- Un proceso para predecir las propiedades del Viscosímetro Mini Rotary (MRV) de aceites formulados basado en la distribución de las parafinas,

que comprende: (a) inyectar una muestra de material base en una primera columna de un cromató- grafo de gases bidimensional, estando recubierta dicha primera columna con un material no polar para separar la muestra de material base en una serie de componentes de la muestra de primera dimensión que tienen una primera serie de tiempos de retención; (b) inyectar los componentes separados de la muestra de la primera dimensión del paso (a) en una segunda columna recubierta con un material semi-polar para separar ulte- riormente los componentes separados de la muestra de la primera dimensión en componen- tes de la muestra de la segunda dimensión que tienen una segunda serie de tiempos de retención; (c) someter las series primera y segunda de tiempos de retención a análisis cualita- tivo para identificar todos los componentes parafínicos en el intervalo de números de carbo- nos de 16 a 50; (d) seleccionar un número de carbonos inferior n y un número de carbonos superior m en el intervalo de 16 a 50; (e) para cada número de carbonos individual L en el intervalo de n a m, agrupar los componentes isoparafínicos de dicho número de carbonos en 3 grupos A, B y C; (f) someter las series primera y segunda de tiempos de retención a análisis cuantita- tivo para identificar, para cada uno de dichos grupos de dicho número de carbonos L, las cantidades respectivas (IPA)L, (IPB)L, (IPC)L de isoparafinas en % en peso de la muestra total; y, (g) calcular un Índice de Isoparafinas por la fórmula: Índice de Isoparafinas = ES 2 348 041 T3 (h) comparar el Índice de Isoparafinas calculado con el Índice de Isoparafinas calcu- lado para muestras estándar de MRV conocido en donde el Índice de Isoparafinas de las muestras estándar es un valor de aproximadamente 0,8 o menos

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a un método para analizar un aceite lubricante en cuanto a propiedades de baja temperatura. El método utiliza cromatografía de gases en dos dimen-siones (2D GC) para determinar las cantidades de parafinas e isoparafinas en el aceite. En 10 particular, el método analiza una fracción particular de isoparafinas que está correlacionada con el comportamiento a baja temperatura. La información de composición así obtenida se correlaciona con las propiedades del Viscosímetro Mini-Rotary (MRV) del aceite formulado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los estándares de la industria moderna están imponiendo exigencias crecientes al 15 comportamiento de los aceites de motor a baja temperatura. El comportamiento a baja tem-peratura de los aceites de motor formulados puede mejorarse por mejora del aceite base, por mejora de los aditivos utilizados en la formulación del aceite, o de ambas maneras. Las propiedades de baja temperatura de los aceites base pueden mejorarse también utilizando un aceite base sintético tal como una poli-alfa-olefina (PAO). 20

Las propiedades de baja temperatura de cualquier aceite se ven influenciadas por la presencia de ceras tales como parafinas de cadena larga. Se cree que estos materiales forman cristales de cera a temperaturas bajas. Estos materiales de cera afectan a su vez desfavorablemente a la fluidez del aceite causando así un deterioro de las propiedades de temperatura baja. Es práctica común eliminar al menos parcialmente los materiales céreos 25 de los aceites base por desparafinado. El desparafinado puede realizarse con disolventes o por medios catalíticos. El desparafinado con disolvente es un método físico en el cual las moléculas céreas se separan basándose en sus propiedades de solubilidad en disolventes seleccionados. El desparafinado catalítico convierte químicamente las moléculas céreas en otras moléculas que tienen mejores propiedades de temperatura baja. El desparafinado 30 catalítico puede realizarse por craqueo de moléculas céreas o por isomerización de molécu-las céreas.

Otro enfoque utilizado típicamente en asociación con el desparafinado es la adición de aditivos tales como depresores del punto de fluidez crítica como parte de un paquete de aditivos añadido al material base del aceite lubricante para formar un aceite formulado. Los 35 depresores del punto de fluidez crítica son por regla general materiales polímeros que mejo-ran la fluidez de un aceite, es decir, reducen el punto de fluidez crítica. Sin embargo, cual-

quier depresor dado del punto de fluidez crítica tendrá una influencia diferente sobre el pun-to de fluidez crítica dependiendo de la naturaleza del aceite en cuestión. Si bien un depresor del punto de fluidez crítica dado puede ser eficaz en un aceite, el mismo puede ser ineficaz en otro. Por ello, es necesario testar las propiedades de temperatura baja de un aceite para conocer la influencia de cualquier paquete de aditivos dado que contenga un depresor del 5 punto de fluidez crítica.

Un método para determinar la bombeabilidad a baja temperatura de un aceite de motor está basado en el viscosímetro Mini Rotary (MRV). Otros medios de medida de las propiedades de baja temperatura de un aceite formulado incluyen la Viscosidad Brookfield, la Viscosidad Brookfield de barrido, el test Simulador del Arranque en Frío (CCS) y el Punto 10 de Fluidez Crítica. Si bien estos métodos de test pueden proporcionar información acerca de las propiedades de baja temperatura de cualquier aceite dado, no proporcionan necesaria-mente información en cuanto a las características de composición de dicho aceite.

Se han desarrollado diversas técnicas físicas para investigar la composición de los aceites brutos y fracciones de los mismos, con inclusión de espectroscopia infrarroja de 15 transformadas de Fourier (FTIR), cromatografía líquida, cromatografía gaseosa (GC), reso-nancia magnética nuclear (NMR), y espectrometría de masas (MS). Debido a la complejidad de las mezclas de petróleo tales como los aceites brutos, ninguna técnica es capaz de pro-porcionar detalles precisos de la composición de todas las moléculas individuales que cons-tituyen la mezcla de petróleo. 20

Los métodos GC/MS utilizan GC para separar al menos parcialmente una mezcla en sus componentes, y se utiliza luego la MS para identificar los componentes. Las mezclas de petróleo son muy difíciles de resolver en componentes individuales debido a la complejidad de las mezclas y los tiempos de retención similares de muchas moléculas individuales en condiciones de GC dadas. 25

La cromatografía de gases bidimensional (2D GC) es una técnica reciente que se ha desarrollado como una alternativa de alta resolución a las técnicas convencionales de GC/MS. En la 2D GC, se somete una muestra a dos separaciones cromatográficas secuen-ciales. La primera separación es una separación parcial por una columna de separación primera o primaria. Los componentes parcialmente separados se inyectan luego en una 30 columna segunda o secundaria, en la cual sufren una separación ulterior. Las dos columnas tienen usualmente selectividades diferentes para alcanzar el grado deseado de separación. Un ejemplo de 2D GC puede encontrarse en la Patente U.S. No. 5.196.039.

Vendeuvre et al., J. of Chromatography A, 1086, (2005), pp. 21-28 describe el análi-sis 2D GC de destilados medios, en el cual se determina la distribución de hidrocarburos por 35 clase química y por número de átomos de carbono, y sugiere una caracterización ulterior de

la muestra por asignación a cada grupo de isómeros de una propiedad macroscópica tal como masa, viscosidad o número de cetano.

Sería deseable que la información de separación cromatográfica en cuanto a distri-bución de las parafinas en un material base disponible a partir de 2D GC pudiera correlacio-narse con las propiedades de baja temperatura de los aceites formulados. 5

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a un proceso para predecir las propiedades del Viscosíme-tro Mini Rotary (MRV) de una extensa gama de aceites formulados, preferiblemente para uso en motores de combustión interna de vehículos de pasajeros, basado en la distribución de las parafinas, que comprende: 10

(a) inyectar una muestra de material base en una primera columna de un cromató-grafo de gases de dos dimensiones, estando recubierta dicha primera columna con un ma-terial no polar para separar la muestra de material base en una serie de componentes de la muestra de la primera dimensión que tienen una primera serie de tiempos de retención;

(b) inyectar los componentes separados de la muestra de la primera dimensión del 15 paso (a) en una segunda columna recubierta con un material semi-polar para separar ulte-riormente los componentes separados de la muestra de la primera dimensión en componen-tes de la muestra de segunda dimensión que tienen una segunda serie de tiempos de retención;

(c) someter las series de tiempos de retención primera y segunda a análisis cualita-20 tivo para identificar todos los componentes parafínicos en el intervalo de números de carbo-no de 16 a 50;

(d) seleccionar un número inferior de carbonos n y un número superior de carbonos m en el intervalo de 16 a 50;

(e) para cada número de carbonos individual L en el intervalo de n a m, agrupar los 25 componentes isoparafínicos para dicho número de carbonos en 3 grupos A, B, y C;

(f) someter las series de tiempos de retención primera y segunda a análisis cuantita-tivo para identificar, para cada uno de dichos grupos correspondientes a dicho número de carbono L, las cantidades respectivas (IPA)L, (IPB)L, (IP)C)L de isoparafinas en % en peso de la muestra total; 30

(g) calcular un Índice de Isoparafinas por la fórmula:

Índice de Isoparafinas =

y,

(h) comparar el Índice de Isoparafinas calculado con el Índice de Isoparafinas calcu-lado para muestras estándar de MRV conocido en donde el Índice de Parafinas de las muestras estándar es un valor de aproximadamente 0,8 o menos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 muestra un 2D GC de una muestra de refinado lubricante 130 N típica. 5

La Figura 2 es una gráfica que muestra una representación...

1. Un proceso para predecir las propiedades del Viscosímetro Mini Rotary (MRV) de aceites formulados basado en la distribución de las parafinas, que comprende:

(a) inyectar una muestra de material base en una primera columna de un cromató-5 grafo de gases bidimensional, estando recubierta dicha primera columna con un material no polar para separar la muestra de material base en una serie de componentes de la muestra de primera dimensión que tienen una primera serie de tiempos de retención;

(b) inyectar los componentes separados de la muestra de la primera dimensión del paso (a) en una segunda columna recubierta con un material semi-polar para separar ulte-10 riormente los componentes separados de la muestra de la primera dimensión en componen-tes de la muestra de la segunda dimensión que tienen una segunda serie de tiempos de retención;

(c) someter las series primera y segunda de tiempos de retención a análisis cualita-tivo para identificar todos los componentes parafínicos en el intervalo de números de carbo-15 nos de 16 a 50;

(d) seleccionar un número de carbonos inferior n y un número de carbonos superior m en el intervalo de 16 a 50;

(e) para cada número de carbonos individual L en el intervalo de n a m, agrupar los componentes isoparafínicos de dicho número de carbonos en 3 grupos A, B y C; 20

(f) someter las series primera y segunda de tiempos de retención a análisis cuantita-tivo para identificar, para cada uno de dichos grupos de dicho número de carbonos L, las cantidades respectivas (IPA)L, (IPB)L, (IPC)L de isoparafinas en % en peso de la muestra total;

(g) calcular un Índice de Isoparafinas por la fórmula:

25

Índice de Isoparafinas =

y,

(h) comparar el Índice de Isoparafinas calculado con el Índice de Isoparafinas calcu-lado para muestras estándar de MRV conocido en donde el Índice de Isoparafinas de las muestras estándar es un valor de aproximadamente 0,8 o menos.

2. El proceso de la reivindicación 1, en donde el material base ha sido extraído con 30 disolventes, hidrotratado o extraído e hidrotratado.

3. El proceso de la reivindicación 1, en donde el material base ha sido desparafina-do por al menos uno de desparafinado con disolventes o desparafinado catalítico.

4. El proceso de la reivindicación 3, en donde el material base se desparafina por desparafinado catalítico, teniendo el desparafinado catalítico condiciones que incluyen tem-peraturas entre aproximadamente 200ºC y 400ºC, presiones entre aproximadamente 2860 y 20786 kPa, tasas de tratamiento con hidrógeno gaseoso de aproximadamente 89 a 890 m3/m3, y velocidades espaciales horarias del líquido de aproximadamente 0,1 a 10 V/V/h. 5

5. El proceso de la reivindicación 1 en donde el material no polar tiene una polari-dad comprendida entre 0 y 20.

6. El proceso de la reivindicación 5 en donde el material no polar es un polímero de metil-silicona.

7. El proceso de la reivindicación 1 en donde el material semipolar tiene una polari-10 dad entre 20 y 50.

8. El proceso de la reivindicación 7 en donde el material semipolar es un polímero de metil-silicona en el cual al menos algunos de los grupos metilo han sido sustituidos por fenilo.

9. El proceso de la reivindicación 1 en donde los componentes separados de la 15 muestra de la primera dimensión se envían a un modulador.

10. El proceso de la reivindicación 1 en donde los tiempos de retención para los componentes separados de la segunda dimensión se acoplan con los tiempos de retención para los componentes de la muestra de los componentes de la muestra de la primera di-mensión para formar un cromatograma 2D completo. 20

11. El proceso de la reivindicación 1 en donde n es 23 y m es 31.

12. El proceso de la reivindicación 3 en donde el material base se desparafina por desparafinado catalítico utilizando un catalizador de desparafinado Pt/ZSM-48.

13. El proceso de la reivindicación 1 en donde la muestra del material base puede estar formulada o no formulada. 25

14. El proceso de la reivindicación 13 en donde la muestra formulada contiene un paquete de aditivos.

15. El proceso de la reivindicación 14 en donde el paquete de aditivos contiene al menos un componente seleccionado de dispersantes, detergentes, inhibidores de desgaste, antioxidantes, inhibidores de herrumbre, demulsificadores, agentes de extrema presión, 30 modificadores de fricción, aditivos multifuncionales, mejoradores del índice de viscosidad, depresores del punto de fluidez crítica, e inhibidores de espuma.

16. El proceso de la reivindicación 1 en donde el MRV de los aceites formulados para un Índice de Isoparafinas de 0,8 o menor es 40.000 cP o menor.

17. El proceso de la reivindicación 1 en donde los aceites formulados son para uso 35 en motores de combustión interna de vehículos de pasajeros.