润滑油基础油分类简介

润滑油基础油分类简介 润滑油基础油分类简介 2011年03月26日 润滑油基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类。矿物基础油应用广泛，用量很大(约95%以上)，但有些应用场合则必须使用合成基础油调配的产品，因而使合成基础油得到迅速发展。 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，主要修改了分类，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。 基础油的技术指标: 油品的颜色，往往可以反映其精制程度和稳定性。对于基础油来说，一般精制程度越高，其烃的氧化物和硫化物脱除的越干净，颜色也就越浅。但是，即使精制的条件相同，不同油源和基属的原油所生产的基础油，其颜色和透明度也可能是不相同的。 对于新的成品润滑油，由于添加剂的使用，颜色作为判断基础油精制程度高低的指标已失去了它原来的意义。 密度是润滑油最简单、最常用的物理性能指标。润滑油的密度随其组成中含碳、氧、硫的数量的增加而 增大，因而在同样粘度或同样相对分子质量的情况下，含芳烃多的，含胶质和沥青质多的润滑油密度最大，含环烷烃多的居中，含烷烃多的最小。 粘度反映油品的内摩擦力，是示油品油性和流动性的一项指标。在未加任何功能添加剂的前提下，粘度越大，油膜强度越高，流动性越差。 粘度指数表示油品粘度随温度变化的程度。粘度指数越高，表示油品粘度受温度的影响越小，其粘温性能越好，反之越差。 闪点是表示油品蒸发性的一项指标。油品的馏分越轻，蒸发性越大，其闪点也越低。反之，油品的馏分越重，蒸发性越小，其闪点也越高。同时，闪点又是表示石油产品着火危险性的指标。油品的危险等级是根据闪点划分的， ?以下为易燃品，45?以上为可燃品，，在油品的储运过程中严禁将闪点在45 油品加热到它的闪点温度。在粘度相同的情况下，闪点越高越好。因此，用户在选用润滑油时应根据使用温度和润滑油的工作条件进行选择。一般认为，闪点比使用温度高20,30?，即可安全使用。 凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度。油品的凝固和纯化合物的凝固有很大的不同。油品并没有明确的凝固温度，所谓"凝固"只是作为整体来看失去了流动性，并不是所有的组分都变成了固体。凝点和倾点都是油品低温流动性的指标，两者无原则的差别，只是测定方法稍有不同。同一油品的凝点和倾点并不完全相等，一般倾点都高于凝点2,3?，但也有例外。 酸值是表示润滑油中含有酸性物质的指标，单位是mgKOH/g。酸值分强酸值和弱酸值两种，两者合并即为总酸值(简称TAN)。我们通常所说的"酸值"，实际上是指"总酸值(TAN)"。 碱值是表示润滑油中碱性物质含量的指标，单位是mgKOH/g。 碱值亦分强碱值和弱碱值两种，两者合并即为总碱值(简称TBN)。我们通常所说的"碱值"实际上是指"总碱值(TBN)"。 中和值实际上包括了总酸值和总碱值。但是，除了另有注明，一般所说的"中和值"，实际上仅是指"总酸值"，其单位也是mgKOH/g。 水分是指润滑油中含水量的百分数，通常是重量百分数。润滑油中水分的存在，会破坏润滑油形成的油膜，使润滑效果变差，加速有机酸对金属的腐蚀作用，锈蚀设备，使油品容易产生沉渣。总之，润滑油中水分越少越好。 机械杂质是指存在于润滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶剂的沉淀物或胶状悬浮物。这些杂质大部分是砂石和铁屑之类，以及由添加剂带来的一些难溶于溶剂的有机金属盐。通常，润滑油基础油的机械杂质都控制在0.005%以 下(机杂在0.005%以下被认为是无)。 灰分是指在规定条件下，灼烧后剩下的不燃烧物质。灰分的组成一般认为是一些金属元素及其盐类。灰 分对不同的油品具有不同的概念，对基础油或不加添加剂的油品来说，灰分可用于判断油品的精制深度。对于加有金属盐类添加剂的油品(新油)，灰分就成为定量控制添加剂加入量的手段。国外采用硫酸灰分代替灰分。其方法是:在油样燃烧后灼烧灰化之前加入少量浓硫酸，使添加剂的金属元素转化为硫酸盐。 油品在规定的实验条件下，受热蒸发和燃烧后形成的焦黑色残留物称为残炭。残炭是润滑油基础油的重要质量指标，是为判断润滑油的性质和精制深度而规定的项目。润滑油基础油中，残炭的多少，不仅与其化学组成有关，而且也与油品的精制深度有关，润滑油中形成残炭的主要物质是:油中的胶质、沥青质及多环芳烃。这些物质在空气不足的条件下，受强热分解、缩合而形成残炭。油品的精制深度越深，其残炭值越小。一般讲，空白基础油的残炭值越小越好。 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。API于1993年将基础油分为五类(API-1509) 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 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，工到限制。 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 )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(PAO 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。 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， 我国基础油的分类 黏度指数VI 超高 黏度指数 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。 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、凝点等性能均有显著影响。 (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 芳烃;对于双环和多环烃类，黏度指数随侧链的数芳香烃、多环环烷烃和环烷- 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