CN102227634A - 预测基础油性能的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了预测基础油性能的方法，和调合图。所述用于预测基础油性能的方法包括选择两种基础料，并且制得具有两种基础料在低温下的粘度性能和挥发度以及在它们之间的曲线，该曲线用于预测两种基础料的调合物是否将满足成品润滑剂要求。

Description

预测基础油性能的方法
发明领域
本发明涉及预测基础油性能的方法和调合图。
附图简要描述
图1描述了具有定义如下调合物的CCS VIS(在-25℃下)和Noack挥发度之间典型关系的曲线的调合图：Chevron 100R与Chevron 220R的调合物、Chevron 110RLV与Chevron 220R的调合物、Chevron 5R与Chevron 220R的调合物、Chevron 4R与Chevron 220R的调合物以及Chevron 110RLV与Chevron 7R的调合物。左边的圆圈涵盖了5W多级发动机油所需的CCS VIS和Noack挥发度的目标范围。中间的圆圈涵盖了10W多级发动机油所需的CCS VIS和Noack挥发度的目标范围。右边的圆圈涵盖了15W多级发动机油所需的CCS VIS和Noack挥发度的目标范围。
Chevron 110RLV是具有改进性能的新基础油。Chevron 100R、150R和Chevron 220R都是商业II类基础油。Chevron 4R、5R和7R都是商业高度链烷属非常规基础油。Chevron 4R和Chevron 7R都是III类基础油，Chevron 5R是II类基础油。
图2描述了具有由Chevron 100R的CCS VIS和Noack挥发度限定的第一个点的调合图(blend chart)。该调合图具有由Chevron 7R的CCS VIS和Noack挥发度限定的第二个点。该调合图具有由Chevron220R的CCS VIS和Noack挥发度限定的第三个点。在这三个点之间绘制曲线。将CCS VIS为3342且Noack挥发度为11.73的目标点放置在该图上。该图指导用户可以将所述三种基础油中各自多少进行调合以满足目标点性能。
发明详述
定义：
术语“包含”是指包括该术语后所确定的要素或步骤，但是任何这些要素或步骤并非是穷举的，并且实施方案可以包括其它要素或步骤。
“连续碳原子数”是指基础油具有在一定碳数范围内的烃分子分布，具有碳数中间的每一个数。例如，基础油可以具有范围从C22到C36或从C30到C60中的每一碳数的烃分子。基础油的烃分子彼此相差连续碳原子数，这是因为用于制备基础油的含蜡(waxy)原料也具有连续碳原子数。例如，在费-托烃合成反应中，碳原子源是CO，烃分子每次增加一个碳原子。石油衍生的含蜡原料具有连续碳原子数。与基于聚α-烯烃的油相反，由含蜡原料制备且具有连续碳原子数的基础油的分子具有更为线形的结构，包括带有短支链的相对较长骨架。聚α-烯烃的经典教科书描述为星形分子，特别是三癸烷(tridecane)，其可例示为连接到中心点上的三个癸烷分子。尽管星形分子是理论上的，不过聚α-烯烃分子比构成本文所公开的基础油的烃分子具有更少的和更长的支链。
“基础料”是由单一制造商按照相同规格(不依赖于原料来源或制造商的地点)生产的润滑剂组分；满足相同制造商的规格；并且由唯一的配方(formula)、产品识别号码或这两者加以识别。基础料可以使用各种不同的方法进行制造，这些方法包括但不限于蒸馏、溶剂精制、氢处理、低聚、酯化和再精制。
“基础油”是基础料或不同基础料的调合物。其适合于与添加剂调合成满足所需规格的成品滑润剂。
“基础料构成体系(slate)”是具有不同粘度但都在相同基础料分类中且来自相同制造商的基础料的产品线。
“轻质中性基础油”具有约650°F-900°F(343℃-482℃)的沸程，不大于约-5℃的倾点，和在100℃下约4-约5mm2/s的运动粘度。
“高度链烷属非常规基础油”是通过n-d-M分析具有大于72％的链烷属碳和小于30％的环烷属碳的II类或III类基础油。
通过ASTM D3238-95(2005年重新核准)以归一化进行n-d-M分析。ASTM D3238-95(2005年重新核准)是通过n-d-M方法用来计算石油的碳分布和结构基团分析的标准测试方法。该方法适用于“不含烯烃”的原料，在该应用中假设该“不含烯烃”的原料意味着烯烃含量为2重量％或更小。归一化过程由以下步骤组成：A)若Ca值小于0，则将Ca设为0，且Cn和Cp成比例增加以使得总和为100％。B)若Cn值小于0，则将Cn设为0，且Ca和Cp成比例增加以使得总和为100％；和C)若Cn和Ca都小于0，则将Cn和Ca都设为0，将Cp设为100％。
试验方法描述：
“沸程”是按照ASTM D 6352-04测量且在本文称为模拟蒸馏(SimDist)的5重量％沸点-95重量％沸点(包括端点在内)。沸程为700-900°F的烃，例如具有大于700°F的5重量％沸点和小于900°F的95重量％沸点。
“运动粘度”是流体在重力下流动时以mm2/s计的阻力的量度，采用ASTM D445-06测定。
“粘度指数”(VI)是一个经验性的、无单位的数值，表示温度变化对油的运动粘度的影响。油的VI越高，则其粘度随温度变化的倾向就越低。VI按照ASTM D 2270-04测定。
“冷启动模拟器表观粘度”(CCS VIS)是以毫帕斯卡秒即mPa.s计来度量在低温和低剪切下润滑基础油粘度性能的量度。CCS VIS按照ASTM D 5293-04进行测定。CCS VIS可以在不同温度例如-25C或-35C下测量。
“Noack挥发度”是当油在250℃下加热，以恒定的空气流将其带出60分钟时，按油质量定义的、以重量％表示的损失量，按照ASTMD5800-05程序B测定。
“倾点”是测量在某些谨慎控制的条件下基础油样品将要开始流动时的温度，可按照ASTM D 5950-02中的描述对其进行测定。
“闪点”是在控制的实验室条件下基础油与空气形成易燃混合物的倾向性的量度。使用克利夫兰开口杯设备(手动或自动)按照ASTM D92-05a对其进行测量。
“氧化器BN”测定模拟应用中基础油的响应。值越高或是说吸收1升氧气的时间越长表明稳定性越好。氧化器BN可通过Dornte型氧气吸收设备在340°F于1大气压的纯氧气下来测量(R.W.Dornte的“白油的氧化(Oxidation of White Oils)”，Industrial and Engineering Chemistry，28卷，26页，1936)。报告100g油吸收1000ml O2的以小时计的时间。在氧化器BN试验中，每100g油使用0.8ml催化剂。催化剂是模拟用过的曲柄轴箱油的平均金属分析的可溶性金属环烷酸盐的混合物。添加剂包是每100g油80mmol的双聚丙烯苯基二硫代磷酸锌。
“芳族化合物的重量百分比”给出了基础油的UV和氧化稳定性的指示。其可用HPLC-UV进行测量。在一个实施方案中，使用Hewlett Packard 1050系列四元梯度高效液相色谱(HPLC)系统进行测试，该系统与HP 1050二极管阵列UV-Vis检测器连接，以HP化学工作站为界面。根据UV光谱图案和洗脱时间确认基础油中各芳族化合物类型。用于此分析的氨基柱主要基于它们的环数(或双键数)来区分芳族化合物分子。因此，含有单环芳族化合物的分子首先洗脱，接着是多环芳族化合物按每分子中双键数递增的顺序洗脱。对于具有相似双键特征的芳族化合物，环上只有烷基取代的那些比有环烷属取代基的那些洗脱得更快。从各种基础油芳烃的UV吸收谱明确地鉴别它们是通过辨认它们的峰电子跃迁相对于纯模型化合物类似物的全部红移程度来实现的，该红移程度取决于环体系上的烷基和环烷基取代的量。通过积分色谱图来对洗脱的芳族化合物进行定量，其中该色谱图由就每个大类的化合物所优化的波长在对于该芳族化合物的恰当的保留时间窗口内制成。通过人工评价洗脱的化合物在不同时间的各自的吸收谱并基于它们与模型化合物吸收谱的定性相似处将它们归属为恰当的芳族类，来确定对于每个芳族类的保留时间窗口界限。
基础油
我们开发了改进的基础油，该基础油包含具有连续碳原子数的烃。在一个实施方案中，该基础油具有700-925°F(371-496℃)的沸程，105-115的VI，和小于18重量％的Noack挥发度。
在第二实施方案中，该基础油具有700-925°F(371-496℃)的沸程，105-115的VI，和在-25℃下小于1500mPa.s的CCS VIS。
在第三实施方案中，该基础油具有700-925°F(371-496℃)的沸程，在-25℃下至少1100mPa.s的CCS VIS，和Noack挥发度与在-25℃下的CCS VIS之比乘以100为0.80-1.55。
该基础油具有小于120的VI，使得该基础油落在II类基础油的VI范围内。在一些实施方案中，VI为105-115，例如107-115、107-113、109-114或110-115。
该基础油具有低的Noack挥发度，通常小于25重量％或小于20重量％。在一些实施方案中，Noack挥发度小于18重量％、小于17重量％或小于16.5重量％。
在一个实施方案中，该基础油具有大于18、20、22或24小时的氧化器BN。在一些实施方案中，基础油的氧化器BN高于制备该基础油的原始基础油的原始氧化器BN。
在一个实施方案中，该基础油具有高的闪点，例如大于210℃、大于215℃或大于220℃。通常地，该基础油具有小于275℃的闪点。
在一个实施方案中，该基础油具有低的芳族化合物总重量％，例如小于0.20重量％、小于0.10重量％或小于0.05重量％。
该基础油的一个特征是可通过将该基础油与一种或多种添加剂调合而将其调合成许多高品质的成品滑润剂。可由该基础油制备的成品滑润剂的实例包括发动机油、润滑脂、重型发动机润滑油、客车发动机润滑油、传动和扭矩液、天然气发动机油、船用滑润剂、铁路滑润剂、航空滑润剂、食品加工滑润剂、纸和林产品、金属加工液、齿轮滑润剂、压缩机滑润剂、涡轮机油、液压油、热传递油、阻挡液和其它工业产品。在一个实施方案中，可将该基础油调合成多级发动机油。可用该基础油调合的多级发动机油的实例是5W-XX、10W-XX和15W-XX，其中XX选自20、30、40、50和60。
基础油可以另外包含第二基础油。在一个实施方案中所述第二基础油是II类基础油。II类、III类和IV类基础油按2008年4月API1509说明书的附录E中所定义。II类基础油具有大于或等于90％的饱和物和小于或等于0.03％的硫并且具有大于或等于80且小于120的VI。III类基础油具有大于或等于90％的饱和物和小于或等于0.03％的硫并且具有大于或等于120的VI。IV类基础油是聚α-烯烃。第二基础油例如可以是一种具有在40℃下40.00-46.00的运动粘度的基础油，例如220中性基础油。
在一些实施方案中，基础油另外包含第二基础油。在一个实施方案中，基础油含有小于20重量％、小于10重量％的III类或IV类基础油，小于5重量％的III类或IV类基础油或者不含有III类或IV类基础油。在另一个实施方案中，基础油含有小于20重量％、小于10重量％或不含有高度链烷属非常规基础油。可以在没有任何III类或IV类基础油的情况下制备的基础油的一个实例是具有在40℃下28.00-32.00mm2/s的运动粘度的基础油。该基础油可以称作150中性基础油。150中性基础油具有与添加剂在甚至没有其它基础油的情况下调合成发动机油的完美性能。可将其调合成满足现今规格(包括低Noack挥发度)的10W发动机油。这些发动机油可满足的现今规格的实例是对汽油和柴油发动机油的A3/B3、A3/B4和A5/B5的ACEA 2007限制。
在一个实施方案中，可将基础油调合成5W级、10W级和15W级的发动机油而在调合物中没有大量的III类或IV类基础油。在另一个实施方案中，可将基础油调合为5W级、10W级和15W级而没有大量的高度链烷属非常规基础油。III类、IV类和高度链烷属非常规基础油通常比其它II类基础油昂贵得相当多。在另一个实施方案中，5W、10W和15W级都是多级发动机油。在本公开内容的上下文中，认为大量的III类或IV类基础油是大于20重量％，或在一些实施方案中，大量可以是大于10重量％。在一个实施方案中，可将基础油调合成5W级、10W级和15W级的发动机油而在调合物中没有任何III类或IV类基础油。在另一个实施方案中，可将基础油调合成5W级、10W级和15W级的发动机油而没有任何高度链烷属非常规基础油。5W、10W和15W级以及多级5W-XX，10W-XX和15W-XX发动机油粘度由2007年11月1日公布的SAE J300规格所定义。
制造基础油的方法
我们提供了制造基础油的方法，该方法包括选择具有95-115的原始VI、20-30重量％的原始Noack挥发度和在-25℃下1100-1500mPas.s的原始CCS VIS的原始基础油。从该原始基础油中移出较低沸点馏分，由此制得基础油，该基础油具有在100℃下4.2-4.6mm2/s的运动粘度，比原始VI高至少4的VI，比原始Noack挥发度低至少3重量％的Noack挥发度，并且在-25℃下的CCS VIS位于在-25℃下的原始CCS VIS的200mPa.s以内。
在一个实施方案中，基础油的Noack挥发度与在-25℃下CCS VIS之比乘以100在所需范围内。所需范围可以是0.80-1.55、0.90-1.40、0.90-1.30或1.0-1.30。
在一个实施方案中，原始基础油具有在100℃下3.75-4.45mm2/s的原始运动粘度。当移出较低沸点馏分时，这提高了基础油的运动粘度。在一个实施方案中，基础油具有在100℃下4.05-4.75mm2/s的运动粘度。
在一个实施方案中，较低沸点馏分是原始基础油中沸点低于一定温度例如625°F、650°F、655°F或660°F的所有烃。通过谨慎控制的减压蒸馏移出较低沸点馏分，所述减压蒸馏具有经选择的塔顶温度、塔底温度、塔顶压力和塔底压力以移出原始基础油中沸点低于一定温度的所有烃。可以使用各种不同类型的减压蒸馏控制系统，例如在美国专利No.3,365,386、4,617092或4,894,145中所教导的那些；以便提供所需馏分的最高收率和精确的切割点。
在一个实施方案中，基础油的VI比原始基础油的原始VI高至少5。例如，在该实施方案中，如果原始VI为105，则基础油的VI为至少110。基础油的VI小于120，使得该基础油是II类基础油。在一个实施方案中，基础油具有105-119或105-115的VI。
基础油的Noack挥发度比原始基础油的原始Noack挥发度低至少3重量％，并且低至多20重量％。在一个实施方案中，基础油的Noack挥发度比原始Noack挥发度低至少5重量％。在另一个实施方案中，基础油具有小于18重量％的Noack挥发度。
基础油在-25℃下的CCS VIS位于在-25℃下原始CCS VIS的200mPa.s以内。在一个实施方案中，基础油在-25℃下的CCS VIS位于在-25℃下原始CCS VIS的175、150或125mPa.s以内。在一个实施方案中，基础油具有在-25℃下小于1500mPa.s的CCS VIS。在另一个实施方案中，基础油具有在-25℃下大于1100mPa.s的CCS VIS。
在一个实施方案中，基础油具有700-925°F(371-496℃)的沸程。
在一个实施方案中，基础油通过包括将重质烃原料在加氢裂化区中加氢裂化以获得较大量的原始基础油的另外步骤的方法进行制备。重质烃原料具有碳数为C20+的烃分子，并且具有大于600°F(316℃)的5重量％沸点。重质烃原料的合适实例包括减压瓦斯油、脱油的减压瓦斯油、散蜡(slack wax)、费-托衍生的含蜡原料、石油蜡、高倾点的聚α-烯烃、脚子油、正构α-烯烃蜡、脱油蜡、微晶蜡以及它们的混合物。
加氢裂化
在一个实施方案中，加氢裂化区中的操作条件是工业加氢裂化操作中典型的那些操作条件。在另一个实施方案中，对加氢裂化区中的操作条件进行选择以将重质烃原料转化为含有大于30重量％的含蜡中间馏分(intermediate fraction)的产物构成体系，将所述中间馏分提质为原始基础油。在不同的实施方案中，可对加氢裂化区中的操作条件进行选择以将重质烃原料转化为含有大于30重量％、大于32重量％或大于34重量％的含蜡中间馏分的产物构成体系。在不同的实施方案中，可对加氢裂化区中的操作条件进行选择以将重质烃原料转化为含有小于60重量％、小于50重量％、小于40重量％或小于35重量％的含蜡中间馏分的产物构成体系。在一个实施方案中，可对加氢裂化区中的操作条件进行选择以将重质烃原料转化为含有大于30重量％至小于40重量％的含蜡中间馏分的产物构成体系。
原始基础油具有95-115的原始VI，20-30重量％的原始Noack挥发度，和在-25℃下1100-1500mPa.s的原始CCS VIS。加氢裂化区中的温度可在约500°F(260℃)-约900°F(480℃)的范围内，例如在约650°F(345℃)-约800°F(425℃)的范围内。使用高于1000psig的总压力。例如总压力可以高于约1500psig，或高于约2000psig。虽然较大的最大压力已在文献中得到报导并且会是可行的，但是最大实际总压力通常将不超过约3000psig。
液时空速(LHSV)可通常落在约0.2-约5.0，例如约0.5-约1.5的范围内。氢气的供给(补充和再循环)优选超过使目标分子裂化所需的化学计量的量并且可通常落在约500-约20,000标准立方英尺(SCF)/桶的范围内。在一个实施方案中，氢气将在约2000-约10,000SCF/桶的范围内。
加氢裂化区中使用的催化剂由具有加氢和脱氢活性的天然和合成的材料组成。这些催化剂是本领域中公知的并且对其进行预先选择以使目标分子裂化且产生所需的产物构成体系。对加氢裂化催化剂进行选择以将重质烃原料转化为含有工业上显著量的含蜡中间馏分的产物构成体系，可将所述含蜡中间馏分提质为原始基础油。示例性的工业裂化催化剂通常含有由如下构成的载体：氧化铝，二氧化硅，二氧化硅-氧化铝复合物，二氧化硅-氧化铝-氧化锆复合物，二氧化硅-氧化铝-氧化钛复合物，酸处理的粘土，结晶铝硅酸盐沸石类分子筛例如沸石A、八面沸石、沸石X、沸石Y，以及上述物质的各种组合。加氢/脱氢组分通常由元素周期表的VIII族或VIB族的金属或金属化合物构成。金属和它们的化合物例如钴、镍、钼、钨、铂、钯以及它们的组合是加氢裂化催化剂的已知加氢组分。
在一个实施方案中，含蜡中间馏分的提质包括在异构化反应器中加氢异构化脱蜡和在加氢精制反应器中加氢精制的步骤。加氢异构化脱蜡和加氢精制都是本领域中公知的。美国专利No 6,337,010中描述了合适的提质方法的一个实例，其中在比加氢裂化操作低的总压力下进行含蜡中间原料的异构化。
所述方法获得的基础油
我们提供了通过包括选择原始基础油并且移出较低沸点馏分的方法获得的具有在100℃下4.2-4.6mm2/s的运动粘度、105-115的VI和小于18重量％的Noack挥发度的基础油。原始基础油具有95-115的原始VI、20-30重量％的原始Noack挥发度，和在-25℃下1000-1500mPa.s的原始CCS VIS。基础油性能和方法与较先所述相同。例如，原始基础油可以任选通过将重质烃原料在加氢裂化区中加氢裂化进行制备，其中对加氢裂化区的操作条件进行选择以将重质烃原料转化为含有大于30重量％的含蜡中间馏分的产物构成体系，将所述含蜡中间馏分提质为原始基础油。在另一个实施方案中，基础油的Noack挥发度与在-25℃下CCS VIS之比乘以100为0.80-1.55、0.90-1.45或0.95-1.35。
在一个实施方案中，所述移出通过选择产生的基础油收率对应于目标收率的蒸馏切割点来进行，所述目标收率基于对轻质中性基础油的商业要求。蒸馏切割点越高，产生的轻质中性基础油的收率越低。当对轻质中性基础油的商业要求低而对较高品质基础油的要求逐渐提高时，这可以是种优点，因为其产生总体较好的基础油工厂收益率。当对轻质中性基础油的商业要求改变时，则可对蒸馏切割点进行选择以满足新的目标收率。
在另一个实施方案中，还可对加氢裂化区中的操作条件进行选择以产生与基于对轻质中性基础油商业要求的目标收率相对应的基础油收率。更苛刻的加氢裂化提高了含蜡中间馏分的VI，并同时使更多的含蜡中间馏分裂化为较低沸点烃(随后将其中的一些从所产生的原始基础油中蒸馏出去)。
预测基础油性能的方法
我们提供了用于预测基础油性能的方法，该方法包括选择第一基础料和第二基础料。制得具有第一点的图，所述第一点是第一基础料的在低温下的第一粘度性能和第一挥发度。该图还具有第二点，该第二点是第二基础料的在低温下的第二粘度性能和第二挥发度。将第一基础料和第二基础料以各种比例进行调合以在该图上的第一点和第二点之间作出曲线。该曲线预测基础油即第一基础料和第二基础料的调合物是否将满足成品润滑剂的基础油要求。如果所述曲线落在表示成品滑润剂的基础油要求的点以下，则第一基础料和第二基础料的基础油调合物能够制备成品润滑剂。如果所述曲线落在表示成品润滑剂的基础油要求的点以上，则通过需要移动曲线的方向和距离确定调制原料(trim stock)的正确类型。
在本公开内容中，作为“以上”或“以下”的曲线位置是相对于如何绘制所述图。对于本说明书，假定该图是以y轴具有随着远离该图原点移动的从低到高的挥发度进行绘制。还假定该图是以x轴具有随着远离该图原点移动的从低到高标出的粘度性能进行绘制。
如果该图是以y轴具有随着远离该图原点移动的从高到低的挥发度和随着远离原点移动的从高到低的粘度性能进行绘制，则作为“以上”的曲线位置实际上表示该曲线是在挥发度和粘度性能的较高(upper)值一侧上而不是目视在该图的上侧。如果该图是以y轴具有随着远离该图原点移动的从高到低的挥发度和随着远离该图原点移动的从高到低的粘度性能进行绘制，则作为“以下”的曲线位置实际上表示该曲线是在挥发度和粘度性能的较低值一侧上而不是目视在该图的下侧。
在一个实施方案中，成品润滑剂为发动机油。在一些实施方案中，成品润滑剂为多级发动机油，例如5W-XX、10W-XX或15W-XX，其中XX选自20、30、40、50和60。
在一个实施方案中，在低温下的第一和第二粘度性能均是在-25℃下的CCS VIS。在另一个实施方案中，第一挥发度和第二挥发度均是Noack挥发度。
在一个实施方案中，曲线落在表示成品润滑剂的基础油要求的点以上，调制原料需要使该曲线移动到该点以下。调制原料是具有使该曲线以正确方向移动的性能的基础油。例如，调制原料可以是II类、III类或IV类基础油；只要其具有使该曲线以正确方向移动的所需性能即可。通常地，需要的调制原料越少，曲线越接近表示成品润滑剂的基础油要求的点。
在一个实施方案中，第一基础料、第二基础料和调制原料都是II类的。可有利地使用所有II类用于降低配方成本以及用于简化发动机油合格验证(qualification)。
出于本说明书和所附权利要求的目的，除非另外标明，表达量、百分比或比例的所有数和说明书和权利要求所用的其它数都应理解为在所有情况下用术语“约”做修饰。此外，本文公开的所有范围是包含端点在内并可以独立组合。只要公开了具有下限和上限的数值范围，则落入该范围内的任何数字也被明确公开。
未定义的任何术语、缩写或简写按照提交本申请时本领域技术人员所使用普通含义来理解。单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数提及物，除非明确地和毫无疑义地限于一种的情形。
本申请中引用的所有出版物、专利和专利申请通过引用以它们的全文并入本文，并入的程度与好像将所公开的每个单独出版物、专利申请或专利明确地且单独地表明通过引用将其以全文并入本文相同。
所撰写的说明书使用实施例(包括最佳实施方式)来公开本发明，并且还能够使任何本领域技术人员实施和使用本发明。上文公开的本发明示例性实施方案的许多改变对于本领域技术人员而言是易于进行的。因此，本发明应理解为包括落入所附权利要求书范围内的所有结构和方法。
实施例
实施例1：
Chevron中性油100R的样品接收自Chevron Richmond Lubricants Oil Plant。Chevron 110RLV基础油通过从Chevron中性油100R减压蒸馏出较低沸点馏分进行制备。蒸馏切割点为约660-670°F。下表I中显示Chevron中性油100R基础油的平均性能，和两种不同Chevron 110RLV基础油的性能：
表I
Figure BDA0000064183410000131
Chevron 100R的低沸点馏分的移出提供了许多不同的所需基础油性能的改进，包括降低Noack挥发度、提升闪点、降低倾点、提高氧化稳定性和减少芳族化合物。另一个益处是在-25℃下的CCS VIS仍维持在远低于1500mPa.s。在本发明之前，预期较低沸点馏分的移出会将-25℃下的CCS VIS提高到远高于1700mpa.s。
实施例2：
他方制造了具有在100°F下约110的SUS粘度的基础油(另外称作110N基础油)。一个实例是Conocophillips 110N。另一个实例是与费-托衍生的基础油，Chevron 220R和Ergon Hygold 100，调合的“110N”。在2008年3月13日提交的美国专利申请No.12/047,887中充分描述了该实例。可按照ASTM D 2161-05中提供的算法和参照表将在100°F下以mm2/s计的运动粘度转换为在100°F下的SUS粘度。
在表II中显示了这两种对比基础油的性能。
表II
Figure BDA0000064183410000141
实施例3：
用不同基础料的调合物制备10W-30多级发动机油的调合物。将它们调合到全部具有大约相同的在100℃下的运动粘度。对经设计以配制同时满足API CJ-4和ACEA E9重型发动机油规格的发动机油的添加剂包进行选择。
在表III中描述了这些发动机油调合物的组成以及它们的性能。该表中的“X”表示在每种调合物中包括了何种基础料。
表III
Chevron 110RLV提供了技术优势，该优势在于需要低得多的量的较昂贵和高度加工的Chevron 5R或Chevron 7R来调合同时满足APICJ-4和ACEA E9重型发动机油规格的优异10W-30发动机油。调合物1不具有III类基础油或IV类基础油。调合物2具有小于10重量％的III类或IV类基础油。调合物3具有小于20重量％的III类或IV类基础油。调合物1、2和3都不包含高度链烷属非常规基础油。
实施例4：
图1中所示的图通过以下制得：选择不同成对的石油衍生Chevron基础料(具有第一基础料和第二基础料)，测量每种基础料的在-25℃下的CCS VIS和Noack挥发度并且在x-y图上绘制这些点(第一点和第二点)。以各种比例制备成对Chevron基础料的调合物，测量每种调合物的在-25℃下的CCS VIS和Noack挥发度并且将其用于作出连接第一点和第二点的曲线。
图1中所示的图还包括对当前商业多级发动机油的在-25℃下的CCS VIS和Noack挥发度进行测试的点。它们趋于在图上簇集成多个区域。图左侧上环绕小三角形的区域是5W-XX发动机油，图中央环绕小正方形的区域是10W-XX发动机油，图右侧上环绕小圆形的区域是15W-XX发动机油。
在该实施例中，将10W发动机油的基础油要求设定为具有在-25℃下2800的CCS VIS和14重量％的Noack挥发度。参照图1中的图线，发现Chevron 110RLV基础油和Chevron 220R基础油之间的曲线落在低于并接近表示10W发动机油的基础油要求的点。这给出的良好预测是10W发动机油要求可仅用这两种基础油的调合物来满足，不需要任何调制原料。
如果期望发动机油主要具有Chevron 100R和Chevron 220R基础油，则需要使用一定量的调制原料来满足相同的基础油要求。基于该图，可预测Chevron 7R调制原料的调合对于使基础油调合物的Noack挥发度降低到所需范围内将是良好的选择。基于该图，还可预测Chevron 5R或Chevron 4R调制原料的调合对于使基础油调合物在-25℃下的CCS VIS降低到所需范围内将是良好的选择。
实施例5：
选择在-25℃下CCS VIS和Noack挥发度为3342和11.73的目标点。该目标点限定了可满足10W-XX级发动机油规格的性能。将该目标点放置在调合图上。选择在-25℃下的CCS VIS和Noack挥发度不同于该点的三种不同基础料，并且将它们的在-25℃下的CCS VIS和Noack挥发度放置在该图上。在图2中说明了该调合图。在限定出所述三种基础油各自在-25℃下的CCS VIS和Noack挥发度的点之间绘制曲线。这些曲线在曲线内部限定出一个空间，目标点位于该空间中。该调合图证明了这三种基础油可用于制备大约具有目标点的在-25℃下的CCS VIS和Noack挥发度的基础油调合物。
图2描述了具有由Chevron 100R的CCS VIS和Noack挥发度所限定的第一点的调合图。该调合图具有由Chevron 7R的CCS VIS和Noack挥发度所限定的第二点。该调合图具有由Chevron 220R的CCS VIS和Noack挥发度所限定的第三点。在这三点之间绘制曲线以形成三元调合空间。将CCS VIS为3350和Noack挥发度为11.75的目标点放置在该图上。该目标点具有典型10W-XX成品润滑剂产品基础油调合物的特性。目标点位于由三个不同点之间绘制的三条曲线所限定的三元调合空间内。该调合图在关于可以将所述三种基础油中各自多少进行调合以满足目标点性能方面对用户进行指导。
在三元调合空间的三条边之间所作的系列图线表示偏离每种基础油组分的距离的三种程度。例如，偏离100R朝向7R/220R调合物曲线，用户沿着该路线可遇到三条图线，这三条图线是100R/220R调合物曲线和100R/7R调合物曲线之间的特定75％、50％和25％连接线。
在目标点处的每种调合物组分的组成定义为距离比，即从组分点到通过目标点的垂直线的距离除以从该组分点到三元调合空间的相对边的距离。例如，基于通过目标的垂直线位于由50％(较接近)和25％(进一步远离)7R构成的连接线之间的事实，100R/220R/7R的基础油调合物中的7R的量可为25％-50％。对于100R和220R采取类似方法使得这些组成的总和为100％。

Claims (17)

1.一种预测基础油性能的方法，该方法包括：
a.选择第一基础料和第二基础料；
b.制图，该图具有：
i.关于第一基础料的在低温下的第一粘度性能和第一挥发度的第一点，
ii.关于第二基础料的在低温下的第二粘度性能和第二挥发度的第二点，
c.将所述第一基础料和第二基础料以各种比例进行调合以在该图上的所述第一点和第二点之间作出曲线；其中该曲线预测基础油即第一基础料和第二基础料的调合物是否将满足成品润滑剂的基础油要求；
d.如果所述曲线落在表示成品滑润剂的基础油要求的点以下，则所述第一基础料和第二基础料的基础油调合物能够制备成品润滑剂；
e.如果所述曲线落在表示成品润滑剂的基础油要求的点以上，则通过需要移动该曲线的方向和距离确定调制原料的正确类型。
2.权利要求1的方法，其中所述成品润滑剂是多级发动机油。
3.权利要求2的方法，其中所述多级发动机油是5W-XX级、10W-XX级或15W-XX级，其中XX选自20、30、40、50和60。
4.权利要求2的方法，其中所述多级发动机油满足选自APICJ-4、ACEA E9或其组合的发动机油规格。
5.权利要求1的方法，其中所述在低温下的第一粘度性能和在低温下的第二粘度性能是CCS VIS。
6.权利要求5的方法，其中所述CCS VIS在-25℃下测得。
7.权利要求1的方法，其中所述第一挥发度和第二挥发度是Noack挥发度。
8.权利要求1的方法，其中所述第一基础料和第二基础料衍生自石油。
9.权利要求1的方法，其中所述第一基础料和第二基础料是II类或III类。
10.权利要求1的方法，其中所述调制原料是II类、III类或IV类
11.权利要求1的方法，其中所述第一基础料、第二基础料和调制原料是II类。
12.一种调合图，该图包含：
a.由第一基础料的第一粘度性能和第一挥发度限定的第一点；
b.由第二基础料的第二粘度性能和第二挥发度限定的第二点；
c.在所述第一点和第二点之间绘制的曲线，该曲线预测所述第一基础料和所述第二基础料的一种或多种调合物的第三粘度性能和第三挥发度；
d.围闭满足成品润滑剂规格所要求的第四粘度性能和第四挥发度所需值的一个或多个目标范围；其中所述曲线相对于所述一个或多个目标范围的位置预测所述第一基础料和第二基础料的调合物是否将满足成品润滑剂规格。
13.权利要求12的调合图，该调合图另外包含由一种或多种其它基础料的另外粘度性能和另外挥发度限定的一个或多个另外点；并且所述一个或多个另外点的位置指导所述调合图的用户可以将多少所述一种或多种其它基础油与所述第一基础料和第二基础料的调合物调合以满足成品润滑剂规格。
14.权利要求12的调合图，其中所述第一、第二、第三和第四粘度性能是CCS VIS。
15.权利要求12的调合图，其中所述第一、第二、第三和第四挥发度是Noack挥发度。
16.权利要求12的调合图，所述成品润滑剂是发动机油。
17.权利要求12的调合图，其中所述一个或多个目标范围围闭一种或多种多级发动机油的CCS VIS和Noack挥发度的所需值，所述多级发动机油选自5W-XX级、10W-XX级、15W-XX级和它们的组合。
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