JP2760886B2 - 改善された流動特性を有する鉱油及び鉱油製品 - Google Patents
改善された流動特性を有する鉱油及び鉱油製品Info
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Description
リアルキル(メタ)アクリレートの混合物を含有する改
善された流動特性を有する鉱油および鉱油製品に関す
る。
いるパラフィンにより決定的に影響される。パラフィン
は冷却すると晶出する。これにより、油類の流動性は低
下あるいは阻害される。一般に加熱するとパラフィンは
溶解して油マトリックス中に戻る。ポリマー流動改善
剤、例えば「流動点降下剤(Pour Point-Erniedrige
r)」が開発され、これは「流動点」(油が流動性をま
だ有している温度、DIN51,597参照)を濃度0.05−1重
量%でも有効に降下させる。その作用機構は、ほぼ次の
モデルで説明された:すなわち、パラフィン類似化合物
が成長しているパラフィン結晶表面に組み込まれ、それ
以上の結晶成長と広範な結晶構造成長を妨げる(Ullman
ns Encyclopaedie der tech.Chemie第四版、第20巻、54
8頁、Verlag Chemie,1981参照)。
テルを基にしたポリマーは、原油に対するかなり効果の
ある流動改善剤として適している(ドイツ連邦共和国公
開特許第17 70 695号参照)。ポリベヘニルアクリレー
トは、例えば原油の流動改善剤のプロトタイプとして適
している。ポリベヘニルアクリレート自身は、温度+20
℃で結晶化し(DIN51 547およびASTM D 97−66による
「曇り点」測定方法により、イソオクタン中濃度0.1%
で測定)、原油中で長鎖パラフィンと相互作用をしうる
という予測を非常に良く満足している。ポリベヘニルア
クリレート及び匹敵しうる長鎖ポリアクリレートの使用
は、出発原料の高価なことが明らかに障害となってい
る。ドイツ連邦共和国特許出願第P38 18 438号(非公
開)中には、原油、真空軽油(Vakuum Gasoel)および
残油から成るグループから成る流動特性が改善されたパ
ラフィン含有鉱油が記載されており、ここで、鉱油と
は、<30の温度でパラフィンの結晶化を開始し、結晶化
温度が15℃以下のポリアルキル(メタ)アクリレート或
いはポリジアルキルフマレートの群から選択された最低
一種のポリマーP1〜10,000ppmを含有するものを意味す
る。
18〜C24−アルキルエステルは、原油の低温流動特性を
改善できるという従来の技術の基となっている思想を知
っても、ポリアルキル(メタ)アクリレートの流動性改
善作用の最適化に寄与できる技術的法則は認められてい
なかった。
善剤の比較的高いコストは、より安価な原料と、可能な
限り同程度或いは優れている解決を求めることが課題と
なっている。
ば油中でのパラフィンの結晶化開始と温度との関連を測
定することができる(測定法は、A.Ecker“Erdoel und
Kohle"第38巻(6)281(1985);A.Ecker“Erdoel,Erdg
as"101,154(1982);B.L.Blain,NGLI−Spokesman,June
1976を参照)。
て晶出する。放散された熱は、示差熱分析(DTA)ある
いは好ましくは示差走査熱量計(DSC)を用いて、発熱
のピークとして検出でき、これによりパラフィンの結晶
化の開始を申し分なく測定できるが、一方、視察に基づ
く「ワックス出現点(Wax Appearance Point)」すなわ
ち「曇り点」の測定は、暗色の製品や残油には一般的に
は役に立たない。
の混合物は、この技術的要求を見事に満足することを発
見した。この様なポリアルキル(メタ)アクリレート成
分は、今までは効果がないか、或いは著しく低い効果と
して格付けされていたと考えられていたので、このこと
はなおさら意外であった。更に相乗的な効果もある。本
発明は長鎖ポリアルキル(メタ)アクリレートを含有す
る改善された流動特性を有する原油、真空軽油、残油か
ら成るグループの鉱油および鉱油製品に関するもので、
ここで、長鎖ポリアルキル(メタ)アクリレートが、 A)15℃より高い温度で結晶化を開始(DIN51,597によ
りイソオクタン0.1%溶液の曇り点として測定)するポ
リアルキル(メタ)アクリレートP1および B)A)のポリアルキル(メタ)アクリレートの結晶化
の開始と、B)項のポリアルキル(メタ)アクリレート
の結晶化あるいは沈殿の開始との温度差が最小5℃、好
ましくは10℃であることを条件として、150℃又はこれ
より低い温度で結晶化あるいは沈殿を開始するポリアル
キル(メタ)アクリレートP2 の混合物から成る。
ましく、特に1:10から10:1が好ましい。
メタクリル−酸エステルと、低級アルコールのエステル
との間の差は、結晶化の傾向(側鎖の結晶化)にあるこ
とは公知であり、この際、融点の位置は、ホモポリマー
あるいはコポリマー中の側鎖の炭素数すなわち長さ、
数、分布により決定的に影響される。
(メタ)アクリレートP1は、原則としてC18以上のアル
キル基から成るモノマー、或いはそれを大部分含有する
モノマーから形成されている。好ましくはC18〜C26のア
ルカノール、特にはC18〜C24のアルカノールのポリアル
キル(メタ)アクリレート、特にポリベヘニルアクリレ
ート(ポリマーP1−a)が適している。
始)を有するタイプBのポリアルキル(メタ)アクリレ
ートP2は、アクリル酸あるいはメタクリル酸の重合体
で、特に長鎖アルカノール(C1以上、好ましくはC8〜C
40)、またC16〜C24−アルキル基を有するもので、ここ
で、その選択は会合温度が上記の基準(<15℃)を満た
すようにする。その際、下記の選択基準を用いる: −18C原子以下、好ましくは12〜18C原子のアルキル基を
有するアクリル酸のエステルの重合或いは共重合。
酸の代わりにメタクリル酸のエステルの重合あるいは共
重合。
アルキル基または分岐のあるC1〜C40のアルキル基を有
するモノマーとの共重合。
る: ポリ牛脂アクリレート(C16〜C18−アルキルアクリレー
ト)=P2−a、ポリベヘニルメタクリレート(C18〜C24
−アルキルメタクリレート)=P2−b、ベヘニルアクリ
レート(C18〜C24−アルキルアクリレート)およびイソ
デシルアクリレートからの共重合体=P2−c。
0、好ましくは10000〜500000の間である。一般に、公知
の分子量調整剤、例えば硫黄系調整剤のタイプを使用し
てこの分子量範囲が保たれる(H.Rauch−Puntigam,Th.V
oelker,Acryl−und Methacrylverbindungen,Springer−
Verlag,Berlin 1967)。特にメルカプタン例えばドデシ
ルメルカプタンがモノマーに対して0.01−2重量%の量
で使用する。分子量の測定はゲル透過クロマトグラフィ
ーにより、ポリメチルメタクリレートを標準物質として
行った(Kirk−Othmer,Encyclopedia of Chemical Tech
nolog,第3版、第18巻、209,749頁、J.Wiley、1982参
照)。
公知の方法、例えば低級(メタ)アクリレート、例えば
メチル或いはエチルエステルと高級アルコールとのエス
テル交換反応により製造できる。次いでポリマーの製造
は、従来の技術のラジカル重合法により可能である(H.
Rauch−Puntingam.Th.Voelker Acryl−und Methacrylve
rbindungen,Springer−Verlag,Berlin,1967参照)。重
合媒体としては不活性媒体で鉱油そのもの、例えば100N
オイル(100N−oel)が推奨される。
に適合するように撹拌機、加熱装置、温度計、還流冷却
器および原料送入管を備えており、好ましくは不活性ガ
ス、例えば炭酸ガスの中で反応させる。さらに通常のラ
ジカル開始剤を使用するが、好ましくは過エステル、パ
ーオキサイドあるいはアゾ化合物、例えばt−ブチルパ
ーベンゾエート、t−ブチルパーピバレートを通常の濃
度、例えばモノマーの総重量当たり0.1−5重量%、好
ましくは0.3−1重量%の濃度で使用する。一般に本方
法は高い温度、好ましくは60℃以上、特に好ましくは70
−90℃で開始し、ここに重合開始剤を添加し、温度は80
℃以上、好ましくは140±10℃であってもよいピークに
達する。場合により、重合開始剤を再度添加し、また必
要があれば、加温により後重合を行わせることもでき
る。一般に重合は役5時間以内に終了する。
り改善される鉱油あるいは鉱油製品は、主として次のグ
ループの鉱油製品である: −原油 −常圧での沸点範囲が320−500℃(真の沸点)にある真
空軽油 −残油(350℃以上で蒸留される蒸留残油) (Winnacker−Kuechler,Chemisch Technologie第5巻、
第四版、Carl Hanser Verlag,Muenchen,1981参照)。
鉱油の産地あるいは使用する鉱油にとって重要な特性値
であり、その測定は専門家が日常的に行っているもので
ある。好ましい測定方法は、前記のようにDSCである。
で、その流動適性が改善されるように、産地に適合し
て、10000、特に50〜2000ppmである。
炭化水素、例えばキシレン、トルエン、灯油、シェルゾ
ル(SHELLSOL) で希釈することができる。このように
して得られた溶液は鉱油混合物の製造に使用できる。特
別な場合には、この溶液を油井ボーリンング頂部あるい
はパイプラインに直接送入することができる。
原油、真空油あるいは残油に有利に、高い温度例えば40
〜80℃で混合する。流動改善添加剤の効果は通常の輸送
の間中保持される。本発明のポリアルキル(メタ)アク
リレートP1とP2の他に、それ以外の流動改善剤の添加は
必要ないが、例えばエマルジョン防止剤のような異なる
成分を添加することができる。
P2がそれ自体の会合温度が15℃以下であって、それ自体
では効果がなく、またあってもごく僅かだと予想されて
いた。この組合の場合に、使用重合体の量から見て、重
合体P1単独より良好〜同等の効果が得られた。
はなく同等の効果の場合であっても、第二成分は入手が
容易で、安価なので、著しい利点となる。
デルを考えたが、この論議は、本発明の技術的思想に影
響を及ぼすものではなく、その第一相では、高い自己会
合温度を持つ成分は、原油長鎖パラフィンの結晶化に影
響を及ぼす。第二の「低温相」では、低い自己会合温度
を持つ第二成分が有効果である。これにより、有利な組
合せのための一つの選択基準が導かれるが、これは例外
や重なり合いがあるので、粗い見当をつけるのみと理解
すべきである。
と、例えば次のバッチから出発することができる:すな
わち、ポリベヘニルアクリレートが曇り点を最大0℃迄
低下させる原油中では、自己会合温度0〜15℃の混合成
分B)が適している。ポリベヘニルアクリレートで曇り
点を−5℃以下に低下できる原油の場合には、自己会合
温度−5℃以下を有する混合成分B)が最適である。
アクリレート)51kg、100Nオイル9kgおよびドデシルメ
ルカプタン0.051kgを装入し、CO2−アイスで脱ガスを
し、70℃まで加温した。次いで重合を開始させるために
t−ブチルパーピバレート0.191kgおよびt−ブチルパ
ーベンゾエート0.115kgを添加した。温度134℃に到達し
て一時間後にドデシルメルカプタン0.077kgおよびt−
ブチルパーベンゾエート0.051kgを添加し、130℃で3時
間後重合させた。
のメタクリレート)30kg、100Nオイル30kgおよびドデシ
ルメルカプタン0.60kgを入れた。CO2−アイスで混合物
の脱ガスの後に、70℃まで加温し、t−ブチルパーピバ
レート0.60kgを添加した。96.5℃に到達して2時間後に
130℃まで加熱し、ドデシルメルカプタン0.03kgおよび
t−ブチルパーベンゾエート0.06kgを添加した。5時間
後に重合は停止した。
リレート)102kg、100Nオイル18kgおよびドデシルメル
カプタン2.55kgを入れた。混合物をCO2−アイスの添加
により脱ガスした後、70℃まで加温した。ついでt−ブ
チルパーピバレート0.612kgを添加した。温度は142℃に
上昇した。ピーク最高温度到達後1〜2時間経過後に、
130℃で、それぞれドデシルメルカプタン0.204kgおよび
t−ブチルパーベンゾエート0.102kgを添加した。5時
間後に重合は停止した。
ート)85kg、100Nオイル15kgおよびドデシルメルカプタ
ン0.425kgを入れた。CO2−アイスを添加して混合物を脱
ガスをした後、70℃まで加温した。ついでt−ブチルパ
ーピバレート0.425kgを添加した。温度は148℃に上昇し
た。ピーク温度に到達して1および2時間経過後に、13
0℃で、それぞれドデシルメルカプタン0.17kgおよびt
−ブチルパーベンゾエート0.085kgを添加した。5時間
後に重合は停止した。
ポリマーP2−cの製造 200lの撹拌容器に、ベヘニルメタクリレート(C18〜2
4のメタクリレート)67.1kg、メチルメタクリレート7.9
kg、100Nオイル75kgおよびドデシルメルカプタン1.875k
gを入れた。CO2−アイスを添加して混合物を脱ガスをし
た後、70℃に加温した。ついでt−ブチルパーピバレー
ト0.3kgを添加し、これにより温度は94℃に上昇した。
反応開始後5時間に70℃においてドデシルメルカプタン
0.075kgおよびt−ブチルパーピバレート0.15kgをさら
に添加した。さらに6時間後に70℃で重合は停止した。
造 150lの撹拌容器に16〜18−アルキルメタクリレート
(例えばCondea社製のAlfoll618S アルコールを基とし
たもの)4.889kg、100Nオイル44.0kgおよびt−ブチル
パーオクトエート0.172kgを入れた。CO2−アイスによる
脱ガスの後、85℃まで加温した。ついで3.5時間以内にC
16〜18−アルキルメタクリレート51.111kgおよびt−ブ
チルパーオクトエート0.153kgを配量ポンプを用いて添
加した。添加後2時間にさらにt−ブチルパーオクトエ
ート0.112kgを添加した。その5時間後に重合は停止し
た。
造 150lの撹拌容器にC12〜18−アルキルメタクリレート
(平均炭素数14で、18%分岐。例えばShell社製のDoban
ol25L および牛脂アルコールの混合物を基としたも
の)2.967kg、100Nオイル26.7kgおよびt−ブチルパー
オクトエート0.083kgを入れ、CO2−アイスで脱ガスし、
85℃まで加温した。ついで3.5時間以内にC12〜18−アル
キルメタクリレート37.033kgおよびt−ブチルパーオク
トエート0.0741kgを添加した。添加後2時間にさらにt
−ブチルパーオクトエート0.08kgを添加した。5時間後
にさらに100Nオイル33.3kgで希釈した。
eを80℃で原油に添加した。すべての添加量は重合体基
準である。流動点はDIN51,597により、ヘルツオーグ社
(Fa.Herzog,Lauda)の自動測定装置により測定した。
例8の流動点を、DIN51,597(ASTM097−66)により測定
した。
ことを証明している。
流動点=30℃流動改善剤=ポリマー 75ppm 150ppm P1−a +15 +21 P2−b +30 +30 P3 +30 +27 P1−a:P2−b=1:1 +12 +9 P1−a:P2−a=2:1 +9 =1:1 +12 +6 =1:2 +9 =1:3 +9 例9 北海産原油、n−アルカン含有量8.6%、添加前の流
動点=12℃ 流動改善剤=ポリマー 4ppm8ppm 16ppm 30ppm P1−a +10 +5 +2 −15 P2−d +10 P1−a:P2−d=1:1 −8 =1:4 −7 −8 −16 =1:9 +3 ±0 −2 例10 北海産原油、n−アルカン含有量10.2%、添加前の流
動点=+6℃ 流動改善剤=ポリマー 10ppm 20ppm 500ppm P1−a −15 −19 P2−c +3 P2−d +6 +6 P2−e +6 P1−a:P2−c=1:1 −20 −22 P1−a:P2−d=1:1 −16 −24 =1:4 −14 P1−a:P2−e=1:1 −14 =1:4 −8 例11 パキスタン産原油、n−アルカン含有量23.6%、流動
点=+19℃ 流動改善剤=ポリマー 250ppm 500ppm 1000ppm P1−a −7 P2−a′ −3 −11 −14 P1−a:P2−a′=1:1 −3 −11 −18 =1:4 −7 −13 −18 =1:9 −9 −18 −18 例12 パキスタン産原油、n−アルカン含有量23.0%、流動
点=+9℃流動改善剤=ポリマー 100ppm P1−a −2 P2−a′ +3 P1−a:P2−a′=1:1 −5 =1:4 −3 =1:9 −2
Claims (3)
- 【請求項1】長鎖ポリアルキル(メタ)アクリレートを
含有する原油、真空軽油あるいは残油のグループから成
る、改善された流動特性を有する鉱油及び鉱油製品にお
いて、長鎖ポリアルキル(メタ)アクリレートは、 A)15℃より高い温度で結晶化を開始(イソオクタン0.
1%溶液の曇り点として測定)するポリアルキル(メ
タ)アクリレートP1および B)ポリアルキル(メタ)アクリレートP1の結晶化の開
始と、ポリアルキル(メタ)アクリレートP2との結晶化
の開始との温度差が最小5℃であることを条件として、
15℃あるいはこれ以下の温度で結晶化を開始するポリア
ルキル(メタ)アクリレートP2より成る混合物であるこ
とを特徴とする鉱油及び鉱油製品。 - 【請求項2】ポリアルキル(メタ)アクリレートの重量
比は、1:50〜50:1、好ましくは1:10〜10:1の範囲であ
る、請求項1記載の鉱油混合物。 - 【請求項3】ポリアルキル(メタ)アクリレートP1は、
C18−C24のアルカノールのアクリル酸エステルにより構
成されていることを特徴とする、請求項1又は2記載の
鉱油混合物。
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