説明

超軽質炭化水素液体

本発明は、パラフィン高含有ワックスから誘導される超軽質炭化水素液体に関する。この超軽質炭化水素液体は、油溶性添加剤濃縮物において潤滑油添加剤希釈油としての使用に適している。パラフィン高含有ワックスから誘導されるこの超軽質炭化水素液体は、100℃で約1.0〜3.5cStの粘度及び50重量%未満のノアク揮発度を有し、3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子、及び0.30重量%未満の芳香族を含む。この超軽質炭化水素液体は、低揮発度、低粘度、良好な添加剤溶解性、及び潤滑基油ストックにおける優れた溶解性を有するので優れた潤滑油添加剤希釈油を作る。本発明はまた、超軽質炭化水素液体と一緒に作られる油溶性添加剤濃縮物を含む潤滑油製品及び油溶性添加剤濃縮物を含む潤滑油製品に関する。本発明は、更に、これらの潤滑油添加剤希釈油、油溶性添加剤濃縮物、及び潤滑油製品を作る方法に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑油添加剤希釈油及びこの潤滑油添加剤希釈油を含む油溶性添加剤濃縮物に関する。本発明は、油溶性添加剤濃縮物を含む潤滑油製品にも関する。本発明は、更に、これらの潤滑油添加剤希釈油、油溶性添加剤濃縮物、及び潤滑油製品を作る方法に関する。
【背景技術】
【0002】
潤滑油添加剤、特に自動車用添加剤、例えば、粘度指数改良剤及び洗剤−阻害剤(DI)パッケージはそれらを使用可能にするための潤滑油添加剤希釈油を必要とする。従って、潤滑油添加剤希釈油は、潤滑油添加剤を溶解して油溶性添加剤濃縮物を提供するために使用される。これらの油溶性添加剤濃縮物は、輸送、取扱い、及び最終的に潤滑油製品を提供するために潤滑基油中へのブレンドが容易な添加剤を作る。油溶性添加剤濃縮物は、そのままでは潤滑油製品として使用できるものではなく又は適当なものでもない。むしろ、油溶性添加剤濃縮物は、潤滑基油ストックとブレンドして潤滑油製品を提供する。潤滑油添加剤希釈油は、潤滑油添加剤を容易に溶解して、潤滑基油ストックに容易に可溶な油添加剤濃縮物を提供することが望ましい。更に、潤滑油添加剤希釈油は、例えば、高揮発性、高粘度、及びヘテロ原子等の不純物を含めた任意の望ましくない特徴を潤滑基油ストックに、従って最終的には潤滑油製品に導入しないことが望ましい。
【0003】
異なる潤滑油添加剤希釈油は、適当な油溶性添加剤濃縮物を提供するためには異なる量の潤滑油添加剤希釈油を必要とする。例えば、ギアオイル添加剤パッケージを含む油溶性添加剤濃縮物は、25重量%と少ない潤滑油添加剤希釈油を含んでもよい。DIパッケージを含む油溶性添加剤濃縮物は、一般的に、約50重量%の潤滑油添加剤希釈油を含む。粘度指数改良剤を含む油溶性添加剤濃縮物は、一般的に、約90重量%以上の潤滑油添加剤希釈油を含む。
【0004】
現在、殆どのDIパッケージ及び粘度指数改良剤と一緒に使用されている潤滑油添加剤希釈油は、APIグループIに入る高度に芳香族系の基油である。高い溶解性及び利便性を有するAPIグループI基油は潤滑油添加剤希釈油として好まれている。しかし、これらのグループI油は平均以下の低温性能しかなく、これらは、更に高度に飽和される現代の油よりも酸化に対して更に一層影響を受け易い。更に、グループI油は、その他の基油よりも低い粘度指数(VI)及び高い揮発度を有する。更に、グループI基油は高い硫黄濃度を有する。潤滑油添加剤希釈油は、潤滑油製品の5〜10重量%まで含むことができる。従って、潤滑油添加剤希釈油の性質は、潤滑油添加剤希釈油での望ましくない性質が潤滑油製品の性質にマイナスの影響を与えるので重要である。潤滑油製品にとってこれらの性質はより望ましいが、通常のAPIグループII、通常のグループIII、及びグループIV基油は、添加剤を溶解するためのこれらの乏しい能力によって潤滑油添加剤希釈油として使用することが難しい。従って、これらの基油は潤滑油添加剤希釈油として実用的ではない。
【0005】
潤滑基油ストックに添加した場合、DIパッケージ又は粘度指数改良剤を含む一般的な油溶性添加剤、濃縮物は、潤滑油製品組成物を濃化してその低温性能を損なう傾向がある。過去において潤滑油製品の濃化を回避するための試みとして使用されていた低粘度潤滑油添加剤希釈油は、高揮発度又は乏しい添加剤溶解性を有し、それらを殆どの用途にとって不適切なものとしていた。エンジンオイルに添加した場合、一般的な油溶性添加剤濃縮物は、コールド−クランクシミュレーター(CCS)粘度及びミニ回転粘度計(MRV)に悪影響を及ぼす傾向がある。自動変速装置液体及びギアオイルに添加した場合、一般的な油溶性添加剤濃縮物は、低温でのブルックフィールド粘度に悪影響を及ぼす傾向がある。
【0006】
従って、低粘度、低揮発度、及び不純物、例えば、硫黄含有化合物等の低濃度を有する潤滑油添加剤希釈油が望まれる。低揮発度を有する一般的な潤滑基油はまた、それらに、殆どの用途に対して不適切性を与える高粘度を有し、低粘度を有する一般的な潤滑基油はまた、それらに、殆どの用途に対して不適切性を与える低揮発度及び乏しい添加剤溶解性を有する。
【0007】
エンジン製造業者は、世界的に見て、彼らが、排気ガス後処理装置が必要とする操作に対する安全係数を提供すると考える、エンジンオイル及び添加剤について化学的制限を導入している。これらの要件は、添加剤、潤滑基油ストック、及び潤滑油添加剤希釈油としての使用に適するものは何かについて直接に影響を与える。エンジンオイルについての低硫黄及び燐の制限が提案されている。約0.3重量%の硫黄の制限で、亜鉛ジチオ−ジホスフェート耐摩耗添加剤は更に高価な添加剤で部分的に置き換えられ、硫黄洗剤を減少させることが必要になり、基油は、組成の自由度を設けることが必要とされる。制限が0.2重量%の硫黄に向けて動くと、低減された硫黄又は硫黄ゼロの潤滑基油及び希釈油が本質的に組成目標に合致することになる。国際潤滑油規格化及び認定委員会(ILSAC)GF−4の乗用車エンジンオイル、API PC−10の強力エンジンオイル、及びその他の高品質潤滑油製品規格は低硫黄組成物を要求している。
【0008】
ILSAC/オイル委員会は、2004年7月1日の市場へGF−4を導入するための勧告開始日を付して、2004年1月8日付けで乗用車モーターオイルに対する新たなGF−4規格を採用した。GF−4規格に合致するエンジンオイルのための新たなベンチテスト要件は、ASTM D1552による最大硫黄含有量である。従って、10Wオイルは最大0.7重量%の硫黄を有することができ一方0W、及び5Wオイルは、最大0.5重量%の硫黄を有することができる。更に、GF−4規格に合致するオイルは、250℃で1時間後に15重量%未満のASTM D5800によるノアク(Noack)揮発度、及び371℃で最大10%を伴うASTM D6417による模擬蒸留を有さなければならない。API PC−10は、強力ディーゼルエンジンオイルに対して提案された規格であり、2006年又は2007年に認可されることが予想される。PC−10オイルはまた、GF−4乗用車モーターオイルに対して要求される硫黄量と同様に、硫黄に対する制限を下げていることが予想される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従って、低硫黄、優れた添加剤溶解性、良好なエラストマー相溶性、低揮発度、低粘度、高い酸化安定性、良好な低温性能、及び潤滑基油における優れた溶解性を有する潤滑油添加剤希釈油が求められる。
【0010】
本発明は、パラフィン高含有ワックスから誘導される超軽質炭化水素液体に関する。パラフィン高含有ワックスから誘導されるこれらの超軽質炭化水素液体は、潤滑油添加剤希釈油として使用されてもよい。従って、本発明は、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑油添加剤希釈油及びこの潤滑油添加剤希釈油を含む油溶性添加剤濃縮物に関する。本発明はまた、油溶性添加剤濃縮物を含む潤滑油製品に関する。本発明は、更に、パラフィン高含有ワックスから誘導されるこれらの超軽質炭化水素液体、潤滑油添加剤希釈油、油溶性添加剤濃縮物、及び潤滑油製品を作る方法に関する。
【0011】
潤滑油製品は、少なくとも1つの潤滑基油及び少なくとも1つの添加剤を含む。一般的に、少なくとも1つの添加剤は、潤滑基油における添加剤の溶解性を改善するために、少なくとも1つの添加剤及び潤滑油添加剤希釈油を含む油溶性添加剤濃縮物の形体で潤滑基油に添加される。潤滑油添加剤希釈油としては、この油が潤滑油製品の揮発度に関与しないように十分強力であり、潤滑油製品を濃化するのにそれほど強力ではないことが重要である。
【課題を解決するための手段】
【0012】
驚くべきことに、パラフィン高含有ワックスから誘導される或種の潤滑基油は、優れた潤滑油添加剤希釈油を作ることが見出された。適当なパラフィン高含有ワックスの例としては、フィッシャー−トロプシュ誘導ワックス、スラックワックス、脱油スラックスワックス、及び精製フートオイル、ワックス状潤滑ラフィネート、n−パラフィンワックス、直鎖アルファオレフィン(NAO)ワックス、化学プラント処理で製造されたワックス、脱油石油誘導ワックス、微結晶ワックス、及びこれらの混合物が挙げられる。これらのパラフィン高含有ワックスは、予想外に低い揮発度及び低い粘度並びに、又予想外に良好な添加剤溶解性を有する潤滑基油留分を提供するために加工処理される。好ましい一実施形態においては、パラフィン高含有ワックスはフィッシャー−トロプシュ誘導ワックスであり、フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分を与える。
【0013】
従って、驚くべきことに、3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子、及び0.30重量%未満の芳香族を含み、100℃で約1.0cSt〜3.5cStの動粘度及び次式:
ノアク揮発度係数=160−40(100℃での動粘度)
で計算されるノアク揮発度係数未満のノアク揮発度を有する、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油は、潤滑油添加剤希釈油として都合よく使用することができることが見出された。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
好ましくは、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、100℃で約2.0〜3.5cSt、更に好ましくは100℃で約2.0〜3.0cStの粘度を有する。好ましくは、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、50重量%未満のノアク揮発度を有する。本発明によるパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、これらの比較的に低い動粘度を与える予想外に低いノアク揮発度を有する。
【0015】
本発明の潤滑基油はまた、好ましいアルキル分岐配置を有することができる。従って、本発明の潤滑基油は主にメチル分岐を含むことができる。分岐は、100個の炭素当たり6〜18個のアルキル分岐が存在し、25%を超える分岐が互いに離れて5個以上の炭素原子であり、40%未満の分岐が互いに離れて2〜3個以内の炭素原子である様なものであることができる。
【0016】
パラフィン高含有ワックスから誘導されるこれらの潤滑基油は、低揮発度、低粘度、特別な低温性能、及び良好な添加剤溶解性を必要とする用途で使用することができる。更に、パラフィン高含有ワックスから誘導されるこれらの潤滑基油は、優れた耐酸化性及び良好なエラストマー相溶性を示す。都合よく、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、低揮発度を必要とする用途、例えば、ILSAC GF−4及びAPI PC−10のエンジンオイルに添加剤希釈油として使用することができる。
【0017】
本発明のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、水素異性化を含む方法によりパラフィン高含有ワックスから調製される。好ましくは、パラフィン高含有ワックスは、約600°F〜750°Fの条件下で、貴金属水素化成分を含む形状選択性中間細孔径モレキュラーシーブを使用して水素異性化される。
【0018】
好ましい一実施形態においては、パラフィン高含有ワックスはフィッシャー−トロプシュ誘導ワックスであり、フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分を与える。潤滑基油留分は、フィッシャー−トロプシュ合成原油のワックス状留分から調製される。従って、油溶性添加剤濃縮物で使用されるフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分は、生成物流を提供するためにフィッシャー−トロプシュ合成を行う工程、生成物流から実質的にパラフィン系のワックス供給物を単離する工程、実質的にパラフィン系のワックス供給物を水素異性化する工程、異性化油を単離する工程、及び場合により異性化油を水素化精製する工程を含む方法により作られる。この方法から、0.30重量%未満の芳香族及び3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子を含み、100℃で約1.0cSt〜3.5cStの動粘度及びノアク揮発度係数未満のノアク揮発度を有するフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分が単離される。本明細書で参照される好ましい実施形態のフィッシャー−トロプシュ潤滑基油もこの方法から単離されてもよい。好ましくは、パラフィン系ワックス供給物は、約600°F〜750°Fの条件下で、貴金属水素化成分を含む形状選択性中間細孔径モレキュラーシーブを使用して水素異性化される。フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油を作るための好ましい方法は、その全体が参照として本明細書に組み込まれる2003年12月23日出願の米国特許出願第10/744,870号に記載されている。高い単環式パラフィン及び低い多環式パラフィンを有するフィッシャー−トロプシュ潤滑基油留分は、その全体が参照として本明細書に組み込まれる2003年12月23日出願の米国特許出願第10/744,389号に記載されている。
【0019】
本発明によれば、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、比較的に高い重量%の環状パラフィン官能基を有する分子を含む。好ましい実施形態においては、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、5重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子を含む。別の好ましい実施形態においては、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、5を超える、多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の比を含む。多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の高い比(又は、単環式パラフィン官能基を有する分子の高い重量%及び多環式パラフィン官能基を有する分子の低い重量%)を含む、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は特別の潤滑油添加剤希釈油であり、特別の油溶性添加剤濃縮物を作る。
【0020】
パラフィン高含有ワックスから誘導されるこれらの潤滑基油留分は高いパラフィン含有量を含むにも拘らず、これらは、環状パラフィンが添加剤溶解性を付与するので、VI改良剤及び潤滑油添加剤パッケージを含めた添加剤に対する溶解性を予想外に示す。パラフィン高含有ワックスから誘導されるこれらの潤滑基油留分はまた、多環式パラフィン官能基を有する分子が酸化安定性を減少し、粘度指数を低下させ、及びノアク揮発度を増加するので望ましい。多環式パラフィン官能基を有する分子の効果のモデルは、V.J.Gatto et al.、「物性における化学構造の影響並びに水素化分解ベースストック及びポリαオレフィンの抗酸化剤応答(The Influence of Chemical Structure on the Physical Properties and Antioxidant Response of Hydrocracked Base Stocks and Polyalphaolefins)」、J.Synthetic Lubrication 19−1、2002年4月、3〜18頁において与えられている。更に、本発明の潤滑基油留分は予想外に低い揮発度及び比較的に低い粘度を示す。
【0021】
従って、好ましい実施形態においては、油溶性添加剤濃縮物において潤滑油添加剤希釈油として使用されるパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、非常に低い重量%の芳香族官能基を有する分子、高い重量%の環状パラフィン官能基を有する分子、及び多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の高い比(又は、単環式パラフィン官能基を有する分子の高い重量%及び多環式パラフィン官能基を有する分子の非常に低い重量%)を含む。本発明の潤滑基油はまた、好ましいアルキル分岐配置を有することができる。
【0022】
油溶性添加剤濃縮物において潤滑油添加剤希釈油として使用されるパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、ASTM D2549−02の溶出カラムクロマトグラフィーで決定される95重量%を超える飽和物を含む。オレフィンは、長期間C13核磁気共鳴分光法(NMR)により検出可能な量より少ない量で存在する。好ましくは、芳香族官能基を有する分子は、HPLC−UVにより0.3重量%未満の量で存在し、低水準芳香族を測定するために修正されたASTM D5292−99により確認された。好ましい実施形態においては、芳香族官能基を有する分子は、0.10重量%未満、好ましくは0.05重量%未満、更に好ましくは0.01重量%未満の量で存在する。硫黄は、ASTM D5453−00による紫外線蛍光により決定される、25ppmw未満、好ましくは5ppmw未満、更に好ましくは1ppmw未満の量で存在する。
【0023】
本発明によれば、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、油溶性添加剤濃縮物において潤滑油添加剤希釈油として都合よく使用される。本発明による油溶性添加剤濃縮物は、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分を5〜98重量%及び1つ又は複数の潤滑油添加剤を少なくとも2重量%含み、潤滑基油留分は、
3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子、及び0.30重量%未満の芳香族を含み、100℃で約1.0〜3.5cStの粘度及びノアク揮発度係数未満のノアク揮発度を有する。パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、潤滑油添加剤を容易に溶解し、潤滑基油ストックに容易に可溶な油添加剤濃縮物を与える。更に、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、例えば、高揮発度、高粘度、及びヘテロ原子等の不純物を含めた任意の望ましくない特徴を潤滑基油ストックに、従って最終的には潤滑油製品に導入しない。本発明による潤滑油製品は、油溶性添加剤濃縮物及び1つ又は複数の潤滑基油を含む。潤滑油製品は、1つ又は複数の更なる添加剤及びその他の油溶性添加剤濃縮物を場合により含んでもよい。
【0024】
定義及び用語
以下の用語は本明細書全体を通して使用され、別途指示がなければ以下の意味を有する。
【0025】
「API CI−4」は、強力エンジンオイルの現行のエンジンオイルサービス業務分野の規格である。
【0026】
「API PC−10」は、強力エンジンオイルの提案されている新たなエンジンオイルサービス業務分野の規格である。PC−10オイルはまた、GF−4自動車ガソリンエンジンオイルに関して同じ量で、硫黄に対して低減された制限を有することが予想される。
【0027】
「ILSAC GF−3」は、2001年7月1日に公示された自動車ガソリンエンジンのエンジンオイルサービス業務分野の規格である。
【0028】
「ILSAC GF−4」は、2004年1月8日に認可され、2004年7月1日に公示された自動車ガソリンエンジンの新たなエンジンオイルサービス業務分野の規格である。この業務分野は、ASTM D1552により新たな硫黄制限を導入する。0W及び5Wオイルに対する最大硫黄制限は0.5重量%であり、一方10Wオイルに対する最大硫黄制限は0.7重量%である。
【0029】
「SAE J300マルチグレードエンジンオイル」は、2001年6月に改定されたSAE J300におけるマルチグレードエンジンオイルに対するエンジンオイル粘度分類により定義されるエンジンオイルである。マルチグレード粘度タイプは、0W−XX、5W−XX、15W−XX、20W−XX、及び25W−XX(XXは、20、30、40、50、又は60である)である。特別の制限は、ASTM D5293による最大低温クランク粘度、ASTM D4684による降伏応力を持たない最大低温ポンプ輸送粘度、ASTM D445による100℃での最小及び最大低剪断速度動粘度、及びASTM D4683又はASTM D5481による最小高温高剪断速度粘度として定義される。
【0030】
「フィッシャー−トロプシュ法から誘導される」又は「フィッシャー−トロプシュ誘導」という用語は、生成物、留分、又は供給物が、フィッシャー−トロプシュ法によるいずれかの段階で発生するか又は生成されることを意味する。
【0031】
「石油から誘導される」又は「石油誘導」という用語は、生成物、留分、又は供給物が、石油原油の蒸留からの蒸気頭上流及び非気化性残留部分の残留燃料から発生することを意味する。石油誘導の源はガス田濃縮物からのものであることができる。
【0032】
パラフィン高含有ワックスは、一般的に、40重量%を超え、好ましくは50重量%を超え、更に好ましくは75重量%を超えるn−パラフィンの高含有量を有するワックスを意味する。好ましくは、本発明で使用されるパラフィン高含有ワックスはまた、窒素及び硫黄の非常に低い水準、一般的には、窒素及び硫黄を一緒にした合計で25ppm未満、好ましくは20ppm未満を有する。本発明で使用されてもよいパラフィン高含有ワックスの例としては、スラックワックス、脱油スラックワックス、精製フートオイル、ワックス状潤滑ラフィネート、n−パラフィンワックス、NAOワックス、化学プラント処理で製造されたワックス、脱油石油誘導ワックス、微結晶ワックス、フィッシャー−トロプシュワックス、及びこれらの混合物が挙げられる。本発明において有用なパラフィン高含有ワックスの流動点は、50℃を超え、好ましくは60℃を超える。
【0033】
「パラフィン高含有ワックスから誘導される」という用語は、生成物、留分、又は供給物が、パラフィン高含有ワックスから発生するか又はパラフィン高含有ワックスによるいずれかの段階で生成されることを意味する。
【0034】
芳香族は、原子の群における非局在化電子の数が、4n+2のヒュッケル則に対する解(例えば、n=1なら、6個の電子等)に相当する非局在化電子の連続した雲を共有する原子の少なくとも1つの群を含む任意の炭化水素化合物を意味する。一般的な例としては、ベンゼン、ビフェニル、ナフタレン等が挙げられるがこれらに限定されない。
【0035】
環状パラフィン官能基を有する分子とは、1つ又は複数の置換基、単環式又は結合した多環式飽和炭化水素基であるか又はそれを含む任意の分子を意味する。環状パラフィン基は1つ又は複数、好ましくは1〜3個の置換基で場合により置換することができる。代表的な例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロヘキシル、シクロペンチル、シクロヘプチル、デカヒドロナフタレン、オクタヒドロペンタレン、(ペンタデカン−6−イル)シクロヘキサン、3,7,10−トリシクロヘキシルペンタデカン、デカヒドロ−1−(ペンタデカン−6−イル)ナフタレン等が挙げられるがこれらに限定されない。
【0036】
単環式パラフィン官能基を有する分子とは、3〜7個の環炭素の単環式飽和炭化水素基である任意の分子、又は3〜7個の環炭素の単一単環式飽和炭化水素基で置換された任意の分子を意味する。環状パラフィン基は1つ又は複数、好ましくは1〜3個の置換基で場合により置換することができる。代表的な例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロヘキシル、シクロペンチル、シクロヘプチル、(ペンタデカン−6−イル)シクロヘキサン等が挙げられるがこれらに限定されない。
【0037】
多環式パラフィン官能基を有する分子とは、2つ以上の結合環の結合多環式飽和炭化水素環基である任意の分子、2つ以上の結合環の1つ又は複数の結合多環式飽和炭化水素環基で置換された任意の分子、又は3〜7個の環炭素の2つ以上の単環式飽和炭化水素基で置換された任意の分子を意味する。結合多環式飽和炭化水素環基は、好ましくは、2つの結合環のものである。環状パラフィン基は、1つ又は複数、好ましくは1〜3個の置換基で場合により置換されていてもよい。代表的な例としては、デカヒドロナフタレン、オクタヒドロナフタレン、3,7,10−トリシクロヘキシルペンタデカン、デカヒドロ−1−(ペンタデカン−6−イル)ナフタレン等が挙げられるがこれらに限定されない。
【0038】
ブルックフィールド粘度:ASTM D2983−03は、低温での自動車液体潤滑油の低剪断速度粘度を決定するために使用される。自動変速装置液体、ギアオイル、トルク及びトラクター液体、並びに工業及び自動車油圧オイルの低温、低剪断速度粘度は多くの場合ブルックフィールド粘度で特定される。GM 2003 DEXRONE(登録商標)III自動変速装置液体規格は、−40℃で20,000cPの最大ブルックフィールド粘度を必要とする。Ford MERCON(登録商標)V規格は、−40℃で5,000〜13,000cPのブルックフィールド粘度を必要とする。75Wギア潤滑油に対する自動車ギア潤滑油粘度分類SAE J306は、150,000cpの粘度に対する最大温度が−40℃である様な低温粘度規格を有する。自動変速装置液体及びギアオイルに添加された場合、本発明の油溶性添加剤濃縮物は、低温においてブルックフィールド粘度に悪影響を及ぼさない。
【0039】
【表1】

【0040】
動粘度は、重力下での液体の流動抵抗の測定値である。多数の潤滑基油、これらから作られた潤滑油製品、及び装置の正確な運転は、使用されている液体の適切な粘度に依存する。動粘度はASTM D445−01により決定される。結果はセンチストークス(cSt)で報告される。本発明のフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分は、100℃で約1.0cSt〜3.5cStの動粘度を有する。好ましくは、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、100℃で約2.0cSt〜3.5cStの動粘度を有し、更に好ましくは、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、100℃で約2.0cSt〜3.0cStの動粘度を有する。
【0041】
粘度指数(VI)は、オイルの運動粘度についての温度変化の効果を示す経験的な単位のない数字である。液体は温度と共に粘度を変化させ、加熱した場合に粘性が低下する;オイルのVIが高ければ高い程、温度と共に粘度を変化させるその傾向は低くなる。相対的に一定の粘度が広範囲に変化する温度で要求される場合は高VI潤滑油が必要とされる。例えば、ある自動車では、エンジンオイルは寒冷時スタートを可能にするために十分自由に流動しなければならないが、完全な潤滑を提供するためには温まった後は十分粘稠でなければならない。VIは、ASTM D2270−93に記載されている様にして決定することができる。好ましくは、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、約105〜155の粘度指数を有する。
【0042】
パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油の「粘度指数係数」は、潤滑基油留分の動粘度から誘導される経験的な数字である。粘度指数係数は、次式:
粘度指数係数=28×ln(100℃での潤滑基油留分の動粘度)+95
で計算される。
【0043】
パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、粘度指数係数を超える粘度指数を有してもよい。
【0044】
流動点は、潤滑基油のサンプルが慎重に制御された条件下で流動を開始する温度の測定値である。流動点は、ASTM D5950−02に記載されている様にして決定されてもよい。結果は摂氏度で報告される。多数の市販潤滑基油は流動点に対する規格を有する。潤滑基油が低い流動点を有する場合、これらはまた、恐らく、その他の良好な低温性、例えば、低い曇り点、低いコールドフィルター目詰まり点、及び低温クランク粘度等を有するはずである。曇り点は、流動点に対する補完的測定値であり、潤滑基油のサンプルが慎重に特定された条件下で曇りの発生を開始する温度として表示される。曇り点は、例えば、ASTM D5773−95により決定することができる。約35℃より下の流動点−曇り点の差を有する潤滑基油が望ましい。高い流動点−曇り点の差は、曇り点規格に合致させるために潤滑基油を非常に低い流動点まで加工処理することを必要とする。
【0045】
ノアク揮発度は、ASTM D5800により、一定の空気の流れが60分間通過するテスト坩堝において、オイルが、250℃で大気圧より20mmHg(2.67kPa;26.7mbar)下の圧力で加熱された場合に失われる、重量%で表されるオイルの質量として定義される。ノアク揮発度及びASTM D5800と良く相関する揮発度を計算するのに更に便利な方法は、ASTM D6375による熱重量分析器テスト(TGA)を使用する方法である。TGAノアク揮発度は、別途言及されない限り本明細書を通して使用される。TGAノアク及び類似の方法で測定されるエンジンオイルのノアク揮発度は乗用車のエンジンにおける燃費と相関することが分かった。低揮発度に対する厳しい要件は、幾つかの最新のエンジンオイル規格、例えば、ヨーロッパのACEA A−3及びB−3並びに北アメリカのILSAC GF−3等の重要な側面である。好ましくは、本発明のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、50重量%未満のノアク揮発度を有する。更に好ましくは、本発明のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、35重量%未満のノアク揮発度を有する。
【0046】
パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油の「ノアク揮発度係数」は、潤滑基油留分の運動粘度から誘導される経験的数字である。ノアク揮発度係数は、次式:
ノアク揮発度係数=160−40(100℃での動粘度)
で計算される。
【0047】
パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、ノアク揮発度係数未満のノアク揮発度を有する。
【0048】
アニリン点テストは、オイルが、オイルと接触するエラストマー(ゴム化合物)を損傷する可能性があるかを示す。アニリン点は、アニリン(CNH)及びオイルの等容量が単一相を形成する最低温度(°F又は℃)であり、「アニリン点温度」と呼ばれる。アニリン点(AP)は、オイルサンプルにおける芳香族炭化水素の量及びタイプと大体相関する。低APは高芳香族を示し、一方、高APは低芳香族含有量を示す。アニリン点はASTM D611−04により決定される。好ましくは、本発明のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、36×ln(100℃での潤滑基油留分の動粘度)+200を超えるアニリン点を有する。従って、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は良好なエラストマー相溶性を示す。
【0049】
L−4触媒テストを伴うオキシデーター(Oxidator)BNは、Dornte型酸素吸収装置(R.W.Dornte「ホワイトオイルの酸化(Oxidation of White Oils)」、Industrial and Engineering Chemistry、Vol.28、26頁、1936年)により酸化抵抗性を測定するテストである。通常、条件は340°Fで1気圧の純粋酸素であり、結果は、100gのオイルが1000mlのOを吸収するのに要する時間で報告する。L−4触媒テストを伴うオキシデーターBNでは、100gのオイル当たり0.8mlの触媒が使用される。触媒は、ケロシンにおける可溶性金属ナフテネートの混合物で、使用されるクランクケースオイルの平均金属分析をシミュレートする。可溶性金属ナフテネートの混合物は、使用されるクランクケースオイルの平均金属分析をシミュレートする。触媒における金属の水準は次の通りである:銅=6,927ppm;鉄=4,083ppm;鉛=80,208ppm;マンガン=350ppm;スズ=3,565ppm。添加剤パッケージは、100gのオイル当たり80ミリモルの亜鉛ビスポリプロピレンフェニルジチオ−ホスフェート又は約1.1gのOLOA(登録商標)260である。L−4触媒テストを伴うオキシデーターBNは、シミュレートされる用途における潤滑油製品の応答を測定する。1リットルの酸素を吸収するための高い値、即ち長い時間は良好な安定性を示す。OLOA(登録商標)は、Oronite Lubricating Oil Additive(登録商標)の頭文字で、ChevronTexaco Oronite Companyの登録商標である。
【0050】
一般的に、L−4触媒テストを伴うオキシデーターBNの結果は約7時間を超えるべきものである。好ましくは、L−4を伴うオキシデーターBN値は約10時間を超えるであろう。好ましくは、本発明のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、約10時間を超える結果を有する。本発明のフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分は10時間を大幅に超える結果を有する。好ましくは、本発明の油溶性添加剤濃縮物のフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分は、25時間を超えるL−4触媒を伴うオキシデーターBNのテスト結果を有する。
【0051】
パラフィン高含有ワックス
本発明の潤滑基油を作るのに使用されるパラフィン高含有ワックスは、n−パラフィンの高含有量を有する任意のワックスであることができる。好ましくは、パラフィン高含有ワックスは、40重量%を超え、好ましくは50重量%を超え、更に好ましくは75重量%を超えるn−パラフィンを含む。好ましくは、本発明で使用されるパラフィン高含有ワックスはまた、極めて低水準の窒素及び硫黄を有し、一般的には、窒素及び硫黄を一緒にした合計で25ppm未満、好ましくは20ppm未満を有する。本発明で使用されてもよいパラフィン高含有ワックスの例としては、スラックワックス、脱油スラックスワックス、精製フートオイル、ワックス状潤滑ラフィネート、n−パラフィンワックス、NAOワックス、化学プラント処理で製造されたワックス、脱油石油誘導ワックス、微結晶ワックス、フィッシャー−トロプシュワックス、及びこれらの混合物が挙げられる。本発明において有用なパラフィン高含有ワックスの流動点は、50℃を超え、好ましくは60℃を超える。
【0052】
これらのパラフィン高含有ワックスは、低揮発度及び低粘度を有し、又予想外に良好な添加剤溶解性を有する潤滑基油留分を与えるために加工処理することができることが見出された。好ましい一実施形態においては、パラフィン高含有ワックスはフィッシャー−トロプシュ誘導ワックスであり、フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分を与える。
【0053】
フィッシャー−トロプシュ合成
フィッシャー−トロプシュ化学においては、合成ガスは、反応条件下でフィッシャー−トロプシュ触媒との接触により液体炭化水素に転換される。一般的に、メタン及び場合により更に重い炭化水素(エタン及びそれより重いもの)は、合成ガスを提供するために通常の合成ガス発生器を通して送ることができる。一般的に、合成ガスは水素及び一酸化炭素を含み、少量の二酸化炭素及び/又は水を含むことができる。合成ガスにおける硫黄、窒素、ハロゲン、セレン、燐及び砒素の汚染物質の存在は望ましくない。この理由のため、及び合成ガスの品質により、フィッシャー−トロプシュ化学を実施する前に供給物から硫黄及びその他の汚染物質を除去することが好ましい。これらの汚染物質を除去するための手段は当業者に良く知られている。例えば、ZnOの保護床は、硫黄不純物の除去にとって好ましい。その他の汚染物質を除去するための手段は当業者に良く知られている。合成ガス反応中に生成される二酸化炭素及びまだ除去されていない任意の更なる硫黄化合物を除去するためにフィッシャー−トロプシュ反応器の前に合成ガスを精製することが望ましい場合もある。これは、例えば、合成ガスを、充填カラムにおいて薄いアルカリ溶液(例えば、炭酸カリウム水溶液)と接触させることにより遂行することができる。
【0054】
フィッシャー−トロプシュ法においては、適当な温度及び圧力の反応条件下でH及びCOの混合物を含む合成ガスをフィッシャー−トロプシュ触媒と接触させることにより、液体及び気体炭化水素を形成する。フィッシャー−トロプシュ反応は、一般的に、約300〜700°F(149〜371℃)、好ましくは約400〜550°F(204〜228℃)の温度;約10〜600psia(0.7〜41bar)、好ましくは約30〜300psia(2〜21bar)の圧力;及び約100〜10,000cc/g/hr、好ましくは約300〜3,000cc/g/hrの触媒空間速度で行われる。フィッシャー−トロプシュ型反応を行うための条件の例は当業者に良く知られている。
【0055】
フィッシャー−トロプシュ合成方法の生成物は、大部分がC〜C100+の範囲を伴うC〜C200+の範囲であることができる。反応は様々な反応器タイプ、例えば、1つ又は複数の触媒床を含む固定床反応器、スラリー反応器、流動床反応器、又は異なるタイプの反応器の組合せ等で行うことができる。その様な反応方法及び反応器は良く知られており文献にも記録されている。
【0056】
本発明の実施に当って好ましいスラリーフィッシャー−トロプシュ法は、強力な発熱合成反応に対して優れた熱(及び質量)移動特性を利用し、相対的に高分子量、コバルト触媒を使用する場合はパラフィン系炭化水素を生成することができる。スラリー方法においては、水素及び一酸化炭素を含む合成ガスは、反応条件下で液体である合成反応の炭化水素生成物を含むスラリー液体において分散され懸濁された粒状のフィッシャー−トロプシュタイプ炭化水素合成触媒を含むスラリーを通して第3相として気泡化される。一酸化炭素に対する水素のモル比は約0.5〜約4の広い範囲であってもよいが、更に一般的には、約0.7〜約2.75、好ましくは約0.7〜約2.5の範囲内である。特に好ましいフィッシャー−トロプシュ法はまた、全ての目的のために参照として本明細書に完全に組み込まれるEP0609079において教示されている。
【0057】
一般的に、フィッシャー−トロプシュ触媒は、金属酸化物支持体上のVIII族遷移金属を含む。触媒は貴金属促進剤(単数又は複数)及び/又は結晶性モレキュラーシーブを含むことができる。適当なフィッシャー−トロプシュ触媒はFe、Ni、Co、Ru及びReの1つ又は複数を含み、コバルトが好ましい。好ましいフィッシャー−トロプシュ触媒は、適当な無機支持体材料、好ましくは1つ又は複数の耐火性金属酸化物を含む材料上でコバルト及びRe、Ru、Pt、Fe、Ni、Th、Zr、Hf、U、Mg及びLaの1つ又は複数の有効量を含む。一般的に、触媒において存在するコバルトの量は全触媒組成物の約1〜約50重量%である。触媒は、塩基性酸化物促進剤、例えば、ThO、La、MgO、及びTiO等、ZrO等の促進剤、貴金属(Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir)、貨幣金属(Cu、Ag、Au)、及びその他の遷移金属、例えば、Fe、Mn、Ni、及びRe等を含むこともできる。適当な支持体材料としては、アルミナ、シリカ、マグネシア及びチタニア又はこれらの混合物が挙げられる。コバルト含有触媒にとって好ましい支持体はチタニアを含む。有用な触媒及びこれらの調製は知られており、例示のためであって触媒選択に関して限定するものではない米国特許第4,568,663号において例示されている。
【0058】
或種の触媒は、相対的に低いものから中間までの鎖成長の可能性を与えることが知られており、反応生成物は相対的に高い割合の低分子量(C2〜8)オレフィン及び相対的に低い割合の高分子量(C30+)ワックスを含む。或種のその他の触媒は、相対的に高い鎖成長の可能性を与えることが知られており、反応生成物は相対的に低い割合の低分子量(C2〜8)オレフィン及び相対的に高い割合の高分子量(C30+)ワックスを含む。その様な触媒は当業者に良く知られており、簡単に入手すること及び/又は調製することができる。
【0059】
フィッシャー−トロプシュ法からの生成物は主にパラフィンを含む。フィッシャー−トロプシュ反応からの生成物は、一般に、軽質反応生成物及びワックス状反応生成物を含む。軽質反応生成物(即ち、濃縮物留分)は、約C30まで量を減らした、主としてC〜C20の範囲にある約700°Fより下で沸騰する炭化水素(例えば、中間蒸留物燃料を経由するテールガス)を含む。ワックス状反応生成物(即ち、ワックス留分)は、C10まで量を減らした、主としてC20+の範囲にある約600°Fより上で沸騰する炭化水素(例えば、重質パラフィンを経由する真空ガスオイル)を含む。
【0060】
軽質反応生成物及びワックス状生成物は共に実質的にパラフィン系である。ワックス状生成物は、一般に、70重量%を超える直鎖パラフィンを含み、多くの場合80重量%を超える直鎖パラフィンを含む。軽質反応生成物はかなりの割合のアルコール及びオレフィンを伴うパラフィン系生成物を含む。或る場合には、軽質反応生成物は、50重量%或いはそれ以上のアルコール及びオレフィンを含むことができる。本発明による油溶性濃縮物及び潤滑油製品において潤滑油添加剤希釈油として使用されるフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分を提供するための方法に対して供給原料として使用されるものがワックス状反応生成物(即ち、ワックス留分)である。
【0061】
油溶性添加剤濃縮物において潤滑油添加剤希釈油として使用されるフィッシャー−トロプシュ潤滑基油留分は、水素異性化を含む方法によりフィッシャー−トロプシュ合成原油のワックス状留分から調製される。好ましくは、フィッシャー−トロプシュ潤滑基油は、その全体が参照として本明細書に組み込まれる米国特許出願第10/744,870号(2003年12月23日出願)に記載されている方法により作られる。本発明による油溶性添加剤濃縮物において使用されるフィッシャー−トロプシュ潤滑基油留分は、油溶性添加剤濃縮物の成分が受け取られてブレンドされる場所とは異なる場所、及び油溶性添加剤濃縮物が潤滑基油ストックとブレンドされて潤滑油製品を提供する場所とは異なる場所で製造することができる。油溶性添加剤濃縮物が作られる場所は、潤滑油製品が作られる場所と同じか異なることもできる。
【0062】
軽質潤滑基油留分を提供する方法
本発明のパラフィン高含有ワックスから誘導されるこれらの軽質潤滑基油留分は、本明細書で記載されている様に、潤滑基油留分を提供するために、パラフィン高含有ワックスを提供する工程及びそして、このパラフィン高含有ワックスを水素異性化する工程を含む方法により作られる。好ましくは、パラフィン高含有ワックスは、約600°F〜750°Fの条件下で、貴金属水素化成分を含む形状選択性中間細孔径モレキュラーシーブを使用して水素異性化される。
【0063】
好ましい一実施形態においては、パラフィン高含有ワックスは、フィッシャー−トロプシュ誘導ワックスであり、フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分を与える。油溶性添加剤濃縮物において使用されるフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分は、フィッシャー−トロプシュ合成方法と、それに続く、フィッシャー−トロプシュ合成原油のワックス状留分の水素異性化により作られる。
【0064】
水素異性化
パラフィン高含有ワックスは、本発明による油溶性添加剤濃縮物において潤滑油添加剤希釈油として有用な潤滑基油留分を提供するために水素異性化を含む方法に掛けられる。
【0065】
水素異性化は、分子構造中への分岐の選択的付加により潤滑基油のコールドフロー性を改善することを意図するものである。水素異性化は、理想的には、パラフィン高含有ワックスの非ワックス状イソ−パラフィンへの高い転換水準を達成しながら同時に熱分解による転換を最小限にする。好ましくは、本発明における水素異性化のための条件は、ワックス供給物において約700°Fより上で沸騰する化合物の約700°Fより下で沸騰する化合物への転換が、約10重量%〜50重量%、好ましくは15重量%〜45重量%に維持される様に調節される。
【0066】
本発明によれば、水素異性化は、形状選択性中間細孔径モレキュラーシーブを使用して行われる。本発明において有用な水素異性化触媒は、形状選択性中間細孔径モレキュラーシーブ及び場合により耐火性酸化物支持体上の触媒的に活性な金属水素化成分を含む。本明細書において使用される「中間細孔径」という用語は、多孔性無機酸化物がか焼形体にある場合に約3.9〜約7.1Åの範囲の有効空隙孔を意味する。本発明の実施において使用される形状選択性中間細孔径モレキュラーシーブは、一般に、1−D 10−、11−又は12−環のモレキュラーシーブである。本発明の好ましいモレキュラーシーブは1−D 10−環の種類のもので、10−(又は11−又は12−)環モレキュラーシーブは、酸素に結合した10(又は11又は12)個の四面体配位原子(T−原子)を有する。1−Dモレキュラーシーブにおいては、10−環(又はそれ以上)の細孔は互いに平行であり、相互連結はしない。しかし、中間細孔径モレキュラーシーブの広い定義に合致するが8員環を有する交差細孔を含む1−D 10−環モレキュラーシーブはまた、本発明のモレキュラーシーブの定義内に包含することができる点に注意されたい。1−D、2−D及び3−Dの様な内部ゼオライトチャンネルの分類は、その分類全体が参照として組み込まれるR.M.Barrer in Zeolites、Science and Technology、edited by F.R.Rodrigues、L.D.Rollman and C.Naccache、NATO ASI Series、1984年において示されている(特に75頁を参照されたい)。
【0067】
水素異性化のために使用される好ましい形状選択性中間細孔径モレキュラーシーブは、アルミニウムホスフェート、例えば、SAPO−11、SAPO−31、及びSAPO−41等を基にし、SAPO−11及びSAPO−31が更に好ましく、SAPO−11が最も好ましい。SM−3は特に好ましい形状選択性中間細孔径SAPOであり、SAPO−11モレキュラーシーブの結晶構造内に収まる結晶性構造を有する。SM−3の調製及びその独特な特徴は、米国特許第4,943,424号及び同第5,158,665号に記載されている。また、水素異性化のために使用される好ましい形状選択性中間細孔径モレキュラーシーブは、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−48、ZSM−57、SSZ−32、オフレタイト(offretite)及びフェリエライト(ferrierite)等のゼオライトであり、SSZ−32及びZSM−23が更に好ましい。
【0068】
好ましい中間細孔径モレキュラーシーブは、チャンネルの選択される結晶自由直径、選択される晶子サイズ(選択されるチャンネルの長さに相当する)、及び選択される酸性度により特徴付けられる。モレキュラーシーブのチャンネルの望ましい結晶自由直径は、約3.9〜約7.1Åの範囲にあり、7.1以下の最大結晶自由直径及び3.9Å以上の最小結晶自由直径を有する。好ましくは、最大結晶自由直径は7.1以下であり、最小結晶自由直径は4.0Å以上である。最も好ましくは、最大結晶自由直径は6.5以下であり、最小結晶自由直径は4.0Å以上である。モレキュラーシーブのチャンネルの結晶自由直径は、参照として本明細書に組み込まれる「ゼオライト骨格タイプの地図帳(Atlas of Zeolite Framework Types)」、第5改訂版、2001年、Ch.Baerlocher、W.M.Meier、及びD.H.Olson、Elsevier、10〜15頁において公開されている。
【0069】
本発明方法において有用な特に好ましい中間細孔径モレキュラーシーブは、例えば、その内容全体が参照として本明細書に組み込まれる米国特許第5,135,638号及び同第5,282,958号に記載されている。米国特許第5,282,958号においては、その様な中間細孔径モレキュラーシーブは、約0.5μ以下の晶子サイズ及び少なくとも約4.8Åの最小直径及び約7.1Åの最大直径を有する細孔を有する。触媒は、0.5gの触媒が管反応器に充填された場合、370℃で、1200psigの圧力、160ml/分の水素流量、及び1ml/時間の供給速度で少なくとも50%のヘキサデカンを転換するのに十分な酸性度を有する。触媒はまた、直鎖ヘキサデカン(n−C16)のその他の種への96%転換をもたらす条件下で使用された場合に40%以上の異性化選択率を示す(異性化選択率は次の通り決定される:100x(生成物における分岐C16の重量%)/(生成物における分岐C16の重量%+生成物におけるC13−の重量%)。
【0070】
その様な特に好ましいモレキュラーシーブは、約4.0〜約7.1Åの範囲、好ましくは4.0〜6.5Åの範囲の結晶学的自由直径を有する細孔又はチャンネルにより更に特徴付けられてもよい。モレキュラーシーブのチャンネルの結晶学的自由直径は、参照として本明細書に組み込まれる「ゼオライト骨格タイプの地図帳(Atlas of Zeolite Framework Types)」、第5改訂版、2001年、Ch.Baerlocher、W.M.Meier、及びD.H.Olson、Elsevier、10〜15頁において公開されている。
【0071】
モレキュラーシーブのチャンネルの結晶学的自由直径が分からない場合は、モレキュラーシーブの有効細孔径は、標準の吸着方法及び知られている最小動力学的直径の炭化水素化合物を使用して測定することができる。Breck、Zeolite Molecular Sieves、1974年(特に第8章);Anderson et al.、J.Catalysis 58、114(1979年);及びその関連部分が参照として本明細書に組み込まれる米国特許第4,440,871号を参照されたい。細孔径を決定するために吸着測定を行うに当っては標準方法が使用される。約10分未満でモレキュラーシーブについてその平衡吸着値(25℃で、p/p=0.5)の少なくとも95%を達成しない場合は除外されるものとして特定の分子を考慮すると都合がよい。中間細孔径モレキュラーシーブは、一般的に、殆ど障害を伴わずに5.3〜6.5Åの運動直径を有する分子を収容する。
【0072】
本発明において有用な水素異性化触媒は、触媒的に活性な水素化金属を含む。触媒的に活性な水素化金属の存在は、生成物の改善、特にVI及び安定性の改善を生む原因となる。一般的な触媒的に活性な水素化金属としては、クロム、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、白金、及びパラジウムが挙げられる。白金及びパラジウム金属が特に好ましく、白金が最も好ましい。白金及び/又はパラジウムが使用される場合は、活性水素化金属の合計量は、一般的に、全触媒の0.1〜5重量%の範囲にあり、通常は0.1〜2重量%で、10重量%を超えない。
【0073】
耐火性酸化物支持体は、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、マグネシア、チタニア、及びこれらの組合せを含めて、触媒のために従来使用されている酸化物支持体から選択されてもよい。
【0074】
水素異性化の条件は、約0.3重量%未満の芳香族及び3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子を含む潤滑基油留分を達成するように調整される。好ましくは、この条件は、5重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子、及び5を超え、更に好ましくは15を超え、なお更に好ましくは50を超える、多環式環状パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式環状パラフィン官能基を有する分子の重量%の比を含む潤滑基油留分を与える。水素異性化のための条件は、使用される供給物の性質、使用される触媒、触媒が硫化されているかどうか、所望の収率、及び潤滑基油の所望の性質に依存する。本発明の水素異性化方法が実施されてもよい条件としては、約500°F〜約775°F(260℃〜約413℃)、好ましくは約600°F〜約750°F(315℃〜約399℃)、更に好ましくは、約600°F〜約700°F(315℃〜約371℃)の温度;及び約15〜3000psig、好ましくは100〜2500psigの圧力が挙げられる。この文脈における水素異性化圧力は、水素分圧が全圧と実質的に同じ(又はほぼ同じ)であっても、水素異性化反応器内の水素分圧を意味する。接触中の液空間速度は、一般に、約0.1〜20/時間、好ましくは約0.1〜約5/時間である。炭化水素に対する水素比は、約1.0〜約50モルH/炭化水素1モル、更に好ましくは約10〜約20モルH/炭化水素1モルの範囲内に入る。水素異性化を行うのに適当な条件は、その内容全体が参照として組み込まれる米国特許第5,282,958号及び同第5,135,638号に記載されている。
【0075】
水素は、一般的に、約0.5〜30MSCF/bbl(1バレル当たり1000標準立方フィート)、好ましくは約1〜約10MSCF/bblの供給物に対する水素比で水素異性化工程中の反応帯に存在する。水素は生成物から分離され、反応帯に再循環することができる。
【0076】
水素化処理
水素異性化工程へのパラフィン高含有ワックス供給物は、水素異性化前に水素化処理することができる。水素化処理は触媒処理と言われ、遊離水素の存在において通常行われ、その主たる目的は、種々の金属汚染物質、例えば、砒素、アルミニウム、及びコバルト等;ヘテロ原子、例えば、硫黄及び窒素等;酸素化物;又は供給原料からの芳香族等の除去である。一般に、水素化処理操作においては炭化水素分子の熱分解操作、即ち、大きな炭化水素分子の小さな炭化水素分子への破壊が最小化され、不飽和炭化水素が完全に又は部分的に水素化される。
【0077】
水素化処理操作を行う際に使用される触媒は当該技術分野において良く知られている。例えば、水素化処理、水素化分解、及びそれぞれの方法において使用される一般的な触媒の一般的な記述のためにその内容全体が参照として本明細書に組み込まれる米国特許第4,347,121号及び同第4,810,357号を参照されたい。適当な触媒としては、VIIIA族の貴金属(International Union of Pure and Applied Chemistryの1975年規定による)、例えば、アルミナ又は珪素質マトリックス上の白金又はパラジウム等、及びVIII族及びVIB族、例えば、アルミナ又は珪素質マトリックス上のニッケル−モリブデン又はニッケル−スズ等が挙げられる。米国特許第3,852,207号は適当な貴金属触媒及び穏やかな条件を記載している。その他の適当な触媒は、例えば、米国特許第4,157,294号及び同第3,904,513号に記載されている。非貴金属の水素化金属、例えば、ニッケル−モリブデン等は、通常、酸化物として最終触媒組成物中に存在するが、通常は、これらの還元又は硫化物形体で使用され、その様な硫化化合物が、含まれる特定の金属から容易に形成される場合は硫化物形体で使用される。好ましい非貴金属の金属触媒組成物は、相当する酸化物に換算して約5重量%以上、好ましくは約5〜約40重量%のモリブデン及び/又はタングステン、並びに少なくとも約0.5、一般には約1〜約15重量%のニッケル及び/又はコバルトを含む。貴金属、例えば、白金等を含む触媒は、0.01%以上の金属、好ましくは0.1〜1.0%の金属を含む。貴金属の組合せ、例えば、白金及びパラジウムの混合物等が使用されてもよい。
【0078】
一般的な水素化処理条件は広範囲わたり変動する。一般に、全体のLHSVは、約0.25〜2.0、好ましくは約0.5〜1.5である。水素分圧は200psiaを超え、好ましくは約500psia〜約2000psiaの範囲である。水素の再循環割合は一般的に50SCF/Bblを超え、好ましくは1000〜5000SCF/Bblである。反応器における温度は約300°F〜約750°F(約150℃〜約400℃)、好ましくは450°F〜約725°F(約230℃〜約385℃)の範囲である。
【0079】
水素化精製
水素化精製は、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分を提供するために水素異性化に続く工程として使用されてもよい水素化処理方法である。水素化精製は、微量の芳香族、オレフィン、着色体、及び溶剤を除去することによって潤滑基油留分の酸化安定性、UV安定性、及び外観を改善することを意図するものである。この開示において使用されるUV安定性という用語は、UV光線及び酸素に暴露した場合の潤滑基油留分又は潤滑油製品の安定性を意味する。不安定性は、普通、フロック若しくは濁りとして見える目に見える沈殿物形体、又は暗い色が、紫外線及び空気への暴露によって発生する場合に示される。水素化精製の一般的記述は米国特許第3,852,207号及び同第4,673,487号において見出すことができる。
【0080】
本発明のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、生成物の品質及び安定性を改善するために水素化精製することができる。水素化精製の間、全体の液空間速度(LHSV)は約0.25〜2.0/時間、好ましくは約0.5〜1.0/時間である。水素分圧は200psiaを超え、好ましくは約500psia〜約2000psiaの範囲である。水素の再循環割合は一般的に50SCF/Bblを超え、好ましくは1000〜5000SCF/Bblである。温度は約300°F〜約750°F、好ましくは450°F〜600°Fの範囲である。
【0081】
適当な水素化精製触媒としては、VIIIA族の貴金属(International Union of Pure and Applied Chemistryの1975年規定による)、例えば、アルミナ又は珪素質マトリックス上の白金又はパラジウム等、及び硫化されていないVIIIA族及びVIB族、例えば、アルミナ又は珪素質マトリックス上のニッケル−モリブデン又はニッケル−スズ等が挙げられる。米国特許第3,852,207号は適当な貴金属触媒及び穏やかな条件を記載している。その他の適当な触媒は、例えば、米国特許第4,157,294号及び同第3,904,513号に記載されている。非貴金属(例えば、ニッケル−モリブデン及び/又はタングステン等、及び少なくとも約0.5、一般には約1〜約15重量%のニッケル及び/又はコバルトは、相当する酸化物として換算した。貴金属(例えば、白金等)触媒は、0.01%以上の金属、好ましくは0.1〜1.0%の金属を含む。貴金属の組合せ、例えば、白金及びパラジウムの混合物等が使用することもできる。
【0082】
不純物を除去するための粘土処理は、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分を提供するための代替的な最終処理工程である。
【0083】
分別
場合により、パラフィン高含有ワックスから誘導される軽質潤滑基油留分を提供するための方法は、水素異性化前にパラフィン高含有ワックス供給物を分別する工程、又は水素異性化工程から得られた潤滑基油の分別工程を含むことができる。パラフィン高含有ワックス供給物又は異性化潤滑基油の留分への分別は、一般に、常圧若しくは真空蒸留により、又は常圧及び真空蒸留の組合せにより遂行される。常圧蒸留は、一般的に、約600°F〜約750°F(約315℃〜約399℃)より上の初期沸点を有する塔底留分から軽質蒸留物留分、例えば、ナフサ及び中間蒸留物等を分離するために使用される。高温では炭化水素の熱分解が生起し、装置の汚れを引き起こし、重質分の収率を低下させる可能性がある。真空蒸留は、一般的に、高沸点物質、例えば、潤滑基油留分等を異なる沸点範囲留分に分離するために使用される。潤滑基油を異なる沸点範囲留分に分別することは、潤滑基油製造プラントが1つより多い等級、又は粘度の潤滑基油を生成することを可能にする。
【0084】
溶剤脱ろう
パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分を作るための方法はまた、水素異性化方法に続く溶剤脱ろう工程を含んでもよい。溶剤脱ろうは、場合により、水素異性化後に少量の残留ワックス状分子を潤滑基油から除去するために使用することができる。溶剤脱ろうは、潤滑基油を溶剤、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソ−ブチルケトン、又はトルエン等に溶解するか、或いはChemical Technology of Petroleum、第3版、William Gruse and Donald Stevens、McGraw−Hill Book Company,Inc.、New York、1960年、566〜570頁で検討されている様にワックス分子を沈殿させることにより行われる。溶剤脱ろうは、米国特許第4,477,333号、同第3,773,650号及び同第3,775,288号にも記載されている。
【0085】
パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分
本発明によるパラフィン高含有ワックスから誘導される軽質潤滑基油留分は、油溶性添加剤濃縮物において潤滑油添加剤希釈油として使用するのに適している。パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、100℃で約1.0cSt〜3.5cSt、好ましくは100℃で約2cSt〜3.5cSt、更に好ましくは100℃で約2cSt〜3.0cStの粘度を有する。比較的に低い度粘度を与えられた場合、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、都合よく高いノアク揮発度を有する。パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、次式:
ノアク揮発度係数=160−40(100℃での動粘度)
により計算されるノアク揮発度係数未満のノアク揮発度を有する。好ましくは、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、50重量%未満、好ましくは35重量%未満のノアク揮発度を有する。従って、本発明のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、都合よく、低粘度及び低揮発度の両方を有する。
【0086】
或る好ましい実施形態においては、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、約105〜155のVIを有する。
【0087】
好ましくは、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分の粘度指数は、次式:
粘度指数係数=28×ln(100℃でのフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分の動粘度)+95
で計算される粘度指数係数を超える。その他の好ましい実施形態においては、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、100℃での運動粘度の3倍を超える、環状パラフィン官能基を有する分子の重量%を含む。
【0088】
本発明による潤滑基油留分は、潤滑油製品の揮発度に寄与することもなく、一方でまた、潤滑油製品を濃化するほど強力でもない様な良好な低揮発度を有する。従って、これらの潤滑基油留分は低揮発度及び低粘度を有する。
【0089】
本発明による潤滑基油留分は、極端に低水準の不飽和物を含む。潤滑基油留分は、0.3重量%未満の芳香族及び3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子を含む。好ましくは、潤滑基油留分は、5を超える、多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の比を含む。
【0090】
好ましい実施形態においては、潤滑基油留分は、5重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子を含む。その他の好ましい実施形態においては、油溶性添加剤濃縮物で使用される潤滑基油留分は、5を超え、好ましくは15を超え、更に好ましくは50を超える、多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の比を含む。別の好ましい実施形態においては、潤滑基油留分は、100℃での運動粘度の3倍を超える、環状パラフィン官能基を有する分子の重量%の比を含む。
【0091】
好ましい実施形態においては、潤滑基油留分は、100個の炭素あたり9個を超える分岐を含む。油溶性添加剤濃縮物において潤滑油添加剤希釈油として使用される潤滑基油留分はまた、好ましいアルキル分岐配置をも有することができる。従って、本発明の潤滑基油は、主にメチル分岐を含んでもよい。分岐は、100個の炭素当たり6〜18個のアルキル分岐が存在し、25%を超える分岐が5個以上の炭素原子の距離だけ互いに離れており、40%未満の分岐が2〜3個以内の炭素原子の距離だけ互いに離れている様なものであることができる。
【0092】
環状パラフィンを含むこれらの潤滑基油留分は、環状パラフィンが添加剤溶解性を付与するので、VI改良剤及び潤滑油添加剤パッケージを含む、添加剤に対して予想外に良好な溶解性を示す。多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の高い比(又は、単環式パラフィン官能基を有する分子の高い重量%及び多環式パラフィン官能基を有する分子の低い重量%)を含む潤滑基油留分はまた、多環式パラフィン官能基を有する分子が酸化安定性を低減し、粘度指数を低下させ、及びノアク揮発度を増加するので望ましい。従って、本発明による潤滑基油留分は良好な酸化安定性及び高いノアク揮発度を示す。
【0093】
好ましくは、本発明の潤滑基油留分は、36×ln(100℃での潤滑基油留分の動粘度)+200を超えるアニリン点を有する。従って、本発明による潤滑基油留分は良好なエラストマー相溶性を示す。
【0094】
油溶性添加剤濃縮物及び潤滑油製品において希釈油として使用される本発明の潤滑基油留分は、ASTM D2549−02の溶出カラムクロマトグラフィーで決定される95重量%を超える飽和物を含む。オレフィンは、長期間C13核磁気共鳴分光法(NMR)により検出可能な量より少ない量で存在する。好ましくは、芳香族官能基を有する分子は、HPLC−UVにより0.3重量%未満の量で存在し、低水準芳香族を測定するために修正されたASTM D5292−99により確認される。好ましい実施形態においては、少なくとも芳香族官能基を有する分子は、0.10重量%未満、好ましくは0.05重量%未満、更に好ましくは0.01重量%未満の量で存在する。硫黄は、ASTM D5453−00による紫外線蛍光により決定される25ppm未満、好ましくは5ppm未満、更に好ましくは1ppm未満の量で存在する。
【0095】
パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は潤滑添加剤を容易に溶解し、潤滑基油ストックに容易に可溶である油添加剤濃縮物を与える。更に、潤滑基油留分は、例えば、高揮発度、高粘度、及びヘテロ原子等の不純物を含めた任意の望ましくない特徴を潤滑基油ストックに、従って最終的には潤滑油製品に導入しない。
【0096】
好ましい実施形態においては、本発明による潤滑基油留分はフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分である。フィッシャー−トロプシュ誘導ワックスは、上述の性質を有するフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分を提供するのに特によく適している。
【0097】
HPLC−UVによる芳香族測定
潤滑基油中の低水準の芳香族官能基を有する分子を測定するために使用される方法は、HP Chem−stationに接続したHP 1050 Diode−Array UV−Vis検出器と結合したHewlett Packard 1050 Series Quaternary Gradient High Performance Liquid Chromatography(HPLC)システムを使用する。高度に飽和した潤滑基油中の個々の芳香族クラスの同定は、これらのUVスペクトルパターン及びこれらの溶出時間を基準に行われた。この分析のために使用されるアミノカラムは、主にこれらの環数(又は更に正確には、二重結合数)を基準に芳香族分子を識別する。従って、単環芳香族を含む分子が最初に溶出し、続いて分子当たりの二重結合数の増加の順に多環式芳香族が溶出する。同じ二重結合の特徴を有する芳香族では、環上にアルキル置換だけを伴う芳香族が環状パラフィン置換を伴う芳香族よりも早く溶出する。
【0098】
これらのUV吸収スペクトルからの種々の基油芳香族炭化水素の明確な同定は、これらのピークの電子遷移が、環系上のアルキル及び環状パラフィン置換の量に依存する程度まで純粋なモデル化合物類似体に関して全て赤色側の移動された事実により幾分複雑であった。これらの深色移動は、芳香族環におけるπ−電子のアルキル基非局在化に原因するものであることが良く知られている。少数の非置換芳香族化合物は潤滑油範囲で沸騰するので、或る程度の赤色側への移動は予想され、同定された主たる芳香族基の全てで観察された。
【0099】
溶出芳香族化合物の定量化は、その芳香族に対する適切な保持時間枠にわたり化合物のそれぞれの一般的なクラスに対して最適化された波長から作られたクロマトグラムを積算することにより行われた。各芳香族クラスに対する保持時間枠限界は、異なる時間で溶出する化合物の個々の吸収スペクトルを手動で評価し、それらをモデル化合物吸収スペクトルに対するこれらの定性的類似性に基づいて適切な芳香族クラスに割り当てることにより決定された。殆ど例外なく、芳香族化合物の5つのクラスだけが、高度に飽和したAPIグループII及びIIIの潤滑基油で観察された。
【0100】
HPLC−UV較正
HPLC−UVは、極めて低水準でも芳香族化合物のこれらのクラスを同定するために使用される。多環芳香族は、一般的に、単環芳香族よりも10〜200倍強く吸収する。アルキル置換はまた、約20%吸収に影響を及ぼした。従って、種々の芳香族種を分離し、同定し、如何に効果的にこれらが吸収するかを知るためにHPLCを使用することが重要である。
【0101】
芳香族化合物の5つのクラスを同定した。最も多い高度に保持されたアルキル−シクロアルキル−1−環芳香族及び最も少ない高度に保持されたアルキルナフタレンとの間の僅かな重複の例外はあるが、全ての芳香族化合物クラスはベースライン解明された。272nmでの共溶出1−環及び2−環芳香族に対する積算制限は垂直落下法により行った。それぞれの一般的な芳香族クラスに対する波長依存性応答係数を、置換芳香族類似体に最も近いスペクトルピーク吸収度を基にして純粋モデル化合物混合物からベールの法則プロットを作図することにより最初に決定した。
【0102】
例えば、基油中のアルキル−シクロヘキシルベンゼン分子は、非置換テトラリンモデル化合物が268nmで行うのと同じ(禁じられた)遷移に相当する272nmでの明確なピーク吸収度を示す。基油サンプル中のアルキル−シクロアルキル−1−環芳香族の濃度は、272nmにおけるその分子吸収率応答係数が、ベールの法則プロットから計算された268nmでのテトラリンの分子吸収率にほぼ等しいものと仮定して計算した。芳香族の重量%濃度は、各芳香族クラスの平均分子量が基油サンプル全体の平均分子量にほぼ等しいものと仮定して計算した。
【0103】
この計算方法は、精緻なHPLCクロマトグラフィーにより潤滑基油から直接に1−環芳香族を単離することにより更に改善された。これらの芳香族で直接に較正することは、モデル化合物に関わる仮定及び不確実性を排除した。予想通り、単離された芳香族サンプルは、それが更に多く置換されていたのでモデル化合物よりも低い応答係数を有していた。
【0104】
更に具体的に言えば、HPLC−UV方法を正確に較正するために、置換ベンゼン芳香族を、Waters社の半分離HPLC装置を使用して大量の潤滑基油から分離した。10gのサンプルをn−ヘキサンで1:1に希釈し、18ml/分の流量で、移動相としてn−ヘキサンを有する5cm x 22.4mm IDガードのアミノ結合シリカカラムに注入し、続いて、Rainin Instruments、Emeryville、Californiaにより製造された8〜12ミクロンのアミノ結合シリカ粒子の2つの25cm x 22.4mm IDカラムに注入した。カラム溶離液を、265nm及び295nmに設定した二元波長UV検出器からの検出器応答に基づいて分別した。飽和物留分を、265nmの吸収度が単環芳香族溶出の始まりを知らせる0.01吸収度単位の変化を示すまで収集した。単環芳香族留分を、265nmと295nmとの間の吸収度比が2環芳香族溶出の始まりを示す2.0に減少するまで収集した。単環芳香族留分の精製及び分離は、HPLCカラムを過負荷にして生じた「随伴」飽和物留分から離れたモノ芳香族留分を再度クロマトグラフに掛けることにより行った。
【0105】
この精製された芳香族「標準」は、アルキル置換が、非置換テトラリンに比べて約20%分子吸収率応答係数を減少させたことを示した。
【0106】
NMRによる芳香族の確認
精製されたモノ芳香族標準における芳香族官能基を有する分子の重量%を、長期間炭素13NMR分析により確認した。NMRは、芳香族炭素を簡単に測定し応答は分析されている芳香族のクラスに依存しなかったのでHPLC UVよりも較正することが容易であった。NMRの結果は、高度に飽和されている潤滑基油における芳香族の95〜99%が単環芳香族であったことを知ることにより芳香族炭素%から芳香族分子%(HPLC−UV及びD2007と一致すべきものである)に言い換えた。
【0107】
高出力、長期間、及び良好なベースライン分析は、0.2%の芳香族分子まで下がった芳香族を正確に測定するために必要であった。
【0108】
更に具体的に言えば、NMRにより低水準の少なくとも1つの芳香族官能を有する全ての分子を正確に測定するために、標準D5292−99方法を、500:1の最小炭素感度を与えるために修正した(ASTM標準手順E386による)。10〜12mmのNaloracプローブを伴う400〜500MHzNMRでの15時間持続運転を使用した。Acom PC集積ソフトウエアを、ベースラインの形状を定義し、整合性を以って集積するために使用した。搬送周波数は、脂肪族ピークを芳香族領域に結像することによる人為的影響を避けるために運転中に一度変えられた。搬送スペクトルのいずれかの側にスペクトルを取ることにより、解像度は顕著に改善された。
【0109】
FIMSによる環状パラフィン分布
パラフィンは、酸化に対しては環状パラフィンよりも更に安定であると考えられ、従って、より望ましい。単環式パラフィンは、酸化に対して多環式パラフィンよりも更に安定であると考えられる。しかし、少なくとも1つの環状パラフィン官能を有する全ての分子の重量%が油において極めて低い場合は、添加剤溶解性は低く、エラストマー相溶性に乏しい。これらの性質を有する油の例は、約5%未満の環状パラフィンを有するフィッシャー−トロプシュ油(GTL油)である。潤滑油製品におけるこれらの性質を改善するためにはエステル等の高価な共溶媒が多くの場合添加されなければならない。好ましくは、パラフィン高含有ワックスから誘導され誘電性流体として使用される油留分は、高い重量%の単環式パラフィン官能基を有する分子及び低い重量%の、多環式パラフィン官能基を有する分子を含み、その結果、油留分は、高い酸化安定性、低揮発度、他のオイルとの良好な混和性、良好な添加剤溶解性及び良好なエラストマー相溶性を有する。
【0110】
本発明の潤滑基油は、FIMSによってアルカン及び異なる不飽和数を有する分子に特徴付けられた。油留分における分子の分布は、電界イオン化質量分析(FIMS)により決定された。FIMSスペクトルは、MicromassVG70VSE質量分析計で得られた。サンプルを、固体プローブを介して分光光度計に、好ましくはガラス毛細管内でテストされる少量(約0.1mg)の基油を入れて導入した。毛細管を質量分析計のための固体プローブの先端に置き、プローブを、毎分50℃の速度で、約10−6Torrの真空操作の下で約40℃〜500℃まで加熱した。質量分析計をm/z40〜m/z1000まで5秒/10年の速度で走査した。獲得した質量スペクトルを、1つの「平均された」スペクトルを生成するために合計した。各スペクトルは、PC−MassSpecのソフトウエアパッケージを使用して13C補正された。
【0111】
全ての化合物タイプに対する応答係数は1.0であると仮定して、重量%を面積%から決定した。獲得した質量スペクトルを、1つの「平均された」スペクトルを生成するために合計した。FIMS分析からの出力は、テストサンプルにおけるアルカン、1−不飽和物、2−不飽和物、3−不飽和物、4−不飽和物、5−不飽和物、及び6−不飽和物の平均重量%である。
【0112】
異なる不飽和数を有する分子は、環状パラフィン、オレフィン、及び芳香族を含んでもよい。芳香族が潤滑基油において相当の量で存在する場合、これらは、ほとんどの場合4−不飽和物としてFIMS分析で同定される。オレフィンが潤滑基油において相当の量で存在する場合、これらは、ほとんどの場合1−不飽和物としてFIMS分析で同定される。プロトンNMRによるオレフィンの重量%をマイナスし、HPLC−UVによる芳香族の重量%をマイナスした、FIMS分析からの1−不飽和物、2−不飽和物、3−不飽和物、4−不飽和物、5−不飽和物、及び6−不飽和物の合計が、本発明の潤滑基油における環状パラフィン官能基を有する分子の合計重量%である。HPLC−UVによる芳香族の重量%をマイナスした、FIMS分析からの2−不飽和物、3−不飽和物、4−不飽和物、5−不飽和物、及び6−不飽和物の合計が、本発明の油における多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%である。芳香族含有量が測定されない場合は、0.1重量%未満とみなされ、環状パラフィン官能基を有する分子の合計重量%のための計算には含まれない点に注意されたい。
【0113】
一実施形態においては、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、3を超え、好ましくは5を超える環状パラフィン官能基を有する分子の重量%を有する。好ましくは、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分はまた、5を超え、好ましくは15を超え、更に好ましくは50を超える多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の比を有する。好ましい実施形態においては、潤滑基油留分は、100個の炭素あたり9個を超えるアルキル分岐を含む。
【0114】
パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分の別の実施形態においては、本発明の潤滑基油の少なくとも1つの環状パラフィン官能基を有する全ての分子の重量%と動粘度との間には或る関係が存在する。即ち、cStにおける100℃での運動粘度が高ければ高いほど、得られる環状パラフィン官能基を有する分子の量は益々多くなる。好ましい実施形態においては、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、cStにおける動粘度の3倍を超える、環状パラフィン官能基を有する分子の重量%を有する。パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、100℃で約1.0cSt〜約3.5cSt、好ましくは約2.0cSt〜約3.5cSt、更に好ましくは約2.0cSt〜約3.0cStの運動粘度を有する。
【0115】
低水準の芳香族を測定するために使用された修正されたASTM D5292−99及びHPLC−UVテスト方法、並びに飽和物を特徴付けるために使用されたFIMSテスト方法は、その内容が全体に本明細書に組み込まれる1999 AIChE Spring National Meeting in Houstonにおいて、1999年3月16日に提出されたD.C.Kramer et al.、「グループII&III基油組成のVI及び酸化安定性に及ぼす影響(Influence of Group II & III Base Oil Composition on VI and Oxidation Stability)」に記載されている。
【0116】
パラフィン高含有ワックス供給物は本質的にオレフィンを含まないが、基油処理方法はオレフィンを、特に高温における「熱分解」反応により導入することができる。熱又はUV光線の存在において、オレフィンは重合して基油を着色し堆積物を生じる原因となる高分子量生成物を形成する。一般に、オレフィンは本発明の方法中に水素化精製又は粘土処理によって除去することができる。
【0117】
油溶性添加剤濃縮物において潤滑油添加剤希釈油としての使用に適する例示的フィッシャー−トロプシュ潤滑基油の性質は、実施例において表IIに纏められる。
【0118】
潤滑油添加剤
潤滑油製品は、少なくとも1つの潤滑基油及び少なくとも1つの添加剤を含む。一般的に、少なくとも1つの添加剤は、潤滑基油における添加剤の溶解性を改善するために、少なくとも1つの添加剤及び潤滑油添加剤希釈油を含む油溶性添加剤濃縮物の形体で潤滑基油に添加される。潤滑油製品に対して意図される用途は、適当な潤滑油製品を提供するために求められる添加剤を左右するであろう。
【0119】
本発明の潤滑油添加剤希釈油は、潤滑油製品を提供するために潤滑基油における使用に適した任意の添加剤又は添加剤パッケージと一緒に使用されてもよい。
【0120】
潤滑油製品を提供するための潤滑基油における使用のための添加剤としては、粘度指数改良剤、洗剤、分散剤、耐摩耗添加剤、EP剤、抗酸化剤、流動点降下剤、粘度指数改良剤、粘度調整剤、摩擦調整剤、乳化破壊剤、消泡剤、着色剤、着色安定剤、腐食防止剤、防錆剤、シール膨潤剤、金属不活性化剤、殺生剤、及びこれらの混合物から成る群から選択される添加剤が挙げられる。
【0121】
粘度指数改良剤は、オレフィンコポリマー、エチレン及びプロピレンのコポリマー、ポリアルキルアクリレート、ポリアルキルメタクリレート、ポリイソブチレン、水素化スチレン−イソプレンコポリマー、水素化スチレン−ブタジエン、及びこれらの混合物から成る群から選択することができる。
【0122】
添加剤は、所望の性質を有する潤滑油製品を提供するために幾つかの添加剤を含む潤滑油添加剤パッケージの形態であることができる。潤滑油製品を提供するための潤滑基油における使用のための潤滑油添加剤パッケージとしては、洗剤−阻害剤(DI)パッケージ、エンジンオイル添加剤パッケージ、自動変速装置液体添加剤パッケージ、強力変速装置液体添加剤パッケージ、パワーステアリング液体添加剤パッケージ、ギアオイル添加剤パッケージ、及び工業油添加剤パッケージから成る群から選択される潤滑油添加剤パッケージが挙げられる。
【0123】
本発明によれば、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、ILSAC GF−4又はAPI PC−10エンジンオイルのために設計されたエンジンオイル添加剤パッケージと一緒に使用することができる。
【0124】
潤滑油製品において2つ以上のより普通に使用される添加剤の範疇はDIパッケージ及びVI改良剤である。DIパッケージは油汚染物質及び燃焼副生成物を懸濁するのに役立ち、加えて結果として起るワニス及びスラッジ沈殿物の形成に伴う潤滑油製品の酸化を防ぐのに役立つ。VI改良剤は、温度の増加に伴う薄化の速度及び低温での濃化の速度を減少することによって潤滑油の粘度特性を変更する。このことにより、VI改良剤は、低温及び高温での強化された機能を与える。多数の用途において、VI改良剤は、潤滑油製品を提供するためにDIパッケージと一緒に使用される。
【0125】
油溶性添加剤濃縮物
本発明の潤滑油添加剤希釈油は、潤滑油製品を提供するための潤滑基油ストックに添加される油溶性添加剤濃縮物を与えるために1つ又は複数の添加剤とブレンドされる。本発明による油溶性添加剤濃縮物は、本明細書で記載されるパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分、及び1つ又は複数の添加剤を含む。本発明による油溶性添加剤濃縮物は、更に、従来のグループI基油、従来のグループII基油、又はこれらの混合物を含んでもよい。本発明による油溶性添加剤濃縮物において更なる成分として使用される場合は、好ましくは、従来のグループI基油又は従来のグループII基油は、100N、150N、220N、及びこれらの混合物から成る群から選択される。
【0126】
本発明による油溶性添加剤濃縮物はそのままでは潤滑油製品として適当ではなく、潤滑油製品を提供するために潤滑基油ストックとブレンドされる。添加剤は、本発明のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分において容易に可溶であり、得られる油溶性添加剤濃縮物は、潤滑油製品を提供するための潤滑基油ストックにおいて容易に可溶である。
【0127】
都合よく、本発明による油溶性添加剤濃縮物は、例えば、高揮発度、高粘度、高濁度、又はヘテロ原子等の不純物を含めた任意の望ましくない特徴を潤滑基油ストックに導入しない。本発明による油溶性添加剤濃縮物は、少量の、窒素及び硫黄含有化合物を含むヘテロ原子含有化合物を有し、潤滑基油ストックにおいて優れた溶解性を示す。更に、本発明による油溶性添加剤濃縮物は良好なエラストマー相溶性、低揮発度、高い酸化安定性、良好な低温性能、及び低粘度を示す。
【0128】
油溶性添加剤濃縮物は、当業者に知られている方法により、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分及び1つ又は複数の潤滑油添加剤をブレンドすることにより作ることができる。油溶性添加剤濃縮物成分は、油溶性濃縮物を直接に提供するために、個々の成分(即ち、フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分、DIパッケージ及びVI改良剤)から行う単一工程でブレンドすることができる。或いはまた、パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分及び1つの添加剤(即ち、DIパッケージ)は最初にブレンドされ、次いで、得られたブレンドは第2添加剤(即ち、VI改良剤)と混合することができる。パラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分及び第1添加剤のブレンドはそのまま単離することができ又は第2添加剤の添加が直ぐに行うことができる。
【0129】
油溶性添加剤濃縮物は、好ましくは、5〜98重量%のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分及び少なくとも2重量%の1つ又は複数の潤滑油添加剤を含む。更に好ましくは、油溶性添加剤濃縮物は、95〜5重量%のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分及び5〜95重量%の1つ又は複数の潤滑油添加剤を含む。油溶性添加剤濃縮物は、添加剤によって変動する、潤滑油添加剤希釈油として使用される潤滑基油留分の量を含むことになる。例えば、DIパッケージを伴う油溶性添加剤濃縮物は、約50重量%のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分を含むことができる。VI改良剤を伴う油溶性添加剤濃縮物は、好ましくは、2〜20重量%のVI改良剤及び98〜80重量%のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分を含む。ギアオイル添加剤パッケージを伴う油溶性添加剤濃縮物は、25重量%以下のパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分を含んでもよい。
【0130】
潤滑油製品
潤滑油製品を提供するために、本発明の油溶性添加剤濃縮物は、1つ又は複数の潤滑基油ストックとブレンドされる。1つ又は複数の潤滑基油ストックに加えて、本発明の油溶性添加剤濃縮物はまた、潤滑油製品を提供するために、更なる添加剤、その他の添加剤濃縮物、又はこれらの組合せとブレンドすることができる。従って、潤滑油製品は、本発明の油溶性添加剤濃縮物及び1つ又は複数の潤滑基油ストックを含む。場合により、潤滑油製品はまた、更なる添加剤、その他の添加剤濃縮物、又はこれらの組合せを含むことができる。
【0131】
潤滑油製品は、好ましくは、0.5〜50重量%の本発明の油溶性添加剤濃縮物及び30〜99.5重量%の1つ又は複数の潤滑基油、好ましくは0.5〜50重量%の本発明の油溶性添加剤濃縮物及び50〜99.5重量%の1つ又は複数の潤滑基油を含む。潤滑基油は、潤滑油製品の意図される目的のための潤滑基油としての使用に適する任意の油であることができる。潤滑基油は、従来のグループI基油、従来のグループII基油、従来のグループIII基油、フィッシャー−トロプシュ誘導基油、グループIV基油、ポリ内部オレフィン、ジエステル、ポリオールエステル、ホスフェートエステル、アルキル化芳香族(即ち、アルキル化ナフタレン)、アルキル化環状パラフィン、植物油、及びこれらの混合物から成る群から選択される潤滑基油であることができる。潤滑基油ストック及び添加剤は潤滑油製品の意図される用途に基づいて選択されることになる。
【0132】
或種の実施形態においては、本発明による潤滑油製品は、SAE J300マルチグレードエンジンオイルの規格に合致する。本発明による潤滑油製品はまた、ILSAC GF−3、ILSAC GF−4、API CI−4、API PC−10、及びこれらの組合せから成る群から選択される規格に合致することができる。好ましくは、本発明による潤滑油製品は、ASTM D1552で測定される0.7重量%未満の合計硫黄、更に好ましくは、ASTM D1552で測定される0.5重量%未満の合計硫黄を含む。
【0133】
潤滑油製品は、本発明による油溶性添加剤濃縮物と1つ又は複数の潤滑基油ストックと、場合により更なる添加剤、その他の添加剤濃縮物、又はこれらの組合せとを当業者に知られている方法によりブレンドすることにより作ることができる。潤滑油製品は、潤滑油製品を直接に提供するために、個々の成分(即ち、油溶性濃縮物及び1つ又は複数の潤滑基油ストック)から行う単一工程でブレンドされてもよい。或いはまた、油溶性添加剤濃縮物及び1つの潤滑基油ストックは、潤滑油ブレンドを提供するために初めにブレンドされ、次いで、潤滑油ブレンドは、1つ又は複数の更なる潤滑基油ストック及び場合により更なる添加剤、その他の添加剤濃縮物、又はこれらの組合せと混合することができる。潤滑油ブレンドはそのまま単離することができ又は更なる潤滑基油ストック、更なる添加剤、又はその他の添加剤濃縮物の添加が直ぐに行うことができる。
【0134】
潤滑油添加剤希釈油として使用されるパラフィン高含有ワックスから誘導される潤滑基油留分は、油溶性濃縮物の成分が受け取られてブレンドされる場所とは異なる場所で製造することができる。更に、潤滑油製品は、油溶性濃縮物の成分が受け取られてブレンドされる場所とは異なる場所で製造することができる。
【0135】
好ましい実施形態においては、潤滑基油留分はフィッシャー−トロプシュ法から誘導され、油溶性濃縮物及び潤滑油製品は、フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分が初めに作られた場所とは異なる同じ場所で作られる。更に、潤滑油製品の成分(即ち、フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分、潤滑基油ストック、及び添加剤)は、全て異なる場所で作られてもよい。好ましくは、フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分は、遠隔地(即ち、製油所又は市場での建設費よりも高い建設費を有する可能性のある製油所又は市場から離れた場所で作られる。量的な条件では、遠隔地と製油所又は市場との間の輸送距離は少なくとも100マイル、好ましくは500マイルを超え、最も好ましくは1000マイルを超える)製造される。
【0136】
好ましくは、フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油は、第1の遠隔地で製造され第2の場所に出荷される。潤滑油製品に含まれるべき潤滑基油ストックは、第1の遠隔地と同じ場所又は第3の遠隔地で製造することができる。第2の場所はフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分、潤滑基油ストック、及び添加剤を受け入れる。油溶性濃縮物及び潤滑油製品はこの第2の場所で製造される。
【0137】
その他の用途
潤滑油添加剤希釈油としての用途に加えて、本発明の超軽質炭化水素液体はまた、鉱物シールオイル、ローリングミルオイル、農業用スプレーオイル、ドリル流体、高フラッシュクリーニング溶剤、スピンドル油、インク用希釈剤、誘電性流体、及び食品用用途として使用することができる。
【0138】
ドリル流体:地中に試錐孔の穴を開けるための操作で使用される任意の多数の液体及びガス状流体並びに流体及び固体の混合物(固体懸濁液、液体、気体及び固体の混合物及びエマルションとして)。ドリル流体の分類は多数の方法で試みられていて、多くの場合見識を超える混乱を生み出している。本明細書で与えられる1つの分類スキームは、流体:(1)水−ベース、(2)非水−ベース及び(3)ガス状(空気)の機能及び性能を明確に定義する成分を選び出すことによる泥組成物だけを基とする。それぞれの範疇は、互いにかなり重複する種々のサブ範疇を有する、炭化水素ドリル操作で使用される流体であって、特に相当量の懸濁固体、乳化した水又はオイルを含む流体である。泥としては、水−ベース、オイル−ベース及び合成−ベースの全てのタイプのドリル流体が挙げられる。本質的に固体を含まない流体は厳密には泥とはみなされないが、ドリル中、完了及び作業終了の流体は泥と呼ばれることもある。
【0139】
ローリングミルオイル:金属をシート、棒、又はその他の形状に圧延するための機械で使用される潤滑油。圧延される一般的な金属としてはスチール及びアルミニウムが挙げられる。潤滑油は低摩擦係数、許容されるベアリング能力を与え、滑らかな製品表面を生成しなければならない。
【0140】
鉱物シールオイル:次の性質を有する軽質潤滑油に対する一般的用語:低粘度、僅かな着色、低臭気、高いアニリン点、低流動点、良好な着色安定性、及び低揮発度。
【0141】
農業用スプレーオイル:生産品の品質及び収率を改善するために生育穀物又は収穫した農産品に噴霧される軽粘度オイル。これらは、虫害を減少させ、菌及びその他の疾患を制御し、粉塵を減少させ、蒸発散量を減少させるために使用される。オイルは低い植物毒性及び揮発度を有し、加えて無臭、非毒性、及び生物分解性でなければならない。
【0142】
スピンドル油:例えば、繊維紡糸フレーム及び自動機械工具等で使用される、高速軽負荷ベアリングで使用される軽粘度オイル。これらの低粘度オイルは操作温度を下げ、機械効率を増加する。これらは、一般的に、抗酸化剤、粉塵抑制剤、及び耐摩耗剤を含めた添加剤と一緒に組成される。スピンドル油の望ましい性質は、高酸化安定性、低揮発度、低汚染性、低流動点、及び高粘度指数である。
【0143】
誘電性流体:誘電性流体は、安定な電場を持続して電気絶縁体として作用することのできる流体である。従って、誘電性流体は、エネルギーを与える成分により発生される熱を分散して、これらの成分を装置囲い並びにその他の内部部品及びデバイスから絶縁するのに役立つ。
【実施例】
【0144】
本発明は、非限定のものである以下の例示的実施例により更に説明される。
(実施例1)
フィッシャー−トロプシュワックス及びフィッシャー−トロプシュ潤滑基油の調製
Fe−ベースのフィッシャー−トロプシュ合成触媒を使用して作られた市販の水素化処理フィッシャー−トロプシュワックスのサンプル及びCo−ベースのフィッシャー−トロプシュ触媒を使用して作られた水素化処理フィッシャー−トロプシュワックスのサンプルを分析し、表Iで示される性質を有することが分かった。
【0145】
【表2】

【0146】
フィッシャー−トロプシュワックス供給物を、アルミナバインダー上のPt/SAPO−11触媒で水素異性化した。操作条件は、652〜695°F(344〜368℃)の温度、0.6〜1.0/時間の1時間当りの液空間速度(LHSV)、1000psigの反応器圧力、及び6〜7MSCF/bblの貫流水素速度であった。反応器溶出液を、1000psigで、シリカ−アルミナ水素化精製触媒上のPt/Pdを含む第2反応器へ直接通した。第2反応器の条件は、425〜700°F(218〜372℃)の温度及び1.0/時間のLHSVであった。
【0147】
約600°Fより上で沸騰する生成物を、100℃で約2.0〜3.5cStの粘度を有する5つの留分を生成するために常圧又は真空蒸留で分別した。5つの留分の性質は表IIで示される。
【0148】
【表3】

【0149】
(実施例2)
油溶性添加剤濃縮物の調製
上記実施例の5つのフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分は、潤滑油添加剤希釈油として使用することができ、油溶性添加剤濃縮物を提供するために添加剤ブレンドすることができる。
【0150】
従って、98〜80重量%のフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分は、油溶性添加剤濃縮物を提供するために、20〜2重量%のオレフィンコポリマーのVI改良剤とブレンドされる。例えば、実施例3のフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分を、約6重量%のオレフィンコポリマーのVI改良剤とブレンドした。溶液から出てくるポリマー又は任意のその他の全体の不溶物の徴候は存在しなかった。
【0151】
(実施例3)
(比較例)
100℃で3.0cStより下の粘度を有する、4つの市販の従来の石油誘導オイル(Pennzoil 75HC、Petro Canada VHVI2、Nexbase 3020、及びErgon Hygold 60)及び市販のポリαオレフィン(Chevron Synfluid 2)の性質が表IIIで示される。
【0152】
【表4】

【0153】
100℃で2.0〜3.5cStの粘度を有する、上記に例示された従来の石油誘導オイル及びポリαオレフィンは、全て50重量%を超え、更に詳細には59重量%を超えるノアク揮発度を有する。比較すると、実施例1〜5のフィッシャー−トロプシュ潤滑基油留分のノアク揮発度は全て顕著に50重量%未満であった。従って、本発明のフィッシャー−トロプシュ潤滑基油留分は低揮発度及び低粘度を有する。
【0154】
本発明は特定の実施形態に関して記述されたが、本出願は、添付の特許請求の範囲の精神及び範囲から逸脱することなく当業者によりなされうる様々な変化及び置換を網羅することを意図するものである。


【特許請求の範囲】
【請求項1】
100℃で約1.0〜3.5cStの粘度及び次式:ノアク揮発度係数=160−40(100℃での動粘度)で計算されるノアク揮発度係数未満のノアク揮発度を有する潤滑基油留分を含み、上記潤滑基油留分が3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子、及び0.30重量%未満の芳香族を含む、潤滑油添加剤希釈油。
【請求項2】
前記潤滑基油留分がフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分である、請求項1に記載の潤滑油添加剤希釈油。
【請求項3】
前記潤滑基油留分が、5重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子を含む、請求項1に記載の潤滑油添加剤希釈油。
【請求項4】
前記潤滑基油留分が、5を超える、多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の比を含む、請求項1に記載の潤滑油添加剤希釈油。
【請求項5】
前記潤滑基油留分が、その100℃での動粘度の3倍を超える、環状パラフィン官能基を有する分子の重量%を含む、請求項1に記載の潤滑油添加剤希釈油。
【請求項6】
前記潤滑基油留分が100個の炭素あたり9個を超えるアルキル分岐を含む、請求項1に記載の潤滑油添加剤希釈油。
【請求項7】
前記潤滑基油留分が50重量%未満のノアク揮発度を有する、請求項1に記載の潤滑油添加剤希釈油。
【請求項8】
従来のグループI基油又は従来のグループII基油を更に含む、請求項1に記載の潤滑油添加剤希釈油。
【請求項9】
100℃で約1.0〜3.5cStの粘度及び次式:ノアク揮発度係数=160−40(100℃での動粘度)で計算されるノアク揮発度係数未満のノアク揮発度を有し、3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子、及び0.30重量%未満の芳香族を含む潤滑基油留分を5〜98重量%と、
1つ又は複数の潤滑油添加剤を少なくとも2重量%と
を含む油溶性添加剤濃縮物。
【請求項10】
前記潤滑基油留分がフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分である、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項11】
前記潤滑基油留分が、100℃で約2.0〜3.5cStの粘度を有する、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項12】
前記潤滑基油留分が、約105〜155の粘度指数を有する、請求項11に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項13】
前記潤滑基油留分が、次式:
粘度指数係数=28×ln(100℃でのフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分の動粘度)+95
で計算される粘度指数係数を超える粘度指数を有する、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項14】
前記潤滑基油留分が、100℃での動粘度の3倍を超える、環状パラフィン官能基を有する分子の重量%を含む、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項15】
前記潤滑基油留分が100個の炭素あたり9個を超えるアルキル分岐を含む、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項16】
前記潤滑基油留分が50重量%未満のノアク揮発度を有する、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項17】
前記油溶性添加剤濃縮物が、従来のグループI基油又は従来のグループII基油を更に含む、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項18】
前記潤滑基油留分が、36×ln(100℃での潤滑基油留分の動粘度)+200を超えるアニリン点を有する、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項19】
前記潤滑基油留分が、5重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子を含む、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項20】
前記潤滑基油留分が、5を超える、多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の比を含む、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項21】
前記潤滑基油留分が5ppmw未満の硫黄含有量を有する、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項22】
前記1つ又は複数の潤滑油添加剤が、粘度指数改良剤、洗剤、分散剤、耐摩耗添加剤、EP剤、抗酸化剤、流動点降下剤、粘度指数改良剤、粘度調整剤、摩擦調整剤、乳化破壊剤、消泡剤、着色剤、着色安定剤、腐食防止剤、防錆剤、シール膨潤剤、金属不活性化剤、殺生剤、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項23】
前記1つ又は複数の潤滑油添加剤が潤滑油添加剤パッケージを含む、請求項9に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項24】
前記潤滑油添加剤パッケージが、洗剤−阻害剤パッケージ、エンジンオイル添加剤パッケージ、自動変速装置液体添加剤パッケージ、強力変速装置液体添加剤パッケージ、パワーステアリング液体添加剤パッケージ、ギアオイル添加剤パッケージ、及び工業油添加剤パッケージから成る群から選択される、請求項23に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項25】
前記油溶性添加剤濃縮物が2〜20重量%の粘度指数改良剤を含む、請求項22に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項26】
前記粘度指数改良剤が、オレフィンコポリマー、エチレン及びプロピレンのコポリマー、ポリアルキルアクリレート、ポリアルキルメタクリレート、ポリイソブチレン、水素化スチレン−イソプレンコポリマー、水素化スチレン−ブタジエン、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項25に記載の油溶性添加剤濃縮物。
【請求項27】
a.i.100℃で約1.0〜3.5cStの粘度及び次式:ノアク揮発度係数=160−40(100℃での動粘度)で計算されるノアク揮発度係数未満のノアク揮発度を有し、3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子、及び0.30重量%未満の芳香族を含む潤滑基油留分を5〜98重量%、及び
ii.1つ又は複数の潤滑油添加剤を少なくとも2重量%
を含む油溶性添加剤濃縮物と、
b.1つ又は複数の潤滑基油と
を含む潤滑油製品。
【請求項28】
0.5〜50重量%の油溶性添加剤濃縮物及び30〜99.5重量%の1つ又は複数の潤滑基油を含む、請求項27に記載の潤滑油製品。
【請求項29】
前記潤滑基油留分が、5重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子を含む、請求項27に記載の潤滑油製品。
【請求項30】
前記潤滑基油留分が、5を超える、多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の比を含む、請求項27に記載の潤滑油製品。
【請求項31】
前記潤滑基油留分が、100個の炭素あたり9個を超えるアルキル分岐を含む、請求項27に記載の潤滑油製品。
【請求項32】
前記潤滑基油留分が50重量%未満のノアク揮発度を有する、請求項27に記載の潤滑油製品。
【請求項33】
前記油溶性添加剤濃縮物が、従来のグループI基油又は従来のグループII基油を更に含む、請求項27に記載の潤滑油製品。
【請求項34】
前記1つ又は複数の潤滑油添加剤が、粘度指数改良剤、洗剤、分散剤、耐摩耗添加剤、EP剤、抗酸化剤、流動点降下剤、粘度指数改良剤、粘度調整剤、摩擦調整剤、乳化破壊剤、消泡剤、着色剤、着色安定剤、腐食防止剤、防錆剤、シール膨潤剤、金属不活性化剤、殺生剤、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項27に記載の潤滑油製品。
【請求項35】
前記1つ又は複数の潤滑油添加剤が、潤滑油添加剤パッケージを含む、請求項27に記載の潤滑油製品。
【請求項36】
前記潤滑油添加剤パッケージが、洗剤−阻害剤パッケージ、エンジンオイル添加剤パッケージ、自動変速装置液体添加剤パッケージ、強力変速装置液体添加剤パッケージ、パワーステアリング液体添加剤パッケージ、ギアオイル添加剤パッケージ、及び工業油添加剤パッケージから成る群から選択される、請求項35に記載の潤滑油製品。
【請求項37】
前記1つ又は複数の潤滑基油が、従来のグループI基油、従来のグループII基油、従来のグループIII基油、フィッシャー−トロプシュ誘導基油、グループIV基油、ポリ内部オレフィン、ジエステル、ポリオールエステル、ホスフェートエステル、アルキル化芳香族、アルキル化環状パラフィン、アルキル化ナフタレン、植物油、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項27に記載の潤滑油製品。
【請求項38】
前記潤滑油製品が、SAE J300マルチグレートエンジンオイルの規格に合致する、請求項27に記載の潤滑油製品。
【請求項39】
前記潤滑油製品が、ILSAC GF−3、ILSAC GF−4、API CI−4、API PC−10、及びこれらの組合せから成る群から選択される規格に更に合致する、請求項38に記載の潤滑油製品。
【請求項40】
前記潤滑油製品が、ASTM D1552で測定して0.7重量%未満の合計硫黄を含む、請求項27に記載の潤滑油製品。
【請求項41】
a.100℃で約1.0〜3.5cStの粘度及び次式:ノアク揮発度係数=160−40(100℃での動粘度)で計算されるノアク揮発度係数未満のノアク揮発度を有し、3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子、及び0.30重量%未満の芳香族を含む潤滑基油留分を提供する工程と、
b.前記潤滑基油留分を少なくとも2重量%の1つ又は複数の潤滑油添加剤とブレンドする工程と、
c.油溶性添加剤濃縮物を単離する工程と
を含む、油溶性添加剤濃縮物の製造方法。
【請求項42】
a.生成物流を提供するためにフィッシャー−トロプシュ合成を行う工程と、
b.前記生成物流から実質的にパラフィン系のワックス供給物を単離する工程と、
c.約600°Fから約750°Fの条件下で、貴金属水素化成分を含む形状選択性中間細孔径モレキュラーシーブを使用して前記実質的にパラフィン系のワックス供給物を水素異性化する工程と、
d.異性化油を単離する工程と、
e.前記異性化油を水素化精製して、100℃で約1.0〜3.5cStの粘度及び次式:ノアク揮発度係数=160−40(100℃での動粘度)で計算されるノアク揮発度係数未満のノアク揮発度を有し、3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子、及び0.30重量%未満の芳香族を含むフィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分を提供する工程と、
f.前記フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分を少なくとも2重量%の1つ又は複数の潤滑油添加剤とブレンドする工程と、
g.油溶性添加剤濃縮物を単離する工程と、
を含む、油溶性添加剤濃縮物の製造方法。
【請求項43】
前記異性化油を蒸留して前記フィッシャー−トロプシュ誘導潤滑基油留分を提供する工程を更に含む、請求項42に記載の方法。
【請求項44】
前記貴金属水素化成分が、白金、パラジウム、又はこれらの組合せである、請求項42に記載の方法。
【請求項45】
前記形状選択性中間細孔径モレキュラーシーブが、SAPO−11、SAPO−31、SAPO−41、SM−3、ZSM−22、ZSM−23、ZSM−35、ZSM−48、ZSM−57、SSZ−32、オフレタイト、フェリエライト、及びこれらの組合せから成る群から選択される、請求項42に記載の方法。
【請求項46】
前記潤滑基油留分が、5を超える、多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の比を含む、請求項41又は42に記載の方法。
【請求項47】
前記潤滑基油画分を従来のグループI基油又は従来のグループII基油とブレンドする工程を更に含む、請求項41又は42に記載の方法。
【請求項48】
前記従来のグループI基油又は従来のグループII基油が、100N、150N、220N、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項47に記載の方法。
【請求項49】
a.100℃で約1.0〜3.5cStの粘度及び次式:ノアク揮発度係数=160−40(100℃での動粘度)で計算されるノアク揮発度係数未満のノアク揮発度を有し、3重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子、及び0.30重量%未満の芳香族を含む潤滑基油留分を提供する工程と、
b.前記潤滑基油留分を1つ又は複数の潤滑油添加剤とブレンドして少なくとも2重量%の1つ又は複数の潤滑油添加剤を含む油溶性添加剤濃縮物を提供する工程と、
c.前記油溶性添加剤濃縮物を1つ又は複数の潤滑基油とブレンドする工程と
を含む、潤滑油製品の製造方法。
【請求項50】
前記潤滑油製品が、0.5〜50重量%の油溶性添加剤濃縮物及び30〜99.5重量%の1つ又は複数の潤滑基油を含む、請求項49に記載の方法。
【請求項51】
前記潤滑基油留分がフィッシャー−トロプシュ法から誘導される、請求項41又は49に記載の方法。
【請求項52】
前記潤滑基油留分が、5重量%を超える、環状パラフィン官能基を有する分子を含む、請求項41、42、又は49に記載の方法。
【請求項53】
前記潤滑基油留分が、15を超える、多環式パラフィン官能基を有する分子の重量%に対する単環式パラフィン官能基を有する分子の重量%の比を含む、請求項41、42、又は49に記載の方法。
【請求項54】
前記1つ又は複数の潤滑油添加剤が、粘度指数改良剤、洗剤、分散剤、耐摩耗添加剤、EP剤、抗酸化剤、流動点降下剤、粘度指数改良剤、粘度調整剤、摩擦調整剤、乳化破壊剤、消泡剤、着色剤、着色安定剤、腐食防止剤、防錆剤、シール膨潤剤、金属不活性化剤、殺生剤、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項41、42、又は49に記載の方法。
【請求項55】
前記1つ又は複数の潤滑油添加剤が潤滑油添加剤パッケージを含む、請求項41、42、又は49に記載の方法。
【請求項56】
前記潤滑油添加剤パッケージが、洗剤−阻害剤パッケージ、エンジンオイル添加剤パッケージ、自動変速装置液体添加剤パッケージ、強力変速装置液体添加剤パッケージ、パワーステアリング液体添加剤パッケージ、ギアオイル添加剤パッケージ、及び工業油添加剤パッケージから成る群から選択される、請求項55に記載の方法。
【請求項57】
前記1つ又は複数の潤滑基油が、従来のグループI基油、従来のグループII基油、従来のグループIII基油、フィッシャー−トロプシュ誘導基油、グループIV基油、ポリ内部オレフィン、ジエステル、ポリオールエステル、ホスフェートエステル、アルキル化芳香族、アルキル化環状パラフィン、アルキル化ナフタレン、植物油、及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項49に記載の方法。
【請求項58】
前記潤滑油製品が、SAE J300マルチグレートエンジンオイルの規格に合致する、請求項49に記載の方法。
【請求項59】
前記潤滑油製品が、ILSAC GF−3、ILSAC GF−4、API CI−4、API PC−10、及びこれらの組合せから成る群から選択される規格に更に合致する、請求項58に記載の方法。

【公表番号】特表2008−533247(P2008−533247A)
【公表日】平成20年8月21日(2008.8.21)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−500922(P2008−500922)
【出願日】平成18年3月9日(2006.3.9)
【国際出願番号】PCT/US2006/008440
【国際公開番号】WO2006/099057
【国際公開日】平成18年9月21日(2006.9.21)
【出願人】(503148834)シェブロン ユー.エス.エー. インコーポレイテッド (258)
【Fターム(参考)】