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玉門市恒翔油脂有限公司坐落于中國第一個石油基地――玉門,是生產(chǎn)各類真空油脂和特種潤滑脂的專業(yè)公司,集研究、開發(fā)、生產(chǎn)于一體的生產(chǎn)經(jīng)營企業(yè),具有幾十年專業(yè)生產(chǎn)真空油脂和特種潤滑脂的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。

TECHNOLOGY

技術(shù)與應(yīng)用

潤滑油基本構(gòu)建油材組配及功能制約

2017-03-28 10:23 來源: 作者:

  不同加工工藝的基礎(chǔ)油結(jié)構(gòu)組成也存在差異,因而不可一概而論。采用老三套工藝生產(chǎn)的基礎(chǔ)油,飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)<90%,芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)>10%,主要為輕芳烴,也含有少量的中芳烴和重芳烴,硫氮含量較高,油品質(zhì)量較差。而加氫異構(gòu)化基礎(chǔ)油的飽和烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)可高達(dá)99%以上,芳烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)<1%,且都為輕芳烴。另外,由于經(jīng)過加氫處理或加氫裂化,基礎(chǔ)油中硫、氮含量也極低。從上海高橋的溶劑精制油(SR)和某加氫異構(gòu)油(HI)的質(zhì)譜分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),HI油中鏈烷烴約為RS油的2倍,RS油中環(huán)烷烴含量略高于HI油,HI油中一環(huán)環(huán)烷烴質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于RS油,約7%,二環(huán)環(huán)烷含量與RS油相當(dāng),三環(huán)環(huán)烷含量是RS油的1/2,基本不含四環(huán)環(huán)烷烴,而RS油中四環(huán)環(huán)烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了7.9%,這些結(jié)構(gòu)組成上的不同也決定了兩種,基礎(chǔ)油性能上的差異。合成基礎(chǔ)油PAO和GTL中,組成全部為飽和烴,且不含硫、氮,因此,也具有優(yōu)異的性能。

  潤滑油基礎(chǔ)油組成分析方法由于基礎(chǔ)油結(jié)構(gòu)組成對其性能有重要影響,因此,通過對結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行分析也越發(fā)重要。研究基礎(chǔ)油的結(jié)構(gòu)組成是控制基礎(chǔ)油質(zhì)量和開發(fā)潤滑油產(chǎn)品最基礎(chǔ)的工作。目前,分析基礎(chǔ)油化學(xué)組成的方法主要有經(jīng)典柱色譜法、高效液相色譜法、薄層色譜法、紅外光譜法、紫外吸收光譜法、質(zhì)譜法和核磁共振等。其中,紫外吸收光譜、紅外吸收光譜、質(zhì)譜和核磁共振(簡稱四譜)是有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)分析最常用的現(xiàn)代物理測試技術(shù),在潤滑油研究領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用。

  結(jié)構(gòu)組成對基礎(chǔ)油黏溫性能的影響基礎(chǔ)油的黏溫性是其化學(xué)組成的函數(shù),用黏度指數(shù)(VI)衡量,VI越高說明黏溫性能越好。Adh-varyu等研究認(rèn)為,黏度指數(shù)的高低主要取決于正異構(gòu)烷烴的含量,他們發(fā)現(xiàn)黏度指數(shù)與平均烷基鏈長之間的線性關(guān)系顯著。就烴類本身而言,其黏度指數(shù)的差別很大,鏈烷烴的黏度指數(shù)最高,黏溫性能最好;其次是具有烷烴側(cè)鏈的單環(huán)、雙環(huán)環(huán)烷和單環(huán)、雙環(huán)芳烴;最差的是重芳香烴、多環(huán)環(huán)烷烴和環(huán)烷芳烴。從鏈烷烴的分子結(jié)構(gòu)看,鏈烷烴骨架結(jié)構(gòu)亦與基礎(chǔ)油黏溫性能有關(guān)。為C25C26正異構(gòu)烷烴黏度指數(shù)差異。從可以看出,烷基側(cè)鏈的分支程度增加時,黏度指數(shù)將會下降。同碳數(shù)異構(gòu)烷烴的黏度指數(shù)比正構(gòu)烷烴的低,異構(gòu)分支程度愈大者,黏度指數(shù)愈小;支鏈的長度增加,黏度指數(shù)也將下降。HI油中含有大量的異構(gòu)烷烴,但其支鏈取代數(shù)目并不多,一般一個直鏈上含有13個支鏈,且支鏈較短,因此,鏈烷烴的這種取代位置、取代程度、支鏈大小在滿足基礎(chǔ)油低溫性能的條件下,兼顧了基礎(chǔ)油的黏溫性能及氧化性能,構(gòu)成了HI油的優(yōu)勢。

  結(jié)構(gòu)組成對基礎(chǔ)油低溫性能的影響高品質(zhì)的基礎(chǔ)油不僅需要有高黏度指數(shù),還必須具有良好的低溫性能,即低傾點(diǎn)、良好的冷啟動性和低溫泵送性?;A(chǔ)油加氫異構(gòu)脫蠟反應(yīng)中,將正構(gòu)烷烴轉(zhuǎn)化為異構(gòu)烷烴,就是在保證高黏度指數(shù)的同時,降低產(chǎn)品的傾點(diǎn)。Adhvary等,應(yīng)用核磁共振分析技術(shù),研究了基礎(chǔ)油結(jié)構(gòu)組成與物性的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn),傾點(diǎn)的高低主要與正構(gòu)烷基和芳香環(huán)或環(huán)烷環(huán)位亞甲基含量有關(guān),即正構(gòu)烷烴傾點(diǎn)較高,而異構(gòu)烷烴傾點(diǎn)較低。王強(qiáng)等,用經(jīng)過加氫處理的DAO進(jìn)行加氫異構(gòu),結(jié)果表明,產(chǎn)品中各餾分傾點(diǎn)都較原料得到大幅度降低。通過分析,產(chǎn)品中主要以異構(gòu)烷烴和單環(huán)烷烴為主,這些化合物具備很好的低溫性質(zhì)。Briant等,研究傾點(diǎn)和黏度的關(guān)系結(jié)果表明,帶有長支鏈的單環(huán)烷烴也具備良好的低溫性能和黏度性質(zhì)。給出的是幾種烴的傾點(diǎn)。

  結(jié)語基礎(chǔ)油的結(jié)構(gòu)組成與其性質(zhì)密切相關(guān),正構(gòu)烷烴由于傾點(diǎn)高,多環(huán)烷烴及芳烴由于氧化穩(wěn)定性差等均不是理想組分,而基礎(chǔ)油中的異構(gòu)烷烴及少環(huán)且?guī)чL側(cè)鏈的環(huán)烷烴則是潤滑油的理想組分。目前,加氫異構(gòu)技術(shù)是最理想的基礎(chǔ)油生產(chǎn)技術(shù),如何選擇適合的催化材料和加氫工藝,讓原料中更多組分轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)油的理想組分,通過結(jié)構(gòu)組成的研究來控制基礎(chǔ)油的性能,將成為今后潤滑油基礎(chǔ)油研究和生產(chǎn)的重要內(nèi)容。

作者:佚名  來源:中國潤滑油網(wǎng)