包括高含量单环烷烃和低含量多环烷烃的润滑基础油的成品润滑剂的制作方法

专利名称：包括高含量单环烷烃和低含量多环烷烃的润滑基础油的成品润滑剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成品润滑剂的生产方法，包括以下步骤a)对合成气进行费托合成提供产物流；b)从所述产物流中分离出氮和硫总含量低于约30ppm且氧含量低于约1wt％的主要为石蜡的原料；c)用含贵金属加氢组分的择形中孔分子筛实施加氢异构化脱蜡反应使所述主要为石蜡的原料脱蜡，其中加氢异构化温度在约600(315℃)到约750(399℃)之间，从而生产出异构化油；d)将所述异构化油加氢精制，从而生产出如下润滑基础油含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数低、含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数高且含单环烷烃分子的重量百分数与含多环烷烃分子的重量百分数之比高；和e)将所述润滑基础油与至少一种润滑剂添加剂调合。
本发明还涉及通过本文所公开方法生产的成品润滑剂的组合物及其应用。本方法能生产氧化稳定性优异、磨耗低、粘度指数高、挥发度低、低温性能良好和添加剂溶解性良好及弹性体相容性良好的成品润滑剂。本成品润滑剂满足各种成品润滑剂包括多效机油和自动传动液的技术规范。
背景技术：
包括汽车、柴油发动机、天然气发动机、车轴、变速箱和工业用途在内的许多应用中使用的成品润滑剂和润滑脂由两种通用组分即润滑基础油和添加剂构成。润滑基础油是这些成品润滑剂中的主要成分，对成品润滑剂性能的贡献很大。一般来说，通过变动各润滑基础油和各添加剂的混合物就能用少量几种润滑基础油生产各种各样的成品润滑剂。
许多管理机构包括原件设备制造商(OEM’s)、美国石油协会(API)、欧洲汽车制造协会(ACEA)、美国试验和材料学会(ASTM)、汽车工程师协会(SAE)和美国润滑脂学会(NLGI)等规定了润滑基础油和成品润滑剂的技术规范。成品润滑剂的技术规范日益要求产品低温性能优异、氧化稳定性高、挥发度低且添加剂溶解性及弹性体相容性良好。目前所生产的基础油只有很少一部分能满足一流润滑剂产品的技术要求。
先有技术中包括高度饱和润滑基础油的成品润滑剂或是环烷烃含量很低，或是存在环烷烃时大量环烷烃是多环烷烃。润滑基础油和成品润滑剂中希望有一定量的环烷烃来提供添加剂溶解性和弹性体相容性。多环烷烃不如单环烷烃理想，因为它们使粘度指数降低、氧化稳定性下降且使Noack挥发度上升。
环烷烃含量很低的高度饱和润滑基础油的例子是聚α-烯烃和由费托过程生产的GTL基础油，如EPA1114124、EPA1114127、EPA1114131、EPA776959、EPA668342和EPA1029029中所述。WO 02/064710中描述了先有技术的由费托蜡制成的高环烷烃含量润滑基础油(GTL基础油)。WO 02/064710中基础油的例子具有很低的倾点，环烷烃含量在10到40％(重)之间，单环烷烃与多环烷烃之比小于15。WO 02/064710中润滑基础油的粘度指数在140以下。Noack挥发度在6到14％(重)之间。WO 02/064710中润滑基础油经过重度脱蜡处理获得低倾点，其产率较未经重度脱蜡的油低。
WO 02/064710中用于制备基础油的蜡原料至少60或更多个碳原子的化合物与至少30个碳原子的化合物之重量比大于0.20。这些蜡原料不像含至少60或更多个碳原子的化合物与含至少30个碳原子的化合物之重量比更低的原料那样丰富。WO 02/064710中的方法要求先将蜡原料加氢裂化/加氢异构化，然后是降凝步骤。这两步中都存在润滑基础油收率损失。为证明这一点，WO 02/064710的实施例1中，单在加氢裂化/加氢异构化一个步骤中沸点在370℃以上的化合物转化成沸点在370℃以下的化合物的转化率就为55％(重)。随后的降凝步骤使沸点370℃以上产物的收率进一步下降。沸点在370℃(700)以下的化合物因其粘度低通常不作为润滑基础油回收。由于高转化率所致收率损失，该方法需要至少60或更多个碳原子的化合物与至少30个碳原子的化合物之比高的原料。
WO 02/064711和WO 02/070636中描述了包含由费托蜡制成的含至少一个环烷烃官能团的分子总重量百分数高的GTL基础油的成品润滑剂。这两个申请均使用WO 02/064710中提及的基础油，但不是最佳的，因为其单环烷烃与多环烷烃之比小于15，粘度指数小于140，而且芳烃含量可能大于0.30％(重)。WO 02/064711提及一种0W-XX级机油，WO 02/070636提及一种自动传动液。WO 02/064711实施例3中的0W-XX级机油是用单环烷烃与多环烷烃之比为13、粘度指数为125的润滑基础油制成的，其粘度指数改进剂含量相当高，为10.56％(重)。WO 02/070636实施例6中的自动传动液是用芳烃含量0.8％(重)而且粘度指数为122的润滑基础油制成的。
由大多数费托过程或聚α-烯烃制得的润滑基础油因其饱和烃含量高且环烷烃含量低可能表现出较差的添加剂溶解性。制备成品润滑剂所用添加剂通常有极性官能团，因此可能不溶或仅微溶于润滑基础油。为解决添加剂在环烷烃含量低的高度饱和润滑基础油中溶解性差的问题，目前使用各种助溶剂如合成酯。但这些合成酯很贵，因而用含有合成酯的润滑基础油(有可接受的添加剂溶解性)调合的成品润滑剂也很贵。这些成品润滑剂的高价格使环烷烃含量低的高度饱和润滑基础油的应用目前仅限于特殊用途的小市场。
美国专利申请US-A-20030088133中提及由1)烷基化环烷烃和2)费托过程衍生的高石蜡族润滑基础油组成的润滑基础油调合油改善了费托过程衍生的高石蜡润滑基础油的添加剂溶解性。该申请的调合油中所用的包括烷基化环烷烃的润滑基础油很可能还含有高含量的芳烃(大于30wt％)，因而与费托过程衍生的润滑基础油调合所得调合油将含有大于0.30wt％的芳烃。芳烃含量高将导致粘度指数和氧化稳定性降低。
所希望的成品润滑剂是包括具有很低芳烃含量、高单环烷烃含量且极少或没有多环烷烃的润滑基础油，具有适度低的倾点从而可使其以高收率产出且具有良好的添加剂溶解性和弹性体相容性。还希望具有这些性质的成品润滑剂另具有优异的氧化稳定性、磨耗低、粘度指数高、挥发度低且低温性能良好。成品润滑剂应满足各种各样的现代润滑剂包括多效机油和自动传动液的技术规范。本发明提供这些成品润滑剂及其制备方法。

发明内容
本发明涉及一种成品润滑剂的生产方法，包括以下步骤a)对合成气进行费托合成提供产物流；b)从所述产物流中分离出氮和硫总含量低于约30ppm而且氧含量低于约1wt％的主要为石蜡的原料；c)用含贵金属加氢组分的择形中孔分子筛实施加氢异构化脱蜡操作使所述主要为石蜡的原料脱蜡，其中加氢异构化温度在约600(315℃)到约750(399℃)之间，从而生产出异构化油；d)将所述异构化油加氢精制，从而生产出具有以下特征的润滑基础油含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30、含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于10且含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15；和e)将所述润滑基础油与至少一种润滑剂添加剂调合。
本发明还涉及一种成品润滑剂的生产方法，包括以下步骤a)对合成气进行费托合成提供产物流；b)从所述产物流中分离出氮和硫总含量低于约30ppm而且氧含量低于约1wt％的主要为石蜡的原料；c)用含贵金属加氢组分的择形中孔分子筛实施加氢异构化脱蜡操作使所述主要为石蜡的原料脱蜡，其中加氢异构化温度在约600(315℃)到约750(399℃)之间，从而生产出异构化油；d)将所述异构化油加氢精制，从而生产出具有以下特征的润滑基础油含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30、含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于100℃下以cSt为单位的运动粘度乘3且含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15；和e)将所述润滑基础油与至少一种润滑剂添加剂调合。
本发明还涉及一种成品润滑剂组合物，包含润滑基础油和至少一种润滑剂添加剂，其中所述润滑基础油有以下特征含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30、含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于10且含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15。此外，本发明还涉及一种成品润滑剂组合物，包含润滑基础油和至少一种润滑剂添加剂，其中所述润滑基础油有以下特征含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30、含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于100℃下以cSt为单位的运动粘度乘3且含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15。
本发明还涉及一种成品润滑剂，是通过包括以下步骤的方法制备的a)对合成气进行费托合成提供产物流；b)从所述产物流中分离出氮和硫总含量低于约30ppm而且氧含量低于约1wt％的主要为石蜡的原料；c)用含贵金属加氢组分的择形中孔分子筛实施加氢异构化脱蜡操作使所述主要为石蜡的原料脱蜡，其中加氢异构化温度在约600(315℃)到约750(399℃)之间，从而生产出异构化油；d)将所述异构化油加氢精制，从而生产出润滑基础油；和e)将所述润滑基础油与至少一种润滑剂添加剂调合。
本发明还涉及成品润滑剂作为机油、自动传动液、重载传动液、助力转向液或工业齿轮油的应用，所述成品润滑剂包括a)含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30、含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于10且含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15的润滑基础油，和b)至少一种润滑剂添加剂。另一实施方案中，本发明涉及成品润滑剂作为机油、自动传动液、重载传动液、助力转向液、或工业齿轮油的应用，所述成品润滑剂包括a)含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30、含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于100℃下以cSt为单位的运动粘度乘3且含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15的润滑基础油，和b)至少一种润滑剂添加剂。
采用本发明方法能制备出具有优异的氧化稳定性、磨耗低、粘度指数高、挥发度低、低温性能良好、添加剂溶解性良好而且弹性体相容性良好的成品润滑剂。本发明的成品润滑剂可用于各种各样的用途，包括例如自动传动液和多效机油。
由于润滑基础油具有优异的添加剂稳定性和弹性体相容性，所以可用极少或不用酯类助溶剂的条件下配制成品润滑剂。由于润滑基础油具有如此高的粘度指数，所以可在极少或不用粘度指数改进剂的条件下用其配制成品润滑剂。优选实施方案中，成品润滑剂将产生低水平磨耗，且抗磨添加剂的需要量将更少。
制备本发明成品润滑剂所用润滑基础油中含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数很低使氧化稳定性极好而且粘度指数高。含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数高使润滑基础油和包括该润滑基础油的成品润滑剂的添加剂稳定性和弹性体相容性得到改善。含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比很高(或单环烷烃含量高而多环烷烃极少甚至没有)使润滑基础油和成品润滑剂中环烷烃的组成得到优化。不太希望有多环烷烃，因为它们会显著降低粘度指数、氧化稳定性和Noack挥发度。
附图简述

图1示出100℃下以cSt为单位的运动粘度对以℃为单位的倾点/100℃下以cSt为单位的运动粘度绘制的曲线，供计算基础油倾点因子的等式之用基础油倾点因子＝7.35×Ln(100℃下运动粘度)-18，其中Ln(100℃下运动粘度)是以“e”为底的100℃下以cSt为单位的运动粘度的自然对数。
发明详述成品润滑剂包括润滑基础油和至少一种添加剂。润滑基础油是成品润滑剂最重要的组分，通常占成品润滑剂的70％以上。成品润滑剂可用于汽车、柴油发动机、车轴、变速箱和工业应用。成品润滑剂必须满足有关管理机构针对其应用目标所规定的技术规范。
可与本发明润滑基础油调合来提供成品润滑剂组合物的添加剂包括欲改善成品润滑剂选定性能的添加剂。典型的添加剂例如包括抗磨剂、EP剂(极压添加剂)、清净剂、分散剂、抗氧剂、降凝剂、粘度指数改进剂、粘度调节剂、摩擦改进剂、破乳剂、抗泡剂、缓蚀剂、防锈剂、密封溶胀剂、乳化剂、润湿剂、润滑性能改进剂、金属钝化剂、胶凝剂、增粘剂、杀菌剂、降滤失剂、和着色剂等。
典型地，成品润滑剂中添加剂总量为成品润滑剂的约0.1至约30％(重)。但因本发明润滑基础油具有优异的性能，包括氧化稳定性优异、磨耗低、粘度指数高、挥发度低、低温性能良好、添加剂溶解性良好而且弹性体相容性良好，为满足成品润滑剂的技术规范所需添加剂的量可比通过其它方法制备的基础油的典型需要量更少。在配制成品润滑剂过程中添加剂的使用方法在文献中有记载，为本领域技术人员公知。
在本发明之前制备的包含芳烃含量很低的润滑基础油的成品润滑剂或是用环烷烃含量很低的润滑基础油配制的，或是用环烷烃含量高且多环烷烃达到可观水平的和/或倾点很低的润滑基础油配制的。在本发明之前的含大于10％(重)环烷烃和低芳烃含量的润滑基础油中已知的最高单环烷烃与多环烷烃之比为13∶1。此高比例润滑基础油来自WO 02/064710的基础油实施例3。该实施例基础油的倾点很低，为-45℃，表明它已重度脱蜡。基础油重度脱蜡至低倾点将使收率比脱蜡至更适度倾点的润滑基础油明显下降。该基础油的粘度指数仅为125。在WO 02/064711实施例3中该基础油用于0W-30机油。
希望在润滑基础油和成品润滑剂中含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数高，因为环烷烃能给这些产品赋予添加剂溶解性和弹性体相容性。还希望润滑基础油中含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比很高(或单环烷烃含量高而多环烷烃极少甚至没有)，因为多环烷烃会使氧化稳定性降低、使粘度指数下降且使Noack挥发度上升。V.J.Gatto，et al，“The Influence ofChemical Structure on the Physical Properties and AntioxidantResponse of Hydrocracked Base Stocks and Polyalphaolefins”，J.Synthetic Lubrication 19-1，April 2002，pp3-18中给出了多环烷烃的影响模型。
得益于本发明，制成氧化稳定性优异、磨耗低、粘度指数高、挥发度低、低温性能良好、添加剂溶解性良好而且弹性体相容性良好的成品润滑剂。这些成品润滑剂可用包括以下步骤的方法获得a)对合成气进行费托合成提供产物流；b)从所述产物流中分离出氮和硫总含量低于约30ppm而且氧含量低于约1wt％的主要为石蜡的原料；c)用含贵金属加氢组分的择形中孔分子筛实施加氢异构化脱蜡操作使所述主要为石蜡的原料脱蜡，其中加氢异构化温度在约600(315℃)到约750(399℃)之间，从而生产出异构化油；d)将所述异构化油加氢精制，从而生产出有以下特征的润滑基础油含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30、含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于10且含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比高(大于15)；和e)将所述润滑基础油与至少一种润滑剂添加剂调合。
或者，上述方法的步骤d)可改为d)将所述异构化油加氢精制，从而生产出有以下特征的润滑基础油含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30、含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于100℃下以cSt为单位的运动粘度乘3且含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15。
运动粘度是流体在重力下流动阻力的量度。许多润滑基础油、由其制成的成品润滑剂和设备的正确运转都取决于所用流体要有适当粘度。采用ASTM D 445-01方法来测定运动粘度。结果以厘沲(cSt)为单位报告。本发明润滑基础油的运动粘度在约2到约20cSt之间、优选在约2到约12cSt之间。
倾点是在谨慎控制条件下测量试样即将开始流动时的温度。倾点可按ASTM D 5950-02所述进行测定。结果以摄氏度为单位报告。许多商品润滑基础油都有倾点的说明。润滑基础油具有低倾点时，它们很可能还有其它良好的低温性能，如低浊点、低冷滤堵塞点、低布氏粘度和低温启动粘度。浊点是与倾点互补的一种量度，表示在严格规定的条件下润滑基础油试样开始出现混浊的温度。浊点例如可用ASTM D5773-95方法测定。还希望润滑基础油具有小于约35℃的倾-浊点跨度。倾-浊点跨度较高则需要将润滑基础油处理至很低倾点以满足浊点要求。本发明润滑基础油的倾-浊点跨度一般小于约35℃、优选小于约25℃、更优选小于约10℃。浊点一般在+30至-30℃的范围内。
已发现用TGA Noack及类似方法测定的发动机油的Noack挥发度与车辆发动机的油耗有关联。严格要求低挥发度是近来机油规范如欧洲的ACEA A-3和B-3及北美的SAE J300-01和ILSAC GF-3的重要方面。任何为车用机油而开发的新润滑基础油的Noack挥发度都应不大于目前常规的I或II类轻质中性油。本发明润滑基础油的Noack挥发度很低，一般低于用以下等式计算的量Noack挥发度(wt％)＝1000×(100℃下运动粘度)-2.7。优选实施方案中，Noack挥发度低于用以下等式计算的量Noack挥发度(wt％)＝900×(100℃下运动粘度)-2.8。
Noack挥发度定义为在250℃和大气压以下20mmHg(2.67kPa；26.7mbar)条件下加热试验坩锅内的油，以恒定流量的空气抽吸60分钟后油质量的损失(以重量百分数表示)(ASTM D 5800)。一种更方便且与ASTM D-5800很关联的计算Noack挥发度的方法是采用按ASTMD-6375-99进行的热重分析试验(TGA)。除非另有说明，本文中全部使用TGA Noack挥发度。
本发明的成品润滑剂可与其它基础油调合以改善或改变其性能(例如粘度指数、氧化稳定性、倾点、硫含量、牵引系数或Noack挥发度)。可与本发明润滑基础油调合的基础油的例子是常规的I类基础油、常规的II类基础油、常规的III类基础油、其它GTL基础油、异构化石蜡、聚α-烯烃、聚内烯烃、来自费托过程衍生原料的低聚烯烃、二酯、多元醇酯、磷酸酯、烷基化芳烃、烷基化环烷烃及其混合物。
蜡原料制备本发明润滑基础油所用蜡原料主要为氮和硫总含量低于约30ppm的石蜡属，氧含量低于约1wt％、优选低于0.6wt％、更优选低于0.2wt％。多数情况下，主要为石蜡的原料中氧含量在0.01到0.90wt％之间。该原料用ASTM D 721测定的含油量低于10wt％。对于本发明而言，“主要为石蜡”定义为按ASTM D 5442用气相色谱分析有大于约75％质量的正构链烷烃。
氮的测定按ASTM D 4629-96方法，将主要为石蜡的原料熔化，然后进行氧化燃烧和化学发光检测法来测量氮。该测试方法的更多描述在US 6,503,956中，引入本文供参考。
硫的测定按ASTM 5453-00方法，将主要为石蜡的原料熔化，然后用紫外荧光法测量硫。该测试方法的更多描述在US 6,503,956中。
氧的测定按ASTM E385-90(2002)方法用中子活化分析法测量氧。
适用于本发明的蜡原料有沸点大于650的有效馏分。按ASTM D6352法测定的蜡原料的T90沸点优选在660和1200之间、更优选在900和1200之间、最优选在1000和1200之间。T90意指90％(重)原料的沸点比此温度更低。
该蜡原料中至少60个碳的分子与至少30个碳的分子之重量比优选小于0.18。至少60个碳的分子与至少30个碳的分子之重量比通过以下方法测定1)用ASTM D 6352模拟蒸馏测量费托蜡的沸点分布；2)用ASTM D 6352-98的表1中公布的正构链烷烃的沸点，将这些沸点换算成碳数的重量百分数分布；3)计算碳数为30或更大的产物的重量百分数之和；4)计算碳数为60或更大的产物的重量百分数之和；5)用碳数为60或更大的产物的重量百分数之和除以碳数为30或更大的产物的重量百分数之和。本发明的其它优选实施方案使用至少60个碳的分子与至少30个碳的分子之重量比小于0.15或小于0.10的费托蜡。
适用于本发明方法的蜡原料的沸程分布可有相当大的变化。例如，T90和T10沸点(用ASTM D 6352法测定)之差可大于95℃、大于160℃、大于200℃或者甚至大于225℃。
费托合成和费托蜡用于本方法的蜡原料优选是由费托合成过程产生的费托蜡。费托合成过程中，包含氢气和一氧化碳混合物的合成气与费托催化剂在适合的温度和压力反应条件下接触生成液态和气态烃。费托反应通常在以下条件下进行温度约300至约700(约150至约370℃)、优选约400至约550(约205至约230℃)，压力约10至约600psia(0.7至41bar)、优选30至300psia(2至21bar)，和催化剂空速约100至约10000cc/g/hr、优选300至3000cc/g/hr。
来自费托合成过程的产物可在C1至C200+烃的范围内，多数在C5-C100+范围内。费托合成过程可视为聚合反应。应用聚合动力学，单参数等式可描述全部产物分布，称为Anderson-Shultz-Flory(ASF)分布Wn＝(1-α)2×n×αn-1其中Wn为碳数n的产物的重量分数，α为ASF链增长几率。α值越高，平均链长就越长。本发明费托蜡的C20+馏分的ASF链增长几率在约0.85和约0.915之间。
费托反应可在各种类型的反应器例如有一或多个催化剂床的固定床反应器、淤浆反应器、流化床反应器或不同类型反应器的组合中进行。这类反应方法和反应器是公知的，在文献中有记载。本发明实际操作优选采用的淤浆费托法将优异的传热(和传质)特性用于此剧烈放热的合成反应且当使用钴催化剂时能生产出较高分子量的链烷烃。淤浆法中，包含氢气和一氧化碳混合物的合成气作为第三相向上鼓泡通过浆液，该浆液包括一种分散并悬浮于浆液中的粒状费托类烃合成催化剂，还包括反应条件下为液体的合成反应烃产品。氢气与一氧化碳之摩尔比可在约0.5至约4的宽范围内，但更典型地在约0.7至约2.75的范围内，优选为约0.7至约2.5。EP 0609079中提及一种特别优选的费托过程，也全部引入本文供参考。
适合的费托催化剂包括一或多种第VIII族催化金属如Fe、Ni、Co、Ru和Re，优选钴。此外，适合的催化剂可还包含促进剂。因此，优选的费托催化剂包括担载在适当无机载体材料上的有效量的钴和Re、Ru、Pt、Fe、Ni、Th、Zr、Hf、U、Mg和La之一或多种，所述载体材料优选包括一或多种耐高温金属氧化物。一般地，催化剂中钴的存在量为总催化剂组合物的约1和约50％重之间。该催化剂可还包含碱性氧化物促进剂如ThO2、La2O3、MgO和TiO2，诸如ZrO2、贵金属(Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir)、货币金属(Cu、Ag、Au)和其它过渡金属如Fe、Mn、Ni和Re的促进剂。适合的载体材料包括氧化铝、氧化硅、氧化镁和氧化钛，或其混合物。含钴催化剂的优选载体包括氧化钛。适用的催化剂及其制备方法是已知的，且在US 4,568,663中例示说明，只是用来举例说明而非限制催化剂的选择。
加氢异构化脱蜡根据本发明，通过在足以产出具有所期望环烷烃组成和适度倾点的润滑基础油的条件下进行加氢异构化脱蜡反应使主要为石蜡的原料脱蜡。本发明加氢异构化条件通常要控制在能使蜡原料中沸点约700以上化合物转化成沸点约700以下化合物的转化率在约10到50wt％之间，优选在15到45wt％之间。加氢异构化脱蜡是要通过在分子结构中选择性增加支化来改善润滑基础油的冷流性能。理想地，加氢异构化脱蜡将实现蜡状原料高转化率至非蜡状异构链烷烃同时裂化转化率最小化。
用择形中孔分子筛实施加氢异构化反应。适用于本发明的加氢异构化催化剂包括担载于耐高温氧化物载体上的择形中孔分子筛和催化活性金属加氢组分。本文所用术语“中孔”意指多孔无机氧化物处于焙烧形式时结晶学自由直径在约3.9至约7.1埃的范围内。用于实施本发明的择形中孔分子筛一般为1-D 10-、11-或12-环分子筛。本发明最优选的分子筛是1-D 10-环变体，其中10-(或11-或12-)环分子筛有10(或11或12)个通过氧连接的四面体配位原子(T-原子)。在1-D分子筛中，这些10-(或更大)环孔相互平行而不互连。但应注意，本发明分子筛的定义中还可包括符合中孔分子筛的广义定义但包括有8-元环的交叉孔的1-D 10-环分子筛。沸石内孔道按1-D、2-D和3-D分类由R.M.Barrer在1984年NATO ASI Series出版的沸石科学与技术(F.R.Rodrigues，L.D.Rollman和C.Naccache编辑) 中制定的，该分类方法引入本文供参考(尤其参见75页)。
优选用于加氢异构化脱蜡反应的择形中孔分子筛是基于磷酸铝的，如SAPO-11、SAPO-31和SAPO-41。更优选SAPO-11和SAPO-31，最优选SAPO-11。SM-3是特别优选的择形中孔SAPO，其晶体结构属于SAPO-11分子筛范围。SM-3的制备方法及其特性描述于US 4,943,424和5,158,665中。其它优选用于加氢异构化脱蜡反应的择形中孔分子筛是沸石，如ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-48、ZSM-57、SSZ-32、菱钾沸石和镁碱沸石。更优选是SSZ-32和ZSM-23。
优选中孔分子筛的特征在于有选定的孔道结晶学自由直径、选定的微晶大小(对应于选定的孔道长度)和选定的酸度。本分子筛所期望的孔道结晶学自由直径在约3.9至约7.1埃的范围内，最大结晶学自由直径不大于7.1而最小结晶学自由直径不小于3.9埃。优选最大结晶学自由直径不大于7.1而最小结晶学自由直径不小于4.0埃。最优选最大结晶学自由直径不大于6.5而最小结晶学自由直径不小于4.0埃。分子筛孔道的结晶学自由直径公开在的Ch.Baerlocher、W.M.Meier和D.H.Olson编著的“晶体骨架类型图谱”第十五次修订版(Elsevier出版社，2001)10-15页中，引入本文供参考。
如果不知道分子筛孔道的结晶学自由直径，则可用标准的吸附技术和已知最小动力学直径的烃类化合物测量分子筛的有效孔径。参见Breck的《沸石分子筛)》(1974)(尤其是第8章)；Anderson等人J.Catalysis 58，114(1979)和US 4,440,871，其相关部分引入本文供参考。在吸附测量法测定孔径的操作中，要采用标准技术。按挤出物形式的粒状分子考虑是很方便的，若某种分子未在少于约10分钟以内(p/po＝0.5；25℃)达到其在分子筛上平衡吸附值的至少95％则认为该分子被排除，非常方便。中孔分子筛通常几乎能无阻碍地容许动力学直径为5.3至6.5埃的分子进入。
优选用于本发明的加氢异构化脱蜡催化剂应有足够的酸度使其0.5g置于管式反应器内时在370℃、1200psig的压力、160ml/min的氢气流量和1ml/hr的进料速度条件下使至少50％的十六烷转化。在致使正十六烷(n-C16)以96％的转化率转化成其它物质的条件下使用时，所述催化剂还能显示出40％或更高的异构化选择性(异构化选择性如下确定100×(产品中支链C16的％(重))/(产品中支链C16的％(重)+产品中C13-的％(重))。
适用于本发明的加氢异构化脱蜡催化剂包括催化活性加氢贵金属。催化活性加氢金属的存在得以使产品改进，尤其是粘度指数和稳定性得到改进。特别优选贵金属铂和钯，最优选铂。如果使用铂和/或钯，活性加氢金属的总量典型地在总催化剂的0.1至5％(重)的范围内，通常为0.1至2％(重)，而且不超过10％(重)。
所述耐高温氧化物载体可选自常用于催化剂的那些氧化物载体，包括氧化硅、氧化铝、氧化硅-氧化铝、氧化镁、氧化钛及其组合。
加氢异构化脱蜡的条件取决于所用原料、所用催化剂、催化剂是否被硫化、所期望的收率、和所期望的润滑基础油性质。可本发明加氢异构化方法的实施条件包括温度约600至约750(约315至约399℃)、优选约600至约700(约315至约371℃)到压力约15至约3000psig、优选100至2500psig。本文中加氢异构化脱蜡反应压力意指加氢异构化反应器内氢气分压，但氢气分压与总压基本相同(或者近似相同)。接触过程中液时空速一般为约0.1至20hr-1、优选约0.1至约5hr-1。氢/烃比在约1.0至约50mol H2/mol烃的范围内，更优选约10至约20mol H2/mol烃。适用于进行加氢异构化的条件描述于US5,282,958和5,135,638中，其内容全部引入本文供参考。
加氢异构化脱蜡工艺过程中反应区内存在氢气，氢气/原料比典型为约0.5至30MSCF/bbl(千标准立方英尺/桶)、优选约1至约10MSCF/bbl。通常，氢气要与产品分离并循环回反应区。
加氢处理和加氢精制加氢处理意指一种催化过程，通常在游离氢存在下进行，其主要目的是从原料中脱除各种金属污染物如砷、铝和钴、杂原子如硫和氮、含氧化合物或芳烃。一般来说，在加氢处理操作中，烃分子的裂化反应即较大烃分子分裂成较小烃分子的反应最小化，且不饱和烃或全部或部分被加氢。送入本发明过程的蜡状进料在加氢异构化脱蜡之前优选进行加氢处理。
进行加氢处理操作中所用催化剂是本领域公知的。参见例如US4,347,121和4,810,357，其中关于加氢处理、加氢裂化和各工艺中所用典型催化剂的总述全部引入本文供参考。适用的催化剂包括来自第VIIIA(按国际理论和应用化学联合会1975规则)的贵金属，如担载在氧化铝或硅质基体之上的铂或钯，及第VIII族和第VIB族金属，如担载在氧化铝或硅质基体之上的镍-钼或镍-锡。US 3,852,207描述一种适用的贵金属催化剂及温和的条件。其它适用的催化剂描述在例如US4,157,294和3,904,513中。非贵金属的加氢金属如镍-钼通常以氧化物形式存在于最终催化剂组合物中，但通常以其还原形式或当所含金属易形成硫化物时以硫化形式使用。优选的非贵金属催化剂包含超过约5％(重)、优选约5至约40％(重)的钼和/或钨，和至少约0.5、一般约1至约15％(重)的镍和/或钴，按相应的氧化物计。含贵金属如铂的催化剂包含超过0.01％金属，优选在0.1到1.0％之间。也可组合使用贵金属，如铂和钯的混合物。
典型的加氢处理条件在宽范围内变动。一般来说，总LHSV为约0.25至2.0、优选约0.5至1.5。氢气分压大于200psia、优选在约500至约2000psia的范围内。氢气循环速度通常大于50SCF/Bbl、优选在1000和5000SCF/Bbl之间。反应器内温度在约300至约750(约150至约400℃)的范围内、优选在450至725(230至385℃)的范围内。
本发明润滑基础油生产工艺中，加氢处理作为加氢异构化脱蜡之后的一个步骤。该步骤(本文称为加氢精制)是要通过除去痕量的芳烃、烯烃、有色体和溶剂改善产品的氧化稳定性、UV稳定性和外观。本文所用术语UV稳定性意指润滑基础油或成品润滑剂暴露于UV光和氧气时的稳定性。暴露于紫外光和空气的情况下生成可见沉淀物(通常看见絮状物或混浊)或呈现较暗颜色时表示不稳定。加氢精制的概述可见US 3,852,207和4,673,487。用粘土处理除去这些杂质是可供选择的最后工艺步骤。
分馏可选地，本发明可包括加氢异构化脱蜡之前主要为石蜡的原料的分馏或润滑基础油的分馏。一般通过常压或真空蒸馏、或常压和真空蒸馏组合实现将主要为石蜡的原料或润滑基础油分馏成多个馏分。常压蒸馏通常用于使较轻馏分如石脑油和中间馏分与初沸点高于约600至约750(约315至约399℃)的塔底馏分分离。在较高温度下，可能发生烃的热裂化导致设备结垢而且使重馏分收率下降。真空蒸馏通常用于将沸点较高的原料如润滑基础油馏分分离成不同沸程的馏分。将润滑基础油分馏成不同沸程的馏分使润滑基础油制造厂能生产多个等级或粘度的润滑基础油。
溶剂脱蜡加氢异构化脱蜡之后，可任选地利用溶剂脱蜡从润滑基础油中除去少量的残留蜡状分子。溶剂脱蜡这样进行使润滑基础油溶于溶剂如甲乙酮、甲基异丁基酮或甲苯，或者使蜡分子沉淀，如ChemicalTechnology of Petroleum，3rd Edition，William Gruse and DonaldSteyens，McGraw-Hill Book Company，Inc.，New York，1960，p566-570中。也参见US 4,477,333、3,773,650和3,775,288。
润滑基础油的烃组成通过洗脱柱色谱法ASTM D 2549-02测定，本发明润滑基础油有大于95％(重)的饱和烃。烯烃存在量小于通过长持续时间的C13核磁共振波谱法(NMR)可检测出的量。通过HPLC-UV测定，而且通过为测量低量芳烃改良的ASTM D 5292-99证实，含至少一个芳族官能团的分子的存在量小于0.3％(重)。优选实施方案中，含至少一个芳族官能团的分子的存在量小于0.10％(重)、优选小于0.05％(重)、更优选小于0.01％(重)。硫的存在量小于25ppm、更优选小于1ppm，按ASTM D5453-00通过紫外荧光测定。
通过HPLC-UV测量芳烃
用来测量本发明润滑基础油中低含量的有至少一个芳族官能团分子的方法使用Hewlett Packard 1050 Series Quaternary Gradient高效液相色谱(HPLC)系统，与HP 1050 Diode-Array UV-Vis检测器连接，该检测器与HP Chem-station对接。基于其UV光谱图及其洗脱时间确定高度饱和润滑基础油中的各芳烃。用于此分析的氨基柱主要基于其环数(或更正确地说基于其双键数)辨别芳族分子。因此，含有单环芳烃的分子首先洗脱，然后是多环芳烃，按每分子双键数递增的顺序。对于有类似双键特征的芳烃，环上只有烷基取代的芳烃比有环烷烃取代的芳烃更早地洗脱。
通过其峰电子跃迁相对于纯模型化合物类似物都向红色偏移且偏移程度与环系上烷基和环烷取代的量有关这一事实由其UV吸收光谱明确辨别各种基础油的芳烃多少有些复杂。公知这些向红偏移是因芳环中π-电子的烷基离位造成的。由于润滑剂沸程内几乎没有未取代的芳族化合物，所以预计而且观察到所有主要芳基都有一定程度的向红偏移而且一致。
在适合于该芳烃的保留时间窗内对由每类化合物最优波长制得的色谱图求积分确定洗脱的芳族化合物的量。通过人工评价不同时间洗脱化合物的各吸收光谱并根据其与模型化合物吸收光谱的定性相似度将其分入适合的芳烃类确定各芳烃类的保留时间窗界限。极少例外，在高度饱和的API Group II和III润滑基础油中仅观察到五类芳族化合物。
HPLC-UV校准即使在含量很低的情况下，也可用HPLC-UV鉴定这些类型的芳族化合物。多环芳烃通常比单环芳烃的吸收强10至200倍。烷基取代也对吸收有约20％的影响。因而，重要的是用HPLC分离和鉴定各种芳烃而且知道它们如何有效地吸收。
鉴定五类芳烃化合物。除最高保留的烷基单环芳环烷烃和最低保护的烷基萘之间有小的交迭外，这些类芳族化合物都是基线分辨的。通过垂直下降法确定在272nm共洗脱的1-环和2-环芳烃的积分界限。先基于与所述取代芳烃类似物最接近的光谱峰吸收由纯模型化合物混合物构建Beer’s Law曲线确定每类芳烃与波长有关的响应因子。
例如，基础油中的烷基-环己基苯分子在272nm显示出特征峰吸收，对应于未取代四氢化萘模型化合物在268nm的相同(禁阻)跃迁。基础油试样中烷基-1-环芳环烷烃的浓度这样计算假设其在272nm的摩尔吸收系数响应因子约等于四氢化萘在268nm的摩尔吸收系数，由Beer’s Law曲线计算。假设各类芳烃的平均分子量约等于总基础油试样的平均分子量计算芳烃的重量百分浓度。
通过完全HPLC色层分离法直接从润滑基础油中分离1-环芳烃进一步改进此校准方法。直接用这些芳烃校准消除了这些假设和与模型化合物相伴的不确定性。不出所料，分离的芳烃试样有比模型化合物更低的响应因子，因为其取代度更高。
更具体地，为精确地校准HPLC-UV法，用Waters半制备HPLC装置使取代苯芳烃与润滑基础油主体分离。将10g试样在正己烷中1∶1稀释，注入氨基键合的氧化硅柱上，5cm×22.4mm ID保护柱，接着两个8-12微米氨基键合氧化硅粒子的25cm×22.4mm ID柱(RaininInstruments，Emeryville，California制造)，用正己烷作为移动相，流速18ml/min。根据来自设定在265nm和295nm的双波长UV检测器的检测器响应分馏柱洗脱液。收集饱和馏分直至265nm吸收显示出0.01吸收单位的变化，这是单环芳烃洗脱开始的信号。收集单环芳烃馏分直至265和295nm之间的吸收比降至2.0，表示双环芳烃洗脱开始。再用色层分离法使单芳烃馏分与HPLC柱超载所致“尾”饱和馏分分离进行单环芳烃馏分的提纯和分离。此提纯的芳烃“标准样品”显示烷基取代使摩尔吸收系数响应因子比未取代四氢化萘减小约20％。
通过NMR确认芳烃通过长持续时间的C13NMR分析确认提纯的单芳烃标准样品中含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数。NMR比HPLC UV更容易校准，因为它仅测量芳族碳，所以该响应与被分析芳烃的类型无关。已知高度饱和润滑基础油中95-99％的芳烃是单环芳烃，将NMR结果由％芳族碳转换成％芳族分子(与HPLC-UV和D 2007一致)。
要精确地测量低达0.2％芳族分子的芳烃，需要大功率、长持续时间和良好的基线分析。
更具体地，为精确地通过NMR测量所有含至少一个芳族官能团的分子的低含量，对标准D 5292-99方法进行改良达到500∶1(按ASTM标准实验E 386)的最低碳灵敏度。采用在有10-12mm Nalorac探针的400-500MHz NMR上进行的持续15小时的试验。用Acorn PC积分软件定义基线的形状并一致地进行积分。试验过程中载频改变一次以避免使脂族峰在芳族区成像造成的人工现象。在载波频谱的任一侧记录光谱，分辨率明显改善。
通过FIMS测定环烷烃分布链烷烃比环烷烃的氧化稳定性更高，因而更理想。单环烷烃比多环烷烃的氧化稳定性更高。但润滑基础油中含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数很低时，添加剂溶解度低而且弹性体相容性差。有这些性质的基础油的例子是环烷烃少于约5％的聚α-烯烃和费托基础油(GTL基础油)。为改进成品润滑剂的这些性质，通常必须添加昂贵的助溶剂如酯。本发明润滑基础油有高重量百分数的含单环烷烃的分子和低重量百分数的含多环烷烃的分子，使之除添加剂溶解性和弹性体相容性良好之外还具有高氧化稳定性和高粘度指数。
本发明润滑基础油中饱和烃(正构链烷烃、异链烷烃和环烷烃)的分布通过场电离质谱法(FIMS)测定。FIMS光谱在VG 70VSE质谱仪上获得。试样通过固体探测器加入，以50℃/min的速度从约40℃加热至500℃。所述质谱仪以5秒/十个一组的速度从m/z40至m/z1000进行扫描。所得质谱合计产生一个“平均”质谱。用来自PC-MassSpec的软件包对各质谱进行C13校正。用近似纯支链烷烃与高环烷烃含量不含芳烃的基料的调合物评价FIMS电离效率。这些基础油中异链烷烃和环烷烃的电离效率基本相同。异链烷烃和环烷烃占本发明润滑基础油中饱和烃的多于99.9％。
本发明润滑基础油通过FIMS表征为链烷烃和含有不同环数的环烷烃。单环烷烃含有一个环，双环烷烃含有两个环，三环烷烃含有三个环，四环烷烃含有四个环，五环烷烃含有五个环，六环烷烃含有六个环。有多于一个环的环烷烃在本发明中称为多环烷烃。
一种实施方案中，本发明润滑基础油中含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于10、优选大于15、更优选大于20。它们的含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15、优选大于50、更优选大于100。本发明最优选的润滑基础油中含单环烷烃的分子重量百分数大于10，而含多环烷烃的分子重量百分数小于0.1，或者甚至没有含多环烷烃的分子。该实施方案中，润滑基础油在100℃下运动粘度在约2到约20cSt之间、优选在约2和约12cSt之间、最优选在约3.5和约12cSt之间。
本发明另一实施方案中，本发明润滑基础油中含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数与运动粘度之间有关系。即100℃下以cS t为单位的运动粘度越高，含至少一个环烷烃官能团的分子的总量越高。一种优选实施方案中，所述润滑基础油的含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于以cSt为单位的运动粘度乘3、优选大于15、更优选大于20；而且含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15、优选大于50、更优选大于100。该润滑基础油在100℃下运动粘度在约2和约20cSt之间、优选在约2和约12cSt之间。这些基础油的例子可有在约2到约3.3cSt之间的100℃下运动粘度而且含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数很高但小于10％(重)。
用于测量低含量芳烃的改良ASTM D 5292-99和HPLC-UV试验方法和用于表征饱和烃的FIMS试验方法描述在D.C.Kramer et al.，“Influence of Group II & III Base Oil Composition on VI andOxidation Stability”，the 1999 AIChE Spring National Meetingin Houston，March 16，1999中，其内容全部引入本文供参考。
虽然本发明蜡原料基本不含烯烃，基础油加工技术可能会引入烯烃，尤其是在高温下，因“裂化”反应。存在热或UV光的情况下，烯烃可聚合生成较高分子量的产物，可能使基础油着色或引起沉淀。本发明方法中一般可通过加氢精制或粘土处理除去烯烃。
基础油倾点因子优选实施方案中，本发明润滑基础油以℃为单位的倾点与100℃下以cSt为单位的运动粘度之比大于所述润滑基础油的基础油倾点因子。所述基础油倾点因子是100℃下运动粘度的函数，由以下等式计算基础油倾点因子＝7.35×Ln(100℃下运动粘度)-18，其中Ln(100℃下运动粘度)是“e”为底的100℃下以cSt为单位的运动粘度的自然对数。用于测量倾点的试验方法是ASTM D 5950-02。以1℃增量测定倾点。用于测量运动粘度的试验方法是ASTM D 445-01。图1中示出该等式的曲线图。
本发明优选实施方案中此倾点与运动粘度的关系还限定了各油粘度优选的倾点(以℃为单位)下限。对于本发明润滑基础油的优选实例，给定100℃运动粘度下的倾点下降＝基础油倾点因子×100℃下运动粘度。因此，优选2.5cSt润滑基础油的倾点下限为-28℃，优选4.5cSt润滑基础油的倾点下限为-31℃，优选6.5cSt润滑基础油的倾点下限为-28℃，优选10cSt润滑基础油的倾点下限为-11℃。通过选择适度低的倾点，可以高收率生产未过度脱蜡的油。多数情况下，本发明润滑基础油的倾点在-35和+10℃之间。
优选实施方案中，高倾点与100℃下运动粘度之比能使倾点控制在适度低的范围内，因而不需重度脱蜡。先有技术中生产环烷烃含量高而倾点很低的润滑基础油所需重度脱蜡使单环烷烃与多环烷烃之比降低，或许最重要的是使润滑基础油和成品润滑剂的总产率降低。
通过不同方法制得的基础油之间基础油倾点因子与所要环烷烃组成之间未必有关系。本发明润滑基础油的各种期望性能应独立地选择直至可针对特定的生产过程确定关系。
本发明基础油中添加常规的降凝剂是有利的。由于此有利影响，不必在损失收率的情况下使之过度脱蜡至很低倾点。添加降凝剂时，它们可调合成满足良好低温性能的苛刻要求的产品，如车用机油。
其它润滑基础油性能粘度指数本发明润滑基础油的粘度指数高。一种优选实施方案中，其粘度指数大于28×Ln(100℃下运动粘度)+95。例如，4.5cSt油的粘度指数大于137，6.5cSt油的粘度指数大于147。另一优选实施方案中，粘度指数大于28×Ln(100℃下运动粘度)+110。用于测量粘度指数的试验方法是ASTM D 2270-93(1998)。
苯胺点润滑基础油的苯胺点是苯胺与油的混合物分离的温度。ASTM D611-01b是用于测量苯胺点的方法。它提供该油对与之接触的物质如添加剂和弹性体的溶解能力的近似指标。苯胺点越低，油的溶解能力越大。由氮和硫总含量低于约30ppm的主要为石蜡的原料通过加氢异构化脱蜡制得的、含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30的先有技术润滑基础油趋于有高苯胺点，因而添加剂溶解性和弹性体相容性差。本发明润滑基础油中所有有至少一个环烷烃官能团的分子含量较高使苯胺点降低，因而添加剂溶解性和弹性体相容性改善。本发明润滑基础油的苯胺点趋于随着该润滑基础油在100℃下的运动粘度(cSt)改变。
一种优选实施方案中，本发明润滑基础油的苯胺点小于100℃下运动粘度的函数。优选该苯胺点的函数如下表示苯胺点()≤36×Ln(100℃下运动粘度)+200。
氧化稳定性由于本发明润滑基础油中芳烃和多环烷烃含量很低，所以其氧化稳定性优于大多数润滑基础油。
测量润滑基础油稳定性的一种便利方法是采用Oxidator BNTest，如Stangeland等在US 3,852,207中所述。Oxidator BN试验利用Dornte-型氧吸附装置测量抗氧化性。参见R.W.Dornte“Oxidation of White Oils”，Industrial and EngineeringChemistry，Vol.28，p26，1936。条件通常为在340下一大气压的纯氧气。以100g油吸收1000ml O2所用时间(小时)报告结果。在Oxidator BN试验中，每100g油使用0.8ml催化剂，油中包括添加剂包。所述催化剂是在煤油中可溶的金属环烷酸盐混合物。可溶性金属环烷酸盐混合物模拟所用曲轴箱油的平均金属分析。催化剂中金属含量如下铜＝6,927ppm；铁＝4,083ppm；铅＝80,208ppm；锰＝350ppm；锡＝3565ppm。添加剂包是80mmol二聚丙烯苯基二硫代磷酸锌/100g油或是约1.1g OLOA 260。Oxidator BN试验测量润滑基础油在模拟应用中的响应。数值高或吸收一升氧的时间长表示氧化稳定性良好。传统上认为Oxidator BN应在7小时以上。对于本发明，润滑基础油的Oxidator BN值大于约30小时、优选大于约40小时。
OLOA是Oronite Lubricating Oil Additiye的缩写，是ChevronOronite的注册商标。
Noack挥发度本发明润滑基础油的另一重要性质是Noack挥发度低。Noack挥发度定义为油在恒定流量的空气通过试验坩锅抽吸的试验坩锅内于250℃和大气以下20mmHg(2.67kPa；26.7mbar)下加热60分钟时(ASTMD 5800)损失油的质量，以重量百分数表示。计算Noack挥发度的一种更方便而且与ASTM D-5800相关联的方法是利用按ASTM D6375-99a进行的热重分析试验(TGA)。除非另有说明，本文中全部使用TGA Noack挥发度。
优选实施方案中，本发明润滑基础油的Noack挥发度小于由下式计算的量Noack挥发度(wt％)＝1000×(100℃下运动粘度)-2.7。优选小于由下式计算的量Noack挥发度(wt％)＝900×(100℃下运动粘度)-2.8。
CCS粘度本发明润滑基础油在低温和高剪切下还有优异的粘度性质，使之非常适用于多效机油。冷启动模拟器表观粘度(CCS VIS)是用于测量润滑基础油在低温和高剪切下粘度性质的试验。测定CCS VIS的试验方法是ASTM D 5293-02。以厘泊cP报告结果。已发现CCS VIS与低温发动机启动有关。2001年6月修订的SAE J300规定了车用机油最高CCS VIS的技术规范。本发明润滑基础油在-35℃测量的CCS VIS低，优选低于通过下式计算的量CCS VIS(-35℃)(cP)＝38×(100℃下运动粘度)3，更优选低于通过下式计算的量CCS VIS(-35℃)(cP)＝38×(100℃下运动粘度)2.8。
弹性体相容性使用过程中润滑基础油直接接触密封、垫片和其它设备元件。原设备制造厂和标准制定机构对不同类型的成品润滑剂制定了弹性体相容性的技术规范。弹性体相容性试验的例子是CEC L-39-T-96和ASTMD 4289-03。题为“Standard Test Method and Suggested Limits ofDetermining the Compatibility of Elastomer Seals for IndustrialHydraulic Fluid Applications”的ASTM标准目前正在研究。弹性体相容性试验方法涉及在固定的温度和试验持续时间条件下使已知体积的橡胶试样悬浮于润滑基础油或成品润滑剂中。然后在试验结束时再测量橡胶的体积确定已发生的溶胀率。还可测量断裂伸长和拉伸强度的变化。取决于橡胶类型和应用，试验温度可有很大改变。本发明润滑基础油与各种各样的弹性体相容，包括但不限于以下弹性体氯丁橡胶、丁腈橡胶(丙烯腈丁二烯)、加氢丁腈橡胶、聚丙烯酸酯、乙烯-丙烯酸、硅树脂、氯磺化聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、表氯醇、氟碳树脂、全氟乙醚和PTFE。
润滑剂添加剂本发明成品润滑剂生产方法包括将所述润滑基础油与至少一种润滑剂添加剂调合的步骤。可与润滑基础油调合形成成品润滑剂组合物的添加剂包括用于改善成品润滑剂的某些性能的添加剂。典型的添加剂包括例如抗磨添加剂、EP剂、清净剂、分散剂、抗氧剂、降凝剂、粘度指数改进剂、粘度调节剂、摩擦改进剂、破乳剂、抗泡剂、缓蚀剂、防锈剂、密封溶胀剂、乳化剂、润湿剂、润滑性能改进剂、金属钝化剂、胶凝剂、胶粘剂、杀菌剂、降滤失剂、和着色剂等。典型地，成品润滑剂中添加剂的总量在约0.1至约30％(重)的范围内。典型地，成品润滑剂中本发明润滑基础油的量在10和99.9％(重)之间、优选在25和99％(重)之间。润滑剂添加剂供应商提供各添加剂或添加剂包与润滑基础油调合制备成品润滑剂的有效量的信息。但由于本发明润滑基础油性能优异，为满足成品润滑剂的技术规范所需添加剂的量可比通过其它方法制备的基础油的需要量更少。
粘度指数改进剂是加入成品润滑剂中提供更高粘度指数的高分子量聚合物。可与本发明润滑基础油一起使用的粘度指数改进剂的例子是烯烃共聚物(OCP)、乙烯-丙烯共聚物、聚丙烯酸烷基酯、聚甲基丙烯酸烷基酯、聚异丁烯、氢化苯乙烯-异戊二烯共聚物和氢化苯乙烯-丁二烯。由于本发明润滑基础油的粘度指数很高，所以需要明显更少或不需要粘度指数改进剂。本发明成品润滑剂中可使用的粘度指数改进剂的量一般少于12％(重)、优选少于8％(重)、更优选少于3％(重)、最优选少于1％(重)。大多数其它基础油所需粘度指数改进剂的浓度通常在3和25％(重)之间。在多效机油中使用聚合型粘度指数改进剂有已知的缺点，包括剪切稳定性和氧化灵敏度差。用较少的粘度指数改进剂可配制剪切稳定性、氧化稳定性和沉积控制性能改进的成品润滑剂。而且，由于至少一种沉积物前体已最少化，所以沉积控制添加剂的需要量更少。
酯类助溶剂是起增塑剂作用的极性酯，有很高的极性。环烷烃含量较低的II和III类基础油及聚α-烯烃中通常需要加入酯类助溶剂以改进其添加剂溶解性和降低这些基础油使弹性体收缩和硬化的倾向。不幸的是，酯对水有亲合力，掺有酯的油如果被水污染则其抗点蚀性可能降低。点蚀是Hertzian接触中出现的表面疲劳，是循环接触应力和粗糙附着物上的塑性流动造成的。酯类助溶剂还很贵，优选在配制成品润滑剂中不使用酯类助溶剂。
本发明润滑基础油因其新组成具有优异的添加剂溶解性和弹性体相容性，所以可在几乎没有或没有酯类助溶剂的情况下由其配制成品润滑剂。本发明成品润滑剂可有少于8％(重)、优选少于3％(重)、更优选少于1％(重)的酯类助溶剂。
本发明润滑基础油的氧化稳定性高，在包含其的成品润滑剂中需要使用的抗氧剂量较少。本发明润滑基础油磨耗低，抗磨添加剂需要量更少。
配制成品润滑剂中添加剂的使用在文献中有充分记载而且在本领域普通技术人员的能力范围内。因而，本文不需进行更多的解释。
成品润滑剂的技术规范本发明成品润滑剂可配制成例如满足机油服务类API SL/ILSACGF-3和ACEA 2002 European Oil Sequences。也可配制成满足2001年6月SAE J300关于0W-XX、5W-XX、10W-XX、和15W-XX多效机油的技术规范，其中XX为20、30、40、50或60。
此外，它们还可配制成满足Chrysler MOPARATF PLUS、ATF+2、ATF+3、ATF+4；GM DEXRON II、DEXRON IIE、DEXRON III(G)、2003 DEXRON III、DEX-CVT；Ford MERCON和MERCON V；及重载自动传动液技术规范Allison C-4、Allison TES-295、CaterpillarTO-4、ZF TE-ML 14B、和Voith G607。本发明基础油可配制成满足2003 DEXRON III技术规范的大多数要求，包括与以前的DEXRONIII(G)技术规范相比氧化试验长度增加50％、循环试验中循环次数增加60％和平面摩擦试验中小时数增加50％。
本发明润滑基础油可配制成汽车和轻型卡车用助力转向液。它们满足各种汽车助力转向系统中所用助力转向液技术规范的要求，包括DaimlerChrysler MS5931、Ford ESW-M2C128-C、GM 9985010、NaVistarTMS 6810和Volkswagen TL-VW-570-26。
用本发明润滑基础油配制的成品润滑剂可满足的工业齿轮润滑剂技术规范的例子包括AISE 224、AGMA 9005-D94[16]、General MotorsLS-2、David Brown ET 33/80、DIN 51517/3、Flenders、和CincinnatiMilacron P-35、P-59、P-63、P-74、P-77、和P-78。
DEXRON和DEX-CVT是General Motors Corporation的注册商标。MERCON是Ford Motor Company的注册商标。MOPAR是ChryslerCorporation的注册商标。
具体的成品润滑剂试验MRVMini-Rotary Viscometer(ASTM D 4684)-与可泵性机理有关的MRV试验是低剪切率的度量。缓慢的试样冷却速度是该方法的关键特征。对试样进行预处理有规定的受热历程，包括加热、缓慢冷却、和浸湿周期。MRV测量表观屈服应力，如果大于阈值，则表示潜在的空气约束泵送故障问题。在一定粘度(目前SAE J 300 June 2001规定为60000cP)以上，称为“流动极限”特性的机理使油可经历泵送性故障。例如，SAE 10W油要求-30℃下最大粘度为60000cP而没有屈服应力。该方法还测量1至50s-1剪切率下的表观粘度。
HTHS高温高剪切率粘度(HTHS)是流体在类似内燃机中高负荷滑动轴承的条件下流动阻力的度量，通常在150℃下为106s-1。HTHS是比100℃下动力学低剪切率粘度更好的反映发动机用给定润滑剂高温运转情况的指标。HTHS值与轴承内油膜厚度直接相关。SAE J 300 June2001包含目前关于通过ASTM D 4683、ASTM D 4741或ASTM D 5481测量的HTHS的技术规范。例如，SAE 20粘度级机油要求最大HTHS为2.6cP。
扫描布氏粘度用ASTM D 5133-01测量机油的低温、低剪切率、粘度/温度关系。机油的低温、低剪切率粘度特性决定该油是否以足以防止发动机在冷启动后立即或最终损坏的量流入油底壳进口滤网、然后流入油泵、然后流入发动机需要润滑的部位。ASTM D 5133(扫描布氏粘度技术)测量试样以1℃/hr的恒速冷却时的布氏粘度。与MRV类似，ASTM D 5133是要与油的低温可泵性关联。该试验报告胶凝点，定义为试样达到30000cP的温度。还报告胶凝指数，定义为从-5℃升至最低试验温度的最大粘度变化率。目前关于客车机油的APISL/ILSAC GF-3规范要求最大胶凝指数为12。
HFRR磨损试验方法HFRR磨损试验用于测量成品润滑剂的抗磨性。用High Frequency Reciprocating Rig[PCS Instruments HFR2]对1ml油样进行磨损试验，在抛光的SAE-AISI 8620平盘[粗糙度＝0.06微米Ra；维氏硬度＝210-230HV]上使用SAE-AISI 8620 0.25”直径的全部硬化球[粗糙度＝0.14微米Ra；维氏硬度＝800-870kg/mm2]。优选本发明成品润滑剂在1kg负荷下HFRR磨损体积小于500000立方微米。
试验条件涉及频率 20Hz负荷 100g，1Kg冲程 1mm温度 100℃时间 30min由于球和盘之间极端的硬度差，大多数材料的磨损以1mm长半球形磨损轨迹形式出现在盘上。因此，抗磨性仅基于从盘而非球中移出的材料量。先用在己烷中浸泡过的棉签从盘表面除去磨损细屑，然后用MicroXAM-100 3D表面靠模机[ADE Phase Shift]在磨痕附近模铣出该表面的1.24mm×1.64mm矩形区域，再测量盘的磨损体积。先用MicroXAM’s软件的测平程序基于紧邻磨痕的平坦区调平盘的表面轮廓，然后从该表面的平面以下延伸的空隙体积(附着的)中减去在该表面的平面以上伸出的金属体积(磨损的)，区别因附着力除去的材料体积[与润滑剂有关的磨耗]与因磨损[耕作]转移的材料体积。以立方微米报告净磨痕体积。估计通过此技术测量体积精度为±10立方微米。所有成品油都测试两遍，结果平均。
布氏粘度用ASTM D 2983-03测定车用润滑剂在低温下的低剪切率粘度。自动传动液、齿轮油、扭转牵引液、及工业和车用液压油的低温低剪切率粘度通常用布氏粘度表示。GM 2003 DEXRON III自动传动液规范要求-40℃下最大布氏粘度为20000cP。Ford MERCON V规范要求布氏粘度在5000和13000cP之间。本发明成品润滑剂在-40℃下的布氏粘度优选小于20000cP、更优选在5000和13000cP之间。一种实施方案中，其-40℃下的布氏粘度可小于5000cP。
本申请引用的出版物、专利和专利申请都引入本文供参考，与各出版物、专利申请或专利明确表示全部引入本文供参考的程度相同。
实施例以下实施例进一步阐明本发明，但不能解释为限制本发明的范围。
费托蜡对三种用Fe-基或Co-基费托合成催化剂制备的加氢处理费托蜡试样进行分析，发现有表I中所示性质。

润滑基础油在担载于氧化铝粘合剂上的Pt/SAP0-11催化剂上使表I所述费托蜡原料加氢异构化。试验条件如下温度在652到695(344和368℃)之间，0.6至1.0LHSV，300或1000psig反应器压力，和单程氢气流量在6到7MSCF/bbl之间。反应器流出物直接通入第二反应器，也在1000psig下，装有担载于氧化硅-氧化铝上的Pt/Pd加氢精制催化剂。该反应器的条件是温度450，LHSV为1.0。
通过常压或真空蒸馏分馏沸点在650以上的产品，产生不同粘度等级的馏分。以下实施例中给出适合作润滑基础油的馏分和本发明调合成品润滑剂的试验数据。
实施例1、实施例2和实施例3如上所述通过将费托蜡加氢异构化脱蜡来制备100℃下运动粘度在3.0和5.0cSt之间的三种润滑基础油。这些实施例的性能示于表II中。

实施例4和实施例5如上所述将费托蜡加氢异构化脱蜡来制备100℃下运动粘度在6.0和7.0cSt之间的两种润滑基础油。这些实施例的性能示于表III中。

实施例6、实施例7、实施例8、实施例9、实施例10、实施例11和实施例12用本发明的三种润滑基础油实施例2、实施例4和实施例5调合六种不同粘度等级的七种机油。它们是用三种商购客车用DI添加剂包、OCP粘度指数改进剂和聚甲基丙烯酸酯降凝剂之一调合的。值得注意的是，0W-XX、5W-XX和10W-30级试样中未加粘度指数改进剂。这些实施例都未加酯类助溶剂。实施例9和10包括另一GTL基础油，Chevron GTL Base Oil 9.8。Chevron GTL Base Oil 9.8在100℃下运动粘度为9.83cSt，粘度指数为163，倾点为-12℃，总环烷烃的重量百分数为18.7，单环烷烃与多环烷烃之比为7.1。三种机油试样实施例7、实施例11和实施例12包括常规的II类基础油。所用常规II类基础油是Chevron 220R和Chevron 600R。这些机油中各组分的量、其测定粘度、和其它测量性质示于表IV中。



注意这些机油都满足SAE J300 June’01和/或API SL/ILSAC GF-3要求的性能。用于HFRR磨耗试验的实施例7在100g和1kg负荷下都得到很低的磨耗体积。这些油的添加剂溶解性都很好，证明基础油中单环烷烃含量高在不加酯类助溶剂的情况下产生良好的添加剂溶解性。虽然制备这些机油所用润滑基础油没有很低的倾点，但它们调合出满足严格的机油低温性能包括CCS粘度、MRV及扫描布氏胶凝指数和胶凝温度的多效机油。润滑基础油的粘度指数高允许在调合各种多效机油中有更大的灵活性。多数实施例是在没有任何粘度指数改进剂的情况下调合的。
实施例13、实施例14、和实施例15在-40℃下ASTM D 2983测试本发明润滑基础油之一(实施例3)的布氏粘度，纯的或用一或多种降凝剂调合的。这些分析的结果示于表V中。

两个实施例的调合油(实施例13和15)的布氏粘度在20000cP以下，实施例13的布氏粘度在13000cP以下。GM 2003 DEXRON III的最大布氏粘度为20000cP。Ford MERCON V的最大布氏粘度为13000cP。这些实施例证明本发明润滑基础油对降凝剂的响应很好，可成功地用于制备高质量的自动传动液。本发明润滑基础油或含其的调合油粘度较低，将具有甚至更好的布氏粘度性能。
实施例16和对比例17测试本发明成品润滑剂的添加剂溶解能力和储存稳定性，与用常规III类基础油调合的成品润滑剂的溶解能力对比。实施例16是在实施例3中调入11.3wt％ GF-4机油添加剂包和1wt％粘度指数改进剂制备的。对比例17是在Chevron常规III类基础油中调入11.3wt％典型的PCMO添加剂包制备的。用4周的时间观察添加剂溶解能力。储存条件是室温(约25℃)、65℃、0℃、或-18℃。某些试样与钢接触储存。都在试验温度和(需要时在升温后)室温下观察添加剂溶解能力。分析结果示于表VI中。


这些结果清楚地证明用本发明润滑基础油制成的成品润滑剂添加剂溶解性和储存稳定性优异。添加剂溶解性比类似粘度的常规III类基础油更好。常规III类基础油中环烷烃含量较高，但多环烷烃含量相当多，与本发明成品润滑剂中所用润滑基础油不同。
对比例18、实施例19、对比例20制备三种不同的客车机油(PCMOs)调合油。对比例18是用常规II类基础油调合的。实施例19是用GTL基础油调合的，其中之一是本发明润滑基础油(实施例5)。对比例20是用常规I类基础油调合的。Chevron GTL Base Oil 14在100℃下运动粘度为14.62cSt，粘度指数为160，倾点为-1℃，多环烷烃的重量百分数为24.1，单环烷烃与多环烷烃之比为11。所有机油调合油都含有相同的PCMO DI添加剂包和OCP粘度指数改进剂。这些调合油都不含有任何酯类助溶剂。这些调合油按CEC L-39-T-96试验方法进行测试，使用三种不同的弹性体氟碳树脂、聚丙烯酸酯和丁腈橡胶。测量弹性体的硬度变化、拉伸强度变化、和伸长率变化。弹性体相容性试验的结果示于表VII中。



这些结果表明除聚丙烯酸酯的伸长率变化之外，实施例19的机油与氟碳、聚丙烯酸酯、和丁腈橡胶完全相容。用常规II类基础油调合的对比例18和实施例19对于聚丙烯酸酯都不满足伸长率变化的限制。它们都需要近似相同的少量酯类助溶剂使聚丙烯酸酯的伸长率变化在-35至10％以内。注意到本发明(实施例19)机油与用常规商购基础油调合的对比例相比，粘度指数高得多而CCS粘度低得多。
实施例21和实施例22用润滑基础油实施例1调合本发明的两种自动传动液调合油。两种调合油都不含有任何酯类助溶剂。实施例21是用第二种6TL基础油Chevron GTL Base Oil 2.5和商购的DEXRON III ATF添加剂包调合的。Chevron GTL Base Oil 2.5在100℃下运动粘度为2.583cSt，粘度指数为133，倾点为-30℃，单环烷烃的重量百分数为7.0，没有多环烷烃。实施例22是用重载ATF添加剂包、聚甲基丙烯酸酯(PMA)粘度指数改进剂和降凝剂调合的。这些调合油的试验结果示于表VIII中。

这些调合油证明用本发明方法制备的自动传动液测定粘度优异。即使实施例1有-19℃的适度倾点，也易于调合成测定粘度优异的ATFs。实施例21满足GM 2003 DEXRON III和Ford MERCON V技术规范的测定粘度要求。实施例21的布氏粘度小于5000cP，尤其理想。实施例22满足GM 2003 DEXRON III和Ford MERCON技术规范、以及Allison C-4和Caterpillar TO-4(10W)重载ATF技术规范的测定粘度要求。用实施例1的润滑基础油制备的这些成品润滑剂都有优异的弹性体相容性、优异的氧化稳定性、低Noack挥发度和低磨耗。
权利要求
1.一种成品润滑剂的生产方法，包括以下步骤a.对合成气进行费托合成提供产物流；b.从所述产物流中分离出氮和硫总含量低于约30ppm而且氧含量低于约1wt％的主要为石蜡的原料；c.用含贵金属加氢组分的择形中孔分子筛实施加氢异构化脱蜡操作使所述主要为石蜡的原料脱蜡，其中加氢异构化温度在约600(315℃)到约750(399℃)之间，从而生产出异构化油；d.将所述异构化油加氢精制，从而生产出有以下特征的润滑基础油i.含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30；ii.含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于10；iii.含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15；和e.将所述润滑基础油与至少一种润滑剂添加剂调合。
2.权利要求1的方法，其中所述主要为石蜡的原料中含至少60或更多个碳原子的分子与含至少30个碳原子的分子的重量比小于0.18，而且T90沸点在660(349℃)到1200(649℃)之间。
3.权利要求1的方法，其中所述成品润滑剂含少于1％(重)的酯类助溶剂。
4.权利要求1的方法，其中所述成品润滑剂含小于8％(重)的粘度指数改进剂。
5.权利要求1的方法，其中所述成品润滑剂满足SAE J300 June2001的以下多效机油粘度等级之一的技术规范0W-XX、5W-XX、10W-XX、和15W-XX，其中XX为20、30、40、50或60。
6.权利要求1的方法，其中所述成品润滑剂满足以下自动传动液规范之一或多个的要求DEXRON II、DEXRON IIE、DEXRON III(G)、2003 DEXRON III、MERCON、MERCON V、MOPAR ATF PLUS、ATF+2、ATF+3、ATF+4和DEX-CVT。
7.权利要求1的方法，其中所述成品润滑剂满足以下重载传动液规范之一或多个的要求Allison C-4、Allison TES-295、CaterpillarTO-4、ZF TE-ML 14B、和Voith G607。
8.权利要求1的方法，其中所述成品润滑剂满足以下助力转向液规范之一或多个的要求DaimlerChrysler MS 5931、Ford ESW-M2C128-C、GM 9985010、Navistar TMS 6810、和Volkswagen TL-VW-570-26。
9.权利要求1的方法，还包括将所述润滑基础油与选自以下组的另一种基础油调合常规I类基础油、常规II类基础油、常规III类基础油、其它GTL基础油、异构化石蜡、聚α-烯烃、聚内烯烃、来自费托衍生原料的低聚烯烃、二酯、多元醇酯、磷酸酯、烷基化芳烃、烷基化环烷烃及其混合物。
10.权利要求1的方法，其中所述成品润滑剂在1kg负荷下HFRR磨耗体积小于500000立方微米。
11.权利要求1的方法，其中所述润滑基础油以℃为单位的倾点与100℃下cSt为单位的运动粘度之比大于由下式计算的基础油倾点因子基础油倾点因子＝7.35×Ln(100℃下运动粘度)-18。
12.一种成品润滑剂，包括a.由费托蜡制成的润滑基础油，有以下特征i.含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30；ii.含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于10；iii.含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15；和b.至少一种润滑剂添加剂。
13.权利要求12的成品润滑剂，其中所述润滑基础油中含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.05。
14.权利要求12的成品润滑剂，其中所述润滑基础油中含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于20。
15.权利要求12的成品润滑剂，其中所述润滑基础油以℃为单位的倾点与100℃下以cSt为单位的运动粘度之比大于由下式计算的基础油倾点因子基础油倾点因子＝7.35×Ln(100℃下运动粘度)-18。
16.权利要求12的成品润滑剂，其中润滑基础油的量在10到99.9％(重)之间，润滑剂添加剂的量在0.1到30％(重)之间。
17.权利要求12的成品润滑剂，有少于1％(重)的酯类助溶剂。
18.权利要求12的成品润滑剂，有少于8％(重)的粘度指数改进剂。
19.权利要求12的成品润滑剂，与选自以下组的一或多种弹性体相容氯丁橡胶、丁腈橡胶、加氢丁腈橡胶、聚丙烯酸酯、乙烯-丙烯酸、硅树脂、氯磺化聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、表氯醇、氟碳树脂、全氟乙醚和PTFE。
20.权利要求12的成品润滑剂，其满足SAE J300 June 2001的以下多效机油粘度等级之一的技术规范0W-XX、5W-XX、10W-XX、和15W-XX，其中XX为20、30、40、50或60。
21.权利要求12的成品润滑剂，其满足以下自动传动液规范之一或多个的要求DEXRON II、DEXRON IIE、DEXRON III(G)、2003DEXRON III、MERCON、MERCONV、MOPAR ATF PLUS、ATF+2、ATF+3、ATF+4和DEX-CVT。
22.权利要求12的成品润滑剂，其满足以下重载传动液规范之一或多个的要求Allison C-4、Allison TES-295、Caterpillar TO-4、ZF TE-ML 14B、和Voith G607。
23.权利要求12的成品润滑剂，其满足以下助力转向液规范之一或多个的要求DaimlerChrysler MS5931、Ford ESW-M2C128-C、GM9985010、Navistar TMS 6810、和Volkswagen TL-VW-570-26。
24.权利要求12的成品润滑剂，还包括选自以下组的另一种基础油常规I类基础油、常规II类基础油、常规III类基础油、其它GTL基础油、异构化石蜡、聚α-烯烃、聚内烯烃、来自费托衍生原料的低聚烯烃、二酯、多元醇酯、磷酸酯、烷基化芳烃、烷基化环烷烃、及其混合物。
25.权利要求12的成品润滑剂，在1kg负荷下HFRR磨耗体积小于500000立方微米。
26.权利要求12的成品润滑剂，在-40℃下布氏粘度小于20000cP。
27.权利要求26的成品润滑剂，在-40℃下布氏粘度小于5000cP。
28.一种成品润滑剂，是通过包括以下步骤的方法制备的a.对合成气进行费托合成提供产物流；b.从所述产物流中分离出氮和硫总含量低于约30ppm而且氧含量低于约1wt％的主要为石蜡的原料；c.用含贵金属加氢组分的择形中孔分子筛实施加氢异构化脱蜡操作使所述主要为石蜡的原料脱蜡，其中加氢异构化温度在约600(315℃)到约750(399℃)之间，从而生产出异构化油；d.将所述异构化油加氢精制，从而生产出有以下特征的润滑基础油i.含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30；ii.含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于10；iii.含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15；和e.将所述润滑基础油与至少一种润滑剂添加剂调合。
29.一种成品润滑剂作为机油、自动传动液、重载传动液、助力转向液、或工业齿轮油的应用，所述成品润滑剂包含a.由费托蜡制成的润滑基础油，有以下特征i.含至少一个芳族官能团的分子的总重量百分数小于0.30；ii.含至少一个环烷烃官能团的分子的总重量百分数大于10；iii.含单环烷烃的分子重量百分数与含多环烷烃的分子重量百分数之比大于15；和b.至少一种润滑剂添加剂。
30.权利要求29的成品润滑剂的用途，其中所述润滑基础油以℃为单位的倾点与100℃下以cSt为单位的运动粘度之比大于由下式计算的基础油倾点因子基础油倾点因子＝7.35×Ln(100℃下运动粘度)-18。
全文摘要
一种成品润滑剂的生产方法，包括以下步骤a)对合成气进行费托合成提供产物流；b)从所述产物流中分离出氮和硫总含量低于约30ppm而且氧含量低于约1wt％的主要为石蜡的原料；c)用含贵金属加氢组分的择形中孔分子筛实施加氢异构化脱蜡操作使所述主要为石蜡的原料脱蜡，其中加氢异构化温度在约600℉(315℃)到约750℉(399℃)之间，从而生产出异构化油；d)将所述异构化油加氢精制，从而生产出有规定特性的润滑基础油；和e)将所述润滑基础油与至少一种润滑剂添加剂调合。
文档编号C10M101/02GK1906273SQ200480040676
公开日2007年1月31日 申请日期2004年11月17日 优先权日2003年12月23日
发明者S·M·阿伯内西, D·C·克拉默, J·M·罗森鲍姆, S·J·米勒, R·克鲁格, J·N·齐默, R·J·法里纳, M·L·斯滕德罗维茨 申请人:切夫里昂美国公司