專利名稱：對(duì)原料中的殘余蠟污染進(jìn)行測(cè)試,以與全調(diào)配油的低溫粘性相關(guān)聯(lián)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于預(yù)測(cè)全調(diào)配潤(rùn)滑油的低溫粘性(viscometricproperty)的方法，該方法基于對(duì)用于生產(chǎn)這些油的原料中蠟含量的分析。
相關(guān)技術(shù)在用于生產(chǎn)潤(rùn)滑油原料的脫蠟工藝中，工藝中的故障或低效可以導(dǎo)致原料中存在蠟，蠟的量超過(guò)了正常原料生產(chǎn)可以接受的限度。這種蠟污染或過(guò)量蠟可能由于下列原因產(chǎn)生通過(guò)用于溶劑脫蠟工藝的蠟過(guò)濾布中的裂縫或破縫泄漏的蠟；或溶劑脫蠟工藝的過(guò)載；或通過(guò)用于催化脫蠟工藝的催化床的原料支路；或通過(guò)催化脫蠟工藝的過(guò)載；或因?yàn)榇呋瘎┗钚曰蜻x擇性差；或因?yàn)楣に嚨拇钟突蜻M(jìn)料與預(yù)期的顯著不同，導(dǎo)致脫蠟條件不適當(dāng)。
當(dāng)脫蠟工藝并非錯(cuò)誤或低效時(shí)，此處油中所存在的蠟被認(rèn)為是“可接受的”，與之相比，殘余蠟污染可以導(dǎo)致由這種含殘余蠟的原料油制備的任何調(diào)配油在低溫下不合格，即，具有不滿意的低溫粘性。
但是，這種殘余蠟污染的存在，可能不能通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)蠟檢測(cè)技術(shù)如傾點(diǎn)或濁點(diǎn)檢測(cè)容易地確定或檢測(cè)。也就是說(shuō)，含有足夠量的殘余蠟的原料，會(huì)導(dǎo)致使用這種原料制備的任何調(diào)配油不具有滿意的低溫粘性，但當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)傾點(diǎn)和/或濁點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)檢查時(shí)，其仍可能顯示為符合規(guī)定的。
殘余蠟污染，如果足夠高的話，可能導(dǎo)致在原料中蠟晶體生長(zhǎng)。蠟晶體可在全調(diào)配油中造成低溫粘性的高度非牛頓增加，導(dǎo)致在低溫下的高粘度和/或差的可泵性。蠟晶體也可導(dǎo)致在由該原料制備的成品全調(diào)配油中可過(guò)濾性降低或喪失。在低溫粘性或可過(guò)濾性是關(guān)鍵的油中，例如機(jī)油或液壓油或傳動(dòng)液中，低溫粘性的增加或可過(guò)濾性的減小或喪失可導(dǎo)致油的工作不正常。殘余蠟污染的另一潛在問(wèn)題是，在靜置時(shí)，蠟晶體可在油中形成霧濁，從客戶角度而言這是不利的。
通常殘余蠟污染蠟晶體的生長(zhǎng)是緩慢的過(guò)程，并且只有經(jīng)過(guò)幾天或幾星期后這些晶體才肉眼可見。因此，使用這種含未發(fā)現(xiàn)的殘余蠟污染的原油生產(chǎn)的全調(diào)配油導(dǎo)致整批產(chǎn)品達(dá)不到粘性要求。
大多數(shù)蠟晶體確定技術(shù)依賴于肉眼觀察或原料粘性的大體變化。因此，取決于肉眼觀察的測(cè)試的例子如濁點(diǎn)、過(guò)夜?jié)狳c(diǎn)、及蠟霧濁外觀。取決于原料粘度的大體變化的技術(shù)的例子是傾點(diǎn)方法，不管所用的是原始的手工傾點(diǎn)方法，其基于原油不能從翻轉(zhuǎn)的燒杯中傾出；或是自動(dòng)方法，如ISL傾點(diǎn)，Phase Technology傾點(diǎn)；或是Herzog旋轉(zhuǎn)傾點(diǎn)方法。所有這些方法都是用于估計(jì)原油中的蠟含量是否可接受的粗略的蠟鑒定方法。它們不能很好地或充分地適于鑒定、量化或顯示殘余蠟污染。大多數(shù)這些測(cè)試也是主觀的，因此導(dǎo)致它們的不可靠性及寬精度。
用電分析儀取代，其通過(guò)透射光的變化或反射光的強(qiáng)度或程度變化來(lái)測(cè)定霧濁開始及霧濁程度或蠟晶體形成，從而從蠟晶體形成檢測(cè)中排除了人的因素?，F(xiàn)在可得到這種儀器用于確定濁點(diǎn)、冷凝點(diǎn)及傾點(diǎn)。該分析儀使用通過(guò)小樣品池(約0.15ml)的光散射并檢測(cè)光從其上反射的固體蠟顆粒的存在。通過(guò)光感應(yīng)器連續(xù)檢測(cè)反射光?；蛘?，由干擾性蠟晶體造成通過(guò)樣品池的透射光衰減，這也是檢測(cè)蠟的存在的一種方法。但是，如上所述，對(duì)于殘余蠟污染，濁點(diǎn)、過(guò)夜?jié)狳c(diǎn)及傾點(diǎn)不是足夠的敏感，不能用作預(yù)測(cè)調(diào)配潤(rùn)滑油的最終低溫粘性的基準(zhǔn)。有時(shí)，全調(diào)配潤(rùn)滑油雖然滿足了油關(guān)于濁點(diǎn)和/或傾點(diǎn)的規(guī)定，但是卻發(fā)現(xiàn)其不滿足油的關(guān)鍵的低溫粘性，例如冷起動(dòng)模擬器(coldcranking simulator)(CCS)粘度或微型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(MRV)。
原油的殘余蠟污染與成品油的低溫粘性之間的實(shí)時(shí)相互關(guān)聯(lián)，將使得能夠制備滿足最終產(chǎn)品的低溫粘性要求的調(diào)配油。


圖1顯示了，通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)確定的，20W50機(jī)油混合物的MRV結(jié)果相對(duì)于用于制備混合物的對(duì)應(yīng)Bright Stock原油的濁點(diǎn)的函數(shù)曲線。
圖2顯示了，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案確定的，20W50機(jī)油混合物的MRV結(jié)果相對(duì)于用于制備混合物的對(duì)應(yīng)Bright Stock原油的delta強(qiáng)度(DI)值的函數(shù)曲線。
圖3顯示了在溫度從14℃降至-2℃過(guò)程中，對(duì)于4種Bright Stock原油樣品的delta強(qiáng)度相對(duì)溫度的關(guān)系曲線，顯示了在約+9℃至+5℃測(cè)定的delta強(qiáng)度與用這些原油混合的20W50機(jī)油的低溫MRV的良好關(guān)聯(lián)。
圖4a、b和c分別顯示了對(duì)于用于制備20W50機(jī)油混合物的13個(gè)Bright Stock原油樣品，在10℃、6℃與-2℃的MRV相對(duì)DI數(shù)據(jù)的關(guān)系曲線，顯示了在6℃測(cè)定的DI數(shù)據(jù)與所關(guān)心的低溫MRV粘性最相關(guān)聯(lián)。
圖5顯示了對(duì)于用于調(diào)配20W50機(jī)油(配方1)的所測(cè)的3種600SUS原油，DI相對(duì)溫度的關(guān)系曲線，顯示了當(dāng)溫度從0℃降低至-8℃時(shí)，每個(gè)樣品的DI。
圖6顯示了對(duì)于用于調(diào)配20W50機(jī)油(配方2)的所測(cè)的3種600SUS原料油，DI相對(duì)溫度的關(guān)系曲線，顯示了當(dāng)溫度從0℃降低至-8℃時(shí)，每個(gè)樣品的DI。
圖7顯示了對(duì)于用于調(diào)配為機(jī)油的所測(cè)兩種Group II中性輕原料油，DI相對(duì)溫度的關(guān)系曲線，顯示了當(dāng)溫度從-15℃降低至-21℃時(shí)，每個(gè)樣品的DI。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種方法，該方法用于實(shí)時(shí)確定原料油是否適于用作生產(chǎn)滿足產(chǎn)品低溫粘性要求的全調(diào)配油的原料，在第一實(shí)施方案中，該方法包括(a)選擇全調(diào)配油的至少一個(gè)低溫粘性；(b)通過(guò)下列步驟產(chǎn)生訓(xùn)練集(training set)(1)獲得適當(dāng)候選的脫蠟原料油的樣品以用于生產(chǎn)全調(diào)配油；(2)將原料油樣品加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間并加熱至足夠高的溫度，以使樣品中的蠟全部熔化，優(yōu)選地，同時(shí)除去樣品中存在的所有的水；(3)攪拌經(jīng)加熱的樣品以確保均勻性；(4)在樣品池(sample cell)中將油冷卻至在高于原油規(guī)定傾點(diǎn)20℃與低于原油規(guī)定傾點(diǎn)5℃之間的溫度，該樣品池配備有加熱和冷卻裝置，并設(shè)置用于測(cè)量從源中產(chǎn)生的光的反射或光的透射；(4a)取決于信號(hào)的規(guī)模以及溫度變化后儀器的穩(wěn)定性，等待樣品和測(cè)試池穩(wěn)定下來(lái)；(5)穩(wěn)定期過(guò)后在步驟4的溫度測(cè)量散射/反射光或穿過(guò)樣品的透射光的信號(hào)，以獲得第一強(qiáng)度讀數(shù)；(6)使樣品在步驟4的溫度保持1分鐘至3小時(shí)(優(yōu)選約30分鐘至90分鐘)；(7)在步驟6的保持時(shí)間結(jié)束時(shí)測(cè)量散射/反射光或透射光的信號(hào)以獲得第二強(qiáng)度讀數(shù)，并測(cè)量在第一信號(hào)讀數(shù)與第二信號(hào)讀數(shù)之間的信號(hào)強(qiáng)度的任何變化(信號(hào)delta強(qiáng)度)；(8)使用原料油調(diào)配油產(chǎn)品，并測(cè)定與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的步驟(a)中所選的低溫粘性；(9)根據(jù)需要，使用在高于規(guī)定傾點(diǎn)20℃與低于規(guī)定傾點(diǎn)5℃之間的不同溫度重復(fù)步驟1-8，直至觀察到在步驟(4)與(6)的溫度下信號(hào)delta強(qiáng)度與所選調(diào)配油粘性的關(guān)系；(10)使在步驟(4)與(6)的溫度的信號(hào)delta強(qiáng)度與所選低溫粘性相互關(guān)聯(lián)；
(c)使原油經(jīng)歷步驟1-8；(d)將步驟(c)中原油的信號(hào)delta強(qiáng)度與相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較，以預(yù)測(cè)是否可用所述原油制備具有所選低溫粘性的調(diào)配油。
非必須地并且優(yōu)選地，可進(jìn)行步驟9a，其中使相同或不同的脫蠟原料油的一種或多種額外的樣品分別經(jīng)歷步驟1-9，以得到對(duì)于多種原油樣品，信號(hào)delta強(qiáng)度與所選調(diào)配油低溫粘性的相互關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)。
在第二實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及一種方法，該方法用于實(shí)時(shí)確定原料油是否適于用作生產(chǎn)滿足產(chǎn)品低溫粘性要求的全調(diào)配油的原料，該方法包括(a)選擇全調(diào)配油的至少一個(gè)低溫粘性；(b)通過(guò)下列步驟產(chǎn)生訓(xùn)練集(1)獲得適當(dāng)候選的脫蠟原料油的樣品以用于生產(chǎn)全調(diào)配油；(2)將原料油樣品加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間并加熱至足夠高的溫度，以使樣品中的蠟全部熔化，并除去樣品中存在的所有的水；(3)攪拌經(jīng)加熱的樣品以確保均勻性；(4)從高于油規(guī)定傾點(diǎn)約20℃到低于油規(guī)定傾點(diǎn)約5℃，優(yōu)選從高于油規(guī)定傾點(diǎn)約10℃到低于油規(guī)定傾點(diǎn)約2℃，在樣品池中將樣品緩慢冷卻，該樣品池配備有加熱和冷卻裝置，并設(shè)置用于測(cè)量從源中產(chǎn)生的光的反射或光的透射；測(cè)量反射/散射或透射信號(hào)，并測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度正在進(jìn)行的變化(信號(hào)delta強(qiáng)度)；(5)調(diào)配使用原料油生產(chǎn)的油，并測(cè)量與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的步驟(a)中所選的低溫粘性；(5a)非必須地，對(duì)于相同或不同的脫蠟原料油的一種或多種附加樣品重復(fù)步驟1-5，以得到對(duì)于多種原油樣品的信號(hào)delta強(qiáng)度相對(duì)所選低溫粘性的數(shù)據(jù)庫(kù)；(6)使信號(hào)delta強(qiáng)度與所選低溫粘性相互關(guān)聯(lián)；(c)使原油經(jīng)歷步驟1-4；(d)將步驟(c)中原油的信號(hào)delta強(qiáng)度與相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較，以預(yù)測(cè)是否可用所述原油制備具有所選低溫粘性的調(diào)配油。
非必須地，對(duì)于步驟(c)中所有未知樣品，信號(hào)delta強(qiáng)度與所選低溫粘性信息的關(guān)系本身可以包括在數(shù)據(jù)庫(kù)中，作為步驟(e)。
在實(shí)施方案1的步驟4和6，或?qū)嵤┓桨?的步驟4中，可以改變各步驟的溫度以及實(shí)施方案1的步驟6中或?qū)嵤┓桨?的步驟4中的持續(xù)時(shí)間，以得到適合有效的相互關(guān)系?？梢匀鐚?shí)施方案2的步驟4中通過(guò)對(duì)有限的樣品使用實(shí)施方案2的溫度斜坡(temperature ramp)來(lái)加速該過(guò)程，以選擇合適的目標(biāo)溫度用于實(shí)施方案1的步驟4，或選擇合適的溫度斜坡，從而得到全面的數(shù)據(jù)庫(kù)與相互關(guān)系。
全調(diào)配油的低溫粘性包括(但不限于)微型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(MRV)粘度及屈服應(yīng)力、布絡(luò)克菲爾德粘度、掃描布絡(luò)克菲爾德粘度、冷起動(dòng)模擬(CCS)、以及傾點(diǎn)。
由專業(yè)人員自己決定，對(duì)于他的具體的原料油、調(diào)配油成品以及所選低溫粘性，什么構(gòu)成所選低溫粘性與DI的可用的相互關(guān)系。但是，一般而言，所選低溫粘性與信號(hào)強(qiáng)度開始增加時(shí)的溫度，也就是信號(hào)強(qiáng)度開始改變時(shí)的溫度，即DI的起始溫度(onset temperature)相互關(guān)聯(lián)。當(dāng)采用溫度斜坡時(shí)確定了這種相互關(guān)系。作為替換的并且同樣可用的，所選低溫粘性與達(dá)到給定的信號(hào)delta強(qiáng)度時(shí)的溫度相互關(guān)聯(lián)。再有，所選低溫粘性與在給定溫度下測(cè)量的信號(hào)的delta強(qiáng)度相互關(guān)聯(lián)。給定的信號(hào)delta強(qiáng)度、給定的溫度或DI初始溫度由訓(xùn)練集的產(chǎn)生確定，并且一旦調(diào)配為調(diào)配成品，與通過(guò)油的所選低溫粘性的合格相應(yīng)。因此，信號(hào)delta強(qiáng)度、給定溫度或DI初始溫度與所選低溫粘性之間的關(guān)系確定了在特定溫度下原油的、在特定DI值下的溫度、或DI初始發(fā)生時(shí)的溫度的DI最大值，高于該值，則由原油制得的調(diào)配油產(chǎn)品不能滿足預(yù)選的低溫粘性。
因此，該相互關(guān)系使得DI或DI初始與用不同油制備的調(diào)配油產(chǎn)品的預(yù)選低溫粘性的合格或不合格相關(guān)。在溫度斜坡中，在特定溫度下，產(chǎn)生訓(xùn)練集的每個(gè)所測(cè)油(以及所有隨后用于商業(yè)調(diào)配油的原油)將產(chǎn)生特定的DI，或顯示DI的初始。
在實(shí)施方案1中，專業(yè)人員評(píng)價(jià)了對(duì)于特定的調(diào)配產(chǎn)品所選低溫粘性的合格或不合格，并對(duì)于不合格的油確定了與合格的原油的DI相比不合格的原油的DI以及觀察到該情況時(shí)的溫度。該溫度即成為對(duì)于考慮用于生產(chǎn)特定的調(diào)配油產(chǎn)品的所有未知原油進(jìn)行DI測(cè)定的溫度。
在實(shí)施方案2中，專業(yè)人員也評(píng)價(jià)了對(duì)于特定的調(diào)配產(chǎn)品所選低溫粘性的合格或不合格，并確定了在溫度斜坡中油不合格時(shí)的溫度，在該溫度下觀察到信號(hào)強(qiáng)度的初始變化(DI初始溫度)，或產(chǎn)生不合格產(chǎn)品的原油的特定DI。該溫度即成為在溫度斜坡中對(duì)于考慮用于生產(chǎn)特定的調(diào)配油產(chǎn)品的未知油觀察到delta強(qiáng)度的初始或達(dá)到特定的DI的溫度，其說(shuō)明原油不適用于調(diào)配。
在本發(fā)明的實(shí)施中，將樣品加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間并加熱至足夠高的溫度，以使樣品中的蠟全部熔化，同時(shí)除去樣品中存在的所有的水；所述溫度通常為約50℃-150℃，優(yōu)選約60℃-120℃，更優(yōu)選約100℃；所述時(shí)間為最長(zhǎng)約3小時(shí)，優(yōu)選最長(zhǎng)約2小時(shí)，更優(yōu)選約10秒至最長(zhǎng)1小時(shí)。加熱到所需溫度以熔化蠟并除去所有水的加熱速率不是關(guān)鍵的，但是實(shí)踐上為約20℃/min.-60℃/min.，優(yōu)選約40℃/min.-60℃/min.，更優(yōu)選約40℃/min.。
然后使樣品經(jīng)歷足以確保樣品均勻性的條件。這些條件可以包括用力搖動(dòng)或攪拌。如果樣品的尺寸足夠大并且測(cè)試池的尺寸足夠大且耐用性足夠好的話，可在測(cè)試池中進(jìn)行加熱與攪動(dòng)。在足夠大的池中，可以使用磁攪拌器，但通常搖動(dòng)就足夠了?；蛘撸稍诹硗獾墓芷炕蛉萜髦屑訜岷蛿噭?dòng)樣品，然后轉(zhuǎn)移到測(cè)試池中。
非必須地，可在實(shí)施方案1或?qū)嵤┓桨?中進(jìn)行步驟3(a)，其中將經(jīng)加熱/攪動(dòng)的樣品然后以恒定的冷卻速率冷卻至環(huán)境條件。如果專業(yè)人員認(rèn)為需要的話，對(duì)于所給的待評(píng)定的樣品，加熱并冷卻至環(huán)境條件以熔化蠟并除去所有水的步驟可以重復(fù)任意次，并且可以在測(cè)試池中完成，或在另外的容器中完成，其中冷卻至環(huán)境溫度的油被然后轉(zhuǎn)移到測(cè)試池中。
在第一實(shí)施方案中，其中將樣品冷卻至環(huán)境溫度并然后冷卻至在高于油的規(guī)定傾點(diǎn)20℃與低于油的規(guī)定傾點(diǎn)5℃之間的目標(biāo)溫度，即使當(dāng)使用相同類型的不同測(cè)試儀器時(shí)，每步中的冷卻速率也應(yīng)當(dāng)在樣品之間保持一致。
實(shí)施方案1或2中冷卻至環(huán)境條件的冷卻速率可以為任何速率，只要在樣品間其保持一致即可。冷卻至環(huán)境條件的冷卻速率優(yōu)選為約5-100℃/min.，優(yōu)選30-50℃/min.。
在實(shí)施方案1中以一定冷卻速率冷卻至在高于規(guī)定傾點(diǎn)20℃與低于規(guī)定傾點(diǎn)5℃之間的溫度，優(yōu)選至在高于規(guī)定傾點(diǎn)10℃與低于規(guī)定傾點(diǎn)2℃之間的溫度，該冷卻速率可以為20℃/min.-60℃/min.，優(yōu)選40℃/min.。
在實(shí)施方案1中，將樣品冷卻至在高于原油的規(guī)定傾點(diǎn)20℃與低于原油的規(guī)定傾點(diǎn)5℃之間的所選溫度，優(yōu)選至在高于原油的規(guī)定傾點(diǎn)10℃與低于原油的規(guī)定傾點(diǎn)2℃之間的所選溫度，然后，如果需要的話，使樣品經(jīng)過(guò)足以使樣品與測(cè)試池穩(wěn)定的等待期，其通常為0-500秒，優(yōu)選0-350秒，更優(yōu)選0-100秒。
在第二實(shí)施方案中，其中在從高于原油的規(guī)定傾點(diǎn)20℃到低于原油的規(guī)定傾點(diǎn)5℃，優(yōu)選在高于原油的規(guī)定傾點(diǎn)10℃到低于原油的規(guī)定傾點(diǎn)2℃的溫度范圍冷卻樣品的步驟中進(jìn)行信號(hào)的讀數(shù)，該冷卻速率在樣品和儀器間也是恒定的，并且為約0.1-1℃/min.，優(yōu)選0.2-0.75℃/min.，更優(yōu)選0.25-0.50℃/min.。
所用的油可以是生產(chǎn)所需產(chǎn)品并且使溶劑脫蠟或催化脫蠟可行的實(shí)際油的樣品。如本文及所附權(quán)利要求中所用的，術(shù)語(yǔ)“適合候選的脫蠟原料油”指至少滿足原油的目標(biāo)傾點(diǎn)和/或濁點(diǎn)的油，所述原油通常用于生產(chǎn)得到相互關(guān)系的調(diào)配產(chǎn)品類型。雖然這是優(yōu)選的，但并不是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施必需的。例如，如果典型原油的目標(biāo)傾點(diǎn)通常不高于-4℃，那么用于產(chǎn)生訓(xùn)練集的油將類似地具有約-4℃的傾點(diǎn)。也就是說(shuō)，傾點(diǎn)為0℃或+2℃等的原油將是不適合的，但是傾點(diǎn)為例如-2、-4、-8、-10℃等的原油將是適合的。作為替換，實(shí)際油的樣品可以摻有(spiked with)各種具有已知性質(zhì)的已知量的蠟，該實(shí)際油已知不含殘余蠟污染物并且滿足通常用于生產(chǎn)所需調(diào)配油產(chǎn)品的油的目標(biāo)傾點(diǎn)或濁點(diǎn)。經(jīng)摻混的樣品，如果仍滿足目標(biāo)傾點(diǎn)或濁點(diǎn)的話，則可用于產(chǎn)生delta信號(hào)組并用于制備調(diào)配油，以確定對(duì)該調(diào)配油的所關(guān)心的粘性是否滿足，以及建立使delta信號(hào)與所選低溫粘性相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)。
通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)中囊括(represent)待預(yù)測(cè)的最廣范圍的殘余蠟類型與濃度將得到殘余蠟污染物測(cè)量與所選低溫粘性的最可靠有效的相互關(guān)系。這是因?yàn)闅堄嘞灥念愋团c濃度可以影響光散射效率與低溫粘性。通過(guò)從數(shù)據(jù)庫(kù)中省略具有全范圍的殘余蠟類型與濃度的樣品，以及通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)中引入可以使所得相互關(guān)系出現(xiàn)偏差或失真的特別的殘余蠟類型和/或濃度，可使該相互關(guān)系的可靠性降低。
為確保數(shù)據(jù)的可重復(fù)性與可靠性，本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員知道，使具有可變性的那些參數(shù)、測(cè)量及步驟保持一致是非常重要的，包括最終成品的調(diào)配。關(guān)于原油本身，其通過(guò)溶劑脫蠟或催化脫蠟工藝脫蠟。雖然如實(shí)施例1所示這不是必需的，但是希望并且優(yōu)選被評(píng)定或待評(píng)定以用作生產(chǎn)任何給定調(diào)配產(chǎn)品的潛在適合原料的原油以相同的方式脫蠟。也就是說(shuō)，催化脫蠟的原料應(yīng)當(dāng)與催化脫蠟的原料比較并歸組，并優(yōu)選采用相同的催化工藝生產(chǎn)，而溶劑脫蠟的原料應(yīng)當(dāng)與溶劑脫蠟的原料比較并歸組，并優(yōu)選采用相同的溶劑脫蠟工藝生產(chǎn)。本發(fā)明所產(chǎn)生的相互關(guān)系對(duì)于所考慮的每種不同的調(diào)配均是特定的。
因此，對(duì)于使用添加劑的相同組合制備的調(diào)配產(chǎn)品，delta信號(hào)強(qiáng)度與所選調(diào)配油低溫粘性的關(guān)系是適用的。添加劑，例如粘度指數(shù)提高劑或傾點(diǎn)降低劑的改變，即使名義上產(chǎn)生相同的最終產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果，也導(dǎo)致調(diào)配不同。添加劑的這種不同可以產(chǎn)生不同的結(jié)果，用一種添加劑組合使油給出合格結(jié)果，當(dāng)用加一種不同的添加劑組合時(shí)，給出的結(jié)果就不同或給出不合格的結(jié)果。
對(duì)于明顯不同的產(chǎn)品，即使對(duì)于相同的性質(zhì)，對(duì)于特定的調(diào)配油產(chǎn)品低溫粘性的一種油或一組油的得到的相互關(guān)系不應(yīng)該用作預(yù)測(cè)該油對(duì)于任何特定低溫粘性合格或不合格的標(biāo)準(zhǔn)，例如，油(例如機(jī)油)的相互關(guān)系不應(yīng)該用作預(yù)測(cè)例如自動(dòng)傳動(dòng)液的標(biāo)準(zhǔn)。
類似地，一旦采用一種冷卻方式，對(duì)于用于建立數(shù)據(jù)庫(kù)的所有原油樣品，以及對(duì)于用于生產(chǎn)特定的調(diào)配油成品的被評(píng)價(jià)的所有未知原油，關(guān)鍵是使用相同的冷卻方式。測(cè)試池的尺寸、測(cè)試池的制備材料、光源、測(cè)量?jī)x器等，在樣品間必須盡量保持均勻一致，以消除除原油樣品的殘余蠟污染物之外的任何變量。甚至原油加熱溫度、加熱時(shí)間、確保均勻性的攪動(dòng)方法、以及冷卻至環(huán)境條件也應(yīng)當(dāng)在樣品間保持一致，以除去不可預(yù)測(cè)的變量的任何可能的來(lái)源。
本發(fā)明可使用各種已有的儀器或容易地組裝出的儀器。用于進(jìn)行光散射測(cè)量的適合儀器包括Phase Technologies(Richmond，BritishColumbia，Canada)的PV70 Analyzer以及Hach 2100AN Turbidimeter(Hach Inc.，Coloardo)。適于進(jìn)行光散射測(cè)量的其它儀器是任意的UV-Vis、Near IR分光光度計(jì)(例如，Perkin Elmer，Norwalk，
光譜中UV、可見光和/或IR波長(zhǎng)區(qū)內(nèi)的寬帶或窄帶光可用作光源，只要對(duì)于用于建立數(shù)據(jù)庫(kù)評(píng)定的所有原油，以及對(duì)于用于生產(chǎn)任何特定的調(diào)配油成品的被評(píng)價(jià)的所有未知原油樣品，一旦選定光源和波長(zhǎng)后，該選定就保持恒定即可。
當(dāng)評(píng)價(jià)用于生產(chǎn)特定的調(diào)配油產(chǎn)品的未知原油時(shí)，只有上述一致性才能使得數(shù)據(jù)庫(kù)中所含的信息在使用時(shí)是可靠的。
近紅外光(Near IR)，例如波長(zhǎng)為約700-1000nm，優(yōu)選約820-900nm，適用于最多種類的樣品，以避免由一些樣品尤其是那些深色樣品吸收而不是散射造成的干擾。
為了確保用一臺(tái)儀器在某一時(shí)間進(jìn)行的測(cè)量可以與在另一時(shí)間進(jìn)行的測(cè)量相比，以及在一臺(tái)儀器上進(jìn)行的測(cè)量可以與在另一臺(tái)儀器上進(jìn)行的測(cè)量相比，必須校準(zhǔn)儀器?？梢酝ㄟ^(guò)測(cè)量對(duì)已知濁度標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)校準(zhǔn)光散射儀器。該標(biāo)準(zhǔn)的供應(yīng)商包括Hach和GFSChemicals。儀器信號(hào)通常以線性函數(shù)與已知值相互關(guān)聯(lián)。將相互關(guān)聯(lián)函數(shù)應(yīng)用于對(duì)測(cè)試樣品測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度。
對(duì)于一些儀器，信號(hào)與粒徑的關(guān)系可以隨時(shí)間或儀器改變。如此，則也應(yīng)校準(zhǔn)該效果。這可以在所關(guān)心的粒徑范圍內(nèi)(通常約0.1-10微米)通過(guò)測(cè)量得自具有已知的、優(yōu)選均勻的粒徑的顆粒懸浮液的信號(hào)強(qiáng)度而實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)儀器直至信號(hào)隨粒徑的變化相對(duì)時(shí)間或儀器穩(wěn)定為止。
校準(zhǔn)儀器以確保從同一儀器中的讀數(shù)一致，以及相同類型的不同儀器間可靠的對(duì)比讀取(read-across)能力，通常對(duì)于化學(xué)分析及分析技術(shù)中的專業(yè)人員是熟知的技術(shù)且認(rèn)為是重要的。
通過(guò)在短時(shí)間內(nèi)在低溫下的信號(hào)delta強(qiáng)度顯示確定殘余蠟含量，它使得調(diào)配員在使用原油實(shí)際生產(chǎn)調(diào)配成品前，能夠?qū)崟r(shí)確定任何一批原油是否適用于調(diào)配成品，從而確信調(diào)配油將滿足低溫粘性目標(biāo)。它還使精煉員能夠調(diào)節(jié)脫蠟及其它操作，以制備適于調(diào)配成品的原料。它可使精煉員可以在飛程(on the fly)上進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使所產(chǎn)生的原料可以制備滿足低溫粘性要求的調(diào)配成品。
實(shí)施例1在大多數(shù)煉油廠生產(chǎn)的原料油等級(jí)中的一種是Bright Stock。該等級(jí)是采用催化工藝(Cat DW)或溶劑脫蠟工藝(SDW)產(chǎn)生的，該溶劑脫蠟工藝使用溶劑如液體丙烷或甲基乙基酮(MEK)與甲苯的混合物作為脫蠟溶劑。
取決于所用工藝條件及加工裝置的機(jī)械狀態(tài)，可能發(fā)生殘余蠟污染。如前所述，可以通過(guò)用于SDW工藝的脫蠟過(guò)濾布中的裂縫或破縫，或通過(guò)Cat DW工藝中的支路(bypassing)、溝槽(channeling)或差的催化劑選擇性而發(fā)生蠟污染。
研究評(píng)價(jià)來(lái)自不同的精煉廠并且采用SDW或Cat DW工藝生產(chǎn)的幾種Bright Stock樣品，以確定蠟污染存在的程度，以及量化樣品間關(guān)于使用該樣品調(diào)配的機(jī)油的微型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(MRV)低溫粘性的差別。作為現(xiàn)有技術(shù)中用于檢測(cè)殘余蠟污染的實(shí)例，確定每種Bright Stock樣品的濁點(diǎn)(ASTM D2500)。
作為本發(fā)明的示例，使用利用紅色可見光的Phase Technolgy分析儀來(lái)分析相同的樣品。將樣品在100℃下于烘箱中加熱約1小時(shí)，在工作臺(tái)(benchtop)上冷卻30分鐘，然后插入測(cè)試池中并在分析儀中分析。用移液管量取0.15ml量的樣品到儀器的圓柱形淺樣品杯中，該杯直徑約1cm且在底部有鏡面。杯的上部對(duì)樣品室(compartment)開放并朝向室的蓋中的光檢測(cè)器。從紅色LED源發(fā)出的光以斜角被引向樣品杯的鏡底的中心。如果樣品中沒有顆粒存在，光從鏡面反射并遠(yuǎn)離檢測(cè)器。如果存在顆粒，它們向檢測(cè)器散射一部分光，其中記錄為信號(hào)強(qiáng)度的增加。通過(guò)Peltier裝置控制杯的溫度。在溫度程序中以干燥氣體凈化密封的樣品室。在分析過(guò)程中采用下列溫度分布。
分布表B

從步驟A開始首次強(qiáng)度測(cè)量的時(shí)間(Sec.)350(在步驟D中達(dá)到0℃后約60秒)分布表D

從步驟A開始首次強(qiáng)度測(cè)量的時(shí)間(Sec.)350(在步驟D中達(dá)到8℃后約72秒)將每個(gè)樣品首先加熱至60℃并在該溫度下保持10秒，然后冷卻至20℃。在此之后隨即將樣品再加熱至60℃并在該溫度下保持10秒。初始加熱步驟的目的是破壞可以影響蠟結(jié)晶速率及分析結(jié)果的樣品的熱經(jīng)歷的作用。加熱步驟后樣品被冷卻至0℃或8℃(分別參見分布表B和D，步驟(D))。每個(gè)樣品達(dá)到目標(biāo)溫度(0℃或8℃)后，穩(wěn)定期為60-72秒，之后，通過(guò)分析儀記錄對(duì)從樣品中散射的光的強(qiáng)度的首次測(cè)量。也記錄了在30分鐘的均熱期的結(jié)束時(shí)散射光的最終強(qiáng)度。首次與最終強(qiáng)度值之間的差別記錄為delta強(qiáng)度(DI)參數(shù)，它是使用PhaseTechnology分析儀分析的主要結(jié)果。
選擇用于分析的合適的溫度分布取決于樣品的類型與用于產(chǎn)生它的工藝。最終的均熱溫度必須足夠低，以促進(jìn)殘余蠟污染成分的晶體長(zhǎng)大到能在合理的均熱時(shí)間(例如，30分鐘)內(nèi)被分析儀可靠地檢測(cè)到的程度，但又不是太低以致于從正常存在的可接受的蠟(即，不是蠟污染成分)中的晶體長(zhǎng)大將被促進(jìn)并加入/影響對(duì)樣品確定的DI值。在本實(shí)施例中，發(fā)現(xiàn)分布表B(0℃/30分鐘)適于通過(guò)SDW工藝生產(chǎn)的特定Bright Stock樣品，而分布表D(8℃/30分鐘)適于通過(guò)Cat DW工藝生產(chǎn)的特定Bright Stock樣品。使用這兩個(gè)分布表分析包括在本研究中的Bright Stock的各種樣品；根據(jù)其它原料的粘度等級(jí)及用于生產(chǎn)它們的脫蠟工藝，其它分布表將適于其它原料。
使用相同的Bright Stock的各種樣品，采用各自成分的固定標(biāo)準(zhǔn)百分比，分別制備20W50機(jī)油的混合物。在制備這一系列的混合物時(shí)，只改變Bright Stock成分(源)；每體積的油來(lái)自測(cè)試殘余蠟含量用的相同物理樣品，并且使用每種其它成分的固定百分比來(lái)制備每種混合物。表1概括了機(jī)油混合物的性質(zhì)以及混合物中所用的各Bright Stock樣品的DI/濁點(diǎn)的測(cè)定。在圖1中，20W50混合物的微型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)結(jié)果作為各自Bright Stock成分的濁點(diǎn)的函數(shù)繪出。該曲線圖說(shuō)明了用于檢測(cè)原油中蠟含量的現(xiàn)有技術(shù)。這些結(jié)果表明Bright Stock成分的濁點(diǎn)是相應(yīng)機(jī)油的MRV的不可靠的指示。顯然，不可接受的高(不合格)MRV結(jié)果可在本研究中所觀察的整個(gè)濁點(diǎn)范圍內(nèi)發(fā)生，并且不能確定這樣一個(gè)明確的濁點(diǎn)，高于該點(diǎn)將出現(xiàn)不合格的MRV結(jié)果。
在圖2中，20W50混合物的MRV結(jié)果作為對(duì)各自Bright Stock成分確定的delta強(qiáng)度(DI)值的函數(shù)繪出。與圖1相比，此圖顯示DI值與MRV結(jié)果的相互關(guān)聯(lián)有很大改善。根據(jù)圖2的結(jié)果，似乎對(duì)于原料需要DI最大值為約4.0，以確保相應(yīng)機(jī)油的MRV不超過(guò)最大極限。圖2的結(jié)果與圖1相比說(shuō)明了本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)所獲得的改進(jìn)。
表1Bright Stock質(zhì)量對(duì)于基于多種Bright Stock樣品的20W-50的低溫粘度的影響

表1(續(xù))Bright Stock質(zhì)量對(duì)于基于多種Bright Stock樣品的20W-50的低溫粘度的影響

(1)脫蠟工藝縮寫Cat DW催化脫蠟；PDU丙烷脫蠟單位；MEK/TolMEK/甲苯溶劑脫蠟。
實(shí)施例2利用溫度斜坡控制使用2500SUS原料油的20W-50機(jī)油中的MRV使用與實(shí)施例1中相同的裝置測(cè)試實(shí)施例1中的樣品，但是實(shí)施例2中采用溫度斜坡而不是恒溫均熱期。這些原料油的規(guī)定目標(biāo)傾點(diǎn)為-6℃。將樣品在100℃下保持1小時(shí)，然后激烈搖動(dòng)，將樣品置于測(cè)試池中并經(jīng)歷下列溫度程序

步驟A中的開始溫度指測(cè)試池的溫度。就在放入測(cè)試池之前樣品溫度接近100℃。
步驟B和C的溫度循環(huán)順序不是必須遵循的步驟，但是幫助進(jìn)一步降低水含量并溶解很快變霧濁的樣品中的蠟。在該情況下步驟E之后沒有使用另外的穩(wěn)定期，因?yàn)闇囟刃逼略谶h(yuǎn)高于結(jié)晶發(fā)生的溫度下開始。
在本實(shí)驗(yàn)中，其中實(shí)施方案2中溫度從14℃變至-2℃，可用各種參數(shù)與MRV相互關(guān)聯(lián)，包括初始閾值(onset threshold)，即達(dá)到小的恒定信號(hào)增長(zhǎng)的溫度，達(dá)到較大delta信號(hào)的溫度，其組合及其變化。因此，所選低溫粘性可與達(dá)到給定的信號(hào)delta強(qiáng)度時(shí)的溫度以及在給定溫度下delta強(qiáng)度的任意組合相互關(guān)聯(lián)。對(duì)于該目的可使用熟知的統(tǒng)計(jì)方法，例如多元線性回歸、主成分回歸(principle componentregression)、以及部分最小二乘法分析。參見，例如，“MultivariateCalibration”，Harald Martens and Tormod Naes，John Wiley and Sons，1989。圖3顯示了在該溫度斜坡過(guò)程中來(lái)自4個(gè)樣品的信號(hào)。
表中顯示了在10℃、6℃與-2℃的信號(hào)與溫度斜坡開始時(shí)在14℃的信號(hào)之間的區(qū)別。在這些溫度中，在6℃的信號(hào)給出與MRV的最佳相互關(guān)聯(lián)。調(diào)配油中需要低MRV粘度和屈服應(yīng)力?？梢允褂迷摐囟刃逼?、較短的溫度斜坡(例如，14℃到6℃)、或接近或在6℃的恒溫并有均熱(如在實(shí)施方案1中)來(lái)形成全部數(shù)據(jù)庫(kù)。使用在實(shí)施例1中所述的在8℃的恒溫的delta信號(hào)與MRV很好地關(guān)聯(lián)?？梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)方法選擇最佳的光散射或光透射參數(shù)或參數(shù)組合。
在本實(shí)施例中，所用最佳溫度是如此高于目標(biāo)傾點(diǎn)(+6℃ vs.-6℃傾點(diǎn))，這是出人意料的。溫度斜坡用于快速確定合適的溫度或溫度范圍，以用于形成相互關(guān)聯(lián)。


實(shí)施例3控制主要使用600SUS原料油的20W-50機(jī)油中的MRV產(chǎn)品認(rèn)證需要機(jī)油的MRV粘度與屈服應(yīng)力低于規(guī)定值。一種這樣的配方含有67wt％的600SUS(名義上在100為600賽氏通用秒)常規(guī)原料油。這些原料油的目標(biāo)傾點(diǎn)為-6℃。除了使用不同的600SUS樣品外，用相同的性能添加劑成分混合調(diào)配油。那些樣品具有相同的傾點(diǎn)。但是，調(diào)配油MRV屈服應(yīng)力及粘度不同。采用與實(shí)施例1和2中所用相同的儀器來(lái)測(cè)試樣品。將油加熱并保持在100℃下約1小時(shí)，在烘箱中以樣品在管瓶中進(jìn)行加熱。加熱與攪動(dòng)后，將樣品置于測(cè)試池中。樣品達(dá)到-4℃后，采用約74秒的穩(wěn)定時(shí)間，當(dāng)在實(shí)施方案1的下列溫度程序的最終3600秒的均熱步驟E中采用-4℃的恒溫時(shí)，下表顯示了，DI與MRV的良好的相互關(guān)聯(lián)。在該情況下，在最終均熱步驟中采用0℃的溫度與1800sec的時(shí)間，以及60sec的穩(wěn)定時(shí)間，并不損害性能。

從步驟A開始初始強(qiáng)度測(cè)定的時(shí)間(Sec.)2170(在步驟E中達(dá)到-4℃后約74sec)

(1)對(duì)于調(diào)配油的MRV屈服應(yīng)力目標(biāo)為＜35Pa@-20℃(2)在-20℃對(duì)于調(diào)配油的MRV粘度目標(biāo)為≤60,000cP因此，對(duì)于這些油對(duì)于在所述測(cè)試條件下的該調(diào)配，在-4℃約20及更低的DI最好地相關(guān)于通過(guò)60,000cP最大粘度的低溫粘性目標(biāo)規(guī)定及在-20℃時(shí)＜35Pa的最大屈服應(yīng)力。
實(shí)施例4利用溫度斜坡控制主要使用600SUS原料油的20W-50機(jī)油(配方1)中的MRV使用如實(shí)施例1、2和3中所用相同的儀器，以及實(shí)施方案2中的溫度斜坡而不是恒定均熱溫度，來(lái)測(cè)試上面實(shí)施例(實(shí)施例3)中的樣品。在放入測(cè)試池之前，將油樣品在管瓶中加熱至100℃的溫度并保持約1小時(shí)。

可用多個(gè)參數(shù)來(lái)控制MRV，包括初始閾值、達(dá)到給定信號(hào)增強(qiáng)的溫度、及在給定溫度下的信號(hào)增強(qiáng)。此處所用的初始閾值是DI達(dá)到0.5時(shí)的溫度。圖5所示的在DI等級(jí)與溫度處的虛線是經(jīng)測(cè)量與MRV關(guān)聯(lián)的值。在這種情形下所有的參數(shù)都可以區(qū)分不同的行為。在該情形下優(yōu)選的參數(shù)是在-5℃的DI增加。圖5顯示了對(duì)于3種所測(cè)的油，當(dāng)溫度從0降到-8℃時(shí)，DI與溫度的關(guān)系曲線。在該情形下，通過(guò)從在隨后較低的溫度測(cè)定的強(qiáng)度中減去在0℃測(cè)定的強(qiáng)度，從而確定DI值，也就是在0℃的強(qiáng)度確立了0強(qiáng)度基線。
下面列出了對(duì)于三種油的調(diào)配油低溫粘性，并對(duì)每種油與-5℃的DI增加相關(guān)聯(lián)。

因此，對(duì)于在所述測(cè)試條件下該配方的這些油，在-5℃高達(dá)9.2但是小于84.2的DI與所關(guān)心的MRV低溫性質(zhì)的合格最相關(guān)聯(lián)。對(duì)比實(shí)施例3與實(shí)施例4，兩者均使用相同的油樣，看起來(lái)為使相互關(guān)聯(lián)與DI值有意義，對(duì)每種油樣必須以相同的方式進(jìn)行測(cè)試(樣品間的測(cè)試條件必須一致)。因此，不能相對(duì)于使用實(shí)施方案2產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)應(yīng)用實(shí)施方案1產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，反之亦然。處理與測(cè)試樣品中的一致性是必須的，以確保所得數(shù)據(jù)可以用于任何給出的數(shù)據(jù)庫(kù)，向任何樣品施加的處理及測(cè)試與為產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)所用的一樣。也就是說(shuō)，只有通過(guò)用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施方案1的程序?qū)ξ粗獦悠愤M(jìn)行外理與測(cè)試，使用實(shí)施方案1產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息才是有用的并能給出關(guān)于未知樣品的有意義的信息。對(duì)于用實(shí)施方案2產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)亦然，必須通過(guò)用于產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施方案2的程序?qū)ξ粗獦悠愤M(jìn)行外理與測(cè)試。
實(shí)施例5利用溫度斜坡控制主要使用600 SUS原料油的20W-50機(jī)油(配方2)中的MRV在主要使用600SUS原料油的20W-50第二機(jī)油中測(cè)試來(lái)自實(shí)施例3和4中的樣品1和3，以及另外兩個(gè)樣品，樣品4和5，但是在該情形下調(diào)配油采用與配方1不同的傾點(diǎn)降低劑。使用與實(shí)施例1、2和3中相同的儀器并用與實(shí)施例4中相同的溫度斜坡來(lái)測(cè)試樣品。與實(shí)施例4相同，在放入測(cè)試池之前，將樣品在管瓶中加熱至100℃的溫度并保持約1小時(shí)。
在本實(shí)施例中，當(dāng)樣品1被混合入20W50機(jī)油中時(shí)，MRV測(cè)試為臨界性的不合格，因?yàn)樗那?yīng)力為＞35Pa但是＜70Pa，而要求是＜35Pa。樣品3滿足要求。樣品4在該測(cè)試中為嚴(yán)重不合格，因?yàn)樗那?yīng)力＜280Pa但是＞245Pa，并且它也沒有滿足≤60,000cP的粘度要求。樣品5是邊界性的，在一個(gè)測(cè)試中合格但在又一重復(fù)測(cè)試中不合格。
在本實(shí)施例中，初始溫度與MRV的關(guān)聯(lián)不好，因?yàn)閲?yán)重不合格的樣品4比臨界性不合格的樣品1的初始溫度低。參見圖6。對(duì)于在所述測(cè)試條件下該配方的這些油，在-5℃高達(dá)0.2但是小于約1.7的DI與所關(guān)心的MRV低溫性質(zhì)的合格相關(guān)聯(lián)。將本實(shí)施例與實(shí)施例4比較，明顯得出與調(diào)配油關(guān)于所關(guān)心的所選低溫粘性的合格/不合格相關(guān)聯(lián)的DI極限值，需要隨著其中測(cè)定低溫性質(zhì)的配方的改變而改變。通過(guò)調(diào)節(jié)在與實(shí)施方案1的步驟b10或?qū)嵤┓桨?的步驟b6中發(fā)生的DI的相互關(guān)聯(lián)，本方法將提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。

(1)對(duì)于調(diào)配油的MRV屈服應(yīng)力目標(biāo)為＜35Pa@-20℃(2)在-20℃對(duì)于調(diào)配油的MRV粘度目標(biāo)為≤60,000cP實(shí)施例6用Group II中性輕原料油調(diào)配的機(jī)油(5W-30)中的MRV的控制產(chǎn)品認(rèn)證需要機(jī)油的MRV粘度與屈服應(yīng)力低于規(guī)定值。一種這樣的配方含有82wt％的120SUS Group II原料油。這些原料油的目標(biāo)傾點(diǎn)為-18℃。除了使用不同的120SUS原料油外，用相同的性能添加劑成分混合調(diào)配油。原料油具有相同的濁點(diǎn)及傾點(diǎn)，通常使用測(cè)試確保良好性能，因此預(yù)期在低溫測(cè)試中性能相同。但是，用這兩種原料油混合的潤(rùn)滑油的MRV行為非常不同。
使用與前述實(shí)施例相同的儀器。
下表顯示了使用實(shí)施方案2的溫度斜坡，DI與MRV的良好的相互關(guān)聯(lián)。在引入測(cè)試池之前，將油樣品在管瓶中加熱至100℃的溫度并保持約1小時(shí)。

可用多個(gè)參數(shù)來(lái)控制MRV，包括初始閾值、達(dá)到給定信號(hào)增強(qiáng)的溫度、及在給定溫度下的信號(hào)增強(qiáng)。在這種情形下所有的這些參數(shù)都可以區(qū)分不同的行為。在該情形下優(yōu)選的參數(shù)是在-19℃的DI增加。圖7顯示了對(duì)于兩種Group II中性輕原油，當(dāng)溫度從-14℃降到-22℃時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度(DI)與溫度的關(guān)系曲線，該圖顯示了-15℃到-21℃之間的變化。

(1)對(duì)于調(diào)配油的MRV屈服應(yīng)力目標(biāo)為＜35Pa@-20℃(2)在-35℃對(duì)于調(diào)配油的MRV粘度目標(biāo)為≤60,000cP
實(shí)施例7控制液壓油中的布絡(luò)克菲爾德粘度為了最佳的性能，希望在一些應(yīng)用中將液壓油的布絡(luò)克菲爾德粘度保持最低。該油含有59wt％的100SUS原料油。這些原料油的目標(biāo)傾點(diǎn)為-18℃。除了添加可變量的蠟以模擬在精煉廠的生產(chǎn)過(guò)程中蠟不合要求地滲漏到原料油中之外，用相同的性能成分混合液壓油。將所有的成分在100℃下混合1-2小時(shí)，以確保完全溶解蠟。使用與前述實(shí)施例相同的儀器。下表顯示了，采用如實(shí)施例3所述的溫度程序，當(dāng)在采用實(shí)施方案1的DI測(cè)定的最終均熱步驟中使用-4℃的恒溫，DI與布絡(luò)克菲爾德粘度的關(guān)聯(lián)性良好。

對(duì)于油產(chǎn)品，在-30℃布絡(luò)克菲爾德粘度目標(biāo)為最大2800cP。因此，DI值為約45顯示性能一般(marginal)，但是DI值小于45，優(yōu)選為約5或更小時(shí)，性能良好。
實(shí)施例8控制自動(dòng)傳動(dòng)用油中的布絡(luò)克菲爾德粘度為了最佳的性能，希望在一些應(yīng)用中將液壓油的布絡(luò)克菲爾德粘度保持最低。所研究的ATF油含有57wt％的100SUS原料油。100SUS原料油的目標(biāo)傾點(diǎn)為-18℃。除了故意添加可變量的蠟以模擬在精煉廠的生產(chǎn)過(guò)程中蠟不合要求地滲漏到原料油中之外，用相同的性能添加劑成分混合液壓油。將所有的成分在100℃下混合1-2小時(shí)，以確保完全溶解蠟。使用與前述實(shí)施例相同的儀器。下表顯示了，當(dāng)在采用實(shí)施方案1的DI測(cè)定的最終均熱步驟中使用-4℃的恒溫時(shí)(與實(shí)施例3相同的溫度程序)，DI與布絡(luò)克菲爾德粘度的關(guān)聯(lián)性良好。

對(duì)于該油產(chǎn)品，在-40℃布絡(luò)克菲爾德粘度目標(biāo)為最大20,000cP。因此，如其它樣品在-4℃所示的，DI值為約45顯示由油樣品調(diào)配的產(chǎn)品的性能一般，但是DI值小于45，優(yōu)選為約5或更小時(shí)，性能良好。
與實(shí)施例7的液壓油以及與實(shí)施例8的ATF性能合格相關(guān)聯(lián)的DI值的等級(jí)相同，這僅僅是一個(gè)巧合。一般而言，添加劑及聯(lián)合原料油(co-basestock)，以及低溫測(cè)試的類型、溫度及其他條件都將影響并反應(yīng)在精確的DI等級(jí)及溫度的不同中，在該溫度下進(jìn)行測(cè)定以確保對(duì)于不同類型的調(diào)配油產(chǎn)品滿足粘性參數(shù)目標(biāo)。
權(quán)利要求
1.一種方法，該方法用于實(shí)時(shí)確定原料油是否適于用作生產(chǎn)滿足產(chǎn)品低溫粘性要求的全調(diào)配油的原料，該方法包括(a)選擇全調(diào)配油的至少一個(gè)低溫粘性；(b)通過(guò)下列步驟產(chǎn)生訓(xùn)練集(1)獲得脫蠟原料油的樣品；(2)將原料油樣品加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間并加熱至足夠高的溫度，以使樣品中的蠟全部熔化；(3)攪拌經(jīng)加熱的樣品以確保均勻性；(4)在樣品池中將油冷卻至在高于原油規(guī)定傾點(diǎn)20℃與低于原油規(guī)定傾點(diǎn)5℃之間的溫度，所述樣品池配備有加熱和冷卻裝置，并設(shè)置用于測(cè)量從源中產(chǎn)生的光的反射或光的透射；(4a)等待樣品和測(cè)試池穩(wěn)定下來(lái)；(5)穩(wěn)定期過(guò)后在步驟4的溫度下測(cè)量散射/反射光或穿過(guò)樣品的透射光的信號(hào)，以獲得第一強(qiáng)度讀數(shù)；(6)使樣品在步驟4的溫度下保持1分鐘至3小時(shí)；(7)在步驟6的保持時(shí)間結(jié)束時(shí)測(cè)量散射/反射光或透射光的信號(hào)以獲得第二強(qiáng)度讀數(shù)，并測(cè)量在第一信號(hào)讀數(shù)與第二信號(hào)讀數(shù)之間的信號(hào)強(qiáng)度的任何變化(信號(hào)delta強(qiáng)度)；(8)使用原料油調(diào)配油產(chǎn)品，并測(cè)定與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的步驟(a)中所選的低溫粘性；(9)根據(jù)需要，使用在高于規(guī)定傾點(diǎn)20℃與低于規(guī)定傾點(diǎn)5℃之間的不同溫度重復(fù)步驟1-8，直至觀察到信號(hào)delta強(qiáng)度與精選的所選低溫調(diào)配油粘性的關(guān)系；(10)使信號(hào)delta強(qiáng)度與所選低溫粘性相互關(guān)聯(lián)；(c)使原油經(jīng)歷步驟1-8；(d)將步驟(c)中原油的信號(hào)delta強(qiáng)度與相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較，以預(yù)測(cè)是否可用所述原油制備具有所選低溫粘性的調(diào)配油。
2.一種方法，該方法用于實(shí)時(shí)確定原料油是否適于用作生產(chǎn)滿足產(chǎn)品低溫粘性要求的全調(diào)配油的原料，所述方法包括(a)選擇全調(diào)配油的至少一個(gè)低溫粘性；(b)通過(guò)下列步驟產(chǎn)生訓(xùn)練集(1)獲得脫蠟原料油的樣品以用于生產(chǎn)全調(diào)配油；(2)將原料油加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間并加熱至足夠高的溫度，以使樣品中的蠟全部熔化；(3)攪拌經(jīng)加熱的樣品以確保均勻性；(4)從高于油規(guī)定傾點(diǎn)約20℃到低于油規(guī)定傾點(diǎn)約5℃，在樣品池中將樣品緩慢冷卻，所述樣品池配備有加熱和冷卻裝置，并設(shè)置用于測(cè)量從源中產(chǎn)生的光的反射或光的透射；測(cè)量反射/散射或透射信號(hào)，并測(cè)量所述冷卻過(guò)程中的信號(hào)強(qiáng)度正在進(jìn)行的變化(信號(hào)delta強(qiáng)度)；(5)調(diào)配使用原料油生產(chǎn)的油，并測(cè)量與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)的步驟(a)中所選的低溫粘性；(6)使信號(hào)delta強(qiáng)度與所選低溫粘性相互關(guān)聯(lián)；(c)使原油經(jīng)歷步驟1-4；(d)將步驟(c)中原油的信號(hào)delta強(qiáng)度與相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較，以預(yù)測(cè)是否可用所述原油制備具有所選低溫粘性的調(diào)配油。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，加熱步驟(b)(2)是以足夠的時(shí)間并加熱至足夠高的溫度，以使樣品中的蠟全部熔化并除去樣品中存在的所有的水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，實(shí)施冷卻步驟3(a)，從而將樣品冷卻至環(huán)境條件，并且冷卻至環(huán)境條件的冷卻速率為5℃/min.-100℃/min.。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將樣品冷卻至在高于原油規(guī)定傾點(diǎn)20℃與低于原油規(guī)定傾點(diǎn)5℃之間的溫度的冷卻速率為20℃/min.-60℃/min.。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(4a)的穩(wěn)定期為0-600秒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(b)(6)的保持時(shí)間為約30-90分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中反射或透射光在光譜的紫外、可見光或紅外波長(zhǎng)區(qū)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，使相同或不同的脫蠟原料油的一種或多種額外的樣品分別經(jīng)歷步驟(b)(1-9)，以得到對(duì)于多種原油樣品，信號(hào)delta強(qiáng)度與所選調(diào)配油低溫粘性的相互關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，使相同或不同的脫蠟原料油的一種或多種額外的樣品分別經(jīng)歷步驟(b)(1-5)，以得到對(duì)于多種原油樣品，信號(hào)delta強(qiáng)度與所選調(diào)配油低溫粘性的相互關(guān)系的數(shù)據(jù)庫(kù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，在高于原油規(guī)定傾點(diǎn)20℃到低于原油規(guī)定傾點(diǎn)5℃之間的溫度范圍內(nèi)樣品的冷卻速率為0.1℃/min.-1℃/min.。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，低溫粘性選自微型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)(MRV)粘度及屈服應(yīng)力、布絡(luò)克菲爾德粘度、冷起動(dòng)模擬(CCS)、傾點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所選低溫粘性與信號(hào)強(qiáng)度開始增強(qiáng)時(shí)的溫度(初始溫度)相互關(guān)聯(lián)。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所選低溫粘性與達(dá)到給定的信號(hào)delta強(qiáng)度時(shí)的溫度相互關(guān)聯(lián)。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所選低溫粘性相互關(guān)聯(lián)于達(dá)到給定的信號(hào)delta強(qiáng)度時(shí)的溫度與在給定溫度下的delta強(qiáng)度的任意組合。
全文摘要
原料油中低溫殘余蠟污染的快速測(cè)定提供了用于使原料質(zhì)量與用該原料油制備的全調(diào)配油的低溫粘性實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)。
文檔編號(hào)G01N33/30GK1886657SQ200480034924
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2004年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月25日
發(fā)明者詹姆斯·道格拉斯·伊根, 詹姆斯·威廉姆·格利森, 葉懿卿, 小查爾斯·蘭伯特·巴克, 克里斯蒂娜·A·杰林斯基 申請(qǐng)人:?？松梨谘芯抗こ坦?