Ізопарафінові композиції як базові компоненти машинного мастила

1. Рідка вуглеводнева композиція, що містить парафінові вуглеводневі компоненти, в яких ступінь розгалуженості, який вимірюється відсотком атомів водню (ВІ) в метильній групі та близькість відгалужень, яка вимірюється відсотком атомів вуглецю в метилені, що повторюються і, які на чотири або більше зміщені від кінцевої групи або гілки (СН2>4), є такими що: (a) ВІ - 0,5(СН2>4)>15 та (b) ВІ - 0.85(СН2>4)4) £ 22,5. 6. Рідка вуглеводнева композиція за пунктом 1, де згадані парафінові вуглеводневі компоненти мають номінальну точку кипіння 370°С. 7. Рідка вуглеводнева композиція за пунктом 1, де згадані парафінові вуглеводневі компоненти містять в середньому менше ніж 10 гексил- або довших гілок на 100 атомів вуглецю. 2 (19) 1 3 71557 4 компоненти містять в середньому більше ніж 16 причому, вимірювання проводять у всій рідкій вугметилових гілок на 100 атомів вуглецю. леводневій композиції в цілому, а якщо це необ18. Композиція базового компонента мастила за хідно, то і разом з ефективною кількістю добавок пунктом 10, де комбінація динамічної в'язкості, яка до мастила, таких як антиоксиданти, протизношувизначається на основі моделювання холодного вальні присадки, протизадирні присадки, модифізапуску двигуна (CCS) при -40°С, та кінетичної катори тертя, поліпшувачі індексу в'язкості, депрев'язкості, яка визначається при 100°С згаданої санти температури застигання, детергенти, вуглеводневої рідини представлена формулою: диспергатори, інгібітори корозії, дезактиватори (С) ДВ при -40°С 4), є такими що: рідка вуглеводнева композиція присутня в концен(a) ВІ-0,5(СН2>4)>15 та трації принаймні 5ваг. % всієї композиції базового (b) ВІ-0,85(СН2>4)4, що пояснюютьдить до низького рівня типових забруднювачів в ся формулами (а) і (b), та визначають межі винайвуглеводневих рідинах. І навпаки, природні мінедених композицій, описаних в даній роботі. ральні масла мають значну концентрацію органічФіг.3 є графічним порівнянням динамічної в'язних сірчаних та азотних сполук, які дуже важко або кості (ДВ@-4С) що вимірюється за допомогою неможливо відділити таким фізичним способом як CCS методу ASTM D5392, та кінематичної в'язкосдистиляція з причини комерційної недоцільності. ті (KВ@ 100С) багатьох вуглеводневих рідин, Існує дві причини низького рівня ароматичних включаючи і ті що згадуються в даному винаході. та нафтенових сполук в рідких вуглеводнях даного Рамки застосування даного винаходу будуть винаходу: перша - Фішер-Тропш сировина містить окреслені нижче в детальному описі. дуже мало молекул з кільцями, що є насамперед Однак, слід мати на увазі що детальний опис результатом перетворення, і майже повністю та конкретні приклади, хоча і визначають найбільш складається з лінійних вуглецевих ланцюгів; друга суттєві аспекти даного винаходу, але наводяться - ретельний підбір каталізаторів і умов вуглеводтут тільки як приклади, і досвідчені фахівці знайневого перетворення, що застосовуються для дуть в детальному описі багато можливостей для одержання матеріалів даного винаходу, значно змін та модифікацій в дусі даного винаходу. зменшує кількість ароматичних та нафтенових Один з аспектів даного винаходу спрямований сполук, що утворюються під час гідроізомеризації на рідку вуглеводневу композицію парафінових та каталітичної депарафінизації. Оскільки перевавуглеводневих компонентів в яких ступінь розгага віддається виробництву рідких вуглеводнів далуженості, яка вимірюється відсотком молекул ного винаходу з Фішер-Тропш матеріалів для одеметил водню (IP), близькість відгалужень, яка виржання дуже низького рівня забруднювачів в мірюється відсотком молекул метилену, що повтокінцевому продукті, то і інші вуглеводневі матеріарюються і, які на чотири або більше атомів вуглели, такі як звичайні парафіноподібні рафінати мацю зміщені від кінцевої групи або гілки (СН2>4), є шинного мастила, розріджені парафіни, розріджені такими що: обезжирені парафіни, відпотілі масла та гідрокре(а) ВІ-0.5(СН2>4)>15;та кат дистиляту машинного мастила можуть засто(b) ВІ-0.85(СН2>4)4) меншу або, що довших гілок на 100 атомів вуглецю. Так само, дорівнює 22.5, хоча будь-яка композиція, що відрідкі вуглеводневі композиції даного винаходу є повідає обмеженням формул (а) і (b) може увійти парафіновими вуглеводневими компонентами, що до рамок даного винаходу. мають більше 16 метилових гілок на 100 атомів У відповідності з даним винаходом визначення вуглецю. Етап гідродепарафінізації, що застосовухарактеристик розгалуження рідких вуглеводнів ється для одержання рідких вуглеводнів даного проводилось за допомогою аналізу на основі ядевинаходу, спричиняє значний рівень ізомеризації рно-магнітного резонансу (ЯМР), що описується парафінів довгого ланцюга в парафіноподібній нижче більш докладно. сировині, що призводить до утворення парафіноРідка вуглеводнева композиція даного винавих вуглеводневих сполук з численними гілками, ходу може мати дуже низький рівень концентрації що описується формулами (а) і (b). типових забруднювачів, що знаходяться серед Вуглеводневі рідини даного винаходу застособазових компонентів машинного мастила очищевуються, як базові компоненти мастильних масел, ного від природних мінеральних масел, в залежабо як компоненти сформульованих (formulated) ності від виду сировини застосованої для виробмастильних масел, тобто в комбінації з іншими ництва рідких вуглеводнів. Як правило рідкі базовими компонентами мастильного масла, тавуглеводневі композиції даного винаходу мають кими як наприклад мінеральні масла, поліальфаоменше 0.1wt% ароматичних вуглеводнів, менше лефіни, ефіри, поліалкілени, алкіловані ароматич20ррm по масі сполук що містять азот, менше ні сполуки, гідрокрекати та очищені розчинником 20ррm по масі що містять сірку і низький рівень базові компоненти. нафтенових вуглеводнів тобто циклопарафінів. Інший аспект даного винаходу спрямований на Очікується що рівень подібних забруднювачів мокомпозицію базового компонента мастильного же бути набагато нижчим, або вони будуть зовсім масла, що має парафінові вуглеводневі компоненвідсутні у винайдених рідких вуглеводнів. Відповіти, в яких ступінь розгалуженості, яка вимірюється дно, рівні концентрації, як сірчаних так і азотних відсотком молекул метил водню (IP), близькість сполук у винайдених вуглеводневих композиціях, відгалужень, яка вимірюється відсотком існуючих якщо вони одержані з ФТ парафінів, становить на даний момент молекул метилену, які на чотири менше 10ррm кожний, а краще менше 1ррm кожабо більше атомів вуглецю зміщені від кінцевої ний. групи або гілки (СН2>4), є такими що: Причиною низького рівня сполук, що містять (а) ВІ-0.5(СН2>4)>15;та сірку та азот є насамперед природа сировини. За(b) ВІ-0.85(СН2>4)4, що показані в формулах (а) і (b) вище. сиданти як фенолові та ароматичні аміни; такі анЗокрема, продуктами даного винаходу, яким тикорозійні присадки як бензотріазоли; дезактиванадається перевага, є базові компоненти маститори металу - етілендіаміни та імідазоли; льного масла, що має комбінацію IB та температуполіпшувачі IB - поліізобутилени та поліметакриру застигання від 130ІВ/лати; депресанти температури застигання - алкілКаталізаторами, що застосовуються при перефеноли довгого ланцюга та диалкларілові ефіри творенні парафіноподібної сировини для одерфталевої кислоти. Як диспергатори, описуються жання вугле водневих компонентів даного винахонаприклад полі-алкілен сукциніміди; як детергенти ду є цеолітові каталізатори, такі як ZSM-5, ZSM-11, - такі сполуки як сульфонати, фенати, сульфуроZSM-23, ZSM-35, ZSM-12, ZSM-38, ZSM-48, оффвані фенати, фосфати і тому подібні. Описується ретіт, фериєрит, цеоліт бета, цеоліт тета, цеоліт також застосування протизношувальних агентів та альфа, що описуються в США Патенті протизадирних присадок, які можуть включати ном.4,906,350. Дані каталізатори застосовуються в органічні сульфіди, металеві дитіокарбамати, хлокомбінації з металами Групи VIII, а особливо паровані парафіни та органічні фосфорні сполуки, ладієм та платиною. Метали Групи VIII можна вветакі як металеві дитіофосфати; модифікаторів терсти в цеолітові каталізатори звичайним способом, тя, таких як жирні кислоти довгого ланцюга, жирні таким, як іонний обмін. Процес одержання базових спирти та жирні ефіри; як протипінні присадки згакомпонентів мастильного масла даноговинаходу дуються полідіметилсілоксани та поліетілен гліможна характеризувати як процес гідродепарафіколь прості та складні ефіри; як присадки суміснонізації. Процес гідродепарафінізації може провості згадуються ароматичні сполуки, альдегіди, дитись над комбінацією каталізаторів або над одкетони та ефіри; як деемульгатори наводяться ним каталізатором. Температури перетворення динонілнафталенсульфонати; та як приклад інгібіможуть варіювати від 200°С до 500°С при тиску від торів корозії називаються третичні аміни, аміди 500 до 20,000kРа. Даний процес протікає в присужирних кислот, похідні фосфорної кислоти та сутності водню, парціальний тиск якого становить як льфонові кислоти. Кваліфіковані фахівці знають правило від 600 до 6000kРа. Відношення водню до що є багато інших присадочних сполук, які можна вуглеводневої сировини (швидкість циркуляції возастосувати з базовими маслами даного винаходу. дню) як правило становить від 10 до 3500n.І.І.-1 (56 Композиції мастильного масла даного винаходу до 19, 660 SCF/bbl) а просторова швидкість сироможуть містити інші базові компоненти мастильновини як правило становить від 0.1 до 20LHSV, го масла, такі як мінеральні масла, поліальфаокраще від 0.1 до 10 LHSV. Наприклад, перетволефіни, ефіри, поліалкілени, алкіловані ароматичрення парафіноподібної сировини може здійснюні сполуки, гідрокрекати та очищені розчинником ватись над комбінацією каталізаторів Pt/цеоліт базові компоненти, в комбінації з парафіновими Бета Pt/ZSM-23 в присутності водню. Альтернативуглеводневими компонентами описаними тут. вно, процес одержання винайдених базових комПарафінові вуглеводневі композиції даного винапонентів мастильного масла може передбачати ходу можуть бути застосовані як базове масло для гідроізомеризацію депарафінізацію над одним какомпозиції мастильного масла, разом з іншими, талізатором, таким як Pt/ZSM-35. В будь-якому більш традиційними базовими компонентами мавипадку можна одержати унікальні продукти дашинного мастила, або їх можна застосовувати як ного винаходу. добавку в комбінації з основним по кількості базоІнший аспект даного винаходу спрямований на вим компонентом мастильного масла. Однак, бакомпозицію мастильного масла, яка містить комжано щоб рідкі вуглеводневі композиції даного 11 71557 12 винаходу були присутні в концентрації принаймні Yukong 100N базовий компонент, що характеризу5wt% від всієї композиції базового компонента ється температурою застигання -15°С (Порівняльмастил. ний Приклад 4); та 6.9cSt KB @ 100 С, 102 IB Приклади Chevron RLOP 240N базовий компонент, що також В наступних прикладах, змінювались умови характеризується температурою застигання -15°С реакції гідроізомеризації та каталітичної депара(Порівняльний Приклад 5). фінізації для одержання необхідних продуктів, з Типові фізичні властивості різноманітних котиповими умовами, що варіювали від 200-370°С, мерційних базових компонентів машинного масти400-2000psig, 0.50-2.0hr-1LHSV, та 1900-5000скф/Б ла порівнюються з властивостями НТЗ (наднизька (стандартний кубічний фут на барель)Н 2 на вході в температура застигання) ФТ ізомератів в Табреактор. лиці 1, що наводиться нижче. Фізичні властивості базового компонента машинного мастила. Таблиця 1 Приклади 1-4 Гідрогенізований Фішер-Тропш парафін (ПаВластивості сировини рафлінт 80) гідродепарафінізувався в присутності водню над комбінацією Pt/цеоліт Бета гідроізомеKinematic Vis- Viscosity Pour різаційного каталізатора і Pt/ZSM-23 вибіркового, Description cosity Index Point, °С депарафінізуючого каталізатора. Були одержані cSt@100°C, чотири різні вуглеводневі речовини при все більш ParaHint C80 жорстких умовах обробки із значеннями KB, IB та 9.42 83 Wax (Feed) Т3 що показані в Таблиці 1. Приклад 4 є приклаEx.1 7.14 177 12 дом даного винаходу. Ex.2 6.52 171 -3 Приклади 5 і 6 Ex.3 5.72 161 -24 Гідрогенізований та частково ізомеризований Ex.4* 5.54 145 -63 Середній Дистилятний Синтезний ПарафіноподібSMDS Waxy ний Рафінат (Middle Distillate Synthesis Waxy Raffinate (Feed) 5.07 39 Raffinate) (Shell MDS або "SMDS") гідродепарафіEx.5 5.23 142 -24 нізувався в присутності водню над комбінацією Ex.6* 5.11 130 -66 каталізаторів, що застосовувались в Прикладах 1Ex.7* 5.33 149 -18 4. Були одержані чотири різні вугле водневі речоEx.8* 5.23 136 -59 вини при все більш жорстких умовах обробки із Ex.9* 5.46 144 -40 значеннями KB, IB та Т3 що показані в Таблиці 1. Ex.10* 7.9 157 -42 Приклад 6 є прикладом даного винаходу. Comparative ExПриклади 7-9 amples Sell MDS сировина з прикладів 5 і 6 гідродепаC.E.1 3.87 130 4) Для кожного базового компонента наведеного в Таблиці 1 одержувались 90.5 MHz 13C N MR по % різних типів атомів С у 13С N MR спектрі Description Paraflint %CH 3 C80 Wax (Feed) Ex.1 13.6 Ex.2 15.7 Ex.3 17.3 Ex.4* 18 SMDS Wa xy Raffinate (Feed) 6.2 Ex.5 16.6 Ex.6* 24.9 Ex.7* 16.4 Ex.8* 19.3 Ex.9* 18.1 Ex.10* Comparative Examples 15.9 C.E.1 11.4 C.E.2 13.2 C.E.3 19 C.E.4 16.7 C.E.5 16.5 C.E.6 12.3 %CH2 %CH %CH2>4 81.3 78.6 76.3 75.5 5.1 5.7 6.3 6.5 38.2 28.8 22.5 14.7 93.8 77.3 67.4 77.5 75.1 76.3 0 6 7.7 6.1 5.6 5.6 58.8 17.3 7.7 21.8 12.8 17.7 76.3 83.7 81 74.3 72.3 62 83.9 7.7 4.9 5.8 6.7 11 21.5 3.8 20.5 20.4 20.6 22.6 20.4 19.2 17.3 * Приклади даного винаходу Характеристики розгалуження та точки загустіння ізопарафінових компонентів машинних мастил, розкритих у таблицях 1-3 порівнюються у таблиці 4. 15 71557 Таблиця 4 Порівняння ізопарафінових композицій машинного мастила Descripiion Paraflint C80 Wax (Feed) Ex. 1 Ex.2 Ex.3 Ex.4* SMDS Wa xy Raffinate (Feed) Ex.5 Ex.6* Ex.7* Ex.8* Ex.9* Ex. 10* Comparative Examples C.E.1 C.E.2 C.E.3 CE.4 CE.5 C.E.6 Bl %CH2>4 Pour Point,°C 83 19.4 22.3 25.6 27.6 10.3 38.2 28.8 22.5 14.7 58.8 12 -3 -24 -63 39 23.6 29.8 26.2 30 27.9 27 17.3 7.7 21.8 12.817.7 20.5 -24 -66 -18 -59 -40 -42 22.7 23.4 26.9 30.0 31.5 19.4 20.4 20.6 22.6 20.4 19.2 17.3 4), є такими що: (а) ВІ-0.5(СН2>4)>15;та (b) ВІ-0.85(СН2>4)