NL1024832C2 - Mengen van Fischer-Tropsch-basisolien met een lage viscositeit met gebruikelijke basisolien voor het produceren van basissmeerolien van hoge kwaliteit. - Google Patents

Description

Mengen van Fischer-Tropsch-basisoliën met een lage viscositeit met gebruikelijke basisoliën voor het produceren van basissmeeroliën van hoge kwaliteit

Gebied van de uitvinding 5

De uitvinding heeft betrekking op het mengen van een via Fischer-Tropsch verkregen basisoliefractie met een lage viscositeit met een gebruikelijke, uit aardolie verkregen basisoliefractie met een hogere viscositeit voor het produceren van een basissmeerolie van hoge kwaliteit die bruikbaar is voor het bereiden van in de handel 10 verkrijgbare gerede smeermiddelen zoals carter-motoroliën.

Achtergrond van de uitvinding

Gerede smeermiddelen die worden gebruikt voor auto's, dieselmotoren, assen, 15 transmissies en industriële toepassingen bestaan uit twee algemene componenten, een basissmeerolie en additieven. Basissmeerolie is het belangrijkste bestanddeel in deze gerede smeermiddelen en draagt significant bij aan de eigenschappen van het gerede smeermiddel. In het algemeen worden enkele basissmeeroliën gebruikt voor het bereiden van een grote verscheidenheid aan gerede smeermiddelen door het variëren 20 van de mengsels van afzonderlijke basissmeeroliën en afzonderlijke additieven.

Talrijke bestuursorganisaties, waaronder onder andere 'de producenten van oorspronkelijke apparatuur (OEM), de American Petroleum Institute (API), Association des Constructeurs d’Automobiles (ACEA), de American Society of Testing and Materials (ASTM) en de Society of Automotive Engineers (SAE), 25 definiëren de specificaties voor basissmeeroliën en gerede smeermiddelen. In toenemende mate vragen de specificaties voor gerede smeermiddelen om producten met uitstekende eigenschappen bij lage temperatuur, hoge oxidatie-stabiliteit en lage vluchtigheid. Thans voldoet slechts een kleine fractie van de basisoliën die momenteel worden geproduceerd aan deze veeleisende specificaties.

30 Syncrude dat wordt bereid met het Fischer-Tropsch-proces omvat een mengsel van verschillende vaste, vloeibare en gasvormige koolwaterstoffen. Die Fischer-Tropsch-producten die koken in het traject van basissmeerolie bevatten een hoog wasgehalte, waardoor ze ideale kandidaten zijn voor het verwerken tot 4 ΛΟ Λ 1% Η I basissmeeroliegrondstoffen. Dienovereenkomstig zijn de koolwaterstofproducten die I worden gewonnen uit het Fischer-Tropsch-proces voorgesteld als voedingen voor het I bereiden van basissmeeroliën van hoge kwaliteit. Als de Fischer-Tropsch-wassen I volgens verschillende werkwijzen, zoals door hydroverwerking en destillatie, worden I 5 omgezet in Fischer-Tropsch-basisoliën vallen de geproduceerde basisoliën in I verschillende nauwe viscositeitstrajectfracties. Gewoonlijk varieert de kinematische I viscositeit van de verschillende fracties tussen 2,1 cSt en 12 cSt bij 100°C. Omdat de I kinematische viscositeit van basissmeeroliën gewoonlijk in het traject valt van 3 tot 32 I cSt bij 100°C hebben de basisoliën met een viscositeit lager dan 3 cSt bij 100°C een I 10 beperkte toepasbaarheid en dientengevolge een lagere marktwaarde.

I Het Fischer-Tropsch-proces geeft gewoonlijk een syncrude-mengsel dat een I brede reeks van producten met verschillende molecuulgewichten omvat, maar waarbij I een betrekkelijk hoog gehalte van de producten wordt gekarakteriseerd door een laag I molecuulgewicht en een lage viscositeit Derhalve heeft gewoonlijk slechts een I 15 betrekkelijk laag gehalte van de Fischer-Tropsch-producten viscositeiten hoger dan 3 I cSt bij 100°C, welke direct bruikbaar zouden zijn als basissmeeroliën voor de bereiding I van in de handel verkrijgbare smeermiddelen, zoals motorolie. Momenteel hebben die I via Fischer-Tropsch verkregen basisoliën met kinematische viscositeiten lager dan 3 I cSt bij 100°C een beperkte markt en worden gewoónlijk gemengd of gekraakt tot I 20 lichtere producten, zoals diesel en nafta. Diesel en nafta hebben echter een lagere I marktwaarde dan basissmeerolie. Het zou wenselijk zijn als men in staat zou zijn om I deze basisoliën met een lage viscositeit op te werken tot producten die geschikt zijn I voor toepassing als een basissmeerolie.

I Gebruikelijke basisoliën die worden bereid uit uit aardolie verkregen voedingen I 25 met een kinematische viscositeit lager dan 3 cSt bij 100°C heten een lage I viscositeitsindex (VI) en een grote vluchtigheid. Derhalve zijn gebruikelijke basisoliën I met een lage viscositeit ongeschikt voor mengen met gebruikelijke basisoliën met een I hogere viscositeit omdat het mengsel niet voldoet aan de VI- en I vluchtigheidsspecificaties voor een basissmeerolie. Verrassenderwijs is gevonden dat I 30 via Fischer-Tropsch verkregen basisoliën met een kinematische viscositeit hoger dan 2 I en lager dan 3 cSt bij 100°C uitzonderlijk lage vluchtigheden bezitten vanwege de I uitermate hoge Vl’s daarvan. Het was nog verrassender dat wanneer de via Fischer- I Tropsch verkregen destillaatfractie met een lage viscositeit werd gemengd met 3 * bepaalde uit aardolie verkregen basissmeeroliën met een hogere viscositeit een VI-premium werd waargenomen, d.w.z. de VI van het mengsel was significant hoger dan zou worden verwacht van het gewoon middelen van de VI’s van de twee fracties. Vanwege de inherente oxidatie-stabiliteit van de via Fischer-Tropsch verkregen 5 basisoliën vereisen gerede smeermiddelen die zijn bereid uit mengsels die deze bevatten daarnaast in het algemeen kleinere hoeveelheden van antioxidans-additieven en vormen deze minder waarschijnlijk onoplosbare oxidatieproducten die resulteren in de aanwezigheid van slib en afzettingen. Vanwege de uitstekende UV-stabiliteit van de via Fischer-Tropsch verkregen basisoliën vereisen de gerede smeermiddelen 10 gewoonlijk ook de toevoeging van minder UV-stabilisatoren dan nodig is met op gebruikelijke wijze verkregen basissmeeroliën. Tenslotte wordt de via Fischer-Tropsch verkregen destilaatfractie gekenmerkt door een zeer laag totaal zwavelgehalte, waardoor deze uitstekende kandidaten zijn voor het opwerken van gebruikelijke, uit aardolie verkregen basisoliën, die gewoonlijk 10 tot 5000 ppm totaal zwavel bevatten. 15 Omdat het hoogste totale zwavelgehalte gewoonlijk wordt gevonden in de zwaarste fracties die worden verkregen uit gebruikelijke oliën is de onderhavige werkwijze in het bijzonder bruikbaar voor het opwerken van zware, op gebruikelijke wijze verkregen aardoliefracties. Dientengevolge is ontdekt dat de via Fischer-Tropsch verkregen basisoliën met een lage viscositeit met voordeel toegepast kunnen worden als 20 menggrondstof met gebruikelijke, uit aardolie verkregen basisoliën met een hogere viscositeit voor het bereiden van premium basissmeeroliën en gerede smeermiddelen.

Hoewel basissmeeroliemengsels die via Fischer-Tropsch verkregen basisoliën bevatten zijn beschreven in de stand der techniek verschillen de werkwijze die wordt toegepast voor het bereiden van de basissmeeroliën en de eigenschappen van de 25 mengsels volgens de stand der techniek van de onderhavige uitvinding. Zie bijvoorbeeld de Amerikaanse octrooischriften 6332974; 6096940; 4812246 en 4906350. In het bijzonder is niet eerder beschreven dat Fischer-Tropsch-fracties met een kinematische viscositeit lager dan 3 cSt bij 100°C gemengd kunnen worden met gebruikelijke, uit aardolie verkregen basisoliën voor het bereiden van basissmeeroliën 30 die geschikt zijn voor het mengen van gerede smeermiddelen die voldoen aan de specificaties voor SAE Grade OW, 5W, 10W en 15W multigrade motoroliën; SAE 70W, 75W en 80W tandswiel-smeermiddelen; en ISO Viscosity Grade 22, 32 en 46 industriële oliën. Met de onderhavige uitvinding wordt dit mogelijk.

I Als wordt verwezen naar gebruikelijke basissmeeroliën heeft deze beschrijving betrekking op gebruikelijke, uit aardolie verkregen basissmeeroliën die zijn I geproduceerd met behulp van aardolie-rafïïnageprocessen die zijn beschreven in de I literatuur en die bekend zijn bij de deskundige.

I 5 Zoals wordt gebruikt in deze beschrijving is het woord “omvat” of “omvattende” bedoelt als een overgang met open einde, die de opname van de genoemde elementen I omvat, maar niet noodzakelijkerwijze andere niet genoemde elementen mtsluit Het is de bedoeling dat de zinsnede “bestaat in wezen uit” of “bestaande in wezen uit” de I uitsluiting van andere elementen van enige essentiële significantie voor de I 10 samenstelling betekent. De zinsneden “bestaande uit” of “bestaat uit” zijn bedoeld als I een overgang die de uitsluiting van alle behalve de genoemde elementen, met I uitzondering van slechts kleine sporenhoeveelheden verontreinigingen, betekent.

5

Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het produceren van een basissmeeroliemengsel die (a) het winnen van een via Fischer-5 Tropsch verkregen destillaatfractie, gekarakteriseerd door een kinematische viscositeit van ongeveer 2 cSt of hoger maar lager dan 3 cSt bij 100°C; en (b) het mengen van de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie met een uit aardolie verkregen basisolie, gekozen uit de groep die bestaat uit een basisolie uit groep I, een basisolie uit groep Π, een basisolie uit groep III en een mengsel van twee of meer van een van de voorgaande 10 gebruikelijke basisoliën, in de juiste verhouding voor het produceren van een basissmeeroliemengsel, dat wordt gekarakteriseerd doordat dit een viscositeit van ongeveer 3 of hoger heeft, omvat. Onder toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding zijn basissmeeroliën bereid die voldoen aan de specificaties voor een premium basissmeerolie. De uitvinding maakt het mogelijk om via Fischer-Tropsch 15 verkregen basisoliën met een lage viscositeit op te werken tot meer waardevolle premium smeermiddelen die anders gekraakt zouden worden tot transportbrandstoffen met een lagere waarde.

De via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie omvat gewoonlijk ongeveer 10 gewichtsprocent tot ongeveer 80 gewichtsprocent van het totale basissmeeroliemengsel. 20 De uit aardolie verkregen basisolie omvat ongeveer 20 gewichtsprocent tot ongeveer 90 gewichtsprocent van het totale mengsel. De basissmeeroliemengsels volgens de onderhavige uitvinding hebben een kinematische viscositeit van ongeveer 3 cSt of hoger. Gewoonlijk hebben de basissmeeroliemengsels die worden bereid volgens de uitvinding een TGA-Noack-vluchtigheid hoger dan ongeveer 12 en meer in het 25 algemeen hebben ze een TGA-Noack-vluchtigheid hoger dan ongeveer 20. Als de basissmeeroliën echter een hoog gehalte aan zware neutrale basisolie of dik olieresidu bevatten kan de Noack-vluchtigheid afhankelijk van de hoeveelheid zwaar materiaal die aanwezig is lager zijn dan 12. De mengsels hebben gewoonlijk ook een VI van ten minste 90, bij voorkeur ten minste 100. De basissmeeroliën volgens de uitvinding 30 hebben gewoonlijk goede eigenschappen bij lage temperatuur. Bijvoorbeeld zijn vloeipunten lager dan ongeveer -12°C gebruikelijk. Voor de deskundige is het echter duidelijk dat de eigenschappen van het basissmeeroliemengsel afhankelijk zijn van factoren zoals de verhouding van de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie tot

λ λ O i! ö *1 P

% 6 de uit aardolie verkregen basisolie die aanwezig is in het totale mengsel en de eigenschappen van de uit aardolie verkregen basisolie.

De basissmeeroliën volgens de onderhavige uitvinding kunnen worden gebruikt voor het bereiden van een gereed smeermiddel, zoals bijvoorbeeld een in de handel 5 verkrijgbare multigrade carter-smeerolie die voldoet aan de SAE J300-specificaties van juni 2001, door het toevoegen van de juiste additieven. Dienovereenkomstig heeft de uitvinding tevens betrekking op een werkwijze voor het bereiden van een gereed smeermiddel, die het toevoegen van ten minste een additief aan een basissmeerolie, die bestaat uit ongveer 10 tot ongeveer 80 gewichtsprocent van een via Fischer-Tropsch 10 verkregen destillaatfractie die wordt gekarakteriseerd door een viscositeit van ongeveer 2 cSt of hoger, maar lager dan 3 cSt bij 100°C en ongeveer 20 tot ongeveer 90 gewichtsprocent van een uit aardolie verkregen basisolie die wordt gekozen uit de groep die bestaat uit een basisolie uit groep I, een basisolie uit groep Π en een mengsel van basisoliën uit groep I en groep II, omvat.

15 Gebruikelijke additieven die worden toegevoegd aan een basissmeerolie bij de bereiding van een gereed smeermiddel omvatten slijtageremmende additieven, detergentia, dispergeermiddelen, antioxidantia, middelen die het vloeipunt verlagen, middelen die de VI verbeteren, modifteeermiddelen voor de wrijving, demulgatoren, middelen die de schuimvorming tegengaan, corrosie-inhibitoren, afsluit-opzwel-20 middelen en dergelijke. Daarnaast kunnen in de handel verkrijgbare producten die voldoen aan SAE-standaards voor tandwiel-smeermiddelen en ISO Viscosity Grade standaards voor industriële oliën worden bereid uit de basissmeeroliën volgens de uitvinding. Multigrade carter-motoroliën die voldoen aan de SAE J300-specificaties van juni 2001 voor een 10W en 15W grade motorolie kunnen worden geformuleerd uit 25 de basissmeeroliën volgens de uitvinding. Meer in het bijzonder zijn multigrade carter-motoroliën die voldoen aan de SAE J300-specificaties van juni 2001 voor 10W-40, 15W-30 en 15W-40 grade motoroliën geformuleerd uit de basissmeeroliën volgens de uitvinding.

Multigrade carter-motoroliën die zijn bereid uit de basissmeeroliën volgens de 30 uitvinding zijn in hoge mate stabiel en vertonen gewoonlijk Oxidator-B-waarden hoger dan 15 uur. Multigrade carter-olie die is bereid uit basissmeeroliën volgens de uitvinding kunnen zodanig worden geformuleerd, dat ze voldoen aan de SAE J300-specificatie voor koude gasvermenging-viscositeit (CCS)) en de maximale » 7 geleringsindex die wordt gespecificeerd door de API SJ en de ILSAC GF-3 onderhoudscategoriën voor motoroliën.

Daarnaast heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het bedrijven van een verbrandingsmotor met een kleppentrein, waarbij de verbrandingsmotor een 5 gewoonlijk vloeibare of gasvormige brandstof gebruikt, waarbij de werkwijze het smeren van de verbrandingsmotor, inclusief de kleppentrein, met een gereed smeermiddel omvat, dat (a) een basissmeeroliemengsel, dat bestaat uit ongeveer 10 tot ongeveer 80 gewichtsprocent van een via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie, die wordt gekarakteriseerd door een viscositeit van ongeveer 2 cSt of hoger, maar lager 10 dan 3 cSt, bij 100°C en ongeveer 20 tot ongeveer 90 gewichtsprocent van een uit aardolie verkregen basisolie, die wordt gekozen uit de groep die bestaat uit een basisolie uit groep I, een basisolie uit groep II en een mengsel van basisoliën uit groep I en groep Π, en (b) ten minste een additief omvat 15 Gedetailleerde beschrijving van de uitvinding

De verwelking van Fischer-Tropsch-was geeft gewoonlijk een betrekkelijk hoog gehalte aan producten met een laag molecuulgewicht en een lage viscositeit die worden verwerkt tot lichte producten zoals nafta, benzine, diesel, stookolie of kerosine. 20 Een betrekkelijk klein gehalte van de producten heeft viscositeiten hoger dan 3,0 cSt die direct bruikbaar zijn als basissmeeroliën voor veel verschillende producten, waaronder motoroliën. Die basisoliën met viscositeiten lager dan 3 cSt worden gewoonlijk gemengd of verder verwerkt tot lichtere producten (b.v. benzine of diesel) zodat ze een grotere economische waarde hebben. Daarnaast kunnen deze via Fischer-25 Tropsch verkregen basisoliën met een lage viscositeit worden toegepast in lichte industriële oliën, zoals bijvoorbeeld utiliteitsoliën, transformatoroliën, pompoliën of hydraulische oliën, sproei-oliën, procesoliën of verdunningsmiddeloliën; die allemaal veel minder gewild zijn dan motoroliën.

Basissmeeroliën voor toepassing in motoroliën zijn meer gewild dan de lichte 30 producten. Het vermogen om een hoger gehalte van de producten uit Fischer-Tropsch-processen in basissmeeroliemengsels voor motoroliën te gebruiken wordt in hoge mate gewenst Volgens de onderhavige uitvinding worden via Fischer-Tropsch verkregen basissmeeroliën die worden gekarakteriseerd door een lage viscositeit gemengd met uit _· « I gebruikelijke aardolie verkregen destillaatfracties met een gemiddelde of hoge I viscositeit voor het produceren van samenstellingen die bruikbaar zijn als I basissmeeroliën voor het bereiden van motorolie. Vanwege de betrekkelijk lage I vluchtigheid van de via Fischer-Tropsch verkregen basisoliën in vergelijking met op 5 gebruikelijke wijze verkregen basisoliën met een overeenkomende viscositeit zijn de

vluchtigheid en viscositeit van het mengsel vergelijkbaar met neutrale oliën uit groep I

I en groep II, die volledig uit uit aardolie verkregen voedingen zijn bereid. Daarnaast I hebben, omdat de via Fischer-Tropsch verkregen basisoliën in vergelijking met I gebruikelijke basisoliën een laag totaal zwavelgehalte en een goede oxidatie-stabiliteit I 10 bezitten, de basissmeeroliën volgens de onderhavige uitvinding tevens verbeterde eigenschappen in vergelijking met gebruikelijke basissmeeroliën.

I Zoals hiervoor is vermeld moeten basissmeeroliën en in de handel verkrijgbare gerede smeermiddelen die zijn bereid uit de basissmeeroliën voldoen aan bepaalde I minimale specificaties die zijn vastgesteld door verschillende regelgevende I 15 organisaties. Uit aardolie verkregen basisoliën met een kinematische viscositeit lager I dan 3 cSt worden als ongeschikt beschouwd voor het bereiden van basissmeeroliën I voor motoren omdat mengsels die deze oliën bevatten in het algemeen niet voldoen aan I deze specificaties voor motorolie. Derhalve is het onverwacht dat via Fischer-Tropsch verkregen fracties met een kinematische viscositeit van ongeveer 2 cSt of hoger, maar I 20 lager dan 3 cSt, bij 100°c gebruikt kunnen worden voor het bereiden van basissmeeroliën die voldoen aan deze eisen.

I Basissmeeroliën volgens de uitvinding kunnen worden gebruikt voor het formuleren van ofwel monograde ofwel multigrade carter-motoroliën. Een monograde I carter-motorolie heeft betrekking op een motorolie die een viscositeit heeft die

I 25 binnende grenzen valt die worden gespecificeerd voor een enkel SAE-getal in SAE

I J300. Een monograde carter-motorolie heeft geen lage-temperatuur-eisen. Een I multigrade carter-motorolie heeft betrekking op een motorolie die I viscositeit/temperatuur-karakteristieken heeft die binnen de grenzen vallen van twee I verschillende SAE-getallen in SAE J300.

I 30 De schijnbare koude-gasvermenging-simulator (CCS) viscositeit van motoroliën I voor auto's komt overeen met gasvermenging bij lage temperatuur. Deze wordt gemeten volgens ASTM D5293, bij een ingestelde temperatuur tussen -5 en -30°C.

9

Specificaties voor motorolie, b.v. SAE J300, omvatten maximum grenzen voor CCS-viscositeit voor multigrade motoroliën.

De geleringsindex, die wordt gemeten volgens ATM D 5133, is een getal dat de neiging van de olie om een gegeleerde structuur in de olie te vormen bij lagere 5 temperaturen aangeeft Getallen hoger dan 6 duiden op enige neiging tot gelvorming. Getallen hoger dan 12 zijn van belang voor motorproducenten. Dit is de maximum waarde voor API SJ en ILSAC GF-3 onderhoudscategoriën voor motoroliën.

De viscositeit bij hoge temperatuur en een hoge afschuifsnelheid (HTHS) is een maat van de weerstand van een vloeistof om te vloeien onder omstandigheden die 10 lijken op zwaar belaste dwarslagers in aangedreven verbrandingsmotoren, gewoonlijk 1 miljoen s*1 bij 150°C. HTHS is een betere indicatie van hoe een motor werkt bij hoge temperatuur met een gegeven smeermiddel dan de kinematische viscositeiten bij een lage afschuifsnelheid bij 100°C. De HTHS-waarde is rechtstreeks evenredig met de dikte van de oliefilm in een lager. SAE J300 van juni 2001 bevat de huidige 15 specificaties voor HTHS zoals gemeten volgens ofwel ASTM D 4683, ASTM D 4741 ofwel ASTMD 5481.

De specificaties voor 10W grade premium motoroliën worden getoond in de onderstaande tabel 1.

4 A Λ «ΑΛΑ I Tabel 1 I SAE J300 / API SJ SAE10W-30 SAE 10W-40 I Viscositeit bij 100°C,cSt 4,1-12,5 4,1-16,3 I CCS, cP 7000 max @ -25 7000 max @ -25 I HTHS 2,9 min 2,9 min

Scanning-Brookfield-geleringsindex 12 max 12 max I De specificaties voor 15W grade premium motoroliën worden getoond in de I onderstaande tabel 2.

I Tabel 2 I SAE J300 / API SJ SAE 15W-30 SAE 15W-40 I Viscositeit bij 100°C, cSt 5,6-12,5 5,6-16,3 I CCS, cP 7000 max @-20 7000 max @-20 I HTHS 2,9 min 3,7 min I Scanning-Brookfield-geleringsindex 12 max 12 max 1

Multigrade motoroliën die voldoen aan de specificaties voor zowel 10W als 15W

I premium grade motoroliën zoals worden getoond in de tabellen 1 en 2 zijn geformuleerd met de basissmeeroliën volgens de onderhavige uitvinding.

I 10 De Noack-vluchtigheid wordt gedefinieerd als de hoeveelheid olie, uitgedrukt in I gewichtsprocent, die verloren gaat als de olie wordt verhit op 250°C en 20 mmHg (2,67 I kPa; 26,7 mbar) onder atmosferische druk in een testkroes waardoor gedurende 60 I minuten een constante stroom lucht wordt gevoerd (ASTM D-5800). Een eenvoudiger I werkwijze voor het berekenen van de Noack-vluchtigheid en een die goed overeenkomt I 15 met ASTM D-5800 is door toepassing van een thermogravimetrische analysetest I (TGA) volgens ASTM D-6375. In deze beschrijving wordt, tenzij anders vermeld, de I TGA-Noack-vluchtigheid gebruikt De Noack-vluchtigheid van een motorolie, zoals I gemeten volgens TGA Noack en overeenkomstige werkwijzen, bleek te correleren met het olieverbruik van motoren van een personenauto. Strenge eisen met betrekking tot 20 een lage vluchtigheid zijn belangrijke aspecten van verscheidene recente motorolie- I specificaties, zoals bijvoorbeeld ACEA A-3 en B-3 in Europa en ILSAC GF-3 in 11

Noord Amerika. Vanwege de hoge vluchtigheid van gebruikelijke oliën met een lage viscositeit met kinematische viscositeiten lager dan 3 cSt bij 100°C hebben deze de toepasbaarheid daarvan in motoroliën voor personenauto’s beperkt. Alle nieuwe basissmeeroliegrondstoffen die worden ontwikkeld voor toepassing in motoroliën voor 5 auto’s dienen een vluchtigheid te hebben die niet hoger is dan de huidige gebruikelijke lichte neutrale oliën uit groep I of groep Π. Basissmeeroliën die worden bereid volgens de onderhavige uitvinding hebben in het algemeen een vluchtigheid in deze trajecten.

Fischer-Troosch-synthese 10

Tijdens een Fischer-Tropsch-synthese worden vloeibare en gasvormige koolwaterstoffen gevormd door het onder geschikte reactie-omstandigheden van temperatuur en druk in contact brengen van een synthesegas (syngas), dat een mengsel omvat van waterstof en koolmonoxide, met een Fischer-Tropsch-katalysator. De 15 Fischer-Tropsch-reactie wordt gewoonlijk uitgevoerd bij temperaturen van ongeveer 150°C tot ongeveer 370°C (ongeveer 300°F tot ongeveer 700°F), bij voorkeur ongeveer 205°C tot ongeveer 290°C (ongeeer 400°F tot ongeveer 550°F); drukken van ongeveer 10 tot ongeveer 600 psia (0,7 tot 41 bar), bij voorkeur 30 tot 300 psia (2 tot 21 bar) en katalysator-ruimtesnelheden van ongeveer 100 tot ongeveer 10.000 cmVgAiur, bij 20 voorkeur 300 tot 3000 cm3/g/uur.

De producten van de Fischer-Tropsch-synthese kunnen variëren van Q- tot C2oo+-koolwaterstoffen, met het grootste gedeelte in het Cj-Cioo+-traject. De reactie kan worden uitgevoerd in een verscheidenheid van reactortypen, zoals bijvoorbeeld reactoren met een vast bed, die een of meer katalysatorbedden bevatten, 25 suspensiereactoren, reactoren met een gefluïdiseerd bed of een combinatie van verschillende soorten reactoren. Dergelijke reactieprocessen en reactoren zijn bekend en gedocumenteerd in de literatuur. Bij het Fischer-Tropsch-suspensieproces, hetgeen de voorkeur heeft bij de uitvoering van de uitvinding, wordt gebruik gemaakt van superieure warmte- (en massa-) overdrachtseigenschappen voor de sterk exotherme 30 synthesereactie en hiermee kunnen paraffinische koolwaterstoffen met een betrekkelijk hoog molecuulgewicht worden geproduceerd als een kobalt-katalysator of kobalt in combinatie met andere metalen wordt toegepast. Bij het suspensieproces wordt een syngas, dat een mengsel van waterstof en koolmonoxide omvat, als derde fase naar I boven geborreld door een suspensie, welke een deeltjesvonnige koolwaterstof- I synthesekatalysator van het Fischer-Tropsch-type omvat, die is gedispergeerd en I gesuspendeerd in een suspendeervloeistof die koolwaterstofyroducten van de I synthesereactie omvat, welke vloeibaar zijn onder de reactie-omstandigheden. De I 5 molverhouding van waterstof tot koolmonoxide kan ruwweg variëren van ongeveer 0,5 I tot 4, maar ligt meer gebruikelijk in het traject van ongeveer 0,7 tot 2,75 en bij voorkeur van ongeveer 0,7 tot ongeveer 2,5. Een Fischer-Tropsch-proces dat bijzondere I voorkeur heeft wordt vermeld in de Europese octrooiaanvrage 0609079, die eveneens I in zijn geheel als hierin ingelast dient te worden beschouwd.

I 10 Geschikte Fischer-Tropsch-katalysatoren omvatten een of meer katalytische I metalen uit Groep VIQ, zoals Fe, Ni, Co, Ru en Re, waarbij kobalt de voorkeur heeft.

I Daarnaast kan een geschikte katalysator een promoter bevatten. Aldus omvat een

Fischer-Tropsch-katalysator die de voorkeur heeft effectieve hoeveelheden kobalt en I een of meer van de metalen Re, Ru, Pt, Fe, Ni, Th, Zr, Hf, U, Mg en La op een geschikt I 15 anorganisch dragermateriaal, bij voorkeur een dragermateriaal dat een of meer I vuurvaste metaaloxiden omvat. In het algemeen ligt de hoeveelheid kobalt die I aanwezig is in de katalysator tussen ongeveer 1 en ongeveer 50 gewichtsprocent van de I totale katalysatorsamenstelling. De katalysatoren kunnen tevens basische oxide- I promoters, zoals Th02, La203, MgO en T1O2, promoters zoals ZrCfe, edelmetalen (Pt, I 20 Pd, Ru, Rh, Os, Ir), muntmetalen (Cu, Ag, Au) en andere overgangsmetalen, zoals Fe,

Mn, Ni en Re, bevatten. Geschikte dragermaterialen omvatten aluminiumoxide, I siliciumdioxide, magnesiumoxide en titaanoxide of mengsels daarvan. Dragers die de I voorkeur hebben voor kobalt bevattende katalysatoren omvatten titaanoxide. Bruikbare I katalysatoren en de bereiding daarvan zijn bekend en worden geïllustreerd in het I 25 Amerikaanse octrooischrift 4568663, dat bedoelt is als illustratief maar niet beperkend I voor de keuze van de katalysator.

De via Fischer-Tropsch verkregen producten bevatten in het algemeen een hoog I wasgehalte. Derhalve is het gewoonlijk wenselijk om de was eerst te isomeriseren voor I het verbeteren van de vloei-eigenschappen daarvan voordat de Fischer-tropsch- I 30 destillaatftactie wordt gemengd met de uit aardolie verkregen basisolie. Andere I verwerkingsstappen die toegepast kunnen worden bij het bereiden van de Fischer- I Tropsch-destillaatfractie omvatten oplosmiddel-ontwassen, atmosferische en 13 vacuümdestillatie, hydrokraken, hydrobehandelen, hydrofinishen en andere vormen van hydroverwerking.

Hvdroisomerisatie en onlosmiddel-ontwassen 5

Hydroisomerisatie, of voor het doeleinde van deze beschrijving gewoon “isomerisatie”, is bedoeld voor het verbeteren van de koude vloei-eigenschappen van het product door de selectieve additie van vertakking in de moleculaire structuur. Isomerisatie bereikt in het ideale geval hoge omzettingsniveaus van de was tot niet-10 was-achtige isoparaffinen terwijl tegelijkertijd de omzetting door kraken wordt verminderd. Omdat de was-omzetting volledig, of ten minste zeer hoog, kan zijn hoeit deze werkwijze gewoonlijk niet te worden gecombineerd met extra ontwasprocessen voor het produceren van een smeeroliebasisgrondstof met een aanvaardbaar vloeipunt Bij isomerisatie-operaties die geschikt zijn voor toepassing met de onderhavige 15 uitvinding wordt gewoonlijk een katalysator gebruikt die een zure component omvat en die eventueel een actieve metaalcomponent met hydrogeneringsactiviteit kan omvatten. De zure component van de katalysatoren omvat bij voorkeur een SAPO met gemiddelde poriegrootte, zoals SAPO-11, SAPO-31 en SAPO-41, waarbij SAPO-11 bijzondere voorkeur heeft. Zeolieten met een gemiddelde poriegrootte, zoals ZSM-22, 20 ZSM-23, SSZ-32, ZSM-35 en ZSM-48, kunnen eveneens worden toegepast bij het uitvoeren van de isomerisatie. Gebruikelijke actieve metalen Omvatten molybdeen, nikkel, vanadium, kobalt, wolfraam, zink, platina en palladium. De metalen platina en palladium hebben bijzondere voorkeur als de actieve metalen, waarbij platina het meest algemeen wordt toegepast 25 De zinsnede “gemiddelde poriegrootte”, indien hierin gebruikt, heeft betrekking op een effectieve porie-opening in het traject van ongeveer 4,8 tot ongeveer 7,1 Angstrom als het poreuze anorganische oxide een gecalcineerde vorm heeft. Moleculaire zeven met porie-openingen in dit traject hebben unieke moleculaire zeef-eigenschappen. In tegenstelling tot zeolieten met een kleine poriegrootte, zoals erioniet 30 en chabaziet, maken deze het mogelijk dat koolwaterstoffen enige mate van vertakking hebben in de holtes van de moleculaire zeef. In tegenstelling tot zeolieten met een grotere poriegrootte, zoals faujasieten en mordenieten, kunnen deze onderscheid maken tussen n-alkanen en een weinig vertakte alkenen, en grotere alkanen met bijvoorbeeld H quatemaire koolstofatomen. Zie het Amerikaanse octrooischrift 5413695. De I uitdrukking “SAPO” heeft betrekking op een silicoaluminofosfaat-moleculaire zeef, I zoals wordt beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 4440871 en 5208005.

Bij de bereiding van die katalysatoren die een niet-zeolietische moleculaire zeef 5 bevatten en die een hydrogeneringscomponent hebben heeft het gewoonlijk de voorkeur dat het metaal met behulp van een niet-waterige werkwijze op de katalysator I wordt afgezet. Niet-zeolietische moleculaire zeven omvatten tetraedrisch I gecoördineerde [A102 en P02]-oxide-eenheden die eventueel siliciumdioxide I omvatten. Zie het Amerikaanse octrooischrift 5514362. Katalysatoren die niet- I 10 zeolietische moleculaire zeven bevatten, in het bijzonder katalysatoren die SAPO’s I bevatten, waarop het metaal is afgezet met behulp van een niet-waterige werkwijze, I vertoonden een grotere selectiviteit en activiteit dan die katalysatoren waarbij een I waterige werkwijze werd toegepast voor het afzetten van het actieve metaal. De niet- waterige afzetting van actieve metalen op niet-zeolietische moleculaire zeven wordt I 15 beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 5939349. In het algemeen omvat de I werkwijze het oplossen van een verbinding van het actieve metaal in een niet-waterig, I niet-reactief oplosmiddel en het afzetten hiervan op de moleculaire zeef door I ionenuitwisseling of impregneren.

I Oplosmiddel-ontwassen poogt de was-achtige moleculen uit het product te I 20 verwijderen door deze op te lossen in een oplosmiddel, zoals methylethylketon, I methy lisobutylketon of tolueen, of het precipiteren van de was-moleculen, zoals wordt I besproken in Chemical Technology of Petroleum, derde druk, William Gruse en I Donald Stevens, McGraw-Hill Book Company, Inc., New York, 1960, bladzijden 566- I 570. Zie tevens de Amerikaanse octrooischriften 4477333; 3773650 en 3775288. hr het I 25 algemeen heeft, bij de onderhavige uitvinding, isomerisatie gewoonlijk de voorkeur ten I opzichte van oplosmiddel-ontwassen, daar dit resulteert in hogere opbrengsten van de I producten. Oplosmiddel-ontwassen kan echter met voordeel worden toegepast in I combinatie met isomerisatie teneinde niet omgezette was na de isomerisatie terug te I winnen.

I 30 15

Hvdrobehandelen. hvdrokraken en hvdrofinishen

Hydrobehandelen heeft betrekking op een katalytisch proces, gewoonlijk uitgevoerd bij aanwezigheid van vrije waterstof, waarbij het primaire doel de 5 verwijdering van verschillende metaal-verontreinigingen zoals arseen; heteroatomen, V zoals zwavel en stikstof; of aromaten uit de voeding is. In het algemeen wordt bij hydrobehandelingsbewerkingen het kraken van de koolwaterstofmoleculen, d.w.z. afbreken van de grotere koolwaterstofmoleculen tot kleinere koolwaterstofmoleculen, geminimaliseerd en worden de onverzadigde koolwaterstoffen ofwel volledig ofwel 10 gedeeltelijk gehydrogeneerd. Hydrokraken heeft betrekking op een katalytisch proces, gewoonlijk uitgevoerd bij aanwezigheid van vrije waterstof; waarbij het kraken van de grotere koolwaterstofmoleculen het primaire doel van de bewaking is. Tijdens hydrokraken wordt waterstof aan de moleculen toegevoegd en wordt het kooktraject van de voeding verlaagd. Gewoonlijk vindt ook ontzwaveling en/of denitrificatie van 15 de voeding plaats.

Katalysatoren die worden gebruikt bij het uitvoeren van hydrobehandelings- en hydrokraakbewerkingen zijn bekend uit de stand der techniek. Zie bijvoorbeeld de Amerikaanse octrooischiiften 4347121 en 4801357, waarvan de inhoud in zijn geheel als hierin ingelast dient te worden beschouwd, voor algemene beschrijvingen van 20 hydrobehandelen en hydrokraken en voor gebruikelijke katalysatoren die worden toegepast bij elk van de werkwijzen. Geschikte katalysatoren omvatten edelmetalen uit groep VIKA (volgens de regels uit 1975 van de International Union of Pure and Applied Chemistry), zoals platina of palladium op een aluminiumoxide- of siliciumhoudende matrix, en ongezwavelde metalen uit groep VITLA en groep VEB, 25 zoals nikkel-molybdeen of nikkel-tin op een aluminiumoxide- of siliciumhoudende matrix. In het Amerikaanse octrooischrift 3852207 worden een geschikte edelmetaalkatalysator en milde omstandigheden beschreven. Andere geschikte katalysatoren worden bijvoorbeeld in de Amerikaanse octrooischriften 4157294 en 3904513 beschreven. De niet-edelmetaal, zoals nikkel-molybdeen, 30 hydrogeneringsmetalen zijn gewoonlijk als oxiden, of met meer voorkeur of mogelijk, als sulfiden als dergelijke verbindingen eenvoudig worden gevormd uit het desbetreffende metaal in de uiteindelijke katalysatorsamenstelling aanwezig. Niet-edelmetaal-katalysatorsamenstellingen die de voorkeur hebben bevatten meer dan λ Λ O A O O •y I ongeveer 5 gewichtsprocent, bij voorkeur ongeveer 5 tot ongeveer 40 gewichtsprocent I molybdeen en/of wolfraam, en ten minste ongeveer 0,5, en in het algemeen ongeveer 1 I tot ongeveer 15 gewichtsprocent nikkel en/of kobalt, bepaald als de overeenkomende I oxiden. Katalysatoren die edelmetalen, zoals platina, bevatten, bevatten meer dan 0,01 I 5 procent metaal, bij voorkeur tussen 0,1 en 1,0 procent metaal. Er kunnen ook combinaties van edelmetalen, zoals mengsels van platina en palladium, worden I toegepast

De hydrogeneringscomponenten kunnen volgens een van talrijke werkwijzen in I de totale katalysatorsamenstelling worden opgenomen. De I 10 hydrogeneringscomponenten kunnen worden toegevoegd aan de matrixcomponent door I co-malen, impregneren of ionenuitwisseling en de componenten uit groep VI, d.w.z.

I molybdeen en wolfraam, kunnen met het vuurvaste oxide worden gecombineerd door I impregneren, co-malen of co-precipitatie. Tijdens de feitelijke bewerking kunnen deze componenten worden toegepast als de sulfiden of oxiden daarvan of in hun I 15 gereduceerde vorm.

De matrixcomponent kan een van vele typen zijn, waaronder enkele die zure I katalytische activiteit bezitten. Degenen die een zuurgraad hebben omvatten amorf siliciumdioxide-aluminiumoxide of kunnen een zeolietische of niet-zeolietische I kristallijne moleculaire zeef zijn. Voorbeelden van geschikte matrix-moleculaire zeven

20 omvatten zeoliet Y, zeoliet X en de zogenaamde ultrastabiele zeoliet Y en zeoliet Y

I met een hoge structuurverhouding van siliciumdioxideialuminiumoxide, zoals die welke worden beschreven in de Amerikaanse octrooischrifien 4401556; 4820402 en I 5059567. Zeoliet Y met een kleine kristalgrootte, zoals die welke wordt beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 5073530, kan eveneens worden toegepast Niet- I 25 zeolietische moleculaire zeven die toegepast kunnen worden omvatten bijvoorbeeld I silicoaluminofosfaten (SAPO), ferroaluminofosfaat, fitaniumaluminofosfaat en de I verschillende ELAPO-moleculaire zeven die worden beschreven in het Amerikaanse I octrooischrift 4913799 en de daarin geciteerde referenties. Details met betrekking tot I de bereiding van de verschillende niet-zeolietische moleculaire zeven kunnen worden I 30 gevonden in de Amerikaanse octrooischrifien 5114563 (SAPO) en 4913799 en de I verschillende referenties die worden geciteerd in het Amerikaanse octrooischrift I 4913799. Er kunnen ook mesoporeuze moleculaire zeven worden toegepast, zoals I bijvoorbeeld de M41S-familie van materialen, zoals zijn beschreven in J. Am. Chem.

17

Soc., 114: 10834-10843 (1992), MCM-41; de Amerikaanse octrooischriften 5246689; 5198203 en 5334368; en MCM-48 (Kresge et al., Nature 359: 710 (1992)). Geschikte matrixmaterialen kunnen tevens synthetische of natuurlijke stoffen omvatten, alsook anorganische materialen zoals klei, siliciumdioxide en/of metaaloxiden zoals 5 siliciumdioxide-aluminiumoxide, siliciumdioxide-magnesiumoxide, siliciumdioxide- zirkoonoxide, siliciumdioxide-thoriumoxide, siliciumdioxide-beryliumoxide, siliciumdioxide-titaanoxide alsook temaire samenstellingen, zoals siliciumdioxide-aluminiumoxide-thoriumoxide, siliciumdioxide-aluminiumoxide-zirkoonoxide, siliciumdioxide-aluminiumoxide-magnesiumoxide en siliciumdioxide- 10 magnesiumoxide-zirkoonoxide. De laatsten kunnen ofwel van nature voorkomen ofwel worden verkregen uit gelatine-achtige precipitaten of gels die mengsels van siliciumdioxide en metaaloxiden omvatten. Van nature voorkomende kleisoorten die samengesteld kunnen worden met de katalysator omvatten die van de montmorilloniet-en kaolien-families. Deze kleisoorten kunnen in de ruwe toestand zoals ze 15 oorspronkelijk zijn gedolven worden toegepast of ze kunnen aanvankelijk worden onderworpen aan dealuminatie, behandeling met zuur of chemische modificatie.

Bij het uitvoeren van de hydrokraak- en/of hydrobehandelingsbewerking kan meer dan een soort katalysator in de reactor worden toegepast De verschillende katalysatortypen kunnen in lagen worden gescheiden of kunnen worden gemengd.

20 Hydrokraakomstandigheden zijn goed gedocumenteerd in de literatuur. In het algemeen bedraagt de totale LHSV ongeveer 0,1 uur'1 tot ongeveer 15,0 uur'1 (v/v), bij voorkeur ongeveer 0,25 uur*1 tot ongeveer 2,5 uur*1. De reactiedruk varieert in het algemeen van ongeveer 500 psig tot ongeveer 3500 psig (ongeveer 3,5 MPa tot ongeveer 24,1 MPa), bij voorkeur ongeveer 1000 psia tot ongeveer 2500 psig 25 (ongeveer 6,9 MPa tot ongeveer 17,2 MPa). Het waterstofverbruik bedraagt gewoonlijk ongeveer 500 tot ongeveer 2500 SCF per vat voeding (89,1 tot 445 m3 H2/m3 voeding). Temperaturen in de reactor variëren van ongeveer 204°C tot ongeveer 510°C (ongeveer 400°F tot ongeveer 950°F), bij voorkeur ongeveer 343°C tot ongeveer 454°C (ongeveer 650°F tot ongeveer 850T).

30 Gebruikelijke hydrobehandelingsomstandigheden variëren over een breed traject

In het algemeen bedraagt de totale LHSV ongeveer 0,25 tot 3,0, bij voorkeur ongeveer 0,5 tot 2,0. De partiële waterstofdruk is hoger dan 200 psia en varieert bij voorkeur van ongeveer 300 psia tot ongeveer 2000 psia. Waterstof-recirculatiesnelheden zijn Λ Λ O A O O 9 I gewoonlijk hoger dan SO SCF/Bbl en liggen bij voorkeur tussen 500 en 5000 SCF/Bbl.

Temperaturen in de reactor variëren van ongeveer 150°C tot ongeveer 400°C (ongeveer 300®F tot ongeeer 750°F), bij voorkeur 230°C tot ongeveer 315°C (450°F tot 600°F).

I Hydrobehandeling kan ook worden toegepast als de laatset stap in het I 5 productieproces van de basissmeerolie. Deze laatste stap, gewoonlijk hydrofinishen I genoemd, is bedoeld voor het verbeteren van de UV-stabiliteit en het uiterlijk van het I product door het verwijderen van sporenhoeveelheden aromaten, alkenen, kleurlichamen en oplosmiddelen. Zoals gebruikt in deze beschrijving heeft de I uitdrukking UV-stabiliteit betrekking op de stabiliteit van de basissmeerolie of het I 10 gerede smeermiddel bij blootstelling aan UV-licht en zuurstof. Instabiliteit wordt I aangegeven als een zichtbaar precipitaat wordt gevormd, gewoonlijk gezien als vlokken I of troebeling, of zich een donkerder kleur ontwikkelt bij blootstelling aan ultraviolet licht en lucht Een algemene beschrijving van hydrofinishen kan worden gevonden in I de Amerikaanse octrooischriften 3852207 en 4673487. Een behandeling met klei voor I 15 het verwijderen van deze verontreinigingen is een alternatieve laatste processtap.

I Destillatie I De scheiding van de via Fischer-Trópsch verkregen producten in de verschillende I 20 fracties wordt in het algemeen uitgevoerd door ofwel atmosferische ofwel I vacuümdestillatie of door een combinatie van atmosferische en vacuümdestillatie.

I Atmosferische destillatie wordt gewoonlijk toegepast voor het afscheiden van de I lichtere destillaatfracties, zoals nafta en middeldestillaten, van een bodemfiactie met I een aanvankelijk kookpunt hoger dan ongeveer 370°C tot ongeveer 400°C (ongeveer I 25 700°F tot ongeveer 750°F). Bij hogere temperaturen kan thermisch kraken van de I koolwaterstoffen plaatsvinden, hetgeen leidt tot vervuiling van de apparatuur en tot I lagere opbrengsten van de zwaardere fracties. Vacuümdestillatie wordt gewoonlijk I toegepast voor het afscheiden van het materiaal met een hoger kookpunt, zoals de I basissmeeroliefracties.

I 30 Zoals wordt gebruikt in deze beschrijving heeft de uitdrukking “destillaatfractie” I of “destillaat” betrekking op een zijstroomproduct dat wordt gewonnen uit ofwel een I atmosferische fractioneringskolom ofwel een vacuümkolom, in tegenstelling tot het 19 “bodemproduct”, dat de resterende fractie met een hoger kookpunt vertegenwoordigt dat wordt gewonnen van de bodem van de kolom.

De Fischer-Tropsch-destillaatfractie 5

De Fischer-Tropsch-destillaatfractie die wordt toegepast voor het bereiden van het basissmeerolieproduct volgens de uitvinding vertegenwoordigt dat gedeelte van het via Fischer-Tropsch verkregen product met een viscositeit van ongeveer 2 of hoger, maar lager dan 3 cSt, bij 100°C, met meer voorkeur tussen ongeveer 2,1 en 2,8 cSt bij 10 100°C en met de meeste voorkeur tussen ongeveer 2,2 en 2,7 cSt bij 100°C. Zoals reeds is vermeld is, ondanks de lage kinematische viscositeit van de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie, de Noack-vluchtigheid zeer laag vergeleken met die voor een uit aardolie verkregen gebruikelijke basisolie uit groep 1 en groep Π met equivalente viscositeit IS De Fischer-Tropsch-destillaatfractie die wordt toegepast in de uitvinding wordt gewoonlijk bereid onder toepassing van de verschillende verwerkingsstappen die hiervoor gedetailleerd zijn besproken, d.w.z. Fischer-Tropsch-synthese, hydrobehandeling, hydrokraken, katalytisch hydroisomerisatie-ontwassen, hydrofinishen, atmosferische destillatie en vacuQmdestiUatie.

20

De uit aardolie verkregen basisolie

De uit aardolie verkregen basisolie die wordt gemengd met de via Fischer-Tipsch verkregen destillaatfractie die wordt gebruikt voor het bereiden van de basissmeerolie 25 volgens de uitvinding omvat een basisolie uit groep I, groep Π of groep ΙΠ of een mengsel dat een mengsel van twee of meer van de voorgaande gebruikelijke basisoliën bevat. Zoals hierin gebruikt heeft een basisolie uit groep I betrekking op een uit aardolie verkregen basissmeerolie met een totaal zwavelgehalte hoger dan 300 ppm, minder dan 90 gewichtsprocent verzadigde verbindingen en een viscositeitsindex (VI) 30 tussen 80 en 120. Basisolie uit groep Π heeft betrekking op een uit aardolie verkregen basissmeerolie met een totaal zwavelgehalte gelijk aan of lager dan 300 ppm, 90 gewichtsprocent of meer verzadigde verbindingen en een VI tussen 80 en 120. De basisoliën uit groep m bevatten minder dan 300 ppm zwavel, meer dan 90 Η gewichtsprocent verzadigde verbindingen en hebben VI’s van 120 of hoger. De basisolie uit groep I of groep Π omvat lichte topfracties en zwaardere zijfiacties van I een vacuümdestillatiekolom en omvatten bijvoorbeeld lichte neutrale, gemiddelde neutrale en zware neutrale basisgrondstoffea De uit aardolie verkregen basisolie kan 5 ook resterende grondstoffen of bodemfracties, zoals bijvoorbeeld dik olieresidu, omvatten. Dik olieresidu is een basisolie met een hoge viscositeit die gewoonlijk is I geproduceerd uit resterende grondstoffen of bodemfracties en is in hoge mate I geraffineerd en ontwast. Het wordt genoemd voor de SUS-viscositeit bij 210°F. Dik I olieresidu heeft een kinematische viscositeit hoger dan 180 cSt bij 40°C, met meer I 10 voorkeur hoger dan 250 cSt bij 40°C en varieert met nog meer voorkeur van ongeveer 500 tot 1100 cSt bij 40°C. Het mengen van zware neutrale basisgrondstof of dik I olieresidu met de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie is een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding, daar de verkregen basissmeerolie een I bijzonder lage vluchtigheid, goede koude vloei-eigenschappen en een verbeterde I 15 oxidatie-stabiliteit heeft in vergelijking met veel gebruikelijke basisoliën.

I Met uitzondering van de Fischer-Tropsch- synthese kunnen de verschillende I verwerkingsstappen die hiervoor gedetailleerd zijn besproken ook worden toegepast I voor het bereiden van de gewenste, uit aardolie verkregen basisólie die wordt toegepast I in de uitvinding.

I 20 I Basissmeerolie I Basissmeeroliën zijn basisoliën met een viscositeit hoger dan 3 cSt bij 100°C; een I vloeipunt lager dan 20°C, bij voorkeur lager dan -12°C; en een VI die gewoonlijk hoger I 25 is dan 90, bij voorkeur hoger dan 100. Zoals hierna wordt toegelicht en wordt I geïllustreerd in de voorbeelden voldoen de basissmeeroliën die zijn bereid volgens de I werkwijze van de onderhavige uitvinding aan deze criteria. Daarnaast vertonen de I basissmeeroliën volgens de uitvinding een unieke combinatie van eigenschappen die I niet kon worden voorspeld uit een overzicht van de stand der techniek met betrekking 30 tot zowel gebruikelijke als Fischer-Tropsch-materialen. De uitvinding maakt gebruik I van de hoge VI van de Fischer-Tropsch-destilaatfractie, die bij mengen met de uit I aardolie verkregen basisolie resulteert in een uiteindelijk mengsel met een viscositeit I die binnen aanvaardbare grenzen ligt voor een basissmeerolie.

21

Bij het bereiden van de basissmeerolie volgens de uitvinding worden de via Fischer-tropsch verkregen destillaatfractie en de uit aardolie verkregen basisoliën gewoonlijk met elkaar gemengd voor het bereiken van een beoogde viscositeit Afhankelijk van de viscositeiten van de verschillende componenten dienen de gehalten S van de verschillende fracties in het mengsel dienovereenkomstig te worden aangepast Voor de deskundige is het duidelijk dat een willekeurig aantal verschillende, uit aardolie verkregen fracties in de basissmeerolie kan worden gemengd, zolang de kinematische viscositeit in het beoogde viscositeitstraject blijft dat is gekozen voor het uiteindelijke mengsel.

10 Het vloeipunt is de temperatuur waarbij een monster van de basissmeerolie begint te vloeien onder zorgvuldig gecontroleerde omstandigheden. Waar in deze beschrijving een vloeipunt wordt gegeven is deze, tenzij anders vermeld, bepaald volgens de standaard analytische werkwijze ASTM D-S950. Basissmeeroliën die zijn bereid volgens de onderhavige uitvinding hebben uitstekende vloeipunten, die vergelijkbaar IS zijn met of zelfs lager zijn dan de vloeipunten die worden waargenomen voor op gebruikelijke wijze verkregen basissmeeroliën.

Als gevolg van de uitermate lage aromaat- en multi-ring nafteengehalten van mengsels van via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie hebben de basissmeermiddelen volgens de uitvinding een oxidatie-stabiliteit die in het algemeen 20 veel beter is dan die van gebruikelijke basissmeeroliemengsels. Een eenvoudige manier voor het meten van de stabiliteit van basissmeeroliën is door de toepassing van de Oxidator Test, zoals door Stangeland et al. in het Amerikaanse octrooischrift 38S2207 wordt beschreven. Er zijn twee vormen van deze test: Oxidator BN en Oxidator B. De Oxidator BN-test meet de weerstand tegen oxidatie door middel van een 25 zuurstofabsorptie-apparaat van het Domte-type. Zie R.W. Domte ‘Oxidation of White Oils”, Industrial and Engineering Chemistry, deel 28, bladzijde 26, 1936. Gewoonlijk zijn de omstandigheden een atmosfeer van zuivere zuurstof bij 340°F. De resultaten worden vermeld in uur voor het absorberen van 1000 ml O2 door 100 g olie. Bij de Oxidator BN-test wordt 0,8 ml katalysator gebruikt per 100 gram olie en is een 30 additief-pakket opgenomen in de olie. De katalysator is een mengsel van oplosbaar metaal-naftenaten, dat de gemiddelde metaal-analyse van gebruikte carterolie simuleert. Het additief-pakket is 80 millimol zinkbispolypropyleenfenyldithiofosfaat per 100 gram olie. De Oxidator BN meet de respons van een basisolie of gereed I 22 smeenniddel in een gesimuleerde toepassing. Hoge 'waaiden, of lange tijden voor het H absorberen van een liter zuurstof, duiden op een goede stabiliteit In het algemeen dient I de Oxidator BN hoger te zijn dan ongeveer 7 uur. Voor de onderhavige uitvinding is de H Oxidator BN-waarde hoger dan ongeveer IS uur, bij vooikeur hoger dan ongeveer 25 I 5 uur en met de meeste voorkeur hoger dan ongeveer 30 uur. De Oxidator B-test wordt I op dezelfde wijze uitgevoerd, behalve dat het additief-pakket wordt weggelaten.

I In het algemeen hebben de basissmeeroliën volgens de uitvinding een Noack- I vluchtigheid tussen ongeveer 12 gewichtsprocent en ongeveer 45 gewichtsprocent, tenzij het mengsel een bijzonder hoog gehalte aan zware gebruikelijke, uit aardolie I 10 verkregen basisolie, zoals zware neutrale basisolie of dik olieresidu, bevat. In dit geval I kan de vluchtigheid lager zijn dan 12 gewichtsprocent.

In de onderhavige uitvinding omvat de via Fischer-Tropsch verkregen I destillaatfractie ongeveer 10 gewichtsprocent tot ongeveer 80 gewichtsprocent van het I totale basissmeeroliemengsel. De uit aardolie verkregen basisolie omvat ongeveer 20 15 gewichtsprocent tot ongeveer 90 gewichtsprocent van het totale mengsel. Als een I zware, uit aardolie verkregen basisolie, zoals zware neutrale olie of dik olieresidu, wordt gebruikt bij het bereiden van het mengsel is gewoonlijk minder gebruikelijke I basisolie vereist voor het bereiken van de gewenste eigenschappen van het I basissmeeroliemengsel dan wanneer een lichter materiaal wordt opgenomen in het 20 mengsel. Met een lichtere, uit aardolie verkregen basisolie, zoals gemiddelde neutrale I basisolie, omvat de uit aardolie verkregen basisolie gewoonlijk ongeeer 40 I gewichtsprocent tot ongeveer 90 gewichtsprocent van het uiteindelijke mengsel. In dit I geval omvat de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie ongeveer 10 I gewichtsprocent tot ongeveer 60 gewichtsprocent van het uiteindelijke mengsel.

25 Bij voorkeur is de kooktrajectverdeling van de basissmeeroliën volgens de I uitvinding significant breder dan die welke worden waargenomen voor basissmeeroliën I die alleen gebruikelijke, uit aardolie verkregen basisoliën omvatten. De kooktrajectverdeling voor op gebruikelijke wijze verkregen basissmeeroliën is I gewoonlijk niet hoger dan ongeveer 139°C (ongeveer 250°F). De kooktrajectverdeling I 30 van het basissmeeroliemengsel volgens de uitvinding varieert met het gewicht van de I uit aardolie verkregen basisolie en de verhouding van de uit aardolie verkregen I basisolie tot de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie. Als bijvoorbeeld de uit I aardolie verkregen basisolie een gemiddelde neutrale basisolie is, is de verhouding van ♦ 23 de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie tot de gemiddelde neutrale basisolie zodanig, dat de kooktrajectverdeling bij voorkeur hoger is dan 250°F. Als de uit aardolie verkregen basisolie een zware neutrale basisolie is, is de verhouding van de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie tot de zware neutrale basisolie bij voorkeur 5 zodanig, dat de kooktrajectverdeling hoger is dan 350°F. Als de uit aardolie verkregen basisolie tenslotte dik olieresidu is, is de verhouding van de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie tot het dikke olieresidu bij voorkeur zodanig, dat de kooktrajectverdeling hoger is dan 450°F. Als in deze beschrijving wordt verwezen naar de kooktrajectverdeling, wordt verwezen naar het kooktraject tussen de 5-procent- en 10 95-procent-kookpunten. Alle kooktrajectverdelingen in deze beschrijving worden gemeten met behulp van de standaard analytische werkwijze D-6352 of het equivalent daarvan, tenzij anders vermeld. Zoals hierin gebruikt heeft een equivalente analytische werkwijze aan D-6352 betrekking op iedere analytische werkwijze die in hoofdzaak dezelfde resultaten geeft als de standaardwerkwijze.

15 Zoals reeds is vermeld werd, als de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie met een lage viscositeit werd gemengd met de uit aardolie verkregen basissmeeroliën, een viscositeitsindex (VI) premium waargenomen. De uitdrukking “VI-premium” heeft betrekking op een VI-versterking waarbij de VI van het mengsel significant hoger is dan kon worden verwacht uit het middelen van de VI’s van de twee 20 fracties. Dit effect was het meest duidelijk als een zwaardere, uit aardolie verkregen basisolie werd gebruikt in het mengsel.

Gerede smeermiddelen 25 Gerede smeermiddelen omvatten in het algemeen een basissmeerolie en ten minste een additief. Gerede smeermiddelen worden toegepast in auto’s, dieselmotoren, assen, transmissies en talrijke andere transport- en industriële toepassingen. Zoals hiervoor is vermeld moeten gerede smeermiddelen voldoen aan de specificaties voor de beoogde toepassing daarvan, zoals gedefinieerd door de desbetreffende regelgevende 30 organisatie. Basissmeeroliën volgens de onderhavige uitvinding bleken geschikt te zijn voor het formuleren van gerede smeermiddelen die bedoeld zijn voor veel van deze toepassingen. Basissmeeroliën volgens de onderhavige uitvinding kunnen bijvoorbeeld zodanig worden geformuleerd, dat ze voldoen aan de SAE J300-specificaties van juni

4 Λ O A O O O

Η 2001 voor zowel monograde als multigrade carter-motoroliën. Bijvoorbeeld multigrade carter-motorolie die voldoet aan de specificaties voor OW-XX, 5W-XX, 10W-XX en 15W-XX multigrade carter-smeeroliën kunnen worden geformuleerd. Daarnaast kunnen via Fischer-Tropsch verkregen basissmeeroliën volgens de uitvinding worden I 5 gebruikt voor het formuleren van gerede smeermiddelen die voldoen aan de I specificaties voor SAE 70W, 75W en 80W tandwiel-smeermiddelen en ISO Viscosity I Grade 22,32 en 46 industriële oliën.

I Gerede smeermiddelen binnen de omvang van de uitvinding dienen een koude gasvermenging-simulator (CCS) schijnbare viscositeit lager dan 7000 cP bij -25°C en I 10 bij voorkeur 6500 cP of lager bij -25°C te hebben als het smeermiddel bedoel is voor I toepassing in een automotor. De geleringsindex dient niet hoger te zijn dan 12 en is bij I voorekuróoflager.

I De basissmeeroliesamenstellingen volgens de uitvinding kunnen ook worden I gebruikt als een mengcomponent met andere oliën. De basissmeeroliën volgens de I 15 uitvinding kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt als een mengcomponent met I synthetische basisoliën, waaronder polyalfa-alkenen, di-esters, polyolesters of I fosfaatesters, voor het verbeteren van de viscositeit en viscositeitsindex-eigenschappen van die oliën. De basissmeeroliën volgens de uitvinding kunnen worden gecombineerd met geïsomeriseerde petroleumwas. Ze kunnen ook worden toegepast als procesoliën, I 20 verdunningsoliën, herstelvloeistoffen, pakkervloeistoffen, microsegregatievloeistoffen, I voltooiingsvloeistoffen en bij andere olieveld- en putbehandelingstoepassingen. Ze kunnen bijvoorbeeld worden toegepast als spettervloeistoffen voor het losmaken van I een boorpijp die vast is komen te zitten, of ze kunnen worden gebruikt voor het I vervangen van een gedeelte van of alle dure polyalfa-alkeen-smeeradditieven bij 25 toepassingen in een boorput Bovendien kunnen basissmeeroliën volgens de uitvinding I worden toegepast in boorvloeistofformuleringen waarbij het remmen van de opzwelling I van leisteen belangrijk is, zoals wordt beschreven in het Amerikaanse octrooischrift I 4941981.

I Additieven die gemengd kunnen worden met de basissmeerolie voor het vormen I 30 van de gerede smeermiddelsamenstelling omvatten die, die bedoeld zijn voor het I verbeteren van bepaalde eigenschappen van het gerede smeermiddel. Gebruikelijke I additieven omvatten bijvoorbeeld addtieven die de slijtage tegengaan, detergentia, I dispergeermiddelen, antioxidantia, middelen die het vloeipunt verlagen, middelen die 25 de VI verbeteren, middelen voor het modificeren van de wrijving, demulgatoren, middelen die de schuimvorming tegengaan, corrosie-inhibitoren, afdicht-opzwelmiddelen en dergelijke. Andere koolwaterstoffen, zoals die welke worden beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 5096883 en 5189012, kunnen worden 5 gemengd met de basissmeeiolie, vooropgesteld dat het gerede smeermiddel de noodzakelijke vloeipunts-, kinematische viscositeits-, vlampunt- en toxiciteitseigenschappen heeft. Gewoonlijk valt de totale hoeveelheid aan additieven in het gerede smeermiddel in het traject van ongeveer 1 tot ongeveer 30 gewichtsprocent Vanwege de uitstekende eigenschappen van de via Fischer-Tropsch verkregen 10 basisoliën die aanwezig zijn in het mengsel zijn echter minder additieven nodig dan wordt vereist met gebruikelijke basisoliën die volledig zijn verkregen uit aardoliefracties teneinde te voldoen aan de specificaties voor het gerede smeermiddel. Bijvoorbeeld als gevolg van de inherente stabiliteit van de Fischer-Tropsch-destillaatfractie worden in het algemeen kleinere hoeveelheden antioxidans-additieven 15 en UV-stabilisatoren vereist bij de bereiding van de gerede smeermiddelen. Daarnaast kunnen als gevolg van de uitstekende VI van de mengsels beoogde VI-waarden worden bereikt in enkele gerede smeermiddelen zonder dat middelen voor het verbeteren van de viscositeit worden toegevoegd of met kleinere hoeveelheden van de middelen voor het verbeteren van de viscositeit. De toepassing van additieven bij het formuleren van 20 gerede smeermiddelen is goed gedocumenteerd in de literatuur en valt binnen de kunde van de deskundige. Derhalve moet in deze beschrijving geen extra toelichting nodig zijn.

Toepassing in verbrandingsmotoren 25

Zoals reeds is besproken kunnen de basissmeeroliemengsels worden geformuleerd tot premium gerede smeermiddelen die geschikt zijn voor toepassing in een verbrandingsmotor met een kleppentrein. Zoals wordt gebruikt in deze beschrijving heeft de uitdrukking verbrandingsmotor betrekking op een motor waarin een 30 gewoonlijk vloeibare of gasvormige brandstof wordt gebruikt, zoals bijvoorbeeld aardgas, benzine en dieselbrandstof. Brandstoffen die geschikt kunnen zijn voor toepassing in verbrandingsmotoren en die binnen de omvang van deze uitvinding vallen omvatten uit mineralen verkregen brandstoffen, zoals uit aardolie, schalie of kolen; —. f 26 I synthetische brandstoffen, zoals die welke zijn verkregen via een Fischer-Tropsch- synthese; brandstoffen die zijn verkregen uit plantaardig materiaal zoals ethanol; alsook I andere brandstoffen zoals methanol, ethers, organo-nitro-verbindingen en dergelijke.

I Benzine-brandstoffen kunnen ofwel gelood ofwel ongelood zijn. Dieselbrandstoffen I 5 kunnen dieselbrandstoffen met een laag zwavelgehalte zijn, d.w.z. dieselbrandstoffen H die minder dan ongeveer 0,05 gewichtsprocent zwavel bevatten.

I Verbrandingsmotoren omvatten benzine-zuigermotoren en dieselmotoren. De I motor kan ofwel een tweetakt- ofwel een viertaktmotor zijn. De gerede smeermiddelen I volgens de uitvinding worden gebruikt voor het smeren van de verschillende I 10 motoronderdelen, waaronder de cilinderwanden, lagers en de kleppentrein, d.w.z. de I kleppen en de nokkenas. In automotoren heeft de kleppentrein in het algemeen een van twee ontwerpen, het ontwerp met bovenliggende kleppen en het ontwerp met I bovenliggende nokkenas.

I De verbrandingsmotor kan een turbocompressor omvatten, die zoals hierin wordt I IS gebruikt betrekking heeft op een door uitlaatgas aangedreven pomp die de inlaatlucht I comprimeert en deze bij een hogere dan atmosferische druk aan de verbrandingskamers I toevoert De verbrandingsmotor kan tevens een nabehandelingsinrichting voor uitlaatgas omvatten, zoals een katalytische converter of deeltjesval, die bedoeld is voor I het verminderen van verontreinigingen in de motoruitlaat.

I 20 I Voorbeelden I De volgende voorbeelden zijn opgenomen voor het verder toelichten van de I uitvinding, maar dienen niet te worden opgevat als een beperking voor de omvang van I 25 de uitvinding.

I Voorbeeld 1 I Een Fischer-Tropsch-destillaatfractie (aangeduid als FTBO-2.5) met een I 30 viscositeit tussen 2 en 3 cSt bij 100°C werd geproduceerd zoals hiervoor in het I algemeen is beschreven, d.w.z. volgens het Fischer-Tropsch-proces, hydrobehandelen, I hydroisomerisatie-ontwassen, hydrofmishen, atmosferische destillatie en I vacuümdestillatie. De eigenschappen van FTBO-2.5 werden geanalyseerd en de 9 27 eigenschappen daarvan werden vergeleken met twee in de handel verkrijgbare, gebruikelijke, uit aardolie verkregen oliën (Nexbase 3020 en Pennzoil 75HC) met viscositeiten in hetzelfde algemene traject Een vergelijking tussen de eigenschappen van de drie monsters wordt hieronder getoond: 5 FTBO-2.5 Nexbase 3020 Permzoil 75HC Viscositeit bij 100°C (cSt) 2,583 2,055 2,885

Viscositeitsindex (VI) 133 96 80

Vloeipunt,°C -30 -51 -38 TGA-Noack-vluchtigheid (gew.%) 49 70 59

Er dient te worden opgemerkt dat hoewel de viscositeit bij 100°c van het via Fischer-tropsch verkregen materiaal vergelijkbaar was met die van de gebruikelijke oliën, de VI significant hoger was en de TGA-Noack-vluchtigheid significant lager 10 was.

Voorbeeld 2 FTBO-2.5 werd gemengd met twee verschillende gemiddelde neutrale, uit 15 aardolie verkregen basisoliën uit groep lof groep Π, geïdentificeerd als ChevronTexaco 220R (groep Π) en Exxon Europe MN (groep I). Het gewichtspercentage FTBO-2.5 in het total mengsel werd zodanig gekozen, dat een kinematische viscositeit bij 100°C van ongeveer 3,9 cSt wordt verschaft De eigenschappen van deze mengsels worden samengevat in tabel 3. De uitstekende koude vermengingsviscositeiten van de mengsels 20 in vergelijking met de gebruikelijke 100 neutrale oliën met vergelijkbare Noack-vluchtigheden (getoond in tabel 5) dient te worden opgemerkt

_ _ λ i S

28

Tabel 3

Mengsel 1 Mengsel 2

Samenstelling 47% FTBO-2.5/53% 56% FTBO-2.5/44%

ChevronTexaco 220R Exxon Europe MN

D-2887 gesimuleerde TBP (gew.%), °F

TBP @5 "627 "623 TBP @10 "649 "641 TBP @20 "688 674 TBP @30 "722 7Ö6 TBP @50 "779 772 TBP @70 832 83Ö TBP @90 TÏO 9ÖÏ TBP @95 "943 ~92§ TBP @99,5 ÏÖ28 974

Kooktrajectverdeling (5-95) 316 306

Viscositeit bij 40°C 17,64 17,02

Viscositeit bij 100°C 3,956 3,884

Viscositeitsindex 121 123

Vloeipunt,°C -13 -13 CCS bij -40°C, cP 4432 4337 CCS bij -35°C, cP 2217 2152 CCS bij -30°C, cP ÏÏ73 Ü37 TGA-Noack 27,84 30,15

Oxidator BN, uur 22,38 14,79 29

Voorbeeld 3 FTBO-2.5 werd gemengd met twee verschillende zware neutrale gebruikelijke basisoliën uit groep 1 of groep Π, geïdentificeerd als ChevronTexaco 600R (groep II) en 5 Exxon Europe HN (groep I). Dè viscositeit en VI voor elk van de uit aardolie verkregen basisoliën was als volgt:

Uit aardolie verkregen basisolie Viscositeit @ 100°C VI

ChevronTexaco 600R 12,37 100

Exxon Europe HN 12,25 98

Het gewichtspercentage aan FTBO-2.5 dat werd gemengd met de uit aardolie 10 verkregen basisoliën werd zodanig gekozen, dat een kinematische viscositeit bij 100°C van ongeveer 3,9 cSt werd verschaft De eigenschappen van deze mengsels worden samengevat in tabel 4.

Λ ~ A ö O O

t 30

Tabel 4

Mengsel 3 Mengsel 4

Samenstelling 67,2% FTBO-2.5/32,8% 67%FTBO-2.5/33%"

ChevronTexaco 600R Exxon Europe HN

D-2887 gesimuleerde TBP (gew.%), °F

TBP @5 "622 "622 TBP @10 "638 "638 TBP @20 "668 "669 TBP @30 "696 "698 TBP @50 "756 "759 TBP @70 831 “872 TBP @90 "981 "982 TBP @95 ïïïiï iörö TBP @99,5 ÏÖ6Ï ÏÖ58

Kooktrajectverdeling (5-95) 389 387

Viscositeit bij 40°C 16,6 16,5

Viscositeit bij 100°C 3,904 3,881

Viscositeitsindex 133 132

Troebelingspunt, °C -9 -10

Vloeipunt, °C -18 -13 CCS bij -40°C, cP 3263 3640 CCS bij -35°C, cP Ï56Ï Ï75Ï _____ __ __ TGA-Noack 35,84 30,85

Oxidator BN, uur 32,79 17,67

Er dient te worden opgemerkt dat de VI voor mengsel 3 133 was en voor mengsel 4 132 was. Dit is een significant hogere waarde dan zou worden verwacht wanneer de 5 VI van de mengcomponenten gewoon werden gemiddeld. In beide mengsels was de VI in wezen identiek aan de VI van FTBO-2.5. Dit duidt erop dat het mengsel voordeel 4 31 had van een VI premium. Als in het voorgaande voorbeeld maakt de uitstekende CCS-resultaten bij gebruikelijke Noack-waarden deze oliën superieure menggrondstoffen.

Voorbeeld 4 5

De eigenschappen van de basissmeeroliën van de voorbeelden 2 en 3 zoals getoond in de voorgaande tabellen 2 en 3 kunnen worden vergeleken met de eigenschappen van in de handel verkrigbare, uit aardolie verkregen gebruikelijke lichte neutrale basisoliën uit groep 1 en groep Q, zoals samengevat in de volgende tabel S.

I 32 I Tabel 5

ChevronTexaco Gulf Coast Gulf Coast Exxon Americas I 100R Solvent 100 H.P. 100 Core 100

I API-basisolie- II I II I

I categorie I (API 1509 E.1.3) I D-6352 gesimuleer-

I de TBP (gew.%), °F

I TBP @5 "4Ï2 "647 I TBP @10 "443 ""672 I TBP @20 "449 *703 I TBP @30 "455 " ”72?" ~ I TBP @50 "472 : _ "761 I TBP @70 ~489 " "796 I TBP @9Ö 1Ï6 "839 I TBP @95 53Ö "858 I TBP @99,5 "576 "9Ö7 I Kooktrajectverdeling 118 211 I (5-95) _ ____ I Viscositeit bij40°C 20,4 20,4 20,7 20,2 I Viscositeit bij 100°C 4,1 4,1 4,1 4,04 I Viscositeitsindex 102 97 97 95 I Vloeipunt, °C "44 "-Ï8 "45 "“49 I CCS bij -25°C, cP 145Ö Ï«Ó 1550 Ï5Ï3 I CCS bij -35°C, cP >3000 >3000 >3000 >3000 I Noack-vluchtigheid, 26 29 25,5 29,3 I gew.% I Een vergelijking van tabel 3 en 4 met tabel 5 laat zien dat de via Fischer-Tropsch I verkregen basissmeeroliën een Noack-vluchtigheid, vloeipunt en kinematische I 5 viscositeit bij 100°C hebben die overeenkomen met die van gebruikelijke lichte I neutrale oliën uit groep I en groep II. De via Fischer-Tropsch verkregen 33 basissmeeroliën volgens de uitvinding vertonen tevens een significant betere VI en een lagere CCS-viscositeit dan de gebruikelijke lichte neutrale oliën.

Voorbeeld S 5

Een carter-motorolie die voldoet aan de SAE J300 10W-40 grade viscositeitsdefinities werd geformuleerd met een basissmeerolie volgens deze uitvinding. De basissmeerolie bevatte 12 gewichtsprocent FTBO-2.5 en 88 gewichtsprocent ChevronTexaco 220R. Deze basisolie werd gebruikt voor het bereiden 10 van de motorolie voor auto’s die wordt getoond in de onderstaande tabel 6.

Tabel 6

Motorolie SAE Viscositeit-grade 10W-40

Viscositeit bij 40°C 92,68

Viscositeit bij 100°C 13,98

Viscositeitsindex 154 CCS @ -25°C ‘ 4749 ~ TGA-Noack, gew.% verlies 15,41 HTHS, cP ” 3J5

Geleringsindex 4,5

Oxidaor B, tijd tot 1L 02/100 g olie, uur 30,75

Er dient te worden opgemerkt dat de gemengde motorolie voldeed aan de viscositeits-, CCS-, HTHS- én geleringsindex-specificaties voor een premium 15 motorolie voor auto’s. De motorolie vertoonde tevens een uitstekende oxidatie-stabiliteit.

jraj /1 Λ2 *7 I Voorbeeld 6

I Een Fischer-Tropsch-destillaatfractie met een viscositeit van 2,2 cSt bij 100°C

(aangeduid als FTBO-2.2) werd gemengd met gebruikelijke zware neutrale basisolie I 5 ChevronTexaco 600R (groep Π) en Exxon Europe HN (groep I) voor het vormen van I de twee basissmeeroliemengsels die worden getoond in tabel 7.

I Tabel 7 I Mengsel 5 Mengsel 6 I Samenstelling 20% FTBO-2.2/80% 20% FTBO-2.2/80%””

ChevronTexaco 600R Exxon Europe HN

I Viscositeit bij 40°C 51,63 52,88 I Viscositeit bij 100°C 7,666 7,915 ~vï 7ΪΓ ΓΪ7 I CCS @ -25°C ~86Ö9 6780

Ieder mengsel werd tot een motorolie die voldoet aan de specificaties voor 15 W- I 10 30 en 15W-40 geformuleerd door een additief-pakket daarin te mengen. Een middel I voor het modificeren van de viscositeit werd alleen aan de 15W-40 mengsels I toegevoegd. Aan geen van de 15W-30 mengsels werd een middel voor het modificeren I van de viscositeit toegevoegd. De eigenschappen van de gerede smeermiddelen worden I getoond in tabel 8.

35 * %

Tabel 8 I Mengsel 5 Mengsel S Mengsel 6 Mengsel 6

Grade 15W-30 15W-40 15W-30 15W-40

Middel voor het modificeren van Geen Aanwezig Geen Aanwezig de viscositeit

Viscositeit @ 40°C 77,91 106,5 78,72 106,5

Viscositeit @ 100°C 10,55 14,22 10,76 14,21 120 134 Ï23 136

Vloeipunt, °C -32 -33 -35 -35 CCS @-20 7000 6924 5752 5773

Geleringsindex 4,7 5,6 3,8 4 HTHS 3^27 ί36 4^02 TGA-Noack 15,12 ÏSJ7 Ï4J2 14^4

Er dient te worden opgemerkt dat ieder mengsel zodanig werd geformuleerd, dat werd voldaan aan de specificaties voor 15W-30 en 15W-40. Er dient verder te worden 5 opgemerkt dat zowel mengsel 5 als mengsel 6 voldeden aan de VT-specificatie voor 15W-30 zonder dat een middel voor het modificeren van de viscositeit werd toegevoegd.

4 fc’* *\ i C:; .·’.* r-'i I 36 I Voorbeeld 7 Η I FTBO-2.5 werd in verschillende ehalten met drie verschillende, op gebruikelijke I wijze verkregen dikke olieresiduen gemengd, waarbij zes verschillende mengsels I 5 werden verkregen. Ieder mengsel werd geanalyseerd met betrekking tot de I eigenschappen daarvan. De eigenschappen van FTBO-2.5 tot dik olieresidu en de I eigenschappen van ieder mengsel worden in de onderstaande tabel 9 getoond.

I Tabel 9 I Beschrijving/identifi- Mengsel Mengsel Mengsel Mengsel Mengsel Mengsel I catie van het meng- 7 8 9 10 11 12 sel I FTBO-2.5 (gew.%) 30 ~6Ö 25 ~6Ö 1Ö "4Ö I Chevron 150 BS 70 60 I (gew.%) I IKC BS (gew.%) 70 1Ö I Daqing BS (gew.%) 75 40 I Inspecties I Viscositeit @ 40°C 8M3 28,73 77^9 26,20 92,04 56,52 I Viscositeit @ 100°C Ϊ2β7 Ifiï ÏÜ96 5,683 TÜ 9,011 I “vï Ï29 Ï5Ö Ï5Ö 166 U9 Ï29 I Vloeipunt,°C "ÏÏ4 ~A9 "Tï T3 T "Tï I CCS @ -25°C 14.822 Ï6Ö1 8ÖÖ9 ÏÏ77 20.543 7877 I TGA-Noack \5~4Ö Tl,65 14^2 31,98 15^9 21,10

I Gesimuleerde TBP

I volgens D-2887

I (gew.%), °F

I TBP @0^5 ~6Ö9 ~6Ö4 TlÖ 6Ö3 "6Ö9 "607 I TBP @5 “639 "624 "646 "622 “639 “634 I TBP @10 "668 ~64Ö "68Ö "636 “669 659 » Ί 37 TBP @20 [*729 [670 [756 [ 664 [731 [7Ö9 TBP @30 ~794 *699 954 *690 800 "761 TBP @40 *982 733 ÏÖÏ4 *720 *977 826 TBP @50 1050 766 ÏÓ52 750 1023 1002 TBP @60 ÏÖ84 "8Ö2 ÏÖ83 782 1055 1043 TBP @70 ÏÏÏ2 ÏÖÏ2 ΓΓΪ4 "829 ÏÖ8Ï ÏÖ73 TBP @80 ΓΪ4Ϊ 1Ö9Ö 1149 ÏÖ48 ÏTTÏ ÏÏÖ5 TBP @90 ÏÏ75 ΓΪ44 U89 ’ 1113 Ï149 1145 TBP @95 12ÖÖ ÏÏ77 Ï2Ï5 ÏÏ53 ÏÏ75 “ 1175 TBP @99,5 Ï243 Ï234 Ï264 1211 1224 Ï223

Claims (26)

1. Werkwijze voor het produceren van basissmeeroliemengsels, die omvat: I 5 (a) het winnen van een via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie die wordt I gekarakteriseerd door een viscositeit van ongeveer 2 cSt of hoger, maar lager dan 3 cSt, I bij 100°C; en I (b) het mengen van de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie met een uit I 10 aardolie verkregen basisolie die wordt gekozen uit de groep die bestaat uit een basisolie I uit groep I, een basisolie uit groep Π, een basisolie uit groep ΙΠ en een mengsel van twee of meer van elk van de voorgaande gebruikelijke basisoliën in de juiste verhouding voor het produceren van een basissmeeroliemengsel dat wordt gekenmerkt doordat dit een viscositeit van ongeveer 3 cSt of hoger heeft bij 100°C.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de via Fischer-Tropsch verkregen I destillaatfractie een viscositeit tussen ongeveer 2,2 en 2,7 cSt heeft bij 100°C.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de via Fischer-Tropsch verkregen I 20 destillaatfractie in een zodanige verhouding met de uit aardolie verkregen basisolie I wordt gemengd, dat het basissmeeroliemengsel ongeveer 10 tot ongeveer 80 I gewichtsprocent van de via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie omvat.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, waarbij de via Fischer-Tropsch verkregen I 25 destillaatfractie in een zodanige verhouding met een gemiddelde neutrale basisolie wordt gemengd, dat de kooktrajectverdeling van het basissmeeroliemengsel hoger is I dan 250°F tussen de 5-procent- en 95-procent-punten, zoals gemeten volgens I analytische werkwijze D-6352 of het equivalent daarvan. I 30

5. Werkwijze volgens conclusie 3 of 4, waarbij de via Fischer-Tropsch verkregen I destillaatfractie in een zodanige vérhouding met een zware neutrale basisolie wordt I gemengd, dat de kooktrajectverdeling van het basissmeeroliemengsel hoger is dan 59 350°F tussen de 5-procent- en 95-procent-punten, zoals gemeten volgens analytische werkwijze D-6352 of het equivalent daarvan.

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 1-5, waarbij de uit 5 aardolie verkregen basisolie in een zodanige verhouding wordt gemengd, dat het basissmeeroliemengsel ongeveer 20 tot ongeveer 90 gewichtsprocent van de uit aardolie verkregen basisolie omvat.

7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 1-6, waarbij de TGA-10 Noack-vluchtigheid van het basissmeeroliemengsel lager is dan ongeveer 45 gewichtsprocent.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij de TGA-Noack-vluchtigheid van het basissmeeroliemengsel hoger is dan ongeveer 12 gewichtsprocent. 15

9. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies 1-8, die de extra stap omvat van het toevoegen van ten minste een additief aan het basissmeeroliemengsel voor het produceren van een gereed smeermiddel.

10. Basissmeeroliemengsel met een viscositeit van ongeveer 3 cSt of hoger bij 100°C, omvattende (a) ongeveer 10 tot ongeveer 80 gewichtsprocent, gebaseerd op het totale mengsel, van een via Fischer-tropsch verkregen destillaatfractie die wordt gekenmerkt door een 25 viscositeit van ongeveer 2 cSt of hoger, maar lager dan 3 cSt, bij 100°C; en (b) ongeveer 20 tot ongeveer 90 gewichtsprocent, gebaseerd op het totale mengsel, van een uit aardolie verkregen basisolie die wordt gekozen uit de groep die bestaat uit een basisolie uit groep I, een basisolie uit groep Q, een basisolie uit goep IQ en een mengsel 30 van twee of meer van elk van de voorgaande gebruikelijke basisoliën. 1024832- Η

11. Basissmeeroliemengsel volgens conclusie 10, waaibij de via Fischer-Tropsch I verkregen destillaatfractie een viscositeit tussen ongeveer 2,2 en 2,7 cSt heelt bij I 100°C. I 5

12. Basissmeeroliemengsel volgens conclusie 10 of 11, waarbij de TGA-Noack- vluchtigheid lager is dan ongeveer 45 gewichtsprocent.

13. Basissmeeroliemengsel volgens conclusie 12, waaibij de TGA-Noack- I vluchtigheid hoger is dan ongeveer 12 gewichtsprocent. I 10

14. Basissmeeroliemengsel volgens een van de voorgaande conclusies 10-13, I waarbij het vloeipunt niet hoger is dan -12°C.

15. Basissmeeroliemengsel volgens een van de voorgaande conclusies 10-14, I 15 waarbij de VI100 of hoger is.

16. Basissmeeroliemengsel volgens een van de voorgaande conclusies 10-15, waarbij de oxidator BN-waarde ten minste 15 uur bedraagt. I 20

17. Basissmeeroliemengsel volgens conclusie 16, waarbij de oxidator BN-waarde I ten minste 30 uur bedraagt.

18. Basissmeeroliemengsel volgens een van de voorgaande conclusies 10-17, waarbij de kooktrajectverdeling hoger is dan 250°C tussen de 5-procent- en 95-procent- I 25 punten, zoals gemeten volgens analytische werkwijze D-6352 of het equivalent daarvan.

19. Basissmeeroliemengsel volgens conclusie 18, waaibij de kooktrajectverdeling I hoger is dan 350°C tussen de 5-procent- en 95-procent-punten, zoals gemeten volgens I 30 analytische werkwijze D-6352 of het equivalent daarvan.

20. Basissmeeroliemengsel volgens een van de voorgaande conclusies 10-19, I waarbij de kooktrajectverdeling hoger is dan 450°C tussen de 5-procent- en 95-procent- punten, zoals gemeten volgens analytische werkwijze D-6352 of het equivalent daarvan.

21. Gereed smeermiddel, omvattende 5 (a) een basissmeeroliemengsel dat ongeveer 10 tot ongeveer 80 gewichtsprocent van een via Fischer-tropsch verkregen destillaatfractie, die wordt gekenmerkt door een viscositeit van ongeveer 2 cSt of hoger, maar lager dan 3 cSt, bij 100®C en ongeveer 20 tot ongeveer 90 gewichtsprocent van een uit aardolie verkregen basisolie, gekozen uit 10 de groep die bestaat uit een basisolie uit groep I, een basisolie uit groep Π, een basisolie uit groep ΠΙ en een mengsel van twee of meer van elk van de voorgaande gebruikelijke basisoliën omvat; en (b) ten minste een additief. 15

22. Gereed smeermiddel volgens conclusie 21, dat geschikt is voor toepassing als een multigrade carter-motorolie.

23. Gereed smeermiddel volgens conclusie 22, dat voldoet aan de SAE J300- 20 specificaties van juni 2001 voor een 10W grade motorolie.

24. Gereed smeermiddel volgens conclusie 23, dat geschikt is voor toepassing als een monograde carter-motorolie.

25. Werkwijze voor het bereiden van een gereed smeermiddel, die omvat: het toevoegen van ten minste een additief aan een basissmeerolie, die bestaat uit ongveer 10 tot ongeveer 80 gewichtsprocent van een via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie die wordt gekarakteriseerd door een viscositeit van ongeveer 2 cSt of hoger, maar lager dan 3 cSt bij 100°C en ongeveer 20 tot ongeveer 90 gewichtsprocent 30 van een uit aardolie verkregen basisolie die wordt gekozen uit de groep die bestaat uit een basisolie uit groep I, een basisolie uit groep Π en een mengsel van basisoliën uit groep I en groep IL 1024832-

26. Werkwijze voor het bedrijven van een verbrandingsmotor met een I kleppentrein, waarbij de verbrandingsmotor een gewoonlijk vloeibare of gasvonnige I brandstof gebruikt, die omvat: I het smeren van de verbrandingsmotor, inclusief de kleppentrein, met een gereed S smeermiddel, dat I (a) een basissmeeroliemengsel, dat bestaat uit ongeveer 10 tot ongeveer 80 I gewichtsprocent van een via Fischer-Tropsch verkregen destillaatfractie, die wordt I gekarakteriseerd door een viscositeit van ongeveer 2 cSt of hoger, maar lager dan 3 cSt, I bij 100°C en ongeveer 20 tot ongeveer 90 gewichtsprocent van een uit aardolie I 10 verkregen basisolie, die wordt gekozen uit de groep die bestaat uit een basisolie uit I groep 1, een basisolie uit groep Π en een mengsel van basisoliën uit groep I en groep Π, I en I (b) ten minste een additief, omvat. I 15 ===== I 1024832-