KR20190100963A - 중질 중성 베이스 스톡의 색 및 방향족 분포의 보정을 위한 용매 추출 - Google Patents

Abstract

중질 중성 베이스 스톡에 대해 용매 추출을 수행하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 방향족 추출은 방향족 성분을 감소시키면서 윤활제 특성에 미치는 영향을 감소시키거나 최소화할 수 있다. 이는, 예를 들어, 탈아스팔팅된 오일로부터 형성된 중질 중성 베이스 스톡과 같은 중질 중성 베이스 스톡에 대한 색 및/또는 헤이즈의 보정을 허용할 수 있다.

Description

중질 중성 베이스 스톡의 색 및 방향족 분포의 보정을 위한 용매 추출

본원에서는, 중질 중성(heavy neutral) 윤활유 베이스 스톡, 예를 들어 잔유 분획의 저 탈아스팔팅(desaphalting) 가혹도(severity)에 의해 생성된 탈아스팔팅된 오일로부터 유도된 중질 중성 베이스 스톡의 제조를 위한 시스템 및 방법이 제공된다.

윤활유 베이스 스톡은 원유 또는 원유 분획으로부터 생성될 수 있는 고 부가가치 생성물 중 하나이다. 원하는 품질의 윤활유 베이스 스톡을 생성하는 능력은 종종 적합한 공급 원료의 이용성에 의해 제약을 받는다. 예를 들어, 윤활유 베이스 스톡 생성을 위한 대부분의 통상적인 공정은, 중간 정도 내지 낮은 수준의 초기 황 함량을 갖는 원유로부터의 버진(virgin) 가스 오일 분획과 같이, 이전에 가혹한 조건 하에서 가공되지 않은 원유 분획으로 출발하는 것을 수반한다.

일부 상황에서, 진공 잔유의 프로판 탈아스팔팅에 의해 형성된 탈아스팔팅된 오일은 추가적인 윤활유 베이스 스톡 생성을 위해 사용될 수 있다. 탈아스팔팅된 오일은 잠재적으로, 브라이트 스톡과 같은 더 중질 베이스 스톡의 생산에 적합할 수 있다. 그러나, 윤활유 베이스 스톡 제조에 적합한 공급물을 제조하기 위해 요구되는 프로판 탈아스팔팅의 가혹도는 전형적으로, 진공 잔유 공급물에 대해 단지 약 30 중량%의 탈아스팔팅된 오일 수율을 초래한다.

미국 특허 제 3,414,506 호는 펜탄-알콜-탈아스팔팅된 쇼트 잔류물을 수소 처리하여 윤활유를 제조하는 방법을 기술하고 있다. 상기 방법은, 펜탄과 같은 알칸, 및 메탄올 및 이소프로필 알콜과 같은 하나 이상의 단쇄 알콜의 혼합물을 포함하는 탈아스팔팅 용매로 진공 잔유 분획에 대해 탈아스팔팅을 수행하는 것을 포함한다. 이어서, 탈아스팔팅된 오일을 수소 처리하고, 이어서 용매 추출을 수행하여 윤활유를 형성하기에 충분한 VI 상승을 수행한다.

미국 특허 제 7,776,206 호에는 잔유 및/또는 탈아스팔팅된 오일을 접촉 공정처리하여 브라이트 스톡을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 탈아스팔팅된 오일과 같은 잔유-유래 스트림을 수소 처리하여 황 함량을 1 중량% 미만으로 감소시키고 질소 함량을 0.5 중량% 미만으로 감소시킨다. 이어서, 수소 처리된 스트림은 분별되어 1150℉ 내지 1300℉(620℃ 내지 705℃) 사이의 컷 포인트(cut point)에서 보다 중질인 분획과 보다 경질인 분획을 형성한다. 그 다음, 보다 경질인 분획은 다양한 방식으로 접촉 공정처리되어 브라이트 스톡을 형성한다.

다양한 양태들에서, 중질 중성 베이스 스톡들에 대해 용매 추출을 수행하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 방향족 추출은 방향족 성분을 감소시키면서 윤활제 특성에 미치는 영향을 감소시키거나 최소화할 수 있다. 이는, 예를 들어 탈아스팔팅된 오일로부터 형성된 중질 중성 베이스 스톡과 같은 중질 중성 베이스 스톡에 대한 색 및/또는 헤이즈의 보정을 허용할 수 있다.

도 1은 탈아스팔팅된 오일을 공정처리하여 윤활유 베이스 스톡을 형성하는 구성의 일례의 개요도이다.
도 2는 탈아스팔팅된 오일을 공정처리하여 윤활유 베이스 스톡을 형성하는 구성의 다른 예의 개요도이다.
도 3은 탈아스팔팅된 오일을 공정처리하여 윤활유 베이스 스톡을 형성하는 구성의 또 다른 예의 개요도이다.
도 4는 다양한 수준의 수소 처리 가혹도에서 펜탄 탈아스팔팅된 오일을 공정처리한 결과를 나타낸다.
도 5는 사워(sour) 수첨 분해와 스위트(sweet) 수첨 분해의 다양한 조합을 갖는 구성으로 탈아스팔팅된 오일을 공정처리한 결과를 나타낸다.
도 6은 윤활유 베이스 스톡을 형성하기 위한 탈아스팔팅된 오일의 접촉 공정처리(catalytic processing)를 위한 구성의 일례의 개요도이다.
도 7은 윤활유 베이스 스톡을 형성하기 위한 탈아스팔팅된 오일의 블럭 접촉 공정처리를 위한 구성의 일례의 개요도이다.
도 8은 윤활유 베이스 스톡을 형성하기 위한 탈아스팔팅된 오일의 블럭 접촉 공정처리를 위한 구성의 다른 예의 개요도이다.
도 9는 윤활유 베이스 스톡을 형성하기 위한 탈아스팔팅된 오일의 블럭 접촉 공정처리를 위한 구성의 또 다른 예의 개요도이다.
도 10은 방향족 추출 유무에 따른 중질 중성 베이스 스톡으로부터의 UV 흡수 스펙트럼을 도시한다.

상세한 설명 및 청구의 범위 내의 모든 수치는 지시된 값을 "약" 또는 "대략"으로 수식한 것이며, 당업자에 의해 예상되는 실험 오차 및 변동을 고려된다.

중질 중성 베이스 스톡의 방향족 추출

중질 중성 베이스 스톡과 같은 윤활유 베이스 스톡을 제조하는데 있어서 어려움 중 일부는 헤이즈의 형성과 관련될 수 있다. 임의의 특정 이론에 구속됨이 없이, 가공 도중, 가공 직후 또는 가공 이후 (예를 들어, 일정 기간 동안 방치한 경우)에 다양한 요인에 의해 윤활유 베이스 스톡에 헤이즈가 형성될 수 있는 것으로 여겨진다. 헤이즈 형성에 기여할 수 있는 요인 중 하나는 중질 중성 샘플 내의 방향족 화합물의 존재이다. 예를 들어, 중질 중성 베이스 스톡이 과량의 중질 방향족 화합물을 함유하는 경우, 중질 중성 베이스 스톡의 형성 후에 상기 중질 방향족 화합물은 완전히 용해된 상태로 있지 않을 수 있으며, 이는 시간이 지남에 따라 베이스 스톡이 혼탁한 외관을 나타내게 할 수 있다.

높은 함량의 방향족 화합물을 갖는 중질 중성 베이스 스톡을 생성시킬 수 있는 윤활제 제조 공정의 일례는 탈아스팔팅된 오일로부터 베이스 스톡을 생산하는 것이다. 특히, 높은 탈아스팔팅된 오일 수율 (즉, 50 중량% 이상)을 갖는 용매 탈아스팔팅 공정을 사용하여 형성된 탈아스팔팅된 오일은 높은 함량의 방향족을 함유할 가능성이 증가될 수 있다. 탈아스팔팅된 오일 공급물로부터 (적어도 부분적으로) 유도된 형성된 중질 중성 베이스 스톡과 같은 중질 중성 베이스 스톡 샘플은 상기 중질 중성 베이스 스톡에 대해 방향족 (용매) 추출 공정을 수행함으로써 감소된 또는 최소화된 헤이즈 형성 가능성을 갖도록 보정될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 부가적으로 또는 대안적으로, 이러한 방향족 추출 공정은 중질 중성 베이스 스톡 샘플로부터 색을 제거하는데 유익할 수 있다. 특정 이론에 구애됨이 없이, 방향족 추출은 고 분자량 다핵 방향족 및/또는 다중-코어 나프텐계 분자와 같은 불안정한 분자를 제거할 수 있다고 믿어진다. 방향족 추출은 중질 중성 베이스 스톡의 형성 후에 수행될 수 있거나, 또는 달리, 방향족 추출은 중질 중성 베이스 스톡의 형성의 초기 단계에서 수행될 수 있다.

상기 방향족 추출은, 용매 추출에 일반적으로 사용되는 방향족 추출 용매를 용매 공정처리 동안 사용하여 그룹 I 윤활유 베이스 스톡을 형성하는 것으로써 수행될 수 있다. 적합한 용매의 예는 N-메틸-피롤리돈, 푸르푸랄 및/또는 페놀을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 임의의 편리한 유형의 용매 접촉장치(solvent contactor)가 적합할 수 있다. 중질 중성 베이스 스톡은 100℃에서 6 cSt 내지 20 cSt 또는 6 cSt 내지 16 cSt 또는 6 cSt 내지 14 cSt 또는 6 cSt 내지 12 cSt 또는 8 cSt 내지 20 cSt 또는 8 cSt 내지 16 cSt, 또는 8 cSt 내지 14 cSt 또는 8 cSt 내지 12 cSt 또는 10 cSt 내지 20 cSt 또는 10 cSt 내지 16 cSt 또는 10 cSt 내지 14 cSt 범위의 동적 점도(kinematic viscosity)를 갖는 베이스 스톡에 해당될 수 있다. 중질 중성 베이스 스톡의 점도 지수는 80 이상, 또는 90 이상, 또는 100 이상, 또는 110 이상, 또는 120 이상일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 중질 중성 베이스 스톡의 점도 지수는 80 내지 160, 또는 80 내지 140, 또는 80 내지 120, 또는 90 내지 160, 또는 90 내지 140, 또는 90 내지 120, 또는 100 내지 160, 또는 100 내지 140, 또는 120 내지 160 또는 120 내지 140일 수 있다.

예로서, 그룹 II 중질 중성 (HN) 베이스 스톡은 C₅ 탈아스팔팅된 오일 및 진공 가스 오일의 수소 처리된 블렌드로부터 제조되었다. C₅ 탈아스팔팅된 오일은 펜탄 탈아스팔팅 공정으로 75 중량%의 탈아스팔팅된 오일 수율로 제조되었다. "제조된"의 HN 베이스 스톡 샘플은 통상적이지 않은 UV 방향족 분포를 가지며, 또한 황색 색조에 해당하는 색으로 원하는 것보다 더 진한 색을 가졌다. HN 샘플은 200 부피% 용매 처리율, 1 중량% 수분 함량, 및 100℃의 온도에 상응하는 조건에서 N-메틸-피롤리돈에 의한 용매 추출되었다. 표 A는 용매 추출 공정 전과 후의 HN 샘플의 특성을 요약한 것이다.

표 A - 용매 추출 전과 후의 중질 중성 특성

표 A에 나타낸 바와 같이, 용매 추출을 수행하면 중질 중성 샘플의 수율 및 방향족 함량이 감소되었지만, 중질 중성 샘플의 특성은 용매 추출 전후에서 유사하였다. 또한, 용매 추출에 의해 샘플의 색이 제거되었으므로 추출 후 중질 중성 샘플은 무색투명하였다. 2+ 고리 방향족은 효과적으로 제거되었지만, 추출 후 HN 샘플에 유의미한 양의 총 방향족이 남아 있으며, 이는, 다중-고리 구조를 제거하는 추출 공정의 선택적인 속성을 나타내는 것으로 여겨진다.

도 10은 용매 추출 전후의 HN 샘플에 대한 UV 흡수율 프로파일을 제공한다. 도 10은 다양한 파장에서의 UV 흡수율의 감소를 나타낸다. 보다 일반적으로, 방향족 추출 전에, 중질 중성 샘플은 226 nm에서 적어도 0.020, 또는 적어도 0.025, 또는 적어도 0.030의 흡수율을 가질 수 있다. 추출 후, 상기 중질 중성 샘플은 226 nm에서 0.020 미만, 또는 0.018 미만, 또는 0.016 미만의 흡수율을 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 방향족 추출 전에, 중질 중성 샘플은 254 nm에서 적어도 0.010, 또는 적어도 0.012, 또는 적어도 0.014의 흡수율을 가질 수 있다. 추출 후에 상기 중질 중성 샘플은 0.010 미만, 0.008 미만 또는 0.006 미만 또는 0.004 미만의 254 nm에서의 흡수율을 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 방향족 추출 전에 상기 중질 중성 샘플은 275 nm에서 적어도 0.010, 또는 적어도 0.012, 또는 적어도 0.014의 흡수율을 가질 수 있다. 추출 후에 상기 중질 중성 샘플은 275 nm에서 0.010 미만, 0.008 미만 또는 0.006 미만 또는 0.004 미만의 흡수율을 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 방향족 추출 전에 중질 중성 샘플은 302 nm에서 적어도 0.020, 또는 적어도 0.025, 또는 적어도 0.030의 흡수율을 가질 수 있다. 추출 후에 상기 중질 중성 샘플은 302 nm에서 0.010 미만, 0.008 미만 또는 0.006 미만 또는 0.004 미만의 흡수율을 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 방향족 추출 전에 중질 중성 샘플은 310 nm에서 적어도 0.030, 또는 적어도 0.035, 또는 적어도 0.040의 흡수율을 가질 수 있다. 추출 후에 상기 중질 중성 샘플은 310 nm에서 0.010 미만, 0.008 미만 또는 0.006 미만 또는 0.004 미만의 흡수율을 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 방향족 추출 전에 중질 중성 샘플은 325 nm에서 적어도 0.010, 또는 적어도 0.012, 또는 적어도 0.014의 흡수율을 가질 수 있다. 추출 후 상기 중질 중성 샘플은 310 nm에서 0.010 미만, 0.008 미만 또는 0.006 미만 또는 0.004 미만의 흡수율을 가질 수 있다.

탈아스팔팅된 오일로부터의 윤활유 베이스 스톡의 제조에 대한 개요

다양한 양태에서, 저 가혹도 C₄₊ 탈아스팔팅에 의해 생성된 탈아스팔팅된 오일로부터 그룹 I 및 그룹 II 브라이트 스톡을 포함하는 그룹 I 및 그룹 II 윤활유 베이스 스톡을 제조하는 방법이 제공된다. 본원에서 사용되는 저 가혹도 탈아스팔팅은 높은 수율의 탈아스팔팅된 오일 (및/또는 감소된 양의 배제된 아스팔트 또는 락(rock)), 예컨대 탈아스팔팅 공급물에 대해 적어도 50 중량%, 또는 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%의 탈아스팔팅된 오일 수율을 초래하는 조건 하에서의 탈아스팔팅을 나타낸다. 그룹 I 베이스 스톡 (브라이트 스톡 포함)은 탈아스팔팅된 오일에 대한 용매 추출 수행 없이 형성될 수 있다. 그룹 II 베이스 스톡 (브라이트 스톡 포함)은 접촉 및 용매 처리 공정의 조합을 사용하여 형성될 수 있다. 저 가혹도 조건에서 형성된 탈아스팔팅된 오일로부터 제조된 통상적인 브라이트 스톡과는 달리, 본원에 기재된 그룹 I 및 그룹 II 브라이트 스톡은 장시간 동안 저장 후 헤이즈가 실질적으로 없을 수 있다. 이 무-헤이즈 그룹 II 브라이트 스톡은 예기치 않은 조성을 가진 브라이트 스톡에 해당할 수 있다.

다양한 추가의 양태에서, 그룹 II 브라이트 스톡을 형성하기 위한 C₃ 탈아스팔팅된 오일의 접촉 공정 방법이 제공된다. 접촉 공정에 의해 그룹 II 브라이트 스톡을 형성하는 것은 예기치 않은 조성 특성을 갖는 브라이트 스톡을 제공할 수 있다.

통상적으로, 원유(crude oil)는 종종 다양한 비등점 범위의 것들로 구성되는 것으로 기술된다. 원유 중 저 비등점 범위 화합물은 나프타 또는 등유 연료에 해당한다. 중간 비등점 범위 증류물 화합물은 디젤 연료 또는 윤활유 베이스 스톡으로서 사용될 수 있다. 임의의 보다 고 비등점 범위 화합물이 원유에 존재하는 경우, 이러한 화합물은 잔류물 또는 "잔유" 화합물로 간주되며, 이는, 원유에 대해 대기압 및/또는 진공 증류를 수행한 후에 남은 원유 부분에 상응한다.

일부 통상적인 공정 반응에서, 잔유 분획은 탈아스팔팅될 수 있고, 탈아스팔팅된 오일은 윤활유 베이스 스톡을 형성하기 위한 공급물의 일부로서 사용된다. 통상적인 공정 반응에서, 윤활유 베이스 스톡을 형성하기 위한 공급물로서 사용되는 탈아스팔팅된 오일은 프로판 탈아스팔팅을 사용하여 제조된 것이다. 이 프로판 탈아스팔팅은, 초기 잔유 분획에 비해 약 40 중량% 이하, 종종 30 중량% 이하의 전형적인 탈아스팔팅된 오일 수율로 나타나는 바와 같이, "고 가혹도" 탈아스팔팅에 해당한다. 전형적인 윤활유 베이스 스톡 생성 공정에서, 탈아스팔팅된 오일은 방향족 함량을 감소시키기 위해 용매 추출될 수 있으며, 이어서 용매 탈랍에 의해 베이스 스톡을 형성할 수 있다. 탈아스팔팅된 오일의 낮은 수율은, 부분적으로는, 종래의 방법이 윤활유 베이스 스톡을 저 가혹도 탈아스팔팅 (시간 경과에 따라 헤이즈를 형성하지 않음)으로부터 제조하지 못하는 것에 기인한다.

몇몇 양태에서, 수소 처리와 같은 접촉 공정 및 용매 탈랍과 같은 용매 처리 공정의 조합을 사용하여, 탈아스팔팅된 오일로부터 윤활유 베이스 스톡을 생성하면서도 오랜 기간 동안에 걸쳐 헤이즈를 형성하는 경향이 거의 없거나 전혀 없는 베이스 스톡을 제조할 수 있다는 것이 발견되었다. 탈아스팔팅된 오일은, C₄ 용매, C₅ 용매, C₆₊ 용매, 둘 이상의 C₄₊ 용매의 혼합물 또는 둘 이상의 C₅₊ 용매의 혼합물을 사용하는 탈아스팔팅 공정에 의해 제조될 수 있다. 탈아스팔팅 공정은 또한, T10 증류점 (또는 임의적으로 T5 증류점)이 적어도 510℃인 진공 잔유의 공급물에 대하여 적어도 50 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%의 탈아스팔팅된 오일 수율을 갖는 공정에 상응할 수 있다. 감소된 헤이즈 형성은, 부분적으로는, 베이스 스톡에 대한 유동점(pour point)과 구름점(cloud point) 사이의 차이의 감소 또는 최소화에 기인하고/하거나, 부분적으로는, -5℃ 이하의 구름점을 갖는 브라이트 스톡을 형성하는 것에 기인하는 것으로 여겨진다.

그룹 I 베이스 스톡을 제조하기 위해, 생성된 베이스 스톡 생성물에 대해 원하는 점도 지수 증가를 달성하기에 충분한 조건 하에서 탈아스팔팅된 오일을 수소 처리 (수첨 처리 및/또는 수첨 분해)할 수 있다. 수소 처리된 유출물은 분별되어, 윤활유 베이스 스톡 비등 범위 부분으로부터 저 비등점 부분을 분리할 수 있다. 그 다음, 윤활유 베이스 스톡 비등 범위 부분은 용매 탈랍되어 탈랍된 유출물을 생성할 수 있다. 탈랍된 유출물은 분리되어, 시간 경과에 따라 헤이즈를 형성하는 경향이 감소된 (예를 들어, 그러한 경향이 없는) 복수의 베이스 스톡을 형성할 수 있다.

그룹 II 베이스 스톡 제조의 경우, 일부 양태에서, 탈아스팔팅된 오일은 약 700℉+(370℃+) 전환율이 10 중량% 내지 40 중량%이도록 수소 처리 (수첨 처리 및/또는 수첨 분해)될 수 있다. 수소 처리된 유출물은 분별되어 윤활유 베이스 스톡 비등 범위 부분으로부터 저 비등점 부분이 분리될 수 있다. 윤활유 비등 범위 부분은 이어서 수첨 분해되고, 탈랍되고, 수첨 마무리 처리되어 접촉 탈랍된 유출물을 생성할 수 있다. 임의적으로, 그러나 바람직하게는, 윤활유 비등 범위 부분은, 유출물의 접촉 탈랍된 더 중질 부분 또는 잠재적인 브라이트 스톡 부분의 왁스 함량이 6 중량% 이상, 또는 8 중량% 이상, 또는 10 중량% 이상이도록 언더-탈랍(underwaxing)될 수도 있다. 이러한 언더-탈랍은 또한, 무-헤이즈 베이스 스톡을 형성하기 위해 추가로 용매-업그레이딩을 할 필요가 없는 경질 또는 중간질 또는 중질 중성 윤활유 베이스 스톡을 형성하는 데 적합할 수 있다. 이 논의에서, 상기 더 중질 부분/잠재적인 브라이트 스톡 부분은 탈랍된 유출물 중의 대략 538℃+의 부분에 상응할 수 있다. 접촉 탈랍된 더 중질 유출물 부분을 이어서 용매 탈랍하여 용매 탈랍된 유출물을 형성할 수 있다. 용매 탈랍된 유출물은 분리되어, 적어도 일부의 그룹 II 브라이트 스톡을 포함하는, 시간 경과에 따라 헤이즈를 형성하는 경향이 감소된 (예를 들면, 그러한 경향이 없는) 다수의 베이스 스톡을 형성할 수 있다.

그룹 II 베이스 스톡 제조를 위해, 다른 양태에서, 탈아스팔팅된 오일은 수소 처리 (수첨 처리 및/또는 수첨 분해)되되, 370℃+ 전환율이 40 중량% 이상, 또는 50 중량% 이상이도록 할 수 있다. 수소 처리된 유출물은, 윤활유 베이스 스톡 비등 범위 부분으로부터 저 비등점 부분이 분리되도록 분별될 수 있다. 그 다음, 윤활유 베이스 스톡 비등 범위 부분은 접촉 분해되고, 탈랍되고, 수첨 마무리 처리되어 접촉 탈랍된 유출물을 생성할 수 있다. 이어서, 접촉 탈랍된 유출물은 용매 추출되어 라피네이트를 형성할 수 있다. 라피네이트는 분리되어, 적어도 일부의 그룹 II 브라이트 스톡 생성물을 포함하는, 시간이 지남에 따라 헤이즈를 형성하는 경향이 감소된 (예를 들면, 그러한 경향이 없는) 복수의 베이스 스톡을 형성할수 있다.

다른 양태에서, 상기 접촉 공정을 사용하여 C₃, C₄, C₅, 및/또는 C₅₊ 탈아스팔팅된 오일로부터 예상치 못한 조성 특성을 갖는 그룹 II 브라이트 스톡을 제조할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 탈아스팔팅된 오일은 수소 처리되어 헤테로 원자 (예를 들면, 황 및 질소)의 함량을 줄이고 스위트 조건에서 접촉 탈랍될 수 있다. 임의적으로, 수첨 분해는 사워 수소 처리 단계의 일부 및/또는 스위트 탈랍 단계의 일부로서 포함될 수 있다.

임의적으로, 본원에 기술된 시스템 및 방법은, 수율 및/또는 생성물 품질을 추가로 개선하기 위해 "블럭(block)" 조작으로 사용될 수 있다. "블럭" 조작 동안, 탈아스팔팅된 오일 및/또는 사워 공정처리 단계로부터의 수소 처리된 유출물은 복수의 분획으로 분할될 수 있다. 상기 분획들은 예를 들어, 경질 중성 분획, 중질 중성 분획 및 브라이트 스톡 분획을 형성하기에 적합한 공급물 분획에 상응할 수 있거나, 또는 상기 복수의 분획들은 임의의 다른 편리한 분획들로 분할된 것들에 상응할 수 있다. 그 다음, 복수의 별도의 분획들은 윤활유 베이스 스톡을 형성하기 위한 공정 트레인 (또는 공정 트레인의 스위트 부분)에서 개별적으로 공정처리될 수 있다. 예를 들어, 공급물의 경질 중성 부분이 일정 기간 동안 공정처리될 수 있고, 이어서 중질 중성 부분을 공정처리한 다음, 브라이트 스톡 부분이 공정처리될 수 있다. 한 종류의 분획이 공정처리되는 기간 동안 저장 탱크를 사용하여 나머지 분획들을 홀딩할 수 있다.

블럭 조작은 공정 트레인에서의 공정처리 조건이 윤활유 분획의 각 유형에 맞추어질 수 있다. 예를 들어, 중질 중성 분획의 스위트 공정처리 단계 전환의 양은 경질 중성 분획을 위한 스위트 공정처리 단계 전환 양보다 적을 수 있다. 이것은, 중질 중성 윤활유 베이스 스톡이 경질 중성 베이스 스톡만큼 높은 점도 지수를 필요로 하지 않을 수 있다는 사실을 반영한 것일 수 있다.

베이스 스톡의 생산을 조정하기 위한 또 다른 옵션은 공정 트레인에서의 추가 공정을 위해 적어도 하나의 윤활유 베이스 스톡 생성물의 일부를 재순환시키는 것일 수 있다. 이는, 사워 단계에서의 추가 공정을 위한 베이스 스톡 생성물의 일부의 재순환 및/또는 상응하는 스위트 단계에서의 추가 공정을 위한 베이스 스톡 생성물의 일부의 재순환에 상응할 수 있다. 임의적으로, 베이스 스톡 생성물은, 경질 중성 분획의 블럭 공정처리 동안의 추가 공정을 위해 중질 중성 분획의 블럭 공정처리 동안 형성된 경질 중성 베이스 스톡 생성물을 재순환시키는 것과 같이, 블럭 조작의 상이한 단계에서 추가 공정을 위해 재순환될 수 있다. 재순환된 베이스 스톡 생성물의 양은 분별 장치로부터의 임의의 편리한 양의 베이스 스톡 생성물 유출물, 예를 들어 1 중량% 내지 50 중량%, 또는 1 중량% 내지 20 중량%의 베이스 스톡 생성물 유출물에 상응할 수 있다.

베이스 스톡 생성물 유출물의 일부를 재순환시키는 것은 임의적으로, 통상적인 수준보다 높은 연료 전환율로 윤활유 처리공정처리 시스템을 작동시키면서 사용될 수 있다. 윤활제 제조를 위한 기존의 공급물을 사용할 때 공급물의 370℃에 대한 전환율은 65중량% 이하로 제한될 수 있다. 370℃에 대한 공급물의 65 중량% 초과의 전환율은 전형적으로, 추가적인 전환과 함께 점도 지수가 손실되기 때문에 바람직하지 못하다. 증가된 전환율에서, 추가적인 전환에 따른 VI의 손실은 공급물 내의 이소파라핀의 분해 및/또는 전환으로 인한 것으로 여겨진다. 그러나, 탈아스팔팅된 오일로부터 유도된 베이스 스톡의 경우, 베이스 스톡 내의 이소파라핀의 양이 통상의 베이스 스톡보다 적다. 결과적으로 VI의 손실 없이 추가적인 전환이 수행될 수 있다. 일부 양태에서, 공급물의 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 또는 적어도 80 중량%의 전환이, 생성물의 점도 지수를 60 중량%의 통상적인 전환율에서의 점도 지수와 유사한 값으로 여전히 유지하면서 실질적으로 개선된 저온 유동 특성을 갖는 윤활유 베이스 스톡의 제조를 허용할 수 있다.

다양한 양태에서, 탈아스팔팅된 오일로부터 그룹 II 브라이트 스톡을 포함하는 윤활유 베이스 스톡을 형성하는데 접촉 공정 및/또는 용매 공정의 다양한 조합이 사용될 수 있다. 이러한 조합은 다음을 포함하지만 이에 국한되지 않는다.

a) 사워 조건 (즉, 적어도 500 wppm의 황 함량) 하의 탈아스팔팅된 오일의 수소 처리; 적어도 윤활유 비등 범위 분획을 형성하기 위한 수소 처리된 유출물의 분리; 및 윤활유 비등 범위 분획의 용매 탈랍. 일부 양태에서, 탈아스팔팅된 오일의 수소 처리는 수첨 처리, 수첨 분해 또는 이들의 조합에 상응할 수 있다.

b) 사워 조건 (즉, 적어도 500 wppm의 황 함량) 하의 탈아스팔팅된 오일의 수소 처리; 적어도 윤활유 비등 범위 분획을 형성하기 위한 수소 처리된 유출물의 분리; 및 스위트 조건 (즉, 500 wppm 이하의 황) 하의 윤활유 비등 범위 분획의 접촉 탈랍. 상기 접촉 탈랍은 임의적으로, 8.4 옹스트롬 초과의 기공 크기를 갖는 탈랍 촉매를 사용하는 접촉 탈랍에 상응할 수 있다. 임의적으로, 스위트 공정처리 조건은 수첨 분해, 귀금속 수첨 처리 및/또는 수첨 마무리를 추가로 포함할 수 있다. 임의적인 수첨 분해, 귀금속 수첨 처리 및/또는 수첨 마무리는 접촉 탈랍 전 및/또는 후에 수행될 수 있다. 예를 들어, 스위트 공정처리 조건 하에서의 접촉 공정의 순서는 귀금속 수첨 처리, 이에 이은 수첨 분해, 이에 이은 접촉 탈랍일 수 있다.

c) 상기 b)의 공정 및 이에 이은, 접촉 탈랍된 유출물의 적어도 일부에 대한 추가적인 분리. 추가적인 분리는 용매 탈랍, 용매 추출 (푸르푸랄 또는 n-메틸피롤리돈에 의한 용매 추출), 초원심분리와 같은 물리적 분리, 또는 이들의 조합에 상응할 수 있다.

d) 상기 a)의 공정 및 이에 이은, 용매 탈랍된 생성물의 적어도 일부에 대한 접촉 탈랍 (스위트 조건). 임의적으로, 스위트 공정처리 조건은 수첨 처리 (예를 들어 귀금속 수첨 처리), 수첨 분해 및/또는 수첨 마무리를 추가로 포함할 수 있다. 추가적인 스위트 수소 처리는 접촉 탈랍 전 및/또는 후에 수행될 수 있다.

그룹 I 베이스 스톡 또는 베이스 오일은 90 중량% 미만의 포화된 분자 및/또는 적어도 0.03 중량%의 황 함량을 갖는 베이스 스톡으로 정의된다. 그룹 I 베이스 스톡은 또한 점도 지수 (VI)가 80 이상 120 미만이다. 그룹 II 베이스 스톡 또는 베이스 오일은 적어도 90 중량%의 포화된 분자 및 0.03 중량% 미만의 황을 함유한다. 그룹 II 베이스 스톡 또한 80 이상 120 미만의 점도 지수를 갖는다. 그룹 III 베이스 스톡 또는 베이스 오일은 적어도 90 중량%의 포화된 분자 및 0.03 중량% 미만의 황을 함유하고, 점도 지수는 120 이상이다.

몇몇 양태에서, 본원에 기술된 그룹 III 베이스 스톡은 그룹 III+ 베이스 스톡에 상응할 수 있다. 일반적으로 받아들여지는 정의가 입수가능하지 않지만, 그룹 III+ 베이스 스톡은, 그룹 III 베이스 스톡에 대한 요건을 만족하는 베이스 스톡에 상응하되 그룹 III 사양에 비해 향상된 적어도 하나의 특성을 또한 갖는 것이다. 향상된 특성은 예를 들어, 120의 요구 사양보다 실질적으로 더 큰 점도 지수(VI)를 갖는 것, 예컨대 적어도 90, 또는 적어도 95, 또는 적어도 140의 VI를 갖는 그룹 III 베이스 스톡에 상응할 수 있다. 유사하게, 몇몇 양태에서, 본원에 기재된 그룹 II 베이스 스톡은 그룹 II+ 베이스 스톡에 상응할 수 있다. 일반적으로 받아들여지는 정의가 입수가능하지 않지만, 그룹 II+ 베이스 스톡은, 그룹 II 베이스 스톡에 대한 요건을 만족하는 베이스 스톡에 일반적으로 상응하되 그룹 II 사양에 비해 향상된 적어도 하나의 특성을 또한 갖는 것이다. 향상된 특성은 예를 들어, 80의 요구되는 사양보다 실질적으로 더 큰 점도 지수를 갖는 것, 예컨대 적어도 103, 또는 적어도 108, 또는 적어도 113의 VI를 갖는 그룹 II 베이스에 상응할 수 있다.

하기 설명에서, 단계는 단일 반응기 또는 복수의 반응기에 상응할 수 있다. 임의적으로, 다수의 병렬 반응기가 공정들 중 하나 이상을 수행하는데 사용될 수 있거나, 다수의 병렬 반응기가 한 단계로 모든 공정에 사용될 수 있다. 각 단계 및/또는 반응기는 수소 처리 촉매를 함유하는 하나 이상의 촉매 베드(bed)를 포함할 수 있다. 본원에서 촉매의 "베드"는 부분적인 물리적 촉매 베드를 의미할 수 있음을 주지하여야 한다. 예를 들어, 반응기 내의 촉매 베드는 부분적으로 수첨 분해 촉매로, 부분적으로 탈랍 촉매로 충전될 수 있다. 설명의 편의상, 두 개의 촉매가 단일 촉매 베드에 함께 적층될 수 있지만, 수첨 분해 촉매 및 탈랍 촉매는 각각 개념적으로는 별도의 촉매 베드로 지칭될 수 있다.

본 명세서에서, 공급물 또는 유출물의 다양한 유형의 수소 처리를 위한 조건이 제공될 수 있다. 수소 처리의 예는 수첨 처리, 수첨 분해, 접촉 탈랍 및 수첨 마무리/방향족 포화 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 수소 처리 조건은, 수소 처리 조건 중 하나 이상을 제어하기 위해 적어도 하나의 제어기(예컨대 복수의 제어기)를 사용함으로써, 상기 조건 (예를 들어, 온도, 압력, LHSV, 처리 가스 유속)에 대해 원하는 값을 갖도록 제어될 수 있다. 일부 양태에서, 주어진 유형의 수소 처리의 경우, 적어도 하나의 제어기가 각 유형의 수소 처리 조건과 관련될 수 있다. 일부 양태들에서, 수소 처리 조건 중 하나 이상이 관련 제어기에 의해 제어될 수 있다. 제어기에 의해 제어될 수 있는 구조물의 예는, 비제한적으로, 유속, 압력 또는 이들의 조합을 제어하는 밸브; 온도를 제어하는 열교환기 및/또는 히터; 및 적어도 두 개의 유동의 상대적 유속을 제어하는 하나 이상의 유량계 및 하나 이상의 관련 밸브를 포함한다. 그러한 제어기는 임의적으로, 적어도 프로세서, 제어 변수의 값 (예를 들어, 온도, 압력, 유속)을 검출하기 위한 검출기, 및 및 조작 변수의 값을 제어(예를 들어, 밸브의 위치 변경, 히터의 듀티 사이클 및/또는 온도의 증가 또는 감소)하기 위한 프로세서 출력부를 포함하는 제어기 피드백 루프를 포함할 수 있다. 임의적으로, 주어진 유형의 수소 처리를 위한 적어도 하나의 수소 처리 조건은 관련 제어기를 갖지 않을 수도 있다.

본 명세서에서, 달리 명시하지 않는 한, 윤활유 비등 범위 분획은 약 370℃ (약 700℉)의 초기 비등점을 갖거나 또는 대안적으로 T5 비등점을 갖는 분획에 상응한다. 디젤 생성물 분획과 같은 증류물 연료 비등 범위 분획은 약 193℃ (약 375℉) 내지 약 370℃(약 700℉)의 비등점 범위를 갖는 분획에 해당한다. 따라서, 증류물 연료 비등 범위 분획 (증류물 연료 생성물 분획)은 약 193℃ 이상의 초기 비등점 (또는 대안적으로 T5 비등점) 및 약 370℃ 이하의 최종 비등점 (또는 대안적으로 T95 비등점)을 가질 수 있다. 나프타 비등 범위 분획은 약 36℃(122℉) 내지 약 193℃(375℉) 내지 약 370℃(약 700℉)의 비등점 범위를 갖는 분획에 해당한다. 따라서, 나프타 연료 생성물 분획은 적어도 약 36℃의 초기 비등점 (또는 대안적으로 T5 비등점) 및 약 193℃ 이하의 최종 비등점 (또는 대안적으로 T95 비등점)을 가질 수 있다. 36℃는 대략적으로 C5 알칸의 다양한 이성질체에 대한 비등점에 해당된다. 연료 비등 범위 분획은 증류물 연료 비등 범위 분획, 나프타 비등 범위 분획, 또는 증류물 연료 비등점 범위 성분과 나프타 비등점 범위 성분 모두를 포함하는 분획에 상응할 수 있다. 경질분(light end)는 다양한 C1-C4 화합물을 포함하는 약 36℃ 이하의 비등점을 가진 생성물로 정의된다. 공급물 또는 생성물 분획의 비등점 또는 비등점 범위를 결정할 때는 ASTM D2887, D2892 및/또는 D86에 설명된 절차와 같은 적절한 ASTM 시험 방법을 사용할 수 있다. 샘플이 ASTM D2887에 기초한 특성화에 적절하지 않은 경우 ASTM D2887을 사용해야 한다. 예를 들어 크로마토그래피 컬럼에서 완전히 용리되지 않는 샘플의 경우 ASTM D7169가 사용될 수 있다.

공급 원료

다양한 양태에서, 본원에 기술된 바와 같은 공정처리용 공급 원료의 적어도 일부는 진공 잔유 분획 또는 다른 유형의 950℉+ (510℃+) 또는 1000℉+ (538℃+) 분획에 상응할 수 있다. 950℉+ (510℃+) 또는 1000℉+ (538℃+) 분획을 형성하는 방법의 또 다른 예는 고온 플래시(flash) 분리를 수행하는 것이다. 고온 플래시에서 형성된 950℉+ (510℃+) 또는 1000℉+ (538℃+) 분획은 진공 잔유와 비슷한 방식으로 공정처리될 수 있다.

다른 공정에 의해 형성된 진공 잔유 분획 또는 950℉+ (510℃+) 분획 (예를 들어, 플래쉬 분별 기저부 또는 역청(bitumen) 분획)은 저 가혹도로 탈아스팔팅되어 탈아스팔팅된 오일을 형성할 수 있다. 임의적으로, 공급 원료는, 진공 가스 오일과 같은, 윤활유 베이스 스톡 제조를 위한 통상적인 공급물 부분을 포함할 수 있다.

진공 잔유 (또는 다른 510℃+) 분획은 적어도 약 900℉(482℃) 또는 적어도 950℉(510℃) 또는 적어도 1000℉(538℃)의 T5 증류점 (ASTM D2892, 또는 분획이 크로마토그래피 시스템으로부터 완전히 용리되지 않는 경우 ASTM D7169)을 갖는 분획에 상응할 수 있다. 대안적으로, 진공 잔유 분획은 적어도 약 900℉(482℃), 또는 적어도 950℉(510℃), 또는 적어도 1000℉(538℃)의 T10 증류점 (ASTM D2892 / D7169)을 특징으로 할 수 있다.

잔유 (또는 다른 510℃+) 분획은 금속이 고 함량일 수 있다. 예를 들어, 잔유 분획은 총 니켈, 바나듐 및 철 함량이 높을 수 있다. 한 양태에서, 잔유 분획은 니켈, 바나듐 및 철의 총 원소를 기준으로 잔유 1 몰당 적어도 0.00005 그램의 Ni/V/Fe (50 wppm) 또는 적어도 0.00002 그램의 Ni/V/Fe (200 wppm)을 함유할 수 있다. 다른 양태에서, 중질 오일은 적어도 500 wppm, 예를 들면 1000 wppm 또는 그 이상까지의 니켈, 바나듐 및 철을 함유할 수 있다.

질소 및 황과 같은 오염물은 전형적으로 잔유 (또는 다른 510℃+) 분획에서 종종 유기-결합된 형태로 발견된다. 질소 함량은 잔유 분획의 총 중량을 기준으로 약 50 wppm 내지 약 10,000 wppm의 원소 질소 또는 그 이상의 범위일 수 있다. 황 함량은 잔유 분획의 총 중량을 기준으로 500wppm 내지 100,000wppm의 원소 황 또는 그 이상, 또는 1000wppm 내지 50,000wppm, 또는 1000wppm 내지 30,000wppm의 범위일 수 있다.

잔유 (또는 다른 510℃+) 분획을 특징짓는 또 다른 방법은 공급 원료의 콘래드슨(Conradson) 탄소 잔류물 (CCR)에 기초한다. 잔유 분획의 콘래드슨 탄소 잔류물은 적어도 약 5 중량%, 예컨대 적어도 약 10 중량% 또는 적어도 약 20 중량%일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 잔유 분획의 콘래드슨 탄소 잔류물은 약 50 중량% 이하, 예컨대 약 40 중량% 이하 또는 약 30 중량% 이하일 수 있다.

몇몇 양태에서, 진공 가스 오일 분획은 탈아스팔팅된 오일과 함께 동시-공정처리될 수 있다. 진공 가스 오일은 탈아스팔팅된 오일과, 20 중량부의 탈아스팔팅된 오일 대 1 중량부의 진공 가스 오일 (즉, 20:1) 내지 1 중량부의 탈아스팔팅된 오일 대 1 중량부의 진공 가스 오일 범위의 다양한 양으로 조합될 수 있다. 일부 양태에서, 탈아스팔팅된 오일 대 진공 가스 오일의 비는 중량비로 적어도 1:1, 또는 적어도 1.5:1 또는 적어도 2:1일 수 있다. 전형적인 (진공) 가스 오일 분획은 예를 들어, T5 증류점에서 T95 증류점까지의 온도가 350℉(343℃) 내지 1050℉(566℃) 또는 650℉(343℃) 내지 1000℉(538℃) 또는 650℉(343℃) 내지 950℉(510℃) 또는 650℉(343℃) 내지 900℉(482℃) 또는 약 700℉(370℃) 내지 1050℉(566℃) 또는 약 700℉(370℃) 내지 1000℉(538℃) 또는 약 700℉(370℃) 내지 950℉(510℃) 또는 약 700℉(370℃) 내지 900℉(482℃) 또는 750℉(399℃) 내지 1050℉(566℃) 또는 750℉(399℃) 내지 1000℉ 또는 750℉(399℃) 내지 950℉(510℃) 또는 750℉(399℃) 내지 900℉(482℃)인 분획을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적절한 진공 가스 오일 분획은 적어도 343℃의 T5 증류점 및 566℃ 이하의 T95 증류점; 또는 적어도 343℃의 T10 증류점 및 566℃ 이하의 T90 증류점; 또는 적어도 370℃의 T5 증류점 및 566℃ 이하의 T95 증류점; 또는 적어도 343℃의 T5 증류점 및 538℃ 이하의 T95 증류점을 가질 수 있다.

용매 탈아스팔팅

용매 탈아스팔팅은 용매 추출 공정이다. 일부 양태에서, 본원에 기재된 방법에 적합한 용매는 분자 당 4 내지 7 개의 탄소를 함유하는 알칸 또는 다른 탄화수소 (예를 들면, 알켄)를 포함한다. 적합한 용매의 예는 n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, C₄₊ 알칸, C₅₊ 알칸, C₄₊ 탄화수소, 및 C₅₊ 탄화수소를 포함한다. 다른 양태에서, 적합한 용매는 C₃ 탄화수소, 예컨대 프로판을 포함할 수 있다. 이러한 다른 양태에서, 적합한 용매의 예는 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, C₃₊ 알칸, C₄₊ 알칸, C₅₊ 알칸, C₃₊ 탄화수소, C₄₊ 탄화수소 및 C₅₊ 탄화수소를 포함한다.

이 설명에서, C_n (탄화수소)을 포함하는 용매는, n 개의 탄소 원자를 갖는 알칸 (탄화수소) 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량% 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 98 중량%로 구성된 용매로 정의된다. 유사하게, C_{n +} (탄화수소)를 포함하는 용매는 n 개 이상의 탄소 원자를 갖는 알칸 (탄화수소) 적어도 80 중량%, 또는 적어도 85 중량%, 또는 적어도 90 중량% 또는 적어도 95 중량%, 또는 적어도 98 중량%로 구성된 용매로 정의된다.

이 설명에서, C_n 알칸 (탄화수소)을 포함하는 용매는, 용매가 n 개의 탄소 원자를 함유하는 단일 알칸 (탄화수소) (예를 들어, n = 3,4,5,6,7)에 상응하는 상황 뿐만 아니라 용매가 n 개의 탄소 원자를 함유하는 알칸 (탄화수소)의 혼합물로 구성되는 상황도 포함하는 것으로 정의된다. 유사하게, C_{n +} 알칸 (탄화수소)을 포함하는 용매는, 용매가 n 개 이상의 탄소 원자를 함유하는 단일 알칸 (탄화수소) (예를 들어, n = 3,4,5,6,7)에 상응하는 상황 뿐만 아니라 용매가 n 개 이상의 탄소 원자를 함유하는 알칸 (탄화수소)의 혼합물로 구성되는 상황도 포함하는 것으로 정의된다. 따라서, C₄₊ 알칸을 포함하는 용매는 n-부탄을 포함하는 용매; n-부탄 및 이소부탄을 포함하는 용매; 하나 이상의 부탄 이성질체와 하나 이상의 펜탄 이성질체의 혼합물에 상응하는 용매; 또는 4 개 이상의 탄소 원자를 함유하는 알칸의 임의의 다른 편리한 조합물에 상응할 수 있다. 유사하게, C₅₊ 알칸 (탄화수소)을 포함하는 용매는, 단일 알칸 (탄화수소)에 상응하는 용매, 또는 5 개 이상의 탄소 원자를 함유하는 알칸 (탄화수소)의 혼합물에 상응하는 용매를 포함하는 것으로 정의된다. 대안적으로, 초임계 유체와 같은 다른 유형의 용매도 적합할 수 있다. 다양한 양태에서, 용매 탈아스팔팅용 용매는 본질적으로 탄화수소로 이루어져서, 용매의 98 중량% 이상 또는 99 중량% 이상이 탄소 및 수소만을 함유하는 화합물에 해당될 수도 있다. 탈아스팔팅 용매가 C₄₊ 탈아스팔팅 용매에 상응하는 양태에서, C₄₊ 탈아스팔팅 용매는 15 중량% 미만, 또는 10 중량% 미만, 또는 5 중량% 미만의 프로판 및/또는 다른 C₃ 탄화수소를 포함할 수 있거나, 또는 C₄₊ 탈아스팔팅 용매는 프로판 및/또는 다른 C₃ 탄화수소를 실질적으로 함유하지 않을 수 있다 (1 중량% 미만). 탈아스팔팅 용매가 C₅₊ 탈아스팔화 용매에 상응하는 양태에서, C₅₊ 탈아스팔화 용매는 15 중량% 미만, 또는 10 중량% 미만, 또는 5 중량%의 프로판, 부탄 및/또는 다른 C₃ - C₄ 탄화수소를 포함할 수 있거나, 또는 C₅₊ 탈아스팔팅 용매는 프로판, 부탄 및/또는 다른 C₃ - C₄ 탄화수소를 실질적으로 함유하지 않을 수 있다 (1 중량% 미만). 탈아스팔팅 용매가 C₃₊ 탈아스팔팅 용매에 상응하는 양태에서, C₃₊ 탈아스팔팅 용매는 10 중량% 미만, 또는 5 중량% 미만의 에탄 및/또는 다른 C₂ 탄화수소를 포함할 수 있거나, 또는 C₃₊ 탈아스팔팅 용매는 에탄 및/또는 다른 C₂ 탄화수소를 실질적으로 함유하지 않을 수 있다 (1 중량% 미만).

진공 잔유와 같은 중질 탄화수소의 탈아스팔팅은 당업계에 공지되어 있으며 상업적으로 실시된다. 탈아스팔팅 공정은 전형적으로 중질 탄화수소를 순수한 형태 또는 혼합물 형태의 알칸 용매 (프로판, 부탄, 펜탄, 헥산, 헵탄 등 및 이들의 이성질체)와 접촉시켜 두 가지 유형의 생성물 스트림을 생성시키는 것에 상응한다. 한 유형의 생성물 스트림은 알칸에 의해 추출된 탈아스팔팅된 오일일 수 있으며, 이 오일은 추가로 분리되어 탈아스팔팅된 오일 스트림을 생성한다. 제 2 유형의 생성물 스트림은, 종종 락(rock) 또는 아스팔텐 분획으로 언급되는, 용매에 용해되지 않는 공급물의 잔류 부분일 수 있다. 탈아스팔팅된 오일 분획은 추가로 공정처리되어 연료 또는 윤활유로 제조될 수 있다. 락 분획은 아스팔트, 연료유 및/또는 다른 제품을 생산하기 위한 블렌드 성분으로서 추가로 사용될 수 있다. 락 분획은 또한 부분 산화, 유동층 연소 또는 코킹(coking) 공정과 같은 가스화 공정에 대한 공급물로서 사용될 수 있다. 상기 락은 액체 (추가적 성분을 갖거나 갖지 않음) 또는 고체 (펠릿 또는 덩어리)로서 이들 공정에 전달될 수 있다.

용매 탈아스팔팅 중에, 잔유 비등 범위 공급물 (임의적으로는 또한 진공 가스 오일 공급물의 일부를 포함함)은 용매와 혼합될 수 있다. 이어서, 용매에 용해되는 공급물의 일부가 추출되어 용매에 거의 또는 전혀 용해되지 않는 잔류물이 남게 된다. 용매로 추출되는 탈랍된 공급 원료 부분은 종종 탈아스팔팅된 오일 이라고도 불린다. 전형적인 용매 탈아스팔팅 조건은 공급 원료 분획과 용매를 약 1:2 내지 약 1:10, 예컨대 약 1:8 또는 그 미만의 중량비로 혼합하는 것을 포함한다. 통상적인 용매 탈아스팔팅 온도는 공급물 및 용매의 특성에 따라 40℃ 내지 200℃ 또는 40℃ 내지 150℃ 범위이다. 용매 탈아스팔팅 동안의 압력은 약 50 psig(345 kPag) 내지 약 500 psig(3447 kPag)일 수 있다.

상기 용매 탈아스팔팅 조건은 일반적인 범위를 나타내며, 상기 조건은 공급물에 따라 달라질 것이다. 예를 들어, 전형적인 탈아스팔팅 조건 하에서, 온도를 증가시키면 생성된 탈아스팔팅된 오일의 품질이 높아지면서 수율이 감소되는 경향이 있다. 전형적인 탈아스팔팅 조건 하에서, 용매의 분자량을 증가시키는 것은 수율을 증가시키지만, 잔유 분획 내의 추가의 화합물이 고 분자량 탄화수소로 구성된 용매에 용해될 수 있기 때문에 생성된 탈아스팔팅된 오일의 품질을 낮추는 경향이 있다. 전형적인 탈아스팔팅 조건 하에서, 용매의 양을 증가시키는 것은 생성된 탈아스팔팅된 오일의 수율을 증가시키는 경향이 있다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 특정 공급물에 대한 조건은 용매 탈아스팔팅으로부터의 최종 탈아스팔팅된 오일 수율에 기초하여 선택될 수 있다. C₃ 탈아스팔팅 용매가 사용되는 양태에서, 용매 탈아스팔팅으로부터의 수율은 40 중량% 이하일 수 있다. 일부 양태에서, C₄ 탈아스팔팅은 50 중량% 이하, 또는 40 중량% 이하의 탈아스팔팅된 오일 수율로 수행될 수 있다. 다양한 양태에서, C₄₊ 용매를 사용한 용매 탈아스팔팅으로부터의 탈아스팔팅된 오일 수율은 탈아스팔팅에 대한 공급물의 중량에 대하여 적어도 50 중량%, 또는 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량% 또는 적어도 65 중량% 중량%, 또는 적어도 70 중량%일 수 있다. 탈아스팔팅 공급물이 진공 가스 오일 부분을 포함하는 양태에서, 용매 탈아스팔팅으로부터의 수율은 공급물 중의 (510℃)+ 부분의 중량 대비 탈아스팔팅된 오일의 950℉+ (510℃) 부분의 중량의 수율을 기준으로 특징지을 수 있다. C₄₊ 용매가 사용되는 이러한 양태에서, 용매 탈아스팔팅으로부터의 510℃+ 탈아스팔팅된 오일의 수율은, 탈아스팔팅에 대한 공급물의 510℃+ 부분의 중량에 대해 40 중량% 이상, 또는 50 중량% 이상, 또는 55 중량% 이상, 또는 60 중량% 이상, 또는 65 중량% 이상, 또는 70 중량% 이상일 수 있다. C_4- 용매가 사용되는 이러한 양태에서, 용매 탈아스팔팅으로부터의 510℃+ 탈아스팔팅된 오일의 수율은 탈아스팔팅에 대한 공급물의 510℃+ 부분의 중량에 대해 50 중량% 이하일 수 있거나, 또는 40 중량% 이하, 또는 35 중량% 이하일 수 있다.

수첨 처리 및 수첨 분해

탈아스팔팅 후, 탈아스팔팅된 오일 (및 탈아스팔팅된 오일과 조합된 임의의 추가적인 분획)은 윤활유 베이스 스톡을 형성하기 위해 추가 공정을 거칠 수 있다. 이는, 원하는 수준으로 헤테로 원자를 제거하고, 콘래드슨 탄소 함량을 감소시키며 및/또는 점도 지수 (VI)를 향상시키는 수소 처리 및/또는 수첨 분해를 포함할 수 있다. 상기 양태에 따라, 탈아스팔팅된 오일은 수첨 처리, 수첨 분해 또는 수첨 처리와 수첨 분해에 의해 수소 처리될 수 있다. 임의적으로, 하나 이상의 촉매 베드 및/또는 탈금속화 촉매 단(stage)이 수첨 처리 및/또는 수첨 분해 촉매의 초기 베드에 앞서 포함될 수 있다. 임의적으로, 상기 수소 처리는 탈아스팔팅된 오일을 베이스 금속 방향족 포화 촉매에 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 베이스 금속 방향족 포화 촉매는 때로는 저 활성(lower active) 수첨 처리 촉매와 유사할 수 있음을 주목해야 한다.

탈아스팔팅된 오일은 탈아스팔팅 이전 및/또는 이후에 용매 추출이 거의 또는 전혀 수행되지 않으면서 수첨 처리 및/또는 수첨 분해될 수 있다. 그 결과, 수첨 처리 및/또는 수첨 분해를 위한 탈아스팔팅된 오일 공급물은 상당한 방향족 함량을 가질 수 있다. 다양한 양태에서, 탈아스팔팅된 오일 공급물의 방향족 함량은 적어도 50 중량%, 또는 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%, 또는 적어도 75 중량%, 예컨대 90 중량% 또는 그 이상까지일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 탈아스팔팅된 오일 공급물의 포화물 함량은 50 중량% 이하, 또는 45 중량% 이하, 또는 40 중량% 이하, 또는 35 중량% 이하, 또는 30 중량% 이하, 또는 25 중량% 이하, 예를 들어 10 중량% 또는 그 미만까지일 수 있다. 본 명세서 및 청구 범위에서, 분획의 방향족 함량 및/또는 포화물의 함량은 ASTM D7419에 기초하여 결정된 것일 수 있다.

탈아스팔팅된 오일 (및 임의적인 진공 가스 오일 동시-공급물)의 탈금속화 및/또는 수첨 처리 및/또는 수첨 분해 동안의 반응 조건은 공급물의 원하는 수준의 전환율을 수득하도록 선택될 수 있다. 고정층 (예를 들면, 트리클 베드(trickle bed)) 반응기와 같은 임의의 편리한 유형의 반응기를 사용할 수 있다. 공급물의 전환은, 온도 문턱(threshold) 값 초과에서 비등하는 분자가 그 문턱 값 아래에서 비등하는 분자로 전환되는 것으로 정의될 수 있다. 전환 온도는 약 700℉(370℃) 또는 1050℉(566℃)와 같은 편리한 온도가 될 수 있다. 전환량은 탈아스팔팅된 오일에 대한 조합된 수첨 처리 및 수첨 분해 단계에서의 총 분자 전환에 상응할 수 있다. 1050℉(566℃) 초과에서 비등하는 분자가 566℃ 아래에서 비등하는 분자로 전환하는데 적합한 양은 566℃에 대해 30 중량% 내지 90 중량%의 전환율, 또는 30 중량% 내지 80 중량%, 또는 30 중량% 내지 70 중량%, 또는 40 중량% 내지 90 중량%, 또는 40 중량% 내지 80 중량%, 또는 40 중량% 내지 70 중량%, 또는 50 중량% 내지 90 중량%, 또는 50 중량% 내지 80 중량%, 또는 50 중량% 내지 70 중량%를 포함한다. 특히, 566℃에 대한 전환량은 30 중량% 내지 90 중량%, 또는 30 중량% 내지 70 중량%, 또는 50 중량% 내지 90 중량%일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 약 700℉(370℃) 초과에서 비등하는 분자가 370℃ 아래에서 비등하는 분자로 전환하는데 적합한 전환량은 370℃에 대해 10 중량% 내지 70 중량% 또는 10 중량% 내지 60 중량% 또는 10 중량% 내지 50 중량%, 또는 20 중량% 내지 70 중량%, 또는 20 중량% 내지 60 중량%, 또는 20 중량% 내지 50 중량%, 또는 30 중량% 내지 70 중량%, 또는 30 중량% 내지 60 중량%, 또는 30 중량% 내지 50 중량%를 포함한다. 특히, 370℃에 대한 전환량은 10 중량% 내지 70 중량%, 또는 20 중량% 내지 50 중량%, 또는 30 중량% 내지 60 중량%일 수 있다.

수소 처리된 탈아스팔팅된 오일은 또한 생성물의 품질을 기준으로 특징지어질 수 있다. 수소 처리 (수첨 처리 및/또는 수첨 분해) 후, 수소 처리된 탈아스팔팅된 오일은 황 함량이 200 wppm 이하 또는 100 wppm 이하 또는 50 wppm 이하 (예를 들면, 약 0 wppm 까지)일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 수소 처리된 탈아스팔팅된 오일은 200 wppm 이하, 또는 100 wppm 이하, 또는 50 wppm 이하 (예를 들면, 약 0 wppm 까지)의 질소 함량을 가질 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 수소 처리된 탈아스팔팅된 오일은 1.5 중량% 이하, 1.0 중량% 이하, 또는 0.7 중량% 이하, 또는 0.1 중량% 이하, 또는 0.02 중량% 이하 (약 0 중량% 까지)의 콘래드슨 탄소 잔류물 함량을 가질 수 있다. 콘래드슨 탄소 잔류물 함량은 ASTM D4530에 따라 결정될 수 있다.

다양한 양태에서, 공급물을 수첨 처리 촉매에 노출시키기 전에 공급물을 초기에 탈금속화 촉매에 노출시킬 수 있다. 탈아스팔팅된 오일은 10 내지 100 wppm 정도의 금속 농도 (Ni + V + Fe)를 가질 수 있다. 금속 함량이 10 wppm 이상인 공급물에 통상적인 수첨 처리 촉매를 노출시키면 상업적 조건에서 바람직한 것보다 더 빠른 속도로 촉매가 탈활될 수 있다. 금속 함유 공급물을 수첨 처리 촉매에 앞서 탈금속화 촉매에 노출시키는 것은 금속의 적어도 일부가 탈금속화 촉매에 의해 제거될 수 있게 하여, 공정 흐름에서의 수첨 촉매 및/또는 다른 후속 촉매의 탈활을 감소시키거나 최소화할 수 있다. 약간의 수소화 활성을 제공하기 위해 VI 족 및/또는 VII 족 비-귀금속을 임의적으로 포함할 수 있는 거대 기공 비정질 산화물 촉매와 같은 상업적으로 입수가능한 탈금속화 촉매가 적합할 수 있다.

다양한 양태에서, 상기 탈아스팔팅된 오일은 효과적인 수첨 처리 조건하에 수첨 처리 촉매에 노출될 수 있다. 사용되는 촉매는 통상적인 수소 처리 촉매, 예를 들어, 적어도 하나의 VIII 족 비-귀금속 (IUPAC 주기율표의 컬럼 8-10), 바람직하게는 Fe, Co 및/또는 Ni, 예를 들어 Co 및/또는 Ni; 및 하나 이상의 Ⅵ 족 금속 (IUPAC 주기율표의 컬럼 6), 바람직하게는 Mo 및/또는 W를 포함하는 것들을 포함할 수 있다. 이러한 수소 처리 촉매는 임의적으로, 알루미나 및/또는 실리카와 같은 내화성 지지체 또는 담체에 함침되거나 분산된 전이금속 설파이드를 포함한다. 지지체 또는 담체 자체는 통상적으로 유의미한/측정가능한 촉매 활성을 갖지 않는다. 통상 벌크 촉매로 지칭되는, 실질적으로 담체 또는 담체가 없는 촉매는 일반적으로, 담지된 것보다 더 큰 부피 활성을 갖는다.

상기 촉매는 벌크 형태이거나 또는 지지된 형태일 수 있다. 알루미나 및/또는 실리카 이외에, 다른 적합한 지지체/담체 물질은 제올라이트, 티타니아, 실리카-티타니아 및 티타니아-알루미나를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 적합한 알루미나는, 50 내지 200 Å 또는 75 내지 150 Å의 평균 기공 크기; 100 내지 300 m²/g 또는 150 내지 250 m²/g의 표면적; 0.25 내지 1.0 cm³/g, 또는 0.35 내지 0.8 cm³/g의 기공 부피를 갖는, 감마 또는 에타와 같은 다공성 알루미나이다. 보다 일반적으로, 통상적인 방식으로 증류물 (윤활유 베이스 스톡을 포함함) 비등 범위 공급물의 수첨 처리에 적합한 촉매에 대한 임의의 편리한 크기, 형상 및/또는 공극 크기 분포가 사용될 수 있다. 바람직하게는, 지지체 또는 담체 물질은 내화성 산화물과 같은 비정질 지지체이다. 바람직하게는, 지지체 또는 담체 물질은 분자체가 없거나 실질적으로 없는 것일 수 있으며, 분자체가 실질적으로 없는 것은 분자체의 함량이 약 0.01 중량% 미만인 것으로 정의된다.

산화물 형태의 하나 이상의 VIII 족 비-귀금속은 전형적으로 약 2 중량% 내지 약 40 중량%, 바람직하게는 약 4 중량% 내지 약 15 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 산화물 형태의 하나 이상의 Ⅵ 족 금속은 전형적으로 약 2 중량% 내지 약 70 중량%, 바람직하게는 지지된 촉매의 경우 약 6 중량% 내지 약 40 중량% 또는 약 10 중량% 내지 약 30 중량%의 양으로 존재할 수 있다. 이러한 중량%는 촉매의 총 중량을 기준으로 한 것이다. 적합한 금속 촉매는, 알루미나, 실리카, 실리카-알루미나 또는 티타니아 상에 코발트/몰리브덴 (산화물로서의 Co 1-10%, 산화물로서의 Mo 10-40%), 니켈/몰리브덴 (산화물로서의 Ni 1-10%, 산화물로서의 Mo 10-40%), 또는 니켈/텅스텐 (산화물로서의 Ni 1-10%, 산화물로서의 W 10-40%)을 함유한다.

수첨 처리는 수소의 존재 하에서 수행된다. 따라서, 수소 처리 촉매가 위치한 용기 또는 반응 구역 또는 수소 처리 구역으로 수소 스트림이 공급되거나 주입된다. 수소 "처리 가스"에 함유된 수소가 상기 반응 구역에 공급된다. 본 발명에서 언급되는 처리 가스는 순수한 수소이거나 또는 수소-함유 가스(이는 의도된 반응(들)에 충분한 양의 수소를 함유하는 가스 스트림임)일 수 있고, 임의적으로 하나 이상의 다른 가스 (예를 들면, 질소 및 경질 탄화수소, 예컨대 메탄)를 포함한다. 반응 단계로 도입되는 처리 가스 스트림은 바람직하게는 적어도 약 50 부피%, 보다 바람직하게는 적어도 약 75 부피%의 수소를 함유할 것이다. 임의적으로, 수소 처리 가스는 H₂S 및 NH₃와 같은 불순물을 실질적으로 함유하지 않을 수 있고/있거나(1 부피% 미만), 이러한 불순물은 사용 전에 처리 가스로부터 실질적으로 제거될 수 있다.

수소는 약 100 SCF/B (공급물의 배럴당 표준 입방 피트의 수소)(17 Nm³/m³) 내지 약 10000 SCF/B (1700 Nm³/m³)의 유속으로 공급될 수 있다. 바람직하게는, 수소는 약 200 SCF/B (34 Nm³/m³) 내지 약 2500 SCF/B (420 Nm³/m³)의 범위로 제공된다. 수소는 수첨 처리 반응기 및/또는 반응 구역으로의 투입 공급물과 동시에 또는 별도의 가스 도관을 통해 수첨 처리 구역으로 공급될 수 있다.

수첨 처리 조건은 200℃ 내지 450℃ 또는 315℃ 내지 425℃의 온도; 250 psig(1.8 MPag) 내지 5000 psig(34.6 MPag) 또는 300 psig(2.1 MPag) 내지 3000 psig(20.8 MPag)의 압력; 0.1 hr^-1 내지 10 hr^-1의 액체 시간당 공간 속도 (LHSV); 200 SCF/B (35.6 m³/m³) 내지 10,000 SCF/B (1781 m³/m³) 또는 500 SCF/B (89 m³/m³) 내지 약 10,000 SCF/B (1781 m³/m³)의 수소 처리 유속을 포함한다.

다양한 양태에서, 상기 탈아스팔팅된 오일은 효과적인 수첨 분해 조건 하에서 수첨 분해 촉매에 노출될 수 있다. 수첨 분해 촉매는 전형적으로, 산성 담체, 예컨대 무정형 실리카 알루미나, 크래킹 제올라이트 예컨대 USY, 또는 산성화된 알루미나 상에 황화된 베이스 금속을 함유한다. 종종, 이들 산성 지지체는 알루미나, 티타니아 또는 실리카와 같은 다른 금속 산화물과 혼합되거나 결합된다. 적합한 산성 지지체의 예는 산성 분자체, 예를 들어 제올라이트 또는 실리코알루미노포스페이트를 포함한다. 적합한 제올라이트의 한 예는 USY, 예컨대 셀 크기가 24.30 옹스트롬 이하인 USY 제올라이트이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 촉매는 저 산성 분자체, 예를 들면 Si 대 Al 비가 적어도 약 20, 바람직하게는 적어도 약 40 또는 50인 USY 제올라이트일 수 있다. 잠재적으로 적합한 수첨 분해 촉매의 다른 예는 ZSM-48, 예컨대 약 110 이하, 예를 들어 약 90 이하의 SiO₂ 대 Al₂O₃ 비를 갖는 ZSM-48이다. 또 다른 옵션은 USY와 ZSM-48의 조합을 사용하는 것이다. 또 다른 옵션은 제올라이트 베타, ZSM-5, ZSM-35 또는 ZSM-23 중 하나 이상을 단독으로 또는 USY 촉매와 함께 사용하는 것을 포함한다. 수첨 분해 촉매용 금속의 비제한적인 예는 1 종 이상의 VIII 족 금속을 포함하는 금속 또는 금속 조합물, 예를 들어 니켈, 니켈-코발트-몰리브덴, 코발트-몰리브덴, 니켈-텅스텐, 니켈-몰리브덴 및/또는 니켈-몰리브덴-텅스텐을 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 귀금속을 사용한 수첨 분해 촉매가 또한 사용될 수 있다. 귀금속 촉매의 비제한적인 예는 백금 및/또는 팔라듐을 기재로 하는 귀금속 촉매를 포함한다. 귀금속 및 비-귀금속 촉매 모두에 사용될 수 있는 지지체 물질은 알루미나, 실리카, 알루미나-실리카, 키젤구어(kieselguhr), 규조토(diatomaceous earth), 마그네시아, 지르코니아 또는 이들의 조합물과 같은 내화성 산화물 물질을 포함할 수 있으며, 알루미나, 실리카, 알루미나-실리카가 가장 일반적이다 (일 실시양태에서는 바람직하다).

하나의 수소화 금속만이 수첨 분해 촉매 상에 존재하는 경우, 그 수소화 금속의 양은 촉매의 총 중량을 기준으로 적어도 약 0.1 중량%, 예를 들면, 적어도 약 0.5 중량% 또는 적어도 약 0.6 중량%일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로 단지 하나의 수소화 금속이 존재하는 경우, 그 수소화 금속의 양은 촉매의 총 중량을 기준으로 약 5.0 중량% 이하, 예를 들어 약 3.5 중량% 이하, 약 2.5 중량% 이하, 약 1.5 중량% 이하, 약 1.0 중량% 이하, 약 0.9 중량% 이하, 약 0.75 중량% 이하, 또는 약 0.6 중량% 이하일 수 있다. 또한, 부가적으로 또는 대안적으로, 하나 초과의 수소화 금속이 존재할 때, 수소화 금속의 총량은 촉매의 총 중량을 기준으로 적어도 약 0.1 중량%, 예를 들면, 적어도 약 0.25 중량%, 적어도 약 0.5 중량%, 적어도 약 0.6 중량%, 적어도 약 0.75 중량%, 또는 적어도 약 1 중량%일 수 있다. 또한, 부가적으로 또는 대안적으로, 하나 초과의 수소화 금속이 존재할 때, 수소화 금속의 총량은 촉매의 총 중량을 기준으로 약 35 중량% 이하, 예를 들어 약 30 중량% 이하, 약 25 중량% 이하, 약 20 중량% 이하, 약 15 중량% 이하, 약 10 중량% 이하, 또는 약 5 중량% 이하일 수 있다. 지지된 금속이 귀금속을 포함하는 실시양태에서, 귀금속(들)의 양은 전형적으로 약 2 중량% 미만, 예를 들어 약 1 중량% 미만, 약 0.9 중량% 이하, 약 0.75 중량% 이하, 또는 약 0.6 중량% 이하이다. 사워 조건 하에서의 수첨 분해는 전형적으로 수소화 금속으로서 베이스 금속 (또는 금속들)을 사용하여 수행된다는 것을 주지해야 한다.

다양한 양태에서, 윤활유 베이스 스톡 제조를 위한 수첨 분해에 대해 선택된 조건은 원하는 전환율, 수첨 분해 단계에 대한 투입 공급물의 오염 수준 및 잠재적으로 다른 요인에 좌우될 수 있다. 예를 들어, 단일 단계, 또는 다중 단계 시스템의 제 1 단계 및/또는 제 2 단계에서의 수첨 분해 조건은, 반응 시스템에서 원하는 수준의 전환율을 달성하도록 선택될 수 있다. 수첨 분해 조건은 공급물 내 존재하는 황 및/또는 질소의 수준에 따라 사워 조건 또는 스위트 조건으로 언급될 수 있다. 예를 들어, 100 wppm 이하의 황 및 50 wppm 이하의 질소, 바람직하게는 25 wppm 미만의 황 및/또는 10 wppm 미만의 질소를 갖는 공급물은 스위트 조건 하에서의 수첨 분해를 위한 공급물을 나타낸다. 다양한 양태에서, 수첨 분해는 열분해된 잔유, 예컨대 열분해된 잔유로부터 유도된 탈아스팔팅된 오일에 대해 수행될 수 있다. 임의적인 수첨 처리 단계가 수첨 분해 전에 사용되는 양태와 같은 일부 양태에서, 열분해된 잔유는 스위트 공급물에 상응할 수 있다. 다른 양태에서, 열분해된 잔유는 사워 조건 하에서의 수첨 분해를 위한 공급물일 수 있다.

사워 조건 하에서의 수첨 분해 공정은 약 550℉(288℃) 내지 약 840℉(449℃)의 온도, 약 1500 psig 내지 약 5000 psig(10.3 MPag 내지 34.6 MPag)의 수소 분압, 0.05h^-1에서 10h^-1의 액체 시간당 공간 속도 및 35.6 m³/m³ 내지 1781m³/m³ (200 SCF/B 내지 10,000 SCF/B)의 수소 처리 가스 유속에서 수행될 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 조건은 약 600℉(343℃) 내지 약 815℉(435℃)의 범위의 온도, 약 1500 psig 내지 약 3000 psig(10.3 MPag 내지 20.9 MPag)의 수소 분압 및 약 213 m³/m³ 내지 약 1068 m³/m³ (1200 SCF/B 내지 6000 SCF/B)의 수소 처리 가스 유속을 포함할 수 있다. LHSV는 약 0.25h^-1 내지 약 50h^-1, 또는 약 0.5h^-1 내지 약 20h^-1, 바람직하게는 약 1.0h^-1 내지 약 4.0h^-1일 수 있다.

일부 양태에서, 수첨 분해 촉매의 일부는 제 2 반응 단계에 함유될 수 있다. 이러한 양태에서, 수소 처리 반응 시스템의 제 1 반응 단계는 하나 이상의 수첨 처리 및/또는 수첨 분해 촉매를 포함할 수 있다. 제 1 반응 단계에서의 조건은 공급 원료의 황 및/또는 질소 함량을 감소시키기에 적합할 수 있다. 그 다음, 반응 시스템의 제 1 및 제 2 단계 사이에 분리 장치가 사용되어 기상 황 및 질소 오염물을 제거할 수 있다. 분리 장치에 대한 하나의 옵션은 단순히 오염물질을 제거하기 위한 기액 분리를 수행하는 것이다. 또 다른 옵션은 더 높은 온도에서 분리를 수행할 수 있는 플래쉬 분리 장치와 같은 분리 장치를 사용하는 것이다. 이러한 고온 분리 장치는 예를 들어 공급물을 약 350℉(177℃) 또는 약 400℉(204℃)와 같은 온도 컷 포인트(cut point) 아래에서 비등하는 부분 및 상기 온도 컷 포인트 위에서 비등하는 부분으로 분리하는데 사용될 수 있다. 이러한 유형의 분리에서, 제 1 반응 단계로부터의 유출물의 나프타 비등 범위 부분도 또한 제거될 수 있으며, 따라서 제 2 또는 다른 후속 단계에서 처리되는 유출물의 부피가 감소된다. 물론, 제 1 단계로부터의 유출물 중의 저 비등점 오염물 또한 상기 온도 컷 포인트 아래에서 비등하는 부분으로 분리될 것이다. 충분한 오염물 제거가 제 1 단계에서 수행되는 경우, 제 2 단계는 "스위트" 또는 저 오염물 단계로서 실시될 수 있다.

또 다른 옵션은, 수소 처리 반응 시스템의 제 1 및 제 2 단계 사이에, 적어도 제 1 단계로부터의 유출물의 부분 분별을 수행할 수 있는 분리 장치를 사용하는 것일 수 있다. 이러한 유형의 양태에서, 제 1 수소 처리 단계로부터의 유출물은 적어도, 증류물 (예컨대 디젤 연료) 연료 범위 아래에서 비등하는 부분 및 상기 증류물 연료 범위에서 비등하는 부분 및 상기 증류물 연료 범위 위에서 비등하는 부분으로 분리될 수 있다. 상기 증류물 연료 범위는 통상적인 디젤 비등점 범위에 기초하여 예를 들어 적어도 약 350℉(177℃) 또는 적어도 약 400℉(204℃)의 하한 컷 포인트 온도 내지 약 700℉(371℃) 이하 또는 약 650℉(343℃)의 상한 컷 포인트 온도를 갖는 것으로 규정될 수 있다. 임의적으로, 증류물 연료 범위는, 예를 들어 적어도 약 300℉(149℃)의 하한 최종 컷 포인트 온도를 선택함으로써, 추가의 케로센을 포함하도록 연장될 수 있다.

증류물 연료 분획을 생성하기 위해 또한 단계간(inter-stage) 분리 장치를 사용하는 양태에서, 증류물 연료 분획 아래에서 비등하는 부분은 나프타 비등점 범위 분자, 경질분, 및 H₂S와 같은 오염물을 포함한다. 이러한 다른 생성물은 편리한 방식으로 서로 분리될 수 있다. 유사하게, 필요하다면, 증류물 비등 범위 분획으로부터 하나 이상의 증류물 연료 분획이 형성될 수 있다. 증류물 연료 범위 위에서 비등하는 부분은 잠재적인 윤활유 베이스 스톡을 나타낸다. 이러한 양태에서, 증류물 연료 범위 위에서 비등하는 부분은 제 2 수소 처리 단계에서 추가의 수소 처리 공정으로 처리된다.

스위트 조건 하에서의 수첨 분해 공정은 사워 수첨 분해 공정에 사용된 조건과 유사한 조건하에 수행될 수 있거나, 상기 조건들은 상이할 수 있다. 한 실시양태에서, 스위트 수첨 분해 단계의 조건은 사워 단계의 수첨 분해 공정보다 덜 가혹한 조건을 가질 수 있다. 비-사워 단계에 적합한 수첨 분해 조건은 제 1 또는 사워 단계와 유사한 조건을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 적절한 수첨 분해 조건은 약 500℉(260℃) 내지 약 840℉(449℃)의 온도, 약 1500 psig 내지 약 5000 psig(10.3 MPag 내지 34.6 MPag)의 수소 분압, 0.05 h^-1 내지 10h^-1의 액체 시간당 공간 속도, 및 35.6 m³/m³ 내지 1781 m³/m³(200 SCF/B 내지 10,000 SCF/B)의 수소 처리 가스 유속을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 조건은 약 600℉(343℃) 내지 약 815℉(435℃)의 범위의 온도, 약 1500 psig 내지 약 3000 psig(10.3 MPag 내지 20.9 MPag)의 수소 분압 및 약 213 m³/m³ 내지 약 1068 m³/m³(1200 SCF/B 내지 6000 SCF/B)의 수소 처리 가스 유속을 포함할 수 있다. LHSV는 약 0.25h^-1 내지 약 50h^-1, 또는 약 0.5h^-1 내지 약 20h^-1, 바람직하게는 약 1.0h^-1 내지 약 4.0h^-1일 수 있다.

또 다른 양태에서, 수첨 처리 및 수첨 분해 베드 또는 단계에 대해, 예를 들어 둘 모두에 수소 처리 조건을 사용하거나 둘 모두에 수첨 분해 조건을 사용하는 것과 같이 동일한 조건을 사용할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 수첨 처리 및 수첨 분해 베드 또는 단계의 압력이 동일할 수 있다.

또 다른 양태에서, 수소 처리 반응 시스템은 하나 초과의 수첨 분해 단계를 포함할 수 있다. 다수의 수첨 분해 단계가 존재하는 경우, 적어도 하나의 수첨 분해 단계는, 적어도 약 1500 psig(10.3 MPag)의 수소 분압을 포함하는, 상술한 바와 같은 유효한 수첨 분해 조건을 가질 수 있다. 이러한 양태에서, 다른 수첨 분해 공정은 더 낮은 수소 분압을 포함할 수 있는 조건 하에서 수행될 수 있다. 추가적인 수첨 분해 단계를 위한 적절한 수첨 분해 조건은 비제한적으로, 약 500℉(260℃) 내지 약 840℉(449℃)의 온도, 약 250 psig 내지 약 5000 psig(1.8 MPag 내지 34.6 MPag))의 수소 분압, 0.05h^-1 내지 10h^-1의 액체 시간당 공간 속도 및 35.6 m³/m³ 내지 1781 m³/m³ (200 SCF/B 내지 10,000 SCF/B)의 수소 처리 가스 유속을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 추가적인 수첨 분해 단계를 위한 조건은 약 600℉(343℃) 내지 약 815℉(435℃)의 범위의 온도, 약 500 psig 내지 약 3000 psig(3.5 MPag 내지 20.9 MPag) 및 약 213 m³/m³ 내지 약 1068 m³/m³ (1200 SCF/B 내지 6000 SCF/B)의 수소 처리 가스 유속을 포함할 수 있다. LHSV는 약 0.25h^-1 내지 약 50h^-1, 또는 약 0.5h^-1 내지 약 20h^-1, 바람직하게는 약 1.0h^-1 내지 약 4.0h^-1일 수 있다.

수소 처리된 유출물 - 그룹 I 브라이트 스톡을 형성하기 위한 용매 탈랍

수소 처리된 탈아스팔팅된 오일 (임의적으로 수소 처리된 진공 가스 오일을 포함함)은 분리되어, 하나 이상의 연료 비등 범위 분획 (예를 들면, 나프타 또는 증류물 연료 비등 범위 분획) 및 하나 이상의 윤활유 베이스 스톡 비등 범위 분획을 형성할 수 있다. 그 다음, 윤활유 베이스 스톡 비등 범위 분획(들)은 용매 탈랍되어 헤이즈를 형성하는 경향이 감소된 (또는 제거된) 윤활유 베이스 스톡을 생성시킬 수 있다. 탈아스팔팅된 오일을 수소 처리한 다음 수소 처리된 유출물을 용매 탈랍함으로써 형성된 윤활유 베이스 스톡 (브라이트 스톡 포함)은 적어도 10 중량%의 방향족 성분을 함유하기 때문에 그룹 I 베이스 스톡인 경향을 가질 수 있다.

용매 탈랍은 전형적으로, 공급물을 냉각된 탈랍 용매와 혼합하여 오일-용매 용액을 형성하는 것을 포함한다. 그런 다음, 침전된 왁스를 예를 들어 여과에 의해 분리한다. 온도 및 용매는, 왁스가 침전되는 동안 오일이 상기 냉각된 용매에 의해 용해되도록 선택된다.

적합한 용매 탈랍 공정의 예는, 용매가 예비 냉각되고 냉각탑의 높이를 따라 여러 지점에서 점진적으로 첨가되는 냉각탑의 사용을 수반한다. 오일-용매 혼합물은, 예비 냉각된 용매와 오일을 실질적으로 순간적으로 혼합할 수 있도록, 상기 냉각 단계 동안 교반된다. 예비 냉각된 용매는 분당 10℉ 이하, 일반적으로 분당 약 1℉ 내지 약 5℉의 평균 냉각 속도를 유지하도록 냉각탑의 길이를 따라 점진적으로 첨가된다. 냉각탑에서의 오일-용매/침전된 왁스 혼합물의 최종 온도는 일반적으로 0 내지 50℉ (-17.8 내지 10℃)일 것이다. 상기 혼합물은 이어서 스크랩된 표면 냉각기로 보내어져 상기 혼합물로부터 침전된 왁스를 분리할 수 있다.

대표적인 탈랍 용매는, 메틸 에틸 케톤 및 메틸 이소부틸 케톤과 같은 3 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 케톤, 프로판 및 부탄과 같은 저 분자량 탄화수소 및 이들의 혼합물이다. 상기 용매는 벤젠, 톨루엔 또는 자일렌과 같은 다른 용매와 혼합될 수 있다.

일반적으로, 첨가된 용매의 양은 탈랍 온도에서 5/1 내지 20/1 범위의 액체/고체 중량비 및 1.5/1 내지 5/1 범위의 용매/오일 부피비를 제공하기에 충분할 것이다. 용매 탈랍된 오일은 목표 윤활유 베이스 스톡 생성물의 특성에 따라 -6℃ 이하 또는 -10℃ 이하 또는 -15℃ 이하의 구름점(cloud point)으로 탈랍될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 용매 탈랍된 오일은 목표 윤활유 베이스 스톡 생성물의 성질에 따라 -2℃ 이하 또는 -5℃ 이하 또는 -10℃ 이하의 구름점으로 탈랍될 수 있다. 생성된 용매 탈랍된 오일은 하나 이상의 유형의 그룹 Ⅰ 베이스 스톡을 형성하는데 사용하기에 적합할 수 있다. 바람직하게는, 용매 탈랍된 오일로부터 형성된 브라이트 스톡은 -5℃ 미만의 구름점을 가질 수 있다. 생성된 용매 탈랍된 오일은 적어도 90, 또는 적어도 95, 또는 적어도 100의 점도 지수를 가질 수 있다. 바람직하게는 생성된 용매 탈랍된 오일의 적어도 10 중량% (또는 적어도 20 중량%, 또는 적어도 30 중량%)는 100℃에서 적어도 15 cSt, 또는 적어도 20 cSt, 또는 적어도 25 cSt, 예컨대 50 cSt 또는 그 이상 까지의 동적 점도(kinematic viscosity)를 갖는 그룹 I 브라이트 스톡에 상응할 수 있다.

일부 양태에서, 용매 탈랍된 오일로부터 형성된 윤활유 베이스 스톡의 감소되거나 제거된 헤이즈 형성 경향은 윤활유 베이스 스톡에 대한 구름점 온도와 유동점 온도 간의 차이의 감소 또는 최소화로 설명될 수 있다. 다양한 양태에서, 용매 탈랍된 오일, 및/또는 용매 탈랍된 오일로부터 형성된 하나 이상의 브라이트 스톡을 포함하는 하나 이상의 윤활유 베이스 스톡의 구름점과 유동점의 차이는 22℃ 이하 또는 20℃ 이하 또는 15℃ 이하 또는 10℃ 이하 또는 8℃ 이하 또는 5℃ 이하일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 브라이트 스톡이 시간에 걸쳐 헤이즈를 형성하는 경향이 감소되거나 최소화되는 것은 구름점이 -10℃ 이하, 또는 -8℃ 이하 또는 -5℃ 이하 또는 -2℃ 이하인 브라이트 스톡에 상응할 수 있다.

추가적인 수소 처리 - 접촉 탈랍 , 수첨 마무리, 및 임의적인 수첨 분해

일부 다른 양태에서, 수소 처리된 탈아스팔팅된 오일의 적어도 윤활유 비등 범위 부분은, 그룹 I 및/또는 그룹 II 브라이트 스톡을 포함하는 그룹 I 및/또는 그룹 II 베이스 스톡을 형성하기 위해 추가의 수소 처리 (접촉 탈랍 포함)에 노출될 수 있다. 일부 양태에서, 수소 처리된 탈아스팔팅된 오일의 제 1 윤활유 비등 범위 부분은 전술한 바와 같이 용매 탈랍될 수 있는 반면, 제 2 윤활유 비등 범위 부분은 추가 수소 처리에 노출될 수 있다. 다른 양태에서, 수소 처리된 탈아스팔팅된 오일의 윤활유 비등 범위 부분을 처리하는데 단지 용매 탈랍 또는 추가의 수소 처리 만이 사용될 수 있다.

임의적으로, 수소 처리된 탈아스팔팅된 오일의 윤활유 비등 범위 부분의 추가적인 수소 처리는 또한, 접촉 탈랍 조건에 노출되기 전 및/또는 후의 수첨 분해 조건에 대한 노출을 포함할 수 있다. 상기 공정의 이 시점에서 수소 처리된 탈아스팔팅된 오일은 황 함량이 200 wppm 이하일 수 있기 때문에 상기 수첨 분해는 "스위트" 수첨 분해로 간주될 수 있다.

적절한 수첨 분해 조건은, 상기한 바와 같이 수첨 분해 촉매에 공급물을 노출시키는 것을 포함할 수 있다. 임의적으로, 수첨 분해로부터의 VI 상승을 개선시키고/거나 연료 비등 범위 생성물에서의 증류물 연료 수율 대 나프타 연료 수율의 비율을 향상시키기 위해, 수첨 분해 촉매용 제올라이트로서 최소 30의 실리카 대 알루미나 비 및 24.32 옹스트롬 미만의 단위 셀 크기를 갖는 USY 제올라이트를 사용하는 것이 바람직할 수 있다.

적합한 수첨 분해 조건은 또한 약 500℉(260℃) 내지 약 840℉(449℃)의 온도, 약 1500 psig 내지 약 5000 psig(10.3 MPag 내지 34.6 MPag)의 수소 분압, 0.05 h^-1 내지 10 h^-1의 액체 시간당 공간 속도 및 35.6 m³/m³ 내지 1781 m³/m³(200 SCF/B 내지 10,000 SCF/B)의 수소 처리 가스 유속을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 조건은 약 600℉(343℃) 내지 약 815℉(435℃)의 범위의 온도, 약 1500 psig 내지 약 3000 psig(10.3 MPag 내지 20.9 MPag)의 수소 분압 및 약 213 m³/m³ 내지 약 1068 m³/m³(1200 SCF/B 내지 6000 SCF/B)의 수소 처리 가스 유속을 포함할 수 있다. LHSV는 약 0.25h^-1 내지 약 50h^-1, 또는 약 0.5h^-1 내지 약 20h^-1, 바람직하게는 약 1.0h^-1 내지 약 4.0h^-1일 수 있다.

접촉 탈랍을 위해, 적합한 탈랍 촉매는 결정질 알루미노실리케이트 (제올라이트)와 같은 분자체를 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 분자체는 ZSM-22, ZSM-23, ZSM-48을 포함하거나, 이들로 본질적으로 구성되거나, 이들일 수 있다. 임의적으로, 그러나 바람직하게는, ZSM-48, ZSM-23 또는 이들의 조합물과 같이, 분해와 반대되는 이성체화에 의한 탈랍에 대해 선택적인 분자체가 사용될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 분자체는 EU-2, EU-11, ZBM-30, ZSM-48 또는 ZSM-23과 같은 10-원 고리 1-D 분자체를 포함하거나, 이들로 본질적으로 구성되거나, 이들일 수 있다. ZSM-48이 가장 바람직하다. 약 20:1 내지 약 40:1의 실리카 대 알루미나 비를 갖는 ZSM-23 구조를 갖는 제올라이트는 종종 SSZ-32로 언급될 수 있음을 주목한다. 임의적으로, 그러나 바람직하게는, 탈랍 촉매는 분자체용 결합제, 예를 들어 알루미나, 티타니아, 실리카, 실리카-알루미나, 지르코니아 또는 이들의 조합물, 예컨대 알루미나 및/또는 티타니아 또는 실리카 및/또는 지르코니아 및/또는 티타니아를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 방법에 사용되는 탈랍 촉매는 실리카 대 알루미나 비가 낮은 촉매이다. 예를 들어, ZSM-48의 경우, 제올라이트 내의 실리카 대 알루미나의 비가 약 100:1 이하, 예컨대 약 90:1 이하, 또는 약 75:1 이하, 또는 약 70:1 이하일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, ZSM-48 내의 실리카 대 알루미나의 비는 적어도 약 50:1, 예컨대 약 60:1 또는 적어도 약 65:1일 수 있다.

다양한 실시양태에서, 본 발명에 따른 촉매는 금속 수소화 성분을 추가로 포함한다. 금속 수소화 성분은 전형적으로 VI 족 및/또는 VIII 족 금속이다. 바람직하게는, 금속 수소화 성분은 비-귀금속 VIII 족 금속과 Ⅵ 족 금속의 조합물일 수 있다. 적합한 조합물은 Ni, Co 또는 Fe와 Mo 또는 W, 바람직하게는 Ni와 Mo 또는 W를 포함할 수 있다.

금속 수소화 성분은 임의의 편리한 방식으로 촉매에 첨가될 수 있다. 금속 수소화 성분을 첨가하기 위한 하나의 기술은 초기 습윤에 의한 것이다. 예를 들어, 제올라이트 및 결합제를 조합한 후에, 조합된 제올라이트 및 결합제를 촉매 입자로 압출할 수 있다. 그런 다음, 이들 촉매 입자를 적합한 금속 전구체를 함유하는 용액에 노출시킬 수 있다. 다르게는, 금속은, 이온 교환에 의해 촉매에 첨가할 수 있으며, 이 경우, 압출 전에 제올라이트 (또는 제올라이트와 결합제)의 혼합물에 금속 전구체가 첨가된다.

촉매 중의 금속의 양은 촉매를 기준으로 적어도 0.1 중량%, 또는 적어도 0.5 중량%, 또는 적어도 1.0 중량%, 또는 적어도 2.5 중량%, 또는 적어도 5.0 중량%일 수 있다. 촉매 중의 금속의 양은 촉매를 기준으로 20 중량% 이하, 또는 10 중량% 이하, 또는 5 중량% 이하, 또는 2.5 중량% 이하, 또는 1 중량% 이하일 수 있다. 금속이 비-귀금속 VIII 족 금속과 Ⅵ 족 금속의 조합물인 실시양태에서, 금속의 조합된 양은 0.5 중량% 내지 20 중량%, 또는 1 중량% 내지 15 중량%, 또는 2.5 중량% 내지 10 중량%일 수 있다.

본 발명에 따른 방법에 유용한 탈랍 촉매는 또한 결합제를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 본 발명에 따른 방법에 사용되는 탈랍 촉매는 저 표면적 결합제를 사용하여 제형화되고, 저 표면적 결합제는 100 m²/g 이하, 또는 80 m²/g 이하, 또는 70 m²/g 이하의 표면적을 갖는 결합제를 나타낸다. 부가적으로 또는 대안적으로, 결합제는 적어도 약 25 ㎡/g의 표면적을 가질 수 있다. 결합제를 사용하여 제형화된 촉매 중의 제올라이트의 양은 결합제 및 제올라이트의 총 중량에 대하여 약 30 중량% 제올라이트 내지 90 중량% 제올라이트일 수 있다. 바람직하게는, 제올라이트의 양은 제올라이트와 결합제의 조합된 중량의 약 50 중량% 이상, 예컨대 약 60 중량% 이상 또는 약 65 중량% 내지 약 80 중량%이다.

임의의 특정 이론에 구속됨이 없이, 저 표면적 결합제의 사용은 촉매 상에 지지된 수소화 금속에 대해 이용가능한 결합제 표면적의 양을 감소시키는 것으로 여겨진다. 이는 촉매 내의 분자체의 기공 내에 지지되는 수소화 금속의 양을 증가시킨다.

제올라이트는 임의의 편리한 방식으로 결합제와 결합될 수 있다. 예를 들어, 결합된 촉매는, 제올라이트 및 결합제 둘다의 분말로 출발하고, 분말을 첨가된 물 과 조합 및 혼합하여 혼합물을 형성시킨 다음, 혼합물을 압출하여 원하는 크기의 결합된 촉매를 생성함으로써 제조될 수 있다. 또한, 제올라이트 및 결합제 혼합물의 압출 유동 특성을 조절하는데 압출 보조제가 사용될 수 있다. 촉매 중의 골격 알루미나의 양은 0.1 내지 3.33 중량%, 또는 0.1 내지 2.7 중량%, 또는 0.2 내지 2 중량%, 또는 0.3 내지 1 중량% 범위일 수 있다.

탈랍 촉매의 존재 하의 공급 원료의 접촉 탈랍을 위한 효과적인 조건은 280℃ 내지 450℃, 바람직하게는 343℃ 내지 435℃의 온도, 3.5 MPag 내지 34.6 MPag (500 psig 내지 약 5000 psig), 바람직하게는 4.8 MPag 내지 20.8 MPag의 수소 분압, 및 178 m³/m³(1000 SCF/B) 내지 1781 m³/m³(10,000 SCF/B), 바람직하게는 213 m³/m³(1200 SCF/B) 내지 1068 m³/m³(6000 SCF/B)의 수소 처리 가스 유속을 포함할 수 있다. LHSV는 약 0.2h^-1 내지 약 10h^-1, 예컨대 약 0.5h^-1 내지 약 5h^-1 및/또는 약 1h^-1 내지 약 4h^-1일 수 있다.

접촉 탈랍 전 및/또는 후에, 수소 처리된 탈아스팔팅된 오일 (즉, 그의 적어도 윤활유 비등 범위)은 임의적으로 방향족 포화 촉매에 노출될 수 있으며, 이 촉매는 달리 수첨 마무리 촉매로 언급될 수 있다. 방향족 포화 촉매에 대한 노출은 분별 전 또는 후에 수행될 수 있다. 분별 후에 방향족 포화가 수행되는 경우, 방향족 포화는 분별된 생성물의 하나 이상의 부분에 대해 수행될 수 있다. 대안적으로, 최종 수첨 분해 또는 탈랍 공정으로부터의 전체 유출물이 수첨 마무리 및/또는 방향족 포화를 겪을 수 있다.

수첨 마무리 및/또는 방향족 포화 촉매는 VI 족 금속, VIII 족 금속 및 이들의 혼합물을 함유하는 촉매를 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 바람직한 금속은 강한 수소화 기능을 갖는 하나 이상의 금속 황화물을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, 수소화 촉매는 Pt, Pd 또는 이들의 조합과 같은 VIII 족 귀금속을 포함할 수 있다. 금속의 혼합물은 또한 금속의 양이 약 30 중량% 이상인 벌크 금속 촉매로서 존재할 수 있다. 지지된 수소 처리 촉매의 경우, 적합한 금속 산화물 지지체는 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나 또는 티타니아와 같은 저 산성 산화물, 바람직하게는 알루미나를 포함한다. 방향족 포화를 위한 바람직한 수첨 마무리 촉매는 다공성 지지체 상에 비교적 강한 수소화 기능을 갖는 하나 이상의 금속을 포함할 것이다. 전형적인 지지체 물질은 비정질 또는 결정질 산화물 물질, 예컨대 알루미나, 실리카 및 실리카-알루미나를 포함한다. 지지체 물질은 또한 할로겐화 또는 특히 플루오르화에 의해 개질될 수 있다. 촉매의 금속 함량은 종종, 비-귀금속의 경우 약 20 중량% 정도이다. 한 실시양태에서, 바람직한 수첨 마무리 촉매는 M41S 등급 또는 계열의 촉매에 속하는 결정질 물질을 포함할 수 있다. M41S 계열의 촉매는 고 실리카 함량을 갖는 중간기공성(mesoporous) 물질이다. MCM-41, MCM-48 및 MCM-50을 예로 들 수 있다. 이 등급의 바람직한 일원은 MCM-41이다.

수첨 마무리 조건은 약 125℃ 내지 약 425℃, 바람직하게는 약 180℃ 내지 약 280℃의 온도, 약 500 psig(3.4 MPa) 내지 약 3000 psig(20.7 MPa), 바람직하게는 약 1500 psig(10.3 MPa) 내지 약 2500 psig(17.2 MPa)의 수소 분압, 및 약 0.1 hr^-1 내지 약 5 hr^-1 LHSV, 바람직하게는 약 0.5 hr^-1 내지 약 1.5 hr^-1의 액체 시간당 공간 속도를 포함할 수 있다. 또한, 35.6 m³/m³ 내지 1781 m³/m³(200 SCF/B 내지 10,000 SCF/B)의 수소 처리 가스 유속이 사용될 수 있다.

접촉 탈랍된 유출물 또는 접촉 탈랍으로의 유입 흐름의 용매 처리

프로판 탈아스팔팅에서 유래된 탈아스팔팅된 오일의 경우, 추가의 수소 처리 (접촉 탈랍 포함)는 낮은 헤이즈 형성 및 예기치 않은 조성 특성을 갖는 윤활유 베이스 스톡을 형성하기에 충분할 수 있다. C₄₊ 탈아스팔팅에서 유래된 탈아스팔팅된 오일의 경우, 추가의 수소 처리 (접촉 탈랍 포함) 후, 생성된 접촉 탈랍된 유출물은, 헤이즈를 형성하는 경향이 감소되거나 제거된 하나 이상의 윤활유 베이스 스톡 생성물을 형성하기 위해 용매 처리될 수 있다. 용매 처리의 유형은 초기 수소 처리 (수첨 처리 및/또는 수첨 분해) 및 추가 수소 처리 (탈랍 포함)의 특성에 따라 달라질 수 있다.

초기 수소 처리가 저 가혹도인 양태 (약 700℉(370℃)에 대해 10 중량% 내지 40 중량%의 전환율에 해당됨)에서, 후속하는 용매 공정은 용매 탈랍에 해당할 수 있다. 용매 탈랍은 전술한 용매 탈랍과 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 그러나, 이러한 용매 탈랍은 그룹 II 윤활유 베이스 스톡을 생성하는데 사용될 수 있다. 일부 양태에서, 초기 수소 처리가 370℃에 대해 10 중량% 내지 40 중량%의 전환율에 상응하는 경우, 추가의 수소 처리 동안의 접촉 탈랍 또한 저 가혹도 조건에서 수행되어, 접촉 탈랍된 유출물에 적어도 6 중량%, 또는 적어도 8 중량%, 또는 적어도 10 중량%, 또는 적어도 8 중량%, 또는 적어도 15 중량%, 예컨대 20 중량% 이하의 양으로 왁스가 존재할 수 있다. 이어서, 용매 탈랍을 사용하여 접촉 탈랍된 유출물 내의 왁스 함량을 2 중량% 내지 10 중량%로 감소시킬 수 있다. 이는 왁스 함량이 0.1 중량% 내지 12 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 10 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 8 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 6 중량% 또는 1 중량% 내지 12 중량%, 또는 1 중량% 내지 10 중량%, 또는 1 중량% 내지 8 중량%, 또는 4 중량% 내지 12 중량%, 또는 4 중량% 내지 10 중량%, 또는 4 중량% 내지 8 중량%, 또는 6 중량% 내지 12 중량%, 또는 6 중량% 내지 10 중량%인 용매 탈랍된 오일 생성물을 생성할 수 있다. 특히, 용매 탈랍된 오일은 0.1 중량% 내지 12 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 6 중량%, 또는 1 중량% 내지 10 중량%, 또는 4 중량% 내지 12 중량%의 왁스 함량을 가질 수 있다.

다른 양태에서, 후속 용매 공정처리는 용매 추출에 상응할 수 있다. 용매 추출은 방향족 성분 및/또는 극성 분자의 양을 감소시키는데 사용될 수 있다. 용매 추출 공정은 방향족 성분을 선택적으로 용해시켜 방향족-풍부 추출물 상을 형성시키면서 방향족-부족 라피네이트 상에 보다 많은 파라핀 성분을 남긴다. 상기 추출물 및 라피네이트 상 사이에 나프텐이 분포한다. 용매 추출을 위한 전형적인 용매는 페놀, 푸르푸랄 및 N-메틸피롤리돈을 포함한다. 용매 대 오일 비, 추출 온도 및 추출될 증류물을 용매와 접촉시키는 방법을 제어함으로써, 상기 추출물과 라피네이트 상 사이의 분리 정도를 조절할 수 있다. 역류(counter-current) 액체-액체 추출 장치와 같은 임의의 편리한 유형의 액체-액체 추출 장치를 사용할 수 있다. 탈아스팔팅된 오일 내의 방향족 화합물의 초기 농도에 따라, 상기 라피네이트상은 5 중량% 내지 25 중량%의 방향족 함량을 가질 수 있다. 전형적인 공급물의 경우, 방향족 함량은 10 중량% 이상일 수 있다.

임의적으로, 용매 추출로부터의 라피네이트는 언더(under)-추출될 수 있다. 이러한 양태에서, 추출은, 라피네이트 수율이 최대화되지만 여전히 공급물로부터 최저 품질의 분자의 대부분이 제거되는 조건 하에서 수행된다. 라피네이트 수율은, 추출 조건을 제어함으로써, 예를 들어, 용매 대 오일 처리 비율로 낮추고 및/또는 추출 온도를 감소시킴으로써 최대화될 수 있다. 다양한 양태에서, 용매 추출로부터의 라피네이트 수율은 40 중량% 이상, 또는 50 중량% 이상, 또는 60 중량% 이상, 또는 70 중량% 이상일 수 있다.

용매 공정처리된 오일 (용매 탈랍 또는 용매 추출된 오일)은, 목표 윤활유 베이스 스톡 생성물의 성질에 따라, 유동점이 -6℃ 이하 또는 -10℃ 이하 또는 -15℃ 이하 또는 -20℃ 이하일 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 용매 공정처리된 오일 (용매 탈랍 또는 용매 추출된 오일)은, 목표 윤활유 베이스 스톡 생성물의 성질에 따라, -2℃ 이하 또는 -5℃ 이하 또는 -10℃ 이하의 구름점을 가질 수 있다. 유동점 및 구름점은 각각 ASTM D97 및 ASTM D2500에 따라 결정될 수 있다. 생성된 용매 처리된 오일은, 1 종 이상의 그룹 II 베이스 스톡 유형을 형성하는데 사용하기에 적합할 수 있다. 생성된 용매 탈랍된 오일은 적어도 80, 또는 적어도 90, 또는 적어도 95, 또는 적어도 100, 또는 적어도 110, 또는 적어도 120의 점도 지수를 가질 수 있다. 점도 지수는 ASTM D2270에 따라 측정될 수 있다. 바람직하게는 생성된 용매 처리된 오일의 10 중량% 이상 (또는 적어도 20 중량%, 또는 적어도 30 중량%)이, 100℃에서의 동적 점도가 6 cSt 내지 20 cSt 또는 6 cSt 내지 16 cSt 또는 6 cSt 내지 14 cSt 또는 6 cSt 내지 12 cSt 또는 8 cSt 내지 20 cSt 또는 8 cSt 내지 16 cSt 또는 8 cSt 내지 14 cSt 또는 8 cSt 내지 12 cSt, 또는 10 cSt 내지 20 cSt, 또는 10 cSt 내지 16 cSt, 또는 10 cSt 내지 14 cSt인 그룹 II 베이스 스톡에 해당할 수 있다. 상기 동적 점도는 ASTM D445에 따라 측정될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 생성된 베이스 스톡은 적어도 1.5의 탁도 (0℃ 미만의 구름점과 함께)를 갖거나, 2.0 이상의 탁도를 가질 수 있고/있거나 4.0 이하 또는 3.5 이하 또는 3.0 이하의 탁도를 가질 수 있다. 특히, 탁도는 1.5 내지 4.0, 또는 1.5 내지 3.0, 또는 2.0 내지 4.0, 또는 2.0 내지 3.5일 수 있다.

그룹 II 베이스 스톡 생성물

프로판, 부탄, 펜탄, 헥산 및 더 고급 알칸 또는 이들의 혼합물로부터 유도된 탈아스팔팅된 오일의 경우, 추가의 수소 처리 (접촉 탈랍 포함) 및 잠재적으로 용매 공정처리는 저 헤이즈 형성 (또는 무-헤이즈 형성) 및 새로운 조성 특성의 윤활유 베이스 스톡을 형성하기에 충분할 수 있다. 100℃에서 동적 점도가 약 32 cSt인 오늘날 제조되는 전통적인 제품은, 기재 오일의 10% 초과의 방향족 화합물 및/또는 기재 오일의 0.03% 초과의 황을 함유하고 있다.

다양한 양태에서, 본원에 기술된 방법에 따라 제조된 베이스 스톡은 100℃에서 적어도 14 cSt, 또는 적어도 20 cSt, 또는 적어도 25 cSt, 또는 적어도 30 cSt 또는 적어도 32 cSt의 동적 점도를 가질 수 있으며, 10 중량% 미만의 방향족/90 중량% 초과의 포화물 및 0.03% 미만의 황을 함유할 수 있다. 임의적으로, 포화물의 함량은 95 중량% 초과 또는 97 중량% 초과와 같이 더 높을 수 있다. 또한, C-NMR에 의한 분자의 분지화도 (분지성)의 상세한 특성 분석은 고도의 분지점을 나타내며, 이는 하기 실시예에서 보다 상세하게 설명된다. 이것은, 메틸 분지, 에틸 분지, 또는 프로필 분지의 개별적인 절대 수 또는 이들의 조합의 절대 수를 조사함으로써 정량화될 수 있다. 이것은 또한, C-NMR에 의해 엡실론 탄소로 표지된, 내부 탄소의 수에 대한 분지 점 (메틸, 에틸 또는 프로필)의 비율을 조사함으로써 정량화될 수 있다. 이러한 분지도의 정량화는 베이스 스톡이 시간이 지남에 따라 헤이즈 생성에 대해 안정적인지 여부를 결정하는데 사용될 수 있다. 본원에 보고된 ¹³C-NMR 결과를 위해, 완화제로서 7%의 크롬(III)-아세틸아세토네이트를 첨가한 CDCl₃ 중의 25-30 중량%로 샘플을 제조하였다. ¹³C NMR 실험은 양성자 공명 주파수가 400 MHz인 JEOL ECS NMR 분광기에서 수행되었다. 정량적 ¹³C NMR 실험은 27℃에서 45°플립 각(flip angle), 펄스 간 6.6 초, 64K 데이터 포인트 및 2400 스캔으로 역 게이트(inverse gated) 디커플링(decoupling) 실험을 사용하여 수행되었다. 모든 스펙트럼은 0ppm에서 TMS를 기준으로 하였다. 스펙트럼은 0.2-1 Hz의 선 확대(line broadening)로 처리되었으며, 수동 보정 전에 기준선 보정이 적용되었다. 전체 스펙트럼을 통합하여 상이한 통합 영역의 몰%를 다음과 같이 결정하였다: 170-190 PPM (방향족 C); 30-29.5 PPM (엡실론 탄소); 15-14.5 PPM (말단 및 펜던트 프로필 기); 14.5-14 PPM (긴 사슬 (알파) 말단의 메틸); 12-10 PPM (펜던트 및 말단 에틸 기). 총 메틸 함량은 양성자 NMR로부터 얻어졌다. 0-1.1 PPM에서 메틸 신호가 통합되었다. 전체 스펙트럼을 통합하여 메틸의 몰%를 결정하였다. 가스 크로마토그래피로부터 얻은 평균 탄소수를 사용하여 몰% 메틸을 총 메틸로 전환시켰다.

상기 조성물에서 예상하지 못하게, 푸리에 변환 이온 싸이클로트론 공명-질량 분석기 (FTICR-MS) 및/또는 필드 탈착 질량 분광계 (FDMS)를 사용하여, 헤이즈 형성에 대해 안정한 베이스 스톡에서, 6 개 미만 또는 7 개 미만 또는 8 개 미만의 보다 작은 나프텐계 고리 구조의 존재량은 유사할 수 있지만, 7 개 이상의 고리 또는 8+ 고리 또는 9+ 고리 또는 10+ 고리를 갖는 더 큰 나프텐계 고리 구조의 잔류 개수는 감소됨을 발견하였다.

본원에 보고된 FTICR-MS 결과의 경우, 상기 결과는 미국 특허 제 9,418,828 호에 기재된 방법에 따라 얻어졌다. 미국 특허 제 9,418,828 호에 기재된 방법은 일반적으로 분자 이온 구조의 단편화 없이 석유 포화물 분자 (538℃+ 분자 포함)를 이온화하기 위해 Ag 이온 착물 형성 (LDI-Ag)과 함께 레이저 탈착을 사용하는 것을 수반한다. 포화물-Ag 양이온의 정확한 원소 식 및 해당 존재량을 결정하기 위해 초-고 분리능 푸리에 변환 이온 사이클로트론 공명-질량 분석법이 적용된다. 포화물 분획 조성은 동족 시리즈 및 분자량에 의해 배열될 수 있다. 샘플 내의 포화 고리 구조의 함량을 결정하는 것과 관련한 미국 특허 제 9,418,828 호의 부분을 본원에 참고로 인용한다.

본원에 보고된 FDMS 결과의 경우, 필드 탈착 (field desorption, FD)은 희석된 샘플이 코팅된 이미터(emitter) (작은 "위스커"를 형성하는 필라멘트)에 고-전 위 전기장을 인가하여 분석물의 기체 분자의 이온화를 야기하는 소프트 이온화 방법이다. FD에 의해 생성된 질량 스펙트럼은 분자 라디칼 양이온 M⁺에 의해 또는 몇몇 경우에는 양성자화된 분자 이온 [M+H]⁺에 의해 특징지어진다. FDMS는 'n'개의 나프텐 고리를 갖는 분자와 'n+7'개의 고리를 갖는 분자를 구별할 수 없으므로, FDMS 데이터는 가장 유사한 샘플의 FTICR-MS 데이터를 사용하여 "보정"되었다. FDMS 보정은, FTICR-MS로부터의 "n" 대 "n+7" 고리의 분리된 비율을 해당 특정 분자 군에 대한 미분리된 FDMS 데이터에 적용함으로써 수행했다. 따라서, FDMS 데이터는 도면에서 "보정된" 것으로 도시된다.

전술한 조성의 기재 오일은 추가로, 초기 제조 시에 헤이즈가 없고 장시간 동안 잔류 헤이즈가 없는 이점을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 이것은, 선행 기술의 고 포화물 중질 베이스 스톡과 비교할 때 예상치 못했던 이점이다.

또한, 이들 베이스 스톡은, 선박 오일, 엔진 오일, 그리스, 제지기 오일 및 기어 오일과 같은 (그러나 이에 국한되지 않는) 제형화된 윤활제를 형성하기 위한 첨가제와 블렌딩될 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 첨가제는 세제, 분산제, 산화방지제, 점도 개질제 및 유동점 강하제를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 보다 일반적으로는, 탈아스팔팅된 오일로부터 제조된 베이스 스톡을 포함하는 제형화된 윤활제는 추가적으로, 내마모제, 분산제, 다른 세제, 부식 방지제, 방청제, 금속 탈활제, 극압 첨가제, 소착 방지(anti-seizure)제, 왁스 개질제, 점도 지수 개선제, 점도 조절제, 유체-손실 첨가제, 씨일 상용성화제, 마찰 조절제, 윤활제, 오염-방지제, 발색제, 소포제, 탈유화제, 유화제, 증점제, 습윤제, 겔화제, 점착제, 착색제 등을 비롯한 (이들에 국한되지 않음) 기타 통상 사용되는 윤활유 성능 첨가제 하나 이상을 함유할 수 있다. 일반적으로 많이 사용되는 첨가제에 대해서는 문헌 [Klamann, Lubricants and Related Products, Verlag Chemie, Deerfield Beach, FL; ISBN 0-89573-177-0]을 참조한다. 이들 첨가제는 일반적으로, 5 중량% 내지 50 중량%의 범위일 수 있는 다양한 양의 희석 오일과 함께 전달된다.

이와 같이 블렌딩될 때, 미니-로터리 점도계 (MRV) 및 브룩필드 (Brookfield) 시험과 같은 표준 저온 시험에 의해 측정된 성능은 전통적인 기재 오일과 배합된 제형보다 우수한 것으로 나타났다.

비제한적으로 예를 들면 소포제, 유동점 강하제, 산화방지제, 방청제와 같은 일반적인 첨가제를 사용하여 산업용 오일에 블렌딩되는 경우의 산화 성능은, 전통적인 베이스 스톡과 비교할 때, 미국 철강 산화 시험과 같은 표준 산화 시험에서 우수한 산화 성능을 나타내는 것으로 밝혀졌다.

계면 특성, 침착물 제어, 저장 안정성 및 독성과 같은 다른 성능 파라미터도 또한 검토되었으며, 종래의 기재 오일과 유사하거나 더 양호하다.

첨가제와 혼합되는 것 이외에, 본원에 기재된 베이스 스톡은 또한 다른 베이스 스톡과 혼합되어 기재 오일을 제조할 수 있다. 이들 다른 베이스 스톡은 용매 처리된 베이스 스톡, 수소 처리된 베이스 스톡, 합성 베이스 스톡, 피셔-트롭시(Fisher-Tropsch) 공정에서 유래된 베이스 스톡, PAO 및 나프텐계 베이스 스톡을 포함한다. 부가적으로 또는 대안적으로, 상기 다른 베이스 스톡은 그룹 I 베이스 스톡, 그룹 II 베이스 스톡, 그룹 III 베이스 스톡, 그룹 IV 베이스 스톡 및/또는 그룹 V 베이스 스톡을 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 블렌딩을 위한 또 다른 유형의 베이스 스톡은 하이드로카빌 방향족, 알킬화된 방향족 화합물, 에스테르 (합성 및/또는 재생가능 에스테르 포함), 및/또는 기타 비-통상적인 또는 통상적이지 않은 베이스 스톡을 포함할 수 있다. 본 발명의 베이스 스톡과 다른 베이스 스톡의 기재 오일 블렌드 또한 예를 들면 전술한 바와 같은 첨가제와 조합되어 제형화된 윤활제를 제조할 수 있다.

구성 실시예

도 1은 탈아스팔팅된 오일 공급물(110)을 공정처리하기 위한 제 1 구성을 개략적으로 도시한다. 임의적으로, 탈아스팔팅된 오일 공급물(110)은 진공 가스 오일 비등 범위 부분을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 탈아스팔팅된 오일 공급물(110)은 제 1 수소 처리 단계(120)에서 수첨 처리 및/또는 수첨 분해 촉매에 노출된다. 제 1 수소 처리 단계(120)로부터의 수소 처리된 유출물은 하나 이상의 연료 분획(127) 및 370℃+ 분획(125)로 분리될 수 있다. 370℃+ 분획(125)은 용매 탈랍(130)되어, 하나 이상의 윤활유 베이스 스톡 생성물, 예컨대 하나 이상의 경질 중성 또는 중질 중성의 베이스 스톡 생성물(132) 및 브라이트 스톡 생성물(134)을 형성할 수 있다.

도 2는 탈아스팔팅된 오일 공급물(110)을 공정처리하기 위한 제 2 구성을 개략적으로 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 용매 탈랍 단계(130)는 임의적 공정이다. 제 1 수소 처리 단계(120)로부터의 유출물은 분리되어, 적어도, 하나 이상의 연료 분획(127), 제 1 370℃+ 부분(245) 및 임의적인 용매 탈랍 단계(130)를 위한 투입물로서 사용될 수 있는 제 2 임의적인 370℃+ 부분(225)을 형성할 수 있다. 제 1 370℃+ 부분(245)은 제 2 수소 처리 단계(250)에 대한 투입물로 사용될 수 있다. 제 2 수소 처리 단계는, 접촉 탈랍, 방향족 포화 및 임의적으로 추가의 수첨 분해를 수행하기 위한 스위트 수소 처리 단계에 상응할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2 수소 처리 단계(250)로부터 접촉 탈랍된 배출물(255)의 적어도 일부분(253)은 용매 탈랍(260)되어, 적어도, 510℃ 이상의 T10 비등점을 갖고 그룹 II의 브라이트 스톡에 해당되는 용매 공정처리된 윤활유 비등 범위 생성물(265)를 형성한다.

도 3은 그룹 II 브라이트 스톡을 제조하기 위한 다른 구성을 개략적으로 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제 2 수소 처리 단계(250)로부터의 접촉 탈랍된 배출물(355)의 적어도 일부(353)는 용매 탈랍(370)되어, 적어도, 510℃ 이상의 T10 비등점을 가지며 그룹 II의 브라이트 스톡에 해당되는 용매 공정처리된 윤활유 비등 범위 생성물(375)를 형성한다.

도 6은 그룹 II 브라이트 스톡을 제조하기 위한 또 다른 구성을 개략적으로 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 진공 잔유 공급물(675) 및 탈아스팔팅 용매(676)는 탈아스팔트 장치(680)로 보내진다. 일부 양태들에서, 탈아스팔트 장치(680)는 프로판 탈아스팔팅을 수행할 수 있지만, 다른 양태에서는 C₄₊ 용매가 사용될 수 있다. 탈아스팔트 장치(680)은 락 또는 아스팔트 분획(682) 및 탈아스팔팅된 오일(610)을 생성할 수 있다. 임의적으로, 탈아스팔팅된 오일(610)은 제 1 (사워) 수소 처리 단계(620)에 도입되기 전에 또 다른 진공 가스 오일 비등 범위 공급물(671)과 조합될 수 있다. 수소 처리 단계(620)로부터의 유출물의 저 비등점 부분(627)은, 하나 이상의 나프타 분획 및/또는 증류물 분획으로서 추가 사용 및/또는 처리를 위해 분리될 수 있다. 수소 처리 유출물의 고 비등점 부분(625)은 a) 제 2 (스위트) 수소 처리 단계(650)로 보내지거나 및/또는 b) 공정처리 시스템으로부터 회수되어(626), 연료 오일 또는 연료 오일 블렌드 스톡과 같은 연료로서 사용될 수 있다. 제 2 수소 처리 단계(650)는, 하나 이상의 연료 분획(657) 및 하나 이상의 윤활유 베이스 스톡 분획(655), 예컨대 하나 이상의 브라이트 스톡 분획을 형성하도록 분리될 수 있는 유출물을 생성할 수 있다.

도 7 내지 도 9는 탈아스팔팅된 잔유를 포함하는 공급물에 기초한 윤활제 제조 중에 블럭형(blocked) 조작 및/또는 부분적인 생성물 재순환을 사용하는 예를 도시한다. 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 초기 사워 단계 처리 후에, 수소 처리된 유출물은 분별되어 경질 중성, 중질 중성 및 브라이트 스톡 부분을 형성한다. 도 7은 경질 중성 베이스 스톡을 형성하기 위한 공정처리 동안의 공정 흐름의 예를 도시한다. 도 8은 중질 중성 베이스 스톡을 형성하기 위한 공정처리 동안의 공정 흐름의 예를 도시한다. 도 9는 브라이트 스톡을 형성하기 위한 공정처리 동안의 공정 흐름의 예를 도시한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 공급물(705)은 탈아스팔트 장치(710)로 도입된다. 탈아스팔트 장치(710)는 탈아스팔팅된 오일(715) 및 탈아스팔트 장치 락 또는 잔류물(718)을 생성한다. 탈아스팔팅된 오일(715)은 사워 처리 단계(720)에서 처리된다. 임의적으로, 재순환된 경질 중성 베이스 스톡 생성물(762)의 일부(771)가 탈아스팔팅된 오일(715)과 조합될 수 있다. 사워 공정처리 단계(720)는 탈아스팔팅 촉매, 수소 처리 촉매, 수첨 분해 촉매 및/또는 방향족 포화 촉매 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 사워 처리 단계(720)의 조건은 적어도, 수소 처리된 유출물(725)의 황 함량을 20 wppm 이하로 감소시키도록 선택될 수 있다. 이는, 370℃에 대한 공급물의 15 중량% 내지 40 중량% 전환율에 상응할 수 있다. 임의적으로, 사워 공정처리 단계(720)에서의 전환율은, 사워 공정처리 단계(720) 및 스위트 공정처리 단계(750)에서의 합친 전환율이 90 중량% 이하인 한은, 임의의 편리한 더 높은 양일 수 있다.

수소 처리된 유출물(725)은 이어서, 복수의 분획들로 분리하기 위해 분별 단계(730)로 보내질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 수소 처리된 유출물은 경질 중성 부분(732), 중질 중성 부분(734) 및 브라이트 스톡 부분(736)으로 분리된다. 블럭형 조작을 허용하기 위해, 경질 중성 부분(732)은 상응하는 경질 중성 저장소(742)로 보내질 수 있고, 중질 중성 부분(734)은 상응하는 중성 중립 저장소(744)로 보내질 수 있고, 브라이트 스톡 부분(736)은 상응하는 브라이트 스톡 저장소(746)로 보내질 수 있다. 연료 및/또는 경질분에 상응하는 저 비등 범위 분획(731)이 또한 분별 단계(730)에 의해 생성될 수 있다. 임의적으로, 분별 단계는 복수의 저 비등 범위 분획(731)을 생성할 수 있다.

도 7은 경질 중성 공정처리 블럭 동안의 공정처리 시스템의 예를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 스위트 공정처리 단계(750)로의 공급물(752)은 경질 중성 저장소(742)로부터 유도된 공급물에 해당한다. 스위트 공정처리 단계(750)는 적어도 탈랍 촉매를 포함할 수 있고, 임의적으로 수첨 분해 촉매 및 방향족 포화 촉매 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 이어서, 스위트 공정처리 단계(750)로부터의 탈랍된 유출물(755)은 분별 장치(760)로 보내져 경질 중성 베이스 스톡 생성물(762)을 형성할 수 있다. 연료 및/또는 경질분에 상응하는 저 비등점 분획(761)이 또한 분별 장치(760)에 의해 분리될 수 있다. 임의적으로, 경질 중성 베이스 스톡(762)의 일부가 재순환될 수 있다. 경질 중성 베이스 스톡(762)의 재순환된 부분은, 재순환되는 공급물 부분(771)으로서 및/또는 경질 중성 저장소(742)에 첨가되는 재순환 부분(772)로서 사용될 수 있다. 공급물의 일부로서 사용되는 부분(771)을 재순환시키는 것은, 사워 공정처리 단계(720)에서 촉매의 수명을 연장시키는데 이로울 수 있다. 부분(772)을 경질 중성 저장소(742)로 재순환시키는 것은 전환율 및/또는 VI를 증가시키는데 유익할 수 있다.

도 8은 중질 중성 블럭의 공정처리 동안의 동일한 공정처리 구성을 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, 스위트 공정처리 단계(750)로의 공급물(754)은 중질 중성 저장소(744)로부터 유도된다. 스위트 공정처리 단계(750)로부터의 탈랍된 유출물(755)은 분별되어(760), 저 비등점 부분(761), 중질 중성 베이스 스톡 생성물(764) 및 경질 중성 베이스 스톡 생성물(762)을 형성한다. 중질 중성 베이스 스톡을 형성하기 위한 블럭 조작이 경질 중성 생성물(762) 및 중질 중성 생성물(764) 둘다를 생성하기 때문에, 다양한 임의적인 재순환 스트림이 또한 사용될 수 있다. 도 8에 도시된 예에서, 추가로, 임의적인 재순환 부분(781 및 784)은 중질 중성 생성물(764)의 재순환을 위해 사용될 수 있다. 상기 부분(781 및 784)의 재순환은 상기 부분(771 및/또는 772)의 재순환의 경우와 유사한 이점을 제공할 수 있다.

도 9는 브라이트 스톡 블럭의 공정처리 동안의 동일한 공정처리 구성을 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, 스위트 공정처리 단계(750)로의 공급물(756)은 브라이트 스톡 저장소(746)로부터 유도된다. 스위트 공정처리 단계(750)로부터의 탈랍된 유출물(755)은 분별(760)되어, 저 비등점 부분(761), 기저부 생성물(766), 중질 중성 베이스 스톡 생성물(764) 및 경질 중성 베이스 스톡 생성물(762)을 형성한다. 그 다음 기저부 생성물(766)을 추출하여(790), 브라이트 스톡(768)를 형성할 수 있다. 추출 장치(790)에서 생성된 방향족 추출물(793)이 예를 들어 탈아스팔트 장치(710)로의 공급물의 일부로서 사용하기 위해 재순환될 수 있다.

브라이트 스톡을 형성하기 위한 블럭 조작은 브라이트 스톡 생성물(768) 뿐만 아니라 경질 중성 생성물(762) 및 중질 중성 생성물(764)의 생성을 초래하기 때문에, 다양한 임의적인 재순환 스트림이 또한 사용될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 임의적인 재순환 부분(771 및 772)는 경질 중성 생성물(762)의 재순환을 위해 사용될 수 있고, 반면에 임의적인 재순환 부분(781 및 784)는 중질 중성 생성물(764)의 재순환에 사용될 수 있다. 또한, 임의적인 재순환 부분(791 및 796)은 기저부 생성물(766)의 재순환에 사용될 수 있다. 상기 부분(791 및 796)의 재순환은 상기 부분 (771, 772, 781 및/또는 784)의 재순환의 이점과 유사한 이점을 제공할 수 있다.

실시예 1

표 1에 나타낸 탈아스팔팅된 오일 및 진공 가스 오일 혼합물을 도 3과 유사한 구성으로 공정처리하였다.

표 1 - 펜탄 탈아스팔팅된 오일(6 5% ) 및 진공 가스 오일(3 5% ) 특성

표 1의 탈아스팔팅된 오일은 50 부피% 탈금속화 촉매, 42.5 부피% 수첨 처리 촉매 및 7.5 부피% 수첨 분해 촉매의 촉매 충전물에 대해 0.2 hr^-1 LHSV, 8000 SCF/b의 처리 가스 유속, 및 2250 psig의 압력에서 처리되었다. 탈금속화 촉매는 상업적으로 입수가능한 큰 기공의 지지된 탈금속화 촉매였다. 수첨 처리 촉매는 상업적으로 입수가능한 지지된 NiMo 수첨 처리 촉매와 상업적으로 입수가능한 벌크 NiMo 촉매의 적층 베드였다. 수첨 분해 촉매는 산업에서 사용되는 표준 증류물 선택적 촉매였다. 이러한 촉매는 전형적으로 제올라이트/알루미나 지지체 상에 NiMo 또는 NiW를 포함한다. 이러한 촉매는 전형적으로, 34.38 옹스트롬 미만의 단위 셀 크기를 갖는 제올라이트를 40 중량% 미만 양으로 갖는다. 바람직한 제올라이트 함량은 25 중량% 미만일 수 있고/있거나 바람직한 단위 셀 크기는 24.32 옹스트롬 미만일 수 있다. 그러한 촉매에 대한 활성은 제올라이트의 단위 셀 크기와 관련될 수 있으므로, 촉매의 활성은 제올라이트의 양을 선택함으로써 조정될 수 있다. 공급물을 745℉(396℃)에서 탈금속화 촉매에 노출시키고, 등온 방식으로 수첨 처리 및 수첨 분해 촉매의 조합물에 405℃(761℉)에서 노출시켰다.

상기 공정처리 조건의 결과, 510℃에 대한 전환율이 73.9 중량%였고, 370℃에 대한 전환율이 50 중량%였다. 수소 처리된 유출물을 분리하여 370℃+ 부분에서 연료 비등 범위 부분을 제거했다. 생성된 370℃+ 부분을 추가로 수소 처리하였다. 추가의 수소 처리는, 370℃+ 부분을 ZSM-48 상의 0.6 중량% Pt 탈랍 촉매 (실리카 대 알루미나 비 70:1, 65 중량% 제올라이트 대 35 중량% 결합제)에 노출시킨 후 MCM-41 상의 0.3 중량% Pt/0.9 중량% Pd 방향족 포화 촉매 (65 중량% 제올라이트 대 35 중량% 결합제)에 노출시키는 것을 포함하였다. 운전 조건은 수소 압력 2400 psig, 처리 가스 유속 5000 SCF/b, 탈랍 온도 658℉(348℃), 탈랍 촉매 공간 속도 1.0 hr^-1, 방향족 포화 온도 460℉(238℃) 및 방향족 포화 촉매 공간 속도 1.0 hr^-1을 포함하였다. 접촉 탈랍된 유출물의 560℃+ 부분의 특성을 표 2에 나타내었다. 접촉 탈랍된 유출물로부터 유도된 추출물 분획 및 라피네이트 분획에 대한 특성이 또한 제시된다.

표 2 - 접촉 탈랍된 유출물

접촉 탈랍된 유출물 생성물은 초기에 투명했지만 2 일 이내에 헤이즈가 발달되었다. 표 2에서, 접촉 탈랍된 유출물 생성물의 용매 탈랍은, 부분적으로 이전의 접촉 탈랍의 가혹도 정도로 인해, 구름점을 현저히 감소시키지 않고 (용매 탈랍후의 구름점 6.5℃), 단지 약 1 중량%의 왁스만을 제거하였다. 그러나, 표 2에서, 용매/물 비 1 및 100℃의 온도에서 N-메틸피롤리돈 (NMP)으로 접촉 탈랍된 생성물은, -24℃의 구름점을 갖는 투명한 브라이트 생성물을 낳았으며, 이는 헤이즈 형성에 대해 안정한 것으로 나타났다. 상기 추출은 또한 접촉 탈랍된 생성물의 방향족 함량을 약 2 중량%의 방향족에서 약 1 중량%의 방향족으로 감소시켰다. 이는, 접촉 탈랍된 유출물의 3-고리 방향족 함량 (초기에는 약 0.2 중량%)을 약 80% 감소시키는 것을 포함하였다. 이 결과는, 왁스질 헤이즈 형성과 브라이트 스톡 내의 다핵 방향족 화합물의 존재 사이의 잠재적인 관계를 나타낸다.

실시예 2

실시예 1과 유사한 공급물을 도 2와 유사한 구성으로 공정처리하였으며, 다양한 공정처리 조건이 수정되었다. 초기 수소 처리 가혹도는 실시예 1의 조건에 비해 감소되어, 초기 수소 처리 전환율은 510℃에 대해 59 중량% 및 370℃에 대해 34.5 중량%였다. 이러한 낮은 전환율은, 739℉(393℃)에서 탈금속화 촉매를, 756℉(402℃)에서 수첨 처리/수첨 분해 촉매 조합물을 작동시킴으로써 달성되었다.

수소 처리된 유출물을 분리하여 수소 처리된 유출물의 370℃+ 부분에서 연료 비등 범위 부분을 제거했다. 이어서, 370℃+ 부분을 수첨 분해 촉매 및 탈랍 촉매 상에서 제 2 수소 처리 단계에서 처리하였다. 추가적으로, 수첨 분해 촉매 이전에 소량의 수첨 처리 촉매 (수첨 처리 촉매 LHSV 10 hr^{- 1})가 포함되었고, 공급물은 수첨 분해 촉매와 실질적으로 동일한 조건하에 상기 수첨 처리 촉매에 노출되었다. 반응 조건은 2400 psig의 수소 압력 및 5000 SCF/b의 처리 가스 유속을 포함하였다. 제 1 실행에서, 제 2 수소 처리 조건은 수소 처리된 유출물을 언더-탈랍하는 것으로 선택되었다. 언더-탈랍 조건은 675℉(357℃)의 수첨 분해 온도, 1.2 hr^-1의 수첨 분해 촉매 LHSV, 615℉(324℃)의 탈랍 온도, 1.2 hr^-1의 탈랍 촉매 LHSV, 460℉(238℃)의 방향족 포화 온도 및 1.2 hr^-1의 방향족 포화 촉매 LHSV에 상응하였다. 제 2 실행에서, 제 2 수소 처리 조건은 수소 처리된 유출물을 더 높은 가혹도로 탈랍하도록 선택되었다. 더 높은 가혹도의 탈랍 조건은 675℉(357℃)의 수첨 분해 온도, 1.2 hr^-1의 수첨 분해 촉매 LHSV, 645℉(340℃)의 탈랍 온도, 1.2 hr^-1의 탈랍 촉매 LHSV, 460℉(238℃)의 방향족 포화 온도 및 1.2 hr^-1의 방향족 포화 촉매 LHSV에 상응하였다. 접촉 탈랍된 유출물의 510℃+ 부분을 표 3에 나타내었다.

표 3 - 접촉 탈랍된 유출물

표 3의 두 샘플 모두 초기에 밝고 투명했지만, 1 주 이내에 두 샘플 모두에서 헤이즈가 나타났다. 두 샘플 모두 용매 탈랍되었다. 이는 언더-탈랍된 샘플의 왁스 함량을 6.8 중량%로 감소시켰고, 더 높은 가혹도 탈랍 샘플의 왁스 함량을 1.1 중량%로 감소시켰다. 더 높은 가혹도의 탈랍 샘플은 여전히 약간의 헤이즈를 보였다. 그러나, 언더-탈랍된 샘플은 용매 탈랍 후 -21℃의 구름점을 가지며 헤이즈 형성에 대해 안정한 것으로 나타났다.

실시예 3 - 점도 및 점도 지수 관계

도 4는 탈아스팔팅된 오일로부터 형성된 윤활유 베이스 스톡에 대한 공정처리 가혹도, 동적 점도 및 점도 지수 사이의 관계의 예를 도시한다. 도 4의 데이터는 잔유 공급물에 대해 75 중량% 수율로 펜탄 탈아스팔팅된 오일로부터 형성된 윤활유 베이스 스톡에 해당한다. 탈아스팔팅된 오일은 용매 탈랍된 VI 75.8 및 100℃에서 용매 탈랍된 동적 점도 333.65를 가졌다.

도 4에, 도 1에서와 유사한 구성으로 실시예 1에 기재된 촉매를 사용하여 처리된 탈아스팔팅된 오일에 대한 동적 점도 (우측 축) 및 점도 지수 (좌측 축)가 수소 처리 가혹도 (510℃+ 전환)의 함수로서 도시된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수소 처리 가혹도를 증가시키면 VI 상승을 제공할 수 있어, 탈아스팔팅된 오일이 (용매 탈랍 후) 윤활유 베이스 스톡으로 전환될 수 있다. 그러나 가혹도를 증가시키면 베이스 스톡의 510℃+ 부분의 동적 점도가 감소되며, 이는 브라이트 스톡의 수율을 제한할 수 있다. 용매 탈랍된 생성물의 370℃ 내지 510℃ 부분은 경질 중성 및/또는 중질 중성 베이스 스톡을 형성하기에 적합할 수 있고, 510℃+ 부분은 브라이트 스톡 및/또는 중질 중성 베이스 스톡을 형성하기에 적합할 수 있다.

실시예 4 - 스위트 및 사워 수첨 분해에서의 변형

시험 공급물로부터 그룹 II 베이스 스톡을 형성하는 방법을 제공하는 것 이외에, 본원에 기술된 방법은 또한 사워 조건 대 스위트 조건에서 수행되는 전환의 양을 변화시킴으로써 공급물로부터 형성된 베이스 스톡의 분포를 제어하는데 사용될 수 있다. 이것은 도 5에 도시된 결과에 의해 설명된다.

도 5에서, 위쪽의 2 개의 곡선은, 원하는 점도의 윤활유 베이스 스톡을 형성하는데 사용된 컷 포인트 (하단 축)와 생성 베이스 스톡의 점도 지수 (좌측 축) 사이의 관계를 도시한다. ○ 표시의 데이터 포인트에 상응하는 곡선은 도 2와 유사한 구성 (이때 모든 수첨 분해는 사워 단계에서 수행됨)을 사용한 C₅ 탈아스팔팅된 오일의 공정처리를 나타낸다. □ 표시의 데이터 포인트에 해당하는 곡선은, 사워 단계에서 수첨 분해 전환의 대략 절반을 수행하고 스위트 단계에서(접촉 탈랍과 함께) 나머지 수첨 분해 전환을 수행하는 것에 상응한다. 위쪽 곡선 각각의 개별 데이터 포인트는, 사워 공정처리 단계에 도입된 베이스 스톡의 양에 대한 상이한 베이스 스톡 각각의 수율을 나타낸다. 각 곡선 내의 데이터 포인트를 합산하는 것은 베이스 스톡의 동일한 총 수율을 보여주며, 이는, 동일한 총량의 수첨 분해 전환이 두 가지 유형의 공정 실행으로 수행되었다는 사실을 반영한다. 수첨 분해 전환의 위치 (모두 사워, 또는 사워와 스위트로 분할)만 변화되었다.

아래쪽 곡선 쌍은 동일한 쌍의 공정 실행에 대한 추가 정보를 제공한다. 위쪽 곡선 쌍과 관련하여, 아래쪽 곡선 쌍의 ☆ 표시의 데이터 포인트는 모든 사워 단계에서의 수첨 분해를 나타내고, ◇ 표시의 데이터 포인트는 사워 단계와 스위트 단계 사이의 수첨 분해의 분할에 상응한다. 곡선의 아래쪽 쌍은 컷 포인트 (하단 축)과 100℃에서의 결과적인 동적 점도 (우측 축) 사이의 관계를 보여준다. 아래쪽 곡선 쌍에 표시된 바와 같이 세 개의 컷 포인트는 경질 중성 베이스 스톡 (5 또는 6 cSt), 중질 중성 베이스 스톡(10 내지 12 cSt) 및 브라이트 스톡 (약 30 cSt)의 형성을 나타낸다. 아래쪽 곡선에 대한 개별 데이터 포인트는 또한 생성 베이스 스톡의 유동점을 나타낸다.

도 5에 도시된 바와 같이, 수첨 분해가 수행되는 조건을 변경하면 생성 윤활유 베이스 스톡의 성질을 변경할 수 있다. 제 1 (사워) 수소 처리 단계 중에 모든 수첨 분해 전환을 수행하면 중질 중성 베이스 스톡 및 브라이트 스톡 생성물에 대한 점도 지수 값이 높아지면서 또한 중질 중성 베이스 스톡의 수율이 증가될 수 있다. 스위트 조건에서 수첨 분해의 일부를 수행하면 중질 중성 베이스 스톡 수율이 감소하면서 경질 중성 베이스 스톡 및 브라이트 스톡의 수율이 증가되었다. 스위트 조건 하에서 수첨 분해의 일부를 수행하는 것은 또한, 중질 중성 베이스 스톡 및 브라이트 스톡 생성물에 대한 점도 지수 값을 감소시켰다. 이는, 사워 조건 대 스위트 조건 하에서 수행된 전환 양을 변화시킴으로써 베이스 스톡의 수율 및/또는 베이스 스톡의 생성 품질이 변경될 수 있다는 것을 입증한다.

실시예 5 - 블럭화된 조작

도 7 내지 9에 도시된 구성과 유사한 구성을 사용하여, 실질적으로 510℃+ 성분을 포함하는 잔유-유형 공급물을 공정처리하였다. 이 실시예의 구성은 사워 단계 용 또는 추가의 스위트 단계 공정처리용 공급물의 일부로서 생성물을 재순환하는 것을 포함하지 않았다. 공급물은 n-펜탄을 사용하여 초기에 탈아스팔팅되어, 75 중량%의 탈아스팔팅된 오일 및 25 중량%의 탈아스팔트 장치 락 또는 잔류물을 생성하였다. 생성된 탈아스팔팅된 오일은 12.3의 API 도(gravity), 3.46 중량%의 황 함량 및 약 2760 wppm의 질소 함량을 가졌다. 이어서, 탈아스팔팅된 오일은 4 개의 촉매 베드를 포함하는 초기 사워 수소 처리 단계에서 수소 처리되었다. 처음 두 촉매 베드는 상업적으로 입수가능한 탈금속화 촉매에 상응하였다. 제 3 촉매 베드는 상업적으로 입수가능한 벌크 금속 수첨 처리 촉매를 적어도 일부 포함하는 상업적으로 입수가능한 수첨 처리 촉매에 상응하였다. 제 4 촉매 베드는 상업적으로 입수가능한 수첨 분해 촉매를 포함하였다. 각 촉매 베드로부터의 유출물은 다음 촉매 베드로 캐스케이드(cascade)식으로 연결되었다. 각 촉매 베드를 가로지르는 평균 반응 온도는 제 1 탈금속화 촉매 베드에 대해 378℃, 제 2 탈금속화 촉매 베드에 대해 388℃, 수첨 처리 촉매 베드에 대해 389℃, 수첨 분해 촉매 베드에 대해 399℃였다. 사워 수소 처리 단계에서 촉매의 총 부피에 대한 공급물의 유속은 0.16 hr^-1의 LHSV이었다. 수소 분압은 2500 psia(17.2 MPa-a)였고 수소 처리 가스 유속은 8000 SCF/b (약 1420 Nm³/m³)였다. 이러한 조건에서 수소 처리는 대략 2300 SCF/b (약 400 Nm³/m³)를 소비했다. 상기 조건은 370℃에 대해 대략 50 중량%의 전환율을 나타냈다.

초기 사워 단계에서 공정처리한 후, 분별 장치를 사용하여 수소 처리된 유출물을 여러 분획으로 분리하였다. 분획들은 경질분, 적어도 하나의 연료 분획, 경질 중성 분획, 중질 중성 분획 및 브라이트스톡 분획을 포함하였다. 표 4는 초기 사워 단계로부터의 수소 처리된 유출물에 관한 추가 세부 사항을 보여준다.

표 4 - 수소 처리된 유출물 ( 사워 단계)

이어서, 초기 사워 수소 처리 단계로부터의 경질 중성, 중질 중성 및 브라이트스톡 분획을 귀금속 수첨 분해 촉매 (알루미나-결합된 USY 상의 0.6 중량% Pt) 및 귀금속 탈랍 촉매 (예를 들어, 알루미나 결합된 ZSM-48 상의 0.6 중량% Pt)의 존재 하에 추가로 수소 처리하였다. 각 분획에 대한 스위트 단계 조건은 원하는 VI 값을 달성하기 위해 개별적으로 선택되었다.

경질 중성 공급물의 경우, 스위트 단계 조건은 370℃에 대해 대략 30 중량%의 전환율을 달성하도록 선택되었다. 이로써, 경질 중성 공급물에 대해 70.6 중량%의 수율로 경질 중성 윤활유 베이스 스톡이 생성되었다. 생성된 경질 중성 베이스 스톡은 109.9의 VI 및 100℃에서 5.8 cSt의 동적 점도를 가졌다. 중질 중성 베이스 스톡의 경우 스위트 단계 조건은 370℃에 대해 대략 6%의 전환율을 달성하도록 선택되었다. 이로써 중질 중성 공급물에 대해 93.7 중량%의 수율로 중질 중성 윤활유 베이스 스톡이 생성되었다. 생성된 중질 중성 베이스 스톡은 106.6의 VI 및 100℃에서 11.7 cSt의 동적 점도를 가졌다. 브라이트스톡 공급물의 경우 370℃에 대해 약 30%의 전환율을 달성할 수 있도록 스위트 단계 조건을 선택했다. 이로써 브라이트 스톡 공급물에 대해 54.3중량%의 수율로 브라이트스톡 베이스 스톡이 생성되었다. 생성된 브라이트스톡 베이스 스톡은 103의 VI 및 32 cSt의 100℃에서의 동적 점도를 가졌다. 추가적으로, 6cSt의 100℃에서의 동적 점도 및 약 100의 점도 지수를 갖는 경질 중성 윤활유 비등 범위 생성물 16.1 중량%의 수율이 생성되었다. 이 추가의 경질 중성 윤활유 비등 범위 생성물은 임의적으로, 경질 중성 또는 중질 중성 공정처리 블럭 중 어느 하나로 재순환시키기에 적합하였다. 이것은, 예를 들어, 경질 중성 또는 중질 중성 공정처리 블럭을 감소된 온도에서 작동시키는 것을 허용할 수 있다 (조합된 공급물 중의 더 감소된 질소로 인해). 이러한 감소된 온도는 재순환된 생성물에 존재할 수 있는 임의의 추가적인 방향족을 더 감소시키는데 유리할 수 있다. 대안적으로, 상기 추가의 경질 중성 생성물은, 추가의 업그레이드를 위해 초기 사워 단계로 재순환될 수 있지만, 윤활유 생성물이 아닌 연료의 추가 생성으로 이어질 수도 있다.

실시예 6 - 고 전환율의 베이스 스톡 ( 브라이트 스톡 포함)의 제조

윤활유 제조용 공급물로서 C₅ DAO를 사용하여 또 다른 일련의 공정을 수행하였다(75 중량% 수율). 이 구성은 실시예 5와 유사하였다. 스위트 처리 단계에 블럭 공정처리가 사용되었다. 경질 중성, 중질 중성 및 브라이트스톡 부분을, 370℃에 대해 2 가지의 전환율을 갖는 조건에서 처리하였다. 제 1 세트의 실행에서는, 사워 단계 및 스위트 단계 총 전환율이 60 중량%였다. 제 2 세트의 실행에서는, 사워 단계 및 스위트 단계 총 전환율이 82 중량%였다. 단일 통과 동안의 높은 전환율로, 재순환되는 윤활유 생성물의 임의의 부분은 잠재적으로 70 중량% 초과, 또는 75 중량% 초과, 또는 80 중량% 초과, 예컨대 90 중량% 또는 그 이상까지의 전환율을 겪을 수 있음에 주목한다.

통상적으로, 윤활유 제조 중 공급 원료의 약 70 중량% 초과의 전환은 생성된 윤활유 생성물에 대해 점도 지수의 큰 감소를 초래하는 것으로 여겨진다. 특정 이론에 구속됨이 없이, 이는, 높은 전환율 수준에서 공급물에 의한 이소파라핀의 전환에 부분적으로 기인한 것으로 여겨진다. 놀랍게도, 높은 수율의 탈아스팔팅된 오일 (예를 들어, 적어도 50 중량%의 탈아스팔팅 수율)로부터 유도된 공급물은 VI의 실질적인 감소 없이 70 중량% 이상의 전환율을 겪을 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이것은, 고 수율 탈아스팔팅된 오일로부터 유도된 윤활유 공급물의 비정상적으로 높은 방향족 함량과 관련이 있는 것으로 생각된다.

표 5는 경질 중성 생성물, 중질 중성 생성물 및 브라이트 스톡 생성물의 블럭 조작 동안 제조에 대한 60 중량% 및 82 중량%의 전환량 (초기 사워 단계 및 제 2 스위트 단계에 걸친 총 전환)에서의 본 실시예에서 C₅ DAO 공급물 처리 결과를 보여준다. 표 5에 나타낸 바와 같이, 총 전환율을 증가시키면 필적할만 하거나 (또는 잠재적으로 더 높은) 점도 지수 값을 갖는 생성물이 생성되는 동시에 실질적으로 감소된 유동점 값을 갖는 생성물이 생성될 수 있다.

표 5 - 다양한 전환율에서의 생성물 특성

추가의 실시양태

실시양태 1. 제 1 유효 수소 처리 조건하에 370℃+ 분획을 포함하는 공급 원료를 수소 처리하여 수소 처리된 유출물을 형성하는 단계(이때, 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부는 방향족 함량이 적어도 약 50 중량%이고, 수소 처리된 유출물은 황 함량 300 wppm 이하, 질소 함량 100 wppm 이하 또는 이들의 조합을 포함함); 상기 수소 처리된 유출물을 분리하여, 적어도, 370℃ 이상의 T₅ 증류점 및 100℃에서 6 cSt 내지 20 cSt (또는 8 cSt 내지 16 cSt 또는 10 cSt 내지 14 cSt)의 동적 점도를 포함하는 제 1 분획을 형성하는 단계; 접촉 탈랍 조건을 포함하는 제 2 유효 수소 처리 조건하에 상기 제 1 분획의 적어도 일부를 수소 처리하여, 370℃+ 부분을 포함하는 접촉 탈랍된 유출물을 형성하는 단계; 및 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분의 적어도 일부를 용매 추출하여 용매 처리된 유출물을 형성하는 단계를 포함하는, 윤활유 베이스 스톡의 제조 방법.

실시양태 2. 공급 원료의 적어도 약 50 중량%의 탈아스팔팅된 오일 수율을 생성하는 효과적인 용매 탈아스팔팅 조건 하에서, 적어도 약 370℃ (또는 적어도 약 400℃, 또는 적어도 약 450℃, 또는 적어도 약 500℃)의 T5 비등점을 갖는 공급 원료에 대해, 임의적으로 C₄₊ 용매를 사용하여, 용매 탈아스팔팅을 수행하는 단계; 제 1 유효 수소 처리 조건하에 상기 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부를 수소 처리하여 수소 처리된 유출물을 형성하는 단계로서, 상기 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부는 적어도 약 50 중량%의 방향족 함량을 가지며, 상기 수소 처리된 유출물은 황 함량 300 wppm 이하, 질소 함량 100 wppm 이하, 또는 이들의 조합을 포함하는, 단계; 상기 수소 처리된 유출물을 분리하여, 적어도, 370℃ 이상의 T₅ 증류점 및 100℃에서 6 cSt 내지 20 cSt (또는 8 cSt 내지 16 cSt 또는 10 cSt 내지 14 cSt)의 동적 점도를 포함하는 제 1 분획을 형성하는 단계; 접촉 탈랍 조건을 포함하는 제 2 유효 수소 처리 조건하에 상기 제 1 분획의 적어도 일부를 수소 처리하여, 370℃+ 부분을 포함하는 접촉 탈랍된 유출물을 형성하는 단계; 및 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분의 적어도 일부를 용매 추출하여 용매 처리된 유출물을 형성하는 단계를 포함하는, 윤활유 베이스 스톡의 제조 방법.

실시양태 3. 제 1 유효 수소 처리 조건하에 370℃+ 분획을 포함하는 공급 원료를 수소 처리하여 수소 처리된 유출물을 형성하는 단계로서, 이때 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부는 적어도 약 50 중량%의 방향족 함량을 가지며, 상기 수소 처리된 유출물은 황 함량 300 wppm 이하, 질소 함량 100 wppm 이하, 또는 이들의 조합을 포함하는, 단계; 상기 수소 처리된 유출물을 분리하여, 적어도, 370℃ 이상의 370℃의 T₅ 증류점을 갖는 제 1 분획을 형성하는 단계; 접촉 탈랍 조건을 포함하는 제 2 유효 수소 처리 조건하에 상기 제 1 분획의 적어도 일부를 수소 처리하여, 370℃+ 부분을 포함하는 접촉 탈랍된 유출물을 형성하는 단계로서, 이때 상기 370℃+ 부분은, 100℃에서 6 cSt 내지 20 cSt (또는 8 cSt 내지 16 cSt 또는 10 cSt 내지 14 cSt)의 동적 점도를 포함하는 제 2 분획을 포함하는, 단계; 및 상기 제 2 분획의 적어도 일부를 용매 추출하여 용매 처리된 유출물을 형성하는 단계를 포함하는, 윤활유 베이스 스톡의 제조 방법.

실시양태 4. 적어도 약 370℃ (또는 약 400℃, 또는 적어도 약 450℃, 또는 적어도 약 500℃)의 T₅ 비등점을 갖는 공급 원료에 대해, 공급 원료의 적어도 약 50 중량%의 탈아스팔팅된 오일 수율을 생성하는 효과적인 용매 탈아스팔팅 조건 하에, 임의적으로 C₄₊ 용매를 사용하여, 용매 탈아스팔팅을 수행하는 단계; 제 1 유효 수소 처리 조건하에 상기 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부를 수소 처리하여 수소 처리된 유출물을 형성하는 단계로서, 상기 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부는 적어도 약 50 중량%의 방향족 함량을 가지며, 상기 수소 처리된 유출물은 황 함량 300 wppm 이하, 질소 함량 100 wppm 이하, 또는 이들의 조합을 포함하는, 단계; 상기 수소 처리된 유출물을 분리하여, 적어도, 370℃ 이상의 T₅ 증류점을 갖는 제 1 분획을 형성하는 단계; 접촉 탈랍 조건을 포함하는 제 2 유효 수소 처리 조건하에 상기 제 1 분획의 적어도 일부를 수소 처리하여, 370℃+ 부분을 포함하는 접촉 탈랍된 유출물을 형성하는 단계로서, 이때 상기 370℃+ 부분은, 100℃에서 6 cSt 내지 20 cSt (또는 8 cSt 내지 16 cSt 또는 10 cSt 내지 14 cSt)의 동적 점도를 포함하는 제 2 분획을 포함하는, 단계; 및 상기 제 2 분획의 적어도 일부를 용매 추출하여 용매 처리된 유출물을 형성하는 단계를 포함하는, 윤활유 베이스 스톡의 제조 방법.

실시양태 5. 실시양태 3 또는 4에 있어서, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 적어도 일부를 분리하여 제 2 분획을 형성하거나 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분의 적어도 일부를 분리하여 제 2 분획을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.

실시양태 6. 선행 실시양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 용매 처리된 유출물이 적어도 80의 VI 및 6 cSt 내지 20 cSt의 100℃에서의 동적 점도를 갖는, 방법.

실시양태 7. 선행 실시양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 용매 처리된 유출물이 -6℃ 이하 (또는 -10℃ 이하 또는 -15℃ 이하 또는 -20℃ 이하)의 유동점, -2℃ 이하 (또는 -5℃ 이하 또는 -10℃ 이하 또는 -15℃ 이하 또는 -20℃ 이하)의 구름점, 또는 이들의 조합을 갖는, 방법.

실시양태 8. 선행 실시양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 용매 추출 단계는 N-메틸피롤리돈, 푸르푸랄, 페놀 또는 이들의 조합물로 용매 추출하는 것을 포함하는, 방법.

실시양태 9. 선행 실시양태 2 또는 4 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 탈아스팔팅된 오일의 수율이 55 중량% 이상, 또는 60 중량% 이상, 또는 65 중량% 이상, 또는 70 중량% 이상 또는 75 중량% 이상이거나, 또는 탈아스팔팅된 오일이 상기 탈아스팔팅된 오일의 중량을 기준으로 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%, 또는 적어도 65 중량%, 또는 적어도 70 중량%의 방향족 함량을 갖거나, 또는 이들의 조합인, 방법.

실시양태 10. 선행 실시양태 2 또는 4 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 상기 C₄₊ 용매가 C₅₊ 용매, 2 종 이상의 C₅ 이성질체의 혼합물, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 방법.

실시양태 11. 선행 실시양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 용매 처리된 유출물이 80 내지 160, 또는 80 내지 140, 또는 80 내지 120, 또는 90 내지 160, 또는 90 내지 140, 또는 90 내지 120, 또는 100 내지 160, 또는 100 내지 140, 또는 120 내지 160, 또는 120 내지 140의 점도 지수를 갖는, 방법.

실시양태 12. 선행 실시양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 226 nm에서의 흡수율이 0.020 이상, 또는 0.025 이상, 또는 0.030 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 226 nm에서의 흡수율이 0.020 미만, 또는 0.018 미만, 또는 0.016 미만인, 방법.

실시양태 13. 선행 실시양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 254 nm에서의 흡수율이 0.010 이상, 또는 0.012 이상, 또는 0.014 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 254 nm에서의 흡수율이 0.010 미만, 또는 0.008 미만, 0.006 미만 또는 0.004 미만인, 방법.

실시양태 14. 선행 실시양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 275 nm에서의 흡수율이 0.010 이상, 또는 0.012 이상, 또는 0.014 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 275 nm에서의 흡수율이 0.010 미만, 또는 0.008 미만, 0.006 미만 또는 0.004 미만인, 방법.

실시양태 15. 선행 실시양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 302 nm에서의 흡수율이 0.020 이상, 또는 0.025 이상, 또는 0.030 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 302 nm에서의 흡수율이 0.010 미만, 또는 0.008 미만, 0.006 미만 또는 0.004 미만인, 방법.

실시양태 16. 선행 실시양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 310 nm에서의 흡수율이 0.030 이상, 또는 0.035 이상, 또는 0.040 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 310 nm에서의 흡수율이 0.010 미만, 또는 0.008 미만, 0.006 미만 또는 0.004 미만인, 방법.

실시양태 17. 선행 실시양태 중 어느 하나에 있어서, 상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 325 nm에서의 흡수율이 0.010 이상, 또는 0.012 이상, 또는 0.014 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 325 nm에서의 흡수율이 0.010 미만, 또는 0.008 미만, 0.006 미만 또는 0.004 미만인, 방법.

실시양태 18. 실시양태 1 내지 17 중 어느 하나에 따라 생성된 용매 처리된 유출물.

실시양태 19. 실시양태 18의 용매 처리된 유출물로부터 형성되며, 임의적으로 첨가제를 포함하는, 제형화된 윤활제.

수치 하한 및 수치 상한이 본원에 열거되면, 임의의 하한에서 임의의 상한까지의 범위가 고려된다. 본 발명의 예시적인 실시양태가 특정되어 설명되었지만, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 당업자에 의해 다양한 다른 수정이 명백하게 및 용이하게 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 여기에 첨부된 특허 청구 범위는 본원에 설명된 예 및 설명에 한정되는 것으로 의도되지 않으며, 오히려 특허 청구 범위는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 균등물로서 취급하는 모든 특징을 비롯하여 본 발명에 속하는 특허가능한 신규성있는 모든 특징을 포함하는 것으로서 해석되어야 한다.

본 발명은 다수의 실시예 및 특정 예를 참조하여 상술되었다. 전술한 상세한 설명에 비추어 많은 변형이 당업자에게 제안될 것이다. 이러한 모든 명백한 변형은 첨부된 청구 범위의 의도된 전체 범위 내에 있다.

Claims (20)

1. 제 1 유효 수소 처리 조건하에 370℃+ 분획을 포함하는 공급 원료를 수소 처리하여 수소 처리된 유출물을 형성하는 단계로서, 이때 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부는 적어도 약 50 중량%의 방향족 함량을 갖고, 상기 수소 처리된 유출물은 황 함량 300 wppm 이하, 질소 함량 100 wppm 이하 또는 이들의 조합을 포함하는, 단계;
   상기 수소 처리된 유출물을 분리하여, 적어도, 370℃ 이상의 T₅ 증류점 및 6 cSt 내지 20 cSt의 100℃에서의 동적 점도(kinematic viscosity)를 갖는 제 1 분획을 형성하는 단계;
   접촉 탈랍(catalytic dewaxing) 조건을 포함하는 제 2 유효 수소 처리 조건하에 상기 제 1 분획의 적어도 일부를 수소 처리하여, 370℃+ 부분을 포함하는 접촉 탈랍된 유출물을 형성하는 단계; 및
   상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분의 적어도 일부를 용매 추출하여 용매 처리된 유출물을 형성하는 단계
   를 포함하는, 윤활유 베이스 스톡의 제조 방법.
2. 공급 원료의 적어도 약 50 중량%의 탈아스팔팅된(deasphalted) 오일 수율을 생성하는 효과적인 용매 탈아스팔팅 조건 하에, 적어도 약 370℃ (또는 적어도 약 400℃, 또는 적어도 약 450℃, 또는 적어도 약 500℃)의 T5 비등점을 갖는 공급 원료에 대해, 임의적으로 C₄₊ 용매를 사용하여, 용매 탈아스팔팅을 수행하는 단계;
   제 1 유효 수소 처리 조건하에 상기 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부를 수소 처리하여 수소 처리된 유출물을 형성하는 단계로서, 이때 상기 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부는 적어도 약 50 중량%의 방향족 함량을 갖고, 상기 수소 처리된 유출물은 황 함량 300 wppm 이하, 질소 함량 100 wppm 이하, 또는 이들의 조합을 포함하는, 단계;
   상기 수소 처리된 유출물을 분리하여, 적어도, 370℃ 이상의 T₅ 증류점 및 6 cSt 내지 20 cSt의 100℃에서의 동적 점도(kinematic viscosity)를 갖는 제 1 분획을 형성하는 단계;
   접촉 탈랍 조건을 포함하는 제 2 유효 수소 처리 조건하에 상기 제 1 분획의 적어도 일부를 수소 처리하여, 370℃+ 부분을 포함하는 접촉 탈랍된 유출물을 형성하는 단계; 및
   상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분의 적어도 일부를 용매 추출하여 용매 처리된 유출물을 형성하는 단계
   를 포함하는, 윤활유 베이스 스톡의 제조 방법.
3. 제 1 유효 수소 처리 조건하에 370℃+ 분획을 포함하는 공급 원료를 수소 처리하여 수소 처리된 유출물을 형성하는 단계로서, 이때 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부는 적어도 약 50 중량%의 방향족 함량을 갖고, 상기 수소 처리된 유출물은 황 함량 300 wppm 이하, 질소 함량 100 wppm 이하, 또는 이들의 조합을 포함하는, 단계;
   상기 수소 처리된 유출물을 분리하여, 적어도, 370℃ 이상의 T₅ 증류점을 갖는 제 1 분획을 형성하는 단계;
   접촉 탈랍 조건을 포함하는 제 2 유효 수소 처리 조건하에 상기 제 1 분획의 적어도 일부를 수소 처리하여, 370℃+ 부분을 포함하는 접촉 탈랍된 유출물을 형성하는 단계로서, 이때 상기 370℃+ 부분은, 6 cSt 내지 20 cSt (또는 8 cSt 내지 16 cSt 또는 10 cSt 내지 14 cSt)의 100℃에서의 동적 점도를 갖는 제 2 분획을 포함하는, 단계; 및
   상기 제 2 분획의 적어도 일부를 용매 추출하여 용매 처리된 유출물을 형성하는 단계
   를 포함하는, 윤활유 베이스 스톡의 제조 방법.
4. 적어도 약 370℃ (또는 약 400℃, 또는 적어도 약 450℃, 또는 적어도 약 500℃)의 T₅ 비등점을 갖는 공급 원료에 대해, 공급 원료의 적어도 약 50 중량%의 탈아스팔팅된 오일 수율을 생성하는 효과적인 용매 탈아스팔팅 조건 하에, 임의적으로 C₄₊ 용매를 사용하여, 용매 탈아스팔팅을 수행하는 단계;
   제 1 유효 수소 처리 조건하에 상기 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부를 수소 처리하여 수소 처리된 유출물을 형성하는 단계로서, 상기 탈아스팔팅된 오일의 적어도 일부는 적어도 약 50 중량%의 방향족 함량을 갖고, 상기 수소 처리된 유출물은 황 함량 300 wppm 이하, 질소 함량 100 wppm 이하, 또는 이들의 조합을 포함하는, 단계;
   상기 수소 처리된 유출물을 분리하여, 적어도, 370℃ 이상의 T₅ 증류점을 갖는 제 1 분획을 형성하는 단계;
   접촉 탈랍 조건을 포함하는 제 2 유효 수소 처리 조건하에 상기 제 1 분획의 적어도 일부를 수소 처리하여, 370℃+ 부분을 포함하는 접촉 탈랍된 유출물을 형성하는 단계로서, 이때 상기 370℃+ 부분은, 6 cSt 내지 20 cSt (또는 8 cSt 내지 16 cSt 또는 10 cSt 내지 14 cSt)의 100℃에서의 동적 점도를 포함하는 제 2 분획을 포함하는, 단계; 및
   상기 제 2 분획의 적어도 일부를 용매 추출하여 용매 처리된 유출물을 형성하는 단계
   를 포함하는, 윤활유 베이스 스톡의 제조 방법.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 접촉 탈랍된 유출물의 적어도 일부를 분리하여 제 2 분획을 형성하거나 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분의 적어도 일부를 분리하여 제 2 분획을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 용매 처리된 유출물이 적어도 80의 VI 및 6 cSt 내지 20 cSt의 100℃에서의 동적 점도를 갖는, 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 용매 처리된 유출물이 -6℃ 이하의 유동점, -2℃ 이하의 구름점, 또는 이들의 조합을 갖는, 방법.
8. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용매 추출 단계는 N-메틸피롤리돈, 푸르푸랄, 페놀 또는 이들의 조합물로 용매 추출하는 것을 포함하는, 방법.
9. 제 2 항에 있어서,
   상기 탈아스팔팅된 오일의 수율이 55 중량% 이상이거나, 또는 상기 탈아스팔팅된 오일이 상기 탈아스팔팅된 오일의 중량을 기준으로 적어도 55 중량%의 방향족 함량을 갖거나, 또는 이들의 조합인, 방법.
10. 제 2 항에 있어서,
    상기 C₄₊ 용매가 C₅₊ 용매, 2 종 이상의 C₅ 이성질체의 혼합물, 또는 이들의 조합물을 포함하는, 방법.
11. 제 2 항에 있어서,
    상기 용매 처리된 유출물이 80 내지 160의 점도 지수를 갖는, 방법.
12. 제 2 항에 있어서,
    상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 226 nm에서의 흡수율이 0.020 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 226 nm에서의 흡수율이 0.020 미만인, 방법.
13. 제 2 항에 있어서,
    상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 254 nm에서의 흡수율이 0.010 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 254 nm에서의 흡수율이 0.010 미만인, 방법.
14. 제 2 항에 있어서,
    상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 275 nm에서의 흡수율이 0.010 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 275 nm에서의 흡수율이 0.010 미만인, 방법.
15. 제 1 항에 있어서,
    상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 302 nm에서의 흡수율이 0.020 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 302 nm에서의 흡수율이 0.010 미만인, 방법.
16. 제 2 항에 있어서,
    상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 310 nm에서의 흡수율이 0.030 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 310 nm에서의 흡수율이 0.010 미만인, 방법.
17. 제 3 항에 있어서,
    상기 용매 추출 전에, 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획이 325 nm에서의 흡수율이 0.010 이상이고, 추출 후의 상기 접촉 탈랍된 유출물의 370℃+ 부분 또는 제 2 분획은 325 nm에서의 흡수율이 0.010 미만인, 방법.
18. 제 1 항에 따라 생성된 용매 처리된 유출물.
19. 제 18 항의 용매 처리된 유출물로부터 형성되며, 임의적으로 첨가제를 포함하는, 제형화된 윤활제.
20. 제 19 항에 있어서,
    상기 첨가제가 세제, 분산제, 산화 방지제, 점도 조절제, 유동점 강하제, 마모 방지제, 부식 방지제, 방청제, 금속 탈활제, 극압 첨가제, 소착(seizure) 방지제, 왁스 개질제, 점도 지수 향상제, 점도 조절제, 유체-손실 첨가제, 씰 상용화제, 마찰 개질제, 윤활제, 오염 방지제, 발색제, 소포제, 해유화제, 유화제, 증점제, 습윤제, 겔화제, 점착제, 착색제 및 이들의 조합물로 이루어진 군 중에서 선택되는, 제형화된 윤활제.

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