润滑油工艺

润滑油工艺内容摘要：

物及大分子的胶质、沥青质等。 国产原油的主要特点是：烷烃比例多，芳烃比例少，所以炼油厂生产的直馏汽油的辛烷值低，需调合其它组分才能做汽车燃料，除新疆原油外，一般凝固点高，含蜡较多。 除胜利、江汉原油外，其它原油硫含量均属于低硫原油，这是国产原油 同中东原油最大的差别。 基础油 ⑪ 基础油的类型 润滑油基础油主要分矿物基础油 和 合成基础油两大类。 矿物基础油即以石油为原料，经过传统的精制工艺或经加氢工艺制得的各种润滑油基础知识 2 馏份基础油均称矿物油型基础油。 矿物基础油应用广泛，用量很大。 但有些应用场合则必须使用合成基础油调配的产品，因而 合成基础油得到迅速发展。 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。 合成油即为以石油化工单体为基础原料，经过不同化学合成工艺制成的润滑油组分。 其种类很多，但常用的有 PAO、合成醇类、聚乙二醇等。 ⑫理想基础油的性能 ① 适当的粘度和良好的粘温性能； ②低的蒸发损失； ③优良的低温流动性； ④良好的氧化安定性； ⑤适宜的对氧化产物及添加剂的溶解能力； ⑥好的抗乳化性及空气释放值。 ⑬ 基础油的分类 基础油的分类标准，占主导地位的应该是 API制定的 I类到 V类国际通用标准 ， 该标准首次对基础油的饱和烃含量及硫含量提出了明确要求。 若按 API 分类规定，目前国内炼油 厂中以“溶剂精制 — 溶剂脱蜡 — 酸碱 、 白土补充精制工艺所生产的基础油，即使单项指标 VI（粘度指数）高于 120 单位也只能排列在略好于五档油的 I 档油。 而不是Ⅲ档油。 因为“老三套”加工出来基础油，饱合烷烃和硫含量仅达 I档油水准，但国内采用加氢精制工艺的基础油可达到Ⅱ、Ⅲ档基础油的要求。 表一 为 API— ATIEL基础油分类要求 类别 饱合烃 % 硫 % 粘度指数 润滑油基础知识 3 Ⅰ类 ＜ 90 ＞ ≥ 80～＜ 120 Ⅱ类 ≥ 90 ≤ ≥ 80～＜ 120 Ⅲ类 ≥ 90 ≤ ≥ 120 Ⅳ类 聚阿尔法烯烃 (全合成 ) Ⅴ类 不包括在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ内或Ⅳ类中的其它基础油 表二 为 SHR001— 99润滑油、基础油分类（行业标准） 类别 超高Ⅵ Ⅵ≥ 140 很高Ⅵ Ⅵ 120～ 140 高Ⅵ Ⅵ 90～ 120 中Ⅵ Ⅵ 40～ 90 低Ⅵ Ⅵ≤ 40 通用基础油 UHVI UHVI HVI MVI LVI 专用基础油 低凝 UHVI W VHVI W HVI W MVI W —— 深度 精制 VHVI S VHVI S HVI S MVI S —— 表三：为我国旧的基础油分类及代号 基础油类别 低硫石蜡基 低硫中间基 环烷基 馏分油 SN ZN DN 残渣油 BS ZNZ DNZ 添加剂 添加剂是近代高级润滑油的精髓，正确选用合理加入，可改善其物理化学性质，对润滑油赋予新的特殊性能，或加强其原来具有的某种性能，满足更高的要求。 根据润滑油要求的质量和性能，对添加剂精心选择，仔细平衡，进行合理调配，是保证润滑油质量的关键。 世界主要添加剂供应商： 雪佛龙（ Oronite） 、路博润（ Lubrizol） 、 润英联（ Infineum） 、 雅富顿（ Afton）。 ⑪ 润滑油脂 单剂 润滑油基础知识 4 ① 清净分散剂 清净分散剂包括清净剂和分散剂两 类，主要用于内燃机油（汽油机油、柴油机油、铁路内燃机车用油和船用发动机油）。 其主要作用是使发动机内部保持清洁，使生成的不溶物质呈胶体悬浮状态，不致进一步形成积炭、漆膜和 油泥。 其作用可分为酸中和、增溶、分散和洗涤等四个方面。 主要种类：磺酸盐清净剂、硫化烷基酸盐、烷基水杨酸盐、硫代磷酸盐、环烷酸盐。 ② 抗氧抗腐剂 在石油产品添加剂中，抗氧抗腐剂的产量仅次于清净分散剂和黏度指数改进剂而位居第三位。 抗氧抗腐剂可以抑制油品氧化，主要用于内燃机油、 其次用于齿轮油、液压油等 工业润滑油。 主要种类 ：二烷基二硫代磷酸锌 盐 （ ZDDP）。 ③ 金属钝化剂 金属钝化剂也是一种抗氧剂，它本身并无抗氧化作用，而是间接地“钝化”金属活性，抑制金属及其化合物对油品的氧化及催化作用，减少油品的败坏，延长油品的使用寿命。 用于内燃机油能显著改善油品的氧化安定性和抗氧抗腐性，在齿轮油中可提高油品的抗磨性，在液压油中可以抑制对铜的腐蚀。 主要种类：苯三唑衍生物、噻而唑衍生物。 ④ 极压抗磨剂 极压抗磨剂是指在高温、高压的润滑状态下，能和金属表面形成低熔点的化学反应膜，以防止发生熔结、咬粘和刮伤的添加剂。 它的作用是其分解产物在摩擦高温下与金属起反应，生成剪切 应力和熔点都比纯金属低的化合物，从而防止接触表面咬合和焊熔，有效的保护金属表面。 极压抗磨剂主要用于工业齿轮油、液压油、导轨油、切削油等有极压要求的油品中，以提高油品的极压抗磨性能。 主要种类：有机氯化物、有机硫化物、有机磷花物。 ⑤ 油性剂和摩擦改进剂 凡是能使润滑油增加 油膜强度，减小摩擦系数，提高抗磨损能力，降低运动部件之间的摩擦和磨损的添加剂都称油性剂 和 摩擦改进剂。 主要种类：动植物油、脂肪酸及其衍生物、硫化脂肪、 润滑油基础知识 5 ⑥ 黏度指数改进剂 黏度指数改进剂都是油溶性的链状高分子聚合物，其相对分子质量从几万到几百万。 当 其溶解在润滑油中时，在低温时它们以丝卷状存在，对润滑油的黏度影响不大，随着温度的升高，丝卷伸张，有效容积增大，对润滑油的流动阻力增大，导致润滑油的黏度相对增大。 基于不同温度下黏度指数改进剂具有不同形态并对黏度产生不同影响，可以改进粘温性能 ，可同时满足多黏度级别要求。 故 黏度 指数改进剂主要用于提高润滑油的 黏度指数，使油品具有优良的 黏 温性能，此外黏度指数改进剂还具有降低燃料消耗，维持低油耗和提高低温启动性的 作用。 主要种类： 乙烯 丙烯共聚物（ OCP）、 聚异丁烯（ PIB）、聚甲基丙烯酸酯。 ⑦ 防锈剂 防锈剂的作用是在 金属表面形成牢固的吸附膜，以抑制氧和水对金属表面的锈蚀。 防锈剂有两种用途：一是在内燃机 油、汽轮机油、液压油、齿轮油中增强防锈性而使用防锈剂，二是作为 金属制品保管、封存、运输、维修防锈油的添加剂。 防锈剂的作用：一是防锈剂分子在金属表面形成吸附性保护膜；二是防锈剂对水和极性物质的增容作用；三是防锈剂的水置换作用。 主要种类：磺酸盐、有机羧酸及其脂类皂类、硫氮杂环及其他。 ⑧ 降凝剂 油品温度下降到一定程度后，就会失去流动性，降凝剂的作用主要是降低油品的凝固点，保证油品在低温下能够流动。 降凝剂是一种化学合成的聚合或缩 合产品，分子中一般含有极性基团和与石蜡烃结构相似的烷基链，通过石蜡结晶表面的吸附或与其形成共晶的作用，改变蜡结晶的形状和尺寸，防止蜡晶粒间粘结形成三维网状结构，使其生成均匀松散的晶粒，从而保持油品在低温下的流动性。 降凝剂广泛用于各类润滑油中， 主要种类： 聚α 烯烃、烷基萘 、聚甲基丙烯酸酯。 ⑨ 抗泡沫剂 液压油、压缩机油等油品可能遇到开机、停机频繁的工作条件，内燃机油、齿轮油循环系统的搅拌又比较剧烈，常会产生大量泡沫，造成能量传递和供油故润滑油基础知识 6 障。 抗泡方法很多，可分为物理 机械抗泡和化学抗泡。 作为抗泡剂的物质应具有： 抗泡剂不能溶于润滑油中、 抗泡剂能均匀地分散在润滑油中、抗泡剂表面张力比润滑油要小。 主要种类：甲基硅油、丙烯酸酯与醚共聚物。 ⑩ 抗乳化剂 在许多情况下，润滑油会受到水的污染，形成乳状液，因而降低了润滑油的润滑性，将损坏机械和缩短油品的寿命。 油品中加入抗乳化剂，可以加速油水分离，防止乳化液的形成。 抗乳化剂大都是水包油型表面活性剂，抗乳化剂吸附在油水界面上，改变界面张力，或吸附在乳化剂上破坏乳化剂亲油亲水平衡，使乳化液从油包水转变成水包油型，在转相过程中油水便分离。 主要种类：胺与环氧化物缩合物、油溶性聚醚、聚氧丙 烷型的衍生物。 ⑫ 润滑油脂复合剂 复合添加剂是指几种单剂以一定比例混合，并能满足一定质量等级的添加剂混合物，在发达国家，中高档油品几乎全部采用复合添加剂。 复合添加剂是根据使用对象工况条件不同，选择添加剂品种和数量，使油品发挥出最佳使用效果并达到最佳平衡。 各种不同添加剂复合时，在添加剂组分之间，可发生下列三种作用方式：相加性、协和性、对抗性。 二 、润滑油的主要性能 常规理化指标 ⑪ 粘度 物质流动时内摩擦力的量度叫粘度，粘度值随温度的升高而降低。 它是润滑油的主要技术指标，绝大多数润滑油是根据其粘度来分 牌号的，粘度是各种设备选油的主要依据。 粘度的度量方法分为绝对粘度和相对粘度两大类。 绝对粘度分为动力粘度、运动粘度两种；相对粘度有恩氏粘度、赛氏粘度和雷氏粘度等几种表示方法。 润滑油基础知识 7 我国常用运动粘度和动力粘度表示油品的粘度。 测定运动粘度的标准方法为GB/T 265，即一定体积的液体在重力下流过一个标定好的玻璃毛细管的时间。 粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积就是该温度下液体的运动粘度。 国外相应测定油品运动粘度的标准方法主要有美国的 ASTM D44德国的 DIN 51562 和日本的 JIS K2283 等。 某些油品，如 液力传动液、车用齿轮油等低温粘度通常用布氏粘度计法来测定。 我国的 GB/T 1114美国的 ASTM D2983 和德国的 DIN 51398 等标准方法。 粘度是评定润滑油质量的一项重要的理化性能指标，对于生产，运输和使用都具有重要意义。 在实际应用中，选择合适粘度的润滑油品，可以保证机械设备正常、可靠地工作。 通常，低速高负荷的应用场合，选用粘度较大的油品，以保证足够的油膜厚度和正常润滑；高速低负荷的应用场合，选用粘度较小的油品，以保证机械设备正常的起动和运转力矩，运行中温升小。 ⑫ 粘度指数 润 滑油的粘度随温 度的变化而变化：温度升高，粘度减小；温度降低，粘度增大。 这种粘度随温度变化的性质，叫做粘温性能。 粘度指数（ VI）是表示油品粘温性能的一个约定量值。 粘度指数高，表示油品的粘度随温度变化小，油的粘温性能好。 反之亦然。 石油产品的粘度指数可通过计算得到。 计算方法在我国的 GB/T 1995 或美国的 ASTM D2270、德国的 DIN 5156 ISO290日本的 JIS K2284 等标准中有详细的说明。 通常粘度指数均用查表法得到。 粘温性能对润滑油的使用有重要意义，如发动机润滑油的粘温性能不好，当温度低时粘度过大 ，就会启动困难，而且启动后润滑油不易流到摩擦表面上，造成机械零件的磨损。 如果温度过高，粘度变小，则不易在摩擦表面上产生适当的油膜，失去润滑作用，使机械零件的摩擦面产生擦伤和胶合等故障。 ⑬ 密度及比重 密度是指在规定温度下，单位体积所含物质的质量数。 20℃ 时的密度 ρ20被规定为石油产品的标准密度。 润滑油基础知识 8 比重亦称相对密度，是指物质在给定温度下的密度与参考温度下纯水的密度之比值，用 d表示。 我国常用的比重是 d20，表示油品在 20℃ 时的密度和水在 4℃时的密度之比。 比重因为没有量纲，因而也就没有单位。 石油产品的密度是随 其组成中含碳、氧、硫量的增加而增大的，因而含芳烃多的、含胶质和沥青质多的密度很大，而含环烷烃多的居中，含烷烃多的最小。 因此，根据石油产品的密度（或比重），在某种程度上可以判断油品的类型和成份。 通常，石油产品的密度由密度计法或比重瓶法测定。 我国采用的方法标准分别为 GB/T 188483 石油和石油产品密度测定法（密度计法）和 GB/T 254088石油产品密度测定法（比重瓶法）。 美国和德国分别使用 ASTM D129 DIN 51757和 JIS k2249 标准方法。 ⑭ 凝点或倾点 润滑油试样在规定的试验条 件下冷却至停止流动时的最高温度称为凝点。 而试样在规定的试验条件下，被冷却的试样能够流动的最低温度称为倾点。 凝点和倾点都是表示油品低温流动性的指标，二者无原则差别，只是测定方法有所不同。 同一试样测得的凝点和倾点并不是完全相等，一般倾点都高于凝点 23℃ ，但也有两者相等或倾点低于凝点的情况。 国外常用倾点（流动点），我国也一般采用倾点这个标准。 温度很低时，粘度变大，甚至变成无定型的玻璃状物质，失去流动性。 因此在生产、运输和使用润滑油时 应 根据环境条件和工况选用相适应的倾点（或倾点）。 ① 润滑油凝点测定法（ GB/T 510）测定的基本过程是：将试样装入试管中，按规定的预处理步骤和冷却速度进行试验。 当试样温度冷却到预期的凝点时，将浸在冷剂中的仪器倾斜 45度保持 1min 后，取出观察试管里面的液面是否有过移动的迹象。 如有移动时，从套管中取出试管，并将试管重新预热，然后用比上次试验温度低 4℃ 或其它更低的温度重新进行测定，直至某试验温度时液面位置停止移动为止。 如没有移动，从套管中取出试管，并将试管重新预热，然后用比上次试验温度高 4℃ 或其它更高的温度重新进行测定，直至某试验温度时液面位置润滑油。