《润滑油的基础知识》PPT课件.ppt

润滑油的基础知识,目 录,基础油加工工艺和性质 润滑油基础知识； 燃气发动机油的应用； 气体压缩机油的应用； 导热油及透平油的应用； 润滑脂应用； 润滑油的化验分析；,基础油加工工艺,1、传统工艺 2、加氢生产工艺 3、合成基础油生产工艺,炼油工艺流程,润滑油基础油的精制： 传统工艺：溶剂精制、溶剂脱蜡、白土补充精制 现代工艺：加氢补充精制、加氢处理、加氢降凝(裂化、异构化),传统工艺,传统工艺是用减压馏分油按顺序经过溶剂精制、溶剂脱蜡、加氢或白土补充精制等工艺生产的基础油 传统工艺目的： 溶剂精制主要目的是除去馏分油中的非理想组分，提高产品的粘度指数。 溶剂脱蜡主要目的是脱除馏分油中含蜡组分，改善低温性能。 加氢或白土补充精制的目的是脱除经过以上精制的馏分油中的胶质、沥青质、环烷酸以及氧、硫、氮的化合物，改善产品的抗氧化安定性。 传统工艺生产的基础油特点：产品满足API类基础油标准，具有较高的粘度指数、良好的低温性能、较好的抗氧化安定性。,加氢生产工艺,加氢生产工艺是将减压馏分油通过中压或高压加氢，除去非理想组分，通过加氢处理、临氢降凝、加氢异构化等方式改善和提高基础油性质 加氢生产工艺的主要目的是除去馏分油中非理想组分除氧、脱硫、脱氮、除芳烃、除胶质沥青质，改变蜡分子结构，使基础油性能更加优异 加氢生产工艺的基础油特点：产品满足API、类基础油标准，产品具有低硫、低氮、低芳烃含量，较高的粘度指数，低温性能优异，优良的热安定性和氧化安定性，良好的粘温性能和添加剂感受性能。,合成基础油,合成基础油是由小分子组分经过化学合成而生产的较高分子的化合物。 合成基础油的种类：聚烯烃、烷基苯合成油、酯类油、聚醚类油、磷酸酯类、硅油 常用的合成油为聚烯烃合成油。 聚烯烃类合成油的特点：产品满足API 基础油标准，产品具有高、低温性能优异，优异的热安定性和氧化安定性，粘度指数高、粘温性能好。,三种加工工艺生产的基础油性能对比,润滑油的基础知识,颜色 润滑油颜色从清澈，透明到不透明，或黑色都有 颜色变化可能是由于采用的原油不同，提练的方法和处理的深度不同，所用添加剂的本来颜色和数量不同，及粘度厚薄不同，都有受影响。 颜色的些微变化，在生产上是可以接受的。 颜色的变化不会影响到产品使用上的效果,密度和比重,在标准温度下，单位体积的质量 在测试发动机油时，比重降低可能表示燃油稀释。而比重增加可能表示有污染物或氧化物质的存在,粘度-润滑油最主要的特性之一,随以下因素改变： 温度-温度愈高，粘度愈低 压力-愈高压力，粘度愈高 剪切力-愈高剪切力，粘度愈低,高 粘度 (厚) 重油, 糖蜜,低 粘度 (稀) 如： 水,粘度-常用的表示单位,动力粘度(Kinemetic Viscosity), 实用单位为厘斯，cSt 运动粘度(Dynamic Viscosity)，实用单位为厘泊，CP 赛氏通用粘度(Saybolt Universal Viscosity), SSU,SUS或SUV表示(美国使用),动力黏度(KV),开始,停止,测量在一定温度下(40或100度C)， 油品从毛细管开始点流经停止点 的时间，然后乘以粘度计的常数 即为该油的动力粘度 单位: mm2/s 或 cSt 100 C 下的 KV 用于: 车用润滑油 (SAE 等级) 40 C 下的 KV 用于: 工业润滑油 (ISO 等级),高温，低剪切率,调制配方的两难,冷起动良好 减少燃料消耗 循环良好 冷却好,曲轴轴承需要高粘度油的润滑 润滑较好，轴封效果较好,工业用流体润滑油 ISO粘度系统,40时粘度，厘斯 ISO粘度等级 运动粘度 运动粘度 中间值 极限 _ ISO VG 2 2.2 1.98-2.42 ISO VG 3 3.2 2.88-3.52 ISO VG 5 4.6 4.14-5.06 ISO VG 7 6.8 6.12-7.48 ISO VG 10 10 9.0-11.00 ISO VG 15 15 13.5-16.5 ISO VG 22 22 19.8-24.2 ISO VG 32 32 28.8-35.2 ISO VG 46 46 41.4-50.6 ISO VG 68 68 61.2-74.8 ISO VG 100 100 90.0-110 ISO VG 150 150 135-165 ISO VG 220 220 198-242 ISO VG 320 320 288-352 ISO VG 460 460 414-506 ISO VG 680 680 612-748 ISO VG 1000 1000 900-1100 ISO VG 1500 1500 1350-1650 -,粘度指数- Viscosity Index (VI),表示油品粘度因温度变化而变化的程度,vis. 粘度,T 温度,15W-40,SAE 40,SAE 15W,润滑油的粘温特性,黏度指数(VI)是一个经验数据，表示温度对油品黏度的变化的影响 高黏度指数意味着黏度随温度的变化较小,KV,40,温度C,典型的矿物油 VI 95 合成油 VI 135,LOG LOG KV,40,温度C,闪点,润滑油因温度升高，油面所释放的油气渐多，当多到足够在明火靠近时起火花时的温度，就是闪点。因试验方式有开式闪点与闭式闪点的分别。一般，润滑油用开口法测量。 新油的闪点随粘度改变，粘度愈高，闪点也跟着升高 闪点受原油类别的影响，一般而言，环烷基油的闪点比相似粘度的石蜡基油要低 闪点是石油产品着火及爆炸危险性的一个重要指标,着火点,在闪点的油气释出，不够快到可以维持燃烧 在着火点，油气释出很快可以维持连续燃烧 对于消费者的价值在于安全的考量 在高温下工作，跟油的消耗量有关,倾点,- 在一定条件下，徐徐冷却油料到不可流动的最低温度 称为倾点 - 一般经溶剂萃取的去蜡石蜡基润滑油的倾点约在摄氏-7 到- 18 度之间,中和值(Neutralization No.),测定润滑油之中和价的目的旨在明了油中含酸或含碱的程度 中和价包含酸值与碱值 除另有注明外，一般所称之“中和价”，均指“总酸值” (TAN),总酸值 (TAN),总酸值：用于中和 1 克试样中全 部酸性组分所需要的碱 (KOH) 的毫克量，用mgKOH/g 表示 新油因种类不同而有不同的酸值 热、空气、污染物会使油品酸性 增加 酸值的升高通常意味着油品氧化 和性能的下降，同时伴随着油品 粘度的升高，添加剂能够抑制油 品酸性的增加，但作用有限,润滑油特性,特殊特性： 氧化安定性 润滑性 防锈性 防腐性 抗乳化性 抗泡性,氧化安定性,氧化安定性：润滑油在加热和金属的催化作用下，抵抗氧化变质的能力。 任何润滑油的氧化安定性都是至关重要的指标，润滑油的氧化安定性差，在使用时就容易氧化变质，生成的有机酸增多，酸值增大，这将造成机械设备的腐蚀，特别是低分子有机酸和有水的情况下，腐蚀更为严重。润滑油氧化结果，粘度逐渐增大，流动性变差，同时还产生沉淀、胶质和沥青质，这些物质沉积在机械零件上，恶化散热条件，阻塞油路，增加摩擦磨损，造成一系列恶果。,防锈性,液相锈蚀：在规定的条件下，将15号钢棒浸入试样与蒸馏水或合成海水的混合液中保持至规定时间，目视钢棒的生锈程度的试验。 该方法是用于评定石油和其他液体对铁制部件在油水混合时表现的防锈能力。,防腐性,润滑油防腐性：润滑油产品在一定温度下对金属铜的腐蚀作用。 引起润滑油腐蚀金属的主要原因有： 1、对于精制深度不够的油品，仍会含有一定的活性硫化合物，会对金属产生腐蚀作用。 2、润滑油在使用过程中氧化变质，生成高分子有机酸和低分子有机酸，也会对金属产生腐蚀。,抗乳化性,抗乳化性：测定油品与水混合后分离的能力。 润滑油的抗乳化性有以下影响因素： 1、润滑油基础油的影响，基础油精制深度越深，润滑油抗乳化性越好，反之基础油精制深度越浅，抗乳化性越差。 2、润滑油清洁度的影响，润滑油清洁度越高，抗乳化性越好，反之亦然。 3、润滑油中添加剂的影响，润滑油中极性添加剂对抗乳化性影响非常大。,抗泡性,抗泡性：润滑油在实际使用中，由于受到振荡、搅动等作用，使空气进入润滑油中，以至形成气泡，评定生成气泡的倾向性和泡沫稳定性。 抗泡性是润滑油的一项重要指标，如果油品的抗泡性不好，在润滑系统中形成了很多气泡，而且不能迅速破除，则影响润滑油的润滑性，加速它的氧化速度，导致润滑油的损失，而且阻碍润滑油在循环系统中的传送，使供油中断，防碍润滑，对液压油则影响其压力传递。,润滑性,润滑性：润滑剂的减少摩擦和磨损，防止相对运动的两摩擦表面之间的擦伤和烧结的性能。 润滑性能包括油性、抗磨损性和极压性,油性,油性：主要指润滑剂减少摩擦的性能。 润滑剂的油性好主要表现为润滑剂的摩擦系数低，在设备运行过程中，降低设备运行温度，在液压导轨设备使用中减少爬行， 润滑剂的油性主要测定润滑剂的动、静摩擦系数。,抗磨损性,抗磨损性指润滑剂在轻负荷和中等负荷条件下能在摩擦表面形成薄膜，防止磨损的能力。 润滑剂的抗磨损能力主要表现在设备长期在中等负荷运转设备的磨损情况，润滑剂抗磨损性能好，设备磨损低，反之亦然。 润滑剂的抗磨损性能主要测定四球试验和法莱克斯试验机。,极压性,润滑剂的极压性：指润滑剂在低速高负荷或高速冲击负荷条件下，即在所谓极压条件下防止摩擦表面发生烧结、擦伤的能力。 润滑剂的极压性主要表现在设备在重负荷的情况下运行，设备的磨损情况，极压性能好的润滑剂，设备的磨损小。 极压性主要测定指标为四球机试验（PB，PD，ZMZ），润滑油抗擦伤能力测定法，,燃气发动机应用和润滑,优点 低 Nox(氮氧化合物) 排放特别是稀薄燃烧式发动机 与柴油机相比更低的 CO2排放 颗粒(PM)排放非常低 可就近使用低成本燃气 缺点 与同尺寸柴油机相比, 功率略低 需要管路输送燃料或使用存储罐,天然气发动机的优缺点,燃气发动机分类,发动机原理与普通的汽油机或柴油机相似 根据点火和燃烧型式分类 2冲程 (点燃式) 和四冲程 (点燃式) 与点燃式汽油发动机相似 化油器型式燃气和空气混合, 压缩行程后期由火花塞点燃 双燃料 (燃气 柴油) 与普通柴油机相似 压缩行程结束时高压燃气和少量柴油(作为稳定剂)喷射入压缩空气 靠压缩的热量引燃混合气,2冲程或四冲程发动机 30 到 15,000 HP 低速(1000) 自然吸气式和涡轮增压式 空气与燃料的比例分为理论空燃比型(Stoichiometric)和稀薄燃烧型 选择型和非选择型催化转化器 只烧燃气和双燃料型 可变燃料品质型,固定式燃气发动机,为什么燃气发动机对润滑油有特殊的要求?,因为它燃烧燃气 天然气热值高，燃气机压缩比高，产生更多的热量，使得油品更易硝化和氧化，造成粘度增长； 天然气不含长链碳氢化合物，不容易形成烟炱； 天然气是干燥的，机油中的灰分控制了气阀的磨损- 需要特别优化灰分含量的高低； 灰分的缺点是会产生沉积物，造成发动机早燃- 需要特别优化灰分含量的高低； 通常不含硫- 无需过高的总碱值要求,为什么燃气发动机很特殊?,大量的燃气发动机现在用于工业用途, 尤其在油田行业, 应用更加广泛 高负荷系数 对机油的承载能力要求更严格 通常在较偏远地区运转 可