用于涡轮机械的低粘度润滑油组合物制造技术

本公开涉及一种低粘度涡轮机润滑油，其具有包含润滑油基础油料作为主要组分和一种或多种润滑油添加剂作为次要组分的组成。所述涡轮机润滑油具有40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度，约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度，以及小于约4％的150℃下绝对蒸发损失。本公开还涉及一种在用低粘度涡轮机润滑油润滑的涡轮机械中改善能量效率的方法。本公开还涉及一种在用低粘度涡轮机润滑油润滑的涡轮机械中改善能量效率同时维持或改善沉积物控制和润滑油添加剂溶解力的方法。本公开还涉及一种改善极性添加剂在低粘度涡轮机润滑油中的溶解性、相容性和分散性的方法。

Low Viscosity Lubricating Oil Composition for Turbine Machinery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涡轮机械的低粘度润滑油组合物
本公开涉及低粘度涡轮机润滑油。本公开还涉及一种在用低粘度涡轮机润滑油润滑的涡轮机械中改善能量效率的方法。本公开还涉及一种在用低粘度涡轮机润滑油润滑的涡轮机械中改善能量效率同时维持或改善沉积物控制和润滑油添加剂溶解力的方法。本公开还进一步涉及一种改善极性添加剂在低粘度涡轮机润滑油中的溶解性、相容性和分散性的方法。
技术介绍
用于发电应用的涡轮机油在涡轮机轴承的除热和降温中起重要作用。涡轮机轴承温度的降低转化为涡轮机的增加的能量效率和额外的发电。涡轮机轴承温度的降低还可以减少所需的系统冷却量，从而提供额外的节能。在发电应用中，对于相同燃料输入产生更多电力(KW)输出的能量效率存在着需求。在每年运行8000小时的发电厂中，基于至少10％的涡轮机轴承效率改善带来约0.1％的整体系统效率益处，可以在相似的燃烧速率下实现164kW的额外输出。0.05％/kW的改善可能为每个涡轮机提供66,000美元年产值的可供出售电力。在一种可能的解决方案中，可通过改为较低粘度的涡轮机润滑油来实现这些能量效率增益。目前，设备承造商(EB)和原始设备制造商(OEM)要求最低涡轮机润滑油粘度为在40℃下32cSt。然而，较低粘度的涡轮机润滑油的问题在于它们不符合可接受用于涡轮机应用的物理性质约束。尽管涡轮机润滑油技术有进步，但对于有效改善涡轮机能量效率的涡轮机轴承用润滑油，仍存在着需求。另外，对于有效改善能量效率同时维持或改善沉积物控制和润滑油添加剂溶解力的涡轮机润滑油，也存在着需求。
技术实现思路
本公开部分涉及一种润滑油，其具有包含润滑油基础油料作为主要组分和一种或多种润滑油添加剂作为次要组分的组成。所述润滑油具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度，根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度，以及根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失。所述润滑油优选是涡轮机润滑油。本公开还部分涉及一种通过使用调配油作为润滑油在用所述润滑油润滑的涡轮机械中改善能量效率的方法。所述调配油具有包含润滑油基础油料作为主要组分和一种或多种润滑油添加剂作为次要组分的组成。所述调配油具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度，根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度，以及根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失。在一个实施方式中，对于涡轮机械而言，与使用具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、但不具有根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度或根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失的润滑油所实现的能量效率相比，能量效率得到改善。在一个实施方式中，对于涡轮机械而言，与使用具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、但不具有根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度或根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失的润滑油所实现的轴承温度相比，轴承温度降低。在一个实施方式中，对于涡轮机械而言，与使用具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、但不具有根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度或根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失的润滑油所实现的能量效率、沉积物控制和润滑油添加剂溶解力相比，能量效率得到改善并且沉积物控制和润滑油添加剂溶解力得到维持或改善。本公开还部分涉及一种改善极性润滑油添加剂在非极性润滑油基础油料中的溶解性、相容性和/或分散性的方法。所述方法包括：提供包含非极性润滑油基础油料作为主要组分和一种或多种极性润滑油添加剂作为次要组分的润滑油；以及在所述润滑油中掺合至少一种辅基础油料(co-basestock)。所述润滑油具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度，根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度，以及根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失。本公开还部分涉及一种用于在涡轮机械中实现显著的能量效率增益的方法。所述方法包括选择包含非极性润滑油基础油料作为主要组分和一种或多种极性润滑油添加剂作为次要组分的润滑油。所述润滑油具有约3.0J/g·℃至约3.3J/g·℃的比热、根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失、以及根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度。所述方法还包括选择非极性润滑油基础油料或其组合，以使节能潜力最大化，使得根据下式，所述润滑油具有至少约10、优选至少约12、更优选至少约14的润滑效率因子：润滑效率因子＝[19.200(比热)]-[6.679(蒸发损失)]-[1.028(动态粘度)]-12.178。令人惊讶地发现，根据本公开，可以配制低粘度涡轮机润滑油，其具有可接受用于涡轮机应用所需的物理性质。本公开的涡轮机润滑油具有40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度。相反，常规涡轮机润滑油要求的最低粘度为40℃下32cSt。还有，令人惊讶地发现，根据本公开，使用具有40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度以及小于约4％的150℃下绝对蒸发损失的润滑油，可以在涡轮机械中获得能量效率的改善。进一步地，令人惊讶地发现，根据本公开，使用具有40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度以及小于约4％的150℃下绝对蒸发损失的润滑油，可以在涡轮机械中降低轴承温度。更进一步地，令人惊讶地发现，根据本公开，使用具有40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度以及小于约4％的150℃下绝对蒸发损失的润滑油，在涡轮机械中可以改善能量效率并且可以维持或改善沉积物控制和润滑油添加剂溶解力。特别地，令人惊讶发现，根据本公开，单独的粘度降低不足以实现涡轮机油的显著能量效率改善。粘度与挥发性和密度要求的平衡对于实现改善的能量效率结果是重要的。本公开的其他目的和优点将从后面的详细描述中变得显而易见。附图说明图1是包括基础油和添加剂体系的制剂的表，以及根据实施例确定的制剂的性质。图2是根据实施例制备的包括基础油和添加剂的详细制剂的表。图3是显示根据实施例确定的所述制剂的润滑效率因子和相关性质的表。详细描述在本文的详细描述和权利要求书内的所有数值均由“约”或“大约”修饰所指示的值，并将实验误差以及本领域普通技术人员会预料到的变异考虑在内。根据本公开，当在如本文中的段落[00273]中所述的轴承效率台试验中测试时，与常规涡轮机油相比，实现了提高的降温和能量效率益处。本公开的低粘度涡轮机油减少了搅动损失和其他粘性损失。本公开的低密度涡轮机油产生传热改善，导致相对于现有的商业涡轮机油，在相同的泵流速下除热提高并且轴承温度较低。本公开的涡轮机油克服了对油膜、挥发性和闪蒸问题进行平衡的技术挑战。利用本公开的涡轮机油，实现了流体动力轴承润滑且金属与金属接触的可能性最小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种润滑油，其具有包含润滑油基础油料作为主要组分和一种或多种润滑油添加剂作为次要组分的组成，其中所述润滑油具有根据ASTM D445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度，根据ASTM D1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度，以及根据ASTM D972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.30 US 62/440,512;2017.12.22 US 15/852,1841.一种润滑油，其具有包含润滑油基础油料作为主要组分和一种或多种润滑油添加剂作为次要组分的组成，其中所述润滑油具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度，根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度，以及根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失。2.根据权利要求1所述的润滑油，其还具有根据ASTMD5800为小于约15％的Noack挥发度，根据ASTMD92为大于约215℃的闪点，以及约3.0J/g·℃至约3.3J/g·℃的比热。3.根据权利要求1所述的润滑油，其中，在涡轮机械中，与使用具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、但不具有根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度或根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失的润滑油所实现的能量效率相比，能量效率得到改善。4.根据权利要求1所述的润滑油，其中，在涡轮机械中，与使用具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、但不具有根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度或根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失的润滑油所实现的轴承温度相比，轴承温度降低。5.根据权利要求1所述的润滑油，其中，在涡轮机械中，与使用具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、但不具有根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度或根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失的润滑油所实现的能量效率、沉积物控制和润滑油添加剂溶解力相比，能量效率得到改善并且沉积物控制和润滑油添加剂溶解力得到维持或改善。6.根据权利要求1所述的润滑油，其是涡轮机润滑油。7.根据权利要求1所述的润滑油，其中所述润滑油基础油料包含I类基础油、II类基础油、III类基础油、IV类基础油、V类基础油或其混合物。8.根据权利要求1所述的润滑油，其还包含至少一种辅基础油料。9.根据权利要求1所述的润滑油，其中所述一种或多种润滑油添加剂包括消泡剂、破乳剂、抗氧化剂，抗磨剂或防锈添加剂。10.根据权利要求9所述的润滑油，其中所述一种或多种润滑油添加剂还包括粘度调节剂、去污剂、分散剂、倾点降低剂、腐蚀抑制剂、金属减活剂或抑制剂。11.根据权利要求1所述的润滑油，其中基于润滑油的总重量，所述润滑油基础油料以约90重量％至约99重量％的量存在。12.根据权利要求1所述的润滑油，其中基于润滑油的总重量，所述一种或多种润滑油添加剂以约0.1重量％至约10重量％的量存在。13.根据权利要求1所述的润滑油，其中选择所述润滑油基础油料，使得当通过轴承效率试验台试验评价时，与被配制成ISOVG32的相同润滑油相比，所述润滑油表现出至少10％的能量效率改善。14.根据权利要求1所述的润滑油，其中选择所述润滑油基础油料，使得根据下式，所述润滑油具有至少10的润滑效率因子：润滑效率因子＝[19.200(比热)]-[6.679(蒸发损失)]-[1.028(动态粘度)]-12.178。15.一种通过使用调配油作为润滑油在用所述润滑油润滑的涡轮机械中改善能量效率的方法，所述调配油具有包含润滑油基础油料作为主要组分和一种或多种润滑油添加剂作为次要组分的组成，其中所述调配油具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度，根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度，以及根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述润滑油还具有根据ASTMD5800为小于约15％的Noack挥发度，根据ASTMD92为大于约215℃的闪点，以及约3.0J/g·℃至约3.3J/g·℃的比热。17.根据权利要求15所述的方法，其中，在涡轮机械中，与使用具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、但不具有根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度或根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失的润滑油所实现的能量效率相比，能量效率得到改善。18.根据权利要求15所述的方法，其中，在涡轮机械中，与使用具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、但不具有根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度或根据ASTMD972为小于约4％的150℃下绝对蒸发损失的润滑油所实现的轴承温度相比，轴承温度降低。19.根据权利要求15所述的方法，其中，在涡轮机械中，与使用具有根据ASTMD445为40℃下约16cSt至约22cSt的运动粘度、但不具有根据ASTMD1298为约0.8g/ml至约0.9g/ml的密度或根据AST...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅雷迪思·R·吉卜森，安格拉·S·加利亚诺罗思，杰西卡·L·普林斯，安德烈亚·B·沃德洛，
申请(专利权)人：埃克森美孚研究工程公司，
类型：发明
国别省市：美国,US