包含酯组分的汽轮机油的制作方法
【专利摘要】本发明提供汽轮机油配方，所述汽轮机油配方由选自由II类、III类和IV类基础油及其混合物组成的组的基础油和由至少一种在相邻碳上具有酯键的二酯或三酯物质组成的酯组分组成。所述配方表现出小于6mg淤渣/100ml汽轮机油且突出地适合作为汽轮机油使用。
【专利说明】包含酯组分的汽轮机油
发明领域
[0001]本发明涉及汽轮机油组合物及其生产，且具体涉及由在相邻碳上具有酯键的酯物质组成的汽轮机油。使用所述酯可提供具有减少的淤渣的生物可降解的汽轮机油。
[0002]背景
[0003]将酯作为润滑油使用已经超过50年。它们用于从喷气式发动机到冷冻机的多种应用中。实际上，酯是在汽车应用中的最初合成的曲轴箱马达油。然而，由于聚α烯烃(PAOs)的低成本及其与矿物油的配方相似性，酯基本上已让路给聚α烯烃(PAOs)。然而，在完全合成的马达油中，酯几乎始终与PAOs组合使用以通过增强的润滑性来平衡对密封、添加剂溶解性、挥发性降低和能量效率改善的影响。
[0004]酯基润滑剂由于其所包含的酯分子的极性而通常具有优异的润滑性质。由于酯官能度的极性，酯对金属表面具有比PAOs和矿物油更强的亲和力。因此，它们在在金属表面上建立保护膜方面非常有效，所述保护膜用来减轻所述金属的磨损。所述润滑剂具有比传统润滑剂低的挥发性且趋于具有高得多的闪点和低得多的蒸气压。酯润滑剂是优异的溶剂和分散剂，且可容易地成溶剂化物并分散油的降解副产物，即它们大大减少淤渣积累。虽然酯润滑剂对热和氧化过程相对稳定，但酯官能度给予微生物一种处理，用该处理使得与其基于矿物油的类似物相比其更高效且更有效地生物降解，由此使其更加环保。然而，如先前所提到的，与酯的PAO对应物相比，酯的制备牵涉更多且成本更高。
[0005]近来，新型的基于二酯的润滑剂组合物及其相应生产已经描述在2008年8月14日公布的Miller等的美国专利申请公告20080194444A1号和2009年8月6日公布的Miller等的美国专利公告20090198075A1号中。在这些专利申请中描述的二酯合成使得二酯润滑剂配方的经济情况更有利。
[0006]在成品润滑剂如汽轮机油中II类(或更高类别)基础油的使用增加与在成品润滑剂中意识到的不溶物形成增加相符。这种不溶物形成增加对汽轮机油特别不利。提供具有良好性质但淤渣积累较少的汽轮机油对于工业将非常有利。
[0007]概述
[0008]提供汽轮机油配方，所述汽轮机油配方由选自由II类、III类和IV类基础油及其混合物组成的组的基础油和由至少一种在相邻碳上具有酯键的二酯或三酯物质组成的酯组分组成。所述配方表现出通过Cincinnati Milacron Thermal A测试测定的小于6mg ?於渣/100ml汽轮机油且突出地适合作为汽轮机油使用。
[0009]在其他因素之中，包含在相邻碳上具有酯键的本发明二酯和三酯物质的本发明汽轮机油配方提供具有良好的性质平衡、同时还提供生物可降解的可能性的汽轮机油。具体地说，所述汽轮机油表现出减少的淤渣，且还可表现出改善的铜外观和在RPVOT中改善的氧化稳定性。在所述二酯和三酯的制备中使用的起始烯烃和羧酸还提供经济的生产路径。
[0010]实施方案的详细说明
[0011]本发明涉及具有酯组分的汽轮机油组合物。所述酯组分由至少一种在相邻碳上具有酯键的二酯或三酯物质组成，所述酯组分也可为生物衍生的。[0012]在一些实施方案中，生物衍生(B卩，自可再生的生物质来源衍生)的脂肪(羧)酸部分与费托(FT)/气转液(GTL)反应产物和/或副产物(即，α -烯烃)反应以产生生物衍生的二酯和三酯物质，所述生物衍生的二酯和三酯物质因此可选择性地与基础原料(油)和一种或多种添加剂物质共混以产生具有生物衍生组分的汽轮机油成品润滑剂产品。
[0013]因为生物润滑剂和生物燃料日益赢得公众的注意力且变成石油工业中许多人聚焦的主题，所以在汽轮机油的制造中使用生物质可从多个不同的观点(例如，可再生性、合规章性、经济性等)具有吸引力。因为将生物质用于制造本文所述的汽轮机油的本发明酯组分，所以认为这种汽轮机油是生物润滑剂，或者最低限度认为它们包含生物衍生组分。
[0014]定义
[0015]本文定义的“润滑剂”为引入两个移动表面之间以减小它们之间的摩擦和磨损的物质(通常在操作条件下为流体)。该定义希望包括润滑脂，其粘度使得在施用剪切力时其急剧地下降。
[0016]在本文中，“基础油”应理解为是指润滑剂组合物的单一最大组分(重量)。基础油由美国石油学会(API)分成五类(1-V)。参见API公告1509号。将在下表(表1)中所示的API基础油分类用来限定基础油的组成性质和/或来源。
[0017]表1
【权利要求】
1.汽轮机油，其由选自由II类、III类和IV类基础油及其混合物组成的组的基础油和由至少一种在相邻碳上具有酯键的二酯或三酯物质组成的酯组分组成，所述汽轮机油具有通过Cincinnati MiIacronThermal A测试测定的小于6mg ?於禮:/100ml汽轮机油。
2.权利要求1的汽轮机油，其中所述汽轮机油具有小于3mg淤渣/100ml汽轮机油。
3.权利要求1的汽轮机油，还包含至少一种除酚类抗氧剂之外的抗氧化剂。
4.权利要求1的汽轮机油，其中所述基础油为GTL基础油。
5.权利要求1的汽轮机油，其中所述汽轮机油包含0.5-15重量％的所述酯组分。
6.权利要求1的汽轮机油，其中所述汽轮机油包含选自由清净剂、抗磨剂、金属钝化齐?、防腐剂、防锈剂、摩擦改进剂、消泡剂、粘度指数改进剂、破乳剂、乳化剂、抗氧化剂、络合剂、极压添加剂、降倾点剂及其组合组成的组的至少一种其他添加剂组分。
7.权利要求1的汽轮机油，其中所述汽轮机油具有至少90的VI且具有从至少250分钟的RPVOT氧化稳定性。
8.权利要求1的汽轮机油，其中所述酯组分包含具有以下结构的二酯物质:
9.权利要求1的汽轮机油，其中所述酯组分包含得自包括以下步骤的方法的二酯物质: a)使具有约8-约16个碳原子的烯烃环氧化以形成包含环氧环的环氧化物； b)打开步骤a)的环氧环并形成二醇； c)用酯化物质将步骤b)的二醇酯化以形成二酯物质，其中所述酯化物质选自由羧酸、酰卤、酰基酸酐及其组合组成的组，其中所述酯化物质具有2-18的碳数。
10.权利要求1的汽轮机油，其中所述酯组分包含得自包括以下步骤的方法的二酯物质: a)使具有约8-约16个碳原子的烯烃环氧化以形成包含环氧环的环氧化物；和 b)使包含所述环氧环的所述环氧化物与酯化物质反应以形成二酯物质，其中所述酯化物质选自由羧酸、酰卤、酰基酸酐及其组合组成的组，其中所述酯化物质具有2-18的碳数。
11.权利要求1的汽轮机油，其中所述酯组分包含具有以下结构的三酯物质:
12.权利要求1的汽轮机油，其中所述酯组分包含具有以下结构的三酯物质:
13.权利要求1的汽轮机油，其中所述酯组分包含得自包括以下步骤的方法的三酯物`质: a)用醇酯化具有10-22个碳原子的单不饱和脂肪酸，由此形成不饱和酯； b)使在步骤a)中的不饱和酯环氧化，由此形成包含环氧环的环氧酯物质； c)打开在步骤b)中的环氧酯物质的环，由此形成二羟基酯；和 d)用酯化物质酯化在步骤c)中的二羟基酯以形成三酯物质，其中所述酯化物质选自由羧酸、酰卤、酰基酸酐及其组合组成的组，且其中所述酯化物质具有2-19的碳数。
14.权利要求1的汽轮机油，其中所述酯组分包含得自包括以下步骤的方法的三酯物质: a)将单饱和脂肪酸还原成相应的不饱和醇； b)使所述不饱和醇环氧化成环氧脂肪醇； c)打开所述环氧脂肪醇的环以形成相应的三醇；和 d)用酯化物质酯化步骤c)的三醇以形成三酯物质，其中所述酯化物质选自由羧酸、酰卤、酰基酸酐及其组合组成的组，且其中所述酯化物质具有2-19的碳数。
15.权利要求1的汽轮机油，其中所述酯组分包含得自包括以下步骤的方法的三酯物质: a)将单饱和脂肪酸还原成相应的不饱和醇； b)使所述不饱和醇环氧化以形成脂肪醇环氧化物；和 c)用酯化物质酯化所述脂肪醇环氧化物以形成三酯物质，其中所述酯化物质选自由羧酸、酰卤、酰 基酸酐及其组合组成的组，且其中所述酯化物质具有2-19的碳数。
【文档编号】C07C67/00GK103687935SQ201280034063
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年5月29日 优先权日:2011年7月27日
【发明者】M·E·奥卡扎齐, N·A·科特雷尔 申请人:雪佛龙美国公司