WO2010041590A1 - 炭化水素組成物の製造方法及び炭化水素組成物、潤滑油基油、潤滑油組成物 - Google Patents

炭化水素組成物の製造方法及び炭化水素組成物、潤滑油基油、潤滑油組成物 Download PDF

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WO2010041590A1
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一生 田川
▲昇▼ 石田
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新日本石油株式会社
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    • C10N2030/08—Resistance to extreme temperature

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a hydrocarbon composition, a hydrocarbon composition, a lubricating base oil, and a lubricating oil composition.
  • the low temperature viscosity characteristics of lubricating oils are improved by blending additives such as pour point depressants with lubricating base oils such as highly refined mineral oils (for example, patent documents). (See 1-3).
  • a method for producing a high viscosity index base oil a method of refining a lubricating base oil by hydrocracking / hydroisomerization is known for a raw material oil containing natural or synthetic normal paraffin (for example, (See Patent Documents 4 to 6).
  • a highly refined treatment method using a hydrocracking method or a hydroisomerization method and a dewaxing method are important.
  • a solvent dewaxing method using a dewaxing solvent such as MEK or a hydrodewaxing method has become the mainstream.
  • the present inventors have examined that the conventional hydrocarbon base material has insufficient low-temperature characteristics because the conventional paraffin solvent precipitated by MEK and the like is precipitated at a temperature lower than the dewaxing temperature. And low-branched paraffin was not sufficiently removed.
  • urea selectively includes (adducts) a branched paraffin having a branching group having 5 or less carbon atoms and having 6 or more carbon atoms from the end of the main chain to the branching position. It was.
  • the present invention is to bring a hydrocarbon raw material containing a branched paraffin having a branched alkyl group having 5 or less carbon atoms into contact with urea, and from the hydrocarbon raw material to at least a branch position from at least one end of the branched paraffin.
  • a method for producing a hydrocarbon composition comprising the step of separating a branched paraffin having 6 or more carbon atoms as a urea adduct to obtain a hydrocarbon composition.
  • the content of linear paraffin in the hydrocarbon raw material is preferably 5% by mass or less.
  • the present invention also provides a hydrocarbon composition produced by the production method of the present invention.
  • the present invention also provides a lubricating base oil containing the hydrocarbon composition of the present invention.
  • the present invention also provides a lubricating oil composition containing the hydrocarbon composition of the present invention.
  • a hydrocarbon raw material containing a branched paraffin has a branching group having 5 or less carbon atoms, and the number of carbons from the end of the main chain to the branching position is 6 or more. Certain branched paraffins can be selectively and efficiently removed. Further, when the hydrocarbon raw material contains linear paraffin, the linear paraffin can be separated and removed together with the specific branched paraffin. Therefore, the hydrocarbon composition of the present invention produced by the above production method has excellent low temperature characteristics.
  • a lubricating base oil and lubricating oil composition having excellent low temperature viscosity characteristics and a high viscosity index can be realized. It becomes.
  • the method for producing a hydrocarbon composition includes the following steps (1) to (3).
  • a hydrocarbon raw material containing a branched paraffin having a branched alkyl group having 5 or less carbon atoms (hereinafter sometimes referred to as “specific branched paraffin (A)”) and urea or a urea solution are mixed and contacted.
  • the process of (2) A branched paraffin having 6 or more carbon atoms from at least one end to a branch position in the specific branched paraffin (A) from the mixture obtained in the step (1) (hereinafter referred to as “specific branched paraffin (B)”.
  • the method for producing a hydrocarbon composition according to this embodiment preferably further includes the following steps (4) to (6) (a separation step or a reuse step) as necessary.
  • (4) A step of separating the urea adduct obtained in step (2) into urea and inclusions, (5) Reusing the urea obtained in step (4) for step (1), and (6) A step of reusing the inclusions obtained in step (4) for the production process of hydrocarbon raw materials.
  • the hydrocarbon raw material is not particularly limited as long as it contains the above-mentioned specific branched paraffin (A), but it is obtained in a petroleum refining process such as a kerosene fraction, a light oil fraction, a heavy oil fraction, a solvent fraction, or a lubricating oil fraction.
  • the distillate fraction is preferred, and among these, the lubricating oil fraction is particularly preferred.
  • the lubricating oil fraction here, for example, the kinematic viscosity at 40 ° C. is preferably 1 to 1000 mm 2 / s, more preferably 2 to 500 mm 2 / s, and further preferably 5 to 100 mm 2 / s.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. is preferably 1 to 100 mm 2 / s, more preferably 1.5 to 50 mm 2 / s, and still more preferably 2 to 20 mm 2 / s.
  • Lubricating oil fraction is selected from lubricating oil production raw materials, hydrocracking / isomerization process, solvent extraction process, dewaxing process (hydrodewaxing, solvent dewaxing, etc.), hydrofinishing process, and distillation process.
  • a lubricating oil fraction obtained through one or more steps is preferred.
  • the lubricating oil fraction includes a solvent refining step, a lubricating oil fraction obtained through a solvent dewaxing step or a hydrodewaxing step, or a hydrocracking and / or hydroisomerization step, and a solvent.
  • Lubricating oil fraction obtained through a dewaxing step or hydrodewaxing step is more preferred, obtained through a hydrocracking and / or hydroisomerization step and a solvent dewaxing step or hydrodewaxing step.
  • a lubricating oil fraction is particularly preferred.
  • the hydrocarbon raw material may contain linear paraffin, which is also included by contact with urea.
  • linear paraffin which is also included by contact with urea.
  • the linear paraffin content in the hydrocarbon raw material is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less, and particularly preferably 0.5% by mass. It is as follows.
  • hydrocarbon raw material having a linear paraffin content of 5% by mass or less As the hydrocarbon raw material having a linear paraffin content of 5% by mass or less, a raw material dewaxed by a solvent dewaxing method using a dewaxing solvent such as MEK or a raw material dewaxed by a hydrodewaxing method is suitable. It is. In the present invention, these raw materials only have to remove linear paraffin to some extent, so that there is an advantage that excessive dewaxing conditions can be relaxed.
  • the viscosity index of the hydrocarbon raw material is preferably 80 or more, more preferably 100 or more, further preferably 120 or more, particularly preferably 135 or more, preferably 180 or less, more preferably 170. Hereinafter, it is more preferably 160 or less.
  • the viscosity index of the hydrocarbon raw material is preferably 80 or more, an appropriate viscosity from a low temperature to a high temperature can be maintained.
  • a viscosity index exceeds 180, while there exists a possibility that the yield of the target hydrocarbon composition may deteriorate, it becomes difficult to obtain desired low-temperature characteristics.
  • the pour point of the hydrocarbon raw material is preferably 10 ° C. or lower, more preferably 0 ° C. or lower, more preferably ⁇ 10 ° C. or lower, preferably ⁇ 50 ° C. or higher, more preferably ⁇ 40 ° C. or higher, and still more preferably ⁇ 30 ° C or higher.
  • the pour point of the hydrocarbon raw material is -50 ° C. If it is less than 1, it does not meet the object of the present invention to further improve the low temperature characteristics.
  • the content of the branched paraffin in the hydrocarbon raw material is preferably 40% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and still more preferably. It is preferably adjusted to 80% by mass or more, particularly preferably 90% by mass or more.
  • the content of branched paraffin in the hydrocarbon raw material is less than 40% by mass, it becomes difficult to obtain a lubricating base oil having a high viscosity index.
  • the ratio of the hydrocarbon mixed raw material and urea is not particularly limited, and it is sufficient that sufficient urea is present to include part or all of the specific paraffin.
  • urea is added in an amount of 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight, still more preferably 0.5 to 4 parts by weight, and particularly preferably 1 to 3 parts per 1 part by weight of the raw material. use.
  • the ratio of urea is less than 0.01 part by weight with respect to 1 part by weight of the hydrocarbon mixed raw material, the effect of reducing or removing the specific branched paraffin (B) tends to decrease. Not only is a large amount required, but there is a tendency that an effect commensurate with the proportion of urea cannot be obtained.
  • Urea may be introduced separately into a mixing tank or piping to be mixed with the hydrocarbon mixed raw material, but since urea is a solid, it contacts with the hydrocarbon mixed raw material in a state dissolved in a solvent as a urea solution. It is preferable to make it.
  • a urea-soluble solvent such as water, lower alcohols such as methanol and glycol, and mixtures thereof.
  • hydrocarbon solvents such as aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene can be used together as necessary. good.
  • the urea solution is preferably a mixture of urea and a water-soluble solvent or a water-soluble solvent and a hydrocarbon solvent, more preferably a mixture of urea and methanol and / or water and a hydrocarbon solvent, urea, methanol and an aromatic solvent. And a mixture thereof is more preferable.
  • a surfactant may be added to the urea solution.
  • the mixing ratio of urea and the solvent in the urea solution is not particularly limited, but is preferably 10 to 1000 g of urea, more preferably 200 to 800 g of urea, and further preferably 300 to 700 g with respect to 1 L of the solvent.
  • the ratio of the urea-soluble solvent in the solvent is preferably 1 to 100% by volume, more preferably 5 to 50% by volume.
  • the proportion of the hydrocarbon solvent, preferably an aromatic solvent, more preferably toluene, is preferably 0 to 99% by volume, more preferably 50 to 95% by volume.
  • the contact between the hydrocarbon raw material and urea or the urea solution in the step (1) can be performed at room temperature.
  • the contact temperature is, for example, 0 to 90 ° C., preferably 10 to 50 ° C., more preferably 20 to 40 ° C. C. can be exemplified.
  • water used as the solvent, it is, for example, 5 to 90 ° C., preferably 60 to 80 ° C. If the contact temperature exceeds the upper limit, urea may decompose or the solvent may volatilize. If the contact temperature is lower than the lower limit, a wax component may precipitate from the hydrocarbon raw material, or water in the solvent may freeze. Etc., and the efficiency tends to decrease.
  • the contact time between the hydrocarbon raw material and urea in the step (1) is not particularly limited.
  • a part or all of the specific branched paraffin (B) is added.
  • the preferable contact time may be instantaneous as long as the contact can be made efficiently, but is more preferably 1 minute or more, more preferably 10 minutes or more, and further preferably 30 minutes or more. Even if the contact time is too long, the effect of increasing the contact time is reduced and the production efficiency is lowered. Therefore, it is preferably 10 hours or less, more preferably 8 hours or less.
  • step (1) when the hydrocarbon raw material and urea or urea solution are mixed and brought into contact with each other, the specific branched paraffin component is included (adducted), and white granular crystals are generated in the mixture. Therefore, in step (2), crystals (urea adducts) are separated from the mixture to obtain hydrocarbon-containing components.
  • the urea adduct separation method is not particularly limited as long as it is a method capable of separating a liquid and a solid.
  • a stationary method a filtration method using a filter medium such as a paper filter, a filter cloth, a wire mesh, or a centrifugal separation. Law.
  • step (3) the urea-containing component obtained in step (2) is subjected to separation / purification of excess urea or urea solution.
  • excess urea and a water-soluble solvent can be transferred to the water phase and separated from the oil phase.
  • a light hydrocarbon solvent such as toluene is present in the oil phase, it can be distilled off by distillation under reduced pressure.
  • the urea adducts separated as described above are purified through a washing step, a separation step of urea and inclusions, and a recovery step, so that urea and inclusions are obtained.
  • the separated urea is reused as a contact material with a hydrocarbon raw material, and the separated inclusion is recycled as a hydrocracking or hydroisomerization raw material, or as paraffin wax, isoparaffin, or a raw material thereof. Also good.
  • the solvent can be separated and reused by distillation or the like.
  • the hydrocarbon composition of the present invention is a hydrocarbon composition produced by the above production method.
  • the hydrocarbon composition is not particularly limited, but kerosene, light oil, heavy oil, solvent, or a lubricating base oil or lubricating oil composition is preferred, among which a lubricating base oil or lubricating oil composition is particularly preferred. .
  • the pour point of the hydrocarbon composition in the present invention is preferably 1 point (2.5 ° C.) or higher, more preferably 2 points (5 ° C.) or lower than the hydrocarbon feedstock. Specifically, it is preferably 0 ° C. or lower, more preferably ⁇ 15 ° C. or lower, further preferably ⁇ 20 ° C. or lower, preferably ⁇ 60 ° C. or higher, preferably ⁇ 40 ° C. or higher, more preferably ⁇ 35 ° C or higher.
  • the freezing point of the hydrocarbon composition of the present invention is preferably 1 point (1 ° C.) or higher, more preferably 3 points (3 ° C.), and even more preferably 5 points (5 ° C) or more, specifically, preferably 0 ° C. or lower, more preferably ⁇ 15 ° C. or lower, further preferably ⁇ 20 ° C. or lower, particularly preferably ⁇ 25 ° C. or lower, preferably It is ⁇ 60 ° C. or higher, preferably ⁇ 40 ° C. or higher, more preferably ⁇ 35 ° C. or higher.
  • the lower the freezing point the more excellent the low-temperature properties can be obtained.
  • the freezing point is preferably within the above range from the balance between the yield of the hydrocarbon composition and the low-temperature properties.
  • the BF viscosity at ⁇ 25 ° C. of the hydrocarbon composition of the present invention is preferably 500 mPa ⁇ s or more, more preferably 1000 mPa ⁇ s or more, more preferably 1500 mPa ⁇ s or more than the hydrocarbon raw material. In particular, it has a low BF viscosity of 10,000 mPa ⁇ s or more.
  • the viscosity index of the hydrocarbon composition of the present invention is preferably 80 or more, more preferably 95 or more, further preferably 115 or more, particularly preferably 135 or more, preferably 170 or less, more Preferably it is 165 or less, More preferably, it is 160 or less. As the viscosity index is higher, excellent lubricity can be maintained from low temperature to high temperature, but if it is too high, it becomes difficult to obtain desired low temperature characteristics.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the hydrocarbon composition of the present invention is preferably 1 to 100 mm 2 / s, more preferably 1.5 to 50 mm 2 / s, and even more preferably 2 to 20 mm 2. Although it is / s, it is preferable to fractionate the lubricating base oil in the following range. (I) less than the kinematic viscosity at 100 ° C. is 1.5 mm 2 / s or more 3.5 mm 2 / s, more preferably 2.0 ⁇ 3.0mm 2 / s lubricating base oils (II) a kinematic viscosity at 100 ° C.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. is 5 to 20 mm 2 / s, more preferably Is a lubricating base oil of 5.5 to 11 mm 2 / s, particularly preferably 6 to 8 mm 2 / s.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the hydrocarbon composition in the present invention is preferably 1 to 1000 mm 2 / s, more preferably 2 to 500 mm 2 / s, and still more preferably 5 to 100 mm 2. Although it is / s, it is preferable to fractionate the lubricating base oil in the following range.
  • Lubricant base oil having a kinematic viscosity at 40 ° C. of 6.0 mm 2 / s or more and less than 12 mm 2 / s, more preferably 8.0 to 12 mm 2 / s
  • V A kinematic viscosity at 40 ° C.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. is 30 to 80 mm 2 / s, more preferably 32 to 50 mm 2 / s, particularly preferably Is a lubricating base oil of 33 to 40 mm 2 / s.
  • kinematic viscosity at 100 ° C. or 40 ° C. is less than the lower limit, lubrication performance and evaporation characteristics may be insufficient. If the upper limit is exceeded, it is difficult to obtain desired low-temperature viscosity characteristics.
  • the lubricating base oil may consist only of the hydrocarbon composition of the present invention, or the hydrocarbon composition of the present invention.
  • the lubricant base oil may be constituted by using the product in combination with one or more of other lubricant base oils.
  • the lubricating base oil contained in the lubricating oil composition of the present invention may consist only of the hydrocarbon composition of the present invention, and the hydrocarbon composition of the present invention may be replaced with other lubricating oils.
  • You may comprise a lubricating base oil in combination with 1 type, or 2 or more types of base oil.
  • the proportion of the hydrocarbon composition of the present invention in the mixed base oil is preferably 30% by mass or more. 50% by mass or more is more preferable, and 70% by mass or more is still more preferable.
  • base oils used in combination with the lubricating base oil of the present invention are not particularly limited.
  • mineral oil base oil include solvent refined mineral oil, hydrocracked mineral oil, hydrorefined mineral oil, solvent dewaxed base oil, and hydrodewaxed base oil having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 1 to 100 mm 2 / s. It is done.
  • Synthetic base oils include, for example, poly ⁇ -olefins having a kinematic viscosity of 1 to 100 mm 2 / s at 100 ° C. or hydrides thereof, isobutene oligomers or hydrides thereof, isoparaffins, alkylbenzenes, alkylnaphthalenes, diesters (ditridecyl).
  • Glutarate di-2-ethylhexyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, di-2-ethylhexyl sebacate, etc., polyol ester (trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane pelargonate, pentaerythritol 2-ethylhexanoate) , Pentaerythritol pelargonate, etc.), polyoxyalkylene glycols, dialkyl diphenyl ethers, polyphenyl ethers, etc., among others, poly ⁇ -olefins Preferred.
  • an ⁇ -olefin oligomer or co-oligomer (1-octene oligomer, decene oligomer, ethylene-propylene co-oligomer, etc.) having 2 to 32 carbon atoms, preferably 6 to 16 carbon atoms, and those Of the hydrides.
  • the hydrocarbon composition of the present invention preferably contains an additive capable of further improving the low temperature viscosity characteristics, such as a low temperature fluidity improver, a pour point depressant or a viscosity index improver.
  • an additive capable of further improving the low temperature viscosity characteristics such as a low temperature fluidity improver, a pour point depressant or a viscosity index improver.
  • the hydrocarbon composition of the present invention when used as a base material for heavy oil such as light oil or A heavy oil, the low temperature fluidity improvement required for reducing the pour point and clogging point of the hydrocarbon composition of the present invention
  • the agent (CFI) By blending the agent (CFI), a light oil composition or heavy oil composition excellent in low temperature performance can be obtained.
  • the blending amount of the low temperature fluidity improver is preferably 0.001 to 0.1% by mass based on the total amount of the light oil composition or heavy oil composition.
  • the hydrocarbon composition of the present invention when used as a base material for a lubricating oil composition, the hydrocarbon composition of the present invention is added to a pour point depressant (PPD) and / or viscosity index improver ( By adding VM), a lubricating oil composition having excellent low temperature viscosity characteristics and a high viscosity index can be obtained.
  • the blending amount of the pour point depressant (PPD) is preferably 0.001 to 2% by mass, more preferably 0.1 to 1% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition.
  • the blending amount of the viscosity index improver is preferably 0.1 to 20% by mass, more preferably 0.1 to 10% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition.
  • the weight average molecular weight of the pour point depressant is preferably 10,000 to 300,000, more preferably 50,000 to 200,000, and the pour point depressant is particularly preferably polymethacrylate.
  • the weight index molecular weight of the viscosity index improver is preferably 10,000 to 1,000,000, more preferably 50,000 to 600,000, and still more preferably 200,000 to 400,000.
  • the hydrocarbon composition of the present invention is used as a base material for a lubricating oil composition
  • the lubricating oil composition has a temperature of ⁇ 30 ° C. or lower ( ⁇ 30 MRV viscosity or BF viscosity at (° C., ⁇ 35 ° C. and ⁇ 40 ° C.) can be improved.
  • MRV viscosity or BF viscosity at ⁇ 30 ° C. or lower ⁇ 30 ° C., ⁇ 35 ° C.
  • the MRV viscosity or BF viscosity is preferably 500 mPa ⁇ s or higher, more preferably 1000 mPa ⁇ s or higher, even more preferably 2000 mPa ⁇ s or higher, and particularly preferably 3000 mPa ⁇ s or higher.
  • the MRV viscosity here refers to the MRV viscosity measured in accordance with ASTM D-4684, and the BF viscosity refers to the BF viscosity measured in accordance with JPI-5S-26-99.
  • the hydrocarbon composition of the present invention may further contain various additives such as petroleum product additives such as fuel additives and lubricating oil additives.
  • the additive used in combination is not particularly limited, and any additive conventionally used in the field of lubricating oil can be blended. it can.
  • Specific examples of such lubricating oil additives include antioxidants, ashless dispersants, metallic detergents, extreme pressure agents, antiwear agents, viscosity index improvers, pour point depressants, friction modifiers, oiliness agents. , Corrosion inhibitors, rust inhibitors, demulsifiers, metal deactivators, seal swelling agents, antifoaming agents, colorants and the like. These additives may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
  • lubricating base oil or lubricating oil composition that is, the lubricating base oil or lubricating oil composition of the present invention
  • hydrocarbon composition of the present invention include passenger car gasoline engines and motorcycles.
  • Lubricating oil (drive transmission oil) used in drive transmission devices such as final reduction gears, hydraulic fluids used in hydraulic devices such as shock absorbers and construction machinery, compressor oil, turbine oil, industrial gear oil, refrigeration Machine oil, Rust prevention oil, Heat medium oil, Gas holder seal oil, Bearing oil, Paper machine oil, Machine tool oil, Sliding guide oil, Electrical insulation oil, Cutting oil, Press oil, Rolling oil, Heat treatment And the like
  • a lubricating base oil of the present invention in these applications, it is possible to achieve a high level and a low-temperature viscosity characteristic and high viscosity index of the lubricating base oil of the present invention
  • Example 1 Manufacture of hydrocarbon raw material 1
  • a fraction obtained by separating the crude oil atmospheric distillation bottom by vacuum distillation was subjected to a hydrogenation treatment after solvent extraction with furfural and then dewaxed with a methyl ethyl ketone-toluene mixed solvent.
  • Solvent dewaxing was performed using a mixed solvent of MEK and toluene at a solvent / oil ratio of 1.5 times and a filtration temperature of -25 ° C.
  • the solvent refining / solvent dewaxing mineral oil base oil thus obtained is referred to as hydrocarbon raw material 1 (GpI base oil).
  • Table 1 shows the properties of the hydrocarbon raw material 1.
  • the linear paraffin content of the hydrocarbon raw material 1 was less than 0.5 mass%.
  • Manufacture of lubricating base oil 1 100 g of hydrocarbon raw material 1 was collected in a round bottom flask, 200 g of urea, 360 ml of toluene and 40 ml of methanol were added and stirred at room temperature (about 25 ° C.) for 6 hours. The reaction liquid was filtered through a 1 micron filter to separate the produced white granular crystals (urea adduct) from the liquid phase. The liquid phase is further mixed with a large amount of water, and the aqueous phase containing urea and methanol is separated from the oil phase.
  • the oil phase is distilled under reduced pressure (evaporator) to distill off the toluene to obtain the desired hydrocarbon composition (hereinafter referred to as "Lubricant base oil 1") was obtained.
  • the yield and properties of the lubricating base oil 1 relative to the hydrocarbon raw material 1 are shown in Table 1. Moreover, about the crystal
  • the aqueous phase was separated and removed with a separatory funnel, and the toluene phase was washed with 300 ml of pure water three times.
  • a desiccant sodium sulfate
  • the object to be adducted was obtained from the object.
  • the ratio of the adduct to be obtained thus obtained to the raw material (amount of urea adduct: mass percentage) was determined. The obtained results are shown in Table 1.
  • the adduct has a branching group having 5 or less carbon atoms, and the number of carbons from the end of the main chain to the branching position is 6 or more. It was found that some branched paraffin was the main component and a small amount of linear paraffin. More specifically, 99% by mass or more in the adduct object is branched paraffin, and the average carbon number of the adduct object is 27.2. The number of carbons having a branch per molecule of branched paraffin is 0.87 on average, and the ratio of the carbons within the fourth from the end of the carbons having the branch to other carbons is 1: 2.4. confirmed.
  • Example 2 Manufacture of hydrocarbon raw material 2
  • a fraction obtained by separating a crude oil atmospheric distillation bottom by vacuum distillation is used as a hydrocracking raw material after destillation, and this is hydrocracked using a metal-supported catalyst mainly composed of a Group VIII transition metal, and then methyl ethyl ketone.
  • -Solvent dewaxing with toluene mixed solvent Solvent dewaxing was performed using a mixed solvent of MEK and toluene at a solvent / oil ratio of 1.5 times and a filtration temperature of ⁇ 30 ° C.
  • hydrocarbon feedstock 2 (GpIII base oil).
  • Table 1 shows the properties of the hydrocarbon raw material 2.
  • the linear paraffin content of the hydrocarbon raw material 2 was less than 0.5 mass%.
  • lubricant base oil 2 A desired hydrocarbon composition (hereinafter referred to as “lubricant base oil 2”) was obtained in the same manner as the production of the lubricating base oil 1 except that the hydrocarbon raw material 2 was used instead of the hydrocarbon raw material 1. .
  • Table 1 shows the yield and properties of the lubricant base oil 2 with respect to the hydrocarbon raw material 2.
  • the crystals obtained by filtration were treated in the same manner as in Example 1, and the ratio of the obtained adduct to the raw material (urea adduct amount: mass percentage) was determined.
  • the obtained results are shown in Table 1.
  • the adduct has a branching group having 5 or less carbon atoms, and the number of carbons from the end of the main chain to the branching position is 6 or more. It was found that some branched paraffin was the main component and a small amount of linear paraffin. More specifically, 99% by mass or more in the adduct was branched paraffin, and the average carbon number of the branched paraffin was 27.2.
  • the number of carbons having a branch per molecule of branched paraffin is 1.2 on average, and it is confirmed that the ratio of the carbon within the fourth from the end of the carbon having the branch to the other carbon is 1: 3.6. It was done.
  • the length of the carbon chain constituted by ⁇ -methylene carbon (branched paraffin branch-free ⁇ -methylene carbon (carbon corresponding to 30 ppm peak in the range of 0 ppm to 50 ppm of 13 C-NMR spectrum) is C10 or more. It was also confirmed.
  • Example 3 Manufacture of hydrocarbon raw material 3
  • the solvent dewaxing extract (slack wax) obtained in the process of producing the GpI base oil was hydrocracked / isomerized using a metal-supported catalyst mainly composed of a Group VIII transition metal, and then noble metal content 0 Hydrodewaxing was carried out at a temperature range of 315 ° C. to 325 ° C. using a zeolite hydrodewaxing catalyst adjusted to 1 to 5% by weight.
  • the wax decomposition / isomerization / solvent dewaxing mineral oil base oil thus obtained is referred to as hydrocarbon raw material 3 (GpIII + base oil). Properties of the hydrocarbon raw material 3 are shown in Table 1.
  • the linear paraffin content of the hydrocarbon raw material 3 was less than 0.5 mass%.
  • lubricating oil base oil 3 A desired hydrocarbon composition (hereinafter referred to as “lubricating oil base oil 3”) was obtained in the same manner as in the production of the lubricating oil base oil 1 except that the hydrocarbon raw material 3 was used in place of the hydrocarbon raw material 1. .
  • Table 1 shows the yield and properties of the lubricant base oil 3 with respect to the hydrocarbon raw material 3. Further, the crystals obtained by filtration were treated in the same manner as in Example 1, and the ratio of the obtained adduct to the raw material (urea adduct amount: mass percentage) was determined. The obtained results are shown in Table 1.
  • the adduct has a branching group having 5 or less carbon atoms, and the number of carbons from the end of the main chain to the branching position is 6 or more. It was found that some branched paraffin was the main component and a small amount of linear paraffin. More specifically, 99% by mass or more of the adducts are branched paraffin, and the average number of carbons of the adducts is 1.3. The number of carbons having a branch per molecule of the branched paraffin is 28.4 on average, and the ratio of the carbon within the fourth from the end of the carbons having the branch to the other carbon is 1: 1.15. confirmed.
  • the length of the carbon chain composed of ⁇ -methylene carbon having no branch (carbon corresponding to 30 ppm peak in the range of 0 ppm to 50 ppm of 13 C-NMR spectrum) is also confirmed to be C11 or more. It was done.
  • Comparative Examples 1 to 3 In Comparative Example 1, the hydrocarbon raw material 2 was used as a lubricating base oil (hereinafter referred to as “lubricating base oil 4”), and its properties were evaluated. In Comparative Examples 2 and 3, the hydrocarbon composition (hereinafter referred to as “the dewaxing temperature of solvent dewaxing”) was the same as the production of the hydrocarbon raw material 2 except that the dewaxing temperature was ⁇ 33 ° C. or ⁇ 35 ° C., respectively. Lubricating base oil 5 ”and“ lubricating base oil 6 ”) were obtained. The properties of the lubricating base oils 4 to 6 are shown in Table 2.
  • each of the lubricating base oils 4 to 6 is treated with urea in the same manner as the production of the lubricating base oil 1, and the ratio of the obtained adduct to the raw material (urea adduct amount: mass percentage) is obtained. It was. The obtained results are shown in Table 2.
  • the lubricating base oils 1 to 3 obtained in Examples 1 to 3 have a high viscosity index, while being excellent in low temperature characteristics such as pour point, freezing point, and BF viscosity. It was confirmed that In particular, the BF viscosity at ⁇ 25 ° C. is 20,000 mPa ⁇ s or more in Example 1, about 30000 mPa ⁇ s or more in Example 2, and 1500 mPa ⁇ s or more in Example 3 with respect to the hydrocarbon raw material.
  • the specific branched paraffin which may interfere with the improvement of the low-temperature characteristics by the urea treatment at room temperature, can be selectively separated and removed, and is excellent as described above.
  • the CCS viscosity at ⁇ 35 ° C. can be improved to some extent, but in Example 2, it was less than 3000 mPa ⁇ s, but only at a level exceeding 3000 mPa ⁇ s.
  • Example 4 to 6 Comparative Examples 4 to 6
  • lubricating oil compositions having the compositions shown in Table 3 were prepared using the above lubricating base oils 1 to 3 and the following additives, respectively.
  • Comparative Examples 4 to 6 lubricating oil compositions having the compositions shown in Table 3 were prepared using the above hydrocarbon raw materials 1 to 3 and the following additives, respectively.
  • the MRV viscosity at ⁇ 30 ° C. or ⁇ 40 ° C. or the BF viscosity at ⁇ 40 ° C. was measured, respectively. The obtained results are shown in Table 3.
  • Additive Package A An additive package containing an antioxidant, an ashless dispersant, a metallic detergent, an antiwear agent, a corrosion inhibitor, a rust inhibitor, a metal deactivator, and the like.
  • Additive Package B An additive package containing an antioxidant, an ashless dispersant, a metallic detergent, an antiwear agent, a corrosion inhibitor, a rust inhibitor, a metal deactivator, and the like.
  • Additive Package C An additive package containing an antioxidant, ashless dispersant, metallic detergent, antiwear agent, friction modifier, corrosion inhibitor, rust inhibitor, metal deactivator, and the like.
  • Viscosity index improver D1 Polymethacrylate viscosity index improver (weight average molecular weight: 100,000)
  • Viscosity index improver D2 polymethacrylate viscosity index improver (weight average molecular weight: 300,000)
  • Pour point depressant E Polymethacrylate pour point depressant (weight average molecular weight: 60,000)

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Abstract

　本発明の炭化水素組成物の製造方法においては、炭素数５以下の分岐アルキル基を有する分岐パラフィンを含有する炭化水素原料と、尿素とを接触させ、炭化水素原料から、分岐パラフィンのうち少なくとも一方の末端から分岐位置までの炭素数が６以上である分岐パラフィンを尿素アダクト物として分離し、炭化水素組成物を得る。得られた炭化水素組成物は、高い粘度指数を有すると共に低温特性に優れるものであり、特に潤滑油基油又は潤滑油組成物として好適である。

Description

炭化水素組成物の製造方法及び炭化水素組成物、潤滑油基油、潤滑油組成物
　本発明は、炭化水素組成物の製造方法及び炭化水素組成物、並びに潤滑油基油及び潤滑油組成物に関する。
　従来、軽油や重油等の燃料並びに潤滑油の分野では、炭化水素系基材の低温特性の改善が図られている。
　例えば、潤滑油の分野では、高度精製鉱油等の潤滑油基油に流動点降下剤等の添加剤を配合することによって、潤滑油の低温粘度特性の改善が図られている（例えば、特許文献１～３を参照）。また、高粘度指数基油の製造方法としては、天然や合成のノルマルパラフィンを含む原料油について水素化分解／水素化異性化による潤滑油基油の精製を行う方法が知られている（例えば、特許文献４～６を参照）。
　高粘度指数且つ低温特性に優れた潤滑油基油及び潤滑油組成物を得るには、水素化分解方法や水素化異性化方法による高度精製処理方法と、脱ろう方法が重要となっている。脱ろう方法としては、ＭＥＫ等の脱ろう溶剤を用いた溶剤脱ろう方法や水素化脱ろう方法が主流となっている。
特開平４－３６３９１号公報 特開平４－６８０８２号公報 特開平４－１２０１９３号公報 特開２００５－１５４７６０号公報 特表２００６－５０２２９８号公報 特表２００２－５０３７５４号公報
　しかしながら、近時、炭化水素系基材の低温特性の向上に対する要求は益々厳しくなっており、かかる要求を十分に満足させることが困難となっている。特に、潤滑油基油の場合は、低温粘度特性に加えて高粘度指数化が求められるが、上記従来の潤滑油基油においてはこれら２つの要求が十分に両立されているとは言い難い。
　そこで本発明者らが検討したところ、従来の炭化水素系基材の低温特性が不十分となるのは、従来のＭＥＫ等による溶剤脱ろう方法では脱ろう温度より低い温度で析出する直鎖パラフィンや低分岐パラフィンを十分に除去できないことに起因しているとの知見を得た。
　なお、脱ろう温度を大幅に低下させることで低温特性を改善することは可能であるが、この方法の場合、多大なエネルギー消費を来たすだけでなく、脱ろう装置能力の限界や収率の悪化が懸念される。また、水素化脱ろう方法においては、初期の設備投資に多大なコストがかかることや、低温特性を改善するためには反応温度や分解率をより高く設定する等の過剰な処理を行う必要があるため、エネルギー消費や収率の悪化の点でさらなる改善の余地がある。その一方で、これらの方法により製造された炭化水素系基材あるいは添加剤を配合した製品が、製造後に規定の品質基準に見合わないことが判明した場合には、再製造や製造条件の見直しを強いられることになる。
　本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、低温特性に優れる炭化水素組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、該炭化水素組成物を含有し、低温粘度特性に優れ且つ高い粘度指数を有する潤滑油基油及び潤滑油組成物を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記目的を達成するために、まず、分岐パラフィンのうち、従来の脱ろう方法では除去しきれなかった、低温特性の改善に障害となるおそれのある特定の分岐パラフィンの分離方法について検討した。その結果、尿素が、炭素数５以下の分岐基を有し、主鎖の末端から分岐位置までの炭素数が６以上である分岐パラフィンを選択的に包接（アダクト）することを新規に見出した。そして、かかる尿素の包接作用を利用することによって、炭化水素原料から低温性能の改善に障害となるおそれのある特定の分岐パラフィンを選択的に且つ効率良く分離できること、及び、得られる炭化水素組成物の低温特性を改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
　すなわち、本発明は、炭素数５以下の分岐アルキル基を有する分岐パラフィンを含有する炭化水素原料と、尿素とを接触させ、炭化水素原料から、上記分岐パラフィンのうち少なくとも一方の末端から分岐位置までの炭素数が６以上である分岐パラフィンを尿素アダクト物として分離し、炭化水素組成物を得る工程を備える、炭化水素組成物の製造方法を提供する。
　本発明においては、上記炭化水素原料中の直鎖パラフィンの含有量が５質量％以下であることが好ましい。
　また、本発明は、上記本発明の製造方法により製造された炭化水素組成物を提供する。
　また、本発明は、上記本発明の炭化水素組成物を含有する潤滑油基油を提供する。
　また、本発明は、上記本発明の炭化水素組成物を含有する潤滑油組成物を提供する。
　本発明の炭化水素組成物の製造方法によれば、分岐パラフィンを含有する炭化水素原料から、炭素数５以下の分岐基を有し、主鎖の末端から分岐位置までの炭素数が６以上である分岐パラフィンを選択的に且つ効率良く分離除去することができる。さらに、炭化水素原料が直鎖パラフィンを含む場合には、当該直鎖パラフィンを上記特定の分岐パラフィンと共に分離除去することができる。そのため、上記製造方法によって製造される本発明の炭化水素組成物は優れた低温特性を有する。特に、本発明の炭化水素組成物を潤滑油基油及び潤滑油組成物の基材として用いることによって、低温粘度特性に優れ且つ高い粘度指数を有する潤滑油基油及び潤滑油組成物が実現可能となる。
　以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
　本実施形態に係る炭化水素組成物の製造方法は、下記工程（１）～（３）を備える。
（１）炭素数５以下の分岐アルキル基を有する分岐パラフィン（以下、「特定分岐パラフィン（Ａ）」ということがある。）を含有する炭化水素原料と、尿素又は尿素溶液とを混合して接触させる工程、
（２）工程（１）で得られた混合物から特定分岐パラフィン（Ａ）のうち少なくとも一方の末端から分岐位置までの炭素数が６以上である分岐パラフィン（以下、「特定分岐パラフィン（Ｂ）ということがある。）を尿素アダクト物（尿素包接物）として分離し、炭化水素含有成分を得る工程、及び、
（３）工程（２）で得られた炭化水素含有成分から過剰の尿素又は尿素溶液を分離・精製して炭化水素組成物を得る工程。
　また、本実施形態に係る炭化水素組成物の製造方法は、必要に応じて、下記工程（４）～（６）（分離工程又は再利用工程）を更に備えることが好ましい。
（４）工程（２）で得られた尿素アダクト物を尿素と被包接物とに分離する工程、
（５）工程（４）で得られた尿素を工程（１）に再利用する工程、及び、
（６）工程（４）で得られた被包接物を炭化水素原料の製造工程に再利用する工程。
　炭化水素原料は、上記特定分岐パラフィン（Ａ）を含有する限りにおいて特に制限されないが、灯油留分、軽油留分、重油留分、溶剤留分、あるいは潤滑油留分等、石油精製工程において得られる蒸留留分であることが好ましく、これらの中では潤滑油留分が特に好ましい。ここでいう潤滑油留分としては、例えば４０℃における動粘度が、好ましくは１～１０００ｍｍ２／ｓ、より好ましくは２～５００ｍｍ２／ｓ、さらに好ましくは５～１００ｍｍ２／ｓである。また、例えば１００℃における動粘度が、好ましくは１～１００ｍｍ２／ｓ、より好ましくは１．５～５０ｍｍ２／ｓ、さらに好ましくは２～２０ｍｍ２／ｓである。
　潤滑油留分としては、潤滑油製造原料から、水素化分解／異性化工程、溶剤抽出工程、脱ろう工程（水素化脱ろう、溶剤脱ろう等）、水素化仕上げ工程、蒸留工程から選ばれる１つ又は２つ以上の工程を経て得られた潤滑油留分が好ましい。
　さらに、潤滑油留分としては、溶剤精製工程と、溶剤脱ろう工程又は水素化脱ろう工程を経て得られた潤滑油留分、又は、水素化分解及び／又は水素化異性化工程と、溶剤脱ろう工程又は水素化脱ろう工程を経て得られた潤滑油留分がより好ましく、水素化分解及び／又は水素化異性化工程と、溶剤脱ろう工程又は水素化脱ろう工程を経て得られた潤滑油留分が特に好ましい。
　なお、炭化水素原料には、直鎖パラフィンが含まれていても良く、これも尿素との接触により包接されることになる。しかし、炭化水素原料中の直鎖パラフィン含有量が多い場合には、主目的である特定分岐パラフィン（Ｂ）の分離効率が悪化するおそれがあるとともに、過剰の尿素又は尿素溶液が必要となるため、炭化水素原料中の直鎖パラフィン含有量は、好ましくは５質量％以下であり、より好ましくは３質量％以下であり、さらに好ましくは１質量％以下であり、特に好ましくは０．５質量％以下である。
　直鎖パラフィン含有量が５質量％以下の炭化水素原料としては、ＭＥＫ等の脱ろう溶剤を用いた溶剤脱ろう方法により脱ろうされた原料あるいは水素化脱ろう方法により脱ろうされた原料が好適である。なお、本発明においては、これらの原料は直鎖パラフィンをある程度除去できていれば良いので、過剰な脱ろう条件を緩和することができるという利点もある。
　また、炭化水素原料の粘度指数は、好ましくは８０以上であり、より好ましくは１００以上であり、さらに好ましくは１２０以上であり、特に好ましくは１３５以上であり、好ましくは１８０以下、より好ましくは１７０以下、さらに好ましくは１６０以下である。炭化水素原料の粘度指数を８０以上とすることで低温から高温における適性な粘度を維持することができる。なお、粘度指数が１８０を超える場合は、目的とする炭化水素組成物の収率が悪化するおそれがあるとともに、所望の低温特性を得にくくなる。
　また、炭化水素原料の流動点は、好ましくは１０℃以下、より好ましくは０℃以下、さらに好ましくは－１０℃以下、好ましくは－５０℃以上、より好ましくは－４０℃以上、さらに好ましくは－３０℃以上である。炭化水素原料の流動点が１０℃を超える場合、過剰に尿素又は尿素溶液が必要となり、特定分岐パラフィン（Ｂ）を除去する効率が悪化するおそれがあり、炭化水素原料の流動点が－５０℃未満の場合、低温特性をさらに改善する本発明の目的に見合わない。
　また、炭化水素原料中の分岐パラフィンの含有量（特定分岐パラフィン（Ａ）及びその他の分岐パラフィンの含有量の合計）は、好ましくは４０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、さらに好ましくは８０質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上に調整されてなることが好ましい。炭化水素原料中の分岐パラフィン含有量が４０質量％未満の場合、高粘度指数の潤滑油基油を得にくくなる。
　また、工程（１）において、炭化水素混合原料と尿素との割合は、特に制限はなく、特定パラフィンの一部又は全部を包接するために十分な尿素が存在していれば良いが、炭化水素原料１重量部に対し、好ましくは尿素を０．０１～１０重量部、より好ましくは０．１～５重量部、さらに好ましくは０．５～４重量部、特に好ましくは１～３の割合で使用する。尿素の割合が炭化水素混合原料１重量部に対し０．０１重量部未満の場合、特定分岐パラフィン（Ｂ）の低減又は除去効果が低下する傾向にあり、１０重量部を超える場合は、尿素を多量に必要とするだけでなく、尿素の割合に見合う効果が得られない傾向にある。
　なお、尿素は、炭化水素混合原料と混合する混合槽あるいは配管に別々に導入しても良いが、尿素は固体であることから、尿素溶液として溶剤に溶解させた状態で炭化水素混合原料と接触させることが好ましい。
　尿素溶液に使用する溶剤としては、水や、メタノール、グリコール等の低級アルコール及びこれらの混合物等の尿素可溶性溶剤を使用することが好ましい。また、炭化水素原料との混和性が良く、常温においても接触効率を高めることができる観点から、必要に応じてベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族溶剤等の炭化水素系溶剤を併用しても良い。尿素溶液としては、尿素と水溶性溶剤又は水溶性溶剤と炭化水素系溶剤の混合物が好ましく、尿素とメタノール及び／又は水と炭化水素系溶剤との混合物がより好ましく、尿素とメタノールと芳香族溶剤との混合物がさらに好ましい。尿素溶液には、界面活性剤を添加しても良い。
　尿素溶液における尿素と溶剤との混合割合は、特に制限はないが、溶剤１Ｌに対し、好ましくは尿素１０～１０００ｇ、より好ましくは尿素２００～８００ｇ、さらに好ましくは３００～７００ｇである。
　また、該溶剤中の尿素可溶性溶剤、好ましくはメタノール及び／又は水、より好ましくはメタノール、の割合は、好ましくは１～１００容量％、より好ましくは５～５０容量％であり、該溶剤中の炭化水素系溶剤、好ましくは芳香族溶剤、より好ましくはトルエン、の割合は、好ましくは０～９９容量％、より好ましくは５０～９５容量％である。
　工程（１）における炭化水素原料と尿素又は尿素溶液との接触は、常温で行うことができるが、接触温度としては、例えば０～９０℃、好ましくは１０～５０℃、さらに好ましくは２０～４０℃を例示できる。なお、溶剤として水を使用する場合は、例えば５～９０℃、好ましくは６０～８０℃である。接触温度が前記上限値を超えると尿素が分解したり、溶剤が揮発するおそれがあり、接触温度が前記下限値未満であると炭化水素原料からワックス成分が析出したり、溶剤中の水分の凍結等の問題があり、効率が低下する傾向にある。
　工程（１）における炭化水素原料と尿素との接触時間は特に制限されず、得られる炭化水素組成物に必要な低温特性を得るために、また、特定分岐パラフィン（Ｂ）の一部又は全部を分離するために、工業的な製造効率に応じて任意に調整することができる。好ましい接触時間は、効率的に接触できれば瞬間的でもよいが、より好ましくは１分以上、より好ましくは１０分以上、さらに好ましくは３０分以上である。なお、接触時間が長すぎても接触時間を長くするほどの効果が小さくなり、製造効率が低下するため、好ましくは１０時間以下、より好ましくは８時間以下である。
　工程（１）において炭化水素原料と尿素又は尿素溶液を混合して接触させると、特定分岐パラフィン成分が包接（アダクト）され、混合物中に白色の粒状結晶が生成する。そこで、工程（２）において、混合物から結晶（尿素アダクト物）を分離して炭化水素含有成分を得る。
　尿素アダクト物の分離方法としては、液体と固体を分離できる方法であればよく、特に制限はないが、例えば、静置法、ペーパーフィルタ、ろ布、金網等のろ過材によるろ過法、遠心分離法等が挙げられる。
　また、工程（３）においては、工程（２）で得られた炭化水素含有成分について、過剰の尿素又は尿素溶液の分離・精製を行う。例えば、炭化水素含有成分に過剰の水を加えることで、過剰の尿素と水溶性溶剤とを水相に移し、油相と分離できる。また、油相にトルエン等の軽質炭化水素系溶剤が存在する場合は、これを減圧蒸留等により留去することができる。このような分離・精製を経て、特定分岐パラフィン（Ｂ）が十分に低減又は除去された炭化水素組成物が得られる。
　また、工程（４）～（６）に関し、上記により分離された尿素アダクト物を、洗浄工程、尿素と被包接物の分離工程、回収工程を経て精製することで、尿素及び被包接物は再利用することができる。分離された尿素は炭化水素原料との接触材料として、また、分離された被包接物は、水素化分解又は水素化異性化原料として、あるいはパラフィンワックスやイソパラフィン又はそれらの原料として再利用されても良い。さらに溶剤は蒸留等により分離し、再利用することができる。
　本発明の炭化水素組成物は、上記製造方法により製造された炭化水素組成物である。炭化水素組成物としては、特に制限はないが、灯油、軽油、重油、溶剤、あるいは潤滑油基油又は潤滑油組成物が好ましく、これらの中では潤滑油基油又は潤滑油組成物が特に好ましい。
　本発明における炭化水素組成物、好ましくは潤滑油基油の流動点は、炭化水素原料よりも好ましくは１ポイント（２．５℃）以上、より好ましくは２ポイント（５℃）以上低い流動点を有し、具体的には、好ましくは０℃以下、より好ましくは－１５℃以下、さらに好ましくは－２０℃以下であり、好ましくは－６０℃以上、好ましくは－４０℃以上、さらに好ましくは－３５℃以上である。流動点が低いほど低温特性に優れた組成物が得られるが、炭化水素組成物の収率と低温特性とのバランスから、流動点を上記範囲とすることが好ましい。
　本発明の炭化水素組成物、好ましくは潤滑油基油の凝固点は、炭化水素原料よりも好ましくは１ポイント（１℃）以上、より好ましくは３ポイント（３℃）、さらに好ましくは５ポイント（５℃）以上低い凝固点を有し、具体的には、好ましくは０℃以下、より好ましくは－１５℃以下、さらに好ましくは－２０℃以下であり、特に好ましくは－２５℃以下であり、好ましくは－６０℃以上、好ましくは－４０℃以上、さらに好ましくは－３５℃以上である。凝固点が低いほど低温特性に優れた組成物が得られるが、炭化水素組成物の収率と低温特性とのバランスから、凝固点を上記範囲とすることが好ましい。
　本発明の炭化水素組成物、好ましくは潤滑油基油の－２５℃におけるＢＦ粘度は、炭化水素原料よりも好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ以上、さらに好ましくは１５００ｍＰａ・ｓ以上、特に１００００ｍＰａ・ｓ以上低いＢＦ粘度を有する。
　本発明の炭化水素組成物、好ましくは潤滑油基油の粘度指数は、好ましくは８０以上、より好ましくは９５以上、さらに好ましくは１１５以上、特に好ましくは１３５以上であり、好ましくは１７０以下、より好ましくは１６５以下、さらに好ましくは１６０以下である。粘度指数が高いほど低温から高温に至るまで優れた潤滑性を維持できるが、高すぎると所望の低温特性を得にくくなる。
　本発明の炭化水素組成物、好ましくは潤滑油基油の１００℃における動粘度は、好ましくは１～１００ｍｍ２／ｓ、より好ましくは１．５～５０ｍｍ２／ｓ、さらに好ましくは２～２０ｍｍ２／ｓであるが、下記の範囲にある潤滑油基油を分取することが好ましい。
（Ｉ）１００℃における動粘度が１．５ｍｍ２／ｓ以上３．５ｍｍ２／ｓ未満、より好ましくは２．０～３．０ｍｍ２／ｓの潤滑油基油
（ＩＩ）１００℃における動粘度が３．５ｍｍ２／ｓ以上５ｍｍ２／ｓ未満、より好ましくは３．７～４．５ｍｍ２／ｓの潤滑油基油
（ＩＩＩ）１００℃における動粘度が５～２０ｍｍ２／ｓ、より好ましくは５．５～１１ｍｍ２／ｓ、特に好ましくは６～８ｍｍ２／ｓの潤滑油基油。
　また、本発明における炭化水素組成物、好ましくは潤滑油基油の４０℃における動粘度は、好ましくは１～１０００ｍｍ２／ｓ、より好ましくは２～５００ｍｍ２／ｓ、さらに好ましくは５～１００ｍｍ２／ｓであるが、下記の範囲にある潤滑油基油を分取することが好ましい。
（ＩＶ）４０℃における動粘度が６．０ｍｍ２／ｓ以上１２ｍｍ２／ｓ未満、より好ましくは８．０～１２ｍｍ２／ｓの潤滑油基油
（Ｖ）４０℃における動粘度が１２ｍｍ２／ｓ以上３０ｍｍ２／ｓ未満、より好ましくは１４～２９ｍｍ２／ｓの潤滑油基油
（ＶＩ）４０℃における動粘度が３０～８０ｍｍ２／ｓ、より好ましくは３２～５０ｍｍ２／ｓ、特に好ましくは３３～４０ｍｍ２／ｓの潤滑油基油。
　１００℃又は４０℃における動粘度が前記下限値未満であると潤滑性能や蒸発特性が不十分となるおそれがあり、前記上限値を超えると所望の低温粘度特性を得にくくなる。
　本発明においては、上記基油のうち、少なくとも（ＩＩ）及び／又は（Ｖ）の範囲にある潤滑油基油を分取することが特に好ましい。
　本発明の炭化水素組成物を潤滑油基油の基材として用いる場合、該潤滑油基油は本発明の炭化水素組成物のみからなるものであってもよく、また、本発明の炭化水素組成物を他の潤滑油基油の１種又は２種以上と併用して潤滑油基油を構成してもよい。同様に、本発明の潤滑油組成物に含まれる潤滑油基油は、本発明の炭化水素組成物のみからなるものであってもよく、また、本発明の炭化水素組成物を他の潤滑油基油の１種又は２種以上と併用して潤滑油基油を構成してもよい。
　なお、本発明の炭化水素組成物と他の潤滑油基油とを併用する場合、それらの混合基油中に占める本発明の炭化水素組成物の割合は、３０質量％以上であることが好ましく、５０質量％以上であることがより好ましく、７０質量％以上であることが更に好ましい。
　本発明の潤滑油基油と併用される他の基油としては、特に制限されないが、例えば１００℃における動粘度が１～１００ｍｍ２／ｓの鉱油系基油、合成系基油及び天然油脂系基油等から任意に選ばれる。鉱油系基油としては、例えば１００℃における動粘度が１～１００ｍｍ２／ｓの溶剤精製鉱油、水素化分解鉱油、水素化精製鉱油、溶剤脱ろう基油、水素化脱ろう基油などが挙げられる。
　また、合成系基油としては、例えば１００℃における動粘度が１～１００ｍｍ２／ｓのポリα－オレフィン又はその水素化物、イソブテンオリゴマー又はその水素化物、イソパラフィン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ジエステル（ジトリデシルグルタレート、ジ－２－エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ－２－エチルヘキシルセバケート等）、ポリオールエステル（トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール２－エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等）、ポリオキシアルキレングリコール、ジアルキルジフェニルエーテル、ポリフェニルエーテル等が挙げられ、中でも、ポリα－オレフィンが好ましい。ポリα－オレフィンとしては、典型的には、炭素数２～３２、好ましくは６～１６のα－オレフィンのオリゴマー又はコオリゴマー（１－オクテンオリゴマー、デセンオリゴマー、エチレン－プロピレンコオリゴマー等）及びそれらの水素化物が挙げられる。
　また、本発明の炭化水素組成物は、低温流動性向上剤、流動点降下剤あるいは粘度指数向上剤等、低温粘度特性をさらに改善可能な添加剤を含有させることが好ましい。
　例えば、本発明の炭化水素組成物を軽油やＡ重油等の重油の基材として用いる場合、本発明の炭化水素組成物に、流動点や目詰まり点を低下させるために必要な低温流動性向上剤（ＣＦＩ）を配合することによって、低温性能に優れた軽油組成物又は重油組成物を得ることができる。低温流動性向上剤の配合量は、軽油組成物又は重油組成物の全量を基準として、好ましくは０．００１～０．１質量％である。
　また、本発明の炭化水素組成物を潤滑油組成物の基材として用いる場合、本発明の炭化水素組成物に、流動点を低下させる流動点降下剤（ＰＰＤ）及び／又は粘度指数向上剤（ＶＭ）を配合することによって、低温粘度特性に優れ且つ高い粘度指数を有する潤滑油組成物を得ることができる。流動点降下剤（ＰＰＤ）の配合量は、潤滑油組成物の全量を基準として、好ましくは０．００１～２質量％、より好ましくは０．１～１質量％である。また、粘度指数向上剤（ＶＭ）の配合量は、潤滑油組成物の全量を基準として、好ましくは０．１～２０質量％、より好ましくは０．１～１０質量％である。流動点降下剤の重量平均分子量は、好ましくは１万～３０万、より好ましくは５万～２０万のものが特に好ましく、さらに流動点降下剤としては、ポリメタアクリレート系のものが特に好ましい。また、粘度指数向上剤の重量平均分子量は、好ましくは１万～１００万、より好ましくは５万～６０万、さらに好ましくは２０万～４０万である。
　本発明の炭化水素組成物を潤滑油組成物の基材として用いる場合、上記流動点降下剤及び／又は粘度指数向上剤を含有させることで、特に潤滑油組成物の－３０℃以下（－３０℃、－３５℃及び－４０℃）におけるＭＲＶ粘度又はＢＦ粘度を改善することができる。該潤滑油組成物の－３０℃以下（－３０℃、－３５℃及び－４０℃）におけるＭＲＶ粘度又はＢＦ粘度は、炭化水素混合原料に上記流動点降下剤及び／又は粘度指数向上剤を含有させた場合よりも、好ましくは５００ｍＰａ・ｓ以上、より好ましくは１０００ｍＰａ・ｓ以上、さらに好ましくは２０００ｍＰａ・ｓ以上、特に好ましくは３０００ｍＰａ・ｓ以上低いＭＲＶ粘度又はＢＦ粘度を有する。なお、ここでいうＭＲＶ粘度とは、ＡＳＴＭ Ｄ ４６８４に準拠して測定されるＭＲＶ粘度をいい、ＢＦ粘度とは、ＪＰＩ－５Ｓ－２６－９９に準拠して測定されるＢＦ粘度をいう。
　本発明の炭化水素組成物には、さらに各種の添加剤、例えば燃料添加剤や潤滑油添加剤等の石油製品添加剤を含有させることができる。
　本発明の炭化水素組成物を潤滑油組成物の基材として用いる場合、併用される添加剤としては、特に制限されず、潤滑油の分野で従来使用される任意の添加剤を配合することができる。かかる潤滑油添加剤としては、具体的には、酸化防止剤、無灰分散剤、金属系清浄剤、極圧剤、摩耗防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、摩擦調整剤、油性剤、腐食防止剤、防錆剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、シール膨潤剤、消泡剤、着色剤などが挙げられる。これらの添加剤は、１種を単独で用いてもよく、また、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　本発明の炭化水素組成物を含有する潤滑油基油又は潤滑油組成物（すなわち本発明の潤滑油基油又は潤滑油組成物）の用途としては、具体的には、乗用車用ガソリンエンジン、二輪車用ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン、ガスヒートポンプ用エンジン、船舶用エンジン、発電エンジンなどの内燃機関に用いられる潤滑油（内燃機関用潤滑油）、自動変速機、手動変速機、無段変速機、終減速機などの駆動伝達装置に用いられる潤滑油（駆動伝達装置用油）、緩衝器、建設機械等の油圧装置に用いられる油圧作動油、圧縮機油、タービン油、工業用ギヤ油、冷凍機油、さび止め油、熱媒体油、ガスホルダーシール油、軸受油、抄紙機用油、工作機械油、すべり案内面油、電気絶縁油、切削油、プレス油、圧延油、熱処理油などが挙げられ、これらの用途に本発明の潤滑油基油を用いることによって、各潤滑油の低温粘度特性と高粘度指数とを高水準で達成することができるようになる。
　以下、実施例及び比較例に基づき本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
［実施例１］
（炭化水素原料１の製造）
　原油常圧蒸留ボトムを減圧蒸留で分離した留分を、フルフラールで溶剤抽出した後で水素化処理し、次いで、メチルエチルケトン－トルエン混合溶剤で溶剤脱ろうした。溶剤脱ろうは、ＭＥＫ及びトルエンの混合溶剤を使用し、溶剤／油比１．５倍、ろ過温度－２５℃にて実施した。以下、このようにして得られた溶剤精製・溶剤脱ろう鉱油基油を炭化水素原料１（ＧｐＩ基油）という。炭化水素原料１の性状を表１に示す。なお、炭化水素原料１の直鎖パラフィン含有量は０．５質量％未満であった。
（潤滑油基油１の製造）
　炭化水素原料１を丸底フラスコに１００ｇ採取し、尿素２００ｇ、トルエン３６０ｍｌ及びメタノール４０ｍｌを加えて室温（約２５℃）で６時間攪拌した。反応液を１ミクロンフィルターでろ過することにより、生成した白色粒状結晶（尿素アダクト物）と液相とを分離した。液相はさらに多量の水を混合し、尿素及びメタノールを含む水相と油相とを分離し、油相は減圧蒸留（エバポレータ）によりトルエンを留去して所望の炭化水素組成物（以下、「潤滑油基油１」という。）を得た。潤滑油基油１の炭化水素原料１に対する収率及び性状を表１に示す。
　また、ろ過により得られた結晶（尿素アダクト物）について、トルエン５０ｍｌで６回洗浄し、回収した白色結晶をフラスコに入れ、純水３００ｍｌ及びトルエン３００ｍｌを加えて８０℃で１時間攪拌した。分液ロートで水相を分離除去し、トルエン相を純水３００ｍｌで３回洗浄し、トルエン相に乾燥剤（硫酸ナトリウム）を加えて脱水処理を行った後、トルエンを留去して尿素アダクト物から被アダクト物を得た。このようにして得られた被アダクト物の原料に対する割合（尿素アダクト量：質量百分率）を求めた。得られた結果を表１に示す。さらに、被アダクト物についてガスクロマトグラフィー及び１３Ｃ－ＮＭＲで分析した結果、被アダクト物は、炭素数５以下の分岐基を有し、主鎖の末端から分岐位置までの炭素数が６以上である分岐パラフィンを主成分とし、直鎖パラフィンを少量含むことがわかった。より具体的には、被アダクト物中の９９質量％以上が分岐パラフィンであり、また、被アダクト物の平均炭素数は２７．２であった。
　分岐パラフィン１分子あたりの分岐を有する炭素は平均０．８７個であり、該分岐を有する炭素のうち末端から４番目以内の炭素とそれ以外の炭素の比が１：２．４であることが確認された。一方、分岐を有していないεメチレン炭素（１３Ｃ－ＮＭＲスペクトルの０ｐｐｍから５０ｐｐｍの範囲において、３０ｐｐｍのピークに相当する炭素）によって構成される炭素鎖の長さはＣ１０以上であることも確認された。
［実施例２］
（炭化水素原料２の製造）
　原油常圧蒸留ボトムを減圧蒸留で分離した留分を、脱留後水素化分解原料とし、これをＶＩＩＩ族遷移金属を主体とした金属を担持した触媒を用いて水素化分解し、次いで、メチルエチルケトン－トルエン混合溶剤で溶剤脱ろうした。溶剤脱ろうは、ＭＥＫ及びトルエンの混合溶剤を使用し、溶剤／油比１．５倍、ろ過温度－３０℃にて実施した。以下、このようにして得られた水素化分解・溶剤脱ろう鉱油基油を炭化水素原料２（ＧｐＩＩＩ基油）という。炭化水素原料２の性状を表１に示す。なお、炭化水素原料２の直鎖パラフィン含有量は０．５質量％未満であった。
（潤滑油基油２の製造）
　炭化水素原料１に代えて炭化水素原料２を用いた以外は潤滑油基油１の製造と同様にして、所望の炭化水素組成物（以下、「潤滑油基油２」という。）を得た。潤滑油基油２の炭化水素原料２に対する収率及び性状を表１に示す。
　また、ろ過により得られた結晶について、実施例１と同様にして処理し、得られた被アダクト物の原料に対する割合（尿素アダクト量：質量百分率）を求めた。得られた結果を表１に示す。さらに、被アダクト物についてガスクロマトグラフィー及び１３Ｃ－ＮＭＲで分析した結果、被アダクト物は、炭素数５以下の分岐基を有し、主鎖の末端から分岐位置までの炭素数が６以上である分岐パラフィンを主成分とし、直鎖パラフィンを少量含むことがわかった。より具体的には、被アダクト物中の９９質量％以上が分岐パラフィンであり、また、分岐パラフィンの平均炭素数は２７．２であった。分岐パラフィン１分子あたり分岐を有する炭素は平均１．２個であり、該分岐を有する炭素のうち末端から４番目以内の炭素とそれ以外の炭素の比が１：３．６であることが確認された。一方、分岐パラフィンの分岐を有していないεメチレン炭素（１３Ｃ－ＮＭＲスペクトルの０ｐｐｍから５０ｐｐｍの範囲において、３０ｐｐｍのピークに相当する炭素）によって構成される炭素鎖の長さはＣ１０以上であることも確認された。
［実施例３］
（炭化水素原料３の製造）
　ＧｐＩ基油の製造過程で得られた溶剤脱ろうエキストラクト（スラックワックス）を、ＶＩＩＩ族遷移金属を主体とした金属を担持した触媒を用いて水素化分解／異性化し、次いで、貴金属含有量０．１～５重量％に調整されたゼオライト系水素化脱ろう触媒を用い、３１５℃～３２５℃の温度範囲で水素化脱ろうを行った。以下、このようにして得られたワックス分解／異性化・溶剤脱ろう鉱油基油を炭化水素原料３（ＧｐＩＩＩ＋基油）という。炭化水素原料３の性状を表１に示す。なお、炭化水素原料３の直鎖パラフィン含有量は０．５質量％未満であった。
（潤滑油基油３の製造）
　炭化水素原料１に代えて炭化水素原料３を用いた以外は潤滑油基油１の製造と同様にして、所望の炭化水素組成物（以下、「潤滑油基油３」という。）を得た。潤滑油基油３の炭化水素原料３に対する収率及び性状を表１に示す。
　また、ろ過により得られた結晶について、実施例１と同様にして処理し、得られた被アダクト物の原料に対する割合（尿素アダクト量：質量百分率）を求めた。得られた結果を表１に示す。さらに、被アダクト物についてガスクロマトグラフィー及び１３Ｃ－ＮＭＲで分析した結果、被アダクト物は、炭素数５以下の分岐基を有し、主鎖の末端から分岐位置までの炭素数が６以上である分岐パラフィンを主成分とし、直鎖パラフィンを少量含むことがわかった。より具体的には、被アダクト物中の９９質量％以上が分岐パラフィンであり、また、被アダクト物の平均炭素数は１．３であった。
　分岐パラフィン１分子あたりの分岐を有する炭素は平均２８．４個であり、該分岐を有する炭素のうち末端から４番目以内の炭素とそれ以外の炭素の比が１：１．１５であることが確認された。一方、分岐を有していないεメチレン炭素（１３Ｃ－ＮＭＲスペクトルの０ｐｐｍから５０ｐｐｍの範囲において、３０ｐｐｍのピークに相当する炭素）によって構成される炭素鎖の長さはＣ１１以上であることも確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
［比較例１～３］
　比較例１においては、炭化水素原料２を潤滑油基油（以下、「潤滑油基油４」という。）とし、その性状を評価した。また、比較例２、３においては、溶剤脱ろうの脱ろう温度をそれぞれ－３３℃又は－３５℃としたこと以外は炭化水素原料２の製造と同様にして、炭化水素組成物（以下、「潤滑油基油５」及び「潤滑油基油６」という）を得た。潤滑油基油４～６の性状を表２に示す。
　また、潤滑油基油４～６のそれぞれについて、潤滑油基油１の製造と同様にして尿素で処理し、得られた被アダクト物の原料に対する割合（尿素アダクト量：質量百分率）をそれぞれ求めた。得られた結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１から明らかなとおり、実施例１～３で得られた潤滑油基油１～３は、高い粘度指数を有し、その一方で、流動点、凝固点及びＢＦ粘度などの低温特性に優れていることが確認された。特に－２５℃におけるＢＦ粘度は炭化水素原料に対し、実施例１では２００００ｍＰａ・ｓ以上、実施例２では約３００００ｍＰａ・ｓ以上、実施例３では１５００ｍＰａ・ｓ以上の改善効果が得られている。このように、常温での尿素処理によって低温特性の改善に障害となるおそれのある特定の分岐パラフィン（特定分岐パラフィン（Ｂ））を選択的に分離除去することができ、上記のように優れた特性を有する潤滑油基油を製造できることは、エネルギー消費及び収率の観点から非常に有用である。
　一方、表２に示したように、比較例２では、炭化水素原料２に対する収率は実施例２のと同等であるものの、流動点や凝固点の低下はほとんど認められず、比較例３では実施例２の収率よりも悪化し、流動点や凝固点の改善度合いも実施例２よりも小さい。さらに、比較例２、３では尿素アダクト量が約４質量％以上であることから、脱ろう条件を厳しくしてエネルギー消費と収率を犠牲にしたとしても、低温特性の改善に障害となるおそれのある特定の分岐パラフィン（特定分岐パラフィン（Ｂ））を十分に分離除去できていないことがわかる。なお、比較例２、３でも－３５℃におけるＣＣＳ粘度はある程度改善できるが、実施例２では３０００ｍＰａ・ｓ未満であったのに対し、３０００ｍＰａ・ｓを超えるレベルに過ぎない。
［実施例４～６、比較例４～６］
　実施例４～６においては、それぞれ上記の潤滑油基油１～３及び下記の添加剤を用い、表３に示す組成を有する潤滑油組成物を調製した。また、比較例４～６においては、それぞれ上記の炭化水素原料１～３及び下記の添加剤を用い、表３に示す組成を有する潤滑油組成物を調製した。各潤滑油組成物について、－３０℃又は－４０℃におけるＭＲＶ粘度あるいは－４０℃におけるＢＦ粘度をそれぞれ測定した。得られた結果を表３に示す。なお、表３中、「Ｙ．Ｓ．」はＭＲＶ粘度を測定する際に、一定時間内に測定が出来ない場合に重りを乗せて測定することを意味する。
（添加剤）
　添加剤パッケージＡ：酸化防止剤、無灰分散剤、金属系清浄剤、摩耗防止剤、腐食防止剤、防錆剤、金属不活性化剤等を含む添加剤パッケージ。
　添加剤パッケージＢ：酸化防止剤、無灰分散剤、金属系清浄剤、摩耗防止剤、腐食防止剤、防錆剤、金属不活性化剤等を含む添加剤パッケージ。
　添加剤パッケージＣ：酸化防止剤、無灰分散剤、金属系清浄剤、摩耗防止剤、摩擦調整剤、腐食防止剤、防錆剤、金属不活性化剤等を含む添加剤パッケージ。
　粘度指数向上剤Ｄ１：ポリメタアクリレート系粘度指数向上剤（重量平均分子量：１００，０００）
　粘度指数向上剤Ｄ２：ポリメタアクリレート系粘度指数向上剤（重量平均分子量：３００，０００）
　流動点降下剤Ｅ：ポリメタアクリレート系流動点降下剤（重量平均分子量：６０，０００）
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３に示したように、実施例４～６の潤滑油組成物においては、比較例４～６と比較して、－３０℃以下のＭＲＶ粘度やＢＦ粘度を飛躍的に低減することができ、大幅な低温粘度特性の改善効果が認められた。
 
 
 

Claims (5)

  1. 　炭素数５以下の分岐アルキル基を有する分岐パラフィンを含有する炭化水素原料と、尿素とを接触させ、前記炭化水素原料から、前記分岐パラフィンのうち少なくとも一方の末端から分岐位置までの炭素数が６以上である分岐パラフィンを尿素アダクト物として分離し、炭化水素組成物を得る工程を備える、炭化水素組成物の製造方法。
  2. 　前記炭化水素原料中の直鎖パラフィンの含有量が５質量％以下である、請求項１に記載の炭化水素組成物の製造方法。
  3. 　請求項１又は２の製造方法により製造された炭化水素組成物。
  4. 　請求項３に記載の炭化水素組成物を含有する潤滑油基油。
  5. 　請求項３に記載の炭化水素組成物を含有する潤滑油組成物。
     
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