加氫潤滑油基礎油結構組成與氧化安定性的關系

張黎麗 楊洋(大慶潤滑油一廠化驗車間 黑龍江 大慶 163000)

李澤垚(大慶潤滑油一廠調合車間 黑龍江 大慶 163000)

徐歡(大慶潤滑油一廠化驗車間黑龍江 大慶 163000)

引言

潤滑油的品種結構直接關系到汽車、冶金等行業的發展，甚至關系到我國環保法規方面的內容。隨著經濟的發展，在這些行業領域對潤滑油的需求越來越大，其中對高質量的潤滑油Ⅱ、Ⅲ類基礎油的使用量越來越大，目前，只有APIⅡ、Ⅲ類基礎油和合成油，才是安全、環保、高質量、使用價值較高的潤滑油。因為這些潤滑油可以保證機器的正常運行、減少機械的磨損、降低能量的消耗，從而可以延長機械設備的使用壽命。

一、潤滑油基礎油的分類及特點

在1993年，美國的石油協會（API）就基礎油的組成和其主要的特征，對基礎油進行了分類，具體如下表：

潤滑油基礎油API分類

類別 ⅠI Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ＞0.03 S含量/%≤0.03≤0.03聚α烯烴≥90≥90飽和烴含量/%＜90粘度指數80-120 80-120＞120生產工藝溶劑精制-溶劑脫蠟-白土精制/加氫補充精制加氫裂化-異構脫蠟-加氫處理加氫裂化-異構脫蠟-加氫處理α烯烴聚合除Ⅰ-Ⅳ類以外的各種基礎油

該表中I類基礎油是用溶劑精制法生產的基礎油,Ⅱ、Ⅲ類基礎油是加氫裂化-異構脫蠟-加氫精制處理后，生產出的高質量的基礎潤滑油。前者基本上是物理性變化得來的，后兩者是經過化學變化，加氫裂化，異構以及加氫飽和，把原料中的劣質成分完全改變，這樣可以將劣質的原料加工變成優質的潤滑油，物理性變化得來的潤滑油質量不高，因其本身的結構未發生本質性的改變，保留著劣質原料的劣性特征。其中Ⅱ、Ⅲ類基礎油具有下列優勢：粘度指數較高、低溫性能好、粘溫性能好、熱穩性能好、氧化穩定性好，并且揮發性較低，可以延長換油時間，S、N的含量較低，與其他高質量的同類產品相比價格低，總之，Ⅱ、Ⅲ類基礎油使用價值較高。

二、加氫潤滑油基礎結構分析

三、基于潤滑油基礎油的所含成分較多，組成成分具有很相似的物理特征的特點，我們通常采用有色譜法和質譜法對其組成結構進行分析。色譜族組成分析法在研究潤滑基礎油方面算是較為精準的方法，采用硅氧化為填料的吸附色譜，一般在重油分析中選取USBM-API、SARA四組份分離等方法。USBM-API可以將研究的對象分成酸性分、堿性分、中性分和烴類等，SARA四組份分離是把研究對象分成飽和烴、芳烴、膠質和瀝青質四族，所以它被稱之為SARA四組份分離。采用該方法可以將基礎油分成飽和烴、輕芳烴、中芳烴、重芳烴和極性部分等，從而我們可以得到基礎油的大致四組份結構。然后我們采用先進的色譜分析儀器，進一步研究基礎油的烴類組成成分。采用上述方法我們對采自蘭州石化公司、大慶石化公司和克拉瑪依石化公司的六種加氫潤滑基礎油和美孚生產的合成油 PAO-6進行結構組成的分析。

四、加氫潤滑油基礎油結構組成與氧化安定性的關系

我們以某廠生產的加氫異構基礎潤滑油為例，來研究加氫潤滑油基礎油結構組成與氧化安定性的關系，在研究過程中，采用螺旋養彈試驗來研究基礎潤滑油的氧化安定性，經試驗后發現，基礎油隨著其中鏈烷烴含量越高，總環烷烴的含量越低，其氧化安定性就越好；反之，其中一環環烷烴的含量越高，則其氧化安定性就越差，但是其中二環、三環、多環的環烷烴的含量越高，該基礎油的氧化安定性就越好；單環芳烴的干糧越低，多環芳烴的含量越高時，該基礎油的氧化安定性就越好。

除此之外，我們還用烘箱熱氧化試驗針對另外幾種加氫基礎油的氧化性進行研究，最后我們得到如下結論：經試驗后，氧化安定性較好的基礎油，氧化后其飽和烴含量減少的就比較少，其芳烴、膠質的含量也會增加的較少；粘度指數愈大的基礎潤滑油，經氧化試驗后，其粘度增長的較少。加烴潤滑劑基礎油在氧化過程中，環烷烴比鏈烷烴更易被氧化，其中一環烷烴最容易氧化，二環烷烴也易氧化，除此三四環及以上的環烷烴被氧化穩定性就相對好多了.

通過試驗我們得到：加氫潤滑油基礎油氧化后都出現酸值增高、粘度增大，飽和烴含量逐漸減少，極性組成成分增多，最后生成含氧化合物，油品的平均分子量增加，在氧化過程中對加氫潤滑油基礎油穩定性有影響的因素有：硫的含量、芳烴的含量以及飽和烴中多環環烷烴的含量。其中硫、芳烴都是具有抗氧化性能的天然存在的物種。在氧化過程的開始階段，硫和芳烴能夠減慢粘度的增長速度和降低粘度指數的抗氧化作用，但是也存在一定缺陷，就是硫和芳烴的存對產生氧化極性產物和不溶物有很大影響。在硫的含量較低、芳烴含量小于1%的情況下，對加氫潤滑劑基礎油氧化的安定性有很大影響的，是多環環烷烴的含量多少和脂肪烴的支化度，當多環環烷烴含量越少，脂肪烴的支化度越低時，加氫潤滑油基礎油的氧化性就會越好。

總結

本文從潤滑油基礎油的分類及特點，加氫潤滑油基礎結構，加氫潤滑油基礎油結構組成與氧化安定性的關系三個方面進行分析研究，來了解潤滑基礎油的氧化性能，希望對高質量的潤滑基礎油產品的研發有所理論幫助。

[1]斐和平，施洪香.加氫基礎油的應用及技術經濟分析.石油化工技術經濟,2002(18):24-27.

[2]毛紅周亞松孫玉華陳月珠潤滑油基礎油的化學組成對其氧化安定性的影響石油學報(石油加工)1999 15(3):63-67.