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基礎油范文1
關鍵詞:油;軋制油;基礎油;GC-MS;GC-FID;含量檢測
中圖分類號:TG335 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)01-0092-02
油是各種發動機上使用最廣泛的劑,它的作用是:作用、冷卻作用、保護作用、清潔作用。發動機的起動性、機件的磨損程度、燃油和油的消耗量及功率損失的大小都與油的有重要關系[1]。油由基礎油和添加劑調和而成,是一種技術含量高、附加值大的石化產品,在國民經濟中發揮著不可替代的作用。基礎油是油的主要構成原料,一般占油成分的80%~90%,添加劑也是油的重要組成部分,占油組成的10%~20%。目前市場上油產品玲瑯滿目,基礎油的含量直接影響油的質量,GC-MS方法提供了豐富的信息,為油質量的研究提供了基礎。本文研究了氣相質譜聯用儀(GC-MS)測定油中基礎油含量的檢測方法。
1 儀器
氣-質聯用儀(Trace 2000 DSQ,ThermoFinnigan公司),配備氣譜(Trace 2000),質譜(Trace DSQ),氣相色譜儀(Agilent 7890A,Agilent Technologies公司)。
2 樣品
基礎油60N和軋制油1、軋制油2、軋制油3、軋制油4。
3 定量分析
基礎油和軋制油總離子流色譜圖見圖1。基礎油(60N)具有明顯的石油基油組成特征,主要為異構和環烷烴類。軋制油中基礎油分子組成與基礎油(60N)一致,說明該油由基礎油(60N)調和。軋制油中含有大量添加劑,總離子流圖中出現幾個較強的色譜峰,對應質譜圖分別見圖2、圖3、圖4。根據質譜圖特征,分析峰A對應2,6-二叔丁基-對甲基苯酚,峰B對應己二酸二辛酯(DOA),峰C及其鄰近小峰為芳基磷酸酯。
同于色譜峰B對應化合物在添加劑中含純對優勢,A和C相對含量忽略不計,分析軋制油中基礎油含量。兩油樣及其混合樣品的總離子流色譜圖如圖5所示,通過測量軋制油及混合油色譜峰面積,可以計算出添加劑B的含量為20.5wt%。其它添加劑的含量很低,不超過1wt%,因此基礎油的含量接近79wt%。相關色譜積分數據見表1。
用氣相色譜法對基礎油60N和軋制油1、軋制油2、軋制油3、軋制油4進行分析,見圖3。
對比結果顯示,從3.18min處開始,軋制油譜圖中即可發現一系列添加劑痕跡。排除添加劑后,選定4.29min處獨立峰作為外標定量。
通過基礎油60N和軋制油譜圖對比,見圖2,顯示軋制油中輕組分基本無揮發。
將基礎油60N稀釋成不同濃度,以4.29min處獨立峰面積作為基礎油的儀器響應值建立標準曲線,發現線性較好,見圖5。
外標法進行軋制油中基礎油的定量,結果如表1所示。
以上結果是基于涉案軋制油中所使用的基礎油為所取基礎油BASE OIL ULTRA-S2(60N)的前提下測試所得,不排除在測試過程中存在不可避免的誤差。
4 結論
采用外標法,以4.29min處獨立峰面積作為基礎油的儀器響應值建立標準曲線,可以對軋制油中基礎油的含量進行定量檢測。
基礎油范文2
關鍵詞:油基礎油;烘箱氧化;高壓差示掃描;氧化穩定性;感受性
中圖分類號:TE624.82 文獻標識碼:A
Study on the Receptivity of Hydrotreated Base Stocks from Different Crude Oils to Antioxidants
LI Jian-ming1,2, QIU Jian-wei2, XUE Wei-guo2, ZHANG Xiang2,WANG Ai-qin1, LI Gui-yun2
(1. Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Science, Lanzhou 730000, China; 2. PetroChina Lanzhou Lubricating Oil R&D Institute,Lanzhou 730060, China)
Abstract:The Oven Oxidation Test (OOT), Pressurized Differential Scanning Calorimeter(PDSC)and Rotary Bomb Oxidation Test (RBOT) were used to study the receptivity of three hydrotreated base stocks which were produced from different type crude oils and a PAO to different type of antioxidants. And the receptivity in the presence of Fe was also investigated. It was found that sulphur-containing phenolic antioxidants cause the base stocks to appear opaque and deposition after oxidation. Aromatic amine antioxidant shows good synergistic anti-oxidative effect with sulphur-containing phenolic derivatives, and restrains effectively the viscosity and acid value increase of oil. Aromatic amine antioxidant and phenolic antioxidant are superior to sulphur-containing phenolic antioxidants in restraining oil precipitate. And the receptivity of HVIWH125 base stock and PAO-6 to antioxidants is more excellent.
Key words:lubricating base oil; Oven Oxidation Test; PDSC; oxidation stability; receptivity
0 前言
加氫基礎油氧化后的變化均表現為酸值增高,粘度增大,飽合烴含量減小,極性組分增加,生成含氧化合物,油品的平均分子量增加[1]。硫、芳烴是天然存在的抗氧劑,在氧化初期能減緩粘度的增長和粘度指數的降低,能起到抗氧化作用,但它們也是產生氧化極性產物和不溶物的主要來源[2]。國內的一些研究表明[3-4],抗氧劑含硫酚、堿式ZDDP、CuDTP和MoDTP能顯著提高加氫基礎油的氧化誘導期,胺型抗氧劑對溶劑精制基礎油具有較突出的抗氧化作用,酚型和胺型無灰抗氧劑在烘箱氧化試驗中具有較好的控制油品粘度增長的作用,且酚型抗氧劑具有良好的控制油泥生成的作用。胺型和酚型抗氧劑具有較好的協同效應,且在加氫基礎油中的協同效應優于在溶劑精制基礎油中的協同效應。國外在研究[5-11]基礎油組成的基礎上分別用薄層氧化、耗氧量法、DSC法和旋轉氧彈法研究了各種基礎油對抗氧劑的感受性,結果表明所有抗氧劑對加氫基礎油的感受性均比對溶劑精制油的感受性好。
本研究用烘箱氧化法、PDSC法和旋轉氧彈法三種不同評價基礎油抗氧化性能的方法,研究了不同類型油抗氧化添加劑在不同基屬原油生產的加氫基礎油和合成油PAO中的感受性,同時研究了在環烷酸鐵存在下的感受性。
1 實驗部分
1.1 實驗原材料
1.1.1 基礎油
本研究選擇的基礎油分別為中國石油蘭州石化分公司中間基原油生產的HVIWH125基礎油,中國石油大慶石化分公司石蠟基原油生產的HVIW H300基礎油,中國石油克拉瑪依石化分公司環烷基原油生產的KN4006加氫基礎油,選擇的合成油為美孚聚α-烯烴(PAO-6)。
所選幾種基礎油的物理性質見表1。
1.1.2 添加劑
研究中選用了5種常用的不同結構類型的無灰型油抗氧化添加劑,其主要理化性能指標見表2。
1.2 試驗儀器與試驗方法
壓力差示掃描量熱法(PDSC) ASTM D6168-981,程序升溫法以起始氧化溫度(IOT)作為氧化安定性指標,測試條件:升溫速率10 ℃/min,氧氣壓力1.0~1.5 MPa,氧氣流速100 mL/min,開口鋁皿直徑6 mm,樣品量10 g;恒溫法以氧化誘導期(OIT) 為氧化安定性指標,測試條件:恒溫溫度180 ℃,氧氣壓力3.5 MPa,氧氣流速100 mL/min。旋轉氧彈試驗法(RBOT)SH/T 0193-1992,充氧壓力620 kPa,溫度150 ℃,轉速100 r/min,計算開始試驗到壓力下降175 kPa的時間為氧化誘導期(OIT)。烘箱氧化試驗 (OOT),試驗條件,空氣氣氛,溫度170 ℃,試驗時間96 h。
2 結果與討論
研究中幾種無灰抗氧劑2246-S、Irganox L135、RHY 508、Irganox L57、Vanlube7723以及RHY 508+Irganox L57(質量比1∶1)在基礎油中的添加量均相同,即ω(抗氧劑)為0.25%,環烷酸鐵的添加量也均相同,即ω(Fe)為80 μg/g。
2.1 烘箱氧化法研究
2.1.1 基礎油對抗氧劑的感受性
用烘箱氧化研究各種基礎油對抗氧劑的感受性。試驗結果發現,添加含硫酚抗氧劑2246-S和RHY 508的幾種基礎油氧化后均有不同量的沉淀產生,烘箱氧化后的油品顏色一般都較深,由此可見硫元素可能是使油品顏色變深和產生沉淀的原因。添加酚型抗氧劑Irganox L135和胺型抗氧劑Irganox L57的基礎油氧化后都是透明的,氧化后的顏色也較淺。胺型抗氧劑Irganox L57和含硫酚抗氧劑RHY508復配后的油品氧化后顏色也較深,這可能是由于添加了含硫酚RHY508的緣故,它們復配后在油品氧化過程中控制沉淀方面比單獨使用含硫酚抗氧劑要好。四種基礎油添加抗氧劑烘箱氧化后的粘度和酸值變化見表3。
從表3的實驗數據可以看出:酚型抗氧劑Irganox L135和胺型抗氧劑Irganox L57在幾種基礎油中具有較好的抑制粘度增長和酸值增加的能力。胺型抗氧劑Irganox L57和含硫酚RHY508復配后,在幾種基礎油中具有很好的抑制粘度增長和酸值增加的能力。從基礎油對抗氧劑的感受性角度看,可以認為HVIWH125基礎油對抗氧劑感受性最好,其次是PAO-6合成油和HVIWH300基礎油,KN4006對抗氧劑感受性較差。
2.1.2 環烷酸鐵存在下基礎油對抗氧劑感受性研究
試驗結果發現,在環烷酸鐵催化下,幾種基礎油添加含硫酚抗氧劑2246-S烘箱氧化后基本上都有沉淀生成,而添加含硫酚抗氧劑RHY508烘箱氧化后基本上沒有沉淀生成。幾種基礎油添加胺型抗氧劑Irganox L57和酚型抗氧劑Irganox L135烘箱氧化后都沒有沉淀產生。同樣的還有添加Irganox L57和RHY508復合抗氧劑的基礎油(除KN4006),氧化后也是透明的。三種加氫基礎油和PAO-6合成油在抗氧劑和環烷酸鐵存在下烘箱氧化96 h后粘度和酸值變化見表4。
從表4的試驗結果可以看出:在HVIWH125和HVIWH300基礎油中,含硫酚抗氧劑2246-S和胺型抗氧劑Irganox L57以及Irganox L57與RHY508的復配在抑制油品粘度增長方面有較好的作用,其中以Irganox L57與RHY508的復配效果最好。在抑制酸值增長方面,胺型抗氧劑Irganox L57及其與含硫酯酚型抗氧劑RHY508的復配效果較好,能有效地抑制油品酸值的增長。在KN4006中,胺型抗氧劑Irganox L57以及與RHY508復配抑制粘度增長和酸值增加的能力較好。在PAO-6合成油中2246-S無論在抑制粘度增長還是抑制酸值增加方面都表現良好。Irganox L57與硫酚型抗氧劑的復配在環烷酸鐵存在時表現出良好的抑制粘度增長和酸值增加的能力。
2.2 PDSC法研究
2.2.1 基礎油對抗氧劑感受性研究
四種無灰抗氧劑均以0.25%的劑量分別調入選擇的四種基礎油中,用PDSC程序升溫法進行抗氧化性能評定,試驗結果見表5。
從表5中抗氧劑的抗氧化效果可以看出:①含硫抗氧劑總體來說在選擇的幾種加氫基礎油中有較好的抗氧化效果。②單一的酚型抗氧劑總體比含硫酚型抗氧劑抗氧化效果差。③胺型抗氧劑的抗氧化效果很好,僅次于抗氧化效果最好的含硫酚,說明在PDSC試驗中,過氧化物易分解成為自由基,基礎油氧化降解速率的控制在于自由基的捕獲、自由基鏈終止反應。
2.2.2 基礎油在環烷酸鐵存在下對抗氧劑感受性
在環烷酸鐵催化下,用PDSC程序升溫法測定油品的氧化安定性(起始氧化溫度)。試驗數據見表6。
由表6中的試驗數據可以看出,在環烷酸鐵存在的情況下,除了在HVIWH300基礎油中,含硫酚抗氧劑2246-S和RHY508表現出較好的抗氧化效果,起始氧化溫度高于相應基礎油。胺型抗氧劑Irganox L57與含硫酚RHY508的復配也有很好的抗氧化效果。
2.3 旋轉氧彈法研究基礎油對抗氧劑的感受性
用旋轉氧彈法進行抗氧化性能評定,試驗結果見表7。
從表7的試驗結果可以看出:含硫酚抗氧劑在加氫基礎油中均有突出的抗氧化效果;RHY508表現的更為突出,主要是因為分子中除了酚羥基自由基捕獲官能團外,還有過氧化物分解官能團二烷基二硫代氨基甲酸。從基礎油對抗氧劑的感受性角度來看,屬于Ⅱ類基礎油的HVIWH125基礎油與屬于Ⅳ類基礎油的PAO-6合成油對抗氧劑感受性相當,屬于Ⅴ類基礎油的KN4006加氫基礎油對含硫酚抗氧劑的感受性最好。這是由于:PAO-6合成油中鏈烷烴占絕大部分,氧化過程中消耗的也主要是鏈烷烴,過氧化物分解劑型的抗氧劑Vanlube 7723的抗氧化作用效果好于自由基鏈終止劑型的抗氧劑,說明PAO-6氧化降解的速率控制步主要是過氧化物的分解過程。HVIWH125基礎油鏈烷烴和環烷烴各占一定的數量,作為自由基鏈終止劑型的酚型和胺型抗氧劑的抗氧化作用效果好于Vanlube 7723,說明在這些基礎油的氧化降解過程中,過氧化物的分解不再是主要的速率控制步,而自由基的鏈終止步是氧化降解的速率控制步。KN4006加氫基礎油環烷烴占絕大部分,氧化消耗也主要是環烷烴。氧化過程中以自由基鏈終止劑型抗氧劑抗氧化效果較好,自由基鏈終止步是降解反應的控速步。與Ⅱ、Ⅲ類基礎油相比較,抗氧劑以捕獲自由基能力較強的胺型抗氧劑抗氧化效果較好,而穩定自由基能力較強的酚型抗氧劑作用效果下降,說明KN4006環烷基加氫基礎油中過氧化物分解產生自由基速率較快,因而產生的自由基數量更多,使得自由基捕獲型抗氧劑作用更明顯。
由以上的分析可以看出,環烷烴含量較高的基礎油氧化過程產生的過氧化物比環烷烴含量低的基礎油更容易分解,因而自由基鏈終止型抗氧劑抗氧化效果較好;鏈烷烴含量高的基礎油在氧化降解過程中過氧化物較穩定,因而過氧化物分解型抗氧劑抗氧化效果較好。
酚型和胺型抗氧劑共同作用具有協同作用,在抗氧化過程中,胺型抗氧劑捕獲自由基的能力比酚型抗氧劑強,酚型抗氧劑捕獲自由基后生成新的自由基穩定性好,因而此自由基會進一步與酚型抗氧劑作用,生成更穩定的自由基。這樣,胺型和酚型抗氧劑的協同作用,既有強的捕獲自由基的能力,又能使生成的自由基更穩定,延緩烴類自由基氧化反應的進行。
3 結論
(1)研究結果表明:含硫抗氧劑能夠使基礎油顏色變深和產生沉淀;胺型抗氧劑Irganox L57與含硫酚抗氧劑RHY508復配后具有較好的抗氧化效果,能夠有效的抑制基礎油氧化后的粘度增長和酸值增加。酚型和胺型抗氧劑在控制油品沉淀和保持油品顏色方面比含硫酚型抗氧劑要好。
(2)HVIWH125基礎油和PAO-6合成油對抗氧劑的感受性比較好,其次是KN4006,HVIWH300對抗氧劑的感受性最差。
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基礎油范文3
關鍵詞:8B基礎油;凝點;合成;反應溫度;分析
中圖分類號:TE626.34文獻標識碼:A
Synthesis Process Analysis on Aviation Jet Engine Lubricants (8B) Base Oil
LI Hong-ping, HU Xi-yuan, HU Tao, CUI Jian
(PetroChina Lanzhou Lubricant Blending Plant, Lanzhou 730060, China)
Abstract:Taking AlCl3 as catalyst, 1-octene and 1-decene as raw materials, PAO oligomer and PAO2 as diluents, the synthesis process conditions of 8B base oil were investigated, and the structure of synthetic base oil was analyzed. The results showed that, under the optimum conditions of olefin ratio of 1-octene: 1-decene = 9∶1, AlCl3 mass fraction of 1%, reaction temperature of 110 ℃,maximum reaction temperature of 135~145 ℃ and reaction time for 30 min, the PAO yield of synthetic 8B base oil can reach about 35%. And the obtained aviation jet engine lubricants (8B) can meet quality requirements.
Key words:8B base oil; pour point; synthesis; reaction temperature; analysis
0引言
聚α-烯烴合成油(簡稱PAO)產品具有高黏度指數、低凝點、低揮發性、優良的高溫氧化安定性等特點,廣泛應用于寒區大跨度內燃機油、航空發動機油、液壓油、油膜軸承油、空氣壓縮機油、齒輪油、冷凍機油及脂等的基礎油。PAO是在催化劑作用下,以α-烯烴為聚合原料聚合得到的一種規則的長鏈烷烴。
目前,國外Shell、Mobil和Ethyl等[1]公司現階段主要對負載催化劑進行研究,國內目前大多還是采用傳統的三氯化鋁催化劑,在催化劑體系的研究上落后于國外,原料采用混合組分比較多的石蠟裂解制得的α-烯烴[2],PAO產品黏度指數較低、凝點較高。
中國石油蘭州油廠合成油裝置是國內目前唯一能夠以三氯化鋁催化劑體系生產軍用8B基礎油的裝置,同時可生產其他民用PAO產品。航空噴氣發動機油(8B)是以聚α-烯烴合成油為基礎油,加入添加劑調合而成,基礎油就成了最終油性能的決定因素。
合成油裝置多年來主要以蠟裂解烯烴為原料進行生產,但受三氯化鋁催化劑體系及原料本身的影響,PAO產品質量無法得以實現根本改善,后期逐步引入乙烯齊聚烯烴作為主要原料進行PAO的生產,同時對蠟裂解烯烴及齊聚烯烴合成8B基礎油的工藝進行探索分析,摸索出合成8B基礎油的有效工藝條件,為在以三氯化鋁催化劑體系下穩定生產8B基礎油提供技術保障。
α-烯烴在催化劑作用下發生聚合放熱反應后的聚合生成油,經常減壓蒸餾后的減一餾分油即為8B基礎油。本文以蠟裂解烯烴、齊聚烯烴為原料,在不同工藝條件下考察8B基礎油性能,分析最佳目標產品結構及油成品性能。
1主要原料性質
1.1輕烯烴
作為聚合反應的單體,由添加劑蠟裂解裝置生產,質量指標如表1所示。
1.2一線烯烴
作為聚合反應的單體,由添加劑蠟裂解裝置生產,質量指標如表2所示。第6期李紅平等.航空噴氣發動機油(8B)基礎油的合成工藝分析
1.31-癸烯
作為聚合反應的單體, 由Shell Chemicals(殼牌)生產,質量指標如表3所示。
1. 41-辛烯
作為聚合反應的單體,由Shell Chemicals(殼牌)生產, 質量指標如表4所示。
1. 51-十二烯
作為聚合反應的單體,由Shell Chemicals(殼牌)生產, 質量指標如表5所示。
1.6無水氯化鋁
作為聚合反應的催化劑,蘭州林江化工公司生產,質量指標如表6所示。
2合成工藝分析
2.1催化劑量的影響
蠟裂解烯烴以輕烯烴為原料基準進行催化劑量考察,考慮到蠟裂解烯烴活性比較低,聚合時催化劑量需適當提高才能有效聚合,工藝影響分析結果如表7所示。
從表8可看出,隨著催化劑逐步加入量增加,8B基礎油20 ℃黏度增大、最高反應溫度增加,催化劑低于1%、高于2.5%時,8B基礎油收率明顯下降,因此催化劑加入量選擇在1.0%,最高反應溫度在140 ℃左右。
2.2原料的影響
2.2.1蠟裂解烯烴
按照表7催化劑加入量為3.0%,輕烯烴、一線烯烴為原料進行合成8B基礎油,對合成8B基礎油考察其性能,數據見表9。
從表9可以看出,一線烯烴對8B基礎油凝點影響很大,使凝點明顯提高,雖然輕烯烴可以對降低凝點有效果,但對目標產物收率幾乎無明顯改善,因此也不利于合成8B基礎油。
2.2.2齊聚烯烴
通常PAO的性能受原料影響大。最常用的是1-辛烯(C8)、1-癸烯(C10)、12碳烯(C12),C14以及以上的α-烯烴不適合作為制備PAO的原料,因為其產品凝點高。使用1-辛烯、1-癸烯單獨合成8B基礎油考察其性能,數據見表10。
從表11可以看出,隨著C10比例的增加,8B凝點變化不明顯,基礎油收率變化范圍小,而黏度有小幅升高,相比而言,在滿足產品性能的同時,較低的C10比例經濟性更好,因此選擇C8∶C10以9∶1比例混合生產8B基礎油綜合性能較優。
2.3稀釋劑的影響
以三氯化鋁為催化劑體系下進行聚合反應時,最高反應溫度對目標產物組分收率的影響非常大,因此就必須有效控制最高反應溫度,最大限度提高8B基礎油組分(即PAO3),在這種情況下,就必須加入一定量的稀釋劑以更好控制反應溫度。
2.3.1稀釋劑量的影響
按照表8催化劑量選擇1%、表6選用C8∶C10=9∶1的混合烯烴為基準進行稀釋劑量的考察,稀釋劑的量為總物料的百分比,表12為稀釋劑量變化對聚合最高反應溫度的影響。
表12稀釋劑量對合成8B基礎油最高反應溫度的影響
稀釋劑量,%最高反應溫度/℃8B基礎油收率,%1017312.361516214.672015814.882515118.243014521.093513820.684012817.43從表12可以看出,稀釋劑量在30%~35%時最高反應溫度在135~145 ℃之間,收率在20%左右。
2.3.2稀釋劑類型的影響
在表12的基礎上,固定烯烴∶稀釋劑=2∶1,以自產PAO低聚物及PAO2為稀釋劑,分別進行合成反應,見表13、表14。
從表14可以看出,PAO低聚物∶烯烴=1∶2時,產品質量能滿足8B基礎油的質量指標,C8∶C10=9∶1時收率在30%左右。
PAO2作為稀釋劑時在高溫下可能與烯烴參與反應,也可能PAO2中含有部分組分的8B基礎油(即PAO3),與烯烴反應產生的8B基礎油組分質量有富余(凝點低于-66 ℃)與PAO2混合后提高了產出率,凝點在-63 ℃左右,從而最終使目的產品凝點低于-60 ℃,收率明顯提高,因此PAO2做稀釋劑在保證產品質量的情況下,收率有明顯提高。
2.4溫度的影響
為保證最大限度地提高8B基礎油組分產出率,采用加熱促進聚合反應的方式,以保證烯烴能在最短時間內參與反應,縮短低溫反應時間,加快烯烴之間的反應,盡可能地降低低溫環境下聚合體的形成,相對集中在高溫反應下的聚合反應,見表15。
由于1-辛烯的沸點為121.3 ℃,因此在選擇加熱溫度時,溫度不能>121.3 ℃。從表15可以看出,加熱對8B基礎油收率有顯著效果,隨著加熱溫度的逐步提高,副產物及8B基礎油收率均明顯提高,反應時間明顯降低,說明低黏度PAO組分增加,但隨著溫度進一步增加,8B基礎油收率有所下降,綜合考慮,最終加熱溫度在110 ℃左右為宜。
隨反應溫度越高,反應能量越大,分子之間碰撞越明顯,從而加快了反應進程,凝點也隨之降低。這是由于陽離子聚合時單體的鏈轉移是主要的鏈終止方式,使聚合物齊聚度下降;同時反應溫度升高,異構化程度增強,致使PAO的黏度、黏度指數及凝點均下降[11]。
38B基礎油理化性能分析
通過表7~表15可以確定,以C8∶C10=9∶1混合烯烴合成的8B基礎油為最終的理想目標產物,并對其進行基礎油理化性能分析,如表16所示。
4.18B基礎油族組成分析
4.2模擬蒸餾結果分析
將8B基礎油樣品利用AC公司的高溫模擬蒸餾儀進行分析,通過與標準碳數分布圖對照,得到不同碳數范圍相對應的組分含量,將含量較高的C26組分作為中點,分別向低碳數和高碳數擴展,得到相對應組分的含量,分別見表18和圖1。
從表18中的結果可以看出,樣品碳數分布為C18~C34,C18~C34組分的含量較高,說明碳分布更加集中,從碳數分布推測,樣品主要為C8和C10的三聚體,含有少量的二、四聚體。
基礎油高溫模擬蒸餾數據比較可以看出,C8∶C10=9∶1合成的8B基礎油組分集中于310~420 ℃,組分更加集中,理化數據表現為閃點更高。
4.3核磁結果分析
根據核磁共振氫譜(譜圖見圖2)計算支化度,樣品的支化度小,黏溫性更好,見表19。
核磁共振碳譜(譜圖見圖3)結果顯示:化學位移37.18,32.01,29.79峰為單體聚合處C的吸收峰,且都小于45.25,說明聚合物中不存在頭頭相連的結構,多為頭尾和尾尾相連的結構。
4.4凝膠色譜結果分析
由表20、圖4可知,根據分子量計算,主要為 C8和C10的聚合物,平均聚合度約為3;樣品分子量分布很窄,分子量分布指數越接近于1,說明聚合物越純。
5航空噴氣發動機油(8B)理化性能分析
對表16的基礎油調合成油成品,對其進行油理化性能分析,如表21所示。表21航空噴氣發動機油(8B)理化性能
項目GB 439-1990指標實測值試驗方法50℃≥8.58.56420℃≤29.725.26-40℃≤33002171運動黏度比(γ-20℃/γ50℃)≤6035.88氧化安定性(175℃,10h,50mL/min空氣)[4]SH/T 0196氧化后沉淀物,%0.080.0248氧化后酸值/mgKOH?g-10.250.043酸值/mgKOH?g-1≤0.040.02GB/T 264灰分,%≤0.0050.0016GB/T 508水溶性酸或堿無無GB/T 259硫含量(質量分數),%≤0.14無GB/T 387機械雜質(質量分數),%無無GB/T 511水分(質量分數),%無無GB/T 260閃點(閉口)/℃≥150167GB/T 261凝點/℃≤-60-66GB/T 510氫氧化鈉試驗/級≤21SH/T 0267苯胺點/℃≥79107.3GB/T 262密度(20℃)/kg?m-3≤885821.7GB/T 1884
6結論
(1)蠟裂解烯烴合成8B基礎油凝點不穩定、收率低。
(2)PAO2為稀釋劑,AlCl3為催化劑,催化劑量為1.0%(w),齊聚烯烴以1-辛烯∶1-癸烯=9∶1的混合烯烴聚合8B基礎油及對應油產品均滿足各項性能指標。
(3)通過加熱縮短低溫反應時間的工藝控制方式,使低黏度PAO組份(即三聚體)產出率明顯提高。
(4)通過對8B基礎油結構分析,油品具有飽和烴含量高、結構穩定、碳數分布比較集中、支化度小、黏溫性好、聚合物純度高等優點。參考文獻:
[1] 李普慶,管子杰,耿英杰.合成劑及其應用 [M].北京:中國石化出版社,2006.
基礎油范文4
文/北京 胡建軍
(接上期)
歐洲汽車制造商協會(ACEA)根據用途不同,將柴油車用油分為兩類:B類為輕負荷(小轎車)柴油機油,E類為重負荷柴油機油。對于每一類油品來說,又分為不同的規格。ACEA 2002輕負荷柴油機油包括B1-02、82-98、83-98、84-02和85-02,重負荷柴油機油包括E2-96、E3-96、E4-99和E5-02。B1規格適用于輕磨擦、低黏度要求的轎車和小型貨車柴油機;82適用于大多數一般類型的有正常換油期的轎車和小型貨車柴油機,此類柴油機的類型多為間接噴射式;83適用于延長換油期,在苛刻條件下運轉的高強度轎車和貨車柴油機;84適用于轎車和小型貨車直噴式柴油機,也適用83類油晶的應用范圍;B5適用于延長換油期、轎車和小型貨車柴油機。
ACEAE系列重負荷柴油機油標準自1996年第1次頒布以來,至今已是第7次頒布新的標準,清凈性和分散性均有大幅度的提高,在ACEA 2008規格中,廢除了E2,增加了E9規范。ACEA E9被定義為“超高功率柴油機油”,具有優異的活塞清凈性、煙怠分散性能及抗磨損抗拋光性能。
在ACEAE重負荷柴油機油系列中,E5為滿足歐Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ排放法規的發動機,已被E7替代。E4為滿足歐Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ排放法規,適用于EGR及SCR(選擇性催化技術)等尾氣處理裝置發動機;E7為滿足歐Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ排放法規,適用大多數EGR、SCR發動機,不適合DPF(機外微粒過濾器)的尾氣處理發動機;E6和E9為滿足歐Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ排放法規,適用于EGR、DPF、SCR等尾氣處理裝置發動機。
4.合成油
合成油是通過化學合成方法制備成較高分子的化合物,再經過調配或進一步加工而成的油。20世紀80年代以后,由于動力傳輸系統設計的變化,需要操作性能有重大改進。傳統的基礎油和添加性能已發展到了極限,從而使得合成油的應用成為可能。
合成油油膜強度高達22.5MPa,而礦物油油膜強度平均為3.5MPa。油膜強度高可使動力傳輸系統直接部件。合成型機油比礦物油黏度指數高,黏度隨溫度變化小。同時,由于油流到摩擦表面需要的時間短,可以減少發動機部件在啟動時出現的干磨損現象,延長發動機使用壽命。合成油的熱氧化安定性能遠高于礦物油型機油,即因氧化而產生酸質、油泥的趨勢小,在各種惡劣操作條件下,對發動機都能提供適當的和有效的保護,因而具有更長的使用壽命。合成油的摩擦系數低于礦物油,從而可降低動力損失,在相應的速度和負荷下可節省燃料。合成基礎油具有抗熱分解能力,不易生成殘渣和沉積物,對抗氧劑有極好的感受性。某些合成油還具有天然的溶解能力和清凈性,從而可提機件的清凈度。
全合成發動機油全部采用非常規的基礎油,包括汽油機油、柴油機油及賽車機油等。由于性能優異,可供最新款車輛在全天候條件下使用。
七、發動機油選用及鑒別方法
為了保證發動機工作的可靠性和經濟性,正確選用發動機機油是十分必要的。根據發動機的結構特性、運轉狀況、氣候條件以及道路條件等選擇不同質量和黏度的發動機機油。如曲軸箱是否裝有正壓通風裝置、是否有廢氣再循環裝置(EGR)及廢氣催化轉化器為主要考慮依據。如壓縮比小于7的發動機可用SC級油;壓縮比在7左右,并裝有曲軸箱正壓通風裝置的,應選用SD級油;一般小轎車的壓縮比為8~10,可選用SE級油;大排量(>2.5L)壓縮比在10以上,尤其是歐洲生產的轎車,由于發動機功率大、體積小、工作條件苛刻,應選用SF或質量更高的SH、SM級油;如果汽車裝有EGR及廢氣催化轉化器,為防止催化劑中毒,應選用SH、SJ級油。
柴油機油質量等級主要依據柴油機的工況苛刻程度,一般選用cc級柴油機油;增壓比為1.4~2.0或大于2.0宜選用CD級或更高質量等級的柴油機油。
黏度選擇通常按氣溫條件,同時還要考慮負荷、轉速或發動機的磨損程度等因素,可以根據使用地區的年最高和最低氣溫選用黏度等級。如果車輛運營中有下列情況之一者,使用的油要考慮提高一個質量檔次或縮短換油周期:①停開頻繁,如城市公共汽車、出租車;②長期低溫(氣溫小于O℃)、低速(時速小于16km/h);③長時間在高溫、高速下工作,尤其是滿載長距離行駛;④2噸以上的牽引車,滿載(帶拖掛長時間行駛);⑤在煤場、礦山等灰塵污染嚴重的場所作業等。
汽車發動機油在使用一段時間后,由于機械雜質的污染和來自外界的灰塵,運轉機件磨損下來的金屬屑以及零件受侵蝕而形成的金屬鹽會使機油變質。變質機油通常具有如下的外觀特征:油呈深黑色;泡沫多且已出現乳化現象;用手捻搓無黏稠感;有異味;滴在白色紙張上呈深褐色,無黃色浸潤或黑色點多。
對于變質機油,若不及時更換會加速零部件的磨損,影響使用壽命,甚至發生安全事故,因此,經常檢查機油是否變質并及時更換尤為重要。以下介紹幾種簡易鑒別方法。
(1)油流觀察法
取兩只量杯,其中一個盛有待檢查的油,另一只空杯放在桌面上,將盛滿油的量杯舉離桌面30~40cm,讓油慢慢流到空杯中觀察流動情況。質量好的油油流時應該是細長、均勻、連綿不斷,若出現油流忽快忽慢,時而有大塊流下,則說明油已變質。
(2)于捻法
將油捻在大拇指與食指之間反復研磨,較好的油有性、磨屑少、無摩擦,若感到手指之間的砂粒之類具有較大摩擦感,則表明油內雜質多,不能再用,應更換新油。
(3)光照法
在天氣晴朗的日子,用螺絲刀將油撩起,與水平面成45。角。對照陽光,觀察油滴情況。在光照下,若清晰地看到油中無磨屑為良好,可繼續作用,若磨屑過多,應更換油。
(4)油滴痕跡法
在白紙上滴一滴油底殼中的機油,若油滴中心黑點很大,呈黑褐色且均勻無顆粒,周圍黃色浸潤很小,說明機油變質應更換。若油滴中心黑點小而且顏色較淺,周圍的黃色浸潤痕跡較大,表明機油還可以使用。
(5)油尺鑒別法
抽出機油標尺對著光亮處觀察刻度線是否清晰,當透過油尺上的機油看不清刻線時,則說明機油過臟,需立即更換。需要注意的是,以上檢查均應在發動機停機后機油還未沉淀時進行,否則有可能得不到正確結論。因為機油沉淀后,浮在上面的往往是好的機油,這樣檢查的只是表面現象,而變質機油或雜質存留在油底殼的底部,從而可能造成誤檢。
通過對發動機油的定期檢測,觀察油的變化,分析油中攜帶各種磨粒成分及量的組分,是預防和判定發動機機械部分狀況的重要渠道。2003年左右一批以大眾帕薩特為典型的轎車大量反應發動機燒機油,很多維修技術人員對此頭痛不已,我們通過對油品的化驗后,采取了在對發動機進行必要的整修以后,更換了更高一級的油以后解決了燒機油的問題。
目前有些車型已經安裝了發動機機油狀態傳感器,以大眾C22發動機為例,它的原理是將作為電介質的機油因磨損碎屑不斷增加以及添加劑的分解而使介電常數發生變化,相應的電容值被處理成數值信號,并作為機油狀態信號傳至儀表控制單元。
八、認識誤區
對發動機油應用要注意以下誤區。
(1)油黏度越大越好
解決問題有一種誤解,即提高機油黏度,但是單純地提高機油黏度,不但不能提高車輛的效果,還有一些副作用:流動性差,導致冷啟動和啟動的磨損;散熱效果差,縮短油品的使用壽命;能耗增加,發動機輸出功率低。國外有資料表明,油黏度降低1個黏度單位大約節約燃料1.5%。另外,試驗也證明,油的黏度超出要求時,還會使機件磨損增加。
(2)加注油越多越好
油最主要的作用是機械,減少摩擦,降低磨損,油量不足時會加速油變質,甚至會因缺油而引起零部件的黏結與異常磨損。但油太多也是不可取的,原因如下:一是油過多,其會從汽缸和活塞的間隙中竄進燃燒室產生積炭;二是增大了曲軸連桿的攪拌阻力,使燃油消耗增大。試驗表明,加油量超過標準1%時,燃油消耗會增大1.2%。因此,加油必須要遵循“少量、勤加”的原則,使油平面始終保持在1/2~1之間。
(3)不同牌號的油混合使用
不同牌號的油不能混合使用。例如,汽油機油與柴油機油不能混合使用,普通機油與增壓機油不能混合使用,單黏度與多黏度齒輪油不能混合使用等。其原因如下:①汽車生產廠家在設計時,根據汽車的構造特點、環境溫度、使用條件規定了應使用的油的牌號、換油周期、使用數量等;②不同牌號的油,其物理和化學性能是不同的。如果混合使用,其性能將會改變,機件運行溫度增高,產生大量的氣泡,甚至變質。隨之,汽車的精密配件、運轉機件、密封件工作條件也會改變,性能降低,加速機件磨損,密封件變質老化,密封不好,造成油漏失。
(4)油何時用完何時更換
因為油質量是影響發動機可靠性及使用壽命的關鍵因素,適時更換油是發動機可靠的保證。油在使用過程中,由于污染、氧化等原因,質量會逐漸下降,同時也會有一些消耗,使數量減少。不斷向系統添一些新油,只能彌補數量上的不足,而不能完全補償油性能的損失。隨著時間的延長,油的性能會變得越來越差,以至給發動機帶來嚴重影響。為了確保發動機長期正常運行,降低磨損,必須按規定及時更換油。
(5)機油發黑就是機油變質
機油往往使用很短時間,其顏色就會發黑,這時很多用戶就認為機油的質量不好,其實這通常是正常現象。發動機機油不僅有的作用,同時還有清洗的作用?,F代汽車使用的油一般都加有清凈分散劑,目的是將黏附在活塞上的膠膜和黑色積炭洗滌下來,并分散在油中,減少發動機高溫沉積物的生成,故油顏色變黑,并不能說明其已變質。使用中的油是否嚴重變質、需要更換,應主要根據油的理化指標是否達到報廢標準來判定。
(6)柴油車使用汽油車機油
機油有汽油機油和柴油機油之分。汽油機和柴油機雖然同樣在高溫、高壓、高速和高負荷條件下工作,但兩者仍有較大的區別。柴油機的壓縮比是汽油機的兩倍多,其主要零件受到高溫高壓沖擊要比汽油機大得多,因而有些零部件的制作材料有所不同。例如,汽油機主軸瓦與連桿軸瓦可用材質較軟、抗腐蝕性好的巴氏合金來制作,而柴油機的軸瓦則必須采用鉛青銅或鉛合金等高性能材料來制作,但這些材料的抗腐性能較差。為此在柴油機油的煉制過程中,要多加些抗腐劑,以提高其抗腐蝕和耐磨性能。由于汽油機油沒有這種抗腐劑,如果將其加入柴油機,軸瓦在使用中就容易出現斑點、麻坑及成片剝落的不良后果,機油也會很快變臟,并導致燒瓦抱軸事故發生。另外,柴油的合硫量比汽油大,這種有害物質在燃燒過程中會形成硫酸或亞硫酸,連同高溫高壓廢氣一道竄入油底殼內,加速機油的氧化與變質,故在柴油機油煉制過程中需要加入一些抗氧化的添加劑,使機油呈堿性。若有酸性氣體竄入,可起到一定的中和作用,不致使機油過快地氧化變質。而汽油機機油則不加這種添加劑,因為其呈中性,若將其用于柴油機,會因上述酸性氣體的腐蝕很快變質失效。因此千萬別用汽油機機油加注柴油機。
(全文完)
趣味修車小版塊
大頭師傅和小頭徒弟——談汽修理論中的基礎知識
小頭徒弟:“師傅,這些日子一直在看雜志上刊登的基礎知識講座,真的很長學問?!?/p>
大頭師傅:“徒兒,掌握基礎知識是汽修的基本功,不僅長學問,更重要的是為你提升技能打下基礎。”
小頭徒弟:“不過,師傅,也有人說現在都是高新技術、電控技術,學這些基礎知識還有用嗎?”
大頭師傅:“管子日,圣人因之,故能掌之。我們現在所指的電控技術實際上應該是電子、電氣、通訊和計算機控制技術等眾多技術的俗稱,這些技術知識都是建立在基礎知識之上的。何況這些控制技術幾乎都是通過數據的通訊、分析、轉換、指令等實現的,至于修理一方面是對這些數據通過人機對話的再現進行標準、制限的分析與判定;另一方面就是對不符合標準、制限的數據經過各種維修手段進行恢復。這些都離不開大量豐富的基礎知識儲備。”
小頭徒弟:“師傅,為什么將螺栓、螺帽、墊圈和油基礎知識放在系列基礎知識講座的開篇?”
大頭師傅:“大到宇宙飛船,小到鐘表,以及我們的生活的方方面面都離不開螺栓,小小的螺栓支撐著我們的生活、支撐著我們的世界。再說油,它是一切機械正常運動的基礎,就像人的血液一樣,能不重要嗎?!醫生面對90%以上的疾病都要通過對血液的化驗分析進行病因病理的判定。我們對汽車油的分析,—方面通過更換滑油保持發動機的正常運轉,更重要的一方面是獲取油帶給我們機械運動狀況傳遞的信息,這些信息是我們對車輛維護的重要依據?!?/p>
基礎油范文5
關鍵詞:重負荷柴油機油;分散性;基礎油;黏度指數改進劑;添加劑
中圖分類號:TE626.32 文獻標識碼:A
0、引言
在過去的10~20年間,日趨嚴格的排放法規推動柴油發動機制造商不斷采取新的發動機技術,以滿足相應的排放標準。而新的重負荷柴油發動機技術的應用,也必然對重負荷柴油機油的各項性能提出越來越高的要求,尤其是對油品的煙炱分散性能的要求不斷提高。從API CF-4到API CJ-4,在防止油品黏度增長、缸套拋光、閥系及軸承磨損方面的要求都顯著提高,而這些性能均與油的煙炱分散性能密切相關。在API重負荷柴油機油性能規格中,評價由煙炱引起的發動機油黏度增長的發動機臺架試驗從Mack T-8(煙炱含量為3.8%)、Mack T-8E(煙炱含量為4.8%)發展到Mack T-11(煙炱含量為6%),對油品的煙炱分散性能要求越來越苛刻。同時Mack T-9(煙炱含量為1.75%)、Mack T-12(煙炱含量為5%~7%)、RFWT(煙炱含量為5.O%)及Cummins ISM(煙炱含量為6.O%)是評價由于發動機油中煙炱增加而對發動機各部位造成的磨損的發動機試驗,也要求油品具有優異的控制煙炱分散的性能。由此可見,發動機油規格的發展對油品的煙炱分散性能提出了越來越高的要求。
煙炱含量的增加對油品產生的負面影響主要表現在以下幾個方面:加速油品的黏度增長;導致油路的堵塞;增加發動機各個部位的磨損,因此要求油品必須對煙炱有優異的分散性能。為提高油品的煙炱分散性能,有必要對影響重負荷柴油機油的煙炱分散性能的因素進行系統研究。一方面,認為有必要對柴油機油中使用的黏指劑和功能添加劑等對油品煙炱分散性的影響進行研究,國內已有學者用不同的手段在此領域進行研究,另一方面也要對基礎油對煙炱分散性能的影響進行研究。本研究用煙炱分散模擬試驗對各類基礎油及基礎油的組成對煙炱的分散性能的影響進行了考察,同時考察了不同結構黏度指數改進劑、不同結構無灰分散劑和其他常用添加劑對油品分散性能的影響規律,為高檔柴油機油的研發提供技術支持。
1、煙炱分散性試驗方法
煙炱是柴油發動機工作過程中不完全燃燒的產物,重負荷柴油機采用直噴技術,燃料噴人量大,未完全燃燒的柴油容易生成煙炱竄入曲軸箱。煙炱在機油中的聚集能引起系統黏度增長,油品增稠最終會導致機油泵送困難乃至發動機故障。常用的評價油品煙炱分散性能的模擬實驗方法有多種,例如斑點試驗是考察油品在一定溫度下對外來污染物的分散能力;也可用電子顯微鏡或粒度儀研究煙炱顆粒的分散狀況;或采用炭黑模擬煙炱,評價油品由于煙炱引入導致的黏度增長率來評價油品的分散性能。由于實際發動機試驗通常采用試驗前后油品的黏度增長率作為規格質量指標,因而本研究采用的模擬試驗為用相似粒徑的炭黑模擬煙炱,用由炭黑引起的黏度增長率來評價油品的分散性能。具體分散試驗方法為在試油中加入一定比例炭黑,用高速乳化機使炭黑分散到試油中,在一定溫度下測量試油的黏度,計算加炭黑油樣相對于新油的黏度增長率,增長率越低說明油品的煙炱分散性能越好。某一樣品的油品分散性能模擬試驗的重復性試驗結果見表1,該試驗的重復性較好。
2、油品分散性能的研究
2.1 基礎油對油品分散性能的影響
目前周內油基礎油以Ⅰ、Ⅱ類基礎油為主,還有部分Ⅲ、Ⅳ類基礎油。Ⅰ類基礎油是以老三套工藝生產的基礎油,芳烴含量高,黏度指數低;Ⅱ類和Ⅲ類基礎油是使用加氫工藝生產的基礎油,芳烴含量低,黏度指數高;Ⅳ類基礎油主要是聚α-烯烴。試驗選取了比較有代表性的100℃黏度相差不大的各類基礎油,所用基礎油的主要理化性能見表2。試驗中考察了在不同基礎油中加入cF-4復合劑的油樣對煙炱分散性的影響,結果見表3。
試驗表明:隨著基礎油黏度指數的增加,Ⅱ類和Ⅲ類基礎油的煙炱分散性能好于Ⅰ類基礎油。尤其Ⅲ類基礎油E的煙炱分散性能明顯好于其他的評定基礎油?;A油對煙炱分散的影響差異決定于基礎油的化學族組成。高黏度指數的基礎油鏈烷烴含量相對高,環烷烴及芳烴含量相對低,基礎油的許多性能和基礎油餾分范圍的寬窄和輕重組分的分布及鏈烷烴的支化度等因素密切相關。
重負荷柴油機油配方中通常由2個或多個基礎油組分和復合添加劑組成的,并且多級油中會加入黏度指數改進劑,影響因素較多。選取了同為I類HVI 150基礎油的A-1、A-2和A-3基礎油,加入其他基礎油Ⅱ10(基礎油配比HVI 150:Ⅱ10為4:1)、一種OCP型黏度指數改進劑和CF-4復劑,考察油品的煙炱分散性能,結果見表4。
由表4可以看出同為I類基礎油,不同的基礎油對油品的煙炱分散性能也有較大影響。再次證明了基礎油的化學族組成對煙炱分散性能的作用不同。
基礎油對煙炱的分散性能的影響還需從基礎油的組成上進行考察,Ⅰ類油含較多的芳烴組分,Ⅱ類和Ⅲ類基礎油主要是以鏈烷烴和環烷烴組分為主,Ⅳ類基礎油為鏈烷烴。由此可見,基礎油組成主要以鏈烷烴、環烷烴和芳烴為主。試驗中選取一種PAO油代表鏈烷烴組分,一種高環烷烴含量的環烷基油代表環烷烴組分,一種烷基苯代表芳烴組分,考察基礎油中不同組分對煙炱分散性能的影響,結果見表5和表6。
從表5和表6可以看出,鏈烷烴的分散性能最好,環烷烴和芳烴均有使油品煙炱分散性能變壞的趨勢,對煙炱分散有不利的影響。因而可以認為鏈烷烴是油品煙炱分散的理想組分。
2.2 黏度指數改進劑對油品煙炱分散性能的影響
有文獻報道不同的黏度指數改進劑對油品的煙炱分散性能的影響不同。試驗中考察了不同類型的黏度指數改進劑對油品的煙炱分散性能的影響。固定基礎油和復合添加劑,加入不同黏度指數改進劑,其中黏指劑N-1、N-2是苯乙烯異戊二烯共聚物,黏指劑N-3到N-7為乙丙共聚物,油品的煙炱分散性能的結果見表7。
從表7可以看出,不同類型的黏度指數改進劑對于油品的煙炱分散性能影響很大。苯乙烯異戊二烯共聚物型黏度指數改進劑結構中的苯環可能不利于煙炱的分散;同樣是乙丙共聚物型黏度指數改進劑對油品的分散性能的影響也相差懸殊,這可能與乙丙共聚物中乙烯及丙烯單體的相對比例、排列方式、空間結構和相對分子質量大小等因素相關。
2.3 復合添加劑對油品煙炱分散性能的影響
對于內燃機油的煙炱分散性能,除了選擇好基礎油和黏度指數改進劑以外,復合添加劑對提高油品的煙炱分散能力也起重要的作用。在固定基礎油配方(Ⅱ6和Ⅱ10)和OCP型黏度指數改進劑(N-6)條件下,加入不同的內燃機油復合添加劑,考察其煙炱分散能力,結果見表8。
由表8可以看到,不同復合劑在相同的基礎油配方和黏度指數改進劑中的煙炱分散能力也有差別。CJ-4復合劑表現出優異的煙炱分散性。
柴油機油中主要采用丁二酰亞胺型分散劑來解決油品對煙炱的分散問題,丁二酰亞胺型分散劑有單掛丁二酰亞胺、雙掛丁二酰亞胺、多丁二酰亞胺、高分子丁二酰亞胺及上述產品的硼化產物。有文獻提及油品對炭黑的分散性能與分散劑中的馬來酸酐數、氮含量和聚異丁烯相對分子質量的大小有關。試驗中選取的基礎配方是在固定的基礎油配方(Ⅱ6、Ⅱ10和OCP型黏度指數改進劑N一6)中加入一定量的金屬清凈劑、無灰分散劑和二烷基二硫代磷酸鋅(zDDP)及少量輔助抗氧劑,對不同類型的無灰分散劑和其他添加劑對煙炱分散性能的影響進行考察,結果見表9。
由表9中F-1到F-3數據知,高分子無灰分散劑c具有較好的分散性能,低分子無灰劑B的分散能力相對較差。在研制體系中一定范圍內增加無灰分散劑用量,油品對煙炱的分散性能并沒有較大程度的提高,在配方中選擇適當的無灰劑用量即可。由F-5到F-8的結果可知,清凈劑的用量的增加會影響油品的煙炱分散性,其中增加硫化烷基酚鈣用量會降低油品的分散性,而增加磺酸鈣用量對分散性影響相對不明顯;另外,增加ZDDP用量對油品煙炱分散性影響不大,而二苯胺型輔助抗氧劑的加入對油品的煙炱分散性有不利的影響。
3、結論
(1)不同類型的基礎油的煙炱分散能力不同,黏度指數高的基礎油的煙炱分散性能好于黏度指數低的基礎油。基礎油族組成中鏈烷烴是油品分散性能的理想組分。
基礎油范文6
[關鍵詞]油 基礎油 添加劑 選用原則
中圖分類號:TU60 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)37-0070-01
一、油的功能
油在機器的摩擦部位能降低摩擦,防止燒痕及降低磨損,以此來降低機器耗損能量,提高機器運行效率。油的功能可綜述如下:
(1)以降低摩擦和磨損,防止燒痕;(2)冷卻功能,以散播摩擦產生的熱量;(3)密封功能,防止漏氣/油;(4)防銹功能,防止設備生銹;(5)洗滌去污功能,從活動的部位上清除炭粒和磨損物
二、油的構成
油一般由基礎油和添加劑兩部分夠成?;A油是油的主要成分,也是油添加劑的“載體”,決定著油的基本性質,添加劑則可彌補和改善基礎油性能方面的不足,賦予某些新的性能,是油的重要組成部分。
液體油基礎油分為礦物油和合成油兩種。
礦物油基礎油一般選用適合于油性能要求的石油,經分餾、精制、脫蠟等工藝加工而成。依據原油性質的不同或加工方法不同,礦物油基礎油可分為石蠟基基礎油、中間基基礎油和環烷基基礎油;按黏度指數不同,分為超高黏度指數基礎油、很高黏度指數基礎油、高黏度指數基礎油、中黏度指數基礎油和低黏度指數基礎油。
為了滿足某些在苛刻條件下工作的部件的要求,人們利用人工合成的方法合成化合物作為油的原料,以合成原料為基礎油制成的油統稱為合成油。與礦物油相比,合成油具有優良的黏溫性能和低溫流動性、良好的熱氧化安定性、低揮發性,以及其他一些特殊性能,如化學安定性和抗輻射性等。但合成油的成本比礦物油的成本高得多,目前合成油大部分用在礦物油不能滿足使用要求的某些特殊場合。
三、油的關鍵指標
(1)外觀(色度)對于基礎油來說,油品的顏色往往可以反映其精制程度和穩定性。一般精制程度越高其烴的氧化物和硫化物脫除的越干凈,顏色就越淺。粘度越大,油品的顏色也越深。一般直餾產品安定性較好,含膠質少,顏色淺。裂化產品由于含有不飽和烴和非烴類化合物,性質不穩定,在儲運和使用過程中易氧化生成膠狀物質,顏色變深。但是,不同的原油所生產的基礎油,即使精制的條件相同,其透明度和顏色也可能是不同的。所以,不能僅憑顏色的深淺判別基礎油的精制深度。對于成品油,由于各添加劑公司采用的技術不同,添加劑產品的顏色深淺不同,顏色作為判斷基礎油精制程度高低的指標已失去了它原來的意義。因此,大多數的油已無顏色的要求,只要能滿足使用要求,顏色深淺都可以。(2)密度:密度是油最簡單、最常用的物理性能指標,測量密度可以近似地評定石油產品的質量和化學組成情況。在儲運過程中如果密度有明顯的變化,可以判斷油品里混入了其他的油品。(3)粘度和粘度指數:粘度反應油品的內摩擦力,是表示油品流動性的一種指標。粘度的表示方法有動力粘度、運動粘度、恩氏粘度等。運動粘度的單位是mm2/s,采用低剪切的毛細管粘度計測量。工業油一般是測40℃時的運動粘度,內燃機油和車輛齒輪油測其100℃時的運動粘度。粘度指數表示油品的粘度隨溫度變化的程度。粘度指數越高,表示油品的粘度受溫度的影響越小,其粘溫性能越好,反之越差。(4)閃點:是用來表示油品安全性和揮發性的一項指標,在規定試驗條件下,試驗火焰引起試樣蒸氣著火,并使火焰蔓延至液體表面的最低溫度。因此,用戶在選用油時應根據使用溫度和油的工作條件進行選擇。一般認為,閃點比使用溫度高20℃,即可安全使用;(5)凝點和傾點:測定凝點和傾點對于油的輸送、存儲和低溫下的使用都有著重要的意義。主要表現在一、傾點或者凝點可以作為低溫時選用油的依據,在低溫地區要有足夠低的凝點和傾點,否則油品失去了流動性,就不能保證機械的正常啟動和運轉。二、有些油品牌號是根據凝點來劃分的,例如柴油和變壓器油,-10號變壓器油的凝點就要求不高于-10℃。一般說來,油的凝點應比使用環境的最低溫度低5℃~7℃;(6)水分:是指油中含水量的百分數,通常是體積百分數。水會破壞油形成的油膜,使效果變差,銹蝕設備,使油品容易產生沉渣。總之,油中水分越少越好;(7)機械雜質:是指存在于油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物。通常,油基礎油的機械雜質都控制在0.005%以下(0.005%以下被視為“無”) ;(8)泡沫特性:指油品生成泡沫的傾向及泡沫的穩定性。油在實際使用中,由于受到振蕩、攪動等作用,使空氣進入油中,以至形成氣泡,泡沫會使油膜破壞,使摩擦面發生燒結或增加磨損,并促進油氧化變質,還會使系統氣阻,影響油循環;(9)腐蝕和銹蝕:油品應該具有抗金屬腐蝕和防銹蝕作用,在工業油標準中,這兩個項目通常都是必測項目。由于油品的自身氧化或添加劑的作用,常常會造成鋼和其他有色金屬的腐蝕。
四、選擇和使用油時需要考慮的事項
(1)要考慮油應具有適合的粘度;很多油產品以其運動粘度為產品牌號。如冷凍機油、機械油、液壓油是以40℃運動粘度來劃分。汽缸油則按100℃的運動粘度來劃分。
粘度是油的重要質量指標之一,選用正確粘度的油,可以保證發動機穩定可靠的工作。粘度增大,發動機的功率會降低,粘度太大,還會造成啟動困難;粘度減小,難以在摩擦面上形成足夠厚的油膜,造成機器的磨損。所以選用油時,粘度不能過大也不能過小。
(2)冬季選用油時注意油品的凝點和傾點;油品在冷卻過程中,先達到傾點溫度,再達到凝點溫度,傾點比凝點高。選用時需要注意凝點比環境的最低溫度低5~7℃。
(3)內燃機油要嚴格按出廠說明書規定的用油等級選油,可以選高于要求的質量等級的油品,千萬不能選用低于要求的質量等級的油品。
(4)對于中重負荷的機械,防止摩擦面磨損、擦傷和膠合是需要考慮的問題,油選用時,應選用較高油性和極壓性的油。
(5)油在使用過程中逐漸老化,黏度、酸值、水分、鐵含量逐漸增加,定時分析,達到一定界限就應該更換油。
參考文獻
[1] 馮波.淺談油及其選用規則[J].活力,2012(2).