KR840001852B1 - Process for dewaxing wax oils troduced by hydrotreating - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 특정탈납보조제로서 사용된 알킬아크릴레이트 중합체의 알킬부분에 포함된 원자수와 경질 밀랍함유유 여과속도간의 관계를 나타내는 그래프.1 is a graph showing the relationship between the number of atoms contained in the alkyl portion of an alkyl acrylate polymer used as a specific dewaxing aid and the filtration rate of hard waxy oil.
제2도는 상기 탄소원자수와 중(中)질 밀랍함유유 여과속도간의 관계를 나타내는 그래프.2 is a graph showing the relationship between the number of carbon atoms and the filtration rate of heavy beeswax.
제3도는 상기 탄소원자수와 중(重)질 밀랍함유유(브라이트스토크와 같은 여과속도간의 관계를 나타내는 그래프.3 is a graph showing the relationship between the number of carbon atoms and the content of heavy beeswax (filtration rate such as bright stoke).
제4도는 상기 탄소원자수와 경질 밀랍함유유 여과속도간의 제5도는 상기 탄소원자수와 중(中)질 밀랍함유유여과속도간의 관계를 나타내는 그래프.FIG. 4 is a graph showing the relationship between the carbon atom number and the hard beeswax filtration rate. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the carbon atom number and the medium beeswax filtration rate.
본 발명은 수소화정제에 의하여 제조된 밀랍함유유을 탈납시키는 개량된 방법에 관한것이다.The present invention relates to an improved process for dewaxing beeswax oil produced by hydrogenation tablets.
일반적으로 푸르푸랄과 같은 용제를 이용하는 용제추출에 의하여 방향족성분 및 바람직하지 못한 성분이 제거된 감압유분, 탈아스팔트유와 같은 기름은 윤활유등을 제조하는 원료유로서 사용되어 왔다. 이들 성분을 제거하면 점도지수, 색상 및 기타 성질이 증진되어 고급윤활유를 생성할 수 있다.In general, oils such as reduced pressure oil and deasphalted oil from which aromatic and undesirable components have been removed by solvent extraction using a solvent such as furfural have been used as raw material oils for producing lubricating oils and the like. Removal of these components enhances the viscosity index, color, and other properties to produce higher lubricating oils.
최근, 바람직한 원료유를 얻기위해서 용제추출 방법대신에 수소화정제법을 이용해왔는데 그 이유는 수소화정제 방법이 용제추출방법보다 더 경제적이기 때문이다. 수소화정제 방법에 의해서 생성된 기름은 밀랍함유유로서 원료유를 제조하기 위해서 밀랍을 제거하는 탈랍장치로 도입된다. 여과속도를 증가시키기 위해서 탈납장치에서 탈랍보조제를 이용하는 방법이 알려져 있다.Recently, hydrogenation purification has been used instead of solvent extraction in order to obtain a desired raw material oil because hydrogenation purification is more economical than solvent extraction. The oil produced by the hydrorefining process is beeswax-containing oil, which is introduced into a dewaxing device for removing beeswax to prepare raw oil. It is known to use a dewaxing aid in a dewaxing device to increase the filtration rate.
수소화정제방법에 의해서 생성된 밀랍함유유는 용제추출에 의해 제조된 종래의 밀랍함유유의 조성과는 매우 다르다. 특히, 수소화정제 방법에 의해서 제조된 밀랍함유유의 밀랍성분중 이소프로판함량은 높다. 상기 밀랍함유유중 밀랍성분의 성질은 종래방법으로 생성된 종래의 밀랍함유유의 성질과 다르다.The waxy oil produced by the hydrorefining process is very different from the composition of the conventional waxy oil produced by solvent extraction. In particular, the content of isopropane in the wax component of the wax-containing oil produced by the hydrorefining method is high. The properties of the beeswax component in the beeswax oil are different from those of the conventional beeswax oil produced by the conventional method.
수소화정제에 의하여 제조된 밀랍함유유를 탈납하는데 종래의 탈납보조제를 이용할 경우 밀랍제거량이 적으므로 탈납보조제의 양을 크게 증가시킬 필요가 있다는 것을 알아냈다.When dewaxing beeswax oil produced by the hydrorefining agent, it was found that the amount of dewaxing aid needed to be greatly increased since the wax removal amount was small.
본 밞영은 수소화정제에 의해 제조된 밀랍함유유의 처리를 위해 유효한 탈납방법을 제공하는 것이다. 탈납효율은, 특히 밀랍함유유의 비점에 상호관계가 있을때 특정탈납 보조제를 사용함으로서 현저하게 증가될 수 있다.The present invention provides an effective dewaxing method for the treatment of beeswax oil produced by hydrorefining. Dewaxing efficiency can be significantly increased by the use of specific dewaxing aids, particularly when there is a correlation between the boiling point of the wax-containing oil.
그러므로, 본 발명에서는 수소화 정제에 의하여 생성된 밀랍함 유유를 탈납시키는 방법을 제공하는데 이는 윤활유로 사용하기에 바람직하지 못한 성분을 제거하기 위한 수첨분해 조건하에서 원료유를 처리함으로서 제조되는 밀랍함유유가 알킬 아크릴레이트 중합체의 존재하에서 탈납용제와 접촉되는 것을 특징으로 한다. 윤활유 제조를 위해 지금까지 사용되어온 원료유는 본 발명방법중의 수소화 정제방법의 원료유로서 사용될 수 있다. 이러한 원료유는 중질기체유, 감압유분 및 탈아스팔트유를 포괄한다.Therefore, the present invention provides a method for dewaxing waxy oil produced by hydrorefining, wherein the waxy oil produced by treating the raw material oil under hydrocracking conditions to remove components undesirable for use as lubricating oil is alkyl. It is characterized by contact with a dewaxing solvent in the presence of an acrylate polymer. The raw material oil which has been used so far for the production of lubricating oil can be used as the raw material oil of the hydrogenation and purification method of the present invention method. These crude oils include heavy gas oils, reduced pressure fractions and deasphalted oils.
이들 원료유는 수첨분해 건조건하에서, 즉, 수소화 정제방법에 의해 바람직하지못한 성분이 제거되면서 윤활유로서 사용하기 위한 기름을 제공한다. 이 수소화 정제방법은 원료유에 함유된 방향족 성분과 같이 바람직하지 못한 성분을 제거하는 보통 조건하에서 실시된다. 수소화정제방법에 이용될 수 있는 방법에는 걸프 윤활유 수소화정제방법에 이용될 수 있는 방법에는 걸프 윤활유 수소화정제방법과 IFP윤활유 수소화정제방법(오. 앤드 쥐. 제이, 1972년 6월 12일, 94-94페이지 ; 아우프레이, 알. 외다수(IFP보고서 제20992-에이)호)이 있다.These crude oils provide oils for use as lubricating oils under hydrocracking drying drying, i.e., while undesirable components are removed by the hydrorefining process. This hydrogenation refining method is carried out under ordinary conditions for removing undesirable components such as aromatic components contained in the crude oil. Methods that can be used for hydrorefining methods include Gulf Lubricant Hydrogen Refining Methods include Gulf Lubricant Hydrorefining Method and IFP Lubricant Hydrorefining Method (O. & Rat. J., June 12, 1972, 94- Page 94: Aufrey, R. Oda (IFP Report 20992-A).
수소화 정제방법에 의해 제조된 밀랍함유유의 탈납은 여러가지공지의 탈납용제를 사용하여 실시된다. 사용될 수 있는 탈납용제의 예로는 프로판, 프로판과 부탄의 혼합물, 메틸에틸케튼(MEK)과 톨루엔의 혼합물, 그리고 MEK와 메틸이소 부틸케톤(MIBK)의 혼합물이 있다. 상기 탈납용제들은 탈랍보조제의 작용을 억제한다. 이들탈납용제중에서 MEK와 톨루엔의 혼합물(약 3 : 7내지 6 : 4)이 특히 양호하다. 탈납단계에서, 탈납용제 대 밀랍함유유의 부피는 보통 약 0.5 : 1 내지 10 : 1이고, 약 2 : 1 내지 4 : 1이 양호하다.Dewaxing of the wax-containing oil produced by the hydrogenation refining method is carried out using various dewaxing solvents. Examples of dewaxing solvents that can be used are propane, a mixture of propane and butane, a mixture of methyl ethyl ketone (MEK) and toluene, and a mixture of MEK and methyl isobutyl ketone (MIBK). The dewaxing solvents inhibit the action of the dewaxing aid. Among these desorption solvents, mixtures of MEK and toluene (about 3: 7 to 6: 4) are particularly good. In the dewaxing step, the volume of the dewaxing solvent to beeswax oil is usually about 0.5: 1 to 10: 1, and about 2: 1 to 4: 1 is good.
본 발명의 방법에 따라, 상기 탈납처리는 알킬아크릴레이트 중합체의 존재하에서 실시된다. 이 알킬아크릴레이트 중합체는 탈납 보조제로서 작용하며, 밀랍함유유 또는 밀랍함유유와 탈납용제의 혼합물에 첨가된다.According to the process of the present invention, the dewaxing is carried out in the presence of an alkylacrylate polymer. This alkylacrylate polymer acts as a waxing aid and is added to the waxy oil or a mixture of waxy oil and the waxy solvent.
여러가지 알킬아크릴레이트 중합체는 본 발명의 탈납보조제로서 사용될 수 있다. 특정경우에 있어서 최적의 알킬아크릴레이트 중합체는 탈납된 밀랍함유유의 비점에 따라 다르다. 이러한 최적의 알킬아크릴레이트 중합체의 선택에 따라 현저하게 양호한 결과를 얻으며 이들 최적의 알킬아크릴레이트 중합체는 다음 식에 의해서 결정될 수 있다 ;Various alkylacrylate polymers can be used as the dewaxing aid of the present invention. In certain cases, the optimum alkylacrylate polymer depends on the boiling point of the waxed wax-containing wax. Remarkably good results are obtained according to the selection of these optimal alkylacrylate polymers and these optimal alkylacrylate polymers can be determined by the following formulas;
6.4+0.0235tn7.4+0.0235t6.4 + 0.0235t n 7.4 + 0.0235 t
상기식에서 n은 평균탄소원자수인 알킬아크릴레이트 중합체를 구성하는 알킬아크릴레이트 단량체의 알킬부분에 포함된 탄소원자수이다. 그 이유는 똑같은 n값을 갖는 특정알킬아크릴레이트 단량체가 사용될 수 있을지라도, 서로다른 알킬부분을 갖는 알킬아크릴레이트 단량체의 혼합물이 알킬아크릴레이트 증합체의 제조에 사용되기 때문이다. t(C)는 탈납된 밀랍함유유의 비점이다.Wherein n is the number of carbon atoms contained in the alkyl portion of the alkyl acrylate monomer constituting the alkyl acrylate polymer having an average carbon atom. The reason is that although a specific alkylacrylate monomer having the same n value can be used, a mixture of alkylacrylate monomers having different alkyl moieties is used for the production of alkylacrylate polymers. t ( C) is the boiling point of dewaxed waxy oil.
예를들면, 밀랍함유유의 비점이 450C일때, 알킬아크릴레이트 증합체의 알킬부분에 함유된 탄소원자의 수는 17-18(17.0n18.0)이며 밀랍함유유의 비점이 650C일때에는 21.7n22.7이다.For example, the boiling point of waxy oil is 450 At C, the number of carbon atoms contained in the alkyl portion of the alkylacrylate polymer is 17-18 (17.0). n 18.0) and the boiling point of waxy oil is 650 21.7 for C n 22.7.
n값을 기준으로하여 최적탈납 보조제는 쉽게 결정될 수 있다. 밀랍함유유의 비점범위가 넓을때, 평균비점은 t의 값으로 이용된다. 이 평균 비점은 Ind. Eng. Chem., 27,1460(넬슨)을 참고로 하여 분자량과 비중을 기초로 결정된다.Based on the value of n, the optimal deasphishing aid can be easily determined. When the boiling point range of beeswax oil is wide, the average boiling point is used as the value of t. This average boiling point is Ind. Eng. Chem., 27,1460 (Nelson), is determined based on molecular weight and specific gravity.
알킬아크릴레이트 중합체는 평균 분자량이 약 140,000-300,000이고 평균분자수는 30,000-75,000이다. 보다 양호한 알킬아크릴레이트 중합체는 평균분자량이 150,000-270,000이고 평균분자수는 45,000-70,000이다.Alkylacrylate polymers have an average molecular weight of about 140,000-300,000 and an average molecular number of 30,000-75,000. Better alkylacrylate polymers have an average molecular weight of 150,000-270,000 and an average molecular weight of 45,000-70,000.
본 발명의 방법을 실시하는데 있어, 사용된 탈납보조제의 양은 여과조건등에 따라 다르다. 보통은 밀랍함유유의 중량기준으로 약 50-700ppm이며, 약 125-500ppm이 바람직하다. 첨가된 탈납보조제의 양이 약 700ppm이상일때, 탈납보조제의 첨가효과는 얻을 수 없다. 더 많은 양에서, 여과속도는 탈납보조제가 첨가되지 않을 때보다 더 낮다.In carrying out the method of the present invention, the amount of the dewaxing aid used is dependent on the filtration conditions and the like. It is usually about 50-700 ppm by weight of the wax-containing oil, preferably about 125-500 ppm. When the amount of the added lead-adhesive aid is about 700 ppm or more, the addition effect of the lead-adhesive aid cannot be obtained. In larger amounts, the filtration rate is lower than when no dewaxing aid is added.
본 발명의 방법에서 탈납보조제로서 사용된 알킬아크릴레이트 중합체는 여러가지 공지방법에 의해서 제조될 수 있다. 예를들면, 특정 알킬아크릴레이트 단량체(또는 알킬아크릴레이트 단량체의 혼합물)70부를 등유 30부 촉매로서 아조비스이 소부틸로니트릴 0.14부와 함께 혼합하고, 필요에 따라 도데실메르캅탄 0.017부도 혼합하여 생성한 혼합물을 질소류중에 70C에서 7시간 가열하여 중합체탈납보조제를 생성시킨다.Alkyl acrylate polymers used as dewaxing aids in the process of the invention can be prepared by a variety of known methods. For example, 70 parts of a specific alkyl acrylate monomer (or a mixture of alkyl acrylate monomers) is mixed with 0.14 parts of azobisisobutyronitrile as a
본 발명의 방법은 여러가지 탈납방법에 이용될 수 있다. 예시적인 방법은 다음과 같이 기술된다 ; 본 발명의 특정 탈납보조제와 MEK-톨루엔 혼합용제를 수소화 정제방법에 의해서 제조된 밀랍함유유에 첨가하여 가열함으로서 균일하게 용해한다. 열교환기 및 냉각기를 이용하여 상기 용액을 탈납온도로 냉각시킨 다음 밀랍을 분리하기 위해서 진공에서 여과한다. 상기 밀랍으로부터 기름을 회수하기 위해서 MEK-톨루엔 혼합 용제로 밀랍을 세척한다. 탈납된 기름을 함유하는 여액과 용제를 함유하는 밀랍을 별도로 용제회수지역으로 보내어 윤활유에 대한 탈납 원료유와 밀랍을 얻었다. 이 방법의 전형적인 예는 텍사크방법(석유정제, 15권, 6번, 1936년 6월, 페이지 205-209)이다.The method of the present invention can be used for various dewaxing methods. An exemplary method is described as follows; The specific dewaxing aid of the present invention and the MEK-toluene mixed solvent are added to beeswax-containing oil produced by the hydrogenation purification method and dissolved uniformly by heating. The solution is cooled to dewaxing temperature using a heat exchanger and a cooler and then filtered in vacuo to separate the wax. The beeswax is washed with MEK-toluene mixed solvent to recover oil from the beeswax. The filtrate containing degreased oil and beeswax containing solvent were separately sent to a solvent recovery area to obtain dewaxed raw oil and wax for lubricating oil. A typical example of this method is the Texark method (Petroleum Refining, Vol. 15, No. 6, June 1936, pages 205-209).
본 발명의 탈납단계에서 냉각속도와 여과속도를 가속시킨다. 이것은 수많은 장점이 있다. 본 발명의 몇가지 주요장점은 하기와 같다 ;In the dewaxing step of the present invention, the cooling rate and the filtration rate are accelerated. This has a number of advantages. Some key advantages of the present invention are as follows;
(1) 탈납단계에서 처리되는 원료의 양은, 높은 여과속도 때문에 증가될 수 있으며 생산성은 현존하는 제조 장치로 현저히 증가시킬 수 있다.(1) The amount of raw material processed in the dewaxing step can be increased due to the high filtration rate and the productivity can be significantly increased with existing manufacturing equipment.
(2) 충전제 원료혼합물의 점도가 낮아지기 때문에, 점도를 조절하기 위해 첨가되는 용매의 양을 감소시킬 수 있다.(2) Since the viscosity of the filler raw material mixture becomes low, the amount of solvent added to adjust the viscosity can be reduced.
(3) 제거될 밀랍에 함유된 기름성분의 양이 적기때문에, 탈납수율을 크게 증가시킬 수 있다.(3) Since the amount of oil contained in beeswax to be removed is small, the yield of dewaxing can be greatly increased.
본 발명의 방법은 윤활유의 제조분야에서 유효하게 이용될 수 있다.The method of the present invention can be effectively used in the field of lubricating oil.
본 발명은 하기 실시예와 비교실시예를 들어 더 상세히 기술된다.The invention is described in more detail by the following examples and comparative examples.
[실시예 1]Example 1
각 원료유를 수소화정제하여 제조한 밀랍함유유의 3가지형태, 즉 (i) 경질(밀랍함유유)유 (증류성상 10%점 388C; 90%점 : 470C; 평균비점 : 450C); (ii) 중(中)질유(10%점 : 468C; 90%점 : 561C; 평균비점: 550C) : 그리고 (iii) 브라이트 스토크와 같은 중(重)질유(10%)점 : 552C; 평균비점 : 650C)를 각각 2.5 : 1,3.0 : 1 및 4.0 : 1부터 부피비의 MEK-톨루엔 혼합용제(부피비 4 : 6)와 혼합하였다. 이들 각 용액의 여러쌤플 각각에 서로다른 선정된 숫자의 탄소원자를 함유하는 알킬부분을 갖는 알킬아크릴레이트 250ppm을 첨가하였다. 생성된 혼합물을 60C로 가열한 다음 3.5-7.0C/분의 냉각속도로 -27C±1C까지 냉각하였다. 이때 -29C로 유지하면서 서서히 교반하였다. 상기 혼합물을 상기온도에서 30분동안 정지시켰다. 그후, 직경 80mm의 프레임에 여과천을 마련하여 제조된 리프(leaf) 여과기를 사용하여 상기 혼합물을 하였고, 단위 시간당 여과된 혼합물의 양, 즉, 여과속도를 측정하였다. 그 결과를 제1-3도에 나타냈다(도면중 괄호내의 숫자는 탈납수율을 나타낸다).Three types of beeswax oils prepared by hydrogenation of each raw material oil, that is, (i) light (waxy) oils (10% point of distillation) C; 90% Point: 470 C; Average Boiling Point: 450 C); (ii) Middle oil (10% point: 468) C; 90% Point: 561 C; Average Boiling Point: 550 C): and (iii) heavy oil (10%), such as bright stoke: 552 C; Average Boiling Point: 650 C) was mixed with the volumetric MEK-toluene mixed solvent (volume ratio 4: 6) from 2.5: 1,3.0: 1 and 4.0: 1. To each of several samples of each of these solutions was added 250 ppm of alkyl acrylate having an alkyl moiety containing a different selected number of carbon atoms. The resulting mixture is 60 Heated to C and then 3.5-7.0 -27 at C / min cooling rate C ± 1 Cool down to C. Where -29 Stir slowly while maintaining at C. The mixture was stopped at this temperature for 30 minutes. Thereafter, the mixture was prepared using a leaf filter prepared by preparing a filter cloth in a frame having a diameter of 80 mm, and the amount of the filtered mixture per unit time, that is, the filtration rate was measured. The results are shown in Figs. 1-3 (the numbers in parentheses in the figure indicate dehydration yields).
[비교실시예 1]Comparative Example 1
알킬아크릴레이트 중합체를 첨가하지 않는것을 제외하고 실시예 1에서 사용된 바와 똑같은 기름들을 이용하여 실시예 1를 반복하였다. 그 결과는 1-3도에 나타냈다.Example 1 was repeated with the same oils as used in Example 1 except that no alkylacrylate polymer was added. The results are shown in 1-3 degrees.
[비교실시예 2]Comparative Example 2
경질유(10%점 : 388C, 90%점 : 470C; 평균비점 : 450C)을 제조하기 위해서 푸르푸랄로 용제 추출된 밀랍함유유와 중(中)질유(10%점 : 468C; 90%점 : 561C; 평균비점 : 550C)을 제조하기 위해서 푸르푸랄로 용제 추출된 밀랍함유유를 각각 2.5 : 1 또는 3.0 : 1의 부피비로 MEK-톨루엔 혼합용제와 혼합하였다.Light oil (10% point: 388 C, 90% point: 470 C; Average Boiling Point: 450 To prepare C), waxy oil and medium oil extracted with furfural solvent (10% point: 468) C; 90% Point: 561 C; Average Boiling Point: 550 In order to prepare C), furfural solvent extracted beeswax oil was mixed with MEK-toluene mixed solvent in a volume ratio of 2.5: 1 or 3.0: 1, respectively.
상기 기술된 이외의 기타조작은 실시예 1에서와 같은방법으로 실시되었다. 그 결과치는 제4및 5도에 나타냈다.Other operations other than those described above were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIGS. 4 and 5.
[실시예 2및 3]EXAMPLES 2 and 3
에이코실 아크릴레이트 중합체를 125ppm 또는 500ppm의 양으로 첨가하는 것을 제외하고 실시예 1의 방법을 반복하였다. 그 결과치는 표1에 나타냈다.The method of Example 1 was repeated except adding the ecosyl acrylate polymer in an amount of 125 ppm or 500 ppm. The results are shown in Table 1.
[표 1]TABLE 1
[비교실시예 3-9]Comparative Example 3-9
여러가지 탈납보조제를 알킬아크릴레이트 공중합체 대신에 사용하는 것을 제외하고 실시예 1의 방법을 반복하였다. 그 결과치를 표2에 나타냈다.The method of Example 1 was repeated except that various dewaxing aids were used instead of alkylacrylate copolymers. The results are shown in Table 2.
[표 2]TABLE 2
[실시예 4]Example 4
이 실시예에서는 본 발명의 방법을 벤치스케일로 실시하였다. 수소화정제방법에 의하여 제조된 40l의 중(中)질유(10%점 : 468C; 90%점 : 561C; 평균비점 ; 550C)를 상기 혼합된 용제와 기름을 부피비를 3 : 1로 하여 MEK-톨루엔 혼합용제와 혼합시켰다. 에이코실 아크릴레이트 중합체 250ppm을 다시 첨가하였다. 생성된 혼합물을 10l/hr속도로 냉각기에 공급한 다음 연속적으로 탈납시키기 위해서 올리버 여과기에 여과시켰다. 탈납된 기름 30.4l가 70%수율로 얻어졌다. 여과속도는 10l/hr(2.8ml/sec)이었다.In this example, the method of the present invention was carried out on a bench scale. 40 l of medium oil (10% point: 468) prepared by the hydrorefining method C; 90% Point: 561 C; Mean boiling point; 550 C) was mixed with the MEK-toluene mixed solvent in a volume ratio of 3: 1 and the mixed solvent and oil. 250 ppm of the ecosyl acrylate polymer was added again. The resulting mixture was fed to the cooler at a rate of 10 l / hr and then filtered through an Oliver filter for continuous dewaxing. 30.4 liters of degreased oil was obtained in 70% yield. The filtration rate was 10 l / hr (2.8 ml / sec).
알킬아크릴레이트 중합체를 첨가하는 것외에 실시예 4의 방법을 반복하였다. 수율은 64%이었고 탈납된 기름 25.6l가 7.5l/hr(2.1ml/sec)의 여과속도로 얻어졌다.The method of Example 4 was repeated except adding the alkylacrylate polymer. The yield was 64% and 25.6 l of degreased oil was obtained with a filtration rate of 7.5 l / hr (2.1 ml / sec).
본 명세서에 참고로 한 모든 기술문헌은 참고로 이용되었다.All technical documents referred to in this specification are incorporated by reference.
Claims (1)
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