원을 나타낸다. 상기 언급된 바와 같이, 슬러리 오일 공급원료는 바람직하게는 또한 고체 입자를 제거하기 위해 처리된다. 선택된 슬러리 오일은 예를 들어 적어도 약 20%, 적어도 약 25% 또는 적어도 약 30%의 CA 함량을 함유할 수 있고, 90%만큼 높거나 그를 초과하는 CA 함량일 수 있다. 예시적인 슬러리 오일은 전형적으로 촉매 크래킹 유닛이 구비된 연료 정제기로부터 부산물로서 생성될 것이고, 비피 피.엘.씨., 셰브론 코포레이션, 컨트리마크 리파이닝 앤드 로지스틱스, 엘엘씨(CountryMark Refining and Logistics, LLC), 엑손모빌 코포레이션, 로얄 더치 쉘 피.엘.씨. 및 더블유알비 리파이닝(WRB Refining)을 비롯한 공급업체로부터 수득될 수 있다.
상기한 높은 CA 공급원료는 각각 개시된 나프텐계 공정 오일의 특성에 여러가지 영향을 미칠 수 있다. 그러나 일반화하면, 공급원료의 첨가는, 출발 나프텐계 블렌드 스톡 또는 진공 가스 오일과 비교하여 CA를 증가시키고, 아닐린점을 감소시키고, UV 흡수성 및 굴절률을 증가시키고, VGC 값을 증가시킬 수 있으며, 고무 화합물 중의 공정 오일의 용해력을 증가시킬 수 있다. 에틸렌 크래커 탑저물 또는 슬러리 오일 높은 CA 공급원료를 사용하면 또한, 수소화처리 단계 동안 예를 들어 공급원료로부터의 CA의 포화 나프텐 (CN)으로의 전환으로 인해, CN은 증가하면서 CP는 감소할 수 있다. CN 함량이 증가하면 또한, 고무 화합물 중의 공정 오일의 용해력이 증가할 수 있긴 하지만, 증가된 CA 함량에 대해 관찰될 수 있는 것보다 더 적은 정도로 증가할 수 있다.
나프텐계 블렌드 스톡 및 공급원료는 임의의 편리한 방식으로, 예를 들어 공급원료를 나프텐계 블렌드 스톡에 첨가함으로써 또는 그 반대로 첨가함으로써 혼합될 수 있다. 나프텐계 블렌드 스톡 및 공급원료는 다양한 비로 혼합될 수 있다. 선택된 혼합비는 관련 기술분야의 통상의 기술자에 의해 용이하게 선택될 수 있고, 선택된 재료 및 그의 점도, CA 함량 및 PAH 8-마커 값에 부분적으로 좌우될 수 있다. 바람직하게는 생성된 블렌딩된 액체는 블렌딩된 액체의 중량을 기준으로 적어도 약 2 중량%, 적어도 약 5 중량% 또는 적어도 약 10 중량%의 공급원료를 함유할 것이다. 또한, 블렌딩된 액체는 바람직하게는 블렌딩된 액체의 중량을 기준으로 최대 약 40 중량%, 최대 약 20 중량% 또는 최대 약 15 중량%의 공급원료를 함유할 것이다. 목적하는 경우 블렌딩된 액체에, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 증량제 및 고무 첨가제를 첨가할 수도 있다.
블렌딩된 액체는 수소화처리된다. 수소화처리의 1차 목적은 황, 질소 및 극성 화합물을 제거하고, 일부 방향족 화합물을 포화시키는 것이다. 따라서, 수소화처리 단계는, 블렌딩된 액체 중에 존재하는 방향족의 적어도 일부가 포화되고 황- 또는 질소-함유 헤테로원자 화합물의 농도가 감소된 제1 스테이지 유출물 또는 수소화처리된 유출물을 생성한다. 수소화처리 단계는 임의의 적합한 반응기 구성을 사용하여, 블렌딩된 액체를 적합한 수소화처리 조건 하에 수소 존재 하 수소화처리 촉매와 접촉시킴으로써 수행될 수 있다. 예시적인 반응기 구성은 촉매 고정층, 촉매 유동층, 이동층, 슬러리층, 향류, 및 전달 유동 촉매층을 포함한다.
수소화처리 촉매는 황 및 질소를 제거하기 위해 수소화처리 단계에서 사용되며, 전형적으로, 적합한 촉매 지지체 상의 수소화 금속을 포함한다. 수소화 금속은 주기율표 (1 내지 18족을 갖는 IUPAC 주기율표 포맷에 기반함)의 6족 및 8 내지 10족으로부터 선택된 적어도 1종의 금속을 포함할 수 있다. 금속은 일반적으로 산화물 또는 황화물의 형태로 촉매 조성물 중에 존재할 것이다. 예시적인 금속은 철, 코발트, 니켈, 텅스텐, 몰리브데넘, 크로뮴 및 백금을 포함한다. 특히 바람직한 금속은 코발트, 니켈, 몰리브데넘 및 텅스텐이다. 지지체는 내화 금속 산화물, 예를 들어 알루미나, 실리카 또는 실리카-알루미나일 수 있다. 예시적인 상업적으로 입수가능한 수소화처리 촉매는 크라이테리온(Criterion)으로부터의 LH-23, DN-200, DN-3330, 및 DN-3620/3621을 포함한다. 앨버말(Albemarle), 악센스(Axens), 할도 톱소(Haldor Topsoe), 및 어드밴스트 리파이닝 테크놀로지스(Advanced Refining Technologies)와 같은 회사 또한 적합한 촉매를 판매한다.
수소화처리 단계의 온도는 전형적으로 약 260℃ (500℉) 내지 약 399℃ (750℉), 약 287℃ (550℉) 내지 약 385℃ (725℉), 또는 약 307℃ (585℉) 내지 약 351℃ (665℉)일 수 있다. 수소화처리 스테이지에서 사용될 수 있는 예시적인 수소 압력은 전형적으로 약 5,515 kPa (800 psig) 내지 약 27,579 kPa (4,000 psig), 약 8,273 kPa (1,200 psig) 내지 약 22,063 kPa (3,200 psig), 또는 약 11,721 kPa (1700 psig) 내지 약 20,684 kPa (3,000 psig)일 수 있다. 공급원료와 접촉시키는데 사용되는 수소의 양은 전형적으로 공급원료 스트림 m3당 약 17.8 내지 약 1,780 m3 (배럴당 약 100 내지 약 10,000 표준 입방 피트 (scf/B)), 약 53.4 내지 약 890.5 m3/m3 (약 300 내지 약 5,000 scf/B) 또는 약 89.1 내지 약 623.4 m3/m3 (500 내지 약 3,500 scf/B)일 수 있다. 수소화처리 촉매와 공급원료 간의 예시적인 반응 시간은 시간당 촉매 cc당 오일 약 0.25 내지 약 5 cc (hr-1), 약 0.35 내지 약 1.5 hr-1, 또는 약 0.5 내지 약 0.75 hr-1의 액체 시간당 공간 속도(liquid hourly space velocity, LHSV)를 제공하도록 선택될 수 있다.
생성된 개질된 나프텐계 공정 오일은 예를 들어 하기의 바람직한 특징들을 개별적으로 또는 조합하여 가질 수 있다: 인화점 (클리브랜드 오픈 컵, ASTM D92) 적어도 약 240℃; 비점 (대기압으로 보정됨) 약 320℃ 내지 약 650℃ 또는 약 350℃ 내지 약 600℃; 동력학적 점도 약 15 내지 약 30 cSt 또는 약 18 내지 약 25 cSt @ 100℃; 점도 지수 약 5 내지 약 30; 유동점 (ASTM D5949) 약 -6℃ 내지 약 4℃; 방향족 함량 (클레이 겔 분석(Clay Gel Analysis) ASTM D2007) 약 30 내지 약 55 중량%, 약 30 내지 약 50 중량% 또는 약 35 내지 약 48 중량%; 포화물 함량 (클레이 겔 분석 ASTM D2007) 약 40 내지 약 65 중량%, 약 40 내지 약 55 중량% 또는 약 42 내지 약 52 중량%; 극성 화합물 함량 (클레이 겔 분석 ASTM D2007) 약 0.4 내지 약 1 중량%, 약 0.4 내지 약 0.9 중량% 또는 약 0.5 내지 약 0.8 중량%; VGC 약 0.86 내지 약 0.89; IP 346에 따라 결정 시 오일 조성물 중에 함유된 탄화수소의 총 중량을 기준으로 PCA 추출물 함량 3 중량% 미만, 예를 들어 1 내지 3 중량% 또는 1 내지 2 중량%; 및 유럽 표준 EN 16143:2013에 따라 평가 시 PAH 8-마커 함량 10 ppm 미만.
개질된 나프텐계 공정 오일은 다양한 고무 배합물에서 사용될 수 있다. 예시적인 고무 배합물은 전형적으로 높은 비율의 방향족 기를 함유할 것이고, 스티렌-부타디엔 고무 (SBR), 부타디엔 고무 (BR), 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체 고무 (EPDM) 및 천연 고무를 포함한다. 개질된 나프텐계 공정 오일을 함유하는 고무 배합물은 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 가황제 (예를 들어, 황 화합물), 충전제 또는 증량제 (예를 들어, 카본 블랙 및 실리카) 및 기타 성분을 함유할 수 있다. 고무 배합물은 경화되어 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 다양한 고무-함유 물품, 예컨대 타이어, 벨트, 호스, 가스켓 및 시일을 형성할 수 있다. 개질된 공정 오일의 효과는 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 친숙한 다양한 시험을 사용하여 평가될 수 있다. 예를 들어, 타이어 제조에 사용되는 고무 배합물은 웨트 그립 (0℃에서의 tan 델타), 구름 저항 (60℃에서의 tan 델타), 미끄럼 저항, 내마모성, 드라이 트랙션 및 가공성을 측정함으로써 평가될 수 있다.
본 발명은 추가로 하기 비-제한적 실시예에서 예시되며, 여기서 모든 부 및 %는 달리 나타내지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 1
비-수소화처리된 60 SUS 나프텐계 대기 가스 오일 및 비-수소화처리된 100, 500 및 2000 SUS 나프텐계 진공 가스 오일을 함유하는 폭넓은-비점의 나프텐계 블렌드 스톡 (하기에서 "WBNBS"로서 나타냄)을 정제 원유 증류 유닛에서 상기와 같은 오일들이 생성되는 동일한 부피비로 오일들을 조합함으로써 형성하였다. WSNBS의 일부를 4개의 별도의 수소화처리 조건 세트 하에서 알루미나 상의 니켈-몰리브데넘 (Ni-Mo) 함유 촉매 (수소화처리 촉매 LH-23, 크라이테리온 캐탈리스트 캄파니(Criterion Catalyst Company)로부터 상업적으로 입수가능함)를 사용하여 수소화처리하였다. 4개의 수소화처리 조건을 사용하여 수득된 수소화처리된 나프텐계 블렌드 스톡 (각각 하기에서 "WBNBS HT1", "WBNBS HT2", "WBNBS HT3" 및 "WBNBS HT4"로서 나타냄), 및 수소화처리 전의 WBNBS의 측정된 물리적 특성과 함께, WBNBS의 수소화처리 시 사용된 수소 충전 속도, LHSV 및 WRAT (가중치 반응기 평균 온도) 조건은 하기 표 3에 기술되어 있다.
에틸렌 크래커 탑저물 공급원료 (하기에서 "ECB"로서 나타냄)는 나프타 크래킹 유닛으로부터 수득되었고, 분획화되어 폭넓은-비점의 공급원료 (하기에서 "WBECB"로서 나타냄)를 단리하였으며, 그의 비점 범위 274 내지 547℃ (525 내지 1017℉)는 일반적으로 WBNBS의 것과 대등하였다. ECB 및 WBECB에 대한 특성은 하기 표 4에 나타나 있다.
블렌드 (하기에서 "ECB 블렌드"로서 나타냄)는 92:8 부피비의 WBNBS:WBECB 혼합물로부터 형성하였다. ECB 블렌드의 일부를 각각 WBNBS를 수소화처리하는데 사용된 조건과 매우 유사한 4개의 수소화처리 조건 세트를 사용하여 수소화처리하였다. 4개의 수소화처리 조건을 사용하여 수득된 수소화처리된 ECB 블렌드 (하기에서 "ECB 블렌드 HT1", "ECB 블렌드 HT2", "ECB 블렌드 HT3" 및 "ECB 블렌드 HT4"로서 나타냄), 및 수소화처리 전의 ECB 블렌드의 측정된 물리적 특성과 함께, ECB 블렌드의 수소화처리 시 사용된 수소 충전 속도, LHSV 및 WRAT 조건은 하기 표 5에 기술되어 있다.
표 3
비-수소화처리된 및 수소화처리된 WBNBS 특성
Figure 112017121886772-pct00003
Figure 112017121886772-pct00004
표 4
ECB 및 WBECB 특성
Figure 112017121886772-pct00005
표 5
비-수소화처리된 및 수소화처리된 ECB 블렌드 특성
Figure 112017121886772-pct00006
Figure 112017121886772-pct00007
표 3 내지 5의 결과로부터, ECB 블렌드를 수소화처리함으로써, 감소된 PAH 수준 및 유용한 아닐린점의 감소 (대략 5℃ 만큼, 및 더 많은 방향족 함량에 상응함)가 얻어졌음을 알 수 있다. 굴절률, VGC, ASTM D7419 방향족 함량 및 ASTM D2140 CA 함량을 비롯한 기타 특성 또한, 수소화처리된 나프텐계 블렌드 스톡과 비교하여 바람직한 변화를 나타내었다. 수소화처리된 ECB 블렌드의 CA 함량은 상응하는 수소화처리된 WBNBS 샘플의 것보다 더 많았다.
실시예 2
도 5에 나타낸 것과 유사한 절차를 사용하여, 비-수소화처리된 LS2000 나프텐계 진공 가스 오일 (에르곤 인크., 하기 표 6에 나타낸 특성을 가짐)을 2회의 별도의 실험에서 컨트리마크 리파이닝 앤드 로지스틱스, 엘엘씨로부터의 컨트리마크™ 슬러리 오일 샘플과 85:15 부피비로 블렌딩하였다. 슬러리 오일 샘플은 "샘플 1" 및 "샘플 2"로서 나타내었고, 블렌드는 "블렌드 1" 및 "블렌드 2"로서 나타내었다. LS2000 오일 및 블렌드는 블렌드를 수소 존재 하 알루미나 상의 니켈-몰리브데넘 (Ni-Mo) 함유 촉매 (수소화처리 촉매 LH-23, 크라이테리온 캐탈리스트 캄파니로부터 상업적으로 입수가능함)와 접촉시킴으로써 하기 표 7에 나타낸 수소 압력, LHSV 및 WRAT 조건 하에 수소화처리하였다. 수소화처리된 LS2000 오일 ("L2000HT"로서 나타냄), 비처리된 공급원료 (즉, 블렌드 1 및 블렌드 2) 및 2종의 수소화처리된 블렌드 ("블렌드 1HT" 및 "블렌드 2HT"로서 나타냄)의 특성은 하기 표 8에 기술되어 있다.
표 6
LS2000 특성
Figure 112017121886772-pct00008
표 7
수소화처리 조건
Figure 112017121886772-pct00009
표 8
비처리된 및 수소화처리된 블렌드 특성
Figure 112017121886772-pct00010
Figure 112017121886772-pct00011
표 8의 결과로부터, 높은 PAH 8-마커 블렌드 공급원료로부터 유의하게 감소된 PAH 8-마커 수준이 수득되었음을 알 수 있다. 아닐린점, 굴절률, VGC 및 Tg를 비롯한 특성 모두, 수소화처리된 L2000HT 오일과 비교하여 바람직한 변화를 나타내었다. 수소화처리된 블렌드의 CA 함량은 수소화처리된 L2000HT 오일의 것보다 더 많았다.
실시예 2에서 사용된 슬러리 오일 공급원료를 중질 순환 오일 또는 경질 순환 오일로 교체함으로써 유사한 결과가 수득될 것이다.
실시예 3
실시예 2로부터의 수소화처리된 L2000HT 오일, 상업적으로 입수가능한 공정 오일 (비바텍(VIVATEC)™ 500, 한센 운트 로젠탈(Hansen & Rosenthal)로부터의 처리된 증류액 방향족 추출물(treated distillate aromatic extract, TDAE)), 및 실시예 2로부터의 수소화처리된 블렌드 2HT 오일을 각각, 하기 표 9에 나타낸 성분들을 함유하는 실리카-충전된 승용차 타이어 트레드 배합물 중의 공정 오일로서 평가하였다. 비바텍 500 오일은 타이어 트레드 배합물에서 매우 우수한 성능을 제공하고, 종종 다른 공정 오일을 평가할 수 있는 대조물로서 사용된다. 하기 나타낸 타이어 트레드 배합물은 어떠한 특정 제조원의 것은 아니지만, 잠재적인 새로운 고무 배합물 성분을 기재하는 기술 문서 및 기타 평가에서 종종 이용되는 상용 배합물을 나타낸다.
표 9
승용차 타이어 트레드 화합물 배합물
Figure 112017121886772-pct00012
배합물 성분들을 하기 표 10에 나타낸 혼합 조건을 사용하여 3.3 kg의 배치 중량으로 밴버리(Banbury) 혼합기에서 혼합하였다. 마스터배치 온도가 155℃를 초과하는 것을 방지하기 위해 마스터배치 단계 동안 회전자 속도를 조절하였다. 실란 커플링을 용이하게 하기 위해, 배치 온도를 X50S 첨가제의 첨가 후 3분 동안 140℃ 초과로 유지하였다. 3분의 재-밀링 단계를 사용하였고, 그 동안 회전자 속도는 155℃ 미만의 온도를 유지하도록 조절하였다. 2분의 완결 단계를 사용하였고, 그 동안 회전자 속도는 100℃ 미만의 온도를 유지하도록 조절하였다.
표 10
혼합 조건
Figure 112017121886772-pct00013
생성된 고무 배합물의 무니(Mooney) 점도 특징은 하기 표 11에 나타내었고, 유량계 특징은 하기 표 12에 나타내었다. 무니 점도 측정은 큰 회전자가 구비된 무니 회전 디스크 점도계를 사용하여 100℃에서 이루어졌다. 유량계 측정은 이동 다이 유량계 및 30분 플롯을 사용하여 172℃에서 이루어졌다. 배합물들은 "마칭" 경화 (172℃에서 경화될 때 이와 같은 중합체 블렌드에 있어서 일반적임)를 나타내어, 측정된 토크는 진정한 최대값을 나타내지 않고 전체 측정 기간에 걸쳐 상승하였다. 따라서, 나타낸 t95 시간은 플롯이 기록되는 시간에 따라 변할 수 있기 때문에 다소 임의적이다.
표 11
무니 점도
Figure 112017121886772-pct00014
표 12
유량계 특징
Figure 112017121886772-pct00015
상기 고무 배합물로부터 제조된 고무에 대한 물리적 특성은 하기 표 13에 나타나 있다. 동적 특성은 온도 범위 -40 내지 60℃에 걸쳐 10 Hz 및 1% 변형률에서 측정하였다. 동적 특성 시험에서 화합물의 성능은 약 60°및 0° 각각에서의 손실각에 기반한 타이어 구름 저항 및 웨트 그립 (또는 손실각의 탄젠트 Tan δ)과 상관관계를 가질 수 있다. Tan δ는 고무 히스테리시스 (즉, 고무가 신장 또는 압축될 때 복구불가능한 고무 중에 저장된 에너지)의 척도이다. 타이어 배합물에 있어서 대개, 60℃에서의 낮은 Tan δ는 낮은 타이어 트레드 구름 저항의 지표이고, 0℃에서의 높은 Tan δ는 웨트 조건에서 우수한 트레드 그립의 지표이다.
미끄럼 저항은, 실온 (22℃) 증류수로 웨팅된 평활한 콘크리트 블록 상에서 BS EN 13036-4 (2011)에 따라 작동되는 영국 진자 미끄럼 저항(British Pendulum Skid Resistance) 장치, 및 3-마이크로미터 래핑 페이퍼를 사용하여 제조된 시험 단편을 사용하여 측정되었다. 더 높은 값은 더 우수한 미끄럼 저항을 나타낸다.
표 13
물리적 특성
Figure 112017121886772-pct00016
상기 나타난 바와 같이, 대부분의 수행된 시험에서, 블렌드 2HT 배합물은 L2000HT 및 비바텍 500 공정 오일 배합물과 비교하여 대등하거나 더 우수한 결과를 제공하였다. 타이어 제조에 있어서, 일부 시험 결과는 나머지보다 더 중요하다. 일반화하면, 가공성, 내마모성, 60℃ 및 0℃에서의 tan δ, 및 미끄럼 저항에 대한 결과가 특히 중요할 수 있다.
각 고무 배합물로부터 제조된 인장 샘플 및 경도 버튼을 또한 70℃의 실험실 팬 대류 오븐에서 7일 동안 노화시키고, 하기 표 14에 나타낸 바와 같이 평가하였다:
표 14
노화된 배합물의 특성
Figure 112017121886772-pct00017
노화는 일반적으로 모듈러스 (M100, M300)의 증가 및 파단 신장률의 감소를 일으킨다. 3가지 배합물은 일반적으로 이들 특성의 유사한 변화를 나타내었다.
상기 설명은 개시된 공정에 대한 것이며, 그를 제한하도록 의도되지 않는다. 관련 기술분야의 통상의 기술자라면, 본원에서 발견된 교시내용이 첨부된 특허청구범위의 범주 내에서 또 다른 실시양태에 적용될 수 있음을 용이하게 이해할 것이다. 모든 인용된 특허, 특허 문서, 및 공개물의 완전한 개시내용은 마치 개별적으로 포함되는 것처럼 본원에 참조로 포함된다. 그러나, 어떠한 불일치가 존재하는 경우, 본원에서 임의의 규정을 비롯한 본 개시내용이 우세할 것이다.

Claims (29)

  1. a) 나프텐계 원유 대기 증류 유닛으로부터의 잔사 탑저물을 진공 증류하여 하나 이상의 점도 범위의 1종 이상의 진공 가스 오일을 제공하는 단계,
    b) 상기 1종 이상의 진공 가스 오일 중 적어도 1종을 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택된 높은 방향족 탄소 (CA) 함량 공급원료와 블렌딩하여 적어도 1종의 블렌딩된 오일을 제공하는 단계, 및
    c) 상기 적어도 1종의 블렌딩된 오일을 수소화처리하여, 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제공하는 단계
    를 포함하는, 증대된 방향족 탄소 (CA) 함량 나프텐계 공정 오일을 제조하는 방법이며,
    여기서 높은 CA 함량 공급원료 및 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일 각각은, 블렌딩 단계 b) 없이 상기 1종 이상의 진공 가스 오일을 단독으로 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 것인 방법.
  2. a) 나프텐계 원유를 대기 증류하여 하나 이상의 점도 범위의 1종 이상의 대기 가스 오일, 및 잔사 탑저물을 제공하는 단계,
    b) 상기 잔사 탑저물을 진공 증류하여 하나 이상의 추가의 점도 범위의 1종 이상의 진공 가스 오일을 제공하는 단계,
    c) 상기 1종 이상의 진공 가스 오일 중 적어도 1종을 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택된 높은 CA 함량 공급원료와 블렌딩하여 적어도 1종의 블렌딩된 오일을 제공하는 단계, 및
    d) 상기 적어도 1종의 블렌딩된 오일을 수소화처리하여, 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제공하는 단계
    를 포함하는, 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제조하는 방법이며,
    여기서 높은 CA 함량 공급원료 및 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일 각각은, 블렌딩 단계 c) 없이 상기 1종 이상의 진공 가스 오일을 단독으로 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 것인 방법.
  3. a) 나프텐계 원유 대기 증류 유닛으로부터의 잔사 탑저물을 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택된 공급원료와 블렌딩하여 블렌딩된 오일을 제공하는 단계,
    b) 상기 블렌딩된 오일을 진공 증류하여 하나 이상의 점도 범위의 1종 이상의 진공 가스 오일을 제공하는 단계, 및
    c) 상기 1종 이상의 진공 가스 오일 중 적어도 1종을 수소화처리하여, 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제공하는 단계
    를 포함하는, 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제조하는 방법이며,
    여기서 공급원료 및 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일 각각은, 블렌딩 단계 a) 없이 상기 잔사 탑저물을 단독으로 진공 증류하고 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 것인 방법.
  4. a) 나프텐계 원유를 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택된 공급원료와 블렌딩하여 블렌딩된 오일을 제공하는 단계,
    b) 상기 블렌딩된 오일을 대기 증류하여 하나 이상의 점도 범위의 1종 이상의 대기 가스 오일, 및 잔사 탑저물을 제공하는 단계,
    c) 상기 잔사 탑저물을 진공 증류하여 하나 이상의 추가의 점도 범위의 1종 이상의 진공 가스 오일을 제공하는 단계, 및
    d) 상기 1종 이상의 진공 가스 오일 중 적어도 1종을 수소화처리하여, 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제공하는 단계
    를 포함하는, 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제조하는 방법이며,
    여기서 공급원료 및 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일 각각은, 블렌딩 단계 a) 없이 상기 나프텐계 원유를 단독으로 대기 증류하고 진공 증류하고 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 것인 방법.
  5. a) 38℃에서 10.3 cSt (38℃에서 60 SUS) 이상의 점도를 갖는 나프텐계 진공 가스 오일을 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택된 높은 CA 공급원료와 블렌딩하여 블렌딩된 오일을 제공하는 단계, 및
    b) 상기 블렌딩된 오일을 수소화처리하여, 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제공하는 단계
    를 포함하는, 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 제조하는 방법이며,
    여기서 공급원료 및 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일 각각은, 블렌딩 단계 a) 없이 상기 나프텐계 진공 가스 오일을 단독으로 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 것인 방법.
  6. a) 38℃에서 10.3 cSt (38℃에서 60 SUS) 이상의 점도를 갖는 적어도 1종의 나프텐계 진공 가스 오일 및
    b) 에틸렌 크래커 탑저물, 슬러리 오일, 중질 순환 오일 및 경질 순환 오일로부터 선택되며, 상기 적어도 1종의 나프텐계 진공 가스 오일을 단독으로 수소화처리하여 제조된 비교 오일보다 더 높은 CA 함량을 갖는 공급원료
    의 수소화처리된 블렌드를 포함하는 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 공급원료가 나프타 크래킹 유닛으로부터 수득된 에틸렌 크래커 탑저물을 포함하는 것인 방법.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    진공 가스 오일이 적어도 10%의 CA 함량을 함유하고 38℃에서 10.3 내지 755.2 cSt (38℃에서 60 내지 3,500 SUS)의 점도를 갖고,
    증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일이 38℃에서 10.3 내지 431.5 cSt (38℃에서 60 내지 2000 SUS)의 점도를 가지며,
    블렌딩된 오일이 블렌딩된 오일의 중량을 기준으로 2 내지 40 중량%의 공급원료를 함유하는 것인
    방법.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일이 유럽 표준 EN 16143:2013에 따라 평가 시 10 ppm 미만의 PAH 8-마커를 갖는 것인 방법.
  10. 제6항에 따른 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 포함하는 고무 배합물.
  11. 제6항에 따른 증대된 CA 함량 나프텐계 공정 오일을 포함하는 타이어.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3294841B1 (en) 2015-05-12 2022-07-13 Ergon, Inc. Process for production of high performance process oil based on distilled aromatic extracts
EP3545054B1 (en) * 2016-11-24 2021-05-26 Repsol, S.A. Process for producing an extender process oil
RU2713156C1 (ru) * 2019-11-07 2020-02-04 Акционерное общество "Управляющая компания "Биохимического холдинга "Оргхим" Способ получения низковязского высоко-ароматического неканцерогенного нефтяного технологического масла
KR20230000263A (ko) * 2021-06-24 2023-01-02 주식회사 엘지화학 합성가스의 제조방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012156294A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-22 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Hydrotreating catalyst comprising a group viii and/or group vib metal silicide compound

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6714117A (ko) 1966-10-17 1968-04-18
US3425932A (en) * 1966-10-21 1969-02-04 Sun Oil Co Hydrogenation of lube oils
US3732154A (en) * 1969-02-19 1973-05-08 Sun Oil Co Catalytic hydrofinishing of lube oil product of solvent extraction of petroleum distillate
BE754847A (fr) * 1969-08-18 1971-02-15 Sun Oil Co Pennsylvania Fabrication d'huile de cable hydroraffinee de viscosite elevee
US3925220A (en) * 1972-08-15 1975-12-09 Sun Oil Co Pennsylvania Process of comprising solvent extraction of a blended oil
US3904507A (en) * 1972-08-15 1975-09-09 Sun Oil Co Pennsylvania Process comprising solvent extraction of a blended oil
US4100056A (en) * 1976-12-27 1978-07-11 Sun Oil Company Of Pennsylvania Manufacture of naphthenic type lubricating oils
US4302323A (en) 1980-05-12 1981-11-24 Mobil Oil Corporation Catalytic hydroconversion of residual stocks
JPS588790A (ja) * 1981-07-02 1983-01-18 Idemitsu Kosan Co Ltd 高品質ナフテン基油の製造方法
US4585546A (en) * 1983-04-29 1986-04-29 Mobil Oil Corporation Hydrotreating petroleum heavy ends in aromatic solvents with large pore size alumina
US4952303A (en) * 1985-07-10 1990-08-28 Mobil Oil Corp. Process for preparing a very high quality lube base stock oil
JPH03160040A (ja) * 1989-11-16 1991-07-10 Nippon Oil Co Ltd ゴム組成物
AU644166B2 (en) 1990-06-21 1993-12-02 Mobil Oil Corporation Resid desulfurization and demetalation
US5846405A (en) * 1997-07-18 1998-12-08 Exxon Research And Engineering Company Process oils and manufacturing process for such using aromatic enrichment and two pass hydrofinishing
US5840175A (en) 1997-08-29 1998-11-24 Exxon Research And Engineering Company Process oils and manufacturing process for such using aromatic enrichment with extraction followed by single stage hydrofinishing
MY125154A (en) * 1998-01-22 2006-07-31 Japan Energy Corp Rubber process oil and production process thereof
CA2311077A1 (en) 2000-06-09 2001-12-09 Jacob Ben Angelo An improved method for making a process oil by using aromatic enrichment with extraction followed by single stage hydrofinishing
US20030168382A1 (en) 2001-05-21 2003-09-11 Jois Yajnanarayana Halmuthur Process for making non-carcinogentic, high aromatic process oil
US7407571B2 (en) 2001-12-26 2008-08-05 Ormat Industries Ltd. Method of and apparatus for upgrading and gasifying heavy hydrocarbon feeds
FR2840621B1 (fr) 2002-06-06 2005-10-28 Inst Francais Du Petrole Procede d'hydrocraquage ameliore en une etape de charges hydrocarbonees
US7179365B2 (en) * 2003-04-23 2007-02-20 Exxonmobil Research And Engineering Company Process for producing lubricant base oils
US20050272850A1 (en) * 2004-06-03 2005-12-08 Jois Yajnanarayana H Process for the preparation of rubber extender oil compositions
US7682500B2 (en) * 2004-12-08 2010-03-23 Uop Llc Hydrocarbon conversion process
KR20080018219A (ko) 2005-05-31 2008-02-27 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 공정유, 탈아스팔트유의 제조 방법, 추출물의 제조 방법,및 공정유의 제조 방법
CN101063047B (zh) * 2006-04-28 2010-08-25 中国石油化工股份有限公司 一种提高丙烯产率的重质原料加氢处理—催化裂解的方法
US20080085970A1 (en) 2006-10-02 2008-04-10 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition for tire inner liner and pneumatic tire using the same
KR100841804B1 (ko) * 2007-07-13 2008-06-26 에스케이에너지 주식회사 유동층 촉매 반응 공정의 유출물로부터 나프텐계 베이스오일을 제조하는 방법
CN101144029B (zh) * 2007-09-21 2011-08-17 袁培林 一种劣质油料的催化裂化加工工艺
CN101531558B (zh) * 2008-03-13 2013-04-24 中国石油化工股份有限公司 一种制取丙烯和芳烃的催化转化方法
KR100934331B1 (ko) * 2008-06-17 2009-12-29 에스케이루브리컨츠 주식회사 고급 나프텐계 베이스 오일의 제조방법
CN101724448B (zh) * 2008-10-29 2012-11-21 中国石油化工股份有限公司 一种掺炼乙烯焦油的加氢裂化方法
WO2011061576A1 (en) 2009-11-20 2011-05-26 Total Raffinage Marketing Process for the production of hydrocarbon fluids having a low aromatic content
EP2357219B9 (de) * 2010-02-17 2014-06-04 Klaus Dahleke KG Verfahren zur Herstellung von naphthenischen Prozessölen durch Hydrierung
US9206363B2 (en) * 2011-08-31 2015-12-08 Exxonmobil Research And Engineering Company Hydroprocessing of heavy hydrocarbon feeds
JP6278587B2 (ja) 2012-03-21 2018-02-14 Jxtgエネルギー株式会社 高芳香族基油及び高芳香族基油の製造方法
JP2013241518A (ja) * 2012-05-21 2013-12-05 Showa Denko Kk ゴム配合油とその製造方法
US20130338256A1 (en) * 2012-06-13 2013-12-19 Pascal Patrick Steiner Pneumatic tire
US9266730B2 (en) 2013-03-13 2016-02-23 Expander Energy Inc. Partial upgrading process for heavy oil and bitumen
CN104212488B (zh) * 2013-06-05 2016-11-09 中国石油天然气股份有限公司 一种环保橡胶油及其制备方法
EP3194533A1 (en) * 2014-09-17 2017-07-26 Ergon, Inc. Process for producing naphthenic base oils
EP3294841B1 (en) 2015-05-12 2022-07-13 Ergon, Inc. Process for production of high performance process oil based on distilled aromatic extracts

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012156294A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-22 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Hydrotreating catalyst comprising a group viii and/or group vib metal silicide compound

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