JP4190190B2 - Compressor oil - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮機油に関するものであり、詳しくは、高圧ポリエチレン製造プラントのエチレン圧縮機等に使用される圧縮機油に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高圧ポリエチレン製造プラントで使用されるエチレン圧縮機においては、その機構上、ピストン、シールリングの空隙を通して潤滑油(圧縮機油)が液状またはガス状の吐出流体側に混入し得るため、得られるポリエチレン中に潤滑油が不純物として含まれる恐れがある。そのため、圧縮機油としては人体に対し安全性の高いものを使用することが望ましく、ホワイトオイルやポリブテン、ポリα−オレフィン等のポリオレフィンを基油としたものが広く使用されている。
【0003】
そして近年、製造コスト削減の点から、エチレン圧縮機の異常動作の発生に伴うシャットダウンの防止及びメンテナンス間隔の長期化が求められている。そこで、かかる要請に応えるべく、カルボン酸及びリン酸エステル(米国特許第5,763,371号公報)、グリセロール トリオレート(GTO)等のエステル化合物(米国特許第5,641,740号公報)等の添加剤を基油に配合して圧縮機油の潤滑性を向上する試みがなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の添加剤を配合した従来の圧縮機油にあっては、潤滑性が不十分であったり、また、添加剤が圧縮機油の酸化安定性を低下せしめて圧縮機油自体の使用寿命を短くするため、潤滑性を高めてもメンテナンス間隔を十分に長期化することは困難である。また、添加剤が金属等に対する腐食性を有している場合には、腐食摩耗の発生による圧縮機の異常動作が起こりやすく、装置のシャットダウンを十分に回避できない。
【0005】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、潤滑性と酸化安定性との双方を高水準でバランスよく達成可能な圧縮機油を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、脂肪酸とグリセリンとのトリエステルを含有する圧縮機油において、当該脂肪酸中のオレイン酸含有量が特定の範囲内である場合に潤滑性と酸化安定性との双方がバランスよく高められることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明の圧縮機油は、鉱油及び/又は合成油からなる基油と、圧縮機油全量を基準として0.001〜15質量%の脂肪酸とグリセリンとのトリエステルと、を含有する圧縮機油であって、前記脂肪酸の40〜98質量%がオレイン酸であり、前記トリエステルの総不飽和度が0.3以下であることを特徴とするものである。
【0008】
本発明によれば、脂肪酸とグリセリンとのトリエステルを含有する圧縮機油において、当該トリエステルの脂肪酸組成が上記の条件を満たすことによって、潤滑性と酸化安定性の双方がバランスよく十分に高められるので、腐食摩耗の発生を防止すると共に、圧縮機油自体の使用寿命を十分に長期化することが可能となる。従って、例えば高圧ポリエチレン製造プラントで使用されるエチレン圧縮機等において、圧縮機の異常動作によるシャットダウンの防止及びメンテナンス間隔の長期化が可能となり十分なコスト削減が実現される点で、本発明の圧縮機油は非常に有用である。
【0009】
また、本発明の圧縮機油においては、前記脂肪酸の1〜60質量%がリノール酸であることが好ましい。かかる脂肪酸組成を有するトリエステルを用いると、潤滑性及び酸化安定性がより向上する傾向にある。
【0010】
更に、本発明の圧縮機油においては、前記脂肪酸の0.1〜30質量%が炭素数1〜16の脂肪酸であることが好ましい。かかる脂肪酸組成を有するトリエステルを用いると、潤滑性及び酸化安定性がより向上する傾向にある。
【0011】
また更に、本発明の圧縮機油は、ホワイトオイル及びポリオレフィンからなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有することが好ましい。これにより、本発明の圧縮機油を高圧ポリエチレン製造プラントのエチレン圧縮機に用いた場合に、当該圧縮機油がポリエチレン中に残存しても製品の品質低下(安全性等)を招く恐れが小さくなる。
【0012】
また更に、本発明の圧縮機油は、酸化防止剤を更に含有することが好ましい。これにより圧縮機油の酸化安定性をより高めることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0014】
本発明の圧縮機油には、脂肪酸とグリセリンとのトリエステル(以下、単に「トリエステル」という)であって、該脂肪酸中の40〜98質量%がオレイン酸のものが含まれる。かかるトリエステルを用いることによって、潤滑性と酸化安定性との双方を高水準でバランスよく達成することができる。また、当該トリエステルを構成する脂肪酸中のオレイン酸の含有量は、潤滑性と酸化安定性との双方を高水準でバランスよく達成できる点から、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上であり、また、同様の点から好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。
【0015】
なお、本発明に係るトリエステルを構成する脂肪酸(以下、「構成脂肪酸」という)中のオレイン酸の割合や、後述するリノール酸等の割合は、日本油化学会制定の基準油脂分析法2.4.2項「脂肪酸組成」に準拠して測定されるものである。
【0016】
また、本発明に係るトリエステルの構成脂肪酸のうち、オレイン酸以外の脂肪酸としては、潤滑性及び酸化安定性を損なわない限り特に制限されないが、好ましくは炭素数6〜24の脂肪酸である。炭素数6〜24の脂肪酸としては、飽和脂肪酸でもよく、不飽和結合を1〜5個有する不飽和脂肪酸でもよい。また、当該脂肪酸は直鎖状、分岐鎖状のいずれであってもよい。さらに、分子内にカルボキシル基(−COOH)以外に水酸基(−OH)を1〜3個有していてもよい。このような脂肪酸としては、具体的には、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘニン酸、リグノセリン酸、ラウロレイン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、ガドレイン酸、エルシン酸、リシノール酸、リノール酸、リノレン酸、エレオステアリン酸、リカン酸、アラキドン酸、クルバドン酸等が挙げられる。これらの脂肪酸の中でも、潤滑性と酸化安定性との両立の点で、リノール酸が好ましく、トリエステルを構成する脂肪酸の1〜60質量%(より好ましくは2〜50質量%、更に好ましくは4〜40質量%)がリノール酸であることがより好ましい。
【0017】
更に、本発明に係るトリエステルにおいては、潤滑性と酸化安定性との両立の点で、構成脂肪酸中の0.1〜30質量%(より好ましくは0.5〜20質量%、更に好ましくは1〜10質量%)が炭素数6〜16の脂肪酸であることが好ましい。炭素数6〜16の脂肪酸の割合が0.1質量%未満であると酸化安定性が低下する傾向にあり、他方、30質量%を超えると潤滑性が低下する傾向にある。
【0018】
また、本発明に係るトリエステルにおいては、当該トリエステルの総不飽和度は0.3以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましい。トリエステルの総不飽和度が0.3より大きくなると、本発明の圧縮機油の酸化安定性が悪くなる傾向にある。なお、本発明でいう総不飽和度とは、ポリウレタン用ポリエーテルの代わりにトリエステルを用いる以外はJIS K1557−1970 「ポリウレタン用ポリエーテル試験方法」に準じて、同様の装置・操作法により測定される総不飽和度をいう。
【0019】
本発明に係るトリエステルとしては、構成脂肪酸中のオレイン酸の割合等が上記の条件を満たすものであれば、合成により得られるものを用いてもよく、或いは当該トリエステルを含有する植物油等の天然油を用いてもよいが、人体に対する安全性の点から、植物油等の天然油を用いることが好ましい。かかる植物油としては、菜種油、ひまわり油、大豆油、トウモロコシ油、キャノーラ油が好ましく、中でもひまわり油及び大豆油が特に好ましい。
【0020】
ここで、天然の植物油の多くは総不飽和度が0.3を超えるものであるが、その精製工程で水素化等の処理により総不飽和度を小さくすることが可能である。また、遺伝子組み替え技術により総不飽和度の低い植物油を容易に製造することができる。例えば総不飽和度が0.3以下でありかつオレイン酸が70質量%以上のものとして高オレイン酸キャノーラ油等、80質量%以上のものとして高オレイン酸大豆油、高オレイン酸ひまわり油などを例示することができる。
【0021】
本発明においては、上記のトリエステルを単独で圧縮機油として用いてもよいが、潤滑性と酸化安定性との両立の点からは、当該トリエステルを所定の基油に配合して使用することが好ましい。かかる基油としては、鉱油、合成油のいずれであってもよく、これらの混合物であってもよい。
【0022】
本発明において使用される鉱油としては、例えば原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、接触脱ろう、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の精製処理を適宜組み合わせて精製したパラフィン系鉱油又はナフテン系鉱油が挙げられる。
【0023】
また、本発明において使用される合成油としては、具体的には、プロピレンオリゴマー、ポリブテン、ポリイソブチレン、1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマー、エチレンとプロピレンとのコオリゴマー、エチレンと1−オクテンとのコオリゴマー、エチレンと1−デセンとのコオリゴマー等のポリα−オレフィン又はそれらの水素化物;イソパラフィン;モノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、ポリアルキルベンゼン等のアルキルベンゼン;モノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン、ポリアルキルナフタレン等のアルキルナフタレン;ジオクチルアジペート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ−2−エチルヘキシルセバケート、ジトリデシルグルタレート等の二塩基酸エステル;トリメリット酸等の三塩基酸エステル;トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール2−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等のポリオールエステル;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコール、ポリエチレングリコールモノエーテル、ポリプロピレングリコールモノエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコールモノエーテル、ポリエチレングリコールジエーテル、ポリプロピレングリコールジエーテル、ポリオキシエチレンオキシプロピレングリコールジエーテル等のポリグリコール;モノアルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、モノアルキルトリフェニルエーテル、ジアルキルトリフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル等のフェニルエーテル;シリコーン油;パーフルオロエーテル等のフルオロエーテル、等が挙げられ、これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0024】
また、本発明の圧縮機油をエチレン圧縮機等に適用する場合には、上記の基油の中でも、ホワイトオイル及び/又はポリオレフィンを用いることが好ましい。これにより、当該圧縮機油がポリエチレン中に残存しても製品の品質低下(安全性等)を招く恐れが小さくなる。
【0025】
本発明で用いられるホワイトオイルは流動パラフィンとも呼ばれるもので、鉱油を硫酸処理又は水素化処理等で高度精製したものを意味する。より具体的には、JIS K 2231「流動パラフィン」の規定に合致するもの、すなわち、腐食試験(100℃、3時間)の評点が1以下であり、色(セーボルト)が+30以上であり、硫酸呈色試験において標準色溶液と同等の色又はこれよりも淡色を示し、ニトロナフタリン試験において黄色結晶(ニトロナフタリン)が残存しないものがホワイトオイルである。
【0026】
また、ポリオレフィンとしては、各種オレフィンの重合体が使用可能であるが、中でもブテン(1−ブテン、2−ブテン、イソブテン)又は炭素数6〜20のαオレフィンの重合体が好ましい。また、ポリオレフィンの平均分子量は100〜3000の範囲内であることが好ましい。
【0027】
上記基油の動粘度は特に制限されないが、潤滑性の点から、40℃における動粘度は10mm2/s以上であることが好ましく、25mm2/s以上であることがより好ましく、50mm2/s以上であることが更に好ましい。また、作業性の点から、当該基油の40℃における動粘度は1500mm2/s以下であることが好ましく、1000mm2/s以下であることがより好ましく、500mm2/s以下であることが更に好ましい。
【0028】
上記基油へのトリエステルの配合量は、潤滑性及び酸化安定性の両立の点から、圧縮機油全量を基準として好ましくは0.001〜15質量%であり、より好ましくは0.01〜10質量%であり、更に好ましくは1〜5質量%である。トリエステルの配合量が0.001質量%未満であると潤滑性が低下する傾向にあり、他方、15質量%を超えると酸化安定性が低下したり、腐食摩耗が発生しやすくなるなど潤滑性が低下する傾向にある。
【0029】
また、本発明の圧縮機油は酸化防止剤をさらに含有することが好ましい。かかる酸化防止剤としては特に制限されないが、例えばフェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、ジチオリン酸亜鉛系酸化防止剤、アスコルビン酸(ビタミンC)、アスコルビン酸の脂肪酸エステル、トコフェロール(ビタミンE)等が挙げられる。これらの中でも、アスコルビン酸、アスコルビン酸の脂肪酸エステル、トコフェロール、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール(DBPC)、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、2−tert−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、3−tert−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、1,2−ジハイドロ−6−エトキシ−2,2,4−トリメトキシキノリン(エトキシキン)、2−(1,1−ジメチル)−1,4−ベンゼンジオール(TBHQ)及び2,4,5−トリヒドロキシブチロフェノン(THBP)が好ましく、アスコルビン酸、アスコルビン酸の脂肪酸エステル、トコフェロール、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシアニソールがより好ましく、トコフェロールが特に好ましい。
【0030】
また、酸化防止剤の含有量は特に制限されないが、組成物全量を基準として、好ましくは0.01〜10質量%であり、より好ましくは0.05〜5質量%であり、更に好ましくは0.2〜3質量%であり、一層好ましくは0.3〜2質量%であり、特に好ましくは0.4〜1質量%である。
【0031】
更に、本発明においては、圧縮機油の性能を一層高める目的で、必要に応じてさび止め剤、金属系清浄剤、無灰分散剤、金属不活性化剤、摩耗防止剤、流動点降下剤、消泡剤等を単独で、又は2種以上組み合わせて配合してもよい。
【0032】
さび止め剤としては、具体的には、脂肪酸類、脂肪族アミン類、有機スルフォン酸金属塩、有機リン酸金属塩、アルケニルコハク酸エステル、多価アルコールエステル等が挙げられる。
【0033】
金属系清浄剤剤としては、中性、塩基性又は過塩基性のアルカリ金属スルフォネート、アルカリ金属フェネート、アルカリ金属サリシレート、アルカリ土類金属フェネート、アルカリ土類金属サリシレート等が例示でき、かかるアルカリ金属としてはナトリウム、カリウム等、アルカリ土類金属としてはマグネシウム、カルシウム等が例示できる。
【0034】
無灰分散剤としては、アルケニルコハク酸イミド、ポリアルケニルポリアミン、ベンジルアミン等の、いわゆる潤滑油用の無灰分散剤だけでなく、ポリメタクリレートやポリアクリレートなどのポリマーに窒素を含有する極性モノマーを導入した分散型粘度指数向上剤等も使用可能である。
【0035】
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール系化合物、チアジアゾール系化合物、イミダゾール系化合物等が挙げられる。
【0036】
摩耗防止剤としては、例えば硫黄系化合物が使用できる。硫黄系化合物としては、具体的には、ジスルフィド類、硫化オレフィン類、硫化油脂類等が挙げられる。
【0037】
流動点降下剤としては、潤滑油基油に適合するポリメタクリレート系のポリマー等が挙げられ、消泡剤としては、例えばジメチルシリコーン等のシリコーン類が挙げられる。
【0038】
これらの添加剤の配合量は任意に選定することができるが、圧縮機油全量を基準とした各添加剤の配合量は、さび止め剤で0.001〜3質量%、金属系清浄剤で0.01〜3質量%、無灰分散剤で0.01〜3質量%、金属不活性化剤で0.001〜3質量%、摩耗防止剤で0.01〜5質量%、流動点降下剤で0.01〜5質量%、消泡剤で0.0001〜0.05質量%の範囲内であることが好ましい。
【0039】
本発明の圧縮機油の動粘度は、特に限定されず任意であるが、潤滑性の点から、40℃における動粘度は10mm2/s以上であることが好ましく、25mm2/s以上であることがより好ましく、50mm2/s以上であることが更に好ましい。また、作業性の点から、当該基油の40℃における動粘度は1500mm2/s以下であることが好ましく、1000mm2/s以下であることがより好ましく、500mm2/s以下であることが更に好ましい。
【0040】
また、引火点も任意であるが、火災の危険性等の点から70℃以上、より好ましくは200℃以上である。全酸価についても、特に限定されず任意であるが、不純物としての遊離脂肪酸が多すぎると酸化安定性を低下させることがあるため、0〜2.0mgKOH/g、より好ましくは0〜0.5mgKOH/gである。
【0041】
本発明の圧縮機油は、潤滑性及び酸化安定性をバランスよく高水準で両立するものであり、いかなる形式の圧縮機にも適用可能であるが、中でも往復動型圧縮機に好適に用いられ、特にブランジャー型圧縮機に好適に用いられる。なお、ブランジャー型圧縮機とは、円筒状のピストンを備える圧縮機であって、駆動軸を有さず、ピストンがシリンダーの中を自由に移動できる構造のものである。
【0042】
また、圧縮機の吐出圧については特に制限されないが、本発明の圧縮機油は吐出圧が超高圧(通常10MPa以上、好ましくは50MPa以上、より好ましくは100MPa以上)である圧縮機に好適に使用される。
【0043】
また、本発明の圧縮機油は、いかなる流体の圧縮機にも適用可能であるが、有機ガス用又は二酸化炭素用の圧縮機に好適に使用される。
【0044】
ここでいう有機ガスとはガス状の有機化合物の総称であり、炭素及び水素のみからなる炭化水素化合物と、炭素及び水素の他に酸素、窒素等の元素を含む化合物との双方を包含するものである。
【0045】
かかる有機ガスとしては、例えば各種合成樹脂の原料モノマーが挙げられる。合成樹脂の具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂(ユリヤ樹脂、メラミン樹脂等)、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン(ウレタン樹脂)、ポリイミド等の熱硬化性樹脂などが挙げられる。また、メタン、エタン、プロパン、イソブタン等の飽和炭化水素ガス用の圧縮機にも、本発明の圧縮機油は好適に使用される。
【0046】
更に、本発明の圧縮機油は、上記有機ガスの中でも炭素−炭素二重結合を有する不飽和有機化合物ガスの圧縮に使用される圧縮機に好適であり、これにより当該不飽和有機化合物の付加重合による合成樹脂の製造を好適に行うことができる。かかる不飽和有機化合物の炭素数は、好ましくは2〜6であり、より好ましくは2〜4であり、更に好ましくは2〜3である。このような不飽和有機化合物としては、具体的には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、2−ブテン、イソブテン(2−メチルプロピレン)等が挙げられる。
【0047】
【実施例】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【0048】
実施例1〜11、比較例1〜12
実施例1〜11及び比較例1〜12においては、それぞれ以下に示す基油及び添加剤を用いた。
【0049】
[基油]
基油1:ホワイトオイル(40℃における動粘度:150mm2/s)
基油2:ホワイトオイル(40℃における動粘度:220mm2/s)
基油3:ポリブテン(40℃における動粘度:260mm2/s、平均分子量:550)
基油4:ポリα−オレフィン(1−デセンオリゴマーの重合体、40℃における動粘度:260mm2/s、平均分子量:900)
[添加剤]
添加剤1:高オレイン酸大豆油
添加剤2:高オレイン酸ひまわり油
添加剤3:高オレイン酸菜種油
添加剤4:菜種油
添加剤5:グリセリントリオレート
添加剤6:トコフェロール(酸化防止剤)
添加剤1〜4に含まれるトリエステルの構成脂肪酸組成、並びに各添加剤の総不飽和度、40℃における動粘度、流動点、引火点、全酸価を表1に示す。
【表1】

Figure 0004190190
【0051】
これらの基油及び添加剤をそれぞれ表2〜5に示す組成となるように配合して圧縮機油を調製し、後述する潤滑性試験及び酸化安定性に用いた。なお、表2〜5中の添加剤配合量は、圧縮機油全量を基準としたものである。
【表2】
Figure 0004190190
【表3】
Figure 0004190190
【表4】
Figure 0004190190
【表5】
Figure 0004190190
【0056】
[潤滑性試験]
ASTM D 3233−93“Standard Test Methods for Measurement of Extreme Pressure Properties of Fluid Lubricants(Falex Pin Vee Block Methods)”に準拠して、以下の手順で焼付荷重を測定した。なお、本試験においては、銅−鉛合金からなる外径6.35mm(1/4インチ)、長さ31.75mm(1・1/4インチ)のピン(ジャーナル)及びタングステンカーバイドからなる角度96度のV型ブロックを用いた。
【0057】
先ず、160ml/minの流量でN2ガスを試験油中に吹き込みながら、回転数290rpm、開始温度70℃、荷重200lbで5分間運転を行い、荷重を250lbに増加し一定に保持して更に5分間運転した。その後、5分毎に荷重を10lbずつ増加させて5分間一定に保持して運転した。荷重の保持は歯数の調整により行い、5分間荷重を一定に保持するために必要な歯数の調整量が6山を越えた場合に異常摩耗が発生したと判断し、このときの荷重を焼付荷重とした。各実施例及び比較例で得られた焼付荷重を表2〜5に示す。
【0058】
[酸化安定性試験]
JIS K 2514「潤滑油−酸化安定度試験方法」の「6.回転ボンベ式酸化安定度試験方法」に準拠して、各資料油のRBOT値を測定した。
【0059】
表2、3に示したように、本発明の圧縮機油にかかる実施例1〜12では、いずれも潤滑性と酸化安定性との双方が高水準でバランスよく達成されていることが確認された。
【0060】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、脂肪酸とグリセリンとのトリエステルを含有する圧縮機油において、当該トリエステルの脂肪酸組成が上記特定の条件を満たすことによって、潤滑性と酸化安定性の双方がバランスよく十分に高められるので、腐食摩耗の発生を防止すると共に、圧縮機油自体の使用寿命を十分に長期化することが可能となる。従って、例えば高圧ポリエチレン製造プラントで使用されるエチレン圧縮機等において、圧縮機の異常動作によるシャットダウンの防止及びメンテナンス間隔の長期化が可能となり十分なコスト削減が実現される点で、本発明の圧縮機油は非常に有用である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a compressor oil, and more particularly to a compressor oil used for an ethylene compressor or the like of a high-pressure polyethylene production plant.
[0002]
[Prior art]
In an ethylene compressor used in a high-pressure polyethylene production plant, lubricating oil (compressor oil) can be mixed into the liquid or gaseous discharge fluid side through the gap between the piston and seal ring due to its mechanism. May contain lubricating oil as an impurity. Therefore, it is desirable to use a compressor oil that is highly safe for the human body, and those based on polyolefins such as white oil, polybutene, and poly α-olefin are widely used.
[0003]
In recent years, in order to reduce manufacturing costs, there has been a demand for prevention of shutdown due to the occurrence of abnormal operation of the ethylene compressor and lengthening the maintenance interval. Therefore, in order to meet such a demand, ester compounds (US Pat. No. 5,641,740) such as carboxylic acid and phosphate ester (US Pat. No. 5,763,371), glycerol trioleate (GTO), etc. Attempts have been made to improve the lubricity of compressor oils by blending these additives with the base oil.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in conventional compressor oils containing the above additives, the lubricity is insufficient, or the additives reduce the oxidation stability of the compressor oil and shorten the service life of the compressor oil itself. Therefore, it is difficult to sufficiently extend the maintenance interval even if the lubricity is improved. In addition, when the additive is corrosive to metals or the like, abnormal operation of the compressor is likely to occur due to the occurrence of corrosive wear, and shutdown of the apparatus cannot be sufficiently avoided.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a compressor oil that can achieve both lubricity and oxidation stability at a high level in a well-balanced manner.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention, in a compressor oil containing a triester of fatty acid and glycerin, when the oleic acid content in the fatty acid is within a specific range. It has been found that both lubricity and oxidation stability can be improved in a balanced manner, and the present invention has been completed.
[0007]
That is, compressor oil according to the present invention, mineral oil and / or a base oil consisting of synthetic oil, and triesters of 0.001 mass% of a fatty acid and glycerin compressor oil based on the total in the compressor oil containing there are, 40 to 98 wt% of the fatty Ri der oleic acid, total unsaturation degree of the triester is characterized in der Rukoto 0.3.
[0008]
According to the present invention, in a compressor oil containing a triester of fatty acid and glycerin, both the lubricity and the oxidative stability are sufficiently improved in a well-balanced manner when the fatty acid composition of the triester satisfies the above conditions. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of corrosive wear and sufficiently extend the service life of the compressor oil itself. Therefore, for example, in an ethylene compressor used in a high-pressure polyethylene manufacturing plant, it is possible to prevent a shutdown due to an abnormal operation of the compressor and to prolong maintenance intervals, thereby realizing a sufficient cost reduction. Machine oil is very useful.
[0009]
Moreover, in the compressor oil of this invention, it is preferable that 1-60 mass% of the said fatty acid is linoleic acid. When a triester having such a fatty acid composition is used, lubricity and oxidation stability tend to be further improved.
[0010]
Furthermore, in the compressor oil of this invention, it is preferable that 0.1-30 mass% of the said fatty acid is a C1-C16 fatty acid. When a triester having such a fatty acid composition is used, lubricity and oxidation stability tend to be further improved.
[0011]
Furthermore, the compressor oil of the present invention preferably further contains at least one selected from the group consisting of white oil and polyolefin. As a result, when the compressor oil of the present invention is used in an ethylene compressor of a high-pressure polyethylene manufacturing plant, even if the compressor oil remains in the polyethylene, the risk of product quality deterioration (safety etc.) is reduced.
[0012]
Furthermore, the compressor oil of the present invention preferably further contains an antioxidant. Thereby, the oxidation stability of compressor oil can be improved more.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.
[0014]
The compressor oil of the present invention includes a triester of fatty acid and glycerin (hereinafter simply referred to as “triester”), and 40 to 98% by mass of the fatty acid contains oleic acid. By using such triesters, both lubricity and oxidation stability can be achieved at a high level in a well-balanced manner. In addition, the content of oleic acid in the fatty acid constituting the triester is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass from the viewpoint that both lubricity and oxidation stability can be achieved at a high level in a balanced manner. % Or more, more preferably 70% by mass or more, and preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less from the same point.
[0015]
In addition, the ratio of oleic acid in the fatty acid (hereinafter referred to as “constituent fatty acid”) constituting the triester according to the present invention, the ratio of linoleic acid and the like to be described later are the standard fat analysis method established by the Japan Oil Chemists' Society 2. It is measured according to Section 4.2 “Fatty Acid Composition”.
[0016]
Further, among the constituent fatty acids of the triester according to the present invention, fatty acids other than oleic acid are not particularly limited as long as they do not impair lubricity and oxidative stability, but are preferably fatty acids having 6 to 24 carbon atoms. The fatty acid having 6 to 24 carbon atoms may be a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid having 1 to 5 unsaturated bonds. In addition, the fatty acid may be linear or branched. Furthermore, you may have 1-3 hydroxyl groups (-OH) other than a carboxyl group (-COOH) in a molecule | numerator. Specific examples of such fatty acids include caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, lauroleic acid, myristoleic acid, palmitolein. Examples include acid, gadoleic acid, erucic acid, ricinoleic acid, linoleic acid, linolenic acid, eleostearic acid, ricanoic acid, arachidonic acid, and carbadoic acid. Among these fatty acids, linoleic acid is preferable in terms of both lubricity and oxidation stability, and is 1 to 60% by mass (more preferably 2 to 50% by mass, still more preferably 4%) of the fatty acid constituting the triester. More preferably, ˜40 mass%) is linoleic acid.
[0017]
Furthermore, in the triester according to the present invention, 0.1 to 30% by mass (more preferably 0.5 to 20% by mass, and still more preferably) in the constituent fatty acids in terms of both lubricity and oxidation stability. 1 to 10% by mass) is preferably a fatty acid having 6 to 16 carbon atoms. When the proportion of the fatty acid having 6 to 16 carbon atoms is less than 0.1% by mass, the oxidation stability tends to decrease, and when it exceeds 30% by mass, the lubricity tends to decrease.
[0018]
Moreover, in the triester according to the present invention, the total unsaturation degree of the triester is preferably 0.3 or less, and more preferably 0.2 or less. When the total degree of unsaturation of the triester is greater than 0.3, the oxidation stability of the compressor oil of the present invention tends to deteriorate. The total degree of unsaturation as used in the present invention is measured by the same apparatus and operation method according to JIS K1557-1970 “Testing method for polyether for polyurethane” except that triester is used instead of polyether for polyurethane. Is the total degree of unsaturation.
[0019]
As the triester according to the present invention, as long as the ratio of oleic acid in the constituent fatty acid satisfies the above-mentioned conditions, those obtained by synthesis may be used, or vegetable oils containing the triester, etc. Although natural oil may be used, it is preferable to use natural oil such as vegetable oil from the viewpoint of safety to the human body. As such vegetable oil, rapeseed oil, sunflower oil, soybean oil, corn oil and canola oil are preferable, and sunflower oil and soybean oil are particularly preferable.
[0020]
Here, many of the natural vegetable oils have a total unsaturation level exceeding 0.3, but the total unsaturation level can be reduced by treatment such as hydrogenation in the refining process. In addition, vegetable oils having a low total unsaturation can be easily produced by gene recombination techniques. For example, high oleic canola oil or the like having a total unsaturation of 0.3 or less and oleic acid of 70% by weight or more, high oleic soybean oil, high oleic sunflower oil or the like having 80% by weight or more. It can be illustrated.
[0021]
In the present invention, the above triester may be used alone as a compressor oil. However, from the viewpoint of compatibility between lubricity and oxidation stability, the triester should be blended with a predetermined base oil. Is preferred. Such base oil may be either mineral oil or synthetic oil, or a mixture thereof.
[0022]
As the mineral oil used in the present invention, for example, a lubricating oil fraction obtained by subjecting crude oil to atmospheric distillation and vacuum distillation is subjected to solvent removal, solvent extraction, hydrocracking, solvent dewaxing, catalytic dewaxing, contact Paraffinic mineral oil or naphthenic mineral oil refined by appropriately combining purification treatments such as dewaxing, hydrorefining, sulfuric acid washing, and clay treatment may be mentioned.
[0023]
Specific examples of the synthetic oil used in the present invention include propylene oligomer, polybutene, polyisobutylene, 1-octene oligomer, 1-decene oligomer, ethylene and propylene co-oligomer, ethylene and 1-octene. Poly-α-olefins such as ethylene and 1-decene co-oligomers or their hydrides; isoparaffins; alkylbenzenes such as monoalkylbenzenes, dialkylbenzenes, polyalkylbenzenes; monoalkylnaphthalenes, dialkylnaphthalenes, polyalkylnaphthalenes, etc. Dioctyl adipate, di-2-ethylhexyl adipate, diisodecyl adipate, ditridecyl adipate, di-2-ethylhexyl sebacate, ditridecyl glutarate Dibasic acid esters such as trimellitic acid; polyol esters such as trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane pelargonate, pentaerythritol 2-ethylhexanoate, pentaerythritol pelargonate; polyethylene glycol, Polypropylene glycol, polyoxyethyleneoxypropylene glycol, polyethylene glycol monoether, polypropylene glycol monoether, polyoxyethyleneoxypropylene glycol monoether, polyethylene glycol diether, polypropylene glycol diether, polyoxyethyleneoxypropylene glycol diether, etc. Glycol; monoalkyl diphenyl ether, dialkyl diphenyl ether , Monoalkyl triphenyl ether, dialkyl triphenyl ether, tetraphenyl ether, monoalkyl tetraphenyl ether, dialkyl tetraphenyl ether, phenyl ether such as pentaphenyl ether; silicone oil; fluoro ether such as perfluoro ether, etc. These can be used alone or in combination of two or more.
[0024]
Moreover, when applying the compressor oil of this invention to an ethylene compressor etc., it is preferable to use white oil and / or polyolefin among said base oil. As a result, even if the compressor oil remains in the polyethylene, the risk of product quality degradation (safety etc.) is reduced.
[0025]
The white oil used in the present invention is also called liquid paraffin and means a highly refined mineral oil by sulfuric acid treatment or hydrogenation treatment. More specifically, those that conform to the provisions of JIS K 2231 “liquid paraffin”, that is, the rating of the corrosion test (100 ° C., 3 hours) is 1 or less, the color (Saebold) is +30 or more, and sulfuric acid A white oil is one that shows a color equivalent to or lighter than the standard color solution in the color test and no yellow crystals (nitronaphthalene) remain in the nitronaphthalene test.
[0026]
As the polyolefin, polymers of various olefins can be used, but among them, butene (1-butene, 2-butene, isobutene) or α-olefin polymer having 6 to 20 carbon atoms is preferable. Moreover, it is preferable that the average molecular weight of polyolefin exists in the range of 100-3000.
[0027]
The kinematic viscosity of the base oil is not particularly limited, but from the viewpoint of lubricity, the kinematic viscosity at 40 ° C. is preferably 10 mm 2 / s or more, more preferably 25 mm 2 / s or more, and 50 mm 2 / s. More preferably, it is s or more. From the viewpoint of workability, the base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of preferably 1500 mm 2 / s or less, more preferably 1000 mm 2 / s or less, and 500 mm 2 / s or less. Further preferred.
[0028]
The blending amount of the triester in the base oil is preferably 0.001 to 15% by mass, more preferably 0.01 to 10%, based on the total amount of the compressor oil, from the viewpoint of compatibility between lubricity and oxidation stability. It is 1 mass%, More preferably, it is 1-5 mass%. If the triester content is less than 0.001% by mass, the lubricity tends to decrease. On the other hand, if it exceeds 15% by mass, the oxidation stability decreases and corrosion wear tends to occur. Tend to decrease.
[0029]
The compressor oil of the present invention preferably further contains an antioxidant. Such an antioxidant is not particularly limited, and examples thereof include phenolic antioxidants, amine antioxidants, zinc dithiophosphate antioxidants, ascorbic acid (vitamin C), fatty acid esters of ascorbic acid, tocopherol (vitamin E). Etc. Among these, ascorbic acid, fatty acid ester of ascorbic acid, tocopherol, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol (DBPC), 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyanisole, 2-tert -Butyl-4-hydroxyanisole, 3-tert-butyl-4-hydroxyanisole, 1,2-dihydro-6-ethoxy-2,2,4-trimethoxyquinoline (ethoxyquin), 2- (1,1-dimethyl) ) -1,4-benzenediol (TBHQ) and 2,4,5-trihydroxybutyrophenone (THBP) are preferred, ascorbic acid, fatty acid ester of ascorbic acid, tocopherol, 2,6-di-tert-butyl-p- Cresol, 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy aniso Still more preferably, tocopherol being particularly preferred.
[0030]
Further, the content of the antioxidant is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 5% by mass, and still more preferably 0, based on the total amount of the composition. It is 2-3 mass%, More preferably, it is 0.3-2 mass%, Most preferably, it is 0.4-1 mass%.
[0031]
Furthermore, in the present invention, for the purpose of further improving the performance of the compressor oil, a rust inhibitor, a metal-based detergent, an ashless dispersant, a metal deactivator, an antiwear agent, a pour point depressant, an anti-erosion agent, as necessary. You may mix | blend foaming agents etc. individually or in combination of 2 or more types.
[0032]
Specific examples of the rust inhibitor include fatty acids, aliphatic amines, organic sulfonic acid metal salts, organic phosphoric acid metal salts, alkenyl succinic acid esters, and polyhydric alcohol esters.
[0033]
Examples of the metal detergent include neutral, basic or overbased alkali metal sulfonates, alkali metal phenates, alkali metal salicylates, alkaline earth metal phenates, alkaline earth metal salicylates, and the like. Can be exemplified by sodium and potassium, and examples of alkaline earth metals include magnesium and calcium.
[0034]
As ashless dispersants, not only ashless dispersants for so-called lubricating oils such as alkenyl succinimides, polyalkenyl polyamines and benzylamines, but also polar polymers containing nitrogen are introduced into polymers such as polymethacrylates and polyacrylates. A dispersion type viscosity index improver or the like can also be used.
[0035]
Examples of metal deactivators include benzotriazole compounds, thiadiazole compounds, and imidazole compounds.
[0036]
As the antiwear agent, for example, a sulfur compound can be used. Specific examples of the sulfur compound include disulfides, sulfurized olefins, sulfurized fats and oils, and the like.
[0037]
Examples of the pour point depressant include polymethacrylate polymers that are compatible with lubricating base oils, and examples of the antifoaming agent include silicones such as dimethyl silicone.
[0038]
The blending amount of these additives can be arbitrarily selected, but the blending amount of each additive based on the total amount of compressor oil is 0.001 to 3% by mass for the rust inhibitor and 0 for the metallic detergent. 0.01 to 3 mass%, 0.01 to 3 mass% for ashless dispersant, 0.001 to 3 mass% for metal deactivator, 0.01 to 5 mass% for antiwear agent, pour point depressant The content is preferably 0.01 to 5% by mass and 0.0001 to 0.05% by mass with the antifoaming agent.
[0039]
The kinematic viscosity of the compressor oil of the present invention is not particularly limited and is arbitrary. From the viewpoint of lubricity, the kinematic viscosity at 40 ° C. is preferably 10 mm 2 / s or more, and 25 mm 2 / s or more. Is more preferable, and it is still more preferable that it is 50 mm < 2 > / s or more. From the viewpoint of workability, the base oil has a kinematic viscosity at 40 ° C. of preferably 1500 mm 2 / s or less, more preferably 1000 mm 2 / s or less, and 500 mm 2 / s or less. Further preferred.
[0040]
Also, the flash point is arbitrary, but it is 70 ° C. or higher, more preferably 200 ° C. or higher from the viewpoint of fire risk. The total acid value is also not particularly limited and is arbitrary. However, if there are too many free fatty acids as impurities, the oxidation stability may be lowered, so 0 to 2.0 mgKOH / g, more preferably 0 to 0.00. 5 mg KOH / g.
[0041]
The compressor oil of the present invention achieves a balance between lubricity and oxidation stability at a high level and can be applied to any type of compressor, but is preferably used for a reciprocating compressor, Particularly, it is suitably used for a blanker type compressor. In addition, a blanker type compressor is a compressor provided with a cylindrical piston, and does not have a drive shaft, but has a structure in which the piston can freely move in the cylinder.
[0042]
Further, the discharge pressure of the compressor is not particularly limited, but the compressor oil of the present invention is suitably used for a compressor having an ultrahigh pressure (usually 10 MPa or more, preferably 50 MPa or more, more preferably 100 MPa or more). The
[0043]
The compressor oil of the present invention can be applied to any fluid compressor, but is preferably used for a compressor for organic gas or carbon dioxide.
[0044]
The organic gas here is a general term for gaseous organic compounds, and includes both hydrocarbon compounds consisting only of carbon and hydrogen, and compounds containing elements such as oxygen and nitrogen in addition to carbon and hydrogen. It is.
[0045]
Examples of the organic gas include raw material monomers for various synthetic resins. Specific examples of synthetic resins include thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, acrylic resin, polyamide, polycarbonate, and polyacetal, phenol resins, amino resins (such as urea resins and melamine resins), and unsaturated polyester resins. , Epoxy resin, acrylic resin, polyurethane (urethane resin), thermosetting resin such as polyimide, and the like. The compressor oil of the present invention is also preferably used for compressors for saturated hydrocarbon gases such as methane, ethane, propane, and isobutane.
[0046]
Furthermore, the compressor oil of the present invention is suitable for a compressor used for compression of an unsaturated organic compound gas having a carbon-carbon double bond among the above organic gases, whereby addition polymerization of the unsaturated organic compound is performed. Thus, the synthetic resin can be suitably produced. Such unsaturated organic compounds preferably have 2 to 6 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms, and still more preferably 2 to 3 carbon atoms. Specific examples of such unsaturated organic compounds include ethylene, propylene, 1-butene, 2-butene, and isobutene (2-methylpropylene).
[0047]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example and a comparative example, this invention is not limited to a following example at all.
[0048]
Examples 1-11, Comparative Examples 1-12
In Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 12, the following base oils and additives were used, respectively.
[0049]
[Base oil]
Base oil 1: white oil (kinematic viscosity at 40 ° C .: 150 mm 2 / s)
Base oil 2: white oil (kinematic viscosity at 40 ° C .: 220 mm 2 / s)
Base oil 3: polybutene (kinematic viscosity at 40 ° C .: 260 mm 2 / s, average molecular weight: 550)
Base oil 4: poly α-olefin (polymer of 1-decene oligomer, kinematic viscosity at 40 ° C .: 260 mm 2 / s, average molecular weight: 900)
[Additive]
Additive 1: High oleic soybean oil additive 2: High oleic sunflower oil additive 3: High oleic rapeseed oil additive 4: Colza oil additive 5: Glycerol trioleate additive 6: Tocopherol (antioxidant)
Table 1 shows the constituent fatty acid composition of the triester contained in the additives 1 to 4, the total unsaturation of each additive, the kinematic viscosity at 40 ° C., the pour point, the flash point, and the total acid value.
[Table 1]
Figure 0004190190
[0051]
These base oils and additives were blended so as to have the compositions shown in Tables 2 to 5, respectively, to prepare compressor oils, which were used for the lubricity test and oxidation stability described later. In addition, the additive compounding amounts in Tables 2 to 5 are based on the total amount of compressor oil.
[Table 2]
Figure 0004190190
[Table 3]
Figure 0004190190
[Table 4]
Figure 0004190190
[Table 5]
Figure 0004190190
[0056]
[Lubricity test]
ASTM D 3233-93 “Measured to Standard Test Methods for Measurement of Extreme Pressure of Fluid Lubricants (Falex Pin Vee Block Method)” In this test, a pin (journal) having an outer diameter of 6.35 mm (1/4 inch) made of a copper-lead alloy, a length of 31.75 mm (1/4 inch), and an angle of 96 made of tungsten carbide. A degree V-shaped block was used.
[0057]
First, while N 2 gas is blown into the test oil at a flow rate of 160 ml / min, operation is performed at a rotation speed of 290 rpm, a starting temperature of 70 ° C. and a load of 200 lb for 5 minutes, the load is increased to 250 lb and kept constant, and further 5 Drove for a minute. Thereafter, the load was increased by 10 lb every 5 minutes and kept constant for 5 minutes. The load is held by adjusting the number of teeth, and it is judged that abnormal wear has occurred when the amount of adjustment of the number of teeth necessary to hold the load constant for 5 minutes exceeds 6 peaks. The seizure load was used. The seizure loads obtained in the examples and comparative examples are shown in Tables 2 to 5.
[0058]
[Oxidation stability test]
In accordance with “6. Rotating cylinder type oxidation stability test method” of JIS K 2514 “Lubricating oil—oxidation stability test method”, the RBOT value of each sample oil was measured.
[0059]
As shown in Tables 2 and 3, in Examples 1 to 12 according to the compressor oil of the present invention, it was confirmed that both lubricity and oxidation stability were achieved at a high level in a well-balanced manner. .
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the compressor oil containing the triester of fatty acid and glycerin, both the lubricity and the oxidative stability are achieved by the fatty acid composition of the triester satisfying the specific condition. Since the balance is sufficiently increased, it is possible to prevent the occurrence of corrosive wear and to sufficiently extend the service life of the compressor oil itself. Therefore, for example, in an ethylene compressor used in a high-pressure polyethylene manufacturing plant, it is possible to prevent a shutdown due to an abnormal operation of the compressor and to prolong maintenance intervals, thereby realizing a sufficient cost reduction. Machine oil is very useful.

Claims (5)

鉱油及び/又は合成油からなる基油と、圧縮機油全量を基準として0.001〜15質量%の脂肪酸とグリセリンとのトリエステルと、を含有する圧縮機油であって、前記脂肪酸の40〜98質量%がオレイン酸であり、前記トリエステルの総不飽和度が0.3以下であることを特徴とする圧縮機油。 A base oil consisting of a mineral oil and / or synthetic oils, 0.001% by weight of a fatty acid the compressor oil based on the total and a triester of glycerol, a compressor oil containing, of said fatty acid 40-98 % by mass Ri der oleic acid, compressor oil total unsaturation degree of the triester is characterized der Rukoto 0.3. 前記脂肪酸の1〜60質量%がリノール酸であることを特徴とする、請求項1に記載の圧縮機油。  The compressor oil according to claim 1, wherein 1 to 60% by mass of the fatty acid is linoleic acid. 前記脂肪酸の0.1〜30質量%が炭素数1〜16の脂肪酸であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の圧縮機油。  The compressor oil according to claim 1 or 2, wherein 0.1 to 30% by mass of the fatty acid is a fatty acid having 1 to 16 carbon atoms. ホワイトオイル及びポリオレフィンからなる群より選ばれる少なくとも1種を更に含有することを特徴とする、請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の圧縮機油。  The compressor oil according to any one of claims 1 to 3, further comprising at least one selected from the group consisting of white oil and polyolefin. 酸化防止剤を更に含有することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧縮機油。  The compressor oil according to any one of claims 1 to 4, further comprising an antioxidant.
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