Ⅰ 石蜡基基础油、中间基基础油和环烷基基础油的知识
润滑油基础油分类简介
国外各大石油公司过去曾经根据原油的性质和加工工艺把基础油分为石蜡基基础油、中间基基础油、环烷基基础油等。20世纪80年代以来,以发动机油的发展为先导,润滑油趋向低黏度、多级化、通用化,对基础油的黏度指数提出了更高的要求,原来的基础油分类方法已不能适应这一变化趋势。因此,国外各大石油公司目前一般根据黏度指数的大小分类,但一直以来没有严格的标准。API于1993年将基础油分为五类(API-1509),并将其并如EOLCS(API发动机油发照认证系统)中,其分类方法见表-1。
表-1 API-1509基础油分类标准
试验方法 ASTM D2007 ASTM D2270 ASTM D2622/D4294/D4927/D3120
类别 饱和烃含量/% 黏度指数VI 硫含量/%(质量分数)
I类 <90% 80~<120 >0.3
II类 >90% 80~<120 <0.3
III类 >90% >120 <0.3
IV类 聚α-烯烃(PAO)
V类 所有非I、II、III或IV类基础油
I类基础油通常是由传统的“老三套”工艺生产制得,从生产工艺来看,I类基础油的生产过程基本以物理过程为主,不改变烃类结构,生产的基础油质量取决于原料中理想组分的含量和性质。因此,该类基础油在性能上受到限制。
II类基础油是通过组合工艺(溶剂工艺和加氢工艺结合)制得,工艺主要以化学过程为主,不受原料限制,可以改变原来的烃类结构。因而II类基础油杂质少(芳烃含量小于10%),饱和烃含量高,热安定性和抗氧性好,低温和烟炱分散性能均优于I类基础油。
III类基础油是用全加氢工艺制得,与II类基础油相比,属高黏度指数的加氢基础油,又称作非常规基础油(UCBO)。III类基础油在性能上远远超过I类基础油和II类基础油,尤其是具有很高的黏度指数和很低的挥发性。某些III类油的性能可与聚α-烯烃(PAO)相媲美,其价格却比合成油便宜得多。
IV类基础油指的是聚α-烯烃(PAO)合成油。常用的生产方法有石蜡分解法和乙烯聚合法。PAO依聚合度不同可分为低聚合度、中聚合度、高聚合度,分别用来调制不同的油品。这类基础油与矿物油相比,无S、P和金属,由于不含蜡,所以倾点极低,通常在-40℃以下,黏度指数一般超过140。但PAO边界润滑性差。另外,由于它本身的极性小,对溶解极性添加剂的能力差,且对橡胶密封有一定的收缩性,但这些问题都可通过添加一定量的酯类得以客服。
除I~IV类基础油之外的其他合成油(合成烃类、酯类、硅油等)、植物油、再生基础油等统称V类基础油。
21世纪对润滑油基础油的技术要求主要有:热氧化安定性好、低挥发性、高黏度指数、低硫/无硫、低黏度、环境友好。传统的“老三套”工艺生产的I类润滑油基础油已不能满足未来润滑油的这种要求,加氢法生产的II或III类基础油将成为市场主流。
我国润滑油基础油标准建立于1983年,为适应调制高档润滑油的需要,1995年对原标准进行了修订,执行润滑油基础油分类方法和规格标QSHR 001-95,详见表-2。这种分类方法与国际上的分类有着本质上的区别。
表-2 我国基础油的分类
黏度指数VI
类别 超高
年度指数
IV≥140 很高
黏度指数
120≤VI<140 高
黏度指数
90≤VI<120 中
黏度指数
40≤VI<90 低
黏度指数
VI<40
通用基础油 UHVI VHVI HVI MVI LVI
专用基础油 低凝 UHVI W VHVI W HVI W MVI W -
深度精制 UHVI S VHVI S HVI S MVI S -
该标准按黏度指数把基础油分为低黏度指数(LVI)、中黏度指数(MVI)、高黏度指数(HVI)、很高黏度指数(VHVI)、超高黏度指数(UHVI)基础油5档。按使用范围,把基础油分为通用基础油和专用基础油。专用基础油又分为适用于多级发动机油、低温液压油和液力传动液等产品的低凝基础油(代号后加W)和适用于汽轮机油、极压工业齿轮油等产品的深度精制基础油(代号后加S)。其中HVI油和VI>80的MVI油都属于国际分类的I类基础油;而VI<80的MVI基础油和LVI基础油根本不入类;VHVI、UHVI按国际分类为II类和III类基础油,但在硫含量和饱和烃方面都没有明确的规定。
矿物基础油是由石油的高沸点、高相对分子质量烃类和非烃类的混合物经一系列加工而得,主要由烷烃、环烷烃、芳烃、环烷芳烃,以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃化合物组成,几乎没有烯烃。对馏分润滑油料而言,其烃类碳数分布约为C20~C40;沸点范围约为350~535℃;相对分子质量在250~1000或个别更高。
烃类是构成润滑油的主要成分,烃结构对润滑油的黏度、黏温性质、凝点等性能均有显着影响。
(1)对黏度影响
矿物基础油以烃类为主,烃类的黏度与其分子结构、分子大小、环的数目和类型有关。
润滑油的黏度随烃类相对分子质量的增大而增大;在碳原子数相同的各种烃类中,烷烃的黏度最小,芳香烃次小,环烷烃的黏度最大,并且随着环数在分子中的比例增加而增加;在环数相同的烃类中,黏度随侧链长度的增加而增加。
(2)对黏温性质影响
烃类本身的黏度指数差别很大,在润滑油产品所含的烃类中,以正构烷烃的黏度指数最高,能达到180以上;异构烷烃的黏度指数比相应的正构烷烃的要低一些,并且随着分支程度的增加而下降;其次是具有烷基侧链的单环、双环环烷和单环、双环芳烃;最差的是重芳香烃、多环环烷烃和环烷-芳烃;对于双环和多环烃类,黏度指数随侧链的数目和长度的增加而增加,随环数的增加而急剧下降;胶质是多环的含氧化合物,其黏温性质更差。
(3)对凝点的影响
各种烃类的凝点由大到小的顺序为:正构烷烃>异构烷烃>环烷烃>芳烃。正构烷烃的凝点最高,且随碳原子数增加而升高。如正十六烷的凝点为18.16℃,正十八烷为36.7℃;异构烷烃的凝点比相应的正构烷烃的低,而且随着分支程度的增大而迅速下降;带侧链的环状烃,侧链分支程度愈大,凝点下降也愈快。
从分子结构对润滑油的一些物理性质的影响可以看出,要想从烃分子的结构来改变润滑油的性能是受到限制的,当改变分子结构使某一性能改善的同时,往往另一性能就变差,只有适当的选择才能得到性能相对较全面的润滑油
Ⅱ PAO合成基础油
一、
聚a烯烃基础油概况
聚a烯烃基础油从分类上应划分为合成基础油,其有别于物理蒸馏方法从石油中提炼出的矿物油基础油。合成型基础油是由来自原油中的瓦斯气或天然气所分散出来的乙烯、丙烯,经聚合、催化等繁复的化学反应炼制成的大分子组成的基础油。
聚a烯烃是合成基础油中的一种。聚-α烯烃(PAO)是由乙烯经聚合反应制成α烯烃,再进一步经聚合及氢化而制成。它是最常用的合成润滑油基础油,使用范围最广泛。聚α-烯烃合成油(简称PAO)具有良好的粘温性能和低温流动性,是配制高档、专用润滑油较为理想的基础油。若此α烯烃为癸烯,则又称之为聚癸烯;若此α烯烃为十二烯,则又称之为聚十二烯。
分类
根据粘度分类
根据粘度的不同,可以分为低粘度PAO,中粘度PAO和高粘度PAO;
低粘度:PAO2,
PAO2.5,
PAO4,
PAO5,
PAO6,
PAO7,
PAO8,
PAO9,PAO10等;
中粘度:包括PAO25等;
高粘度:包括PAO40,PAO100,PAO150,PAO300等。
根据单体分类
聚癸烯:PAO2,PAO4,PAO6,PAO8,PAO25,;
聚十二烯:PAO2.5,PAO5,PAO7,PAO9
十和十二混合烯聚合物:PAO40,PAO100
二、聚α烯烃基础油性能特点
一)优点
1)
粘度指数高(一般大于135)
PAO粘度指数高,一般都在135以上,而矿物油基础油
一般在85-90,精制矿物油基础油VI一般在95左右。精制程度更高的如III类基础油的VI一般在120左右。
2)倾点低,低温流动性好
PAO倾点低,比矿物油具有更为优异的低温流动性。可调制很多低温要求高的油品。
3)氧化安定性
在RBOT测试中,高品质的PAO(聚α-烯烃合成基础油)达到压降的时间是Ⅱ类加氢基础油的3~4倍,是Ⅲ类深度加氢基础油的1.5~2倍。
4)挥发性低
油品蒸发度高,会增加消耗量的增加和转化催化剂的中毒,基础油具有低的挥发性变成一个重要的因素。
5)优越的热安定性
PAO耐高温,分解少,其热安定性与双酯相当,优于矿物油和烷基芳烃,PAO与多元醇酯的混合油有很好的热安定性。
6)极佳的剪切安定性
7)水解安定性好
8)与矿物油相容性好
9)
一般与油封兼容性好
二)缺点
1)成本比矿物油基础油高
2)添加剂溶解性不好
因为添加剂能溶于酯,酯能溶于PAO,因此常常要和酯(通常是二酯和多羟基酯)调配
三)PAO性能与应用的关系
高温性能好(170-200℃):燃气轮机油,高温航空润滑油,高温润滑脂
低温性能好(-40--60℃):寒区及严寒区内用内燃机油,齿轮油,液压油,冷动机油
热/氧化稳定性好,结焦少:空气压缩机油,长寿命润滑油
无色、无毒:食品及纺织机械用油,塑料聚合溶剂
对皮肤浸润性好:化妆品及护肤用品
闪点及燃点高:难燃液压油
其它特性:传导油,导热
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Ⅲ 润滑油基础油分为五类,这五类各有什么区别和优点
五类区别和优点:
I类基础油是主要用物理方法提炼生产的,也就是说在生产过程中并不会改变原材料的分子化学结构,一切性能都基于原材料,原材料性能好这类基础油性能就好点。反之亦然。所以这类基础油在性能上受到限制。
II类基础油是使用了化学方式生产的,采用组合工艺(溶剂工艺和加氢工艺结合)生产所得,性能不受原料性能的限制,能改变原来的化学分子结构。所以II类基础油的杂质相对来说要少很多(芳烃的含量要小于10%),饱和烃的含量更高一些,热安定性和抗氧性都比较好,低温和烟炱分散性能都要优于I类基础油。
III类基础油是用全加氢工艺制得,与II类基础油相比,属高黏度指数的加氢基础油,又称作非常规基础油(UCBO)。III类基础油在性能上远远超过I类基础油和II类基础油,尤其是具有很高的黏度指数和很低的挥发性。某些III类油的性能可与聚α-烯烃(PAO)相媲美,其价格却比合成油便宜得多。
IV类基础油指的是聚α-烯烃(PAO)合成油。常用的生产方法有石蜡分解法和乙烯聚合法。PAO依聚合度不同可分为低聚合度、中聚合度、高聚合度,分别用来调制不同的油品。这类基础油与矿物油相比,无S、P和金属,由于不含蜡,所以倾点极低,通常在-40℃以下,黏度指数一般超过140。但PAO边界润滑性差。另外,由于它本身的极性小,对溶解极性添加剂的能力差,且对橡胶密封有一定的收缩性,但这些问题都可通过添加一定量的酯类得以克服。
V类基础油(合成烃类、酯类、硅油等)、植物油、再生基础油等。
(3)加氢基础油的倾点是多少扩展阅读:
润滑油基础油在大类别上分矿物基础油、合成基础油以及植物油基础油三大类别。矿物基础油应用广泛,用量很大(约90%以上),但有些应用场合则必须使用合成基础油和植物油基础油调配的产品,酯类油做为滑油高端使用。
矿物基础油
矿油基础油由原油提炼而成。润滑油基础油主要生产过程有:常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。1995年修订了我国现行的润滑油基础油标准,主要修改了分类方法,并增加了低凝和深度精制两类专用基础油标准。矿物型润滑油的生产,最重要的是选用最佳的原油
矿物基础油的化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物。其组成一般为烷烃(直链、支链、多支链)、环烷烃(单环、双环、多环)、芳烃(单环芳烃、多环芳烃)、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃类化合物。
Ⅳ 基础油性能指标
基础油(base stock, base oil)指组成润滑油、润滑脂成品的液态成份,任何一种润滑油、脂的主要成份(一般占质量70~90%)都是基础油。基础油可以是炼油厂的分馏产品(沸点高于燃料用重油、低于沥青),也可以是合成的,前者一般称为矿物油,后者虽然有多个非常不同的族群,但一般统称合成油。基础油是从植物的种子、花朵、根茎或果实中萃取的非挥发性油脂, 可润滑肌肤,能直接用于肌肤按摩,也是稀释精油的最佳基底油。基础油常用来稀释单方精油(纯精油),因为纯精油的刺激性十分强烈,直接擦在皮肤上,会造成伤害,并且伤害性很大,所以精油在皮肤上使用前,需先稀释。植物基础油本身就具有疗效,植物油是营养和精力的良好来源,身体有了它就能产生热,它是蛋白质的绝佳来源。
I类基础油通常是由传统的“老三套”工艺生产制得,从生产工艺来看,I类基础油的生产过程基本以物理过程为主,不改变烃类结构,生产的基础油质量取决于原料中理想组分的含量和性质。因此,该类基础油在性能上受到限制。
II类基础油是通过组合工艺(溶剂工艺和加氢工艺结合)制得,工艺主要以化学过程为主,不受原料限制,可以改变原来的烃类结构。因而II类基础油杂质少(芳烃含量小于10%),饱和烃含量高,热安定性和抗氧性好,低温和烟炱分散性能均优于I类基础油。
III类基础油是用全加氢工艺制得,与II类基础油相比,属高黏度指数的加氢基础油,又称作非常规基础油(UCBO)。III类基础油在性能上远远超过I类基础油和II类基础油,尤其是具有很高的黏度指数和很低的挥发性。某些III类油的性能可与聚α-烯烃(PAO)相媲美,其价格却比合成油便宜得多。
IV类基础油指的是聚α-烯烃(PAO)合成油。常用的生产方法有石蜡分解法和乙烯聚合法。PAO依聚合度不同可分为低聚合度、中聚合度、高聚合度,分别用来调制不同的油品。这类基础油与矿物油相比,无S、P和金属,由于不含蜡,所以倾点极低,通常在-40℃以下,黏度指数一般超过140。但PAO边界润滑性差。另外,由于它本身的极性小,对溶解极性添加剂的能力差,且对橡胶密封有一定的收缩性,但这些问题都可通过添加一定量的酯类得以克服。
除I~IV类基础油之外的其他合成油(合成烃类、酯类、硅油等)、植物油、再生基础油等统称V类基础油。
21世纪对润滑油基础油的技术要求主要有:热氧化安定性好、低挥发性、高黏度指数、低硫/无硫、低黏度、环境友好。传统的“老三套”工艺生产的I类润滑油基础油已不能满足未来润滑油的这种要求,加氢法生产的II或III类基础油将成为市场主流。