JP2002038182A - 潤滑油基油及びその製造方法 - Google Patents
潤滑油基油及びその製造方法Info
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Abstract
のCCS規格を満足する0W20仕様ガソリンエンジン
油に適した潤滑油基油とその製造方法を提供する。 【解決手段】 炭化水素系の潤滑油基油であって、−
35℃におけるCCS粘度が3,000mPa・s以下
であり、40℃における動粘度が19.5〜23mm
2 /sの範囲にあり、蒸留試験における5%留出温度
が380〜398℃、20%留出温度が405〜420
℃の範囲にあり、Noack値が15質量%以下であ
る潤滑油基油及びその製造方法。
Description
oack値を満足し、かつ低温特性が重視される0W2
0用エンジン油の基油に適した潤滑油基油とその製造方
法に関する。
型へと進み、その要求に対応するためエンジン油の粘度
はさらに低粘度化している。その低粘度化に対して、従
来から低粘度油と高粘度油の配合の変更で対応してきた
が、低粘度油はエンジン内の高温により蒸発し易いた
め、使用するに従って排ガスとともに排出され、次第に
粘度が上昇する結果、燃費が悪化する。このような従来
のオイルの欠点を解決するため、新たに蒸発性の指標と
してNoack値(ノアック値)がGF−1規格で導入
され、その結果、低蒸発性の要求を満足する低粘度基油
の利用が高まってきた。そのNoack値もGF−3規
格ではさらに厳しいものになっている。
5W30仕様となった具合に、省燃費の要求の一つとし
て低温粘度をより低くする方向にある。また、低温粘度
規格はSAE(米国自動車技術車協会)のCCS(コー
ルド・クランキング・シミュレータ)粘度により規定さ
れているが、2000年から低温粘度特性が一番厳しい
0W20仕様のエンジン油も上梓され、さらに各粘度グ
レードの低温粘度測定時の規定温度が、0Wでは−35
℃と、より低温での規定に変更され、低温特性が厳しい
ものになる。
及びSAEのCCS規格を満足する0W20仕様ガソリ
ンエンジン油に適した潤滑油基油が望まれている。従来
より、蒸発性と低温特性の両方を一つの基油で満足する
のは難しいため、合成油や添加剤の配合で対応せざるを
得ない。例えば、特開平11−286696号公報に
は、水素化脱ろう油と水素化分解によって生成した基油
を混合したものに有機モリブデンを配合した0W20仕
様のエンジン油が開示されている。しかし、Noack
値が15質量%以下を達成するのは困難でGF−2対応
であることを示している。
らなされたもので、GF−3規格のNoack値及びS
AEのCCS規格を満足する0W20仕様ガソリンエン
ジン油に適した潤滑油基油とその製造方法を提供するも
のである。
果、特定の原料油を水素化異性化触媒を使用して水素化
脱ろうを行って得られた基油が蒸発性と低温特性の両方
を満足することを見出した。本発明はその知見に基づい
て完成したものである。
ある。 1.炭化水素系の潤滑油基油であって、−35℃にお
けるCCS粘度が3,000mPa・s以下であり、
40℃における動粘度が19.5〜23mm2 /sの範
囲にあり、蒸留試験における5%留出温度が380〜
398℃、20%留出温度が405〜420℃の範囲に
あり、Noack値が15質量%以下であることを特
徴とする潤滑油基油。 2.さらに、粘度指数が120以上で135未満の範
囲にあり、流動点が−30〜−15℃の範囲にある前
記1記載の潤滑油基油。 3.重質軽油、減圧軽油、減圧留出油及び脱歴油から選
ばれる少なくとも一種の原料油を水素化分解して得られ
る沸点範囲300〜650℃(常圧換算)の潤滑油留分
50〜100質量%と、該潤滑油留分を溶剤脱ろうして
得られたワックス0〜50質量%を原料として水素化異
性化触媒を使用して水素化脱ろうを行った後、減圧蒸留
にて引火点を210℃以上に調整した留分を、更に水素
化仕上げを行い、次いで減圧蒸留にて100℃における
動粘度と5%留出温度を調整することを特徴とする潤滑
油基油の製造方法。 4.重質軽油、減圧軽油、減圧留出油及び脱歴油から選
ばれる少なくとも一種の原料油を水素化分解して得られ
る沸点範囲300〜650℃(常圧換算)の潤滑油留分
50〜80質量%と、該潤滑油留分を溶剤脱ろうして得
られたワックス20〜50質量%を混合したものを原料
として水素化異性化触媒を使用して水素化脱ろうを行っ
た後、減圧蒸留にて引火点を210℃以上に調整した留
分を、更に水素化仕上げを行い、次いで減圧蒸留にて1
00℃における動粘度と5%留出温度を調整することを
特徴とする前記3記載の潤滑油基油の製造方法。
明する。まず、本発明の潤滑油基油について説明する。
本発明の潤滑油基油は、目的及び製造方法に応じて多種
多様な組成や性状のものとして実現することができる
が、少なくとも、前記〜の条件すべて満足すること
が肝要である。
以下である。上記のCCS粘度が3,000mPa・s
を超えると、流動点降下剤を添加しても、0W20規格
の6,200mPa・s以下をクリアしない場合があり
好ましくない。好ましくは、2,700mPa・s以下
である。なお、上記のCCS粘度はJIS K 201
0に従って測定されたものである。
mm2 /sの範囲にある。上記の動粘度が19.5mm
2 /s未満であると、Noack値が15.0以上にな
り好ましくない。また、23mm2 /sを超えると、前
記のCCS粘度が3,000mPa・sを超える場合が
あり好ましくない。好ましい範囲は、19.5〜22.
5mm2 /s、更に好ましくは19.5〜22mm2 /
sである。なお、上記の動粘度はJIS K 2283
に従って測定されたものである。
〜398℃、20%留出温度が405〜420℃の範囲
にある。5%留出温度及び20%留出温度が低すぎる
と、Noack値が15質量%より大きくなり好ましく
ない。一方、高すぎると、粘度が高くなり過ぎたり、潤
滑油得率が著しく低下し好ましくない。5%留出温度の
好ましい範囲は383〜395℃であり、20%留出温
度の好ましい範囲は406〜415℃である。なお、上
記の蒸留試験における5%留出温度及び20%留出温度
はJIS K2254(ガスクロマトグラフ法)に従っ
て測定されたものである。
Noack値とは、蒸発性を示す指標であり、GF−1
規格で新しく設けられたものである。なお、Noack
値はASTM D5800に従って測定されたものであ
る。また、本発明の潤滑油基油においては、粘度指数
が120以上で135未満の範囲にあり、流動点が−
30〜−15℃の範囲にあるものが好ましい。
囲にある。粘度指数が120未満であると、前記の−
35℃におけるCCS粘度が3,000mPa・sを超
える可能性があり、135以上であると、原料中のワッ
クスが70%を超え潤滑油基油得率が低下する可能性が
あり好ましくない。好ましい粘度指数の範囲は125〜
133である。なお、上記の粘度指数はJIS K 2
283に従って測定されたものである。
る。流動点が−30℃より低いと、潤滑油基油得率が著
しく低下する可能性があり、一方、−15℃より高い
と、高温でくもりを生じる可能性があり好ましくない。
このことによって、潤滑油の低温流動性を確保すること
ができ、低温環境における使用にも十分に対応できる。
なお、上記の流動点はJIS K 2269に従って測
定されたものである。本発明の潤滑油基油は以上の条件
を満たすことにより、各種の高性能の潤滑油を調製する
ための潤滑油基油、特にエンジン油の基油としての性能
を有するものである。
の用途を始め、目的に応じて、各種の添加剤を配合して
使用することができる。すなわち、本発明の潤滑油基油
は、それ自体でも潤滑油として使用可能であるが、通常
は、目的に応じて下記の添加剤を配合してそれぞれの用
途に適合した潤滑油として使用するのがよい。
のが使用可能であり、例えば、酸化防止剤として、アル
キル化ジフェニルアミン,フェニル−α−ナフチルアミ
ンなどのアミン系化合物、2,6−ジ−t−ブチルフェ
ノール,4,4’−メチレンビス−(2,6−ジ−t−
ブチルフエノール)などのフェノール系化合物;粘度指
数向上剤として、ポリメチルメタクリレート系,ポリイ
ソブチレン系,エチレン−プロピレン共重合体系,スチ
レン−イソプレン共重合体系,スチレン−ブタジエン水
添共重合体系;金属系清浄剤として、アルカリ土類金属
スルホネート,アルカリ土類金属フェネート,アルカリ
土類金属サリチレート,アルカリ土類金属ホスホネー
ト;無灰系分散剤として、アルケニルコハク酸イミド,
ベンジルアミン,アルキルポリアミン,アルケニルコハ
ク酸エステル;摩擦低減剤としては、脂肪族アルコー
ル,脂肪酸,脂肪酸エステル,脂肪族アミン,脂肪酸ア
ミン塩,脂肪酸アミド;金属不活性剤として、ベンゾト
リアゾール,チアジアゾール,アルケニルコハク酸エス
テル;流動点降下剤として、ポリアルキルメタクリレー
ト,ポリアルキルスチレン;耐摩耗剤としては、MoD
TP,MoDTCなどの有機モリブデン化合物、ZnD
TPなどの有機亜鉛化合物、アルキルメルカプチルボレ
ートなどの有機ホウ素化合物、グラファイト,二硫化モ
リブデン,硫化アンチモン,ホウ素化合物,ポリテトラ
フルオロエチレンなどの固体潤滑剤系耐摩耗剤;消泡剤
として、ジメチルポリシロキサン,ポリアクリレート;
極圧剤として、硫化油脂,ジフェニルスルフィド,メチ
ルトリクロロステアレート,塩素化ナフタレンなどを挙
げることができる。
造方法としては特に制限はないが、前記本発明の方法に
よって好適にかつ生産性よく製造することができる。ま
た、本発明の潤滑油基油は、本発明の方法によって製造
したものが好ましい。
法である本発明の方法について詳細に説明する。重質軽
油、減圧軽油、減圧留出油及び脱歴油から選ばれる少な
くとも一種の原料油を水素化分解して得られる沸点範囲
300〜650℃(常圧換算)の潤滑油留分50〜10
0質量%(好ましくは50〜80質量%)と、該潤滑油
留分を溶剤脱ろうして得られたワックス0〜50質量%
(好ましくは20〜50質量%)を原料として水素化異
性化触媒を使用して水素化脱ろうを行った後、減圧蒸留
にて引火点を210℃以上に調整した留分を、更に水素
化仕上げを行い、次いで減圧蒸留にて100℃における
動粘度と5%留出温度を調整するものである。上記の目
的とする潤滑油基油の製造法は、特に限定されないが、
以下に示すように、基本的に、順に、水素化分解工程、
溶剤脱ろう工程、水素化脱ろう工程、水素化仕上げ工程
からなる製油プロセスによって製造されるのが好まし
い。
GO)、減圧軽油(VGO)、減圧留出油、脱歴油から
選ばれる少なくとも一種が使用される。水素化分解は、
通常、次に示す諸条件で好適に実施される。すなわち、
反応の水素分圧については、好ましくは、10〜30M
Pa、より好ましくは、13〜22MPaの範囲に選定
することができる。
klに対して、好ましくは、500〜1,500N
m3 、より好ましくは、800〜1,200Nm3 の範
囲に調整するのがよい。反応温度については、好ましく
は、340〜440℃、より好ましくは、350〜42
0℃の範囲に選定することができる。また、液空間速度
(LHSV)については、供給油基準で、好ましくは、
0.3〜1.5hr-1、より好ましくは、0.5〜1.
2hr-1の範囲に適宜調節すればよい。
カ・アルミナ、アルミナ及び/又はゼオライトを担体と
し、その担体に周期律表第6族の金属及び/又は第8〜
10族の金属を担持したものを使用する。ここで、周期
律表第6族金属としては、Cr、Mo及びWを挙げるこ
とができ、中でも、Mo、Wが好ましい。周期律表第8
〜10族金属としては、Fe、Co、Ni、Rh、R
u、Pd、Os、Ir及びPtを挙げることができる
が、通常は、Niが好ましい。これらの金属は、一種単
独で使用することもできるし、二種以上を組み合わせて
使用することもできるが、通常は、Ni−Mo、Ni−
W等の組み合わせが好適である。
ば、X型、Y型、フォージャサイト、ZSM−5、モル
デナイト等の各種のものが使用できるが、中でも特にY
型が好適に使用される。また、複数の種類の担体を適宜
混合もしくは複合して使用してもよい。例えば、ゼオラ
イトの場合には、これにアルミナやシリカ・アルミナ等
をマトリックスとして用いて成形したものなどが好適に
使用される。反応後気液分離し、得られた生成油を減圧
蒸留して、常圧換算で沸点範囲300〜650℃の潤滑
油留分を分離する。その潤滑油留分の一部を次の溶剤脱
ろう工程に供する。
の溶剤脱ろう法が適用可能であるが、通常はメチルエチ
ルケトン(MEK)を抽出溶剤成分として用いるMEK
法が好適に使用される。このMEK法による脱ろう処理
は、基本的には常法に従って行うことができるが、通常
は、下記の諸条件で実施するのが好適である。
ルエンからなり、MEKが30〜70容量%、好ましく
は35〜50容量%で、これに対応して、トルエンが7
0〜30容量%、好ましくは65〜50容量%の組成の
ものが好適に使用される。なお、必要に応じて、MEK
及びトルエン以外の他の溶剤を適宜適量添加した溶剤を
使用してもよい。
質潤滑油留分の供給割合としては、特に制限はないが、
通常は、容量比(供給溶剤/軽質潤滑油留分)を1.0
〜6.0、好ましくは、1.5〜4.5の範囲に選定し
て抽出脱ろうを実施するのが好適である。その際、抽出
処理の温度としては、特に制限はないが、抽出時の溶剤
の温度が、通常、−40〜−10℃、好ましくは、−4
0〜−15℃の範囲に保持されるように実施するのが好
適である。
0〜50質量%(好ましくは20〜50質量%)と前工
程で得られた潤滑油留分50〜100質量%(好ましく
は50〜80質量%)とを混合し、次の水素化脱ろう工
程に供する。工程3へ供する留分は、ワックスとして7
0質量%以下、100℃における4〜6mm2 、蒸留試
験における10%留出温度が350℃以上、50%留出
温度が400〜440℃、90%留出温度が460〜5
20℃の範囲のものを有するものが好適に使用される。
下記の条件で水素化脱ろうを行う。水素化異性化触媒と
しては、例えば、SAPOやゼオライトに白金、パラジ
ウム等の貴金属を担持したものが好適に使用される。反
応の水素分圧については、好ましくは、2〜15MP
a、より好ましくは、2.5〜10MPaの範囲に選定
するのが適当である。
〜450℃、より好ましくは、260〜400℃、特に
好ましくは、280〜390℃の範囲に選定することが
できる。供給水素ガスの割合については、供給油1kl
に対して、好ましくは、100〜1,000Nm3 、よ
り好ましくは、200〜800Nm3 、特に好ましくは
250〜650Nm3 の範囲に調整するのがよい。
油基準で、好ましくは、0.1〜10hr-1、より好ま
しくは、0.3〜8hr-1、特に好ましくは0.5〜2
hr -1の範囲に選定することができる。反応後気液分離
し、得られた生成油を減圧蒸留にて軽質分を留去し、引
火点を210℃以上に調整する。得られた留分を次の水
素化仕上げ工程に供する。
行う。触媒としては、例えば、シリカ・アルミナやアル
ミナ等の無機酸化物担体に、Ni/Mo、Co/Mo、
Ni/Wの金属を担持したものを好適に使用することが
できる。
10〜25MPa、より好ましくは、15〜22MPa
の範囲に選定するのが適当である。反応温度について
は、好ましくは、200〜350℃、より好ましくは、
250〜330℃、特に好ましくは、280〜320℃
の範囲に選定することができる。
klに対して、好ましくは、500〜1,500N
m3 、より好ましくは、800〜1,200Nm3 の範
囲に調整するのがよい。液空間速度(LHSV)につい
ては、供給油基準で、好ましくは、0.1〜10h
r-1、より好ましくは、0.2〜5hr-1、特に好まし
くは0.4〜2hr -1の範囲に選定することができる。
蒸留にて軽質分を留去し、100℃における動粘度を4
〜5mm2 /s(好ましくは4.2〜4.8mm2 /
s)に調整し、また、5%留出点を380〜398℃の
範囲に調整する。以上の工程1〜4によって、安価で付
加価値の低い重質軽油、減圧軽油、減圧留出油、脱歴油
あるいはその混合物から、前記〜、又は〜の条
件を満足する本発明の潤滑油基油を効率よく、低コスト
でしかも生産性よく製造することができる。こうして得
た潤滑油基油は、エンジン油を始め、各種の用途に有利
に使用することができる。
るが、これらの実施例になんら制限されるものではな
い。 〔実施例1〕第1表に示す減圧軽油を原料油として用
い、アルミナ担体にニッケル、モリブデンが担持された
ものと(アルミナ+Y型ゼオライト)担体にニッケル、
モリブデンが担持されたものの混合物を触媒とし、水素
分圧;11MPa、反応温度;380℃、LHSV;
1.0hr-1、水素/油比;1,000Nm3 /klで
水素化分解を行った。
〜540(常圧換算)の潤滑油留分Iを得た。次に、潤
滑油留分Iの一部について、MEK/トルエン容量比
(5/5)混合溶剤を用いて溶剤/油比3倍、ろ過温度
−30℃の条件で溶剤脱ろうを行った。得られたワック
ス40質量%と潤滑油留分60質量%を混合し、潤滑油
留分IIを調製した。その潤滑油留分IIの物性を第2表に
示す。
が担持されたβゼオライトを触媒として用い、反応温
度;330℃、水素分圧;3MPa、LHSV;1.0
hr-1、水素/油比;450Nm3 /klで水素化脱ろ
う処理を行った。気液分離後、減圧蒸留にて軽質留分を
留去し、引火点を212℃に調整し、潤滑油留分III を
得た。
ングステンが担持されたアルミナ触媒を用い、反応温
度;300℃、水素分圧;21MPa、LHSV;0.
5hr-1、水素/油比;1,000Nm3 /klで水素
化仕上げを行った。気液分離後、減圧蒸留にて軽質留分
を留去し、100℃における動粘度を4.445mm2
/s、蒸留試験における5%留出温度を386℃に調整
した。得られた潤滑油基油の物性を第3表に示す。
分Iについて、MEK/トルエン容量比(5/5)混合
溶剤を用いて溶剤/油比3倍、ろ過温度−30℃の条件
で溶剤脱ろうを行った。得られた脱ろう油について、実
施例と同様に水素化仕上げを行った。気液分離後、減圧
蒸留にて軽質留分を留去し、蒸留試験における5%留出
温度を383℃に調整した。得られた潤滑油基油の物性
を第3表に示す。
油留分II)を用いて、同様に水素化脱ろう、水素化仕上
げを行った後、100℃における動粘度のみを4.27
5mm2 /sに調整した。得られた潤滑油基油の物性を
第3表に示す。
例1、比較例2で得られた潤滑油基油85質量%に粘度
指数向上剤、流動点降下剤、摩擦低減剤、金属系清浄
剤、無灰系分散剤からなる添加剤組成物15質量%を配
合してエンジン油を調製した。その物性を第4表に示
す。
いては、Noack値を満足していてもCCS粘度を満
足できず、比較例2においては、基油の5%留出温度が
低いとNoack値を満足しないことがわかる。
ck値及びSAEのCCS規格を満足する0W20仕様
ガソリンエンジン油に適した潤滑油基油とその製造方法
を提供することができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 炭化水素系の潤滑油基油であって、−
35℃におけるCCS粘度が3,000mPa・s以下
であり、40℃における動粘度が19.5〜23mm
2 /sの範囲にあり、蒸留試験における5%留出温度
が380〜398℃、20%留出温度が405〜420
℃の範囲にあり、Noack値が15質量%以下であ
ることを特徴とする潤滑油基油。 - 【請求項2】 さらに、粘度指数が120以上で13
5未満の範囲にあり、流動点が−30〜−15℃の範
囲にある請求項1記載の潤滑油基油。 - 【請求項3】 重質軽油、減圧軽油、減圧留出油及び脱
歴油から選ばれる少なくとも一種の原料油を水素化分解
して得られる沸点範囲300〜650℃(常圧換算)の
潤滑油留分50〜100質量%と、該潤滑油留分を溶剤
脱ろうして得られたワックス0〜50質量%を原料とし
て水素化異性化触媒を使用して水素化脱ろうを行った
後、減圧蒸留にて引火点を210℃以上に調整した留分
を、更に水素化仕上げを行い、次いで減圧蒸留にて10
0℃における動粘度と5%留出温度を調整することを特
徴とする潤滑油基油の製造方法。 - 【請求項4】 重質軽油、減圧軽油、減圧留出油及び脱
歴油から選ばれる少なくとも一種の原料油を水素化分解
して得られる沸点範囲300〜650℃(常圧換算)の
潤滑油留分50〜80質量%と、該潤滑油留分を溶剤脱
ろうして得られたワックス20〜50質量%を混合した
ものを原料として水素化異性化触媒を使用して水素化脱
ろうを行った後、減圧蒸留にて引火点を210℃以上に
調整した留分を、更に水素化仕上げを行い、次いで減圧
蒸留にて100℃における動粘度と5%留出温度を調整
することを特徴とする請求項3記載の潤滑油基油の製造
方法。
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