淺談柴油的組分對柴油潤滑性的影響

史瑩(天津市產品質量監督檢測技術研究院，天津 300384)

淺談柴油的組分對柴油潤滑性的影響

史瑩(天津市產品質量監督檢測技術研究院，天津 300384)

隨著經濟發展我國越來越重視對周圍環境的保護，因此對于汽車尾氣的排放指標要求也變得越來越嚴格。為了能夠有效的達到柴油低硫的要求，煉油廠使用各種技術來生產低硫柴油，例如說加氫裂化、加氫改質等工藝，但是隨著柴油精度深度的加強，柴油中的天然潤滑性物質也逐漸降低，油泵失去了潤滑逐漸增加了磨損，從而降低了使用壽命。本文分析了柴油潤滑性的發展和影響柴油潤滑性的物質，并逐一分析了柴油組分對于柴油潤滑性產生的影響。

柴油；組分；潤滑性；

為了能夠更好地控制柴油汽車的尾氣排放，21世紀以來世界各國都發布了清潔柴油的標準，對于汽車使用的柴油硫含量設置了嚴格的要求。目前北美地區的柴油現行標準是其中的柴油硫含量不超過15mg/kg，日本國家則是要求不超過10mg/ kg，我國的標準中車用柴油硫含量的要求由開始的不大于500mg/kg,后期更改為不大于350mg/kg，現行標準中車用柴油硫含量的要求不大于10mg/kg。在柴油的生產過程中，由于使用加氫工藝降低了硫含量，導致柴油中的部分抗磨物質喪失，降低了柴油的潤滑性，所以目前柴油成分對于柴油潤滑性影響成為重要的研究課題。

1 柴油潤滑性探究工作起源

西方國家在80年代末就已經開始強制性的減少柴油中的硫含量，避免柴油在排放過程中造成有毒物質從而對環境產生污染。在1991年瑞典就上市了含硫量小于20g/kg的環保柴油，但是緊接著在美國和瑞典等國家在硫含量減少的同時發生了大規模的燃油泵失效問題，首先是使用的燃油泵出現磨損，隨后性能也下降到了無法工作使用的程度，人們才開始正視柴油潤滑性的問題。隨后國際機構組織聯合開始研究這一問題，隨之在低硫柴油的潤滑性提升工作上有了很大的突破，主要是因為加氫脫硫工藝而導致柴油組分中的潤滑性逐漸減少。由于我國目前一直沒有針對柴油的潤滑性提出要求，但是隨著環境保護要求越來越嚴格，同時也需要滿足更高的排放水平，隨著柴油加工工藝的不斷升級，柴油中的有利于潤滑性的成分變少，因此為了防止高壓泵的過度磨損，必須要在柴油標準中加入潤滑性指標。

2 影響柴油潤滑性的物質

柴油屬于混合物，混合物質比較復雜，主要有烴類和非烴類，烴類主要包含有烷烴、環烷烴還有芳香烴，非烴類主要包含有硫、氮和含氮化合物。據研究顯示能夠對柴油的潤滑性產生影響的物質主要是芳香烴還有含氮和含氮化合物質。由于在研究過程中使用的柴油屬于加氫精制柴油，本身的雜質含量比較高、潤滑性比較好，因此在此基礎之上添加的物質而產生影響的因素也比較多。

3 柴油組分對于柴油潤滑性的影響分析

3.1 芳烴對于柴油潤滑性的影響

首先選擇加氫裂化柴油，然后再其中加入不同比例的甲基萘和十二烷基苯，然后再測試一下出現磨斑的直徑。通過實驗可以證明，在柴油中加入芳烴之后，柴油的磨斑直徑有所改善，說明了芳烴的潤滑性相比起烷烴和環烷烴來說都要好。然后再分別在柴油中加入甲基萘和十二烷基苯，再觀察磨斑，可以看出甲基萘比十二烷基苯的潤滑性較好一些，但好的十二烷基苯和雙環的烷基苯對于柴油出現磨斑的直徑影響都不明顯，因此可以得出結論，柴油組中單環和雙環的芳烴含量，對于柴油的潤滑性能夠產生的影響不大。

3.2 硫化物對于柴油潤滑性的影響

同樣是選擇加氫裂化柴油，然后加入不同比例的苯并噻吩、辛基硫醇、二環已基二硫化物和正十二硫醇，然后通過計算和分析其中的硫含量，再測試產生的柴油磨斑直徑可見，不同的硫化物質對于柴油會產生不同直徑的磨斑，例如說硫醇，低分子量的辛基硫醇對于磨斑直徑沒有直接影響，但是高分子量的正十二硫醇卻會在一定程度上影響柴油的潤滑性。加入1%的正十二硫醇之后，可觀察到柴油的磨斑直徑從606μm變成了431μm，而柴油中的硫含量高達1589mg/kg。在研究中發現，二環已基二硫化物還有苯并噻吩產生磨斑沒有任何改變，因此可以判斷對于柴油潤滑性的影響不大，基本不會產生影響，再加入二環己基二硫化物之后磨斑的直徑變化不大，但是硫含量達到了2540mg/kg。那么通過實驗可以論證出，柴油中的硫含量對于柴油的潤滑性其實影響并不大，并不能夠用硫含量的大小來統一判斷柴油的潤滑性。

3.3 氮化物對于柴油潤滑性產生的影響

首先選擇在加氫裂化柴油當中加入不同比例的堿性喹啉和非堿性的吲哚，然后計算或者是分析出其中的含氮量，開始測試柴油中產生的磨斑直徑。那么可以看出在柴油中加入這兩種含氮化合物之后能夠有效的降低柴油中的磨斑直徑，例如說在柴油中加入了0.25%的堿性喹啉，柴油中的磨斑直徑從606μm變成了310μm，此時的柴油中的氮含量是276mg/kg，所以通過實驗可以證實，含氮化合物能夠有效的改善柴油的潤滑性。

3.4 含氧化合物對柴油潤滑性的影響

在加氫裂化柴油中先加入不同比例的苯酚和環烷酸，分析完成柴油的酸度達標只有開始測試柴油中的磨斑直徑。通過數據顯示可以得出結論，環烷酸對于柴油的潤滑性能夠產生很大的積極影響。在柴油當中加入0.02%的環烷酸就能夠把柴油的磨斑從606μm直接降低到387μm，二加入苯酚之后，能夠在一定程度上降低柴油的磨斑直徑，但是降低幅度比環烷酸的降低幅度小很多，柴油當中的含酸物質主要是環烷酸，因此酸度越大，潤滑性越好，經試驗證明，環烷酸對于柴油的潤滑性改善工藝來說是最重要的物質。

3.5 含硫含氮化合物的混合物對柴油潤滑性的影響

由于在實際生產過程中柴油的組分遠遠要比加氫裂化柴油復雜得多，因此需要把不同物質的混合物混合在一起之后測試是否能夠對柴油的潤滑性產生影響。在加氫裂化柴油中加入含硫和含氮化合物，可以通過實驗看出二環己基二硫化物和喹啉進入到柴油中產生的磨斑直徑小于分別加入加氫裂化柴油之后產生的磨斑直徑，這說明這兩者在混合之后會有一定的協和作用，產生的磨斑較小。而喹啉和硫醇在加入到柴油之中之后產生的磨斑比分別加入到柴油中產生的磨斑還要大，可見這兩者在混合之后會產生對抗效果，產生的磨斑因此較大。車用柴油產生的磨斑直徑是360μm，加入0.25%的硫醇之后直徑變成了549μm。此時的硫含量較高，磨斑直徑也大，可見硫醇會嚴重影響柴油的潤滑性。

3.6 含氮和含氧化合物的混合物對柴油潤滑性的影響

在加氫裂化柴油中加入含氮和含氧化合物之后，喹啉和環烷酸在柴油中產生的磨斑與分別加入柴油之后產生的磨斑相比較來說接近平均值348μm，因此可以判斷出兩者在混合之后產生的磨斑直徑有一定的加和性。

4 結語

綜上所述，柴油中組分中的含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物還有芳烴等對于柴油的潤滑性產生的而影響是不同的，同樣的化合物中不同的物質對于柴油潤滑性的影響同樣是不同的，不同的化合物質在混合在一起之后，對于柴油的磨斑直徑影響也是不同的，據實驗可證，含酸的化合物質能夠有效提升柴油的潤滑性。因此，不能夠以柴油中的硫含量來判斷柴油的潤滑性優劣。

[1]呂宏安.柴油潤滑性改進劑研究進展[A].全國工業催化信息站、工業催化雜志社.第十屆全國工業催化技術及應用年會論文集[C].全國工業催化信息站、工業催化雜志社:,2013:3.

[2]雒亞東,凌鳳香,趙國利,郭永成,張燕玲.氧族化合物對柴油潤滑性影響的研究[J].科學技術與工程,2014,(27):220-223.

[3]頡敏杰.磨損試驗對柴油添加劑潤滑感受性的考察[A].中國汽車工程學會汽車燃料與潤滑油分會.中國汽車工程學會燃料與潤滑油分會第13屆年會論文集[C].中國汽車工程學會汽車燃料與潤滑油分會:,2008:4.

[4]高常娟,楊鶴,陳大忠,宋海清,張建榮.柴油組分對柴油潤滑性影響的研究進展[J].石油商技,2012,(03):20-25.

[5]楊繼志,張衛東,閆紅霞,李健,張偉.柴油的組分對柴油潤滑性的影響分析[J].煉油與化工,2011,(06):29-32+64.

[6]沈本賢,林寶華,趙基鋼.生物柴油的成分對提高超低硫柴油潤滑性影響的研究[J].石油煉制與化工,2009,(04):39-42.