- Un proceso para predecir las propiedades del Viscosímetro Mini Rotary (MRV) de aceites formulados que comprende:

(a) inyectar una muestra de material base en una primera columna de un cromatógrafo de gases bidimensio- nal, 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 re- tención; (b) inyectar los componentes separados de la muestra de la primera dimensión del paso (a) en una segunda co- lumna recubierta con un material semi-polar para separar ulteriormente los componentes separados de la muestra de la primera dimensión en componentes 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 cualitativo para identificar to- dos los componentes parafínicos en el intervalo de núme- ros de carbonos 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, identificar la parafina normal y un primer, segundo y tercer grupo de isoparafinas A, B y C; (f) someter las series primera y segunda de tiempos de retención a análisis cuantitativo para identificar, para cada uno de dichos números de carbonos L, la canti- dad NL de parafinas normales y, para cada uno de dichos grupos, las cantidades respectivas (IPA)L, (IPB)L, (IPC)L de isoparafinas en % en peso de la muestra total; (g) calcular un Índice de Parafinas por la fórmula: (h) repetir los pasos (a)-(g) para una serie de muestras de material base; (i) medir el MRV para una serie de muestras de mate- rial base formuladas; (j) representar gráficamente el MRV medido de las muestras de material base formuladas frente al Índice de Parafinas de las muestras de material base para producir una gráfica que tiene una pendiente (a) y una ordenada en el origen (b); y Índice de Parafinas = (k) calcular el MRV predicho utilizando la ecuación MRV = (a) (Índice de Parafinas) - (b)

CAMPO DE LA INVENCIÓN

Esta invención se refiere a un método para analizar un aceite lubricante. El método utiliza cromatografía de gases en dos dimensiones (2D GC) para determinar las can-10 tidades de parafinas e isoparafinas en el aceite. La in-formación de composición así obtenida se utiliza para calcular un Índice de Parafinas, y el Índice de Parafinas se correlaciona con el Viscosímetro Mini-Rotary (MRV) del aceite formulado. 15

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los estándares de la industria moderna están impo-niendo exigencias crecientes al comportamiento de los aceites de motor a baja temperatura. El comportamiento a baja temperatura de los aceites de motor formulados puede 20 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 acei-te base sintético tal como una poli-alfa-olefina (PAO). 25

Las propiedades de baja temperatura de cualquier aceite se ven influenciadas por la presencia de ceras ta-les como parafinas de cadena larga. Se cree que estos ma-teriales forman cristales de cera a temperaturas bajas. Estos materiales de cera afectan a su vez desfavorable-30 mente 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 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 5 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 catalí-tico puede realizarse por craqueo de las moléculas céreas 10 o por isomerización de las moléculas céreas.

Otro enfoque utilizado típicamente en asociación con el desparafinado es la adición de aditivos tales como de-presores del punto de fluidez crítica como parte de un paquete de aditivos añadido al material base del aceite 15 lubricante para formar un aceite formulado. Los depreso-res del punto de fluidez crítica son por regla general materiales polímeros que mejoran la fluidez de un aceite, es decir, reducen el punto de fluidez. Sin embargo, cual-quier depresor dado del punto de fluidez tendrá una in-20 fluencia diferente sobre el punto de fluidez dependiendo de la naturaleza del aceite en cuestión. Si bien un de-presor del punto de fluidez 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 25 un aceite para conocer la influencia de cualquier paquete de aditivos dado que contenga un depresor del punto de fluidez crítica.

Un método para determinar la bombeabilidad a baja temperatura de un aceite de motor está basado en el vis-30 cosímetro Mini Rotary (MRV). Otros medios de medida de las propiedades de baja temperatura de un aceite formula-

do incluyen la Viscosidad Brookfield, la Viscosidad Bro-okfield de barrido, el test Simulador del Arranque en Frío (CCS) y el Punto de Fluidez Crítica. Si bien estos métodos de test pueden proporcionar información acerca de las propiedades de baja temperatura de cualquier aceite 5 dado, no proporcionan necesariamente información en cuan-to a las características de composición de dicho aceite.

Se han desarrollado diversas técnicas físicas para investigar la composición de los aceites brutos y frac-ciones de los mismos, con inclusión de espectroscopia in-10 frarroja de 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 15 de proporcionar detalles precisos de la composición de todas las moléculas individuales que constituyen la mez-cla de petróleo.

Los métodos GC/MS utilizan GC para separar al menos parcialmente una mezcla en sus componentes, y se utiliza 20 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 indi-viduales en condiciones de GC dadas. 25

La cromatografía de gases bidimensional (2D GC) es una técnica reciente que se ha desarrollado como una al-ternativa de alta resolución a las técnicas convenciona-les de GC/MS. En la 2D GC, se somete una muestra a dos separaciones cromatográficas secuenciales. La primera se-30 paración es una separación parcial por una columna de se-paración primera o primaria. Los componentes parcialmente

separados se inyectan luego en una columna segunda o se-cundaria, 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 5.196.039.

Vendeuvre et al., J. of Chromatography A, 1086, (2005) pp. 21-28 describe el análisis 2D GC de destilados medios en el cual se determina la distribución de hidro-carburos por clase química y por número de átomos de car-10 bono, 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 cro-15 matográfica en cuanto a composición molecular disponible a partir de 2D GC pudiera correlacionarse con las propie-dades viscosimétricas de baja temperatura de los aceites formulados.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN 20

Esta invención se refiere a un proceso para predecir las propiedades del Viscosímetro Mini Rotary (MRV) de una extensa gama de aceites formulados, preferiblemente para uso en motores de combustión interna de vehículos de pa-sajeros, que comprende: 25

(a) inyectar una muestra de material base en una primera columna de un cromatógrafo de gases de dos dimensio-nes, 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 30 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 paso (a) en una segunda co-lumna recubierta con un material semi-polar para se-parar ulteriormente los componentes separados de la muestra de la primera dimensión en componentes de la 5 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 cualitativo para identificar to-dos los componentes parafínicos en el intervalo de 10 números de carbono 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 in-15 tervalo de n a m, identificar la parafina normal y un primer, segundo y tercer grupos isoparafínicos A, B, y C;

(f) someter las series de tiempos de retención primera y segunda a análisis cuantitativo para identificar, 20 para cada uno de dichos números de carbono L, la cantidad NL de parafinas normales y, para cada uno de dichos grupos, las cantidades respectivas (IPA)L, (IPB)L, (IP)C)L de isoparafinas en % en peso de la muestra total; 25

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

Índice de Parafinas =

(h) repetir los pasos (a)-(g) para una serie de muestras de material base;

(i) medir el MRV para un ensayo de muestras de material base formuladas;

(j) representar gráficamente el MRV medido de las mues-5 tras de material base formuladas frente al Índice de Parafinas de las muestras de material base para pro-ducir una gráfica que tiene una pendiente (a) y una ordenada en el origen (b); y

(k) calcular el MRV predicho utilizando la ecuación: 10

MRV = (a)(Índice de Parafinas) - (b).

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS...

1. Un proceso para predecir las propiedades del Viscosímetro Mini Rotary (MRV) de aceites formulados que comprende: 5

(a) inyectar una muestra de material base en una primera columna de un cromatógrafo de gases bidimensio-nal, 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 10 dimensión que tienen una primera serie de tiempos de re-tención;

(b) inyectar los componentes separados de la muestra de la primera dimensión del paso (a) en una segunda co-lumna recubierta con un material semi-polar para separar 15 ulteriormente los componentes separados de la muestra de la primera dimensión en componentes 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 20 de retención a análisis cualitativo para identificar to-dos los componentes parafínicos en el intervalo de núme-ros de carbonos 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 25 50;

(e) para cada número de carbonos individual L en el intervalo de n a m, identificar la parafina normal y un primer, segundo y tercer grupo de isoparafinas A, B y C;

(f) someter las series primera y segunda de tiempos 30 de retención a análisis cuantitativo para identificar, para cada uno de dichos números de carbonos L, la canti-

dad NL de parafinas normales y, para cada uno de dichos grupos, las cantidades respectivas (IPA)L, (IPB)L, (IPC)L de isoparafinas en % en peso de la muestra total;

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

5

Índice de Parafinas =

(h) repetir los pasos (a)-(g) para una serie de muestras de material base;

(i) medir el MRV para una serie de muestras de material base formuladas; 10

(j) representar gráficamente el MRV medido de las muestras de material base formuladas frente al Índice de Parafinas de las muestras de material base para producir una gráfica que tiene una pendiente (a) y una ordenada en el origen (b); y 15

(k) calcular el MRV predicho utilizando la ecuación MRV = (a) (Índice de Parafinas) - (b).

2. El proceso de la reivindicación 1, en donde el material base ha sido extraído con disolventes, hidrotra-tado o extraído e hidrotratado. 20

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

4. El proceso de la reivindicación 3, en donde las condiciones de desparafinado catalítico efectivas inclu-25 yen temperaturas entre 200ºC y 400ºC, presiones entre 2860 y 20786 kPa, tasas de tratamiento con hidrógeno ga-seoso de 89 a 890 m3/m3, y velocidades espaciales hora-rias del líquido de 0,1 a 10 V/V/h.

5. El proceso de la reivindicación 1, en donde las muestras de material base formuladas se han formulado con un paquete de aditivos.

6. El proceso de la reivindicación 1, en donde el material no polar tiene una polaridad comprendida entre 0 5 y 20.

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

8. El proceso de la reivindicación 1, en donde el material semi-polar tiene una polaridad entre 20 y 50. 10

9. El proceso de la reivindicación 8, en donde el material semi-polar es un polímero de metilsilicona en el cual al menos algunos de los grupos metilo han sido sus-tituidos por fenilo.

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

11. El proceso de la reivindicación 1, en donde los tiempos de retención para los componentes separados de la muestra de la segunda dimensión se acoplan con los tiem-20 pos de retención para los componentes de la muestra de los componentes de la muestra de la primera dimensión a fin de formar un cromatograma bidimensional completo.

12. El proceso de la reivindicación 1, en donde los aceites formulados son para uso en motores de combustión 25 interna de vehículos de pasajeros.