Un producto fluido para transmisiones automáticas (ATF) constituido por

70 a 95% en peso basado en el producto ATF de un stock base isoparafínico que tiene una viscosidad a 100ºC (V100) de 3,

0 a 5,0 cSt, y un índice de carbono libre (FCI) tal que el producto, P, en la ecuación P = (V100)2FCI no excede de 50; y

5 a 30% en peso basado en el producto ATF de un paquete total de aditivos que contiene un paquete detergente-inhibidor, un mejorador del índice de viscosidad, un agente de hinchamiento de las juntas de sellado y un depresor del punto de fluidez crítica;

teniendo el producto ATF una viscosidad Brookfield menor que 10.000 cSt a -40ºC, y teniendo el stock base isoparafínico una volatilidad Noack a 250ºC de 10 a 40, un índice de viscosidad de 110 a 160, un contenido de saturados mayor que 98% y un punto de fluidez crítica inferior a -20ºC

Aceite lubricante base de baja viscosidad.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un método para producir materiales que son lubricantes de baja viscosidad y alto Índice de Viscosidad (VI) útiles como stocks base o stocks de mezcla para aceites lubricantes ligeros, especialmente stocks base o stocks de mezcla para fluidos de transmisiones automáticas (ATF) y a los productos formulados producidos utilizando dichos stocks.

Descripción de la técnica afín

Los aceites de isomerato de parafina son una alternativa en desarrollo de alta calidad a los aceites minerales como aceites lubricantes base. Aceites de esta clase han encontrado aplicación en una diversidad de usos tales como aceites y grasas para motores de vehículos de pasajeros.

Aceites de isomerato de parafinas y métodos para su preparación se describen en numerosas referencias de patente que incluyen USP 3.308.052; USP 5.059.299; USP 5.158.671; USP 4.906.601; USP 4.959.337; USP 4.929.795; USP 4.900.707; USP 4.937.399; USP 4.919.786; USP 5.182.248; USP 4.943.672; USP 5.200.382; USP 4.992.159; USP 4.923.588; USP 5.290.426; USP 5.135.638; USP 5.246.566; USP 5.282.958; USP 5.027.528; USP 4.975.177; USP 4.919.788.

Los fluidos para transmisiones automáticas (ATF's) se dividen en dos grupos principales, fluidos de fricción modificados y fluidos de fricción no modificados, y se utilizan en servicio de vehículos de automoción y comerciales. Los fluidos de fricción modificados y de fricción no modificados son generalmente similares en sus requerimientos básicos; alta resistencia térmica y a la oxidación, fluidez a baja temperatura, alta compatibilidad, control de espumas, control de la corrosión y propiedades antidesgaste. Ambos tipos de fluidos tienen propiedades de fricción similares a velocidades de deslizamiento altas. Los distintos fabricantes de transmisiones automáticas requieren de hecho propiedades algo diferentes en los fluidos utilizados a medida que la velocidad de deslizamiento se aproxima a cero (inmovilización del embrague). Algunos fabricantes especifican que los ATF's utilizados con sus transmisiones exhiben una disminución en el coeficiente de fricción (es decir, más untuosidad), en tanto que otros demandan un aumento en el coeficiente de fricción. Los ATF's contienen detergentes, dispersantes, agentes anti-desgaste, anti-herrumbre, modificadores de fricción y agentes antiespumantes. El fluido totalmente formulado tiene que ser compatible con las juntas de caucho sintético utilizadas en las transmisiones automáticas. Los ATF's actuales totalmente formulados tienen viscosidad cinemática (cSt) entre 30 y 60 a 40ºC, entre aproximadamente 4,1 y 10 a 100ºC; viscosidad Brookfield de 20.000 cSt (200 poise) a aproximadamente -30 hasta aproximadamente -45ºC, 10.000 cSt (100 poise) a aproximadamente -26 hasta -40ºC, y 5000 cSt (50 poise) a aproximadamente 21 hasta aproximadamente -35ºC; puntos de inflamación (COC) entre aproximadamente 150 y aproximadamente 220ºC; punto de fluidez crítica entre aproximadamente -36 y 48ºC, color (ASTM) entre aproximadamente 2 y aproximadamente 2,5; y un intervalo de temperatura de operación entre aproximadamente -35 y aproximadamente 80ºC.

EP 0321307 describe un método para isomerización de parafina a fin de producir aceites lubricantes base.

WO 95/27020 describe un método para el procesamiento por hidroisomerización de alimentaciones procedentes del proceso Fischer-Tropsch.

US5643440 describe la producción de lubricantes de alto índice de viscosidad.

US4943672 describe un proceso para la hidroisomerización de parafina Fischer-Tropsch para producir aceite lubricante.

US4919788 describe un proceso de producción de lubricantes.

A medida que los requerimientos de eficiencia de los ATF's aumentan, tienen que considerarse stocks base distintos del aceite mineral; sin embargo, además de cumplir especificaciones de operación y eficiencia adicionales y severidad creciente, será deseable, si no absolutamente necesario, que los productos de aceites lubricantes futuros tales como aceites lubricantes de motor, fluidos de transmisiones automáticas, etc., sean respetuosos con el medio ambiente, como se evidencia por una biodegradabilidad alta.

Sumario de la invención

De acuerdo con la invención, se proporciona un producto ATF como se define en cualquiera de las reivindicaciones adjuntas. En lo sucesivo, las referencias a los términos "aceite isomerato de parafina" y "material de aceite lubricante" son también referencias al término "stock base isoparafínico". Esta invención se refiere a un método de producción de un aceite de isomerato de parafina que se caracteriza por tener una viscosidad de aproximadamente 3,0 a 5,0 cSt a 100ºC, una volatilidad Noack a 250ºC de 10 a 40, un índice de viscosidad de 110 a 160, un contenido de saturados mayor que 98% y un punto de fluidez crítica inferior a -20ºC, que comprende los pasos de hidrotratar una parafina que tiene un punto de ebullición medio de 400 a 500ºC y que tiene una desviación estándar (s) de 20 a 45ºC, que contiene no más de 20% de aceite y que tiene una viscosidad de 4-10 cSt a 100ºC, conduciéndose dicho hidrotratamiento a una temperatura de 280 a 400ºC, una presión de 500 a 3000 libras por pulgada cuadrada manométricas (3,45 a 20,6 mPa) de H₂, un caudal de gas de tratamiento con hidrógeno de 89 a 890 m³ de H₂/m³ (500 a 5000 pies cúbicos estándar H₂/barril) y una velocidad de flujo de 0,1 a 2,0 LHSV, isomerizar la parafina hidrotratada sobre un catalizador de isomerización hasta un nivel de conversión de al menos 10% de conversión en 370ºC- (destilación de cabezas HIVAC), fraccionar el isomerato resultante para recuperar una fracción que tiene una viscosidad en el intervalo de aproximadamente 3,0 a 5,0 cSt a 100ºC y que hierve por encima de aproximadamente 340ºC, y desparafinar la fracción recuperada.

Esta invención está basada en el descubrimiento de que para un stock base isoparafínico, existe una relación entre la viscosidad del stock base a 100ºC (V100) y la estructura de la isoparafina, es decir, su "índice de carbono libre" (FCI) que se prepara para ATF's. La reacción se expresa por la ecuación P = (V100)² FCI. Para los ATF's, P no debe exceder de 50. Así pues, esta invención concierne también a un stock base isoparafínico adecuado para un fluido de transmisiones automáticas que tiene una viscosidad a 100ºC (V100) igual a o mayor que 3,0 cSt y un índice de carbono libre (FCI) tal que el producto, P, en la ecuación P = (V100)²FCI no excede de 50.

Esta invención concierne a un fluido de transmisiones automáticas que comprende una porción mayor de un stock base isoparafínico que tiene una viscosidad a 100ºC, (V100), mayor que 3,0 cSt y un FCI tal que el producto, P, en la ecuación P = (V100)²FCI no excede de 50; y una porción menor de un paquete de aditivos que comprende al menos uno de depresor del punto de fluidez crítica, mejorador del índice de viscosidad, mejorador del flujo, detergentes, inhibidores, agentes de hinchamiento de las juntas de sellado, agentes antiherrumbre y agentes antiespumantes.

Estas y otras realizaciones de la invención se describirán en detalle a continuación.

Breve descripción de los dibujos

Las Figuras 1(a) y (b) son gráficos que muestran la relación entre la viscosidad Brookfield y el índice de viscosidad aceptada actualmente en la industria, es decir, que la viscosidad Brookfield disminuye a medida que aumenta el VI.

La Figura 2 es un gráfico que muestra la relación que existe entre la volatilidad Noack y la viscosidad de tres muestras de aceite producidas por hidroisomerización de muestras de parafina 150N que tienen tres contenidos diferentes de aceite y el efecto que las diferentes condiciones de hidrotratamiento de la parafina ejercen sobre dicha relación.

La Figura 3 es un gráfico que muestra que la viscosidad Brookfield se ve influenciada por el nivel de la conversión de isomerización, el punto de corte del fraccionamiento del isomerato y que, contrariamente a la interpretación convencional, para los productos de la presente invención la viscosidad Brookfield disminuye (mejora) a medida que disminuye el VI.

La Figura 4 es una representación esquemática de tres isoparafinas que tienen un Índice de Carbono Libre diferente.

Descripción detallada de la invención

La presente invención está dirigida a un método para producir un material de aceite lubricante de baja...

1. Un producto fluido para transmisiones automáticas (ATF) constituido por

70 a 95% en peso basado en el producto ATF de un stock base isoparafínico que tiene una viscosidad a 100ºC (V100) de 3,0 a 5,0 cSt, y un índice de carbono libre (FCI) tal que el producto, P, en la ecuación P = (V100)²FCI no excede de 50; y

5 a 30% en peso basado en el producto ATF de un paquete total de aditivos que contiene un paquete detergente-inhibidor, un mejorador del índice de viscosidad, un agente de hinchamiento de las juntas de sellado y un depresor del punto de fluidez crítica;

teniendo el producto ATF una viscosidad Brookfield menor que 10.000 cSt a -40ºC, y teniendo el stock base isoparafínico una volatilidad Noack a 250ºC de 10 a 40, un índice de viscosidad de 110 a 160, un contenido de saturados mayor que 98% y un punto de fluidez crítica inferior a -20ºC.

2. El producto de la reivindicación 1, en el cual P está comprendido en el intervalo de 15 a 45.

3. El producto de la reivindicación 1, en el cual el stock base isoparafínico tiene una biodegradabilidad tal como se determina por CEC-L-33-82 mayor que 70%.