專利名稱：：柴油機系統的制作方法
技術領域：
：本發明涉及柴油機系統，它包括配有含曲軸箱潤滑油的曲軸箱、進氣裝置、空氣壓縮機、排氣渦輪機和后冷卻器的柴油機。
背景技術：
：在US-A-6102013中描述了配有曲軸箱、曲軸箱潤滑油、進氣裝置、空氣壓縮機、排氣渦輪機和后冷卻器的柴油機。曲軸箱潤滑油的問題是它們傾向于從曲軸箱中與所謂的活塞環漏泄氣體一起逃逸。與排放這些活塞環漏泄氣體到大氣中不同，優選再循環這一氣體/潤滑劑混合物回到發動機中。在一些發動機中，通過注入活塞環漏泄氣體到發動機的進氣系統中，以便潤滑劑在活塞室內燃燒，從而進行這一再循環。盡管再循環活塞環漏泄氣體解決了排放問題，但它確實還具有它自己的問題。可能在進氣系統中形成沉積物。如果例如沉積物在空氣壓縮機內形成，則容易接受的是這一壓縮機出現故障和甚至被損壞。若例如空氣冷卻器存在于壓縮機和氣缸體曲軸箱之間，則也可能發生空氣冷卻器結垢。
發明內容本發明的目的是提供柴油機系統，與現有技術的柴油機系統相比，其避免或至少進一步減少沉積物的形成。通過下述柴油機系統來實現這一目的。該柴油機系統包括配有含曲軸箱潤滑油的曲軸箱、進氣裝置、空氣壓縮機、排氣渦輪機、后冷卻器和含再循環活塞環漏泄氣體到進氣裝置的設備的活塞環漏泄氣體再循環系統的柴油機，其中曲軸箱潤滑油包含飽和物含量大于99wt%和粘度指數大于120的異鏈烷烴基油、性能添加劑包體系和粘度調節劑'添加劑。申請人已發現，當根據要求保護的發明使用曲軸箱潤滑油時，發現所謂的MTU沉積物測試值較低。曲軸箱潤滑油優選在IOO匸下的運動粘度為9.3至16.3cSt。曲軸箱潤滑油優選包含兩種異鏈烷烴基油的混合物，它們各自的飽和物含量大于99w"和粘度指數大于120，和優選為120至150。第一基油優選在100匸下的運動粘度為3至6cSt。第二異鏈烷烴基油優選飽和物含量大于99wt%、粘度指數大于135和在1001C下的運動粘度大于7cSt。更優選第一異鏈烷烴基油包含鏈梡烴化合物和小于15wty。的環烷基化合物，其中環烷基化合物具有通式烷基-[Cs或C廣環]和其中在所述異鏈烷烴內的支鏈和在所述環烷基化合物內的烷基中的碳相對于在該化合物內的所有碳計算和通過NMR測量的百分數為12至18°/0。更優選第二異鏈烷烴基油包含鏈烷烴化合物和小于15w"的環烷基化合物，其中環烷基化合物具有通式烷基-[Cs或C廣環]和其中在所述異鏈烷烴內的支鏈和在所述環烷基化合物內的烷基中的碳相對于在該化合物內的所有碳計算和通過麗R測量的百分數為12至20%。第一和第二基油之間的重量比取決于目標的潤滑油等級和起始基油的粘度性能。一般來說，大多數、合適地大于50w"的油配方由第二基油組成。上述異鏈烷烴基油是已知的和例如描述于EP-A-1029029、US-A-2004/0043910、US-A-2004/0067856、US-A-2004/0077505、WO-A-02064710和WO-A-02070631中。申請人已發現，在以上所述的曲軸箱油配方中作用非常好的基油可通過包括針對費-托法獲得的原料進行氫化異構化步驟和催化脫蠟步驟或所述步驟的組合的方法來獲得。合適方法的實例例舉于上面引述的專利公布中。粘度調節劑添加劑可以是標準的類型，例如烯烴共聚物或氫化的異戊二烯或氫化的異戊二烯共聚物。實例是可從InfineumAdditives,MiltonHill，U.K.處獲得的InfineumSV-151,它是氬化的異戊二烯-苯乙烯共聚物。粘度調節劑添加劑優選以6至16wt。/。的含量存在于油配方內，更優選6至10wt%。申請人已發現，與使用現有技術的礦物衍生的第III族基油實現所得油配方相同的粘度性能時相比，使用以上所述的基油時，需要少的粘度調節劑添加劑。存在于曲軸箱潤滑油內的性能添加劑包體系包含分散劑、清凈劑、極壓/耐磨添加劑、抗氧化劑、傾點抑制劑、破乳劑、腐蝕抑制劑、防銹劑、防污染添加劑、摩擦調節劑。這種添加劑的具體實例描述于例如Kirk-OthmerEncyclopediaofChemicalTechnology,第三版，第14巻，477-526頁中。合適地，耐磨添加劑是二烷基二硫代磷酸鋅。合適地，分散劑是無灰分分散劑，例如聚丁烯琥珀酰亞胺多胺或曼尼希堿類分散劑。合適地，清凈劑是過堿性的金屬清凈劑，例如在以上提到的通用教科書中所述的膦酸鹽、磺酸鹽、酚鹽或水楊酸鹽類。合適地，抗氧化劑是受阻酚或胺化合物，例如烷基化或苯乙烯化的二苯胺或紫羅蘭醇衍生的受阻酚。合適的消泡劑的實例是聚二甲基硅氧烷和聚乙二醇醚和酯。性能添加劑包在曲軸箱潤滑油內的含量合適地為4至20wt°/。，和更優選IO至16wt%。性能添加劑包可商購于許多賣主和典型地具有包括下述物質的組成40至70w"/。的分散劑添加劑，15至50w"的過堿性加上非過堿性的清凈劑添加劑，30至50wty。的稀釋劑油，3至8wt。/。的耐磨添加劑。曲軸箱潤滑油優選在-25r下的動態粘度為6500至〈7000cP，在-30C下小型旋轉粘度計試驗值低于60000cP。在本發明的上下文中，采用下述試驗方法。根據ASTMD445測定在IOOTC下的運動粘度，根據ASTMD445測定在40t:下的運動粘度，根據ASTMD2270測定粘度指數，在-25匸下的VDCCS代表在-25r下的運動粘度和根據ASTMD5293測定，MRV(-401C下的cP)代表小型旋轉粘度計試驗和根據ASTMD4684測量，傾點根據ASTMD97測量，Noack揮發度根據ASTMD5800測定。本發明進一步涉及以上所述的潤滑油減少柴油機系統內沉積物的用途，所述潤滑油包含飽和物含量大于99wt^和粘度指數大于120的異鏈烷烴基油、性能添加劑包體系和粘度調節劑添加劑，所述柴油機系統包括配有含曲軸箱潤滑油的曲軸箱、進氣裝置、空氣壓縮機、排氣渦輪機和后冷卻器和含再循環活塞環漏泄氣體到進氣裝置的設備的活塞環漏泄氣體再循環系統的柴油機。本發明進一步涉及操作柴油機系統的方法，所述柴油機系統包括配有含曲軸箱潤滑油的曲軸箱、進氣裝置、空氣壓縮機、排氣渦輪機和后冷卻器和含再循環活塞環漏泄氣體到進氣裝置的設備的活塞環漏泄氣體再循環系統的柴油機，其中曲軸箱潤滑油包含飽和物含量大于99wtM和粘度指數大于120的異鏈烷烴基油、性能添加劑包體系和粘度調節劑添加劑。圖1示出了本發明優選的柴油機系統。在圖l中的系統包括進氣裝置(l)、進氣過濾器(2)、空氣壓縮機(3)、壓縮空氣導管(4)、后冷卻器(5)、入口總管(7)、曲軸箱(8)，其配有汽缸(9)和存在于曲軸箱(8)內的曲軸箱油(10)。導管設備(ll)流體連接汽缸(9)與排氣渦輪機(14)。廢氣通過導管(ll)流動。排氣渦輪機(14)與空氣壓縮機(3)—致運轉，正如所示的。廢氣穿過與廢氣(16)流體連接的排氣消聲器(15)。柴油機系統配有再循環一部分廢氣到汽缸的設備(12)。在這一系統中，存在廢氣流量控制閥(13)和廢氣再循環冷卻器(17)。另外，存在輸送設備(18)導引活塞環漏泄氣體到剛好在空氣壓縮機(3)上游的空氣流中。具體實施例方式通過下述非限定性實施例闡述本發明。實施例1:基油制備和表征從加氫異構化的費-托蠟中分離具有表1所列性能的蒸餾餾分。蠟含量小于20wt%，這通過在-20iC的脫蠟溫度下溶劑脫蠟來測定。表l催化脫蠟的原料<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>使上述蒸餾液(也稱為蠟狀殘余液)與由0.7wt。/n鉑、25wt%ZSM-12和二氧化硅粘合劑組成的脫蠟催化劑接觸。脫蠟條件是40bar的氫氣，312"C的反應器溫度，WHSV-lkg/1.h，和氫氣流量為500Nl/kg原料。蒸餾流出液并獲得具有表2的第一基油性能的沸點在3901C以上的餾分。進一步蒸餾第一基油的一部分，分離沸點在460t:(切割溫度)以上的餾分，獲得表2的第二異鏈烷烴基油。沸點在460C以下的殘留油在IOOX:下的運動粘度為4cSt。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>測量環烷基化合物Wt%使用在WO-A-2005/000999第27和28頁中更詳細地描述的FIMS方法，進行環烷基化合物的含量分析。測量在支鏈內碳的百分數4吏用C13-NMR測量這一性能。才艮據4吏用如"QuantitativeestimationofCHngroupabundanceinfossilfuelmaterialsusing13-CNMRmethods(使用13-CNMR方法定量估計化石燃料物質內CHn基的豐度)"(D.J.Cookson和B.E.Smith,Fuel(1983)vol.62，第986頁)以及"Improvedmethodsforassignmentofmultiplicitiesin13—CNMRspectroscopywithapplicationstotheanalysisofmixtures(在13-CNMR光譜應用到分析混合物中峰裂數分布的改進方法)，，(D.J.Cookson和B.E.Smith,OrganicMagneticResonance,vol.16，<2>，1981，第111頁)中所述的公知的GASPE脈沖序列獲得的CH3子光i普獲取原始數據。目的是量化在樣品內C1(甲基)、C2(乙基)和C3+(大于或等于3個碳)的支鏈比例，以便可量化支鏈內碳的總數。起始點是GASPECH3子光譜，它通過疊加CSE光譜(標準自旋回波)到1/JGASPE(門控探測自旋回波)上而獲得。這樣得到僅僅包含CH3和CH峰的光語。于是我們定義CH3作為25ppm化學位移的低頻信號(相對于TMS作為基準)。然后積分這一子光譜，得到各種不同CH3信號的定量值。可特定地鑒定許多CH3信號，但在一些情況下，分布并不那么清楚地分割，和如下所述必須作出一些假設。曱基支鏈含量的計算，可將許多信號歸于甲基支鏈。19至21ppm之間存在許多不同且強信號，它們可被鑒定為下述通式類型的甲基支鏈CH3,其中R-烷基。還觀察到在22-24ppm區域內不同的強信號，它們可亳無疑義地鑒定為下述通式結構的異丙基端基:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>在這一情況下，我們可將CH3之一分類為主鏈的端基和其它為支鏈。因此，當計算甲基支鏈含量時，必須將這些信號的強度減半。在15-19pPm區域內還存在數個弱的信號。完全可能的情況是，這一區域可能含有屬于在3位上具有額外支鏈的異丙基的信號在這一情況下，當計算曱基支鏈含量時，這些信號的積分值也必須減半。然而，存在很少的關于這些結構的其它證據和該區域還含有帶有與其它支鏈相鄰的甲基支鏈的結構，即由于這一不明確性，因此我們決定假設這些信號中的大多數是與其它支鏈相鄰的甲基支鏈，并使用未分割的積分值。若事實上存在顯著量的在3位上具有額外支鏈的異丙基，則這意味著我們的計算高估了甲基支鏈含量。然而，重要的是注意在這一區域內的信號相對于其它CH3信號弱，因此甲基支鏈含量之差小。在該光鐠中還觀察到在8-8.5ppm區域內一些非常弱的信號。我們僅僅潛在地將這些信號歸因于3，3-二曱基取代的結構在這一情況下，所觀察到的信號是針對端基CH3，但存在兩個相應的曱基支鏈。因此這些信號的積分值需要翻倍(針對2個曱基支鏈的信號沒有獨立地計算)。總之我們估計的甲基支鏈含量是基于下述計算Int19-20ppm+(Int22-25ppm)/2+Int15-19ppm+(Int7.0-9ppm)x2乙基支鏈含量的計算乙基支鏈含量的計算比甲基支鏈含量的計算稍微簡單些。可觀察到兩個不同的相對強信號。在11.5ppm處的信號可歸因于3-甲基取代的結構在這一情況下，CH3信號可分類為主鏈端基且折減為一部分乙基支鏈含量。(在19.3ppm處觀察到甲基支鏈的相應信號，因此已經包括在曱基支鏈含量內)。在10.9ppm處的信號可歸因于下述通式類型的側鏈甲基<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>和因此其積分可直接用于計算乙基支鏈含量。此處唯一的輕微問題是異戊基端基該基團將在相同區域內得到信號，和由于CH3之一需要分類為主鏈的端基，因此該積分值需要減半。然而，針對上述結構，其它峰分布的證據表明異戊基含量非常低。因此，我們假設它可以忽略不計，和在沒有進一步分割的情況下直接使用這一信號的積分。可能的情況是，若事實上存在顯著量的異戊基含量，則我們可能高估了乙基支鏈的含量。總之，我們計算的乙基支鏈含量僅僅以IntlO-llJppm為基準。計算C3+支鏈含量對于我們來說，這是最難計算的，且不可能僅僅由NMR數據來獲得。問題是難以區分這些較長鏈支鏈中的CH3信號和主鏈端基的CH信號。我們觀察到這些碳的信號在14-15ppm區域內。在14.7ppm處較小的信號可歸因于G支鏈<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>然而，我們沒有可靠的數據來證實這一點。在14.5ppm處第二個較小的信號可歸因于4-甲基結構，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>和因此是封端主鏈的CH3。在這一區域內的主要信號是在14.lppm處且傾向于為該光譜內最強信號之一。這可歸因于不具有4碳以內支鏈的任何CH3，即可以看出，不可能區分在這一信號內的主鏈端基和較長支鏈。由于這一困難，因此我們的方法計算封端主鏈的CH3的理論含量。這參考上述FIMS數據來進行。例如，FIMS得到Z2分子的比例以及這些結構的平均碳數。Z2分子可定義為直鏈或支鏈的烴，和在任何一種情況下，定義為具有兩個終端CH3。由于我們知道"Z"的含量和平均碳數，因此我們可計算歸因于Z2結構的理論封端主鏈的CH3含量。類似地，對于ZO或更低級結構(即Z0、Z-2、Z-4等)來說，我們具有該比例和平均碳數。在異鏈烷烴基油中，芳族和烯烴含量非常低，結果可假定ZO或更少的結構是環狀，例如下述類型<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>等我們因此假設這些結構具有封端主鏈的1個CH"當然可能的情況是我們可能具有zo或不同于上述的更低級的結構。例如，一個環在任何一個鏈端或者一個環在鏈的中間。然而，由于我們沒有區分這種結構的設備，和我們覺得與上述相比它們不太可能發生，因此我們覺得我們的一個端基CH3/分子的假設是我們可作出的最好假設。利用這一信息，我們應當針對該樣品計算總的理論端基CH3含量是什么。若我們從這一數值中減去已知的端基CH3含量，即異丙基值、3-甲基取代值和3，3-二甲基取代結構值的一半，則我們得到在14ppm區域內屬于封端該鏈的CH3的信號值，差是仏+支鏈的數值。因此，針對C3+支鏈我們的計算是Intl4-15ppm-((理論端基CH3)-(int11.2-11.8)-(int22-25ppm)/2-int7-9ppm))可看出，必須在計算支鏈類型比例的過程中作出許多假設。申請人認為目前為止以上是我們能設計的最好方法。實施例2使用表2的基油配制10W40曲軸箱機油，其中最終的配方由3wt%第一基油、67.9w"第二基油、8.9w"可商購的粘度調節劑添加劑和20.2wt。/。不含粘度調節劑的標準添加劑包組成。對這一曲軸箱油配方進行MTU沉積物試驗(所述的標準試驗方法(DIN51535))用于柴油機規格MTL5044(2004年1月)的MTU機油部分。MTU沉積物試驗值為105mg沉積物。對比實驗使用兩種具有表3所列性能的礦物衍生的基油，配制在IOO"C下具有與實施例1一樣的運動粘度的10W40曲軸箱油配方。最終配方由24.5wt%XHVI-5和43.9w咖VI-8組成。該油進一步含有11.4wt沐度調節劑添加劑和20.2wt%不含粘度調節劑的標準添加劑包。對這一曲軸箱油配方進行實施例1的MTU沉積物試驗，從而導致141mg沉積物的MTU沉積物試驗值。與這一試驗實驗相比，實施例1的較低的MTU試驗值是在其進氣系統內或者在任選的空氣冷卻器內形成較少沉積物的明顯指示。權利要求1.柴油機系統，它包括配有含曲軸箱潤滑油的曲軸箱、進氣裝置、空氣壓縮機、排氣渦輪機、后冷卻器和含再循環活塞環漏泄氣體到進氣裝置的設備的活塞環漏泄氣體再循環系統的柴油機，其中曲軸箱潤滑油包含飽和物含量大于99wt％和粘度指數大于120的異鏈烷烴基油、性能添加劑包體系和粘度調節劑添加劑。2.權利要求l的柴油機系統，其中曲軸箱潤滑油在1001C下的運動粘度為9.3至16.3cSt。3.權利要求1-2任何一項的柴油機系統，其中曲軸箱潤滑油包含飽和物含量大于99wt。/。、粘度指數為120至150和在1001C下的運動粘度為3至6cSt的第一異鏈烷烴基油，和飽和物含量大于99wt°/。、粘度指數大于135和在IOO匸下的運動粘度大于7cSt的第二異鏈烷烴基油。4.權利要求l-3任何一項的柴油機系統，其中第二異鏈烷烴基油包含鏈烷烴化合物和小于15wtW的環烷基化合物，其中環烷基化合物具有通式烷基-[Cs或C廣環]和其中在所述異鏈烷烴內的支鏈和在所述環烷基化合物內的烷基中的碳相對于在該化合物內的所有碳計算的百分數為12至20%。5.權利要求4的柴油機系統，其中曲軸箱潤滑油還包含第一異鏈烷經基油，所述第一異鏈烷烴基油包含鏈烷烴化合物和小于15wty。的環垸基化合物，其中環烷基化合物具有通式烷基-[C5或C廣環]和其中在所述異鏈烷烴內的支鏈和在所述環烷基化合物內的烷基中的碳相對于在該化合物內的所有碳計算的百分數為12至18%。6.權利要求l-5任何一項的柴油機系統，其中異鏈烷烴基油是氫化異構化方法的反應產物，其中該方法利用鏈烷烴原料進料。7.權利要求6的柴油機系統，其中鏈烷烴原料是費-托蠟。8.潤滑油減少柴油機系統內沉積物的用途，所述潤滑油包含飽和物含量大于99wt。/。和粘度指數大于120的異鏈烷烴基油、性能添加劑包體系和粘度調節劑添加劑，所述柴油機系統包括配有含曲軸箱潤滑油的曲軸箱、進氣裝置、空氣壓縮機、排氣渦輪機、后冷卻器和含再循環活塞環漏泄氣體到進氣裝置的設備的活塞環漏泄氣體再循環系統的柴油機。9.操作柴油機系統的方法，該柴油機系統包括配有含曲軸箱潤滑油的曲軸箱、進氣裝置、空氣壓縮機、排氣渦輪機、后冷卻器和含再循環活塞環漏泄氣體到進氣裝置的設備的活塞環漏泄氣體再循環系統的柴油機，其中曲軸箱潤滑油包含飽和物含量大于99w"和粘度指數大于120的異鏈烷烴基油、性能添加劑包體系和粘度調節劑添加劑。全文摘要柴油機系統，它包括配有含曲軸箱潤滑油的曲軸箱、進氣裝置、空氣壓縮機、排氣渦輪機、后冷卻器和含再循環活塞環漏泄氣體到進氣裝置的設備的活塞環漏泄氣體再循環系統的柴油機，其中曲軸箱潤滑油包含飽和物含量大于99wt％和粘度指數大于120的異鏈烷烴基油、性能添加劑包體系和粘度調節劑添加劑。文檔編號C10M101/02GK101316917SQ200680044780公開日2008年12月3日申請日期2006年12月1日優先權日2005年12月2日發明者D·J·韋德洛克,D·科爾伯恩申請人:國際殼牌研究有限公司