JPH05504597A - 特殊気孔形態を有する触媒を用いたワックスの異性化 - Google Patents
特殊気孔形態を有する触媒を用いたワックスの異性化Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
特殊気 形 を有する触媒を用いたワ・ソ久ム点1旦1〔関連上1!I]
本願は1989年2月17日出願された係属中の米国特許出11Serial
No、 07/311.969のCIPに相当する。
〔技術分野〕
本発明は、石油ワ・ソクスを含むワックス供給物を、特別な気孔形態を有し、少
なくとも一種類の第■族金属を含む触媒上で異性化し、低い流動点、優れた粘度
及び粘度指数特性を有する潤滑油を生成させる方法に関する。
高品質潤滑油は現代の機械及び自動車の作動にとって必須のものである。残念な
がら良好な潤滑性を有する天然原油の供給は現在の需要には不適切である。世界
的な原油供給の不安定さのため、高品質潤滑油は普通の原油系の供給原料から製
造されなければならず、パラフィン系合成重合体から製造することもできる。通
常の低品質原料の品質を向上させることにより他の生成物へ転化することができ
る潤滑油を製造する数多くの方法が提案されてきた。
粗製留分の品質を向上させて、さもなければ潤滑剤製造に不適切なものを、良好
な収率で潤滑油を得ることができるものにすることが望ましい。高度にパラフィ
ン性の油を、低い温度で流動性のままになっている必要がある生成物、例えば、
潤滑油、加熱用油、及びジェット燃料に用いることができるようにするためには
脱蝋が必要である。この種の油中に存在する高分子量直鏝及び1かに分岐したパ
ラフィンは、油に高い流動点及び高い曇り点を与えるワックスである。もし適切
な低い流動点を得たいならば、これらのワックスは完全に又は部分的に除去され
なければならない。従来プロパン脱蝋及びMEK脱蝋の如き種々の溶媒除去方法
が用いられてきたが、これらの方法はコストが高く時間のかかるものである。触
媒脱蝋法は一層経済的であり、低分子量生成物で、そのあるものは蒸留によって
除去することができるものを生成させるように長Mn−パラフィンを選択的にク
ラッキングすることによりこの目的を達成することができる。
一般に従来の脱蝋触媒は、それらの選択性のために、直りn−パラフィン単独又
は僅かに分岐した鎖のパラフィン(時々ここではワックスとして言及される)と
の混合物に適合する気孔孔径であるが、一層高度に分岐した材料、脂環式及び芳
香族のものは排除される気孔孔径を有するアルミノ珪酸塩からなる。脱蝋法のこ
の目的でZSM−5、ZSM−11、ZSM−12、ZSM−23、ZSM−3
5、及びZSM−38の如きゼオライトが提案されてきており、米国特許第L8
94.9311号、第4,176.050号、第4.181,598号、第4,
222.1155号、第4,229.2112号、及び第4.247,388号
明細書に記載されている。前記特許に記載されているような方法は、比較的僅か
な量のワックス、一般に50%より充分低い量のワックスを含む供給物に対する
脱蝋を行うのに用いられ、それらはワ・・lクスを選択的にクラッキングする働
きをする。これらの方法は大きなワックス含有量を有する供給物に対しては簡単
には適用できない。なぜなら、多量のクラッキングが起きるため、そのようなワ
ックスが非常に低い分子量の生成物を与えるほど分解される傾向を持つからであ
る。
この種の脱蝋法はクラッキング反応により機能を発揮するので、数多くの有用な
生成物が劣化して一層低い分子量の物質になる。例えば、ワックス状パラフィン
は油のワックス性に寄与しない軽質n−パラフィンであるブタン、プロパン、エ
タン、及びメタンにクラッキングされることがある。これらの軽質生成物は、高
分子量物質よりも一般に価値が低いので、接触脱蝋法中で行われる分解度を制限
することが明らかに望ましいであろう。
米国特許第3.700.585号、第3,894.938号、第4.176.0
50号、第4.181.5911号、第4.222.1155号、第4.222
.282号、第4.247.3811号、及び第4.859.311号明細書は
ワックス状供給物の脱蝋を教示しているが、そこに開示されている方法は、非常
に低い流動点及び高い粘度指数を有する潤滑油を、非常に大きなワックス含有量
、即ち80%より大きなワックス含有量を有する供給物、例えば、スラックワッ
クス(slack wax) 、脱油ワックス、又は低分子量ポリエチレンの如
き合成液体重合体の如き供給物から高収率で生成させる方法は示していない。
また、従来法には、低い流動点(約−24℃未満)及び125より大きな粘度指
数(viscosity 1ndex)の両方を有することを特徴とする潤滑油
は記載されていない。これを達成するのに最も近似した従来法は、米国特許第3
.365.390号(流動点−23℃、粘度指数124)、第1.6511.6
89号(流動点−54℃、粘度指数92、その特許の表■がら計算した)、第3
.764,516号(第3.658.6119号と同じ)、第3.487.00
5号(流動点−29℃、粘度指数121及び+25、及び流動点−46℃、粘度
指数122)、及び第4.547.283号(流動点は特定化されていないが、
溶媒脱蝋により行われているので恐らく0℃より高い、粘度指数154〜156
)の一つ以上に記載されている。
ワックスを除去する方法は高度にワックス性の供給物では収率が低いので、異性
化法が好ましい、米国特許第4.734.539号明細書には、H−オフレタイ
ト(offretite)触媒の如き中間的気孔孔径のゼオライト触媒を用いて
ナフサ供給物を異性化する方法が記載されている。米国特許第4,518.41
15号明細書には、パラフィンを含有する炭化水素供給物を水添処理及び異性化
法により脱蝋する方法が記載されている。
米国特許第4.6119,138号明細書には、炭化水素油供給原料の通常のパ
ラフィン含有量を、成長中の結晶中に吸蔵された第■族金属成分を含有する中間
的気孔孔径のシリコアルミノ燐酸塩分子篩がちなる触媒を用いて、減少させる異
性化法が記載されている。
スラックワックスの如きワックス含有量の大きな供給物からも、異性化法により
潤滑油を製造することができる7しかし、従来のワックス異性化法では、収率が
低くくてその方法が不経済になるが、或は供給物が完全には脱蝋されない、供給
物が完全に脱蝋されないと、それは脱蝋工程、例えば溶媒脱蝋器へ再循環されな
ければならず、そのため収率が限られ、コストが増大する。米国特許第4,54
7.2113号明細書には、ワックスを潤滑油に転化することが記載されている
。しかし、そこに記載された異性化によるMEK脱蝋は、流動点低下をひどく妨
げ、そのため非常に低い流動点のものは得ることができない。
従って、そこに記載された触媒は、本発明で用いられている触媒よりも遥かに選
択性が低い。
本発明は、X線結晶学により決定して、約4.2人〜48人の短軸及び約5.4
人〜7.0人の長軸を有する全体的に長円形の1−D気孔を有する無機酸化物分
子篩及び少なくとも一種類の第■族金属からなる触媒上でワックス状供給物を異
性化することからなる潤滑油製造方法を与えることにより、従来法の欠点及び問
題を解決するものである。
本発明の目的は、優れた粘度及び粘度指数特性、及び非常に低い流動点を有する
潤滑油を製造することである。
本発明の他の目的は、低い摩擦抵抗を有する潤滑油を与えることである。
本発明の更に他の目的は、従来の鉱物油よりもエンジン京耗を少なくする潤滑油
を与えることである。
本発明の更に他の目的は、燃料効率を増大する潤滑油を与えることである。
本発明の更に他の目的は、慣用的鉱物油に比較して改良された酸化抵抗を有する
潤滑油と与えることである。
「酸化抵抗」と言う用語は、酸素付加に対する油の抵抗性、即ち池内に酸素が取
り込まれ、分子に付加される速さがどの程度かを指す。酸化抵抗は、時間単位で
測定された酸化器(oxidator ) B Nにより示す。酸化器BNは、
toogの油が11の酸素を吸収するのに必要な時間を測定するものであり、米
国特許第3.1152.207号明細書(その記載は参考のためここに入れであ
る)第6欄15〜30行に記載されている。
本発明の更に別の目的及び利点は、一つには次の記述中に記載され、一つにはそ
の記載から容易に分かり、或は本発明の実施により知ることができるであろう1
本発明の目的及び利点は、特許請求の範囲に指摘される手段及び組合せにより実
現され達成されるであろう。
一つの態様によれば、本発明は、優れた粘度及び粘度指数特性、及び低い流動点
を有する潤滑油を製造する方法において、中間的気孔孔径のシリコアルミノ燐酸
塩分子篩及び少なくとも一種類の第■族金属からなる触媒上でワックス状供給物
を異性化することからなる潤滑油製造方法を与える。
本発明の別の態様によれば、本方法の触媒は、中間的気孔孔径のZsM−22、
ZSM−23、又はZSMi5ゼオライトからなる。
本発明の潤滑油は、その沸点範囲に対し低い粘度を与える高いパラフィン含有量
を有する。そのような性質は、低い摩擦抵抗、少ないエンジン摩耗、及び燃料効
率の増大を与える結果になる。潤滑油の粘度が低く、流動点が低いことは、従来
の鉱物油よりも一層容易に冷時のエンジンを始動させることができる。その潤滑
油は約125〜約180の範囲の高い粘度指数を有し、約−63℃未満から約−
24℃の範囲の非常に低い流動点を有する。本発明の潤滑油と一緒に、粘度指数
改良剤組成物又は流動点降下剤組成物を殆ど又は全く使用する必要がないので、
性能を低下させる付着物の形成は少なくなる。油のパラフィン性が高いことは、
慣用的鉱物油に比較して改良された酸化抵抗を与えている。
本発明は、図面を参照して一層よく理解されるであろう。図中、全体を通し同じ
番号は同様な部分を指すものとする。
第1図は、米国特許第4.440.871号明細書のシリコアルミノ燐酸塩の組
成因子を示す、珪素、アルミニウム、及び燐のモル分率で示した三元図表である
。
第2図は、珪素、アルミニウム、及び燐のモル分率によるシリコアルミノ燐酸塩
の好ましい組成因子を示す三元図表である。
第3図は、実施例3に記載した方法に対する700 F+潤滑油収率対流動点を
プロットしたグラフである。
第4図は、実施例3に記載した方法に対する粘度指数対流動点をプロットしたグ
ラフである。
〔好ましい態様についての詳細な記述〕本発明の現在好ましい態様に間して次に
詳細に記述する。
ここで用いられる用語「ワックス状供給物Jには石油ワックスが含まれる0本発
明の方法で用いられる供給原料は、好ましくは約50%より多いワックス、一層
好ましくは約80%より多いワックス、最も好ましくは約90%より多いワック
スを含むものである。しかし、一般に約O℃より高く、一層普通には約lO℃よ
り高い高流動点を有するが、50%より少ないワックスを含む高度にパラフィン
性の供給物も本発明の方法で用いるのに適している。
そのような供給物は、好ましくは約70%より多いパラフィン系炭素、一層好ま
しくは約80%より多いパラフィン系炭素、最も好ましくは約90%より多いパ
ラフィン系炭素を含むべきである。
本発明の方法で用いるのに適した更に別の供給物の例には、ガスオイル、潤滑油
素材(stack)、フィッシャー。
トロプシュ(Fischer−Tropsch )合成によるものの如き合成油
、高流動点ポリαオレフィン、蝋下油(foots oil)、通常のαオレフ
インワックスの如き合成ワックス、スラックワックス、脱油ワックス、及び微結
晶質ワックスのようなワ・ソクス状蒸留物原料が含まれる。螺下浦は、ワックス
から油を分離することにより製造される。その分離した油が蝋下浦と呼ばれるも
のである。
本発明の方法で用いるのに適した供給物も部分的に脱蝋された油であり、この場
合中間的流動点までの脱蝋は、ここで特許請求する方法以外の方法、例えば慣用
的接触脱蝋法及び溶媒脱蝋法により行われる。適当な溶媒脱蝋法の例は、米国特
許第4.547.287号明細書に記載されている。
本発明の方法は、特に希望される性質を有する潤滑油を得るために慣用的脱蝋方
法と組合せて用いてもよい。
例えば、本発明の方法は、潤滑油の流動点を希望する程度まで低下させるのに用
いることができる。流動点の一層の低下は、次に慣用的脱蝋方法を用いて達成す
ることができる。そのような状況下で、本発明の異性化法を行なった直後の潤滑
油は、約15°Fより高い流動点を持っているであろう。更に、本発明の方法に
より製造される潤滑油の流動点は、流動点降下剤組成物をそれに添加することに
より低下させることができる。
供給原料は通常的600°Fより高い温度で沸騰するC2゜+供給原料であるの
が普通であろう。しかし、本発明の方法は、ガスオイル、潤滑油素材、加熱用油
、成る仕様限界内に流動点及び粘度が維持される必要がある他の留分の如きワッ
クス状蒸留物原料に対して特に有用である。
潤滑油素材は、一般に230℃(450″F)より高く、一層普通には月5’C
(600°F)より高い温度で沸騰するであろう。水添処理された原料は、この
種の素材及び他の留分の慣用的原料である。なぜなら、それらは通常かなりの量
のワックス状n−パラフィンを含んでいるからである。
本発明の方法の供給原料は、パラフィン、オレフィン、ナフテン、芳香族、と複
素環式化合物、及び実質的割合の高分子量ローパラフィンと僅かに分岐したパラ
フィンで、供給原料のワックス性に寄与するものを含めた通常C2゜十の供給原
料であろう。処理中、n−パラフィン及び僅かに分岐したパラフィンは幾らかの
クラッキング又は水添を受け、低粘度生成物に寄与する液体範囲の物質を形成す
る。しかし、行われる分解度は、低沸点生成物の収率が減少し、それによって供
給原料の経済的価値が維持されるように限定される。
水添分解された潤滑油又は溶媒精製潤滑油からスラックワックスを得ることがで
きる。水添分解が好ましい。
なぜなら、その方法は窒素含有量を低い値に低下することも出来るからである。
溶媒精製油から誘導されたスラックワックスを用いて脱油を行い、窒素含有量を
減少させることができる。スラックワックスの水添処理をその窒素含有量を低下
するように行うことも任意にできる。スラックワックスは非常に高い粘度指数、
通常油含有量及びそのワックスが製造された出発材料により140〜200の範
囲の粘度指数を有する、従って、スラックワックスは、非常に高い粘度指数、即
ち約120〜約180の粘度指数を有する潤滑油を製造するのに非常に適してい
る。
本発明は、低い流動点と高い粘度指数との組合せを特徴とる独特の潤滑油生l1
5i、物を与える。その潤滑油は一24℃より低い流動点(一般には一24℃〜
−63°C)及び125〜+80、適切には約130より大きな粘度指数を特徴
とする。流動点は好ましくは一30°Cより低く、一層好ましくは一40℃より
低く、粘度指数は約140より大きいのが好ましい。
本発明の方法は、供給物が有機物(窒素含有不純物)を含む場合でも有効に実施
することができるが、供給物の有機窒素含有量は約50ρρIIW(重量で百万
分の−の単位)より少ないのが好ましく、約10ppmwより低いのが一層好ま
しい。活性度及び触媒寿命の長さく連続した再生の間、又は開始と最初の再生と
の間の期間)に関して、特に好ましい結果は、供給物に含まれる有機窒素が約1
0ppmwより低い場合に得られている。
ここで用いられる「中間的気孔孔径」と言う言葉は、多孔質無機酸化物がか焼さ
れた状態になっている時の約53〜約6.5人の範囲の有効気孔開口を意味する
。この範囲の気孔開口を有する分子篩は、独特の分子篩特性を有する傾向がある
。エリオナイト(er ion i te )及びチャバザイト(chabaz
ite)の如き小さな気孔のゼオライトとは異なって、それらの分子篩気孔空間
中には幾らか分岐した炭化水素も入ることができるであろう。フォージャサイ)
(faujasite>及びモルデナイト(mordenite)の如き比較
的大きな気孔のゼオライトとは異なって、それらはn−アルカン及び偏かに分岐
したアルカンと、例えば第四炭素原子を有する一層大きな分岐アルカンとを区別
する二とができる。
分子篩の有効気孔孔径は、標準的吸着法及び既知の最小の反応直径(kinet
ic diameter)を有する炭化水素質化合物及びを用いて測定すること
ができる。ブレツク(Breck)の「ゼオライト分子篩J (Zeolite
Mo1ecularSieves、 +974 (特に第8章参照);アンダ
ーソン(Ander−son)その他によるJ、 Catalysis 5g、
+14 (+979) :及び米国特許第4.440.871号明細書(それ
らの関連する部分は参考のためここに入れである)を参照されたい。
気孔孔径を決定するために吸着測定を行う場合、標準的方法が用いられる。約1
0分未満で分子篩に対する平衡吸着値の少なくとも95%に達しないならば(p
/po=0.5 ; 25℃)、特定の分子は排除されるものと考えるのが便利
である。
中間的気孔孔径の分子篩には、5.3〜65人の反応直径を有する分子が殆ど妨
害なく入ることができるのが典型的であろう。そのような化合物〔及びそれらの
反応直径(人)〕の例には、n−ヘキサン(4j)、3−メチルペンタン(5,
5)、ベンゼン(5,85)、及びトルエン(58)がある。約6〜6.5人の
反応直径を有する化合物は、特定の分子篩によりそれらの気孔中に入ることがで
きるが、直ぐには侵入できず、成る場合には効果的に排除される。6〜6゜5人
の範囲力反応直径を有する化合物には、シクロヘキサン
(60)、2.3−ジメチルブタン(61)、及びl−キシレン(61)が含ま
れる。一般に約65人より大きな反応直径を有する化合物は気孔閉口中に入らず
、従って分子篩格子の内部に吸収されることはない。そのような大きな化合物の
例には、0−キシレン(68)、!、3.5−1−リメチルベンゼン(7,5)
、及びトリブチルアミン(Ll)が含まれる。
好ましい効果的な気孔孔径範囲は約55〜約62人である。
上で述べた有効気孔孔径は本発明の実施にとって重要であるが、そのような有効
気孔孔径を有する中間的気孔孔径の分子6全てが本発明の実施で有利に利用でき
る訳ではない。実際、本発明の実施で用いられる中間的気孔孔径の分子篩触媒は
、X線結晶学で測定して、非常に特定された気孔形及び孔径を有することが必須
である。第一に、結晶内通路が平行でなければならず、相互に連結していてはな
らない。そのような通路は従来1−D拡散型、又は一層簡単に1−D気孔と呼ば
れている。1−D、2−D、及び3−Dの如きゼオライト内通路の分類は、F、
R,oトリゲス(Rodrigues)、L、Dロールマン(Rollman)
、及びCナカチェ(Naccache)により編集されたNAT○AS I 5
eries、 1984 ’ゼオライト、化学及び技術」(Zeolites、
5cience and Technology)の中でR,M、バラ−(B
arrer)により記述されている(特に第75頁を参照されたい)(その分類
は参考のため全体的にここに入れである)。既知の1−Dゼオライトには、水和
カンクリナイ) (cancrinite hydrate) ローモンタイト
(lausontite)、マザイト(mazzitfり、モルデナイト、及び
ゼオライトLが含まれる。
しかし、上に列挙した1−D気孔ゼオライトは、いずせれも本発明の実施で有用
な触媒についての第二の必須条件を満していない。この第二の必須条件とは、気
孔が全体的に長円形をしていなければならないことであり、それは長軸及び短軸
としてここで言及する二つの異なった軸を気孔が示さなければならないと言うこ
とを意味する。ここで用いられる用語、長円形とは、特定の長円形又は楕円形で
なければならないことを意味するのではなく、むしろ二つの異なった軸を示す気
孔のことを指すものである。特に本発明の実施で有用な触媒の1−D気孔は、慣
用的X線結晶学的測定により決定して約42人〜約4.8人の短軸、及び約5.
4人〜約7.0人の長軸を持たなければならない。
本発明の異性化で用いられる触媒は、酸性成分及び白金及び(又は)パラジウム
水素化成分を有する。本発明の一つのQalによれば、酸性成分は米国特許第4
.440,871号明細書(その関連ある記載は参考のためここに入れである)
に記載されている中間的気孔孔径のシリコアルミノ燐酸塩分子篩からなるのが適
切である。
本発明の方法で用いるのに最も好ましい中間的気孔孔径のシリコアルミノ燐酸塩
分子篩はSAP○−1]である。
5APO−11は角共有[SiO2]四面体、[AlO2] 四面体、及び[p
o2]四面体、〔即ち、(S i、A I、P工)O2四面体単位〕の分子骨格
を有する。白金又はパラジウム水素化成分と一緒にすると、SAP○−11はワ
ックス状成分を転化して優れた収率で非常に低い流動点、低い粘度及び大きな粘
度指数を有する潤滑油を生ずる。
5APO−11は[P02]、[Al○2]、及び[SiO2]四面体単位の三
次元的微多孔質結晶骨格構造を有するシリコアルミノ燐酸塩物質からなり、その
単位は無水条件で次の実験式:
%式%(1)
〔式中、Rは結晶内気孔系に存在する少なくとも一つの有機テンプレート剤(o
rganic templating agent)を表し、■は(S LA
IFP z)02の1モル当たり存在するRのモル数を表し、O〜約01の値を
有し、x、y、及び2は夫々珪素、アルミニウム、及び燐のモル分率を表し、そ
れらモル分率は第1図の三元図表上の点A、B、C,D、及びEを結んで囲まれ
た組成範囲内に入るか、又は好ましくは第2図の三元図表の点a、b、c、d、
及びeを結んで囲まれた領域内に入る〕
を有する。シリコアルミノ燐酸塩は、下の表1に記載したd−間隔(合成された
まま及びか焼したもの)を少なくとも有する粉末特性X線回折像を有する。S
A P O−11は合成したままの状態の時、■は0.02〜0.3の値を有す
るのが好ましい。
9.4 − 9.65 9.41−9.17 ■20j −20,64j7−4
jl ■21.0 −21j 4.23−4.17 vs22.1−22.35
4.02〜3.99會22.5 −22.9(二重線) 3.95−3.92
■23.15−23.35 3.114−3.81 m−s今日まで粉末X線
回折データーが得られている合成したままの5APO−11組成物は、全て下の
表■の一般化した回折像内に入る回折像を有する。
これらの値は標準的方法により決定された。放射線は銅のにα二重線で、シンチ
レーション・カウンター及び付随の計算機を具えた回折計が用いられた。ピーク
の高さ工、及びθをブラッグ角とした2θの関数としての位置を、スペクトロメ
ーターに付随する計算機で十進法を用いて決定された。これらから、最も強い線
、即ちピークの強度を■、として、相対強度+001 / I 、、及び記録さ
れた線に相当する面間隔d(人)(実測値)を決定した。
表中には、相対強度はvs=最も強い、S=強い、■=やや弱い、−一弱い等の
記号で示されている。
表1
8.05− 8.3 10.98 −10.65 20−429.4 − 9.
65 9.41 −9.17 36−5813.1 −13.4 6.76 −
6.61 12−1615.6 −15.85 5.68 −5.59 23−
3816.2−16.4 5.47−5.40 3−518.95−19.2
4.68−4.62 5−620.3 −20.6 4.37 −4.31 3
6−4921.0−21j 4.23−4.17 10022.1 −22.3
5 4.02 −3.99 47−5922.5 −22.9 (二重線> 3
.95 −3.92 55−6023.15−23.35 3.84−3.81
64−7424.5 −24.9 (二重線) 3.63 −3.58 7−
1026.4 −26.8 (二重線’) 3.38 −3.33 ll−19
27,2−27j 3.2g −3,270−128,3−28,5(肩) 3
.15−3.13 1+−172i1.6 − 28.85 3.121 −
3.09429.0 −29.2 3.079−3.0511 O−329,4
5−29,653,033−3,0135−731,45−31,72,846
−2,11237−932,8−3312,730−2,706II −143
4,1−34,42,629−2,6077−935,7−36,02,5+5
−2.495 0− 336.3 −36.1 2.475−2.449 3−
4表■(続き)
37゜5i8.0(二重線) 2.398−2.368 10−1139.3
−39.55 2.292−2.279 2− 340.32.238 0−
2
42.2 −42.4 2.141−2.132 0− 242.8 −43.
1 2.113−2.099 3− 644.8 −45.2 (二重線)2.
023−2.006 3− 545.9 −46.1 1.977−1.969
0− 246.8 −47.1 1.941−1.929 0− 148.7
−49.0 1.+170−1.859 2− 350.5 −50.8 1
.1107−1.797 3− 454.6 −54.8 1.6111−1.
675 2− 355.4−55.7 1.658−1.650 0〜2本発明
の方法で用いるのに好ましい他の中間的気孔孔径のシリコアルミノ燐酸塩分子篩
はSAP○−31である。
5APO−31は[PO2コ、[AlO2コ、及び[SiO2]四面体単位の三
次元的微多孔質結晶骨格構造を有するシリコアルミノ燐酸塩からなり、その単位
は無水条件で次の実験式:
%式%)
〔式中、Rは結晶内気孔系に存在する少なくとも一つの有機テンプレート剤を表
し、lは(S i、A I、P 、>02の1モル当たり存在するRのモル数を
表し、0〜約0,3の値を有し、x、y、及び2は夫々珪素、アルミニウム、及
び燐のモル分率を表し、それらモル分率は第1図の三元図表上の点A、B、C,
D、及びEを結んで囲まれた組成範囲内に入るか、又は好ましくは第2図の三元
図表の点a、b、C,d、及びeを結んで囲まれた領域内に入る〕を有する。シ
リコアルミノ燐酸塩は、下の表■に記載したd−間隔を少なくとも有する粉末特
性X線回折像(合成されたまま及びか焼されたもの)を有する。5APO−月が
合成したままの状態の時、層は0.02〜0.3の値を有するのが好ましい。
8.5− +1.6 10.40−10.28 m −m20.2−20j 4
.40− 4.37 121.9−22.1 4.06− 4.02 w −m
22.6−22.7 3.93− 3.92 vs31.7− H,83,82
3−2,814w −m現在粉末X線回折データーが得られている合成したまま
の5APO−月組成物は、全て下の表■の一般化した回折像内に入る回折像を有
する。
艮N
2θ d(人) 100XI/I。
6.1 14.5 0− 1
8.5 − 8.6会 10.40−10.28 60−729.5− 9.3
1 7−14
13.2 −13.3会 6.71−6.66 1−4艮I」軟Jユ
2θ d(入) 100XT/I。
14.7−14.8 6.03−5.99 1−215.7 − 15.11−
5.64−5.61 1−817.05−17.1 5.20−5.19 2
−418.3 − 18.4 4°、85−4.82 2−320.2 −20
.3 4.40− 4j7 44−5521.1 −21.2自 4.21−4
.19 6−2821.9 −22.1会 4.06−4.02 32−311
22.6 −22.7会 3.93−3.92 10023j −23,353
,H8−3,8102−2025,1會 3.548 3−4
25.65−25.75 3.473− 3.460 2− 326.5会 3
j63 1−4
27.9 −28.0 3.19g−3,1878−1028,7会 3.11
0 0−2
29.7 3.008 4 − 5
31.7 −31.8 2.823− 2.1114 15−Il132.9
−33.0自 2.722− 2.714 0− 335.1 −35.2 2
.557− 2.550 5− 836.0 −36.1 2.495− 2.
411g l−237,22,4171−2
37,9−311,1会 2.374− 2.362 2− 439.3 2.
292 2− 3
43.0 − 43.1画 2.103−2.100 1艮I」軟S>
2θ d(入> l00xT/T。
44.8 − 45.2・ 2.02″3− 2.006 146.6 1.9
4’l + −2
47,4−41,51,9181
48,6−48,71,872−1,1170250,7−50,8+、go+
−1,797151,6−51,71,7711,76112−355,4−5
5,51,658−1,6561会おそらく微量不純物によるピークを含んでい
る6本発明の方法で用いるのに同様に適した5APO−41は、[PO,コ、[
AIO,] 、及び[S i O2]四四面体位の三次元的微多孔質結晶骨格構
造を有するシリコアルミノ燐酸塩からなり、その単位は無水条件で次の実験式・
■R: (S i−A I−P −)02〔式中、Rは結晶内気孔系に存在する
少なくとも一つの有機テンプレート剤を表し、■は(S +*A IFP do
2の1モル当たり存在するRのモル数を表し、0〜01の値を有し、x、y、
及び2は夫々珪素、アルミニウム、及び燐のモル分率を表し、それらモル分率は
第1図の三元図表上の点A、B、C,D、及びEを結んで囲まれた組成範囲内に
入るか、又は好ましくは第2図の三元図表の点a、b、c、d、及びeを結んで
囲まれた領域内に入る〕を有し、そのシリコアルミノ燐酸塩は、下の表Vに記載
したd−間隔を少なくとも有する粉末特性X線回折像(合成されたまま及びか焼
されたもの)を有する。SAP○−41が合成したままの状態の時、閣は002
〜0.03の値を有するのが好ましい。
13.6−13.8 6.51−6.42 w −ts20.5−20.6 4
13−4.31 n−121,1−21,34,21−4,17νS22.1−
22j 4.02−3.99 ■−522,8−23,03,90−3,86園
23.1−23.4 3.82−3.110 w −m25.5−25.9 3
.493−3.44 w −s現在まで粉末X線回折データーが得られている合
成したままのSAP○−41組成物は、全て下の表■の一般化した回折像内に入
る回折像を有する。
表1
2θ d(人) 100XI/I。
6.1−6.8 13.19−12.99 15−249.6−9.7 9.2
1−9.11 12−2513.6−13.8 6.51−6.42 10−2
11111.2−18.3 4.87−4.85 8−1020.5−20.6
4.33−4.31 10〜3221.1−21.3 4.21 − 4.1
7 10022.1−22.3 4.02 − 3.99 45−8222.8
−23.0 3.90−3.87 43−58氏ヱ」軟Jユ
2 θ d(入) 100X 丁 /I。
23.1−23.4 3.112−3.110 20−3025.2−25.5
3.53−3.49 8−2025.5−25.9 3.493−3.44
12−2829.3−29.5 3.048−3.028 17−2331.4
−31.6 2.849−2.1131 5−1033、l−33,32,70
6−2,6905−737,6−37,92,392−2j74 10−153
8.1−38j 2.362−2.350 7−1039.6−39.8 2.
276−2.265 2−542.8−43.0 2.1!3−2.103 5
−1149.0−49.3 1.856−1.848 1−851.5 1.7
74 0 − 8
本発明の方法は、AlO2及びP○2四面体酸化物単位及び少なくとも一種類の
第■族金属を含む中間的気孔孔径の非ゼオライト分子篩からなる触媒を用いて行
うこともできる。適当な中間的気孔孔径の非ゼオライト分子篩の例は、欧州特許
出願第158.977号(その記載は参考のためここに入れである)に記載され
ている。
本発明の中間的気孔孔径のゼオライト群には、ZSM−22、ZSM−23、及
びZSM−35が含まれる。これらの触媒は、束縛指数(Constraint
Index)により表した内部構造の尺度に基づいて、中間的気孔孔径の触媒
であると一般に考えられている。内部構造への出入りが極めて束縛されているゼ
オライトは、束縛指数が大きな値を有するが、内部ゼオライト構造へ比較的自由
に入ることができるゼオライトは低い値の束縛指数を有する。束縛指数を決定す
る方法は、米国特許第4,016,218号明細書(その記載は参考のためここ
に入れである)に充分記載されている。
約1〜約12の範囲内の束縛指数値を示すゼオライトは、中間的気孔孔径のゼオ
ライトであると考えられる。これらの範囲に入ると考えられるゼオライトには、
ZSM−5、ZSM−11等が含まれる。しかし、中間的気孔孔径のゼオライト
を詳しく調べると、それらの全てが、C2゜+パラフィン含有量が高く、好まし
くはC2□+パラフインの含有量が多いパラフィン含有供給原料の異性化のため
の触媒として効果的であるとは限らないことが見出されの炭素原子を有する分子
のパラフィンを含有する炭化水素供給原料が、その供給原料に対する最終的収率
を悪化させることなく予想外に効果的な異性化を受ける機構を与えることができ
ることが判明している。
種々の合成アルミノ燐酸塩を形成させるために、従来の技術を用いることは知ら
れている。これらのアルミノ燐酸塩は文字又は他の便利な記号によって指定され
るようになってきている。本発明のゼオライトの一つであるZSM−22は高度
に珪酸質の物質であり、それは珪素又はアルミニウムの四面体原子の間で四面体
の酸素原子が全て相互に共有された時に得られる結晶質の三次元的に連続した骨
格珪素含有構造体又は結晶を含んでおり、それは殆ど5iOzの網目状構造体か
らなる、即ち結晶内陽イオンを除いた網目状構造と共に存在することができる。
ZSM−22の説明は、米国特許第4.556.477号、米国特許第4.48
1.177号、及び欧州特許出願第102.716号(それらの内容は参考のた
めここに入れである)に完全に記載されている。
米国特許第4.566.477号明細書に示されているように、結晶質物質ZS
M−22は、表■に記載するような特性X線回折像を有するものとして指定され
ている。
表1
ZSM−22の主 口 線
ffl二!Lり一 糺1110J土ユ
10.9 ±0.2 m −vs
8.7 ±0.16 m
694±0.10 w−醜
540±0.08 w
4.58±007w
4.36±0.07 vs
3668±0.05 vs
362±0.05 s −vs
3.47±0.04 −−S
3.30±0.04−
表1」軟Jユ
d−面間隔(入) 匙丼1Jμ↓/IΩ274 ± 0.02 w
2.52 ± 0.02 w
表■のX線回折像は全てのZSM−22ゼオライト物質組成物に特徴的なもので
あることが理解されるべきである。アルカリ金属陽イオンと他のイオンとのイオ
ン交換は、面間隔のいくつかの僅かな移行及び相対強度の変化はあるが、実質的
に同じX線回折像を示すゼオライトを生ずる結果になる。
更に、合成されたままのZSM−22の最初の陽イオンを、慣用的イオン交換法
を用いて他のイオンにより少なくとも部分的に置換することができる。イオン交
換する前にZSM−22ゼオライト結晶を予めか焼しておくことが必要であろう
。本発明によれば、その置換イオンは周期律表第■族からのもの、特に白金、パ
ラジウム、イリジウム、オスミウム、ロジウム、及びルテニウムである。
ZSM−22は直鎖ヘキサンを自由に吸収し、約4人より大きな気孔孔径を有す
る。更に、そのゼオライトの構造は一層大きな分子の侵入を束縛する。米国特許
第4.016,246号明細書に記載された手順により決定されたZSM−22
についての束縛指数は、約2.5〜約3,0であることが決定された。
本発明で用いることができる別のゼオライトは、米国特許第4,076.842
号明細書(その内容は参考のためここに入れである)に記載されているZSM−
23として言及されている合成結晶質アルミノ珪酸塩である。ZSM−23組成
物は下の表■に記載したような特性X線回折像を有する。
本発明で用いることができる他の分子篩には、例えば、米国特許第4,533.
649号、及び第4.836.910号明細書(それらの記載は参考のため全体
的にここに入れである)に記載されているようなθ〜1、欧州特許出願第065
.400号(それらの記載は参考のため全体的にここに入れである)に記載され
ているようなり−10、及び米国特許第4.483.1135号明細書くその記
載は参考のため全体的にここに入れである)に記載されているような5SZ−2
0が含まれる。
11.2 ± 0,23 ■
l00i ± 0.20
7.87 ± 0.15 m
5.59 ± 0.10 w
5.44 ± 0.IQ w
4.90 ± 0.10 w
453± 0.10 s
3.90 ± 0.08 vs
3.72 ± 0.08 V9
゛362±0.07 vs
表」」葺]]
d(入) (I/1.)
354±0.071
3.44 ± 0.07 s
3.36 ± 0.07 w
3.16 ± 0.07 w
3.05 ± 0.06 w
2.99 ± 0.06 w
2.85 ± 0.06 w
2.54 ± 0.05 ■
2.47 ± 0.05 w
2.40 ± 0.05 w
2.34 ± 0.05 w
ZSM−23組成物は、無水状態で酸化物のモル比で表して次のように定義する
ことができる:(0,511−3,4>M 2.、.0 : A + 20 z
: (40−250) S jOz(式中、Mは少なくとも一つの陽イオンで
あり、nはその原子価である)、ZSM−22の場合と同様に、合成したままの
ZSM−23の最初の陽イオンは、当分野でよく知られた技術に従って、他の陽
イオンとイオン交換により少なくとも部分的に置換することができる。本発明に
おいて、これらの陽イオンには上で記述したような第■族金属が含まれる。
本発明で成功を収めることが出来ることが判明している第三の中間的気孔孔径の
ゼオライトはZSM−35であり、それは米国特許第4.016.245号明細
JIF(その内容は参考のためここに入れである)に記載されている。zsM−
35として知ちれているその合成結晶質アルミノ珪酸塩は、米国特許第4.01
6.245号明細書記載されている特性X線回折像を有する。ZSM−35は、
無水状態で酸化物のモル比で表して次のように定義することができる組成を有す
る:
(0,3−2,5)R,O: (0−OJ)M、○: Alzo、: >8 S
1o。
(式中、Rはエチレンジアミン又はピロリドンがち誘導された有機窒素含有陽イ
オンであり、Mはアルカリ金属陽イオンである)0合成したままのZSM−35
の最初の陽イオンは、他の陽イオンとのイオン交換を含めた当分野でよく知られ
た技術を用いて除去することができる。
本発明において、陽イオン交換を用いて、合成したままの陽イオンをここに記述
したような第■族金属で置換することができる。ZSM−35のX線回折像は、
天然フェリエライトの回折像が1,33人の所に顕著な線を示していると言う顕
著な相違点を別として、天然フェリエライトの回折像と同様であることが観察さ
れている。
SAP○−11,5APO−月、SAP○−41、ZSM−22、ZSM−23
、及びZSM35のX線結晶学は、これらの分子篩が次の長軸及び短軸を有する
ことを示している:5APO−11、長軸6,7人短軸4.4人〔ベネット(B
enett>J、11.その他、Zeolites、 1.160(87))
; SAP〇−月及び5APO−41は、5APO−11、ZSM−22、長軸
55人、短軸4.5人、より僅かに大きいと考えられている〔ココタイ口(Ko
kotailo>G、Tその他、Zeo l i Les 、う。
’149(115>1 : Z S M −23、長軸5.6人、短軸45人:
ZSM−乃、長軸54人、側1.2人〔マイエル(Meier)Il、il、及
びオルセン(Olsen)D、H、ゼオライト構造型の図表(Atlasof
Zeolite 5tructure Types)、 Butterwort
hs、19871゜中間的気孔孔径の分子篩は、少なくとも一種冨の第■族金属
と混合して用いられる。第■族金属は、少なくとも一種票の白金、パラジウム、
及び任意にモリブデン、ニッケル、バナジウム、コバルト、タングステン、亜鉛
、及びそれらの混合物の如き他の触媒活性金属からなる群から選択されるのが好
ましい。第■族金属は白金及びパラジウムの少なくとも一方からなる群から選択
されるのが最も好ましい。金属の量は、分子篩の約0.O1重量%〜約10重量
%、好ましくは分子篩の約0.2重量%〜約5重量%の範囲にある。触媒活性金
属を分子篩中に導入する方法は文献に記載されており、予め存在させる金属配合
法、活性触媒を形成させるイオン交換の如き分子篩の処理、分子篩製造中の含浸
又は吸蔵が本発明の方法で用いられるのに適している。そのような方法は米国特
許第3.236.761号、第3,226.339号、第3.236.762号
、第3.620.960号、第3,373.109号、第4,202.996号
、第4.440.781号、及び第4,710.485号明細書くそれらの記載
は参考のためここに入れである)に記載されている。
ここで用いられろ用語r金IJ又は「活性金属ノとは、元素状態又は硫化物、酸
化物、及びそれらの混合物の如き成る形の−N![以上の金属を意味する。実際
に金属成分が存在している状態とは!#間係に、濃度はそれちが元素状態で存在
しているものとして計算された。
触媒は、触媒の強酸点の数を減少させ、それによってクラッキング対異性化につ
いての選択性を低下する金属を含んでいてもよい。特に好ましいのは、マグネシ
ウム及びカルシウムの如き第11A族&属である6本発明を実施するのに比較的
小さな結晶粒径の触媒を用いるのが好ましい、適切な平均結晶粒径は約10μ以
下であり、好ましくは約5μ以下、一層好ましくは約1μ以下、更に一層好まし
くは約0.5μ以下である。
窒素化合物、例えばNH,又は有機窒素化合物を供給物に導入することにより強
い酸性度を低下させてもよいが、全窒素含有量は50pp口より少なく、好まし
くはIOppmより少ないのがよい、触媒の物理的形状は用いられる触媒反応器
の型に依存し、粒状又は粉末の形でもよく、流動化未反応のためには通常シリカ
又はアルミナ結合剤と一緒にコンパクトな一層利用しやすい形(例えば、大きな
凝集物)にされているのが望ましく、又は小球、プリル(prill>、球、押
出し物、又は適切な触媒・反応物接触を行えるように調節された大きさの他の形
のものになつ移動床として、一つ以上の反応段階で用いることができる。
本発明の接触異性化工程は、供給物を触媒の固定停止床、固定流動化床、又は移
動床と接触させることにより行うことができる。簡単で、従って好ましい形態は
、供給物が静止固定床を遭って少1−ずつ流れ、好ましくは水素の存在下で流れ
るようにした細流(trickle)未操作である。
用いちれる接触異性化条件は、用いちれる供給物及び希望の流動点に依#する。
一般に温度は約500〜約475℃、好ましくは約500〜約450℃である。
圧力は約I5ρsig〜約2000ρsigであるのが典型的であり、好ましく
は約50〜約1000ρsig、一層好ましくは約100ρsig〜約600増
大してクラブキングを少なくする結果になり、それによって収率が増大する。
接触異性化工程中、反応領域中に水素が存在するのが好ましい。水素対供給物化
は典型的には約500〜約30,000SCF/bbl(1バレル当たり標準立
方フィート)、好ましくは約1.000〜約10,0OO3CF /bblであ
る。一般に水素は生成物から分離され、反応領域へ再循環されるであろう。
異性化工程で用いられる中間的気孔孔径の分、子篩は、ワックス状成分の非ワッ
クス状成分への選択的転化を与える7処理中、パラフィンの異性化が起きて油の
流動点を供給物の流動点より低くし、優れた粘変指数特性を有する低流動点生成
物を与える潤滑油沸騰範囲の物質を形成する。
本発明で用いちれる中間的気孔孔径の分子篩が持つ選択性のために低沸点生成物
の収率が減少し、それによって供給原料の経済的価値が維持される。
中間的気孔孔径の分子篩触媒は、種々の物理的形態のものに製造することができ
る。分子篩は粉末、粒状、或は2メツシユ(タイラー)篩を通過し、40メツシ
ユ(タイラー)#i上に維持される充分な粒径を有する押出し物の如き成形製品
の形にすることができる。結合剤を用いた押出しなどにより触媒が成形されてい
る場合、シリコアルミノ燐酸塩を押出してから乾燥するか、又は乾燥或は部分的
に乾燥してから押出してもよい。
分子篩は温度及び異性化工程で用いられる他の条件に対し抵抗性のある他の材料
と複合体にしてもよい。そのようなマトリックス材料には、活性及び不活性材料
及び合成或は天然産ゼオライトの外、粘土、シリカ及び金属酸化物の如き@機材
料が含まれる。後者は天然に産するものでも、或はシリカ及び金属酸化物の混合
物を含むゼラチン状沈jlI物、固体又はゲルの形をしていてもよい。
不活性物質は、反応速度を制御するための別の手段を用いることなく生成物が経
済的に得られるように、異性化工程の転化量を制御する希釈剤と1.て働くのが
適切でもる。分子篩は天然産粘土、例えばベントナイト及びカオリン中に配舎し
てもよい。これらの材料、即ち、粘土、酸化物等は、一つには触媒のための結合
剤としての機能を果たす。石油積装では触媒は屡々荒い取扱いを受けるので、良
好な粉砕強震を有する触媒を与えるのが好ましい。そのような取扱いは触媒を、
処理工程で問題を起こす粉末状態のものに破壊する傾向がある。
分子篩と複合体にすることができる天然産粘土には、モンモリロナイト、カオリ
ン系が含まれ、その系には準ベントナイト及びカオリンが含まれ、主要鉱物成分
がハロイサイト、カオリナイト、ディツカイト、ナクライト、又はアノ−キサイ
ドであるデキシー、マクナミー、ジョーシア、及びフロリダ粘土等として一般に
知られているカオリンが含まれる。ハロイサイト、セビオライト、及びアタパル
ガイドの如き繊維状粘土も支持体として用いることができる。そのような粘度は
、産出したままの原料状態、又は最初にか燗、酸処理、又は化学的変成にかけた
ものとして用いることができる。
前述の材料の外に、分子篩は多孔質マトリックス材料及びマトリックス材料の混
合物、例えばシリカ、アルミナ、チタニア、マグネシア、シリカ・アルミナ、シ
リカ。
・マグネシア、シリカ・ジルコニア、シリカ・トリア、シリカ・ベリリア、シリ
カ チタニア、チタニア・ジルコニア、及び三元組成物、例えばシリカ・アルミ
ナ・トリア シリカ・アルミナ 千タニア、シリカ・アルミナ・マグネシア、及
びシリカ・マグネシア・ジルコニアと複合体にすることができる。マトリックス
はコゲル(cogel)の形にすることができる。
本発明の方法で用いられる触媒は、合成及び天然フォージャサイト(例えばX及
びY)、エリオナイト、及びモルデナイトの如き他のゼオライトと複合体にして
もよい。
それはZSM系のものの如き純粋に合成のゼオライトと複合体にしてもよい。ゼ
オライトの組合せを多孔質無機マトリックスと複合体にすることができる。
一層安定な潤滑油を生成させるため、異性化後最終水添(hydrofinis
hing)と呼ばれている穏やかな水素化を用いるのが望ましいことが屡々ある
。最終水添は約190℃約150O3CF /bblの水素循環速度で行われる
のが典型的である。用いられる水素化触媒は、オレフィン、ジオレフィン、及び
潤滑油留分内の着色物質を水素化するのみならず、芳香族含有物を還元するのに
充分な活性を持たなければならない。最終水添段階は、許容出来る安定な潤滑油
を製造するのに有利である。
適当な水素化触媒には、従来の余興水素化触媒、特にコバルト、ニッケル、パラ
ジウム、及び白金の如き第■族金属が含まれる。それら金属はボーキサイト、ア
ルミナ、シリカゲル、シリカ・アルミナ組成物、及び結晶質アルミノ憐酸塩ゼオ
ライトの如き担体に伴われているのが典型的である。パラジウムは特に好ましい
水素化金属である。もし望むなちば、モリブデン酸塩と一緒に非貴金属第■族金
属を用いることができる。金属の酸化物又は硫化物を用いることもできる。適当
な触媒は米国特許第3.852.207号、第4.+57.294号、第3.9
04.513号、及び第4,673.487号明細書(それへの記載は参考のた
めここに入れである)に記載されている。
本発明の方法により製造された高粘度指数潤滑油は、潤滑油の粘度指数を高い値
に増大させる混合用成分として用いることができる。水添分解又は溶媒精製で粘
度指数を増大する程収率が減少するので、粘度指数を増大する異性化ワ・ソクス
を使用することにより収率が改良される。
本発明は、次の実施例により更に明らかにされるが、それち実施例は単に本発明
の例に過ぎないものである。
次の実施例に記載した油のワックス含有量は次のようにして決定された:
300gの油を、冷凍機で一20℃に冷却したメ千ルエ千ルケトンとトルエンと
の4・1混合物で50150に希釈した。
混合物を、ウォットマン(Whatman )N o 、 37μ紙を用いて一
15℃でクールス(Coors)ロートを通して濾過した。フィルターからワッ
クスを除去し、21の秤量フラスコに入れた。ホットプート上で溶媒を除去し、
ワックスを秤量したう
実施例I
S A P O−11を次の如く1製した・水浴中のテフロンビーカー中に入れ
た12℃1guの蒸留水中に472.4gの859≦H,PO,を添加した。8
16.8gのアルミニウムイソプロポキシド[:AI(○C,Hア)、]を撹拌
しながらゆっくり添加し、次に均一になるまで混合した。次に1202のヒユー
ムドシリカ〔キャボシル(Caboc i l) M −5)を撹拌しながち添
加した。次に182.41i1のジ−ロープロピルアミン(P r z N H
)を添加し、次に9.0gの85%H,PO,を添加した。ポリトロン(Pol
ytron)を用いて最終的混合を行なった。混合物は6.5のPHを持ち、酸
化物のモル比で表して次の組成を持っていた・1i、9Pr2NH: 5if2
: Al2O,: 1.04P20.: 32H2O混合物をテフロン瓶中に入
れ、ステンレス鋼加圧容器中に入れ、撹拌せず、自然発生圧力で200℃で5日
間加熱した。上澄み液を除去し、生成物を戸通し、水で洗浄し、121℃で一晩
乾燥し、空気中で8時間566℃でか焼した。
平均結晶子粒径は0.5μより小さかった。生成物はX線回折分析によりSAP
○−11として同定された。か焼した分子篩の元素分析により、次の無水モル組
成を有することが判明した
0j7Si○z : A 120 y : P 70 %分子篩を35%のキャ
タバルアルミナと一緒にし、1/lOインチの押出し物に成形した。押出し物を
121℃で3時間乾燥し、454℃で4時間空気中でか燗し、次にR孔充壇法T
11.’+% ノP L r P t、(N H1> 4CI= 、H、Oとし
て)を含浸させた。次にそれを93℃で2時間、149°Cで2時間乾燥し、空
気中で454℃で8時間か焼した。次の実施例のために触媒を粉砕し、24〜4
2メ・lシュに篩分けた。、
実施例2
実施例1の触媒を用いて800°F十水添分解ワックス真空ガスオイル(表■)
を2200psig、I LH8V、及び8M5CF/bb1通過H2で異性化
した。触媒も400psigで操作した。結果を表Xに示すが、非常に低い流動
点で大きな潤滑油収率が本発明の方法により達成されることを示している。デー
ターは、一層低い反応器圧力で操作することにより収率の実質的な利点が得られ
ることを実証している。潤滑油収率はg(生成物)7g(供給物)X100%(
生成物は供給物と閤じ5LV%沸点を有する)として定義800°F十水添分解
ワックスVG○
比重、”API 40.0
ワツクス、重量% 25.0
流動点、℃+39
100℃での粘度、cS t 4.5g5V I 152
」■す」灸」
疑似蒸留、LV%、°F
S T / 5 749/76Q
10/ 30 77g/801
50 g26
95/99 Q56/+016
炭化水素分布、LV%
芳香族 17
炭素型分布、ndM、(D 32311−115)、重量%パラフィン系 92
ナフテン系 8
芳香族系 0
表■
800°F十水添分解ワlクス■G○、I LH3V、及び8M SCF/bb
l H2(PL/5APO11>で異性圧力 触媒温 収率 流動/曇り点40
/loo℃で VIpsig シ重量?〈 ℃ の粘度C3t2200 670
74.5 −12/−618,87/4.305 13116’10 63.
3 −24/−1’l 19.011/4.10+ 136710 44.9
−48/−4719,56/4.2’14 129400 6’;0 6’1.
7 −45/−2819,41/4.’34’l 136670 5’;、0
<−63/<−6319,64/4.304 128実施例3
実施例1の触媒を用いて、900°F十水添分解真空ガスオイル(表■)がち誘
導されたスラックワックスを異性化した。条件は!60psig反応器圧力、0
.3L )I S V、及び8M SCF/bb1通過H2であった。680°
Fの触媒温度で、100℃で71のcsL粘度及び149の粘度指数を持つ一2
7℃流動点の油が生成した6触媒温度を上昇させることにより流動点の低下は増
大した。第3図は700″F+潤滑油収率対流動点のプロットを示す、700°
F十潤滑油収率は次の如く定義されている:
第4図は粘度指数対流動点のプロットを示すこの例で製造された一30℃流動点
油は、後でシリカ・アルミナ触媒上の0.5%Pdにより500°F、2200
psig、0.25L HS V、及び8M SCF/bbl H,で最終水添
された。最終水添された油の検査結果は表XVIに与えられ900°F十水゛
解VGOからのスラ・ツクワックス比重、”A P I 23.2
硫黄、ppm 2.2
窒素、ppm 〈1
流動点、℃+63
粘度、cSt、100℃ 8.30
70℃ 16.55
表−用美続−V
ワ・/ラス中の油、重量% 14.5
疑似蒸留、LV%、°F
S T / 5 1102/860
IQ 、−’ 30 81i5/933’;0 9611
70/ 90 99’i/10111
実施例4
実施例1の触媒を用いて、700〜800°Fの溶媒精製真空ガスオイル(表■
)から誘導された脱油スラックワックスを異性化した。条件は160psig、
OjL HS V、及び8M SCF/bb1通過H2であった6結果は表X■
に記載されている。
実施例5
実施例1の触媒を用いて、800−900°F ノilF u Nl 製真空ガ
スオイル(表XIV)から誘導された脱油スラックワックスを異性化した。条件
は実施例4の場合と同じであった。結果は表XVに記載されている。
表1
700〜800°F溶媒精製VGOからの゛スラックワックス
比重、”API 41.0
流動点、℃+51
粘度、C3t、100℃ 3.141
」W(続き−)
硫黄、 pp層 383
窒素、ppm s、q
n−パラフィン、重量% 77.2
疑似蒸留、LV9≦ °F
S T / 5 617/674
10 / 10 69’;/712
9’;/99 116+/903
SCF/bbl H2、Pt/SAP○−II上での 性触媒温 650°F十
流動/曇り点 40/+00’Cで vr度°F 収率重量% ℃ の粘度C
3t640 72.0 −18/−59,563/2.817 151650
77.1 −15/−29,11113/2.H9154655111,0−1
51010,10/2.918 150考i 竪】すυL」蝉」多VG○ウソ1
p悦」シ(ユニークワ・ソ乞l
比重 ”A P I 40.2
流動点、℃+57
粘度、C3t、100℃ 4.117
70℃ 7.554
硫黄、 pp層 +22
窒素、PP11 3・4
0−パラフィン、重量% 57.l
疑似蒸留、LV%、°F
S T / 5 565/714
SCF/bbl H,、PL/SAP○−11上での異性化触媒温 700°F
十 流動/曇り点 4fl/100℃で VI度°F 収率重量% ℃ の粘度
csj6’;590.4 ÷6/+17 15.44/4.017 16967
0 85j −9/+1 15.511/3.938 155685 79.5
−24/−616,l673.991 152700 77.4 −27/−
’l 16.73/4.n5n 147実施例6
ZSM−22を次の如く調製した
次の反応物を一緒にしてゲルを生成させた:次の比のN、N−ジメチルイミダゾ
リニウム ヒドロキシド、ルドックス(Ludox>A S −30シリカゾル
、硫酸アルミニウム、水酸化ナトリウム、及び水:
S i O2/ A I20 、= 1OflH20/ S iO2= 30
テン7 レート/ S i O2= 0 、 I 5NaOH/ S io 2
=0.!0
0 H/ S io z=0.25
反、応はステンレス鋼オートクレーブ中で自然発生圧力で150℃で6日間行な
った。生成物を濾過し、空気中で1000°Fにか焼し、過剰のNH,N0ff
で4回イオン交換し、1000°Fで再びか焼した。生成物をX線回折分析する
と、ZSM−22であることが同定された。Si○、/Alzozモル比は約1
00であった。分子篩を35%のキャタバルと一緒にし、押出し物に実施例1の
触媒と同じやり方で1%のptを含浸させ、か焼した。
表XN
実施例3かちの最終水添
色 〈1,0
比重 ”A P I 17.0
アニリンpt、’F 259.6
流動点、℃−30
曇り点、℃−7
硫黄、ppm O・4
窒素、ppm 弓
粘度、cst、40°C39,33
酸化器BN、時 40.9
炭素型分布、ndM、重量%
パラフィン系 80.27
ナフテン系 1973
芳香族系 0.00
疑似蒸留、LV%、°F
S T / 5 630/702
70/90 957/+005
勅/′99 1030/1084
実施例7
実施例6の触媒を用いて表℃のスラ・ソクワ・lクスを500psig、il、
ILH8V 及びRMSCF/bh1通過H7で異性化しな、結果は表に■に記
載されている。
実施例8
実施例6の触媒を10倍過剰の5重量%MgC○、水溶液と混合、し、P遇し、
93℃で18時間乾燥し、12時間538℃でか焼した。J含有量は227重量
9≦であった。この触媒を用いて表℃のスラックワックスを50flpsig及
び+60psigの両方で、0.]L HS V、及び8M SCF/bbl
82で異性化した。結果は表X■に記載されており、Mgを含まない実施例6の
ものよりもこの触媒の方が大きな収率を示していた6収率に対する低圧の有利な
効果も示され900°F十水添分解VG○からのスラックワックスの500ps
ig、OjL HS V、及び8M5CF/bbl H2、Pt/23M−22
上での異性触媒温 700°F十 流動/曇り点 40/+00℃T VT度”
F ff率重量% ℃ の粘度C5t600 53.4 −3/+9 59.6
479.363 138620 511 −Ill/<−6361,50/9.
442 134640 52.4 −307<−6357,97/8.971
133青■1
900°F十水添分解VG○かちのスラックワックスの、0.3L HS V、
及び8M SCF/′bbl H2、Pt−Mg/ZSM−22トマーの】ユ作
進−□
圧力触媒温700°F十 流動/曇り点40/+00°C″7:″VT駐贈」−
二F [*1Jc1% ”c−−の粘度C3t500 645 63A −18
/+2 5’i、0’l/8.9’10 141660 618−24/<−6
354,011/8.1115 142160 640 76.1 −27/−
445,55/8.OQl 149660 69.5 −39/−1146,1
0/7.1186 142実施例9
実施例6の触媒を用いて900°F十溶媒精製真空ガスオイル(表XrY)から
誘導された脱油スラツクワックスを異性化した。条件は実施例7と同じであった
。結果を表XXに記載する6
実施例IO
実施例8の触媒を用いて700〜800°F溶媒精製真空ガスオイル(表■の供
給物を調製するのに用いたものと同じ)から誘導されたスラックワックス(脱油
されていない)を異性化した。供給物の検査結果を表XXTに示す。異性化条件
は実施例7と同じであった。結果を表XXUに記載ZSM−23を米国特許第4
.076.1142号明細書に記載されているようにして調製し、1000°F
で空気中でか焼した後X線回折分析によりそのようなものであることが同定され
た。過剰のNH,NO,て′4回イオン交換し、+000°Fで再びか焼した。
その分子篩に0.50≦のPtを含浸させ、実施例1の触媒と同様にしてか炬し
た。
比重、’A P I 36.7
N、ppm 12
S、PP■ 326
粘度、cSt、lOOoC7j07
70℃ 1403
疑似蒸留、LV%、°F
S T / 5 47/67g
10 / 30 80g/1199
70/90 965/1o11
寺−U
QIT+l’F+溶媒1製油かちの脱油スラ・・lクワックスの’;(lflp
sig fl、IL HS V、及び8M5CF、’hbl H,PL、’ZS
M−22トでの異性化、□14、□−□□□−−会□一槽一“ \触媒温 70
0°F十 流動l′曇りへ 40 、’ I n n ’(”:で 〜′■66
; ’i4.9 −IQ/−644,67/7.928 1’J680 ’)4
.’l −24/<−63411,11/)1.170 141700 51.
0 −33.”4 41.30/7.442 148表Dニ
り0h8i匪’p−>swmatび■υソぼゾJコ!’7二jメ比重、”API
40.0
粘度、C8t、100℃ 3246
70℃ 5.482
流動媒°C+42
疑似蒸留、LV%、°F
S T 、−’ 5 575/670
10、/′30685/723
表X1
700〜800@F溶媒N ’11 V G Oh’ ラ(7) スラ・ソクワ
ックスの5110psig 03L HS V、及び8M5cF/bbl H,
Pt−Mgへ−Z 5−芭二刀上rノ異性化触媒温 700°F十 流動/曇り
点 40/+00℃テVIIt’F 収率重量%−−−−℃ の粘11cSt6
40 49.1 −9/−614,55/1.893 1747110 45.
1 −24/<−6114,66/3.594 130’720 42.8 −
337′〈−6314,78/1.893 169実施例12
実施例11の触媒を用いて表訂の供給物をOjL HS V、500psig、
及び8M SCF/bbl 82で異性化した。結果を表XXI[[に記載する
。
実施例13
実施例8の触媒を用いてC,十直鎖α−オレフィンワックス(表XXW )ヲ5
00psig及び30npsig(7)両方で、0.3LHSV、及び8M S
CF/bbl 82で異性化した。結果を表XXVに記載する。
」す」
900°F十水添分解VGOかちのスラツクワ・ソクスの’ioopsig、0
.IL HS V、及び8M5CF/bblH7、Pt/28M−2”3−ヒで
の異性化触媒温 700°F十 流動/′巻つ点 4fl/100℃で VT賓
°F 収塞重竜% ℃ の粘度csL610 501 −9/+10 48.1
17/7.H713063043j −27/−1447,53/7.445
120民■I
C36+l α−オレフインワ・・lクス流動点℃+72
粘度、cSt、100℃ 7.4711疑似蒸留、LV%、°F
S T / 5 8(12/1107
In / 10 809/844
70/’90 931/+026
95/ 99 1087/+139
表茂U
C1゜十直頻α−オレフィンワ・ソクスの0.1LH3V、71tび8M S
CF /′bbl Hv、P LM g/Z S M 22 トズ!(シ!野性
:化圧力触媒温700’F+a動/曇り点40/100℃テVIpsig度°F
収率重量% ℃ の粘度C3t5Q0 611’i 44.4 −48/−10
51,l1g/9183 166700 41.9 −57/−2654,42
/9.467 158300 640 ’i2.8 −36/−447,60/
8.998 173660 47.9 −51/<−6350,117/9.1
92 161;685 46.5 <−63/<−6351,67/9.063
IM本発明をその特別な態様に関連して記述してきたが、更に修正することが
でき、本願は、一般に本発明の原理に従う発明のいかなる変更、使用、或は適用
をも含むものであり、本発明が関与する分野で知られているか又は慣用的な実施
内に入るような本記載からの相違、及び今まで記載されてきた本質的特徴に適用
できるような相違、及び本発明の範囲及び請求の範囲に入るような相違を含むも
のであることは理解されるであろう。
要 約」
本発明は、低い流動点、潰れた粘度、及び粘度指数を有する潤滑油を製造する方
法において、ワックス状供給物を約4.2人〜約4,8人の短軸、約5.4人〜
約7.0人の長軸を有する全体的に長円形の1−D気孔を有する分子篩、及び少
なくとも一種類の第■族金属を含む触媒上で異性化することからなる潤滑油製造
方法に関する。SAP○−It、5APO−31,5APO−41、ZSM−2
2、ZSM−23、及びZSM−35が有用な触媒の例である。
国際調査報告
Claims (42)
- 1.1)約50%より多いワックスを含み且つ(又は)2)約約0℃より高い流 動点を示し、約70%より多いパラフィン系炭素を有するワックス状供給物を、 約4.2Å〜約4.8Åの短軸、約5.4Å〜約7.0Åの長軸を有する全体的 に長円形の1−D気孔を有する分子節、及び少なくとも一種類の第VII族金属 を含む触媒上で約15psig〜約2000psigの圧力で異性化することか らなる潤滑油製造方法。
- 2.ワックス状供給物が少なくとも約80%のワックスを含む請求項1に記載の 方法。
- 3.ワックス状供給物が少なくとも約90%のワックスを含む請求項1に記載の 方法。
- 4.ワックス状供給物が少なくとも約80%のパラフィン系炭素を含む請求項1 に記載の方法。
- 5.ワックス状供給物が少なくとも約90%のパラフィン系炭素を含む請求項1 に記載の方法。
- 6.ワックス状供給物が、ガスオイル、潤滑油素材、合成油、蝋下油、スラック ワックス、脱油ワックス、直鎖α−オレフィンワックス、及び微結晶質ワックス からなる群から選択される請求項1に記載の方法。
- 7.分子節が、SAPO−11、SAPO−31、SAPO−41、ZSM−2 2、ZSM−23、及びZSM−35からなる群から選択され、金属化合物が白 金及びパラジウムの少なくとも一つからなる群から選択される請求項1に記載の 方法。
- 8.分子節が白金水素化成分を更に含む請求項7に記載の方法。
- 9.分子節がSAPO−11結晶質シリコアルミノ燐酸塩である請求項1に記載 の方法。
- 10.分子節が白金水素化成分を更に含む請求項9に記載の方法。
- 11.異性化が約200℃〜約475℃の温度及び約15〜約2000psig の圧力で行われる請求項1に記載の方法。
- 12.圧力が約50〜約1000psigである請求項11に記載の方法。
- 13.温度が約250℃〜約450℃であり、圧力が約100psig〜600 psigである請求項11に記載のである請求項第11に記載の方法。
- 14.異性化中の液空間速度が約0.1〜約20である請求項1に記載の方法。
- 15.液空間速度が約0.1〜5である請求項14に記載の方法。
- 16.異性化が水素の存在下で行われる請求項1に記載の方法。
- 17.異性化された潤滑油を最終水添することを更に含む請求項1に記載の方法 。
- 18.最終水添が約190℃〜約340℃の温度及び約400psig〜約30 00psigの圧力で行われる請求項1に記載の方法。
- 19.最終水添が金属水素化触媒の存在下で行われる請求項18に記載の方法。
- 20.ワックス状供給物の有機窒素含有量が約50ppmwより少ない請求項1 に記載の方法。
- 21.有機窒素含有量が約mppmwより少ない請求項20に記載の方法。
- 22.ワックス状供給物がC20+パラフィンを含み、約230℃より高い温度 で沸騰する請求項1に記載の方法。
- 23.ワックス状供給物が約315℃より高い温度で沸騰する請求項22に記載 の方法。
- 24.請求項1に記載の方法により製造された潤滑油。
- 25.約120〜約180の粘度指数及び約−63℃未満から約−9℃の流動点 を有する請求項1に記載の方法により製造された潤滑油。
- 26.粘度指数が少なくとも約140であり、流動点が約−12℃以下である請 求項25に記載の潤滑油。
- 27.粘度指数が少なくとも約120であり、流動点が約−40℃以下である請 求項25に記載の潤滑油。
- 28.分子節がZSM−22である請求項1に記載の方法。
- 29.分子節が更に白金水素化成分を含む請求項28に記載の方法。
- 30.触媒が第IIA族金属を含む請求項1に記載の方法。
- 31.1)約50%より多いワックスを含み且つ(又は)2)約0℃より高い流 動点を示し、約70%より多いパラフィン系炭素を有するワックス状供給物を、 (a)AIO2及びPO2四面体酸化物単位を含む中間的気孔孔径の非ゼオライ ト分子節、及び(b)少なくとも一種類の第VII族金属を含む触媒上で、約1 5psig〜約2000psigの圧力で異性化することからなる潤滑油製造方 法。
- 32.ワックス状供給物が少なくとも約80%のワックスを含む請求項31に記 載の方法。
- 33.ワックス状供給物が少なくとも約80%のパラフィン系炭素を含む請求項 31に記載の方法。
- 34.ワックス状供給物が、ガスオイル素材、潤滑油素材、合成油、蝋下油、ス ラックワックス、脱油ワックス、直鎖α−オレフィンワックス、及び微結晶質ワ ックスからなる群から選択され請求項31に記載の方法。
- 35.異性化中の液空間速度が約0.1〜約20である請求項31に記載の方法 。
- 36.異性化された潤滑油を最終水添することを更に含む請求項31に記載の方 法。
- 37.請求項31に記載の方法により製造された潤滑油。
- 38.約−24℃より低い流動点及び125より大きな粘度指数を有する潤滑油 。
- 39.約125〜約180の粘度指数及び約−63℃〜−24℃の流動点を有す る請求項38に記載の潤滑油。
- 40.粘度指数が少なくとも約130である請求項39に記載の潤滑油。
- 41.粘度指数が少なくとも約140であり、流動点が約−30℃以下である請 求項38に記載の潤滑油。
- 42.流動点が約−40℃以下である請求項41に記載の潤滑油。
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