[发明专利]有关高压压缩机润滑的改进

说明书

发明领域

本发明涉及用于高压压缩机、尤其是超高压压缩机的润滑剂。特别地，尽管并非专门地，本发明涉及包含聚合物增稠剂的高压压缩机用润滑剂。

发明背景

在高压聚烯烃、例如高压低密度聚乙烯(HP-LDPE)或乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)的制造中，70-350兆帕(MPa，或者约10,000-50,000psi)的高操作压力是典型的，优选240-310MPa(约35,000-45,000psi)的操作压力。为了达到这些高压，采用一个或多个高压压缩机，包括超高压压缩机(或二级压缩机)。

为了制造高压聚烯烃，典型地将烯属原料(例如乙烯)首先由一个或多个初级高压压缩机压缩到高达约25-30MPa的压力。此后，采用一个或多个超高压压缩机以达到典型要求的高操作压力，随之在反应器中使烯属原料在催化剂存在下转化成聚烯烃(例如HP-LPDE)。剩余的未聚合原料可以再循环用于重新压缩。

当高压聚烯烃的制造与本发明特别相关时，术语“高压压缩机”在本文中用于指能够将原料、优选乙烯压缩到至少20MPa、优选至少30MPa的压力的任何压缩机。术语“超高压压缩机”在本文中用于指作为初级压缩机或者优选作为二级压缩机，能够将原料、优选乙烯压缩到至少50MPa、优选至少100MPa的压力的任何压缩机。

在高压聚烯烃、尤其是HP-LDPE的制造中典型的操作压力即便在任何的工业方法中不是最高的，也属其中之一。因此高压压缩机、特别是超高压压缩机基于特殊的结构。它们典型地包含由诸如碳化钨之类极其坚硬的材料制成的运动部件。

包括超高压压缩机在内，高压压缩机的运行需要使用润滑剂来减少运动部件之间、例如柱塞/活塞与汽缸之间的摩擦。考虑到高的操作压力和高压压缩机、尤其是超高压压缩机的结构，用于高压压缩机、尤其是超高压压缩机的润滑剂有特殊要求。设备润滑剂最困难的挑战之一是由通常用于制造高压聚烯烃、尤其是聚乙烯的这类超高压压缩机带来的。

例如，已知用在超高压压缩机中的润滑剂不可避免地向下游渗漏至聚合反应器中，从而与反应物料如乙烯、共聚单体、溶剂、催化剂等混合并且成为其一部分。这又会干扰高压聚烯烃的形成或者导致聚烯烃性能的劣化；因此渴望污染影响小的润滑剂。

按传统，已将矿物油用作高压和超高压压缩机润滑剂，其即便渗漏至反应物料中，对高压聚烯烃的形成或者聚烯烃在后续制造如模塑或挤出工艺中的使用也几乎没有不利影响。然而，单独的矿物油不是有效的高压压缩机润滑剂，其典型地由于压缩机中受压缩原料的溶解而性能快速退化。上述溶解是配制高压、尤其是超高压压缩机润滑剂时面对的特有挑战，同时需要确保润滑剂保持可泵送(即，具有合适的粘度)。

一种现有技术方法已经采用例如在乙烯中溶解度低的聚二醇作为超高压压缩机中的润滑剂。WO2009012041描述了超高压压缩机润滑剂，其包含具有不超过一个羟基官能度的聚醚二醇。

另一种现有技术方法已经向矿物油超高压压缩机润滑剂中添加诸如聚丁烯的增稠剂，如同例如在US5578557中公开的。

本发明的目的在于提供具有改善的耐溶解性、尤其是耐烯烃溶解以及良好的粘度/可泵送性的高压压缩机、尤其是超高压压缩机用的润滑剂组合物。

发明概述

第一方面，本发明属用于润滑高压压缩机的润滑剂组合物，该组合物包含费-托衍生的基础油和聚合物增稠剂。

已经惊讶地发现与矿物基础油相比，费-托衍生的基础油不那么易于用诸如聚丁烯的聚合物增稠剂增稠。这在大多数润滑剂应用中可能代表着费-托衍生的基础油的缺点，但本发明人应用该减少的增稠来实现润滑高压压缩机、尤其是超高压压缩机方面的显著优点。本发明人已经发现，可以在给定粘度下、例如设为目标的泵送粘度下，将较之引入矿物基础油更大重量比例的聚合物增稠剂引入费-托衍生的基础油。在高压压缩机的特定领域，较高比例的聚合物增稠剂的存在是有利的，帮助提高高压下在诸如乙烯的受压缩原料中的耐溶解性，使粘度的降低减到最少并因此帮助抵御润滑剂劣化。这是在不用以增大粘度来换取的情况下实现的：发现本发明的费-托基润滑剂组合物在给定重量比例的混入的聚合物增稠剂下，与相当的矿物油组合物相比，显示出减小的粘度(见实施例)。换句话说，为了将给定量的聚合物增稠剂带入超高压压缩机中，可需要较少的费-托基础油，而不改变润滑剂的其他性能如40和100℃下的运动粘度。