JPS607679B2 - ベースオイル組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規なべースオィル又は水素化分解（ｈｙｄｒ
ｏｃねｃｋｅｄ）したベースオイルの日光安定性及び／
又は酸化安定性を改良することに関する。

種々の石油供給源料例えばワックス、真空蒸留留分もし
くは真空蒸留残油又はそれらの混合物を、その何らかの
特性を改良するために、１又は２以上の処理ステップに
供して、ベースオイル例えば潤滑油、伝動流体又は工業
用油を調製することが知られている。ひとつの重要な処
理ステップは供総合原料の粘度指数（Ｖ．１．）を向上
させるものである。

ずっと以前から、フェノール、フルフラール又は二酸化
硫黄のような溶剤を用いてその芳香族成分を溶剤抽出す
ることによって供給原料のＶ．１．を向上させてきた。
その結果得られたベースオイルは、通常のベースオイル
又は溶剤抽出ベースオイルと呼ばれ、通常、中位のＶ．
１．（例えば３０〜９０）又は高いＶ．１．（例えば９
０〜１２０）範囲を有する。最近、供給原料を水素化分
解することによってそのＶ．１．を向上させることが提
案された。一般には水素化分解プロセスと溶剤抽出プロ
セスとは二者択一的に選ばれる。水素化分解プロセスだ
けを採用することによってＶ．１．を向上させたベース
オイルは、特別又は水素化分解したベースオイルとして
引用され、通常、高い（例えば９０〜１２０）、非常に
高い（例えば１２０〜１４５）又は極めて高い（例えば
＞１４５）範囲のＶ．１．を有する。通常ベースオイル
には見られない特別ベースオイルの問題は、日光即ち日
光のうちの特徴的短波長光にさらされたとき、階色化し
、或るし、はスラッジを形成することである。

この現象は通常、日光不安定と記述される。この特別ベ
ースオイルの日光安定性を改良するために種々の提案が
なされてきた。

この提案は種々の石油蟹分例えば真空蒸留留分、脱アス
フアルトした真空蒸留残油又はそれらの芳香族エキスト
ラクトについてもなされた。例えば特公昭４８−１７５
２２号公報、又はそれに対応する英国特許第１２３７２
９１号を参照。このような石油蟹分は時々ある程度日光
安定性を改良することができるけれども、そのような石
油留分を水素仕上げ（ｈｙｄｒｏｆｉｎｉｓｈｅｄ）又
は水素処理（ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｅｄ）すれば、驚く
べきことに、その日光安定性が更にずっと改良されるこ
とを見し、出した。

そのような水素仕上げ又は水素処理した石油留分は特別
ベースオイルの酸化安定性を改良することも見し・出し
た。従って、本発明は、 ‘ａ’水素化分解したベースオイル、及び‘ｂ｝【ａ｝
の重量を基準にして０．０１〜２の重量％の「真空蒸留
蟹分又は脱アスフアルトした真空蒸留残油をそれぞれ水
素仕上げしたものト又は「真空蒸留留分又は脱アスフア
ルトした真空蒸留残油の各エキストラクトを水素処理し
たもの」を含むベースオイル組成物に関する。

ここで使用する「水素化分解したベースオイル」という
術語は、水素化処理の結果、ベースオイルのＶ．１．が
蒸留蟹分ベースオイルに対して少なくとも１頭蒸留残油
ベースオイルに対して少なくとも１０向上するような条
件下で水素化したベースオイルを意味する。

ここで使用する「真空蒸留蟹分又は脱アスフアルトした
真空蒸留残油をそれぞれ水素仕上げしたもの」という術
語は、水素化処理の結果、蒸留留分のＶ．１．が１３単
位より多く向上せず、蒸留残油のＶ．１．が１■単位よ
り多く向上しないような条件下で水素化した真空蒸留留
分又は脱アスフアルトした真空蒸留残油を意味する。真
空蒸留留分又は脱アスフアルトした真空蒸留残油の各エ
キストラクトを水素処理したもの」という術語は、真空
蒸留留分又は脱アスフアルトした真空蒸留残油の各エキ
ストラクトを任意の条件下で水素化したものを意味する
。水素化分解したベースオイルは、供給源料のＶ．１．
（通常は３０〜８０の範囲にある）が実質的に向上する
ような条件下で、パラフィン含有原油から適当に誘導さ
れた真空蒸留蟹分又は脱アスフアルトした真空蒸留残油
のような適当な供給源料を、水素で処理することによっ
て得られる。

この場合、Ｖ．１．は通常少なくとも２の単位向上する
。この向上は供給源料の構造改変によって成し遂げられ
る。上に説明したように、供給原料又は水素化分解した
ベースオイルは、溶剤抽出ステップに供することはしな
い。水素化分解の温度は通常、３５０〜５００ｑｏで、
水素化分解の圧力は通常、６０〜２０ルゞールで、そし
て空間速度は通常、０．１〜２．０〔ｋ９（供給原料）
／夕（触媒）／ｈ（時間）〕である。水素化分解触媒は
通常、適当な挺体例えばアルミナ又はシリカに担持され
たか又は担持されてない金属モリブデン、クロム、タン
グステン、バナジウム、白金、ニッケル、鋼、鉄及びコ
バルト又はそれらの酸化物及び／又は硫化物の１種又は
２種以上からなる。特に有利な触媒はアルミナに担持さ
れた鉄族遷移金属（鉄、コバルト及びニッケル）及びＶ
ＩＢ族金属（クロム、モリブデン及びタングステン）、
特にこれらの族の各々からの金属の組み合わせ、例えば
コバルトーモリプデン、ニッケルータングステン及びニ
ッケルーモリブデンである。この触媒にはまた促進剤例
えばリン、フッ素又はホウ酸を含有する化合物を含ませ
てもよい。真空蒸留蟹分又は脱アスフアルトした真空蒸
留残油艮０ち真空蒸留の残油の脱アスフアルトしたもの
（これら水素仕上げした蒸留蟹分又は蒸留残油が得られ
る）は、パラフィン含有原油から適当に誘導される。

水素仕上げ条件は供給源料の構造改変がほとんど又は全
く起らないような条件である。通常、水素化分解したベ
ースオイルの調製には、上述のタイプの触媒を用いて、
２００〜３５０ｑ０の温度、３０〜２００バールの圧力
及び０．１〜２．０〔ｋｇ（供給原料）／そ（触媒）／
ｈ（時間）〕の空間速度で、蒸留留分及び蒸留残油を水
素仕上げする。水素仕上げした蒸留留分又は蒸留残油は
、比較的揮発性の成分をそこから除くため蒸留ステップ
に供してもよい。例えば、３５０〜５５０ｑｏの範囲以
下で蒸発する揮発性の物質は、水素仕上げした蒸留留分
又は蒸留残油を水素化分解したベースオイルと混合する
前に除去してもよい。水素仕上げした蒸留蟹分又は蒸留
残油を同様に脱ろうステップに供してもよいが、溶剤抽
出ステップに供してはいけない。また、水素仕上げした
蒸留留分と水素仕上げした蒸留残油との混合物も使用し
てもよい。水素処理した芳香族エキストラクトは、原油
特にパラフィン含有原油から譲導された真空蒸留留分又
は脱アスフアルトした真空蒸留残油（即ち真空蒸留の残
油を脱アスフアルトしたもの）のエキストラクトの水素
化によって得られる。適当なエキストラクトは高いＶ．
１．の通常ベースオイルの調製を通じて得られるもので
ある。そのようなエキストラクトは、３０〜６の重量％
の芳香族成分を含有する供聯合原料を例えばフェノール
、フルフラール又は二酸化硫黄で溶剤抽出することによ
って適当に得られる。エキストラクト自身は溶剤抽出の
後通常少なくとも９の重量％の芳香族成分を含有する。
好ましいエキストラクトは、脱アスフアルトした真空蒸
留残油の溶剤抽出によって得られたもの、即ちブライト
ストック・エキストラクトである。エキストラクトは、
水素化分解したベースオイル又は水素仕上げした蒸留留
分もしくは蒸留残油の製造において記述したのと実質的
に同じ条件で水素化する。水素処理したエキストラクト
は水素仕上げしたエキストラクトとみなしても差しつか
えない。好ましい水素処理温度は２６０〜３９０℃で、
好ましい水素処理圧力は８０〜１７ルゞールである。空
間速度は０．１〜２．０〔ｋｇ（供給源料）／そ（触媒
）／ｈ（時間）〕である。水素処理したエキストラクト
はそこから比較的揮発性の成分を除くために蒸留ステッ
プに供してもよい。例えば、２００〜５５０℃の範囲以
下で蒸発する揮発性の物質は、水素処理したエキストラ
クトを水素化分解したベースオイルと混合する前に除去
してもよい。水素処理したエキストラクトはまた脱ろう
ステップに供してもよい。蒸留蟹分のエキストラクトを
水素処理したものと蒸留残油のエキストラクトを・水素
処理したものと混合物、並びにこれらの一方又は両方と
水素仕上げした蒸留留分及び／又は水素仕上げした蒸留
残油との混合物も使用してよい。本発明の組成物を構成
する水素化分解したベースオイルは、更に別の１又は２
以上の処理ステップ例えば仕上げステップ及び／又は蒸
留ステップ及び／又は脱ろうステップに供してもよい。

脱ろうはそこからワックスを除去することによって供給
原料の流動点を下げるのに役立ち、通常、水素化分解ス
テップの後に行なう。仕上げステップにはクレー及び／
又は酸処理及び／又は水素仕上げ処理が含まれる。本発
明に使用するのに好ましい水素化分解したベースオイル
は、水素仕上げしたものである。通常、このような水素
化分解したベースオイルは、水素仕上げした蒸留留分又
は蒸留残油の製造において記述したのと実質的に同じ条
件下で水素仕上げする。水素化分解したベースオィルの
水素仕上げは通常、ベースオイルのＶ．１．を著しく向
上させることはない。本発明のベースオイル組成物は、
どんな適当な方法で調製してもよい。

ひとつの好ましい方法では、水素化分解したベースオイ
ルを、水素仕上げした「真空蒸留蟹分」又は「脱アスフ
アルトした真空蒸留残油」と、あるいは水素処理した「
真空蒸留留分のエキストラクト」又は「脱アスフアルト
した真空蒸留残油のエキストラクト」と混合する。この
場合、混合物の各成分は混合する前に蒸留及び／又は脱
ろうしてもよく、あるいは得られた混合物を上述の方法
で蒸留及び／又は脱ろうしてもよい。もうひとつの好ま
しい方法では、水素化分解したベースオイルを真空蒸留
蟹分又は真空蒸留残油と混合し、この混合物を水素化す
ることにより、水素化分解したベースオイルと蒸留留分
又は蒸留残油とを同時に水素仕上げする。

同じように、水素化分解したベースオイルを真空蒸留蟹
分又は脱アスファルトした真空蒸留残油の各エキストラ
クトと混合し、この混合物を水素化することにより、水
素化分解したベースオイルを水素仕上げし、かつ蒸留留
分又は蒸留残油の各エキストラクトを水素処理する。こ
うして得られた混合物は上述の方法で蒸留及び／又は脱
ろうしてもよい。上述のように種々の水素化したものを
蒸留する目的は、そこから比較的揮発性の成分を除去す
ることにある。通常、２００〜５５０ｏ○の範囲の温度
以下で蒸発する成分を除去する。好適なべースオィル組
成物、それは適当に高い粘度指数のベースオイル組成物
であるが、これは水素化分解したベースオイルの重量を
基準にして０．１〜１０重量％の水素仕上げした成分又
は水素処理した成分を含むものである。

本発明のベースオイル組成物は内燃機関用の潤滑油組成
物として使用するのに適当であるが、この場合１又は２
以上の通常の潤滑油添加剤、例えば粘度指数向上剤、耐
久性向上剤、極圧添加剤、清浄剤、防錆剤、酸化防止剤
例えば第２級アミン、流動点降下剤及び他の日光安定剤
例えばキノン（例えばテトラブチルジフェノキノン）を
含ませてもよい。

次の実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例では水素化触媒としてアルミナ担体のＮｉ／Ｗ触
媒を使用した。実施例 １ 水素化分解したベースオイルに５重量％の脱アスファル
トた真空蒸留残油を加えることによってベースオイル組
成物を調製した。

脱アスフアルトした真空蒸留残油はパラフィン含有原油
かち得たもので、８２のＶ．１．と２１００Ｆで５６．
４センチストークスの粘度を有し、約３５重量％の芳香
族成分を含んでいた。水素化分解したベースオイルはパ
ラフィン含有原油の真空蒸留留分（Ｖ．１．は約４２）
を水素化分解することによって得た。水素化分解したベ
ースオイルは９７のＶ．１．と２１００Ｆで９．４セン
チストークスの粘度を有していた。（脱アスファルトた
真空蒸留残油及び水素化分解したベースオイルのＶ．１
．及び粘度は、脱ろうしたサンプルで測定した。）それ
から、このベースオイル組成物を３００００の温度、１
０〔ｋ９（供給源料）／夕（触媒）／ｈ（時間）〕の空
間速度及び１５０バールの圧力で水素仕上げした。

このように調製したベースオイル組成物を次いで蒸留し
て約４００ｏｏ以下の沸点を有する成分を除去し、そし
てＭＥＫとトルェンとの５０／５の昆合物で脱ろうした
。その結果得られた組成物のＶ．１．は９６で、これは
水素仕上げステップの間にＶ．１．の上昇が実質的に起
きなかったことを示す。それから、得られたベースオイ
ル組成物を人工的日光安定性テストに供した。

このテストでは２本の蟹光燈（ＰｈｉｌｊｐｓＴＬ４０
Ｗ／Ｓ７）で、３５±０．５℃に保った３０夕のベース
オイルを入れたパィレツクス製のＡＳＴＭ流動点テスト
チューブを照射した。スラッジの形成が始まるまでに要
した時間は９日であった。比較の目的でベースオイルを
上と同様の方法で調製したが、但し水素仕上げステップ
の前に供給源料を水素添加したベースオイルに加えなか
った。

このベースオイルは９７のＶ．１．と２１００Ｆで９．
４センチストークスの粘度を有していた。スラッジの形
成は４日後に生じた。実施例 ２〜４ 高い粘度指数のベースオイル組成物を次の成分から調製
した。

各成分の比較は表１に示す。パラフィン含有原油の真空
蒸留留分（Ｖ．１は約４２）を水素化分解、水素仕上げ
、蒸留及び脱ろうすることによって、水素化分解したベ
ースオイルを得た。水素化分解及び水素仕上げしたベー
スオイルは約９７のＶ．１．と２１びＦで９．４の粘度
を有していた。成分【１｝：パラフィン含有原油から誘
導された脱アスフアルトした真空蒸留残油。

この残油をＭ旧Ｋとトルェンとの５０／５０混合物で脱
ろうした。この残油は８２のＶ．１．と２１００Ｆで５
６．４センチストークスの粘度を有していた。水素仕上
げした成分Ａ：成分‘１１を３００℃の温度、１．０〔
ｋ９（供給源料）／そ（触媒）／ｈ（時間）〕の空間速
度及び１５ルゞールの圧力で水素仕上げすることによっ
て調製した。

それから、水素仕上げした成分を蒸留して約５１０ｑｏ
以下の沸点を有する成分を除去し、そしてＭ旧Ｋとトル
ェンとの５０／５皮昆合物で脱ろうした。その結果得ら
れた水素仕上げした成分のＶ．１．は８４であった。成
分■：パラフィン含有原油から誘導された真空蒸留蟹分
（沸点３５０〜５３０ｑｏ）。この蟹分をＭＥＫとトル
ェンとの５０／５の房合物で脱ろうした。この留分は３
２のＶ．１．と２１００Ｆで２３．１センチスト−クス
の粘度を有していた。水素仕上げした成分Ｂ：成分‘２
１を３２０ｑｏの温度、１．０〔ｋ９（供給原料）／そ
（触媒）／ｈ（時間）〕の空間速度及び１５５ゞールの
圧力で水素仕上げすることによって調製した。

それから、水素仕上げした留分を蒸留して約４００℃以
下の沸点を有する成分を除去し、そしてＭ旧Ｋとトルェ
ンとの５０／５の昆合物で脱ろうした。その結果得られ
た水素仕上げした成分のＶ．１．は４０であった。これ
らの組成物を上述の人工的日光安定性テストに供した。
この結果を表１に示す。実施例ａは水素化分解及び水素
仕上げしたベースオイル自身のテスト結果を示す。実施
例ｂ及びｃは水素化分解及び水素仕上げしたべ−スオィ
ルと水素処理してない成分‘１ｌ及び■との混合物のテ
スト結果を示す。（重量％は水素化分解したベースオイ
ルの重量を基準とする。）表 １ ※２６日後にテストを止めた。

実施例 ５〜１３ これらの実施例における組成物の各成分は次のとおりで
ある。

水素化分解したベースオイルＡ：パラフィン含有原油の
真空蒸留蟹分（Ｖ．１．は約６０）を水素化分解、水素
仕上げ、蒸留及び脱ろうすることによって得た。

水素化分解及び水素仕上げしたベースオイルは９８のＶ
．１．と２１００Ｆで７．２９センチストークスの粘度
を有していた。水素化分解したベースオイルＢ：ベース
オイルＡと同じように調製したが、但し真空蒸留蟹分が
約４８のＶ．１．を有する点と、水素化分解及び水素仕
上げしたベースオイルが９９の粘度指数と２１００Ｆで
５．１７センチストークスの粘度を有する点が異なって
いる。

芳香族エキストラクト｛１１：パラフィン含有原油から
誘導された脱アスフアルトした真空蒸留残油（芳香族含
有率：約３５重量％）をフルフラール抽出することによ
って誘導された。

水素処理した芳香族エキストラクトＡ：芳香族エキスト
ラクト‘１｝を約３５０ｑｏの温度、１５０バールの圧
力及び０．７〔ｋ９（供給原料）／そ（触媒）／ｈ（時
間）〕で水素処理することによって得た。

水素処理したエキストラクトは蒸留して約２５０℃以下
の沸点を有する成分を除去し、そしてＭＥＫとトルェン
との５０／５の昆合物で脱ろうした。水素処理した芳香
族エキストラクトＢ：水素処理温度が３７５℃である点
を除いて芳香族エキストラクトＡと同じように水素処理
した。水素処理した芳香族エキストラクトＣ：水素処理
温度が斑５℃である点を除いて芳香族エキストラクトＡ
と同じように水素処理した。

芳香族エキストラクト｛２｝：パラフィン含有原油から
誘導された真空蒸留蟹分（沸点範囲：４６０〜球ｏｑｏ
、芳香族エキストラクト：約６亀重量％）をフルフラー
ルで抽出することによって誘導された。

水素処理した芳香族エキストラクトＤ：芳香族エキスト
ラクト【２１を３７５℃の温度、１００バールの圧力及
び０．７〔ｋ９（供給原料）／夕（触媒）／ｈ（時間）
〕の空間速度で水素処理することによって得られた。

水素処理したエキストラクトを蒸留して３２０ｏｏ以下
の沸点を有する成分を除去し、それからＭＥＫとトルェ
ンとの５０／５の昆合物で脱ろうした。表ｍこ記載した
割合で水素化分解したベースオイルと水素処理した芳香
族エキストラクトと混合することによって、本発明にか
かる高い粘度指数のベースオイル組成物を得た。

それから、このベースオイル組成物を上述の人工的日光
安定性テストに供した。

この結果を表０に示す。比較のために、水素化分解した
ベースオイル単独〔‘ｄ｝及び（ｇ）〕及び水素化分解
したベースオイルと水素処理しなかった芳香族エキスト
ラクトとの混合物〔（ｄ、‘ｆ｝、（ｈ）、（ｉ）及び
（ｉ）〕を用いて得られた結果も表ローこ示す。

重量％は水素化分解したベースオイルの重量を基準とす
るものである。表 □ （ａ）光に短時間当てた後、黒くなりすぎて観測できな
かった。

実施例 １４水素化分解したベースオイルに実施例５〜
１３に記述した芳香族エキストラクト‘１１を５重量％
加えることによって高い粘度指数のベースオイル組成物
を調製した。

水素化分解したベースオイルはパラフィン含有原油の真
空蒸留蟹分（Ｖ．１．は約４２）を水素化分解すること
によって得たものである。水素化分解したベースオイル
は９７のＶ．１．と２１００Ｆで９．４センチストーク
スの粘度を有していた。（脱アスフアルトした真空蒸留
残油及び水素化分解したべ−スオイルのＶ．１．及び粘
度は脱ろうしたサンプルで測定した。）それから、この
ベースオイル組成物を３００ｑｏの温度、１．０〔ｋ９
（供給原料）／ぞ（触媒）／ｈ（時間）〕の空間速度及
び１５＆ゞールの圧力で水素仕上げした。

このように調製したベースオイル組成物を蒸留して約４
００ｑｏ以下の沸点を有する成分を除去し、それからＭ
旧Ｋとトルェンとの５０／５の星合物で脱ろうした。

この結果得られた組成物のＶ．１．は９１であった。得
られたベースオイル組成物を次いで上述の日光安定性テ
ストに供した。

スラッジの形成が始まるのに要した時間は３８日であっ
た。比較の目的のために、上に類似の方法でベースオイ
ルを調製したが、但し水素仕上げの前にエキストラクト
を水素化分解したベースオイルに加えなかつた。

このベースオイルは９７のＶ．１．と２１００Ｆで９．
４センチストークスの粘度を有していた。スラッジの形
成は４日後に起きた。実施例 １５ 実施例ａ、ｂ及び２つの組成物を標準酸化テストに供し
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ （ａ）水素化分解したベースオイル、及び（ｂ）（
   ａ）の重量を基準にして０．０１〜２０重量％の「真空
   蒸留留分又は脱アスフアルトした真空蒸留残油をそれぞ
   れ水素仕上げしたもの」、又は「真空蒸留留分又は脱ア
   スフアルトした真空蒸留残油の各エキストラクトを水素
   処理したもの」を含むベースオイル組成物。 ２ 成分（ａ）が水素化分解及び水素仕上げしたベース
   オイルであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のベースオイル組成物。 ３ 成分（ａ）と（ｂ）を混合することによって調製し
   た特許請求の範囲第１項又は第２項記載のベースオイル
   組成物。 ４ 成分（ａ）と（ｂ）を混合する前に成分（ａ）及び
   ／又は成分（ｂ）を蒸留及び／又は脱ろうするか、ある
   いは成分（ａ）と（ｂ）の混合物を蒸留及び／又は脱ろ
   うすることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のベ
   ースオイル組成物。 ５ 水素化分解したベースオイルを真空蒸留留分又は脱
   アスフアルトした真空蒸留残油と混合し、この混合物を
   水素化することにより、水素化分解したベースオイルと
   真空蒸留留分又は脱アスフアルトした真空蒸留残油を同
   時に水素仕上げすることによって、調製した特許請求の
   範囲第２項記載のベースオイル組成物。 ６ 水素化分解したベースオイルを真空蒸留留分のエキ
   ストラクト又は脱アスフアルトした真空蒸留留分のエキ
   ストラクトと混合し、この混合物の水素化することによ
   り、水素化分解したベースオイルを水素仕上げし、かつ
   真空蒸留留分のエキストラクト又は脱アスフアルトした
   真空蒸留留分のエキストラクトを水素処理することによ
   って、調製した特許請求の範囲第２項記載のベースオイ
   ル組成物。 ７ 水素化した混合物を蒸留及び／又は脱ろうすること
   を特徴とする特許請求の範囲第５項又は第６項記載のベ
   ースオイル組成物。 ８ 成分（ｂ）が成分（ａ）の重量を基準にして０．１
   〜１０重量％存在することを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第７項のいずれかに記載のベースオイル組
   成物。 ９ 少なくとも９０の粘度指数を有する特許請求の範囲
   第１項ないし第８項のいずれかに記載のベースオイル組
   成物。 １０ 添加剤として通常の潤滑油添加剤を含むことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９項のいずれか
   に記載のベースオイル組成物。