DE2545786C2 - Basisölgemisch - Google Patents

Basisölgemisch

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DE2545786C2 DE2545786A DE2545786A DE2545786C2 DE 2545786 C2 DE2545786 C2 DE 2545786C2 DE 2545786 A DE2545786 A DE 2545786A DE 2545786 A DE2545786 A DE 2545786A DE 2545786 C2 DE2545786 C2 DE 2545786C2
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Shell Internationale Research Maatschappij BV
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Description

Die Erfindung betrifft ein Basisölgemisch. Als Basisöl können dabei Schmieröle, Transmissionsflüssigkeiten oder industrielle Ölgemische verwendet werden, die eine verbesserte Stabilität gegenüber den kurzwelligen Lichtkomponenten im Tageslicht aufweisen.
Bekanntermaßen wird bei der Herstellung von Basisölen eine hydrierende Behandlungsstufe, wie Hydrokrakken. und/oder Nachhydrieren, durchgeführt Solche hydrierend behandelte öle und insbesondere hydrierend gekrackte Basisöle weisen den Nachteil auf, daß sie gegenüber Tageslicht d. h. gegenüber den für Tageslicht charakteristischen kurzwelligen Lichtkomponenten instabil sind. Bei Tageslichtbestrahlung von hydrierend behandelten Baseölen kommt es üblicherweise zu einer oder mehreren der nachstehenden unerwünschten Wirkungen: Dunkelfärbung, Nebelbildung und Schlammbildung. Es wurden Versuche unternommen, diese Nachteile durch Verschneiden des Basisöls mit verschiedenen anderen ölen, wie mit nicht hydrierend behandelten ölen, zu überwinden, wobei jedoch diese anderen öle in verhältnismäßig großen Mengen, wie in Mengen oberhalb 5 Gewichtsprozent, verwendet werden müssen, was zu einer Beeinflussung der Eigenschaften des Basisöls führen kann. Außerdem wurden Versuche unternommen, die vorbeschriebenen Nachteile durch Zusetzen von Zusatzmitteln zum hydrierend behandelten Basisöl zu überwinden. In der +JS-PS 37 02 299 wird z. B. die Verwendung von Orthohydroxybenzophenonen und aliphatischen primären Aminen und in der US-PS 37 56 943 die Verwendung von sterisch gehinderten Phenolen, Aminen und Mannich-Kondensationsprodukten von Phenolen, Aldehyden und Polyaminen als Zusatzmittel beschrieben.
Es wurde jetzt gefunden, daß die Tageslichtstabilität von hydrierend behandelten Basisölen erheblich verbessert werden kann, wenn man zu ihnen bestimmte Chinone zusetzt.
Die Erfindung betrifft demgemäß Basisölgemische, die einen größeren Anteil an einem hydrierend behandelten Basisöl und einen kleinere.·! Anteil an einem Chinon der allgemeinen Formel
R1
(D
R1
enthalten, in welcher R3 einen Rest der allgemeinen Formel
Ri
(H)
oder
15
20
30
35
40
45
50
(ΠΙ) 55
Rl
i I
diirstellt, in der die Reste Ri, die gleiche oder voneinander verschiedene Reste darstellen können, ein Wasserstoffatom oder ein Ct — C2o-Alkylrest sind, mit der Maßgabe, daß mindestens 3 Reste Ri tertiäre Alkylreste sind, in der die Reste R2. die gleiche oder voneinander verschiedene Reste darstellen können, ein Wasserstoffatom oder ein Ci-C2o-Alkylrest sind und in der π den Wert 0 aufweist oder eine ganze Zahl von I bis 4 ist.
Vorzugsweise verwendete Verbindungen der allgemeinen Formel I sind solche, in denen jeder Rest Ri ein tertiärer Alkylresl und insbesondere ein tertiärer C4-C8-Alkylrest ist, und insbesondere werden als Reste Ri tertiäre Buiylresie eingesetzt. Außerdem werden vorzugsweise solche Verbindungen verwendet, in denen die Reste Rz Wasserstoffatome sind und in denen die Reste R 3 Reste der allgemeinen Formel Il oder Reste der alk'emeinen Formel III darstellen, in welchen η den Wert 0 aufweist.
Insbesondere werden als Chinone der allgemeinen Formel I 3,3',5^'-Tetra-terL-butyl-4,4'-diphenochinon und S^'AS'-Tetra-tert-butyM^'-stilbenchinon, & h. Verbindungen der allgemeinen Formel I verwendet, in welchen R.3 einen Rest der allgemeinen Formel II darstellt, in der alle Reste Ri ein tertiärer Butylrest und alle Reste R2 ein Wasserstoffatom sind oder eine Verbindung der allgemeinen Formel I, in der R3 einen Rest der allgemeinen Formel III darstellt, in welcher π den Wert 0 aufweist und in der alle Reste Ri tertiäre Butylreste und alle Reste R2 Wasserstoffatome sind.
Die vorgenannten Chinone können mittels eines beliebigen herkömmlichen Verfahrens hergestellt werden, werden jedoch vorzugsweise durch Umsetzen von z. B. 2,6-DiaikyIphenol oder 2,6-DialkyIcresol mit einem organischen oder anorganischen Oxydationsmittel hergestellt. Geeignete Oxydationsmittel sind z. B. Luft, Sauerstoff, Benzoylperoxid und tertiäres Butylperoxid. Die Reaktion wird üblicherweise in Lösungsmitteln, wie Chlorbenzolen, unter einer Stickstoffatmosphäre und bei erhöhten Temperaturen von z.B. 100 bis 2000C durchgeführt Katalysatoren, wie Komplexe von Kupfer-(I)chIorid und tertiären Aminen, können verwendet werden.
Die Verbindung der allgemeinen Formel I kann in erheblich schwankenden Mengen zum hydrierend behandelten Basisöl zugesetzt werden, wird jedoch üblicherweise in Mengen von 0,0001 bis 2,0 Gewichtsprozent und vorzugsweise von 0,001 bis 0,1 Gewichtsprozent und insbesondere von 0,001 bis 0,05 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des hydrierend behandelten Basisöls, zugesetzt
Das erfindungsgemäße Basisölgemisch kann außerdem ein Antioxydationsmittel enthaltea Vorzugsweise werden als Antioxydationsmittel aromatische Amine verwendet,.die mindestens einen sekundären Aminrest am aromatischen Kern enthalten, wie Verbindungen der allgemeinen Formel
H R* Re H
ι \ / ι
R4-N < S N-R5 (IV)
R6 Ri
in der R4 ein organischer Rest R5 ein Wasserstoffatom oder ein organischer Rest und in welcher die Reste R6, die gleiche oder verschiedene Reste darstellen können, ein Wasserstoffatom oder ein organischer Rest sind.
In geeigneten Verbindungen der vorbeschriebenen Formel IV sind die Reste R4 substituierte oder nicht substituierte aliphatische, aromatische oder heterocyclische Reste, die Reste R5 Wasserstoffatome oder die gleichen Reste wie R4 und alle Reste R6 Wasserstoffatome oder ein Alkylrest wie ein Ci-CVAlkylrcst. Vorzugsweise ist der Rest R4 ein C1—C20-Alkylrest, wie ein Ci — Q-AIkylrest mit einem sekundären Alkylrest, der insbesondere z. B. ein sekundärer Butylrest sein kann.
Der Rest R5 ist vorzugsweise der gleiche Rest wie R4 und vorzugsweise sind aiie Reste R6 Wasserstoffatome. Eine geeignete Verbindung der Formel IV ist z. B. N.N'-Di-sec-butyl-p-phenylendiamin.
Das Antioxydationsmittel kann zum hydrierend behandelten Basisöl in erheblich schwankenden Mengen zugesetzt werden, wird jedoch üblicherweise in Mengen von 0,0001 bis 2,0 Gewichtsprozent und vorzugsweise von Ο,ϋΟΟΙ bis 0,05 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht des hydrierend behandelten Basisöls, zugesetzt.
Die vorbeschriebenen Chinone weisen den besonderen Vorteil auf, daß sie beim Zusetzen zu hydrierend behandelten Basisölen zur Verbesserung der Tageslichtstabilität dieser öle die Emulgierungseigenschaften der Basisöle nicht nachteilig beeinflussen.
Als Basisölkomponente der erfindungsgemäßen Basisölgemische mit verbesserter Tageslichtstabilitäi können nachhydrierte und/oder hydrierend gekrackte Basisöle verwendet werden.
Die hydrierend behandelten Öle können von Kohlenwasserstoffgemischen abgeleitet werden, die aus schweren Erdölfraktionen mittels Pyrolyse von Kohle, bituminösem Schiefer oder Teersand erhalten worden sind, und die vorzugsweise aus Rohölen, wie aus Vakuumdestillatfraktionen, entasphaltierten Erdölfraktionen oder Paraffingatsch erhalten worden sind. Vorteilhafterweise werden Erdölfraktionen verwendet, die zumindest teilweise oberhalb des Siedebereichs von Schmieröl sieden.
Im allgemeinen stellt die Nachhydrierung eine milde Hydrierungsbehandlung unter Bedingungen dar, die von der Art des Einsatzmaterials abhängen, üblicherweise wird dabei jedoch das Einsatzmaterial in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators bei Temperaturen von üblichefweije S50 bis 350° C und Drücken von üblicherweise 10 bis 200 bar mit Wasserstoff kontaktiert. Die Behandlung wird üblicherweise zusätzlich zu einer herkömmlichen Lösungsmittelextraktionsstufe durchgeführt. Die Nachhydrierung führt üblicherweise nicht zu einer Zunahme des Viskositätsindex des Einsatzmaterials.
Das hydrierende Kracken stellt eine durchgreifendere Behandlung unter Bedingungen dar, die von der Art des Einsatzmaterials abhängen, üblicherweise wird dabei das Einsatzmaterial ;n Gegenwart eines Hydrierungskatalysators, als welcher der gleiche oder ein anderer Katalysator wie bei der Nachhydrierung verwendet werden kann, und bei Temperaturen von üblicherweise 350 bis 500°C und Drücken von üblicherweise 60 bis 200 bar mit Wasserstoff kontaktiert. Das hydrierende Kracken wird üblicherweise anstelle einer herkömmlichen Lösungsmittelextraktionsstufe durchgeführt. Das hydrierende Kracken führt üblicherweise zu einer Erhöhung des Viskositätsindex des Einsatzmaterials und wird zur Herstellung von Basisschmierölen mit hohem, sehr hohem und außerordentlich hohem Viskositätsindex verwendet.
Sofern das Einsatzmaterial zunächst hydrierend gekrackt und anschließend nachhydriert wird, werden im allgemeinen für beide Behandlungsmaßnahmen die vorstehend für das hydrierende Kracken beschriebenen Bedingungen verwendet, mit der Ausnahme, daß die Nachhydrierungstemperatur mindestens 25°C unter der Kracktemperatur liegt.
Beispiel Nr. Chinon(l)menge Chinon(ll)menge Aminmenge Zeit bis zum
Gew.-% Gew.-% Gew.-% erstmaligen Auftreten
einer
Nebel- oder
Schlammbildung
in dem öl.
Tage
Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere zur Verbesserung der Tageslichtstabilität von hydrierend behandelten Basisölen mit Viskositätsindices von 80 bis 155.
Die erfindungsgemäßen Basisölgemische können außerdem weitere Zusatzmittel, wie Mittel zur Verbesserung des Viskositätsindex, Antiverschleißmittel, Höchstdruckzusatzmittel, Detergentien und Pourpoint-Erniedrigungsmittel, enthalten. 5
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiele 1 bis 4
In diesen Beispielen wird ein hydrierend gekracktes und nachhydriertes Vakuumdestillat-Basisschmieröl mit in einer Viskosität von ungefähr 11,5 mm2/s bei 98,9°C und einem Viskositätsindex von ungefähr 95 verwendet.
Zu diesem Basisöl werden entweder 33',5,5'-Tetra-tert.-butyl-4,4'-diphenochinon (Chinon (I)) oder 3,3',5,5'-Tetra-tert.-butyl-4,4'-stilbenchinon (Chinon (H)) entweder allein oder zusammen mit N.N'-Di-sec.-butyl-p-phenylendiamin zugesetzt.
Das Basisöl selbst und die hergestellten Basisölgemische werden dann einem Labor-Tageslichtstabilitäts-Prüf- 15 versuch unterworfen. Bei diesem Prüfversuch werden Pyrex-ASTM-Pourpoint-Reagenzgläser, die 30 g des zu prüfenden Öls enthalten, in eine auf 35±0,5°C gehaltene Kammer überführt. Die Reagenzgläser werden dann mit zwei fluoreszierenden Leuchtröhren (Philips TL 40W/57 bestrahlt und die Zeit bis zur Nebel- oder Schlammbiiuung in den wien gemessen. Die Ergebnisse siiiu in der näensiehcndcfi Tabelle wiedergegeben.
- - - - 1 30
1 0.02 - - 6
2 0,02 - 0,001 8
3 - 0,02 - 7
4 - 0.02 0,001 9

Claims (15)

Patentansprüche:
1. Basisölgemische, enthaltend einen größeren Anteil an einem hydrierend behandelten Basisöl und einen kleineren Anteil an einem Chinon der allgemeinen Formel
Rl R2
in welcher R3 einen Rest der allgemeinen Formel
R2 Ri
==/~~S== O ill)
R2 Ri
oder
lit III X X :
Ri
darstellt, in der die Reste Ri, die gleiche oder voneinander verschiedene Reste darstellen können, ein Wasserstoffatom oder ein Ci — C2o-AIkylrest sind, mit der Maßgabe, daß mindestens drei Reste Ri tertiäre Alkylreste sind, in der die Reste R2, die gleiche oder voneinander verschiedene Reste darstellen können, ein Wasserstoffatom oder Ci —C2o-AIkylreste sind und in der η den Wert 0 aufweist oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist
2. Basisölgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Chinon der allgemeinen Formel f enthält, worin alle Reste Ri tertiäre Alkylreste sind.
3. Basisölgemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Chinon der allgemeinen Formel I enthält, worin alle tertiären Alkylreste tertiäre Butylgruppen sind.
4. Basisölgemisch nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Chinon der allgemeinen Formel I enthält, worin alle Reste R2 Wasserstoffatome sind.
5. Basisölgemisch nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es als Chinon 3,3',5,5'-Tetra-tert.-butyl-4,4'-diphenochinon oder 33'^^'-Tetra-tert.-butyl-4,4'-stilbenchinon enthält.
6. Basisölgemisch nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es das Chinon in Mengen von 0,001 bis 0,05 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des hydrierend behandelten Basisöls, enthält.
7. Basisölgemisch nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem eine Verbindung der allgemeinen Formel
H Rl yR< H
R4
enthält, in der R4 ein organischer Rest, R5 ein Wasserstoffatom oder ein organischer Rest und in der die Reste Re, die gleiche oder voneinander verschiedene Reste sein können, ein Wasserstoffatom oder ein organischer Rest (ist) sind.
8. Basisölgemisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Verbindung der allgemeinen Formel IV enthält, worin der Rest R4 ein Ci —C20-Alkylrest ist.
9. Basisölgemisch nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Verbindung der allgemeinen Formel IV enthält, worin der Rest R4 ein sekundärer Alkylrest ist.
10. Basisölgemisch nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Verbindung der allgemcinen Formel IV enthält, worin der Rest R5 die gleiche Zusammensetzung wie der Rest R4 aufweist.
11. Basisölgemisch nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Verbindung der allgemeinen Formel IV enthält, worin alle Reste Re Wasserstoffatome sind.
12. Basisölgemisch nach Anspruch 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es die Verbindung der allgemei-
nen Formel IV in Mengen von 0,0001 bis 0,05 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des hydrierend behandelten Basisöls, enthält
13. Basisölgemisch nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es als hydrierend behandeltes Basisöi ein hydrierend gekracktes oder ein hydrierend gekracktes und nachhydriertes Basisöl enthält
14. Basisölgemisch nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß es ein hydrierend behandeltes Basisöl mit einem Viskositätsindex von 80 bis 155 enthält
15. Basisölgemisch nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet daß es als hydrierend behandeltes Basisöl ein Schmieröl enthält
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