BRPI0709734A2 - lubrificante de engrenagem, processo pra fabricar um lubrificante de engrenagem, e, mÉtodo para reduzir uma razço de brookfield de um lubrificante de engrenagem - Google Patents

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John A Zakarian
John M Rosenbaum
Nancy J Bertrand
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Abstract

LUBRIFICANTE DE ENGRENAGEM, PROCESSO PÁRA FABRICAR UM LUBRIFICANTE DE ENGRENAGEM, E, MÉTODO PARA REDUZIR UMA RAZçO DE BROOKFIELD DE UM LUBRIFICANTE DE ENGRENAGEM Lubrificante de engrenagem com uma Razão de Brookfield baixa, compreendendo: um óleo de base tendo átomos de carbono seqílenciais, aromáticos inferiores, maior do que 20% em peso de moléculas com cicloparafinas e uma razão alta de monocicloparafinas para multicicloparafinas; menos do que 22% em peso de um segundo óleo de base tendo menos do que 40% em peso de moléculas com cicloparafinas e uma razão mais baixa de monocicloparafmas para multicicloparafinas; um redutor do ponto de fluidez, um aditivo EP; e menos do que 10% em peso de melhorador de VI. Lubrificante de engrenagem com uma Razão de Brookfield baixa, compreendendo um primeiro óleo de base tendo aromáticos inferiores e VI alto; menos do que 22% em peso de um segundo óleo de base com um VI mais baixo; um redutor do ponto de fluidez; e um aditivo EP. Lubrificante de engrenagem tendo uma Razão de Brookfield baixa compreendendo: um óleo de base derivado de FT; um componente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez; e um aditivo EP. Processos para fabricar lubrificantes de engrenagem com Razões de Brookfield baixas. Método para reduzir a Razão de Brookfield.

Description

"LUBRIFICANTE DE ENGRENAGEM, PROCESSO PARA FABRICARUM LUBRIFICANTE DE ENGRENAGEM, E, MÉTODO PARA REDUZIRUMA RAZÃO DE BROOKFEELD DE UM LUBRIFICANTE DEENGRENAGEM"
CAMPO DA INVENÇÃO
Esta invenção é dirigida a lubrificantes de engrenagem tendoboas propriedades em temperatura baixa e processos para prepará-los.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Outros têm fabricado lubrificantes de engrenagem tendorazões baixas de viscosidade de Brookfield para viscosidade cinemática a100°C usando polialfaolefinas, ou combinações de óleos de base derivados depetróleo com níveis significantes de melhorador do índice de viscosidade. Porexemplo, Chevron Tegra®, Synthetic Gear Lubricant SAE 80W-140 éfabricado com óleo de base do Grupo III derivado de petróleo altamenterefinado e mais do que 20% em peso de melhorador do índice de viscosidade.Chevtron Tegra® Synthetic Gear Lubricant SAE 75W-90 é fabricado comóleos de base de polialfaolefina e diéster. Tegra® é uma marca registrada daChevron Corporation. Oleos de base de polialfaolefina são caros e têm menoscompatibilidade elastomérica desejada do que outros óleos de base. Oleo debase de diéster fornece compatibilidade elastomérica melhorada esolubilidade em aditivo, mas também é muito caro e disponível emquantidades limitadas.
O Pedido de Patente Europeu N0 1570035A2 mostra quefluidos funcionais podem ser fabricados usando óleos de base tendoviscosidade de CCS baixa, em que os fluidos funcionais também têmviscosidade de Brookfield baixa. Nada é mostrado com respeito à seleção deóleos de base tendo mais uma composição molecular desejada ou coeficientesde atrito baixos.
A Publicação de Patente U.S. comumente designada20050133407 divulga que lubrificantes de engrenagem podem ser fabricadostendo uma viscosidade de Brookfield baixa a partir de um óleo de baselubrificante derivado de Fischer-Tropsch tendo uma composição moleculardesejada.
O Pedido de Patente U.S. comumente designado 11/296.636,depositado em 7 de Dezembro de 2005, divulga que óleos de base com VIalto e tendo aromáticos inferiores e níveis altos preferidos de moléculaspredominantemente com funcionalidade monocicloparafínica podem serusados para combinar fluidos de transmissão manual com VIs muito altos e viscosidades de Brookfield baixas a -40°C. Publicações de Patente U.S.comumente designadas 20050255078, 20050261145, 20050261146 e20050261147 divulgam que combinações de óleos de base fabricados de ceraaltamente parafínica com óleos de base do Grupo II ou Grupo III terãoviscosidades de Brookfield muito baixas. Publicação de Patente U.S.comumente designada 20050241990 divulga que lubrificantes de engrenagemde rosca sem-fim podem ser fabricados usando óleos de base tendo umcoeficiente de atrito baixo fabricado de uma alimentação cerosa. Publicaçãode Patente U.S. comumente designada 20050098476 divulga componentes demistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez fabricados por retiradade cera por hidroisomerização de uma alimentação cerosa e seleção de umproduto residual de destilação pesada. Pedido de Patente Provisório U.S.comumente designado 60/599665, depositado em 5 de Agosto de 2004 ePedido de Patente U.S. 10/949.779, depositado em 23 de Setembro de 2004,divulga que combinações de óleo de motor multivariadas de produtos destilados derivados de Fischer-Tropsch e um componente de mistura de óleode base de redução do ponto de fluidez preparado a partir de um produtoresidual isomerizado podem ser fabricadas tendo viscosidades de Brookfieldbaixas.
Um lubrificante de engrenagem é desejado tendo umaviscosidade cinemática mais alta a 100°C e razão de Brookfield mais baixa doque os lubrificantes de engrenagem previamente fabricados. Preferivelmenteo lubrificante de engrenagem terá uma viscosidade cinemática maior do que10 cSt a 100°C, e também terá uma viscosidade de Brookfield baixa emrelação à viscosidade cinemática; e um processo para fabricá-lo também édesejado. Preferivelmente o lubrificante de engrenagem não requererátambém quantidades altas de melhorador do índice de viscosidade.
Um lubrificante óleo de base tendo um coeficiente de atritomuito baixo, e lubrificantes acabados incluindo lubrificantes de engrenagemfabricados do óleo de base, também são altamente desejados.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Verificou-se um lubrificante de engrenagem, compreendendo:
a. mais do que 10% em peso com base no lubrificante deengrenagem total de um primeiro óleo de base tendo:
i. um número seqüencial de átomos de carbono,
ii. menos do que 0, 06% em peso de aromáticos,
iii. mais do que 20% em peso de moléculas totais comfuncionalidade cicloparafmica, e
iv. uma razão de moléculas com funcionalidademonocicloparafínica para moléculas com funcionalidade multicicloparafínicamaior do que 12;
b. menos do que 22% em peso com base no lubrificante deengrenagem total de um segundo óleo de base tendo:
i. um número seqüencial de átomos de carbono,
ii. menos do que 40% em peso de moléculas totais comfuncionalidade cicloparafmica,
iii. uma razão de moléculas com funcionalidademonocicloparafínica para moléculas com funcionalidade multicicloparafínicamenor do que 12;c. um redutor do ponto de fluidez;
d. um aditivo de lubrificante de engrenagem de EP; e
e. menos do que 10% em peso com base no lubrificante deengrenagem total de um melhorador do índice de viscosidade, em que olubrificante de engrenagem tem:
i. uma viscosidade cinemática a IOO0C maior do que 10 cSt, e
ii. uma Razão de Brookfield menor do que uma quantidadedefinida pela equação: Razão de Brookfield =613 χ e(-0, 07 χ β); e em que βeqüivale a -40 quando o lubrificante de engrenagem é um SAL 75W-XX, βeqüivale a -26 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX, e βeqüivale a -12 quando o lubrificante de engrenagem é um SAL 85W-XX.
Verificou-se também um lubrificante de engrenagem,compreendendo:
a. mais do que 10% em peso com base no lubrificante deengrenagem total de um primeiro óleo de base, fabricado de uma primeiroalimentação cerosa, tendo menos do que 0, 06% em peso de aromáticos e umíndice de viscosidade maior do que uma quantidade definida pela equação: VI28 χ Ln(Viscosidade Cinemática a 100°C) +105;
b. menos do que 22% em peso com base no lubrificante deengrenagem total de um segundo óleo de base, fabricado de uma segundoalimentação cerosa, tendo menos do que 0, 06% em peso de aromáticos e umíndice de viscosidade menor do que uma quantidade definida pela equação:VI =28 χ Ln(Viscosidade Cinemática a 100°C) +105:
c. um redutor do ponto de fluidez; e
d. um aditivo de lubrificante de engrenagem de EP; em que olubrificante de engrenagem tem:
i. uma viscosidade cinemática de lubrificante de engrenagem aIOO°C maior do que 10 cSt, e
ii. uma Razão de Brookfield menor do que uma quantidadedefinida pela equação: Razão de Brookfield =613 χ e(-0, 07 χ β) e em que βeqüivale a -40 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 75W-XX, βeqüivale a -26 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX, e βeqüivale a -12 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 85W-XX.
Verificou-se também um lubrificante de engrenagem tendouma Razão de Brookfield menor do que uma quantidade definida pelaequação: Razão de Brookfield =613 χ e(- 0, 07 χ β); e em que β eqüivale a -40 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 75W-XX, β eqüivale a -26 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX, e β eqüivale a -12 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 85W-XX,compreendendo:
a. entre IOe 95% em peso de um óleo de base Fischer-Tropschdestilado hidroisomerizado caracterizado por (i) uma viscosidade cinemáticaentre 2, 5 e 8 cSt a IOO0C5 (ii) pelo menos cerca de 10% em peso dasmoléculas tendo funcionalidade cicloparafínica, e (iii) uma razão deporcentagem em peso de moléculas com funcionalidade monocicloparafínicapara porcentagem em peso de moléculas com funcionalidademulticicloparafínica maior do que 5;
b. 0, 05 a 15% em peso de um componente de mistura de óleode base de redução do ponto de fluidez preparado a partir de um produtoresidual isomerizado tendo um grau médio de ramificação nas moléculas entrecerca de 5 e cerca de 9 ramificações alquila por 100 átomos de carbono; e
c. entre 2, 5 a 30% em peso de um aditivo de lubrificante deengrenagem de EP.
Verificou-se também um processo para fabricar umlubrificante de engrenagem, compreendendo:
a. selecionar um óleo de base, fabricado de uma alimentaçãocerosa, tendo:
i. menos do que 0, 06% em peso de aromáticos,ii. mais do que 20% em peso de moléculas totais comfuncionalidade cicloparafínica, eiii. uma razão de moléculas com funcionalidademonocicloparafínica para molécula com funcionalidade multicicloparafínicamaior do que 12: eb. misturar o óleo de base com:i. um aditivo de lubrificante de engrenagem de EP,ii. um redutor do ponto de fluidez, eiii. menos do que 10 por cento em peso, com base nolubrificante de engrenagem total, de um melhorador do índice de viscosidadepara produzir um lubrificante de engrenagem;em que o lubrificante de engrenagem tem uma viscosidadecinemática a 100°C maior do que 10 cSt, e uma razão de viscosidade deBrookfield em cP, medida na temperatura β em °C, para a viscosidadecinemática a IOO0C menor do que uma quantidade definida pela equação:Razão de Brookfield =613 χ e(-0, 07 χ β) e em que β eqüivale a -40 quando olubrificante de engrenagem é um SAE 75W-XX, β eqüivale a -26 quando olubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX5 e β eqüivale a -12 quando olubrificante de engrenagem é um SAE 85W-XX.Verificou-se também um processo para fabricar umlubrificante de engrenagem, compreendendo:a. selecionar um óleo de base, fabricado de uma alimentaçãocerosa, tendo um índice de viscosidade maior do que uma quantidade definidapela equação:VI =28 χ Ln(Viscosidade Cinemática a 100°C) + 105;b. misturar o óleo de base com:i. um aditivo de lubrificante de engrenagem de EP5ii. um redutor do ponto de fluidez, eiii. menos do que 10% em peso, com base no lubrificante deengrenagem total de um melhorador do índice de viscosidade para produzirum lubrificante de engrenagem;
em que o lubrificante de engrenagem tem uma viscosidadecinemática a IOO0C maior do que 10 cSt, e uma razão de viscosidade deBrookfield em cP, medida na temperatura β em °C, para a viscosidadecinemática a IOO0C menor do que uma quantidade definida pela equação:Razão de Brookfield =613 χ e(-0, 07 χ β) e em que β eqüivale a -40 quando olubrificante de engrenagem é um SAE 75W-XX, β eqüivale a -26 quando olubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX., e β eqüivale a -12 quando olubrificante de engrenagem é um SAE 85W-XX.
Verificou-se também um método para reduzir uma Razão deBrookfield de um lubrificante de engrenagem tendo uma viscosidadecinemática a IOO0C maior do que 10 cSt, compreendendo: adicionar 0, 05 a15% em peso de um lubrificante de engrenagem total de um componente demistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez tendo um ponto defiuidez pelo menos três graus mais alto do que um ponto de fluidez de umafração de destilado isomerizado também presente no lubrificante deengrenagem; em que a Razão de Brookfield é uma razão da viscosidade deBrookfield do lubrificante de engrenagem em cP, medida em umatemperatura β em 0C., para uma viscosidade cinemática a IOO0C dolubrificante de engrenagem menor do que uma quantidade definida pelaequação: Razão de Brookfield =613 χ e(-0, 07 χ β) e em que β eqüivale a -40quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 75W-XX, β eqüivale a -26quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX., e β eqüivale a -12quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 85W-XX.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
SAE J306 define os graus de viscosidade diferentes delubrificantes de engrenagem automotivos. Um lubrificante de engrenagemautomotivo de grau múltiplo refere-se a um lubrificante de engrenagemautomotivo que tem características de viscosidade/temperatura que caemdentro dos limites de dois números SAE diferentes no SAE J306, de junho de1998, Por exemplo um lubrificante de engrenagem automotivo SAE 75W-90tem uma temperatura máxima de -40°C para uma viscosidade de 150.000 cP euma viscosidade cinemática a IOO°C entre 13 e menor do que 24, 0 cSt. Osegundo grau de viscosidade SAE, XX, para um lubrificante de engrenagemautomotivo de grau múltiplo é sempre um número mais alto do que o grau deviscosidade SAE "W" de procedimento; assim você pode ser um lubrificantede engrenagem automotivo de grau múltiplo 80W-90 mas não um lubrificantede engrenagem automotivo de grau múltiplo 80W-80.
Classificações de Viscosidade de Lubrificante de EngrenagemAutomotivo - SAE J306, Junho de 1998
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Exemplos de lubrificantes de engrenagem automotivos sãofluidos de transmissão manual, lubrificantes de eixo e fluidos de diferencial.
A Temperatura Máxima para Viscosidade de 150.000 cP (0C)é medida escaneando-se, Viscosidade de Brookfield por ASTM D 2983-04.Lubrificantes de engrenagem tendo uma viscosidade de Brookfield baixa,especialmente esses com uma Razão de Brookfield baixa são especialmentedesejados. Uma Razão de Brookfield baixa é associada com propriedades emtemperatura baixa melhoradas do lubrificante de engrenagem.
A Razão de Brookfield é calculada pela seguinte equação:
Ração de Brookfield =Viscosidade de Brookfield em cP,medida na temperatura β em grau C, dividida pela Viscosidade Cinemática a100°CemcSt.
Temperatura β eqüivale a -40°C quando o lubrificante deengrenagem é um SAE 75W-XX.
Temperatura β eqüivale a -26°C quando o lubrificante deengrenagem é um SAE 80W-XX, e
Temperatura β eqüivale a -12°C quando o lubrificante deengrenagem é um SAE 85W-XX.
A Razão de Brookfield do lubrificante de engrenagem destainvenção é menor do que uma quantidade calculada com base na Temperaturaβ pela seguinte equação:
613xe(0,07xP);
onde β eqüivale a -40 quando o lubrificante de engrenagem éum SAE 75W-XX, β eqüivale a -26 quando o lubrificante de engrenagem éum SAE 80W-XX, e β eqüivale a -12 quando o lubrificante de engrenagem éum SAE 85W-XX. Assim, para um lubrificante de engrenagem automotivoSAE 75 W-XX desta invenção, a Razão de Brookfield é menor do que 10081,preferivelmente menor do que 8000; para um lubrificante de engrenagemautomotivo SAE 80W-XX, a Razão de Brookfield é menor do que 3783, 3, preferivelmente menor do que 2500; e para um lubrificante de engrenagemautomotivo SAE 85W-XX, a Razão de Brookfield é menor do que 1419, 9.Note que XX nesta invenção refere-se ao graus de viscosidade SAE de 80, 85,90; 140, ou 250. O XX para um lubrificante de engrenagem automotivosempre será um número mais alto do que o grau de viscosidade SAE "W" deprocedimento; assim você pode ter um lubrificante de engrenagem 80W-90mas não um lubrificante de engrenagem 80W-80.
Note que os lubrificantes de engrenagem desta invenção sãoum subconjunto preferido daqueles que satisfazem as especificações SAEJ306. Por exemplo, um óleo SAE 75W-90 com uma viscosidade deBrookfield no máximo de 150.000 cP dividida por uma viscosidadecinemática típica a 100°C de 14 cSt teria uma Razão de Brookfield de 10714,que não seria tão desejada quanto os lubrificantes desta invenção com umarazão de Brookfield mais baixa.
Os lubrificantes de engrenagem desta invenção têm umaviscosidade cinemática mais alta a 100°C do que outros óleos fabricados deuma alimentação cerosa tendo viscosidades de Brookfield baixas, Oslubrificantes de engrenagem desta invenção têm uma viscosidade cinemáticaa 100°C maior do que 10 cSt. Preferivelmente eles têm uma viscosidadecinemática a 100°C menor do que ou igual a 41, 0 cSt. Em uma forma derealização, eles têm uma viscosidade cinemática a 100°C maior do que 13cSt; e em uma outra forma de realização, eles têm uma viscosidadecinemática a 100°C maior do que 20 cSt.
Em formas de realização preferidas, os lubrificantes deengrenagem desta invenção compreendem mais do que 12% em peso, maispreferivelmente mais do que 15% em peso, o mais preferivelmente mais doque 2, 5% em peso de um óleo de base tendo:
i. um número seqüencial de átomos de carbono,
ii. menos do que 0, 06% em peso de aromáticos,
iii. mais do que 20% em peso de moléculas totais comfuncionalidade cicloparafínica, e iv, uma razão de moléculas comfuncionalidade monocicloparafínica para moléculas com funcionalidademulticicloparafinica maior do que 12.
Os termos "derivado de Fischer-Tropsch" ou "derivado de FT"significam que os produto, fração, ou alimentação originam-se de ou sãoproduzidos em algum estágio por um processo de Fischer-Tropsch. A cargade alimentação para o processo de Fischer-Tropsch pode vir de uma amplavariedade de recursos hidrocarbonáceos, incluindo gás natural, carvão, xistoóleo; petróleo, lixo municipal, derivados destes, e combinações destes."Alimentação cerosa" é uma alimentação ou correntecompreendendo moléculas de hidrocarboneto com um número de carbono deC20+ e tendo um ponto de ebulição no geral acima de cerca de 600°F(316°C). As alimentações cerosas úteis nos processos divulgados aqui podemser cargas de alimentação cerosas sintéticas, tais como hidrocarbonetoscerosos de Fischer Tropsch ou podem ser derivados de recursos naturais.Conseqüentemente as alimentações cerosas aos processos podemcompreender alimentações cerosas derivadas de Fischer Tropsch, ceras depetróleo, estoques de destilados cerosos tais como gás óleos, estoques de óleolubrificante, polialfaolefinas de ponto de fluidez alto, óleos de ressudação,ceras de alfa olefina normais, graxas, ceras com óleo removido, e cerasmicrocristalinas, e misturas destes. Preferivelmente5 as cargas de alimentaçãocerosas são derivadas de alimentações cerosas de Fischer Tropsch.Graxa pode ser obtida de cargas de alimentação derivadas depetróleo convencionais por hidrocraqueamento ou por refinação de solventeda fração de óleo lubrificante. Tipicamente, graxa é recuperada de cargas dealimentação de retirada de cera por solvente preparada por um destesprocessos. Hidrocraqueamento é usualmente preferido porque ohidrocraqueamento também reduzirá o teor de nitrogênio a um valor baixo,Com graxa derivada de óleos refinados de solvente, desoleação pode serusada para reduzir o teor de nitrogênio. Hidrotratamento da graxa pode serusado para diminuir o teor de nitrogênio e enxofre. Graxas possuem umíndice de viscosidade muito alto, normalmente na faixa de cerca de 140 a 200,dependendo do teor de óleo e do material de partida do qual a graxa foipreparada. Portanto, graxas são adequadas para a preparação de óleos de basetendo um índice de viscosidade muito alto.A alimentação cerosa útil nesta invenção preferivelmente temmenos do que 25 ppm de nitrogênio e enxofre combinados totais. Nitrogênioé medido fimdindo-se a alimentação cerosa antes da combustão oxidante edetecção de quimiluminescência por ASTM D 4629-96. O método de teste éainda descrito na Patente U.S. 6503956. incorporada aqui. Enxofre é medidofundindo-se a alimentação cerosa antes de fluorescência ultravioleta porASTM D 5453-00. O método de teste é ainda descrito na Patente U.S.6503956, incorporada aqui.
Espera-se que as alimentações cerosas úteis nesta invençãosejam fartas e de custo relativamente competitivo no futuro próximoconforme processos de síntese de Fischer-Tropsch em larga escala entram emprodução. Petróleo de alcatrão preparado a partir do processo Fischer-Tropsch compreende uma mistura de vários hidrocarbonetos sólidos líquidos, egasosos. Aqueles produtos de Fischer-Tropsch que fervem dentro da faixa deóleo de base lubrificante contêm uma proporção alta de cera que os tornamcandidatos ideais para o processamento no óleo de base, Conseqüentementecera de Fischer-Tropsch representa uma alimentação excelente para preparar óleos de base de qualidade alta de acordo com o processo da invenção. Cerade Fischer-Tropsch é normalmente sólida na temperatura ambiente e,conseqüentemente, mostra propriedades de temperatura baixa deficientes, taiscomo ponto de fulgor e ponto de turvação. Entretanto, seguindo ahidroisomerização da cera, óleos de base derivados de Fischer-Tropsch tendo propriedades em temperatura baixa excelentes podem ser preparados. Umadescrição geral de processos de retirada de cera por hidroisomerizaçãoadequados pode ser encontrados na Patente U.S. N25 5135638 e 5282958; ePublicação de Patente U.S. 20050133409, incorporada aqui.
A hidroisomerização é obtida contatando-se a alimentação cerosa com um catalisador de hidroisomerização em uma zona deisomerização sob condições de hidroisomerização. O catalisador dehidroisomerização preferivelmente compreende uma peneira molecular detamanho de poro intermediário de forma seletiva, um componente dehidrogenação de metal nobre, e um suporte de óxido refratário. A peneiramolecular de tamanho de poro intermediário de forma seletiva épreferivelmente 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 destes. SAPO-11, SM-3, SSZ-32, ZSM-23,e combinações destes são mais preferidos, Preferivelmente o componente dehidrogenação de metal nobre é platina, paládio, ou combinações destes
As condições de hidroisomerização dependem da alimentaçãocerosa usada, do catalisador de hidroisomerização usado, se ou não ocatalisador é sulfetado, do rendimento desejado, e das propriedades desejadasdo óleo de base. Condições de hidroisomerização preferidas úteis na invençãocorrente incluem temperaturas de 260°C a cerca de 413°C (500 a cerca de775°F), uma pressão total de 15 a 3000 psig (103 kPa a 20, 7 MPa man.), euma razão de hidrogênio para alimentação de cerca de 0, 5 a 30 MSCF/bbl(14.158 a 849.505 cm/bbl), preferivelmente de cerca de 1 a cerca de 10MSCF/bbl (28.316 a cerca de 283.168 cm3/bbl), mais preferivelmente decerca de 4 a cerca de 8 MSCF/bbl (113.267 a cerca de 226.534 cm3/bbl). Nogeral, hidrogênio será separado do produto e reciclado à zona deisomerização.
Opcionalmente, o óleo de base produzido pela retirada de cerapor hidroisomerização pode ser hidroacabado. O hidroacabamento podeocorrer em uma ou mais etapas, antes ou depois do fracionamento do óleo debase em uma ou mais frações. O hidroacabamento é intencionado a melhorara estabilidade em oxidação, estabilidade em UV, e aparência do produtoremovendo-se os aromáticos, olefinas, corpos coloridos, e solventes. Umadescrição geral de hidroacabamento pode ser encontrada nas Patentes U.S. N253852207 e 4673487, incorporadas aqui. A etapa de hidroacabamento pode sernecessária para reduzir a porcentagem em peso de olefinas no óleo de base amenos do que 10 preferivelmente menos do que 5, mais preferivelmentemenos do que Ieo mais preferivelmente menos do que 0, 5. A etapa dehidroacabamento também pode ser necessária para reduzir a porcentagem empeso de aromáticos a menos do que 0, 1, preferivelmente menos do que 0, 06,mais preferivelmente menos do que 0, 02, e o mais preferivelmente menos doqueO, 01.
O óleo de base é fracionado em graus de viscosidadediferentes de óleo de base. No contexto desta divulgação "graus deviscosidade diferentes de óleo de base" é definido como dois ou mais óleos debase que diferem em viscosidade cinemática a IOO0C entre si em pelo menos1, 0 cSt. A viscosidade cinemática é medida usando ASTM D 445-04. Ofracionamento é feito usando uma unidade de destilação a vácuo paraproduzir cortes com faixas de ebulição pré selecionadas.
As frações de óleo de base tipicamente terão um ponto defluidez menor do que zero graus C. Preferivelmente o ponto de fluidez serámenor do que -10°C, Adicionalmente, em algumas formas de realização oponto de fluidez da fração de óleo de base terá uma razão de ponto de fluidez,em graus C, para a viscosidade cinemática a 100°C, em cSt, maior do que um
Fator de Fluidez de Oleo de Base, onde o Fator de Fluidez de Oleo de Base édefinido pela equação: Fator de Fluidez de Oleo de Base =7, 35 χLn(Viscosidade Cinemática a 100°C) -18. O ponto de fluidez é medido por
ASTM D 5950-02.
As frações de óleo de base têm quantidades mensuráveis demoléculas insaturadas medidas por FLMS. Em uma forma de realizaçãopreferida a retirada de cera por hidroisomerização, e condições defracionamento no processo desta invenção são adaptadas para produzir umaou mais frações selecionadas de óleo de base tendo mais do que 10% em pesode moléculas totais com funcionalidade cicloparafínica, preferivelmentemaior do que 20, maior do que 35, ou maior do que 40; e um índice deviscosidade maior do que 150. Uma ou mais frações selecionadas de óleos debase usualmente terão menos do que 70% em peso de moléculas totais comfuncionalidade cicloparafínica. Preferivelmente uma ou mais fraçõesselecionadas de óleo de base adicionalmente terão uma razão de moléculascom funcionalidade monocicloparafínica para moléculas com funcionalidademulticicloparafínica maior do que 2, 1. Em formas de realização preferidas o óleo de base tem uma razão de moléculas com funcionalidademonocicloparafínica para moléculas com funcionalidade multicicloparafínicamaior do que 5, ou maior do que 12. Em formas de realização preferidas oóleo de base não pode conter nenhuma molécula com funcionalidademulticicloparafínica, tal que a razão de moléculas com funcionalidade monocicloparafínica para moléculas com funcionalidade multicicloparafínicaé maior do que 100.
Em algumas formas de realização preferidas, as frações deóleo de base lubrificante úteis nesta invenção têm um índice de viscosidademaior do que uma quantidade definida pela equação: VI =28 χ Ln(Viscosidade Cinemática a 100°C) +95. Em outras formas de realizaçãopreferidas, frações de óleo de base lubrificante úteis nesta invenção têm umíndice de viscosidade maior do que uma quantidade definida pela equação: VI=28 χ Ln(Viscosidade Cinemática a 100°C) +105.
A presença de moléculas predominantemente cicloparafínicas com funcionalidade monocicloparafínica nas frações de óleo de base destainvenção fornece excelente estabilidade em oxidação, volatilidade de Noackbaixa, assim como solubilidade em aditivo desejada e compatibilidadeelastomérica. As frações de óleo de base têm uma porcentagem em peso deolefinas menor do que 10, preferivelmente menor do que 5, mais preferivelmente menor do que 1, e o mais preferivelmente menos do que 0, 5.
As frações de óleo de base preferivelmente têm umaporcentagem em peso de aromáticos menor do que 0, 1, mais preferivelmentemenor do que 0, 05, e o mais preferivelmente menor do que 0, 02. Em formasde realização preferidas, as frações de óleo de base têm coeficiente de atritomenor do que 0, 023, preferivelmente menor do que ou igual a 0, 021, maispreferivelmente menor do que ou igual a 0, 019, quando medido em umaviscosidade cinemática de 15 cSt e em uma razão de deslizamento pararotação de 40%. Preferivelmente elas têm um coeficiente de atrito menor doque uma quantidade definida pela equação: coeficiente de atrito =0, 009 χLn (Viscosidade cinemática) - 0, 001, em que a Viscosidade Cinemáticadurante a medição do coeficiente de atrito está entre 2 e 50 cSt; e em que ocoeficiente de atrito é medido em uma velocidade de rotação média de 3metros por segundo, uma razão de deslizamento para rotação de 40%, e umacarga de 20 Newtons. Exemplos destas frações de óleo de base preferidas sãomostrados na Publicação de Patente U.S. Número 20050241990A1. Oslubrificantes de engrenagem fabricados usando o óleo de base preferido tendoum coeficiente de atrito baixo economizarão energia e funcionarão mais frios.
Em formas de realização mais preferidas, as frações de óleo debase tendo um coeficiente de atrito baixo também têm espessuras de películagrandes. Isto é eles têm uma espessura de película EHD maior do que 175nanômetros quando medida em uma viscosidade cinemática de 15 cSt. Osóleos de base preferidos desta invenção têm espessuras de película em tornoda mesma ou mais espessos do que PAOs, mas têm coeficientes de atrito maisbaixos do que PAOs.
Em algumas das formas de realização mais preferidas, asfrações de óleo de base têm um coeficiente de atrito menor do que 0, 017, outêm menos do que 0, 015, ou menos do que 0, 011, quando medido a 15 cSt eem uma razão de deslizamento para rotação de 40%. As frações de óleo debase tendo os coeficientes de atrito mais baixos tendo propriedades deramificação únicas por RMN, incluindo um índice de ramificação menor doque ou igual a 23, 4, uma proximidade de ramificação maior do que ou igual a22, 0, e um índice de Carbono Livre entre 9 e 30. As frações de óleo de basetendo os coeficientes de atrito mais baixos têm propriedades de ramificaçãoúnicas por RMN, incluindo um índice de ramificação menor do que ou igual a23, 4 e um proximidade de ramificação maior do que ou igual a 22, 0.Adicionalmente eles preferivelmente têm mais do que 4% em peso decarbono naftênico, mais preferivelmente mais do que 5% em peso de carbono naftênico por análise de ndM por ASTM D. As frações de óleo de base tendoos coeficientes de atrito mais baixos no geral têm um ponto de fluidez menosdo que -15°C, mas surpreendentemente podem ter uma razão de ponto defluidez, em graus C para a viscosidade cinemática a 100°C, em cSt, menos doque uma quantidade definida pela equação: Ponto de Fluidez do Óleo de Base =7, 35 χ Ln(Viscosidade Cinemática a 100°C) -18. As frações de óleo de basetendo os coeficientes de atrito mais baixos têm uma viscosidade cinemáticamais alta e pontos de ebulição mais altos. Preferivelmente as frações de óleode base lubrificante tendo um coeficiente de atrito menor do que 0, 015 têmum ponto de ebulição a 50% em peso maior do que 1032°C (1050°F). Em uma forma de realização a fração de óleo de base lubrificante da invenção tem umcoeficiente de atrito menor do que 0, 011 e um ponto de ebulição a 50% empeso por um ASTM D 6353 maior do que 582°C (1080°F).
As frações de óleo de base lubrificante úteis nesta invenção,diferentes de polialfaolefinas (PAOs) e muitos outros óleos de base lubrificantes sintéticos, contêm moléculas de hidrocarboneto tendo númerosconsecutivos de átomos de carbono. Isto é facilmente determinado porcromatografia gasosa, onde as frações de óleo de base lubrificante entram emebulição em uma faixa de ebulição ampla e não têm picos agudos separadospor mais do que 1 número de carbono, em outras palavras, as frações de óleo de base lubrificante têm picos cromatográficos em cada número de carbonoatravés de sua faixa de ebulição.
O agente oxidante BN da fração de óleo de base lubrificante omais útil na invenção é maior do que 10 horas, preferivelmente maior do que12 horas, em formas de realização preferidas, onde os teores de olefina earomáticos são significativamente baixos na fração de óleo de baselubrificante do óleo lubrificante, o agente oxidante BN da fração de óleo debase selecionada será maior do que 25 horas, preferivelmente maior do que 35horas, mais preferivelmente maior do que 40 ou até 41 horas. O agenteoxidante BN da fração de óleo de base selecionada será tipicamente menor doque 60 horas. Agente oxidante BN é um modo conveniente para medir aestabilidade em oxidação de óleos de base, O teste de Agente oxidante BN édescrito por Stangeland et al., na Patente U.S. 3852207. O teste de Agenteoxidante BN mede a resistência à oxidação por meio de um aparelho deabsorção de oxigênio do tipo Dornte. ver R. W. Dornte "Oxidation of WhiteOils, " Industrial and Engineering Chemistry, Vol. 28, página 26, 1936.Normalmente, as condições são uma atmosfera de oxigênio puro a 340°F. Osresultados são relatados em horas para absorver 1000 ml de O2 por 100 g deóleo. No teste de Agente oxidante BN, 0, 8 ml de catalisador é usado por 100gramas de óleo e um pacote de aditivo é incluído no óleo, O catalisador é umamistura de naftenatos de metálicos solúveis em querosene. A mistura denaftenatos de metálicos solúveis simula a análise de metal média de óleo decárter usado. O nível de metais no catalisador é como segue; Cobre =6.927ppm; Ferro 4.083 ppm; Chumbo =80, 208 ppm; Manganês" 350 ppm; Estanho=3565 ppm. O pacote de aditivo é 80 milimoles de fosfato debispolipropilenofenilditio de zinco por 100 gramas de óleo, ouaproximadamente 1, 1 gramas de OLOA 260. O Teste de Agente oxidante BNmede a resposta de um óleo de base lubrificante em uma aplicação simulada.Valores altos, ou tempos longos para absorver um litro de oxigênio, indicamboa estabilidade em oxidação.
OLOA é um acrônimo para Oronite Lubricating Oil Aditive®,que é uma marca registrada da Chevron Oronite.
Lubrificante Aditivo
O lubrificante acabado da presente invenção compreende umaquantidade eficaz de um ou mais aditivos de lubrificante. Aditivos delubrificante que podem ser misturados com o óleo de base lubrificante paraformar a composição lubrificante acabada incluem aqueles que sãointencionados a melhorar certas propriedades do lubrificante acabado.
Aditivos de lubrificante típicos incluem, por exemplo, aditivos anti-desgaste,agentes de EP5 detergentes, dispersantes, antioxidantes, redutores do ponto defluidez, melhoradores do índice de Viscosidade, modificadores deviscosidade, modificadores de atrito, desemulsificadores, agentes anti-espumantes, inibidores de corrosão, inibidores de ferrugem, agentesintumescedores de vedação, emulsificadores, agentes umectantes,melhoradores de lubricidade, desativadores de metal, agentes de geleificação,agentes de pegajosidade, bactericidas, aditivos de perda de fluido, corantes, esemelhantes. Tipicamente, a quantidade total de um ou mais aditivos delubrificante no lubrificante acabado está dentro da faixa de 0, 1 a 30% empeso. Tipicamente a quantidade de óleo de base lubrificante desta invenção nolubrificante acabado está entre 10 e 99, 9% em peso, preferivelmente entre 25e 99% em peso. Fornecedores de aditivo de lubrificante fornecerãoinformação em quantidades eficazes de seus aditivos de lubrificanteindividuais ou pacotes de aditivo a serem combinados com óleos de baselubrificantes para fabricar lubrificantes acabados. Entretanto devido àspropriedades excelentes dos óleos de base lubrificantes da invenção, menosaditivos do que necessário com óleos lubrificantes, fabricados por outrosprocessos podem ser necessários para satisfazer as especificações para olubrificante acabado.
Melhoradores do índice de viscosidade (Melhoradores de VI):
Melhoradores de VI modificam as característicasviscométricas de lubrificantes reduzindo-se a taxa de adelgaçamento comtemperatura crescente e a taxa de espessamento com temperaturas baixas.Melhoradores de VI deste modo fornecem desempenho aumentado emtemperaturas baixas e altas. Melhoradores de VI são tipicamente submetidos àdegradação mecânica devido ao cisalhamento das moléculas em áreas deestresse elevado. Pressões altas geradas em sistemas hidráulicos submetemfluidos a taxas de cisalhamento de até 10^7S"1. O cisalhamento hidráulico fazcom que a temperatura do fluido eleve em um sistema hidráulico e ocisalhamento pode realizar perda de viscosidade permanente em óleoslubrificantes.
No geral melhoradores de VI são polímeros orgânicos solúveisem óleo, tipicamente homo- ou copolímeros de olefina ou derivados destes,de peso molecular médio numérico de cerca de 15000 a 1 milhão de unidadesde massa atômica (amu). Melhoradores de VI são no geral adicionados aóleos lubrificantes em concentrações de cerca de 0, 1 a 10% em peso. Elesfuncionam espessando-se o óleo lubrificante ao qual eles são adicionadosmais em temperaturas altas do que baixas, mantendo assim a mudança deviscosidade do lubrificante com temperatura mais constante do que de outromodo seria o caso. A mudança na viscosidade com a temperatura écomumente representada pelo índice de viscosidade (VI), com a viscosidadede óleos com VI grande (por exemplo, 140) mudando menos com atemperatura do que a viscosidade de óleos com VI baixo (por exemplo, 90).
Principais classes de melhoradores de VI incluem: polímeros ecopolímeros de ésteres de metacrilato e acrilato; copolímeros de etileno-propileno; copolímeros de estireno-dieno; e poliisobutileno, melhoradores deVI são freqüentemente hidrogenados para remover a olefina residual.Derivados de melhorador de VI incluem melhorador de VI de dispersante, quecontêm funcionalidades polares tais como grupos succinimida enxertados.
O lubrificante de engrenagem da invenção tem menos do que10% em peso de melhorador de VI, preferivelmente menos do que 5% empeso de melhorador de VI. Em certas formas de realização, o lubrificante deengrenagem pode conter níveis muito baixos de melhorador de VI, tais comomenos do que 2% em peso ou menos do que 0, 5% em peso, preferivelmentemenos do que 0, 4% em peso, mais preferivelmente menos do que 0, 2% empeso de melhorador de VI. O lubrificante de engrenagem não pode conterainda nenhum melhorador de VI.
Espessantes:
Espessantes, no contexto desta divulgação são hidrocarbonetossolúveis em óleo ou miscíveis em óleo com uma viscosidade cinemática aIOO0C maior do que 100 cSt. Exemplos de espessantes são poliisobutileno,éster complexo de peso molecular alto, borracha de butila, copolímeros deoleflna, polímero de estireno-dieno, polimetacrilato, estireno-éster, e PAO deviscosidade ultra alta. Preferivelmente o espessante tem uma viscosidadecinemática a IOO0C de cerca de 150 cSt a cerca de 10.000 cSt.
Em uma forma de realização, o lubrificante de engrenagem dainvenção tem menos do que 2% em peso de espessante.
Destilação de óleo de base:
A separação de frações derivadas de Fischer-Tropsch e fraçõesderivadas de petróleo em várias frações tendo faixas de ebuliçãocaracterísticas é no geral realizada por destilação atmosférica ou a vácuo oupor uma combinação ou destilação atmosférica e a vácuo. Como usado nestadivulgação, o termo "fração de destilado" ou "destilado" refere-se a umafração de corrente lateral recuperada de uma coluna de !racionamentoatmosférico ou de uma coluna de vácuo oposta aos "resíduos" que representaa fração de ebulição mais alta residual recuperada do fiando da coluna. Adestilação atmosférica é tipicamente usada para separar as frações dedestilado mais leves, tais como destilados nafta e intermediários, de umafração de resíduos tendo um ponto de ebulição inicial acima de cerca de600°F a cerca de 750°F (cerca de 315°C a cerca de 399°C). Em temperaturasmais altas o craqueamento térmico dos hidrocarbonetos pode ocorrer levandoà sujeira do equipamento e para diminuir os rendimentos de cortes maispesados. A destilação a vácuo é tipicamente usada para separar o material deebulição mais alta, tal como as frações de óleo de base lubrificante, emdiferentes cortes de faixa de ebulição. O fracionamento do óleo de baselubrificante em diferentes cortes de faixa de ebulição permite que a instalaçãode fabricação de óleo de base lubrificante produza mais do que um grau, ouviscosidade, do óleo de base lubrificante.
Redutor do ponto de fluidez
Os lubrificantes de engrenagem da presente invençãocompreendem ainda pelo menos um redutor do ponto de fluidez. Eles contêmde cerca de 0, 01 a 12% em peso com base na mistura de lubrificante total deum redutor do ponto de fluidez. Redutores do ponto de fluidez são conhecidosna técnica e incluem, mas não são limitados a ésteres de copolímeros deanidrido maleico-estireno, polimetacrilatos, poliacrilatos, poliacrilamidas,produtos de condensação de ceras de haloparafina e compostos aromáticos,polímeros de carboxilado de vinila, e terpolímeros de dialquilfumaratos,ésteres vinílicos de ácidos graxos, copolímeros de etileno-acetato de vinila,resinas de condensação de alquil fenol formaldeído, éteres alquil vinílicos,copolímeros de olefina, e misturas destes. Preferivelmente, o redutor do pontode fluidez é polimetacrilato.
O redutor do ponto de fluidez utilizado na presente invençãotambém pode ser um componente de mistura de óleo de base de redução doponto de fluidez preparado a partir de um produto residual derivado deFischer-Tropsch isomerizado, como descrito na Publicação de Patente U.S.20050098476, os conteúdos da qual são aqui incorporados por referência emsua totalidade. Quando usado, o componente de mistura de óleo de base deredução do ponto de fluidez reduz o ponto de fluidez da mistura delubrificante pelo menos 30C abaixo do ponto de fluidez da mistura delubrificante na ausência do componente de mistura de óleo de base de reduçãodo ponto de fluidez. O componente de mistura de óleo de base de redução doponto de fluidez é um produto residual derivado de Fischer-Tropschisomerizado tendo um ponto de fluidez que é pelo menos 30C mais alto doque o ponto de fluidez da mistura de lubrificante compreendendo a fração deóleo de base lubrificante derivada de cera altamente parafínica e o óleo debase derivado de petróleo (isto é, a combinação na ausência de um redutor doponto de fluidez). Por exemplo, se o ponto de fluidez alvo da mistura delubrificante for -9°C e o ponto de fluidez da mistura de lubrificante naausência de redutor do ponto de fluidez for maior do que uma quantidade docomponente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez dainvenção será misturado com a mistura de lubrificante em proporçãosuficiente para diminuir o ponto de fluidez da combinação ao valor alvo.
O produto residual derivado de Fischer-Tropsch isomerizadousado para diminuir o ponto de fluidez da mistura de lubrificante éusualmente recuperado como os resíduos da coluna de vácuo de umaoperação de Fischer-Tropsch. O peso molecular médio do componente demistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez usualmente cairádentro da faixa de cerca de 600 a cerca de 1100 com um peso molecularmédio entre cerca de 700 e cerca de 1000 sendo preferido. Tipicamente oponto de fluidez do componente de mistura de óleo de base de redução doponto de fluidez estará entre cerca de -9°C e cerca de 20°C. O ponto a 10% dafaixa de ebulição do componente de mistura de óleo de base de redução doponto de fluidez usualmente estará dentro da faixa de cerca de 850°F e cercade 1050°F (454°C e cerca de 565°C). Preferivelmente, o componente demistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez terá um grau médio deramificação nas moléculas entre cerca de 6, 5 e cerca de 10 ramificaçõesalquila por 100 átomos de carbono.
Em uma forma de realização a mistura de lubrificante podecompreender um redutor do ponto de fluidez bem conhecido na técnica e umcomponente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez. Ocomponente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez podeser um produto residual derivado de Fischer-Tropsch isomerizado ou umproduto residual derivado de petróleo isomerizado. Componentes de misturade óleo de base de redução do ponto de fluidez que são produto residualderivado de petróleo isomerizado são descritos na Publicação de Patente U.S.20050247600. Em uma tal forma de realização, preferivelmente a mistura delubrificante compreende 0, 05 a 15% em peso (mais preferivelmente 0, 5 a10% em peso) de componente de mistura de óleo de base de redução do pontode fluidez que é produto residual isomerizado derivado de Fischer-Tropsch,ou derivado de petróleo.
Lubrificante desparafinizado de alta viscosidade é um óleo debase de viscosidade alta que é denominado quanto à viscosidade SUS a 210°F(99°C). Lubrificante desparafinizado de alta viscosidade tipicamente derivadode petróleo terá uma viscosidade acima de 180 cSt a 40°C, preferivelmenteacima de 250 sCt a 40°C, e mais preferivelmente variando de 500 a 1.100 cSta 40°C. Lubrificante desparafinizado de alta viscosidade derivado de bruto deDaqing verificou-se ser especialmente adequado para o uso como ocomponente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez dapresente invenção. O lubrificante desparafinizado de alta viscosidade deve serhidroisomerizado e opcionalmente pode ter cera removida em solvente. OLubrificante desparafinizado de alta viscosidade preparado unicamente porretirada de cera em solvente verificou-se ser muito menos eficaz como umcomponente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez.
Aditivo de lubrificante de engrenagem de EP
Os lubrificantes de engrenagem desta invenção compreendementre 2 e 35% em peso, preferivelmente entre 2, 5 e 30% em peso, maispreferivelmente entre 2, 5 e 20% em peso, de um aditivo de lubrificante deengrenagem de pressão extrema (EP). Os aditivos de lubrificante deengrenagem de EP são adicionados aos lubrificantes para impedir contato demetal-a-metal destrutivo na lubrificação de superfícies moventes. Embora sobcondições normais denominada "hidrodinâmica", uma película de lubrificanteé mantida entre as superfícies relativamente moventes administradas porparâmetros lubrificantes, e principalmente viscosidade. Entretanto, quando acarga é aumentada, a desobstrução entre as superfícies é reduzida, ou quandoas velocidades das superfícies moventes são tais que a película de óleo nãopode ser mantida, a condição de "lubrificação limite" é atingida;administradas basicamente pelos parâmetros das superfícies de contato. Aindaem condições mais severas, o contato destrutivo significante manifesta por sisó em várias formas tais como desgaste e fadiga do metal como medido porestriação e corrosão. E o papel do aditivo de lubrificante de engrenagem deEP impedir isto de acontecer. Geralmente, aditivos de lubrificante deengrenagem de EP foram solúveis em óleo ou facilmente dispersos como umadispersão estável no óleo, e basicamente foram compostos orgânicosquimicamente reagidos para conter grupos enxofre, halogênio (principalmentecloro), fósforo, carboxila, ou sal de carboxilato que reagem com a superfíciede metal sob condições de lubrificação limite. Dispersões estáveis de boratosde metal alcalino hidratados também foram verificadas serem eficazes comoaditivos de lubrificante de engrenagem de EP.
Além disso, porque boratos de metal alcalino hidratados sãoinsolúveis em meios de óleo lubrificante, é necessário incorporar o boratocomo uma dispersão no óleo e dispersões homogêneas são particularmentedesejáveis. O grau de formação de uma dispersão homogênea pode estarcorrelacionado à turvação do óleo depois da adição do borato de metalalcalino hidratado com a turvação mais alta correlacionando-se a dispersõesmenos homogêneas. De modo a facilitar a formação de uma tal dispersãohomogênea, é convencional incluir um dispersante em tais composições.Exemplos de dispersantes incluem agentes ativos de superfície lipofílicos taiscomo alquenil succinimidas ou outros dispersantes contendo nitrogênio assimcomo succinatos de alquenila. Também é convencional utilizar o borato demetal alcalino em tamanhos de partícula de menos do que 1 mícron de modo afacilitar a formação da dispersão homogênea. Um aditivo de lubrificante deengrenagem de EP preferido desta invenção compreende uma dispersãooleosa de nitreto de boro hexagonal.
Outros aditivos de lubrificante de engrenagem de EPpreferidos desta invenção compreendem uma composição de borato depotássio hidratado disperso ou borato de sódio hidratado disperso tendo umgrau específico de desidratação. As composições de borato de potássiohidratado disperso são descritas na Patente U.S. 6737387. Preferivelmente,nesta forma de realização, o borato de potássio hidratado disperso écaracterizado por uma razão de hidroxila:boro (OH:B) de pelo menos 1, 2:1 a2, 2:1, e uma razão de potássio para boro de cerca de 1:2, 75 a 1:3, 25. Ascomposições de borato de sódio hidratado disperso são descritas na PatenteU.S. 6634450. Preferivelmente nesta forma de realização, o borato de sódiohidratado disperso é caracterizado por uma razão de hidroxila:boro (OH:B) decerca de 0, 80:1 a 1, 60:1, e uma razão de sódio para boro de cerca de 1:2, 75 a 1:3,25.
Em uma outra forma de realização, o aditivo de lubrificante deengrenagem de EP preferido desta invenção compreende uma combinação detrês componentes, que são (1) boratos de metal alcalino hidratados; (2) pelomenos um componente de polissulfeto de diidrocarbila compreendendo umamistura incluindo não mais do que 70% em peso de trissulfeto dediidrocarbila, mais do que 5, 5% em peso de dissulfeto de diidrocarbila, e pelomenos 30% em peso de tetrassulfeto de diidrocarbila ou polissulfetossuperiores; e (3) um componente de fósforo que não ácido compreendendoum componente de fosfito de triidrocarbila, pelo menos 90% em peso do qualtem a fórmula (RO)3 P, onde R é alquila de 4 a 24 átomos de carbono e pelomenos um derivado de ditiofosfato de diidrocarbila. As composições deborato de metal alcalino preferidas onde a razão de polissulfetos écuidadosamente controlada são descritas no Pedido de Patente U.S.11/122.461, depositado em 4 de Maio de 2005. Estes aditivos de lubrificantede engrenagem de EP preferidos com a combinação descrita acima têmpropriedades de carregamento de carga superior e estabilidade noarmazenamento melhorada.O aditivo de lubrificante de engrenagem de EP é tipicamentecombinado com outros aditivos em um pacote de aditivo de lubrificante deengrenagem. Uma variedade de outros aditivos pode estar presente noslubrificantes de engrenagem da presente invenção. Estes aditivos incluemantioxidantes, melhoradores do índice de viscosidade, dispersantes, inibidoresde ferrugem, inibidores de espuma, inibidores de corrosão, outros agentesanti-desgaste, desemulsificadores, modificadores de atrito, redutores do pontode fluidez e uma variedade de outros aditivos bem conhecidos. Dispersantespreferidos incluem os alquilfenóis e álcoois de succinimida e etoxilados bemconhecidos. Aditivos adicionais particularmente preferidos são assulccinimidas solúveis em óleo e sulfonatos de metal alcalino ou alcalinoterroso solúveis em óleo.O lubrificante de engrenagem desta invenção também podecompreender outros óleos de base, tais como por exemplo óleos de base doGrupo I, Grupo II, Grupo ΙΠ derivado de petróleo ou sintéticos tais comopolialfaolefinas, poliglicóis, poliisobutenos, e naftalenos alquilados.O Componente de Mistura de Oleo de Base de Redução doPonto de FluidezAlgumas formas de realização dos lubrificantes deengrenagem desta invenção compreendem um componente de mistura de óleode base de redução do ponto de fluidez. O componente de mistura de óleo debase de redução do ponto de fluidez é usualmente preparado a partir da fraçãode resíduos de ebulição alta que permanecem na torre de vácuo depois daseparação por destilação de frações de óleo de base de ebulição mais baixa.Ele terá um peso molecular de pelo menos 600. Ele pode ser preparado apartir de um resíduo derivado de Fischer-Tropsch, ou um resíduo derivado depetróleo. O resíduo é hidroisomerizado para obter um grau médio deramificação na molécula entre cerca de 5 e cerca de 9 ramificações alquila por100 átomos de carbono. A seguir da hidroisomerização o componente demistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez deve ter um ponto defluidez entre cerca de -20°C e cerca de 20°C, usualmente entre cerca de -IO0Ce cerca de 20°C. O peso molecular e grau de ramificação nas moléculas sãoparticularmente críticos à prática apropriada da invenção.
No caso de petróleo de alcatrão de Fischer-Tropsch, ocomponente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez épreparado a partir da fração cerosa que é normalmente um sólido emtemperatura ambiente. A fração cerosa pode ser produzida diretamente doPetróleo de alcatrão de Fischer-Tropsch ou ela pode ser preparada a partir daoligomerização de olefinas derivadas de Fischer-Tropsch de ebulição maisbaixa. Não obstante da fonte da cera de Fischer-Tropsch, ela deve conterhidrocarbonetos que entram em ebulição acima de cerca de 950°F (550°C) demodo a produzir o resíduo usado na preparação do componente de mistura deóleo de base de redução do ponto de fluidez. De modo a melhorar o ponto defluidez e VI, a cera é hidroisomerizada para introduzir ramificação favorávelnas moléculas. A cera hidroisomerizado usualmente será enviada a umacoluna de vácuo onde os vários cortes de óleo de base de destilado sãocoletados. No caso de óleo de base derivado de Fischer-Tropsch, estas fraçõesde óleo de base de destilado podem ser usadas para o óleo de base dedestilado de Fischer-Tropsch hidroisomerizado. O material residual coletadoda coluna de vácuo compreende uma mistura de hidrocarbonetos de ebuliçãoalta que é usado para preparar o componente de mistura de óleo de base deredução do ponto de fluidez. Além de hidroisomerização e !racionamento, afração cerosa pode sofrer várias outras operações tais como, por exemplo,hidrocraqueamento hidrotratamento, e hidroacabamento. O componente demistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez da presente invençãonão é um aditivo no uso normal deste termo dentro da técnica, visto que ele éde fato apenas uma fração de óleo de base e ebulição alta.
O componente de mistura de óleo de base de redução do pontode fluidez ainda têm um ponto de fluidez que é pelo menos 3°C mais alto doque o ponto de fluidez do óleo de base de destilado de Fischer Tropschhidroisomerizado. Verificou-se que quando o resíduo hidroisomerizado comodescrito nesta divulgação é usado para reduzir o ponto de fluidez da mistura, oponto de fluidez da mistura será abaixo do ponto de fluidez tanto docomponente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez quantodo óleo de base de Fischer-Tropsch destilado hidroisomerizado. Portanto, nãoé necessário reduzir o ponto de fluidez do resíduo ao ponto de fluidez alvo doóleo de motor.
Conseqüentemente, o grau de hidroisomerização real nãoprecisa ser tão alto quanto de outro modo poderia ser esperado, e o reator dehidroisomerização pode ser operado em severidade mais baixa com menoscraqueamento e menos perda de rendimento. Verificou-se que o resíduo nãodeve ser hidroisomerizado em excesso ou sua capacidade para agir como umcomponente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez serácomprometida. Conseqüentemente, o grau médio de ramificação nasmoléculas do resíduo de Fischer-Tropsch deve cair dentro da faixa de cerca de5 a cerca de 9 ramificações alquila por 100 átomos de carbono.
Um componente de mistura de óleo de base de redução doponto de fluidez derivado de uma carga de alimentação de Fischer Tropschterá um peso molecular médio entre cerca de 600 e cerca de 1.100,preferivelmente entre cerca de 700 e cerca de 1.000. A viscosidade cinemáticaa 100°C visualmente cairá dentro da faixa de cerca de 8 cSt a cerca de 22 cSt.O ponto de ebulição a 10% da faixa de ebulição do resíduo tipicamente cairáentre cerca de 850°F (454°C) e cerca de 1050°F (565°C). No geral, oshidrocarbonetos de peso molecular mais alto são mais eficazes comocomponentes de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez doque os hidrocarbonetos de peso molecular mais baixo. Tipicamente, o pesomolecular do componente de mistura de óleo de base de redução do ponto defluidez será 600 ou maior. Conseqüentemente, pontos de corte mais altos nacoluna de fracionamento que resulta em um material residual de ebuliçãomais alta são usualmente preferidos quando da preparação do componente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez. O ponto de corte maisalto também tem a vantagem de produzir um rendimento mais alto das fraçõesde óleo de base de destilado.
Também verificou-se que por retirada de cera em solvente doproduto residual hidroisomerizado em uma temperatura baixa, no geral -IO0C ou menos, a efetividade do componente de mistura de óleo de base de reduçãodo ponto de fluidez pode ser realçada. O produto ceroso separado durante aretirada de cera em solvente do resíduo verificou-se exibir propriedades deredução do ponto de fluidez melhoradas contanto que as propriedades deramificação permaneçam dentro dos limites da invenção. O produto oleoso recuperado depois da operação de retirada de cera em solvente emboraexibindo algumas propriedades de redução do ponto de fluidez é menos eficazdo que o produto ceroso.
No caso de ser derivado de petróleo, o método básico depreparação é essencialmente o mesmo como já descrito acima.Particularmente preferido para preparar um componente de mistura de óleo debase de redução do ponto de fluidez derivado de petróleo é o lubrificantedesparafinizado de alta viscosidade contendo um teor elevado de cera.Lubrificante desparafinizado de alta viscosidade constitui uma fração deresíduos que foi altamente refinada e desparafinizada. Lubrificantedesparafinizado de alta viscosidade é um óleo de base de viscosidade alta queé denominado quanto à viscosidade de SUS a 2IO0F (99°C). Lubrificantedesparafinizado de alta viscosidade tipicamente derivado de petróleo terá umaviscosidade acima de 180 cSt a 40°C, preferivelmente acima de 250 cSt a40°C, e mais preferivelmente variando de 500 a 1.100 cSt a 40°C.Lubrificante desparafinizado de alta viscosidade derivado de bruto de Daqingverificou-se ser especialmente adequado para o uso como o componente demistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez da presente invenção.
O lubrificante desparafinizado de alta viscosidade deve ser hidroisomerizadoe opcionalmente pode ter cera removida em solvente. Lubrificantedesparafinizado de alta viscosidade preparado unicamente por solvente, aretirada de cera verificou-se ser muito menos eficaz como um componente demistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez.
O componente de mistura de óleo de base de redução do pontode fluidez derivado de petróleo preferivelmente terá um teor de parafina depelo menos cerca de 30% em peso, mais preferivelmente pelo menos 40% empeso, e o mais preferivelmente pelo menos 50% em peso. A faixa de ebuliçãodo componente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidezdeve estar acima de cerca de 950°F (5IO°C). O ponto de ebulição a 10% deveser maior do que cerca de 1050°F (565°C) com um ponto a 10% em excessode 1150°F (620°C) sendo preferido. O grau médio de ramificação nasmoléculas do componente de mistura de óleo de base de redução do ponto defluidez derivado de petróleo preferivelmente cairá dentro da faixa de cerca de5 a cerca de 9 ramificações alquila por 100 átomos de carbono, maispreferivelmente de cerca de 6 a cerca de 8 ramificações alquila por 100átomos de carbono.
Métodos de Teste Analítico Específicos:Viscosidades de Brookfield foram medidas por ASTM D2983-04. Os pontos de fluidez foram medidos por ASTM D 5950-02.Porcentagem em Peso de Olefinas:
A Porcentagem em Peso de Olefmas nos óleos de base destainvenção é determinado por RMN protônica pelas etapas seguintes, AaD:
A. Preparar uma solução de 5 a 10% do hidrocarboneto deteste em deuteroclorofórmio.
B. Adquirir um espectro protônico normal de largura espectralde pelo menos 12 ppm e referenciar exatamente o eixo de substituiçãoquímica (ppm). O instrumento deve ter faixa de ganho suficiente para adquirirum sinal sem sobrecarregar o receptor/ADC. Quando um pulso de 30 graus éaplicado, o instrumento deve ter uma faixa dinâmica de digitalização de sinalmínima de 65.000, Preferivelmente a faixa dinâmica será 260.000 ou mais.
C. Medir as intensidades integrais entre:
6, 0 e 4, 5 ppm (olefina)
2, 2 e 1,9 ppm (alílico)
1, 9 a 0, 5 ppm (saturado)
D. Usando o peso molecular da substância de testedeterminada por ASTM D 2503, calcular:
1. A fórmula molecular média dos hidrocarbonetos saturados
2. A fórmula molecular média das olefinas
3. A intensidade integral total (=soma de todas as intensidadesintegrais)
4. A intensidade integral por hidrogênio na amostra(=integral/número totais de hidrogênios na fórmula)
5. O número de hidrogênios na olefina (=integral deolefina/integral por hidrogênio)
6. O número de ligações duplas (=hidrogênio da olefina vezeshidrogênios na fórmula de olefina/2)
7. A% em peso de olefinas por RMN protônica =100 vezes onúmero de ligações duplas vezes o número de hidrogênios em uma moléculade olefina típica dividido pelo número de hidrogênios em uma molécula desubstância de teste típica.
A% em peso de olefinas por procedimento de cálculo de RMNprotônica, D, funciona melhor quando o resultado de porcentagem de olefinasé baixo, menor do que cerca de 15% em peso. As olefinas devem ser olefinas"convencionais" isto é, uma mistura distribuída daqueles tipos de olefinatendo hidrogênios ligados aos carbonos da ligação dupla tais como: alfa,vinilideno, eis, trans, e trissubstituído. Estes tipos de olefina terão uma razãointegral detectável de alílico para olefina entre 1 e cerca de 2, 5. Quando estarazão excede cerca de 3, ela indica que uma porcentagem mais alta de olefinastri ou tetra substituídas estão presentes e que suposições diferentes devem serfeitas para calcular o número de ligações duplas na amostra.
Medição de Aromáticos por HPLC-UV:
O método usado para medir níveis baixos de moléculas compelo menos uma função aromática nos óleos de base lubrificantes destainvenção usa um sistema de Cromatografia Líquida de Alto Desempenho(HDPLC) de Gradiente Quaternário Hewlett Packard 1050 Series ligado comum detector Diode-Array UV-Vis HP 1050 interfaceado a uma Chem-stationHP. A identificação das classes aromáticas individuais nos óleos de basealtamente saturados foi feita na base de seu padrão espectral UV e seu tempode eluição. A coluna de amino usada para esta análise diferencia moléculasaromáticas basicamente na base de seu número de anéis (ou maiscorretamente, número de ligação dupla). Assim, as moléculas contendoaromático de anel único eluem primeiro, seguido pelos aromáticospolicíclicos na ordem de aumentar o número de ligação dupla por molécula.Para aromáticos com caráter de ligação dupla similar, aqueles com apenassubstituição alquila no anel eluem mais cedo do que aqueles com substituiçãonaftênica.
A identificação inequívoca dos vários hidrocarbonetosaromáticos de óleo de base a partir de seus espectros de absorbância em UVfoi realizada reconhecendo-se que suas transições eletrônicas de pico foramtodas mudadas para vermelho em relação aos análogos de composto demodelo puro a um grau dependente da quantidade de substituição alquila enaftênica 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 substituídosentram em ebulição na faixa de lubriflcação, algum grau de mudança para overmelho foi esperado e observado para todos os grupos aromáticos deprincípio identificado. A quantificação dos compostos aromáticos em eluição,foi feita integrando-se os cromatogramas feitos de comprimentos de ondaotimizados para cada classe geral de compostos durante a janela de tempo deretenção apropriada para aquele aromático. Limites na janela de tempo deretenção para cada classe de aromático foram determinados avaliando-semanualmente os espectros de absorbância individuais de compostos emeluição em diferentes tempos e designando-os à classe de aromáticoapropriada com base em sua similaridade qualitativa aos espectros deabsorção de composto modelo. Com poucas exceções, apenas cinco classes decompostos aromáticos foram observadas em óleos de base lubrificantes doGrupo II e III de API altamente saturados.
Calibração 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 de20%. Portanto5 é importante usar HPLC para separar e identificar as váriasespécies de aromáticos e conhecer como eficientemente elas absorvem.
Cinco classes de compostos aromáticos foram identificadas.Com a exceção de uma pequena sobreposição entre os naftalenos aromáticosde 1 anel de alquila altamente retido e os nafitalenos de alquila menosaltamente retidos, todas as classes de composto aromático foram resolvidas dereferência. Limites de integração para aromáticos de 1 anel e 2 anéis de co-eluição a 272 nm foram feitos pelo método de queda perpendicular. Fatoresde resposta dependentes do comprimento de onda para cada classe dearomático geral foram primeiro determinados construindo-se gráficos da Leide Beer de misturas de composto modelo puras com base nas absorbâncias depico espectral mais próximo aos análogos aromáticos substituídos.
Por exemplo, moléculas de alquil-cicloexilbenzeno em óleosde base exibem uma absorbância de pico distinta a 272 nm que corresponde àmesma (impedida) transição que compostos modelo de tetralina nãosubstituídos fazem a 268 nm. A concentração de naftenos aromáticos de 1anel de alquila em amostras de óleo de base foi calculada na hipótese de queseu fator de resposta de absortividade molar a 272 mn foi aproximadamenteigual à absortividade molar de tetralina a 268 nm, calculado a partir degráficos da lei de Beer. Concentrações de porcentagem em peso de aromáticosforam calculadas na hipótese de que o peso molecular médio para cada classede aromático foi aproximadamente igual ao peso molecular médio para aamostra de óleo de base total.
Este método de calibração foi melhorado ainda isolando-se osaromáticos de 1 anel diretamente dos óleos de base lubrificantes porintermédio de cromatografia de HPLC exaustiva. A calibração diretamentecom estes aromáticos eliminou as suposições e incertezas associadas com oscompostos modelo. Como esperado, a amostra de aromático isolada teve um fator de resposta mais baixo do que o composto modelo porque ela foi maisaltamente substituída.
Mais especificamente, para calibrar exatamente o método deHPLC-UV, os aromáticos de benzeno substituído foram separados da massado óleo de base lubrificante usando uma unidade de HPLC semi-preparativade Waters. 10 gramas da amostra foram diluídos 1:1 em n-hexano e injetadosem uma coluna de sílica ligada a amino, um 5 cm χ 22, 4 mm ID guard,seguido por duas colunas ID de 25 cm χ 22, 4 mm de partículas de sílicaligada 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 ml/mim. O eluente de coluna foi fracionado com base na respostado detector a partir de um detector de UV de comprimento de onda duploajustado a 265 nm e 295 nm. As frações saturadas foram coletadas até que aabsorbância de 265 nm mostrasse uma mudança de 0, 01 unidades deabsorbância, que sinalizaram o início da eluição de aromático de anel único.Uma fração de aromático de anel único foi coletada até que a razão deabsorbância entre 265 nm e 295 nm diminuísse para 2, 0, indicando o iníciode eluição de aromático de dois anéis. A purificação e separação da fração dearomático de anel único foi feita submetendo-se novamente à cromatografia afração de monoaromático longe da fração de saturados de "refugo" queresultou da sobrecarga da coluna de HPLC.
Este "padrão" de aromático purificado mostrou que asubstituição de alquila diminuiu o fator de resposta de absortividade molar emcerca de 20% em relação à tetralina não substituída.
Confirmação de Aromáticos por RMN:
A porcentagem em peso de todas as moléculas com pelomenos uma função aromática no padrão de mono-aromático purificado foiconfirmada por intermédio de análise de RMN de carbono 13 de longaduração. RMN foi mais fácil para calibrar do que HPLC UV porque elasimplesmente mediu o carbono aromático de modo que a resposta nãodependeu da classe de aromáticos que são analisados. Os resultados de RMNforam traduzidos de porcentagem de carbono aromático para porcentagem demoléculas aromáticas (a ser compatível com HPLC-UV e D 2007)conhecendo-se que 95 a 99% dos aromáticos em óleos de base lubrificantesaltamente saturados foram aromáticos de anel único. A análise de alta energia,longa duração, e boa linha de base foi necessária para medir exatamente osaromáticos abaixo de 0, 2% de moléculas aromáticas.
Mais especificamente, para medir corretamente baixos níveis de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática por RMN, ométodo de D 5292-99 padrão foi modificado para fornecer uma sensibilidadede carbono mínima de 500:1 (por prática padrão de ASIM E 386). A rodadade 15 horas de duração em uma RMN de 400 a 500 MHz com uma sondaNalorac de 10 a 12 mm foi usada. O software de integração Acorn PC foi usado para definir a forma da linha de base e integram-se compativelmente. Afreqüência do carregador foi mudada uma vez durante a rodada para evitarque artefatos formem imagem do pico alifático na região aromática.Tomando-se os espectros em qualquer lado dos espectros do carregador, aresolução foi melhorada significantemente. Composição molecular por FEMS:
Os óleos de base lubrificantes desta invenção foramcaracterizados por Espectroscopia de Massa de Ionização de Campo (FIMS)em alcanos e moléculas com diferentes números de insaturações. Adistribuição das moléculas nas frações de óleo foi determinada por FIMS. As amostras foram introduzidas por intermédio de sonda de sólido,preferivelmente colocando-se uma pequena quantidade (cerca de 0, 1 mg, ) doóleo de base a ser testado em um tubo capilar de vidro. O tubo capilar foicolocado na ponta de uma sonda de sólidos para um espectrômetro de massa,e a sonda foi aquecida de cerca de 40 a 50°C até 500 ou 600°C em uma taxaentre 50°C e 100°C por minuto em um espectrômetro de massa operando emcerca de 10-6 torr. O espectrômetro de massa foi triado de m/z 40 a m/z 1000em uma taxa de 5 segundos por década. O espectrômetro de massa usado foium Micromass Time-of-flight. Fatores de resposta para todos os tipos decomposto foram considerados serem 1, 0, tal que a porcentagem em peso foideterminada a partir da porcentagem da área. Os espectros de massaadquiridos foram somados para gerar um espectro "médio".
Os óleos de base lubrificantes desta invenção foramcaracterizados por FIMS em alcanos e moléculas com diferentes números deinsaturações. As moléculas com diferentes números de insaturações podemser compreendidas de cicloparafinas, olefinas, e aromáticos. Se aromáticosestivessem presentes em quantidades significantes no óleo de baselubrificante eles seriam identificados na análise de FIMS como 4-insaturações. Quando olefinas estavam presentes em quantidades significantesno óleo de base lubrificante elas seriam identificadas na análise de FIMScomo 1-insaturações. O total das 1-insaturações, 2-insaturações, 3-insaturações, 4-insaturações, 5-insaturações, e 6-insaturações da análise deFIMS, menos a porcentagem em peso de olefinas por RMN protônica, emenos a porcentagem em peso de aromáticos por HPLC-UV é a porcentagemem peso total de moléculas com funcionalidade cicloparafínica nos óleos debase lubrificantes desta invenção. Note que se o teor de aromáticos não foimedido, ele foi considerado ser menor do que O, 1% em peso e não incluídono cálculo para a porcentagem em peso total de moléculas comfuncionalidade cicloparafínica.
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 maissubstituintes. Exemplos representativos incluem, mas não são limitados a,ciclopropila, ciclobutila, ciclopentila, cicloexila, cicloeptila,decaidronaftaleno, octaidropentaleno, (pentadocan-6-il)cicloexano, 3, 7, 10-tricicloexilpentadecano, decaidro-l-(pentadecan-6-il)naftaleno, e semelhantes.
Moléculas com funcionalidade monocicloparafínica significamqualquer molécula que é um grupo hidrocarboneto saturado monocíclico detrês a sete carbonos no anel ou qualquer molécula que é substituída com umúnico grupo hidrocarboneto saturado monocíclico de três a sete carbonos noanel. O grupo cicloparafínico pode ser opcionalmente substituído com um oumais substituintes. Exemplos representativos incluem mas não são limitados a,ciclopropila, ciclobutila, ciclopentila, cicloexila, cicloeptila, penindecan-6-il)cicloexano, e semelhantes.
Moléculas com funcionalidade multicicloparafínica significamqualquer molécula que é um grupo de anel de hidrocarboneto saturadomulticíclico fundido de dois ou mais anéis fundidos, ou qualquer molécula que é substituída com um ou mais grupos de anel de hidrocarboneto saturadomulticíclico fundido 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 substituintes. Exemplos representativos incluem, mas não sãolimitados a, decaidronaftaleno, octaidropentaleno, 3, 7, 10-tricicloexilpentadecano, decaidro-l-(pentadecan-6-il) naftaleno, esemelhantes.
Propriedades de ramificação de RMN:
As propriedades de ramificação dos óleos de base da presenteinvenção foram determinadas analisando-se uma amostra de óleo usandoRMN de carbono-13 ( C) de acordo com o processo de dez etapas seguinte.As referências citadas na descrição do processo fornecem detalhes das etapas do processo. As etapas 1 e 2 são realizadas apenas nos materiais iniciais apartir de um novo processo.
1) Identificar os centros de ramificação e os pontos determinação de ramificação CH3 usando a seqüência de Pulso de DEPT(Doddrell, D.T.; D.T. Pegg; M.R. Bendall5 Journal of Magnetic Resonance1982, 48, 323ff.).
2) Verificar a ausência de carbonos iniciando ramificaçõesmúltiplas (carbonos quaternários) usando a seqüência de pulso de APT (Patt,S.L.;J.N. Shoolery, Journal of Magnetic Resonance 1982, 46, 535ff.).
3) Determinas as várias ressonâncias no carbono daramificação a posições e comprimentos de ramificação específicos usandovalores tabulados e calculados (Lindeman, L.P., Journal of QualitativeAnalytical Chemistry 43, 1971 1245ff; Netzel, D.A., et al., Fuel, 60, 1981,307ff).
Exemplos:
Ramificação Substituição Química de RMN (ppm)2-metila 21,7
3-metila 19, 3 ou 11, 4
4-metila 14,34+metila 19,8
Etila interno 10, 8
Propila interno 14, 5 ou 20, 5
Metilasadjacentes 16,5
4) Avaliar a densidade de ramificação relativa em posições decarbono diferentes comparando-se a intensidade integrada do carbonoespecífico do grupo metila/alquila à intensidade de um único carbono (que éigual a integral/número totais de carbonos por molécula na mistura). Para ocaso único da ramificação de 2-metila, onde tanto o metila terminal quanto oda ramificação ocorrem na mesma posição de ressonância, a intensidade foidividida por dois antes de avaliar a densidade da ramificação. Se a fração deramificação de 4-metila é calculada e tabulada, sua contribuição aos4+metilas deve ser subtraída para evitar contagem dupla.
5) Calcular o número de carbono médio. O número de carbonomédio pode ser determinado com exatidão suficiente para materiaislubrificantes dividindo-se o peso molecular da amostra por 14 (o peso dafórmula de CH2).
6) O número de ramificações por molécula é a soma dasramificações encontradas na etapa 4.
7) O número de ramificações alquila por 100 átomos decarbono é calculado do número of ramificações por molécula (etapa 6) vezes100/número de carbono médio.
8) Avaliar o índice de Ramificação (BI). O BI é avaliado porAnálise de 1H RMN e apresentado como porcentagem de hidrogênio demetila (faixa de substituição química de 0, 6 a 1, 05 ppm) entre hidrogêniototal como avaliado por RMN na composição de hidrocarboneto líquida.
9) Avaliar a Proximidade de Ramificação (BP). A BP éavaliada por 13C RMN, e apresentada como porcentagem de carbonos demetileno que são quatro ou mais carbonos longe do grupo final ou umaramificação (representada por um sinal de RMN a 29, 9 ppm) entre carbonostotais como avaliado por RMN nas composições de hidrocarboneto líquidas.
10) Calcular o índice de Carbono Livre (FCI). O FCI éexpressado em unidades de carbonos. A contagem do metila terminal oucarbono da ramificação como "um" dos carbonos no FCI são o quinto ou maiscarbonos de um metila terminal de cadeia reta ou de um carbono de metino daramificação, estes carbonos aparecem entre 29, 9 ppm e 29, 6 ppm noespectro de carbono-13. Eles são medidos como segue:
a. calcular o número de carbono médio das moléculas naamostra como na etapa 5,
b. dividir a área integral de carbono-13 total (divisões emdiagramas ou contagens de área) pelo número de carbono médio da etapa a.para obter a área integral por carbono na amostra,
c. medir a área entre 29, 9 ppm e 29, 6 ppm na amostra, e
d. dividir pela área integral por carbono da etapa b. para obterFCI (ΕΡ1062306Α1).
As medições podem ser realizadas usando qualquerespectrômetro de RMN Fourier Transform. Preferivelmente, as medições sãorealizadas usando um espectrômetro tendo um magneto de 7, O T ou maior.
Em todos os casos, depois da verificação por Espectrometria de Massa UV ouuma visão geral de RMN de que carbonos aromáticos estavam ausentes, alargura espectral para os estudos de 13C RMN foi limitada à região do carbonosaturado, cerca de O a 80 ppm vs. TMS (tetrametilsilano). Soluções de 25 a 50por cento em peso em clorofórmio-dl foram excitadas por pulsos de 30°seguido por um tempo de aquisição de 1, 3 s. De modo a minimizar dadosde intensidade não uniformes, a desligação ativada inversa de próton de faixaampla foi usada durante um retardo de 6 segundos antes do pulso de excitaçãoe durante a aquisição. As amostras também foram dopadas com Cr(acac)3(tris(acetilacetonato)-cromo(III) 0, 03 a 0, 05 M como um agente de relaxamento para garantir que intensidades totais sejam observadas. Ostempos de experimento totais variaram de 4 a 8 horas. A análise de 1H RMNtambém foi realizada usando um espectrômetro tendo um magneto de 7, 0 Tou maior. Queda de indução livre de 64 transientes co-ponderados foiadquirida, utilizando um pulso de excitação de 90°, uma queda de relaxamento de 4 segundos, e tempo de aquisição de 1, 2 segundos.
As seqüências de DEPT e APT foram realizadas de acordocom descrições da literatura com menores desvios descritos nos manuais deoperação Varian ou Bruker. DEPT é Distortionless Enhancement byPolarization Transfer. A seqüência de DEPT 45 fornece um sinal de todos os carbonos ligados a prótons. DEPT 90 mostra carbonos de CH apenas. DEPT135 mostra CH e CH3 superior e CH2 180°fora de fase (abaixo). API é Testede Próton Ligado. Ela permite que todos os carbonos sejam vistos, mas se CHe CH3 são superiores, então quaternários e CH2 são inferiores. As seqüênciassão úteis em que cada metila da ramificação deve ter um CH correspondente.E o grupo metila é claramente identificado por substituição química e fase.ambos são descritos nas referências citadas.
As propriedades de ramificação de cada amostra foramdeterminadas por 13C RMN usando a suposição nos cálculos de que a amostrainteira foi iso-parafínica. Correções não foram feitas para n-parafinas ounaftenos, que podem ter sido presentes nas amostras em quantidades variadas.O teor de naftenos pode ser medido usando Espectroscopia de Massa deIonização de Campo (FIMS).
"Alquila" significa um radical hidrocarboneto monovalentesaturado linear de um a seis átomos de carbono ou um radical hidrocarbonetomonovalente saturado ramificado de 3 a 8 átomos de carbono.Preferivelmente, as ramificações alquila são metila. Exemplos deramificações alquila incluem, mas não são limitados a, grupos tais comometila, etila, n-propila, isopropila, n-butila, isobutila, sec-butila, t-butila, n-pentila, e semelhantes.
EXEMPLOS
Os seguintes exemplos são incluídos para esclarecimentosadicionais da invenção mas não devem ser interpretados como limitações noescopo da invenção.
Exemplo 1:
Uma cera de Fischer-Tropsch com base em cobaltohidrotratada teve as seguintes propriedades:
Tabela I
<table>table see original document page 44</column></row><table>
Um óleo de base, FT-7, 3, foi fabricado da cera de Fischer-Tropsch com base em cobalto hidrotratado por retirada de cera porhidroisomerização, Hidroacabamento, fracionamento, e combinando a umalvo de viscosidade. O óleo de base teve as propriedades como mostrado natabela Π
Tabela II
<table>table see original document page 45</column></row><table>
Exemplo 2:
Três combinações de lubrificante de engrenagem usando o FT-7, 3 foram misturados com pacotes de aditivos anti-desgaste de EP delubrificante de engrenagem. Os pacotes de aditivos de lubrificante deengrenagem compreendem enxofre e fósforo (S/P) e uma dispersão estável deaditivos de EP de borato de metal alcalino hidratados, combinados com outrosaditivos. Os aditivos usados na GEARA e GEARB foram os mesmos comoaqueles usados em produção comercial ou Chevron Delo® Lubrificantes deengrenagem ESI®, Os aditivos usados na (GEARC foram os mesmos comoaqueles usados na produção comercial da Chevron Delo®, Trans Fluid ESI®,Delo®, e EST são marcas registradas da Chevron Corporation. Asformulações destes três misturas de lubrificante de engrenagem são resumidasna Tabela III.
Tabela III
<table>table see original document page 46</column></row><table>
Citgo Lubrificante desparafinizado de alta viscosidade 150 éum lubrificante desparafinizado de alta viscosidade do Grupo I derivado depetróleo produzido por retirada de cera por solvente.
As propriedades destes três misturas de lubrificante deengrenagem diferentes são mostradas na Tabela IV.
Tabela IV
<table>table see original document page 46</column></row><table><table>table see original document page 47</column></row><table>
GEARA e GEARB são lubrificantes de engrenagemexcelentes para todos os tipos de rolamentos e engrenagens automotivas eindustriais. Eles são adequados para conclusão de diferenciais dedeslizamento limitados, Eles reúnem as necessidades para o programa degarantia estendida de 750.000 milhas nos eixos Dana/Spicer. GEARAtambém reúne as necessidades para estendida serviço em eixos Mentor paradrenagens de óleo a 500.000 milhas. GEARC é idealmente adequado paratransmissões manuais de serviço pesado. GEARC reúne as necessidades parao programa de garantia estendida da Eaton de 750,000 milhas para fluidos detransmissão
GEARA, GEARB, e GEARC são exemplos dos lubrificantesde engrenagem desta invenção com viscosidades de Brookfield muito baixasem relação a suas viscosidades cinemáticas, Todos os três destes têm umaRazão de Brookfield (razão de Viscosidade de Brookfield a 0, em °C, dividapela viscosidade cinética a 100°C) menos do que ou igual a uma quantidadedefinida pela equação: Razão de Brookfield =613 χ e(-0, 07 x β). Suas razoesbaixas foram surpreendentes considerando que elas continham quantidadessignificantes de Citgo Lubrificante desparafinizado de alta viscosidade 150 enenhum melhorador do índice de viscosidade. Adicionalmente todos os trêsdestes óleos mostraram boa estabilidade de armazenamento, baixa formaçãode espuma, bons resultados da corrosão da tira de cobre, Surpreendentemente,nenhum melhorador do índice de viscosidade foi usado em qualquer umdestes exemplos.
GEARA e GEARC ambos tiveram mais do que 12% em pesode óleo de base, com base no peso do lubrificante de engrenagem total, tendo,as propriedades mais desejadas de: a) menos do que 0, 06% em peso dearomáticos, b) mais do que 20% em peso de moléculas totais comfuncionalidade cicloparafínica, e e) uma razão de moléculas comfuncionalidade monocicloparafínica para moléculas com funcionalidademulticicloparafínica maior do que 12.
Estes exemplos teriam tido propriedades melhores ainda seeles tivessem sido misturados com um óleo de base tendo menos do que 0,5% em peso de olefmas; e com um lubrificante desparafinizado de altaviscosidade que também é um componente de mistura redutor do ponto defluidez.
Exemplo 3:
Três misturas comparativas foram fabricadas usando óleos debase do Grupo H convencionais, usando os mesmos pacotes de aditivos delubrificante de engrenagem conforme as misturas descritas no Exemplo 2. Asformulações destas misturas comparativas são resumidas na Tabela V.
Tabela V
<table>table see original document page 48</column></row><table>Note que Citgo Lubrificante desparafinizado de altaviscosidade 150 é um óleo de base do Grupo I tendo mais do que 25% empeso de aromáticos e um VI menor do que 100.
As propriedades destas três misturas comparativas diferentesde lubrificante de engrenagem são mostradas na Tabela VI.
Tabela VI
<table>table see original document page 49</column></row><table>
Estas misturas comparativas fabricadas usando óleos de basediferentes não têm a Viscosidade de Brookfield baixa desejada em relação àviscosidade cinemática dos lubrificantes de engrenagem desta invenção.Todos eles tiveram uma Razão de Brookfield (razão de Viscosidade deBrookfield a β, em graus C, divida pela viscosidade cinemática a IOO0C)maior do que uma quantidade definida pela equação: Razão de Brookfield613 χ e(0, 07 x β). Nenhum deles contiveram qualquer um do óleo de basepreferido com: a) menos do que 0, 06% em peso de aromáticos, b) mais doque 20% em peso de moléculas totais com funcionalidade cicloparafínica, e c)uma razão de moléculas com funcionalidade monocicloparafínica paramoléculas com funcionalidade multicicloparafínica maior do que 12.Exemplo 4:
Cinco óleos de base, FT-4, 1 FT-4, 3, FT-7, 9, FT-8, O e FT-16, foram fabricados da mesma cera de FT descrito no Exemplo 1. Osprocessos usados para fabricar os óleos de base foram retirada de cera porhidroisomerização, Hidroacabamento, fracionamento, e mistura a um alvo deviscosidade. FT-16 foi um produto residual de destilação a vácuo.Hidroacabamento foi feito para uma maior extensão com estes óleos de base,tal que as olefinas foram efetivamente eliminadas.. UM sexto óleo de base,FT-24, foi fabricado de uma cera de FT co-baseificada hidrotratada tendomenos do que 0, 2 ppm de nitrogênio, menos do que 6 ppm de enxofre e um%em peso de n-parafina por CG de 76, 01. O óleo de base FT-24 foi fabricadopor retirada de cera por hidroisomerização, hidroacabamento, fracionamento,e seleção de produtos residuais pesados tendo um viscosidade cinemática a100°C maior do que 20 cSt e um ponto de ebulição TlO maior do que 1000°F(537, 77°C). Os seis óleos de base diferentes tiveram as propriedades comomostrado na Tabela VII.<table>table see original document page 51</column></row><table>FT-4, 1, FT-4, 3, FT-16, e FT-24 são óleos de base tendo: a)menos do que 0, 06% em peso aromáticos, b) mais do que 20% em peso demoléculas totais com funcionalidade cicloparafínica, e c) uma razão demoléculas com funcionalidade monocicloparafínica para moléculas comfuncionalidade multicicloparafínica maior do que 12. FT-7, 9 e FT-8, emboratendo VI alto e porcentagem em peso total de moléculas com funcionalidadecicloparafínica, não têm uma razão de moléculas com funcionalidademonocicloparafínica para moléculas com funcionalidade multicicloparafínicamaior do que 12. FT-16 e FT-24 também são componentes de mistura de óleode base de redução de ponto de fluidez preparados a partir de um produtoresidual derivado de Fischer-Tropsch isomerizado. FT-4, 1, FT-4, 3 e FT-7, 9tiveram pontos de fluidez tal que a razão do ponto de fluidez, em graus C, àviscosidade cinemática a 100°C, em cSt, foi maior do que um Fator deFluidez de Óleo de Base, onde o Fator de Fluidez de Óleo de Base é definidopela equação: Fator de Fluidez de Oleo de Base =7, 35 χ Ln(ViscosidadeCinemática a IOO0C)-18. Todos estas frações de óleo de base também tiveramcoeficientes de atrito menores do que 0, 023 quando medidos a 15 cSt e emuma razão de deslizamento para rotação de 40 por cento.
Surpreendentemente, os óleos de base FT-7, 9, FT-16 e FT-24 tiveramcoeficientes de atrito menores do que 0, 017. FT-24 teve um coeficiente deatrito especialmente baixa de menos do que 0, 011. Os óleos de baselubrificantes tendo coeficiente de atrito menores do que 0, 021 são exemplosde óleos de base que seriam especialmente úteis em lubrificantes deengrenagem para economizar energia. Exemplos de lubrificantes deengrenagem onde economia de energia significante seria obtida sãolubrificantes de engrenagem de serviço pesado, lubrificantes de engrenagemde EP, e lubrificantes de engrenagem helicoidal.
Exemplo 5:
Seis combinações de lubrificante de engrenagem SAE 75W-90foram combinadas com combinações diferentes dos óleos de base descritos noExemplo 4. As formulações destes seis lubrificantes de engrenagem são
resumidas na Tabela VII
Tabela VII
<table>table see original document page </column></row><table>As propriedades destas seis misturas de lubrificantes deengrenagem diferentes são mostradas na Tabela VIII.
TabelaVIII
<table>table see original document page 53</column></row><table>Note que o óleo que teve a Razão de Brookfield máxima (queé menos desejada) foi GEARM. Destas amostras, GEARM também teve oporcentagem em peso total mais baixa de óleo de base tendo: a) menos do queO, 06% em peso de aromáticos, b) mais do que 20% em peso de moléculastotais com funcionalidade cicloparafínica, e c) uma razão de moléculas comfuncionalidade monocicloparafinica para moléculas com funcionalidademulticicloparafínica maior do que 12. As misturas adicionalmentecompreendendo, um componente de mistura de óleo de base de redução deponto de fluidez preparado a partir de um produto residual derivado deFischer-Tropsch isomerizado (GEARH e GEARJ) tiveram Razões deBrookfield mais baixas do que GEARG que não contêm nenhum.
Exemplo 6:
Duas combinações comparativas de lubrificantes deengrenagem SAE 75W-90 foram esperimentadas para serem feitas usando osmesmos óleos de base como usados no Exemplo 5. As formulações destasmisturas de lubrificante de engrenagem comparativas são resumidas na
TabelaDC
Tabela EX
<table>table see original document page 54</column></row><table>
As propriedades destas duas misturas comparativas delubrificante de engrenagem são mostradas na Tabela X.Tabela X
<table>table see original document page 55</column></row><table>
Porque nenhuma destas misturas obteve um máximo de150.000 cP a -40°C, elas não reuniram as especificações para lubrificantes deengrenagem 75W-90. Ao contrário, eles foram lubrificantes de engrenagem80W-90, Embora ambos os lubrificantes de engrenagem comparativos naTabela X foram fabricados usando os mesmos óleos de base como as misturasno exemplo 5, e tiveram índices de viscosidade altos similares, eles não têm aRazão de Brookfield baixa excelente dos lubrificantes de engrenagempreferidos desta invenção. Note que ambas destas misturas comparativascontiveram uma quantidade mais alta de óleo de base (mais do que 22% empeso de FT-8) tendo: um número seqüencial de átomos de carbono, menoresdo que 40% em peso de moléculas totais com funcionalidade cicloparafínica,e uma razão de moléculas com funcionalidade monocicloparafínica paramoléculas com funcionalidade multicicloparafínica menores do que 12. FT-8teve um VI mais baixo do que alguns dos outros óleos de base úteis nestainvenção.
Exemplo 7:
Um óleo de base foi preparado por retirada de cera porhidroisomerização de uma mistura a 50/50 de cera com base em petróleo daLuxco 160 e cera de FT com base em Fe C80 da Moore & Munger. O produtohidroisomerizado foi hidroacabado e fracionado por destilação a vácuo. Umafração destilada foi selecionada tendo as propriedades descritas na Tabela XI,Tabela XI
<table>formula see original document page 56</column></row><table>
FT-7, 6 é um exemplo de um óleo de base fabricado de umaalimentação cerosa tendo um VI maior do que uma quantidade definida pelaequação: VI =28 χ Ln(Viscosidade Cinemática a 100°C) + 105. Ele tambémtem um coeficiente de atrito muito baixo.Três combinações diferentes de lubrificante de engrenagemautomotivo de grau múltiplo foram misturadas com o FT-7, 6 detalhado noexemplo.7, ou com PAO. As formulações destes três lubrificantes deengrenagem são resumidas na Tabela XII.TabelaXII
<table>formula see original document page 56</column></row><table>Dados da espessura da película EHD foram obtidos com umUltra Thin Film Measurement System da PCS Instruments, LTD. Mediçõesforam feitas a 120°C utilizando uma esfera de 19 mm de diâmetro polida (açoSAE AISI 52100) girando livremente em um disco de vidro plano revestidocom camada espaçadora de sílica transparente [500 nm de espessura] ecamada de cromo semi-refletiva, A carga no esfera/disco foi de 20Nresultando em um estresse de contado médio estimado de 0, 333 GPa e umestresse de contado máximo de 0, 500 CPa. O disco de vidro foi girado a 3metros/s em uma razão de deslizamento para rotação de zero por cento comrespeito à esfera de aço. As medições da espessura de película foramfundamentadas em interferometria de película ultrafína usando luz branca. Osvalores de espessura da película óptica foram convertidos a valores deespessura da película reais dos índices refrativos dos óleos como medido porum refratômetro Abbe convencional a 120°C.
Tabela XIII
<table>table see original document page 57</column></row><table>
Note que a adição do óleo de base FT-7, 6 melhorado aespessura de película dos lubrificantes de engrenagem automotivoscomparado à mistura tendo apenas PAO.
Exemplo 8:
Três óleos de base que tiveram coeficientes de atrito baixosfabricados de acordo com os ensinamentos em pedidos de patentepreviamente de requerentes são mostrados na tabela XIV. FT-7, 95 foidivulgado na Publicação de Patente U.S. 20050133408 e Publicação dePatente U.S. 20050241990. FT-14 e FT-16 foram divulgados, no Pedido dePatente U.S. 11/296. 636, depositado em 7 de Dezembro de 2005.Tabela XIV
<table>table see original document page 58</column></row><table>
Note que nenhum FT-7, 95, FT-14, nem FT-16 tiveram ascombinação preferidas de um coeficiente de atrito menor do que 0, 011 e umponto de ebulição a 50% em peso por ASTM D 6353 maior do que 582°C(1080°F) de uma das formas de realização desta invenção.
Todas as publicações, patentes e pedidos de patentemencionados neste pedido são aqui incorporados por referência em suastotalidades para a mesma extensão como se a divulgação em cada publicaçãoindividual, pedido de patente ou patente fosse especificada e adicionalmenteindicada para ser incorporada por referência em suas totalidades.
Muitas modificações de formas de realização exemplares dainvenção divulgada acima ocorrerá facilmente para aqueles habilitados natécnica. Conseqüentemente, a invenção é para ser interpretada como incluindotodas estruturas e métodos que caiam dentro do escopo das reivindicaçõesanexas.

Claims (45)

1. Lubrificante de engrenagem, caracterizado pelo fato de quecompreende:a. mais do que 10% em peso com base no lubrificante deengrenagem total de um primeiro óleo de base tendo:(i) um número seqüencial de átomos de carbono,(ii) menos do que 0, 06% em peso de aromáticos,(iii) mais do que 20% em peso de moléculas totais comfuncionalidade cicloparafínica, e(iv) uma razão de moléculas com funcionalidademonocicloparafínica para moléculas com funcionalidade multicicloparafinicamaior do que 12;b. menos do que 22% em peso com base no lubrificante deengrenagem total de um segundo óleo de base tendo:(i) um número seqüencial de átomos de carbono,(ii) menos do que 10% em peso de moléculas totais comfuncionalidade cicloparafínica,(iii) uma razão de moléculas com funcionalidademonocicloparafínica para moléculas com funcionalidade multicicloparafinicamenor do que 12;c. um redutor do ponto de fluidez;d. um aditivo de lubrificante de engrenagem EP; ee. menos do que 10% em peso com base no lubrificante deengrenagem total de um melhorador do índice de viscosidade; em que olubrificante de engrenagem tem:(i) uma viscosidade cinemática a IOO0C maior do que 10 cSt, e(ii) uma Razão de Brookfield menor do que uma quantidadedefinida pela equação: Razão de Brookfield = 613 χ e(-0, 07 χ β); e em que βeqüivale a -40 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 75W-XX, βeqüivale a -26 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX, e βeqüivale a -12 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 85W-X.
2. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante de engrenagem compreendemais do que 30 por cento em peso, com base no lubrificante de engrenagemtotal, do primeiro óleo de base.
3. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-1,caracterizado pelo fato de que o primeiro óleo de base é fabricado de umaalimentação cerosa.
4. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-3, caracterizado pelo fato de que a alimentação cerosa é derivada de Fischer-Tropsch.
5. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-2, caracterizado pelo fato de que compreende mais do que 25% em peso doprimeiro óleo de base.
6. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de que compreende menos do que 18% em peso dosegundo óleo de base.
7. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação1, caracterizado pelo fato de que o primeiro óleo de base adicionalmente temum VI maior do que uma quantidade definida pela equação: VI = 28 χLn(Viscosidade Cinemática a 100°C) + 95.
8. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de que o primeiro óleo de base adicionalmente temum coeficiente de atrito menor do que 0, 021 quando medido em umaviscosidade cinemática de 15 cSt e em uma razão de deslizamento pararotação de 40 por cento.
9. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante de engrenagem tem umaviscosidade cinemática a 100°C maior do que 13 cSt.
10. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante de engrenagem tem umaespessura de película EHD maior do que 125 nanômetros quando medida a120°C e 3 metros/s.
11. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente 0, 05 a 15% empeso com base no lubrificante de engrenagem total de um componente demistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez que é um derivado deFischer-Tropsch isomerizado, ou derivado de petróleo, produto de fundo.
12. Lubrificante de engrenagem, caracterizado pelo fato de quecompreende:a. mais do que 10% em peso com base no lubrificante deengrenagem total de um primeiro óleo de base, fabricado de uma primeiraalimentação cerosa, tendo menos do que 0, 06% em peso de aromáticos e umíndice de viscosidade maior do que uma quantidade definida pela equação: VI= 28 χ Ln(Viscosidade Cinemática a 100°C) + 105;b. menos do que 22% em peso com base no lubrificante deengrenagem total de um segundo óleo de base, fabricado de uma segundaalimentação cerosa, tendo menos do que 0, 06% em peso de aromáticos e umíndice de viscosidade menor do que uma quantidade definida pela equação:VI = 28 χ Ln(Viscosidade Cinemática a 100°C) +105:c. um redutor do ponto de fluidez; ed. um aditivo de lubrificante de engrenagem EP; em que olubrificante de engrenagem tem:(i) uma viscosidade cinemática de lubrificante de engrenagema 100°C maior do que 10 cSt, e(ii) uma Razão de Brookfield menor do que uma quantidadedefinida pela equação: Razão de Brookfield = 611 χ e("0' 07 x e em que βeqüivale a -40 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 75W-XX, βeqüivale a -26 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX, e βeqüivale a -12 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 85W-XX.
13. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-12, caracterizado pelo fato de que as primeira e segunda alimentações cerosassão derivadas de Fischer-Tropsch.
14. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-12, caracterizado pelo fato de que a primeira alimentação cerosa é derivada deFischer-Tropsch.
15. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-12, caracterizado pelo fato de que a viscosidade cinemática do lubrificante deengrenagem a IOO0C é maior do que 13 cSt.
16. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-14, caracterizado pelo fato de que a viscosidade cinemática do lubrificante deengrenagem a 100°C é maior do que 20 cSt.
17. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente 0, 05 a 15%em peso de componente de mistura de óleo de base de redução do ponto defluidez que é um derivado de Fischer-Tropsch isomerizado, ou derivado depetróleo, produto de fundo.
18. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-12, caracterizado pelo fato de que o lubrificante de engrenagem tem umaespessura de película EHD maior do que 125 nanômetros quando medida a-120°C e 3 metros/s.
19. Lubrificante de engrenagem, caracterizado pelo fato de quetem uma Razão de Brookfield menor do que uma quantidade definida pelaequação: Razão de Brookfield = 613 χ e(~0' 07 x e em que β eqüivale a -40quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 75W-XX, β eqüivale a -26quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX, e β eqüivale a -12quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 85W-XX, compreendendo:a. entre 10 e 95% em peso de um óleo de base derivado deFischer-Tropsch destilado hidroisomerizado caracterizado por (i) umaviscosidade cinemática entre 2, 5 e 8 cSt a 100°C, (ii) pelo menos cerca de-10% em peso das moléculas tendo funcionalidade cicloparafínica, e (iii) umarazão de porcentagem em peso de moléculas com funcionalidademonocicloparafinica para porcentagem em peso de moléculas comfuncionalidade multicicloparafínica maior do que 5;b. 0, 05 a 15% em peso de um componente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez preparado a partir de um produto defundo isomerizado tendo um grau médio de ramificação nas moléculas entrecerca de 5 e cerca de 9 ramificações alquila por 100 átomos de carbono; ec. entre 2, 5 a 30% em peso de um aditivo de lubrificante deengrenagem EP.
20. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-19, caracterizado pelo fato de que o componente de mistura de óleo de basede redução do ponto de fluidez não tem mais do que 10% em peso de ebuliçãoabaixo de cerca de 900°F (492°C).
21. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-19, caracterizado pelo fato de que o lubrificante de engrenagem tem umaviscosidade cinemática a IOO0C maior do que 10 cSt.
22. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-21, caracterizado pelo fato de que o lubrificante de engrenagem tem umaviscosidade cinemática a IOO0C maior do que 13 cSt.
23. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-19, caracterizado pelo fato de que o óleo de base tem pelo menos cerca de-20% em peso das moléculas tendo funcionalidade cicloparafínica.
24. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação-19, caracterizado pelo fato de que onde o óleo de base tem uma razão deporcentagem em peso de moléculas com funcionalidade monocicloparafínicapara porcentagem em peso de moléculas com funcionalidademulticicloparafínica maior do que 12.
25. Lubrificante de engrenagem de acordo com a reivindicação19, caracterizado pelo fato de que o lubrificante de engrenagem tem umaespessura de película EHL maior do que 125 nanômetros quando medida a120°C e 3 metros/s.
26. Processo para fabricar um lubrificante de engrenagem,caracterizado pelo fato de que compreende:a. selecionar um óleo de base, fabricado de uma alimentaçãocerosa, tendo:(i) menos do que 0, 06% em peso de aromáticos,(ii) mais do que 20% em peso de moléculas totais comfuncionalidade cicloparafínica, e(iii) uma razão de moléculas com funcionalidademonocicloparafínica para moléculas com funcionalidade multicicloparafínicamaior do que 12; eb. misturar o óleo de base com:(i) um aditivo de lubrificante de engrenagem EP5(ii) um redutor do ponto de fluidez, e(iii) menos do que 10% em peso, com base no lubrificante deengrenagem total, de um melhorador do índice de viscosidade para produzirum lubrificante de engrenagem; em que o lubrificante de engrenagem temuma viscosidade cinemática a 100°C maior do que 10 cSt, e uma razão deviscosidade de Brookfield em cP, medida na temperatura β em °C, para aviscosidade cinemática a IOO0C menor do que uma quantidade definida pelaequação: Razão de Brookfield = 613 χ e(-0, 07 χ β) e em que β eqüivale a -40quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 75W-XX, β eqüivale a -26quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX, e β eqüivale a -12quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 85WXX.
27. Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que inclui adicionalmente misturar o óleo de base com umcomponente de mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidezfabricado de um produto de fundo isomerizado.
28. Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que compreende misturar o óleo de base com menos do que 5%em peso, com base no lubrificante de engrenagem total, ou um melhorador doíndice de viscosidade.
29. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizadopelo fato de que compreende misturar o óleo de base com menos do que 0,5% em peso, com base no lubrificante de engrenagem total, de ummelhorador do índice de viscosidade.
30. Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que a razão de moléculas com funcionalidademonocicloparafínica para moléculas com funcionalidade multicicloparafínicaé maior do que 20.
31. Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que o óleo de base tem um índice de viscosidade maior do queuma quantidade definida pela equação: VI = 28 χ Ln(Viscosidade Cinemáticaa 100°C)+95.
32. Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que a mistura incorpora mais do que 10% em peso, com base nolubrificante de engrenagem total, do óleo de base no lubrificante deengrenagem.
33. Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que compreende adicionalmente incorporar menos do que 22%em peso, com base no lubrificante de engrenagem total, de um segundo óleode base no lubrificante de engrenagem, em que o segundo óleo de base tem:a. um número seqüencial de átomos de carbono,b. menos do que 40% em peso de moléculas totais comfuncionalidade cicloparafínica,c. uma razão de moléculas com funcionalidademonocicloparafínica para moléculas com funcionalidade multicicloparafínicamenor do que 12.
34. Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que inclui hidroacabar o óleo de base em uma zona dehidroacabamento sob condições pré selecionadas para produzir um óleo debase tendo menos do que 0, 5% em peso de olefinas.
35. Processo para fabricar um lubrificante de engrenagem,caracterizado pelo fato de que compreende:a. selecionar um óleo de base, fabricado de uma alimentaçãocerosa, tendo um índice de viscosidade maior do que uma quantidade definidapela equação: VI = 28 χ Ln(Viscosidade Cinemática a 100°C) + 105;b. misturar o óleo de base com:(i) um aditivo de lubrificante de engrenagem EP,(ii) um redutor do ponto de fluidez, e(iii) menos do que 10 por cento em peso, com base nolubrificante de engrenagem total, de um melhorador do índice de viscosidadepara produzir um lubrificante de engrenagem; em que o lubrificante deengrenagem tem uma viscosidade cinemática a 100°C maior do que 10 cSt, euma razão de viscosidade de Brookfield em cP, medida na temperatura β em°C, para a viscosidade cinemática a 100°C menor do que uma quantidadedefinida pela equação: Razão de Brookfield = 613 χ e(-0, 07 χ β) e em que βeqüivale a -40 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 75W-XX, βeqüivale a -26 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX, e βeqüivale a -12 quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 85W-XX.
36. Processo de acordo com a reivindicação 35, caracterizadopelo fato de que a alimentação cerosa é derivada de Fischer-Tropsch.
37. Processo de acordo com a reivindicação 35, caracterizadopelo fato de que o lubrificante de engrenagem compreende mais do que 12por cento em peso, com base no lubrificante de engrenagem total do óleo debase.
38. Processo de acordo com a reivindicação 35, caracterizadopelo fato de que compreende misturar o óleo de base com menos do que 5%em peso, com base no lubrificante de engrenagem total, de um melhorador doíndice de viscosidade.
39. Processo de acordo com a reivindicação 35, caracterizadopelo fato de que compreendendo misturar o óleo de base com um componentede mistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez preparado a partirde um produto de fundo isomerizado tendo um grau médio de ramificação nasmoléculas entre cerca de 5 e cerca de 9 ramificações alquila por 100 átomosde carbono.
40. Método para reduzir uma Razão de Brookfield de umlubrificante de engrenagem tendo uma viscosidade cinemática a IOO0C maiordo que 10 cSt, caracterizado pelo fato de que compreende: adicionar 0, 05 a15% em peso de um lubrificante de engrenagem total de um componente demistura de óleo de base de redução do ponto de fluidez tendo um ponto defluidez pelo menos três graus mais alto do que um ponto de fluidez de umafração de destilado isomerizado também presente no lubrificante deengrenagem; em que a Razão de Broókfield é uma razão da viscosidade deBrookfield do lubrificante de engrenagem em cP, medida em umatemperatura β em 0C, para uma viscosidade cinemática a IOO0C dolubrificante de engrenagem menor do que uma quantidade definida pelaequação: Razão de Brookfield = 613 χ e("0' 07 x e em que β eqüivale a -40quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 75W-XX, β eqüivale a -26quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 80W-XX, e β eqüivale a -12quando o lubrificante de engrenagem é um SAE 85W-XX.
41. Método de acordo com a reivindicação 40, caracterizadopelo fato de que compreende adicionar entre 0, 5 a 10% em peso dolubrificante de engrenagem total do componente de mistura de óleo de base deredução do ponto de fluidez.
42. Método de acordo com a reivindicação 40, caracterizadopelo fato de que o lubrificante de engrenagem tem uma viscosidadecinemática a 100°C maior do que 13 cSt.
43. Método de acordo com a reivindicação 40, caracterizadopelo fato de que o componente de mistura de óleo de base de redução doponto de fluidez tem um VI maior do que 140.
44. Método de acordo com a reivindicação 40, caracterizadopelo fato de que o componente de mistura de óleo de base de redução doponto de fluidez tem mais do que 10 por cento em peso de moléculas totaiscom funcionalidade cicloparafínica.
45. Método de acordo com a reivindicação 40, caracterizadopelo fato de que a fração de destilado isomerizado é derivada de Fischer-Tropsch.
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