(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記（ａ）〜（ｄ）工程を含むことを特徴とする潤滑油基油の製造方法。
（ａ）留出油留分である潤滑油原料材を溶剤抽出域に導き、原料材をアンダー抽出して、アンダー抽出ラフィネートを形成する工程（但し、この際、前記抽出溶剤は、抽出溶剤を基準にして１〜１０ｖｏｌ％の量で水を添加されて含み、そのため、抽出塔への抽出溶剤は、３〜１０ｖｏｌ％の水を含む。）
（ｂ）前記アンダー抽出ラフィネートを溶剤からストリッピングして、７５〜１０５の脱ロウ油粘度指数を有するアンダー抽出ラフィネート原料を製造する工程
（ｃ）前記ラフィネート原料を第一の水素転化域に送り、ラフィネート原料を非酸性触媒の存在下に、３２０〜４２０℃の温度、８００〜２５００ｐｓｉｇ（５．６〜１７．３ＭＰａ）の水素分圧、０．２〜５．０ＬＨＳＶの空間速度、および５００〜５０００Ｓｃｆ／Ｂ（８９〜８９０ｍ３／ｍ３）の水素／原料比で処理して、第一の水素転化ラフィネートを製造する工程（但し、この際、前記非酸性触媒は、０．５未満の酸性度を有し、該酸性度は、２−メチル−２−ペンテンを、３−メチル−２−ペンテンおよび４−メチル−２−ペンテンに転化する触媒の能力によって決定され、３−メチル−２−ペンテン／４−メチル−２−ペンテンのモル比として表される。）
（ｄ）前記第一の水素転化ラフィネートを第二の反応域に送り、第一の水素転化ラフィネートの低温水素仕上げを水素仕上げ触媒の存在下に、２００〜３６０℃の温度、８００〜２５００ｐｓｉｇ（５．６〜１７．３ＭＰａ）の水素分圧、１〜１０ＬＨＳＶの空間速度、および５００〜５０００Ｓｃｆ／Ｂ（８９〜８９０ｍ３／ｍ３）の水素／原料比で行い、水素仕上げラフィネートを製造する工程
【請求項２】
前記溶剤抽出域は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、フルフラールおよびフェノールの少なくとも一種から選択される抽出溶剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項３】
前記溶剤抽出条件は、０．５〜５．０の溶剤／油比を含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項４】
前記ラフィネート原料は、８０〜９５の脱ロウ油粘度指数を有することを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項５】
前記抽出温度は、４０〜１２０℃であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項６】
第一の水素転化域における前記非酸性触媒は、第ＶＩＢ族金属および第ＶＩＩＩ族非貴金属の少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項７】
第一の水素転化域における前記空間速度は、０．３〜３．０ＬＨＳＶであることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項８】
水素仕上げ域における前記温度は、２９０〜３５０℃であることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項９】
水素仕上げ域における前記触媒は、少なくとも一種の第ＶＩＩＩ族貴金属を含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項１０】
第一の水素転化域への前記ラフィネート原料は、第一の水素転化域の前に、溶剤脱ロウされることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項１１】
前記第一の水素転化ラフィネートは、水素仕上げ反応域に送られる前に、分離器に送られて、低沸点生成物が水素転化ラフィネートから分離されることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項１２】
分離器からの水素転化ラフィネートは、脱ロウ域に送られ、水素仕上げ域に送られる前に、溶剤脱ロウおよび接触脱ロウの少なくとも一種に供されることを特徴とする請求項１１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項１３】
接触脱ロウは、少なくとも一種の１０員環モレキュラーシーブを含む脱ロウ触媒を用いて達成されることを特徴とする請求項１２に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項１４】
前記第一の水素転化ラフィネートは、脱ロウ域に送られ、水素仕上げ域に送られる前に、硫黄および窒素に耐性のあるモレキュラーシーブを用いて接触脱ロウされることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項１５】
前記水素仕上げラフィネートは、分離器に送られ、低沸点生成物が水素仕上げラフィネートから分離されて、第二の水素仕上げラフィネートが製造されることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項１６】
前記第二の水素仕上げラフィネートは、脱ロウ域に送られ、溶剤脱ロウおよび接触脱ロウの少なくとも一種に供されて、脱ロウされた第二の水素仕上げラフィネートが製造されることを特徴とする請求項１５に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項１７】
前記接触脱ロウは、少なくとも一種の１０員環モレキュラーシーブを含む脱ロウ触媒を用いて達成されることを特徴とする請求項１６に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項１８】
前記水素仕上げラフィネートは、脱ロウ域に送られ、硫黄および窒素に耐性のあるモレキュラーシーブを用いて脱ロウされることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項１９】
前記脱ロウされた第二の水素仕上げラフィネートは、第二の水素仕上げ域で、さらに水素仕上げされることを特徴とする請求項１６に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項２０】
前記アンダー抽出ラフィネート原料は、第一の水素転化域に入る前に、溶剤脱ロウ条件下に溶剤脱ロウされることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項２１】
前記（ｄ）工程の後に、さらに、添加剤を添加する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項２２】
前記添加剤は、少なくとも一種の清浄剤、分散剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、抗乳化剤、ＶＩインプルーバー（粘度指数向上剤）および消泡剤であることを特徴とする請求項２１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【請求項２３】
第一の水素転化域は、さらに接触脱ロウ触媒を含むことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油基油の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明の分野
本発明は、潤滑油基油に関し、また高粘度指数および低揮発性を有する潤滑油基油の製造方法に関する。
【０００２】
本発明の背景
潤滑油基油を溶剤精製によって製造することは周知である。通常のプロセスにおいては、原油は常圧下で分留されて、常圧残油が製造される。これはさらに減圧下で分留される。次いで、選択された蒸留留分は、任意に脱歴され、そして溶剤抽出されて、パラフィンリッチのラフィネートおよび芳香族リッチのエキストラクトが製造される。次に、ラフィネートは脱ロウされて、脱ロウ油が製造される。これは通常水素仕上げされて、安定性が向上され、色相体が除去される。
【０００３】
溶剤精製は、潤滑油基油として望ましい特性を有する原油成分を、選択的に単離するプロセスである。したがって、溶剤精製に用いられる原油は、芳香族がより低い粘度指数（ＶＩ）を有し、そのためにそれが潤滑油基油においてより望ましくないことから、本質的に高度にパラフィン質であるものに限定される。また、ある種の芳香族化合物は好ましくない毒性をもたらすであろう。溶剤精製により、約９５ＶＩを有する潤滑油基油が良好な収率で製造されるであろう。
【０００４】
今日、自動車エンジンに対するより厳しい運転条件は、より低い揮発性（低粘度を維持しつつ）およびより低い流動点を有する基油に対する需要をもたらした。これらを向上することは、唯一、よりイソパラフィン質性の基油、すなわち１０５以上のＶＩを有するものを用いて達成されるであろう。溶剤精製単独では、典型的な原油から１０５ＶＩを有する基油を経済的に製造することが出来ない。二つの代替手段が、高品質の潤滑油基油を製造するのに開発された。すなわち、（１）ワックス異性化、および（２）水素化分解である。両方法は、高額の設備投資を必要とし、収率減の欠点がある。さらに、水素化分解は、伝統的な溶剤精製技術で製造される基油の溶解特性をいくらか消滅させる。また、水素化分解で用いられる典型的に低品質の原料材、およびその結果として、所望の粘度および揮発性の特性を達成するのに必要となる厳しい条件により、望ましくない（毒性の）種が形成されるに至る。これらの種は、十分な濃度で形成され、抽出などのさらなる処理工程が非毒性の基油を得るのに必要とされる。
【０００５】
「Ｌｕｂｅ  Ｏｉｌ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  ｂｙ  Ｓｅｖｅｒｅ  Ｈｙｄｒｏｔｒｅａｔｍｅｎｔ」と題するＳ．ＢｕｌｌおよびＡ．Ｍａｒｍｉｎによる文献（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｔｅｎｔｈ  Ｗｏｒｌｄ  Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ、第４巻、Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ    ｉｎ  Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ、ＰＤ１９（２）、第２２１〜２２８頁）には、溶剤精製における抽出装置が、水素化装置で置き換えられるプロセスが開示される。
【０００６】
米国特許第３，６９１，０６７号には、ナロウカットの潤滑油原料材を水素化することにより、中高ＶＩ油を製造するプロセスが開示される。水素化工程には、単一の水素化域が含まれる。米国特許第３，７３２，１５４号には、溶剤抽出プロセスからのエキストラクトまたはラフィネートを水素仕上げすることが開示される。水素仕上げ工程への原料は、ナフテン質留出油などの高度な芳香族源から誘導される。米国特許第４，６２７，９０８号は、水素化分解ブライトストックから誘導される潤滑油基油全体の酸化安定性および貯蔵安定性を向上するプロセスに関する。プロセスには、水素化分解ブライトストックの水素化脱窒素、およびそれに続く水素仕上げが含まれる。
【０００７】
通常の溶剤精製プロセスを補完して、いかなる実質的な収率減の欠点を負うこともなく、しかもそのプロセスは水素化分解などの競合技術より、かなりより低額の設備費用を必要として、優れた毒性、酸化および熱安定性、溶解性、燃料経済性および低温始動性を有する高ＶＩ低揮発性油を製造することが望ましい。
【０００８】
本発明の概要
本発明は、
（ａ）留出油留分である潤滑油原料材を溶剤抽出域に導き、原料材をアンダー抽出して、アンダー抽出ラフィネートを形成する工程（但し、この際、前記抽出溶剤は、抽出溶剤を基準にして１〜１０ｖｏｌ％の量で水を添加されて含み、そのため、抽出塔への抽出溶剤は、３〜１０ｖｏｌ％の水を含む。）と、
（ｂ）前記アンダー抽出ラフィネートを溶剤からストリッピングして、７５〜１０５の脱ロウ油粘度指数を有するアンダー抽出ラフィネート原料を製造する工程と、
（ｃ）前記ラフィネート原料を第一の水素転化域に送り、ラフィネート原料を非酸性触媒の存在下に、３２０〜４２０℃の温度、８００〜２５００ｐｓｉｇ（５．６〜１７．３ＭＰａ）の水素分圧、０．２〜５．０ＬＨＳＶの空間速度、および５００〜５０００Ｓｃｆ／Ｂ（８９〜８９０ｍ３／ｍ３）の水素／原料比で処理して、第一の水素転化ラフィネートを製造する工程（但し、この際、前記非酸性触媒は、０．５未満の酸性度を有し、該酸性度は、２−メチル−２−ペンテンを、３−メチル−２−ペンテンおよび４−メチル−２−ペンテンに転化する触媒の能力によって決定され、３−メチル−２−ペンテン／４−メチル−２−ペンテンのモル比として表される。）と、
（ｄ）前記第一の水素転化ラフィネートを第二の反応域に送り、第一の水素転化ラフィネートの低温水素仕上げを水素仕上げ触媒の存在下に、２００〜３６０℃の温度、８００〜２５００ｐｓｉｇ（５．６〜１７．３ＭＰａ）の水素分圧、１〜１０ＬＨＳＶの空間速度、および５００〜５０００Ｓｃｆ／Ｂ（８９〜８９０ｍ３／ｍ３）の水素／原料比で行い、水素仕上げラフィネートを製造する工程とを含むことを特徴とする潤滑油基油の製造方法に関する。
【０００９】
本発明の方法で製造される基油は、任意の粘度に対して優れた低揮発性を有し、その結果将来の工業エンジン油基準を満たし、同時に良好な溶解性、低温始動性，燃料経済性、酸化安定性および熱安定性を達成する。加えて、毒性試験では、基油はＦＤＡ（ｃ）試験などの試験で測定されるように、優れた毒性学的特性を有することが示される。
【００１０】
本発明の詳細な説明
潤滑油基油を製造するための選択された原油の溶媒精製には、典型的には常圧蒸留、減圧蒸留、抽出、脱ロウおよび水素仕上げが含まれる。高イソパラフィン含有量を有する基油は、良好な粘度指数（ＶＩ）特性および適切な低温特性を有することによって特徴付けられることから、溶剤精製プロセスで用いられる原油は、典型的にはパラフィン系原油である。潤滑油基油を分類する一方法は、アメリカ石油協会（ＡＰＩ）により用いられる方法である。ＡＰＩグループＩＩ基油は、９０ｗｔ％以上の飽和分含有量、０．０３ｗｔ％以下の硫黄含有量、および８０超１２０未満の粘度指数（ＶＩ）を有する。ＡＰＩグループＩＩＩ基油は、ＶＩが１２０以上であることを除いて、グループＩＩ基油と同じである。
【００１１】
一般に、常圧蒸留からの高沸点石油留分は、減圧蒸留装置に送られる。そして、この装置からの蒸留留分は抽出溶剤される。減圧蒸留からの残油は、脱歴されるであろうが、他の処理に送られる。
【００１２】
溶剤抽出プロセスにより、芳香族成分がエキストラクト相に選択的に溶解され、一方ラフィネート相にはより多くのパラフィン質成分が残る。ナフテンは、エキストラクトおよびラフィネート相間に分配される。溶剤抽出の典型的な溶媒には、フェノール、フルフラール、およびＮ−メチルピロリドンが含まれる。溶剤／油比、抽出温度、および抽出される留出油を溶剤と接触させる方法を制御することによって、エキストラクトおよびラフィネート相間の分離の程度が制御されるであろう。
【００１３】
近年、いくつかの精油所においては、溶剤抽出は、高ＶＩ基油を製造する手段として、水素化分解に置きかえられた。水素化分解プロセスでは、減圧蒸留装置からの原料留出油などの低品質原料、または減圧ガス油およびコーカーガス油などの他の精油所ストリームが用いられる。水素化分解で用いられる触媒は、典型的にはＮｉ、Ｍｏ、ＣｏおよびＷの硫化物であり、これはフッ素などの酸性助触媒を含むシリカ／アルミナまたはアルミナなどの酸性担体に担持される。また、いくつかの水素化分解触媒には、高度の酸性ゼオライトが含まれる。水素化分解プロセスには、ヘテロ原子の除去、芳香族環の飽和、芳香族環の脱アルキル、開環、直鎖および側鎖の分解、ならびにワックス異性化が含まれるであろう。これは運転条件による。これらの反応を考慮すると、溶剤抽出で起こる芳香族リッチ相の分離は、水素化分解により芳香族含有量が非常に低いレベルに低減されるであろうことから必要のない工程である。
【００１４】
対照的に、本発明の方法は、溶剤抽出装置からのラフィネートの二段水素転化を用いる。これは、高飽和分を目的として、水素化分解および水素異性化を最小限にし、一方残留する芳香族含有量を残したままにする条件下に行われる。
【００１５】
抽出域への留出油原料は、減圧または常圧蒸留装置から、好ましくは減圧蒸留装置からのものであり、劣質な品質を有するであろう。原料には、原料を基準にして、１ｗｔ％を超える窒素および硫黄の汚染物質が含まれるであろう。
【００１６】
溶剤抽出からのラフィネートは、好ましくはアンダー抽出される。すなわち、抽出は、ラフィネート収率が最大化され、一方依然として大部分の最低品質の分子を原料からて除去する条件下で実施される。ラフィネート収率は、抽出条件を調節すること、例えば溶剤／油処理比を低くすることおよび／または抽出温度を下げることによって最大化されるであろう。溶剤抽出装置からのラフィネートは、溶剤からストリッピングされ、次いで水素転化触媒を含む第一の水素転化装置（域）に送られる。第一の水素転化装置へのこのラフィネート原料は、約７５〜約１０５、好ましくは約８０〜９５の脱ロウ油粘度指数に抽出される。
【００１７】
抽出プロセスを実施する際には、水が、抽出溶剤に１〜１０ｖｏｌ％の範囲の量で添加されるであろう。そのため、抽出塔への抽出溶剤には、３〜１０ｖｏｌ％の水、好ましくは４〜７ｖｏｌ％の水が含まれるであろう。一般に、抽出塔への原料は塔底で添加され、抽出／水溶剤混合物は頂部で添加され、原料および抽出溶剤は向流で接触される。抽出塔が溶剤抽出のための多数の段を含む場合には、添加された水を含む抽出溶剤は、異なるレベルで注入されるであろう。抽出溶剤において添加された水を用いることにより、低品質原料の使用が可能になり、一方ラフィネートのパラフィン含有量、およびエキストラクトの３＋多環化合物含有量が最大かされる。溶剤抽出条件には、０．５〜５．０、好ましくは１〜３の溶剤／油比、４０〜１２０℃、好ましくは５０〜１００℃の抽出温度が含まれる。
【００１８】
所望により、ラフィネート原料は、第一の水素転化域に入る前に、溶剤脱ロウ条件下で溶剤脱ロウされるであろう。ワックスを原料から除去することは、いかなるワックスも水素転化装置内で転化される場合には、ほとんどないがゆえに好都合であろう。これは、処理量が問題である場合には、水素転化装置のボトルネックの解除に役に立つであろう。
【００１９】
水素転化触媒は、第ＶＩＢ族金属（Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社により出版された周期律表に基づく）、および第ＶＩＩＩ族非貴金属（すなわち、鉄、コバルト、ニッケルおよびそれらの混合物）を含むものである。これらの金属または金属の混合物は、典型的には耐火性金属酸化物担体上に担持された酸化物または硫化物として存在する。第ＶＩＢ族金属の例には、モリブデンおよびタングステンが含まれる。
【００２０】
金属酸化物担体が、分解を制御するために非酸性であることは重要である。触媒についての酸性度の有用な尺度は、ＫｒａｍｅｒおよびＭｃＶｉｃｋｅｒ（Ｊ．Ｃａｔａｌｙｓｉｓ、第９２巻、第３５５頁、１９８５年）により開示されるように、２−メチル−２−ペンテンの異性化に基づく。この酸性度の尺度においては、２−メチル−２−ペンテンは触媒に供されて、固定温度、典型的には２００℃で評価される。触媒点の存在下に、２−メチル−２−ペンテンはカルボニウムイオンを形成する。カルボニウムイオンの異性化経路は、触媒における活性点の酸性度を示す。したがって、弱酸性点は４−メチル−２−ペンテンを形成し、一方強酸性点は３−メチル−２−ペンテンへの骨格転位をもたらし、非常に強い酸性点は２，３−ジメチル−２−ブタンをもたらす。３−メチル−２−ペンテン／４−メチル−２−ペンテンのモル比は、酸性度の尺度と相関があるであろう。この酸性度の尺度は０．０〜４．０の範囲である。非常に弱い酸性点はほぼ０．０の値を有し、一方非常に強い酸性点は４．０に近い値を有するであろう。本方法で有用な触媒は、約０．５未満、好ましくは約０．３未満の酸性度の値を有する。金属酸化物担体の酸性度は、助触媒および／またはドーパントを添加することによって、または金属酸化物担体の性質を制御すること、例えばシリカ−アルミナ担体中に組込まれるシリカの量を制御することによって制御されるであろう。助触媒および／またはドーパントの例には、ハロゲン特にフッ素、リン、ホウ素、イットリア、希土類酸化物およびマグネシアが含まれる。一般に、ハロゲンなどの助触媒は、金属酸化物担体の酸性度を増加させ、一方イットリアまたはマグネシアなどの緩やかな塩基性ドーパントは、これらの担体の酸性度を減少する傾向がある。
【００２１】
適切な金属酸化物担体には、シリカ、アルミナまたはチタニア、好ましくはアルミナなどの低酸性の酸化物が含まれる。好ましいアルミナは、ガンマまたはイータなどの多孔質アルミナで、５０〜２００Å、好ましくは７５〜１５０Åの平均細孔サイズ、１００〜３００ｍ２／ｇ、好ましくは１５０〜２５０ｍ２／ｇの表面積、および０．２５〜１．０ｃｍ３／ｇ、好ましくは０．３５〜０．８ｃｍ３／ｇの細孔容積を有する。担体は、担体の酸性度を顕著に高めることから、好ましくはフッ素などのハロゲンで助触されない。
【００２２】
好ましい金属触媒には、コバルト／モリブデン（酸化物として１〜５％のＣｏ、酸化物として１０〜２５％のＭｏ）、ニッケル／モリブデン（酸化物として１〜５％のＮｉ、酸化物として１０〜２５％のＣｏ）、またはニッケル／タングステン（酸化物として１〜５％のＮｉ、酸化物として１０〜３０％のＷ）がアルミナに担持されて含まれる。特に好ましくは、ＫＦ−８４０などのニッケル／モリブデン触媒である。
【００２３】
第一の水素転化装置における水素転化条件には、以下のものが含まれる。すなわち、３２０〜４２０℃、好ましくは３４０〜４００℃の温度、８００〜２５００ｐｓｉｇ（５．６〜１７．３ＭＰａ）、好ましくは８００〜２０００ｐｓｉｇ（５．６〜１３．９ＭＰａ）の水素分圧、０．２〜５．０ＬＨＳＶ、好ましくは０．３〜３．０ＬＨＳＶの空間速度、および５００〜５０００Ｓｃｆ／Ｂ（８９〜８９０ｍ３／ｍ３）、好ましくは２０００〜４０００Ｓｃｆ／Ｂ（３５６〜７１２ｍ３／ｍ３）の水素／原料比である。
【００２４】
次いで、第一の反応器からの水素転化ラフィネートは、第二の反応器に導かれ、そこで低温（緩やかな）水素仕上げ工程に供される。この第二の反応器における触媒は、第一の反応器について上記されたものと同一であろう。しかし、シリカ−アルミナ、ジルコニアなどのより酸性の触媒担体が、第二の反応器で用いられるであろう。また、触媒には、第ＶＩＩＩ族貴金属、好ましくはＰｔ、Ｐｄまたはそれらの混合物が、助触されるであろう金属酸化物担体に担持されて含まれるであろう。触媒および水素転化ラフィネートは、向流流れで接触されるであろう。
【００２５】
第二の反応器における条件には、以下のものが含まれる。すなわち、２００〜３６０℃、好ましくは２９０〜３５０℃の温度、８００〜２５００ｐｓｉｇ（５．５〜１７．３ＭＰａ）、好ましくは８００〜２０００ｐｓｉｇ（５．５〜１３．９ＭＰａ）の水素分圧、０．２〜１０ＬＨＳＶ、好ましくは０．７〜３ＬＨＳＶの空間速度、および５００〜５０００Ｓｃｆ／Ｂ（８９〜８９０ｍ３／ｍ３）、好ましくは２０００〜４０００Ｓｃｆ／Ｂ（３５６〜７１２ｍ３／ｍ３）の水素／原料比である。
【００２６】
仕上げ基油を調製するために、第二の反応器からの水素転化ラフィネートは、分離器、例えば低沸点生成物を分離するための減圧ストリッパー（または分留装置）に導かれるであろう。これらの生成物には、第一の反応器内で形成された硫化水素およびアンモニアが含まれるであろう。所望により、ストリッパーは、第一および第二の反応器の間に位置されるであろう。しかし、これは、本発明の基油を製造するのに必須ではない。ストリッパーが、水素転化装置および水素仕上げ装置の間に位置する場合には、ストリッパーに、触媒脱ロウおよび溶剤脱ロウの少なくとも一種が続くであろう。
【００２７】
次いで、分離器から分離された水素転化ラフィネートは、脱ロウ装置に導かれる。脱ロウは、接触脱ロウ条件下の接触プロセス、溶剤脱ロウ条件下での溶剤脱ロウ（溶剤を用いて水素仕上げラフィネートを希釈し、冷却してワックス分子を結晶化し、分離する）、または溶剤脱ロウおよび触媒脱ロウの組合せによって達成されるであろう。典型的な溶剤には、プロパンおよびケトンが含まれる。好ましいケトンには、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンおよびそれらの混合物が含まれる。脱ロウ触媒は、モレキュラーシーブ、好ましくは１０員環モレキュラーシーブ、特に一次元１０員環モレキュラーシーブである。
【００２８】
窒素または硫黄を含む低沸点生成物に耐性がある脱ロウ触媒が使用される場合には、分離器をバイパスし、水素転化ラフィネートを直接触媒脱ロウ装置およびこれに続く水素仕上げ域に導くことが可能であろう。
【００２９】
他の実施形態においては、脱ロウ触媒は、水素転化装置内に、水素転化触媒に続いて含まれるであろう。この積重ね床形態においては、水素転化域の水素転化ラフィネートは、水素転化域内かつ水素転化触媒の後に位置する脱ロウ触媒と接触する。
【００３０】
溶剤／水素転化ラフィネート混合物は、スクレープドサーフェスチラーを含む冷却装置内で冷却されるであろう。チラー内で分離したワックスは、ロータリーフィルターなどの分離装置に送られて、ワックスが油から分離される。脱ロウ油は、潤滑油基油として適切である。所望により、脱ロウ油は、接触異性化／脱ロウに供されて、さらに流動点が下げられるであろう。分離されたワックスは、ワックスコーティング、ロウソク等などに用いられるか、または異性化装置に送られるであろう。
【００３１】
本発明の方法で製造される潤滑油基油は、以下の特性によって特徴付けられる。すなわち、少なくとも約１０５、好ましくは少なくとも１０７の粘度指数、３．５〜６．５ｃＳｔ＠１００℃粘度の範囲内の同一粘度において少なくとも約３ｗｔ％、好ましくは少なくとも約５ｗｔ％のラフィネート原料材を超えるＮＯＡＣＫ揮発性の向上（ＤＩＮ５１５８１により測定される）、−１５℃以下の流動点、およびＩＰ３４６またはＦＤＡ（ｃ）フェーズ１により測定される低毒性である。ＩＰ３４６は、多環芳香族化合物の尺度である。これらの化合物の多くは、発癌物質または疑似発癌物質、特にいわゆるベイ領域のものである［さらに詳しくはＡｃｃｏｕｎｔｓ  Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．（第１７巻、第３３２頁、１９８４年）を参照されたい］。本方法は、たとえ潤滑油が少量の残留芳香族を含むであろうとしても、これらの多環芳香族化合物を発癌性試験に合格するレベルにまで低減する。ＦＤＡ（ｃ）試験は、２１ＣＦＲ１７８．３６２０に述べられており、これは３００〜３５９ｎｍ範囲の紫外線吸光度に基く。
【００３２】
図１からわかるように、ＮＯＡＣＫ揮発性は、いかなる任意の基油のＶＩとも関連付けられる。図１に示される関係は、軽質基油（約１００Ｎ）についてのものである。目標が１００Ｎ油について２２ｗｔ％ＮＯＡＣＫを満足することである場合には、油は、典型的なカット幅（例えば６０℃におけるＧＣＤにより５〜５０％留出する）の生成物について、約１１０ＶＩを有するであろう。揮発性の向上は、カット幅を下げることによって、より低ＶＩの生成物で達成されるであろう。ゼロカット幅で定められる限界では、約１００ＶＩで２２％ＮＯＡＣＫが満足されるであろう。しかし、蒸留のみを用いるこの方法はかなりの収率減を招く。
【００３３】
また、水素化分解は、高ＶＩの、結果的に低ＮＯＡＣＫの基油を製造することを可能にするが、本発明の方法よりも選択性が低い（収率が低い）。さらに、水素化分解およびワックス異性化などのプロセスは、いずれも溶剤精製油の溶解特性の原因となる多くの分子種を破壊する。また、後者は、原料材としてワックスを用いる。しかし、本方法は、生成物としてワックスを残し、たとえあるにせよ殆どワックス転化を起こさないように設計される。
【００３４】
本発明の方法は、図２によりさらに説明される。減圧パイプスチル１０への原料８は、典型的には常圧パイプスチル（示されない）からの常圧抜頭原油である。１２（軽質）、１４（中質）および１６（重質）で示される種々の留出油カットは、ライン１８を経て溶剤抽出装置３０に送られるであろう。これらの留出物カットは、約２００℃〜約６００℃の範囲であろう。減圧パイプスチル１０からのボトムは、ライン２２を通ってコーカー、ビスブレーカーまたは脱歴抽出装置２０に送られるであろう。脱歴抽出装置では、ボトムはプロパン、ブタンまたはペンタンなどの脱歴溶剤と接触する。脱歴油が約６００℃以下の沸点を有する場合には、脱歴油は、ライン２６を通って、減圧パイプスチル１０からの留出油と組合わされるであろう。または、好ましくはライン２４を通ってさらなる処理に送られる。脱歴装置２０からのボトムは、ビスブレーカーに送られるか、またはアスファルト製造に用いられるであろう。また、他の製油所ストリームは、それらがラフィネート原料材に関する前記の原料材基準を満たす場合には、ライン２８を通って抽出装置への原料に添加されるであろう。
【００３５】
抽出装置３０においては、留出油カットは、ｎ−メチルピロリドンを用いて溶剤抽出される。抽出装置は、好ましくは向流方式で運転される。溶剤／油比、抽出温度および溶剤中の％水は、抽出の程度（すなわち、パラフィンリッチラフィネートおよび芳香族リッチエクストラクトへの分離）を制御するのに用いられる。本方法は、抽出装置を「アンダー抽出」方式で運転させるものである。すなわち、パラフィンリッチラフィネート相により多くの芳香族を残す。芳香族リッチエクストラクト相は、ライン３２を通ってさらなる処理に送られる。ラフィネート相は、ライン３４を通って溶剤ストリッピング装置３６に導かれる。ストリッピングされた溶剤は、ライン３８を通って再利用のために送られ、ストリッピングされたラフィネートは、ライン４０を通って第一の水素転化装置４２に導かれる。
【００３６】
第一の水素転化装置４２には、ニッケル／モリブデンがアルミナ担体上に担持されるＫＦ−８４０触媒が含まれる。これはＡｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ社から入手可能である。水素は、ライン４４を通って装置または反応器４２に入る。装置条件は、典型的には３４０〜４２０℃の温度、８００〜２０００ｐｓｉｇの水素分圧、０．５〜３．０ＬＨＳＶの空間速度、および５００〜５０００Ｓｃｆ／Ｂの水素／原料比である。水素転化ラフィネートのガスクロマトグラフィー比較では、ワックス異性化が殆ど生じないことが示される。この段で生じるＶＩ上昇の正確なメカニズムは確実には知られていないことから、いかなる特定の理論にもとらわれることを望むものではないが、ヘテロ原子が除去され、芳香族環が飽和され、ナフテン環特に多環ナフテンが選択的に消滅されることが知られている。
【００３７】
装置４２からの水素転化ラフィネートは、ライン４６を通って第二の装置または反応器５０に送られる。装置の反応条件は緩やかであり、これには以下が含まれる。すなわち、２００〜３２０℃の温度、８００〜２０００ｐｓｉｇの水素分圧、１〜５ＬＨＳＶの空間速度、および５００〜５０００Ｓｃｆ／Ｂの水素原料比である。この緩やかまたは低温の水素仕上げ工程は、毒性を非常に低いレベルにさらに低減する。
【００３８】
次いで、水素転化ラフィネートは、ライン５２を通って分離器５４に導かれる。軽質液体生成物およびガスが分離され、ライン５６を通って排出される。残りの水素転化ラフィネートは、ライン５８を通って脱ロウ装置６０に導かれる。脱ロウは、溶剤（ライン６２を通って導入される）の使用およびこれに続く冷却、接触脱ロウ、またはこれらの組合わせによって行なわれるであろう。接触脱ロウには、低流動点の潤滑油基油を製造する手段として水素化分解および／または水素異性化が含まれる。任意の冷却を伴う溶剤脱ロウにより、ワックス質分子が水素転化潤滑油基油から分離され、それにより流動点が低下する。水素転化ラフィネートは、好ましくはＥｘｘｏｎ社により開発されたＤＩＬＣＨＩＬＬ脱ロウプロセスにしたがって、メチルイソブチルケトンと接触される。この方法は周知である。仕上げられた潤滑油基油はライン６４を通って排出され、ワックス質生成物はライン６６を通って排出される。
【００３９】
本発明の方法においては、抽出装置３０への原料中のいかなるワックス質成分も、実質的に未変化で水素転化域を通り抜け、脱ロウ装置６０に導かれ、そこで生成物として回収されるであろう。
【００４０】
基油の毒性は、低温水素仕上げ工程で調整される。任意の目標ＶＩに対して、毒性は温度および圧力を調節することによって調整されるであろう。
【００４１】
本発明にしたがって製造された基油は、独特の特性を有する。基油は、すぐれた揮発性／粘度特性を有する。これは、典型的にはかなりより高いＶＩを有する基油について認められる。これらおよび他の特性は、多環芳香族が選択的に除去された結果である。これらの芳香族の存在は、たとえ少量であっても、粘度、ＶＩ、毒性および色相を含む基油特性に悪影響を及ぼすであろう。
【００４２】
また、基油は、同一の粘度のグループＩＩ水素化分解油と比べた際に、改良されたＮｏａｃｋ揮発性を有する。乗用車モーター油に用いられる通常の添加剤パッケージを用いて処方される場合、仕上げ油は、すぐれた抗酸化性、耐摩耗性、抗高温デポジット性および燃料経済特性を有する。これらは、エンジン試験結果によって評価される。本発明の基油は、自動変速機流体、農業油、作動流体、電気絶縁油、工業油、ヘビーデューティエンジン油などの他の用途を有するであろう。
【００４３】
本発明は、以下の限定しない実施例によって、さらに説明される。
【００４４】
実施例１
粘度一定で揮発性を向上させる方法は、基油のＶＩを選択的に上昇させることである。分子的には、これは、基油がイソパラフィン質種に相対的により富むことを必要とする。それらは任意の粘度において最も高い沸点を有する。中沸点は、特定試料のカットポイントを上昇させることによって高められ（すなわち、揮発性が減少され）、それによって粘度が上昇するであろう。任意のカット幅で粘度を維持しかつ中沸点を高めることは、必然的に、基油がより少ない密集環（ナフテン質または芳香族質のいずれも）を有しかつよりパラフィン質の特性を有することを意味する。イソパラフィンは、それらがナフテンおよび芳香族の多環に対して、同じ粘度でかなりより高い沸点を有することから好ましい。また、それらは、ノルマルパラフィンより低い融点を有する。殆どの原油は、本質的に高い密集環密度を有する。分離に基く処理単独では、密集環を選択的に除去して、最新の乗用車モーター油（ＰＣＭＯ）に必要な品質（すなわち１１０〜１２０＋のＶＩ）を、満足できる収率で得ることが出来ない。
【００４５】
熱拡散は、炭化水素混合物を分子タイプに分離するのに用いられるであろう技術である。これは１００年以上の間研究され、使用されたものの、熱拡散のメカニズムについては、真に満足できる理論的説明は全くない。この技術は以下の文献に開示される。すなわち、
Ａ．Ｌ．ＪｏｎｅｓおよびＥ．Ｃ．Ｍｉｌｂｅｒｇｅｒの「Ｉｎｄｕｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」（第２６８９頁、１９５３年１２月）、Ｔ．Ａ．ＷａｒｈａｌｌおよびＦ．Ｗ．Ｍｅｌｐｏｌｄｅｒの「Ｉｎｄｕｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」（第２６頁、１９６２年１月）、Ｈ．Ａ．ＨａｒｎｅｒおよびＭ．Ｍ．Ｂｅｌｌａｍｙの「Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ」（第４１頁、１９７２年１月）、およびその引用文献である。
【００４６】
本出願で用いられる熱拡散装置は、内側および外側の管の間の環状間隔が０．０１２インチの二つの同心ステンレススチール管から構成されるバッチ装置であった。管の長さは約６フィートであった。試験される試料は、内側および外側の同心管の間の環状空間に入れられる。内側の管は、約０．５インチの外径を有した。この方法を適用する場合には、内側および外側の管は、異なる温度で維持されることが必要である。一般に、殆どの潤滑油試料に対しては、外側の壁については１００〜２００℃、内側の壁については約６５℃の温度が適切である。温度は３〜１４日間保持される。
【００４７】
いかなる特定の理論にもとらわれることを望むものではないが、熱拡散技術は、同心管の内側および外側の壁間に確立される温度勾配から引起される拡散および自然対流を利用するものである。より高いＶＩの分子は、より高温の壁に拡散し、上昇する。より低いＶＩの分子は、より低温の内壁に拡散し、沈降する。したがって、異なる分子密度（または分子形状）の濃度勾配が、数日間で確立される。濃度勾配をみるために，試料採取ポートが，同心管の頂部および底部の間にほぼ等間隔に間隔をおいて配置される。試料採取ポートの好都合な数は１０である
【００４８】
基油の二試料を、熱拡散技術で分析した。第一のものは、１０２ＶＩを有する通常の１５０Ｎ基油であり、溶剤抽出／脱ロウ法によって調製された。第二のものは、本発明のラフィネート水素転化（ＲＨＣ）方法によって、１００ＶＩの２５０Ｎラフィネートから調製された１１２ＶＩ基油である。試料は７日間静置され、その後試料が、熱拡散装置の頂部から底部の間に間隔をおいて配置された試料採取ポート１〜１０から取出された。
【００４９】
結果を図３に示す。図３は、１０２ＶＩを有する「良好」な通常の基油においてさえ、ＶＩの点で、非常に望ましくない分子がいくらか含まれることを示す。したがって、試料採取ポート９および特に１０では、非常に低いＶＩを有する分子留分が得られる。−２５〜−２５０の範囲にＶＩを有するこれらの留分には、恐らく多環ナフテンが含まれるであろう。対照的に、本発明のＲＨＣ生成物には、はるかにより少ない多環ナフテンが含まれる。これは、試料採取ポート９および１０から得られる生成物のＶＩによって確認される。したがって、本ＲＨＣ方法は、他のより高い品質の分子種全体に影響を及ぼすことなく、多環ナフテンおよび多環芳香族を原料から選択的に破壊する。試料採取ポート１０により代表される望ましくない種を効率的に除去することは、任意の粘度におけるＮＯＡＣＫ揮発性の向上に、少なくとも部分的に繋がる。
【００５０】
本発明の基油の優れた特性を、下表に示す。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
実施例２
この実施例では、本発明の方法で有用な低酸性度触媒が、より酸性の触媒に対して比較される。低酸性度触媒は、ＫＦ−８４０であり、これはＡｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ社から商業的に入手可能であり、酸性度０．０５を有する。他の触媒は、より酸性の商業的に入手可能な、水素化分解プロセスで有用な触媒であり、これは推定酸性度１を有し、触媒Ａとして特定される。原料は、初留点３３５℃、中沸点４６３℃および終点５７６℃、脱ロウ油粘度８．１３ｃＳｔ＠１００℃、脱ロウ油ＶＩ９２、ならびに流動点−１９℃を有する２５０Ｎワックス質ラフィネートである。結果を表１および２に示す。
【００５３】
【表２】
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【００５４】
表１から判るように、反応条件が類似する場合には、触媒Ａにより、かなりより高い転化率が得られる。転化率が（反応条件を調整することにより）一定に保たれる場合には、触媒Ａから得られる生成物のＶＩは、かなりより低い。これらの結果では、より酸性の触媒はより高い酸性度を有するものの、それらはＶＩの向上に対してはかなりより低い選択性を有することが示される。
【００５５】
実施例３
この実施例では、二つの反応器のうちの第二に、より酸性の触媒を典型的に含む潤滑油水素化分解類似のプロセスは、揮発特性を向上するのに、最も効率的な方法ではないことが示される。１００ＶＩ脱ロウ油を有する２５０Ｎラフィネート原料についての結果を表３に示す。生成物は、所望の粘度にトッピングされ、次いで脱ロウされた。
【００５６】
【表３】
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【００５７】
２−反応器プロセスにおける第二の反応器内の酸シリカ−アルミナ型触媒により、同一粘度における任意の揮発性の生成物収率は、ラフィネート原料を用いる本発明の方法の収率より低い。これにより、低酸性度触媒が、低揮発性を選択的に達成するのに必要であることが確認される。
【００５８】
実施例４
多くの現今の商業的に入手可能な基油は、将来のエンジン油揮発性の要求を満足することが困難であろう。この実施例では、通常の抽出技術は、水素転化技術に対して、ＮＯＡＣＫ揮発性を低減するのに大きな収率減の欠点があることが示される。ＮＯＡＣＫ揮発性は、ＡＳＴＭ２８８７に述べられるガスクロマトグラフ蒸留（ＧＣＤ）を用いて推定される。ＧＣＤ−ＮＯＡＣＫ値は、ＤＩＮ５１５８１などの他の方法で測定される絶対ＮＯＡＣＫ値と相関があるであろう。
【００５９】
通常の基油の揮発性挙動は、ＧＣＤ−ＮＯＡＣＫ揮発性２７．８（粘度３．８１６ｃＳｔ＠１００℃において）を有するオーバー抽出ワックス質ラフィネート１００Ｎ試料を用いて示される。ＮＯＡＣＫ揮発性は、低沸点のフロントエンドを除去（トッピング）することによって向上することができるであろう。しかし、これは物質の粘度を上昇させる。ＮＯＡＣＫ揮発性を向上する他の選択肢は、原料の高沸点および低沸点の両エンドで物質を除去（ハートカット）して、一定粘度を保持することによる。これらの選択のいずれも、任意の粘度で達成されるＮＯＡＣＫ揮発性に限界があり、また次表に概略を示されるように、それに付随する相当な収率減を有する。
【００６０】
【表４】
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【００６１】
実施例５
実施例４からのオーバー抽出原料を、次の条件下にラフィネート水素転化に供した。すなわち、３５３℃、８００ｐｓｉｇＨ２、０．５ＬＨＳＶ、１２００Ｓｃｆ／ＢにおけるＫＦ−８４０触媒の条件である。これらの条件下でのラフィネート水素転化により、ＤＷＯのＶＩが１１１に上昇した。結果を表５に示す。
【００６２】
【表５】
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【００６３】
これらの結果から、ラフィネート水素転化により、より低いＮＯＡＣＫ揮発性が、蒸留単独によるより、かなりより選択的に達成されることが示される。すなわち、ＮＯＡＣＫ値２１において二倍超の収率である。さらに、本発明の方法により、より劣質な分子が除去されることから、蒸留単独によるより、かなりより低い揮発性が得られるであろう。
【００６４】
実施例６
この実施例では、ラフィネート水素転化（ＲＨＣ）方法のための好ましい原料が示される。表６の結果は、トッピングおよび脱ロウ後に同じ生成物品質（１１０ＶＩ）を達成するのに、より低いＶＩのラフィネートに付随して全体の収率増があることを示す。表には、１００Ｎラフィネート原料を用いるＲＨＣで達成される収率が示される。
【００６５】
【表６】
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【００６６】
抽出単独によって留出油から１１０ＶＩ生成物を直接得る収率は、高々３９．１％である。これは、さらに、抽出を水素処理と組合わせる必要性を示す。
【００６７】
アンダー抽出原料は、ＲＨＣにおいて、より高い収率をもたらすものの、原料として留出油を用いることは、非常に厳しい条件（高温および低ＬＨＳＶ）が必要となることから好ましくない。例えば、３８５℃、０．２６ＬＨＳＶ、１２００ｐｓｉｇＨ２および２０００Ｓｃｆ／Ｂガス速度においてＫＦ−８４０触媒による２５０Ｎ留出油については、高々１０４ＶＩ生成物が製造されるに過ぎなかった。
【００６８】
また、留出油水素処理（中間ＶＩを得る）および引続く抽出の組合わせは、目標ＶＩを得るのに好ましくない。これは、抽出プロセスが、留出油水素処理工程で芳香族から生成されるナフテンの除去に対して、非選択性であるからである。
【００６９】
実施例７
本発明のラフィネート水素転化方法においては、第一の反応域に、第二の低温水素精製（ＣＨＦ）域が続くであろう。ＣＨＦの目的は、毒性の原因となる分子種の濃度を低減することである。これらの種には、第一の反応域を通過するか、またはそこで生成されるかのいずれかの４−および５−環の多環芳香族化合物、例えばピレンが含まれるであろう。潜在的毒性の指標として用いられる試験の一つは、ＦＤＡ（Ｃ）試験（２１ＣＦＲ１７８．３６２０）であり、これはスペクトルの紫外線（ＵＶ）範囲の吸光度に基く。次表は、ＣＨＦにより、許容可能な最大値より、かなりより低い優れた毒性学的特性を有する生成物が製造されることを示す。
【００７０】
【表７】
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【００７１】
これらの結果は、ＣＨＦ工程により、ＦＤＡ（Ｃ）試験に容易に合格する生成物が可能となることを示す。
【００７２】
実施例８
実施例８は、ＲＨＣからの生成物が、通常の溶剤処理または水素化分解のいずれかによって製造される基油に対して、顕著に優れた毒性学的特性を有することを示す。ＦＤＡ（Ｃ）の他に、ＩＰ３４６および修正Ａｍｅｓ（突然変異性指数）は、工業的に広く用いられる毒性の尺度である。結果を表８に示す。
【００７３】
【表８】
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【００７４】
表８の結果は、ＲＨＣにより、通常の溶剤抽出または水素化分解の基油を上回って、かなり改良された毒性学的特性を有する基油が製造されることを示す。
【００７５】
実施例９
２５０Ｎ留出油を、表９に述べる条件下でＮＭＰを用いて抽出した。標準の抽出条件下で、水が、ラフィネートの高収率が得られるように本発明にしたがってＮＭＰ溶剤に５ｖｏｌ％添加され、また典型的なラフィネートの比較例として０．５ｖｏｌ％添加された。
【００７６】
【表９】
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【００７７】
データは、５ＬＶ％の水を含むＮＭＰで抽出された本発明のラフィネートが、第一の水素転化装置への優れた原料を提供することを示す。ラフィネート原料は、約５ＬＶ％多い収率（９７ＶＩにおいて）、約４ＬＶ％多いパラフィンプラス１環ナフフテン、および約４ＬＶ％少ない３環＋ナフテンをもたらす。
【００７８】
表９のデータに基いて、ＲＨＣ原料は、ＶＩを目的とするよりむしろ、３＋環化合物（芳香族およびナフテン）最大を目的として、低い過酷度で抽出されるであろう。これらのラフィネートの最大収率は、高い水分／高い処理比の抽出条件を用いて得られるであろう。抽出を最適化することより、ワックス質ラフィネートが５ＬＶ％以上多くもたらされ、これは、いかなるプロセス上の欠点もなしに、水素転化プロセスに供給されるであろう。
【００７９】
実施例１０
本発明の方法から得られる生成物の独特の特徴は、収率および厳しい揮発性／粘度特性のいずれもが、アンダー抽出原料を用いることによって向上されることである。他のプロセスにおいては、収率の向上は、一般に基油品質を犠牲のもとにある。図４は、ラフィネート原料の品質を、収率および粘度の関数として示すグラフである。２５０Ｎ留出油は抽出され、水素処理され、減圧ストリッピングされ、脱ロウされて、一定ＶＩ（１１３）、７．０％ＮＯＡＣＫ揮発性の基油（流動点−１８℃）が製造される。図４に示されるように、好ましい原料は、約８０〜約９５のＤＷＯのＶＩを有する。
【００８０】
実施例１１
図５には、本発明から得られるグループＩＩ生成物は、グループＩＩＩ基油（かなりより高いＶＩを有する）の揮発性−粘度関係に極めて厳密にしたがうことが示される。また、図には、この挙動が、標準のグループＩＩ水素化分解油のかなりより劣る揮発性−粘度関係と比較される。本発明の基油は、ＶＩ＜１２０を有し、しかもグループＩＩＩ基油（＞１２０ＶＩ）に匹敵する粘度／揮発性特性を有する点で、独特の特性を有する。これらの基油は、３．５〜６．０ｃＳｔ＠１００℃の範囲の粘度を有するものとして特徴付けられるが、方程式Ｎ＝（３２−（４）（粘度＠１００℃））±１で定義される。式中、ＮはＮＯＡＣＫ揮発性である。
【００８１】
図６には、本発明のグループＩＩ基油は、４ｃＳｔ油について、通常のグループＩＩ基油に比べて優れたＮＯＡＣＫ揮発性を有することが示される。
【００８２】
実施例１２
基油品質が、ある種の標準工業試験において仕上げ油の性能に影響することは周知である。したがって、本基油の性能が、完全処方されたＧＦ−２タイプ５Ｗ−３０処方で、ベンチおよびシーケンスエンジン試験の両方で評価された。
【００８３】
先ず、社内ベンチ酸化試験を用いて、本基油によって得られる耐酸化増粘性を、通常に処理されたグループＩ基油と比較して評価した。試験油を、可溶性鉄触媒の存在下に、１６５℃でエアースパージングした。すなわち、４０℃動粘度の時間変化を記録し、３７５％粘度上昇に至る時間を推定した。下表１０に、二つの異なる添加剤系を、通常のグループＩおよび本基油（「ＥＨＣ」として表される）で比較した。
【００８４】
【表１０】
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【００８５】
添加剤系ＡおよびＢは、通常の添加剤パッケージである。添加剤系Ａには、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、抗乳化剤、ＶＩインプルーバーおよび消泡剤が含まれる。添加剤系Ｂには、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、消泡剤およびＶＩインプルーバーが含まれる。各添加剤パッケージに含まれる個々の成分は、製造業者によって異なるであろう。本発明の基油は、添加剤系「Ａ」では通常基油を超えてかなりの酸化性能の向上をもたらし、添加剤系「Ｂ」ではいくらかより少ない向上をもたらすことが見出された。
【００８６】
酸化スクリーン試験は、抗酸化性の一般的な指標を表すに過ぎないであろう。エンジン性能を確認するために、シーケンスＩＩＩＥ試験を、グループＩおよびＥＨＣ基油について、添加剤系Ｂを用いた５Ｗ−３０処方で行なった。シーケンスＩＩＩＥ試験は、標準工業ベンチエンジン試験であり、これにより抗酸化性、摩耗および高温デポジットが評価される（ＡＳＴＭ  Ｄ５５３３）。表１１に示される結果には、ＥＨＣ基油が、改良された酸化抑制（ベンチスクリーン試験による予測を超える）をもたらし、同様に高温デポジットの良好な抑制をもたらすことが示される。
【００８７】
【表１１】
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【００８８】
グループＩの５Ｗ−３０についてＩＩＩＥ試験を繰返すことにより、この添加剤系は、通常の精製基油における摩耗およびリングランドのデポジットの要求値を満足するであろうことが示される。しかし、粘度上昇は、図７に示されるように、ＥＨＣ処方に対して、単独またはグループＩ基油との組合わせのいずれにおいても、より良好に保持された。また、油消費量は、ＥＨＣ処方に対して、恐らくはこれらの基油のより低い揮発性に起因して、一貫してより低いものであった。
【００８９】
実施例１３
シーケンスＶＥは、他の重要なエンジン試験であり、これによりスラッジ、ワニスおよび摩耗が、比較的低いエンジン運転温度下で測定される。比較試験を、他の添加剤系で、グループＩおよびＥＨＣ基油を用いて調製したＳＡＥ５Ｗ−３０処方について行なった。これらにより、ＥＨＣ基油は、通常の基油より少なくとも同程度に良好なスラッジ抑制、およびより良好な平均ワニスをもたらすことが示された（表１２）。
【００９０】
【表１２】
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【００９１】
実施例１４
潤滑油燃料経済性および燃料経済性の保持性は、原車両の製造業者にとって、ますます重要になってきた。これは、標準工業試験に対するより大きな要求に反映される。ＩＬＳＡＣ  ＧＦ−３規格案からのシーケンスＶＩＢ燃料経済性の限界値案を、表１３に示す。併せて、ＥＨＣ基油および単一の添加剤系を含むＳＡＥ５Ｗ−２０、５Ｗ−３０および１０Ｗ−３０試作処方についての単一の試験結果を示す。ＥＨＣ基油は、これらのまさしくその要求限界値を満足する潜在能力を提供することが明らかである。
【００９２】
【表１３】
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【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、１００Ｎ基油について、ＮＯＡＣＫ揮発性：粘度指数のプロットである。
【図２】  図２は、ラフィネート水素転化プロセスの概略流れ図である。
【図３】  図３は、熱拡散分離：粘度指数のプロットである。
【図４】  図４は、ラフィネート原料の品質を、脱ロウ油収率および基油粘度の関数として示すグラフである。
【図５】  図５は、異なる基油について、粘度：ＮＯＡＣＫ揮発性を示すグラフである。
【図６】  図６は、ＮＯＡＣＫ揮発性：基油タイプを示すグラフである。
【図７】  図７は、％粘度上昇および油消費量を、基油タイプの関数として示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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