GL-5重負(fù)荷車輛齒輪油的成本及效益分析

摘要:文章分析了華東潤滑油廠車輛齒輪油的生產(chǎn)現(xiàn)狀,以生產(chǎn)量和銷售量最大的GL-5 85W-90重負(fù)荷車輛齒輪油為例,在基礎(chǔ)油的選用、添加劑的升級換代和成本構(gòu)成等方面進(jìn)行了細(xì)致地分析,找出影響其生產(chǎn)成本的主要因素;并結(jié)合華東潤滑油廠資源實(shí)際情況,提出優(yōu)化組分使用、降低生產(chǎn)成本的建議。

關(guān)鍵詞:車輛齒輪油;基礎(chǔ)油;降凝劑;成本分析;優(yōu)化

中圖分類號:TE626.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

The Cost and Benefit Analysis of GL-5 Heavy-Duty Vehicle Gear Oil

ZHANG Wei-dong

(PetroChina East China Blending Plant, Taicang 215433, China)

Abstract:The production situation of vehicles gear oil in East China Blending Plant was analyzed in this article. Taking GL-5 85W-90 heavy-duty vehicle gear oil as an example, base oil selection, additive upgrading and cost structure were analyzed detailedly, and the primary factors of influencing production cost were discovered; Based on the actual resource situation of East China Blending Plant, suggestions on optimizing the component usage and reducing the production cost were proposed.

Key words:vehicle gear oil; base oil; pour point depressant; cost analysis; optimization

0 前言

車輛齒輪油的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了80多年,從1925年試制成功雙曲線齒輪油以來,車輛齒輪油取得了非常迅速的發(fā)展。由于受到各類載重運(yùn)輸車輛發(fā)展對齒輪油的要求,加上環(huán)境保護(hù)和政策法規(guī)的壓力,使車輛齒輪油從最初的硫化鯨魚脂,發(fā)展到如今的高性能全合成齒輪油[1],產(chǎn)品升級換代穩(wěn)步推進(jìn)。

車輛齒輪油的牌號眾多,GL-5重負(fù)荷車輛齒輪油目前仍是中國市場車輛齒輪油的主要產(chǎn)品。GB 13895-92中規(guī)定了GL-5重負(fù)荷車輛齒輪油按粘度分為6個(gè)牌號,分別是:75W、80W-90、85W-90、85W-140、90、140等。但在日常生產(chǎn)和使用中,GL-5重負(fù)荷車輛齒輪油主要由三個(gè)粘度級別組成,其使用環(huán)境為:

85W-90,適用于環(huán)境溫度-15 ℃以上的一般地區(qū)全年通用;

80W-90,適用于環(huán)境溫度-30 ℃以上的寒冷地區(qū)全年通用;

75W-90,適用于環(huán)境溫度-30 ℃以下的寒冷地區(qū)全年通用[2]。

以上三類中,尤以85W-90級別的產(chǎn)品用途最廣、銷量最大。近年來,由于全球氣候變暖,暖冬現(xiàn)象出現(xiàn)以后,85W-140牌號的產(chǎn)品銷量也開始增長。

中國石油華東潤滑油廠自2005年3月開始試生產(chǎn)前,曾從公司內(nèi)兄弟廠調(diào)運(yùn)200 t GL-5 85W-90車輛齒輪油成品,當(dāng)年5月份開始自行生產(chǎn),截止2008年8月底,各種牌號的車輛齒輪油產(chǎn)銷量見表1。

從表1中可以看出,85W-90牌號的車輛齒輪油占到其總銷量的75%以上,所以我們以此為代表,分析一下三年多來車輛齒輪油的基礎(chǔ)油使用、添加劑選用和成本情況,按照銷售價(jià)格進(jìn)行效益評估,以便結(jié)合華東潤滑油廠實(shí)際資源情況,了解成本構(gòu)成,為進(jìn)一步提高質(zhì)量,降低成本提供依據(jù),以期更好地指導(dǎo)生產(chǎn)。

1 基礎(chǔ)油

車輛齒輪油使用的基礎(chǔ)油組分可以是精制的礦物油、合成油或兩者的混合油,所以在生產(chǎn)過程中,先后使用過MVI150BS、KH150BS、MVI300、MVI400、MVI500、MVI600和HVI400等7種組分調(diào)合GL-585W-90重負(fù)荷車輛齒輪油,基礎(chǔ)油典型數(shù)據(jù)見表2。

2 添加劑

GL-585W-90重負(fù)荷車輛齒輪油在調(diào)合過程中主要使用三種劑,即主功能劑、降凝劑和抗泡劑。主功能劑由中國石油蘭州潤滑油研究開發(fā)中心生產(chǎn),已從RHY4204改進(jìn)到RHY4208,加劑量下降了12.5%。

2.1 主功能劑

使用含硫添加劑、含磷添加劑、防銹減摩多功能添加劑研制的RHY4208復(fù)合劑是在RHY4204復(fù)合劑的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的,其具有更優(yōu)良極壓抗磨減摩性、防銹防腐性、熱氧化穩(wěn)定性、抗磨耐久性以及與不同基礎(chǔ)油的適應(yīng)性,生產(chǎn)的重負(fù)荷車輛齒輪油通過了CRC L-42、L-37、L-33、L-60、L-60-1全尺寸齒輪臺架,油品的性質(zhì)、性能達(dá)到且超過API GL-5規(guī)格要求,質(zhì)量也達(dá)到MIL-PRF-2105E規(guī)格要求,和國外其他典型復(fù)合劑相比綜合性能最優(yōu),代表了車輛齒輪油復(fù)合劑的發(fā)展方向。

其特點(diǎn)是:

(1)無灰、低磷,清潔節(jié)能型齒輪油復(fù)合劑。

(2)通用性強(qiáng),可用于調(diào)制各種車輛齒輪油和重負(fù)荷工業(yè)齒輪油。

(3)適用性強(qiáng),適用于各種中間基基礎(chǔ)油、石蠟基基礎(chǔ)油、加氫基礎(chǔ)油及合成油。

主劑的典型數(shù)據(jù)見表3。

2.2 輔劑

2.2.1 降凝劑

降凝劑前期選用路博潤公司生產(chǎn)的LZL803B,它是聚α-烯烴類型的降凝劑。也有個(gè)別批次使用沈陽長城生產(chǎn)的T-808A,它是一種苯乙烯富馬酸酯共聚物,其降凝度較LZL803B稍差,但粘度稍低,流動(dòng)性好。今年開始使用Rohmax公司新開發(fā)的適合中國齒輪油配方的V1-147降凝劑,是一種聚甲基丙烯酸酯(PAMA)類型的降凝劑,它通過加入長烷基支鏈結(jié)構(gòu),使自身具有類似蠟特性的物質(zhì)率先與油品中的蠟相互作用,從而破壞油品中三維蠟結(jié)晶的形成,改善油品凝點(diǎn)(傾點(diǎn))并降低低溫粘度及改善屈服應(yīng)力。根據(jù)廠家的推薦用量及實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn),聚甲基丙烯酸酯(PAMA)類型的降凝劑比聚α-烯烴類型的降凝劑加入量下降了62.5%。

兩種國產(chǎn)降凝劑的典型數(shù)據(jù)見表4。

2.2.2 抗泡劑

幾年來一直選用2#復(fù)合抗泡劑(T922),屬硅型與非硅型復(fù)合物,與各種添加劑的配伍性好,對加入方法不敏感,具有高效的抗泡能力;且不需稀釋,使用方便。在油品中適應(yīng)性良好。

3 調(diào)合方案

在實(shí)際調(diào)合生產(chǎn)過程中,根據(jù)資源現(xiàn)狀,每批次的調(diào)合方案會(huì)有差別,調(diào)合過程的典型調(diào)合方案見表6。

4 質(zhì)量分析數(shù)據(jù)

以上選取的13批次產(chǎn)品均調(diào)合合格,分析數(shù)據(jù)見表7。

5 成本計(jì)算與分析

對于以上13批次的產(chǎn)品調(diào)合,由于3年多來基礎(chǔ)油、添加劑的價(jià)格都進(jìn)行了多次調(diào)整,尤其是今年7月份以后,公司對調(diào)撥華東潤滑油廠的基礎(chǔ)油價(jià)格進(jìn)行了調(diào)控,目前,特別是新疆的基礎(chǔ)油價(jià)格偏低。為了對以后的生產(chǎn)能提供幫助,統(tǒng)一采用2007年的價(jià)格進(jìn)行成本核算,通過選取不同的調(diào)合方案(重點(diǎn)使用RHY4208調(diào)合的產(chǎn)品)對其成本進(jìn)行分析。另外對不同的添加劑方案,也采用相對固定的基礎(chǔ)油價(jià)格進(jìn)行核算,以方便成本對比。

5.1 基礎(chǔ)油和添加劑的價(jià)格(見表8、表9)

5.2 成品的成本計(jì)算公式

成本:C=B₁×R₁+B₂×R₂+A₁×R₃+A₂×R₄(1-1)

式中:C——成品油的油劑成本,元/噸;

Bx——基礎(chǔ)油組分x的價(jià)格,元/噸;

Rx——基礎(chǔ)油(添加劑)的比例,%,∑R=1(i=1～n);

Ax——添加劑組分x的價(jià)格,元/噸。

5.3 各調(diào)合方案的成本計(jì)算

利用公式1-1和表6~表9中的數(shù)據(jù),計(jì)算結(jié)果見表10。

5.4 成本分析

(1)從整體成本情況來看,先期使用的RHY4204復(fù)合劑與現(xiàn)在使用的RHY4208復(fù)合劑相比,在基礎(chǔ)油完全相同的情況下,兩者價(jià)格相當(dāng)(分別是37500元/噸和38000元/噸),但RHY4208的加劑量只有RHY4204的87.5%,故其加劑成本約下降204元/噸。這也是全公司要求使用RHY4208代替RHY4204的原因之一,只有對特殊需求的OEM用戶,為了保持產(chǎn)品的外觀一致性和從氣味方面的考慮,少量使用RHY4204。如RHY4208的價(jià)格超過42800元/噸,則其再無價(jià)格優(yōu)勢。

(2)早期使用RHY4204的兩個(gè)典型方案(方案1和方案2)價(jià)格都較高,主要原因是正好使用進(jìn)口的MVI150BS進(jìn)行測算,如果換用價(jià)格相當(dāng)?shù)腒H150BS,其成本在8600元左右,與方案10相當(dāng)。

(3)在基礎(chǔ)油穩(wěn)定的情況下,降凝劑的選用也至關(guān)重要。從方案13、12和方案11、10中我們可以看到,LZL803B的加劑量一直在0.8%,雖然其價(jià)格較低(20131元/噸),噸成本加劑費(fèi)在161元左右。而V1-147的單價(jià)雖貴(28400元/噸),但其加劑量小,只有0.3%,噸成本加劑費(fèi)在85元左右,不到LZL803B加劑成本的一半。

(4)從組分使用情況來看,在添加劑和BS光亮油穩(wěn)定不變時(shí),中性油對成本影響順序從小到大依次為:MVI600

(5)從表2的7種基礎(chǔ)油典型數(shù)據(jù)中我們可以看出,MVI300等中性油和MVI150BS的40 ℃粘度上下范圍都在其平均值的10%之內(nèi);但MVI400的粘度范圍較大,在20 mm2/s左右,是其平均值的13%;其100 ℃粘度差距在0.6~2.0 mm2/s之間。而KH150BS的粘度范圍太大,竟然達(dá)到230 mm2/s,使其100 ℃粘度差距在4 mm2/s 以上,所以導(dǎo)致了看似同樣的組分(如方案11和方案13),如不考慮降凝劑對成本的影響,由于KH150BS的調(diào)合比在45%～52%之間,導(dǎo)致成本差距在76元/噸。同樣如方案7和方案10,同樣使用完全相同的組分和添加劑,但由于組分油粘度相差較大,KH150BS的調(diào)合比在38%～45%之間,成本差距在136元/噸。

6 結(jié)論及建議

(1)從以上分析可以看出,在實(shí)際使用過程中,由于RHY4208有較好的經(jīng)濟(jì)效益,故我們應(yīng)該絕大部分選用RHY4208復(fù)合劑來生產(chǎn)車輛齒輪油,減少RHY4204的用量。這兩年來,我廠也是這樣做的,2006年RHY4208的用量只占車輛齒輪油復(fù)合劑總量的54%,而2008年1~8月份,RHY4208的比例已占到92%。如車輛齒輪油產(chǎn)量按照12000 t/a計(jì)算,節(jié)約費(fèi)用達(dá)244.8萬元。

(2)降凝劑成本的降低也能對產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生很好的作用。通過優(yōu)化選用降凝效果好的酯類降凝劑,不僅直接降低成本,而且由于用量減少,節(jié)約的運(yùn)費(fèi)、加劑前的加溫費(fèi)用、抽劑的動(dòng)力費(fèi)用等都會(huì)相應(yīng)降低。如車輛齒輪油產(chǎn)量按照12000 t/a計(jì)算,5.4(3)中按照去年的降凝劑價(jià)格,年節(jié)約費(fèi)用約96萬元。如果按照2008年降凝劑的價(jià)格(LZL803B:25363元/噸;V1-147:31050元/噸)計(jì)算,則加劑成本分別為203元/噸和93元/噸,節(jié)約費(fèi)用達(dá)132萬元。

(3)在車輛齒輪油的調(diào)合中,應(yīng)優(yōu)先選用MVI500以上的中性油,其粘度范圍較窄,比較穩(wěn)定,和KH 150BS的配伍性較好。但玉門的MVI500質(zhì)量較差,粘指較低,宜少用。MVI400以下的中性油粘指也較低,實(shí)際使用過程中經(jīng)濟(jì)效益也不好,所以盡量少用此方案。合適的基礎(chǔ)油配伍節(jié)約成本至少在400元/噸,年節(jié)約費(fèi)用可達(dá)480萬元以上。

(4)KH150BS的質(zhì)量差異對齒輪油的成本影響較大,由于實(shí)際質(zhì)量(粘度的范圍)差別太大,導(dǎo)致了實(shí)際噸油成本差別在100元以上,所以要加強(qiáng)對接受KH150BS的質(zhì)量控制,使其100 ℃粘度在32 mm2/s以上,可以減少KH150BS的用量,從5.4(4)的分析看出,由于KH150BS的粘度變化,對成本的影響在76～136元/噸之間,如車輛齒輪油產(chǎn)量按照12000 t/a計(jì)算,節(jié)約費(fèi)用達(dá)91.2～163.2萬元。

參考文獻(xiàn):

[1] 張龍華,伏喜勝.車輛齒輪油規(guī)格與技術(shù)發(fā)展趨勢[J].潤滑油, 2007,22(5):59-63.

[2] 趙巍,粟斌,周新聰,等.GL-5車輛齒輪油換油周期研究[J].潤滑油, 2008,23(4):22-27.

收稿日期:2008-12-19。

作者簡介:張偉東(1972-),男,1993年畢業(yè)于撫順石油學(xué)院石油儲運(yùn)專業(yè),2008年獲天津大學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工程專業(yè)工程碩士學(xué)位,現(xiàn)任中國石油華東潤滑油廠生產(chǎn)技術(shù)部主任,從事油品調(diào)合、包裝、儲運(yùn)、安全管理多年,已公開發(fā)表論文多篇。