[发明专利]船用发动机润滑

说明书

技术领域

本发明涉及用于中速四冲程压缩点火(柴油)船用发动机的筒状活塞式船用发动机润滑组合物和此种发动机的润滑。

发明背景

船用筒状活塞式发动机对于离岸运行一般使用重质燃料油(‘HFO’)。重质燃料油是石油馏出物的最重质级分并包含分子的复杂混合物，该复杂混合物包括至多15％沥青质，沥青质定义为石油馏出物的不溶于过量脂族烃(例如庚烷)，但是可溶于芳族溶剂(例如甲苯)的级分。沥青质可以作为杂质经由气缸或燃料泵和喷射器进入发动机润滑剂，并且因此可以发生沥青质沉淀，这表现为发动机中的‘黑漆’或‘黑淤渣’。此种碳质沉积物在活塞表面上的存在可以充当绝缘层，该绝缘层可导致裂纹的形成，裂纹随后传播经过活塞。如果裂纹通过活塞，则热燃烧气体可进入曲轴箱，这可能导致曲轴箱爆炸。

因此高度希望筒状活塞式发动机油(‘TPEO’)防止或抑制沥青质沉淀。现有技术描述了这样做的方法。

WO 96/26995公开了使用烃基取代的酚减少柴油发动机中的‘黑漆’。

槚如坚果壳含有大约40％酚类化合物。它们在世界范围内可容易地获得并可能构成酚的低成本、可广泛获得且可再生的原材料。“Stabilization of Asphaltenes by Phenolic Compounds Extracted from Cashew-Nut Shell Liquid”Moreira，Lucas和Gonzalez，Journal of Applied Polymer Science，Vol.73，29-34(1999)(本文中称“Moreira等人”)描述了使用从槚如坚果壳液(本文中称“CNSL”)提取的酚类化合物稳定沥青质，但是在原油中。特别地，Moreira等人表明了工业级CNSL(通过焙烧所述壳以提取液体而获得)和腰果酚(通过蒸馏工业级CNSL而获得)都有效使甲苯/庚烷混合物中的沥青质稳定。

然而，Moreira等人没有解决沥青质在TPEO中沉淀的问题，TPEO具有与原油不同的性能。他们评论，工业级CNSL和腰果酚含有在芳族环上间位取代的长直链烷基链的酚类化合物，该长直链烷基链含15个碳原子与各种不饱和程度。他们进一步评论，侧链不饱和部分似乎有改进酚类化合物分散沥青质分散体的效率的引人关注的可能性。

由Mortier和Orszulik所编的“Chemistry and Technology of Lubricants”(第二版)论述了船用润滑剂的性能和配制(10.6段)并归纳了三类船用柴油发动机润滑剂，即系统油、汽缸油和TPEO的典型性能。要注意，该三类油具有相当不同的性能要求并且还对这些进行了归纳。10.9段更详细地论述了TPEO，例如由它们在HFO上操作的发动机中的使用所产生的问题。

发明内容

现在发现与水杨酸盐清净剂组合使用的工业级CNSL对于稳定TPEO中的沥青质并不有效，但是令人惊讶地发现，腰果酚是有效的并且其中长直链烷基链饱和的类似酚类(即未被Moreira等提及)甚至更加有效。

本发明的第一个方面是筒状活塞式船用发动机润滑油组合物，其用于改进沥青质在其用在由重质燃料油供燃料时的发动机的操作中的处理，该组合物包含以下组分或通过混合以下组分制得：主要量的润滑粘度的油，该润滑粘度的油优选含有50质量％或更多含大于或等于90％饱和物和小于或等于0.03％硫的基础油料或其混合物，和次要量的：

(A)一种或多种油溶性酚类化合物，其包含经蒸馏的槚如坚果壳液或经加氢的蒸馏的槚如坚果壳液，条件是在不存在羟基苯甲酸盐清净剂的情况下，所述酚类化合物的质量百分率是4或5或6或7或更多。

本发明的第二个方面是本发明第一个方面中限定的组分(A)以次要量在中速压缩点火船用发动机用筒状活塞式船用润滑油组合物中改进沥青质在由重质燃料油供燃料的该发动机操作期间的处理，和改进其通过所述组合物润滑的用途。

本发明的第三个方面是在筒状活塞式船用润滑油组合物润滑船速压缩点火船用发动机的燃烧室表面期间和在该发动机的操作期间分散该组合物中的沥青质的方法，该方法包括：

(i)提供本发明第一个方面中所限定的组合物；

(ii)在燃烧室中提供所述组合物；

(iii)在燃烧室中提供重质燃料油；和

(iv)重质燃料油在燃烧室中燃烧。

本发明的第四个方面是操作筒状活塞式发动机中速压缩点火船用发动机的方法，包括：

(i)用重质燃料油为所述发动机供燃料；和