BRPI0417998B1

BRPI0417998B1 - Processo para fabricação de um lubrificante acabado, lubrificante acabado, e, uso do mesmo

Info

Publication number: BRPI0417998B1
Application number: BRPI0417998-6A
Authority: BR
Inventors: David C Kramer; Stephen J Miller; Susan M Abernathy; John M Rosenbaum; Russell R Krug; James N Ziemer; Robert J Farina; Mark L Sztenderowicz
Original assignee: Chevron Usa Inc
Priority date: 2003-12-23
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2014-04-22
Also published as: AU2004312303A1; NL1027827C2; ZA200605618B; US20050133407A1; GB0426920D0; BRPI0417998A; WO2005066314A1; AU2004312303B2; US7195706B2; CN1906273A; CN100545242C; JP2007516337A; GB2409461A; NL1027827A1; GB2409461B

Description

"PROCESSO PARA FABRICAÇÃO DE UM LUBRIFICANTE ACABADO, LUBRIFICANTE ACABADO, E, USO DO MESMO” CAMPO DA INVENÇÃO A invenção refere-se a um processo para a fabricação de um lubrificante com as etapas de: a) execução de uma síntese de Fischer-Tropsch de singás para produzir uma corrente de produto; b) isolar da referida corrente de produto uma alimentação de cera substancialmente parafínica, tendo menos que cerca de 30 ppm de nitrogênio e de enxofre combinados, e menos de cerca de 1% de oxigênio; c) a remoção de cera da referida alimentação de cera substancialmente parafínica, através de remoção de cera por hidroisomerização, utilizando-se uma peneira molecular de tamanho de poro intermediário seletivo para forma, com um componente de hidrogenação de metal nobre, onde a temperatura de hidroisomerização é entre cerca de 600 0 F (315 0 C) e cerca de 750 0 F (399 0 C), através da qual é produzido um óleo isomerizado; d) o hidroacabamento do referido óleo isomerizado, através do qual é produzido um óleo de base lubrificante tendo: uma percentagem em peso baixa de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática, uma percentagem em peso elevada de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafma, e uma relação elevada entre o percentual em peso de moléculas contendo monocicloparafmas e o percentual em peso de moléculas contendo multicicloparafínas; e mistura do óleo de base lubrificante com pelo menos um aditivo lubrificante. A invenção também se refere à composição e uso de lubrificantes acabados produzidos pelo processo apresentado aqui. O processo produz lubrificantes acabados com excelente estabilidade em oxidação, baixo desgaste, índice de viscosidade elevado, baixa volatilidade, boas propriedades em temperatura baixa, e boa solubilidade aditiva e boa compatibilidade elastomérica. Os lubrificantes acabados atendem às especificações para uma larga variedade de lubrificantes acabados, incluindo óleos para motores de vários tipos e fluidos para transmissão automática.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os lubrificantes e graxas acabados utilizados para várias aplicações, incluindo automóveis, motores a diesel, motores a gás natural, eixos, transmissões, e aplicações industriais, consistem de dois componentes gerais, um óleo de base lubrificante e aditivos. O óleo de base lubrificante é o constituinte principal nestes lubrificantes acabados e contribui significativamente para as propriedades do lubrificante, Em geral, alguns óleos de base lubrificante são utilizados para a produção de uma larga variedade de lubrificantes acabados, variando-se as misturas dos óleos de base lubrificante individuais e dos aditivos individuais.

Numerosas organizações governamentais, incluindo fabricantes de equipamento original (OEMs), e o American Petroleum Institute (API), a Association des Constructeurs d'Automobiles (ACEA), o Tthe American Society of Testing and Materials (ASTM), a The Society of Automotive Engineers (SAE), e o National Lubricating Grease Institute (NLGI) entre outros, definem bem cada vez mais as especificações para óleos de base lubrificante e lubrificantes acabados, as especificações para os lubrificantes acabados requerendo produtos com excelentes propriedades em baixa temperatura, estabilidade elevada em oxidação, baixa volatilidade, e solubilidade aditiva e compatibilidade elastomérica boas. Atualmente, somente uma pequena fração dos óleos de base fabricados são capazes de atender às especificações requeridas para produtos lubrificantes prêmio.

Os lubrificantes acabados, compostos de óleos de base lubrificante saturados da arte anterior, tinham níveis muito baixos de cicloparafinas; ou quando as cicloparafinas estavam presentes, uma quantidade significativa das ciclo- parafinas eram multicicloparafinas. É desejada uma certa quantidade de cicloparafinas nos óleos de base lubrificante e nos lubrificantes acabados, para produzir solubilidade aditiva e compatibilidade elastomérica. As multiciclo- parafinas são menos desejadas do que as monocicloparafmas, porque elas reduzem o índice de viscosidade, têm uma estabilidade em oxidação menor, e aumentam a volatilidade Noack.

Exemplos de óleos de base lubrificante altamente saturados tendo níveis muito baixos de cicloparafinas, são polialfaolefmas e óleos de base GTL feitos a partir dos processos de Fischer-Tropsch, tais como descritos naEPA 1114124, EPA 1114127, EPA 1114131, EPA 776959, EPA 668342, e EPA 1029029. Os óleos de base lubrificante da arte anterior com teor elevado de cicloparafinas feitos a partir de ceras FISCHER-TROPSCH (óleos de base GTL) foram descritos na WO 02/064710. Os exemplos dos óleos de base na WO 02/064710 têm pontos de fluidez muito baixos, entre 10 e 40% de cicloparafinas, e a relação entre as monocicloparafmas e as multicicloparafmas era menor do que 15. Os índices de viscosidade dos óleos de base lubrificante na WO 02/064710 eram menores do que 140.

As volatilidades Noack eram entre 6 e 14% em peso. Os óleos de base lubrificante na WO 02/064710 tinham fortemente remoção de cera para se obter pontos de fluidez baixos, o que produziría rendimentos reduzidos, em comparação com os óleos que não tinham tão fortemente remoção de cera. A alimentação de cera utilizada para a produção de óleos de base na WO 02/064710 tinha uma relação em peso entre os compostos tendo pelo menos 60 ou mais átomos de carbono e os compostos tendo pelo menos 30 átomos de carbono, maior do que 0,20. Estas alimentações de cera não são tão abundantes quanto as alimentações com relações em peso menores de compostos tendo pelo menos 60 ou mais átomos de carbono e compostos tendo pelo menos 30 átomos de carbono. O processo na WO 02/064710 requeria o hidrocraqueamento/hidroisomerização inicial da alimentação de cera, seguido por uma etapa substancial de redução do ponto de fluidez.

Ocorreram perdas de rendimento do óleo de base lubrificante em cada uma destas duas etapas. Para demonstrar isto, no exemplo 1 da WO 02/064710 a conversão de compostos com ponto de ebulição acima de 370 0 C em compostos com ponto de ebulição abaixo de 370 0 C era de 55% em peso, somente na etapa de hidrocraqueamento/hidroisomerização. A etapa seguinte de redução do fluidez reduziría ainda mais o rendimento de produtos com ponto de ebulição acima de 370 0 C. Os compostos com ponto de ebulição abaixo de 370 0 C (700 0 F) tipicamente não são recuperados como óleos de base lubrificante, devido a sua baixa viscosidade. Por causa das perdas de rendimento devido às conversões elevadas, o processo requer correntes de alimentação com uma relação elevada entre compostos tendo pelo menos 60 ou mais átomos de carbono e compostos tendo pelo menos 30 átomos de carbono.

Os lubrificantes acabados contendo óleos de base GTL com percentagens em peso elevadas de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafma feitas a partir de cera de Fischer-Tropsch são descritos na WO 02/064711 e na WO 02/070636. Ambas estas solicitações utilizam os óleos de base ensinados na WO 02/064710, que não são opcionais, por que eles têm uma relação entre mono- cicloparafinas e multicicloparafmas menor do que 15, índices de viscosidade menores do que 140, e poderão ter teores de aromáticos maiores do que 0,30% em peso. A WO 02/064711 ensina um óleo de motor grau OW-XX e a WO 02/070636 ensina um fluido de transmissão automática. O óleo de motor tipo OW-XX do exemplo 3 na WO 02/064711 é feito com um óleo de base lubrificante tendo uma relação entre monocicloparafmas e multicicloparafmas de 13, um índice de viscosidade de 125, e ele contém um nível razoavelmente elevado de promotor de índice de viscosidade, 10,56% em peso. O fluido de transmissão automática do exemplo 6 na WO 02/070636, é feito com um óleo de base lubrificante tendo 0,8% em peso de aromáticos e um índice de viscosidade de 122.

Devido ao seu alto teor de saturados e baixos níveis de cicloparafinas, os óleos de base lubrificante feitos a partir da maioria dos processos de Fischer-Tropsch ou de polialfaolefinas, poderão apresentar uma solubilidade aditiva pobre. Os aditivos utilizados para a produção de lubrificantes acabados, tipicamente têm funcionalidade polar; assim sendo, eles poderão ser insolúveis ou somente ligeiramente solúveis no óleo de base lubrificante. Para equacionar o problema da solubilidade aditiva pobre em óleos de base lubrificante altamente saturados com baixos níveis de cicloparafinas, vários co-solventes, tais como ésteres sintéticos, são utilizados atualmente. Todavia, estes ésteres sintéticos são muito dispendiosos, e portanto, os lubrificantes acabados misturados com os óleos de base lubrificante contendo ésteres sintéticos (que têm solubilidade aditiva aceitável) são também dispendiosos. O alto preço destes lubrificantes acabados limita o uso atual de óleos de base lubrificante altamente saturados com níveis baixos de cicloparafinas para mercados especializados e pequenos.

Na solicitação de patente americana de número 20030088133 é ensinado que misturas de óleos de base lubrificante compostos de 1) cicloparafinas alquiladas com 2) óleos de base lubrificante derivados de Fischer-Tropsch altamente parafínicos, melhora a solubilidade aditiva dos óleos de base lubrificante derivados de Fischer-Tropsch altamente parafínicos. Os óleos de base lubrificante compostos de cicloparafinas alquiladas utilizados nas misturas desta solicitação, muito possivelmente também conterão níveis elevados de aromáticos (mais de 30% em peso), de tal forma que as misturas resultantes com os óleos de base lubrificante derivados de Fischer-Tropsch conterão aromáticos em níveis maiores do que 0,30% em peso. O nível elevado de aromáticos provocará uma redução no índice de viscosidade e na estabilidade em oxidação. O que se deseja são lubrificantes acabados; compreendendo óleos de base lubrificante com quantidades muito baixas de aromáticos, quantidades elevadas de monocicloparafinas, e poucas ou nenhuma multicicloparafma, que têm um ponto de fluidez moderadamente baixo, de tal forma que eles poderão ser produzidos com rendimento elevado e produzem uma solubilidade aditiva e uma compatibilidade elastomérica boas. São também desejados lubrificantes acabados com estas qualidades, que também têm uma estabilidade em oxidação excelente, baixo desgaste, índice de viscosidade elevado, baixa volatilidade, e propriedades boas em baixa temperatura. Os lubrificantes acabados devem atender às especificações para uma larga faixa de especificações de lubrificantes modernos, incluindo óleos de motor de vários tipos e fluidos de transmissão automática. A invenção atual apresenta estes lubrificantes acabados e o processo para a produção dos mesmos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A invenção atual é direcionada para um processo para a produção de um lubrificante pronto com as etapas de: a) execução de uma síntese de Fischer-Tropsch em um singás para produzir uma corrente de produto; b) isolar da referida corrente de produto uma alimentação de cera substancialmente parafínica, tendo menos que cerca de 30 ppm de nitrogênio e de enxofre combinados, e menos de cerca de 1% de oxigênio; c) a remoção de cera da referida alimentação de cera substancialmente parafínica, através de remoção de cera por hidroisomerização, utilizando uma peneira molecular de tamanho de poro intermediário seletivo para forma, com um componente de hidrogenação de metal nobre, onde a temperatura de hidroisomerização é entre cerca de 600 0 F (315 0 C) e cerca de 750 0 F (399 0 C), através do qual é produzido um óleo isomerizado; d) o hidroacabamento do referido óleo isomerizado, através do qual é produzido um óleo de base lubrificante tendo: uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática de 0,30, uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafina maior do que 10, e uma relação entre a percentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafinas e a percentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafmas maior do que 15; e a mistura do óleo de base lubrificante com pelo menos um aditivo lubrificante. A invenção atual é também direcionada para um processo para a produção de um lubrificante pronto, com as etapas de: a) execução de uma síntese de Fischer-Tropsch de um singás para produzir uma corrente de produto; b) isolar da referida corrente de produto uma alimentação de cera substancialmente parafínica tendo menos de cerca do total de 30 ppm de nitrogênio e de enxofre combinados, e menos de cerca de 1% em peso de oxigênio; c) a remoção de cera da referida alimentação de cera substancialmente parafínica, através de remoção de cera por hidroisomerização, utilizando uma peneira molecular de tamanho de poro intermediário seletivo para forma, com um componente de hidrogenação de metal nobre, onde a temperatura de hidroisomerização é entre cerca de 600 0 F (315 0 C) e cerca de 750 0 F (399 0 C), através do qual é produzido um óleo isomerizado; d) o hidroacabamento do referido óleo isomerizado, através do qual é produzido um óleo de base lubrificante tendo: uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática menor do que 0,30, uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafma maior do que a viscosidade cinemática a 100 0 C em cSt multiplicada por três, e uma relação entre a percentagem de moléculas contendo monocicloparafinas e a percentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafmas maior do que 15; e a mistura do óleo de base lubrificante com pelo menos um aditivo lubrificante, A invenção atual é também direcionada para uma composição de lubrificante acabado, que é composta de um óleo de base lubrificante tendo uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática menor do que 0,30, uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cícloparafina maior do que 10, e uma relação entre a percentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafmas e a percentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafmas maior do que 15; e pelo menos um aditivo lubrificante.

Além disso, a invenção atual é direcionada para uma composição de lubrificante acabado que compreende um óleo de base lubrificante tendo uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática menor do que 0,30, uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cícloparafina maior do que a viscosidade cinemática a 100 0 C em cSt multiplicada por três, e uma relação entre a percentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafmas e a percentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafmas maior do que 15; e pelo menos um aditivo lubrificante. A invenção atual é também direcionada para um lubrificante acabado feito pelo processo composto das etapas de: a) execução de uma síntese de Fischer-Tropsch em singás para produzir uma corrente de produto; b) isolar da referida corrente de produto uma alimentação de cera substancialmente parafínica tendo menos de cerca do total de 30 ppm de nitrogênio e enxofre combinados, e menos de cerca de 1% de oxigênio; c) a remoção de cera da referida alimentação de cera substancialmente parafínica através da remoção de cera por hidroisomerização, utilizando-se uma peneira molecular de tamanho de poro intermediário seletivo para forma, com um componente de hidrogenação de metal nobre, na qual a temperatura de hidroisomerização é entre cerca de 6000 F (315 0 C) e cerca de 750 0 F (399 0 C), onde é produzido um óleo isomerizado; d) o hidroacabamento do referido óleo isomerizado, onde é produzido um óleo de base lubrificante, e a mistura do óleo de base lubrificante com pelo menos um aditivo lubrificante. A invenção atual é também direcionada para o uso de um lubrificante acabado compreendendo: a) um óleo de base lubrificante tendo uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática menor do que 0,30, uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafma maior do que 10, e uma relação entre a percentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafinas e a percentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafmas maior do que 15, e b) pelo menos um aditivo lubrificante; como um óleo de motor, um fluido de transmissão automática, um fluido de transmissão para carga pesada, um fluido para direção mecânica, ou um óleo para engrenagem industrial. Em outra realização, a invenção atual é direcionada para o uso de um lubrificante acabado compreendendo: a) um óleo de base lubrificante, tendo uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática menor do que 0,30, uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafma maior do que a viscosidade cinemática a 100 0 C em cSt multiplicada por três, e uma relação entre a percentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafinas e a percentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafmas maior do que 15, e b) pelo menos um aditivo lubrificante; como um óleo de motor, um fluido de transmissão automática, um fluido de transmissão para carga pesada, um fluido para direção mecânica, ou um óleo para engrenagem industrial.

Utilizando o processo da invenção, são preparados lubrificantes acabados tendo uma excelente estabilidade em oxidação, baixo desgaste, índice de viscosidade elevado, baixa volatilidade, boas propriedades em baixa temperatura, boa solubilidade aditiva, e boa compatibilidade elastomérica. Os lubrificantes acabados da invenção atual poderão ser utilizados em uma larga faixa de aplicações e incluem, por exemplo, fluidos para transmissão automática e óleos para motores de vários tipos.

Como os óleos de base lubrificante têm estabilidade aditiva e compatibilidade elastomérica excelentes, poderão ser formulados lubrificantes acabados com pouco ou nenhum co-solvente de éster. Como os óleos de base lubrificante têm índices de viscosidade tão elevados, os lubrificantes acabados poderão ser formulados utilizando os mesmos com pouco ou nenhum promotor de índice de viscosidade. Nas realizações preferidas, os lubrificantes acabados produzirão baixos níveis de desgaste, e requererão quantidades menores de aditivos anti-desgaste. A percentagem muito baixa em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática no óleo de base lubrificante utilizado para a produção do lubrificante acabado desta invenção, produz uma estabilidade em oxidação excelente e um índice elevado de viscosidade. A percentagem elevada em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafma, produz uma solubilidade aditiva e uma compatibilidade elastomérica melhoradas para o óleo de base lubrificante, e para o lubrificante acabado composto do mesmo. A relação muito elevada entre a percentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafinas e a percentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafinas (ou monocicloparafinas elevadas e pouca ou nenhuma multicicloparafma) otimiza a composição das cicloparafinas no óleo de base lubrificante e no lubrificante acabado. As multicicloparafinas são menos desejadas, porque elas reduzem dramaticamente o índice de viscosidade, a estabilidade em oxidação, e a volatilidade Noack.

BREVE DESCRIÇÃO DO DESENHO A figura 1 ilustra o registro da viscosidade cinemática a 100 0 C em cSt contra o ponto de fluidez em 0 Celsius / viscosidade cinemática a 100 0 C em cSt produzindo a equação para o cálculo do fator de fluidez do óleo básico: Fator de fluidez do óleo básico = 7,35 x Ln (viscosidade cinemática a 100 0 C) -18, onde Ln (viscosidade cinemática a 100 0 C) é o logaritmo natural com base "e" de viscosidade cinemática a 100 0 C em cSt.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Os lubrificantes acabados compreendem o óleo de base lubrificante e pelo menos um aditivo. Os óleos de base lubrificante são o componente mais importante dos lubrificantes acabados, compreendendo geralmente mais de 70% dos lubrificantes acabados. Os lubrificantes acabados poderão ser utilizados em automóveis, motores a diesel, eixos, transmissões, e aplicações industriais. Os lubrificantes acabados devem atender às especificações para a aplicação pretendida, conforme definido pela organização governamental competente.

Aditivos que poderão ser misturados com o óleo de base lubrificante da invenção atual para produzir uma composição lubrificante acabada, incluem aqueles que se destinam a melhorar propriedades escolhidas do lubrificante acabado. Aditivos típicos incluem, por exemplo, aditivos contra desgaste, agentes EP, detergentes, dispersantes, antioxidantes, depressores de ponto de fluidez, promotores de índice de viscosidade, modificadores de viscosidade, modificadores de atrito, desemulsificantes, agentes anti-espumantes, inibidores de corrosão, inibidores de ferrugem, agentes de selagem por aglutinação, emulsificantes, agentes umidificantes, promotores de lubricidade, desativadores de metal, agente gelificantes, agentes aglutinantes, bactericidas, aditivos de perda de fluido, corantes, e semelhantes.

Tipicamente, a quantidade total de aditivo no lubrificante acabado será de aproximadamente 0,1 a cerca de 30% em peso do lubrificante acabado. No entanto, como os óleos de base lubrificante da invenção atual têm excelentes propriedades, incluindo uma excelente estabilidade em oxidação, desgaste baixo, índice de viscosidade elevado, baixa volatilidade, boas propriedades em baixa temperatura, boa solubilidade aditiva e boa compatibilidade elastomérica, poderá ser requerida uma quantidade menor de aditivos para atender às especificações do lubrificante acabado, do que seria tipicamente requerido com óleos de base feitos através de outros processos. O uso de aditivos na formulação de lubrificantes acabados é bem documentado na literatura e é bem conhecido por aqueles versados na técnica.

Os lubrificantes acabados contendo óleos de base lubrificante com teor muito baixo de aromáticos, feitos antes desta invenção, foram formulados com óleos de base lubrificante com teor muito baixo de cicloparafinas, ou com óleos de base lubrificante que tinham um teor muito elevado de cicloparafinas com níveis consideráveis de multicicloparafinas e/ou pontos de fluidez muito baixos. A relação mais elevada conhecida entre monocicloparafinas e multicicloparafinas em óleos de base lubrificante contendo mais de 10% em peso de cicloparafinas e com um teor baixo de aromáticos antes desta invenção, era de 13:1. O óleo de base lubrificante com esta relação elevada era o óleo básico do exemplo 3 da WO 02/064710. O ponto de fluidez deste óleo básico de exemplo era extremamente baixo, -45 0 C, indicando que ele teve severa remoção de cera. A remoção de cera severa de óleos de base para pontos de fluidez baixos, é feito com uma desvantagem significativa do rendimento, em comparação com os óleos de base lubrificante com remoção de cera para pontos de fluidez mais moderados. Este óleo básico tinha um índice de viscosidade de somente 125. Este óleo básico foi utilizado em um óleo de motor 0W-30, exemplo 3, na WO 02/064711.

Os óleos de base lubrificante e os lubrificantes acabados contendo uma percentagem elevada em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafina são desejados, porque as cicloparafinas adicionam solubilidade aditiva e compatibilidade elastomérica a estes produtos. Os óleos de base lubrificante contendo proporções muito elevadas entre o percentual em peso de moléculas contendo monocicloparafinas e o percentual em peso de moléculas contendo multicicloparafinas (ou monocicloparafinas elevadas e pouca ou nenhuma multicicloparafina) são também desejados porque as multicicloparafinas reduzem a estabilidade em oxidação, reduzem o índice de viscosidade, e aumentam a volatilidade Noack.

Modelos dos efeitos das multicicloparafinas são apresentados em V. J. Gatto, et al,"The influence of Chemical Structure on the Physical Properties and Antioxidant Response of Hydrocracked Base Stocks and Polyalphaolefins", J.

Synthetic Lubricaton 19-1, april 2002, pp 3-18.

Como resultado da invenção atual, são feitos lubrificantes acabados que têm excelente estabilidade em oxidação, baixo desgaste, índice de viscosidade elevado, baixa volatilidade, boas propriedades em baixa temperatura, boa solubilidade aditiva, e boa compatibilidade elastomérica.

Estes lubrificantes acabados poderão ser obtidos utilizando-se um processo compreendendo as etapas de: a) execução de uma síntese de Fischer-Tropsch em singás para produzir uma corrente de produto;b) isolar da referida corrente de produto uma alimentação de cera substancialmente parafinica tendo menos de cerca de um total de 30 ppm de nitrogênio e enxofre combinados, e menos de cerca de 1% de oxigênio; c) a remoção de cera da referida alimentação de cera substancialmente parafinica, através de remoção de cera por hidroisomerização, utilizando uma peneira molecular de tamanho de poro intermediário seletivo para forma, com um componente de hidrogenação de metal nobre, onde a temperatura de hidroisomerização é entre cerca de 600 0 F (315 0 C) e cerca de 750 0 F (399 0 C), pelo qual é produzido um óleo isomerizado; d) o hidroacabamento do referido óleo isomerizado, pelo qual é produzido um óleo de base lubrificante tendo: uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática de menos de 0,30, uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafma maior do que 10, e uma relação elevada entre a percentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafmas e a percentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafinas (maiores do que 15); e a mistura do óleo de base lubrificante com pelo menos um aditivo lubrificante.

Altemativamente, a etapa d) do processo acima poderá ser alterada para: d) hidroacabamento do referido óleo isomerizado, pelo qual é produzido um óleo de base lubrificante tendo: uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática de menos de 0,30, uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafina maior do que a viscosidade cinemática a 100 0 C em cSt multiplicada por três, e uma relação entre a percentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafinas e a percentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafinas maior do que 15. A viscosidade cinemática é uma medida da resistência ao fluxo de um fluido sob a ação da gravidade. Vários óleos de base lubrificante, lubrificantes acabados feitos a partir dos mesmos, e a operação correta de equipamento, dependem da viscosidade apropriada do fluido sendo utilizado. A viscosidade cinemática é determinada pela ASTM D 445-01. Os resultados são registrados em centistokes (cSt). As viscosidade cinemáticas dos óleos de base lubrificante desta invenção são entre cerca de 2 cSt e cerca de 20 cSt, de preferência entre cerca de 2 cSt e cerca de 12 cSt. O ponto de fluidez é uma medida da temperatura na qual a amostra começará a escoar sob condições cuidadosamente controladas. O

ponto de fluidez poderá ser determinado conforme descrito na ASTM D 5950-02. Os resultados são registrados em 0 Celsius. Vários óleos de base lubrificante comerciais têm especificações para o ponto de fluidez. Quando os óleos de base lubrificante têm pontos de fluidez baixos, eles também possivelmente terão outras propriedades boas em baixa temperatura, tais como um ponto de turvação baixo, ponto de entupimento de filtro a frio baixo, viscosidade Brookfield baixa, e viscosidade de acionamento em baixa temperatura. O ponto de turvação é uma medida complementar ao ponto de fluidez, e é expresso como uma temperatura na qual uma amostra do óleo de base lubrificante começa a desenvolver uma turbidez sob condições cuidadosamente especificadas. O ponto de turvação poderá ser determinado, por exemplo, através da ASTM D 5773-95. Os óleos de base lubrificante tendo faixas de pontos de fluidcz-turvaçâo inferiores a cerca de 35 0 C são também desejados. Faixas de ponto de turvação- fluidez maiores, requerem o processamento do óleo de base lubrificante para pontos de fluidez muito baixos, para atender às especificações de pontos de turvação. As faixas de ponto de turvação-fluidez dos óleos de base lubrificante desta invenção geralmente são menores do que cerca de 35 0 C, de preferência, menores do que cerca de 25 0 C, mais de preferência, menos de cerca de 100 C. Os pontos de turvação geralmente estão na faixa de +30 a -30 0 C.

Verificou-se que a volatilidade Noack do óleo de motor, conforme medido pela TGA Noack e métodos semelhantes, é relacionada com o consumo de óleo em motores de canos de passageiros. Requisitos rígidos para uma volatilidade baixa são aspectos importantes de várias especificações recentes para óleo de motor, tais como, por exemplo, a ACEA A-3 e B-3 na Europa, e a SAE J300-01 e a ILSAC GF-3 na América do Norte.

Qualquer óleo de base lubrificante novo desenvolvido para uso em óleos de motores automotivos deve ter uma volatilidade Noack que não seja maior do que a dos óleos neutros leves do Grupo I ou do Grupo II. A volatilidade Noack dos óleos de base lubrificante desta invenção é muito baixa, geralmente menor do que uma quantidade calculada pela equação: Volatilidade Noack, % em peso = 1000 x (viscosidade cinemática alOO 0 C)'2,7. Em realizações preferidas, a volatilidade Noack é menor do que uma quantidade calculada pela equação: Volatilidade Noack, % em peso = 900 x (viscosidade cinemática a 1000 C)'2,s. A volatilidade Noack é definida como a massa de óleo, expressa em percentagem em peso, que é perdida quando o óleo é aquecido a 250 0 C e a 20 mm de Hg (2,67 kPa; 26,7 mbar) abaixo da atmosférica, em um cadinho de teste, através do qual é extraído um fluxo de ar durante 60 minutos (ASTM D 5800). Um método mais conveniente para calcular a volatilidade Noack é um que se correlaciona bem com a ASTM D-5800, através da utilização de um teste de analisador termo-gravimétrico (TGA) pela ASTM D-6375-99. A volatilidade TGA Noack é utilizada em toda esta apresentação a não ser que seja mencionado de outra forma.

Os lubrificantes acabados desta invenção poderão ser misturados com outros óleos de base para melhorar ou modificar as suas propriedades, (como por exemplo, o índice de viscosidade, a estabilidade em oxidação, o ponto de fluidez, o teor de enxofre, o coeficiente de tração, ou a volatilidade). Exemplos de óleos de base que poderão ser misturados com os óleos de base lubrificante desta invenção, são os óleos de base convencionais do Grupo I, os óleos de base convencionais do Grupo II, os óleos de base convencionais do Grupo III, outros óleos de base GTL, cera isomerizada de petróleo, polialfaolefmas, olefinas poli internas, olefinas oligomerizadas de alimentação derivada de Fischer-Tropsch, diésteres, poliol ésteres, fosfato ésteres, aromáticos alquilados, cicloparafinas alquiladas, e misturas dos mesmos.

Alimentação de cera: A alimentação de cera utilizada para produzir o óleo de base lubrificante desta invenção é substancialmente parafmica, com menos de cerca de um total de 30 ppm de nitrogênio e enxofre combinados. O nível de oxigênio é menor do que cerca de 1%, de preferência menor do que 0,6% em peso, mais de preferência, menor do que 0,2% em peso. Em muitos casos, o nível de oxigênio na alimentação de cera substancialmente parafmica será entre 0,01 e 0,90% em peso. O teor de óleo da alimentação é menor do que 10% em peso, conforme determinado pela ASTM D 721. Para fins desta invenção, substancialmente parafínico é definido como tendo mais de cerca de 75% em massa de parafinas normais, através de análise cromatográfica gasosa pela ASTM D 5442.

Determinação de nitrogênio: O nitrogênio é medido fundindo- se a alimentação de cera substancialmente parafmica antes da combustão oxidativa e da detecção por quimiluminescência, pela ASTM D 4629-96. O método de teste é adicionalmente descrito na US 6.503.956, incorporada aqui na sua integridade.

Determinação de enxofre: O enxofre é medido fundido-se a alimentação de cera substancialmente parafmica antes da sua fluorescência em ultra violeta pela ASTM 5453-00. Este método de teste é adicionalmente descrito na US 6.503.956.

Determinação de oxigênio: O oxigênio é medido através de análise de ativação de nêutrons, de acordo com a ASTM E3 85-90 (2002). A alimentação de cera útil nesta invenção, tem uma fração significativa com ponto de ebulição maior do que 650 0 F (343,3 °C). Os pontos de ebulição T90 da alimentação de cera, pela ASTM D 6352, de preferência estão entre 660 0 F e 1200 0 F (349 e 649 0 C), mais de preferência, entre 900 0 F e 1200 0 F (482 e 649 0 C), mais de preferência, entre 1000 0 F e 1200 0 F (538 e 649 0 C). A T90 refere-se à temperatura na qual 90% em peso da alimentação tem um ponto de ebulição menor. A alimentação de cera, de preferência, tem uma relação em peso entre moléculas de pelo menos 60 carbonos e moléculas de pelo menos 30 carbonos, menor do que 0,18. A relação em peso entre as moléculas com pelo menos 60 carbonos e moléculas com pelo menos 30 carbonos é determinada através de: 1) medição da distribuição de pontos de ebulição das ceras FISCHER-TROPSCH, através de destilação simulada, utilizando a ASTM D 6352; 2) conversão dos pontos de ebulição em distribuição de percentagem em peso por número de carbonos, utilizando-se os pontos de ebulição das n-parafmas publicados na tabela 1 da ASTM D 6352-98; 3) somando as percentagens em peso de produtos com um número de carbonos de 30 ou maior; 4) somando as percentagens em peso de produtos com um número de carbonos de 60 ou maior; 5) dividindo a soma das percentagens em peso de produtos com número de carbonos 60 ou maior, pela soma das percentagens em peso de produtos com um número de carbonos de 30 ou maior. Outras realizações preferidas desta invenção utilizam a cera de Fischer-Tropsch tendo uma relação em peso entre as moléculas tendo pelo menos 60 carbonos e as moléculas tendo pelo menos 30 carbonos de menos de 0,15, ou menos de 0,10. A distribuição de faixa de ponto de ebulição da alimentação útil no processo desta invenção poderá variar consideravelmente. Por exemplo, a diferença entre os pontos de ebulição T90 e T10, determinada pela ASTM D 6352, poderá ser maior do que 95 0 C, maior do que 160 0 C, maior do que 200 0 C, ou mesmo maior do que 225 0 C. Síntese de Fischer-Tropsch e cera de Fischer-Tropsch A alimentação de cera para este processo, de preferência é a cera de Fischer-Tropsch produzida a partir da síntese de Fischer-Tropsch.

Durante a síntese de Fischer-Tropsch são formados hidrocarbonetos líquidos e gasosos, através do contato de um gás de síntese (singás) compreendendo uma mistura de hidrogênio e de monóxido de carbono com o catalisador de Fischer-Tropsch, sob condições reativas de temperatura e de pressão adequadas. A reação de Fischer-Tropsch é tipicamente conduzida em temperaturas de cerca de 300 0 a cerca de 700 0 F (cerca de 150 0 a cerca de 370 0 C), de preferência, de cerca de 400 0 a cerca de 550 0 F (cerca de 205 0 a cerca de 230 0 C); pressões de cerca de 10 a cerca de 600 psia, (0,7 a 41 bars), de preferência, 30 a 300 psia (2 a 21 bars) e velocidade espaciais do catalisador de cerca de 100 a cerca de 10.000 cm3/g/hr, de preferência, 300 a 3.000 cm3/g/hr.

Os produtos da síntese de Fischer-Tropsch poderão variar de hidrocarbonetos Q a C2oo mais, com a maioria na faixa de C5-C100 mais. A síntese de Fischer-Tropsch poderá ser vista como uma reação de polimerização. Aplicando-se as cinéticas de polimerização, uma equação de um só parâmetro pode descrever a distribuição inteira de produtos, referida como distribuição Anderson-Shultz-Flory (ASF): Onde Wn é a fração em peso de produto com um número de carbonos n, e a é a probabilidade de crescimento de cadeia ASF. Quanto maior for o valor de ot, mais comprido será o comprimento da cadeia média. A probabilidade de crescimento da cadeia ASF da fração C20+ da cera de Fischer-Tropsch nesta invenção é entre cerca de 0,85 e cerca de 0,915. A reação de Fischer-Tropsch pode ser conduzida em uma variedade de tipos de reatores, tais como, por exemplo, reatores de leito fixo, contendo um ou mais leitos catalíticos, reatores em suspensão, reatores de leito fluidizado, ou uma combinação de tipos diferentes de reatores. Tais processos de reação e de reatores são bem conhecidos e documentados na literatura. O processo da suspensão de Fischer-Tropsch, que é preferido na prática da invenção, utiliza características superiores de transferência de calor (e massa) para a reação de síntese fortemente exotérmica, que é capaz de produzir hidrocarbonetos parafínicos com pesos moleculares relativamente elevados, quando utilizando um catalisador de cobalto. No processo em suspensão, um singás composto de uma mistura de hidrogênio e monóxido de carbono, é borbulhado como uma terceira fase através de uma suspensão, que é composta de um catalisador particulado de síntese de hidrocarbonetos do tipo Fischer-Tropsch dispersado e colocado em suspensão em um líquido em suspensão composto de produtos de hidrocarbonetos da reação de síntese, que são líquidos nas condições da reação. A relação molar entre hidrogênio e monóxido de carbono poderá variar amplamente de cerca de 0,5 a cerca de 4, mas está mais tipicamente dentro da faixa de cerca de 0,7 a cerca de 2,75, e de preferência, de cerca de 0,7 a cerca de 2,5. Um processo de Fischer-Tropsch especialmente preferido é ensinado na EP0609079, também completamente incorporada aqui como referência para todos os fins.

Catalisadores de Fischer-Tropsch adequados, são compostos de um ou mais metais catalíticos do Grupo VIII, tais como Fe, Ni, Co, Ru e Re, com o cobalto sendo o preferido. Adicionalmente, um catalisador adequado poderá conter um promotor. Assim sendo, o catalisador de Fischer- Tropsch preferido é composto de quantidades efetivas de cobalto e um ou mais dos Re, Ru, Pt, Fe, Ni, Th, Zr, Hf, U, Mg e La sobre um material de suporte inorgânico adequado, de preferência um que seja composto de um ou mais óxidos metálicos refratários. Em geral, a quantidade de cobalto presente no catalisador é entre cerca de 1 e cerca de 50% em peso da composição total do catalisador. Os catalisadores também podem conter promotores de óxido básico, tais como Th02, La203, MgO, e Ti02, promotores tais como Zr02, metais nobres (Pt, Pd, Ru, Rh, Os, Ir), metais cunháveis (Cu, Ag, Au), e outros metais de transição, tais como o Fe, Mn, Ni, e Re. Materiais de suporte adequados incluem alumina, sílica, magnésia e titânia, ou misturas dos mesmos. Suportes preferidos para catalisadores contendo cobalto são os compostos de titânia. Catalisadores úteis e sua preparação são conhecidos e ilustrados na patente US 4.568.663, que se destina a ser ilustrativa mas não limitante em relação à escolha do catalisador.

Remoção de cera por hidroisomerizacão De acordo com a invenção atual, a alimentação de cera substancialmente parafinica é com remoção de cera através de remoção de cera por hidroisomerização, em condições suficientes para produzir um óleo de base lubrificante com uma composição desejada de cicloparafinas e um ponto de fluidez moderado. Em geral, as condições para a remoção de cera por hidroisomerização na invenção atual são controladas de tal forma que a conversão dos compostos com ponto de ebulição acima de cerca de 700 0 F (3710 C) na alimentação de cera em compostos com ponto de ebulição abaixo de cerca de 700 0 F (371 0 C) é mantida entre cerca de 10% em peso e 50% em peso, de preferência, entre 15% em peso e 45% em peso. A remoção de cera por hidroisomerização se destina a melhorar as propriedades de fluidez a frio de um óleo de base lubrificante, através da adição seletiva de ramificação na estrutura molecular, A remoção de cera por hidroisomerização idealmente atingirá níveis elevados de conversão de correntes de alimentação de cera em isoparafinas sem cera, ao mesmo tempo minimizando a conversão, através do craqueamento. A hidroisomerização é conduzida utilizando-se uma peneira molecular de tamanho de poro intermediário seletivo para forma. Os catalisadores de hidroisomerização úteis na invenção atual são compostos de uma peneira molecular de tamanho de poro intermediário seletivo para forma, e um componente de hidrogenação de metal cataliticamente reativo sobre um suporte de óxido reffatário. A frase "tamanho de poro intermediário" conforme utilizado aqui, significa um diâmetro livre cristalográfico na faixa de cerca de 3,9 a cerca de 7,1 Angstroms, quando o óxido inorgânico utilizado está na forma calcinada. As peneiras moleculares de tamanho de poro intermediário seletivo para forma, utilizadas na prática da invenção atual, geralmente são peneiras moleculares 1-D com 10,11 ou 12 anéis. As peneiras moleculares mais preferidas da invenção são da variedade 1-D com 10 anéis, onde as peneiras moleculares com 10 (ou 11 ou 12) anéis têm 10 (ou 11 ou 12) átomos coordenados tetraédricamente (átomos T) unidos por oxigênios.

Na peneira molecular 1-D, os poros com dez anéis (ou maiores) são paralelos uns com os outros, e não se interconectam. Notar, todavia, que as peneiras moleculares 1-D com 10 anéis que atendem à definição mais ampla de peneira molecular de tamanho intermediário de poros, mas incluem poros que se interceptam tendo anéis com oito membros, poderão também ser incluídas dentro da definição de peneira molecular da invenção atual. A classificação de canais de intrazeolitos como 1-D, 2-D e 3-D é estabelecida por R. M. Barrer em Zeolites, Science and Technology, editado por R. R. Rodrigues, L. D.

Rollman e C. Naccache, NATO ASI Series, 1984, cuja classificação é incorporada aqui na sua integridade como referência (ver especialmente a página 75).

As peneiras moleculares preferidas de tamanho de poro intermediário seletivo para forma, utilizadas para a remoção de cera por hidroisomerização, são baseadas em fosfatos de alumínio, tais como SAPO- 11, SAPO-31, e SAPO 41. SAPO-11 e SAPO-31 são as mais preferidas, com a SAPO-11 sendo a mais preferida. SM-3 é uma SAPO de tamanho de poro intermediário seletivo para forma especialmente preferida, que tem uma estrutura cristalina que se enquadra dentro daquela das peneiras moleculares SAPO-11. A preparação da SM-3 e as suas características únicas são descritas nas patentes americanas de número 4.943.424 e 5.158.665. As peneiras moleculares de tamanho de poro intermediário seletivo para forma também preferidas, utilizadas para a remoção de cera por hidroisomerização, são zeolitos, tais como o ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-57, SSZ-32, e ferrierita. O SSZ-32 e o ZSM-23 são os mais preferidos.

Uma peneira molecular de tamanho intermediário de poros preferida é caracterizada por diâmetros livres cristalográficos escolhidos dos canais, pelo tamanho de cristalito escolhido (correspondendo ao comprimento de canal escolhido), e pela acidez escolhida. Os diâmetros livres cristalográficos desejados dos canais das peneiras moleculares estão na faixa de cerca de 3,9 a cerca de 7,1 Angstroms, tendo um diâmetro máximo livre cristalográfico não maior do que 7,1 e um diâmetro mínimo livre cristalográfíco não menor do que 3,9 Angstroms. De preferência, o diâmetro máximo livre cristalográfico não é maior do que 7,1 e o diâmetro mínimo livre cristalográfico não é menor do que 4,0 Angstroms. Mais de preferência, o diâmetro máximo livre cristalográfico não é maior do que 6,5 e o diâmetro mínimo livre cristalográfico não é menor do que 4,0 Angstroms. Os diâmetros livres cristalográficos dos canais de peneiras moleculares são publicados no "Atlas of Zeolite Framework Types, Fischer-Tropsch Revised Edition, 2001, por Ch. Baerlocher, W.M. Meier, e D. H. Olson, Elsevier, pp 10 - 15, que é incorporada aqui como referência.

Se os diâmetros livres cristalográficos dos canais de uma peneira molecular são desconhecidos, o tamanho efetivo de poros da peneira molecular pode ser medido utilizando-se técnicas standard de adsorção e compostos de hidrocarbonetos de diâmetros cinéticos mínimos conhecidos.

Ver, Breck, Zeoolite Molecular Sieves, 1974 (especialmente o capítulo 8);

Anderson et al. J. Catalysis 58,114 (1979); e a patente americana de número 4.440.871, as porções pertinentes da qual são incorporadas aqui como referência. Ao se executar as medições de adsorção para se determinar o tamanho de poros, são utilizadas técnicas standard. É conveniente considerar- se uma molécula especifica como excluída, se ela não alcança pelo menos 95% do seu valor de adsorção de equilíbrio sobre a peneira molecular em menos de cerca de 10 minutos (p/po = 0,5; 25 0 C). As peneiras moleculares de tamanho intermediário de poros tipicamente admitirão moléculas tendo diâmetros cinéticos de 5,3 a 6,5 Angstroms com pouca obstrução.

Os catalisadores de remoção de cera por hidroisomerização preferidos úteis na invenção atual têm uma acidez suficiente, de forma que 0,5 g dos mesmos quando colocados em um reator de tubo convertem pelo menos 50% de hexadecano a 370 0 C, pressão de 1200 psig (8,27 MPa man), fluxo de hidrogênio de 160 ml/minuto, e a uma vazão de 1 ml/hora. O catalisador também apresenta uma seletividade de isomerização de 40% ou maior (a seletividade de isomerização é determinada como se segue: 100 x (percentagem em peso de C15 ramificado no produto)/(percentagem em peso de Cie ramificado no produto + percentagem em peso de C13 no produto) quando utilizado sob condições que levam a 96% de conversão de hexadecano normal (n-Cie) em outras espécies.

Os catalisadores de remoção de cera por hidroisomerização úteis na invenção atual são compostos de um metal nobre de hidrogenação catalíticamente reativo. A presença de um metal de hidrogenação catalíticamente ativo leva a uma melhoria do produto, especialmente do índice de viscosidade e da estabilidade. Os metais nobres platina e paládio são especialmente preferidos, com a platina sendo a mais especialmente preferida.

Se é usada platina e/ou paládio, a quantidade total de metal ativo de hidrogenação está tipicamente na faixa de 0,1 a 5% em peso do catalisador total, usualmente de 0,1 a 2% em peso, e não mais de 10% em peso. O suporte de óxido refratário poderá ser escolhido dentre aqueles suportes de óxido que são utilizados convencionalmente para catalisadores, incluindo sílica, alumina, sílica-alumina, magnésia, titânia, e combinações dos mesmos.

As condições para a remoção de cera por hidroisomerização dependem da alimentação utilizada, do catalisador utilizado, se o catalisador é ou não sulfetado, do rendimento desejado, e das propriedades desejadas do óleo de base lubrificante. As condições nas quais o processo de hidroisomerização da invenção atual poderá ser executado, incluem temperaturas de cerca de 600 0 F a cerca de 750 0 F (315 0 C a cerca de 399 0 C), de preferência em tomo de 600 0 F a cerca de 700 0 F (315 0 C a cerca de 371 0 C); e pressões de cerca de 15 a 3000 psig (0,10 a 20,7 MPa man), de preferência 100 a 2500 psig (0,69 a 17,2 MPa man). As pressões de remoção de cera por hidroisomerização neste contexto referem-se à pressão parcial de hidrogênio dentro do reator de hidroisomerização, apesar da pressão parcial de hidrogênio ser substancialmente a mesma (ou quase que a mesma) que a pressão total. A velocidade espacial horária liquida durante o contato geralmente é de cerca de 0,1 a 20h_1, de preferência de cerca de 0,1 a cerca de 5h A relação entre hidrogênio e hidrocarbonetos se enquadra dentro de uma faixa de cerca de 1,0 a cerca de 50 moles de H2/mol de hidrocarboneto, e mais de preferência, de cerca de 10 a cerca de 20 moles de H2/mol de hidrocarboneto. Condições adequadas para se executar a hidroisomerização são descritas nas patentes americanas de número 5.282.958 e 5.135.638, os teores das quais são incorporados aqui como referência na sua integridade. O hidrogênio está presente na zona de reação durante o processo de remoção de cera por hidroisomerização, tipicamente com uma relação entre hidrogênio e alimentação de cerca de 0,5 a 30 MSCF/bbl (milhares de pés cúbicos normais por barril) (0,01 a 0,85 MNm3/barril), de preferência, de cerca de 1 a cerca de 10 MSCF/bbl (0,03 a cerca de 0,28 MNm3/barril). Geralmente, o hidrogênio será separado do produto e reciclado para a zona de reação.

Hidrotratamento e hidroacabamento O hidrotratamento refere-se a um processo catalítico, usualmente executado na presença de hidrogênio livre, no qual a finalidade principal é a remoção de vários contaminantes metálicos, como arsênico, alumínio, e cobalto; heteroátomos, tais como enxofre e nitrogênio; oxigenatos; ou aromáticos do estoque da alimentação. Geralmente, nas operações de hidrotratamento para o craqueamento das moléculas de hidrocarbonetos, i.e., a quebra das moléculas maiores de hidrocarbonetos em moléculas menores de hidrocarbonetos é minimizada, e os hidrocarbonetos insaturados são totalmente ou parcialmente hidrogenados. A alimentação de cera para o processo desta invenção de preferência é hidrotratada antes da remoção de cera por hidroisomerização.

Os catalisadores utilizados na execução das operações de hidrotratamento são bem conhecidos na arte. Ver, por exemplo, as patentes americanas de número 4.347.121 e 4.810.357, os teores das quais são incorporados aqui como referência na sua integridade, para descrições genéricas de hidrotratamento, hidrocraqueamento, e de catalisadores típicos utilizados em cada um dos processos. Os catalisadores úteis, incluem metais nobres do Gmpo VIIIA (de acordo com as regras de 1975 da "International Union of Pure and Applied Chemistry"), como platina ou paládio sobre alumina ou matriz silicosa, e os do Grupo VIII e do Grupo VIB, como niquel- molibdênio ou niquel-estanho sobre alumina ou matriz de silício. A patente americana de número 3.852.207 descreve um catalisador de metal nobre útil e condições suaves. Outros catalisadores úteis são descritos, por exemplo, nas patentes americanas de número 4.177.294 e 3.904.513. Os metais de hidrogenação não nobres, tais como niquel-molibdênio, usualmente estão presentes na composição final do catalisador como óxidos, mas usualmente são utilizados nas suas formas reduzidas ou sulfetados, quando tais compostos de sulfeto são rapidamente formados a partir do metal especifico envolvido.

As composições catalíticas de metal não nobre preferidas contêm mais de cerca de 5% em peso, de preferência em tomo de 5 a cerca de 40% em peso de molibdênio e/ou tungstênio, e pelo menos cerca de 0,5, e geralmente em tomo de 1 a cerca de 15% em peso de níquel e/ou cobalto determinado como os óxidos correspondentes. Os catalisadores contendo metais nobres, tais como platina, contêm mais de 0,01% de metal, de preferência, entre 0,1 e 1,0% de metal. Combinações de metais nobres poderão também ser utilizadas, tais como misturas de platina e paládio.

Condições típicas de hidrotratamento variam ao longo de uma larga faixa. Em geral, a LHSV total é em tomo de 0,25 a 2,0, de preferência, em tomo de 0,5 a 1,5. A pressão parcial de hidrogênio é maior do que 200 psia (1,38 MPa abs), de preferência, variando de cerca de 500 psia (3,45 MPa abs)a cerca de 2000 psia (13,8 MPa abs). As vazões de recirculação de hidrogênio são tipicamente maiores do que 50 SCF/bbl (1,4 Nm /barril), e de preferência, são entre 1000 e 5000 SCF/bbl (28,3 e 141,6 Nm3/barril). As temperaturas no reator estarão em uma faixa de cerca de 300 0 F a cerca de 700 0 F (cerca de 150 0 C a cerca de 400 0 C), de preferência, na faixa de 450 0 F a 725 0 F (2300 C a 385 0 C).

No processo desta invenção, o hidrotratamento é utilizado como uma etapa após a remoção de cera por hidroisomerização. Esta etapa, chamado aqui de hidroacabamento, se destina a melhorar a estabilidade em oxidação, a estabilidade em UV, e a aparência do produto, através da remoção de traços de aromáticos, olefmas, corpos coloridos, e solventes. Conforme utilizado nesta apresentação, o termo estabilidade em UV refere-se à estabilidade do óleo de base lubrificante ou do lubrificante acabado quando exposto à luz UV e oxigênio. A instabilidade é indicada quando se forma um precipitado visível, usualmente visto como um floco ou uma turbidez, ou se desenvolve uma cor mais escura com a exposição à luz ultravioleta. Uma descrição geral do hidroacabamento poderá ser encontrada nas patentes americanas de número 3.852.207 e 4,673.487. O tratamento por argila para remover estas impurezas é uma etapa alternativa final do processo.

Fracionamento: Opcionalmente, o processo desta invenção poderá incluir o fracionamento da alimentação de cera substancialmente parafmica antes da remoção de cera por hidroisomerização, ou o fracionamento do óleo de base lubrificante. O fracionamento da alimentação de cera substancialmente parafínica ou do óleo de base lubrificante em frações de destilado, geralmente é feito através de destilação atmosférica ou a vácuo, ou pela combinação de destilação atmosférica e a vácuo. A destilação atmosférica é utilizada tipicamente para separar as frações de destilado mais leves, tais como nafta e destilados médios, de uma fração de produto de fundo tendo um ponto de ebulição inicial acima de cerca de 600 0 F a cerca de 750 0 F (cerca de 3150 C a cerca de 399 0 C). Em temperaturas mais elevadas, poderá acontecer o craqueamento térmico dos hídrocarbonetos, levando à incrustação do equipamento e a rendimentos menores dos cortes mais pesados. A destilação a vácuo é utilizada tipicamente para separar o material com ponto de ebulição mais elevado, tais como as frações de óleo de base lubrificante, em cortes na faixa de pontos de ebulição diferentes. O fracionamento do óleo de base lubrificante em cortes na faixa de ponto de ebulição diferente permite que a planta de fabricação de óleo de base lubrificante produza mais de um grau, ou de viscosidades, de óleos de base lubrificante.

Remoção de cera por solvente: A remoção de cera por solvente, opcionalmente, poderá ser utilizado para remover pequenas quantidades das moléculas restantes de cera do óleo de base lubrificante, após a remoção de cera por hidroisomerização. A remoção de cera por solvente é feito dissolvendo-se o óleo de base lubrificante em um solvente, como metil etil cetona, metil isobutil cetona, ou tolueno, ou precipitando as moléculas de cera, conforme discutido em Chemical Technology of Petroleum, 3rd Edition, William Gruse and Donald Stevens, MacGraw-Hill Book Company, Inc., New York, 1960, páginas 566 a 570. Ver também as patentes americanas de número 4.477.333, 3.773.650 e 3.775.288.

Composição dos hidrocarbonetos do óleo de base lubrificante: Os óleos de base lubrificante desta invenção têm mais de 95% em peso de saturados, conforme determinado por cromatografia de coluna de eluição, ASTM D 2549-02. As olefinas estão presentes em quantidades menores do que o detectável, através de espectroscopia de ressonância 13 magnética nuclear C de longa duração (NMR).

Moléculas com pelo menos uma função aromática, estão presentes em quantidades menores do que 0,3% em peso, através de HPLC- UV, e confirmadas pela ASTM D 5292-99 modificada para medir baixos níveis de aromáticos. Nas realizações preferidas, moléculas com pelo menos uma função aromática estão presentes em quantidades menores do que 0,10% em peso, de preferência menos de 0,05% em peso, mais de preferência, menos de 0,1% em peso. O enxofre está presente em quantidades menores do que 25 ppm, mais de preferência, menos de 1 ppm, conforme determinado por fluorescência por ultravioleta através da ASTM D 5453-00.

Medição de aromáticos através de HPLC-UV: 0 método utilizado para medir níveis baixos de moléculas com pelo menos uma função aromática nos óleos de base lubrificante desta invenção usa o sistema de cromatografia líquida de alto desempenho (HPLC) de gradiente quaternário da série 1050 da Hewlett Packard, acoplado com um detector UV-Vis de arranjo de diodo HP 1050 interfaceado com uma estação química HP. A identificação das classes aromáticas individuais nos óleos de base lubrificante altamente saturados foi feita com base no seu padrão de espectro UV e no seu tempo de eluição. A coluna amino utilizada para esta análise diferencia as moléculas aromáticas grandemente com base no seu número de anéis (ou mais corretamente, no seu número de ligações duplas).

Assim sendo, as moléculas contendo um só anel aromático seriam eluídas primeiramente, seguido pelos aromáticos policíclicos, para aumentar o número de duplas ligações por molécula. Para aromáticos com caráter semelhante de dupla ligação, aqueles com somente substituição alquila no anel seriam eluídos mais cedo do que aqueles com substituição naftênica.

Uma identificação inequívoca dos vários hidrocarbonetos aromáticos do óleo básico a partir do seu espectro de absorvência em UV era algo complicada, pelo fato de que as suas transições eletrônicas de pico eram todas trocadas para o vermelho em relação a análogos do composto de modelo puro até um grau dependente da quantidade de substituição de alquila e naftênica no sistema do anel. Estas trocas batocrômicas são bem conhecidas como sendo causadas pelo deslocamento do grupo alquila dos elétrons τ no anel aromático. Como poucos compostos aromáticos não substituídos têm um ponto de ebulição na faixa do lubrificante, era esperado e observado algum grau de troca para vermelho para todos os grupos aromáticos originais identificados. A quantificação dos compostos aromáticos eluídos foi feita através da integração de cromatogramas feitos a partir de comprimentos de onda utilizados para cada classe geral de compostos sobre a janela apropriada de tempo de retenção para aquele aromático. Os limites de janela de tempo de retenção para cada classe de aromáticos foram determinados avaliando-se manualmente o espectro de absorvência individual dos compostos eluídos em tempos diferentes e atribuindo os mesmos à classe aromática apropriada, com base na sua similaridade qualitativa com o espectro de absorção do composto modelo. Com algumas exceções, foram observadas somente cinco classes de compostos aromáticos nos óleos de base lubrificante API altamente saturados dos Grupos II e III.

Calibracão HPLV-UV: A HPLC-UV é utilizada para identificar estas classes de compostos aromáticos, mesmo em níveis muito baixos. Os aromáticos de anéis múltiplos tipicamente são absorvidos 10 a 200 vezes mais fortemente do que os aromáticos de anel único. A substituição alquila também afetou a absorção em cerca de 20%. Assim sendo, é importante utilizar-se HPLC para separar e identificar as várias espécies de aromáticos e saber quanto eficientemente eles são absorvidos.

Foram identificadas cinco classes de compostos aromáticos.

Com exceção de uma pequena superposição entre os naftenos aromáticos alquil-l-anel mais altamente retidos e os alquil naftalenos altamente retidos, todas as classes de compostos aromáticos foram determinados na linha básica.

Os limites de integração para a co-eluição de aromáticos de 1-anel e 2-anéís a 272 nm foram obtidos pelo método de queda perpendicular. Fatores de resposta dependentes do comprimento de onda para cada classe geral de aromáticos foram primeiramente determinados através da construção do registro da lei de Beer, a partir de misturas de compostos modelos puros com base nas absorvências mais próximas do pico de espectro em relação aos análogos aromáticos substituídos.

Por exemplo, as moléculas de alquil-ciclohexilbenzeno nos óleos de base apresentam uma absorvência distinta de pico a 272 nm que corresponde à mesma transição (proibida) que os compostos do modelo tetralina não substituído fazem a 268 nm. A concentração de naftenos aromáticos alquil-1 -anel nas amostras de óleo básico foi calculada assumindo- se que o seu fator de resposta de absorção molar a 272 nm era aproximadamente igual à absorção molar da tetralina a 268 nm, calculada a partir dos registros da lei de Beer. As concentrações em percentagem por peso de aromáticos foram calculadas assumindo-se que o peso molecular médio para cada classe de aromáticos era aproximadamente igual ao peso molecular médio para toda a amostra de óleo básico.

Este método de calibração foi adicionalmente melhorado, isolando-se os aromáticos de um anel diretamente dos óleos de base lubrificante, através de cromatografia HPLC exaustiva. A calibração feita diretamente com estes aromáticos eliminou as possibilidades e incertezas associadas com os compostos modelo. Conforme esperado, a amostra isolada de aromáticos tinha um fator de resposta menor do que o composto modelo, porque ela era mais altamente substituída.

Mais especifícamente, para se calibrar com precisão o método HPLC-UV, os aromáticos de benzeno substituído foram separados da massa de óleo de base lubrificante, utilizando-se uma unidade HPLC semi- preparativa Waters. 10 g da amostra foram diluídas a 1:1 em n-hexano e injetadas em uma coluna de sílica ligada com amino, de 5 cm x 22,4 mm de guarda de ID, seguido por duas colunas de 25 cm x 22,4 mm de ID de partículas de sílica ligadas com amino de 8-12 mícrons, fabricada pela Rainin Instmments, Emeryville, Califórnia, com n-hexano como a fase móvel, com uma vazão de 18 ml/minuto. O eluente da coluna foi fracíonado com base na resposta do detector a partir de um detector de UV com comprimento de onda duplo ajustado para 265 nm e 295 nm. As frações de saturado foram recolhidas até que a absorvência a 265 nm demonstrou uma alteração de 0,01 unidades de absorvência, o que indicava o início da eluição do aromático de um só anel. A fração de aromático de um só anel foi recolhida até que a relação de absorvência entre 265 nm e 295 nm foi reduzida para 2,0, indicando o início da eluição de aromáticos com dois anéis. A purificação e a separação da fração de aromático de um só anel foi feita através de re- cromatografia da fração de monoaromático longe da fração de saturados "da parte traseira" que resultou da sobrecarga da coluna de HPLC.

Este "padrão" aromático purificado mostrou que a alquil substituição reduziu o fator de resposta de absorção molar em tomo de 20% em relação à tetralina não substituída.

Confirmação de aromáticos através de NMR: A percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos um teor de função aromática no standard monoaromático purificado, foi confirmada através de análise NMR de carbono 13 de longa duração. A NMR era mais fácil de ser calibrada que a HPLC-UV, porque ela simplesmente media o carbono aromático e assim sendo, a resposta não dependia da classe de aromáticos analisada. Os resultados da NMR foram traduzidos de percentagem de carbonos aromáticos para percentagem de moléculas aromáticas (para ser consistente com a HPLC-UV e a D 2007) sabendo-se que 95 - 99% dos aromáticos em óleos de base lubrificante altamente saturados eram aromáticos de um só anel. A análise em alta potência, de longa duração, com uma linha básica boa, era necessária para se medir com precisão os aromáticos até 0,2% de moléculas de aromáticos.

Mais especificamente, para se medir com precisão níveis baixos de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática através de NMR, o método standard D 5292-99 foi modificado para produzir uma sensibilidade mínima a carbono de 500:1 (através de prática standard ASTM E 386). Foi usada uma corrida de 15h de duração em um NMR 400-500 Mhz com um sensor Nalotac de 10 - 12 mm. Foi usado o programa de integração com PC Acom para definir a forma da linha básica consistente de integração. A freqüência do veículo foi alterada uma vez durante a corrida, para evitar que artefatos formassem a imagem do pico alifático na região aromática.

Considerando-se o espectro em qualquer dos lados do espectro do veículo, a resolução foi significativamente melhorada.

Distribuição de cicloparafmas através de FIMS: As parafinas são consideradas mais estáveis do que as cicloparafmas em relação à oxidação, e portanto, são mais desejadas. As monocicloparafinas são consideradas mais estáveis do que as multicicloparafmas em relação à oxidação. No entanto, quando a percentagem em peso de todas as moléculas compelo menos uma função de cicloparafma é muito baixa em um óleo lubrificante, a solubilidade do aditivo é baixa e a compatibilidade do elastômero é pobre. Exemplos de óleos de base com estas propriedades são polialfaolefmas e óleos de base Fischer-Tropsch (óleos de base GTL) com menos de cerca de 5% de cicloparafmas. Para melhorar estas propriedades em lubrificantes acabados, com freqüência devem ser adicionados solventes dispendiosos tais como ésteres. Através desta invenção, são obtidos óleos de base lubrificante com uma percentagem em peso elevada de moléculas contendo monocicloparafinas e uma percentagem em peso baixa de moléculas contendo multicicloparafmas, de tal forma que elas têm uma estabilidade elevada em oxidação e um índice de viscosidade elevado, além de solubilidade aditiva e compatibilidade elastomérica boas. A distribuição dos saturados (n-parafina, isoparafma, e cicloparafmas) em óleos de base lubrificante desta invenção, é determinada através de espectroscopia de massa de ionização de campo (FIMS). O espectro do FIMS foi obtido em um espectrômetro de massa VG 70VSE. As amostras foram introduzidas através de uma sonda sólida, que foi aquecida de cerca de 40 0 C a 500 0 C com uma velocidade de 50 0 C por minuto. O espectrômetro de massa foi resfriado de m/z 40 a m/z 1000 com uma velocidade de 5 segundos por década. Os espectros de massa obtidos foram somados para gerarem um espectro "médio". Cada espectro foi corrigido por Cl3, utilizando-se um pacote de programa da PC-MassSpec. A eficiência da ionização FIMS foi avaliada utilizando-se misturas de parafinas ramificadas quase que puras e estoques básicos isentos de aromáticos, altamente naftênicos. As eficiências de ionização de isoparafinas e cicloparafinas destes óleos de base eram essencialmente as mesmas. As isoparafinas e as cicloparafinas compreendem mais de 99,9% dos saturados nos óleos de base lubrificante desta invenção.

Os óleos de base lubrificante desta invenção são caracterizados por FIMS em parafinas e cicloparafinas contendo números diferentes de anéis. As mono- cicloparafinas contêm um anel, as dicicloparafmas contêm dois anéis, as tri-cicloparafinas contêm três anéis, as tetracicloparafinas contêm quatro anéis, as pentacicloparafinas contêm cinco anéis, e as hexacicloparafinas contêm seis anéis. As cicloparafinas com mais de um anel são referidas como multicicloparafinas nesta invenção.

Em uma realização, os óleos de base lubrificante desta invenção têm um percentual em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafína maior do que 10, de preferência maior do que 15, mais de preferência, maior do que 20. Eles têm uma relação entre o percentual em peso de moléculas contendo monocicloparafinas e o percentual em peso de moléculas contendo multicicloparafinas maior do que 15, de preferência maior do que 50, mais de preferência maior do que 100. Os óleos de base lubrificante mais preferidos desta invenção têm um percentual em peso de moléculas contendo monocicloparafinas maior do que 10, um percentual em peso de moléculas contendo multicicloparafinas menor do que 0,1, ou mesmo nenhuma molécula contendo multicicloparafinas. Nesta realização, os óleos de base lubrificante poderão ter uma viscosidade cinemática a 100 0 C entre cerca de 2 cSt e cerca de 20 cSt, de preferência entre cerca de 2 cSt e cerca de 12 cSt, mais de preferência, entre cerca de 3,5 cSt e cerca de 12 cSt.

Em outra realização desta invenção, existe uma relação entre a percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafma e a viscosidade cinemática dos óleos de base lubrificante desta invenção. Isto é, quanto maior for a viscosidade cinemática a 1000 C em cSt, maior será a quantidade de todas as moléculas que são obtidas com pelo menos uma função de cicloparafma. Em uma realização preferida, os óleos de base lubrificante têm um percentual em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafma maior do que a viscosidade cinemática em cSt multiplicado por 3, de preferência maior do que 15, mais de preferência, maior do 20; e uma relação entre a percentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafinas e a percentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafinas maior do que 15, de preferência maior do que 50, mais de preferência, maior do que 100. Os óleos de base lubrificante têm uma viscosidade cinemática a 100 0 C entre cerca de 2 cSt e cerca de 20 cSt, de preferência entre cerca de 2 cSt e cerca de 12 cSt.

Exemplos destes óleos de base poderão ter uma viscosidade cinemática a 100 0 C entre cerca de 2 cSt e cerca de 3,3 cSt e ter uma percentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafma que é muito elevada, mas menos de 10% em peso. O ASTM D 5292-99 modificado e os métodos de teste HPLC- UV utilizados para medir níveis baixos de aromáticos, e o método de teste FIMS usados para caracterizar saturados, são descritos em D.C.Kramer, et al., "Influence of Group II & III Base Oil Composition on VI and Oxidation Stability," apresentado no "1999 AIChE Spring National Meeting" em Houston, 16 de março de 1999, os teores do qual são incorporados aqui na sua integridade.

Apesar das correntes de alimentação de cera desta invenção serem essencialmente isentas de olefinas, as técnicas de processamento de óleos de base podem introduzir olefinas, especialmente em altas temperaturas, devido às reações de "craqueamento". Na presença de calor ou de luz UV, as olefinas podem ser polimerizadas para formar produtos com peso molecular mais elevado, que podem colorir o óleo básico ou provocar sedimentação. Em geral, as olefinas podem ser removidas durante o processo desta invenção através de hidroacabamento ou por tratamento com argila.

FATOR DE PONTO DE FLUIDEZ DO ÓLEO DE BASE

Em realizações preferidas, os óleos de base lubrificante desta invenção têm uma relação entre o ponto de fluidez em 0 Celsius e a viscosidade cinemática a 100 0 C em cSt maior do que o fator de ponto de fluidez do óleo básico do referido óleo de base lubrificante. O fator do ponto de fluidez do óleo básico é uma função da viscosidade cinemática a 100 0 C e é calculado pela seguinte equação: Fator de ponto de fluidez de óleo básico = 7,35 x Ln (viscosidade cinemática a 100 0 C) - 18, onde Ln (viscosidade cinemática) é o logaritmo natural com base "e" da viscosidade cinemática a 100 0 C medido em centistokes (cSt). O método de teste utilizado para medir o ponto de fluidez é o ASTM D 5950-02. O ponto de fluidez é determinado em incrementos de um grau. O método de teste utilizado para medir a viscosidade cinemática é o método ASTM D 445-01. Nós mostramos um registro desta equação na figura 1.

Esta relação entre o ponto de fluidez e a viscosidade cinemática nas realizações preferidas desta invenção também define o limite inferior preferido do ponto de fluidez em 0 Celsius para cada viscosidade de óleo. Para exemplos preferidos dos óleos de base lubrificante desta invenção, o limite inferior do ponto de fluidez em uma determinada viscosidade cinemática a 100 0 C é = fator de ponto de fluidez do óleo básico x viscosidade cinemática a 100 0 C. Assim sendo, o limite inferior do ponto de fluidez para um óleo de base lubrificante preferido de 2,5 cSt seria de -28 0 C, para um óleo de base lubrificante preferido de 4,5 cSt seria de -31 0 C, para um óleo de base lubrificante preferido de 6,5 cSt seria de -28 0 C, e para um óleo de base lubrificante preferido de 10 cSt seria de -110 C. Selecionando-se pontos de fluidez moderadamente baixos, nós temos óleos que não são com super-remoção de cera que podem ser produzidos com rendimentos elevados.

Na maioria dos casos, os pontos de fluidez dos óleos de base lubrificante desta invenção serão entre -35 0 C e +100 C.

Em realizações preferidas, a relação elevada entre o ponto de fluidez e a viscosidade cinemática a 100 0 C controla o ponto de fluidez em uma faixa que é moderadamente baixa, dessa forma não requerendo um remoção de cera severo. A remoção de cera severo requerido para produzir óleos de base lubrificante com cicloparafmas elevadas e pontos de fluidez muito baixos, na arte anterior, reduziram a relação entre as monocicloparafmas e as multicicloparafmas, e talvez o mais importante, reduziram o rendimento total do óleo de base lubrificante e do lubrificante acabado produzido. Não existe necessariamente uma relação entre o fator de ponto de fluidez de óleo básico e a composição desejada de cicloparafmas entre os óleos de base feitos através de processos de produção diferentes. Cada propriedade desejada do óleo de base lubrificante desta invenção deve ser escolhida independentemente, até que uma relação possa ser determinada para um processo específico de produção.

Os óleos de base desta invenção respondem favoravelmente à adição de depressores convencionais de ponto de fluidez. Devido a esta interação favorável, não é necessário super remover cera dos mesmos até pontos de fluidez muito baixos, com uma desvantagem no rendimento. Com a adição de depressores de ponto de fluidez, eles poderão ser misturados em produtos que atendem a requisitos severos para boas propriedades em baixa temperatura, tais como óleos de motores automotivos.

OUTRAS PROPRIEDADES DE ÓLEOS DE BASE

LUBRIFICANTE índice de viscosidade: Os índices de viscosidade dos óleos de base lubrificante desta invenção serão elevados. Em uma realização preferida, eles terão índices de viscosidade maiores do que 28 x Ln (viscosidade cinemática a 100 0 C) + 95.

Por exemplo, um óleo de 4,5 cSt terá um índice de viscosidade maior do que 137, e um óleo de 6,5 cSt terá um índice de viscosidade maior do que 147.

Em outra realização preferida, os índices de viscosidade serão maiores do que 28 x Ln (viscosidade cinemática a 100 0 C) + 110. O método de teste utilizado para medir o índice de viscosidade é o ASTM D 2270 - 93 (1998).

Ponto de anilina: O ponto de anilina de um óleo de base lubrificante é a temperatura na qual uma mistura de anilina e óleo se separam. O ASTM D 611 - 01b é o método utilizado para medir o ponto de anilina. Ele produz uma indicação grosseira da solvência do óleo para materiais que estão em contato com o óleo, tais como aditivos e elastômeros. Quanto menor for o ponto de anilina, maior será a solvência do óleo. Os óleos de base lubrificante da arte anterior com um percentual em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática menor do que 0,30, feitos substancialmente de alimentação de cera parafínica, têm menos de cerca do total de 30 ppm de nitrogênio e enxofre combinados e a remoção de cera por hidroisomerização tende a ter pontos de anilina elevados e portanto solubilidade aditiva e compatibilidade elastomérica pobres. As quantidades maiores de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafina e os óleos de base lubrificante desta invenção reduzem o ponto de anilina e portanto melhoram a solubilidade aditiva e a compatibilidade elastomérica. O ponto de anilina dos óleos de base lubrificante desta invenção tenderá a variar, dependendo da viscosidade cinemática do óleo de base lubrificante a 100 0 C em cSt.

Em uma realização preferida, o ponto de anilina dos óleos de base lubrificante desta invenção será menor do que uma função da viscosidade cinemática a 100 0 C. De preferência, a função para o ponto de anilina é expressa como se segue: Ponto de anilina >36 x Ln (viscosidade cinemática a 100 0 C) + 200, em0 F.

Estabilidade em oxidação: Devido ao nível extremamente baixo de aromáticos e de multicicloparafmas dos óleos de base lubrificante desta invenção, a sua estabilidade em oxidação excede aquela da maioria dos óleos de base lubrificante.

Uma forma conveniente de medir a estabilidade dos óleos de base lubrificante, é através do uso do teste Oxidator BN, conforme descrito por Stangeland et al. na patente americana de número 3.852.207. O teste Oxidator BN mede a resistência à oxidação, por intermédio de um aparelho de absorção de oxigênio do tipo Domte. Ver R. W. Domte "Oxidation of White Oils," Industrial and Engineering Chemistry, vol 28, página 26, 1976.

Normalmente, as condições são uma atmosfera de oxigênio puro a 340 0 F (1710 C). Os resultados são relatados em horas para a absorção de 1.000 ml de 02 em 100 g de óleo. No teste Oxidator BN, são utilizados 0,8 ml do catalisador por 100 g de óleo e é incluído um pacote aditivo no óleo. O

catalisador é uma mistura de naftenatos metálicos solúveis em querosene. A mistura de naftenatos metálicos solúveis simula a análise média de metal no óleo de eixo de manivela usado. O nível de metais no catalisador é como se segue: Cobre = 6,927 ppm; Ferro = 4,083 ppm; Chumbo = 80,208 ppm;

Manganês = 350 ppm; Estanho = 3565 ppm. O pacote de aditivo é de 80 milimols de bispolipropilenofenilditio fosfato de zinco por 100 g de óleo, ou aproximadamente 1,1 g de OLOA 260. O teste do Oxidator BN mede a resposta de um óleo de base lubrificante em uma aplicação simulada. Valores elevados, ou tempos longos para absorver um litro de oxigênio, indicam uma boa estabilidade em oxidação. Tradicionalmente, é considerado que o Oxidator BN deve ser de mais de 7h. Para a invenção atual, o valor do Oxidator BN do óleo de base lubrificante será maior do que cerca de 3 Oh, de preferência, maior do que cerca de 40h. OLOA é um acrônimo de Oronite Lubricating Oil Additive®, que é uma marca registrada da Chevron Oronite.

Volatilidade Noack: Outra propriedade importante dos óleos de base lubrificante desta invenção é uma baixa volatilidade Noack. A volatilidade Noack é definida como a massa de óleo, expressa em percentagem em peso, que é perdida quando o óleo é aquecido a 250 0 C e 20 mm de Hg (2,67 kPa; 26,7 mbar) abaixo da atmosférica, em um cadinho de teste, através do qual é extraído um fluxo constante de ar durante 60 minutos (ASTM D 5800). Um método mais conveniente para o cálculo da volatilidade Noack e um que se correlaciona bem com o ASTM D-5800 é utilizando-se um teste de analisador termo-gravimétrico (TGA) pelo ASTM D 6375-99a. A volatilidade TGA

Noack é usada em toda esta apresentação, a não ser que seja mencionado de outra forma.

Em realizações preferidas, os óleos de base lubrificante desta invenção têm uma volatilidade Noack menor do que uma quantidade calculada a partir da equação: Volatilidade Noack, % em peso, = 1000 x (viscosidade λ n cinemática a 100 0 C)' ’, de preferência, menos de uma quantidade calculada da equação: Volatilidade Noack, % em peso = 900 x (viscosidade cinemática a 1000 CRS.

Viscosidade CCS: Os óleos de base lubrificante desta invenção também têm excelentes propriedades de viscosidade em baixa temperatura e alta tração, fazendo com que os mesmos sejam úteis em óleos de motor de vários tipos. A viscosidade aparente do simulador de eixo de manivela a frio (CCS VIS) é um teste utilizado para se medir as propriedades de viscosidade dos óleos de base lubrificante em baixa temperatura e alta tração. O método de teste para determinar o CCS VIS é o ASTM D 5293-02. Os resultados são registrados em centipoises, cP. Descobriu-se que o CCS VIS é relacionado com a operação de eixo de manivela de motor em baixa temperatura. As especificações para o CCS VIS máximo são definidas para óleos de motor automotivo pela SAE J300, revisada em junho de 2001. O CCS VIS medido a -35 0 C dos óleos de base lubrificante desta invenção são baixos, de preferência, menos de uma quantidade calculada pela equação: CCS VIS (-35 0 C), cP = 38 x (viscosidade cinemática a 100 0 C)3, mais de preferência, menos de uma quantidade calculada pela equação: CCS VIS (-35 0 C), cP = 38 x (viscosidade cinemática a 100 0 C)2,s.

Compatibilidade elastomérica: Os óleos de base lubrificante entram em contato direto com selos, gaxetas, e outros componentes do equipamento, durante o uso. Os fabricantes originais de equipamento e as organizações que estabelecem padrões, estabeleceram as especificações de compatibilidade elastomérica para tipos diferentes de lubrificantes acabados. Exemplos de testes de compatibilidade elastomérica são o CEC L-39-T-96, e o ASTM D 4289-03.

Um standard ASTM intitulado "Standard Test Method and Suggested Limits of Determining the Compatibility of Elastomer Seals for Industrial Hydraulic Fluid Applications" está em desenvolvimento atualmente. Os procedimentos de teste de compatibilidade elastomérica envolvem a colocação em suspensão de um espécime de borracha de volume conhecido no óleo de base lubrificante ou no lubrificante acabado, sob condições fixas de temperatura e de duração do teste. Isto é seguido no final do teste por uma segunda medição do volume, para se determinar a percentagem de dilatação que ocorreu.

Poderão ser feitas medições adicionais das alterações no alongamento em ruptura e na resistência à tração. Dependendo do tipo de aplicação da borracha, a temperatura de teste poderá variar significativamente. Os óleos de base lubrificante desta invenção são compatíveis com uma grande quantidade de elastômeros, incluindo, mas não limitados aos seguintes: neopreno, nitrila (butadieno acrilonitrila), nitrila hidrogenada, poliacrilato, etileno-acrílico, silicone, polietileno cloro-sulfonado, copolímeros de etileno-propileno, epicloridrina, fluorocarbonos, perfluoroéter, e PTFE.

ADITIVO LUBRIFICANTE O processo desta invenção para a fabricação de um lubrificante acabado, inclui a etapa de mistura do óleo de base lubrificante com pelo menos um aditivo lubrificante. Aditivos que poderão ser misturados com o óleo de base lubrificante para formar a composição lubrificante acabada, incluem aqueles que se destinam a melhorar certas propriedades do lubrificante acabado. Aditivos típicos incluem, por exemplo, aditivos anti- desgaste, agentes EP, detergentes, dispersantes, antioxidantes, depressores de ponto de fluidez, promotores de índice de viscosidade, modificadores de viscosidade, modificadores de atrito, desemulsificantes, agentes antiespumantes, inibidores de corrosão, inibidores de ferrugem, agentes de selagem por dilatação, emulsificantes, agentes umídificantes, promotores de lubricidade, desativadores de metal, agentes gelificantes, agentes aglutinantes, bactericidas, aditivos de perda de fluido, corantes, e semelhantes.

Tipicamente, a quantidade total de aditivo no lubrificante acabado está dentro da faixa de 0,1 a 30% em peso. Tipicamente, a quantidade de óleo de base lubrificante desta invenção no lubrificante acabado é entre 10 e 99,99% em peso, de preferência entre 25 e 99% em peso. Os fornecedores de aditivos para lubrificantes fornecerão informação sobre as quantidades efetivas dos seus aditivos individuais ou de pacotes aditivos a serem misturados com os óleos de base lubrificante para a produção de lubrificantes acabados. No entanto, devido às excelentes propriedades dos óleos de base lubrificante da invenção, poderão ser requeridos menos aditivos do que o requerido com óleos de base lubrificante feitos por outros processos, para atenderem as especificações para lubrificante acabado.

Promotores de índice de viscosidade são polímeros de peso molecular elevado que são adicionados aos lubrificantes acabados para produzirem um índice elevado de viscosidade. Exemplos de promotores de índice de viscosidade que poderão ser utilizados com os óleos de base lubrificante desta invenção, são copolímeros de olefina (OCP), copolímeros de etileno e propileno, polialquilacrilatos, polialquilmetacrilatos, poliisobutileno, copolímeros de estireno-isopreno hidrogenados, e estireno- butadienos hidrogenados. Como os óleos de base lubrificante desta invenção têm índices de viscosidade muito elevados, é requerida uma quantidade apreciavelmente menor de, ou nenhum promotor de índice viscosidade. A quantidade de promotor de índice de viscosidade que poderá ser utilizada em lubrificantes acabados desta invenção, geralmente é menor do que 12% em peso, de preferência, menor do que 8% em peso, mais de preferência, menos de 3% em peso, e mais de preferência, menos de 1% em peso. As concentrações de promotores de índice de viscosidade requeridas com a maioria de outros óleos de base usualmente são entre 3 e 25% em peso. O uso de promotores de índice de viscosidade poliméricos em óleos de motores de vários tipos, apresenta desvantagens conhecidas, incluindo a estabilidade sob tensão pobre e a sensibilidade à oxidação. Como resultado, os promotores de índice de viscosidade são degradados no motor e formam depósitos no motor e reduzem permanentemente a viscosidade do óleo. Quando se utiliza menos promotor de índice de viscosidade, poderá ser formulado um lubrificante acabado com um desempenho melhorado em relação à estabilidade sob tensão, à estabilidade em oxidação, e ao controle de depósitos. Também, como pelo menos um precursor de depósito foi minimizado, são requeridos menos aditivos para o controle de depósitos.

Co-solventes de éster são ésteres polares que atuam como plastificantes e têm uma polaridade elevada. Com freqüência, eles são requeridos para serem adicionados aos óleos de base do Grupo II e do Grupo III que têm quantidades menores de cicloparafínas e em polialfaolefinas, para melhorar a sua solubüidade aditiva e reduzir a tendência destes óleos de base de encolher e endurecer os elastômeros.

Infelizmente, os ésteres têm afinidades pela água, e a resistência à micro-corrosão de óleos que são misturados com ésteres poderá ser reduzida se eles se tomarem contaminados com a água. A micro-corrosão é a fadiga de superfície que ocorre em contatos hertzianos, provocada por tensões cíclicas de contato e pelo fluxo plástico na escala asperite. Os co- solventes de éster são também dispendiosos para utilização e é preferível formular-se lubrificantes acabados sem os mesmos.

Como os óleos de base lubrificante desta invenção têm solubílidade aditiva e compatibilidade elastomérica excelentes devido à sua composição nova, os lubrificantes acabados poderão ser formulados a partir dos mesmos com pouco ou nenhum co-solvente de éster. Os lubrificantes acabados desta invenção poderão ter menos de 8% em peso, de preferência, menos de 3% em peso, mais de preferência, menos de 1% em peso de co- solvente de éster. A estabilidade em oxidação elevada dos óleos de base lubrificante desta invenção requererá quantidades menores de antioxidantes a serem utilizados nos lubrificantes acabados que os compõem. O baixo desgaste dos óleos de base lubrificante desta invenção requererá quantidades menores de aditivos anti-desgaste. O uso de aditivos na formulação de lubrificantes acabados é bem documentado na literatura e está bem dentro da habilidade de uma pessoa adestrada na arte. Assim sendo, não será necessária uma explicação adicional nesta apresentação.

ESPECIFICAÇÕES DO LUBRIFICANTE ACABADO

Os lubrificantes acabados desta invenção, por exemplo, poderão ser formulados para atenderem as categorias de serviço de um óleo para motor APISL/ILSAC GF-3 e ACEA 2002 European Oil Sequences. Eles poderão também ser formulados para atenderem as especificações de junho de 2011 da SAE J300, para óleos de motor de vários tipos OW-XX, 5W-XX, 10W-XX, e 15W-XX, onde XX é 20, 30,40,50, ou 60.

Além disso, eles poderão ser formulados para atenderem o Chrysler MOPAR R ATF PLUS, ATF+2, ATF+3, ATF+4; GM DEXRON® II, DEXRON® IIE, DEXRON® III(G), 2003 DEXRON® III, DEX-CVT®;

Ford MERCON® e MERCON® V; e especificações de fluido de transmissão automática para carga pesada Allison C-4, Allison TES-295, Caterpillar TO- 4, ZF TE-ML 14B, e Voith G607. Os óleos de base desta invenção poderão ser formulados para atenderem os requisitos mais exigentes da especificação 2003 DEXRON® III, que inclui um aumento no comprimento do teste de oxidação de 50%, um aumento no número de ciclos do teste de ciclagem em 60%, e um aumento nas horas do teste de atrito de placa em 50% em relação à especificação anterior DEXRON® III (G).

Os óleos de base lubrificante desta invenção poderão ser formulados em fluidos de direção mecânica para automóveis e caminhões leves. Eles poderão atender os requisitos de uma variedade de especificações para fluidos de direção mecânica utilizados em sistemas de direção mecânica automotiva, incluindo Daimler Chrysler MS5931, Ford ESW-M2C128-C, GM 9985010, Navistar TMS 6810, e Volkswagen TL-VW-570-26.

Exemplos de especificações de lubrificantes para engrenagens industriais que os lubrificantes acabados formulados com os óleos de base lubrificante desta invenção poderão atender, incluem: AISE 224, AGMA 9005-D94 [16], General Motors LS-2, David Brown ET 33/80, DIN 51517/3, Flenders, e Ciccinnati Milacron P-35, P-59, P-63, P-74, P-77, e P-7B. DEXRON® e DEX-CVT® são marcas comerciais registradas da General Motors Corporation. MERCON® e uma marca comercial registrada da Ford Motor Company. MOPAR® é uma marca comercial registrada da Chrysler Corporation.

TESTES ESPECÍFICOS DE LUBRIFICANTE ACABADO MRV: Viscosímetro mini-rotativo (ASTM D 4684) - o teste MRV, que é relacionado com o mecanismo de capacidade de bombeamento, é uma medida da taxa de tração baixa. Uma velocidade de resfriamento lenta da amostra é a característica chave do método. Uma amostra é previamente tratada para ter uma história térmica especifica, que inclui ciclos de aquecimento, resfriamento lento, e de mergulho. A MRV mede uma tensão de deformação aparente, que se for maior que o limite inferior, indica um problema em potencial de falha de bombeamento por contaminação com ar.

Acima de uma certa viscosidade (atualmente definido como 60.000 cP pela SAE J300 de junho de 2001), o óleo poderá ser submetido a uma falha no bombeamento por um mecanismo chamado de comportamento "limitado pelo fluxo". E requerido, por exemplo, que um óleo SAE 10W, tenha uma viscosidade máxima de 60.000 cP a -30 0 C sem nenhuma tensão de tração.

Este método também mede uma viscosidade aparente sob taxas de tensão de 1 a 50 s'1. HTHS: A viscosidade em alta temperatura e em alta taxa de tração (HTHS) é uma medida de uma resistência do fluido ao fluidez sob condições que se parecem com as de um mancai com carga elevada em motores de combustão interna em operação, tipicamente um milhão de s '* a 150 0 C. A HTHS é uma indicação melhor de como opera um motor em alta temperatura com um determinado lubrificante do que as viscosidades em baixa tensão cinemática a 100 0 C. O valor de HTHS se relaciona diretamente com a espessura do filme de óleo em um mancai. A SAE J300 de junho de 2001 contém as especificações atuais para o HTHS medido através da ASTM D 4683, ASTM D 4741, ou ASTM D 5481. Por exemplo, é requerido que um óleo de motor com grau de viscosidade SAE 20, tenha um HTHS máximo de 2,6 centipoise (cP).

Exame da viscosidade Brookfield: o ASTM D 5133-01 é utilizado para medir a dependência entre viscosidade/temperatura em baixa temperatura, baixa tensão de tração, de óleos de motor. O comportamento da viscosidade em baixa temperatura, baixa tensão de tração, de um óleo de motor determina se o óleo escoará para o filtro de entrada do depósito, e então para a bomba de óleo, e então, para os locais no motor requerendo lubrificação em quantidade suficiente para evitar danos no motor, ímediatamente ou finalmente após a partida na temperatura a frio. O ASTM D 5133, a técnica de exame de viscosidade Brookfield, mede a viscosidade Brookfield de uma amostra quando ela é resfriada, em uma velocidade constante de 1 0 C/hora. Assim como o MRY, o ASTM D 5133 se destina a ser relacionado com a capacidade de bombeamento de um óleo em baixas temperaturas. O teste registra o ponto de gelificação, definido como a temperatura na qual a amostra alcança 30.000 cP. O índice de gelificação é também registrado, e é definido como a maior taxa de alteração de aumento de viscosidade de -5 0 C até a temperatura de teste mais baixa. As especificações API SL/ILSAC GF-3 atuais para óleos de motor de carro de passageiros requerem um índice máximo de gelificação de 12.

Protocolo de teste de desgaste HFRR: O teste de desgaste HFRR é utilizado para medir o desempenho anti-desgaste de lubrificantes acabados. Os testes de desgaste foram conduzidos em amostras de óleo de 1 ml utilizando um "High Frequency Reciprocating Rig [PCS Instruments HFR2]" utilizando esferas endurecidas através de um diâmetro de 0,25 " SAE-AISI 8620 [Rudeza = 0,14 mícrons Ra; Dureza Vickers = 800 - 870 kg/mm A2] em discos planos polidos SAE-AISI 8620 [Rudeza = 0,06 mícrons Ra; Dureza Vickers = 210 - 230 HV]. De preferência os lubrificantes acabados desta invenção terão um volume de desgaste HFRR com uma carga de 1 kg menor do que 500.000 mícrons cúbicos.

Condições de teste envolvidas: Freqüência 20 Hz Carga 100 g, 1 kg Deslocamento 1 mm Temperatura 1000 C

Tempo 30 minutos Por causa das extremas diferenças de dureza entre as esferas e os discos, a maior parte do desgaste do material ocorreu nos discos, na forma de um risco de desgaste semi-esférico com um comprimento de 1 mm. Em conseqüência, o desempenho anti-desgaste era baseado somente na quantidade de material removido dos discos, e não nas esferas. As medições do volume de desgaste do disco foram feitas depois de primeiramente remover-se os resíduos finos do desgaste da superfície dos discos com um cotonete imerso em hexano e então aplicando-se em uma área retangular de 1,24 mm x 1,64 mm da superfície na vizinhança do risco um aplicador de superfície MicroXAM-100 3D [ADE Phase Shift]. Foi feita uma distinção entre o volume de material removido por adesão [desgaste relacionado com o lubrificante] daquele deslocado por abrasão [sulco], primeiramente nivelando- se o perfil da superfície do disco baseado nas regiões planas imediatamente adjacentes ao risco de desgaste, utilizando-se a rotina de nivelamento do programa MicroXAM, e então subtraindo-se o volume de metal que se estendia acima do plano da superfície [abrasivo] do volume vazio que se estendia abaixo do plano da superfície [adesivo]. Os volumes líquidos do risco do desgaste foram registrados em mícrons cúbicos. A precisão da medição do volume através desta técnica é estimada como sendo de ± 10 mícrons cúbicos. Todos os óleos acabados foram testados em duplicata e foi feita a média dos resultados.

Viscosidade Brookfíeld: O ASTM D 2983-03 é utilizado para determinar a viscosidade em baixa tração de lubrificantes fluidos automotivos em baixas temperaturas. A viscosidade em baixa tração, baixa temperatura, de fluidos de transmissão automática, óleos de engrenagens, fluidos de torque e de tração, e óleos hidráulicos automotivos e industriais, com frequência são especificados através das viscosidades Brookfíeld. A especificação do fluido de transmissão automática GM 2003 DEXRON® III requer uma viscosidade Brookfíeld máxima a -400 C de 20.000 cP. A especificação Ford MERCON® V requer uma viscosidade Brookfíeld entre 5000 e 13000cP. De preferência, os lubrificantes acabados desta invenção terão uma viscosidade Brookfíeld a - 40 0 C menor do que 20.000 cP, mais de preferência, entre 5000 e 13000 cP, Em uma realização, eles poderão ter uma viscosidade Brookfíeld a -40 0 C menor do que 5000 cP.

Todas as publicações, patentes e solicitações de patente citadas nesta solicitação são incorporadas aqui como referência na sua integridade, da mesma maneira que a apresentação de cada publicação individual, solicitação de patente ou patente foi especificamente individualmente indicada para ser incorporada como referência na sua integridade.

EXEMPLOS

Os exemplos seguintes são incluídos para esclarecerem ainda mais a invenção, mas não devem ser considerados como limitações do escopo da invenção.

Cera Fischer-Tropsch Três amostras de cera FISCHER-TROPSCH hidrotratada preparadas utilizando-se um catalisador de síntese de FISCHER-TROPSCH com base em Fe ou com base em Co foram analisadas e descobriu-se que tinham as propriedades mostradas na tabela I.

ÓLEOS DE BASE LUBRIFICANTE

As correntes de alimentação de cera FISCHER-TROPSCH descritas na tabela I foram hidroisomerizadas sobre um catalisador de Pt/SAPO-11 sobre um aglutinante de alumina. As condições da corrida eram entre 652 e 695 0 F (344 e 368 0 C), 0,6 a 1,0 LHSV, pressão do reator de 300 psig (2,07 MPa man) ou 1000 psig (6,9 MPa man), e uma vazão única de hidrogênio entre 6 e 7 MSCF/bbl (0,2 e 0,2 MNm3/barril). O efluente do reator passou diretamente para um segundo reator, também a 1000 psig (6,9 MPa man), que continha um catalisador de hidroacabamento de Pt/Pd sobre sílica-alumina. As condições naquele reator eram uma temperatura de 450 0 F (2320 C) e um LHSV de 1,0.

Os produtos com ponto de ebulição acima de 650 0 F (343 0 C) foram fracionados através de destilação atmosférica ou a vácuo, para produzir frações de destilado de graus diferentes de viscosidade. Os dados de teste das frações específicas de destilado úteis como óleos de base lubrificante, e os lubrificantes acabados misturados desta invenção, são mostrados nos exemplos seguintes.

Exemplo 1, Exemplo 2, e Exemplo 3: Três óleos de base lubrificante com viscosidades cinemáticas entre 3,0 e 5,0 cSt a 100 0 C foram preparados através de remoção de cera por hidroisomerização de cera FISCHER-TROPSCFI conforme descrito acima.

As propriedades destes dois exemplos são mostradas na tabela II.

Exemplo 4 e Exemplo 5: Dois óleos de base lubrificante com viscosidades cinemáticas entre 6,0 e 7,0 cSt a 100 0 C foram preparados através de remoção de cera por hidroisomerização de cera FISCHER-TROPSCH, conforme descrito acima.

As propriedades destes dois exemplos são mostradas na tabela III.

Exemplo 6, Exemplo 7, Exemplo 8, Exemplo 9, Exemplo 10, Exemplo 11, e Exemplo 12: Sete óleos de motor de seis graus diferentes de viscosidade foram misturados, utilizando-se três dos óleos de base lubrificante desta invenção, Exemplo 2, Exemplo 4, e Exemplo 5. Eles foram misturados com um dos três pacotes aditivos Dl para carros de passageiros disponíveis comercialmente, um promotor de índice de viscosidade OOP, e um depressor de ponto de fluidez de polimetacrilato. Note-se que não foi adicionado nenhum promotor de índice de viscosidade nas amostras de graus OW-XX, 5W-XX, e 10W-30. Nenhum dos exemplos tinha solvente de éster adicionado. Os exemplos 9 e 10 incluíram outro óleo básico GTL, o óleo básico Chevron GTL 9.8. O óleo básico Chevron GTL 9.8 tinha uma viscosidade cinemática a 100 0 C de 9,83 cSt, um índice de viscosidade de 163, um ponto de fluidez de -12 0 C, uma percentagem em peso do total de cicloparafmas de 18,7, e uma relação entre monocicloparafmas e multicicloparafmas de 7,1. Três destas amostras de óleo de motor, Exemplo 7, Exemplo 11, e Exemplo 12, incluíram um óleo básico convencional do grupo II. Os óleos de base convencionais do grupo II utilizados eram o Chevron 220R e o Chevron 600R. As quantidades de cada um dos componentes destes óleos de motor, as suas propriedades viscométricas, e outras propriedades medidas, são mostradas na tabela IV.

Notar que todos estes óleos de motor tinham propriedades que atendiam os requisitos da SAE J300 de junho '01 e/ou da APISL/ILSAC GF- 3. O Exemplo 7, que foi testado em relação ao desgaste HFRR, apresentou volumes de desgaste muito baixos, tanto em cargas de 100 g como de 1 kg. A solubilidade aditiva em todos estes óleos era excelente, demonstrando que os níveis elevados de monocicloparafmas nos óleos de base apresentaram boa solubilidade aditiva, sem a adição de co-solvente de éster. Era de se notar que apesar dos óleos de base lubrificante utilizados para a produção destes óleos de motor não terem pontos de fluidez extremamente baixos, eles foram misturados em óleos de motor de vários tipos, atendendo às propriedades rígidas para baixas temperaturas de óleos de motor, incluindo a viscosidade CCS, MRV, e a aferição do índice de gelificação Brookfield e das temperaturas de gelificação. Os altos índices de viscosidade dos óleos de base lubrificante permitiram uma grande flexibilidade na mistura de uma larga variedade de graus de óleos de motor de vários tipos. A maioria dos exemplos foram misturados sem qualquer promotor de índice de viscosidade.

Exemplo 13, Exemplo 14, e Exemplo 15: Um dos óleos de base lubrificante desta invenção, o exemplo 3, foi testado em relação à viscosidade Brookfield pelo ASTM D 2983 a -400 C, puro ou misturado com um ou mais depressores de ponto de fluidez. Os resultados dessas análises são resumidos na tabela 5. A viscosidade Brookfield de duas das misturas de exemplo, Exemplos 13 e 15, estavam abaixo de 20.000 cP, e a viscosidade Brookfield do Exemplo 13 estava abaixo de 13.000 cP. A viscosidade Brookfield máxima do GM 2003 DEXRON® III era de 20.000 cP. A viscosidade Brookfield máxima do Ford MERCON® V era de 13.000 cP. Estes exemplos demonstram que os óleos de base lubrificante desta invenção respondem bem a depressores de ponto de fluidez, e poderão ser utilizados com sucesso para a produção de fluidos de transmissão automática de alta qualidade. Os óleos de base lubrificante de viscosidade menor desta invenção, ou misturas contendo os mesmos, teriam ainda um desempenho de viscosidade Brookfield ainda melhor.

Exemplo 16 e Exemplo comparativo 17: Foi testada a solvência aditiva e a estabilidade em estocagem dos lubrificantes acabados desta invenção comparada com a solvência de lubrificantes acabados misturados com um óleo básico convencional do Grupo III. O exemplo 16 foi preparado misturando-se com 11,3% em peso do pacote aditivo do óleo de motor GF-4 e 1% em peso do promotor de índice de viscosidade no exemplo 3. O exemplo comparativo 17 foi preparado misturando-se 11,3% em peso de um pacote aditivo PCMO típico atual em um óleo básico convencional Chevron do Grupo III. As solvências aditivas foram observadas durante um período de quatro semanas. As condições de estocagem eram as de temperatura ambiente (aproximadamente 25 0 C), 650 C,0 C, ou 18 0 C. Algumas das amostras foram estocadas em contato com aço. As observações de solvência aditiva foram feitas em ambas as temperaturas de teste, e (depois de aquecimento, quando requerido) na temperatura ambiente. Os resultados das análises são mostrados na tabela VI.

Estes resultados demonstram claramente a excelente solubilidade aditiva e a estabilidade em estocagem dos lubrificantes acabados feitos com os óleos de base lubrificante desta invenção. A solubilidade aditiva era melhor do que com o óleo básico convencional do Grupo III com uma viscosidade semelhante. Os óleos de base convencionais do Grupo III tinham uma quantidade relativamente elevada de cicloparafinas, mas continham níveis significativos de multicicloparafinas, conforme os óleos de base lubrificante utilizados nos lubrificantes acabados desta invenção.

Exemplo comparativo 18, Exemplo 19, exemplo comparativo 20: Foram preparadas três misturas de óleos de motor de carro de passageiros diferentes (PCMOSs). O exemplo comparativo 18 foi misturado utilizando-se os óleos de base convencionais do Grupo II. O exemplo 19 foi misturado com óleos de base GTL, um dos quais era o óleo de base lubrificante desta invenção (exemplo 5). O exemplo comparativo 20 foi misturado com óleos de base convencionais do grupo I. O óleo básico Chevron GTL 14 tinha uma viscosidade cinemática a 100 0 C de 14,62 cSt, um índice de viscosidade de 160, um ponto de fluidez de -1 0 C, uma percentagem em peso de multicicloparafinas de 24,1 e uma relação entre monocicloparafinas e multicicloparafinas de 11, Todas as misturas de óleo de motor continham o mesmo pacote aditivo PCMO Dl e um promotor de índice de viscosidade OCP, Nenhuma das misturas continha nenhum co-solvente de éster. As misturas foram testadas de acordo com o método de teste CEC L-39- T-96 usando três elastômeros diferentes: fluorocarbono, poliacrilato, e nitrila.

Foram medidas a alteração da dureza do elastômero, a alteração da resistência à tração, e a alteração do alongamento. Os resultados dos testes de compatibilidade elastomérica são mostrados na tabela VII.

Estes resultados mostram que, exceto em relação a alteração do alongamento do poliacrilato, o óleo de motor do exemplo 19 era totalmente compatível com elastômeros de fluorocarbono, poliacrilato, e nitrila, Nem o exemplo comparativo 18 misturado com óleos de base convencionais do Gmpo II nem o exemplo 19 atendem os limites para a alteração de alongamento para poliacrilato. Eles poderão ambos requerer aproximadamente a mesma quantia pequena de co-solvente de éster para trazer a alteração de alongamento de poliacrilato para dentro de - 35 a 10%. Notar o índice de viscosidade muito mais elevado e a viscosidade CCS menor do óleo de motor desta invenção, exemplo 19, comparado com os exemplos comparativos misturados com óleos de base convencionais comerciais.

Exemplo 21 e exemplo 22: Duas misturas de fluidos de transmissão automática desta invenção foram misturadas utilizando-se o óleo de base lubrificante do exemplo 1. Nenhuma mistura continha qualquer co-solvente de éster. O exemplo 21 foi misturado com um segundo óleo básico GTL, óleo básico Chevron GTL 2.5, e um pacote de aditivo DEXRON® III ATF disponível comercialmente. O óleo básico Chevron GTL 2.5 tinha uma viscosidade cinemática a 100 0 C de 2,583 cSt, um índice de viscosidade de 133, e um ponto de fluidez de -30 0 C, 7% em peso de monocicloparafmas, e nenhuma multicicloparafma. O exemplo 22 foi misturado com um pacote aditivo ATF de carga pesada, promotor de índice de viscosidade de polimetacrilato (PMA), e um depressor de ponto de fluidez. Os resultados do teste nestas misturas são mostrados na tabela VIII.

Estas misturas demonstram as excelentes propriedades viscométricas dos fluidos de transmissão automática feitos utilizando-se o processo desta invenção. Apesar do exemplo 1 ter um ponto de fluídez moderado de -19 0 C ele foi facilmente misturado em ATFs com excelentes propriedades viscométricas. O exemplo 21 atendeu os requisitos viscométricos das especificações GM 2003 DEXRON® III e Ford MERCON® V. O exemplo 21 tinha uma viscosidade Brookfield menor do que 5000 cP, o que é especialmente desejável. O exemplo 22 atendeu os requisitos viscométricos das especificações GM 2003 DEXRON® III e Ford MERCON®, assim como as especificações ATF para carga pesada da Allison C-4 e da Caterpillar TO-4 (10W). Ambos estes lubrificantes acabados feitos com o óleo de base lubrificante do exemplo 1 teriam excelente compatibilidade elastomérica, e estabilidade em oxidação superior, volatilidade Noack baixa, e baixo desgaste.

Claims

1. Processo para fabricação de um lubrificante acabado, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a. realizar uma síntese de Fischer-Tropsch em singás para prover uma corrente de produto; b. isolar da referida corrente de produto uma alimentação de cera substancial mente parafínica tendo menos que cerca de 30 ppm de nitrogênio e enxofre combinados no total, e menos que cerca de 1 % em peso de oxigênio; c. remover a cera da referida alimentação de cera substancialmente parafínica por remoção de cera por hidroisomerização usando uma peneira molecular de tamanho de poro intermediário seletivo para forma compreendendo um componente de hidrogenação de metal nobre, em que a temperatura de hidroisomerização está entre cerca de 315°C e cerca de 399°C, pelo que um óleo isomerizado é produzido; d. hidroacabar o referido óleo isomerizado, pelo que um óleo de base lubrificante é produzido tendo: i. uma porcentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática menor que 0,30; ii. uma porcentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafina maior que 10; iii. uma relação de porcentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafinas para uma porcentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafinas maior que 20; iv. um índice de viscosidade maior que uma quantidade calculada pela equação: VI = 28 x Ln (Viscosidade Cinemática a 100 °C) + 95; e e. misturar o óleo de base lubrificante com pelo menos um aditivo lubrificante, em que o referido lubrificante acabado tem um volume de desgaste HFRR com 1 kg de carga menos do que 500.000 mícrons cúbicos.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referida alimentação de cera substancialmente parafínica tem uma relação em peso de moléculas tendo pelo menos 60 ou mais átomos de carbono e moléculas tendo pelo menos 30 átomos de carbono menores do que 0,10, e um ponto de ebulição T90 entre 349°C e 649°C.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido lubrificante acabado tem menos que 1 porcento em peso de co-solvente éster.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referido lubrificante acabado tem menos que 8 porcento em peso de melhorador do índice de viscosidade.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante acabado atende às especificações de um dos tipos de viscosidade de SAE Junho 2001 para óleos de motor de múltiplos tipos: 0W-XX, 5W-XX, 10W-XX e 15W-XX, onde XX é 20, 30, 40, 50 ou 60.

6. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o lubrificante acabado atende às exigências de uma ou mais das seguintes especificações para fluido de transmissão automática: DEXRON® II, DEXRON® IIE, DEXRON® III(G), 2003 DEXRON® III, MERCON ®, MERCON ® V, MOPAR ® ATF PLUS, ATF+ 2, ATF+3, ATF+4, e DEX-CVT ®.

7. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido lubrificante acabado atende às exigências de uma ou mais das seguintes especificações para fluido de transmissão de carga pesada: Allison C-4, Allison TES-295, Caterpillar TO-4, ZF TE-ML 14B, e Voith G607.

8. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referido lubrificante acabado atende às exigências de uma ou mais das seguintes especificações para fluido de direção mecânica: DaimlerChrysler MS5931, Ford ESW-M2C128-C, GM9985010, Navistar TMS 6810, e Volkswagen TL-VW-570-26.

9. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender a misturação de óleo de base lubrificante com um óleo de base adicional selecionado dentre o grupo consistindo de óleos de base de Grupo I convencional, óleos de base de Grupo II convencional, óleo de base de Grupo III convencional, outros óleos de base GTL cera de petróleo isomerizada, polialfaolefinas, poli-intemalolefinas, olefinas oligomerizadas de alimentação derivada de Fischer-Tropsch, diésteres, poliol ésteres, ésteres de fosfato, aromáticos alquilados, cicloparafinas alquiladas, e misturas dos mesmos.

10. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o óleo de base lubrificante tem uma relação de ponto de fluidez em graus Celsius para viscosidade cinemática a 100°C em cSt maior do que o fator de fluidez de óleo de base como calculado pela seguinte equação: fator de fluidez de óleo de base = 7,35 x Ln(viscosidade cinemática a 100°C) - 18.

11. Lubrificante acabado, caracterizado pelo fato de compreender: a. um óleo de base lubrificante feito a partir de cera de Fischer- Tropsch, tendo: i. uma porcentagem de peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática menor que 0,30; ii. uma porcentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafina maior que 10; iii. uma relação de porcentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafinas para porcentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafinas maior que 20; iv. um índice de viscosidade maior que uma quantidade calculada pela equação: VI = 28 x Ln (Viscosidade Cinemática a 100 °C) + 95; e b. pelo menos um aditivo lubrificante, em que o referido lubrificante acabado tem um volume de desgaste HFRR com 1 kg de carga menor do que 500.000 mícrons cúbicos.

12. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o óleo de base lubrificante tem uma porcentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática menor que 0,05.

13. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o óleo de base lubrificante tem uma porcentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafina maior do que 20.

14. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o óleo de base lubrificante tem uma relação de ponto de fluidez em graus Celsius para viscosidade cinemática a 100°C em cSt maior do que o fator de fluidez de óleo de base, como calculado pela seguinte equação: fator de fluidez de óleo de base = 7,35 x Ln(viscosidade cinemática a 100°C) - 18.

15. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a quantidade de óleo de base lubrificante está entre 10 e 99,9 porcento em peso e a quantidade de aditivo lubrificante está entre 0,1 e 30 % em peso.

16. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de ter menos que 1 % em peso de co-solvente de éster.

17. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de ter menos que 8 % em peso de melhorador do índice de viscosidade.

18. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de ser compatível com um ou mais elastômeros selecionados dentre o grupo consistindo de neopreno, nitrila, nitrila hidrogenada, poliacrilato, etileno-acrílico, silicone, polietileno clor-sulfonado, copolímeros etileno-propileno, epicloridrina, fluorocarboneto, perfluoroéter, e PTFE.

19. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ele atende às especificações de um dos tipos de viscosidade de SAE Junho 2001 para óleos de motor de múltiplos tipos: 0W- XX, 5W-XX, 10W-XX e 15W-XX, onde XX é 20, 30, 40, 50 ou 60.

20. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ele atende às exigências de uma ou mais das seguintes especificações para fluido de transmissão automática: DEXRON® II, DEXRON® IIE, DEXRON® III(G), 2003 DEXRON® III, MERCON ®, MERCON ® V, MOPAR ® ATF PLUS, ATF+ 2, ATF+3, ATF+4, e DEX- CVT®.

21. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ele atende às exigências de uma ou mais das seguintes especificações para fluido de transmissão de carga pesada: Allison C-4, Allison TES-295, Caterpillar TO-4, ZF TE-ML 14B, e Voith G607.

22. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ele atende às exigências de uma ou mais das seguintes especificações para fluido de direção mecânica: DaimlerChrysler MS5931, Ford ESW-M2C128-C, GM9985010, Navistar TMS 6810, e Volkswagen TL-VW-570-26.

23. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de ainda compreender um óleo de base adicional selecionado dentre o grupo consistindo de óleos de base de Grupo I convencional, óleos de base de Grupo II convencional, óleos de base de Grupo III convencional, outros óleos de base GTL cera de petróleo isomerizada, polialfaolefinas, poli-intemalolefinas, olefinas oligomerizadas de alimentação derivada de Fischer-Tropsch, diésteres, poliol ésteres, ésteres de fosfato, aromáticos alquilados, cicloparafinas alquiladas, e misturas dos mesmos.

24. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo de ter uma viscosidade Brookfield a - 40°C de menos do que 20.000 cP.

25. Lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de ter uma viscosidade Brookfield a -40°C de menos do que 5.000 cP.

26. Uso de um lubrificante acabado como definido na reivindicação 11, caracterizado pelo fato de ser em um mecânica hidráulica, ou engrenagem industrial para reduzir desgaste, em que o lubrificante acabado compreende: a. um óleo de base lubrificante feito de cera de Fischer- Tropsch, tendo: i. uma porcentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função aromática menor que 0,30; ii. uma porcentagem em peso de todas as moléculas com pelo menos uma função de cicloparafina maior do que 10; iii. uma relação de porcentagem em peso de moléculas contendo monocicloparafinas para uma porcentagem em peso de moléculas contendo multicicloparafinas maior do que 20; e iv. um índice de viscosidade maior que uma quantidade calculada pela equação: VI = 28 x Ln (Viscosidade Cinemática a 100 °C) + 95; e b. pelo menos um aditivo lubrificante.

27. Uso de um lubrificante acabado de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o óleo de base lubrificante tem uma relação de ponto de fluidez para viscosidade cinemática a 100°C maior do que o fator de fluidez do óleo de base, como calculado pela seguinte equação: fator de fluidez de óleo de base = 7,35 x Ln (viscosidade cinemática a 100°C) - 18.