JPS5817792B2 - 石油ベ−ス潤滑油原料油の溶剤精製方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、芳香族および非芳香族成分を含有する石油留
分からの溶剤抽出のだめの改良方法に関する。

より詳しくは、本発明は溶剤抽出方法における精製油の
収率を改良すると共に、精製油製品基準当りの溶剤適用
量を減らすことができ、結果として省エネルギー化を達
成することができる。

分留により原油から得られたような、潤滑油基剤原油の
芳香族成分および不飽和成分を芳香族炭化水素および不
飽和炭化水素の溶剤抽出を含む種種の方法によって、そ
れより飽和度の高い炭化水素成分から分離させることは
周知である。

これらの方法のうち、商業上受は入れられている主な方
法ハ、フルフラールおよびＮ−メチル−２−ピロリドン
による抽出である。

潤滑油基剤原油から芳香族および他の好ましくない成分
を除去すると、基油および最終潤滑油製品の粘度指数、
色、酸化安定性、熱安定性および耐腐食性（１ｎｈｉｂ
ｉｔｉｏｎｒｅｓｐｏｎｓｅ ）を改良することがで
きる。

本発明の方法では、芳香族および非芳香族炭化水素の混
合物から芳香族炭化水素を抽出するだめの溶剤として、
Ｎ−メチル−２−ピロリドンを使用する。

潤滑油基剤原油から好ましくない芳香族および極性成分
を除去するだめの潤滑油抽出溶剤として他の溶剤よりＮ
−メチル−２−ピロリドンがすぐれていることは、この
技術分野では公知である。

特にＮ−メチル−２−ピロリドンは、化学的に安定であ
り、毒性も低く、他の公知の溶剤と比較した場合、改良
された品質の精製油を製造することができる。

Ｎ−メチル−２−ピロリドンを溶剤として使用する方法
、および従来の操作方法についての詳細は、米国特許第
３４５１９２５号第３４６１０６６号、第３４７００８
９号および第４０１３５４９号に記載されている。

Ｎ−メチル−２−ピロリドンによる従来の潤滑油の精製
は、溶剤抽出工程を、潤滑油チャージの約３０〜９０容
量係をラフィネートまたは精製油として回収し、チャー
ジの約１０〜７０容量係を芳香族エキストラクトとして
抽出するのに都合のよい条件下で行っている。

潤滑油原油を、溶剤、即ちＮ−メチル−２−ピロリドン
と、溶剤中に潤滑油原油が完全に混和する温度より、少
くとも１０℃、好ましくは少くとも５０℃低い温度で接
触させる。

この抽出工程において、操作条件は約７５〜１００好ま
しくは約８５〜９６の脱ろう粘度指数を持つ第１ラフイ
ネートが得られるように選択される。

溶剤抽出温度は通常４３〜１００℃（１１０〜２１２°
Ｆ）好ましくは５４〜９５°Ｇ（１３０〜２０５″Ｆ）
の範囲であり、溶剤の適用量は、５０〜５００係、好ま
しくは１００〜３００係の範囲である。

最終潤滑油基剤原油を製造するためには、この第１ラフ
イネートを、目的の流動点まで脱ろうする。

もし必要ならば、この精製または脱ろう油は例えば、お
だやかな水素化により、色および安定性の改良のだめの
最終処理をすることができる。

本発明は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン抽出方法による
潤滑油原油の溶剤精製における改良法を提供するもので
あり、溶剤抽出帯域からの第１エキストラクト混合物を
、第１エキストラクトが得られた温度以下であって、２
つの非混和性液層を形成するのに充分な温度まで冷却す
る。

第２ラフィネート層に相当する一つの層は、溶剤抽出帯
域からの第１エキストラクト混合物より抽出された成分
が相対的に少なく、第２エキストラクト層に相当するも
う一つの層は、第１エキストラクトより抽出された成分
が相対的に多い。

第２ラフィネート層は、第２エキストラクト層から分離
され、そして、抽出帯域へ再循環され、潤滑油原油およ
び溶剤と接触させる。

第２ラフイネートは、チャージ原油と混合させてもよく
、また溶剤の導入点よりいく分下部に好ましくは、チャ
ージ原油の導入点と、抽出帯域からの第１エキストラク
トの取り出し点の中間点で、抽出搭の中に導入すること
ができる。

鉱油を選択溶剤で抽出した場合、第２ラフイネートを得
られた第１エキストラクト混合物から分離することがで
きることは公知である。

米国特許第２０８１７２０号（Ｒｅ２２７８８）には、
フルフラールおよびンエノールのような選択溶剤を使用
して潤滑油エキストラクトから第２ラフイネートをつく
り、そしてこの第２ラフイネートを、組成物を改良する
ためおよび／または第２エキストラクトの収率を改良す
るために抽出搭へ再循環することが記載されている。

同様に、米国特許第２２６１７９９号および第２３０５
０３８号にはフルフラールおよびフェノールの潤滑油溶
剤精製法において第２ラフイネートを再循環させること
が記載されている。

このような精製法では、通常清適用量を製造するだめの
一定量の溶剤では精製油の品質が低下するか、または、
精製油製品の体積基準での溶剤適用量が増大するか、ま
たはこの両方である点に特徴がある。

本発明の精製法では、特定の製品品質の精製潤滑油の収
率を、製品の体積当り、さらに少ない溶剤適用量で向上
させることができることを驚くべきことに発見したもの
である。

このように本発明の製造法によれば、与えられた供給原
料から製品収率を上げる方法と、一定体積の製品を製造
するために必要とされるエネルギーを省力化するだめの
手数の両方が達成できるのである。

本発明の製造方法についての一具体例は、添付の図面に
示した。

当該図面は、溶剤精製法を説明する概要工程順序図であ
り、本発明の好ましい具体例を、溶剤精製潤滑油供給原
料に適用することにより示したものである。

乾燥潤滑油供給原料を、管５を通じて系に入れ、抽出塔
６の中に導入し、ここで、潤滑油供給原料の芳香族およ
び不飽和成分が溶剤と同流で親密に接触するようにする
。

溶剤を管７を通じて抽出塔の上方部から導入する。

抽出塔６内において、潤滑油供給原料を、Ｎ−メチル−
２−ピロリドンと、同流で親密に接触させる。

抽出塔６は、代表的には、５５０〜１０００ＫＰａ（８
０〜１４５ ｐｓｉａ）の範囲内の圧力で操作する。

得られた第１エキストラクトは、管８を通じて抽出塔６
から取り出され、次いで、第１エキストラクト混合物を
冷却するために働く熱交換器１０２を通し、次いでさら
に２つの非混和性液相をつくるために抽出塔６内の温度
よりさらに充分低い温度まで冷却するよう冷却器１０３
を通してからデカンタ−１０４内に移し、ここで２層分
離を行う。

抽出塔の底に存在する、抽出塔６の第１エキストラクト
を、約１０℃（１８下）またはそれ以下の温度まで冷却
すると、デカンタ−１０４中で動により互いに分離され
た２つの液層ができる。

液層の一つ即ち第２エキストラクトは、抽出塔から取り
出されたエキストラクト混合物よりも、相対的に芳香族
炭化水素−リンチであり、もう一方の第２ラフイネート
は、芳香族炭化水素が相対的に少ない。

第１エキストラクトを、第２ラフイネートの分離の前に
１０〜４０℃まで冷却するとよい。

第２ラフイネートを、管１０６を通して、デカンタ−１
０４の上方部から取り出し、ポンプ１０７により、管１
０８を通り、抽出塔６の下方部にもどす。

第２ラフイネートは、抽出塔の溶剤の導入点より低いと
ころであればどこからでも抽出塔に導入することができ
、独立した流れとして導入しても潤滑油供給原料と混合
して導入してもよい。

本発明において行われる第２ラフイネートの再循環によ
り、新規供給原料および精製油の体積に基ずく溶剤適用
量を減らすと同時にラフィネートの収率を上げることが
できる。

第２ラフイネートは、潤滑油供給原料の体積当り０．１
〜０．５体積の第２エキストラクトの範囲内の量で再循
環される。

第２エキストラクト層は、デカンタ−１０４の下方部か
ら取り出され、１０９および抽出塔６からの第１エキス
トラクトと間接熱交換を行う熱交換器１０２を通し、こ
こで第１エキストラクトは冷却され、第２エキストラク
トは加熱される。

第２エキストラクトは、熱交換器１０および１１を経て
、エキストラクトから溶剤を回収するための慣用法であ
る低圧フラッシュ塔１２へ導びかれる。

塔１２は通常、１７０〜２０５ＫＰａ （１０〜１５
ｐｓｉｇ）の圧力で操作される。

管１０９からの第２エキストラクトは、管１１５，１１
６および１１７を経て、還流として塔１２の上方部から
導入される。

低圧フラッシュ塔１２内においてエキストラクトから分
離された溶剤は、管１４を経て、熱交換器１０へ送られ
、ここで溶剤蒸気を、冷却、凝縮し、同時に低圧フラッ
シュ塔１２への供給原料流を前加熱し、次いで冷却器１
６および管１１０を通し溶剤アキュムレーター１１２に
移し、これを本発明の工程で再利用できるようにする。

ポンプ１９によって、低圧フラッシュ塔１２の底から取
り出されたエキストラクト混合物の非揮発性部分は、加
熱器２１および管２２を経て、高圧フラッシュ塔２４に
移される。

高圧フラッシュ塔２４は通常３７５〜４１５ＫＰａ （
４０〜４５ｐｓ ｉｇ ）の範囲の圧力で操作され、ま
た管１１８を経て塔２４に入るエキストラクトの還流の
設備を備えている。

溶剤の過剰量を、フラッシュ塔２４の中でエキストラク
トから分離する。

高圧フラッシュ塔２４の塔頂から管２８を経て取り出さ
れる溶剤蒸気は、低圧フラッシュ塔１２にこれを導入す
るのに先がけて、デカンタ−１０４からの第２エキスト
ラクト混合物との間接熱交換を行う熱交換器１１へ移し
、ここで溶剤蒸気を凝縮し、エキストラクト混合物を前
加熱する。

回収された溶剤ハ、管１１’１を経て、溶剤アキュレー
タ−１１２に移し、本発明の工程で再利用できるように
する。

高圧フラッシュ塔２４の下方部から、管３１通で取り出
される炭化水素油エキストラクトは、まだいくらか溶剤
を含んでおり、例えば５〜１５体積係体積剤と、９５〜
８５体積係の炭化水素からなるものである。

塔２４の底から取り出されたエキストラクト混合物は、
エキストラクト回収系１２１に移し、ここで抽出を行い
、通常５０ ｐｐｍ以下の溶剤を含むものが、本発明の
方法による生成物として回収される。

このエキストラクト回収系は、米国特許第３４７００８
９号におけるような、真空フラッシュ塔とストリッパー
の組合せからなるものでもよく、または他の適当なエキ
ストラクト回収方式であってもよい。

回収された溶剤は、管１２２を通じてアキュムレーター
１１２に移し、一方、生成エキストラクトは、管１２５
を通じて系外に取り出される。

抽出塔６の塔頂からのラフィネートは、管９を通じて、
ラフィネート回収系１２６に移し、ここでラフィネート
生成物を溶剤から回収する。

その回収手段としては、例えば、本発明で参考資料とし
て挙げた米国特許第３４６１０６６号に記載されたよう
な方法があるが、適当な手段であればどれを利用しても
かまわない。

第１ラフイネートから分離された溶剤は、管１２７を通
じて、溶剤アキュムレーター１１２に移し、本発明の工
程で再利用できるようにする。

約５’Ｏｐｐｍ以下の溶剤を含有する回収第１ラフイネ
ートは、本発明の溶剤精製された油製品として管１３０
を通じて取り出される。

溶剤アキュムレーター１１２からの溶剤は、管１３２お
よび管７を通じて、ポンプ１３１により抽出塔６へと再
循環させる。

デカンタ−１０４からのエキストラクトを管１１７およ
び管１１８経由の還流として、管１０９および管１１５
を通じて、塔１２および塔２４に移す代りに、デカンタ
−１０４からの比較的低温の第２エキストラクトを、管
１１５Ａ経由で管１１６に直接移してもよい。

また、あまり好ましくはないが、低圧フラッシュ塔１２
の下方部から部分的にストリップしたエキストラクトも
、管１１５Ｂ経由で塔１２および塔２４中で還流として
使用することができる。

以下の実施例において本発明の方法の好ましい具体例を
説明する。

実施例 １ ２つのテスト工程（工程１および工程２）において、ワ
ックス留出物−７（ＷＤ−７）を、５４’Ｃ（１３０’
Ｆ）の温度で、連続的向流ユニット中で、Ｎ−メチル−
２−ピロリドンにより溶剤抽出した。

この潤滑油原料油は、７０°Ｃでの屈折率（ＲＩ７０）
が１．４７２４．ＡＰＩ重量が２８．８．３８℃（１０
０下）でのＳＵＳ粘度が１４１．３粘度指数が７９であ
り、流動点が２４℃（７５下）である。

２つの比較テスト工程（工程３および工程４）において
、チャージ原料として、屈折率（ＲＩ７０）が１．４６
９１．ＡＰＩ重量が２８．４，３８’Ｃ（１００下）で
のＳＵＳ粘度が１２５．４、粘度指数が８５、流動点が
２４℃（７５°Ｆ）であるＷＤ−７を、５４°Ｃ（１３
０°Ｆ）で、Ｎ−メチル−２−ピロリドンで溶剤抽出し
、エキストラクト混合物を４３℃（１１０’Ｆ）まで冷
却し、第２ラフィネート層と第２エキストラクト層をつ
くった。

７０体積％のワックスエキストラクトチャージ原料油と
、３０体体積幅上記のようにして製造された第２ラフイ
ネートの混合物を、５４°Ｃ（１３０’Ｆ）で、Ｎ−メ
チル−２ピロリドンで溶剤抽出した。

これらのテストの結果を表１に示す。表 １ 工程Ａ Ｉ ２
３ ４工程タイプ
再循環なし 再循環なし 再循環 再
循環溶剤適用量（体積幅） チャージ基準 ３００ ７００
３００ ７００新規供給原料基準 ３
００ ７００ ２１０ ４９５精
製油基準 ４４４ ７１５
３９７ ５６９精製油 収率（体積幅）（１） ５７６ ４２．
０ ７５．５ ５２．８屈折率 （２）
１４５９０ １．４５５０
１．４５８８ １．４５５２（１）新規供給原料基
準 （２）７０℃におけるもの（ＲＩ７０） 上記のデータは本発明を再循環なしの溶剤精製と比較し
た場合、精製油製品の収率および品質の両方が改良され
ること、また製品バレル当りの溶剤適用量も少くてすむ
ことを示している。

例えば工程３では、工程１比較した場合、精製油製品の
バレル当り１０．６係少ない溶剤適用量で、７．９体積
幅も収率を上げることができることを示している。

同様に工程４では工程２と比較した場合、精製油製品の
バレル当り、２０．４％少ない溶剤適用量で１０．８体
積幅も製品の収率を上げることができることを示してい
る。

実施例 ２ このテスト群では、ワックス留出物２０（ＷＤ−２０）
供給原料を、８２℃（１８０下）で、連続向流ユニット
中で、Ｎ−メチル−２−ピロリドンによって溶剤抽出し
た。

この潤滑油チャージ原料油は、屈折率（ＲＩ７０）が１
．４８６８．ＡＰＩ重量が２３．８．９９℃（１８０’
Ｐ）でのＳＵＳ粘度が５６．５、粘度指数が７０、流動
点が３８℃（１００’Ｆ、）である。

工程５においては、再循環なしのチャージにより、８２
℃で向流抽出でＮ−メチル−２−ピロリドンによって抽
出を行った。

結果を表２に示す。

また、工程５からのエキストラクト混合物を、４３°Ｃ
まで冷却し、第２ラフイネートをつくった。

工程６においては、第２ラフイネートを抽出帯域に再循
環するようなかたちにするために、上記のようにして得
られた第２ラフイネートを、ＷＤ−２０が７５体体積幅
対してストリッピングしていない第２ラフイネートが２
５体積俤となる相対比でワックス留出物２０（ＷＤ−２
０）供給原料とブレンドし、次いでこの混合物を８２℃
でＮ−メチル−２−ピロリドンによって抽出した。

結果を、表２に示す。表 ２ 工程Ａ ５ ６プロセス
タイプ、 再循環なし 再循環溶剤適用量（体積
幅） チャージ基準 １９８ ２２８新規供給
原料基準 １９８ １７１精製油基準
４１３ ４０１精製油 収率、体積％（１） ４７９ ５６３屈折
率（２） １．４５６８ １．４５６７
（１）新規供給原料基準による （２） ７０℃におけるもの（ＲＩ ７０ ）屈折率は
、精製油の脱ろう化の最終油の粘度指数の表示度数であ
る。

ワックス留出物２０供給原料から得られた本実施例の溶
媒精製油は、屈折率（ＲＩ７’０．）が、１．４５７０
であり、００Ｆの流動まで藤ろう後は、約１００の粘度
指数を示す。

通常、屈折率が減少するにつれて、精製油の品質は向上
する。

上記の表２のデータは、ワックス留出物２０からの同一
の屈折率の精製油の製造のだめの比較条件下において、
本発明の方法では、精製油製品基準で９係も少ない溶剤
適用量で、新規供給原料基準で８．４体積幅も精製油製
品の収率が増加することを示している。

上記の実施例から明らかなように、本発明の方法による
、第２ラフイネートを再循環させることにより、さらに
高収率の精製油を製造することができ、また精製油製品
の体積当り必要とされる溶剤の体積が減ることからも明
らかなように、本発明の方法では、エネルギーの省力化
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は溶剤精製方法を説明する概要工程順序図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 芳香族および非芳香族成分を含有する石油ベース潤
   滑油原料油の溶剤精製方法であって、潤滑油原料油を、
   ５０〜１２０８Ｃ（１２０〜２５０°Ｆ）の範囲の温度
   で、溶剤抽出帯域において、Ｎ−メチル−２−ピロリド
   ンと接触させ、芳香族−リッチの第１エクストラクトと
   、溶剤精製油ラフィネートを製造する方法において、第
   １芳香族−リッチのエキストラクトを、第１エキストラ
   クトより芳香族炭化水素が相対的にリッチな第２エキス
   トラクトと、第１エキストラクトより芳香族炭化水素が
   相対的に少ない第２ラフィネート層からなる２つの分離
   した液層が形成されるよう、溶剤抽出温度より少くとも
   １０’Ｃ（１８’Ｆ）低い温度まで冷却し、第２ラフイ
   ネートを第２エキストラクトから分離し、この第２ラフ
   イネートを、溶剤抽出帯域中の潤滑油原料油との混合物
   のかたちで溶剤抽出帯域にもどすことにより、溶剤精製
   油の収率を実質的に増大させ、しかも新規潤滑油原油の
   バレル当りの溶剤適用量を減らすことのできる芳香族お
   よび非芳香族成分を含有する石油ベース潤滑油原料油の
   溶剤精製方法。 ２ 第１芳香族−リッチエキストラクトを、溶剤抽出帯
   域における温度より１０〜４５°Ｃ低い温度範囲内まで
   冷却する特許請求の範囲第１項記載の溶剤精製方法。 ３ 溶剤抽出帯域にもどされる第２ラフイネートの体積
   が、溶剤抽出帯域に供給される潤滑油原料油の体積当り
   ０．１〜０．５体積の範囲内である。 特許請求の範囲第１項記載の溶剤精製方法。 ４ 溶剤抽出帯域中での接触温度が５０〜８０℃（１２
   ０〜１８０’Ｆ）の範囲内である特許請求の範囲第１項
   記載の溶剤精製方法。 ５ 第２ラフィネート層と第２エキストラクト層とを、
   ２５〜７０℃（７７〜１５８下）の範囲内の温度で互に
   分離させる特許請求の範囲第１項記載の溶剤精製方法。