BR112016010682B1

BR112016010682B1 - Processo contínuo de manufatura de graxa de complexo de lítio com um aditivo boratado

Info

Publication number: BR112016010682B1
Application number: BR112016010682-2A
Authority: BR
Inventors: Lawrence Fagan Gian
Original assignee: Chevron U.S.A. Inc.
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2018-04-24
Also published as: US9157045B2; GB2535092A; WO2015081223A1; US20150148274A1; GB201608702D0; GB2535092B

Abstract

um processo contínuo com aumentada produtividade operacional de uma composição de graxa de complexo de lítio de alto ponto de gotejamento, compreendendo as etapas de: aquecer uma mistura de um ácido graxo hidróxi c12 a c24 ou de um éster do ácido graxo hidróxi c12 a c24, uma solução aquosa de base de lítio, e pelo menos um óleo de base em uma temperatura elevada; remoção de voláteis (isto é, água e metanol, etc.) em uma zona de desidratação; e transferir a mistura para uma linha de reciclagem, em que aditivos, um aditivo boratado e pelo menos um óleo básico, são adicionados para propiciar uma composição de graxa formulada.

Description

(54) Título: PROCESSO CONTÍNUO DE MANUFATURA DE GRAXA DE COMPLEXO DE LÍTIO COM UM ADITIVO BORATADO (51) Int.CI.: C10M 169/04 (30) Prioridade Unionista: 27/11/2013 US 14/091,814 (73) Titular(es): CHEVRON U.S.A. INC.

(72) Inventor(es): GIAN LAWRENCE FAGAN

1/48 “PROCESSO CONTÍNUO DE MANUFATURA DE GRAXA DE COMPLEXO DE LÍTIO COM UM ADITIVO BORATADO”

CAMPO DA INVENÇÃO [0001] A invenção abrange um processo contínuo para a manufatura de uma graxa de complexo de lítio de alto ponto de gotejamento sem o uso de um ácido graxo dicarboxílico ou de éster do ácido graxo dicarboxílico. O uso convencional de um ácido graxo dicarboxílico ou de éster do ácido graxo dicarboxílico como parte do espessante é substituído aqui por um aditivo boratado, que é alimentado no reator a jusante da zona de formação de espessante.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [0002] Sabões de lítio são os espessantes mais comuns usados na formulação de graxas lubrificantes. Os sabões de lítio usados para produzir graxa são classificados em dois tipos: sabão simples e sabão complexo. A principal diferença de desempenho entre os dois é a maior estabilidade térmica das graxas complexas de lítio, como visto no ponto de gotejamento (ASTM D566 ou D2265). Ambos os tipos contêm o sal de lítio de um ácido graxo. Os sabões complexos de lítio contêm um sal de lítio adicional, ou “agente complexante”, mais comumente um sal de dilítio de um ácido orgânico dibásico ou éster dibásico de baixo peso molecular.

[0003] As graxas de lítio podem ser manufaturadas por processo contínuo em um reator de tubo aquecido (Patente U.S. Nos. 4.297.227; 3.475.335; e 4.444.669). O processo é mais conveniente e livre de problemas para graxas espessadas por sabão de lítio simples. Entretanto, graxas complexas de lítio tendo concentrações de espessante muito mais elevadas resultaram em aumentadas dificuldades durante produção contínua. Estas dificuldades incluem amplas

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2/48 flutuações de taxas de fluxo, cessação de fluxo e resultante paralisação, e capacidade de produção unitária muito reduzida.

[0004] A invenção aqui se refere a um processo contínuo para produção de graxas complexas de lítio de alto ponto de gotejamento, por eliminação do componente de sal do ácido dibásico ou éster dibásico convencional. Estes componentes convencionais são substituídos por um aditivo boratado alimentado no reator a jusante da zona de formação de espessante. Esta substituição e modificação de processo resultam em um processo significativamente menos problemático e em um aumento residual da produtividade operacional.

[0005] Portanto, seria desejável preparar uma composição de graxa de complexo de lítio de alto ponto de gotejamento em um processo contínuo que seja livre das dificuldades de produção inerentes quando se usando componentes do sal de ácido dibásico ou de éster dibásico.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0006] Um processo contínuo para a manufatura de composições de graxa de complexo de lítio de alto ponto de gotejamento compreendendo as etapas de: aquecer uma mistura de um ácido graxo hidróxi Ci₂ a C₂₄ ou de um éster do ácido graxo hidróxi C₁₂ a C₂₄, uma solução aquosa de base de lítio, e pelo menos um óleo de base, em uma zona de reação em uma temperatura elevada; remoção de voláteis (isto é, água e metanol, etc.) em uma zona de desidratação; e transferir a mistura para uma linha de reciclagem, em que aditivos, um aditivo boratado e pelo menos um óleo básico, são adicionados para proporcionar uma composição de graxa formulada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0007] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo

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3/48 contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, compreendendo: (a) aquecer uma mistura de um ácido graxo hidróxi C12 a C24 ou de um éster do ácido graxo hidróxi C₁₂ a C₂₄, uma solução aquosa de base de lítio, e pelo menos um óleo de base em uma zona de reação em uma temperatura entre cerca de 120 °C a cerca de 200 °C sob turbulentas condições de mistura; (b) a mistura da Etapa (a) é passada através de um trocador de calor, que eleva a temperatura da mistura para entre aproximadamente 150 °C a cerca de 200 °C; (c) a mistura da Etapa (b) é transferida para uma zona de desidratação, que é mantida em temperatura entre aproximadamente 125 °C a cerca de 225 °C; e (d) a mistura da Etapa (c) é transferida para uma linha de reciclagem através de aditivos, um aditivo boratado e pelo menos um óleo de base, são adicionados sob turbulentas condições de mistura, para propiciar uma composição de graxa formulada em que o processo contínuo não inclui um componente de ácido dibásico ou de éster dibásico, e em que a composição de graxa formulada tem um ponto de gotejamento maior do que cerca de 240 °C, de acordo com ASTM D2265.

[0008] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o ácido graxo hidróxi é ácido esteárico 12-hidróxi.

[0009] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o éster do ácido graxo hidróxi é o metil ou etil éster do ácido esteárico12-hidróxi.

[0010] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a temperatura da Etapa (a) é entre aproximadamente 160 °C a cerca de 190 °C, e a pressão é entre aproximadamente 95 psig a cerca de 170 psig.

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4/48 [0011] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a temperatura da Etapa (a) é entre aproximadamente 170 °C a cerca de 185 °C.

[0012] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a temperatura da Etapa (a) é entre aproximadamente 176 °C a cerca de 177 °C.

[0013] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a pressão na zona de reação é entre aproximadamente 140 psig a cerca de 160 psig.

[0014] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a pressão na zona de reação é entre aproximadamente 149 psig a cerca de 151 psig.

[0015] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a base de lítio é selecionada do grupo consistindo de óxido de lítio, hidróxido de lítio, hidróxido de lítio monoidratado, e carbonato de lítio.

[0016] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a base de lítio é hidróxido de lítio.

[0017] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o óleo de base é um óleo de base de lubrificante de petróleo residual, óleo de base Grupo I, óleo de base Grupo II, óleo de base Grupo II+, óleo de base Grupo III, óleo de base Grupo IV, 150R, 600R, 110RLV, 220R, 100R ou suas combinações.

[0018] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo

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5/48 contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o óleo de base de lubrificante de petróleo residual tem uma viscosidade entre aproximadamente 28 cSt a 100 °C a cerca de 37 cSt a 100 °C, e um índice de viscosidade de cerca de

95.

[0019] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o óleo de base de lubrificante de petróleo residual tem uma viscosidade de 31 cSt a 100 °C.

[0020] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o óleo de base do Grupo II tem uma viscosidade de 110 cSt a 40 °C.

[0021] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o óleo de base é uma combinação de um óleo de base de lubrificante de petróleo residual com uma viscosidade de 31 cSt a 100 °C e um óleo de base Grupo II com uma viscosidade de 110 cSt a 40 °C.

[0022] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o óleo de base é uma combinação de um óleo de base 150 Bright Stock e 600R.

[0023] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a solução aquosa de base de lítio da Etapa (a) é entre aproximadamente 16 % em peso a cerca de 20 % em peso de hidróxido de lítio aquoso.

[0024] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a solução aquosa de base de lítio da Etapa (a) é de aproximadamente 18 % em peso de hidróxido de

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6/48 lítio aquoso.

[0025] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a solução aquosa de base de lítio é aproximadamente uma solução 18 % em peso de hidróxido de lítio e é adicionada na quantidade estequiométrica requerida mais um excesso de 0,05 % em peso a 0,2 % em peso, juntamente com uma quantidade de óleo de base suficiente para fornecer concentração de sabão teórica total de cerca de 10 % em peso até cerca de 40 % em peso.

[0026] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a solução de hidróxido de lítio é adicionada na quantidade estequiométrica requerida mais 0,1 % em peso de excesso.

[0027] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a Etapa (a) ainda compreende uma mistura turbulenta, que é mantida na zona de reação, recirculando-se o produto na zona de reação.

[0028] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a mistura na zona de reação é recirculada em uma relação de taxa de recirculação de pelo menos cerca de 4:1.

[0029] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o trocador de calor da Etapa (b) eleva a temperatura da mistura entre cerca de 170 °C a cerca de 190 °C em uma pressão entre cerca de 10 psig a cerca de 40 psig.

[0030] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo

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7/48 contínuo para preparar graxa de complexo de lítio, em que a mistura da Etapa (b) ainda compreende uma etapa de cisalhamento da mistura através de uma válvula de cisalhamento, tendo uma diferença de pressão através da válvula de cisalhamento entre cerca de 30 a cerca de 120 psig.

[0031] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o trocador de calor eleva a temperatura da mistura a cerca de 180 °C.

[0032] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a temperatura da zona de desidratação da Etapa (c) é entre cerca de 160 °C a cerca de 200 °C, e a pressão é entre cerca de 10 psig a cerca de 20 psig.

[0033] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a temperatura da zona de desidratação da Etapa (c) é entre cerca de 181 °C a cerca de 183 °C, e a pressão é de cerca de 15,7 psig.

[0034] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a Etapa (c) ainda compreende uma etapa de cisalhar a mistura através de uma válvula de cisalhamento, tendo uma diferença de pressão através da válvula de cisalhamento entre aproximadamente 70 a cerca de 90 psig.

[0035] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a Etapa (c) compreende ainda uma etapa de cisalhar a mistura através de uma válvula de cisalhamento, tendo uma diferença de pressão através da válvula de cisalhamento entre aproximadamente 80 psig.

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8/48 [0036] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a Etapa (c) compreende ainda a desidratação da mistura, que é parcialmente realizada reduzindo-se a pressão da mistura entre a zona de reação e a zona de desidratação.

[0037] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a Etapa (c) ainda compreende uma taxa de recirculação na zona de desidratação, de modo que uma relação de taxa de recirculação de pelo menos 10:1 é mantida.

[0038] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a taxa de recirculação na zona de desidratação é de modo que o volume de mistura reciclada durante o tempo de permanência de dita mistura dentro de dita zona de desidratação iguale pelo menos 5 a 40 vezes com o volume médio total de dita mistura dentro de dita zona de desidratação.

[0039] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a taxa de recirculação na zona de desidratação é de modo que o volume de mistura reciclada durante o tempo de permanência de dita mistura dentro de dita zona de desidratação iguale pelo menos 5 a 30 vezes com o volume médio total de dita mistura dentro de dita zona de desidratação.

[0040] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a Etapa (c) compreende ainda uma pressão entre aproximadamente a atmosférica a cerca de 25,4 cm de vácuo de mercúrio, e misturando a mistura da base para o topo da

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9/48 zona de desidratação, através de uma linha de reciclagem e uma válvula de cisalhamento, tendo queda de pressão através da válvula de cisalhamento entre cerca de 70 a cerca de 90 psig.

[0041] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que os aditivos da Etapa (d) compreendem um ou mais de um antioxidante, um agente de aderência, um modificador de viscosidade, um surfactante não-iônico, um inibidor de corrosão, um inibidor de ferrugem, um inibidor de deterioração, um agente de pressão extrema, e um composto polimérico.

[0042] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que os aditivos da Etapa (d) são adicionados como misturas separadas, compreendendo:

a. 33,3 % em peso de modificador de viscosidade, 16,7 % em peso de aditivo boratado, 50 % em peso de uma mistura de óleo de base consistindo de 90 % em peso de um óleo de base Grupo II de viscosidade de 110 cSt a 40 °C e 10 % em peso de um lubrificante de petróleo residual de viscosidade de 31 cSt a 100 °C;

b. 37,5 % em de peso de agente de aderência, 25 % em peso de agente de pressão extrema, 50 % em peso de uma mistura de óleo de base, consistindo de 90 % em peso de um óleo de base Grupo II de viscosidade de 110 cSt a 40 °C e 10 % em peso de um lubrificante de petróleo residual de viscosidade de 31 cSt a 100 °C; e

c. 33,3 % em peso de inibidor de ferrugem, 66,7 % em peso de uma mistura de óleo de base, consistindo de 90 % em peso de um óleo de base Grupo II de viscosidade de 110 cSt a 40 °C e 10 % em peso

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10/48 de um lubrificante de petróleo residual de viscosidade de 31 cSt a 100 °C.

[0043] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a Etapa (d) ainda compreende esfriar a mistura da zona de desidratação, pela adição de uma quantidade de óleo de base.

[0044] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o processo compreende ainda reciclar a composição de graxa formulada formada na Etapa (d) através de um cooler, ajustado em uma temperatura entre cerca de 80 °C a cerca de 105 °C, e uma válvula de cisalhamento.

[0045] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o processo compreende ainda reciclar a composição de graxa formulada formada na Etapa (d) através de um cooler, ajustado em uma temperatura de cerca de 93 °C, e uma válvula de cisalhamento.

[0046] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a Etapa (d) compreende ainda, quando a mistura de graxa esfria, ser reciclada através de uma válvula de cisalhamento em uma taxa de modo a manter uma relação de reciclagem mínima de 4,5 para 1.

[0047] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a quantidade de óleo de base adicionada à mistura é em uma taxa necessária para fornecer a consistência desejada à composição de graxa formulada.

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11/48 [0048] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a Etapa (d) compreende ainda que a temperatura da composição de graxa formulada seja baixa o suficiente para garantir manipulação e acondicionamento, e alta o suficiente para permitir bombeamento do produto sem excessiva queda de pressão, através da extensão da linha de bombeamento.

[0049] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a temperatura da composição de graxa formulada é entre cerca de 80 °C a cerca de 121 °C.

[0050] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a composição de graxa formulada tem um ponto de gotejamento maior do que cerca de 250 °C, maior do que cerca de 260 °C, ou maior do que cerca de 270 °C, de acordo com ASTM D2265.

[0051] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a composição de graxa formulada tem um ponto de gotejamento entre cerca de 258 °C a cerca de 269 °C, de acordo com ASTM D2265.

[0052] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a composição de graxa formulada tem uma penetração operada entre 270 dmm a 290 dmm, de acordo com ASTM D217-10.

[0053] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a composição de graxa formulada tem uma penetração operada entre 280 dmm a 285 dmm, de

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12/48 acordo com ASTM D217-10.

[0054] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que a composição de graxa formulada tem uma penetração trabalhada de cerca de 283 dmm, de acordo com ASTM D217-10.

[0055] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que as condições do processo propiciam uma produtividade operacional maior do que cerca de 4.500 lb/hora, 5.500 lb/hora, ou 6.500 lb/hora.

[0056] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que as condições do processo propiciam uma produtividade operacional de cerca de 5.500 lb/hora. [0057] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que o processo compreende ainda uma pressão de válvula de cisalhamento final de cerca de 100 psig.

[0058] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que as condições do processo propiciam uma composição de graxa formulada compreendendo:

a. entre cerca de 1,0 % em peso a cerca de 1,4 % em peso de hidróxido de lítio monoidratado;

b. entre cerca de 7,0 % em peso a cerca de 9,0 % em peso de 12hidroxiestearato de metila;

c. entre cerca de 3,0 % em peso a cerca de 5,0 % em peso de um agente de pressão extrema;

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d. entre cerca de 5,0 % em peso a cerca de 7,0 % em peso de um agente de aderência;

e. entre cerca de 3,0 % em peso a cerca de 5,0 % em peso de um modificador de viscosidade;

f. entre cerca de 1,0 % em peso a cerca de 3,0 % em peso de um aditivo boratado;

g. entre cerca de 0,3 % em peso a cerca de 0,9 % em peso de um inibidor de ferrugem; e

h. entre cerca de 70,0 % em peso a cerca de 80 % em peso de óleo de base.

[0059] Em algumas modalidades, a presente invenção provê um processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, em que as condições do processo propiciam uma composição de graxa formulada compreendendo:

a. cerca de 1,219 % em peso de hidróxido de lítio monoidratado;

b. cerca de 8,225 % em peso de 12-hidroxiestearato de metila;

c. cerca de 4,136 % em peso de um agente de pressão extrema;

d. cerca de 6,203 % em peso de um agente de aderência;

e. cerca de 4,08 % em peso de um modificador de viscosidade;

f. cerca de 2.046 % em peso de um aditivo boratado;

g. cerca de 0,622 % em peso de um inibidor de ferrugem; e

h. cerca de 73,469 % em peso de óleo de base.

[0060] I. Processo Contínuo para Preparar Composição de Graxa de complexo de lítio [0061] O processo de graxa contínuo da invenção compreende as etapas de saponificação, desidratação e condicionamento de sabão realizadas de uma forma

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14/48 contínua, com reciclagem da mistura de graxa, através de uma válvula de cisalhamento, durante a etapa de condicionamento de sabão. Nas modalidades preferidas da invenção, a etapa de saponificação é realizada de tal maneira que um alto grau de turbulência é mantido durante a reação. O processo também compreende, preferivelmente, uma etapa de esfriamento e acabamento, que pode ser realizada pela adição de óleo de base em uma temperatura menor do que a mistura de graxa ou passando-se a mistura de graxa através de um cooler.

[0062] Muito vantajosamente, pode ser realizada por uma combinação destes dois métodos, e com cisalhamento da mistura de graxa dentro de uma faixa de temperatura adequada durante ou após o esfriamento.

[0063] O aparelho que a invenção provê para realizar este processo de produção de graxa compreende uma zona única para as etapas de desidratação e condicionamento de sabão, providas com uma linha de reciclagem contendo uma válvula de cisalhamento, para reciclar a mistura de graxa da base para o topo da zona com cisalhamento da corrente de reciclagem, e adaptada para ser operada em uma pressão substancialmente inferior do que a zona de saponificação. A zona de saponificação é, preferivelmente, um reator tipo de fluxo, muito adequadamente compreendendo uma seção de tubo tendo um diâmetro interno de cerca de 1,3 3,2 cm e, preferivelmente, provido com um sistema de reciclagem, para reciclar a mistura de saponificação através do reator em uma taxa suficiente para manter o fluxo turbulento. O aparelho preferivelmente compreende uma seção de acabamento, com provisões para esfriar a mistura de graxa pela adição de óleo de base frio ou passando-a através de um trocador de calor. O aparelho representando uma modalidade particularmente preferida da invenção compreende uma seção de acabamento, em que a graxa pode ser reciclada

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15/48 através de um meio de cisalhamento, tal como uma válvula de cisalhamento, durante ou após este esfriamento.

[0064] Na realização do processo sob as condições preferidas, a zona de saponificação é mantida em uma temperatura elevada e pressão suficiente para manter a água presente na mistura de saponificação na fase líquida, e a zona de desidratação é operada em uma elevada temperatura, abaixo do ponto de fusão do sabão e sob uma pressão substancialmente menor do que a da zona de saponificação, de modo que a maior parte da água seja reevaporada quando a mistura de graxa entra na zona de desidratação. Qualquer água remanescente é removida durante reciclagem da mistura de graxa através da válvula de cisalhamento, que, em vigor, submete a mistura de graxa a uma operação de reevaporação contínua, pela liberação de pressão da corrente de reciclagem através da válvula. A reciclagem é, preferivelmente, realizada em uma velocidade rápida, de modo que a mistura de graxa é submetida a múltiplas passagens através da válvula de cisalhamento operada com pelo menos uma queda de pressão substancial durante o tempo de permanência da mistura de graxa dentro da zona. O esfriamento da mistura de graxa é, preferivelmente, realizado com a adição de óleo de base em uma temperatura substancialmente menor do que a da mistura de graxa e muito vantajosamente, em alguns casos, com reciclagem da mistura de graxa através de um cooler. O processo é realizado muito vantajosamente, em alguns casos, com reciclagem da mistura de graxa através de um meio de cisalhamento durante ou após o esfriamento em uma temperatura dentro de uma faixa que variará um pouco com as diferentes graxas, dependendo principalmente da natureza do espessante de sabão.

[0065] As graxas de excelente qualidade são obtidas na forma acima em boas

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16/48 produções e em tempos de manufatura muito reduzidos, quando comparados com os processos da técnica anterior, devido, em grande parte, ao efeito do desenvolvimento da fibra de sabão no cisalhamento de reciclagem durante as etapas de desidratação e condicionamento de sabão, e também ao efeito combinado deste cisalhamento com o efeito de realizar a saponificação sob condições turbulentas, o que provê uma mistura de graxa em que as moléculas ou micelas de sabão estão presentes em um estado altamente dispersado.

[0066] A invenção será melhor compreendida pela seguinte descrição em combinação com a Figura 1, que é um diagrama esquemático de um aparelho representando uma modalidade preferida da invenção.

[0067] Com referência ao desenho, 1 é um reator tubular na forma de um espiral, situado dentro da câmara 2 e conectado com as linhas 6 e 7. A câmara 2 é vedada por flange 3 e provida com linha de entrada 4 e linha de saída 5 por vapor ou outro fluido de aquecimento. O vaso 15 contém material saponificável, ou uma mistura de material saponificável e óleo de base, que é mantida em uma temperatura acima do ponto de fusão do material saponificável por meio de aquecimento 16. Geralmente, o vaso 15 conterá uma mistura de material saponificável e óleo de base compreendendo pelo menos 10 % em peso da mistura. Geralmente prefere-se empregar uma mistura compreendendo cerca de 20 % em peso a 60 % em peso de material saponificável, embora menores quantidades de até 5 % em peso e também maiores quantidades de até 100 % em peso de material saponificável podem ser empregadas em alguns casos. O vaso 20 contém uma solução de água ou lama de óleo de base metálica.

[0068] Na realização do processo de produzir graxa, o material saponificável passa em uma taxa controlada através da linha 17, contendo válvula 18 e bomba

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19, para a linha 24, enquanto uma solução ou lama de base metálica passa do tanque 20, em uma velocidade controlada através da linha 21 contendo a válvula 22 e bomba 23, para a linha 24. Da linha 24, a mistura de material saponificável e base metálica passa através da linha 25 para a linha 7, na entrada da bomba 10, e da bomba 10 passa através da linha 6 para a zona 1. Quando a saponificação é realizada, empregando-se uma lama de base metálica em óleo, é geralmente desejável introduzir uma pequena quantidade de água ou vapor na zona de reação, a fim de promover a reação. A mistura de reação na zona de reação 1 é mantida sob pressão superatmosférica, pelo menos o suficiente para manter a água presente ou produzida na reação em fase líquida, e em uma temperatura elevada o suficiente para obter uma rápida reação entre a base de metal e o material saponificável. Condições de reação adequadas incluem amplamente pressões na faixa de cerca de 10 psig a cerca de 300 psig, e temperaturas de cerca de 120 °C a cerca de 200 °C. As condições preferidas incluem pressões na faixa de cerca de 95 psig a cerca de 170 psig, e temperaturas na faixa de cerca de 160 °C a cerca de 190 °C.

[0069] A corrente de reagente é passada através da zona de reação 1 em uma velocidade que é, preferivelmente, suficiente para manter o fluxo turbulento dentro da zona. Com especial vantagem, a corrente de reagente pode ser passada através da zona de reação em uma velocidade resultando em fluxo altamente turbulento, preferivelmente, em uma velocidade resultando em um número de Reynolds na faixa de cerca de 4.000 a cerca de 100.000. As taxas de fluxo requeridas para obter-se o grau desejado de turbulência estão geralmente dentro da faixa de cerca de 0,6 a cerca de 12,0 pés cúbicos por minuto por polegada quadrada de seção transversal de reator. No processo compreendendo a

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18/48 modalidade preferida desta invenção, a mistura de saponificação é continuamente reciclada através do reator 1 por meio das linhas 6 e 7 e bomba 10, como um meio de obter uma taxa de fluxo suficientemente elevada da corrente de reagente através da zona de saponificação. Desta maneira, é mantida uma alta taxa de fluxo através da zona de reação 1, que não é dependente da taxa de alimentação, e o fluxo turbulento, através da zona de reação, pode, portanto, ser mantido, mesmo com uma mistura de saponificação requerendo um tempo de permanência relativamente longo para substancialmente completar a reação, ou onde uma taxa de entrada, abaixo daquela requerida pelo fluxo turbulento, é requerida por outras condições do processo. A taxa de reciclagem empregada está ordinariamente na relação de cerca de 10:1 a cerca de 100:1 com a taxa de produção, embora uma relação de reciclagem um pouco inferior ou mais elevada possa ser empregada em alguns casos, tal como a relação de reciclagem tão baixa quanto cerca de 1:1 e tão alta quanto cerca de 200:1.

[0070] Os produtos de saponificação obtidos sob as condições acima são especialmente adequados para uso nas subsequentes etapas de produzir graxa de nosso processo, em razão da facilidade na qual eles aceitam o óleo de base adicional e os mais curtos períodos de condicionamento de sabão que eles requerem em comparação com as misturas de graxa obtidas sob e em outras condições de saponificação. As diferentes condições físicas destes produtos são mostradas pelo fato de que formam produtos semelhantes a graxa imediatamente no esfriamento, quando a mistura de saponificação contém óleo de base, diferentemente dos produtos de saponificação obtidos sob diferentes condições, incluindo tais produtos obtidos em reatores onde turbulência é mantida por outros meios. Este resultado diferente é presumivelmente devido ao severo cisalhamento

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19/48 no qual a mistura de reação é submetida quando é passada através de um tubo de diâmetro relativamente pequeno sob condições de fluxo turbulentas.

[0071] Uma corrente de produto da zona de reação 1 passa para a zona de desidratação 30 por meio da linha 7 e linha 26 contendo a válvula 27. A zona de desidratação 30 é uma zona vertical de diâmetro relativamente grande em comparação com a zona 1, vedada por flange 31 e provida com a linha 32, que é conectada a um meio regulador de pressão (não mostrado). Ela pode ser encamisada ou de outro modo provida com indiretos meios de aquecimento ou esfriamento. A mistura de graxa na zona 30 é mantida em uma temperatura elevada entre cerca de 12 °C a cerca de 250 °C, porém abaixo do ponto de fusão do presente sabão na mistura de graxa, e em uma pressão substancialmente menor do que aquela na zona de reação 1, muito adequadamente sob um vácuo parcial de cerca de 12,7 cm a cerca de 63,5 cm de mercúrio. Na preparação de graxas espessadas com 12-hidroxiestearato de lítio, a mistura de graxa na zona 30 é preferivelmente mantida em uma temperatura na faixa de cerca de 160 °C a cerca de 200 °C.

[0072] Durante sua permanência na zona 30, a mistura de graxa é reciclada continuamente através da linha 33, contendo a bomba 34 e válvulas 35 e 37. A válvula 37 é uma válvula de cisalhamento, adequadamente uma válvula de passagem, ajustada em uma posição parcialmente fechada, a fim de fornecer uma queda de pressão de cerca de 0,70-14,1 kg/cm² e, preferivelmente, de cerca de 1,8-8,8 kg/cm² através da válvula. A reciclagem é, preferivelmente, realizada em uma velocidade rápida, de modo que o volume de mistura de graxa reciclada seja igual ao volume médio total da mistura de graxa dentro da zona 30 (1 modificação de batelada) dentro de um minuto, e suficiente para prover pelo menos cerca de 5

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20/48 modificações de batelada e, mais vantajosamente, pelo menos 10 modificações de batelada, durante o tempo de permanência médio da mistura de graxa dentro da zona. O tempo de permanência da graxa na zona 30 pode ser somente suficiente para obter-se desidratação da mistura de graxa substancialmente completa, a etapa de condicionamento de sabão, neste caso, ocorre simultaneamente com as etapas finais de desidratação. Ela é comumente prolongada um pouco, a fim de prover um período de condicionamento de sabão adicional, preferivelmente, por pelo menos cerca de 5 minutos, particularmente quando a desidratação é realizada substancial e inteiramente na operação de revaporização inicial. Na realização do processo sob as preferidas condições, o tempo de permanência da mistura de graxa na zona 30 pode ser de alguns minutos até cerca de 1 hora, dependendo principalmente da natureza do sabão na mistura de graxa e, em uma menor extensão, de outros fatores, tais como temperatura, concentração de sabão da mistura de graxa e natureza do óleo de base. Na preparação de graxas espessadas com sabão de lítio, um tempo de permanência adequado da mistura de graxa na zona 30 será geralmente de cerca de 5 a 20 minutos, embora períodos um pouco mais curtos ou mais longos possam ser empregados em alguns casos.

[0073] O óleo de base do tanque 40 pode ser adicionado à mistura de graxa em várias etapas do processo, a fim de obter-se a concentração de sabão desejada ou ajudar no aquecimento ou esfriamento da mistura de graxa. Este óleo adicional pode passar na mistura de graxa na linha 26 por meio da linha 41, contendo a válvula 42, linha 43 contendo a bomba 44 e válvula 45, e linha 49 contendo a válvula 50. O óleo de base adicional é adicionado muito vantajosamente desta maneira, a fim de prover pelo menos cerca de 10 % de óleo

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21/48 de base na mistura de graxa da linha 26, quando a saponificação é realizada sem óleo de base ou somente com uma pequena quantidade de óleo de base presente na mistura de saponificação. Tal adição de óleo pode também ser empregada como um meio de aquecer a mistura de graxa a fim de aumentar a remoção de água quando a mistura de graxa é revaporizada na zona 30. O óleo adicionado para este fim é pré-aquecido passando-o através do aquecedor 46 por meio da linha 43a, contendo a válvula 45a.

[0074] Adicional ou alternativamente, o óleo de base do tanque 40 pode passar na mistura de saponificação na zona 1, passando pela linha 43, através da linha 47 contendo a válvula 48 e dentro da linha 25. O óleo adicionado desta maneira é empregado além de ou no lugar do óleo de base empregado na mistura com o material saponificável no tanque 15. Ele é, preferivelmente, pré-aquecido no aquecedor 46, muito adequadamente a uma temperatura interna de aproximadamente a faixa entre aproximadamente 65 °C a cerca de 177 °C.

[0075] Adicional ou alternativamente à adição de óleo de base da forma acima, o óleo lubrificante pode ser adicionado do tanque 40 para a mistura de graxa durante a etapa de condicionamento de sabão. O óleo adicionado nesta etapa do processo pode passar para a mistura de graxa na zona 30 através da linha 51 contendo a válvula 52. Com especial vantagem em alguns casos ele pode passar, através da linha 53 contendo a válvula 54, para a corrente de reciclagem da mistura de graxa na linha 33 como o meio de ajudar na reciclagem quando uma mistura de graxa pesada está sendo circulada, e também como um meio de aumentar a taxa de desidratação, aumentando-se a temperatura da corrente de reciclagem em alguns casos. O óleo adicional é adicionado da forma acima quando necessário para prover uma mistura de graxa na zona 30 contendo pelo

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22/48 menos cerca de 25 % em peso de óleo de base e, preferivelmente, pelo menos cerca de 40 % em peso de óleo de base.

[0076] Além da função da adição do óleo de base à mistura de graxa na zona 30, como um meio de obter a desejada concentração de sabão, a adição de óleo pode ser empregada como um meio de aquecer ou esfriar a mistura de graxa a uma temperatura dentro da desejada faixa de temperatura de condicionamento de sabão. Quando a saponificação é realizada em uma temperatura acima do ponto de fusão do sabão, o óleo adicionado à mistura de graxa na zona 30 por meio das linhas 51 ou 53 é, preferivelmente, em uma temperatura menor do que a mistura de graxa deixando a zona de saponificação. Quando a sapo n ificação é realizada em uma temperatura abaixo da faixa de temperatura desejada para o tratamento de condicionamento de sabão, o óleo de base adicionado como descrito acima é, preferivelmente, pré-aquecido. A temperatura do óleo de base e a quantidade adicionada podem ser ajustadas, a fim de fornecer a concentração de sabão desejada na mistura de graxa na zona 30 e também prover uma temperatura dentro da faixa de temperatura de condicionamento de sabão desejada.

[0077] O aquecimento ou esfriamento indireto da mistura de graxa na zona 30 pode ser empregado além de ou alternativamente ao aquecimento ou esfriamento obtido pela adição de óleo, como descrito acima. O aquecimento ou esfriamento indireto pode ser obtido muito convenientemente empregando-se um vaso encamisado na zona 30 e passando um fluido de troca térmica através da camisa de vaso. Muito vantajosamente em alguns casos, o aquecimento ou esfriamento indireto é aplicado à corrente de reciclagem da mistura de graxa na linha 33, passando-se a mistura de graxa através do trocador de calor 36 por meio da linha 33a, contendo a válvula 35a. É, por exemplo, particularmente vantajoso, em alguns

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23/48 casos, esfriar a corrente de reciclagem desta maneira, a fim de obter-se um aumentado efeito pelo cisalhamento, devido à mistura de graxa mais viscosa obtida pelo esfriamento.

[0078] Uma corrente de mistura de graxa substancialmente desidratada é continuamente retirada da corrente de reciclagem na linha 33 por meio da linha 75 contendo a bomba 76. O óleo de base adicional pode ser adicionado à mistura de graxa na linha 75 do tanque 60 por meio da linha 61, contendo a válvula 62, e linha 66, contendo a bomba 67 e válvula 68. É comumente preferível adicionar este óleo em uma temperatura substancialmente menor do que aquela da mistura de graxa, muito adequadamente, em alguns casos, em temperatura ambiente. Entretanto, em muitos casos, é vantajoso pré-aquecer o óleo passando-o através do trocador de calor 70 por meio da linha 66a, contendo a válvula 68a, particularmente onde uma alta taxa de adição de óleo é empregada ou onde é desejável empregar uma taxa de esfriamento mais lenta. Alternativa ou adicionalmente, o óleo pode ser introduzido na linha 75 do tanque 40 por meio da linha 41, linha 64, contendo a válvula 65, e linha 66. O tanque 60 é geralmente empregado em combinação com o tanque 40 no processo somente quando dois diferentes óleos de base são empregados na graxa.

[0079] O óleo adicional adicionado à mistura de graxa na linha 79 pode ascender tanto quanto cerca de 90 % em peso de óleo total na graxa finalizada. É comumente preferível realizar a preparação de graxa com cerca de 20-80 % em peso de óleo total contido na graxa adicionada desta maneira em uma temperatura pelo menos de cerca de 37 °C abaixo da temperatura da mistura de graxa na linha 75.

[0080] Da linha 75, a mistura de graxa passa para a linha 79, contendo a

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24/48 bomba 80 e válvulas 81 e 83. A válvula 81 é uma válvula de cisalhamento, tal como uma válvula de passagem, que pode ser operada com uma queda de pressão substancial. Onde é desejável obter esfriamento adicional, a mistura de graxa pode passar através do cooler 85, por meio da linha 79a, contendo a válvula 83a. A reciclagem da mistura de graxa, através da linha 79 por meio da linha 89, pode ser empregada a fim de obterem-se múltiplas passagens através da válvula de cisalhamento 81 e cooler 85. Da linha 79, uma corrente da mistura de graxa é removida através da linha 87, contendo a válvula 88. O óleo de base adicional na mesma ou em uma temperatura inferior pode ser adicionado a esta corrente da mistura de graxa por meio da linha 71, contendo a válvula 72, alternativamente ou além do óleo de base adicionado através da linha 66, como descrito acima. Quando óleo adicional é adicionado desta maneira, torna-se misturado com a mistura de graxa, uma vez que o vapor combinado passa através da válvula 88 que é operada como uma válvula de cisalhamento. A corrente da mistura de graxa contendo o óleo adicionado desta maneira pode passar através do meio de cisalhamento adicional se desejado.

[0081] Quaisquer aditivos empregados na graxa são, preferivelmente, introduzidos dentro da mistura de graxa durante o esfriamento, comumente onde a mistura de graxa está abaixo de 121 °C. Como mostrado na Figura 1, os aditivos podem ser adicionados de um ou mais do tanque 90 por meio da linha 91, contendo a válvula 92 e bomba 93, para a mistura de graxa na linha 75, após a adição do óleo de base da linha 66. Quando a mistura de graxa neste ponto não está em uma temperatura adequadamente baixa, os aditivos podem ser adicionados em algum ponto depois na seção de esfriamento e acabamento. Vantajosamente, a invenção aqui se refere à eliminação do componente de sal do

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25/48 ácido dibásico ou éster dibásico convencional. Estes componentes de agente espessante ou complexante convencionais são substituídos por um aditivo boratado alimentado na mistura de graxa durante a adição dos aditivos. Esta substituição e modificação de processo resultam em um processo significativamente menos problemático e um aumento substancial da produtividade operacional.

[0082] É comumente vantajoso reciclar a mistura de graxa através da válvula de cisalhamento 81 operada com uma queda de pressão próxima à faixa de 20200 psig, empregando-se uma relação de reciclagem de cerca de 1:1 a cerca de 100:1 e, preferivelmente, de cerca de 5:1 a cerca de 50:1. O cisalhamento desta maneira é preferivelmente realizado na mistura de graxa em uma temperatura abaixo de aproximadamente 150 °C e, mais vantajosamente, na maioria dos casos, em uma temperatura dentro da faixa de cerca de 65 °C a cerca de 121 °C. [0083] A base de metal empregada na saponificação pode ser um hidróxido ou outro composto reagente básico adequado de qualquer um dos metais comumente empregados como o componente metálico do sabão na preparação de graxas lubrificantes, tais como sódio, lítio, potássio, cálcio, bário, magnésio, zinco, cobalto, manganês, alumínio, chumbo, etc. bem como misturas de dois ou mais metais. É, preferivelmente, um óxido, hidróxido ou carbonato de metal. As graxas que são mais vantajosamente preparadas pelo método desta invenção são aquelas em que o espessante de sabão é um sabão de metal alcalino ou de metal alcalino terroso, ou uma mistura de dois ou mais sabões destas classes.

[0084] Os materiais saponificáveis adequados para uso nestas preparações de graxa compreendem ácidos graxos superiores contendo cerca de 12 a 32 átomos de carbono por molécula, e ácidos graxos superiores hidróxi substituídos, seus

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26/48 glicerídeos e outros ésteres e suas misturas. A invenção também considera preparações de graxa realizadas da forma descrita acima, em que tais materiais de ácido graxo superior são empregados em combinação com materiais de ácido graxo inferior, tais como ácidos graxos contendo de 1 a cerca de 6 átomos de carbono por molécula, seus glicerídeos e outros ésteres. Tais materiais de ácido graxo inferior podem ser empregados em quantidades fornecendo uma relação em mol de ácido graxo inferior para ácido graxo superior abaixo de 1:1 até cerca de 20:1, respectivamente. Também, os materiais de ácido graxo intermediário podem ser empregados em combinação com os materiais de ácido graxo superior em quantidades variando, comumente em quantidades fornecendo uma relação em mol com o material de ácido graxo superior abaixo de cerca de 1:1, respectivamente.

[0085] Os óleos de base empregados nestas graxas podem ser qualquer óleo de base tendo características lubrificantes, incluindo um ou mais do óleo de base de lubrificante de petróleo residual, óleo de base Grupo I, óleo de base Grupo II, Óleo de Base Grupo II+, óleo de base Grupo III, óleo de base Grupo IV, 150R, 600R, 110RLV, 220R, 100R, ou suas combinações. Eles podem ser do tipo naftênico ou parafínico, ou misturas de dois ou mais óleos destes diferentes tipos. [0086] Na produção de graxas de óleos sintéticos que são hidrolisados sob as condições de saponificação, a saponificação é preferivelmente realizada na ausência de qualquer tal óleo de base ou de uma quantidade menor de tal óleo de base, que é substancialmente inerte sob as condições de saponificação, tal como óleo mineral e óleo sintético adicionados nas últimas etapas do processo de produção de graxa descrito aqui.

[0087] II. Composição de Graxa de complexo de lítio

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27/48 [0088] Óleos de base são o mais importante componente das composições de graxa, geralmente compreendendo mais do que 70 % das composições de graxa. As composições de graxa compreendem um óleo de base e pelo menos um aditivo. As composições de graxa podem ser usadas em automóveis, motores diesel, eixos de rodas, transmissões, e aplicações industriais. As composições de graxa devem satisfazer as especificações para sua destinada aplicação, como definido pela organização governamental responsável. Os aditivos típicos e sua função estão descritos em Modern Lubricating Greases by C. J. Boner, Scientific Publication (G.B.) Ltd. 1976.

[0089] Os aditivos, que podem ser misturados com o óleo de base, para prover uma composição lubrificante, incluem aqueles que são destinados a melhorar selecionadas propriedades da composição lubrificante. Os aditivos típicos incluem, por exemplo, surfactantes iônicos, surfactantes não-iônicos, antioxidantes, aditivos antidesgaste, agentes de pressão extrema, inibidores de corrosão, inibidores de ferrugem, espessantes (isto é, agentes de gelação), agentes de oleosidade, desativadores de metal, inibidores de sangria de óleo, tais como polibuteno, aditivos de estabilidade de cisalhamento, depressores de ponto de verteção, tais como polimetil metacrilato, nitrogênio orgânico complexo, e aminas, aditivos condutores térmicos, agentes eletrocondutivos, compatibilizantes elastoméricos, modificadores de viscosidade, modificadores de fricção, agentes de aderência, bactericidas e fungicidas, compostos poliméricos, corantes, e similares. Os aditivos podem ser adicionados na forma de um pacote de aditivo, contendo vários aditivos.

[0090] Aditivos Boratados: A composição de graxa pode compreender um aditivo boratado para melhorar as propriedades em alta temperatura (isto é,

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28/48 melhorar o ponto de gotejamento) de lítio com base nas composições de graxa. Por exemplo, exemplos de aditivos boratados podem ser encontrados nas Patentes U.S. Nos. 4.780.227; 4.743.386; 4.781.850; 4.828.732; 4.828.734; 5.242.045; 5.242.610; e 5.252.237. Entretanto, os aditivos boratados descritos não são para ser limitados no escopo pelas modalidades específicas descritas em ditas patentes U.S.

[0091] Desativadores de Metal: A composição de graxa pode compreender desativadores de metal, tais como disalicilideno propilenodiamina, derivativos de triazol, derivativos de tiadiazol, mercaptobenzimidazois; nitrogênio orgânico complexo, e aminas.

[0092] Retardantes de Chama: A composição de graxa pode compreender retardantes de chama, tais como óxido de cálcio.

[0093] Agentes de Aderência: A composição de graxa pode compreender agentes de aderência, tais como poliisobutileno (PIB).

[0094] Espessantes (agentes de gelação): O espessante pode ser qualquer material que, em combinação com o óleo de base, produzirá a estrutura semifluida a sólida. Neste aspecto, um espessante de graxa em combinação com o óleo de base age muito do mesmo modo que uma esponja contendo água. Os espessantes principais usados em graxas incluem sabões de lítio, alumínio, sódio, e cálcio e seus complexos; argila; poliureia, diureia, sílica, alumina, sulfonatos de cálcio super-baseados; sozinhos ou em combinação.

[0095] O sistema espessante pode compreender um sabão complexo de lítio de um ácido graxo hidróxi C₁₂ a C₂₄ ou de um éster do ácido graxo hidróxi C₁₂ a C₂₄, e um aditivo boratado. Os ácidos graxos hidróxi C₁₂ a C₂₄ podem incluir ácido 12-hidroxiesteárico, ácido 12-hidroxirrinoleico, ácido 12-hidroxibeênico, e ácido 10Petição 870160019281, de 11/05/2016, pág. 43/70

29/48 hidroxipalmítico. Em uma modalidade, o ácido graxo hidróxi Ci₂ a C₂₄ é ácido 12hidroxiesteárico. A quantidade de espessante complexo de lítio na composição de graxa lubrificante pode variar de 12 a 30 % em peso, de 5 a 20 % em peso, ou de 10 a 15 % em peso, com base no peso total de composição de graxa.

[0096] Inibidores de Corrosão (Agentes anticorrosivos): Estes aditivos são tipicamente adicionados para reduzir a degradação das partes metálicas e presentes em uma quantidade de cerca de 0,02 a 1 % em peso. Os exemplos incluem dialquilditiofosfato de zinco, hidrocarbonetos fosfossulfurizados, e os produtos obtidos pela reação de um hidrocarboneto fosfossulfurizado com um óxido ou hidróxido de metal alcalino terroso, preferivelmente na presença de um fenol alquilado ou de um tioéster de alquilfenol. O inibidor de ferrugem ou agentes anticorrosivos pode ser um agente tensoativo de polioxietileno. Os agentes tensoativos de polioxietieleno não-iônicos incluem, mas não são limitados a lauril éter de polioxietileno, éter de álcool superior de polioxietileno, polioxietileno nonilfenil éter, polioxietileno octilfenil éter, polioxietileno octil estearil éter, polioxietileno oleil éter, monoestearato de polioxietileno sorbitol, monooleato de polioxietileno sorbitol, e monooleato de polietileno glicol. Os inibidores de ferrugem ou agentes anticorrosivos podem também ser outros compostos, que incluem, por exemplo, ácido esteárico e outros ácidos graxos, ácidos dicarboxílicos, sabões metálicos, sais de amina de ácido graxo, sais de metal de ácido sulfônico pesado, éster do ácido carboxílico parcial de álcoois poliídricos, e ésteres fosfóricos. O inibidor de ferrugem pode ser um sal de estearato de cálcio.

[0097] Aperfeiçoadores de Índice de Viscosidade (Modificadores): O índice de viscosidade de um óleo de base pode ser aumentado, ou melhorado, incorporando-se nele certos materiais poliméricos que funcionam como

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30/48 aperfeiçoadores de viscosidade (VM) ou aperfeiçoadores do índice de viscosidade (VII) em uma quantidade de 0,3 a 25 % em peso do peso final do óleo de base. Os exemplos incluem, mas não são limitados a copolímeros de olefina, tais como copolímeros de etileno-propileno, copolímeros de estireno-isopreno, copolímeros de estireno-isopreno hidratados, copolímeros de polibuteno, poliisobutileno, polimetacrilatos, vinilpirrolidona, e metacrilato, e aperfeiçoadores de índice de viscosidade do tipo dispersante. Estes modificadores de viscosidade podem, opcionalmente, ser enxertados com materiais de enxerto, tais como, por exemplo, anidrido maleico, e o material enxertado pode ser reagido com, por exemplo, aminas, amidas, compostos heterocíclicos contendo nitrogênio ou álcool, para formar modificadores de viscosidade multifuncionais (modificadores de viscosidade-dispersante).

[0098] Outros exemplos de modificadores de viscosidade incluem polímeros estrela (p. ex., um polímero estrela compreendendo triblocos de isopreno/estireno/isopreno). Já outros exemplos de modificadores de viscosidade incluem polialquil(met)acrilatos de baixa viscosidade Brookfield e alta estabilidade de cisalhamento, polialquil(met)acrilatos com propriedades dispersantes de alta viscosidade Brookfield e alta estabilidade de cisalhamento, poliisobutileno tendo um peso molecular médio ponderal variando de 700 a 2.500 Daltons e suas misturas.

[0099] Modificadores de Fricção: a composição de graxa pode compreender pelo menos um modificador de fricção (p. ex., um composto de molibdênio contendo enxofre). Certos compostos de organo-molibdênio contendo enxofre são sabidos modificar a fricção em composições de graxa, enquanto também oferecendo créditos antioxidantes e antidesgastes. Exemplos de compostos de

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31/48 organo-molibdênio solúveis em óleo incluem complexo de molibdênio sucinimido, ditiocarbamatos, ditiofosfatos, ditiofosfinatos, xantatos, tioxantatos, sulfetos, e similares, e suas misturas.

[0100] Outros exemplos incluem pelo menos um mono-, di- ou triéster de uma hidroxil amina terciária e um ácido graxo como um aditivo modificador de fricção. Outros exemplos são selecionados do grupo de ácido sucinâmico, sucinimido, e suas misturas. Outros exemplos são selecionados de uma amina graxa alifática, uma amina éter, uma amina graxa alifática alcoxilada, uma amina éter alcoxilada, um ácido carboxílico alifático solúvel em óleo, um poliol éster, uma amida de ácido graxo, uma imidazolina, uma amina terciária, um anidrido ou ácido hidrocarbila sucínico reagido com uma amônia ou uma amina primária, e suas misturas.

[0101] Inibidores de Oxidação/Antioxidantes: Os inibidores de oxidação ou antioxidantes reduzem a tendência dos óleos minerais deteriorarem em operação, cuja deterioração é evidenciada pelos produtos de oxidação, tais como pasta fluida, laca, e depósitos semelhantes a verniz sobre superfícies metálicas. A composição de graxa pode conter de cerca de 50 ppm a cerca de 5,00 % em peso de pelo menos um antioxidante selecionado do grupo de antioxidantes fenólicos, antioxidantes amínicos, ou uma sua combinação. A quantidade de antioxidantes pode ser entre 0,10 a 3,00 % em peso. A quantidade de antioxidantes pode ser entre cerca de 0,20 a 0,80 % em peso. Um exemplo de um antioxidante usado é di-C₈-difenilamina, em uma quantidade de cerca de 0,05 a 2,00 % em peso do peso total de composição de óleo. Outros exemplos de antioxidantes incluem compostos de óxido MoS e Mo.

[0102] Outros exemplos de antioxidantes incluem fenois impedidos; sais de metal alcalino terroso de alquilfenoltioésteres tendo cadeias laterais alquila C₅ a

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C₁₂; sulfeto de nonilfenol de cálcio; fenatos solúveis em óleos e fenatos sulfurizados; hidrocarbonetos ou ésteres fosfosulfurizados ou sulfurizados; ésteres fosforosos; tiocarbamatos metálicos; compostos de cobre solúveis em óleo conhecidos na arte; fenil naftil aminas, tais como fenileno diamina, fenotiazina, difenil amina, diarilamina; fenil-alfanaftilamina; 2,2’-dietil-4-4’-dioctil difenilamina, 2,2’dietil-4-t-ocitildifenilamina; sais de metal alcalino terroso de alquilfenol tioésteres, tendo cadeias laterais alquila C₅ a C₁₂, por exemplo, nonilfenol sulfeto de cálcio, t-octilfenol sulfeto de bário, dialquilditiofosfatos, dioctilfenilamina, fenilalfanaftilamina e suas misturas. Alguns destes antioxidantes ainda funcionam como inibidores de corrosão. Outros antioxidantes adequados que também funcionam como agentes antidesgaste incluem bis alquilditiotiadiazois, tais como 2,5-bis-octil-ditiotiadiazol.

[0103] Agentes antidesgaste:Os agentes antidesgaste também podem ser adicionados à composição de graxa. A composição pode compreender pelo menos um agente antidesgaste selecionado de compostos contendo fosfatos, fosfitos, carbamatos, ésteres, enxofre, e complexos de molibdênio. Outros representantes dos agentes antidesgaste adequados são dialquilditiofosfato de zinco, diarilditiofosfato de zinco, ditiocarbamatos de Zn ou Mo, fosfitos, fosfatos de amina, sucinimido boratado, sulfonato de magnésio, e suas misturas. A composição pode compreender pelo menos um metal de ditiofosfato de diidrocarbila como agente antidesgaste e antioxidante em quantidades de cerca de 0,1 a cerca de 10 % em peso. O metal pode ser um metal alcalino ou alcalino terroso, ou alumínio, chumbo, estanho, molibdênio, manganês, níquel ou cobre.

[0104] Agentes de Pressão Extrema: A composição de graxa pode compreender um agente de pressão extrema. Exemplos incluem agentes de

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33/48 pressão extrema boratados de metal alcalino terroso e agentes de pressão extrema boratados de metal alcalino. Outros exemplos incluem olefinas sulfurizadas, dialquil-1-ditiofosfato de zinco (tipo alquila primária, alquila secundária, e arila), sulfeto de di-fenila, metil cloroestearato, naftaleno clorado, fluoroalquilpolissiloxano, naftenato de chumbo, fosfatos neutralizados ou parcialmente neutralizados, ditiofosfatos, e fosfatos livres de enxofre.

[0105] A composição de graxa pode compreender aditivos multifuncionais, tais como oximolibdênio ditiocarbamato sulforizado, oximolibdênio organo fosforoditioato sulfurizado, oximolibdênio monoglicerídeo, oximolibdênio dietilato amida, composto complexo de amina-molibdênio, e composto complexo de molibdênio contendo enxofre, e similares.

[0106] A composição de graxa pode compreender materiais sólidos, tais como grafite, dissulfeto de molibdênio, politetrafluoroetileno, talco, pós metálicos, carbonato de cálcio, óxido de cálcio, hidróxido de cálcio, nitreto de boro, óxido de titânio, óxido de zinco, e vários polímeros, tais como cera de polietileno, podem também ser adicionados para conceder propriedades especiais.

[0107] Alguns dos aditivos mencionados acima podem prover uma multiplicidade de efeitos; assim, por exemplo, um único aditivo pode atuar como um dispersante, bem como um inibidor de oxidação. Estes aditivos multifuncionais são bem conhecidos. Além disso, quando a composição de graxa contém um ou mais dos aditivos mencionados acima, cada aditivo é tipicamente misturado no óleo de base em uma quantidade que possibilite ao aditivo prover sua função desejada. Pode ser desejável, embora não essencial, preparar um ou mais concentrados de aditivo compreendendo aditivos (os concentrados algumas vezes sendo referidos como “pacotes aditivos”), por meio do que diferentes aditivos

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34/48 podem ser adicionados simultaneamente para formar as composições de graxa finais. A composição final pode empregar de cerca de 0,5 a cerca de 30 % em peso de concentrado. Os componentes podem ser misturados em qualquer ordem e podem ser misturados como combinações de componentes.

[0108] Definições e Termos [0109] Os seguintes termos serão usados por todo o relatório e terão os seguintes significados, a menos que de outro modo indicado.

[0110] O termo “Óleo de Base Grupo I” refere-se a um óleo de base que contém menos do que 90 % de saturados e/ou mais do que 0,03 % de enxofre, e tem um índice de viscosidade maior do que ou igual a 80 e menor do que 120, empregando-se os métodos ASTM especificados na Tabela E-1 da American

Petroleum Institute Publication 1509.

[0111] O termo “Óleo de Base Grupo II”, refere-se a um óleo de base que contém mais do que ou igual a 90 % de saturados e menos do que ou igual a 0,03 % de enxofre, e tem um índice de viscosidade maior do que ou igual a 80 e menor do que 120, empregando-se os métodos ASTM especificados na Tabela E-1 da American Petroleum Institute Publication 1509.

[0112] O termo “Óleo de Base Grupo II+” refere-se a um óleo de base Grupo II tendo um índice de viscosidade maior do que ou igual a 110 e menor do que 120. [0113] O termo “Óleo de Base Grupo III” refere-se a um óleo de base que contém mais do que ou igual a 90 % de saturados e menos do que ou igual a 0,03 % de enxofre, e tem um índice de viscosidade maior do que ou igual a 120, empregando-se os métodos ASTM especificados na Tabela E-1 da American

Petroleum Institute Publication 1509.

[0114] O termo “Óleo de Base de lubrificante de petróleo residual” refere-se a

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35/48 um óleo de base Grupo I pesado com um índice de viscosidade de cerca de 90 e uma viscosidade cinemática de cerca de 30 cSt a 100 °C. O óleo de base de lubrificante de petróleo residual é um estoque de base de óleo lubrificante de alta viscosidade, totalmente refinado e desparafinado, geralmente produzido por tratamento adequado de resíduos de petróleo. Por exemplo, o óleo de base de lubrificante de petróleo residual da presente invenção pode ter uma viscosidade de 31 cSt a 100 °C. O 150 Bright Stock (HollyFrontier™ SN 150 Bright Stock) é um exemplo de um tal óleo de base de lubrificante de petróleo residual da invenção aqui.

[0115] O termo “nivelamento” refere-se a uma quantidade de óleo de base sendo adicionada para ajustar a consistência da composição de graxa.

[0116] O termo “Derivado de Petróleo” significa que o produto, fração, ou alimentação origina-se das correntes suspensas de vapor da destilação de petróleo bruto e os combustíveis residuais que são a parte remanescente nãovaporizável. Uma fonte do produto, fração, ou alimentação derivada de petróleo pode ser de um campo de gás condensado.

[0117] O termo “Aromáticos” significa quaisquer compostos hidrocarbônicos que contêm pelo menos um grupo de átomos que compartilham uma nuvem ininterrupta de elétrons deslocados, onde o número de elétrons deslocados no grupo de átomos corresponde a uma solução para a Regra de Huckel de 4n + 2 (p. ex., n=1 para 6 elétrons, etc.). Exemplos representativos incluem, mas não são limitados a benzeno, bifenilo, naftaleno, e similares.

[0118] O termo “Norma ASTM D217-10” refere-se a um método de teste padrão para a Penetração de Cone de Graxa Lubrificante. Estes testes de penetração de cone não avaliam apenas a consistência das graxas lubrificantes

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36/48 através da faixa total de números NLGI de 000 a 6, mas também avaliam a consistência das graxas espessas tendo números de penetração menores do que 85. Os resultados do teste de penetração de cone proveem uma medida da consistência de uma graxa. Os resultados de penetração trabalhados são necessários para determinar a qual grau de consistência NLGI uma graxa pertence. Os resultados de penetração inalterados proveem um meio de avaliar o efeito das condições de armazenagem sobre a consistência da graxa. O método de teste é projetado para medir a consistência das graxas lubrificantes pela penetração de um cone de dimensões, massa, e acabamento especificados. A penetração é medida em décimos de milímetro.

[0119] O termo “Norma ASTM D2265” ou “D2265” refere-se a um método de teste padrão para Ponto de Gotejamento de uma graxa lubrificante através de uma ampla faixa de temperatura. Quando a temperatura da graxa aumenta, a penetração aumenta até a graxa liquefazer e a consistência desejada é perdida. O ponto de gotejamento é a temperatura na qual uma graxa torna-se fluida o suficiente para pingar. A seguir, um resumo do método de teste D2265:

(a) Uma amostra de graxa em uma taça de teste de graxa é sustentada em um tubo de teste colocado em um forno de bloco de alumínio em uma pré-ajustada temperatura constante. Um termômetro de amostra é colocado no tubo e posicionado de forma a medir a temperatura na taça de amostra sem entrar em contato com a graxa.

(b) Quando a temperatura aumenta, em algum ponto uma gota de material cairá da taça para o fundo do tubo de teste. A leitura do termômetro da amostra é registrada no grau mais próximo como o ponto de gotejamento observado. Ao mesmo tempo, a temperatura

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37/48 do forno de bloco de alumínio também é registrada no grau mais próximo.

(c) Uma terceira diferença entre os dois valores é o fator de correção que é adicionado ao valor observado e registrado como o ponto de gotejamento da graxa.

[0120] O termo “Norma ASTM D566” ou “D566” refere-se a um método de teste padrão para Ponto de Gotejamento de uma graxa lubrificante através de uma ampla faixa de temperatura. A seguir, um resumo do método de teste D566: Uma amostra de graxa lubrificante contida em uma taça suspensa em um tubo de teste é aquecida em um banho de óleo em uma taxa fixa. A temperatura em que o material cai do furo no fundo da taça tem sua média calculada com a temperatura do banho de óleo e registrada como o ponto de gotejamento da graxa.

[0121] O termo “viscosidade cinemática” refere-se a uma medição da resistência ao fluxo de um fluido sob gravidade. Muitos óleos de base, composições lubrificantes feitas deles, e a correta operação de equipamento dependem da viscosidade apropriada do fluido sendo usado. A viscosidade cinemática é determinada por ASTM D445-06. Os resultados são relatados em mm²/s e cSt.

[0122] O termo “índice de viscosidade (VI)” refere-se a um número empírico, número com menos unidades indicando o efeito da mudança de temperatura sobre a viscosidade cinemática do óleo. O índice de viscosidade é determinado por ASTM D2270-04.

[0123] O termo “ponto de verteção” refere-se a uma medição da temperatura em que uma amostra de óleo de base começará a fluir sob condições cuidadosamente controladas. O ponto de verteção pode ser determinado como

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38/48 descrito na ASTM D5950-02. Os resultados são reportados em graus Celsius. Muitos óleos de base comerciais têm especificações para o ponto de verteção. Quando os óleos de base têm baixos pontos de verteção, os óleos de base também têm, provavelmente, outras boas propriedades em temperatura baixa, tais como baixo ponto de turvação, baixo ponto de obstrução de filtro frio, e viscosidade de acionamento em baixa temperatura.

[0124] O termo “volatilidade Noack” refere-se a um teste de acordo com ASTM D5800-05 Procedimento B. Um método mais conveniente para calcular a volatilidade Noack e um que se correlaciona bem com ASTM D5800-05 é usar um teste de analisador termogravimétrico (TGA) por ASTM D6375-05. A volatilidade Noack TGA é usada por toda a presente descrição, a menos que de outro modo citada.

[0125] Os termos “100R, 150R, 220R, 600R e 110RLV” referem-se a óleos de base definidos como apresentados na Tabela 1 mostrada abaixo.

Tabela 1

Propriedade	Método ASTM	100R	150R	220R	600R	110RLV
Categoria de Óleo de Base API	API 1509 E 1.3	II	II	II	II	II(+)
Aparência	SM 36099	Brilhante e límpido	Brilhante e límpido	Brilhante e límpido	Brilhante e límpido	Brilhante e límpido
Cor	ASTM D 1500	L0.5	L0.5	L0.5	L0.5	L0.5
Gravidade API, deg.	ASTM D 4052	34,4	33,4	31,9	31,2	35,4
Densidade, lb/gal	ASTM D 4052	7,1	7,15	7,22	7,28	7,06
Densidade, kg/l	ASTM D 4052	0,853	0,858	0,867	0,874	0,848

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Gravidade específica, @ 60°F/60°F	ASTM D 4052	0,853	0,858	0,867	0,874	0,848
Viscosidade @ 40°C, cSt	ASTM D 445	20,3	30,9	43,7	108	21,1
Viscosidade @ 100°C, cSt	ASTM D 445	4,1	5,3	6,6	12,2	4,4
Viscosidade @ 100°F, SUS	ASTM D 2161	107	153	214	590	113
Índice de Viscosidade	ASTM D 2270	102	107	102	103	118
CCS @ -20°C, cP	ASTM D 5293	N/A	1750	3400	N/A	822
CCS @ -25°C, cP	ASTM D 5293	1400	2660	5600	N/A	1350
CCS @ -30°C, cP	ASTM D 5293	2650	5070	N/A	N/A	2450
Ponto de Verteção, °C	ASTM D 5950/1C	-15	-15	-13	-17	-15
Ponto de fulgor, COC, °C	ASTM D 92	206	227	230	270	216
Volatilidade, % em peso de destilado a 700°F/371°C	ASTM D 2887	13	N/A	N/A	N/A	N/A
Perda Evaporativa, NOACK, % em peso	ASTM D5800 (B)	26	14	10	2	16
Água, ppm	ASTM D 6304-98	<50	<50	<50	<50	<50
Enxofre, ppm	ICP/XRF	<10	<10	<10	<10	<6
Saturados, HPLC % em peso	Chevron	>99	>99	>99	>99	>99
Aromáticos, HPLC o % em peso	Chevron	<1	<1	<1	<1	<1

N/A refere-se a não disponível.

[0126] O termo “150 Bright Stock” refere-se a um óleo de base definido como apresentado na Tabela 2 mostrada abaixo.

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Tabela 2

Propriedade	Método	150R Bright Stock
Aparência	N/A	Viscoso escuro
Ponto de	D2887	N/A
Densidade	D1250	7,42 lb/gal
Ponto de	D97	-9 °C
Peso Molecular	D2502	690 g/mol
Gravidade	D1298	0,89
Odor	N/A	Leve
Pressão de	N/A	< 0,0001 mmHg @ 20
Viscosidade (°F)	D2161	2636 SUSC @ 100 °F
Viscosidade (°C)	D445	491,4 cSt @ 40 °C
% Volatilidade	D2369	Nada

N/A refere-se a não disponível [0127] A menos que de outro modo indicado aqui, termos científicos e técnicos usados em combinação com a presente invenção devem ter os significados que são comumente entendidos por aqueles hábeis na técnica. Além disso, a menos que de outro modo requerido pelo contexto, termos singulares devem incluir pluralidades e termos plurais devem incluir o singular. Mais especificamente, como usado neste relatório e nas reivindicações anexas, as formas singulares “um”, “uma” e “o”, “a” incluem múltiplas referências, a menos que o contexto determine claramente de outro modo. Assim, por exemplo, referência a “um ácido graxo” inclui uma pluralidade de ácidos graxos, e similares. Além disso, as variações providas no relatório e reivindicações anexas incluem tanto os pontos extremos como todos os pontos entre os pontos extremos. Portanto, uma faixa de 2,0 a 3,0 inclui 2,0, 3,0 e todos os pontos entre 2,0 e 3,0. Além disso, todos os números expressando quantidades, porcentagens ou proporções, e outros valores numéricos usados no relatório e reivindicações, são para ser compreendidos como sendo modificados em todos os exemplos pelo termo “aproximadamente”. Como usado aqui, o termo “incluem” e suas variantes gramaticais destinam-se a ser não

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41/48 limitantes, de modo que a recitação de itens em uma lista não é para a exclusão de outros itens semelhantes que podem ser substituídos ou adicionados aos itens listados. Como empregado aqui, o termo “compreendendo” significa incluir elementos ou etapas que são identificados após aquele termo, porém quaisquer tais elementos ou etapas não são exaustivos, e uma modalidade pode incluir outros elementos e ou etapas.

EXEMPLOS [0128] Os seguintes exemplos são providos para demonstrar modalidades particulares da presente invenção. Deve ser observado por aqueles hábeis na arte que os métodos descritos nos exemplos a seguir representam simplesmente modalidades exemplares da presente invenção. Entretanto, aqueles hábeis na técnica devem, à luz da presente descrição, observar que muitas mudanças podem ser feitas nas modalidades específicas descritas e ainda obter um resultado igual ou similar sem desvio do espírito e escopo da presente invenção.

[0129] Exemplo 1 [0130] Graxa Espessada de Sabão Complexa de 12-hidróxi EstearatoOrganoborato de Lítio [0131] O aparelho empregado na preparação (unidade de processamento contínuo) e as condições operacionais usadas foram as mesmas que no Exemplo 1. O aparelho empregado na preparação compreendia um reator em espiral, um desidratador, um dispositivo de cisalhamento, e um cooler, com equipamento auxiliar para circular a mistura de graxa através de cada uma destas zonas, bem como para introduzir reagentes e óleo de base adicional, mover a mistura de graxa entre as zonas e retirar uma corrente de produto. Os detalhes do equipamento e processo usado são descritos na Seção I acima.

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42/48 [0132] O trocador de calor de base de sabão foi ajustado para 182 °C. A temperatura e pressão do reator foram ajustadas para 177 °C e 150 psig, respectivamente. A temperatura e pressão da zona de desidratação foram ajustadas para 182 °C e 15,7 psig, respectivamente. O nível da zona de desidratação foi ajustado para 50,5 % e o cisalhamento da zona de desidratação foi ajustado para 80 psig. A temperatura do cooler foi ajustada para 93 °C. A pressão de cisalhamento da seção de acabamento foi ajustada para 100 psig, assim como a pressão do produto finalizado.

[0133] Uma mistura de óleo de base pré-aquecida, consistindo de 90 % de um óleo mineral neutro do Grupo II (Chevron Neutral Oil 600R), de viscosidade de 110 cSt a 40 °C, e 10 % de um lubrificante de petróleo residual mineral do Grupo I (Holly SN 150 Bright Stock), de viscosidade de 31 cSt a 100 °C, foi alimentada à frente da unidade de processamento contínuo antes do reator em uma taxa de 23,72 lb/min. No mesmo ponto da unidade de processamento contínuo, 12hidroxiestearato de metila aquecido foi adicionado em uma taxa de 4,49 lb/min. Também, no mesmo ponto da unidade de processamento contínuo, solução a 18 % de hidróxido de lítio monoidratado em água foi adicionada em uma taxa de e 3,59 lb/min. Após recirculação no reator, a mistura de reação foi alimentada à seção de zona de desidratação. Após recirculação na zona de desidratação, a mistura espessante de sabão simples reagida e desidratada foi combinada com um aditivo boratado, outros aditivos e óleo adicional, antes de cisalhamento final. Após a seção da zona de desidratação, uma mistura de 33,3 % de modificador de viscosidade, 16,7 % de aditivo boratado, e 50 % de mistura de óleo de base, consistindo de 90 % de um óleo mineral neutro do Grupo II de viscosidade de 110 cSt a 40 °C e 10 % de um lubrificante de petróleo residual mineral do Grupo I de

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43/48 viscosidade de 31 cSt a 100 °C, foi adicionada à unidade de processamento contínuo em uma taxa de 7,0 lb/min. No mesmo ponto, uma mistura de 37,5 % de aditivo de aderência, 25,0 % de agente de pressão extrema, e 50 % de mistura de óleo de base, consistindo de 90 % de um óleo mineral neutro do Grupo II de viscosidade de 110 cSt a 40 °C e 10 % de um lubrificante de petróleo residual mineral do Grupo I de viscosidade de 31 cSt a 100 °C, foi adicionada à unidade de processamento contínuo em uma taxa de 9,33 lb/min. Também no mesmo ponto, uma mistura de 33,3 % de inibidor de ferrugem e 66,7 % de mistura de óleo de base, consistindo de 90 % de um óleo mineral neutro do Grupo II de viscosidade de 110 cSt a 40 °C e 10 % de um lubrificante de petróleo residual mineral do Grupo I de viscosidade de 31 cSt a 100 °C, foi adicionada ao processo em uma taxa de 1,05 lb/min. No mesmo ponto, óleo mineral adicional foi adicionado para esfriar e nivelar, consistindo de 90 % de um óleo mineral neutro do Grupo II de viscosidade de 110 cSt a 40 °C e 10 % de um lubrificante de petróleo residual mineral do Grupo I de viscosidade de 31 cSt a 100 °C, em uma taxa de 16,77 lb/min. A mistura de graxa foi em seguida recirculada na seção de cisalhamento seguida pela seção de esfriamento. A graxa finalizada foi acumulada pela unidade de processamento contínuo em um misturador de graxa convencional para amostragem e teste, como mostrado nas Tabelas 3 e 5.

[0134] O volume de produção total desta execução foi de aproximadamente 32.500 lb em uma taxa de produção média de 2,5 kg/hora, como mostrado na Tabela 4. O ponto de gotejamento médio no momento de manufatura foi de 268 °C e a penetração trabalhada foi de 283 dmm.

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Tabela 3

Resultados Lab QC Finais
Teste	Resultado Medido	Especificação
Penetração trabalhada	283 dmm	270-290
Ponto de Gotejamento	268°C	240 min
Ponto de Gotejamento (manhã seguinte)	259°C	240 min

Table 4

Informação da Batelada
Taxa de Produção de Partida	3.500 lb/hr
Taxa de Produção (2/3 finais de Batelada)	5.500 lb/hr
Graxa Total Produzida Tempo para alinhar a unidade de saída Tempo de execução real	32.571 lb

Table 5

Componente	Exemplo 2 % em peso da Fórmula alvo	Exemplo 2 % em peso Real
Hidróxido de lítio monoidratado	1,080	1,219
12-hidroxiestearato de metila	7,700	8,225
Agente de Pressão Extrema	4,000	4,136
Agente de Aderência	6,000	6,203
Modificador de viscosidade	4,000	4,080
Aditivo boratado	2,000	2,046
Inibidor de Ferrugem	0,600	0,622
Mistura de Óleo de Base	74,620	73,469
	100,000	100,000

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45/48 [0135] Exemplo Comparativo 1 [0136] Graxa Espessada de Sabão Complexa de Mistura de 12-hidróxi

Estearato-Azelato de Lítio [0137] O aparelho empregado na preparação (unidade de processamento contínuo) compreendia um reator em espiral, um desidratador, um dispositivo de cisalhamento, e um cooler, com equipamento auxiliar para circular a mistura de graxa através de cada uma destas zonas, bem como para introduzir reagentes e óleo de base adicionais, mover a mistura de graxa entre as zonas e retirar uma corrente de produto. Os detalhes do equipamento e o processo usado são descritos na Seção I acima.

[0138] O trocador de calor baseado em sabão foi ajustado para 182 °C. A temperatura e pressão do reator foram ajustadas para 177 °C e 150 psig, respectivamente. A temperatura e pressão da zona de desidratação foram ajustadas para 182 °C e 15,7 psig, respectivamente. O nível da zona de desidratação foi ajustado para 50,5 % e o cisalhamento da zona de desidratação foi ajustado para 80 psig. A temperatura do cooler foi ajustada para 93 °C. A pressão de cisalhamento da seção de acabamento foi ajustada para 100 psig, assim como a pressão do produto finalizado.

[0139] Uma mistura de óleo de base pré-aquecida, consistindo de 90 % de um óleo mineral neutro do Grupo II (Chevron Neutral Oil 600R), de viscosidade de 110 cSt a 40 °C, e 10 % de um lubrificante de petróleo residual mineral do Grupo I (Holly SN 150 Bright Stock), de viscosidade de 31 cSt a 100 °C, foi alimentada na unidade de processamento contínuo à frente do reator em uma taxa de 22,06 lb/min. No mesmo ponto que na unidade de processamento contínuo, 12hidroxiestearato de metila aquecido e dimetil sebacato aquecido foram adicionados

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46/48 em uma taxa de 3,87 Ib/min e 0,35 Ib/min, respectivamente. Também, no mesmo ponto que na unidade de processamento contínuo, solução a 18 % de hidróxido de lítio monoidratado em água foi adicionada em uma taxa de 3,98 lb/min. Após recirculação no reator, a mistura de reação foi alimentada à seção de zona de desidratação. Após recirculação na seção da zona de desidratação, a mistura espessante reagida e desidratada foi combinada com aditivos e óleo adicional, antes de cisalhamento final. Após a seção da zona de desidratação, uma mistura de 50 % de modificador de viscosidade e 50 % de mistura de óleo de base, consistindo de 90 % de um óleo mineral neutro do Grupo II de viscosidade de 110 cSt a 40 °C e 10 % de um lubrificante de petróleo residual mineral do Grupo I de viscosidade de 31 cSt a 100 °C, foi adicionada à unidade de processamento contínuo em uma taxa de 4,67 lb/min. No mesmo ponto que na unidade de processamento contínuo, uma mistura de 60 % de aditivo de aderência e 40 % de agente de pressão extrema foi adicionada à unidade de processamento contínuo a 5,83 lb/min. Também no mesmo ponto que na unidade de processamento contínuo, uma mistura de 16,7 % de surfactante não-iônico, 33,3 % de inibidor de ferrugem, e 50 % de mistura de óleo de base, consistindo de 90 % de um óleo mineral neutro do Grupo II de viscosidade de 110 cSt a 40 °C e 10 % de um lubrificante de petróleo residual mineral do Grupo I de viscosidade de 31 cSt a 100 °C, foi adicionada ao processo em uma taxa de 1,05 lb/min. No mesmo ponto que na unidade de processamento contínuo, óleo mineral adicional foi adicionado para esfriar e nivelar, consistindo de 90 % de um óleo mineral neutro do Grupo II de viscosidade de 110 cSt a 40 °C e 10 % de um lubrificante de petróleo residual mineral do Grupo I de viscosidade de 31 cSt a 100 °C, em uma taxa de 19,8 lb/min. A mistura de graxa foi em seguida recirculada na seção de cisalhamento da

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47/48 unidade de processamento contínuo seguida pela seção de esfriamento. A graxa finalizada foi acumulada pela unidade de processamento contínuo em um misturador de graxa convencional para amostragem e teste.

[0140] O volume de produção total desta execução foi de aproximadamente 90.000 lb em uma taxa de produção média de 3.500 lb/hora. O ponto de gotejamento médio no momento de manufatura foi de 234 °C e a penetração trabalhada foi de 278 dmm.

[0141] Discussão: a graxa de complexo de lítio finalizada no Exemplo 1 foi produzida substituindo-se o aditivo boratado pelo agente complexante espessante de sebacato de dilítio. O Exemplo 1 foi bem sucedido, pelo fato de que foi produzido muito próximo à fórmula alvo, não sofreu problemas de produção, e satisfez todas as exigências de liberação para a graxa de complexo de lítio finalizada produzida. O produto graxa-finalizada e a taxa de produção foram essencialmente os mesmos que para as graxas de sabão de lítio simples, e também consideravelmente melhores do que os de uma graxa de complexo de lítio desta mesma unidade de produção, como apresentado no Exemplo Comparativo

1.

[0142] Todas as Patentes, Pedidos e Publicações de patente são incorporados aqui por referência, na medida em que cada Patente, Pedido, ou Publicação de patente individual seja especifica e individualmente indicado para ser incorporado por referência.

[0143] A presente invenção não é para ser limitada no escopo pelas modalidades específicas descritas aqui, que são destinadas como ilustrações únicas de aspectos individuais da invenção, e métodos e componentes funcionalmente equivalentes estão dentro do escopo da invenção. De fato, várias

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48/48 modificações da invenção, além daquelas mostradas e descritas aqui, tornar-se-ão evidentes àqueles hábeis na técnica da precedente descrição e desenhos anexos. Tais modificações são destinadas a situar-se dentro do escopo das reivindicações anexas.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo contínuo para preparar uma graxa de complexo de lítio, caracterizado pelo fato de que compreende:

a. aquecer uma mistura de um ácido graxo hidróxi C12 a C24 ou de um éster do ácido graxo hidróxi C12 a C24, uma solução aquosa de base de lítio, e pelo menos um óleo de base, em uma zona de reação em uma temperatura entre 120 °C a 200 °C sob turbulentas condições de mistura;

b. passar a mistura da Etapa (a) através de um trocador de calor, que eleva a temperatura da mistura para entre 150 °C a 200 °C;

c. transferir a mistura da Etapa (b) para uma zona de desidratação, que é mantida na temperatura entre 125 °C a 225 °C; e

d. transferir a mistura da Etapa (c) para uma linha de reciclagem e adicionar aditivos de graxa, um aditivo boratado para melhorar as propriedades em alta temperatura, e pelo menos um óleo de base, são adicionados sob turbulentas condições de mistura para propiciar uma composição de graxa formulada, em que o processo contínuo não inclui um componente de ácido dibásico ou de éster dibásico, e em que a composição de graxa de complexo formulada tem um ponto de gotejamento maior do que 240 °C, de acordo com ASTM D2265.
2. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ácido graxo hidróxi é ácido esteárico 12-hidróxi.
3. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o éster do ácido graxo hidróxi é o metil ou etil éster do ácido esteárico 12Petição 870180017464, de 05/03/2018, pág. 12/15

2/4 hidróxi.
4. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura da Etapa (a) está entre 160 °C a 190 °C, e a pressão está entre 95 psig a 170 psig.
5. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a base de lítio é selecionada do grupo consistindo em óxido de lítio, hidróxido de lítio, hidróxido de lítio monoidratado, e carbonato de lítio.
6. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óleo de base é um óleo de base bright stock, óleo de base Grupo I, óleo de base Grupo II, óleo de base Grupo II+, óleo de base Grupo III, óleo de base Grupo IV, 150R, 600R, 110RLV, 220R, 100R ou suas combinações.
7. Processo de acordo com a Reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o óleo de base é uma combinação de um óleo de base bright stock com uma viscosidade de 31cSt a 100 °C, e um óleo de base do Grupo II com uma viscosidade de 110 cSt a 40 °C.
8. Processo de acordo com a Reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o óleo de base é uma combinação de um óleo de base 150 bright stock e 600R.
9. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa de base de lítio da Etapa (a) é entre 16 % em peso a 20 % em peso de hidróxido de lítio aquoso.
10. Processo de acordo com a Reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a solução aquosa de base de lítio é uma solução de 18 % em peso de hidróxido de lítio e é adicionada na quantidade estequiométrica requerida mais um excesso de 0,05 % em peso a 0,2 % em peso, juntamente com uma quantidade de

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3/4 óleo de base suficiente para fornecer concentração de sabão teórica total de 10 % em peso a 40 % em peso.
11. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o trocador de calor da Etapa (b) eleva a temperatura da mistura entre 170 °C a 190 °C, em uma pressão entre 10 psig a 40 psig.
12. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura na zona de desidratação da Etapa (c) está entre 160 °C a 200 °C, e a pressão está entre 10 psig a 20 psig.
13. Processo de acordo com a Reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que a Etapa (c) compreende ainda uma etapa de cisalhar a mistura através de uma válvula de cisalhamento, tendo uma diferença de pressão, através da válvula de cisalhamento, entre 70 psig a 90 psig.
14. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a Etapa (c) compreende ainda a desidratação da mistura, que é parcialmente realizada pela redução de pressão na mistura entre a zona de reação e a zona de desidratação.
15. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os aditivos de graxa da Etapa (d) são selecionados do grupo consistindo em um antioxidante, um agente de aderência, um modificador de viscosidade, um tensoativo não-iônico, um inibidor de corrosão, um inibidor de ferrugem, um inibidor de desgaste, um agente de pressão extrema, e um composto polimérico e misturas dos mesmos.
16. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processo compreende ainda reciclar a composição de graxa de complexo formulada formada na Etapa (d) através de um refrigerador, ajustado em uma

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4/4 temperatura entre 80 °C a 105 °C, e uma válvula de cisalhamento.
17. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a temperatura da composição de graxa de complexo formulada está entre 80 °C a 121 °C.
18. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de graxa de complexo formulada tem um ponto de gotejamento maior do que 250 °C, de acordo com ASTM D2265.
19. Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição de graxa formulada tem uma penetração trabalhada entre 270 dmm a 290 dmm, de acordo com ASTM D217-10.

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