DE112011102541T5 - APPLICATION-SPECIFIC MANUFACTURED LUBRICANT COMPOSITIONS COMPRISING A BIOLOGICAL ESTER COMPONENT, AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren zum Herstellen anwendungsspezifischer fertiger Schmiermittelzusammensetzungen, die biologisch gewonnene Diesterarten umfassen. In einigen Ausführungsformen werden biologisch gewonnene Fettsäuregruppen mit Fischer-Tropsch-Gas-zu-Flüssigkeit-Reaktionsprodukten und/oder Abbprodukten (z. B. Gas-zu-Flüssigkeit-hergestellten α-Olefinen) umgesetzt, um eine biologisch gewonnene Diesterart zu erlangen, die dann selektiv mit Basisöl und einer oder mehreren Zusatzstoffarten gemischt werden kann, um ein anwendungsspezifisches fertiges Schmiermittelprodukt mit einem aus Biomasse gewonnenen Bestandteil zu erlangen.The present invention relates generally to methods for making custom finished lubricant compositions comprising biodegraded diester types. In some embodiments, biologically derived fatty acid groups are reacted with Fischer-Tropsch gas-to-liquid reaction products and / or degradation products (eg, gas-to-liquid-produced α-olefins) to obtain a biologically derived diester species then selectively mixed with base oil and one or more types of additives to obtain an application-specific finished lubricant product having a biomass-derived component.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Diese Erfindung betrifft fertige Schmiermittelzusammensetzungen und ihre Herstellung, und insbesondere anwendungsspezifische fertige Schmiermittelzusammensetzungen, die einen Diesterbestandteil umfassen, wobei insbesondere der Diesterbestandteil wenigstens teilweise aus Biomasse gewonnen wird.This invention relates to finished lubricating compositions and their preparation, and more particularly to application specific finished lubricating compositions comprising a diester component, in particular wherein the diester constituent is at least partially derived from biomass.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Ester werden seit mehr als 50 Jahren als Schmieröle verwendet. Sie werden in unterschiedlichen Anwendungen von Düsentriebwerken bis hin zur Kühlung verwendet. Ester waren sogar die ersten synthetischen Kurbelgehäusemotoröle in Automobilanwendungen. Allerdings wurden Ester fast vollständig durch Polyalphaolefine (PAOs) verdrängt, da die Kosten von PAOs geringer sind und ihre Rezeptur Ähnlichkeiten mit Mineralölen aufweist. In vollständig synthetischen Motorölen allerdings werden Ester fast immer in Kombination mit PAOs eingesetzt, um die Auswirkung auf Dichtungen, die Löslichkeit von Zusatzstoffen, die Reduzierung der Volatilität und die Verbesserung der Energieeffizienz durch verbesserte Schmierfähigkeit auszugleichen.Esters have been used as lubricating oils for more than 50 years. They are used in various applications from jet engines to cooling. Esters were even the first synthetic crankcase engine oils in automotive applications. However, esters were almost completely displaced by polyalphaolefins (PAOs) because the cost of PAOs is lower and their formulation has similarities to mineral oils. However, in fully synthetic engine oils, esters are almost always used in combination with PAOs to offset the effect on gaskets, solubility of additives, reducing volatility, and improving energy efficiency through improved lubricity.
Schmiermittel auf Esterbasis weisen aufgrund der Polarität der Estermoleküle, aus denen sie bestehen, im Allgemeinen ausgezeichnete Schmiereigenschaften auf. Aufgrund der Polarität der Esterfunktionalität weisen Ester eine stärkere Affinität für Metalloberflächen auf als PAOs und Mineralöle. Daher stellen sie auf sehr effektive Weise Schutzfilme auf Metalloberflächen her, wobei diese Schutzfilme dazu dienen, den Verschleiß der Metalle abzuschwächen. Solche Schmiermittel sind weniger flüchtig als die traditionellen Schmiermittel und haben häufig einen wesentlich höheren Flammpunkt und einen wesentlich niedrigeren Dampfdruck. Esterschmiermittel sind ausgezeichnete Lösungsmittel und Dispersionsmittel und können die Abprodukte von Ölen leicht lösen und dispergieren, d. h., sie reduzieren das Ansammeln von Ölrückständen. Obwohl Esterschmiermittel gegenüber Wärme- und Oxidationsprozessen relativ stabil sind, bieten die Esterfunktionalitäten Mikroben einen Angriffspunkt, an dem diese ihre biologische Abbautätigkeit effizienter und effektiver ausüben als ihre Analoge auf Mineralölbasis, und sind auf diese Weise umweltfreundlicher. Wie zuvor erwähnt, ist jedoch die Zubereitung von Estern aufwändiger und kostspieliger als die ihrer PAO-Gegenstücke.Ester-based lubricants generally have excellent lubricating properties due to the polarity of the ester molecules that make them up. Due to the polarity of the ester functionality, esters have a greater affinity for metal surfaces than PAOs and mineral oils. Therefore, they very effectively produce protective films on metal surfaces, these protective films serving to attenuate wear of the metals. Such lubricants are less volatile than traditional lubricants and often have a much higher flash point and vapor pressure. Ester lubricants are excellent solvents and dispersants and can easily dissolve and disperse the waste products of oils, i. h., they reduce the accumulation of oil residues. Although ester lubricants are relatively stable to heat and oxidation processes, the ester functionalities provide microbes with a point of action for their biodegradation activity more efficiently and effectively than their mineral oil-based analogs, and thus are more environmentally friendly. However, as previously mentioned, the preparation of esters is more expensive and expensive than that of their PAO counterparts.
In letzter Zeit wurden in Miller et al., US-amerikanische Patentanmeldung Nr. 20080194444 A1, veröffentlicht am 14. Aug. 2008, und in Miller et al., US-amerikanische Patentanmeldung Nr. 20090198075 A1, veröffentlicht am 6. Aug. 2009, neuartige Schmiermittelzusammensetzungen auf Diesterbasis und ihre entsprechende Herstellung beschrieben. Die in diesen Patentanmeldungen beschriebene Diestersynthese macht die Diesterschmiermittelrezepturen wirtschaftlich günstiger.More recently, Miller et al., U.S. Patent Application No. 20080194444 A1, published Aug. 14, 2008, and Miller et al., U.S. Patent Application No. 20090198075 A1, published Aug. 6, 2009 , novel diester based lubricant compositions and their corresponding preparation are described. The diester synthesis described in these patent applications makes the diester lubricant formulations economically more economical.
Angesichts des Vorstehenden und trotz der beschriebenen Vorteile kann eine weitere Integration einer solchen Synthese von Schmiermitteln auf Diesterbasis in einen oder mehrere andere Prozesse, insbesondere solche, die ferner das Umwandeln von Abprodukten von geringem Wert in anwendungsspezifische fertige Schmiermittelzusammensetzungen einschließen, die Wirtschaftlichkeit der Herstellung von esterbasierten Schmiermitteln in günstiger Weise beeinflussen.In light of the foregoing, and despite the advantages described, further integration of such synthesis of diester-based lubricants in one or more other processes, particularly those which further involve converting low value waste products into custom finished lubricant compositions, may render the economics of ester-based production Influencing lubricants in a favorable manner.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verfahren zum Herstellen anwendungsspezifischer fertiger Schmiermittelzusammensetzungen, die biologisch gewonnene Diesterarten umfassen. In einigen Ausführungsformen werden biologisch gewonnene Fettsäuregruppen mit Fischer-Tropsch-(FT-)Gas-zu-Flüssigkeit-(GtL-)Reaktionsprodukten und/oder Abbprodukten (d. h. α-Olefinen) umgesetzt, um eine biologisch gewonnene Diesterart zu erlangen, die dann selektiv mit Grundmaterial (Öl) und einer oder mehreren Zusatzstoffarten gemischt werden kann, um ein anwendungsspezifisches fertiges Schmiermittelprodukt mit einem aus Biomasse gewonnenen Bestandteil zu erlangen.The present invention relates generally to methods for making custom finished lubricant compositions comprising biodegraded diester types. In some embodiments, biologically derived fatty acid groups are reacted with Fischer-Tropsch (FT) gas-to-liquid (GtL) reaction products and / or degradation products (ie, α-olefins) to obtain a biologically derived diester species which is then selectively may be mixed with base material (oil) and one or more types of additives to obtain an application-specific finished lubricant product having a biomass-derived component.
In einigen Ausführungsformen betrifft die vorliegende Erfindung Prozesse zum Herstellen solcher fertiger Schmiermittelzusammensetzungen, wobei diese Prozesse allgemein folgende Schritte umfassen: (a) Zubereiten einer Menge von epoxidierten Olefinen, wobei der Schritt des Zubereitens folgende Unterschritte umfasst: (i) Isolieren von alpha-Olefinen (α-Olefinen), die in einem Gas-zu-Flüssigkeit-Prozess hergestellt wurden, um isolierte α-Olefine zu erlangen; (ii) Isomerisieren von wenigstens einem größeren Teil der isolierten α-Olefine, um eine Menge an internalisierten Olefinen zu erlangen; und (iii) Epoxidieren von wenigstens dem größeren Teil der internalisierten Olefine, um eine Menge an epoxidierten Olefinen zu erlangen, die einen Epoxidring umfassen; und (b) Erlangen einer Menge an Veresterungsmitteln, wobei die Veresterungsmittel aus triglyceridgebundenen Fettsäuregruppen gewonnen werden, wodurch die Gewinnung Veresterungsmittel ergibt, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Carboxylsäuren, Acylhaliden, Acylanhydriden und Kombinationen davon, wobei der Schritt des Erlangens folgende Unterschritte umfasst: (i') Auswählen einer Biomassequelle, die Triglyceride umfasst, wobei die Triglyceride Fettsäuregruppen von geeigneter Länge umfassen; (ii') Freisetzen eines größeren Teils der Fettsäuregruppen von den Triglyceridmolekülen, von denen sie ein Bestandteil sind, damit sich Veresterungsmittel ergeben; (c) Verestern von wenigstens einem größeren Teil der epoxidierten Olefine mit den Veresterungsmittel, damit sich eine Menge einer Diesterart ergibt; und (d) Kombinieren der Menge der Diesterart mit einer Menge an Basisöl und einem Zusatzbestandteil, der wenigstens einen Zusatzstoff, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Antioxidationsmitteln, Reinigungsmittel, Antiverschleißmitteln, Metalldeaktivierungsmitteln, Korrosionshemmern, Rostschutzmitteln, Reibungsmodifikatoren, Antischaummitteln, Viskositätsindexverbesserungsmitteln, Demulgatoren, Emulgatoren, Klebrigmachern, Komplexierungsmitteln, Hochdruckzusatzmitteln, Pourpoint-Erniedrigungsmitteln und Kombinationen davon; wobei das Auswählen des wenigstens einen Zusatzstoffes im Wesentlichen von der Endanwendung der hergestellten Schmiermittelzusammensetzung bestimmt wird, wobei der Typ der Schmiermittelzusammensetzung ausgewählt sein kann aus der Gruppe bestehend aus Turbinenölen, Metallverarbeitungsfluiden, Hydraulikfluiden, Kompressorölen, Kettenölen, Landwirtschaftsmaschinen-Motorölen, Traktorhydraulikfluiden, Marineölen, Papiermaschinenölen, Spindel- und Textilölen, Anhängerradlagerfetten und Kombinationen davon.In some embodiments, the present invention relates to processes for making such finished lubricant compositions, which processes generally include the steps of: (a) preparing an amount of epoxidized olefins, wherein the step of preparing comprises the following substeps: (i) isolating alpha olefins ( α-olefins) prepared in a gas-to-liquid process to obtain isolated α-olefins; (ii) isomerizing at least a major portion of the isolated alpha olefins to obtain an amount of internalized olefins; and (iii) epoxidizing at least the major portion of the internalized olefins to obtain an amount of epoxidized olefins containing a Include epoxide ring; and (b) obtaining an amount of esterifying agent, wherein the esterifying agent is derived from triglyceride-bonded fatty acid groups, whereby the recovery results in esterifying agents selected from the group consisting of carboxylic acids, acyl halides, acylanhydrides, and combinations thereof, wherein the step of obtaining comprises the following substeps : (i ') selecting a biomass source comprising triglycerides, said triglycerides comprising fatty acid groups of suitable length; (ii ') releasing a major portion of the fatty acid groups from the triglyceride molecules of which they are an ingredient to give esterifying agents; (c) esterifying at least a major portion of the epoxidized olefins with the esterifying agent to give an amount of a diester species; and (d) combining the amount of diester species with an amount of base oil and an adjunct containing at least one additive selected from the group consisting of antioxidants, cleaners, antiwear agents, metal deactivators, corrosion inhibitors, rust inhibitors, friction modifiers, antifoams, viscosity index improvers, demulsifiers, emulsifiers , Tackifiers, complexing agents, extreme pressure additives, pour point depressants and combinations thereof; wherein the selecting of the at least one additive is substantially determined by the end use of the produced lubricant composition, wherein the type of lubricant composition may be selected from the group consisting of turbine oils, metalworking fluids, hydraulic fluids, compressor oils, chain oils, agricultural engine oils, tractor hydraulic fluids, marine oils, paper machine oils , Spindle and textile oils, trailer wheel bearing greases and combinations thereof.
Typischerweise umfassen die fertigen Schmiermittelzusammensetzungen, die durch die oben genannten Prozesse hergestellt werden, zusammen mit einem Basisöl (Grundmaterial) und einer oder mehreren Zusatzstoffarten, eine Menge von wenigstens einer Diesterart, wobei die Diesterart allgemein die folgende Struktur aufweist: wobei R1, R2, R3 und R4 gleich oder unabhängig ausgewählt sind aus C2- bis C17-Kohlenwasserstoffgruppen (vide infra).Typically, the finished lubricant compositions made by the above processes, together with a base oil and one or more types of additives, comprise at least one diester species, the diester species generally having the following structure: wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or independently selected from C 2 to C 17 hydrocarbon groups (vide infra).
Das Vorstehende hat die Merkmale der vorliegenden Erfindung grob umrissen, um das Verständnis der nachfolgenden detaillierten Beschreibung zu erleichtern. Im Folgenden sollen weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung beschrieben werden, die den Gegenstand der Ansprüche der Erfindung bilden.The foregoing has outlined broadly the features of the present invention in order to facilitate the understanding of the following detailed description. In the following, further features and advantages of the invention will be described, which form the subject of the claims of the invention.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile soll nun auf die nachfolgende Beschreibung unter gleichzeitiger Betrachtung der begleitenden Zeichnungen Bezug genommen werden, wobei:For a more complete understanding of the present invention and its advantages, reference should now be made to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1. Einleitung1 Introduction
Wie in einem vorangehenden Abschnitt erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zum Herstellen anwendungsspezifischer Schmiermittelzusammensetzungen mit einem aus Biomasse gewonnenen Bestandteil. In einigen Ausführungsformen werden biologisch gewonnene (d. h. aus einer erneuerbaren Biomassequelle gewonnene) Fettsäuregruppen mit Fischer-Tropsch-(FT-)Gas-zu-Flüssigkeit-(GtL-)Reaktionsprodukten und/oder Abbprodukten (d. h. α-Olefinen) umgesetzt, um eine biologisch gewonnene Diesterart zu erlangen, die dann selektiv mit Grundmaterial (Öl) und einer oder mehreren Zusatzstoffarten gemischt werden kann, um ein anwendungsspezifisches fertiges Schmiermittelprodukt mit einem aus Biomasse gewonnenen Bestandteil zu erlangen.As mentioned in a previous section, the present invention relates to methods of making application-specific lubricant compositions having a biomass-derived component. In some embodiments, biologically derived fatty acid groups (ie, derived from a renewable biomass source) are reacted with Fischer-Tropsch (FT) gas-to-liquid (GtL) reaction products and / or degradation products (ie, α-olefins) to produce a biological obtained diester species, which can then be selectively mixed with base material (oil) and one or more types of additives to obtain an application-specific finished lubricant product with a biomass-derived component.
Da Bioschmiermittel und Biokraftstoffe zunehmend die öffentliche Aufmerksamkeit auf sich ziehen und für viele Beteiligte der Ölindustrie zu Schwerpunktthemen werden, kann die Verwendung von Biomasse bei der Herstellung fertiger Schmiermittel dieser Art unter verschiedenen Gesichtspunkten (z. B. hinsichtlich Erneuerbarkeit, gesetzgebungsbezogen, wirtschaftlich) attraktiv sein. Da Biomasse beim Herstellen des Diesterbestandteils der hier beschriebenen fertigen Schmiermittel benutzt wird, gelten solche Schmiermittel als Bioschmiermittel oder zumindest als Schmiermittel, die einen biologisch gewonnenen Bestandteil umfassen.As bioliquids and biofuels are increasingly gaining public attention and become a major topic for many oil industry stakeholders, the use of biomass in the production of finished lubricants of this type may be attractive from a variety of perspectives (eg, renewable, legislative, economical) , Since biomass is used in preparing the diester component of the finished lubricants described herein, such lubricants are considered to be biolubricants or at least lubricants comprising a biologically derived constituent.
2. Definitionen2. Definitions
„Schmiermittel” im hier definierten Sinne sind Substanzen (normalerweise ein Fluid unter Betriebsbedingungen), die zwischen zwei bewegten Flächen eingebracht werden, um die Reibung und den Verschleiß zwischen diesen zu reduzieren. Diese Definition schließt auch Fette ein, deren Viskosität bei Anwendung von Scherkraft stark absinkt."Lubricants" as defined herein are substances (usually a fluid under operating conditions) introduced between two moving surfaces to reduce friction and wear therebetween. This definition also includes fats whose viscosity drops sharply when shear is applied.
Im hier verwendeten Sinne ist unter „Basisöl” der größte Einzelbestandteil (nach Gewicht) einer Schmiermittelzusammensetzung zu verstehen. Basisöle sind vom American Petroleum Institute (API) in fünf Gruppen (I–V) unterteilt. Siehe API-Veröffentlichungsnummer 1509. Die API-Basisölkategorie aus der folgenden Tabelle (Tabelle 1) dient dazu, die Art der Zusammensetzung und/oder den Ursprung des Basisöls zu definieren. Tabelle 1.
„Mineralbasisöle” im hier definierten Sinne sind Basisöle, die durch Raffinieren eines Rohöls hergestellt werden. "Mineral base oils" as defined herein are base oils made by refining a crude oil.
Der „Pourpoint” im hier definierten Sinne stellt die niedrigste Temperatur dar, bei der ein Fluid strömt oder fließt. Siehe z. B.
Der „Trübungspunkt” im hier definierten Sinne stellt die Temperatur dar, bei der ein Fluid aufgrund der Bildung von Kristallen mit der Phasentrennung beginnt. Siehe z. B.
„Centistoke”, abgekürzt „cSt”, ist eine Einheit der kinematischen Viskosität eines Fluids (z. B. eines Schmiermittels), wobei 1 Centistoke 1 einem Quadratmillimeter pro Sekunde (1 cSt = 1 mm2/s) entspricht. Siehe z. B.
In Bezug auf die Beschreibung von Molekülen und/oder molekularen Fragmenten bezeichnet „Rm”, wobei „m” ein Index ist, eine Kohlenwasserstoffgruppe, wobei die Moleküle und/oder molekularen Fragmente linear und/oder verzweigt sein können.With respect to the description of molecules and / or molecular fragments, "R m ", where "m" is an index, denotes a hydrocarbon group, which molecules and / or molecular fragments may be linear and / or branched.
Im hier definierten Sinne beschreibt „Cn”, wobei „n” eine Ganzzahl ist, ein Kohlenwasserstoffmolekül oder -fragment (z. B. eine Alkylgruppe), wobei „n” die Anzahl der Kohlenstoffatome in dem Fragment oder Molekül angibt.As defined herein, "C n ", where "n" is an integer, describes a hydrocarbon molecule or moiety (eg, an alkyl group), where "n" indicates the number of carbon atoms in the fragment or molecule.
Der Begriff „Kohlenstoffzahl” wird hier analog zu „Cn” verwendet. Ein Unterschied liegt jedoch darin, dass die Kohlenstoffzahl die Gesamtzahl von Kohlenstoffatomen in einem Molekül (oder molekularen Fragment) bezeichnet, unabhängig davon, ob es sich um reinen Kohlenstoff handelt oder nicht. So weist etwa Linolsäure eine Kohlenstoffzahl von 18 auf.The term "carbon number" is used here analogously to "C n ". One difference, however, is that the carbon number denotes the total number of carbon atoms in a molecule (or molecular fragment), whether or not it is pure carbon. For example, linoleic acid has a carbon number of 18.
Der Begriff „internes Olefin” im hier verwendeten Sinne bezeichnet ein Olefin (d. h. ein Alken) mit einer nicht-terminalen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung (C=C). Dies steht im Gegensatz zu „α-Olefinen”, die eine terminale Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung aufweisen.The term "internal olefin" as used herein refers to an olefin (i.e., an alkene) having a non-terminal carbon-carbon double bond (C = C). This is in contrast to "α-olefins" which have a terminal carbon-carbon double bond.
Der Begriff „benachbart” im hier verwendeten Sinne bezeichnet die Anbindung zwei funktioneller Gruppen (Substituenten) an daneben liegende Kohlenstoffe in einem auf Kohlenwasserstoff basierenden Molekül, z. B. benachbarte Diester.The term "adjacent" as used herein refers to the attachment of two functional groups (substituents) to adjacent carbons in a hydrocarbon-based molecule, e.g. B. adjacent diesters.
Der Begriff „Fettsäuregruppe” im hier verwendeten Sinne bezeichnet eine beliebige molekulare Art und/oder ein beliebiges molekulares Fragment, die bzw. das den Acylbestandteil einer Fett-(Carboxyl-)säure umfasst.The term "fatty acid group" as used herein refers to any molecular species and / or any molecular fragment comprising the acyl moiety of a fatty (carboxylic) acid.
Das Präfix „bio/Bio” im hier verwendeten Sinne bezeichnet einen Zusammenhang mit einer erneuerbaren Quelle biologischen Ursprungs, derart, dass die Quelle in der Regel fossile Brennstoffe ausschließt. Ein solcher Zusammenhang besteht typischerweise in der Gewinnung, d. h. ein Bioester wird aus einem Biomasse-Präkursormaterial gewonnen.The prefix "bio / bio" as used herein refers to a renewable source of biological origin, such that the source typically excludes fossil fuels. Such a relationship is typically recovery, i. H. a bioester is obtained from a biomass precursor material.
„Fischer-Tropsch-Produkte” im hier definierten Sinne bezeichnen molekulare Arten, die aus einer katalytisch angetriebenen Reaktion zwischen CO und H2 gewonnen werden (d. h. „Syngas”). Siehe z. B.
„Gas-zu-Flüssigkeit” im hier verwendeten Sinne bezeichnet Fischer-Tropsch-Prozesse zum Erzeugen von flüssigen Kohlenwasserstoffen und kohlenwasserstoffbasierten Arten (z. B. Oxygenaten)."Gas-to-liquid" as used herein refers to Fischer-Tropsch processes for producing liquid hydrocarbons and hydrocarbon-based species (eg, oxygenates).
Hierin beschriebene „anwendungsspezifische fertige Schmiermittelzusammensetzungen” bezeichnen Schmiermittelzusammensetzungen, die für eine bestimmte Endanwendung formuliert wurden.As used herein, "application-specific finished lubricant compositions" refer to lubricant compositions that have been formulated for a particular end-use application.
3. Fertige Schmiermittelzusammensetzungen 3. Finished lubricant compositions
Verfahren der vorliegenden Erfindung (vide infra) sehen allgemein anwendungsspezifische fertige Schmiermittelzusammensetzungen vor, die einen biologisch gewonnenen Diesterbestandteil umfassen, wobei der Diesterbestandteil eine Menge von (benachbarten) Diesterarten mit der folgenden chemischen Struktur umfasst: wobei R1, R2, R3 und R4 gleich oder unabhängig ausgewählt sind aus einem C2- bis C17-Kohlenwasserstofffragment. Abhängig von der Ausführungsform können solche resultierenden Diesterarten ein Molekulargewicht zwischen 340 atomaren Masseeinheiten (AMU) und 780 AMU aufweisen.Methods of the present invention (vide infra) generally contemplate application specific finished lubricant compositions comprising a biologically derived diester component wherein the diester component comprises a set of (adjacent) diester species having the following chemical structure: wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same or independently selected from a C 2 to C 17 hydrocarbon fragment. Depending on the embodiment, such resulting diester species may have a molecular weight between 340 atomic mass units (AMU) and 780 AMU.
In einigen Ausführungsformen ist der Diesterbestandteil der oben beschriebenen Schmiermittelzusammensetzungen im Wesentlichen homogen. In einigen oder anderen Ausführungsformen umfasst der Diesterbestandteil dieser Zusammensetzungen eine Varietät (d. h. ein Gemisch) von Diesterarten. In einigen Ausführungsformen umfasst der Diesterbestandteil der fertigen Schmiermittelzusammensetzungen eine Menge von wenigstens einer Diesterart, gewonnen von einem C8- bis C14-Olefin und einer C6- bis C14-Karboxylsäure.In some embodiments, the diester component of the above-described lubricant compositions is substantially homogeneous. In some or other embodiments, the diester component of these compositions comprises a variety (ie, a mixture) of diester species. In some embodiments, the diester component of the finished lubricant compositions comprises an amount of at least one diester species derived from a C 8 to C 14 olefin and a C 6 to C 14 carboxylic acid.
In einigen Ausführungsformen umfasst die fertige Schmiermittelzusammensetzung eine Menge von wenigstens einer Diesterart, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Decanoinsäure-2-decanoyloxy-1-hexyl-octylester und seinen Isomeren, Tetradecanoisäure-1-hexyl-2-tetradecanoyloxy-octylestern und ihren Isomeren, Dodecanoinsäure-2-dodecanoyloxy-1-hexyl-octylester und seinen Isomeren, Hexanoinsäure-2-hexanoyloxy-1-hexyl-octylester und seinen Isomeren, Octanoinsäure-2-octanoyloxy-1-hexyl-octylester und seinen Isomeren, Hexanoinsäure-2-hexanoyloxy-1-pentyl-heptylester und Isomeren, Octanoinsäure-2-octanoyloxy-1-pentyl-heptylester und Isomeren, Decanoinsäure-2-decanoyloxy-1-pentyl-heptylester und seinen Isomeren, Decanoinsäure-2-decanoyloxy-1-pentyl-heptylester und Isomeren, Dodecanoinsäure-2-dodecanoyloxy-1-pentyl-heptylester und Isomeren, Tetradecanoinsäure-1-pentyl-2-tetradecanoyloxy-heptylester und Isomeren, Tetradecanoinsäure-1-butyl-2-tetradecanoyloxy-hexylester und Isomeren, Dodecanoinsäure-1-butyl-2-dodecanoyloxy-hexylester und Isomeren, Decanoinsäure-1-butyl-2-decanoyloxy-hexylester und Isomeren, Octanoinsäure1-butyl-2-octanoyloxy-hexylester und Isomeren, Hexanoinsäure-1-butyl-2-hexanoyloxy-hexylester und Isomeren, Tetradecanoinsäure-1-propyl-2-tetradecanoyloxy-pentylester und Isomeren, Dodecanoinsäure-2-dodecanoyloxy-1-propyl-pentylester und Isomeren, Decanoinsäure-2-decanoyloxy-1-propyl-pentylester und Isomeren, Octanoinsäure-2-octanoyloxy-1-propyl-pentylester und Isomeren, Hexanoinsäure-2-hexanoyloxy-1-propyl-pentylester und Isomeren, und Gemischen davon.In some embodiments, the finished lubricant composition comprises an amount of at least one diester species selected from the group consisting of decanoic acid 2-decanoyloxy-1-hexyl-octyl ester and its isomers, tetradecanoic acid 1-hexyl-2-tetradecanoyloxy-octyl esters and their isomers, Dodecanoic acid 2-dodecanoyloxy-1-hexyl octyl ester and its isomers, hexanoic acid 2-hexanoyloxy-1-hexyl octyl ester and its isomers, octanoic acid 2-octanoyloxy-1-hexyl octyl ester and its isomers, hexanoic acid 2-hexanoyloxy 1-pentyl heptyl ester and isomers, octanoic acid 2-octanoyloxy-1-pentyl heptyl ester and isomers, decanoic acid 2-decanoyloxy-1-pentyl heptyl ester and its isomers, decanoic acid 2-decanoyloxy-1-pentyl heptyl ester and Isomeres, dodecanoic acid 2-dodecanoyloxy-1-pentyl heptyl ester and isomers, tetradecanoic acid 1-pentyl-2-tetradecanoyloxyheptyl ester and isomers, tetradecanoic acid 1-butyl-2-tetradecanoyloxyhexyl ester and isomers, D odecanoic acid-1-butyl-2-dodecanoyloxy-hexyl ester and isomers, decanoic acid-1-butyl-2-decanoyloxy-hexyl ester and isomers, octanoic acid 1-butyl-2-octanoyloxy-hexyl ester and isomers, hexanoic acid-1-butyl-2-hexanoyloxy hexyl esters and isomers, tetradecanoic acid 1-propyl-2-tetradecanoyloxy-pentyl ester and isomers, dodecanoic acid 2-dodecanoyloxy-1-propyl-pentyl ester and isomers, decanoic acid 2-decanoyloxy-1-propyl-pentyl ester and isomers, octanoic acid-2 octanoyloxy-1-propyl-pentyl ester and isomers, hexanoic acid-2-hexanoyloxy-1-propyl-pentyl ester and isomers, and mixtures thereof.
Bezug nehmend auf
4. Verfahren zum Herstellen fertiger Schmiermittelzusammensetzungen 4. Process for producing finished lubricant compositions
Wie in den vorangehenden Abschnitten erwähnt, betrifft die vorliegende Erfindung allgemein Verfahren zum Herstellen anwendungsspezifischer Schmiermittelzusammensetzungen, die einen aus Biomasse gewonnenen Bestandteil umfassen, wie oben beschrieben.As mentioned in the preceding paragraphs, the present invention generally relates to methods of making application specific lubricant compositions comprising a biomass-derived component as described above.
Bezug nehmend auf das Ablaufdiagramm aus
Der GtL-Prozess, in dem die α-Olefine hergestellt werden, kann ein Niedrigtemperatur- (200–300°C) Fischer-Tropsch-(NTFT-)Prozess, ein Hochtemperatur-Fischer-Tropsch (HTFT) (> 300°C) oder eine Kombination der beiden sein. Außerdem kann der GtL-Prozess in einigen solchen Ausführungsformen einen oder mehrere weitere Prozesse nach der anfänglichen Fischer-Tropsch-Synthese beinhalten.The GtL process, in which the α-olefins are prepared, can be a low temperature (200-300 ° C) Fischer-Tropsch (NTFT) process, a high-temperature Fischer-Tropsch (HTFT) (> 300 ° C) or a combination of the two. In addition, in some such embodiments, the GtL process may include one or more additional processes after the initial Fischer-Tropsch synthesis.
In einigen der oben beschriebenen Prozesse umfasst der Unterschritt des Isolierens der α-Olefine ihre Trennung von einem im Wesentlichen paraffinen GtL-Produkt. Eine solche Trennung kann durch verschiedene Verfahren erreicht werden, darunter, ohne darauf beschränkt zu sein, Destillation, Fraktionierung, Membrantrennung, Phasentrennung und Kombinationen davon.In some of the processes described above, the sub-step of isolating the α-olefins comprises their separation from a substantially paraffinic GtL product. Such separation may be accomplished by various methods including, but not limited to, distillation, fractionation, membrane separation, phase separation, and combinations thereof.
In einigen der oben beschriebenen Prozesse schließt der Unterschritt des Isomerisierens das Verwenden eines Olefin-Isomerisierungskatalysators ein wie etwa, ohne darauf beschränkt zu sein, kristallinen Alumosilicats und ähnlicher Materialien und Alumophosphate. Siehe z. B. Schaad,
Bezüglich des oben genannten Schrittes des Epoxidierens (d. h. des Epoxidierungsschrittes), kann das oben beschriebene Olefin (das aus einem α-Olefin internalisiert wurde) mit einem Peroxid (z. B. H2O2) oder einer Peroxidsäure (z. B. Peressigsäure) umgesetzt werden, um ein Epoxid zu erzeugen. Siehe z. B.
In einigen der oben beschriebenen Prozesse schließt der Unterschritt des Freisetzens triglyceridgebundener Fettsäuregruppen das Hydrolysieren der Triglyceride ein, um Glycerol und Carboxylsäure zu erlangen, wobei letztere für die Verwendung als Veresterungsmittel wirksam sind (siehe z. B.
In einigen der oben beschriebenen Prozesse erfolgt der Schritt des Veresterns der epoxidierten Olefine durch ein Diol-Intermediat (siehe Miller et al., US-amerikanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 20080194444 A1, veröffentlicht am 14. Aug. 2008). Ein solches Diol-Intermediat kann mittels Epoxidringöffnung erzeugt werden, um das entsprechende Diol zu erlangen, wobei diese Ringöffnung über säurekatalysierte oder basenkatalysierte Hydrolyse erreicht wird. Zu beispielhaften Säurekatalysatoren gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Brönsted-Säuren (z. B. HCl, H2SO4, H3PO4, Perhalogenate usw.), Lewis-Säuren (z. B. TiCl4 und AlCl3), Feststoffsäuren wie etwa saure Aluminiumoxide und Siliciumdioxide oder ihre Gemische und dergleichen. Siehe z. B.
In einigen solchen Ausführungsformen wird das Diol-Intermediat in Anwesenheit eines Säurekatalysators mit dem Veresterungsmittel umgesetzt. Schema 1 (
In einigen der oben beschriebenen Prozesse erfolgt der Schritt des Veresterns der epoxidierten Olefine direkt durch eine Reaktion zwischen dem epoxidierten Olefin und dem Veresterungsmittel (siehe Miller et al., US-amerikanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 20090198075 A1, veröffentlicht am 6. Aug. 2009). In einigen solchen Ausführungsformen wird der Schritt des Veresterns der epoxidierten Olefine in Anwesenheit eines Säurekatalysators ausgeführt, wobei der Säurekatalysator ausgewählt werden kann aus der Gruppe bestehend aus H3PO4, H2SO4, Sulfonsäure, Lewis-Säuren, Siliciumdioxid- und Aluminiumoxid-basierten Feststoffsäuren, Amberlyst, Wolframoxid und Kombinationen davon. In einigen Ausführungsformen wird während des Schrittes des direkten Veresterns versucht, Wasser zu entfernen, das als Ergebnis des Veresterungsprozesses erzeugt wird. Solche Versuche können sich positiv auf die Diesterausbeute auswirken. Schema 2 (
In einigen der oben beschriebenen Prozesse wird der Unterschritt des Epoxidierens von Enzymen unterstützt (siehe Miller et al., US-amerikanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 12/270,235, eingereicht am 13. Nov. 2008). Schema 3 (
In einigen der oben beschriebenen Prozesse wird die gebildete Diesterart ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Decanoinsäure-2-decanoyloxy-1-hexyl-octylester und seinen Isomeren, Tetradecanoisäure-1-hexyl-2-tetradecanoyloxy-octylestern und ihren Isomeren, Dodecanoinsäure-2-dodecanoyloxy-1-hexyl-octylester und seinen Isomeren, Hexanoinsäure-2-hexanoyloxy-1-hexyl-octylester und seinen Isomeren, Octanoinsäure-2-octanoyloxy-1-hexyl-octylester und seinen Isomeren, Hexanoinsäure-2-hexanoyloxy-1-pentyl-heptylester und Isomeren, Octanoinsäure-2-octanoyloxy-1-pentyl-heptylester und Isomeren, Decanoinsäure-2-decanoyloxy-1-pentyl-heptylester und seinen Isomeren, Decanoinsäure-2-decanoyloxy-1-pentyl-heptylester und Isomeren, Dodecanoinsäure-2-dodecanoyloxy-1-pentyl-heptylester und Isomeren, Tetradecanoinsäure-1-pentyl-2-tetradecanoyloxy-heptylester und Isomeren, Tetradecanoinsäure-1-butyl-2-tetradecanoyloxy-hexylester und Isomeren, Dodecanoinsäure-1-butyl-2-dodecanoyloxy-hexylester und Isomeren, Decanoinsäure-1-butyl-2-decanoyloxy-hexylester und Isomeren, Octanoinsäure1-butyl-2-octanoyloxy-hexylester und Isomeren, Hexanoinsäure-1-butyl-2-hexanoyloxy-hexylester und Isomeren, Tetradecanoinsäure-1-propyl-2-tetradecanoyloxy-pentylester und Isomeren, Dodecanoinsäure-2-dodecanoyloxy-1-propyl-pentylester und Isomeren, Decanoinsäure-2-decanoyloxy-1-propyl-pentylester und Isomeren, Octanoinsäure-2-octanoyloxy-1-propyl-pentylester und Isomeren, Hexanoinsäure-2-hexanoyloxy-1-propyl-pentylester und Isomeren, und Gemischen davon.In some of the processes described above, the diester species formed is selected from the group consisting of decanoic acid 2-decanoyloxy-1-hexyl octyl ester and its isomers, tetradecanoic acid 1-hexyl-2-tetradecanoyloxy-octyl esters and their isomers, dodecanoic acid-2 dodecanoyloxy-1-hexyl octyl ester and its isomers, hexanoic acid 2-hexanoyloxy-1-hexyl octyl ester and its isomers, octanoic acid 2-octanoyloxy-1-hexyl octyl ester and its isomers, hexanoic acid 2-hexanoyloxy-1-pentyl -heptyl esters and isomers, octanoic acid 2-octanoyloxy-1-pentyl heptyl ester and isomers, decanoic acid 2-decanoyloxy-1-pentyl heptyl ester and its isomers, decanoic acid 2-decanoyloxy-1-pentyl heptyl ester and isomers, dodecanoic acid 2-dodecanoyloxy-1-pentyl heptyl ester and isomers, tetradecanoic acid 1-pentyl-2-tetradecanoyloxyheptyl ester and isomers, tetradecanoic acid 1-butyl-2-tetradecanoyloxyhexyl ester and isomers, dodecanoic acid 1-butyl-2-dodecanoyloxy hexyl and isomers, decanoic acid 1-butyl 2-decanoyloxyhexyl ester and isomers, octanoic acid 1-butyl-2-octanoyloxyhexyl ester and isomers, hexanoic acid 1-butyl-2-hexanoyloxyhexyl ester and isomers, tetradecanoic acid 1-propyl-2 - tetradecanoyloxy pentyl ester and isomers, dodecanoic acid 2-dodecanoyloxy-1-propyl pentyl ester and isomers, decanoic acid 2-decanoyloxy-1-propyl pentyl ester and isomers, octanoic acid 2-octanoyloxy-1-propyl pentyl ester and isomers, hexanoic acid- 2-hexanoyloxy-1-propyl-pentyl ester and isomers, and mixtures thereof.
In einigen der oben beschriebenen Prozesse wird im Schritt des Kombinierens das Basisöl aus der Gruppe bestehend aus GtL-Basisölen, Mineralbasisölen, Basisölen auf Diesterbasis und Gemischen davon ausgewählt. In einigen solchen Ausführungsformen ist das Basisfluid ein GtL-Basisöl oder ein Basisöl auf Diesterbasis.In some of the processes described above, in the combining step, the base oil is selected from the group consisting of GtL base oils, mineral base oils, diester-based base oils, and mixtures thereof. In some such embodiments, the base fluid is a GtL base oil or a diester-based base oil.
In einigen Ausführungsformen wird der gesamte Zusatzstoffbestandteil oder ein Teil davon als Zusatzstoffpaket bereitgestellt. In einigen oder anderen Ausführungsformen wird der gesamte Diesterbestandteil oder ein Teil davon mit dem gesamten Zusatzstoffbestandteil oder einem Teil davon kombiniert, um kollektiv ein Zusatzstoffpaket zu bilden. In einigen Ausführungsformen dient die Menge des Diesterbestandteils oder eines Teils davon dazu, die Dispersion des gesamten Zusatzstoffbestandteils oder eines Teils davon im Basisöl zu unterstützen. Zu weiteren Informationen zu existierenden Varianten von Schmiermittelzusatzstoffen und den Eigenschaften, die sie verleihen, siehe z. B.
In einigen der oben beschriebenen Prozesse basiert der Unterschritt des Auswählens einer Biomassequelle, die Triglyceride umfasst, auf der Identifikation und dem ausreichenden Gehalt von Triglyceridmolekülen, die Fettsäuregruppen einer Länge tragen, die wünschenswerter zur Benutzung als eine bestimmte Schmiermittelzusammensetzung geeignet sind. Beispielsweise umfasst Palmöl in seiner hydrolysierten Form etwa 44 Prozent Palminsäure, eine gesättigte Fettsäure mit einer Kohlenstoffzahl von 16.In some of the processes described above, the substep of selecting a biomass source comprising triglycerides is based on the identification and sufficient content of triglyceride molecules carrying fatty acid groups of a length more desirably suitable for use as a particular lubricant composition. For example, in its hydrolyzed form, palm oil comprises about 44 percent palmic acid, a saturated fatty acid having a carbon number of 16.
In einigen der oben beschriebenen Prozesse ist die Schmiermittelzusammensetzung ein Hydraulikfluid mit einem Pourpoint von etwa –80°C bis etwa 0°C.In some of the processes described above, the lubricant composition is a hydraulic fluid having a pour point of about -80 ° C to about 0 ° C.
In einigen der oben beschriebenen Prozesse ist die Schmiermittelzusammensetzung ein Turbinenöl mit einem Viskositätsindex (VI) von wenigstens 90 bis höchstens 130 und mit einer RPVOT-Oxidationsstabilität von wenigstens 250 min. bis zu höchstens 2300 min. Siehe
In einigen der oben beschriebenen Prozesse ist die Schmiermittelzusammensetzung ein Metallverarbeitungsfluid mit einem Pourpoint von etwa –20°C bis etwa 0°C. Solche Metallverarbeitungsfluide weisen typischerweise eine Viskosität im Bereich von etwa 32 Centistoke (cSt) bis etwa 220 cSt auf, gemessen bei 40°C.In some of the processes described above, the lubricant composition is a metal processing fluid having a pour point of about -20 ° C to about 0 ° C. Such metal processing fluids typically have a viscosity in the range of about 32 centistokes (cSt) to about 220 cSt, measured at 40 ° C.
In einigen der oben beschriebenen Prozesse ist die Schmiermittelzusammensetzung ein Kompressoröl mit einem VI von wenigstens 90 bis höchstens 130 und einem Pourpoint von wenigstens –60°C bis höchstens 0°C. Ein solches Kompressoröl weist typischerweise eine Viskosität von etwa 32 cSt bis etwa 220 cSt auf, gemessen bei 40°C.In some of the processes described above, the lubricant composition is a compressor oil having a VI of at least 90 to at most 130 and a pour point of at least -60 ° C to at most 0 ° C. Such a compressor oil typically has a viscosity of from about 32 cSt to about 220 cSt, measured at 40 ° C.
In einigen der oben beschriebenen Prozesse ist die Schmiermittelzusammensetzung ein Kettenöl mit einem VI im Bereich von wenigstens 50 bis höchstens 130 und einem Anilinpunkt im Bereich von wenigstens 0°C bis höchstens 130°C.In some of the processes described above, the lubricant composition is a chain oil having a VI in the range of at least 50 to at most 130 and an aniline point in the range of at least 0 ° C to at most 130 ° C.
5. Abwandlungen5. Modifications
Abwandlungen (d. h. alternative Ausführungsformen) der oben beschriebenen Verfahren zum Herstellen von anwendungsspezifischen Schmiermittelzusammensetzungen schließen, ohne darauf beschränkt zu sein, das Integrieren der Verfahren in einen oder mehrere andere Prozesse ein, um ein oder mehrere verwandte oder unterschiedliche Produkte herzustellen und/oder die hergestellten Produkte durch eine oder mehrere der oben beschriebenen Verfahrensausführungsformen zu verbessern.Variations (ie, alternative embodiments) of the above-described methods of making application specific lubricant compositions include, but are not limited to, incorporating the methods into one or more other processes to produce one or more related or different products and / or the manufactured products by one or more of the method embodiments described above.
Als ein Beispiel einer solchen beschriebenen abgewandelten Ausführungsform zeigt Schema 4 (
Natürlich kann die oben beschriebene abgewandelte Ausführungsform derart modifiziert werden, dass die Veresterung über eine Diol-Art abläuft, wie in Schema 5 (
Zusätzlich oder alternativ kann der FT/GtL-Prozess in einigen abgewandelten Ausführungsformen dazu abgestimmt oder anderweitig angepasst werden, α-Olefine als den primären Produktstrom herzustellen, und/oder mit einer hohen Ausbeute an α-Olefinen von bestimmter Kettenlänge/Kohlenstoffzahl. Es können Trennungsunterprozesse angewandt werden, um den α-Olefintyp, der letztlich auf dem Weg zur Diesterbildung epoxidiert wird, weiter zu verfeinern, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.Additionally or alternatively, in some alternative embodiments, the FT / GtL process may be tuned or otherwise adapted to produce α-olefins as the primary product stream and / or with a high yield of particular chain length / carbon number α-olefins. Separation subprocesses may be employed to further refine the alpha-olefin type which is ultimately epoxidized on the way to diester formation, according to some embodiments of the present invention.
6. Beispiele6. Examples
Die folgenden Beispiele dienen dazu, bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu demonstrieren und/oder genauer darzustellen. Fachleute werden verstehen, dass die in den folgenden Beispielen offenbarten Verfahren nur Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darstellen. Allerdings werden Fachleute angesichts der vorliegenden Offenbarung verstehen, dass viele Änderungen an den spezifischen beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können und trotzdem ein gleiches oder ähnliches Ergebnis erlangt werden kann, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.The following examples serve to demonstrate and / or more specifically illustrate certain embodiments of the present invention. Those skilled in the art will understand that the methods disclosed in the following examples are only exemplary embodiments of the present invention. However, in light of the present disclosure, those skilled in the art will understand that many changes may be made to the specific embodiments described and still obtain a like or similar result without departing from the spirit and scope of the present invention.
BEISPIEL 1EXAMPLE 1
Dieses Beispiel soll veranschaulichen, wie verschiedene Aspekte der oben beschriebenen Verfahren dazu angepasst werden können, ein Hydraulikfluid (Öl) zu erlangen, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.This example is intended to illustrate how various aspects of the methods described above can be adapted to obtain a hydraulic fluid (oil), according to some embodiments of the present invention.
In einigen der genannten Ausführungsformen können Hydrauliköle zubereitet werden, indem eine Menge der biologisch gewonnenen Diesterart (vide supra) mit Basisöl und dem Folgenden gemischt werden: zinkbasierten oder aschelosen metallfreien Antiverschleißzusatzstoffen, Antioxidationsmitteln und Rostschutzzusatzstoffen. Hydraulikfluide dieser Art können so gestaltet werden, dass der Metall-Metall-Kontakt auf einem Minimum gehalten wird, wie es von allen Antiverschleißhydraulikfluiden verlangt wird, um auf diese Weise zu einer Verlängerung der Ausrüstungslebensdauer beizutragen. Ferner können diese Hydrauliköle zur Verwendung in Schaufel-, Kolben- und Getriebepumpen ausgelegt werden. Solche Hydrauliköle weisen typischerweise eine Viskosität von etwa 5 cSt bis etwa 360 cSt auf, gemessen bei 40°C, und weisen einen Viskositätsindex (VIs) zwischen etwa 95 und 350, einen Flammpunkt zwischen etwa 120°C und etwa 400°C und einen Pourpoint zwischen etwa –80°C und etwa 0°C auf.In some of the foregoing embodiments, hydraulic oils can be prepared by blending a quantity of the biologically derived diester type (vide supra) with base oil and the following: zinc-based or ashless metal-free antiwear additives, antioxidants, and anti-rust additives. Hydraulic fluids of this type can be designed to minimize metal-to-metal contact, as required by all anti-wear hydraulic fluids, thereby contributing to equipment life extension. Furthermore, these hydraulic oils can be designed for use in vane, piston and gear pumps. Such hydraulic oils typically have a viscosity of from about 5 cSt to about 360 cSt, measured at 40 ° C, and have a viscosity index (VIs) between about 95 and 350, a flash point between about 120 ° C and about 400 ° C and a pour point between about -80 ° C and about 0 ° C.
BEISPIEL 2EXAMPLE 2
Dieses Beispiel soll veranschaulichen, wie verschiedene Aspekte der oben beschriebenen Verfahren dazu angepasst werden können, ein Turbinenöl zu erlangen, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.This example is intended to illustrate how various aspects of the methods described above can be adapted to obtain turbine oil, in accordance with some embodiments of the present invention.
Turbinenöle können durch Vermischen von einer oder mehreren biologisch gewonnenen Diesterarten (wie in Abschnitt 3 beschrieben) mit Basisöl und aschelosen Zusatzstoffen zubereitet werden, zu denen typischerweise ein oder mehrere Korrosionshemmer, Antioxidationsmittel, Antischaummittel, Demulgatoren und Verschleißhemmer gehören. Diese Turbinenöle können so gestaltet werden, dass sie eine hohe Oxidations- und Wärmestabilität aufweisen, was zu einer längeren Schmiermittellebensdauer und einer geringeren Stillstandszeit der Ausrüstung führt. Um die Verunreinigung von Wasser zu vermeiden, ermöglicht eine rasche Trennung vom Öl zudem ein schnelles Setzen des Wassers, damit es aus dem System abgelassen werden kann. Solche hier beschriebenen Turbinenöle können in Dampf- und Gasturbinen mit und ohne Untersetzungsgetriebe benutzt werden, ebenso wie in Zentrifugal-, Dreh- und Hubkolbenkompressoren, die Rost- und Oxidationsschutz benötigen.Turbine oils may be prepared by mixing one or more biologically derived diester species (as described in Section 3) with base oil and ashless additives, which typically include one or more corrosion inhibitors, antioxidants, antifoaming agents, demulsifiers, and wear inhibitors. These turbine oils can be designed to have high oxidation and thermal stability, resulting in longer lubricant life and less equipment downtime. In addition, to avoid contamination of water, rapid separation from the oil allows quick setting of the water so that it can be drained from the system. Such turbine oils described herein can be used in steam and gas turbines with and without Reduction gears are used, as well as in centrifugal, rotary and reciprocating compressors that need rust and oxidation protection.
BEISPIEL 3EXAMPLE 3
Dieses Beispiel soll veranschaulichen, wie verschiedene Aspekte der oben beschriebenen Verfahren dazu angepasst werden können, ein Metallverarbeitungsöl zu erlangen, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.This example is intended to illustrate how various aspects of the methods described above can be adapted to obtain a metal processing oil, in accordance with some embodiments of the present invention.
Metallverarbeitungsfluide können durch Vermischen der biologisch gewonnenen Diesterart (d. h. einer oder mehrerer der in Abschnitt 3 beschriebenen Arten) mit oder ohne Basisöl (Grundmaterial) und aschelosen und/oder aschehaltigen Zusatzstoffen zubereitet werden. Typischerweise gehören zu den Zusatzstoffen ein oder mehrere Antioxidationsmittel, Metalldeaktivatoren, Verschleißhemmer, Rosthemmerzusatzstoffe und Antischaummittel. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Metallverarbeitungsfluide dazu ausgelegt sein, eine hohe Wärme- und Oxidationsstabilität aufzuweisen und auf diese Weise für eine lange Schmiermittellebensdauer, weniger Ölwechsel, weniger Ablagerung an den verarbeiteten oder beweglichen Ausrüstungsteilen, mehr Estern inhärente Schmierfähigkeit, gesteigerte Löslichkeit und erhöhte Betriebszeit sorgen. Außerdem führt ihre geringe Volatilität zu einer reduzierten Ölzusammensetzung und der Erzeugung von weniger Öldampf oder -nebel während der Arbeit. Dies sorgt in Betrieben für eine gesündere Arbeitsumgebung und verringert das Ausmaß, in dem sich Öl auf fertigen Teilen und Ausrüstung absetzt. Außerdem führt die verringerte Tendenz der Schlamm- und Ablagerungsbildung zu weniger Filterverstopfung, geringerer Wartungs- und erhöhter Betriebszeit.Metalworking fluids may be prepared by mixing the biologically derived diester species (i.e., one or more of the types described in Section 3) with or without base oil and ashless and / or ash-containing additives. Typically, the additives include one or more antioxidants, metal deactivators, wear inhibitors, rust inhibitor additives and anti-foaming agents. In accordance with some embodiments of the present invention, the metalworking fluids may be configured to have high thermal and oxidative stability, thus providing longer lubricant life, less oil change, less deposition on the processed or mobile equipment, more ester lubricity, increased solubility and increased Operating time. In addition, their low volatility results in reduced oil composition and the generation of less oil vapor or mist during work. This provides a healthier work environment for businesses and reduces the extent to which oil settles on finished parts and equipment. In addition, the reduced tendency of sludge and deposit formation results in less filter clogging, less maintenance and increased uptime.
BEISPIEL 4EXAMPLE 4
Dieses Beispiel soll veranschaulichen, wie verschiedene Aspekte der oben beschriebenen Verfahren dazu angepasst werden können, ein Kompressoröl zu erlangen, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.This example is intended to illustrate how various aspects of the methods described above can be adapted to obtain a compressor oil, in accordance with some embodiments of the present invention.
Luftkompressoröle können durch Vermischen der biologisch gewonnenen Diesterart (d. h. einer oder mehrerer der in Abschnitt 3 beschriebenen Arten) mit Basisöl (Grundmaterial) und aschelosen und/oder aschehaltigen Zusatzstoffen zubereitet werden. Typischerweise gehören zu den Zusatzstoffen ein oder mehrere Antioxidationsmittel, Metalldeaktivatoren, Verschleißhemmer, Rosthemmerzusatzstoffe und Antischaummittel. Gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die Kompressoröle so gestaltet werden, dass sie eine hohe Wärme- und Oxidationsstabilität aufweisen, was für eine längere Schmiermittellebensdauer, weniger Ölwechsel und längere Betriebszeiten sorgt. Außerdem führt ihre geringe Volatilität zu einer reduzierten Ölzusammensetzung und weniger Öl stromabwärts vom Kompressor. Außerdem führt die verringerte Tendenz der Schlamm- und Ablagerungsbildung zu weniger Filterverstopfung, geringerer Wartungs- und erhöhter Betriebszeit von Kompressoren. Es ist vorgesehen, dass derartige Kompressoröle in Hubkolben-, Dreh- und/oder Schaufelkompressoren benutzt werden können.Air compressor oils may be prepared by mixing the biologically derived diester species (i.e., one or more of the species described in Section 3) with base oil and ashless and / or ash-containing additives. Typically, the additives include one or more antioxidants, metal deactivators, wear inhibitors, rust inhibitor additives and anti-foaming agents. According to some embodiments of the present invention, the compressor oils may be designed to have high thermal and oxidative stability, providing for longer lubricant life, less oil change, and longer operating times. In addition, their low volatility results in a reduced oil composition and less oil downstream from the compressor. In addition, the reduced tendency for sludge and deposit formation results in less filter clogging, less maintenance and increased operating time of compressors. It is envisaged that such compressor oils can be used in reciprocating, rotary and / or vane compressors.
BEISPIEL 5EXAMPLE 5
Dieses Beispiel soll veranschaulichen, wie verschiedene Aspekte der oben beschriebenen Verfahren dazu angepasst werden können, ein Kettenöl zu erlangen, gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.This example is intended to illustrate how various aspects of the methods described above can be adapted to obtain a chain oil, in accordance with some embodiments of the present invention.
Die Kettenöle können durch Vermischen der oben beschriebenen Diesterart mit Basisöl (Grundmaterial), zinkbasierten oder aschelosen metallfreien Antiverschleißmitteln, Klebrigmachern, Antioxidationsmitteln, Metalldeaktivatoren, Antischaummitteln und Rostschutzzusatzstoffen zubereitet werden. Solche Kettenöle können dazu ausgelegt sein, Ketten- und Gestängeteile im Zusammenhang mit Kettensägen und anderer Ketten enthaltender Ausrüstung zu schmieren. Öle dieser Art sind dazu vorgesehen, eine ausgezeichnete Löslichkeit aufzuweisen, um in Forstwirtschaftsanwendungen Harz zu lösen. Metall-Metall-Kontakt wird auf ein Minimum beschränkt, um zu einer Verlängerung der Kettenlebensdauer beizutragen. Diese Kettenöle weisen typischerweise eine Viskosität von 5 cSt bis 360 cSt auf, gemessen bei 40°C, einen Viskositätsindex von 50 bis 250, einen Flammpunkt von 120°C bis 400°C und einen Pourpoint von 0°C bis –80°C.The chain oils can be prepared by blending the above-described diester type with base oil, zinc-based or ashless metal-free antiwear agents, tackifiers, antioxidants, metal deactivators, antifoams, and anti-rust additives. Such chain oils may be designed to lubricate chain and link parts associated with chain saws and other chain-containing equipment. Oils of this type are intended to have excellent solubility in order to dissolve resin in forestry applications. Metal-to-metal contact is kept to a minimum to help extend chain life. These chain oils typically have a viscosity of 5 cSt to 360 cSt, measured at 40 ° C, a viscosity index of 50 to 250, a flash point of 120 ° C to 400 ° C and a pour point of 0 ° C to -80 ° C.
7. Schluss 7th final
Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung allgemein Verfahren zum Herstellen anwendungsspezifischer fertiger Schmiermittelzusammensetzungen, die biologisch gewonnene Diesterarten umfassen. In einigen Ausführungsformen werden biologisch gewonnene Fettsäuregruppen mit Fischer-Tropsch-Gas-zu-Flüssigkeit-Reaktionsprodukten/Abbprodukten (d. h. α-Olefinen) umgesetzt, um eine biologisch gewonnene Diesterart zu erlangen, die dann selektiv mit Grundmaterial (Öl) und einer oder mehreren Zusatzstoffarten gemischt werden kann, um ein anwendungsspezifisches fertiges Schmiermittelprodukt mit einem aus Biomasse gewonnenen Bestandteil zu erlangen.In summary, the present invention relates generally to methods of making custom lubricant formulations comprising biologically derived diester species. In some embodiments, biologically derived fatty acid groups are reacted with Fischer-Tropsch gas-to-liquid reaction products / degradation products (ie, α-olefins) to yield a biologically derived diester species which is then selectively mixed with base material (oil) and one or more additive species can be mixed to obtain an application-specific finished lubricant product with a component derived from biomass.
Alle hierin zitierten Patente und Veröffentlichungen werden hiermit in den vorliegenden Gegenstand mit einbezogen, soweit sie dem vorliegenden Inhalt nicht widersprechen. Es versteht sich, dass einige der oben beschriebenen Strukturen, Funktionen und Betriebsvorgänge der oben beschriebenen Ausführungsformen nicht notwendig sind, um die vorliegende Erfindung auszuüben, und nur zur Vervollständigung eines oder mehrerer Ausführungsbeispiele aufgenommen wurden. Auch versteht es sich, dass bestimmte Strukturen, Funktionen und Betriebsvorgänge, die in den oben beschriebenen zitierten Patenten und Veröffentlichungen erörtert werden, im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ausgeübt werden können, aber für ihre Ausübung nicht entscheidend sind. Es versteht sich deshalb, dass die Erfindung auch anders als konkret beschrieben ausgeübt werden kann, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.All patents and publications cited herein are hereby incorporated into the present subject matter as far as they do not contradict the present subject matter. It is understood that some of the structures, functions, and operations described above of the embodiments described above are not necessary to practice the present invention and have been included only to complete one or more embodiments. It is also to be understood that certain structures, functions, and operations discussed in the cited patents and publications cited above may be practiced in conjunction with the present invention, but are not critical to its practice. It is therefore to be understood that the invention may be practiced otherwise than as specifically described without departing from the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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