减少船用柴油机中的活塞沉积物的方法技术

一种在用符合船用残渣燃料的ISO 8217 2017燃料标准并具有大于0.1质量％和小于0.5质量％的硫含量的船用残渣燃料作为燃料的四冲程船用柴油机的运行过程中减少发动机活塞上的沉积物发生率的方法。所述方法包括使用一种润滑油组合物润滑发动机，所述润滑油组合物包含：(a)基于组合物质量计至少50质量％的具有润滑粘度的油；(b)基于组合物质量计5至25质量％的油溶性或油分散性碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂、或两种或更多种油溶性或油分散性碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂的混合物；(c)基于组合物质量计0.1至10质量％的一种或多种油溶性或油分散性无灰分散剂；和任选地，(d)基于组合物质量计0.1至10质量％的聚烯取代的琥珀酸酐。代的琥珀酸酐。

【技术实现步骤摘要】
减少船用柴油机中的活塞沉积物的方法
[0001]本专利技术涉及一种减少发动机中的活塞沉积物的方法，特别涉及一种减少用具有低硫浓度的船用残渣燃料(marine residual fuel)作为燃料的四冲程船用柴油机的活塞上的沉积物发生率的方法。
[0002]目前，用于为在近海区域运营的航运业中使用的船用柴油机供能的残渣燃料必须具有基于燃料质量计不超过3.5质量％的硫含量。但是，与其它运输行业相同，存在减少由商业和休闲航运造成的有害排放物的环境压力。残渣燃料中存在的硫是环境污染的主要成因。自2015年1月以来，世界各地已引入排放控制区(Emission Control Areas)(ECAs)，主要是在沿海地区。在这些ECAs，只有当船用燃料具有不超过0.1质量％的硫含量时船舶才可以燃烧它们。ECA准许的燃料相对昂贵，因此强制近海航运也使用它们会在经济上损害全球航运业。取而代之地，国际海事组织(IMO)已经规定了近海航运所用的残渣燃料的硫含量在全球降低到基于燃料质量计不超过0.5质量％。硫含量的这一上限在2020年1月1日生效。
[0003]IMO的新法规(被称为IMO 2020)对船主和经营人以及对燃料精炼商和生产商都带来了问题。对于船主，面临着选择。船舶必须一开始就用较低硫含量的燃料运行，或者，可继续使用现有的较高硫含量(<3.5质量％)燃料，条件是采取措施除去其燃烧造成的大气污染物。后一选项涉及使用能从排气中除去超过95％的硫氧化物和大部分颗粒物的排气净化系统(通常被称为“洗涤器”)。但是购买和安装洗涤器以及在安装升级设备时船舶的不可用性对船主而言都是相当大的财务成本。一些船主和经营人会发现改装他们的船舶以能够继续使用较高硫含量的燃料更有商业吸引力，而对于另一些人，换成较低硫含量的残渣燃料更成本有效。这对燃料精炼商和生产商具有连锁效应。直到IMO法规规定后，才有生产硫含量不超过0.5质量％的残渣燃料的商业动机，因此目前，这样的燃料还未上市。
[0004]在2020年1月1日后，这些燃料将有市场，但是市场规模取决于决定使用新燃料的船主和经营人和选择安装洗涤器的其余船主和经营人的比例。燃料精炼商和生产商必须决定低硫含量的残渣燃料的需求有多大和他们要顺应IMO法规生产的燃料的确切类型。有许多不同的方式生产合规的残渣燃料，例如通过使用各种炼油厂料流的组合，它们视必要合适地处理以降低硫含量。新型燃料还必须满足关于船用残渣燃料的现有国际标准规范ISO 8217 2017，其规定了各种类别的船用残渣燃料的性质，如最大运动粘度、密度、闪点等。本专利技术涉及用既满足船用残渣燃料的ISO 8217 2017规范又具有不超过0.5质量％的硫含量的残渣燃料作为燃料的发动机。ISO 8217 2017也规定了船用馏分燃料的国际标准，但这些与本专利技术无关。
[0005]该新型较低硫含量的残渣燃料还要求改变用于润滑船用柴油机的润滑剂。传统上，润滑剂制造商已将他们的产品配制成与具有较高硫含量的燃料一起工作。这样的燃料在燃烧时产生相当大量的硫氧化物，以导致大量酸性物类积聚在润滑剂中。润滑剂因此含有能够中和这些酸以防止发动机部件腐蚀和润滑剂降解的化学物类。颗粒物和碳烟水平也相对较高，因此能将这些分散在润滑剂中的物类是必要的。
[0006]即将到来的转向较低硫含量燃料的趋势因此对润滑剂配制者提出新的挑战。为润滑以高硫含量燃料作为燃料的发动机而设计的润滑剂在以该新型燃料作为燃料的相同发
动机中没有表现出最佳性能。
[0007]关于为润滑以高硫含量船用残渣燃料作为燃料的发动机设计的润滑剂的过往经验表明，在为了中和酸性燃烧产物而必须存在的高碱性金属清净剂存在下，无灰分散剂对活塞清洁度具有负面影响。这归因于润滑剂处理在高硫含量船用残渣燃料中总是存在的沥青质的能力下降，并在台架试验和实机试验中都已观察到。因此到目前为止无灰分散剂在为润滑以高硫含量船用残渣燃料作为燃料的发动机设计的润滑剂中的应用受到限制。
[0008]符合IMO 2020法规的新型船用残渣燃料具有降低的硫含量但仍含有沥青质，因为用于除硫的工艺通常不会也除去沥青质。基于过往经验，可能原本预计，在用这些低硫含量燃料运行的发动机中使用的润滑剂中包括无灰分散剂将会类似地导致活塞清洁度不佳。但是令人惊讶地，本专利技术专利技术人已经发现，在用于润滑以符合IMO 2020法规(和船用残渣燃料的ISO 8217 2017规范)的船用残渣燃料作为燃料的发动机的润滑剂中，金属清净剂和无灰分散剂的组合实际上导致与不含任何无灰分散剂的类似润滑剂相比活塞沉积物减少。此外，已经发现，可将某些化合物添加到金属清净剂和无灰分散剂的组合中以“增进”这一效应并因此提供进一步增强的活塞清洁度。
[0009]相应地，在第一个方面中，本专利技术提供一种在用符合船用残渣燃料的ISO 8217 2017燃料标准并具有基于燃料质量计大于0.1质量％和小于0.5质量％的硫含量的船用残渣燃料作为燃料的四冲程船用柴油机的运行过程中减少发动机活塞上的沉积物发生率的方法，所述方法包括使用一种润滑油组合物润滑发动机，所述润滑油组合物包含：
[0010](a)基于组合物质量计至少50质量％的具有润滑粘度的油；
[0011](b)基于组合物质量计5至25质量％的油溶性或油分散性碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂、或两种或更多种油溶性或油分散性碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂的混合物，所述或各油溶性或油分散性碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂具有通过ASTM D2896测得的0至500mg KOH/g的总碱值(TBN)；
[0012](c)基于组合物质量计0.1至10质量％的一种或多种油溶性或油分散性无灰分散剂；和任选地，
[0013](d)基于组合物质量计0.1至10质量％的聚烯取代的琥珀酸酐。
[0014]优选地，油溶性或油分散性碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂、或两种或更多种油溶性或油分散性碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂的混合物以基于组合物的总质量计6至20质量％，更优选基于组合物的总质量计7至15质量％的量存在。当使用两种或更多种油溶性或油分散性碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂的混合物时，这些量是指存在于组合物中的该混合物的质量百分比。
[0015]所述方法涉及用符合船用残渣燃料的ISO 8217 2017燃料标准并具有基于燃料质量计大于0.1质量％和小于0.5质量％的硫含量的船用残渣燃料作为四冲程船用柴油机的燃料。符合这些标准的任何残渣燃料适用于进行所要求保护的专利技术的方法，但优选地，船用残渣燃料包含选自下组的一种残渣炼油厂料流或两种或更多种的混合物：常压塔底油、真空塔底油、轻循环油、重循环油、流体催化裂化循环油、流体催化裂化油浆、热裂化渣油、热焦油、未稀释焦油(unfluxed tar)、热裂化重质馏分油、I类疏松蜡、脱沥青油、热裂化煤油气制液(gas-to-liquid)蜡、加氢精制的轻循环油、加氢精制的重循环油、加氢精制的流体催化裂化循环油、加氢精制的热裂化重质馏分油、加氢精制的塔底油、加氢裂化器蜡乳液
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在以符合船用残渣燃料的ISO 8217 2017燃料标准并具有基于燃料质量计大于0.1质量％和小于0.5质量％的硫含量的船用残渣燃料作为燃料的四冲程船用柴油机的运行过程中减少发动机活塞上的沉积物发生率的方法，所述方法包括使用一种润滑油组合物润滑发动机，所述润滑油组合物包含：(a)基于组合物质量计至少50质量％的具有润滑粘度的油；(b)基于组合物质量计5至25质量％的油溶性或油分散性碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂、或两种或更多种油溶性或油分散性碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂的混合物，所述或各油溶性或油分散性碱金属或碱土金属水杨酸盐清净剂具有通过ASTM D2896测得的50至500mg KOH/g的总碱值(TBN)；(c)基于组合物质量计0.1至10质量％的一种或多种油溶性或油分散性无灰分散剂；和任选地，(d)基于组合物质量计0.1至10质量％的聚烯取代的琥珀酸酐。2.根据权利要求1的方法，其中所述船用残渣燃料包含选自下组的一种残渣炼油厂料流或两种或更多种的混合物：常压塔底油、真空塔底油、轻循环油、重循环油、流体催化裂化循环油、流体催化裂化油浆、热裂化渣油、热焦油、未稀释焦油、热裂化重质馏分油、I类疏松蜡、脱沥青油、热裂化煤油气制液蜡、加氢精制的轻循环油、加氢精制的重循环油、加氢精制的流体催化裂化循环油、加氢精制的热裂化重质馏分油、加氢精制的塔底油、加氢裂化器蜡乳液和加氢精制的加氢裂化器脱沥青油。3.根据权利要求1的方法，其中所述船用残渣燃料基本由选自下组的一种残渣炼油厂料流或两种或更多种的混合物组成：常压塔底油、真空塔底油、轻循环油、重循环油、流体催化裂化循环油、流体催化裂化油浆、热裂化渣油、热焦油、未稀释焦油、热裂化重质馏分油、I类疏松蜡、脱沥青油、热裂化煤油气制液蜡、加氢精制的轻循环油、加氢精制的重循环油、加氢精制的流体催化裂化循环油、加氢精制的热裂化重质馏分油、加氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：英菲诺姆国际有限公司，
类型：发明
国别省市：