專利名稱：預(yù)測(cè)基礎(chǔ)油性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及預(yù)測(cè)基礎(chǔ)油性能的方法和調(diào)合圖。附圖簡(jiǎn)要描述

圖1描述了具有定義如下調(diào)合物的CCS VIS(在_25°C下)和Noack揮發(fā)度之間典型關(guān)系的曲線的調(diào)合圖Chevron IOOR與Chevron 220R的調(diào)合物、Chevron 110RLV與 Chevron 220R 的調(diào)合物、Chevron 5R 與 Chevron 220R 的調(diào)合物、Chevron 4R 與 Chevron 220R的調(diào)合物以及Chevron 110RLV與Chevron 7R的調(diào)合物。左邊的圓圈涵蓋了 5W多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油所需的CCS VIS和Noack揮發(fā)度的目標(biāo)范圍。中間的圓圈涵蓋了 10W多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油所需的CCS VIS和Noack揮發(fā)度的目標(biāo)范圍。右邊的圓圈涵蓋了 15W多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油所需的CCS VIS和Noack揮發(fā)度的目標(biāo)范圍。Chevron IlORLV 是具有改進(jìn)性能的新基礎(chǔ)油。Chevron 100R、150R 和 Chevron 220R都是商業(yè)II類基礎(chǔ)油。Chevron 4R、5R和7R都是商業(yè)高度鏈烷屬非常規(guī)基礎(chǔ)油。 Chevron 4R和Chevron 7R都是III類基礎(chǔ)油，Chevron 5R是II類基礎(chǔ)油。圖2描述了具有由Chevron IOOR的CCS VIS和Noack揮發(fā)度限定的第一個(gè)點(diǎn)的調(diào)合圖(blend chart)。該調(diào)合圖具有由Chevron 7R的CCS VIS和Noack揮發(fā)度限定的第二個(gè)點(diǎn)。該調(diào)合圖具有由Chevron220R的CCS VIS和Noack揮發(fā)度限定的第三個(gè)點(diǎn)。在這三個(gè)點(diǎn)之間繪制曲線。將CCS VIS為3342且Noack揮發(fā)度為11. 73的目標(biāo)點(diǎn)放置在該圖上。該圖指導(dǎo)用戶可以將所述三種基礎(chǔ)油中各自多少進(jìn)行調(diào)合以滿足目標(biāo)點(diǎn)性能。發(fā)明詳述定義術(shù)語(yǔ)“包含”是指包括該術(shù)語(yǔ)后所確定的要素或步驟，但是任何這些要素或步驟并非是窮舉的，并且實(shí)施方案可以包括其它要素或步驟。“連續(xù)碳原子數(shù)”是指基礎(chǔ)油具有在一定碳數(shù)范圍內(nèi)的烴分子分布，具有碳數(shù)中間的每一個(gè)數(shù)。例如，基礎(chǔ)油可以具有范圍從C22到C36或從C30到C60中的每一碳數(shù)的烴分子?；A(chǔ)油的烴分子彼此相差連續(xù)碳原子數(shù)，這是因?yàn)橛糜谥苽浠A(chǔ)油的含蠟(waxy)原料也具有連續(xù)碳原子數(shù)。例如，在費(fèi)_托烴合成反應(yīng)中，碳原子源是C0，烴分子每次增加一個(gè)碳原子。石油衍生的含蠟原料具有連續(xù)碳原子數(shù)。與基于聚α-烯烴的油相反，由含蠟原料制備且具有連續(xù)碳原子數(shù)的基礎(chǔ)油的分子具有更為線形的結(jié)構(gòu)，包括帶有短支鏈的相對(duì)較長(zhǎng)骨架。聚α-烯烴的經(jīng)典教科書(shū)描述為星形分子，特別是三癸烷(tridecane)，其可例示為連接到中心點(diǎn)上的三個(gè)癸烷分子。盡管星形分子是理論上的，不過(guò)聚α-烯烴分子比構(gòu)成本文所公開(kāi)的基礎(chǔ)油的烴分子具有更少的和更長(zhǎng)的支鏈。“基礎(chǔ)料”是由單一制造商按照相同規(guī)格(不依賴于原料來(lái)源或制造商的地點(diǎn))生產(chǎn)的潤(rùn)滑劑組分；滿足相同制造商的規(guī)格；并且由唯一的配方(formula)、產(chǎn)品識(shí)別號(hào)碼或這兩者加以識(shí)別?；A(chǔ)料可以使用各種不同的方法進(jìn)行制造，這些方法包括但不限于蒸餾、 溶劑精制、氫處理、低聚、酯化和再精制?！盎A(chǔ)油”是基礎(chǔ)料或不同基礎(chǔ)料的調(diào)合物。其適合于與添加劑調(diào)合成滿足所需規(guī)格的成品滑潤(rùn)劑?！盎A(chǔ)料構(gòu)成體系(slate) ”是具有不同粘度但都在相同基礎(chǔ)料分類中且來(lái)自相同制造商的基礎(chǔ)料的產(chǎn)品線?！拜p質(zhì)中性基礎(chǔ)油”具有約650° F-900。F(343°C _482°C )的沸程，不大于約_5°C 的傾點(diǎn)，和在100°C下約4-約5mm2/S的運(yùn)動(dòng)粘度。“高度鏈烷屬非常規(guī)基礎(chǔ)油”是通過(guò)n-d-M分析具有大于72%的鏈烷屬碳和小于 30%的環(huán)烷屬碳的II類或III類基礎(chǔ)油。通過(guò)ASTM D3238-95 (2005年重新核準(zhǔn))以歸一化進(jìn)行n-d_M分析。ASTM D3238-95 (2005年重新核準(zhǔn))是通過(guò)n-d-M方法用來(lái)計(jì)算石油的碳分布和結(jié)構(gòu)基團(tuán)分析的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法。該方法適用于“不含烯烴”的原料，在該應(yīng)用中假設(shè)該“不含烯烴”的原料意味著烯烴含量為2重量％或更小。歸一化過(guò)程由以下步驟組成A)若Ca值小于0，則將Ca 設(shè)為0，且Cn和Cp成比例增加以使得總和為100%。B)若Cn值小于0，則將Cn設(shè)為0，且 Ca和Cp成比例增加以使得總和為100% ；和C)若Cn和Ca都小于0，則將Cn和Ca都設(shè)為 (MfCp 設(shè)為 100%。試驗(yàn)方法描述“沸程”是按照ASTM D 6352-04測(cè)量且在本文稱為模擬蒸餾(SimDist)的5重量％ 沸點(diǎn)-95重量％沸點(diǎn)(包括端點(diǎn)在內(nèi))。沸程為700-900° F的烴，例如具有大于700° F 的5重量％沸點(diǎn)和小于900° F的95重量％沸點(diǎn)?！斑\(yùn)動(dòng)粘度”是流體在重力下流動(dòng)時(shí)以mm7s計(jì)的阻力的量度，采用ASTM D445-06 測(cè)定?！罢扯戎笖?shù)”(VI)是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的、無(wú)單位的數(shù)值，表示溫度變化對(duì)油的運(yùn)動(dòng)粘度的影響。油的VI越高，則其粘度隨溫度變化的傾向就越低。VI按照ASTM D 2270-04測(cè)定?！袄鋯?dòng)模擬器表觀粘度” (CCS VIS)是以毫帕斯卡秒即mPa. s計(jì)來(lái)度量在低溫和低剪切下潤(rùn)滑基礎(chǔ)油粘度性能的量度。CCS VIS按照ASTM D 5293-04進(jìn)行測(cè)定。CCS VIS 可以在不同溫度例如-25C或-35C下測(cè)量。“Noack揮發(fā)度”是當(dāng)油在250°C下加熱，以恒定的空氣流將其帶出60分鐘時(shí)，按油質(zhì)量定義的、以重量％表示的損失量，按照ASTMD5800-05程序B測(cè)定?！皟A點(diǎn)”是測(cè)量在某些謹(jǐn)慎控制的條件下基礎(chǔ)油樣品將要開(kāi)始流動(dòng)時(shí)的溫度，可按照ASTM D 5950-02中的描述對(duì)其進(jìn)行測(cè)定?！伴W點(diǎn)”是在控制的實(shí)驗(yàn)室條件下基礎(chǔ)油與空氣形成易燃混合物的傾向性的量度。 使用克利夫蘭開(kāi)口杯設(shè)備(手動(dòng)或自動(dòng))按照ASTM D92-05a對(duì)其進(jìn)行測(cè)量?！把趸鰾N”測(cè)定模擬應(yīng)用中基礎(chǔ)油的響應(yīng)。值越高或是說(shuō)吸收1升氧氣的時(shí)間越長(zhǎng)表明穩(wěn)定性越好。氧化器BN可通過(guò)Dornte型氧氣吸收設(shè)備在340° F于1大氣壓的純氧氣下來(lái)測(cè)量(R. W. Dornte 的“白油的氧化(Oxidation of White Oils)”，Industrial and Engineering Chemistry，28 卷，26 頁(yè)，1936)。報(bào)告 IOOg 油吸收 1000ml O2 的以小時(shí)計(jì)的時(shí)間。在氧化器BN試驗(yàn)中，每IOOg油使用0.8ml催化劑。催化劑是模擬用過(guò)的曲柄軸箱油的平均金屬分析的可溶性金屬環(huán)烷酸鹽的混合物。添加劑包是每IOOg油SOmmol的雙聚丙烯苯基二硫代磷酸鋅?！胺甲寤衔锏闹亓堪俜直取苯o出了基礎(chǔ)油的UV和氧化穩(wěn)定性的指示。其可用
5HPLC-UV進(jìn)行測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用Hewlett Packard 1050系列四元梯度高效液相色譜(HPLC)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，該系統(tǒng)與HP 1050 二極管陣列UV-Vis檢測(cè)器連接，以HP化學(xué)工作站為界面。根據(jù)UV光譜圖案和洗脫時(shí)間確認(rèn)基礎(chǔ)油中各芳族化合物類型。用于此分析的氨基柱主要基于它們的環(huán)數(shù)(或雙鍵數(shù))來(lái)區(qū)分芳族化合物分子。因此，含有單環(huán)芳族化合物的分子首先洗脫，接著是多環(huán)芳族化合物按每分子中雙鍵數(shù)遞增的順序洗脫。對(duì)于具有相似雙鍵特征的芳族化合物，環(huán)上只有烷基取代的那些比有環(huán)烷屬取代基的那些洗脫得更快。從各種基礎(chǔ)油芳烴的UV吸收譜明確地鑒別它們是通過(guò)辨認(rèn)它們的峰電子躍遷相對(duì)于純模型化合物類似物的全部紅移程度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該紅移程度取決于環(huán)體系上的烷基和環(huán)烷基取代的量。通過(guò)積分色譜圖來(lái)對(duì)洗脫的芳族化合物進(jìn)行定量，其中該色譜圖由就每個(gè)大類的化合物所優(yōu)化的波長(zhǎng)在對(duì)于該芳族化合物的恰當(dāng)?shù)谋Ａ魰r(shí)間窗口內(nèi)制成。通過(guò)人工評(píng)價(jià)洗脫的化合物在不同時(shí)間的各自的吸收譜并基于它們與模型化合物吸收譜的定性相似處將它們歸屬為恰當(dāng)?shù)姆甲孱悾瑏?lái)確定對(duì)于每個(gè)芳族類的保留時(shí)間窗口界限?；A(chǔ)油我們開(kāi)發(fā)了改進(jìn)的基礎(chǔ)油，該基礎(chǔ)油包含具有連續(xù)碳原子數(shù)的烴。在一個(gè)實(shí)施方案中，該基礎(chǔ)油具有700-925° F(371-4960C )的沸程，105-115的VI，和小于18重量％的 Noack揮發(fā)度。在第二實(shí)施方案中，該基礎(chǔ)油具有700-925° F(371_496°C )的沸程，105-115的 VI，和在-25°c下小于 1500mPa. s 的 CCS VIS。在第三實(shí)施方案中，該基礎(chǔ)油具有700-925° F(371-496°C )的沸程，在-25°C 下至少IlOOmPa. s的CCS VIS，和Noack揮發(fā)度與在_25°C下的CCS VIS之比乘以100為 0. 80-1. 55。該基礎(chǔ)油具有小于120的VI，使得該基礎(chǔ)油落在II類基礎(chǔ)油的VI范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方案中，VI 為 105-115，例如 107-115、107-113、109-114 或 110-115。該基礎(chǔ)油具有低的Noack揮發(fā)度，通常小于25重量％或小于20重量％。在一些實(shí)施方案中，Noack揮發(fā)度小于18重量％、小于17重量％或小于16. 5重量％。在一個(gè)實(shí)施方案中，該基礎(chǔ)油具有大于18、20、22或24小時(shí)的氧化器BN。在一些實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油的氧化器BN高于制備該基礎(chǔ)油的原始基礎(chǔ)油的原始氧化器BN。在一個(gè)實(shí)施方案中，該基礎(chǔ)油具有高的閃點(diǎn)，例如大于210°C、大于215°C或大于 220°C。通常地，該基礎(chǔ)油具有小于275°C的閃點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該基礎(chǔ)油具有低的芳族化合物總重量％，例如小于0. 20重量％、小于0. 10重量％或小于0. 05重量％。該基礎(chǔ)油的一個(gè)特征是可通過(guò)將該基礎(chǔ)油與一種或多種添加劑調(diào)合而將其調(diào)合成許多高品質(zhì)的成品滑潤(rùn)劑?？捎稍摶A(chǔ)油制備的成品滑潤(rùn)劑的實(shí)例包括發(fā)動(dòng)機(jī)油、潤(rùn)滑脂、重型發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、客車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、傳動(dòng)和扭矩液、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)油、船用滑潤(rùn)劑、 鐵路滑潤(rùn)劑、航空滑潤(rùn)劑、食品加工滑潤(rùn)劑、紙和林產(chǎn)品、金屬加工液、齒輪滑潤(rùn)劑、壓縮機(jī)滑潤(rùn)劑、渦輪機(jī)油、液壓油、熱傳遞油、阻擋液和其它工業(yè)產(chǎn)品。在一個(gè)實(shí)施方案中，可將該基礎(chǔ)油調(diào)合成多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油?？捎迷摶A(chǔ)油調(diào)合的多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油的實(shí)例是5W-XX、10W-XX 和 15W-XX，其中 XX 選自 20、30、40、50 和 60?；A(chǔ)油可以另外包含第二基礎(chǔ)油。在一個(gè)實(shí)施方案中所述第二基礎(chǔ)油是II類基礎(chǔ)油。II類、III類和IV類基礎(chǔ)油按2008年4月API1509說(shuō)明書(shū)的附錄E中所定義。II 類基礎(chǔ)油具有大于或等于90%的飽和物和小于或等于0. 03%的硫并且具有大于或等于80 且小于120的VI。III類基礎(chǔ)油具有大于或等于90%的飽和物和小于或等于0. 03%的硫并且具有大于或等于120的VI。IV類基礎(chǔ)油是聚α-烯烴。第二基礎(chǔ)油例如可以是一種具有在40°C下40. 00-46. 00的運(yùn)動(dòng)粘度的基礎(chǔ)油，例如220中性基礎(chǔ)油。在一些實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油另外包含第二基礎(chǔ)油。在一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油含有小于20重量<%、小于10重量％的III類或IV類基礎(chǔ)油，小于5重量％的III類或IV類基礎(chǔ)油或者不含有III類或IV類基礎(chǔ)油。在另一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油含有小于20重量％、 小于10重量％或不含有高度鏈烷屬非常規(guī)基礎(chǔ)油?？梢栽跊](méi)有任何III類或IV類基礎(chǔ)油的情況下制備的基礎(chǔ)油的一個(gè)實(shí)例是具有在40°C下28. 00-32. 00mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度的基礎(chǔ)油。該基礎(chǔ)油可以稱作150中性基礎(chǔ)油。150中性基礎(chǔ)油具有與添加劑在甚至沒(méi)有其它基礎(chǔ)油的情況下調(diào)合成發(fā)動(dòng)機(jī)油的完美性能。可將其調(diào)合成滿足現(xiàn)今規(guī)格(包括低Noack揮發(fā)度)的IOW發(fā)動(dòng)機(jī)油。這些發(fā)動(dòng)機(jī)油可滿足的現(xiàn)今規(guī)格的實(shí)例是對(duì)汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)油的 A3/B3、A3/B4 和 A5/B5 的 ACEA 2007 限制。在一個(gè)實(shí)施方案中，可將基礎(chǔ)油調(diào)合成5W級(jí)、IOW級(jí)和15W級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)油而在調(diào)合物中沒(méi)有大量的III類或IV類基礎(chǔ)油。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可將基礎(chǔ)油調(diào)合為5W級(jí)、 IOW級(jí)和15W級(jí)而沒(méi)有大量的高度鏈烷屬非常規(guī)基礎(chǔ)油。III類、IV類和高度鏈烷屬非常規(guī)基礎(chǔ)油通常比其它II類基礎(chǔ)油昂貴得相當(dāng)多。在另一個(gè)實(shí)施方案中，5W、IOW和15W級(jí)都是多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油。在本公開(kāi)內(nèi)容的上下文中，認(rèn)為大量的III類或IV類基礎(chǔ)油是大于20 重量％，或在一些實(shí)施方案中，大量可以是大于10重量％。在一個(gè)實(shí)施方案中，可將基礎(chǔ)油調(diào)合成5W級(jí)、IOW級(jí)和15W級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)油而在調(diào)合物中沒(méi)有任何III類或IV類基礎(chǔ)油。在另一個(gè)實(shí)施方案中，可將基礎(chǔ)油調(diào)合成5W級(jí)、IOW級(jí)和15W級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)油而沒(méi)有任何高度鏈烷屬非常規(guī)基礎(chǔ)油。5W、10W和15W級(jí)以及多級(jí)5W-XX，10W-XX和15W-XX發(fā)動(dòng)機(jī)油粘度由 2007年11月1日公布的SAE J300規(guī)格所定義。制造基礎(chǔ)油的方法我們提供了制造基礎(chǔ)油的方法，該方法包括選擇具有95-115的原始VI、20-30 重量％的原始Noack揮發(fā)度和在-25°C下1100_1500mPas. s的原始CCS VIS的原始基礎(chǔ)油。從該原始基礎(chǔ)油中移出較低沸點(diǎn)餾分，由此制得基礎(chǔ)油，該基礎(chǔ)油具有在100°C下 4. 2-4. 6mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度，比原始VI高至少4的VI，比原始Noack揮發(fā)度低至少3重量％ 的Noack揮發(fā)度，并且在-25°C下的CCS VIS位于在_25°C下的原始CCS VIS的200mPa. s 以內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油的Noack揮發(fā)度與在_25°C下CCS VIS之比乘以100在所需范圍內(nèi)。所需范圍可以是0. 80-1. 55,0. 90-1. 40,0. 90-1. 30或1. 0-1. 30。在一個(gè)實(shí)施方案中，原始基礎(chǔ)油具有在100°C下3. 75-4. 45mm2/s的原始運(yùn)動(dòng)粘度。 當(dāng)移出較低沸點(diǎn)餾分時(shí)，這提高了基礎(chǔ)油的運(yùn)動(dòng)粘度。在一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油具有在 100°C下 4. 05-4. 75mm2/s 的運(yùn)動(dòng)粘度。在一個(gè)實(shí)施方案中，較低沸點(diǎn)餾分是原始基礎(chǔ)油中沸點(diǎn)低于一定溫度例如 625° F、650° F、655° F或660° F的所有烴。通過(guò)謹(jǐn)慎控制的減壓蒸餾移出較低沸點(diǎn)餾分，所述減壓蒸餾具有經(jīng)選擇的塔頂溫度、塔底溫度、塔頂壓力和塔底壓力以移出原始基礎(chǔ)油中沸點(diǎn)低于一定溫度的所有烴?？梢允褂酶鞣N不同類型的減壓蒸餾控制系統(tǒng)，例如在美國(guó)專利No. 3，365，386,4, 617092或4，894，145中所教導(dǎo)的那些；以便提供所需餾分的最高收率和精確的切割點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油的VI比原始基礎(chǔ)油的原始VI高至少5。例如，在該實(shí)施方案中，如果原始VI為105，則基礎(chǔ)油的VI為至少110?；A(chǔ)油的VI小于120，使得該基礎(chǔ)油是II類基礎(chǔ)油。在一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油具有105-119或105-115的VI。基礎(chǔ)油的Noack揮發(fā)度比原始基礎(chǔ)油的原始Noack揮發(fā)度低至少3重量％，并且低至多20重量％。在一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油的Noack揮發(fā)度比原始Noack揮發(fā)度低至少 5重量％。在另一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油具有小于18重量％的Noack揮發(fā)度?；A(chǔ)油在-25°C下的CCS VIS位于在_25°C下原始CCS VIS的200mPa. s以內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油在_25°C下的CCS VIS位于在-25°C下原始CCS VIS的175、150或 125mPa. s以內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油具有在_25°C下小于1500mPa. s的CCS VIS。在另一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油具有在_25°C下大于IlOOmPa. s的CCS VIS。在一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油具有700-925° F(371_496°C )的沸程。在一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油通過(guò)包括將重質(zhì)烴原料在加氫裂化區(qū)中加氫裂化以獲得較大量的原始基礎(chǔ)油的另外步驟的方法進(jìn)行制備。重質(zhì)烴原料具有碳數(shù)為C20+的烴分子，并且具有大于600° F(316°C)的5重量％沸點(diǎn)。重質(zhì)烴原料的合適實(shí)例包括減壓瓦斯油、脫油的減壓瓦斯油、散蠟(slack wax)、費(fèi)-托衍生的含蠟原料、石油蠟、高傾點(diǎn)的聚 α-烯烴、腳子油、正構(gòu)α-烯烴蠟、脫油蠟、微晶蠟以及它們的混合物。加氫裂化在一個(gè)實(shí)施方案中，加氫裂化區(qū)中的操作條件是工業(yè)加氫裂化操作中典型的那些操作條件。在另一個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)加氫裂化區(qū)中的操作條件進(jìn)行選擇以將重質(zhì)烴原料轉(zhuǎn)化為含有大于30重量％的含蠟中間餾分(intermediate fraction)的產(chǎn)物構(gòu)成體系，將所述中間餾分提質(zhì)為原始基礎(chǔ)油。在不同的實(shí)施方案中，可對(duì)加氫裂化區(qū)中的操作條件進(jìn)行選擇以將重質(zhì)烴原料轉(zhuǎn)化為含有大于30重量％、大于32重量％或大于34重量％的含蠟中間餾分的產(chǎn)物構(gòu)成體系。在不同的實(shí)施方案中，可對(duì)加氫裂化區(qū)中的操作條件進(jìn)行選擇以將重質(zhì)烴原料轉(zhuǎn)化為含有小于60重量％、小于50重量％、小于40重量％或小于35重量％ 的含蠟中間餾分的產(chǎn)物構(gòu)成體系。在一個(gè)實(shí)施方案中，可對(duì)加氫裂化區(qū)中的操作條件進(jìn)行選擇以將重質(zhì)烴原料轉(zhuǎn)化為含有大于30重量％至小于40重量％的含蠟中間餾分的產(chǎn)物構(gòu)成體系。 原始基礎(chǔ)油具有95-115的原始VI，20-30重量％的原始Noack揮發(fā)度，和在_25°C 下1100-1500mPa. s的原始CCS VIS。加氫裂化區(qū)中的溫度可在約500° FQ60°C)-約 900° W480°C )的范圍內(nèi)，例如在約650° F (345°C )-約800° F )的范圍內(nèi)。使用高于IOOOpsig的總壓力。例如總壓力可以高于約1500psig，或高于約2000psig。雖然較大的最大壓力已在文獻(xiàn)中得到報(bào)導(dǎo)并且會(huì)是可行的，但是最大實(shí)際總壓力通常將不超過(guò)約 3000psig。 液時(shí)空速(LHSV)可通常落在約0. 2-約5. 0，例如約0. 5_約1. 5的范圍內(nèi)。氫氣的供給(補(bǔ)充和再循環(huán))優(yōu)選超過(guò)使目標(biāo)分子裂化所需的化學(xué)計(jì)量的量并且可通常落在約 500-約20，000標(biāo)準(zhǔn)立方英尺(SCF) /桶的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，氫氣將在約2000-約10, 000SCF/桶的范圍內(nèi)。加氫裂化區(qū)中使用的催化劑由具有加氫和脫氫活性的天然和合成的材料組成。這些催化劑是本領(lǐng)域中公知的并且對(duì)其進(jìn)行預(yù)先選擇以使目標(biāo)分子裂化且產(chǎn)生所需的產(chǎn)物構(gòu)成體系。對(duì)加氫裂化催化劑進(jìn)行選擇以將重質(zhì)烴原料轉(zhuǎn)化為含有工業(yè)上顯著量的含蠟中間餾分的產(chǎn)物構(gòu)成體系，可將所述含蠟中間餾分提質(zhì)為原始基礎(chǔ)油。示例性的工業(yè)裂化催化劑通常含有由如下構(gòu)成的載體氧化鋁，二氧化硅，二氧化硅-氧化鋁復(fù)合物，二氧化硅-氧化鋁-氧化鋯復(fù)合物，二氧化硅-氧化鋁-氧化鈦復(fù)合物，酸處理的粘土，結(jié)晶鋁硅酸鹽沸石類分子篩例如沸石A、八面沸石、沸石X、沸石Y，以及上述物質(zhì)的各種組合。加氫/ 脫氫組分通常由元素周期表的VIII族或VIB族的金屬或金屬化合物構(gòu)成。金屬和它們的化合物例如鈷、鎳、鉬、鎢、鉬、鈀以及它們的組合是加氫裂化催化劑的已知加氫組分。在一個(gè)實(shí)施方案中，含蠟中間餾分的提質(zhì)包括在異構(gòu)化反應(yīng)器中加氫異構(gòu)化脫蠟和在加氫精制反應(yīng)器中加氫精制的步驟。加氫異構(gòu)化脫蠟和加氫精制都是本領(lǐng)域中公知的。美國(guó)專利No 6，337，010中描述了合適的提質(zhì)方法的一個(gè)實(shí)例，其中在比加氫裂化操作低的總壓力下進(jìn)行含蠟中間原料的異構(gòu)化。所述方法獲得的基礎(chǔ)油我們提供了通過(guò)包括選擇原始基礎(chǔ)油并且移出較低沸點(diǎn)餾分的方法獲得的具有在100°C下4. 2-4. 6mm2/s的運(yùn)動(dòng)粘度、105-115的VI和小于18重量％的Noack揮發(fā)度的基礎(chǔ)油。原始基礎(chǔ)油具有95-115的原始VI、20-30重量％的原始Noack揮發(fā)度，和在_25°C 下1000-1500mPa. s的原始CCS VIS?；A(chǔ)油性能和方法與較先所述相同。例如，原始基礎(chǔ)油可以任選通過(guò)將重質(zhì)烴原料在加氫裂化區(qū)中加氫裂化進(jìn)行制備，其中對(duì)加氫裂化區(qū)的操作條件進(jìn)行選擇以將重質(zhì)烴原料轉(zhuǎn)化為含有大于30重量％的含蠟中間餾分的產(chǎn)物構(gòu)成體系，將所述含蠟中間餾分提質(zhì)為原始基礎(chǔ)油。在另一個(gè)實(shí)施方案中，基礎(chǔ)油的Noack揮發(fā)度與在-250CT CCS VIS 之比乘以 100 為 0. 80-1. 55,0. 90-1. 45 或 0. 95-1. 35。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述移出通過(guò)選擇產(chǎn)生的基礎(chǔ)油收率對(duì)應(yīng)于目標(biāo)收率的蒸餾切割點(diǎn)來(lái)進(jìn)行，所述目標(biāo)收率基于對(duì)輕質(zhì)中性基礎(chǔ)油的商業(yè)要求。蒸餾切割點(diǎn)越高，產(chǎn)生的輕質(zhì)中性基礎(chǔ)油的收率越低。當(dāng)對(duì)輕質(zhì)中性基礎(chǔ)油的商業(yè)要求低而對(duì)較高品質(zhì)基礎(chǔ)油的要求逐漸提高時(shí)，這可以是種優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槠洚a(chǎn)生總體較好的基礎(chǔ)油工廠收益率。當(dāng)對(duì)輕質(zhì)中性基礎(chǔ)油的商業(yè)要求改變時(shí)，則可對(duì)蒸餾切割點(diǎn)進(jìn)行選擇以滿足新的目標(biāo)收率。在另一個(gè)實(shí)施方案中，還可對(duì)加氫裂化區(qū)中的操作條件進(jìn)行選擇以產(chǎn)生與基于對(duì)輕質(zhì)中性基礎(chǔ)油商業(yè)要求的目標(biāo)收率相對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)油收率。更苛刻的加氫裂化提高了含蠟中間餾分的VI，并同時(shí)使更多的含蠟中間餾分裂化為較低沸點(diǎn)烴(隨后將其中的一些從所產(chǎn)生的原始基礎(chǔ)油中蒸餾出去)。預(yù)測(cè)基礎(chǔ)油性能的方法我們提供了用于預(yù)測(cè)基礎(chǔ)油性能的方法，該方法包括選擇第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料。制得具有第一點(diǎn)的圖，所述第一點(diǎn)是第一基礎(chǔ)料的在低溫下的第一粘度性能和第一揮發(fā)度。該圖還具有第二點(diǎn)，該第二點(diǎn)是第二基礎(chǔ)料的在低溫下的第二粘度性能和第二揮發(fā)度。將第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料以各種比例進(jìn)行調(diào)合以在該圖上的第一點(diǎn)和第二點(diǎn)之間作出曲線。該曲線預(yù)測(cè)基礎(chǔ)油即第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料的調(diào)合物是否將滿足成品潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油要求。如果所述曲線落在表示成品滑潤(rùn)劑的基礎(chǔ)油要求的點(diǎn)以下，則第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料的基礎(chǔ)油調(diào)合物能夠制備成品潤(rùn)滑劑。如果所述曲線落在表示成品潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油要求的點(diǎn)以上，則通過(guò)需要移動(dòng)曲線的方向和距離確定調(diào)制原料(trim stock)的正確類型。在本公開(kāi)內(nèi)容中，作為“以上”或“以下”的曲線位置是相對(duì)于如何繪制所述圖。 對(duì)于本說(shuō)明書(shū)，假定該圖是以y軸具有隨著遠(yuǎn)離該圖原點(diǎn)移動(dòng)的從低到高的揮發(fā)度進(jìn)行繪制。還假定該圖是以χ軸具有隨著遠(yuǎn)離該圖原點(diǎn)移動(dòng)的從低到高標(biāo)出的粘度性能進(jìn)行繪制。如果該圖是以y軸具有隨著遠(yuǎn)離該圖原點(diǎn)移動(dòng)的從高到低的揮發(fā)度和隨著遠(yuǎn)離原點(diǎn)移動(dòng)的從高到低的粘度性能進(jìn)行繪制，則作為“以上”的曲線位置實(shí)際上表示該曲線是在揮發(fā)度和粘度性能的較高(upper)值一側(cè)上而不是目視在該圖的上側(cè)。如果該圖是以 y軸具有隨著遠(yuǎn)離該圖原點(diǎn)移動(dòng)的從高到低的揮發(fā)度和隨著遠(yuǎn)離該圖原點(diǎn)移動(dòng)的從高到低的粘度性能進(jìn)行繪制，則作為“以下”的曲線位置實(shí)際上表示該曲線是在揮發(fā)度和粘度性能的較低值一側(cè)上而不是目視在該圖的下側(cè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，成品潤(rùn)滑劑為發(fā)動(dòng)機(jī)油。在一些實(shí)施方案中，成品潤(rùn)滑劑為多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油，例如5W-XX、10W-XX或15W-XX，其中XX選自20、30、40、50和60。在一個(gè)實(shí)施方案中，在低溫下的第一和第二粘度性能均是在_25°C下的CCS VIS。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，第一揮發(fā)度和第二揮發(fā)度均是Noack揮發(fā)度。在一個(gè)實(shí)施方案中，曲線落在表示成品潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油要求的點(diǎn)以上，調(diào)制原料需要使該曲線移動(dòng)到該點(diǎn)以下。調(diào)制原料是具有使該曲線以正確方向移動(dòng)的性能的基礎(chǔ)油。例如，調(diào)制原料可以是II類、III類或IV類基礎(chǔ)油；只要其具有使該曲線以正確方向移動(dòng)的所需性能即可。通常地，需要的調(diào)制原料越少，曲線越接近表示成品潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油要求的點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一基礎(chǔ)料、第二基礎(chǔ)料和調(diào)制原料都是II類的?？捎欣厥褂盟蠭I類用于降低配方成本以及用于簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)油合格驗(yàn)證(qualification)。出于本說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求的目的，除非另外標(biāo)明，表達(dá)量、百分比或比例的所有數(shù)和說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求所用的其它數(shù)都應(yīng)理解為在所有情況下用術(shù)語(yǔ)“約”做修飾。此外，本文公開(kāi)的所有范圍是包含端點(diǎn)在內(nèi)并可以獨(dú)立組合。只要公開(kāi)了具有下限和上限的數(shù)值范圍，則落入該范圍內(nèi)的任何數(shù)字也被明確公開(kāi)。未定義的任何術(shù)語(yǔ)、縮寫或簡(jiǎn)寫按照提交本申請(qǐng)時(shí)本領(lǐng)域技術(shù)人員所使用普通含義來(lái)理解。單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“該”包括復(fù)數(shù)提及物，除非明確地和毫無(wú)疑義地限于一種的情形。本申請(qǐng)中引用的所有出版物、專利和專利申請(qǐng)通過(guò)引用以它們的全文并入本文， 并入的程度與好像將所公開(kāi)的每個(gè)單獨(dú)出版物、專利申請(qǐng)或?qū)＠鞔_地且單獨(dú)地表明通過(guò)引用將其以全文并入本文相同。所撰寫的說(shuō)明書(shū)使用實(shí)施例(包括最佳實(shí)施方式)來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，并且還能夠使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施和使用本發(fā)明。上文公開(kāi)的本發(fā)明示例性實(shí)施方案的許多改變對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是易于進(jìn)行的。因此，本發(fā)明應(yīng)理解為包括落入所附權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)的所有結(jié)構(gòu)和方法。
10實(shí)施例實(shí)施例1 Chevron 中性油 100R 的樣品接收自 Chevron Richmond Lubricants Oil Plant。 Chevron 110RLV基礎(chǔ)油通過(guò)從Chevron中性油100R減壓蒸餾出較低沸點(diǎn)餾分進(jìn)行制備。 蒸餾切割點(diǎn)為約660-670° F。下表I中顯示Chevron中性油100R基礎(chǔ)油的平均性能，和兩種不同Chevron 110RLV基礎(chǔ)油的性能表 I
權(quán)利要求
1.一種預(yù)測(cè)基礎(chǔ)油性能的方法，該方法包括a.選擇第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料；b.制圖，該圖具有I.關(guān)于第一基礎(chǔ)料的在低溫下的第一粘度性能和第一揮發(fā)度的第一點(diǎn)， .關(guān)于第二基礎(chǔ)料的在低溫下的第二粘度性能和第二揮發(fā)度的第二點(diǎn)，c.將所述第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料以各種比例進(jìn)行調(diào)合以在該圖上的所述第一點(diǎn)和第二點(diǎn)之間作出曲線；其中該曲線預(yù)測(cè)基礎(chǔ)油即第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料的調(diào)合物是否將滿足成品潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油要求；d.如果所述曲線落在表示成品滑潤(rùn)劑的基礎(chǔ)油要求的點(diǎn)以下，則所述第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料的基礎(chǔ)油調(diào)合物能夠制備成品潤(rùn)滑劑；e.如果所述曲線落在表示成品潤(rùn)滑劑的基礎(chǔ)油要求的點(diǎn)以上，則通過(guò)需要移動(dòng)該曲線的方向和距離確定調(diào)制原料的正確類型。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述成品潤(rùn)滑劑是多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油是5W-XX級(jí)、10W-XX級(jí)或15W-XX級(jí)，其中 XX 選自 20、30、40、50 和 60。
4.權(quán)利要求2的方法，其中所述多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油滿足選自APICJ-4、ACEAE9或其組合的發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述在低溫下的第一粘度性能和在低溫下的第二粘度性能是 CCS VISo
6.權(quán)利要求5的方法，其中所述CCSVIS在-25°C下測(cè)得。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一揮發(fā)度和第二揮發(fā)度是Noack揮發(fā)度。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料衍生自石油。
9.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料是II類或III類。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述調(diào)制原料是II類、III類或IV類
11.權(quán)利要求1的方法，其中所述第一基礎(chǔ)料、第二基礎(chǔ)料和調(diào)制原料是II類。
12.—種調(diào)合圖，該圖包含a.由第一基礎(chǔ)料的第一粘度性能和第一揮發(fā)度限定的第一點(diǎn)；b.由第二基礎(chǔ)料的第二粘度性能和第二揮發(fā)度限定的第二點(diǎn)；c.在所述第一點(diǎn)和第二點(diǎn)之間繪制的曲線，該曲線預(yù)測(cè)所述第一基礎(chǔ)料和所述第二基礎(chǔ)料的一種或多種調(diào)合物的第三粘度性能和第三揮發(fā)度；d.圍閉滿足成品潤(rùn)滑劑規(guī)格所要求的第四粘度性能和第四揮發(fā)度所需值的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)范圍；其中所述曲線相對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)范圍的位置預(yù)測(cè)所述第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料的調(diào)合物是否將滿足成品潤(rùn)滑劑規(guī)格。
13.權(quán)利要求12的調(diào)合圖，該調(diào)合圖另外包含由一種或多種其它基礎(chǔ)料的另外粘度性能和另外揮發(fā)度限定的一個(gè)或多個(gè)另外點(diǎn)；并且所述一個(gè)或多個(gè)另外點(diǎn)的位置指導(dǎo)所述調(diào)合圖的用戶可以將多少所述一種或多種其它基礎(chǔ)油與所述第一基礎(chǔ)料和第二基礎(chǔ)料的調(diào)合物調(diào)合以滿足成品潤(rùn)滑劑規(guī)格。
14.權(quán)利要求12的調(diào)合圖，其中所述第一、第二、第三和第四粘度性能是CCSVIS。
15.權(quán)利要求12的調(diào)合圖，其中所述第一、第二、第三和第四揮發(fā)度是Noack揮發(fā)度。
16.權(quán)利要求12的調(diào)合圖，所述成品潤(rùn)滑劑是發(fā)動(dòng)機(jī)油。
17.權(quán)利要求12的調(diào)合圖，其中所述一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)范圍圍閉一種或多種多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油的CCS VIS和Noack揮發(fā)度的所需值，所述多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)油選自5W-XX級(jí)、IOW-XX級(jí)、 15W-XX級(jí)和它們的組合。
全文摘要
提供了預(yù)測(cè)基礎(chǔ)油性能的方法，和調(diào)合圖。所述用于預(yù)測(cè)基礎(chǔ)油性能的方法包括選擇兩種基礎(chǔ)料，并且制得具有兩種基礎(chǔ)料在低溫下的粘度性能和揮發(fā)度以及在它們之間的曲線，該曲線用于預(yù)測(cè)兩種基礎(chǔ)料的調(diào)合物是否將滿足成品潤(rùn)滑劑要求。
文檔編號(hào)G01N11/00GK102227634SQ200980147417
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月1日
發(fā)明者B·K·洛克, J·M·羅森鮑姆, K·A·赫凌, R·J·斯科納德雷, S·C·戴斯金 申請(qǐng)人:雪佛龍美國(guó)公司