[发明专利]用于两冲程船用发动机的气缸润滑剂

说明书

技术领域

本发明涉及与高硫燃料油和低硫燃料油均能够一起使用的用于两冲程船用发动机的气缸润滑剂。其更具体地涉及这样的润滑剂：其对于在高硫燃料油的燃烧期间形成的硫酸具有足够的中和本领，同时在低硫燃料油的使用期间限制沉积物形成。

背景技术

低速两冲程十字头型发动机中使用的船用机器润滑油(marine oil)为两种类型。一方面是气缸油，其确保气缸-活塞组件的润滑，和另一方面是系统润滑油(system oil)，其确保除所述气缸-活塞组件之外的所有活动部件的润滑。在所述气缸-活塞组件内，包含酸性气体的燃烧残留物与所述润滑油接触。

所述酸性气体是由所述燃料油的燃烧形成的；它们特别是硫氧化物(SO₂、SO₃)，其然后在与存在于燃烧气体中和/或所述油中的水分接触时被水解。该水解产生亚硫酸(HSO₃)或硫酸(H₂SO₄)。

为了保护活塞衬套的表面和避免过度的腐蚀磨损，这些酸必须被中和，这通常通过与所述润滑剂中包含的碱性部位(basic site)的反应而进行。

油的中和能力通过其BN或碱值(base number)来度量，通过其碱性来表征。其是根据标准ASTM D-2896测量的并且表示为以氢氧化钾毫克数/克油(也称为“mg KOH/g”或“BN点”)计的当量。BN是这样的标准：其使得可针对所用燃料油的硫含量调节气缸润滑油的碱性，以便能够中和该燃料中包含的并且能够通过燃烧和水解而转化为硫酸的所有硫。

因此，燃料油的硫含量越高，则船用机器润滑油的BN需要越高。这是为何在市场上发现具有从5到100mg KOH/g变化的BN的船用机器润滑油的原因。该碱性是通过被不溶性金属盐特别是金属碳酸盐所过碱化(overbase)的清洁剂提供的。所述清洁剂(主要为阴离子型)例如为形成其中不溶性金属盐颗粒保持悬浮的胶束的水杨酸盐、酚盐、磺酸盐、羧酸盐类型等的金属皂。常用的过碱化清洁剂固有地具有150-700mg KOH/g清洁剂的标准形式的BN。它们在润滑剂中的质量百分数是作为期望的BN水平的函数而固定的。

BN的一部分也可通过具有典型地小于150的BN的非过碱化或“中性”清洁剂提供。然而，无法想象其中全部的BN由“中性”清洁剂提供的船用发动机气缸润滑剂配方的生产：事实上将它们过量引入将是必须的，这可对润滑剂的其它性质有害并且从经济观点来看是不现实的。

因此，所述过碱化清洁剂的不溶性金属盐，例如碳酸钙，对常用润滑剂的BN有显著贡献。可认为，气缸润滑剂的BN的大约至少50%、典型地75%因此是由这些不溶性盐提供的。

在所述中性和过碱化清洁剂两者中发现的实际的清洁剂部分或金属皂典型地提供剩余BN的大部分。

环境关注已经在某些地区并且特别是沿海地区中导致与限制船舶上使用的燃料油中的硫水平有关的要求。

因此，IMO(国际海事组织)颁布的规则MARPOL附则(Annex)6(Regulations for the Prevention of Air Pollution from Ships(防止船舶造成空气污染规则))于2005年5月生效。其设置了关于重燃料油的硫含量的4.5%m/m的全球上限，并且创立了硫氧化物排放控制区，称为SECA(Sulphur Emission Control Areas(硫排放控制区))。进入这些区域的船舶必须使用具有最大1.5%m/m的硫含量的燃料油，或者意图将SOx排放限制为符合规定值的任何其它替代处理。符号%m/m表示化合物相对于将它包括在其中的燃料油或润滑组合物的总重量的质量百分数。

最近，MEPC(Marine Environment Protection Committee(海洋环境保护委员会))在2008年4月集会并且批准了所提议的对规则MARPOL附则6的修正案。这些提议被总结在下表中。它们提出了这样的方案：其中，对最大硫含量的限制变得更严厉，其中将全球最大含量自2012年起从4.5%m/m减少为3.5%m/m。SECA(硫排放控制区)将变成ECA(Emission Control Areas(排放控制区))，其中将最大可允许的硫含量自2010年起额外地从1.5%m/m减少至1.0%m/m并且增加关于NOx和颗粒物含量的新限制。