BRPI0609017A2 - óleo diluente de aditivo lubrificante, concentrado de aditivo solúvel em óleo, lubrificante acabado, e, processos para produzir um concentrado de aditivo solúvel em óleo, e um lubrificante acabado - Google Patents
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Abstract
ËLEO DILUENTE DE ADITIVO LUBRIFICANTE, CONCENTRADO DE ADITIVO SOL VEL EM óLEO, LUBRIFICANTE ACABADO, E, PROCESSOS PARA PRODUZIR UM CONCENTRADO DE ADITIVO SOLúVEL EM óLEO, E UM LUBRIFICANTE ACABADO. A invenção presente refere-se a um líquido de hidrocarboneto extra leve derivado de cera altamente parafinica. Este líquido de hidrocarboneto extra leve é adequado para uso como um óleo diluente de aditivo lubrificante em concentrados de aditivo solúvel em óleo. Este líquido de hidrocarboneto extra leve derivado de cera altamente parafinica tem uma viscosidade de entre aproximadamente 1,0 e 3,5 cSt a 100<198>C e uma volatilidade Noack menor que 50% em peso e compreende mais que 3% em peso de moléculas com funcionalidade cicloparafinica e menos de 0,30 por cento em peso de aromáticos. O líquido de hidrocarboneto extra leve faz um excelente óleo diluente de aditivo lubrificante porque tem baixa volatilidade, baixa viscosidade, solubilidade em aditivo boa, e solubilidade excelente em cargas de óleo base lubrificante. A presente invenção também relaciona-se a lubrificantes acabados que compreendem os concentrados de aditivo solúvel em óleo feito com o líquido de hidrocarboneto extra leve e lubrificantes acabados compreendendo os concentrados de aditivo solúvel em óleo. A presente invenção relaciona-se adicionalmente a processos por fazer estes óleos diluentes de aditivo lubrificante, concentrados de aditivo solúvel em óleo, e lubrificantes acabados.
Description
"ÓLEO DILUENTE DE ADITIVO LUBRIFICANTE, CONCENTRADODE ADITIVO SOLÚVEL EM ÓLEO, LUBRIFICANTE ACABADO, E,PROCESSOS PARA PRODUZIR UM CONCENTRADO DE ADITIVOSOLÚVEL EM ÓLEO, E UM LUBRIFICANTE ACABADO"
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção diz respeito a um óleo diluente de aditivolubrificante derivado de cera altamente parafínica e concentrados de aditivosolúvel em óleo compreendendo este óleo diluente de aditivo lubrificante. Apresente invenção também diz respeito aos lubrificantes acabadoscompreendendo os concentrados de aditivo solúvel em óleo. A presenteinvenção diz respeito ainda aos processos para fazer estes óleos diluentes deaditivo lubrificante, concentrados de aditivo solúvel em óleo, e lubrificantesacabados.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Aditivos lubrificantes, especialmente aditivos automotivos taiscomo melhoradores de índice de viscosidade e embalagens de inibidor dedetergente (DI) requerem óleos diluentes de aditivo lubrificante para torná-losusáveis. Conseqüentemente, óleos diluentes de aditivo lubrificante são usadospara dissolver aditivos lubrificantes para fornecer concentrados de aditivosolúvel em óleo. Estes concentrados de aditivo solúvel em óleo tornam osaditivos mais fáceis para transportar, manejar, e enfim misturar em óleos baselubrificantes para fornecer um lubrificante acabado. Os concentrados deaditivo solúvel em óleo não são usáveis ou adequados como lubrificantesacabados isoladamente. De preferência, os concentrados de aditivo solúvel emóleo são misturados com cargas de óleo base lubrificante para fornecer umlubrificante acabado. É desejado que os óleos diluentes de aditivo lubrificantefacilmente solubilizam o aditivo lubrificante e fornecem um óleo concentradode aditivo que é facilmente solúvel nas cargas de óleo base lubrificante. Alémdisso, é desejado que os óleos diluentes de aditivo lubrificante não introduzamnenhuma característica indesejável, incluindo, por exemplo, alta volatilidade,alta viscosidade, e impurezas tais como heteroátomos, às cargas de óleo baselubrificante e assim, enfim ao lubrificante acabado.
Óleos diluentes de aditivo lubrificante diferentes requeremquantidades diferentes de óleo diluente de aditivo lubrificante para fornecerum concentrado de aditivo solúvel em óleo adequado. Por via de exemplo,concentrados de aditivo solúvel em óleo compreendendo embalagens deaditivo de óleo de engrenagem podem conter tão pouco quanto 25 % em pesode óleo diluente de aditivo lubrificante. Concentrados de aditivo solúvel emóleo compreendendo embalagens de DI tipicamente contêm cerca de 50 % empeso de óleo diluente de aditivo lubrificante. Concentrados de aditivo solúvelem óleo compreendendo melhorador de índice de viscosidade tipicamentecontêm cerca de 90 % em peso ou mais de óleo diluente de aditivolubrificante.
Correntemente, os óleos diluentes de aditivo lubrificanteusados com a maioria das embalagens de DI e melhoradores de índice deviscosidade são óleos base altamente aromáticos que caem dentro do Grupo Ide API. Óleos base de Grupo I de API, com sua alta solvência e boadisponibilidade, foram preferidos como óleos diluentes de aditivo lubrificante.Entretanto, estes óleos de Grupo I têm apenas desempenho de temperaturamédio a baixo, e eles são muito mais suscetíveis à oxidação do que óleosmodernos, que são mais altamente saturados. Além disso, óleos base deGrupo I têm índices de viscosidade (VI) mais baixo e volatilidade mais altado que outros óleos base. Além disso, óleos base de Grupo I têm altasconcentrações de enxofre. Óleos diluentes de aditivo lubrificante podemcompreender até 5 a 10 por cento em peso de um lubrificante acabado.Conseqüentemente, as propriedades dos óleos diluentes de aditivo lubrificantesão importantes visto que propriedades indesejáveis nos óleos diluentes deaditivo lubrificante podem afetar negativamente as propriedades dolubrificante acabado. Embora mais desejável em termo de suas propriedadespara o lubrificante acabado, óleos base de Grupo II de API convencionais, deGrupo III convencionais, e de Grupo IV são difíceis para o uso como óleosdiluentes de aditivo lubrificante devido à sua capacidade deficiente parasolubilizar aditivos. Portanto, estes óleos base não são práticos como óleosdiluentes de aditivo lubrificante.
Quando adicionados a cargas de óleo base lubrificante, aditivosolúvel em óleo típico, concentrados compreendendo embalagens de DI oumelhoradores de índice de viscosidade, tendem a espessar a formulação delubrificante acabado e prejudicam seu desempenho de temperatura baixo.
Óleos diluentes de aditivo lubrificante de baixa viscosidade, que foram usadosno passado em uma tentativa para evitar o espessamento do lubrificanteacabado, têm tido alta volatilidade ou solubilidade desfavorável em aditivo,tornando-os inadequados para a maioria de aplicações. Quando adicionadoaos óleos de motor, os concentrados de aditivo solúvel em óleo típicos tendema afetar adversamente a viscosidade do simulador de craqueamento a frio(CCS) e Viscosímetro Mini-Rotativo (MRV). Quando adicionado ao fluido detransmissão automática e óleos de engrenagem, os concentrados de aditivosolúvel em óleo típicos tendem a afetar adversamente a Viscosidade deBrookfield em temperatura baixa.
Conseqüentemente, óleos diluentes de aditivo lubrificante combaixa viscosidade, baixa volatilidade, e baixas concentrações de impurezas,tais como compostos contendo enxofre, são desejados. Óleos baselubrificantes típicos com baixas volatilidades também têm altas viscosidadestornando-os inadequados para a maioria de aplicações, e óleos baselubrificantes típicos com baixas viscosidades também têm baixas volatilidadese solubilidade desfavorável em aditivo tornando-os inadequados para amaioria de aplicações.
Fabricantes de motor pelo mundo inteiro estão introduzindolimites químicos em óleos e aditivos de motor que eles acreditam quefornecerão as margens seguras para a operação que sua ferramenta detratamento posterior de exaustão requer. Estas necessidades afetarãodiretamente o que é adequado para o uso como aditivos, óleos baselubrificantes cargas, e óleos diluentes de aditivo lubrificante. Baixos limitesde enxofre e fósforo no óleos de motor estão sendo proposto. Em um limite decerca de 0,3 % em peso de enxofre, aditivos anti-desgaste de ditio-difosfatode zinco precisam ser parcialmente substituídos com aditivos maisdispendiosos, e detergentes e óleos base de enxofre reduzido são necessáriospara fornecer flexibilidade da formulação. Visto que os limites mudam para0,2 % em peso de enxofre, óleos base lubrificantes e óleos diluentes deenxofre reduzido ou nulo tornam-se essenciais para satisfazer alvos deformulação. International Lubricants Standardization and ApprovalCommittee (ELSAC) óleos de motor de carro de passageiro GF-4, óleo demotor de limpeza pesada API PC-10, e outras especificações de lubrificanteacabado de alta qualidade exigem formulações de baixo teor de enxofre.
O ILSAC/Oil Committee adotou a nova especificação de GF-4para óleos de motor de carro de passageiro em 8 de Janeiro de 2004, com umadata de início recomendada para introduzir GF-4 no mercado de 1 de Julho de2004. Uma nova necessidade de teste laboratorial para óleos de motor quesatisfazem a especificação de GF-4 são teor de enxofre máximo por ASTM D1552. Como tal, um óleo IOW pode ter um máximo de 0,7 % em peso deenxofre, enquanto óleos OW, e 5W podem ter um máximo de 0,5 % em pesode enxofre. Além disso, os óleos que satisfazem a especificação de GF-4devem ter uma volatilidade Noack por ASTM D 5800 menor que 15 % empeso depois de uma hora a 250°C, e uma destilação simulada por ASTM D6417 com um máximo de 10 % a 371°C. API PC-10 é uma especificaçãoproposta para óleo de motor diesel de limpeza pesada e é espera-se que sejaaprovado em 2006 ou 2007. É esperado que óleos PC-IO também terãolimites reduzidos para enxofre, similar àquelas quantidades exigidas paraóleos de motor de carro de passageiro GF-4.
Conseqüentemente, óleos diluentes de aditivo lubrificante combaixo teor de enxofre, excelente solubilidade em aditivo, boa compatibilidadeelastomérica, baixa volatilidade, baixa viscosidade, alta estabilidade deoxidação, boas propriedades de temperatura baixa, e solubilidade excelentenos óleos base lubrificantes são desejados.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção diz respeito a líquidos de hidrocarbonetoextra leve derivados de cera altamente parafínica. Estes líquidos dehidrocarboneto extra leve derivados de cera altamente parafínica podem serusados como óleos diluentes de aditivo lubrificante. Conseqüentemente, apresente invenção diz respeito a óleos diluentes de aditivo lubrificantederivados de cera altamente parafínica e concentrados de aditivo solúvel emóleo compreendendo este óleo diluente de aditivo lubrificante. A presenteinvenção também diz respeito a lubrificantes acabados compreendendo osconcentrados de aditivo solúvel em óleo. A presente invenção diz respeitoainda a processos para fazer estes líquidos de hidrocarboneto extra levederivados de cera altamente parafínica, aos óleos diluentes de aditivolubrificante, aos concentrados de aditivo solúvel em óleo, e aos lubrificantesacabados.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Os lubrificantes acabados compreendem pelo menos um óleobase lubrificante e pelo menos um aditivo. Tipicamente, o pelo menos umaditivo é adicionado ao óleo base lubrificante na forma de um concentrado deaditivo solúvel em óleo compreendendo pelo menos um aditivo e um óleodiluente de aditivo lubrificante, para melhorar a solubilidade do aditivo noóleo base lubrificante. Para óleos diluentes de aditivo lubrificante, éimportante que o óleo seja pesado o bastante não para contribuir para avolatilidade ao lubrificante acabado, mas não ser tão pesado que o óleoengrosse o lubrificante acabado.
Foi surpreendentemente verificado que certos óleos baselubrificantes derivados de cera altamente parafínica fazem excelentes óleosdiluentes de aditivo lubrificante. Os exemplos de ceras altamente parafínicasadequadas incluem cera derivada de Fischer-Tropsch, graxa, graxa livre deóleo, e borra refinada, refinados lubrificantes de cera, ceras de n-parafina,ceras de alfa olefina normal (ΝΑΟ), ceras produzidas em processos de fábricaquímica, ceras derivadas de petróleo livres de óleo, ceras microcristalinas, emisturas destes. Estas ceras altamente parafínicas são processadas parafornecer frações de óleo base lubrificante tendo volatilidade inesperadamentebaixa e baixa viscosidade e inesperadamente também tendo boa solubilidadeem aditivo. Em uma forma de realização preferida, a cera altamente parafínicaé uma cera derivada de Fischer-Tropsch e fornece uma fração de óleo baselubrificante derivada de Fischer-Tropsch.
Conseqüentemente, foi surpreendentemente descoberto queóleos base lubrificantes derivados de cera altamente parafínicavantajosamente podem ser usados como óleos diluentes de aditivolubrificante, em que o óleo base lubrificante compreende mais do que 3 % empeso de moléculas com funcionalidade cicloparafínica e menos do que 0,30por cento em peso de aromáticos e têm viscosidades cinemáticas entre cercade 1,0 cSt e 3,5 cSt a 100°C e uma volatilidade Noack menor do que um Fatorde Volatilidade Noack como calculado pela equação seguinte:Fator de Volatilidade Noack =160 - 40(Viscosidade Cinemática a 100°C).
Preferivelmente, a fração de óleo base lubrificante derivada decera altamente parafínica tem uma viscosidade entre cerca de 2,0 e 3,5 cSt a100°C e mais preferivelmente entre cerca de 2,0 e 3,0 cSt a 100°C.Preferivelmente, a fração de óleo base lubrificante derivada de cera altamenteparafínica tem uma volatilidade Noack menor que 50 % em peso. As fraçõesde óleo base lubrificante derivadas de cera altamente parafínica de acordocom a presente invenção têm volatilidades de Noack inesperadamente baixasdadas suas viscosidades cinemáticas relativamente baixas.
Os óleos base lubrificantes da presente invenção tambémpodem ter arranjos de ramificação alquila preferidos. Como tal, os óleos baselubrificantes da presente invenção podem compreender predominantementeramificação metila. A ramificação pode ser tal que existem 6 a 18ramificações alquila por 100 carbonos; mais do que 25 % das ramificaçõessão 5 ou mais átomos de carbono independentemente um do outro; e menosdo que 40 % das ramificações estão dentro de 2 a 3 átomos de carbonoindependentemente um do outro.
Estes óleos base lubrificantes derivados de cera altamenteparafínica podem ser usados em aplicações que requerem baixa volatilidade,baixa viscosidade, desempenho de temperatura baixo excepcional, e boasolubilidade em aditivo. Além disso, estes óleos base lubrificantes derivadosde cera altamente parafínica exibem excelente resistência à oxidação e boacompatibilidade elastomérica. Vantajosamente, as frações de óleo baselubrificante derivadas de cera altamente parafínica podem ser usadas comoóleos diluentes de aditivo em aplicações que requerem baixa volatilidade, taiscomo óleos de motor ILSAC GF-4 e APIPC-10.
As frações de óleo base lubrificante derivadas de ceraaltamente parafínica da presente invenção são preparadas da cera altamenteparafínica por um processo incluindo hidroisomerização. Preferivelmente, acera altamente parafínica é hidroisomerizada usando uma peneira molecularde tamanho de poro intermediário seletiva na forma compreendendo umcomponente de hidrogenação de metal nobre sob condições de cerca de 600°F(315°C) a 750°F (399°C).
Em uma forma de realização preferida, a cera altamenteparafínica é uma cera derivada de Fischer-Tropsch e fornece uma fração deóleo base lubrificante derivada de Fischer-Tropsch. As frações de óleo baselubrificante são preparadas das frações de cera de óleo bruto sintético deFischer-Tropsch. Como tal, as frações de óleo base lubrificante derivadas deFischer-Tropsch usado nos concentrados de aditivo solúvel em óleo são feitaspor um processo compreendendo realizar uma síntese de Fischer-Tropschpara fornecer uma corrente de produto; isolar da corrente de produto umaalimentação de cera substancialmente parafínica; hidroisomerizar aalimentação de cera substancialmente parafínica; isolar um óleo isomerizado;e opcionalmente hidroacabar o óleo isomerizado. A partir do processo, umafração de óleo base lubrificante derivada de Fischer-Tropsch compreendendomenos do que 0,30 % em peso de aromáticos e maior do que 3 % em peso demoléculas com funcionalidade cicloparafínica e tendo viscosidade cinemáticaentre cerca de 1,0 cSt e 3,5 cSt a IOO0C e uma volatilidade Noack menor doque o Fator de Volatilidade Noack é isolada. As formas de realizaçãopreferidas aqui referidas do óleo base lubrificante de Fischer-Tropsch tambémpode ser isolado do processo. Preferivelmente, a alimentação de ceraparafínica é hidroisomerizada usando uma peneira molecular de tamanho deporo intermediário seletiva na forma compreendendo um componente dehidrogenação de metal nobre sob condições de cerca de 600°F (315°C) a750°F (399°C). Processos preferidos para fazer os óleos base lubrificantesderivados de Fischer-Tropsch são descritos em U.S.S.N. 10/744.870,depositada em 23 de Dezembro de 2003, aqui incorporada por referência emsua totalidade. Os exemplos de formas de realização de frações de óleo baselubrificante de Fischer-Tropsch com monocicloparafinas superiores emulticicloparafinas inferiores são descritos em U.S.S.N. 10/744.389,depositada em 23 de Dezembro de 2003, aqui incorporada por referência emsua totalidade.
De acordo com a presente invenção, as frações de óleo baselubrificante derivadas de cera altamente parafínica contêm uma porcentagemem peso relativamente alta de moléculas com funcionalidade cicloparafínica.
Em uma forma de realização preferida, a fração de óleo base lubrificantederivada de cera altamente parafínica compreende mais do que 5 por cento empeso de moléculas com funcionalidade cicloparafínica. Em uma outra formade realização preferida, a fração de óleo base lubrificante derivada de ceraaltamente parafínica compreende uma razão de porcentagem em peso demoléculas com funcionalidade monocicloparafínica para porcentagem empeso de moléculas com funcionalidade multicicloparafínica de mais do que 5.
A fração de óleo base lubrificante derivada de cera altamente parafínicacontendo uma razão elevada de porcentagem em peso de moléculas comfuncionalidade monocicloparafínica para porcentagem em peso de moléculascom funcionalidade multicicloparafínica (ou porcentagem em peso alta demoléculas com funcionalidade monocicloparafínica e porcentagem em pesobaixa de moléculas com funcionalidade multicicloparafínica) são óleosdiluentes de aditivo lubrificante excepcionais e fazem concentrados de aditivosolúvel em óleo excepcionais.
Ainda que estas frações de óleo base lubrificante derivadas decera altamente parafínica contenham um alto teor de parafinas, elasinesperadamente exibem solubilidade para aditivos, incluindo melhoradoresde VI e embalagens de aditivo lubrificante, porque as cicloparafinascomunicam solubilidade em aditivo. Estas frações de óleo base lubrificantederivadas de cera altamente parafínica também são desejáveis porquemoléculas com funcionalidade multicicloparafínica reduzem a estabilidade deoxidação, diminuem o índice de viscosidade, e aumentam a volatilidadeNoack. Modelos dos efeitos de moléculas com funcionalidademulticicloparafínica são dados em V.J. Gatto, et al, "The Influence ofChemical Structure on the Physical Properties and Antioxidant Response ofHydrocracked Base Stocks and Polyalphaolefíns," J. Synthetic Lubrication19-1, Abril de 2002, páginas 3-18. Além disso, as frações de óleo baselubrificante da presente invenção exibem volatilidade inesperadamente baixae viscosidade relativamente baixa.
Conseqüentemente, em uma forma de realização preferida, asfrações de óleo base lubrificante derivadas de cera altamente parafínica usadacomo óleos diluentes de aditivo lubrificante em concentrados de aditivosolúvel em óleo compreendem porcentagens em peso muito baixas demoléculas com funcionalidade aromática, uma porcentagem em peso alta demoléculas com funcionalidade cicloparafínica, e uma razão elevada deporcentagem em peso de moléculas com funcionalidade monocicloparafínicapara porcentagem em peso de moléculas com funcionalidademulticicloparafínica (ou porcentagem em peso alta de moléculas comfuncionalidade monocicloparafínica e porcentagens em peso muito baixas demoléculas com funcionalidade multicicloparafínica). Os óleos baselubrificantes da presente invenção também podem ter arranjos de ramificaçãoalquila preferidos.
As frações de óleo base lubrificante derivadas de ceraaltamente parafínica usado como óleos diluentes de aditivo lubrificante emconcentrados de aditivo solúvel em óleo contêm mais do que 95 % em pesode saturados como determinado pela cromatografia em coluna de eluição,ASTM D 2549-02. As olefinas estão presentes em uma quantidade menor quea detectável por Espectroscopia por Ressonância Magnética Nuclear (RMN)C13 de longa duração. Preferivelmente, moléculas com funcionalidadearomática estão presentes em quantidades de menos do que 0,3 por cento empeso por HPLC-UV, e confirmadas por ASTM D 5292-99 modificado paramedir aromáticos de nível baixo. Em formas de realização preferidas asmoléculas com funcionalidade aromática estão presentes em quantidades demenos do que 0,10 por cento em peso, preferivelmente menos do que 0,05 porcento em peso, mais preferivelmente menos do que 0,01 por cento em peso.Enxofre está presente em quantidades de menos do que 25 ppmp,preferivelmente menos do que 5 ppmp, e mais preferivelmente menos do que1 ppmp, como determinado por fluorescência ultravioleta por ASTM D 5453-00.
De acordo com a presente invenção, as frações de óleo baselubrificante derivadas de cera altamente parafínica são vantajosamente usadascomo óleos diluentes de aditivo lubrificante em concentrados de aditivosolúvel em óleo. Os concentrados de aditivo solúvel em óleo de acordo com apresente invenção compreendem 5 a 98 % em peso da fração de óleo baselubrificante derivada de cera altamente parafínica e pelo menos 2 % em pesode um ou mais aditivos lubrificantes, em que a fração de óleo baselubrificante compreende mais do que 3 % em peso de moléculas comfuncionalidade cicloparafínica e menos do que 0,30 por cento em peso dearomáticos e tem uma viscosidade entre cerca de 1,0 e 3,5 cSt a 100°C e umavolatilidade Noack menor do que o Fator de Volatilidade Noack. A fração deóleo base lubrificante derivada de cera altamente parafínica facilmentesolubiliza os aditivos lubrificantes e fornece um óleo concentrado de aditivoque é facilmente solúvel nas cargas de óleo base lubrificante. Além disso, afração de óleo base lubrificante derivada de cera altamente parafínica nãointroduz nenhuma característica indesejável, incluindo, por exemplo, altavolatilidade, alta viscosidade, e impurezas tais como heteroátomos, às cargasde óleo base lubrificante e assim, enfim ao lubrificante acabado. Olubrificante acabado de acordo com a presente invenção compreende oconcentrado de aditivo solúvel em óleo e um ou mais óleos base lubrificantes.
O lubrificante acabado opcionalmente pode compreender um ou mais aditivosadicionais e outros concentrados de aditivo solúvel em óleo.
Definições e Termos
Os termos seguintes serão usados por todo o relatóriodescritivo e terão os significados seguintes a menos que de outro modoindicado."API CI-4" é uma especificação da categoria de serviço deóleo de motor corrente de óleos de motor de limpeza pesada.
"API PC-10" é uma especificação da nova categoria de serviçode óleo de motor proposta de óleos de motor de limpeza pesada. É esperadoque os óleos PC-IO também terão limites reduzidos para o enxofre, emquantidades similares como para óleos de motor a gasolina automotivos GF-4.
"ILSAC GF-3" é uma especificação de uma categoria deserviço de óleo de motor de motores a gasolina automotivos, que tornou-seoficial em 1 de Julho de 2001.
"ILSAC GF-4" é uma especificação de uma nova categoria deserviço de óleo de motor de motores a gasolina automotivos, que foi aprovadaem 8 de Janeiro de 2004 e tornou-se oficial em 1 de Julho de 2004. Estacategoria introduz novos limites de enxofre por ASTM D 1552. O limite deenxofre máximo para óleos OW e 5W é de 0,5 por cento em peso, enquanto olimite de enxofre máximo para óleos 10W é de 0,7 por cento em peso.
"Óleos de motor de grau múltiplo SAE J300" são óleos demotor definidos pelas Engine Oil Viscosity Classifications para óleos demotor de grau múltiplo em SAE J300, revisado em Junho de 2001. Os tiposde viscosidade de grau múltiplo são 0W-XX, 5W-XX, 15W-XX, 20W-XX, e25W-XX, com XX sendo 20, 30, 40, 50, ou 60. Os limites específicos sãodefinidos para viscosidade de arranque em temperatura baixa máxima porASTM D 5293, viscosidade de bombeamento em temperatura baixa máximasem nenhuma intensidade da deformação por ASTM D 4684, viscosidadecinemática em baixa taxa de cisalhamento mínima e máxima a IOO0C porASTM D 445, e viscosidade em alta taxa de cisalhamento em temperaturaelevada mínima por ASTM D 4683 ou ASTM D 5481.
O termo "derivado de um processo de Fischer-Tropsch" ou"derivado de Fischer-Tropsch," significa que o produto, fração, oualimentação origina-se de ou é produzido em algum estágio por um processode Fischer-Tropsch.
O termo "derivado de um petróleo" ou "derivado de petróleo"significa que o produto, fração, ou alimentação origina-se das correntessuspensas de vapor da destilação de petróleo bruto e dos combustíveisresiduais que são a porção remanescente não vaporizável. Uma fonte doderivado de petróleo pode ser de um condensado de jazida de gás.
Cera altamente parafínica significa uma cera tendo um altoteor de n-parafmas, geralmente maior do que 40 % em peso, preferivelmentemaior do que 50 % em peso, e mais preferivelmente maior do que 75 % empeso. Preferivelmente, as ceras altamente parafínicas usadas na presenteinvenção também têm níveis muito baixos de nitrogênio e enxofre,geralmente menos do que 25 ppm de nitrogênio e enxofre combinados totais epreferivelmente menos do que 20 ppm. Os exemplos de ceras altamenteparafínicas que pode ser usadas na presente invenção incluem graxas, graxaslivres de óleo, borra refinada, refinados lubrificantes de cera, ceras de n-parafina, ceras de ΝΑΟ, ceras produzidas em processos de fábrica química,ceras derivadas de petróleo livres de óleo, ceras microcristalinas, ceras deFischer-Tropsch, e misturas destes. Os pontos de fluidez das ceras altamenteparafínicas úteis nesta invenção são maiores do que 5O0C e preferivelmentemaiores do que 60°C.
O termo "derivado de cera altamente parafínica" significa queo produto, fração, ou alimentação originam-se de ou são produzidos emalgum estágio por uma cera altamente parafínica.
Aromáticos significa quaisquer compostos hidrocarbonáceosque contêm pelo menos um grupo de átomos que compartilham um nuvemininterrupta de elétrons deslocalizados, onde o número de elétronsdeslocalizados no grupo de átomos corresponde a uma solução para a regra deHuckel de 4n+2 (por exemplo, n=l para 6 elétrons, etc.). Exemplosrepresentativos incluem, mas não são limitados a, benzeno, bifenila,naftaleno, e semelhantes.
Moléculas com funcionalidade cicloparafínica significamqualquer molécula que é, ou contém como um ou mais substituintes, umgrupo hidrocarboneto saturado monocíclico ou um multicíclico fundido. Ogrupo cicloparafínico pode ser opcionalmente substituído com um ou mais,preferivelmente um a três, substituintes. Exemplos representativos incluem,mas não são limitados a, ciclopropila, ciclobutila, ciclo-hexila, ciclopentila,ciclo-heptila, decaidronaftaleno, octaidropentaleno, (pentadecan-6-il)ciclo-hexano, 3,7,10-triciclo-hexilpentadecano, decaidro-1 -(pentadecan-6-il)naftaleno, e semelhantes.
Moléculas com funcionalidade monocicloparafínica significamqualquer molécula que é um grupo hidrocarboneto saturado monociclo de trêsa sete carbonos no anel ou qualquer molécula que é substituída com um únicogrupo hidrocarboneto saturado monociclo de três a sete carbonos no anel. Ogrupo cicloparafínico pode ser opcionalmente substituído com um ou mais,preferivelmente um a três, substituintes. Exemplos representativos incluem,mas não são limitados a, ciclopropila, ciclobutila, ciclo-hexila, ciclopentila,ciclo-heptila, (pentadecan-ó-il)ciclo-hexano, e semelhantes.
Moléculas com funcionalidade multicicloparafínica significamqualquer molécula que é um grupo de anel de hidrocarboneto saturadomulticíclico fundido de dois ou mais anéis fundidos, qualquer molécula que ésubstituída com um ou mais grupos de anel de hidrocarboneto saturadomulticíclico fundidos de dois ou mais anéis fundidos, ou qualquer moléculaque é substituída com mais do que um grupo hidrocarboneto saturadomonocíclico de três a sete carbonos no anel. O grupo de anel dehidrocarboneto saturado multicíclico fundido preferivelmente é de dois anéisfundidos. O grupo cicloparafínico pode ser opcionalmente substituído comum ou mais, preferivelmente um a três, substituintes. Exemplosrepresentativos incluem, mas não são limitados a, decaidronaftaleno,octaidropentaleno, 3,7,10-triciclo-hexilpentadecano, decaidro-1 -(pentadecan-6-il)naftaleno, e semelhantes.
Viscosidade de Brookfield: ASTM D 2983-03 é usada paradeterminar a viscosidade de taxa de cisalhamento baixa de lubrificantesfluidos automotivos em temperaturas baixas. A viscosidade de taxa decisalhamento baixa, de temperatura baixa de fluidos de transmissãoautomática, óleos de engrenagem, torque e fluidos de trator, e óleoshidráulicos industriais e automotivos são freqüentemente especificados porviscosidades de Brookfield. A especificação de fluido de transmissãoautomática GM 2003 DEXRON® III requer uma viscosidade de Brookfieldmáxima a -40°C de 20.000 cP. A especificação Ford MERCON® V requeruma viscosidade de Brookfield a -40°C entre 5.000 e 13.000 cP. AClassificação de Viscosidade de Lubrificante de Engrenagem AutomotivaSAE J306 para lubrificantes de engrenagem 75W tem uma especificação deviscosidade de temperatura baixa tal que a temperatura máxima para umaviscosidade de 150.000 cP é de -40°C. Quando adicionados ao fluido detransmissão automática e óleos de engrenagem, os concentrados de aditivosolúvel em óleo da presente invenção não afetam adversamente a viscosidadede Brookfield na temperatura baixa.
Classificações de Viscosidade de Lubrificante de EngrenagemAutomotiva - SAE J306
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Viscosidade Cinemática é uma medição da resistência ao fluxode um fluido sob gravidade. Muitos óleos base lubrificantes, lubrificantesacabados feitos deles, e a operação correta do equipamento depende daviscosidade apropriada do fluido que é usado. A Viscosidade Cinemática édeterminada por ASTM D 445-01. Os resultados são informados emcentistokes (cSt). As frações de óleo base lubrificante derivadas de Fischer-Tropsch da presente invenção têm uma viscosidade cinemática entre cerca de1,0 cSt e 3,5 cSt a 100°C. Preferivelmente, as frações de óleo baselubrificante derivadas de cera altamente parafínica têm uma viscosidadecinemática entre cerca de 2,0 cSt e 3,5 cSt a IOO0C e mais preferivelmente, asfrações de óleo base lubrificante derivadas de cera altamente parafínica têmuma viscosidade cinemática entre cerca de 2,0 cSt e 3,0 cSt a 100°C.
Indice de viscosidade (VI) é um número empírico, não unitárioindicando o efeito da mudança de temperatura na viscosidade cinemática doóleo. Líquidos mudam a viscosidade com a temperatura, tornando-se menosviscosos quando aquecidos; quanto mais alto o VI de um óleo, mais baixa suatendência para mudar a viscosidade com a temperatura. Lubrificantes de VIalto são necessários sempre que a viscosidade relativamente constantefor necessária em temperaturas amplamente variadas. Por exemplo,em um automóvel, o óleo de motor deve fluir livremente o bastantepara permitir partida a frio, mas deve ser viscoso o bastante depois de quenteaté fornecer lubrificação total. VI pode ser determinado como descrito emASTM D 2270-93. Preferivelmente, as frações de óleo base lubrificantederivadas de cera altamente parafínica têm um índice de viscosidade entrecerca de 105 e 155.
O "Fator de índice de Viscosidade" do óleo base lubrificantederivado de cera altamente parafínica é um número empírico derivado deviscosidade cinemática da fração de óleo base lubrificante. O fator de índicede viscosidade é calculado pela equação seguinte:
Fator de índice de Viscosidade = 28 χ ln(Viscosidade Cinemática dafração de óleo base lubrificante a 100°C) + 95As frações de óleo base lubrificante derivadas de ceraaltamente parafínica podem ter um índice de viscosidade maior do que o Fatorde índice de Viscosidade.
Ponto de fluidez é uma medição da temperatura em que umaamostra de óleo base lubrificante começará a fluir sob condiçõescuidadosamente controladas. O ponto de fluidez pode ser determinado comodescrito em ASTM D 5950-02. Os resultados são informados em grausCelsius. Muitos óleos base lubrificantes comerciais têm especificações paraponto de fluidez. Quando óleos base lubrificantes têm pontos de fluidezbaixos, eles também são prováveis a ter outras boas propriedades detemperatura baixa, tais como ponto de névoa baixo, ponto de ligação de filtroa frio baixo, e viscosidade de arranque em temperatura baixa. Ponto de névoaé uma medição complementar ao ponto de fluidez, e é expressado como umatemperatura em que uma amostra do óleo base lubrificante começa adesenvolver uma névoa sob condições cuidadosamente especificadas. Pontode névoa pode ser determinado, por exemplo, por ASTM D 5773-95. Oleosbase lubrificantes tendo difusões de ponto de fluidez-névoa abaixo de cercade 35°C são desejáveis. Difusões de pontos de fluidez-névoa mais altosrequerem processar o óleo base lubrificante a pontos de fluidez muito baixosde modo a satisfazer as especificações do ponto de névoa.
Volatilidade Noack é definida como a massa de óleo,expressada em % em peso, que é perdida quando o óleo é aquecido a 250°C emmHg (2,67 kPa; 26,7 mbar) abaixo da pressão atmosférica em umcadinho de teste através do qual um fluxo constante de ar é retirado durante60 minutos, de acordo com ASTM D5800. Um método mais conveniente paracalcular a volatilidade Noack e um que correlaciona-se bem com ASTMD5800 é usando-se um teste analisador termo gravimétrico (TGA) por ASTMD6375. A volatilidade Noack no TGA é usada por toda esta divulgação amenos que de outro modo estabelecido. A volatilidade Noack de óleo demotor, como medido por TGA Noack e métodos similares, foi descobertacorrelacionar com o consumo de óleo em motores de carro de passageiro.Necessidades estritas para volatilidade baixa são aspectos importantes devárias especificações de óleo de motor recentes, tais como, por exemplo,ACEA A-3 e B-3 na Europa e ILSAC GF-3 na América do Norte.Preferivelmente, as frações de óleo base lubrificante derivadas de ceraaltamente parafínica da presente invenção têm uma volatilidade Noack menorque 50 % em peso. Mais preferivelmente, as frações de óleo base lubrificantederivadas de cera altamente parafínica da presente invenção têm umavolatilidade Noack menor que 35 % em peso.
O "Fator de Volatilidade Noack" do óleo base lubrificantederivado de cera altamente parafínica é um número empírico derivado deviscosidade cinemática da fração de óleo base lubrificante. O fator devolatilidade Noack é calculado pela equação seguinte:
Fator de Volatilidade Noack = 160 - 40(Viscosidade Cinemática a IOO0C)
As frações de óleo base lubrificante derivadas de ceraaltamente parafínica têm uma volatilidade Noack menor do que o Fator deVolatilidade Noack.
O teste de ponto de anilina indica se um óleo é provável adanificar elastômeros (compostos de borracha) que entram em contato com oóleo. O ponto de anilina é chamado a "temperatura do ponto de anilina," que éa temperatura mais baixa (0F ou °C) em que volumes iguais de anilina(C6H5NH2) e do óleo formam uma única fase. O ponto de anilina (AP)correlaciona-se aproximadamente com a quantidade e tipo de hidrocarbonetosaromáticos em uma amostra de óleo. Um AP baixo é indicativo de teor dearomáticos mais alto, enquanto um AP alto é indicativo de teor de aromáticosmais baixo. O ponto de anilina é determinado por ASTM D611-04.
Preferivelmente, as frações de óleo base lubrificante derivadas de ceraaltamente parafínica da presente invenção têm um ponto de anilina maior doque 36 χ ln(Viscosidade Cinemática da fração de óleo base lubrificante a100°C) + 200. Conseqüentemente, as frações de óleo base lubrificantederivadas de cera altamente parafínica exibem boa compatibilidadeelastomérica.
O Oxidante BN com Teste de Catalisador L-4 é um teste quemede a resistência à oxidação por meio de um aparelho de absorção deoxigênio tipo Domte (R.W. Domte "Oxidation of White Oils," Industrial andEngineering Chemistry, Vol. 28, página 26, 1936). Normalmente, ascondições são uma atmosfera de oxigênio puro a 340°F (171,1 °C),informando as horas para a absorção de 1000 ml de O2 por 100 g de óleo. NoOxidante BN com Teste de Catalisador L-4, 0,8 ml de catalisador é usado por100 gramas de óleo. O catalisador é uma mistura de naftenatos de metalsolúveis em querosene simulando a análise de metal média do uso de óleo dacaixa do motor. A mistura de naftenatos de metal solúveis simula a análise demetal média do uso de óleo da caixa do motor. O nível de metais nocatalisador é como segue: Cobre = 6.927 ppm; Ferro = 4.083 ppm; Chumbo =80.208 ppm; Manganês = 350 ppm; Estanho = 3565 ppm. A embalagem deaditivo é 80 milimoles de bispolipropilenofenilditio-fosfato de zinco por 100gramas de óleo, ou aproximadamente 1,1 grama de OLOA® 260. O OxidanteBN com Teste de Catalisador L-4 mede a resposta de um lubrificante acabadoem uma aplicação simulada. Valores altos, ou tempos longos para adsorverum litro de oxigênio, indicam boa estabilidade. OLOA® é um acrônimo paraOronite Lubricating Oil Additive®, que é uma marca registrada daChevronTexaco Oronite Company.
Geralmente, o Oxidante BN com os resultados do Teste deCatalisador L-4 deve estar acima de cerca de 7 horas. Preferivelmente, oOxidante BN com o valor de L-4 será maior do que cerca de 10 horas.Preferivelmente, a fração de óleo base lubrificante derivada de cera altamenteparafínica da presente invenção têm resultados maiores do que cerca de 10horas. As frações de óleo base lubrificante derivadas de Fischer-Tropsch dapresente invenção têm resultados muito maiores do que 10 horas.Preferivelmente, as frações de óleo base lubrificante derivadas de Fischer-Tropsch dos concentrados de aditivo solúvel em óleo da presente invençãotêm um Oxidante BN com o resultado do Teste de Catalisador L-4 de mais doque 25 horas.
Cera Altamente Parafinica
A cera altamente parafínica usada em fazer os óleos baselubrificantes da presente invenção pode ser qualquer cera tendo um alto teorde n-parafinas. Preferivelmente, a cera altamente parafínica compreende maisdo que 40 % em peso de n-parafinas, preferivelmente mais do que 50 % empeso, e mais preferivelmente mais do que 75 % em peso. Preferivelmente, asceras altamente parafínicas usadas na presente invenção também têm níveismuito baixos de nitrogênio e enxofre, geralmente menos do que 25 ppm denitrogênio e enxofre combinados totais e preferivelmente menos do que 20ppm. Os exemplos de ceras altamente parafínicas que podem ser usadas napresente invenção incluem graxas, graxas livres de óleo, borra refinada,refinados lubrificantes de cera, ceras de n-parafina, ceras de ΝΑΟ, cerasproduzidas em processos de fábrica química, ceras derivadas de petróleolivres de óleo, ceras microcristalinas, ceras de Fischer-Tropsch, e misturasdeste. Os pontos de fluidez das ceras altamente parafínicas úteis nestainvenção são maiores do que 50°C e preferivelmente maiores do que 60°C.
Foi verificado que estas ceras altamente parafínicas podem serprocessadas para fornecer frações de óleo base lubrificante tendo baixavolatilidade e baixa viscosidade e inesperadamente também tendo boasolubilidade em aditivo. Em uma forma de realização preferida, a ceraaltamente parafínica é uma cera derivada de Fischer-Tropsch e fornece umafração de óleo base lubrificante derivada de Fischer-Tropsch.
Síntese de Fischer-TropschNa química de Fischer-Tropsch, o gás sintético é convertido ahidrocarbonetos líquidos por contato com um catalisador de Fischer-Tropschsob condições reativas. Tipicamente, metano e opcionalmentehidrocarbonetos mais pesados (etano e mais pesado) podem ser enviadosatravés de um gerador de gás sintético convencional para fornecer o gás desíntese. Geralmente, o gás de síntese contém hidrogênio e monóxido decarbono, e pode incluir quantidades menores de dióxido de carbono e/ouágua. A presença de contaminantes de enxofre, nitrogênio, halogênio, selênio,fósforo e arsênico no gás sintético é indesejável. Por esta razão e dependendoda qualidade do gás sintético, é preferido remover o enxofre e outroscontaminantes da alimentação antes de realizar a química de Fischer-Tropsch.
Meios para remover estes contaminantes são bem conhecidos àqueles dehabilidade na técnica. Por exemplo, filtros de ZnO são preferidos pararemover as impurezas de enxofre. Meios para remover outros contaminantessão bem conhecidos àqueles de habilidade na técnica. Também pode serdesejável purificar o gás sintético antes do reator de Fischer-Tropsch pararemover o dióxido de carbono produzido durante a reação de gás sintético equaisquer compostos de enxofre adicionais não previamente removidos. Istopode ser realizado, por exemplo, contatando-se o gás sintético com umasolução suavemente alcalina (por exemplo, carbonato de potássio aquoso) emuma coluna compactada.
No processo de Fischer-Tropsch, o contato do gás de síntesecompreendendo uma mistura de H2 e CO com um catalisador de Fischer-Tropsch sob condições reativas de temperatura e pressão adequadas formahidrocarbonetos líquidos e gasosos. A reação de Fischer-Tropsch étipicamente conduzida em temperaturas de cerca de 300 a 700°F (149 a371°C), preferivelmente de cerca 204 a 228°C; pressões de cerca de 0,7 a 41bars, preferivelmente de cerca de 30 a 300 psia, (2 a 21 bars); e velocidadesespaciais de catalisador de cerca de 100 a 10.000 cm3/g/h, preferivelmentecerca de 300 a 3.000 cm3/g/h. Os exemplos de condições para realizar asreações do tipo Fischer-Tropsch são bem conhecidos àqueles de habilidade natécnica.
Os produtos do processo de síntese de Fischer-Tropsch podemvariar de Ci a C2oo+ com a maioria na faixa de C5 a Ci00+. A reação pode serconduzida em uma variedade de tipos de reator, tais como reatores de leitofixo contendo um ou mais leitos de catalisador, reatores de pasta fluida,reatores de leito fluidizado, ou uma combinação de reatores de tipo diferente.Tais processos de reação e reatores são bem conhecidos e documentados naliteratura.
O processo de Fischer-Tropsch de pasta fluida, que é preferidona prática da invenção, utiliza características de transferência de calorsuperior (e massa) para a reação de síntese fortemente exotérmica e é capazde produzir hidrocarbonetos parafínicos, de peso molecular relativamente altoquando do uso de um catalisador de cobalto. No processo de pasta fluida, umgás sintético compreendendo uma mistura de hidrogênio e monóxido decarbono é aumentado em intensidade como uma terceira fase através de umapasta fluida que compreende um catalisador de síntese de hidrocarboneto tipoFischer-Tropsch particulado disperso e colocado em suspensão em um líquidopastoso compreendendo produtos de hidrocarboneto da reação de síntese quesão líquidos sob as condições de reação. A razão em mol do hidrogênio para omonóxido de carbono pode variar amplamente de cerca de 0,5 a cerca de 4,mas está mais tipicamente dentro da faixa de cerca de 0,7 a cerca de 2,75 epreferivelmente de cerca de 0,7 a cerca de 2,5. Um processo de Fischer-Tropsch particularmente preferido é mostrado na EP0609079, tambémcompletamente incorporado aqui por referência para todos os propósitos.
Em geral, catalisadores de Fischer-Tropsch contêm um metalde transição do Grupo VIII em um suporte de óxido metálico. Oscatalisadores também podem conter um promotor de metal nobre e/oupeneiras moleculares cristalinas. Catalisadores de Fischer-Tropsch adequadoscompreendem um ou mais de Fe, Ni, Co, Ru e Re, com cobalto sendopreferido. Um catalisador de Fischer-Tropsch preferido compreendequantidades eficazes de cobalto e um ou mais de Re, Ru, Pt, Fe, Ni, Th, Zr,Hf, U, Mg e La em um material de suporte inorgânico adequado,preferivelmente um que compreende um ou mais óxidos metálicos refratários.
Em geral, a quantidade de cobalto presente no catalisador está entre cerca de 1e cerca de 50 por cento em peso da composição de catalisador total. Oscatalisadores também podem conter promotores de óxido básico tais comopromotores de ThO2, La2O3, MgO, e TiO2, tais como ZrO2, metais nobres (Pt,Pd, Ru, Rh, Os, Ir), metais de cunhagem (Cu, Ag, Au), e outros metais detransição tais como Fe, Mn, Ni, e Re. Materiais de suporte adequados incluemalumina, sílica, magnésia e titânia ou misturas destes. Os suportes preferidospara catalisadores contendo cobalto compreendem titânia. Catalisadores úteise sua preparação são conhecidos e ilustrados na Patente U.S. 4.568.663, que éintencionada a ser ilustrativa mas não limitante em relação à seleção docatalisador.
Certos catalisadores são conhecidos fornecer probabilidades decrescimento de cadeia que são relativamente baixas a moderadas, e osprodutos de reação incluem uma proporção relativamente alta de olefinas depeso molecular baixo (C2.8) e uma proporção relativamente baixa de ceras depeso molecular alto (C30+). Certos outros catalisadores são conhecidosfornecer probabilidades de crescimento de cadeia relativamente altas, e osprodutos de reação incluem uma proporção relativamente baixa de olefinas depeso molecular baixo (C2.8) e uma proporção relativamente alta de ceras depeso molecular alto (C30+). Tais catalisadores são bem conhecidos àqueles dehabilidade na técnica e podem ser facilmente obtidos e/ou preparados.
O produto de um processo de Fischer-Tropsch contémpredominantemente parafinas. Os produtos de reações de Fischer-Tropschgeralmente incluem um produto de reação leve e um produto de reaçãoceroso. O produto de reação leve (isto é, a fração de condensado) incluihidrocarbonetos que entram em ebulição abaixo de cerca de 700°F (371,1°C)(por exemplo, gases residuais através de combustíveis destiladosintermediários), amplamente na faixa de C5 a C20, com quantidadesdecrescentes de até cerca de C3o- O produto de reação ceroso (isto é, a fraçãode cera) inclui hidrocarbonetos que entram em ebulição acima de cerca de600°F (315°C) (por exemplo, gás óleo a vácuo através de parafinas pesadas),amplamente na faixa de C20+, com quantidades decrescentes abaixo de Ci0.
Tanto o produto de reação leve quanto o produto ceroso sãosubstancialmente parafínicos. O produto ceroso geralmente compreende maisdo que 70 % em peso de parafinas normais, e freqüentemente mais do que 80% em peso de parafinas normais. O produto de reação leve compreendeprodutos parafínicos com uma proporção significante de álcoois e olefinas.
Em algum casos, o produto de reação leve pode compreender tanto quanto 50% em peso, e ainda mais alto, de álcoois e olefinas. Ele é o produto de reaçãoceroso (isto é, a fração de cera) que é usada como um estoque de alimentaçãoao processo para fornecer a fração de óleo base lubrificante derivada deFischer-Tropsch usado como um óleo diluente de aditivo lubrificante nosconcentrados solúveis em óleo e lubrificantes acabados de acordo com apresente invenção.
As frações de óleo base lubrificante de Fischer-Tropsch usadascomo óleos diluentes de aditivo lubrificante nos concentrados de aditivosolúvel em óleo são preparadas das frações de cera do óleo bruto sintético deFischer-Tropsch por um processo incluindo hidroisomerização.
Preferivelmente, os óleos base lubrificantes de Fischer-Tropsch são feitos porum processo como descrito em U.S.S.N. 10/744.870, depositado em 23 deDezembro de 2003, aqui incorporado por referência em sua totalidade. Asfrações de óleo base lubrificante de Fischer-Tropsch usadas nos concentradosde aditivo solúvel em óleo de acordo com a presente invenção podem serfabricadas em um local diferente do local em que os componentes dosconcentrados de aditivo solúvel em óleo são recebidos e misturados e em umlocal diferente do local em que o concentrado de aditivo solúvel em óleo émisturado com cargas de óleo base lubrificante para fornecer um lubrificanteacabado. O local em que o concentrado de aditivo solúvel em óleo é feitopode ser o mesmo ou diferente em comparação ao local em que o lubrificanteacabado é feito.
Processo para Fornecer Fração de Óleo Base Lubrificante Leve
Estas frações de óleo base lubrificante leve derivadas de ceraaltamente parafínica da presente invenção são feitas pelo processocompreendendo fornecer uma cera altamente parafínica e depoishidroisomerizar a cera altamente parafínica para fornecer as frações de óleobase lubrificante como descrito aqui. Preferivelmente, a cera altamenteparafínica é hidroisomerizada usando uma peneira molecular de tamanho deporo intermediário seletiva na forma compreendendo um componente dehidrogenação de metal nobre sob condições de cerca de 600°F (315 °C) a750°F (399°C).
Em uma forma de realização preferida, a cera altamenteparafínica é uma cera derivada de Fischer-Tropsch e fornece uma fração deóleo base lubrificante derivada de Fischer-Tropsch. A fração de óleo baselubrificante derivada de Fischer-Tropsch usada no concentrado de aditivosolúvel em óleo é feita por um processo de síntese de Fischer-Tropschseguido por hidroisomerização das frações de cera do óleo bruto sintético deFischer-Tropsch.
Hidroisomerização
As ceras altamente parafínicas são submetidas a um processocompreendendo a hidroisomerização para fornecer as frações de óleo baselubrificante úteis como óleos diluentes de aditivo lubrificante emconcentrados de aditivo solúvel em óleo de acordo com a presente invenção.
A hidroisomerização é intencionada a melhorar aspropriedades de fluxo a frio do óleo base lubrificante pela adição seletiva deramificação na estrutura molecular. A hidroisomerização em condições ideaisobterá níveis de conversão altos da cera altamente parafínica a iso-parafinasnão cerosas enquanto ao mesmo tempo minimizando a conversão porcraqueamento. Preferivelmente, as condições para a hidroisomerização napresente invenção são controladas tal que a conversão dos compostos queentram em ebulição acima cerca de 700 0F (371,1°C) na alimentação de ceraaos compostos que entram em ebulição abaixo de cerca de 700 0F (3 71,1 °C) émantida entre cerca de 10 % em peso e 50 % em peso, preferivelmente entre15 % em peso e 45 % em peso.
De acordo com a presente invenção, a hidroisomerização éconduzida usando uma peneira molecular de tamanho de poro intermediárioseletiva na forma. Os catalisadores de hidroisomerização úteis na presenteinvenção compreendem uma peneira molecular de tamanho de porointermediário seletiva na forma e opcionalmente um componente dehidrogenação de metal cataliticamente ativo em um suporte de óxidorefratário. A frase "tamanho de poro intermediário," como usado aquisignifica uma abertura de poro eficaz na faixa de cerca de 3,9 a cerca de 7,1 Âquando o óxido inorgânico poroso está na forma calcinada. As peneirasmoleculares de tamanho de poro intermediário seletivas na forma usadas naprática da presente invenção são geralmente peneiras moleculares I-D de 10,11 ou 12 anéis. As peneiras moleculares preferidas da invenção são davariedade I-D de 10 anéis, onde peneiras moleculares de 10 (ou 11 ou 12)anéis têm 10 (ou 11 ou 12) átomos tetraedricamente coordenados (átomos T)unidos por oxigênios. Na peneira molecular 1-D, os poros de 10 anéis (oumaior) são paralelos entre si, e não interconectam-se. Note, entretanto, quepeneiras moleculares I-D de 10 anéis que satisfazem a definição mais amplada peneira molecular de tamanho de poro intermediário mas incluem poros deinterseção tendo anéis de 8 membros também podem ser abrangidos dentro dadefinição da peneira molecular da presente invenção. A classificação decanais de intrazeólito como 1-D, 2-D e 3-D é apresentada por R. M. Barrerem Zeolites, Science and Technology, editado por F.R. Rodrigues, L.D.RolLilian e. C. Naccache, NATO ASI Series, 1984 classificação está que éincorporada em sua totalidade por referência (ver particularmente página 75).
As peneiras moleculares de tamanho de poro intermediárioseletivas na forma preferidas usadas para a hidroisomerização sãofundamentadas em fosfatos de alumínio, tais como SAPO-11, SAPO-31, eSAPO-41. SAPO-Il e SAPO-31 são mais preferidos, com SAPO-Il sendo omais preferida. SM-3 é um SAPO de tamanho de poro intermediário seletivona forma particularmente preferido, que tem uma estrutura cristalina que caidentro daquela das peneiras moleculares SAPO-11. A preparação de SM-3 esuas únicas características são descritas nas Patentes U.S. 4.943.424 e5.158.665. Peneiras moleculares de tamanho de poro intermediário seletivasna forma também preferidas usadas para a hidroisomerização são zeólitos, taiscomo ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-57, SSZ-32, ofretita, eferrierita. SSZ-32 e ZSM-23 são mais preferidos.
Uma peneira molecular de tamanho de poro intermediáriopreferida é caracterizada selecionando-se diâmetros cristalográficos livres doscanais, tamanho cristalino selecionado (correspondendo ao comprimento docanal selecionado), e acidez selecionada. Diâmetros cristalográficos livresdesejáveis dos canais das peneiras moleculares estão na faixa de cerca de 3,9a cerca de 7,1 Angstrom, tendo um diâmetro cristalográfico livre máximo denão mais do que 7,1 e um diâmetro cristalográfico livre mínimo de não menosdo que 3,9 Angstrom. Preferivelmente o diâmetro cristalográfico livremáximo é não mais do que 7,1 e o diâmetro cristalográfico livre mínimo é nãomenos do que 4,0 Angstrom. O mais preferivelmente o diâmetrocristalográfico livre máximo é não mais do que 6,5 e o diâmetrocristalográfico livre mínimo é não menos do que 4,0 Angstrom. Os diâmetroscristalográficos livres dos canais das peneiras moleculares são publicados no"Atlas of Zeolite Framework Types", Quinta Edição Revisada, 2001, por Ch.Baerlocher, W.M. Meier, e D.H. Olson, Elsevier, páginas 10-15, que éincorporado aqui por referência.
Uma peneira molecular de tamanho de poro intermediárioparticularmente preferida, que é útil no presente processo é descrita, porexemplo, nas Patentes U.S. 5.135.638 e 5.282.958, os conteúdos da qual sãopor meio desta incorporados por referência em sua totalidade. Na Patente U.S.5.282.958, uma tal peneira molecular de tamanho de poro intermediário temum tamanho cristalino de não mais do que cerca de 0,5 mícrons e poros comum diâmetro mínimo de pelo menos cerca de 4,8 Â e com um diâmetromáximo de cerca de 7,1 Â. O catalisador tem acidez suficiente de modo que0,5 gramas deste quando posicionado em um reator tubular converte pelomenos 50 % de hexadecano a 370°C, uma pressão de 1200 psig (8,3 MPaman), um fluxo de hidrogênio de 160 ml/min, e uma taxa de alimentação de 1ml/h. O catalisador também exibe seletividade de isomerização de 40 porcento ou mais (a seletividade de isomerização é determinada como segue: 100χ (% em peso de Ci6 ramificado em produto) / (% em peso de Ci6 ramificadoem produto + % em peso de Ci3. em produto) quando usado sob condiçõeslevando a 96 % de conversão de hexadecano normal (n-Ci6) a outras espécies.
Uma tal peneira molecular particularmente preferida pode sercaracterizada ainda por poros ou canais tendo um diâmetro cristalográficolivre na faixa de cerca de 4,0 a cerca de 7,1 Â, e preferivelmente na faixa de4,0 a 6,5 Â. Os diâmetros cristalográficos livres dos canais de peneirasmoleculares são publicados no "Atlas of Zeolite Framework Types", QuintaEdição Revisada, 2001, por Ch. Baerlocher, W.M. Meier, e D.H. Olson,Elsevier, páginas 10-15, que é incorporado aqui por referência.Se os diâmetros cristalográficos livres dos canais de umapeneira molecular são desconhecidos, o tamanho de poro eficaz da peneiramolecular pode ser medido usando técnicas de adsorção padrão e compostoshidrocarbonáceos de diâmetros cinéticos mínimos conhecidos. Ver Breck,Zeolite Molecular Sieves, 1974 (especialmente Capítulo 8); Anderson et ai. J.Catalysis 58, 114 (1979); e Patente U.S. 4.440.871, as porções pertinentes dosquais são incorporadas aqui por referência. Na realização das medições deadsorção para determinar o tamanho de poro, técnicas padrão são usadas. Éconveniente considerar uma molécula particular como excluída se não atingirpelo menos 95 % de seu valor de adsorção no equilíbrio na peneira molecularem menos do que cerca de 10 minutos (p/p0 = 0,5 a 25°C). Peneirasmoleculares de tamanho de poro intermediário tipicamente admitirãomoléculas tendo diâmetros cinéticos de 5,3 a 6,5 Angstrom com pouco atraso.
Catalisadores de hidroisomerização úteis na presente invençãocompreendem um metal de hidrogenação cataliticamente ativo. A presença deum metal de hidrogenação cataliticamente ativo leva à melhora do produto,especialmente VI e estabilidade. Metais de hidrogenação cataliticamenteativos típicos incluem cromo, molibdênio, níquel, vanádio, cobalto,tungstênio, zinco, platina, e paládio. Os metais platina e paládio sãoespecialmente preferidos, com platina o mais especialmente preferido. Seplatina e/ou paládio são usados, a quantidade total de metal de hidrogenaçãoativo está tipicamente na faixa de 0,1 a 5 por cento em peso do catalisadortotal, usualmente de 0,1 a 2 por cento em peso, e não excede 10 por cento empeso.
O suporte de óxido refratário pode ser selecionado daquelessuportes de óxido, que são convencionalmente usados para catalisadores,incluindo sílica, alumina, sílica-alumina, magnésia, titânia e combinaçõesdestes.
As condições para a hidroisomerização serão adaptadas paraobter uma fração de óleo base lubrificante compreendendo menos do quecerca de 0,3 % em peso de aromáticos e mais do que 3 % em peso demoléculas com funcionalidade cicloparafínica. Preferivelmente, as condiçõesfornecem uma fração de óleo base lubrificante compreendendo mais do que 5% em peso de moléculas com funcionalidade cicloparafínica e uma razão deporcentagem em peso de moléculas com funcionalidade monocicloparafínicade porcentagem em peso de moléculas com funcionalidademulticicloparafínica de mais do que 5, mais preferivelmente mais do que 15, eainda mais preferivelmente mais do que. 50. As condições para ahidroisomerização dependerão das propriedades de alimentação usada, docatalisador usado, se ou não o catalisador é sulfetado, o rendimento desejado,e as propriedades desejadas do óleo base lubrificante. Condições sob as quaiso processo de hidroisomerização da presente invenção pode ser realizadoincluem temperaturas de cerca de 5 00°F a cerca de 7750F (260°C a cerca de413°C), preferivelmente 600°F a cerca de 750°F (399°C) (315°C a cerca de399°C), mais preferivelmente cerca de 600°F a cerca de 700°F (315°C a cercade 371°C); e pressões de cerca de 15 a 3000 psig (0,10 MPa man a 20,7 MPaman), preferivelmente 100 a 2500 psig (0,69 MPa man a 17,2 MPa man). Aspressões de hidroisomerização neste contexto referem-se à pressão parcial dehidrogênio dentro do reator de hidroisomerização, embora a pressão parcialde hidrogênio seja substancialmente a mesma (ou quase a mesma) como apressão total. A velocidade espacial horária líquida durante o contato égeralmente de cerca de 0,1 a 20 h"1, preferivelmente de cerca de 0,1 a cerca de5 h"1. A razão de hidrogênio para hidrocarboneto cai dentro de uma faixa decerca de 1,0 a cerca de 50 moles de H2 por mol de hidrocarboneto, maispreferivelmente de cerca de 10 a cerca de 20 moles de H2 por mol dehidrocarboneto. Condições adequadas para realizar a hidroisomerização sãodescritas nas Patentes U.S. 5.282.958 e 5.135.638, os conteúdos das quais sãoincorporados por referência em sua totalidade.O hidrogênio está presente na zona de reação durante oprocesso de hidroisomerização, tipicamente em uma razão de hidrogênio paraalimentação de cerca de 0,5 a 30 MSCF/bbl (0,01 a 0,85 MNm3/barril),preferivelmente de cerca de 1 a cerca de 10 MSCF/bbl (0,03 a 0,28MNm3/barril). O hidrogênio pode ser separado do produto e reciclado à zonade reação.
Hidrotratamento
A alimentação de cera altamente parafínica ao processo dehidroisomerização pode ser hidrotratada antes da hidroisomerização.Hidrotratamento refere-se a um processo catalítico, usualmente realizado napresença de hidrogênio livre, em que a proposta primária é a remoção devários contaminantes de metal, tais como arsênico, alumínio, e cobalto;heteroátomos, tais como enxofre e nitrogênio; oxigenados; ou aromáticos doestoque de alimentação. Geralmente, em operações de hidrotratamento ocraqueamento das moléculas de hidrocarboneto, isto é, quebrando asmoléculas de hidrocarboneto maiores em moléculas de hidrocarbonetomenores, é minimizado, e os hidrocarbonetos insaturados são completa ouparcialmente hidrogenados.
Os catalisadores usados na realização de operações dehidrotratamento são bem conhecidos na técnica. Ver, por exemplo, PatentesU.S. 4.347.121 e 4.810.357, os conteúdos das quais são por meio destaincorporados por referência em sua totalidade, para descrições gerais dehidrotratamento, hidrocraqueamento, e de catalisadores típicos usados emcada um dos processos. Catalisadores adequados incluem metais nobres doGrupo VIIIA (de acordo com as 1975 regras da International Union of Pureand Applied Chemistry), tais como platina ou paládio em uma matriz dealumina ou siliciosa, e Grupo VIII e Grupo VIB, tal como níquel-molibdênioou níquel-estanho em uma matriz de alumina ou siliciosa. A Patente U.S.3.852.207 descreve um catalisador de metal nobre adequado e condiçõessuaves. Outros catalisadores adequados são descritos, por exemplo, nasPatentes U.S. 4.157.294 e 3.904.513. Os metais de hidrogenação que nãonobres, tais como níquel-molibdênio, estão usualmente presentes nacomposição de catalisador final como óxidos, mas são usualmente utilizadosem suas formas reduzidas ou sulfetadas quando tais compostos de sulfeto sãofacilmente formados do metal particular envolvido. Composições decatalisador de metal não nobre preferidas contêm em excesso de cerca de 5por cento em peso, preferivelmente cerca de 5 a cerca de 40 por cento empeso de molibdênio e/ou tungstênio, e pelo menos cerca de 0,5, e geralmentecerca de 1 a cerca de 15 por cento em peso de níquel e/ou cobaltodeterminados como os óxidos correspondentes. Os catalisadores contendometais nobres, tais como platina, contêm em excesso de 0,01 por cento demetal, preferivelmente entre 0,1 e 1,0 por cento de metal. Combinações demetais nobres também podem ser usadas, tais como misturas de platina epaládio.
Condições de hidrotratamento típicas variam sobre uma faixaampla. Em geral, a LHSV global é de cerca de 0,25 a 2,0, preferivelmentecerca de 0,5 a 1,5. A pressão parcial de hidrogênio é maior do que 200 psia(1,38 MPa abs), preferivelmente variando de cerca de 500 psia (3,45 MPaabs) a cerca de 2000 psia (13,8 MPa abs). As taxas de recirculação dehidrogênio são tipicamente maiores do que 50 SCF/Bbl (1,41 Nm3/barril), eestão preferivelmente entre 1000 e 5000 SCF/Bbl (28,3 a 141,6 Nm3/barril).
As temperaturas no reator variarão de cerca de 300°F a cerca de 750°F (cercade 150°C a cerca de 400°C), preferivelmente variando de 450°F a 725°F(230°C a 385°C).
Hidroacabamento
O hidroacabamento é um processo de hidrotratamento quepode ser usado como uma etapa a seguir da hidroisomerização para forneceras frações de óleo base lubrificante derivadas de cera altamente parafínica. Ohidroacabamento é intencionado a melhorar a estabilidade de oxidação,estabilidade de UV5 e aparência das frações de óleo base lubrificanteremovendo-se traços de aromáticos, olefinas, corpos coloridos, e solventes.Como usado nesta divulgação, o termo estabilidade de UV refere-se àestabilidade da fração de óleo base lubrificante ou do lubrificante acabadoquando expostos à luz UV e oxigênio. Instabilidade é indicada quando umprecipitado visível se forma, usualmente observado como floco ou turvação,ou uma cor escura desenvolve-se em exposição à luz ultravioleta e ar. Umadescrição geral de hidroacabamento pode ser encontrada nas Patentes U.S.3.852.207 e 4.673.487.
As frações de óleo base lubrificante derivadas de ceraaltamente parafínica da presente invenção podem ser hidroacabadas paramelhorar a qualidade e estabilidade do produto. Durante o hidroacabamento, avelocidade espacial horária líquida global (LHSV) é de cerca de 0,25 a 2,0 h"1,preferivelmente cerca de 0,5 a 1,0 h"1. A pressão parcial de hidrogênio é maiordo que 200 psia (1,38 MPa abs), preferivelmente variando de cerca de 500psia (3,45 MPa abs)a cerca de 2000 psia (13,8 MPa abs). Taxas derecirculação de hidrogênio são tipicamente maiores do que 50 SCF/Bbl (1,42MNm3/barril), e estão preferivelmente entre 1000 e 5000 SCF/Bbl (28,3 e141,6 MNm3/barril). As temperaturas variam de cerca de 300°F (148,9°C) acerca de 750°F (399°C), preferivelmente variando de 450°F (232,2°C) a600°F (315°C).
Catalisadores de hidroacabamento adequados incluem metaisnobres do Grupo VIIIA (de acordo com as 1975 regras da International Unionof Pure and Applied Chemistry), tais como platina ou paládio em uma matrizde alumina ou siliciosa, e do Grupo VIIIA e Grupo VIB não sulfetados, taiscomo níquel-molibdênio ou níquel-estanho em uma matriz de alumina ousiliciosa. A Patente U.S. 3.852.207 descreve um catalisador de metal nobreadequado e condições suaves. Outros catalisadores adequados são descritos,por exemplo, nas Patentes U.S. 4.157.294 e 3.904.513. O metal não nobre (talcomo níquel-molibdênio e/ou tungstênio, e pelo menos cerca de 0,5, egeralmente cerca de 1 a cerca de 15 por cento em peso de níquel e/ou cobaltodeterminados como os óxidos correspondentes. O catalisador de metal nobre(tal como platina) contém em excesso de 0,01 por cento de metal,preferivelmente entre 0,1 e 1,0 por cento de metal. Combinações de metaisnobres também podem ser usadas, tais como misturas de platina e paládio.
O tratamento com argila para remover as impurezas é umaetapa do processo final alternativa para fornecer frações de óleo baselubrificante derivadas de cera altamente parafínica.
Fracionamento
Opcionalmente, o processo para fornecer as frações de óleobase lubrificante leve derivadas de cera altamente parafínica podem incluir ofracionamento da alimentação de cera altamente parafínica antes dahidroisomerização, ou fracionamento do óleo base lubrificante obtido doprocesso de hidroisomerização. O fracionamento da alimentação de ceraaltamente parafínica ou do óleo base lubrificante isomerizado em fraçõesgeralmente é realizada por destilação atmosférica ou a vácuo, ou por umacombinação de destilação atmosférica e a vácuo. A destilação atmosférica étipicamente usada para separar as frações de destilado mais leves, tais comonafta e destilados intermediários, de uma fração de resíduos tendo um pontode ebulição inicial acima de cerca de 600°F a cerca de 750°F (cerca de 315°Ca cerca de 399°C). Em temperaturas mais altas o craqueamento térmico doshidrocarbonetos pode ocorrer levando à incrustação do equipamento e paradiminuir produções de cortes mais pesados. A destilação a vácuo étipicamente usada para separar o material de ebulição mais alta, tal como asfrações de óleo base lubrificante, em cortes de faixa de ebulição diferente. Ofracionamento do óleo base lubrificante em cortes de faixa de ebuliçãodiferente permite que a usina de fabricação de óleo base lubrificante produzamais do que um grau, ou viscosidade, de óleo base lubrificante.
Desparafinação do Solvente
O processo para fazer as frações de óleo base lubrificantederivadas de cera altamente parafínica também pode incluir uma etapa dedesparafinação do solvente seguindo o processo de hidroisomerização. Adesparafinação do solvente opcionalmente pode ser usada para removerquantidades pequenas de moléculas cerosas remanescentes do óleo baselubrificante depois da hidroisomerização. A desparafinação do solvente é feitadissolvendo-se o óleo base lubrificante em um solvente, tal como metil etilcetona, metil iso-butil cetona, ou tolueno, ou precipitando-se as moléculas decera como debatido em Chemical Technology of Petroleum, 3â Edição,William Gruse e Donald Stevens, McGraw-Hill Book Company, Inc., NovaYork, 1960, páginas 566 a 570. A desparafinação do solvente também édescrita nas Patentes U.S. 4.477.333, 3.773.650 e 3.775.288.
Fração de Óleo Base Lubrificante Derivada de Cera Altamente Parafínica
A fração de óleo base lubrificante leve derivada de ceraaltamente parafínica de acordo com a presente invenção é adequada para ouso como um óleo diluente de aditivo lubrificante em concentrados de aditivosolúvel em óleo. A fração de óleo base lubrificante derivada de cera altamenteparafínica tem uma viscosidade entre cerca de 1,0 cSt e 3,5 cSt a IOO0C,preferivelmente entre cerca de 2 cSt e 3,5 cSt a 100°C, e mais preferivelmenteentre cerca de 2 cSt e 3,0 cSt a 100°C. Dada a viscosidade cinemáticarelativamente baixa, a fração de óleo base lubrificante derivada de ceraaltamente parafínica vantajosamente tem uma alta volatilidade Noack. Afração de óleo base lubrificante derivada de cera altamente parafínica temuma volatilidade Noack menor do que o fator de volatilidade Noack comocalculado pela equação seguinte:
Fator de Volatilidade Noack = 160 - 40(Viscosidade Cinemática a 100°C).
Preferivelmente, a fração de óleo base lubrificante derivada decera altamente parafínica tem uma volatilidade Noack menor que 50 % empeso e preferivelmente, menor do que 35 % em peso. Conseqüentemente, asfrações de óleo base lubrificante derivadas de cera altamente parafínica dapresente invenção vantajosamente têm tanto viscosidade baixa quantovolatilidade baixa.
Em certas formas de realização preferidas, as frações de óleobase lubrificante derivadas de cera altamente parafínica tem um VI entrecerca de 105 e 155.
Preferivelmente, o índice de Viscosidade da fração de óleobase lubrificante derivada de cera altamente parafínica é maior do que o Fatorde índice de Viscosidade como calculado pela equação seguinte:
Fator de índice de viscosidade = 28 χ ln(Viscosidade Cinemática dafração de óleo base derivada de Fischer-Tropsch a IOO0C) + 95.
Em outras formas de realização preferidas, as frações de óleobase lubrificante derivadas de cera altamente parafínica compreendem uma %em peso de moléculas com funcionalidade cicloparafínica de mais do que aviscosidade cinemática a IOO0C multiplicada por três.
As frações de óleo base lubrificante de acordo com a presenteinvenção têm boas volatilidades baixa de modo que elas não causamvolatilidade ao lubrificante acabado, enquanto também sendo não tão pesadascomo para espessar o lubrificante acabado. Conseqüentemente, estas fraçõesde óleo base lubrificante têm baixa volatilidade e baixa viscosidade.
As frações de óleo base lubrificante de acordo com a presenteinvenção compreendem níveis extremamente baixos de insaturados. A fraçãode óleo base lubrificante compreende menos do que 0,30 por cento em pesode aromáticos e mais do que 3 % em peso de moléculas com funcionalidadecicloparafínica. Preferivelmente, a fração de óleo base lubrificantecompreende uma razão de porcentagem em peso de moléculas comfuncionalidade monocicloparafínica para porcentagem em peso de moléculascom funcionalidade multicicloparafínica de mais do que 5.
Em uma forma de realização preferida, a fração de óleo baselubrificante compreende mais do que 5 por cento em peso de moléculas comfuncionalidade cicloparafínica. Em outras formas de realização preferidas, afração de óleo base lubrificante usada nos concentrados de aditivo solúvel emóleo compreende uma razão de % em peso de moléculas com funcionalidademonocicloparafínica para % em peso de moléculas com funcionalidademulticicloparafínica de mais do que 5, preferivelmente mais do que 15, e maispreferivelmente mais do que 50. Em uma outra forma de realização preferida,a fração de óleo base lubrificante compreende uma razão de porcentagem empeso de moléculas com funcionalidade cicloparafínica de mais do que aviscosidade cinemática a IOO0C multiplicada por três.
Em formas de realização preferidas, a fração de óleo baselubrificante compreende mais do que 9 ramificações alquila/100 carbonos. Afração de óleo base lubrificante usada como óleos diluentes de aditivolubrificante nos concentrados de aditivo solúvel em óleo também pode terdisposições de ramificação alquila preferidas. Como tal, os óleos baselubrificantes da presente invenção podem compreender predominantementeramificação metila. A ramificação pode ser tal que existem 6 a 18ramificações alquila por 100 carbono; mais do que 25 % das ramificações são5 ou mais átomos de carbono independentemente um do outro; e menos doque 40 % das ramificações estão dentro de 2 a 3 átomos de carbonoindependentemente um do outro.
Estas frações de óleo base lubrificante contendo cicloparafinasexibem solubilidade inesperadamente boa para aditivos, incluindomelhoradores de VI e embalagens de aditivo lubrificante, porque ascicloparafinas comunicam solubilidade em aditivo. A fração de óleo baselubrificante contendo uma razão elevada de porcentagem em peso demoléculas com funcionalidade monocicloparafínica para porcentagem empeso de moléculas com funcionalidade multicicloparafínica (ou porcentagemem peso alta de moléculas com funcionalidade monocicloparafínica e baixaporcentagem em peso de moléculas com funcionalidade multicicloparafínica)também são desejáveis porque moléculas com funcionalidademulticicloparafínica reduzem a estabilidade de oxidação, diminuem o índicede viscosidade, e aumentam a volatilidade Noack. Conseqüentemente, asfrações de óleo base lubrificante de acordo com a presente invenção exibemboa estabilidade de oxidação e alta volatilidade Noack.
Preferivelmente, as frações de óleo base lubrificante dapresente invenção têm um ponto de anilina maior do que 36 χ ln(ViscosidadeCinemática da fração de óleo base lubrificante a 100°C) + 200.Conseqüentemente, as frações de óleo base lubrificante de acordo com apresente invenção exibem boa compatibilidade elastomérica.
As frações de óleo base lubrificante da presente invençãousadas como óleos diluentes nos concentrados de aditivo solúvel em óleo elubrificantes acabados contêm mais do que 95 % em peso de saturados comodeterminado pela cromatografia em coluna de eluição, ASTM D 2549-02. Asolefinas estão presentes em uma quantidade menor que detectável porEspectroscopia por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de C13 de longaduração. Preferivelmente, moléculas com funcionalidade aromática estãopresentes em quantidades de menos do que 0,3 por cento em peso por HPLC-UV, e confirmadas por ASTM D 5292-99 modificado para medir aromáticosde nível baixo. Em formas de realização preferidas moléculas com pelomenos funcionalidade aromática estão presentes em quantidades de menos doque 0,10 por cento em peso, preferivelmente menos do que 0,05 por cento empeso, mais preferivelmente menos do que 0,01 por cento em peso. Enxofreestá presente em quantidades de menos do que 25 ppm, preferivelmentemenos do que 5 ppm, e mais preferivelmente menos do que 1 ppm comodeterminado por fluorescência ultravioleta por ASTM D 5453-00.A fração de óleo base lubrificante derivada de cera altamenteparafínica facilmente solubiliza aditivos lubrificantes e fornece um óleoconcentrado de aditivo que é facilmente solúvel nas cargas de óleo baselubrificante. Além disso, a fração de óleo base lubrificante não introduznenhuma característica indesejável, incluindo, por exemplo, alta volatilidade,alta viscosidade, e impurezas tais como heteroátomos, às cargas de óleo baselubrificante e assim, enfim ao lubrificante acabado.
Em uma forma de realização preferida, a fração de óleo baselubrificante de acordo com a presente invenção é uma fração de óleo baselubrificante derivada de Fischer-Tropsch. Ceras derivadas de Fischer-Tropschsão particularmente bem apropriadas para fornecer frações de óleo baselubrificante derivadas de Fischer-Tropsch com as propriedades descritasacima.
Medição de Aromáticos por HPLC-UV:
O método usado para medir níveis baixos de moléculas comfuncionalidade aromática nos óleos base lubrificantes usa um sistema deCromatografia Líquida de Alto Desempenho (HPLC) de GradienteQuaternário Hewlett Packard 1050 Series unido com um detector de UV-VisDe Arranjo de Diodos HP 1050 conectado por meio de interface a umaestação HP Chem. A identificação das classes aromáticas individuais nosóleos base lubrificantes altamente saturados foi feita na base de seu padrãoespectral UV e seu tempo de eluição. A coluna de amino usada para estaanálise diferencia moléculas aromáticas amplamente na base de seu númerode anel (ou mais corretamente, número de ligação dupla). Assim, o aromáticode anel único contendo moléculas eluiria primeiro, seguido pelos aromáticospolicíclicos em ordem de número de ligação dupla crescente por molécula.Para aromáticos com caráter de ligação dupla similar, aqueles apenas comsubstituição alquila no anel eluiria imediatamente após aqueles comsubstituição cicloparafínica.A identificação inequívoca dos vários hidrocarbonetosaromáticos de óleo base de seus espectros de absorbância de UV foi umpouco complicada pelo fato de que suas transições eletrônicas de pico foramtodas mudadas para vermelho em relação aos análogos do composto modelopuro a um grau dependente da quantidade de substituição alquila ecicloparafínica no sistema de anel. Estas mudanças batocrômicas são bemconhecidas serem causadas por deslocalização de grupo alquila dos elétrons πno anel aromático. Visto que poucos compostos aromáticos não substituídoentram em ebulição na faixa de lubrificante, algum grau de mudança paravermelho foi esperado e observado para todos os grupos aromáticos deprincípio identificados.
A quantificação dos compostos aromáticos de eluição foi feitointegrando-se cromatogramas feitos de comprimentos de onda otimizadospara cada classe geral de compostos durante a janela de tempo de retençãoapropriada para este aromático. Os limites da janela de tempo de retençãopara cada classe aromática foram determinados avaliando-se manualmente osespectros de absorbância individuais de compostos de eluição em temposdiferentes e designando-os à classe aromática apropriada com base em suasimilaridade qualitativa aos espectros de absorção do composto modelo. Compoucas exceções, apenas cinco classes de compostos aromáticos foramobservadas em óleos base lubrificantes do Grupo II e III de API altamentesaturados.
Calibracão de HPLC-UV:
HPLC-UV é usada para identificar estas classes de compostosaromáticos mesmo em níveis muito baixos. Aromáticos de anel múltiplotipicamente absorvem 10 a 200 vezes mais fortemente do que aromáticos deanel único. A substituição alquila também afetou a absorção em cerca de 20%. Portanto, é importante para o uso de HPLC para separar e identificar asvárias espécies de aromáticos e conhecer como eficientemente elas absorvem.Cinco classes de compostos aromáticos foram identificadas.Com a exceção de uma superposição pequena entre os aromáticos de 1 anelde alquil-cicloalquila o mais altamente retido e os alquil naftalenos menosaltamente retidos, todas as classes de composto aromático foram valores dereferência resolvidos. Limites de integração para os aromáticos de co-eluiçãode 1 anel e 2 anéis em 272 nm foram feitos pelo método de quedaperpendicular. Os fatores de resposta dependentes do comprimento de ondapara cada classe aromática geral primeiro foram determinados construindo-seesquemas da Lei de Beer de misturas de composto modelo puras com basenas absorbâncias de pico espectral mais próximo aos análogos aromáticossubstituídos.
Por exemplo, moléculas de alquil-ciclo-hexilbenzeno em óleosbase exibem uma absorbância de pico distinto em 272 nm que corresponde àmesma transição (interdito) que compostos modelos de tetralina nãosubstituídos exibem em 268 nm. A concentração de aromáticos de 1 anel dealquil-cicloalquila em amostras de óleo base foi calculada supondo-se que seufator de resposta de absortividade molar em 272 nm foi aproximadamenteigual à absortividade molar de tetralina em 268 nm, calculado a partir deesquemas da lei de Beer. Concentrações em porcentagem em peso dearomáticos foram calculadas supondo-se que o peso molecular médio paracada classe aromática foi aproximadamente igual ao peso molecular médiopara a amostra de óleo base inteira.
Este método de calibração foi melhorado ainda isolando-se osaromáticos de 1 anel diretamente dos óleos base lubrificantes por intermédiode cromatografia em HPLC exaustiva. A calibração diretamente com estesaromáticos eliminou as suposições e incertezas associadas com os compostosmodelos. Como esperado, a amostra aromática isolada teve um fator deresposta mais baixo do que o composto modelo porque ela foi mais altamentesubstituída.Mais especificamente, para calibrar exatamente o método deHPLC-UV, os aromáticos de benzeno substituído foram separados da massado óleo base lubrificante usando uma unidade de HPLC semi-preparativa daWaters. 10 gramas da amostra foram diluídos 1:1 em n-hexano e injetados emuma coluna de sílica ligada a amino, uma proteção ID de 5 cm χ 22,4 mm,seguido por duas colunas 3D de 25 cm χ 22,4 mm de partículas de sílicaligadas a amino de 8 a 12 mícrons, fabricadas por Rainin Instruments,Emeryville, Califórnia, com n-hexano como a fase móvel em uma taxa defluxo de 18 mis/min. O efluente da coluna foi fracionado com base naresposta do detector a partir de um detector de UV de comprimento de ondaduplo ajustado em 265 nm e 295 nm. Frações saturadas foram coletadas atéque a absorbância de 265 nm mostrasse uma mudança de unidades deabsorbância de 0,01, que sinalizaram o início da eluição aromática de anelúnico. Uma fração aromática de anel único foi coletada até que a razão deabsorbância entre 265 nm e 295 nm diminuísse para 2,0, indicando o início daeluição aromática de anel duplo. A purificação e separação da fraçãoaromática de anel único foram feitas re-submetendo-se à cromatografia afração monoaromática longe da fração de saturados "resíduo" que resultou dasobrecarga da coluna HPLC.
Este "padrão" aromático purificado mostrou que a substituiçãoalquila diminuiu o fator de resposta de absortividade molar em cerca de 20 %em relação à tetralina não substituída.
Confirmação de Aromáticos por RMN:
A porcentagem em peso de moléculas com funcionalidadearomática no padrão mono-aromático purificado foi confirmada porintermédio de análise de RMN de carbono 13 de longa duração. RMN foimais fácil para calibrar do que HPLC UV porque ela simplesmente mediu ocarbono aromático de modo que a resposta não dependeu da classe dearomáticos sendo analisados. Os resultados de RMN foram traduzidos de %de carbono aromático para % de moléculas aromáticas (a serem compatívelcom HPLC-UV e D 2007) conhecendo-se que 95 a 99 % dos aromáticos emóleos base lubrificantes altamente saturados foram aromáticos de anel único.
Alta energia, longa duração, e boa análise de referência foramnecessários para medir exatamente aromáticos abaixo de 0,2 % de moléculasaromáticas.
Mais especificamente, para medir exatamente níveis baixos detodas as moléculas com pelo menos uma função aromática por RMN, ométodo D 5292-99 padrão foi modificado para fornecer uma sensibilidade decarbono mínima de 500:1 (por prática padrão de ASTM E 386). Uma rodadade duração de 15 horas em uma RMN de 400 a 500 MHz com uma sondaNalorac de 10 a 12 mm foi usada. O software de integração Acorn PC foiusado para definir a forma do valor de referência e integram-se de formaconstante. A freqüência do carregador foi mudada uma vez durante a rodadapara evitar que os artefatos representem o pico alifático na região aromática.
Tomando-se os espectros em qualquer lado dos espectros de carregador, aresolução foi melhorada significantemente.
Distribuição de Cicloparafína por FIMS:
As parafinas são consideradas mais estáveis do que ascicloparafinas para a oxidação, e portanto, mais desejáveis. Asmonocicloparafinas são consideradas mais estáveis do que asmulticicloparafinas para a oxidação. Entretanto, quando a porcentagem empeso de todas as moléculas com pelo menos uma função cicloparafinica formuito baixa em um óleo, a solubilidade em aditivo é baixa e acompatibilidade elastomérica é deficiente. Os exemplos de óleos com estaspropriedades são óleos de Fischer-Tropsch (óleos GTL) com menos do quecerca de 5 % de cicloparafinas. Para melhorar estas propriedades em produtosacabados, co-solventes caros tais como ésteres devem ser freqüentementeadicionados. Preferivelmente, as frações de óleo, derivadas de cera altamenteparafínica e usadas como fluidos dielétricos, compreendem uma porcentagemem peso alta de moléculas com funcionalidade monocicloparafínica e umaporcentagem em peso baixa de moléculas com funcionalidademulticicloparafínica tal que as frações de óleo têm alta estabilidade deoxidação, baixa volatilidade, boa miscibilidade com outros óleos, boasolubilidade em aditivo, e boa compatibilidade elastomérica.
Os óleos base lubrificantes desta invenção foramcaracterizados por FIMS em alcanos e moléculas com números diferentes deinsaturações. A distribuição de moléculas nas frações de óleo foi determinadapor espectroscopia de massa de ionização de campo (FIMS). Os espectros deHMS foram obtidos em um espectrômetro de massa Micromass VG 70VSE.As amostras foram introduzidas por intermédio de uma sonda sólida noespectrofotômetro, preferivelmente colocando-se uma quantidade pequena(cerca de 0,1 mg) do óleo base a ser testado em um tubo capilar de vidro. Otubo capilar foi colocado na ponta de uma sonda sólida para umespectrômetro de massa, e a sonda foi aquecida de cerca de 40°C até 5OO°Cem uma taxa de 5 O0C por minuto, operando sob vácuo em aproximadamente10"6 Torr. O espectrômetro de massa foi escaneado de m/z 40 a m/z 1000 emuma taxa de 5 segundos por série de dez. Os espectros de massa adquiridosforam somados para gerar um espectro "calculado com base na média". Cadaespectro foi corrigido em 13C usando uma pacote de software da PC-MassSpec.
Fatores de resposta para todos os tipos de compostos foramconsiderados serem 1,0, tal que a porcentagem em peso foi determinada daporcentagem de área. Os espectros de massa adquiridos foram somados paragerar um espectro "calculado com base na média". O rendimento da análisede FINIS são as porcentagens em peso médias de alcanos, 1 insaturação, 2insaturações, 3 insaturações, 4 insaturações, 5 insaturações, e 6 insaturaçõesna amostra de teste.As moléculas com números diferentes de insaturações podemser compreendidas de cicloparafinas, olefinas, e aromáticos. Se aromáticosestiveram presentes em quantidades significantes no óleo base lubrificanteeles seriam o mais provavelmente identificados na análise de FINlS como 4insaturações. Quando as olefinas estavam presentes em quantidadessignificantes no óleo base lubrificante elas seriam o mais provavelmenteidentificadas na análise de FIMS como 1 insaturação. O total de 1 insaturação,2 insaturações, 3 insaturações, 4 insaturações, 5 insaturações, e 6 insaturaçõesda análise de FINIS, menos a porcentagem em peso de olefinas por RMN depróton, e menos a porcentagem em peso de aromáticos por HPLC-UV é aporcentagem em peso total de moléculas com funcionalidade de cicloparafinanos óleos base lubrificantes desta invenção. O total das 2 insaturações, 3insaturações, 4 insaturações, 5 insaturações, e 6 insaturações da análise deFIMS, menos a porcentagem em peso de aromáticos por HPLC-UV é aporcentagem em peso de moléculas com funcionalidade multicicloparafínicanos óleos desta invenção. Note que se o teor de aromáticos não foi medido,ele foi considerado ser menor do que 0,1 % em peso e não incluído no cálculopara a porcentagem em peso total de moléculas com funcionalidade decicloparafina.
Em uma forma de realização, as frações de óleo baselubrificante derivadas de cera altamente parafínica têm uma porcentagem empeso de moléculas com funcionalidade cicloparafínica maior do que 3,preferivelmente maior do que 5. Preferivelmente, as frações de óleo baselubrificante derivadas de cera altamente parafínica também têm uma razão deporcentagem em peso de moléculas com funcionalidade monocicloparafínicapara porcentagem em peso de moléculas com funcionalidademulticicloparafínica maior do que 5, preferivelmente maior do que 15, maispreferivelmente maior do que 50. Em uma forma de realização preferida, afração de óleo base lubrificante compreende mais do que 9 ramificaçõesalquila/100 carbonos.
Em uma outra forma de realização das frações de óleo baselubrificante derivadas de cera altamente parafínica, existe um relacionamentoentre a porcentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos umafuncionalidade cicloparafínica e a viscosidade cinemática dos óleos baselubrificantes desta invenção. Isto é, quanto mais alta a viscosidade cinemáticaa IOO0C em cSt, mais alta a quantidade de moléculas com funcionalidadecicloparafínica que são obtidas. Em uma forma de realização preferida, asfrações de óleo base lubrificante derivadas de cera altamente parafínica têmuma porcentagem em peso de moléculas com funcionalidade cicloparafínicamaior do que a viscosidade cinemática em cSt multiplicada por três. Asfrações de óleo base lubrificante derivadas de cera altamente parafínica têmuma viscosidade cinemática a IOO0C entre cerca de 1,0 cSt e cerca de 3,5 cSt,preferivelmente entre cerca de 2,0 cSt e cerca de 3,5 cSt, e maispreferivelmente entre cerca de 2,0 cSt e cerca de 3,0 cSt.
Os métodos de teste ASTM D 5292-99 e HPLC-UVmodificados usados para medir aromáticos de nível baixo, e o método de testeFIMS usado para caracterizar saturados são descritos em D.C. Kramer, et al.,"Influence of Group II & III Base Oil Composition on VI and OxidationStability," apresentado no 1999 AlChE Spring National Meeting in Houston,16 de Março de 1999, os conteúdos do qual são incorporados aqui em suatotalidade.
Embora as alimentações de cera altamente parafínica sejamessencialmente isentas de olefinas, técnicas de processamento do petróleo debase podem introduzir olefinas, especialmente em altas temperaturas, devidoàs reações de 'craqueamento'. Na presença de calor ou luz UV, as olefinaspodem polimerizar para formar produtos de peso molecular mais alto quepodem colorir o óleo base ou causar sedimento. Em geral, as olefinas podemser removidas, durante o processo desta invenção por hidroacabamento ou portratamento com argila.
As propriedades de óleos base lubrificantes de Fischer-Tropsch exemplares adequados para o uso como óleos diluentes de aditivolubrificante em concentrados de aditivo solúvel em óleo são resumidos naTabela II nos Exemplos.
Aditivos Lubrificantes
Os lubrificantes acabados compreendem pelo menos um óleobase lubrificante e pelo menos um aditivo. Tipicamente, o pelo menos umaditivo é adicionado ao óleo base lubrificante na forma de um concentrado deaditivo solúvel em óleo compreendendo pelo menos um aditivo e um óleodiluente de aditivo lubrificante, para melhorar a solubilidade do aditivo noóleo base lubrificante. O uso intencionado para o lubrificante acabadoinfluenciará os aditivos necessários para fornecer um lubrificante acabadoadequado.
Os óleos diluentes de aditivo lubrificante da presente invençãopodem ser usados com qualquer aditivo ou embalagem de aditivo adequadospara o uso em óleos base lubrificantes para fornecer lubrificantes acabados.
Os aditivos para o uso em óleos base lubrificantes parafornecer lubrificantes acabados incluem aditivos selecionados do grupo queconsiste em melhoradores de índice de viscosidade, detergentes, dispersantes,aditivos anti-desgaste, agentes de EP, antioxidantes, depressores de ponto defluidez, melhoradores de índice de viscosidade, modificadores de viscosidade,modificadores de fricção, desemulsificantes, agentes anti-espumação,colorantes, estabilizadores de cor, inibidores de corrosão, inibidores deferrugem, agentes de intumescimento por vedação, desativadores de metal,biocidas, e misturas destes.
Os melhoradores de índice de viscosidade podem serselecionados do grupo que consiste em copolímeros de olefina, copolímerosde etileno e propileno, polialquilacrilatos, polialquilmetacrilatos,poliisobutileno, copolímeros de estireno-isopreno hidrogenados, estireno-butadienos hidrogenados, e misturas destes.
Os aditivos podem estar na forma de uma embalagem deaditivo lubrificante, que compreende vários aditivos para fornecer umlubrificante acabado com propriedades desejáveis. Embalagens de aditivolubrificante para o uso em óleos base lubrificantes para fornecer lubrificantesacabados incluem embalagens de aditivo lubrificante selecionadas do grupoque consiste em uma embalagem de inibidor de detergente (Dl), umaembalagem de aditivo de óleo de motor, uma embalagem de aditivo de fluidode transmissão automática, uma embalagem de aditivo de fluido detransmissão de limpeza pesada, uma embalagem de aditivo de fluido dedireção hidráulica, uma embalagem de aditivo de óleo de engrenagem, e umaembalagem de aditivo de óleo industrial.
De acordo com a presente invenção, a fração de óleo baselubrificante derivada de cera altamente parafínica pode ser usada com umaembalagem de aditivo de óleo de motor designada para óleos de motor ILSACGF-4 ou APIPC-10.
Duas das categorias mais comumente usadas de aditivos emlubrificantes acabados são embalagens de DI e melhoradores de VI.embalagens de DI servem para colocar em suspensão contaminantes de óleo esubprodutos de combustão, assim como para impedir a oxidação dolubrificante acabado com a formação resultante de depósitos de verniz e lodo.
Os melhoradores de VI modificam as características viscosimétricas delubrificantes reduzindo-se a taxa de adelgaçamento com temperaturacrescente e a taxa de espessamento com temperaturas baixas. Osmelhoradores de VI fornecem deste modo desempenho realçado emtemperaturas baixas e altas. Em muitas aplicações, melhoradores de VI sãousados com embalagens de DI para fornecer um lubrificante acabado.
Concentrado de Aditivo Solúvel em OleoOs óleos diluentes de aditivo lubrificante da presente invençãosão misturados com um ou mais aditivos para fornecer um concentrado deaditivo solúvel em óleo a ser adicionado a cargas de óleo base lubrificantepara fornecer um lubrificante acabado. Os concentrados de aditivo solúvel emóleo de acordo com a presente invenção compreendem a fração de óleo baselubrificante derivada de cera altamente parafínica, como descrito aqui, e umou mais aditivos. Os concentrados de aditivo solúvel em óleo de acordo com apresente invenção podem compreender ainda um óleo base de Grupo Iconvencional, um óleo base de Grupo II convencional, ou uma mistura destes.Quando usado como um outro componente nos concentrados de aditivosolúvel em óleo de acordo com a presente invenção, preferivelmente o óleobase de Grupo I convencional ou óleo base de Grupo II convencional éselecionado do grupo que consiste em 100N, 150N, 220N, e misturas destes.
Os concentrados de aditivo solúvel em óleo de acordo com apresente invenção não são adequados como lubrificantes acabadosisoladamente, mas são misturados com cargas de óleo base lubrificante parafornecer um lubrificante acabado. Os aditivos são facilmente solúveis nafração de óleo base lubrificante derivada de cera altamente parafínica dapresente invenção, e os concentrados de aditivo solúvel em óleo resultantessão facilmente solúveis em cargas de óleo base lubrificante para fornecerlubrificantes acabados.
Vantajosamente, os concentrados de aditivo solúvel em óleode acordo com a presente invenção não introduzem nenhuma característicaindesejável, incluindo, por exemplo, alta volatilidade, alta viscosidade, altaturvação, ou impurezas tais como heteroátomos, às cargas de óleo baselubrificante. Os concentrados de aditivo solúvel em óleo de acordo com apresente invenção têm uma baixa quantidade de compostos contendoheteroátomo incluindo compostos contendo nitrogênio e enxofre e exibemsolubilidade excelente nas cargas de óleo base lubrificante. Além disso, osconcentrados de aditivo solúvel em óleo de acordo com a presente invençãoexibem boa compatibilidade elastomérica, baixa volatilidade, alta estabilidadede oxidação, boas propriedades de temperatura baixa, e baixa viscosidade.
O concentrado de aditivo solúvel em óleo pode ser feitomisturando-se a fração de óleo base lubrificante derivada de cera altamenteparafínica e o um ou mais aditivos lubrificantes por técnicas conhecidasàqueles de habilidade no ramo. Os componentes de concentrado de aditivosolúvel em óleo podem ser misturados em uma única etapa partindo doscomponentes individuais (isto é, uma fração de óleo base lubrificantederivada de Fischer-Tropsch, uma embalagem de DI e um melhorador de VI)diretamente para fornecer o concentrado solúvel em óleo. Na alternativa, afração de óleo base lubrificante derivada de cera altamente parafínica e umaditivo (isto é, a embalagem de Dl) podem ser misturados inicialmente edepois a combinação resultante pode ser misturada com um segundo aditivo(isto é, o melhorador de VI). A combinação da fração de óleo baselubrificante derivada de cera altamente parafínica e o primeiro aditivo podemser isolados como tal ou a adição do segundo aditivo pode ocorrerimediatamente.
Os concentrados de aditivo solúvel em óleo preferivelmentecompreendem 5 a 98 por cento em peso da fração de óleo base lubrificantederivada de cera altamente parafínica e pelo menos 2 por cento em peso deum ou mais aditivos lubrificantes. Mais preferivelmente, os concentrados deaditivo solúvel em óleo compreendem 95 a 5 por cento em peso da fração deóleo base lubrificante derivada de cera altamente parafínica e 5 a 95 por centoem peso de um ou mais aditivos lubrificantes. O concentrado de aditivosolúvel em óleo compreenderá quantidades variadas da fração de óleo baselubrificante, usada como um óleo diluente de aditivo lubrificante, dependendodo aditivo. Por via de exemplo, concentrados de aditivo solúvel em óleo comembalagens de DI podem conter cerca de 50 % em peso de fração de óleobase lubrificante derivada de cera altamente parafínica. Concentrados deaditivo solúvel em óleo com melhorador de VI preferivelmente compreendemde 2 a 20 % em peso de melhorador de VI e 98 a 80 % em peso de fração deóleo base lubrificante derivada de cera altamente parafínica. Concentrados deaditivo solúvel em óleo com embalagens de aditivo de óleo de engrenagempodem conter 25 % em peso ou menos de fração de óleo base lubrificantederivada de cera altamente parafínica.
Lubrificante Acabado
Para fornecer lubrificantes acabados, os concentrados deaditivo solúvel em óleo da presente invenção são misturados com uma oumais cargas de óleo base lubrificante. Além de o uma ou mais cargas de óleobase lubrificante, os concentrados de aditivo solúvel em óleo da presenteinvenção opcionalmente também podem ser misturados com aditivosadicionais, outros concentrados de aditivo, ou combinações destes parafornecer lubrificantes acabados. Conseqüentemente, os lubrificantes acabadoscompreendem os concentrados de aditivo solúvel em óleo da presenteinvenção e uma ou mais cargas de óleo base lubrificante. Opcionalmente, oslubrificantes acabados também podem compreender aditivos adicionais,outros concentrados de aditivo, ou combinações destes.
O lubrificante acabado preferivelmente compreende de 0,5 a50 por cento em peso de dos concentrados de aditivo solúvel em óleo dapresente invenção e 30 a 99,5 por cento em peso de o um ou mais óleos baselubrificantes, preferivelmente 0,5 a 50 por cento em peso dos concentrados deaditivo solúvel em óleo da presente invenção e 50 a 99,5 por cento em peso deo um ou mais óleos base lubrificantes. Os óleos base lubrificantes podem serquaisquer óleos adequados para o uso como um óleo base lubrificante para opropósito intencionado do lubrificante acabado. Os óleos base lubrificantespodem ser óleos base lubrificantes selecionados do grupo que consiste emóleos base de Grupo I convencionais, óleos base de Grupo II convencionais,óleos base de Grupo III convencionais, óleos base derivados de Fischer-Tropsch, óleos base de Grupo IV, poliolefinas internas, diésteres, ésteres depoliol, ésteres de fosfato, aromáticos alquilados (isto é, naftalenos alquilados),cicloparafinas alquiladas, óleos vegetais, e misturas destes. As cargas de óleobase lubrificante e os aditivos serão selecionados com base no usointencionado para o lubrificante acabado.
Em certas formas de realização, o lubrificante acabado deacordo com a presente invenção satisfaz as especificações para um óleo demotor de multiclassificação SAE J300. O lubrificante acabado de acordo coma presente invenção também pode satisfazer especificações selecionadas dogrupo que consiste em ILSAC GF-3, ILSAC GF-4, API CI-4, API PC-10, ecombinações destes. Preferivelmente, o lubrificante acabado de acordo com apresente invenção compreende menos do que 0,7 % em peso de enxofre totalcomo medido por ASTM D 1552 e mais preferivelmente menos do que 0,5 %em peso de enxofre total como medido por ASTM D 1552.
Os lubrificantes acabados podem ser feitos misturando-se osconcentrados de aditivo solúvel em óleo de acordo com a presente invençãocom uma ou mais cargas de óleo base lubrificante e opcionalmente aditivosadicionais, outros concentrados de aditivo, ou combinações destes portécnicas conhecidas àqueles de habilidade no ramo. Os lubrificantes acabadospodem ser misturados em uma única etapa partindo dos componentesindividuais (isto é, o concentrado de aditivo solúvel em óleo e o uma ou maiscargas de óleo base lubrificante) diretamente para fornecer o lubrificanteacabado. Na alternativa, o concentrado de aditivo solúvel em óleo e umestoque de óleo base lubrificante podem ser misturados inicialmente parafornecer uma combinação de lubrificante e depois a combinação delubrificante pode ser misturada com uma ou mais cargas de óleo baselubrificante adicionais e opcionalmente aditivos adicionais, outrosconcentrados de aditivo, ou combinações destes. A combinação delubrificante pode ser isolada como tal ou a adição das cargas de óleo baselubrificante adicionais, aditivos adicionais, ou outros concentrados de aditivopodem ocorrer imediatamente.
A fração de óleo base lubrificante derivada de cera altamenteparafínica usada como um óleo diluente de aditivo lubrificante pode serfabricada em um local diferente do local em que os componentes doconcentrado solúvel em óleo são recebidos e misturados. Além disso, olubrificante acabado pode ser fabricado em um local diferente do local em queos componentes do concentrado solúvel em óleo são recebidos e misturados.
Em uma forma de realização preferida a fração de óleo baselubrificante é derivada de um processo de Fischer Tropsch, e o concentradosolúvel em óleo e o lubrificante acabado são feitos no mesmo local, local esteque é diferente do local em que a fração de óleo base lubrificante derivada deFischer-Tropsch é originalmente feita. Além disso, os componentes dolubrificante acabado (isto é, a fração de óleo base lubrificante derivada deFischer-Tropsch, as cargas de óleo base lubrificante, e os aditivos) podem sertodos fabricados em locais diferentes. Preferivelmente, a fração de óleo baselubrificante derivada de Fischer-Tropsch é fabricada em um local remoto (istoé, um local longe de uma refinaria ou mercado, local este que pode ter umcusto mais alto de construção do que o custo da construção na refinaria oumercado. Em termos quantitativos, a distância do transporte entre o localremoto e a refinaria ou mercado é pelo menos de 100 milhas (160,93 km),preferivelmente mais do que 500 milhas (804,67 km), e o maispreferivelmente mais do que 1000 milhas (1609,34 km).
Preferivelmente, o óleo base lubrificante derivado de Fischer-Tropsch é fabricado em um primeiro local remoto e enviado a um segundolocal. As cargas de óleo base lubrificante a serem incluídas no lubrificanteacabado podem ser fabricadas em um local que é o mesmo como o primeirolocal remoto ou em um terceiro local remoto. O segundo local recebe a fraçãode óleo base lubrificante derivada de Fischer-Tropsch, as cargas de óleo baselubrificante, e os aditivos. O concentrado solúvel em óleo e o lubrificanteacabado são fabricados neste segundo local.
Outros Usos
Além do uso como óleos diluentes de aditivo lubrificante, oslíquidos de hidrocarboneto extra leve da presente invenção também podem serusados como óleo de vedação mineral, óleo de laminação, óleo depulverização agrícola, fluido de perfuração, solvente de limpeza de rebarbaalta, óleo de fuso, diluente para tinta, fluido dielétrico, e aplicações de graualimentício.
Fluido de perfuração: Qualquer um de vários fluidos líquidos egasosos e misturas de fluidos e sólidos (como suspensões sólidas, misturas eemulsões de líquidos, gases e sólidos) usados em operações para perfurarfuros de sondagem no solo. Classificações de fluidos de perfuração foramexperimentadas em muitos modos, freqüentemente produzindo mais confusãodo que discernimento. Um esquema de classificação, dado aqui, éfundamentado apenas na composição da lama escolhendo-se o componenteque claramente define a função e desempenho do fluido: (1) base aquosa, (2)base não aquosa e (3) gasoso (pneumático). Cada categoria tem umavariedade de subcategorias que sobrepõem entre si consideravelmente, fluidosusados em operações de perfuração de hidrocarboneto, especialmente fluidosque contêm quantidades significantes de sólidos colocados em suspensão,água emulsificada ou óleo. Lama inclui todos os tipos de fluidos deperfuração de base aquosa, base oleosa e base sintética. Fluidos de perfuração,acabamento e recondicionamento são algumas vezes chamados de lamas,embora um fluido que é essencialmente isento de sólidos não é estritamenteconsiderado lama.
Óleo de laminação: Um lubrificante usado em uma máquinapara laminar o metal em folhas, barras, ou outras formas. Os metais típicosque são laminados incluem aço e alumínio. O lubrificante deve fornecer umcoeficiente de atrito baixo, uma capacidade de carga aceitável, e produzir umasuperfície lisa do produto.
Óleo de vedação mineral: Um termo geral para um lubrificanteleve tendo as propriedades seguintes: baixa viscosidade, cor clara, baixo odor,alto ponto de anilina, baixo ponto de fluidez, boa estabilidade da cor, e baixavolatilidade.
Óleo de pulverização agrícola: Um óleo de viscosidade levepulverizado em safras em crescimento ou produtos agrícolas colhidos paramelhorar a qualidade e rendimentos de produto. Eles são usados para reduzirdano por insetos, controlar fungo e outras doenças, reduzir a poeira, e reduzira evapo-transpiração. Os óleos devem ter baixa fitotoxicidade e volatilidade,assim como serem inodoros, não tóxicos, e biodegradáveis.
Óleo de fuso: Um óleo de viscosidade leve usado em mancaislevemente carregados de alta velocidade, tais como aqueles encontrados emestruturas de fiação têxteis e ferramentas de máquina automática. Estes óleosde baixa viscosidade diminuem as temperaturas de operação e aumentam aeficiência da máquina. Eles são tipicamente formulados com aditivos,incluindo antioxidantes, inibidores de ferrugem, e agentes anti-desgaste. Aspropriedades desejadas de um óleo de fuso são alta estabilidade de oxidação,baixa volatilidade, baixa coloração, baixo ponto de fluidez, e alto índice deviscosidade.
Fluido dielétrico: Fluidos dielétricos são fluidos que podemsustentar um campo elétrico constante e agem como um isolante elétrico.Conseqüentemente, fluidos dielétricos servem para dissipar o calor geradoenergizando-se os componentes e para isolar estes componentes docompartimento do equipamento e de outras partes e dispositivos internos.
EXEMPLOS
A invenção será explicada ainda pelos exemplos ilustrativosseguintes que são intencionados a serem não limitantes.
Exemplo 1:
Cera de Fischer-Tropsch e Preparação de Oleos Base Lubrificantes deFischer-Tropsch
Uma amostra de cera de Fischer-Tropsch hidrotratadacomercial feita usando um catalisador de síntese de Fischer-Tropsch com baseem Fe e uma amostra de cera Fischer-Tropsch hidrotratada feita usando umcatalisador de Fischer-Tropsch com base em Co foram analisadas edescobertas ter as propriedades mostradas na Tabela I.
Tabela I
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* testes em duplicata
As alimentações de cera de Fischer-Tropsch foramhidroisomerizadas em um catalisador de Pt/SAPO-11 em um aglutinante dealumina. As condições da rodada foram uma temperatura entre 652 e 695°F(344 e 368°C), velocidade espacial horária líquida (LHSV) de 0,6 a 1,0 h"1,pressão do reator de 1000 psig (6,9 MPa man), e uma taxa de hidrogênio emcircuito aberto entre 6 e 7 MSCF/bbl (0,17 e 0,2 MNmVbarril). O efluente doreator passou diretamente a um segundo reator, também em 1000 psig (6,9MPa man), que continha um Pt/Pd em catalisador de hidroacabamento desílica-alumina. As condições neste reator foram uma temperatura entre 425 e700°F (218 e 372°C), e LHSV de 1,0 h"1.
Os produtos que entram em ebulição acima de cerca de 600°F(315°C) foram fracionados por destilação atmosférica ou a vácuo paraproduzir cinco frações tendo viscosidades entre cerca de 2,0 e 3,5 cSt a100°C. As propriedades das cinco frações são mostradas na Tabela II.
Tabela II
<table>table see original document page 58</column></row><table>
Exemplo 2:Preparação de Concentrados de Aditivo Solúvel em Oleo
As cinco frações de óleo base lubrificante derivadas deFischer-Tropsch do exemplo acima podem ser usadas como óleos diluentes deaditivo lubrificante e misturadas com aditivos para fornecer um concentradode aditivo solúvel em óleo.
Como tal, 98 a 80 por cento em peso de fração de óleo baselubrificante derivada de Fischer-Tropsch são misturados com 20 a 2 por centoem peso melhorador de VI de copolímero de olefina para fornecerconcentrados de aditivo solúvel em óleo. Por via de exemplo, a fração de óleobase lubrificante derivada de Fischer-Tropsch do Exemplo 3 foi misturadacom aproximadamente 6 por cento em peso de melhorador de VI decopolímero de olefina. Não houve nenhuma evidência de saída do polímeroda solução ou de qualquer outra insolubilidade total.
Exemplo 3:
Exemplo Comparativo
As propriedades de quatro óleos derivados de petróleoconvencionais comercialmente disponíveis (Pennzoil 75HC, Petro CanadaVHVI2, Nexbase 3020, e Ergon Hygold 60) e uma polialfaolefinacomercialmente disponível (Chevron Synfluid 2) tendo viscosidades abaixode 3,0 cSt a 100°C são mostradas na Tabela III.
Tabela III
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Os óleos derivados de petróleo convencionais exemplificadosacima e polialfaolefina tendo viscosidades entre 2,0 e 3,5 cSt a 100°C todostêm volatilidades de Noack maiores do que 50 por cento em peso, e maisespecificamente maiores do que 59 por cento em peso. Em comparação, asvolatilidades de Noack das frações de óleo base lubrificante de Fischer-Tropsch dos Exemplos 1 a 5 foram todas significantemente menores do que50 por cento em peso. Conseqüentemente, as frações de óleo base lubrificantede Fischer-Tropsch da presente invenção têm baixa volatilidade e baixaviscosidade.
Embora a presente invenção fosse descrita com referência àsformas de realização específicas, este pedido é intencionado a abrangeraquelas várias mudanças e substituições que podem ser feitas por aqueles dehabilidade comum na técnica sem divergir do espírito e escopo dasreivindicações anexas.
Claims (59)
1. Óleo diluente de aditivo lubrificante, caracterizado pelo fatode que compreende: uma fração de óleo base lubrificante que tem umaviscosidade de entre aproximadamente 1,0 e 3,5 cSt a IOO0C e umavolatilidade Noack menor que um Fator de Volatilidade Noack comocalculado pela equação seguinte: Fator de Volatilidade Noack = 160 --40(Viscosidade Cinemática a 100°C), em que a fração de óleo baselubrificante compreende mais que 3% em peso de moléculas comfuncionalidade cicloparafínica e menos de 0,30 por cento em peso dearomáticos.
2. Óleo diluente de aditivo lubrificante de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante é uma fração de óleo base lubrificante derivado de Fischer-Tropsch.
3. Óleo diluente de aditivo lubrificante de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante compreende mais que 5% em peso de moléculas comfuncionalidade cicloparafínica.
4. Óleo diluente de aditivo lubrificante de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante inclui uma relação de % em peso de moléculas comfuncionalidade monocicloparafínica para % em peso de moléculas comfuncionalidade multicicloparafínica maior que 5.
5. Óleo diluente de aditivo lubrificante de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante inclui uma % em peso de moléculas com funcionalidadecicloparafínica maior que a viscosidade cinemática a IOO0C multiplicada portrês.
6. Óleo diluente de aditivo lubrificante de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante inclui mais que 9 ramificações alquila/100 carbonos.
7. Óleo diluente de aditivo lubrificante de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante tem uma volatilidade Noack menor que 50% em peso.
8. Óleo diluente de aditivo lubrificante de acordo com areivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óleo diluente de aditivolubrificante inclui adicionalmente um óleo base de Grupo I convencional ouum óleo base de Grupo II convencional.
9. Concentrado de aditivo solúvel em óleo, caracterizado pelofato de compreender:-5 a 98% em peso de uma fração de óleo base lubrificante quetem uma viscosidade de entre aproximadamente 1,0 e 3,5 cSt a IOO0C e umavolatilidade Noack menor que um Fator de Volatilidade Noack comocalculado pela equação seguinte: Fator de Volatilidade Noack = 160 --40(Viscosidade Cinemática a 100°C), em que a fração de óleo baselubrificante inclui mais que 3% em peso de moléculas com funcionalidadecicloparafínica e menos de 0,30 por cento em peso de aromáticos; e pelomenos 2% em peso de um ou mais aditivos lubrificantes.
10. Concentrado de aditivo solúvel em óleo, caracterizado pelofato de que a fração de óleo base lubrificante é um uma fração de óleo baselubrificante derivado de Fischer-Tropsch.
11. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante tem uma viscosidade entre aproximadamente 2,0 e 3,5 cSt a 100°C.
12. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante tem um índice de viscosidade de entre aproximadamente 105 e-155.
13. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante tem um índice de Viscosidade maior que um Fator de índice deViscosidade como calculado pela equação seguinte:Fator de índice de viscosidade = 28 χ ln(Viscosidade Cinemática de umafração de óleo base lubrificante derivado de Fischer-Tropsch a IOO0C) + 95.
14. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante inclui uma % em peso de moléculas com funcionalidadecicloparafínica maior que a viscosidade de cinemática a IOO0C multiplicadapor três.
15. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante inclui mais que 9 ramificações alquila/100 carbonos.
16. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante tem uma volatilidade Noack menor que 50% em peso.
17. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o concentrado de aditivosolúvel em óleo adicionalmente inclui um óleo base Grupo I convencional ouum óleo base Grupo II convencional.
18. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante tem um ponto de anilina mais que 36 χ ln(ViscosidadeCinemática da fração de óleo base lubrificante a 100°C) + 200.
19. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante inclui mais que 5% em peso de moléculas com funcionalidadecicloparafínica.
20. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante inclui uma relação de % em peso de moléculas comfuncionalidade monocicloparafínica para % em peso de moléculas comfuncionalidade multicicloparafínica maior que 5.
21. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a fração de óleo baselubrificante tem um teor de enxofre menor que 5 ppm em peso.
22. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o um ou mais aditivoslubrificantes são selecionados do grupo que consiste em melhoradores deíndice de viscosidade, detergentes, dispersantes, aditivos anti-desgaste,agentes de EP, antioxidantes, depressores de ponto de fluidez, melhoradoresde índice de viscosidade, modificadores de viscosidade, modificadores defricção, desemulsificantes, agentes de anti-espumação, colorantes,estabilizadores de cor, inibidores de corrosão, inibidores de ferrugem, agentesde intumescimento por vedação, desativadores de metal, biocidas, e misturasdos mesmos.
23. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o um ou mais aditivoslubrificantes incluem uma embalagem de aditivo lubrificante.
24. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 23, caracterizado pelo fato de que a embalagem de aditivolubrificante é selecionada do grupo que consiste em uma embalagem deinibidor de detergente, uma embalagem de aditivo de óleo de motor, umaembalagem de aditivo de fluido de transmissão automática, uma embalagemde aditivo de fluido de transmissão de limpeza pesada, embalagem de aditivode fluido de direção automática, uma embalagem de aditivo de óleo deengrenagem, e uma embalagem de aditivo de óleo industrial.
25. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o concentrado de aditivosolúvel em óleo inclui 2 - 20% em peso de melhorador de índice deviscosidade.
26. Concentrado de aditivo solúvel em óleo de acordo com areivindicação 25, caracterizado pelo fato de que o melhorador de índice deviscosidade é selecionado do grupo que consiste em copolímeros de olefina,co-polímeros de etileno e propileno, polialquilacrilatos,polialquilmetacrilatos, poliisobutileno, copolímeros de estireno-isoprenohidrogenados, estireno-butadienos hidrogenados, e misturas dos mesmos.
27. Lubrificante acabado, caracterizado pelo fato de quecompreende:a. um concentrado de aditivo solúvel em óleo compreendendo:i. 5 a 98% em peso de uma fração de óleo base lubrificanteque tem uma viscosidade de entre aproximadamente 1,0 e 3,5 cSt a IOO0C euma volatilidade Noack menor que um Fator de Volatilidade Noack comocalculado pela equação seguinte: Fator de Volatilidade Noack = 160 --40(Viscosidade Cinemática a 100°C), em que a fração de óleo baselubrificante inclui mais que 3% em peso de moléculas com funcionalidadecicloparafínica e menos de 0,30 por cento em peso de aromáticos; eii. pelo menos 2% em peso de um ou mais aditivoslubrificantes; eb. um ou mais óleos base lubrificantes.
28. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que o lubrificante acabado inclui 0,5 a 50% empeso concentrado de aditivo solúvel em óleo e 30 a 99,5% em peso de um oumais óleos base lubrificantes.
29. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que a fração de óleo base lubrificante inclui maisque 5% em peso de moléculas com funcionalidade cicloparafínica.
30. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que a fração de óleo base lubrificante inclui umarelação de % em peso de moléculas com funcionalidade monocicloparafínicapara % em peso de moléculas com funcionalidade multicicloparafmica maiorque 5.
31. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que a fração de óleo base lubrificante inclui maisque 9 ramificações alquila/100 carbonos.
32. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que a fração de óleo base lubrificante tem umavolatilidade Noack menor que 50% em peso.
33. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que o concentrado de aditivo solúvel em óleoadicionalmente inclui um óleo base de Grupo I convencional ou um Oleo basede Grupo II convencional.
34. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que o um ou mais aditivos lubrificantes sãoselecionados do grupo que consiste em melhoradores de índice deviscosidade, detergentes, dispersantes, aditivos anti-desgaste, agentes de EP,antioxidantes, depressores de ponto de fluidez, melhoradores de índice deviscosidade, modificadores de viscosidade, modificadores de fricção,desemulsificantes, agentes de anti-espumação, colorantes, estabilizadores decor, inibidores de corrosão, inibidores de ferrugem, agentes deintumescimento por vedação, desativadores de metal, biocidas, e misturas dosmesmos.
35. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que o um ou mais aditivos lubrificantes incluemuma embalagem de aditivo lubrificante.
36. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 35,caracterizado pelo fato de que a embalagem de aditivo lubrificante éselecionada do grupo que consiste em uma embalagem de inibidor dedetergente, uma embalagem de aditivo de óleo de motor, uma embalagem deaditivo de fluido de transmissão automática, uma embalagem de aditivo defluido de transmissão de limpeza pesada, embalagem de aditivo de fluido dedireção automática, uma embalagem de aditivo de óleo de engrenagem, e umaembalagem de aditivo de óleo industrial.
37. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que o um ou mais óleos base lubrificantes sãoselecionados do grupo que consiste em óleos base de Grupo I convencionais,óleos base de Grupo II convencionais, óleos base de Grupo III convencionais,óleos base derivados de Fischer-Tropsch, óleos base de Grupo IV,poliolefinas internas, diésteres, poliol ésteres, fosfato ésteres, aromáticosalquilados, cicloparafinas alquiladas, naftalenos alquilados, óleos vegetais, emisturas dos mesmos.
38. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que o lubrificante acabado satisfaz asespecificações para um óleo de motor de multiclassificação SAE J300.
39. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 38,caracterizado pelo fato de que o lubrificante acabado adicionalmente satisfazas especificações selecionadas do grupo que consiste em ILSAC GF-3,ILSAC GF-4, API CI-4, APIPC-IO, e combinações dos mesmos.
40. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que o lubrificante acabado inclui menos de 0,7%em peso de enxofre total como medido por ASTM D 1552.
41. Processo para produzir um concentrado de aditivo solúvelem óleo, caracterizado pelo fato de compreender:a. prover uma fração de óleo base lubrificante que tem umaviscosidade de entre aproximadamente 1,0 e 3,5 cSt a IOO0C e umavolatilidade Noack menor que um Fator de Volatilidade Noack comocalculado pela equação seguinte: Fator de Volatilidade Noack = 160 --40(Viscosidade Cinemática a 100°C), em que a fração de óleo baselubrificante inclui mais que 3% em peso de moléculas com funcionalidadecicloparafínica e menos de 0,30 por cento em peso de aromáticos;b. misturar a fração de óleo base lubrificante com pelo menos-2% em peso de um ou mais aditivos lubrificantes; ec. isolar um concentrado de aditivo solúvel em óleo.
42. Processo para produzir um concentrado de aditivo solúvelem óleo, caracterizado pelo fato de compreender:a. realizar uma síntese de Fischer-Tropsch para prover umacorrente de produto;b. isolar da corrente de produto uma alimentação de cerasubstancialmente parafínica;c. hidroisomerizar a alimentação cerosa substancialmenteparafínica que usa uma peneira molecular de tamanho de poro intermediárioseletiva na forma que inclui um componente de hidrogenação de metal nobresob de condições de cerca de 600°F (315°C) para aproximadamente 750°F(399°C);d. isolar um óleo isomerizado;e. hidroacabar o óleo isomerizado para prover um uma fraçãode óleo base lubrificante derivado de Fischer-Tropsch que tem umaviscosidade de entre aproximadamente 1,0 e 3,5 cSt a IOO0C e umavolatilidade Noack menor que um Fator de Volatilidade Noack comocalculado pela equação seguinte: Fator de Volatilidade Noack = 160--40(Viscosidade Cinemática a 100°C), em que a fração de óleo baselubrificante derivado de Fischer-Tropsch compreende mais que 3% em pesode moléculas com funcionalidade cicloparafínica e menos de 0,30 por centoem peso de aromáticos;f. misturar a fração de óleo base lubrificante derivado deFischer-Tropsch com pelo menos 2% em peso de um ou mais aditivoslubrificantes; eg. isolar um concentrado de aditivo solúvel em óleo.
43. Processo de acordo com a reivindicação 42, caracterizadopelo fato de compreender adicionalmente destilar o óleo isomerizado paraprover uma fração de óleo base lubrificante derivado de Fischer-Tropsch.
44. Processo de acordo com a reivindicação 42, caracterizadopelo fato de que o componente de hidrogenação de metal nobre é platina,paládio, ou combinações dos mesmos.
45. Processo de acordo com a reivindicação 42, caracterizadopelo fato de que a peneira molecular de tamanho de poro intermediárioseletiva na forma é selecionada do grupo que consiste de SAPO-11, SAPO-31, SAPO-41, SM-3, ZSM - 22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-57, SSZ-32, ofretita, ferrierita, e combinações dos mesmos.
46. Processo de acordo com a reivindicação 41 ou 42,caracterizado pelo fato de que a fração de óleo base lubrificante inclui umarelação de % em peso de moléculas com funcionalidade monocicloparafínicapara % em peso de moléculas com funcionalidade multicicloparafínica maiorque 5.
47. Processo de acordo com a reivindicação 41 ou 42,caracterizado pelo fato de incluir misturar adicionalmente a fração de óleobase lubrificante com um óleo base de Grupo I convencional ou um óleo basede Grupo II convencional.
48. Processo de acordo com a reivindicação 47, caracterizadopelo fato de que o óleo base de Grupo I convencional ou óleo base de GrupoII convencional é selecionado do grupo que consiste de em 100N, 15 ON,-220Ν, e misturas dos mesmos.
49. Processo para produzir um lubrificante acabado,caracterizado pelo fato de que compreende:a. prover uma fração de óleo base lubrificante que tem umaviscosidade de entre aproximadamente 1,0 e 3,5 cSt a IOO0C e umavolatilidade Noack menor que um Fator de Volatilidade Noack comocalculado pela equação seguinte: Fator de Volatilidade Noack = 160 --40(Viscosidade Cinemática a 100°C), em que a fração de óleo baselubrificante inclui mais que 3% em peso de moléculas com funcionalidadecicloparafínica e menos de 0,30 por cento em peso de aromáticos;b. misturar a fração de óleo base lubrificante com um ou maisaditivos lubrificantes para prover um concentrado de aditivo solúvel em óleocompreendendo pelo menos 2% em peso do um ou mais aditivoslubrificantes; ec. misturar o concentrado de aditivo solúvel em óleo com umou mais óleos base lubrificantes.
50. Processo de acordo com a reivindicação 49, caracterizadopelo fato de que o lubrificante acabado compreende 0,5 a 50% em pesoconcentrado de aditivo solúvel em óleo e 30 a 99,5% em peso um ou maisóleos base lubrificantes.
51. Processo de acordo com a reivindicação 41 ou 49,caracterizado pelo fato de que a fração de óleo base lubrificante é derivada deprocesso de Fischer-Tropsch.
52. Processo de acordo com a reivindicação 41, 42, ou 49,caracterizado pelo fato de que a fração de óleo base lubrificante inclui maisque 5% em peso de moléculas com funcionalidade cicloparafínica.
53. Processo de acordo com a reivindicação 41, 42, ou 49,caracterizado pelo fato de que a fração de óleo base lubrificante inclui umarelação de % em peso de moléculas com funcionalidade monocicloparafínicapara % em peso de moléculas com funcionalidade multicicloparafínica maiorque 15.
54. Processo de acordo com a reivindicação 41, 42, ou 49,caracterizado pelo fato de que o um ou mais aditivos lubrificantes sãoselecionados do grupo que consiste em melhoradores de índice deviscosidade, detergentes, dispersantes, aditivos anti-desgaste, agentes de EP,antioxidantes, depressores de ponto de fluidez, melhoradores de índice deviscosidade, modificadores de viscosidade, modificadores de fricção,desemulsificantes, agentes de anti-espumação, colorantes, estabilizadores decor, inibidores de corrosão, inibidores de ferrugem, agentes deintumescimento por vedação, desativadores de metal, biocidas, e misturas dosmesmos.
55. Processo de acordo com a reivindicação 41, 42, ou 49,caracterizado pelo fato de que o um ou mais aditivos lubrificantes incluemuma embalagem de aditivo lubrificante.
56. Processo de acordo com a reivindicação 55, caracterizadopelo fato de que a embalagem de aditivo lubrificante é selecionada do grupoque consiste em uma embalagem de inibidor de detergente, uma embalagemde aditivo de óleo de motor, uma embalagem de aditivo de fluido detransmissão automática, uma embalagem de aditivo de fluido de transmissãode limpeza pesada, embalagem de aditivo de fluido de direção automática,uma embalagem de aditivo de óleo de engrenagem, e uma embalagem deaditivo de óleo industrial.
57. Processo de acordo com a reivindicação 49, caracterizadopelo fato de que o um ou mais óleos base lubrificantes que são selecionadosdo grupo que consiste em óleos base de Grupo I convencionais, óleos base deGrupo II convencionais, óleos base de Grupo III convencionais, óleos basederivados de Fischer-Tropsch, óleos base de Grupo IV convencionais,poliolefinas internas, diésteres, poliol ésteres, fosfato ésteres, aromáticosalquilados, cicloparafinas alquiladas, naflalenos alquilados, óleos vegetais, emisturas dos mesmos.
58. Processo de acordo com a reivindicação 49, caracterizadopelo fato de que o lubrificante acabado satisfaz as especificações para um óleode motor de multiclassificação SAE J300.
59. Processo de acordo com a reivindicação 58, caracterizadopelo fato de que o lubrificante acabado adicionalmente satisfaz asespecificações selecionadas do grupo que consiste em ILSAC GF-3, ILSACGF-4, API CI-4, APIPC-IO, e combinações dos mesmos.
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