Lubricante marino para fuel con bajo y alto contenido de azufre.

Lubricante para cilindros que tiene un BN determinado según la norma ASTM D-2896 superior o igual a 40miligramos de potasa por gramo de lubricante,

que comprende un aceite base lubricante para motor marino y por lomenos un detergente sobrebasado a base de metales alcalinos o alcalino terrosos, caracterizado porque contieneademás:

- una cantidad de 0,1% a 2% en peso con respecto al peso total del lubricante, de uno o varios compuestos(A) elegidos entre los monoalcoholes primarios, secundarios o terciarios cuya cadena alquilo está saturada oinsaturada o comprende a lo sumo dos insaturaciones del tipo de doble enlace etilénico, dicha cadena es lineal oramificada y comprende por lo menos 12 átomos de carbono.

Lubricante marino para fuel con bajo y alto contenido de azufre Ámbito La presente invención se refiere a un lubricante para cilindros para motor marino de dos tiempos utilizable a la vez con fuel con alto contenido de azufre y fuel con bajo contenido de azufre. Más particularmente se refiere a un lubricante que presenta un poder de neutralización suficiente con respecto al ácido sulfúrico formado durante la combustión del fuel con alto contenido de azufre, mientras limita la formación de depósitos durante la utilización de fuel con bajo contenido de azufre.

Antecedentes técnicos de la invención Son de dos tipos los aceites marinos utilizados en los motores de 2 tiempos lentos con cruceta. Existen por una parte los aceites para cilindros, que garantizan la lubricación del conjunto de pistón y cilindro, y por otra parte los aceites del sistema, que garantizan la lubricación de todas las partes en movimiento fuera del conjunto de pistón y cilindro. En el seno del conjunto de pistón y cilindro los residuos de combustión que contienen gases ácidos están en contacto con el aceite lubricante.

Los gases ácidos se forman a partir de la combustión del fuel; se trata en particular de los óxidos de azufre (SO2, SO3) que después se hidrolizan durante el contacto con la humedad presente en los gases de combustión y/o en el aceite. Esta hidrólisis genera ácido sulfuroso (HSO3) o sulfúrico (H2SO4) .

Para preservar la superficie de las camisas y evitar un desgaste corrosivo excesivo se tienen que neutralizar estos ácidos, lo que suele efectuarse por reacción con los sitios básicos incluidos en el lubricante.

La capacidad de neutralización de un aceite se mide gracias a su BN o Base Number en inglés que caracteriza su basicidad. Se mide según la norma ASTM D-2896 y se expresa en equivalente en peso de potasa por gramo de aceite o mg de KOH/g. El BN es un criterio clásico que permite ajustar la basicidad de los aceites para cilindros según el contenido de azufre en el fuel utilizado, para poder neutralizar la totalidad de azufre contenido en el carburante, y susceptible de transformarse en ácido sulfúrico por combustión e hidrólisis.

Así cuanto más elevado es el contenido de azufre del fuel, más elevado tiene que ser el BN de un aceite marino. Por eso es que en el mercado se encuentran aceites marinos cuyo BN varía de 5 a 100 mg KOH/g.

En determinadas zonas y en particular las zonas costeras las preocupaciones medioambientales exigen la limitación del índice de azufre en el fuel utilizado para los buques.

Así la reglamentación MARPOL Anexo 6 (Regulations for the Prevention of air pollution from ships) de la IMO (International Maritime Organisation) sigue vigente desde mayo de 2005. Ésta prevé un contenido máximo de azufre de 4, 5% m/m en el fuel pesado así como la creación de zonas con emisión controlada de óxidos de azufre, llamadas SECAs (SOx Emission Control Areas) . Los buques que entran en estas zonas tienen que utilizar un fuel con un contenido máximo de azufre de 1, 5% m/m o cualquier otro tratamiento alternativo destinado a limitar las emisiones de SOx para respetar los valores especificados. La notación % m/m representa el porcentaje másico de un compuesto con respecto al peso total de fuel o composición lubricante en la que está incluido.

Los buques que efectúan trayectos transcontinentales utilizan pues diferentes tipos de fuel pesado en función de las obligaciones medioambientales locales, lo que permite optimizar su coste de funcionamiento.

Así la mayor parte de los buques portacontenedores actualmente en construcción prevén la instalación de distintos depósitos de combustible, por una parte para el fuel “alta mar” con elevado contenido de azufre y por otra parte para el fuel “SECA” con un contenido de azufre inferior o igual a un 1, 5% m/m.

La transición entre estas dos categorías de fuel puede necesitar la adaptación de las condiciones de funcionamiento del motor, en particular la utilización de lubricantes para cilindros apropiados.

Actualmente, en presencia de fuel con alto contenido de azufre (un 3, 5% m/m y más) , se utilizan lubricantes marinos con un BN del orden de los 70.

En presencia de un fuel con bajo contenido de azufre (un 1, 5% m/m y menos) se utilizan lubricantes marinos con un BN del orden de los 40.

En ambos casos se alcanza una capacidad de neutralización suficiente porque se alcanza la concentración necesaria de sitios básicos proporcionados por los detergentes sobrebasados del lubricante marino, pero es necesario cambiar de lubricante en cada cambio de tipo de fuel.

Además cada uno de estos lubricantes tiene límites de utilización inherentes a las siguientes observaciones: la utilización de un lubricante para cilindros con un BN de 70 en presencia de un fuel con bajo contenido de azufre (un 1, 5% m/m y menos) e índice de engrase fijo provoca un importante exceso de sitios básicos (BN alto) y un riesgo de desestabilización de las micelas de detergente sobrebasado no utilizadas que contienen sales metálicas insolubles. Esta desestabilización resulta en la formación de depósitos de sales metálicas insolubles (carbonato cálcico por ejemplo) , principalmente en la corona del pistón, lo que al final puede conducir a un riesgo de desgaste excesivo de tipo pulido de la camisa.

De hecho la optimización de la lubricación para cilindros de un motor de 2 tiempos lento requiere elegir el lubricante con el BN adaptado al fuel y a las condiciones de funcionamiento del motor. Esta optimización reduce la flexibilidad de funcionamiento del motor y exige una importante capacidad técnica de los tripulantes para la definición de las condiciones en las que se tiene que realizar la transición de un tipo de lubricante a otro.

Por lo tanto, para simplificar las maniobras, es preferible disponer de un lubricante para cilindros único para motor marino de dos tiempos que se pueda utilizar con el fuel con alto contenido de azufre a la vez que con el fuel con bajo contenido de azufre.

El documento US 3178368 describe un procedimiento de fabricación de fenolatos de metales alcalinotérreos sulfurizados y sobrebasados. Estos fenolatos son utilizados en las composiciones lubricantes como aditivos que tienen propiedades de neutralización de los ácidos.

El documento EP 1630223 describe la utilización de un compuesto de estructura polifenol sustituida por grupos de hidrocarbilos, este compuesto se utiliza como aditivo antidesgaste en una composición para motor marino diésel.

El documento EP 0008193 describe una composición lubricante para motores marinos que comprende un aceite de base lubricante, una amina hidrocarbilo y dispersantes para las sales de aminas de hidrocarbilo que se pueden formar en el transcurso de la utilización.

Resumen de la invención El objeto de la presente invención es suministrar un aceite lubricante que pueda garantizar una correcta lubricación del cilindro del motor marino y que pueda soportar tanto las obligaciones relativas al fuel con alto contenido de azufre como las obligaciones relativas al fuel con bajo contenido de azufre.

Al efecto la presente invención propone un lubricante para cilindros que tiene un BN determinado según la norma ASTM D-2896 superior o igual a 40 miligramos de potasa por gramo de lubricante, que comprende un aceite base lubricante para motor marino y por lo menos un detergente sobrebasado a base de metales alcalinos o alcalino terrosos, caracterizado porque contiene además una cantidad de 0, 1% a 2% en peso con respecto al peso total del lubricante, de uno o distintos compuestos (A) elegidos entre los monoalcoholes primarios, secundarios o terciarios cuya cadena alquilo está saturada o comprende a lo sumo dos insaturaciones del tipo de doble enlace etilénico, dicha cadena es lineal o ramificada y comprende por lo menos 12 átomos de carbono.

De forma asombrosa el solicitante observó que la introducción de determinados tipos de compuestos tensioactivos en una formulación convencional de lubricante para cilindros con un BN determinado conduce a aumentar considerablemente el rendimiento del correspondiente lubricante convencional con respecto a la neutralización del ácido sulfúrico formado durante la combustión de cualquier tipo de fuel cuyo contenido de azufre es inferior a un 4, 5% en un motor marino de 2 tiempos. La mejora del rendimiento se refiere en particular a la velocidad o cinética de neutralización del ácido sulfúrico formado que resulta sensiblemente aumentada.

Esta diferencia de comportamiento entre un lubricante tradicional de referencia y el mismo lubricante aditivado con tensioactivo se caracteriza por un índice de rendimiento de... [Seguir leyendo]

1. Lubricante para cilindros que tiene un BN determinado según la norma ASTM D-2896 superior o igual a 40 miligramos de potasa por gramo de lubricante, que comprende un aceite base lubricante para motor marino y por lo menos un detergente sobrebasado a base de metales alcalinos o alcalino terrosos, caracterizado porque contiene además:

-una cantidad de 0, 1% a 2% en peso con respecto al peso total del lubricante, de uno o varios compuestos

(A) elegidos entre los monoalcoholes primarios, secundarios o terciarios cuya cadena alquilo está saturada o insaturada o comprende a lo sumo dos insaturaciones del tipo de doble enlace etilénico, dicha cadena es lineal o ramificada y comprende por lo menos 12 átomos de carbono.

2. Lubricante para cilindros según la reivindicación 1 que tiene un BN determinado comprendido en la gama de 40 a 70 miligramos de potasa por gramo de lubricante.

3. Lubricante para cilindros según la reivindicación 1 o 2 en el que el o los compuestos A se eligen entre los monoalcoholes pesados que presentan una cadena alquilo principal lineal que tiene de 12 a 24 átomos de carbono, esta cadena lineal siendo sustituida eventualmente por uno o varios grupos alquilos que tienen de 1 a 23 átomos de carbono.

4. Lubricante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en el que el o los compuestos A se eligen entre los alcoholes mirístico, palmítico, cetílico, esteárico, icosanoico, behénico.

5. Lubricante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en el que el compuesto A es el isotridecanol.

6. Lubricante para cilindros según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 que comprende uno o varios aditivos funcionales elegidos entre los aditivos dispersantes, antidesgaste, aditivos antiespuma, aditivos antioxidantes y/o anticorrosivos.

7. Lubricante para cilindros según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 que comprende por lo menos un detergente sobrebasado elegido en el grupo constituido por los carboxilatos, sulfonatos, salicilatos, naftenatos, fenolatos y los detergentes sobrebasados mixtos que asocian por lo menos dos de estos tipos de detergentes.

8. Lubricante para cilindros según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 que comprende por lo menos un 10% de uno o varios compuestos detergentes sobrebasados.

9. Lubricante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en el que los detergentes sobrebasados son compuestos a base de metales elegidos en el grupo constituido por el calcio, el magnesio, el sodio o el bario.

10. Lubricante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 en el que los detergentes se sobrebasan por medio de sales metálicas insolubles elegidas en el grupo de los carbonatos, hidróxidos, oxalatos, acetatos, glutamatos de metales alcalinos y alcalino terrosos.

11. Lubricante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 en el que los detergentes sobrebasados son carbonatos de metales alcalinos o alcalino terrosos.

12. Lubricante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 en el que por lo menos uno de los detergentes se sobrebasa por medio de carbonato cálcico.

13. Lubricante para cilindros según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12 que comprende por lo menos un 0, 1% de un aditivo dispersante elegido en la familia de los poliisobutilenos succinimidas.

14. Utilización de un lubricante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 a modo de lubricante para cilindros único utilizable con cualquier tipo de fuel cuyo contenido de azufre es inferior a un 4, 5% m/m.

15. Utilización de un lubricante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 como lubricante para cilindros único utilizable a la vez con fuel cuyo contenido de azufre es inferior a un 1, 5% m/m y con el fuel cuyo contenido de azufre es superior a un 3% m/m.

16. Utilización de un lubricante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 para prevenir la corrosión y/o reducir la formación de depósito de sales metálicas insolubles en los motores marinos de dos tiempos durante la combustión de cualquier tipo de fuel cuyo contenido de azufre es inferior a un 4, 5% m/m.

17. Utilización de uno o varios compuestos elegidos entre los monoalcoholes primarios, secundarios o terciarios cuya cadena alquilo está saturada o insaturada, lineal o ramificada y comprende por lo menos 12 átomos de carbono, como agentes tensioactivos en un lubricante para cilindros que tiene un BN, medido según la norma ASTM

D-2896, superior o igual a 40 miligramos de potasa por gramo de lubricante, con el fin de mejorar el rendimiento de dicho lubricante para cilindros con respecto a la velocidad de neutralización del ácido sulfúrico formado durante la combustión de cualquier tipo de fuel cuyo contenido de azufre es inferior a un 4, 5% m/m en un motor marino de dos tiempos.

18. Utilización según la reivindicación 17 en la que el agente tensioactivo está presente en una cantidad del 0, 01% al 10% en peso con respecto al peso total del lubricante.

19. Utilización según la reivindicación 17 u 18 en la que el lubricante para cilindros presenta las características 10 definidas en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.

20. Procedimiento de fabricación de un lubricante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 en el que se añade el compuesto A a modo de componente distinto del lubricante para cilindros que tiene un BN determinado según la norma ASTM D-2896 superior o igual a 40 miligramos de potasa por gramo de lubricante y que comprende eventualmente uno o varios aditivos funcionales.

21. Procedimiento de fabricación de un lubricante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 por dilución de un concentrado de aditivo para lubricante marino en el que se incorpora el compuesto A.

22. Concentrado de aditivos para un lubricante para cilindros que tiene un BN determinado según la norma ASTM D-2896 superior o igual a 40 miligramos de potasa por gramo de lubricante, dicho concentrado comprendido: a) del 0, 5% al 15%, en peso con respecto al peso total del concentrado de aditivo, de uno o varios compuestos (A) elegidos entre los monoalcoholes primarios, secundarios o terciarios cuya cadena alquilo está saturada o insaturada o comprende a lo sumo dos insaturaciones del tipo de doble enlace etilénico, dicha cadena es lineal o ramificada y

comprende por lo menos 12 átomos de carbono, b) dispersantes, detergentes, aditivos funcionales y aceite base de predilución, en proporciones que permiten obtener, después de la dilución en un aceite base, lubricantes para cilindros que tiene un BN superior o igual a 40 según la norma ASTM D-2896.

23. Concentrado de aditivos según la reivindicación 22 en el que los monoalcoholes pesados presentan una cadena alquilo principal lineal que tiene de 12 a 24 átomos de carbono, esta cadena lineal siendo eventualmente sustituida por uno o varios grupos alquilos que tienen de 1 a 23 átomos de carbono.