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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023027759
(43)【公開日】2023-03-02
(54)【発明の名称】廃潤滑油精製留分を活用した高品質潤滑基油製造工程
(51)【国際特許分類】
C10G 67/02 20060101AFI20230222BHJP
C10M 175/02 20060101ALI20230222BHJP
C10M 101/02 20060101ALI20230222BHJP
C10G 21/12 20060101ALI20230222BHJP
C10G 45/02 20060101ALI20230222BHJP
C10G 45/64 20060101ALI20230222BHJP
C10G 31/10 20060101ALI20230222BHJP
C10N 20/02 20060101ALN20230222BHJP
C10N 20/00 20060101ALN20230222BHJP
C10N 30/02 20060101ALN20230222BHJP
【ＦＩ】
C10G67/02
C10M175/02
C10M101/02
C10G21/12
C10G45/02
C10G45/64
C10G31/10
C10N20:02
C10N20:00 B
C10N20:00 Z
C10N30:02
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022123652
(22)【出願日】2022-08-03
(31)【優先権主張番号】10-2021-0108145
(32)【優先日】2021-08-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】308007044
【氏名又は名称】エスケー イノベーション カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＳＫ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】２６， Ｊｏｎｇ－ｒｏ， Ｊｏｎｇｎｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ １１０－７２８ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(71)【出願人】
【識別番号】509349451
【氏名又は名称】エスケー エンムーブ カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000084
【氏名又は名称】弁理士法人アルガ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ジョン・ヨン ウック
(72)【発明者】
【氏名】オク・ジン フィ
(72)【発明者】
【氏名】ノ・キョン ショック
(72)【発明者】
【氏名】キム・ド ワン
【テーマコード（参考）】
4H104
4H129
【Ｆターム（参考）】
4H104DA02A
4H104EA01A
4H104EA02A
4H104EA11A
4H104LA01
4H129AA02
4H129CA17
4H129CA18
4H129CA29
4H129HB03
4H129KA06
4H129KA11
4H129KB03
4H129KC17X
4H129KC17Y
4H129MA01
4H129MA03
4H129MA07
4H129MA13
4H129MB05B
4H129MB05C
4H129MB09A
4H129MB14B
4H129MB14C
4H129MB19B
4H129MB19C
4H129NA12
4H129NA14
4H129NA25
4H129NA32
4H129NA33
4H129NA35
4H129NA43
(57)【要約】
【課題】廃潤滑油精製留分を活用した高品質潤滑基油製造工程の提供。
【解決手段】本発明によれば、廃潤滑油を精製して精製留分を生成するステップと、前記精製留分を前処理するステップと、前記前処理された精製留分を、未転換油（ＵＣＯ）の減圧蒸留及び触媒脱蝋の前、減圧蒸留及び触媒脱蝋の後、又は前記減圧蒸留と触媒脱蝋との間に前記未転換油と配合するステップと、を含む、廃潤滑油精製留分を活用した高品質潤滑基油製造工程が提供される。
【選択図】図２
【解決手段】本発明によれば、廃潤滑油を精製して精製留分を生成するステップと、前記精製留分を前処理するステップと、前記前処理された精製留分を、未転換油（ＵＣＯ）の減圧蒸留及び触媒脱蝋の前、減圧蒸留及び触媒脱蝋の後、又は前記減圧蒸留と触媒脱蝋との間に前記未転換油と配合するステップと、を含む、廃潤滑油精製留分を活用した高品質潤滑基油製造工程が提供される。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃潤滑油を精製して精製留分を生成するステップと、
前記精製留分を前処理するステップと、
前記前処理された精製留分を、未転換油（ＵＣＯ）の減圧蒸留及び触媒脱蝋の前、減圧蒸留及び触媒脱蝋の後、又は前記減圧蒸留と触媒脱蝋との間に前記未転換油と配合するステップと、を含む、廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
前記精製留分を前処理するステップと、
前記前処理された精製留分を、未転換油（ＵＣＯ）の減圧蒸留及び触媒脱蝋の前、減圧蒸留及び触媒脱蝋の後、又は前記減圧蒸留と触媒脱蝋との間に前記未転換油と配合するステップと、を含む、廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項2】
前記精製留分生成ステップは、前記廃潤滑油を遠心分離するステップ、常圧蒸留するステップ、減圧蒸留するステップ、及びこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項3】
前記精製留分の前処理ステップは、精製留分を溶媒抽出するステップ、又は水素化処理するステップを含む、請求項１に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項4】
前記溶媒抽出に使用される溶媒は、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（Ｎ－Ｍｅｔｈｙｌ－２－Ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、スルホラン（Ｓｕｌｆｏｌａｎｅ）、ＤＭＳＯ、フルフラル（Ｆｕｒｆｕｒａｌ）、フェノール、アセトン、及びこれらの組み合わせよりなる群から選択される、請求項３に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項5】
前記溶媒抽出は、４０～１２０℃の温度及び大気圧～１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力下で行われる、請求項３に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項6】
前記溶媒抽出は、１：１～６：１の溶媒対オイルの体積比下で行われる、請求項３に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項7】
前記水素化処理は、２００～４００℃の温度及び１００～２００ｋｇ／ｃｍ2の圧力下で行われる、請求項３に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項8】
前記減圧蒸留は前記触媒脱蝋の前に行われる、請求項１に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項9】
前記触媒脱蝋は、ＥＵ－２ゼオライト担体を含む触媒の存在下で行われる、請求項１に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項10】
前記未転換油に対する精製留分の配合量は、体積を基準に３％以上５０％以下である、請求項１に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項11】
前記精製留分と前記未転換油との配合後の配合原料は、硫黄含有量が５０ｐｐｍ未満、窒素含有量が１０ｐｐｍ未満、塩素含有量が２ｐｐｍ未満である、請求項１に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項12】
前記潤滑基油は、粘度指数が１２０以上であり、飽和度が９０％以上である、請求項１に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項13】
前記潤滑基油は２７以上のセーボルト色（ｓａｙｂｏｌｔ ｃｏｌｏｒ）値を有する、請求項１２に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項14】
前記潤滑基油は９９％以上の飽和度を有する、請求項１２に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【請求項15】
前記潤滑基油の硫黄、窒素及び塩素含有量はそれぞれ１ｐｐｍ未満である、請求項１２に記載の廃潤滑油精製留分を活用した潤滑基油製造工程。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、廃潤滑油を一連の処理段階を経て処理することにより高品質の潤滑基油を製造する工程に関し、より具体的には、廃潤滑油の精製によって得られた精製留分を前処理した後、これを燃料油水素化反応の未転換油（ＵＣＯ）に配合し、減圧蒸留及び触媒脱蝋に導入してグループIII以上の高級潤滑基油を製造する工程に関する。
【背景技術】
【0002】
廃潤滑油は、一連の精製工程を経て、国内では全量が燃料油として使用されており、海外では一部は燃料油、別の一部は低級再生基油として使用されていた。
通常、廃潤滑油は、添加剤を含有しており、前記添加剤は、多量の硫黄（約１０００～５０００ｐｐｍ）、窒素（約５００～５０００ｐｐｍ）及び塩素（約１００～５０００ｐｐｍ）などの不純物を含有しているから、これを精製して燃料油として活用する場合、燃焼時に環境汚染を招き、低い密度と発熱量を持つため、これを燃料油として使用することは、経済面でも不利である。
一方、一般に優れた潤滑基油は、高い粘度指数を有し、安定性（酸化、熱、ＵＶなど）に優れるうえ、揮発性の低い特性を有する。米国石油協会ＡＰＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）では、潤滑基油を品質に応じて下記表１のように分類している。
通常、廃潤滑油は、添加剤を含有しており、前記添加剤は、多量の硫黄（約１０００～５０００ｐｐｍ）、窒素（約５００～５０００ｐｐｍ）及び塩素（約１００～５０００ｐｐｍ）などの不純物を含有しているから、これを精製して燃料油として活用する場合、燃焼時に環境汚染を招き、低い密度と発熱量を持つため、これを燃料油として使用することは、経済面でも不利である。
一方、一般に優れた潤滑基油は、高い粘度指数を有し、安定性（酸化、熱、ＵＶなど）に優れるうえ、揮発性の低い特性を有する。米国石油協会ＡＰＩ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）では、潤滑基油を品質に応じて下記表１のように分類している。
【0003】
【表1】
【0004】
上記分類において、グループＩからグループＶに行くほど潤滑基油としての品質が優れるものと評価され、その中でも、グループIII潤滑基油は、一般に高度の水添分解反応によって製造される。通常、グループIII以上の高級潤滑基油の製造のための供給原料として、燃料油水素化分解工程で燃料油に転換されずに残った重質留分である未転換油が使用され、 韓国特許公告第１９９６－００１３６０６号公報等にも、供給原料として未転換油を用いる高級潤滑基油の油製造方法が開示されている。グループIII以上の潤滑基油の製造工程の供給原料として使用された後の廃潤滑油を用いる場合、上述したように廃潤滑油を燃料油として使用する場合に比べて環境面及び経済面で大きな利点を持つことができるので、これに関する研究が盛んに行われてきたが、廃潤滑油の高い不純物含有量及び化学的組成を含む性状の限界により、廃潤滑油のみを供給原料としてグループIII以上の高級潤滑基油を製造するには困難がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】韓国特許公告第１９９６－００１３６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、本発明は、廃潤滑油を高級潤滑基油（グループIII以上）製造工程の供給原料として使用できるように、廃潤滑油の精製を介して精製留分を製造し、製造された精製留分を前処理した後、未転換油と配合し、高級潤滑基油製造工程の供給原料として適当な不純物含有量及び性状を有するようにして、これを減圧蒸留及び触媒脱蝋に導入することにより、最終生成物として高級潤滑基油を得る方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一観点によれば、廃潤滑油精製留分を活用した高品質潤滑基油製造工程が提供され、前記工程は、廃潤滑油を精製して精製留分を生成するステップと、前記精製留分を前処理するステップと、前記前処理された精製留分を、未転換油（ＵＣＯ）の減圧蒸留及び触媒脱蝋の前、減圧蒸留及び触媒脱蝋の後、又は前記減圧蒸留と触媒脱蝋との間に前記未転換油と配合するステップと、を含むことができる。
本発明の一実施形態によれば、前記精製留分生成ステップは、前記廃潤滑油を遠心分離するステップ、常圧蒸留するステップ、減圧蒸留するステップ、及びこれらの組み合わせを含むことができる。
本発明の一実施形態によれば、前記精製留分の前処理ステップは、精製留分を溶媒抽出するステップ、又は水素化処理するステップを含むことができる。
本発明の一実施形態によれば、前記溶媒抽出に使用される溶媒は、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（Ｎ－Ｍｅｔｈｙｌ－２－Ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、スルホラン（Ｓｕｌｆｏｌａｎｅ）、ＤＭＳＯ、フルフラル（Ｆｕｒｆｕｒａｌ）、フェノール、アセトン、及びこれらの組み合わせよりなる群から選択できる。
本発明の一実施形態によれば、前記溶媒抽出は、４０～１２０℃の温度及び大気圧～１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力下で行われることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記溶媒抽出は、１：１～６：１の溶媒対オイルの体積比下で行われることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記水素化処理は、２００～４００℃の温度及び１００～２００ｋｇ／ｃｍ2の圧力下で行われることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記減圧蒸留は前記触媒脱蝋の前に行われることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記触媒脱蝋は、ＥＵ－２ゼオライト担体を含む触媒の存在下で行われることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記未転換油に対する精製留分の配合量は、体積を基準に３％以上５０％以下であり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記精製留分と前記未転換油との配合後の配合原料は、硫黄含有量が５０ｐｐｍ未満、窒素含有量が１０ｐｐｍ未満、塩素含有量が２ｐｐｍ未満であり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記潤滑基油は、粘度指数が１２０以上であり、飽和度が９０％以上であり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記潤滑基油は、２７以上のセーボルト色（ｓａｙｂｏｌｔ ｃｏｌｏｒ）値を有することができる。
本発明の一実施形態によれば、前記潤滑基油は、９９％以上の飽和度を有することができる。
本発明の一実施形態によれば、前記潤滑基油の硫黄、窒素及び塩素含有量はそれぞれ１ｐｐｍ未満であり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記精製留分生成ステップは、前記廃潤滑油を遠心分離するステップ、常圧蒸留するステップ、減圧蒸留するステップ、及びこれらの組み合わせを含むことができる。
本発明の一実施形態によれば、前記精製留分の前処理ステップは、精製留分を溶媒抽出するステップ、又は水素化処理するステップを含むことができる。
本発明の一実施形態によれば、前記溶媒抽出に使用される溶媒は、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（Ｎ－Ｍｅｔｈｙｌ－２－Ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、スルホラン（Ｓｕｌｆｏｌａｎｅ）、ＤＭＳＯ、フルフラル（Ｆｕｒｆｕｒａｌ）、フェノール、アセトン、及びこれらの組み合わせよりなる群から選択できる。
本発明の一実施形態によれば、前記溶媒抽出は、４０～１２０℃の温度及び大気圧～１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力下で行われることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記溶媒抽出は、１：１～６：１の溶媒対オイルの体積比下で行われることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記水素化処理は、２００～４００℃の温度及び１００～２００ｋｇ／ｃｍ2の圧力下で行われることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記減圧蒸留は前記触媒脱蝋の前に行われることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記触媒脱蝋は、ＥＵ－２ゼオライト担体を含む触媒の存在下で行われることができる。
本発明の一実施形態によれば、前記未転換油に対する精製留分の配合量は、体積を基準に３％以上５０％以下であり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記精製留分と前記未転換油との配合後の配合原料は、硫黄含有量が５０ｐｐｍ未満、窒素含有量が１０ｐｐｍ未満、塩素含有量が２ｐｐｍ未満であり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記潤滑基油は、粘度指数が１２０以上であり、飽和度が９０％以上であり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記潤滑基油は、２７以上のセーボルト色（ｓａｙｂｏｌｔ ｃｏｌｏｒ）値を有することができる。
本発明の一実施形態によれば、前記潤滑基油は、９９％以上の飽和度を有することができる。
本発明の一実施形態によれば、前記潤滑基油の硫黄、窒素及び塩素含有量はそれぞれ１ｐｐｍ未満であり得る。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、廃潤滑油を燃料油ではなく、高級潤滑基油として再生することができるため、廃潤滑油をより経済的であり、環境にやさしく活用することができる。また、本発明によれば、廃潤滑油を精製して得られる精製留分を未転換油に配合し、これを触媒脱蝋に導入し、ここで、前記精製留分（又は廃潤滑油）は、蝋成分が少ないか実質的にないので、未転換油のみを供給原料として潤滑基油を製造する工程に比べて高い収率で潤滑基油を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本発明による精製留分を生成するための廃潤滑油の精製過程を示すフローチャートである。
【図2】本発明の一実施形態による工程流れ図である。
【図3】本発明の一実施形態による工程流れ図である。
【図4】本発明の一実施形態による工程流れ図である。
【図6】本発明の一実施形態による工程流れ図である。
【図7】本発明の一実施形態による工程流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明に使用された用語「未転換油（ｕｎｃｏｖｎｅｒｔｅｄ ｏｉｌ、ＵＣＯ）」は、燃料油水素化分解工程で燃料油に転換されずに残った重質留分を指す。
本発明に使用された用語「廃潤滑油」は、使用された後の潤滑油を指すものであり、通常、潤滑油は、潤滑基油に様々な添加剤が添加されるが、前記添加剤は、潤滑基油としての使用に適さない不純物を多量に含んでいるので、廃潤滑油も不純物を多量に含有することができる。例えば、廃潤滑油は、１０００～５０００ｐｐｍの硫黄、５００～５０００ｐｐｍの窒素、１００～５０００ｐｐｍの塩素、及びその他の潤滑作用中に流入しうる金属不純物などを含むことができる。また、廃潤滑油は、０．８～０．９の比重、２～２０ｃＳｔの１００℃における動粘度、６０～１５０の粘度指数、－１８～１２℃の流動点、及び１０ｗｔ％以上の芳香族含有量を有し、ＡＳＴＭを基準に約８～１０の黒色を示し、沈殿物（Ｓｅｄｉｍｅｎｔ）含有量が高く、水分を一部含むことができる。
本発明に使用された用語「精製留分」は、前記廃潤滑油が遠心分離、常圧蒸留、減圧蒸留、及びこれらの組み合わせに導入された後に得られる留分を指すもので、廃潤滑油に比べて減少した不純物含有量を有する。例えば、前記精製留分は、１０００ｐｐｍ未満の硫黄含有量、５００ｐｐｍ未満の窒素含有量、２０００ｐｐｍ未満の塩素含有量を有することができる。
本発明に使用された用語「廃潤滑油」は、使用された後の潤滑油を指すものであり、通常、潤滑油は、潤滑基油に様々な添加剤が添加されるが、前記添加剤は、潤滑基油としての使用に適さない不純物を多量に含んでいるので、廃潤滑油も不純物を多量に含有することができる。例えば、廃潤滑油は、１０００～５０００ｐｐｍの硫黄、５００～５０００ｐｐｍの窒素、１００～５０００ｐｐｍの塩素、及びその他の潤滑作用中に流入しうる金属不純物などを含むことができる。また、廃潤滑油は、０．８～０．９の比重、２～２０ｃＳｔの１００℃における動粘度、６０～１５０の粘度指数、－１８～１２℃の流動点、及び１０ｗｔ％以上の芳香族含有量を有し、ＡＳＴＭを基準に約８～１０の黒色を示し、沈殿物（Ｓｅｄｉｍｅｎｔ）含有量が高く、水分を一部含むことができる。
本発明に使用された用語「精製留分」は、前記廃潤滑油が遠心分離、常圧蒸留、減圧蒸留、及びこれらの組み合わせに導入された後に得られる留分を指すもので、廃潤滑油に比べて減少した不純物含有量を有する。例えば、前記精製留分は、１０００ｐｐｍ未満の硫黄含有量、５００ｐｐｍ未満の窒素含有量、２０００ｐｐｍ未満の塩素含有量を有することができる。
【0011】
本発明の一観点によれば、廃潤滑油精製留分を活用した高品質潤滑基油製造工程が提供され、前記工程は、廃潤滑油を精製して精製留分を生成するステップを含むことができる。
前記廃潤滑油の精製による精製留分生成ステップは、廃潤滑油を遠心分離するステップ、常圧蒸留するステップ、減圧蒸留するステップ、及びこれらの組み合わせを含むことができる。
前記遠心分離ステップは、廃潤滑油中に存在する不純物を沈殿によって分離して除去するためのものであって、約１００ｒｐｍ～３０００ｒｐｍの回転速度で行われることができる。前記遠心分離の代わりに、自然沈殿による不純物の沈殿も可能であるが、分離速度及び性能の観点から遠心分離がより好ましい。
遠心分離によって密度が高く、廃潤滑油に混和していない固相不純物が一次的に除去された後の廃潤滑油は、大気圧下での常圧蒸留に導入される。常圧蒸留は、約５０℃～３５０℃の温度で行われ、常圧蒸留温度が増加するにつれて、廃潤滑油中の留分が沸点の低い順に蒸留されて分別される。前記常圧蒸留ステップで分別される留分のうち、約１５０℃以上の沸点を有する留分が精製留分生成のために収集される。
常圧蒸留ステップで収集された留分は、以後、減圧蒸留に導入される。これは、常圧蒸留ステップで得られた前記留分のより詳細な分別のためのものであって、大気圧下で前記留分の詳細分別のために蒸留温度を増加させる場合、留分のクラッキングが発生する可能性があるので、減少した圧力及び温和な温度条件で行われる。前記減圧蒸留は、１０ｔｏｒｒ以下の圧力及び１５０～３５０℃の温度で行われることができる。前記減圧蒸留ステップのうち、３００～５５０℃の沸点を有する留分が収集されるが、これを精製留分と呼ぶ。前記精製留分は、約０．８～１．０の比重、１００℃の温度における約４～６ｃＳｔの動粘度、約８０～１５０の粘度指数（Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｉｎｄｅｘ、ＶＩ）、及び約－２０℃～０℃の流動点を有することができる。また、前記精製留分は、約２００～１０００ｐｐｍの硫黄含有量、約２００～５００ｐｐｍの窒素含有量及び約３０～２０００ｐｐｍの塩素含有量を有するため、前記廃潤滑油に比べて減少した不純物含有量を有することができる。前記精製留分は、ＡＳＴＭを基準に約５～６の、褐色に近い色相を示し、前記遠心分離及び２ステップの蒸留によって、前記精製留分は、精製の前に廃潤滑油に存在していた沈殿物及び水分の含有量よりも大きく減少した沈殿物及び水分含有量を有することができる。
前記廃潤滑油の精製による精製留分生成ステップは、廃潤滑油を遠心分離するステップ、常圧蒸留するステップ、減圧蒸留するステップ、及びこれらの組み合わせを含むことができる。
前記遠心分離ステップは、廃潤滑油中に存在する不純物を沈殿によって分離して除去するためのものであって、約１００ｒｐｍ～３０００ｒｐｍの回転速度で行われることができる。前記遠心分離の代わりに、自然沈殿による不純物の沈殿も可能であるが、分離速度及び性能の観点から遠心分離がより好ましい。
遠心分離によって密度が高く、廃潤滑油に混和していない固相不純物が一次的に除去された後の廃潤滑油は、大気圧下での常圧蒸留に導入される。常圧蒸留は、約５０℃～３５０℃の温度で行われ、常圧蒸留温度が増加するにつれて、廃潤滑油中の留分が沸点の低い順に蒸留されて分別される。前記常圧蒸留ステップで分別される留分のうち、約１５０℃以上の沸点を有する留分が精製留分生成のために収集される。
常圧蒸留ステップで収集された留分は、以後、減圧蒸留に導入される。これは、常圧蒸留ステップで得られた前記留分のより詳細な分別のためのものであって、大気圧下で前記留分の詳細分別のために蒸留温度を増加させる場合、留分のクラッキングが発生する可能性があるので、減少した圧力及び温和な温度条件で行われる。前記減圧蒸留は、１０ｔｏｒｒ以下の圧力及び１５０～３５０℃の温度で行われることができる。前記減圧蒸留ステップのうち、３００～５５０℃の沸点を有する留分が収集されるが、これを精製留分と呼ぶ。前記精製留分は、約０．８～１．０の比重、１００℃の温度における約４～６ｃＳｔの動粘度、約８０～１５０の粘度指数（Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｉｎｄｅｘ、ＶＩ）、及び約－２０℃～０℃の流動点を有することができる。また、前記精製留分は、約２００～１０００ｐｐｍの硫黄含有量、約２００～５００ｐｐｍの窒素含有量及び約３０～２０００ｐｐｍの塩素含有量を有するため、前記廃潤滑油に比べて減少した不純物含有量を有することができる。前記精製留分は、ＡＳＴＭを基準に約５～６の、褐色に近い色相を示し、前記遠心分離及び２ステップの蒸留によって、前記精製留分は、精製の前に廃潤滑油に存在していた沈殿物及び水分の含有量よりも大きく減少した沈殿物及び水分含有量を有することができる。
【0012】
前記工程は、精製留分を前処理するステップを含むことができる。前記前処理は、精製留分を未転換油との配合によって潤滑基油製造工程に導入するに先立ち、精製留分が工程及び触媒に及ぼす影響を最小限に抑えるために精製留分をさらに処理するステップを意味するものであり、前記前処理は、精製留分を溶媒抽出するステップ又は精製留分を水素化処理するステップを含むことができる。
精製留分の溶媒抽出は、混合槽で精製留分及び溶媒を混合した後、これを静置させ、相分離させて得ようとする留分が主成分である相を得、不純物が多量に含有された相を除去するステップである。前記溶媒抽出に使用される溶媒は、精製留分中のオイル成分よりも不純物との親和性が高い溶媒であって、主に使用される溶媒は、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（Ｎ－Ｍｅｔｈｙｌ－２－Ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、スルホラン（Ｓｕｌｆｏｌａｎｅ）、ＤＭＳＯ、フルフラル（Ｆｕｒｆｕｒａｌ）、フェノール及びアセトンがある。前記溶媒は、不純物に対する親和度が高く、精製留分に対する親和度が低いため、精製留分と相分離され、以後の溶媒分離のために揮発度差があるものであれば、制限なく使用できる。
前記精製留分の溶媒抽出は、約３０～２００℃、好ましくは約３０～１５０℃、より好ましくは約４０～１２０℃の温度、及び大気圧～２０ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは大気圧～１５ｋｇ／ｃｍ2、より好ましくは大気圧～１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力下で行われることができる。
また、前記精製留分の溶媒抽出ステップで使用される溶媒対精製留分中のオイル成分の体積比は、１：１～６：１、好ましくは１：１～５：１、１：１～４：１、１：１～３：１、１：１～２：１、２：１～５：１、２：１～４：１、２：１～３：１、３：１～５：１、３：１～４：１、又は４：１～５：１であり得る。前記体積比は、溶媒抽出による不純物の除去レベルと、以後に前処理された精製留分から生成される潤滑基油の収率のバランスの観点から好ましい。
前記溶媒抽出ステップ後の精製留分は、０．８～０．９の比重、４～６ｃＳｔの１００℃における動粘度、１１０～１３０の粘度指数、－１８～－３℃の流動点を有し、１５０ｐｐｍ未満の硫黄含有量、１００ｐｐｍ未満の窒素含有量、２０ｐｐｍ未満の塩素含有量を有することができる。すなわち、精製留分は、溶媒抽出によってより改善された性状及び減少した不純物含有量を有することができ、ＡＳＴＭを基準に約２～４の淡褐色を示し、精製留分に比べてより減少した沈殿物含有量を有することができる。
精製留分の溶媒抽出は、混合槽で精製留分及び溶媒を混合した後、これを静置させ、相分離させて得ようとする留分が主成分である相を得、不純物が多量に含有された相を除去するステップである。前記溶媒抽出に使用される溶媒は、精製留分中のオイル成分よりも不純物との親和性が高い溶媒であって、主に使用される溶媒は、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（Ｎ－Ｍｅｔｈｙｌ－２－Ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）、スルホラン（Ｓｕｌｆｏｌａｎｅ）、ＤＭＳＯ、フルフラル（Ｆｕｒｆｕｒａｌ）、フェノール及びアセトンがある。前記溶媒は、不純物に対する親和度が高く、精製留分に対する親和度が低いため、精製留分と相分離され、以後の溶媒分離のために揮発度差があるものであれば、制限なく使用できる。
前記精製留分の溶媒抽出は、約３０～２００℃、好ましくは約３０～１５０℃、より好ましくは約４０～１２０℃の温度、及び大気圧～２０ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは大気圧～１５ｋｇ／ｃｍ2、より好ましくは大気圧～１０ｋｇ／ｃｍ2の圧力下で行われることができる。
また、前記精製留分の溶媒抽出ステップで使用される溶媒対精製留分中のオイル成分の体積比は、１：１～６：１、好ましくは１：１～５：１、１：１～４：１、１：１～３：１、１：１～２：１、２：１～５：１、２：１～４：１、２：１～３：１、３：１～５：１、３：１～４：１、又は４：１～５：１であり得る。前記体積比は、溶媒抽出による不純物の除去レベルと、以後に前処理された精製留分から生成される潤滑基油の収率のバランスの観点から好ましい。
前記溶媒抽出ステップ後の精製留分は、０．８～０．９の比重、４～６ｃＳｔの１００℃における動粘度、１１０～１３０の粘度指数、－１８～－３℃の流動点を有し、１５０ｐｐｍ未満の硫黄含有量、１００ｐｐｍ未満の窒素含有量、２０ｐｐｍ未満の塩素含有量を有することができる。すなわち、精製留分は、溶媒抽出によってより改善された性状及び減少した不純物含有量を有することができ、ＡＳＴＭを基準に約２～４の淡褐色を示し、精製留分に比べてより減少した沈殿物含有量を有することができる。
【0013】
精製留分の水素化処理は、精製留分を触媒の存在下で高温及び高圧で水素化して、精製留分に含有された硫黄、窒素、塩素及びその他の金属不純物を除去するとともに、精製留分に存在する不飽和炭化水素を飽和させるステップである。
前記水素化処理は、触媒の存在下で行われることができる。水素化処理用触媒として、Ｎｉ－Ｍｏ系触媒、Ｃｏ－Ｍｏ系触媒、レイニー（Ｒａｎｅｙ）ニッケル、レイニー（Ｒａｎｅｙ）コバルト、白金系触媒等の触媒が使用できるが、これに限定されるものではなく、水素飽和反応及び不純物除去に効果を有する水素化触媒であれば、制限なく使用できる。
前記水素化処理は、約２００～５００℃、好ましくは約２５０～４５０℃、より好ましくは約３００～４００℃の温度条件、５０ｋｇ／ｃｍ2～３００ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは５０ｋｇ／ｃｍ2～２５０ｋｇ／ｃｍ2、より好ましくは１００ｋｇ／ｃｍ2～２００ｋｇ／ｃｍ2の圧力条件、０．１～５．０ｈｒ-1、好ましくは０．３～４．０ｈｒ-1、より好ましくは０．５～３．０ｈｒ-1の液体空間速度（ＬＨＳＶ）条件、及び３００～３０００Ｎｍ3／ｍ3、好ましくは５００～２５００Ｎｍ3／ｍ3、より好ましくは１０００～２０００Ｎｍ3／ｍ3の精製留分に対する水素の体積比条件下で行われることができる。前記条件は、以後、脱蝋触媒の寿命に影響を与えない範囲内であり、前記条件下で精製留分に存在する硫黄、窒素などの不純物含有量の除去レベルの最小化、及び最終生成物である潤滑基油の収率損失（ｌｏｓｓ）の最小化を達成することができる。
前記水素化処理ステップ後の精製留分は、０．８～０．９の比重、４～６ｃＳｔの１００℃における動粘度、１１０～１３０の粘度指数、－１８～－３℃の流動点を有し、１５０ｐｐｍ以下の硫黄含有量（好ましくは２０ｐｐｍ以下）、５０ｐｐｍ以下の窒素含有量（好ましくは２０ｐｐｍ以下）、１ｐｐｍ以下の塩素含有量を有することができる。つまり、精製留分は、水素化処理によってより改善された性状及び大きく減少した不純物含有量を有することができる。また、精製留分は、水素化処理後、ＡＴＳＭを基準に約０．５～１（セーボルト色（Ｓａｙｂｏｌｔ ｃｏｌｏｒ）を基準に約１６）の黄色を示すことができる。
前記水素化処理は、触媒の存在下で行われることができる。水素化処理用触媒として、Ｎｉ－Ｍｏ系触媒、Ｃｏ－Ｍｏ系触媒、レイニー（Ｒａｎｅｙ）ニッケル、レイニー（Ｒａｎｅｙ）コバルト、白金系触媒等の触媒が使用できるが、これに限定されるものではなく、水素飽和反応及び不純物除去に効果を有する水素化触媒であれば、制限なく使用できる。
前記水素化処理は、約２００～５００℃、好ましくは約２５０～４５０℃、より好ましくは約３００～４００℃の温度条件、５０ｋｇ／ｃｍ2～３００ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは５０ｋｇ／ｃｍ2～２５０ｋｇ／ｃｍ2、より好ましくは１００ｋｇ／ｃｍ2～２００ｋｇ／ｃｍ2の圧力条件、０．１～５．０ｈｒ-1、好ましくは０．３～４．０ｈｒ-1、より好ましくは０．５～３．０ｈｒ-1の液体空間速度（ＬＨＳＶ）条件、及び３００～３０００Ｎｍ3／ｍ3、好ましくは５００～２５００Ｎｍ3／ｍ3、より好ましくは１０００～２０００Ｎｍ3／ｍ3の精製留分に対する水素の体積比条件下で行われることができる。前記条件は、以後、脱蝋触媒の寿命に影響を与えない範囲内であり、前記条件下で精製留分に存在する硫黄、窒素などの不純物含有量の除去レベルの最小化、及び最終生成物である潤滑基油の収率損失（ｌｏｓｓ）の最小化を達成することができる。
前記水素化処理ステップ後の精製留分は、０．８～０．９の比重、４～６ｃＳｔの１００℃における動粘度、１１０～１３０の粘度指数、－１８～－３℃の流動点を有し、１５０ｐｐｍ以下の硫黄含有量（好ましくは２０ｐｐｍ以下）、５０ｐｐｍ以下の窒素含有量（好ましくは２０ｐｐｍ以下）、１ｐｐｍ以下の塩素含有量を有することができる。つまり、精製留分は、水素化処理によってより改善された性状及び大きく減少した不純物含有量を有することができる。また、精製留分は、水素化処理後、ＡＴＳＭを基準に約０．５～１（セーボルト色（Ｓａｙｂｏｌｔ ｃｏｌｏｒ）を基準に約１６）の黄色を示すことができる。
【0014】
前記工程は、以後、未転換油と前記前処理された精製留分とを配合するステップを含むことができ、前記配合ステップは、未転換油に対する減圧蒸留及び触媒脱蝋ステップの前；減圧蒸留及び触媒脱蝋ステップの後、又は減圧蒸留と触媒脱蝋工程との間で行われることができる。さらに、前記工程は、前処理されていない精製留分を未転換油に対する減圧蒸留及び触媒脱蝋ステップの前に未転換油と配合するステップを含むことができる。各場合の上記工程の構成は、例示的に次の通りであるが、これに限定されるものではない。
【0015】
モデル１．前処理された精製留分を未転換油に対する減圧蒸留及び触媒脱蝋の前に未転換油と配合する場合
図２及び図３を参照すると、前処理として溶媒抽出又は水素化処理ステップに導入された後の精製留分は、未転換油と配合された後、減圧蒸留及び触媒脱蝋ステップに導入される。モデル１の工程によれば、前処理された廃潤滑油精製留分が減圧蒸留ステップで沸点分布によって分別され、最終生成物であるグループIII以上の潤滑基油全体品（図２及び図３の７０Ｎ、１００Ｎ及び１５０Ｎ画分）に全て分散されることができる。
図２及び図３を参照すると、前処理として溶媒抽出又は水素化処理ステップに導入された後の精製留分は、未転換油と配合された後、減圧蒸留及び触媒脱蝋ステップに導入される。モデル１の工程によれば、前処理された廃潤滑油精製留分が減圧蒸留ステップで沸点分布によって分別され、最終生成物であるグループIII以上の潤滑基油全体品（図２及び図３の７０Ｎ、１００Ｎ及び１５０Ｎ画分）に全て分散されることができる。
【0016】
モデル２．前処理された精製留分を未転換油に対する減圧蒸留と触媒脱蝋との間で未転換油と配合する場合
図４～図６を参照すると、前処理として溶媒抽出又は水素化処理ステップに導入された後の精製留分は、減圧蒸留によって分別された未転換油の成分のうちの一部と配合されることができる。例えば、前記前処理された精製留分は、減圧蒸留によって分別された７０Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ画分と配合されるか（図５）、或いは減圧蒸留によって分別された１００及び１５０Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ画分と配合されることができる（図４及び図６）。
上述のように、前処理された廃潤滑油精製留分を未転換油の減圧蒸留後に分別された各画分に個別に配合する場合、特定の沸点を有する未転換油の画分に精製留分を配合することにより、所望の沸点を有する潤滑基油を製造することが可能であり、各画分に精製留分を配合し、これを触媒脱蝋するステップにおいて、いずれか一つの配合原料の処理に問題があっても、これが他の配合原料の処理による潤滑基油製造工程に影響を及ぼさないという利点を持つことができる。
前記工程構成における前記未転換油に対する前処理された精製留分の配合量は、体積を基準に約３％～５０％、好ましくは約５％～４５％、約５％～４０％、約５％～３５％、約５％～３０％、約５％～２５％、約５％～２０％、約５％～１５％、約５％～１０％、約７％～４０％、約７％～３５％、約７％～２５％、約７％～２０％、約７％～１５％、より好ましくは約７％～１０％であり得る。前処理された精製留分は、蝋成分を殆ど含有しないため、前述したように流動点が－１８℃～－３℃と低く、約４２℃の高い流動点を有する未転換油と配合する場合、配合原料の流動性が増加して低温でも移送しやすいが、前処理された精製留分の配合量が３体積％未満である場合には、このような流動性増加効果が大きくないため、工程の各ステップにおける移送が容易ではなく、前処理された精製留分の配合量が２０％を超える場合、精製留分に含有された不純物及び低い粘度指数により、配合原料が高級潤滑基油の製造原料として適さない可能性がある。
前記モデル１及び２において、前記未転換油と精製留分との配合によって生成された配合原料は、０．８～０．９の比重、３～８ｃＳｔの１００℃における動粘度、１２０～１４０の粘度指数、１２～４５℃の流動点を有し、２０ｐｐｍ未満の硫黄含有量、５ｐｐｍ未満の窒素含有量、及び１ｐｐｍ未満の塩素含有量を有する。すなわち、前記モデル１及び２の配合原料は、流動点を除いた性状においてグループIIIの潤滑基油と同様である。また、前記配合原料は、ＡＳＴＭを基準に約０．５～１の黄色を示す。
図４～図６を参照すると、前処理として溶媒抽出又は水素化処理ステップに導入された後の精製留分は、減圧蒸留によって分別された未転換油の成分のうちの一部と配合されることができる。例えば、前記前処理された精製留分は、減圧蒸留によって分別された７０Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ画分と配合されるか（図５）、或いは減圧蒸留によって分別された１００及び１５０Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｅ画分と配合されることができる（図４及び図６）。
上述のように、前処理された廃潤滑油精製留分を未転換油の減圧蒸留後に分別された各画分に個別に配合する場合、特定の沸点を有する未転換油の画分に精製留分を配合することにより、所望の沸点を有する潤滑基油を製造することが可能であり、各画分に精製留分を配合し、これを触媒脱蝋するステップにおいて、いずれか一つの配合原料の処理に問題があっても、これが他の配合原料の処理による潤滑基油製造工程に影響を及ぼさないという利点を持つことができる。
前記工程構成における前記未転換油に対する前処理された精製留分の配合量は、体積を基準に約３％～５０％、好ましくは約５％～４５％、約５％～４０％、約５％～３５％、約５％～３０％、約５％～２５％、約５％～２０％、約５％～１５％、約５％～１０％、約７％～４０％、約７％～３５％、約７％～２５％、約７％～２０％、約７％～１５％、より好ましくは約７％～１０％であり得る。前処理された精製留分は、蝋成分を殆ど含有しないため、前述したように流動点が－１８℃～－３℃と低く、約４２℃の高い流動点を有する未転換油と配合する場合、配合原料の流動性が増加して低温でも移送しやすいが、前処理された精製留分の配合量が３体積％未満である場合には、このような流動性増加効果が大きくないため、工程の各ステップにおける移送が容易ではなく、前処理された精製留分の配合量が２０％を超える場合、精製留分に含有された不純物及び低い粘度指数により、配合原料が高級潤滑基油の製造原料として適さない可能性がある。
前記モデル１及び２において、前記未転換油と精製留分との配合によって生成された配合原料は、０．８～０．９の比重、３～８ｃＳｔの１００℃における動粘度、１２０～１４０の粘度指数、１２～４５℃の流動点を有し、２０ｐｐｍ未満の硫黄含有量、５ｐｐｍ未満の窒素含有量、及び１ｐｐｍ未満の塩素含有量を有する。すなわち、前記モデル１及び２の配合原料は、流動点を除いた性状においてグループIIIの潤滑基油と同様である。また、前記配合原料は、ＡＳＴＭを基準に約０．５～１の黄色を示す。
【0017】
モデル３．前処理されていない精製留分を、未転換油の減圧蒸留及び触媒脱蝋の前に未転換油と配合する場合
図７を参照すると、前処理ステップを経ていない精製留分と未転換油とが配合された配合原料が、減圧蒸留ステップに導入されて沸点によって分別され、分別された各画分が触媒脱蝋ステップに導入されるため、それぞれの潤滑基油生成物が得られることができる。このように精製留分を前処理せずに未転換油と配合する場合、工程を簡素化することができるという利点があるが、配合原料中の不純物含有量の制御のために精製留分の配合量を、上記のモデル１及び２に比べて低く調節しなければならない。
モデル３の場合、精製留分が溶媒抽出又は水素化処理などの前処理ステップを経ないため、配合原料の不純物含有量がモデル１及び２に比べて高く、これは、全体高級潤滑基油製造工程の工程制約要素に該当する。モデル３において、未転換油に対する精製留分の配合量は、体積を基準に５％以下に制限される。
また、モデル３の配合原料は、前記モデル１及び２の配合原料と同様の性状を有するが、１００～３００ｐｐｍの硫黄含有量、５０～１００ｐｐｍの窒素含有量及び５～２０ｐｐｍの塩素含有量を有するため、モデル１及び２に比べて高い不純物含有量を示す。
図７を参照すると、前処理ステップを経ていない精製留分と未転換油とが配合された配合原料が、減圧蒸留ステップに導入されて沸点によって分別され、分別された各画分が触媒脱蝋ステップに導入されるため、それぞれの潤滑基油生成物が得られることができる。このように精製留分を前処理せずに未転換油と配合する場合、工程を簡素化することができるという利点があるが、配合原料中の不純物含有量の制御のために精製留分の配合量を、上記のモデル１及び２に比べて低く調節しなければならない。
モデル３の場合、精製留分が溶媒抽出又は水素化処理などの前処理ステップを経ないため、配合原料の不純物含有量がモデル１及び２に比べて高く、これは、全体高級潤滑基油製造工程の工程制約要素に該当する。モデル３において、未転換油に対する精製留分の配合量は、体積を基準に５％以下に制限される。
また、モデル３の配合原料は、前記モデル１及び２の配合原料と同様の性状を有するが、１００～３００ｐｐｍの硫黄含有量、５０～１００ｐｐｍの窒素含有量及び５～２０ｐｐｍの塩素含有量を有するため、モデル１及び２に比べて高い不純物含有量を示す。
【0018】
前記未転換油に対する減圧蒸留ステップ（本ステップの前に未転換油と精製留分とが配合される場合には、配合原料に対する減圧蒸留ステップに該当）は、前記触媒脱蝋ステップの前に行われることができる。通常、触媒脱蝋の後に得られる生成物を減圧蒸留して所望の沸点を有する潤滑基油を分別して得ることが一般的な工程手順であるが、本発明の工程では、減圧蒸留を先に行い、所望の沸点を有する画分のみを触媒脱蝋ステップに導入することにより、目的とする沸点を有する製品のみを生成することが可能であり、製品の生産量調節が可能であるだけでなく、工程規模をより縮小させることにより、工程の運転コストを低減することができる。
前記未転換油に対する減圧蒸留ステップは、精製留分生成ステップにおける廃潤滑油の減圧蒸留と同一の工程条件で行われることができ、これにより未転換油又は配合原料が沸点によって分別される。
前記未転換油に対する減圧蒸留ステップは、精製留分生成ステップにおける廃潤滑油の減圧蒸留と同一の工程条件で行われることができ、これにより未転換油又は配合原料が沸点によって分別される。
【0019】
前記触媒脱蝋は、未転換油又は配合原料に含有された蝋成分を選択的に異性化（ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）させて低温性相を改善し（低い流動点の確保）、高い粘度指数（VI）を維持することができるようにする。本発明では、前記触媒脱蝋工程に用いられる触媒の改善を介して効率及び収率の向上を達成しようとする。前記触媒脱蝋ステップは、脱蝋反応及び以後の水添仕上げ（ｈｙｄｒｏｆｉｎｉｓｈｉｎｇ）反応を含むことができる。
一般に、触媒脱蝋反応の主要反応は、異性化反応であって、低温性状改善のためにＮ－パラフィンをイソパラフィンに転換するものであるが、ここに使用される触媒は、主に二元機能型（Ｂｉ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）触媒であると報告されている。二元機能型触媒は、水素化／脱水素化反応のための金属活性成分（メタルサイト（ｍｅｔａｌ ｓｉｔｅ）と、カルベニウムイオン（ｃａｒｂｅｎｉｕｍ ｉｏｎ）を介した骨格異性化反応（ｓｋｅｌｅｔａｌ ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）のための酸性サイト（Ａｃｉｄ ｓｉｔｅ）を有する担体の２つの活性成分から構成されるが、ゼオライト（Ｚｅｏｌｉｔｅ）構造の触媒は、アルミノシリケート（Ａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｌｉｃａｔｅ）担体と、第８族金属及び６族金属の中から１つ以上選択される金属とから構成されることが一般的である。
本発明で使用可能な脱蝋反応触媒は、分子篩（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｉｅｖｅ）、アルミナ及びシリカ－アルミナから選択される酸性サイトを有する担体と、周期律表の第２族、第６族、第９族及び第１０族元素から選択される１つ以上の水素化機能を有する金属とを含み、特に第９族及び第１０族（すなわち、ＶＩＩＩ族）金属の中ではＣｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄが好ましく、第６族（すなわち、ＶＩＢ族）金属の中ではＭｏ、Ｗが好ましい。
前記酸性サイトを有する担体の種類としては、分子篩、アルミナ、シリカ－アルミナなどを含み、このうち、分子篩は、結晶性アルミノシリケート（ゼオライト、Ｚｅｏｌｉｔｅ）、ＳＡＰＯ、ＡＬＰＯ等をいうものであって、酸素１０員環（１０－ｍｅｍｂｅｒｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ Ｒｉｎｇ）を有するＭｅｄｉｕｍ Ｐｏｒｅ分子篩（例えば、ＳＡＰＯ－１１、ＳＡＰＯ－４１、ＺＳＭ－１１、ＺＳＭ－２２、ＺＳＭ－２３、ＺＳＭ－３５、ＺＳＭ－４８など）と、酸素１２員環を有するＬａｒｇｅ Ｐｏｒｅ分子篩が使用できる。
特に、本発明では、好ましくは、担体として相転移程度が調節されたＥＵ－２ゼオライトを使用することができる。純粋なゼオライトが生成された後に合成条件が変化するか、或いは水熱合成条件が同一であっても一定時間を超えて合成が続くと、合成されたゼオライト結晶がより安定な相（Ｐｈａｓｅ）に徐々に転移を起こすことがあるが、このような現象をゼオライトの相転移（Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）といい、前記ゼオライトの相転移程度に応じて改善された異性化選択性能を示し、これを用いた触媒脱蝋反応においても優れた性能を示すことができることを確認した。
一般に、触媒脱蝋反応の主要反応は、異性化反応であって、低温性状改善のためにＮ－パラフィンをイソパラフィンに転換するものであるが、ここに使用される触媒は、主に二元機能型（Ｂｉ－ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）触媒であると報告されている。二元機能型触媒は、水素化／脱水素化反応のための金属活性成分（メタルサイト（ｍｅｔａｌ ｓｉｔｅ）と、カルベニウムイオン（ｃａｒｂｅｎｉｕｍ ｉｏｎ）を介した骨格異性化反応（ｓｋｅｌｅｔａｌ ｉｓｏｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ）のための酸性サイト（Ａｃｉｄ ｓｉｔｅ）を有する担体の２つの活性成分から構成されるが、ゼオライト（Ｚｅｏｌｉｔｅ）構造の触媒は、アルミノシリケート（Ａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｌｉｃａｔｅ）担体と、第８族金属及び６族金属の中から１つ以上選択される金属とから構成されることが一般的である。
本発明で使用可能な脱蝋反応触媒は、分子篩（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｉｅｖｅ）、アルミナ及びシリカ－アルミナから選択される酸性サイトを有する担体と、周期律表の第２族、第６族、第９族及び第１０族元素から選択される１つ以上の水素化機能を有する金属とを含み、特に第９族及び第１０族（すなわち、ＶＩＩＩ族）金属の中ではＣｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄが好ましく、第６族（すなわち、ＶＩＢ族）金属の中ではＭｏ、Ｗが好ましい。
前記酸性サイトを有する担体の種類としては、分子篩、アルミナ、シリカ－アルミナなどを含み、このうち、分子篩は、結晶性アルミノシリケート（ゼオライト、Ｚｅｏｌｉｔｅ）、ＳＡＰＯ、ＡＬＰＯ等をいうものであって、酸素１０員環（１０－ｍｅｍｂｅｒｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ Ｒｉｎｇ）を有するＭｅｄｉｕｍ Ｐｏｒｅ分子篩（例えば、ＳＡＰＯ－１１、ＳＡＰＯ－４１、ＺＳＭ－１１、ＺＳＭ－２２、ＺＳＭ－２３、ＺＳＭ－３５、ＺＳＭ－４８など）と、酸素１２員環を有するＬａｒｇｅ Ｐｏｒｅ分子篩が使用できる。
特に、本発明では、好ましくは、担体として相転移程度が調節されたＥＵ－２ゼオライトを使用することができる。純粋なゼオライトが生成された後に合成条件が変化するか、或いは水熱合成条件が同一であっても一定時間を超えて合成が続くと、合成されたゼオライト結晶がより安定な相（Ｐｈａｓｅ）に徐々に転移を起こすことがあるが、このような現象をゼオライトの相転移（Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）といい、前記ゼオライトの相転移程度に応じて改善された異性化選択性能を示し、これを用いた触媒脱蝋反応においても優れた性能を示すことができることを確認した。
【0020】
前記工程によって製造される潤滑基油は、前述したＡＰＩ分類においてグループIII以上の等級を有する高級潤滑基油であり得る。より具体的には、前記潤滑基油は、粘度指数が１２０以上、好ましくは１２０～１４０、１２０～１３５、１２０～１３０、１２０～１２５、１２５～１４０、１２５～１３５、１２５～１３０、１３０～１４０、 又は１３０～１３５であり、飽和度が９０％以上、好ましくは９１％以上、９２％以上、９３％以上、９４％以上、９５％以上、９６％以上、９７％以上、９８％以上、 又は９９％以上であり得る。
また、前記潤滑基油は、硫黄、窒素及び塩素などの不純物の含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下であって、不純物を殆ど含有しないことができる。
前記潤滑基油は、ＡＳＴＭ Ｄ１５６によって測定された、２７以上のセーボルト色を有することができる。前記セーボルト色（Ｓａｙｂｏｌｔ ｃｏｌｏｒ）の数値が２７以上である場合、Ｗａｔｅｒ Ｗｈｉｔｅ等級の安定性を有する潤滑基油であると取り扱われる。Ｗａｔｅｒ Ｗｈｉｔｅ等級の潤滑基油は、１ｐｐｍ未満の硫黄及び窒素含有量を有し、飽和度が９９％以上であり、芳香族含有量が１％未満であって、通常のＡＰＩグループＩＩＩ潤滑基油よりもさらに安定な潤滑基油に該当する。
前記潤滑基油は、ＡＳＴＭ Ｄ２００８によって測定された、２．５以下のＵＶ２６０～３５０ｎｍ吸光度及び０．７以下のＵＶ３２５ｎｍ吸光度を示すことができる。ここで、２６０～３５０ｎｍの波長に対する吸光度は、３以上の芳香族環を有する成分を含有するということを示し、３２５ｎｍの波長に対する吸光度は、３～７の芳香族環を有する成分を含有するということを示すが、前記潤滑基油は、これらの波長に対する低い吸光度を有するので、芳香族含有量が少なく、これにより高い安定性を有する。
また、前記潤滑基油は、硫黄、窒素及び塩素などの不純物の含有量がそれぞれ１ｐｐｍ以下であって、不純物を殆ど含有しないことができる。
前記潤滑基油は、ＡＳＴＭ Ｄ１５６によって測定された、２７以上のセーボルト色を有することができる。前記セーボルト色（Ｓａｙｂｏｌｔ ｃｏｌｏｒ）の数値が２７以上である場合、Ｗａｔｅｒ Ｗｈｉｔｅ等級の安定性を有する潤滑基油であると取り扱われる。Ｗａｔｅｒ Ｗｈｉｔｅ等級の潤滑基油は、１ｐｐｍ未満の硫黄及び窒素含有量を有し、飽和度が９９％以上であり、芳香族含有量が１％未満であって、通常のＡＰＩグループＩＩＩ潤滑基油よりもさらに安定な潤滑基油に該当する。
前記潤滑基油は、ＡＳＴＭ Ｄ２００８によって測定された、２．５以下のＵＶ２６０～３５０ｎｍ吸光度及び０．７以下のＵＶ３２５ｎｍ吸光度を示すことができる。ここで、２６０～３５０ｎｍの波長に対する吸光度は、３以上の芳香族環を有する成分を含有するということを示し、３２５ｎｍの波長に対する吸光度は、３～７の芳香族環を有する成分を含有するということを示すが、前記潤滑基油は、これらの波長に対する低い吸光度を有するので、芳香族含有量が少なく、これにより高い安定性を有する。
【0021】
前記工程の各ステップにおける例示的なオイルの性状及び不純物含有量は、下記表の通りである。
【0022】
【表2】
【実施例0023】
以下、本発明の理解を助けるために好適な実施例を提示するが、下記の実施例は、本発明をより容易に理解するために提供されるものに過ぎず、本発明は、これに限定されるものではない。
【0024】
１．本発明の工程によって製造された潤滑基油の性状及び特性の測定
約２０００ｐｐｍの硫黄、約１５００ｐｐｍの窒素及び約１５００ｐｐｍの塩素含有量を有する廃潤滑油を約３００ｒｐｍの速度で遠心分離し、これを常圧蒸留及び減圧蒸留して精製留分を得た。得られた精製留分を水素化処理して、体積を基準に２５％の配合量で、前述したモデル１のように未転換油と配合し、減圧蒸留及び触媒脱蝋して潤滑基油を得た。ここで、前記常圧蒸留は、５０℃～３５０℃の温度及び大気圧下で行われた。前記減圧蒸留の工程条件は、下記表３の通りである。
約２０００ｐｐｍの硫黄、約１５００ｐｐｍの窒素及び約１５００ｐｐｍの塩素含有量を有する廃潤滑油を約３００ｒｐｍの速度で遠心分離し、これを常圧蒸留及び減圧蒸留して精製留分を得た。得られた精製留分を水素化処理して、体積を基準に２５％の配合量で、前述したモデル１のように未転換油と配合し、減圧蒸留及び触媒脱蝋して潤滑基油を得た。ここで、前記常圧蒸留は、５０℃～３５０℃の温度及び大気圧下で行われた。前記減圧蒸留の工程条件は、下記表３の通りである。
【0025】
【表3】
【0026】
【表4】
【0027】
また、前記触媒脱蝋は、３００℃の温度及び１５０ｋｇ／ｃｍ2の圧力下で、ＥＵ－２ゼオライトを担体とする水素化触媒の存在下で行われた。上記の工程のうち、モデル1の構成を有する工程によって製造された潤滑基油に対して性状及び種々の特性を測定した。測定の結果、前記潤滑基油は０．８４の比重、７．３ｃＳｔの１００℃における動粘度、１２９の粘度指数（ＶＩ）及び－３３℃の動粘度を示し、硫黄、窒素及び塩素の含有量がそれぞれ１ｐｐｍ未満であり、不可避な微量を除いた不純物をほとんど含有していない。
上記事項の他に、前記潤滑基油に対して測定された特性は、下記表５の通りである。
上記事項の他に、前記潤滑基油に対して測定された特性は、下記表５の通りである。
【0028】
【表5】
【0029】
前記潤滑基油は、最小１２０の粘度指数及び最小９５％の飽和度を有するため、前記表１におけるグループＩＩＩ潤滑基油の条件を満たすことが分かった。前記潤滑基油は、目視で評価したとき、明るくてきれいな色であり、ＡＳＴＭ Ｄ１５６によって測定された２７以上のセーボルト色（Ｓａｙｂｏｌｔ Ｃｏｌｏｒ）を示した。すなわち、前記潤滑基油は、Ｗａｔｅｒ ｗｈｉｔｅ等級を有する潤滑基油であって、高温での高い熱安定性を有する。
また、前記潤滑基油は、２６０～３５０ｎｍの波長を有するＵＶ、及び特に３２５ｎｍの波長を有するＵＶに対してＡＳＴＭ Ｄ２００８によって測定された最大３．０（３２５ｎｍの波長に対しては最大１．０）の低い吸光度を示すため、ＵＶに対する安定性が高いことを確認することができる。
また、前記潤滑基油は、２６０～３５０ｎｍの波長を有するＵＶ、及び特に３２５ｎｍの波長を有するＵＶに対してＡＳＴＭ Ｄ２００８によって測定された最大３．０（３２５ｎｍの波長に対しては最大１．０）の低い吸光度を示すため、ＵＶに対する安定性が高いことを確認することができる。
【0030】
２．廃潤滑油精製留分の配合有無による潤滑基油の収率評価
廃潤滑油の精製留分を未転換油に配合する以外は前記実施例１と同様の工程条件で潤滑基油を得て、その収率を前記実施例１の収率と比較した結果は、下記表６の通りである。
廃潤滑油の精製留分を未転換油に配合する以外は前記実施例１と同様の工程条件で潤滑基油を得て、その収率を前記実施例１の収率と比較した結果は、下記表６の通りである。
【0031】
【表6】
【0032】
上述したように、廃潤滑油精製留分を未転換油に配合した配合原料を供給原料として潤滑基油を製造する場合、未転換油のみを供給原料とする場合と同等な又は微細に高い収率を示した。これは、未転換油が約１５％のＮ－パラフィンを含有するのに対し、精製留分は、Ｎ－パラフィンなどの蝋成分を全く含まないことに起因した結果と考えられる。このように、一定量の廃潤滑油精製留分を未転換油に配合してこれを潤滑基油製造の供給原料として使用する場合、最終生成物である潤滑基油の安定性及び収率が増加することができる。また、これは、廃潤滑油を潤滑基油として再使用するという点で、環境面においても利点を有する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2022-08-16
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】