Lubricación de motores marinos.

Una composición de aceite lubricante para motores marinos de pistón tubular para mejorar el manejo deasfaltenos en uso de la misma en el funcionamiento del motor cuando es alimentado por un combustible pesado,

composición que comprende o se prepara mezclando más de 50% en masa de la composición de un aceite deviscosidad lubricante y:

(A) uno o más compuestos fenólicos solubles en aceite que son líquido de corteza de anacardo destilado olíquido de corteza de anacardo destilado hidrogenado; y

(B) un detergente de hidroxibenzoato sustituido con hidrocarbilo metálico sobrebasificado;

en donde la tasa de tratamiento de los aditivos (A) y (B) en la composición de aceite lubricante está en el intervalode 1 a 25% en masa.

Lubricación de motores marinos

Campo de la invención Esta invención se refiere a una composición lubricante de motores marinos de pistón tubular para un motor marino (diésel) encendido por compresión de cuatro tiempos de velocidad media, y a la lubricación de tal motor.

Antecedentes de la invención Los motores marinos de pistón tubular usan generalmente Combustible Pesado (“HFO”, por sus siglas en ingles”, para funcionar en alta mar. El Combustible Pesado es la fracción más pesada del destilado de petróleo, y comprende una mezcla compleja de moléculas que incluyen hasta 15% de asfaltenos, definidos como la fracción del destilado de petróleo que es insoluble en un exceso de hidrocarburo alifático (p.ej. heptano) pero que es soluble en disolventes aromáticos (p.ej. tolueno) . Las asfaltenos pueden entrar en el lubricante del motor como contaminantes por el cilindro o bien por las bombas e inyectores de combustible, y se puede producir entonces la precipitación de asfaltenos, manifestada en “pintura negra” o “fango negro” en el motor. La presencia de tales depósitos carbonosos en la superficie de un pistón puede actuar como capa aislante, lo que puede dar como resultado la formación de grietas que se propagan después a través del pistón. Si una grieta recorre el pistón, pueden entrar gases calientes de combustión en el cárter, dando como resultado posiblemente una explosión del cárter.

Es por lo tanto sumamente deseable que los aceites para motores de pistón tubular (“TPEOs”, por sus siglas en inglés) impidan o inhiban la precipitación de asfaltenos. La técnica anterior describe maneras de hacer esto.

La solicitud de patente internacional WO 96/26995 describe el uso de un fenol sustituido con hidrocarbilo para reducir la “pintura negra” en un motor diésel.

Las cáscaras de anacardo contienen aproximadamente 40% de compuestos fenólicos. Están fácilmente disponibles en todo el mundo y constituyen potencialmente una materia prima de bajo coste, ampliamente disponible y renovable para fenoles. “Stabilization of Asphaltenes by Phenolic Compounds Extracted from Ashew-Nut Shell Liquid” Moreira, Lucas y González, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 73, 29-34 (1999) (en lo sucesivo en la presente memoria “Moreira et al”) describe el uso de compuestos fenólicos extraídos de líquido de corteza de anacardo (en la presente memoria “CNSL”) para la estabilización de asfaltenos, pero en aceite bruto. Específicamente, Moreira et al muestran que el CNSL técnico (obtenido tostando las cortezas para extraer líquido) y el cardanol (obtenido destilando CNSL técnico) son ambos eficaces en estabilizar asfaltenos en mezclas de tolueno/heptano.

Moreira et al, sin embargo, no abordan el problema de la precipitación de asfaltenos en TPEOs, que tienen diferentes propiedades comparado con el aceite bruto. Ellos comentan que el CNSL técnico y el cardanol contienen compuestos fenólicos con cadenas alquílicas lineales largas que contienen 15 átomos de carbono con grados de insaturación variables, sustituidos en meta en el anillo aromático. Comentan además que la insaturación de cadenas laterales parece una posibilidad atractiva para mejorar la eficacia de compuestos fenólicos para dispersar dispersiones asfálticas.

“Chemistr y and Technology of Lubricants” (Segunda Edición) , editado por Mortier and Orszulik, discute las propiedades y formulación de lubricantes marinos (párrafo 10.6) y resume las propiedades típicas de los tres tipos de lubricantes de motores marinos diésel, es decir, aceite de sistema, aceite de cilindro y TPEO. Apunta que los tres tipos de aceites tienen requisitos de rendimiento muy diferentes, y resume estos también. El párrafo 10.9 discute los TPEOs en más detalle, tal como los problemas que surgen de su uso en motores que funcionan con HFO.

Compendio de la invención Se ha encontrado ahora que el CNSL técnico, usado en combinación con un detergente de hidroxibenzoato sustituido con hidrocarbilo metálico sobrebasificado, preferiblemente un detergente de salicilato, no es eficaz en estabilizar asfaltenos en TPEOs, pero, sorprendentemente, que el líquido de corteza de anacardo destilado (es decir, cardanol) usado en combinación con un detergente de hidroxibenzoato sustituido con hidrocarbilo metálico sobrebasificado, preferiblemente un detergente de salicilato, es eficaz, y que el líquido de corteza de anacardo destilado hidrogenado (es decir, no mencionado por Moreira et al) es incluso más eficaz.

Un primer aspecto de la invención es una composición de aceite lubricante para motores marinos de pistón tubular para mejorar el manejo de los asfaltenos en el uso de la misma en el funcionamiento del motor cuando es alimentado con un combustible pesado, composición que comprende o se prepara mezclando más que 50% en masa de la composición de un aceite de viscosidad lubricante y:

(A) uno o más compuestos fenólicos solubles en aceite que son líquido de corteza de anacardo destilado o líquido de corteza de anacardo destilado hidrogenado; y

(B) un detergente de hidroxibenzoato sustituido con hidrocarbilo metálico sobrebasificado;

en donde la tasa de tratamiento de los aditivos (A) y (B) en la composición de aceite lubricante está en el intervalo de 1 a 25% en masa.

Un segundo aspecto de la invención es un método para dispersar asfaltenos en una composición de aceite lubricante para motores marinos de pistón tubular durante su lubricación de superficies de la cámara de combustión de un motor marino encendido por compresión de velocidad media y el funcionamiento del motor, método que comprende

(i) proporcionar una composición como la definida en el primer aspecto de la invención;

(ii) proporcionar la composición en la cámara de combustión;

(iii) proporcionar combustible pesado en la cámara de combustión; y

(iv) quemar el combustible pesado en la cámara de combustión.

Un tercer aspecto de la invención es un método para hacer funcionar un motor marino encendido por compresión de pistón tubular de velocidad media, que comprende

(i) alimentar el motor con un combustible pesado; y

(ii) lubricar el cárter del motor con una composición como la definida en el primer aspecto de la invención.

En esta memoria descriptiva, las siguientes palabras y expresiones, si se usan y cuando se usan, tienen los significados atribuidos a continuación: “ingredientes activos” o “ (i.a.) ” se refiere a material aditivo que no es diluyente o disolvente; “que comprende” o cualquier palabra similar especifica la presencia de rasgos, etapas, o enteros o componentes

establecidos, pero no excluye la presencia o adición de uno o más otros rasgos, etapas, enteros o componentes o grupos de los mismos; las expresiones “consiste en” o “consiste esencialmente en” o similares pueden ser abarcadas dentro de “comprende” o similares, en donde “consiste esencialmente en” permite la inclusión de sustancias que no afectan materialmente a las características de la composición a la que se aplica;

“cantidad mayor” significa más que 50% en masa de una composición; “cantidad menor” significa menos que 50% en masa de una composición; “TBN” significa número de base total medido por ASTM D2896. Además, en esta memoria descriptiva: “contenido de calcio” es como se mide por ASTM 4951; “contenido de fósforo” es como se mide por ASTM D5185; “contenido de cenizas sulfatadas” es como se mide por ASTM D874; “contenido de azufre” es como se mide por ASTM D2622; “KV100” significa viscosidad cinemática a 100ºC medida por ASTM D445. También, se entenderá que diversos componentes usados, esenciales así como óptimos y habituales, pueden

reaccionar bajo condiciones de formulación, almacenamiento o uso, y que la invención también proporciona el

producto obtenible u obtenido como resultado de cualquier reacción tal. Además, se entiende que cualesquiera límites de cantidad, intervalo y relación superiores e inferiores expuestos en la presente memoria pueden ser combinados independientemente.

Descripción detallada de la invención Los rasgos de la invención se discutirán ahora en más detalle a continuación.

Aceite de viscosidad lubricante Los aceites lubricantes pueden variar en viscosidad desde aceites minerales destilados ligeros hasta aceites lubricantes pesados. De manera general, la viscosidad del aceite varía de 2 a 40 mm2/s,... [Seguir leyendo]

1. Una composición de aceite lubricante para motores marinos de pistón tubular para mejorar el manejo de asfaltenos en uso de la misma en el funcionamiento del motor cuando es alimentado por un combustible pesado, composición que comprende o se prepara mezclando más de 50% en masa de la composición de un aceite de viscosidad lubricante y:

(A) uno o más compuestos fenólicos solubles en aceite que son líquido de corteza de anacardo destilado o líquido de corteza de anacardo destilado hidrogenado; y

(B) un detergente de hidroxibenzoato sustituido con hidrocarbilo metálico sobrebasificado;

en donde la tasa de tratamiento de los aditivos (A) y (B) en la composición de aceite lubricante está en el intervalo de 1 a 25% en masa.

2. La composición según la reivindicación 1, donde (A) es cardanol hidrogenado.

3. La composición según las reivindicaciones 1 o 2, donde los compuestos fenólicos son 3-pentadecilfenol y 3pentadecilresorcinol.

4. La composición según la reivindicación 1, en donde los compuestos fenólicos comprenden 50 o más, tal como 60

o más, tal como 70 o más, tal como 80 o más, tal como 90 o más, % en masa de 3-pentadecilfenol, donde el grupo pentadecilo es lineal y está unido al anillo aromático en su primer átomo de carbono.

5. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde (B) tiene (B1) un índice de basicidad menor que dos y un grado de carbonatación de 80% o mayor; o (B2) un índice de basicidad de dos o mayor y un grado de carbonatación de 80% o mayor; o (B3) un índice de basicidad de dos o mayor y un grado de carbonatación menor que 80%; o (B4) un índice de basicidad menor que dos y un grado de carbonatación menor que 80%, donde el grado de carbonatación es el porcentaje de carbonato presente en el detergente de hidroxibenzoato

sustituido con hidrocarbilo metálico sobrebasificado expresado como porcentaje en moles relativo al exceso total de base en el detergente.

6. La composición según la reivindicación 5, donde el metal en (B) es calcio.

7. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, donde el hidroxibenzoato sustituido con hidrocarbilo en (B) es un salicilato, preferiblemente sustituido con alquilo C9 a C30.

8. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde el aceite de viscosidad lubricante contiene 50% en masa o más, tal como más que 60% en masa, de una materia prima base que contiene más que o igual a 90% de saturados y menos que o igual a 0, 03% de azufre o una mezcla del mismo.

9. La composición según la reivindicación 8, donde la materia prima base que contiene más que o igual a 90% de saturados y menos que o igual a 0, 03% de azufre es una materia prima base del Grupo II.

10. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que tiene un TBN de 20 a 60, tal como 25 a

55.

11. Un método para hacer funcionar un motor marino encendido por compresión de velocidad media de pistón tubular, que comprende

(i) alimentar el motor con un combustible pesado; y

(ii) lubricar el cárter del motor con una composición como la definida en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Un método para dispersar asfaltenos en una composición de aceite lubricante para motores marinos de pistón tubular durante su lubricación de superficies de la cámara de combustión de un motor marino encendido por compresión de velocidad media y el funcionamiento del motor, método que comprende

(i) proporcionar una composición como la definida en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10;

(ii) proporcionar la composición en la cámara de combustión;

(iii) proporcionar combustible pesado en la cámara de combustión; y

(iv) quemar el combustible pesado en la cámara de combustión.