世界汽车润滑油的发展及对基础油的影响 B

1、粘度指数改进剂及降凝剂粘度指数改进剂及降凝剂温度温度对粘度的影响对粘度的影响 粘度随温度的增高而减小如左图粘度随温度的增高而减小如左图. 粘度指数粘度指数(VI)是一个经验数值在高温下粘度相同如右图在是一个经验数值在高温下粘度相同如右图在100C粘度相同粘度指数高的粘度相同粘度指数高的(VI=135)的低温粘度小即粘度的低温粘度小即粘度随温度变化小随温度变化小.VI 135VI 95kVLoglogkV020406080100 120140020406080100 120140温度 C温度 C润滑油的粘度指数润滑油的粘度指数(Viscosity Index) 企图表征油品粘度随温度变化的大小企

2、图表征油品粘度随温度变化的大小,1932,1932年由埃克森公司引入年由埃克森公司引入 规定宾州原油各个馏份的粘度指数规定宾州原油各个馏份的粘度指数( (VI)VI)为为100100 规定海湾原油各个馏份的粘度指数规定海湾原油各个馏份的粘度指数( (VI)VI)为为0 0 这个假定实际上认为同一原油各个馏份的粘温性能一样这个假定实际上认为同一原油各个馏份的粘温性能一样 实际上轻馏份比重馏份的粘温性能都要好很多实际上轻馏份比重馏份的粘温性能都要好很多 所以只有在同一温度粘度大体相同时粘度指数才能分辨出粘温性所以只有在同一温度粘度大体相同时粘度指数才能分辨出粘温性能。例如，基础油能。例如，基础油1

3、50150SNSN表示在表示在4040下其粘度在下其粘度在150150赛氏秒左右，赛氏秒左右，因此同为因此同为150150SNSN可用粘度指数比较，但不同类之间不能比较，也可用粘度指数比较，但不同类之间不能比较，也不必要比较。不必要比较。相同粘度指数不同粘度油品粘温性能比较示意相同粘度指数不同粘度油品粘温性能比较示意Log粘度理想液体理想液体基础油基础油500SN(VI=100)基础油基础油150SN(VI=100）Loglog温度基础油基础油100SN(VI=100）同样粘度指数轻油较之重油的粘温性能好为甚么润滑油要加入高聚物为甚么润滑油要加入高聚物 普通矿物油粘度指数最高为普通矿物油粘度指

4、数最高为100而它也只能配制夏天而它也只能配制夏天级别的单级油即级别的单级油即SAE30,40,50等油等油,而到了冬天就无法而到了冬天就无法起动而要换粘度小的油但发动机到了高温又会感到粘起动而要换粘度小的油但发动机到了高温又会感到粘度小易于引起磨损度小易于引起磨损. 由于油品的轻馏份比重馏份粘温性能好因而加入高聚由于油品的轻馏份比重馏份粘温性能好因而加入高聚物后比同粘度的重馏份的粘温性能好物后比同粘度的重馏份的粘温性能好,可作成多级油比可作成多级油比如如10W30即高温粘度可以满足即高温粘度可以满足SAE30的要求而低温可的要求而低温可满足满足10W的要求的要求.由于低温起动性能好这样冬夏可

5、以通由于低温起动性能好这样冬夏可以通用用. 加入高聚物的油就成为非牛顿液体它的粘度随剪切速加入高聚物的油就成为非牛顿液体它的粘度随剪切速率的加大而减小率的加大而减小. 高聚物的降解会使其粘度在发动机运转后稍有降低高聚物的降解会使其粘度在发动机运转后稍有降低.高聚物是如何改进油品粘度指数的示意图高聚物是如何改进油品粘度指数的示意图Log粘度理想液体理想液体基础油基础油500SN(VI=100)基础油基础油150SN(VI=100）基础油基础油150150SNSN加入加入粘度指数改进剂变粘度指数改进剂变成成500500SNSN（VI=136VI=136）Loglog温度高聚物如何改进油品粘度指数高

6、聚物如何改进油品粘度指数 高聚物溶液理论只有聚合物与溶剂的溶度参数差别够大才能改变高聚物溶液理论只有聚合物与溶剂的溶度参数差别够大才能改变粘温性能。粘温性能。 但目前使用的粘度指数改进剂大多均不改善粘温性能但目前使用的粘度指数改进剂大多均不改善粘温性能 粘度指数假定宾州各馏份油粘度指数假定宾州各馏份油VI=100海湾各馏份海湾各馏份VI=0 这就假定同一油源中各轻重馏份的粘温性能一样，但实际不一样这就假定同一油源中各轻重馏份的粘温性能一样，但实际不一样 同一油源中轻馏份油的粘温性能要比重馏份油好得很多同一油源中轻馏份油的粘温性能要比重馏份油好得很多 因此加入高聚物后粘度变大，粘温性能不变而改善

7、了粘度指数。因此加入高聚物后粘度变大，粘温性能不变而改善了粘度指数。绝大多数粘度指数改进剂均用此原理来改善了粘度指数，比原来绝大多数粘度指数改进剂均用此原理来改善了粘度指数，比原来同类油品的粘温性能好同类油品的粘温性能好Ethylene-Propylene:OOOOOOOORORORORORORORPolymethacrylate:Styrene-Isoprene:Styrene-Isoprene Star:作作为为粘度指数改进剂的高聚物粘度指数改进剂的高聚物乙丙共聚物异戊二烯苯乙烯共聚物异戊二烯苯乙烯星状共聚物聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂的增稠能力图示粘度指数改进剂的增稠能力图示同同一类聚合

8、物分子量越高增稠能力越大一类聚合物分子量越高增稠能力越大,浓度越高增稠能力越大浓度越高增稠能力越大 由聚合物B稠化的粘度基础油基础油由聚合物A稠化的粘度粘度粘度指数改进剂的永久黏度损失与粘度指数改进剂的永久黏度损失与SSI的的图示图示粘度损失 新油剪切后油基础油基础油永久粘度损失(PVL) =粘度损失新油粘度x100剪切稳定指数 (SSI) =由剂稠化的粘度x100油高聚物新油粘度剂稠化的粘度剂稠化的粘度粘度损失表征高聚物表征高聚物永久粘度损失的永久粘度损失的剪切稳定性的表示方剪切稳定性的表示方法法过去常用油品由于剪切后粘度下降的百分数表示过去常用油品由于剪切后粘度下降的百分数表示, ,但这只

9、表示油品的但这只表示油品的永久永久粘度损失而不是剂的永久粘度损失粘度损失而不是剂的永久粘度损失对于对于剂的永久粘度损失剂的永久粘度损失均用剪切稳定指数均用剪切稳定指数( (SSI%)SSI%)表示，这样可以消除基表示，这样可以消除基础油粘度大小的影响础油粘度大小的影响剪切稳定指数剪切稳定指数 剪切稳定指数剪切稳定指数SSISSI越小越好越小越好新油粘度剪切后油粘度新油粘度剪切后油粘度SSI%=SSI%=剪切后粘度损失剪切后粘度损失由聚合物增稠上升粘度由聚合物增稠上升粘度新油粘度基础油粘度新油粘度基础油粘度各各种种粘度指数改进剂粘度指数改进剂剪切与剪切与增稠能力的比较增稠能力的比较0102030

10、405060剪切稳定性SSI%半半结晶结晶 OCP无无定型定型OCPPMA 异戊二烯苯乙烯共聚物异戊二烯苯乙烯星状共聚物增稠能力聚甲基丙烯酸酯不同粘度指数改进剂低温不同粘度指数改进剂低温CCS的比较的比较无定型无定型OCP无定型无定型OCP无定型无定型OCP半结晶型半结晶型OCP结晶型结晶型OCP无聚合物无聚合物数据显示在同一基础油及功能剂调配数据显示在同一基础油及功能剂调配5 5W30W30的油高温的油高温1001000 0C C粘度一样时粘度一样时CCS CCS 以以Infineum SVInfineum SV最佳。最佳。泊粘度指数改进剂低温泵送性能比较粘度指数改进剂低温泵送性能比较(MR

11、V-TP1)SAE J300指标指标在在10W40时时PMA的低温泵送性最好的低温泵送性最好粘度指数改进剂低温泵送性能比较粘度指数改进剂低温泵送性能比较(MRV-TP1)SAE J300指标指标在在10W40时时PMA的低温泵送性最好的低温泵送性最好降凝剂降凝剂为什么需要降凝剂？为什么需要降凝剂？ 润滑油的倾点代表低温储藏性能要降低倾点当然需要降凝剂润滑油的倾点代表低温储藏性能要降低倾点当然需要降凝剂.中国内燃机油规格中全有倾点要求中国内燃机油规格中全有倾点要求. SAE J300 不要求倾点但是低温泵送性能不要求倾点但是低温泵送性能MRV测定与所测定与所用基础油特别是与降凝剂有关。用基础油特

12、别是与降凝剂有关。 特别是含蜡基础油要通过低温泵送性能（特别是含蜡基础油要通过低温泵送性能（MRV测定首先测定首先是要选好降凝剂。因为降凝剂可以帮助通过低温泵送性能是要选好降凝剂。因为降凝剂可以帮助通过低温泵送性能 粘度指数改进剂与降凝剂和基础油要很好搭配粘度指数改进剂与降凝剂和基础油要很好搭配,即使是加氢即使是加氢油如果选择不当也通不过低温泵送性能。油如果选择不当也通不过低温泵送性能。蜡与降凝剂的作用蜡与降凝剂的作用 含蜡油含蜡油 浊点以上降凝剂开始起作用浊点以上降凝剂开始起作用 含蜡油降凝剂含蜡油降凝剂浊点浊点蜡核较大蜡核较大冷却冷却结晶长大结晶长大倾点倾点结晶增长聚集结晶增长聚集大晶体粘

13、一起形成框架包住油而凝固大晶体粘一起形成框架包住油而凝固 降凝剂与蜡形成很多小核降凝剂与蜡形成很多小核很多小结晶很多小结晶结晶增长抑止结晶增长抑止晶体分开油可流动而降低倾点晶体分开油可流动而降低倾点 降凝剂的种类降凝剂的种类 最早的降凝剂为长链烷基萘，即最早的降凝剂为长链烷基萘，即Paraflow，三十年代初三十年代初埃克森第一个引入的降凝剂，埃克森第一个引入的降凝剂，T801中国仍然有生产中国仍然有生产. 长链烷基酚长链烷基酚Santopour为为Monsanto公司生产，已经淘公司生产，已经淘汰汰 乙烯醋酸乙烯高聚物乙烯醋酸乙烯高聚物(EVA)主要用于柴油主要用于柴油 乙烯醋酸乙烯与富马酸

14、酯高聚物润英联乙烯醋酸乙烯与富马酸酯高聚物润英联V 386类型类型 聚甲基丙烯酸酯聚甲基丙烯酸酯PMA和聚丙烯酸酯和聚丙烯酸酯 长链聚长链聚 烯烃烯烃(T803) T811是是烯烃与马来酰亚胺的共聚物烯烃与马来酰亚胺的共聚物侧链结晶型的降凝剂侧链结晶型的降凝剂聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、富马酸酯及长链聚聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、富马酸酯及长链聚 烯烃烯烃它的降凝机理与吸附型完全不同。他们均具有侧链结晶的作用，它的降凝机理与吸附型完全不同。他们均具有侧链结晶的作用，即在某一温度时就形成结晶，称为脆点即在某一温度时就形成结晶，称为脆点(Brittle Point)。他的作用是并不析出而是在油中在其脆

15、点时形成结晶笼子，将蜡他的作用是并不析出而是在油中在其脆点时形成结晶笼子，将蜡吸进去而阻止结晶长大。应在蜡析出前就有侧链结晶笼子。其侧吸进去而阻止结晶长大。应在蜡析出前就有侧链结晶笼子。其侧链结晶温度曲线应与蜡析出曲线相配，而剂析出时就不起作用了链结晶温度曲线应与蜡析出曲线相配，而剂析出时就不起作用了例如聚甲基丙烯酸酯例如聚甲基丙烯酸酯 CH3 CH3 CH3 I I I -C-C-C-C-C-C-I IC=0 C=0I I0 0I I CH2 CH2I I CH2 CH2I I CH2 CH2I I n CH2 n CH2I I CH3 CH3吸附型的降凝剂吸附型的降凝剂 他们有长链烷基萘、

16、长链烷基酚和他们有长链烷基萘、长链烷基酚和EVA 他们的主要作用是在形成核时他已经他们的主要作用是在形成核时他已经析出析出而与蜡的核而与蜡的核吸附，阻止其进一步形成大的结晶吸附，阻止其进一步形成大的结晶 因此他们的碳链长度及析出点要与蜡相配合因此他们的碳链长度及析出点要与蜡相配合 调整不同碳链，使剂和蜡的两个析出曲线相配合调整不同碳链，使剂和蜡的两个析出曲线相配合 普通普通EVA类由于链短，只能适用于柴油，而不能用于类由于链短，只能适用于柴油，而不能用于润滑油润滑油 RIPP的的T811是是烯烃与马来酰亚胺的共聚物，主要烯烃与马来酰亚胺的共聚物，主要为吸附型，可用于润滑油的降凝为吸附型，可用于

17、润滑油的降凝兼有吸附及结晶型的降凝剂兼有吸附及结晶型的降凝剂 为润英联为润英联(Infineum)所独创所独创 为乙烯醋酸乙烯与富马酸酯的聚合物为乙烯醋酸乙烯与富马酸酯的聚合物 Infineum V386类类 聚乙烯链具有吸附作用，调整不同聚乙烯链长与油聚乙烯链具有吸附作用，调整不同聚乙烯链长与油中蜡的链配合。中蜡的链配合。 同时可调整富马酸酯中醇链长度而得到不同的侧链同时可调整富马酸酯中醇链长度而得到不同的侧链结晶温度，以配合油中蜡分布。结晶温度，以配合油中蜡分布。 但主要是属于吸附型但主要是属于吸附型,结晶增强了吸附效果结晶增强了吸附效果.CHCHCH2CHOCOCH3COOCH2CH3C

18、OOCH2CH3() ()nnX 侧链结晶型降凝剂各类之间复合使用没有协和效果侧链结晶型降凝剂各类之间复合使用没有协和效果 吸附型降凝剂各类之间复合作用也没有协和效果吸附型降凝剂各类之间复合作用也没有协和效果 只有当侧链结晶型加入吸附型后就会产生协同效果只有当侧链结晶型加入吸附型后就会产生协同效果 列入下列数据，大连基础油列入下列数据，大连基础油 15W40 SF/CC (P5275 ) (VM P8910)加入量重量加入量重量降凝剂的协和效应降凝剂的协和效应以上数据可见同类无协和效应而异类有协和效应以上数据可见同类无协和效应而异类有协和效应V387类降凝剂主要是属于吸附型类降凝剂主要是属于吸

19、附型 无定型的粘度指数改进剂如氢化异戊二烯苯乙烯高聚物，及无定型的粘度指数改进剂如氢化异戊二烯苯乙烯高聚物，及无定型的无定型的OCP均不影响降凝剂的效果均不影响降凝剂的效果 结晶型和半结晶型的结晶型和半结晶型的OCP则影响降凝效果则影响降凝效果 大连基础油加同样功能剂大连基础油加同样功能剂15W40半结晶型半结晶型OCP粘度剂粘度剂 0.75-结晶型结晶型OCP粘度剂粘度剂 -0.75-无定型无定型OCP1粘度剂粘度剂 -1.0-无定型无定型OCP2 -0.75降凝剂降凝剂V386 0.30.30.30.3倾点倾点 -21-20-26-25粘度指数改进剂与降凝剂的干扰粘度指数改进剂与降凝剂的干

20、扰润滑油基础油的生产润滑油基础油的生产原油的蒸馏示意图原油的蒸馏示意图 残渣油残渣油(减底减底)原油原油汽油汽油煤油煤油柴油柴油常常压压常压蒸馏常压蒸馏瓦斯油瓦斯油VGO减二线减二线减三线减三线减四线减四线减压蒸馏减压蒸馏基础油的性能与其烃组成的关系基础油的性能与其烃组成的关系加氢或白土除去加氢或白土除去差差S=抗氧剂抗氧剂N,O为促氧剂为促氧剂好好差差极性物极性物抽提或加氢出去抽提或加氢出去差差一般一般/差差好好差差芳烃芳烃可留下可留下一般一般一般一般很好很好一般一般环烷烃环烷烃理想组份理想组份好好好好好好很好很好异构烷烃异构烷烃溶剂或加氢脱蜡除溶剂或加氢脱蜡除去去好好好好太高太高很好很好正

21、构烷烃正构烷烃精制过程精制过程挥发挥发度度氧化性能氧化性能倾点倾点粘温性能粘温性能 性质性质烃类烃类润滑油的生产原理及过程润滑油的生产原理及过程 溶剂抽提溶剂抽提(Solvent Extraction)采用溶剂如糠醛采用溶剂如糠醛,酚等以除去多酚等以除去多环芳烃环芳烃 溶剂脱蜡溶剂脱蜡(Solvent Dewaxing)采用溶剂如酮采用溶剂如酮+苯稀释冷冻使蜡苯稀释冷冻使蜡结晶而滤掉结晶而滤掉 用白土吸附精制用白土吸附精制(Clay treatment)或用加氢补充精制或用加氢补充精制(Hydrofinishing)除去除去 极性物极性物. 这样就留下异构烷烃这样就留下异构烷烃,环烷烃及单环芳

22、烃环烷烃及单环芳烃. 这是经典的办法称为这是经典的办法称为:老三套生产老三套生产I类油类油 最近以来出现加氢裂化脱蜡最近以来出现加氢裂化脱蜡(Hydrocracking Dewaxing) 加氢精制加氢精制(Hydrorefining)除去多环芳烃除去多环芳烃 加氢异构加氢异构(Hydroisomerization)将蜡变为异构烷烃将蜡变为异构烷烃,芳烃饱和或芳烃饱和或开环并异构化开环并异构化 以上的加氢过程一般只生产以上的加氢过程一般只生产II类油类油 生产燃料的加氢裂化尾油生产生产燃料的加氢裂化尾油生产II及及III类润滑油类润滑油. 合成润滑油合成润滑油:聚聚烯烃烯烃;酯类油酯类油. 溶

23、剂精制溶剂精制FeedstockWater or N2RaffinateExtractSteam or N2Steam or N2VacuumVacuumTreatedoilExtractExtractionsolventExtractiontowerExtractiontowerDriersDriersFurnacesFurnacesStrippersStrippersSolventrecoverySolventrecovery进料抽提塔加热炉抽提溶剂汽提塔汽提塔抽提塔水或氮溶剂回收抽提液抽余液真空蒸汽或蒸汽或蒸汽蒸汽或或真空抽提油抽余油干燥器溶剂脱蜡溶剂脱蜡StrippersRotaryf

24、ilterChillersSolventrecoveryDriersDewaxingsolventWaterDewaxedoilVacuumSteamFeedstockWaxRefrigerantStrippersRotaryfilterChillersSolventrecoveryDriersDewaxingsolventWaterDewaxedoilVacuumSteamFeedstockWaxRefrigerant溶剂回收进料转鼓过滤机脱蜡溶剂蜡冷却器水冷冻剂汽提塔蒸气真空干燥器脱蜡油润滑油溶剂精制润滑油溶剂精制(老三套老三套)流程示意图流程示意图光亮油光亮油Bright Stock减压

25、蒸馏丙烷脱沥青溶剂抽提溶剂脱蜡沥青白土或加氢补充精制100SN150SN500SN650SN光光亮亮油油100SN代表40C黏度为100塞氏秒,S代表溶剂精制,N代表中性油润滑油加氢异构流程示意图润滑油加氢异构流程示意图Atmosphericand vacuumdistillationHydrocrackerHydro-isomerizationHigh pressurehydrotreaterAtmosphericdistillationVacuumdistillationCrudeoilATFbaseLow visblendstockHigh visblendstockAtmospheri

26、cand vacuumdistillationHydrocrackerHydro-isomerizationHigh pressurehydrotreaterAtmosphericdistillationVacuumdistillationCrudeoilATFbaseLow visblendstockHigh visblendstock常减压蒸馏原油加氢裂解器加氢异构高压加氢处理器常压蒸馏减压蒸馏ATF基础油低黏度基础油高黏度基础油VGO加氢裂解尾油生产加氢裂解尾油生产II,III类油流程示意图类油流程示意图 高黏度基础油减压蒸馏丙烷脱沥青高压加氢裂解加氢异构脱蜡沥青白土或加氢补充精制ATF

27、基础油低黏度基础油光光亮亮油油VGO常减压蒸馏尾油燃料减压蒸馏减顶馏份减顶馏份合成润滑油生产流程示意合成润滑油生产流程示意 动植物产品有机酸有机醇石油产品烯烃酯化多元醇酯双元醇酯乙烯齐聚聚合聚烯烃(PAO)烃化烷基苯馏份或蜡膏加氢异构加氢润滑油天然气水煤气费托合成加氢异构GTL合成油润滑油基础油的性质润滑油基础油的性质基础油的基础油的API分类分类类别类别粘度指数粘度指数饱和烃含量饱和烃含量 硫含量硫含量I80120 90 且且/或或 0.03 II8012090 且且 12090 且且 0.03%IVPAO（聚（聚 烯烃）烯烃）V其它其它基础油不同类别的性质基础油不同类别的性质I类油类油II

28、类油类油III类油类油IV类油类油加氢工艺聚烯烃API分类粘度级别测定项目100SN100NVHVI 4PAO4100C运动粘度(KV) 厘坨(cSt) 黏度指数(VI) 95 115 130 123倾点C -15 -18 -21 -72挥发度% GCD法 371C 18 4.8 2 1 NOACK法 250C 23 14.5 12 11.53.854.04.24.340C运动粘度(KV) 厘坨(cSt) 20.3 21.2 19.5 16.8润滑油加工方法溶剂精制饱和烃对饱和烃对IIIE氧化实验的影响氧化实验的影响854555657560708090100基础油饱含烃含量基础油饱含烃含量%达

29、到粘度增长达到粘度增长375%的时间的时间 小时数小时数硫含量对硫含量对IIID氧化实验的影响氧化实验的影响0.47%Sulphur0.12% Sulphur01002003004005000326496128160HoursViscosity Increase, percentSeq. IIID data from D. Murray, et. al., IOL0.47%Sulphur0.12% Sulphur01002003004005000326496128160HoursViscosity Increase, percentSeq. IIID data from D. Murray,

30、et. al., IOL粘度增长百分数粘度增长百分数%小时小时基础油饱和烃及硫含量对氧化的影响基础油饱和烃及硫含量对氧化的影响350234284有抗氧剂有抗氧剂5042162无抗氧剂无抗氧剂01.912其中碱氮其中碱氮PPM01119总氮含量总氮含量PPM0.0020.040.14硫含量硫含量%908584饱和烃饱和烃%1049886粘度指数粘度指数VIIIII基础油类别基础油类别旋转氧弹分不同类别基础油对抗氧剂的感受性不同不同类别基础油对抗氧剂的感受性不同饱和烃对饱和烃对1H-2高温清净性实验的影响高温清净性实验的影响缺点加权评分缺点加权评分饱和烃含量饱和烃含量%(240小时试验小时试验)饱

31、和烃对饱和烃对1P高温清净性实验的影响高温清净性实验的影响Additive system 揃攠揃攠80%20030040050070%90%100%Base Oil Saturates (estimated)Weighted Total DemeritsCaterpillar 1P from ASTM PC-7 MatrixAdditive system 揂攠Oxidation StabilitySolvency添加剂系统A80%20030040050070%90%100%Base Oil Saturates (estimated)Weighted Total DemeritsCaterpil

32、lar 1P from ASTM PC-7 Matrix80%20030040050070%90%100%Base Oil Saturates (estimated)Weighted Total DemeritsCaterpillar 1P from ASTM PC-7 Matrix20030040050070%90%100%Base Oil Saturates (estimated)Weighted Total Demerits20030040050070%90%100%Base Oil Saturates (estimated)Weighted Total DemeritsCaterpil

33、lar 1P 来自来自 ASTM PC-7 MatrixAdditive system 揂攠Additive system 揂攠氧化安定性沉积物溶解性添加剂系统添加剂系统A添加剂系统添加剂系统B缺点加权评分缺点加权评分Caterpilar 1P数据来自数据来自 PC-7 ASTM矩阵实验矩阵实验基础油饱和烃含量基础油饱和烃含量基础油对清净性的影响基础油对清净性的影响 清净性是测定发动机在活塞上沉积物的多少及状态清净性是测定发动机在活塞上沉积物的多少及状态 沉积物是基础油在活塞上有较高温度的氧化而形成沉积物是基础油在活塞上有较高温度的氧化而形成,因此基础油因此基础油本身的氧化稳定性高就不易生成沉

34、积物本身的氧化稳定性高就不易生成沉积物.饱和烃含量高沉积物就饱和烃含量高沉积物就少少,清净性就好清净性就好. 但另一方面如果沉积物已经生成但另一方面如果沉积物已经生成,基础油对沉积物的溶解性高就基础油对沉积物的溶解性高就会帮助清净剂易于将沉积物从活塞上洗涤下来会帮助清净剂易于将沉积物从活塞上洗涤下来.基础油的饱和烃基础油的饱和烃对沉积物溶解性差因而饱和烃含量太高时清净性就差对沉积物溶解性差因而饱和烃含量太高时清净性就差. 这两个矛盾的因素使得饱和烃对清净性的影响如两图所见的圆这两个矛盾的因素使得饱和烃对清净性的影响如两图所见的圆弧曲线弧曲线,在饱和烃含量为在饱和烃含量为80-90%之间最好之间

35、最好.而加氢工艺生产的而加氢工艺生产的II,III类油饱和烃含量都在类油饱和烃含量都在90以上因而清净性不如以上因而清净性不如I类油类油. 反之在加氢工艺生产的反之在加氢工艺生产的II,III类油中通过了清净性实验的添加剂类油中通过了清净性实验的添加剂配方用在配方用在I类油中清净性就没有问题类油中清净性就没有问题.饱和烃对饱和烃对VE汽油机低温油泥分散实验的影响汽油机低温油泥分散实验的影响40506070平均发动机漆膜评分平均发动机漆膜评分平均发动机油泥评分平均发动机油泥评分5.566.577.580905.566.577.588.5405060708090饱和烃含量饱和烃含量%饱和烃含量饱和

36、烃含量%饱和烃对饱和烃对T-8柴油机油烟炱分散实验的影响柴油机油烟炱分散实验的影响1.01.21.41.61.82.060%70%80%90%100%基础油饱和烃含量基础油饱和烃含量Relative Viscosity相对粘度相对粘度基础油挥发度的重要性基础油挥发度的重要性工业规格工业规格润滑油产品要求润滑油产品要求基础油要求基础油要求ILSAC GF-2不大于不大于 22%重量重量不大于不大于 22%重量重量ILSAC GF-3/GF-4不大于不大于 15%重量重量不大于不大于 15%重量重量ACEA. A3/B3/E3; VW503/506不大于不大于 13%重量重量不大于不大于 13%重

37、量重量Porsche 宝石捷宝石捷不大于不大于 12%重量重量不大于不大于 12%重量重量MB229.5 奔驰奔驰不大于不大于 10%重量重量不大于不大于 10%重量重量各种内燃机油规格对挥发度（各种内燃机油规格对挥发度（Noack法）的要求法）的要求 各种内燃机油规格对挥发度（各种内燃机油规格对挥发度（Noack法）的要求越来越严法）的要求越来越严,而而对成品油的挥发对成品油的挥发度要求也就是对基础油挥发度的要求。因为这是任何添加剂所无能为力的。度要求也就是对基础油挥发度的要求。因为这是任何添加剂所无能为力的。不同类型不同类型100N的挥发度的挥发度 API基础油分类基础油分类+100运动黏

38、度运动黏度 mm2/s4.64.64.54.5黏度指数黏度指数96102116126诺瓦克挥发度诺瓦克挥发度%重量重量21.117.614.711.7GCD 模拟蒸馏挥发模拟蒸馏挥发50% 417420.8420.8438.5当基础油的黏度指数越高当基础油的黏度指数越高,从从API的的类到类到类，类，类类+ 及及 类，则其类，则其挥发度越来越低挥发度越来越低,这是因为相同黏度时异构烷烃比重最大而黏度指数越高这是因为相同黏度时异构烷烃比重最大而黏度指数越高表示其异构烷烃含量增高。表示其异构烷烃含量增高。基础油的低温黏度好才能配出低粘度级别油基础油的低温黏度好才能配出低粘度级别油黏度级别黏度级别对

39、成品油对成品油CCS的要求的要求对基础油对基础油CCS的要求的要求SAE 5W-XX-30 不大于不大于-25 不大于不大于SAE OW-XX-35 不大于不大于-30 不大于不大于-25 不大于不大于 6600厘泊厘泊6600厘泊厘泊 6200厘泊厘泊6200厘泊厘泊6200厘泊厘泊 2500厘泊厘泊约约2000厘泊厘泊 2500厘泊厘泊1500厘泊厘泊约约1000厘泊厘泊低黏度级别对油品及基础油的低温低黏度级别对油品及基础油的低温CCS黏度的要求黏度的要求 由于使用低黏度的由于使用低黏度的5W, 0W的油来改善燃料经济性，而任何黏度指数改进剂的油来改善燃料经济性，而任何黏度指数改进剂及复合

40、剂都毫无例外的要增加低温黏度。因此就使得要求基础油的低温黏及复合剂都毫无例外的要增加低温黏度。因此就使得要求基础油的低温黏度足够低才能满足要求度足够低才能满足要求.添加剂是无能为力的添加剂是无能为力的.基础油不同类型基础油不同类型100N的低温的低温CCS及泵送性及泵送性 API基础油分类基础油分类IIIIII+IIIIII+100运动黏度运动黏度 mm2/s4.54.54.54.54.54.5黏度指数黏度指数90100110120130140-25 CCS厘泊厘泊24502050160013001050850-30 MRV厘泊厘泊450037502800220017501400当基础油黏度指

41、数越高，其低温性能就越好当基础油黏度指数越高，其低温性能就越好,才有可能配制低黏度油品才有可能配制低黏度油品 基础油不同类型基础油不同类型150N的各种性质的各种性质API基础油分类基础油分类+100运动黏度运动黏度 mm2/s5.15.15.15.1黏度指数黏度指数100106126143倾点倾点-15-15-15-15CCS -25厘泊厘泊3780281015851185挥发度挥发度GCD,50%426.0430.8445.0453.0组成组成 % 重量重量烷烃烷烃 芳烃芳烃 25.313.5 32.15.3 61.60.3 80.90.0当基础油黏度指数越高，其烷烃含量越高其低温性能及挥

42、发度就越好当基础油黏度指数越高，其烷烃含量越高其低温性能及挥发度就越好, ,采用加氢工艺采用加氢工艺可以生产过去不曾有的可以生产过去不曾有的+,+,IIIIII及及+的油。可以与的油。可以与PAOPAO抗衡。抗衡。基础油的低温性能基础油的低温性能,挥发度与组成的关系挥发度与组成的关系API基础油类别基础油类别+GTLPAO100运动黏度运动黏度 mm2/s 4.044.164.494.183.874.003.8-4.1黏度指数黏度指数95103116129141143124倾点倾点 -12-15-18-21-15-24-65-25 CCS厘泊厘泊172013641461736529550490

43、诺瓦克挥发度诺瓦克挥发度%重量重量35.527.114.714.816.210.014.0烷烃烷烃%重量重量22.529.836.361.684.8100100基础油的低温粘度基础油的低温粘度 任何粘度指数改进剂和复合剂都会增加低温粘度因任何粘度指数改进剂和复合剂都会增加低温粘度因此只有基础油的低温粘度达到一定标准才能配出合此只有基础油的低温粘度达到一定标准才能配出合乎需要的油品乎需要的油品.这也是任何添加剂无能为力的这也是任何添加剂无能为力的. 基础油黏度指数越高，其低温性能就越好基础油黏度指数越高，其低温性能就越好,才有可能才有可能配制低黏度油品配制低黏度油品. 采用采用加氢工艺可以生产过

44、去不曾有的加氢工艺可以生产过去不曾有的黏度指数很高黏度指数很高的的II类类,+,+,IIIIII及及+的油。其烷烃含量很高其低温的油。其烷烃含量很高其低温性能及挥发度很好。性能及挥发度很好。可能配制所需的低粘度油品可能配制所需的低粘度油品. GTL是从天然气造气是从天然气造气(水煤气水煤气)经过费托合成得到烷烃经过费托合成得到烷烃再经过加氢异构得到再经过加氢异构得到GTL润滑油可与润滑油可与PAO媲美媲美.基础油挥发度及低温基础油挥发度及低温CCS要求与粘度及质量级别的关系要求与粘度及质量级别的关系SJ/GF-2SM/GF-4/SL/GF-35WXX0WXXMB229.5ACEA-30C的的C

45、CS粘度粘度 厘泊厘泊诺瓦克挥发度诺瓦克挥发度% 其调配成品润滑油的要点调配成品润滑油的要点 了解所要调配的成品油的质量和粘度规格了解所要调配的成品油的质量和粘度规格 成品油的质量规格中发动机实验要求和某些其他实验要求成品油的质量规格中发动机实验要求和某些其他实验要求是由添加剂公司提供的复合剂来保证到达的是由添加剂公司提供的复合剂来保证到达的. 大部分复合剂会提出粘度指数改进剂的要求大部分复合剂会提出粘度指数改进剂的要求.及基础油的及基础油的要求要求. 调配成品油的主要工作是如何达到粘度规格调配成品油的主要工作是如何达到粘度规格,挥发度挥发度,抗泡抗泡性的要求性的要求 因此就要先检查你所用基础

46、油的设定的因此就要先检查你所用基础油的设定的CCS低温粘度是否低温粘度是否已经提供并符合要求否则就要进行试验测定已经提供并符合要求否则就要进行试验测定. 倾点和低温泵送性将由调油者选择降凝剂达到倾点和低温泵送性将由调油者选择降凝剂达到. 挥发度的要求就是基础油的挥发度挥发度的要求就是基础油的挥发度,因此要首先检查基础因此要首先检查基础油的挥发度是否复合所配成品油的规格要求油的挥发度是否复合所配成品油的规格要求. 抗泡剂一般在复合剂中含有但如果不行也将由调油者选择抗泡剂一般在复合剂中含有但如果不行也将由调油者选择补加补加.调配成品润滑油的实例调配成品润滑油的实例0W200W305W205W301

47、0W3010W405W405W50油4 %70.768.765.662.88.37.859.1256.8油6 %-15.315.774.6174.014.7813.1PAO 4%1010-SM复合剂%1313131313131313SV粘度指数改进剂%6.38.37.08.54.095.2013.117.1成品油KV100C 厘坨8.9410.278.9010.9810.8215.2015.8619.64由表可见100N(4厘坨)油是最主要的组份,粘度指数改进剂因不同级别而加入量不同.不同的复合剂也会有不同的比例.自动换挡液自动换挡液ATF中国轿车中国轿车*的自动挡生产量及份额的发展的自动挡生

48、产量及份额的发展注: 此处的轿车*包括轿车+MPV+SUV.自动档自动档50040302010手挡手挡万万辆辆自自动动挡挡份份额额%GM的的ATF规格变迁规格变迁o1949 Type Ao1959 Type A/Suffix Ao1967 DEXRONo1973 DEXRON-IIo1989 DEXRON-IIEo1994 DEXRON-III (F)o1997 DEXRON-III (G)o2003 DEXRON-III (H)o2005 DEXRON-VIATF的高温的高温,低温和剪切后粘度要求低温和剪切后粘度要求Mercon VDexronIIIHDexronVI Voith/ZF100

49、C运动粘度mm2/s 5.87.05.85.5柴油喷嘴剪切后100C运动粘度mm2/s -5.85.05.5-40C布氏粘度CP 13,00020,00015,00015,000配配制制ATF所用各类基础油的优缺点所用各类基础油的优缺点低温低温粘度粘度抗抗氧性氧性挥发挥发度度价格价格密封密封橡胶配伍性橡胶配伍性粘粘温性能温性能=+=I类石蜡基油 差, 低温粘度及剪切后粘度损失低温粘度及剪切后粘度损失与与ATF基础油的关系基础油的关系 5,000 10,000 15,000 2 0,000 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 -0.5 Group I Group II Gro

50、up III Group IV TES 295 MS 9602 MERCON V DEXRON-III /MERCON柴油喷嘴剪切后粘度损失100Cmm2/s-40C布氏粘度 cPDEXRON-VI配配制制ATF对基础油及粘度指数改进剂的选择对基础油及粘度指数改进剂的选择ATF对基础油的要求首先是低温对基础油的要求首先是低温-40C粘度粘度,在在70-80年代由于使用的是液年代由于使用的是液压控制执行系统因而压控制执行系统因而DEXRON-II的的-40C粘度在粘度在5万厘泊时控制执行系统万厘泊时控制执行系统仍能很好工作仍能很好工作,但在但在80年代后期采用电子控制执行系统就要求年代后期采用电

51、子控制执行系统就要求-40C粘度不粘度不大于大于2万厘泊电控执行系统才能很好工作万厘泊电控执行系统才能很好工作.单独的单独的I类油可以满足类油可以满足DEXRON- II的要求但很难满足的要求但很难满足-40C粘度不大于粘度不大于2万厘泊的要求因此要部分或全部使万厘泊的要求因此要部分或全部使用用II,III类加氢油类加氢油其次就是挥发度的要求在许多情况下闪点可看出其次就是挥发度的要求在许多情况下闪点可看出,因此基础油不能只去满足因此基础油不能只去满足-40C粘度而选得很轻粘度而选得很轻.一般使用一般使用100SN的的I类油满足类油满足DEXRON-II,此基础油此基础油的的100C粘度为粘度为

52、4厘坨厘坨.要满足要满足DEXRON-III -40C粘度不大于粘度不大于2万厘泊的要万厘泊的要求就要部分或全部使用求就要部分或全部使用II,III类加氢油类加氢油.要满足要满足-40C粘度不大于粘度不大于1.5万厘泊万厘泊DEXRON-VI的要求就要全部使用的要求就要全部使用II,III类加氢油类加氢油.使用使用II,III类加氢油抗氧性和挥发度均会提高但密封橡胶件配伍性会差类加氢油抗氧性和挥发度均会提高但密封橡胶件配伍性会差ATF的的100C粘度为粘度为7厘坨左右而为了满足厘坨左右而为了满足-40C粘度则选择基础油的粘度则选择基础油的100C粘度为粘度为4厘坨左右厘坨左右,因此要加入粘度指

53、数改进剂因此要加入粘度指数改进剂ATF用的粘度指数改进剂受到的齿轮和闸片用的粘度指数改进剂受到的齿轮和闸片,闸带的剪切是很苛刻的闸带的剪切是很苛刻的,因此因此剪切安定性要很好剪切安定性要很好.同时要很好改善粘温性能同时要很好改善粘温性能.因此目前只有使用耐剪切的因此目前只有使用耐剪切的聚甲基丙烯酸酯聚甲基丙烯酸酯满足满足DexronIIIH & Mercon 的的ATF调和实例调和实例复合剂+粘度指数改进剂密封补强剂成本增加油溶性染料美孚新加坡布氏粘度满足亚洲市场满足亚洲市场 的的ATF调和实例调和实例复合剂复合剂+粘度指数改进剂粘度指数改进剂布氏粘度布氏粘度传统自动挡要损失能量传统自动挡要损

54、失能量 失去15.0%利用85.0%扭矩转换器60.0%油泵15.0%离合器12.0%其它13.0%AT不仅油耗比手挡不仅油耗比手挡MT大大,而且加速性能比手挡差而且加速性能比手挡差改进的不同的自动变速器改进的不同的自动变速器 AT增加挡速如增加挡速如GM现在大多数为现在大多数为4速速,改为改为6速后可速后可节约燃料节约燃料. 连续变速器连续变速器CVT.又分为带式又分为带式,链式链式,和盘式和盘式.现在主现在主要使用钢带式和链式要使用钢带式和链式. 双离合器双离合器(DCT),又分为湿式和干式又分为湿式和干式 自动手挡自动手挡(AMT)用液压或用电控液压手挡用液压或用电控液压手挡.由于其由于

55、其平顺性和舒适性比手挡还差因此只用在较低挡的平顺性和舒适性比手挡还差因此只用在较低挡的车上车上,但是其燃料经济性好但是其燃料经济性好,成本低成本低.中国轿车生产中国轿车生产OEM的的2009年市场份额年市场份额及对自动挡的选择及对自动挡的选择AT是大部分是大部分OEM所采用包括奥迪所采用包括奥迪.DCT为德系中的为德系中的VW及一汽轿车及一汽轿车,吉利所采用吉利所采用.CVT为日系及奇瑞为日系及奇瑞,比亚迪所采用比亚迪所采用.因此大体上因此大体上DCT与与CVT旗鼓相当旗鼓相当.AMT为哈飞和一汽夏利所采用为哈飞和一汽夏利所采用 吉利吉利/DCT,AT日系日系/CVT,AT奇瑞奇瑞/CVT,A

56、T,DCT美系美系/AT韩系韩系/AT法系法系/AT德系德系/DCT,AT一汽轿车一汽轿车/DCT哈飞哈飞 AMT其他其他比亚迪比亚迪/CVT,AT一汽夏利一汽夏利/AMT中国轿车中国轿车*各种自动挡的生产发展分布各种自动挡的生产发展分布万辆万辆中国轿车中国轿车*各种自动挡的生产发展分布各种自动挡的生产发展分布DCTCVT6AT5AT4AT中国自动传动液的市场中国自动传动液的市场 从从2008-2015年各种自动挡的分布来看年各种自动挡的分布来看AT仍然为主从占自仍然为主从占自动挡中动挡中2008年的年的89%到到2015年年AT仍然占仍然占65%, 4AT逐渐减少而先进的逐渐减少而先进的5A

57、T与与6AT增加分别占自动挡的增加分别占自动挡的21.5%;21%和和22.5% 5AT与与6AT总计占自动挡的总计占自动挡的43.5% DCT占占18%,CVT占占16%. 因此润滑油市场来看仍然是因此润滑油市场来看仍然是ATF为主为主, 仅管仅管DCT的份额比的份额比CVT要稍大要稍大 但由于有但由于有VW在大连建的在大连建的30万台干式万台干式DCT因此因此CVTF的初的初装油市场将不一定比装油市场将不一定比DCTF初装油市场小初装油市场小. 2009年中国生产了轿车年中国生产了轿车+SUV+MPV共计共计838万辆其中自万辆其中自动挡占动挡占39%若以每车加入若以每车加入7升油计算则需

58、升油计算则需ATF2.3万吨万吨.基础基础油就需要油就需要2万吨万吨,而且全是而且全是III类油类油. 世界基础油趋势世界基础油趋势基础油发展轨迹和炼油厂经济效益基础油发展轨迹和炼油厂经济效益 2008年需求量比预测要高(主要是亚太地区和拉美地区增长拉动) 2009年需求量急剧下降,看来需要2-3年才能恢复 燃料市场继续推动炼油厂经济效益: 经济效益经常是在牺牲基础油生产来支持燃料生产争抢原料而降低基础油生产 燃料的利润继续支持选择基础油产量低的原油. 受到2009年燃料需求量低于2008年的影响,炼油行业降低其开工率这样基础油生产也减少. 在清洁燃料上的投资机会增加意味着有更多的加氢裂化能力

59、 更多的高质量的基础油 市场非常全球化:取决于市场条件和需求,基础油现在可以运到任何地方I 类油类油 经济不景气已经迫使和将要迫使北美和西欧关停一些I类油装置,也包括国际大油公司. 欧盟将遭受I 类油能力的最大损失 用户逐渐不用I 类油而选择理化性能和发动机运转性能更好的油(低硫,低芳烃,低挥发度,更好的抗氧性能和更高的粘度指数) 新增加的II类油(北美和亚太区)和III类油(亚太和中东非洲)生产能力的影响: 有非常吸引力的价格优势再联合燃料的生产将增加I类油生产的压力 溶剂产品的需求将继续保持而只有I 类油生产厂才有(II类,III类油不出溶剂)I 类油类油 供需平衡: 将受到下列因素的影响

60、: I 类油装置减少速度和步伐. II/III 类油取代的推动 (这是供应增加的结果) 全球的法规和油品规格的发展. 亚太,拉美,中东和非洲进展缓慢因此较长时间对I 类油还会继续需求. 在最近将来对中等粘度/低粘度油需求平衡 欧州与北美越来越需求低粘度油因而I 类油是长线产品,而亚太和拉美地区并不迫切,1类油需求增加变成短线产品. 重质润滑油和光亮油越来越短缺. II类油类油 新投资将增加供应新投资将增加供应: 亚太: 台湾石油,中海油,印度斯坦,中石油 北美: 雪弗龙Pascagoula 欧洲,中东,非州: Caspian Oil, Tatneft, Rosneft 美国美国: II 类油已