柴油潤滑性改進劑應用評價

于永堂 鄧曉旭（中國石油大連石化質檢計量中心，遼寧大連116000）

柴油潤滑性改進劑應用評價

于永堂 鄧曉旭（中國石油大連石化質檢計量中心，遼寧大連116000）

隨著國家環(huán)境保護法規(guī)的日益嚴格，柴油中多環(huán)芳烴和其他抗磨雜質的含量隨之下降，柴油的潤滑性能變得越來越差，為了解決這一問題，需在柴油中加入柴油潤滑性改進劑來提高柴油的潤滑性能。對不同廠家的柴油潤滑性改進劑按照不同的加劑量加到潤滑性不同的柴油中，從而通過柴油潤滑性的變化對柴油潤滑性改進劑進行評價。

添加劑;柴油;潤滑性

隨著我國環(huán)境保護意識日漸加強，對汽車尾氣的排放指標要求越來越高，為達到低硫柴油的要求，煉廠通常會采用加氫精制、加氫改質和加氫裂化等工藝生產低硫柴油。加氫精制的主要反應有：加氫脫硫(HDS)、加氫脫氮（HDN)、加氫脫氧（HDO)和加氫脫金屬(HDM)反應以及烯烴和芳烴（主要是稠環(huán)芳烴）的加氫飽和反應。正是這些無選擇性的加氫反應，使有潤滑性的N、O等物質在脫除S的同時被脫除，柴油潤滑性不足，可能導致精密部件過度磨損，出現燃油霧化不良等問題。

改善深精制柴油潤滑性能最經濟有效的措施就是添加柴油潤滑性改進劑（又稱抗磨劑）。通常向柴油中加入200～300μg/g潤滑性改進劑，可以使柴油潤滑性達到國家標準要求。

1 潤滑性改進劑研究進展

1.1 影響柴油潤滑性的物質

柴油潤滑性與硫含量、總芳烴含量、氮含量等雖沒有較好的對應性[1]，但研究表明影響柴油潤滑性的物質主要為芳香烴、含硫雜質、含氮及含氧等極性化合物[2]。

柴油中的含氮雜質主要是含氮多環(huán)化合物，如吡啶、吡咯、喹啉、咔唑等，其中吡啶和咔唑含量較大。脫硫工藝的非選擇性導致大量N、O被脫除，雜環(huán)極性結構被破壞，因而低硫低芳烴柴油潤滑性大大降低。當加氫精制柴油中含有吡啶或吡咯時，在摩擦過程中易于被金屬吸附，能生成高電阻的保護膜[3]，有效地降低磨損。

而柴油中的含氧物質多是羧酸和酚，這些酸性組分是有效的抗磨組分。潤滑性好的柴油，其酸度也較大。羧酸是很好的抗磨劑，即使加入微小的量對柴油抗磨性的改善也是明顯的[4]。

含硫雜質有抑制在摩擦表面上生成高電阻保護膜的傾向，這可能與含硫化合物易導致摩擦金屬表面產生晶間腐蝕有關。故含硫雜質不僅不抗磨，而且會加速磨損[5]。另外柴油組分中的單環(huán)和雙環(huán)芳烴含量與柴油組分的磨損關系不大，而多環(huán)芳烴含量增加，磨損迅速下降，當含量＞1%時就具有抗磨作用[6]。

1.2 潤滑性能改進劑的種類

吸附潤滑理論表明[7]：帶有極性基團如含O、N的長鏈線性分子是理想潤滑性能改進劑。柴油潤滑性能改進劑研究發(fā)展迅猛，目前使用的柴油潤滑性改進劑主要有脂肪酸及其酯、醇、脂肪胺、叔基酰胺等具有清凈作用的胺類化合物。添加劑加入量根據柴油含硫水平、加氫脫硫苛刻程度的不同而異，一般在20～250μg/g范圍內，通常冬季添加量要高一些，一般在50～300μg/g。

酸型潤滑性改進劑往往效果非常顯著，但是與金屬表面易起作用造成腐蝕。西方石油公司除了采用噴氣燃料用的酸型潤滑性能改進劑外[8]，還采用了與金屬表面親合力強可生成膠狀摩擦聚合膜的非酸型潤滑性能改進劑[9]，基本上解決了低硫柴油潤滑性差的問題。

酯及其衍生物型潤滑性能改進劑也是一類應用較多的柴油潤滑性能改進劑，主要由長鏈的不飽和脂肪酸和多元醇制備而成。但采用多元醇為原料成本較高，且產品中可能含有未反應完全的脂肪酸。

目前國內生產的環(huán)烷酸型及二聚酸型潤滑性能改進劑得到廣泛使用，其中二聚酸型潤滑性能改進劑為多種添加劑的復合劑，通常以5～20μg/g的使用濃度在不同燃料油中起到抗磨作用。

2 潤滑性改進劑實驗室應用評價

2.1 試驗用柴油和潤滑性改進劑

試驗用柴油潤滑性分別為470μm、599μm和638μm，性質見表1：

表1 試驗用柴油的性質

試驗用柴油潤滑性改進劑分別為：大連中合國際貿易有限公司柴油潤滑性改進劑PC32、南京石油化工股份公司柴油潤滑性改進劑NS-1035和上海騰飛化工廠柴油潤滑性改進劑T02CRG-1，具體性質見表2：

表2 柴油潤滑性改進劑的性質

3 結語

分析實驗數據表明，這次試驗用的潤滑性改進劑中南京石油化工股份公司的NS-1035柴油潤滑性改進劑的效果最好，其次是中合國際貿易有限公司的柴油潤滑性改進劑PC32，上海騰飛化工廠的柴油潤滑性改進劑T02CRG-1稍差。實驗數據同時還表明，這三種柴油潤滑性改進劑的敏感性比較差，小劑量加入效果不明顯。