Классификация базовых масел по api: Классификация базовых масел по API

Содержание

Классификация базовых масел по API

23 Сентября 2016

В 1970 г. Американский институт нефти (API), Американское общество по испытаниям материалов (ASTM) и Общество автомобильных инженеров (SAE) в сотрудничестве разработали совершенно новую систему сервисной классификации моторных масел API. Она даёт возможность определять и подбирать моторные масла на основе их рабочих характеристик и типа применения, для которого они предназначены.

Нужно отметить, что Система сервисной классификации моторных масел API не имеет никакой связи с Системой классификации вязкости моторных масел SAE. Последняя используется только для определения марки вязкости моторного масла SAE. Обе необходимы для точного определения характеристик моторного масла, чтобы покупатель мог выбрать нужное масло, которое будет отвечать требованиям двигателя.

 

Система сервисной классификации моторных масел API в настоящее время содержит двадцать пять классов обслуживания, которые перечислены в таблице ниже.

 

Буквенное обозначениеКласс обслуживания APIОписание Масла
SA

Универсальное обслуживание бензиновых и дизельных двигателей. (Устаревшая)

Масло без добавок
SBЭксплуатация бензиновых двигателей с минимальной нагрузкой. (Устаревшая)

Некоторые антиокислительные и противозадирные свойства.

SCГарантийные  требования к бензиновым двигателям 1964 года. (Устаревшая)

Отвечает  требованиям производителей автомобильной техники 1964-67 г.г.

SDГарантийные  требования к бензиновым двигателям 1968 года. (Устаревшая)Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 1968-71 г.г.
SE

Гарантийные  требования к бензиновым двигателям 1972 года. (Устаревшая)

Отвечает  требованиям производителей автомобильной техники 1972-79 г.г.

SF

Гарантийные  требования к бензиновым двигателям 1980 года (устаревшая)

Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 1980-88 г.г.

SG

Гарантийные  требования к бензиновым двигателям 1989 года (устаревшая)

Отвечает  требованиям производителей автомобильной техники 1989-93 г.г.

SHГарантийные  требования к бензиновым двигателям 1994 года (устаревшая)Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 1994-96 г.г.
SJ

Гарантийные  требования к бензиновым двигателям 1997 года

Отвечает  требованиям производителей автомобильной техники 1997-2000 г.г.

SL

Гарантийные  требования к бензиновым двигателям 2001 года

Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 2001-2004 г.г.
SM

Гарантийные  требования к бензиновым двигателям 2004 года

Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 2004 г. и позднее.
SN

Гарантийные  требования к бензиновым двигателям 2011 года

Отвечает требованиям производителей автомобильной техники 2011 г. и  позднее
CA

Обслуживание двигателей, работающих на высококачественном топливе в лёгком режиме. (Устаревшая)

Отвечает требованиям военной спецификации MIL-L-2104A (1954).

CB

Обслуживание двигателей, работающих на топливе более низкого качества в умеренно тяжёлом режиме. (Устаревшая)

Отвечает требованиям военной спецификации MIL-L-2104A, проводились  испытания для топлива с большим содержанием серы (Прил. 1).

CC

Обслуживание дизельных и бензиновых двигателей, работающих в умеренно тяжёлом или тяжёлом режиме. (Устаревшая)

Отвечает требованиям военной спецификации MIL-L-2104B (1964).
CDОбслуживание дизельных двигателей, работающих в тяжёлом режиме. (Устаревшая)

Для среднескоростных дизельных двига- телей с наддувом. Отвечает требованиям спецификаций MIL-L-2104C и Caterpillar серии 3.

CD-IIОбслуживание 2-тактных дизельных двигателей, работающих в тяжёлом режиме. (Устаревшая)Отвечает сервисным требованиям API CD и имеет сертификат Detroit Diesel 6V53T.
CEОбслуживание дизельных двигателей с наддувом и турбонаддувом, работающих в тяжёлом режиме и произведенных не ранее 1983 г. (Устаревшая)

Отвечает сервисным требованиям API CD, а также имеет сертификаты Mack E0-K/2 и Cummins NTC-400.

CF

Обслуживание дизельных двигателей с непрямым впрыском и других моделей дизельных двигателей, работающих на различных видах топлива, в том числе с повышенным содержанием серы (>0,5%). (Устаревшая)

Обеспечивает эффективную защиту от отложений, износа и коррозии поршневой группы в дизельных двигателях без наддува, с наддувом и турбонаддувом. Может заменять масла категории CD.

 

CF-2Обслуживание 2-тактных дизельных двигателей, работающих в тяжёлом режиме. (Устаревшая)

Обслуживание, типичное для двухтактных дизельных двигателей 1994 года, работающих в тяжёлом режиме, для которых требуется надёжная защита от износа и образования отложений. Может заменять масла категории CD-II.

CF-4

Обслуживание 4-тактных дизельных двигателей с турбонаддувом, работающих в тяжёлом режиме, особенно последних моделей (не ранее 1988г.) с пониженным уровнем выбросов. (Устаревшая)

Отвечает требованиям спецификации Caterpillar 1-K, а также сертификаты Mack Eo-K/2 и Cummins NTC-400.

CG-4

Обслуживание 4-тактных дизельных двигателей, работающих на топливе с пониженным содержанием серы (от <0,05% до <0,5%) в тяжёлом режиме, разработанных с учётом норм выбросов 1994 г. (Устаревшая)

Обеспечивает эффективную защиту от образования отложений на поршневой системе при высоких температурах, износа, коррозии, пенообразования, накопления сажи, а также обладает стабильностью к окислению. Может заменять масла категорий CD, CE и CF-4.

CH-4

Обслуживание  высокоскоростных 4-тактных дизельных двигателей, работающих на топливе с пониженным содержанием серы (от <0,05% до <0,5%), разработанных с учётом норм выбросов 1998 г.

Обеспечивает эффективную защиту от образования отложений на поршневой системе при высоких температурах, износа, коррозии, пенообразования, накопления сажи, а также обладает стабильностью к окислению. Может заменять масла категорий CF-4 и CG-4.

CI-4 (CI-4 Plus)

Обеспечивает  значительное увеличение качества по сравнению с категорией CH-4. Предназначена для высокоскоростных четырёхтактных дизельных двигателей для дорожной и внедорожной эксплуатации, работающих на топливе с массовым содержанием серы менее 0,05%. Отвечает требованиям стандарта по выбросам 2002 года и тяжёлых условий эксплуатации, возникающих в результате использования систем рециркуляции отработавших газов (EGR).

Обладает более эффективными свойствами по сравнению с категорией СН-4, в частности повышенной стабильностью вязкости, защитой от сажеобразования и  отложений в поршневой группе, стойкостью к окислению. Может заменять масла категорий CF-4, CG-4 и CH-4. Некоторые масла CI-4 могут иметь маркировку CI-4 Plus, что означает повышенную защиту от износа, улучшенное удаление сажи и стабильность сопротивления сдвигу.

CJ-4

Для использования в высокооборотных четырёхтактных дизельных двигателях, отвечающих последним требованиям по выбросам отработавших газов 2007 и 2010 модельных годов, а также прежних модельных годов. Данные масла состав- лены для всех областей применения с дизельным топливом с содержанием серы до 500 ppm (0,05% по массе). 

Эта новая категория специально разработана в соответствии со строгим законодательством по выбросам в окружающую среду и более суровыми условиями работы двигателей, оборудованных системами рециркуляции отработавших газов (EGR).

Могуут применяться также там, где требуются масла классов API CH-4 и CI-4 / CI-4 Plus.

 

Ниже мы даем более детальное описание каждой сервисной категории API. Однако это всего лишь рекомендации по подбору моторных масел для значительно различающихся условий эксплуатации  двигателей.

 

КАТЕГОРИИ API “S” (“сервисные”) (бензин, пропан, СПГ) Описание стандартов от SA до SF не дается, так как они считаются устаревшими. Действующие категории могут заменять масла этих устаревших категорий. Масла категории “S” обычно ассоциируются с системами искрового зажигания.

 

API SG ДЛЯ ГАРАНТИЙНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 1989 г.

Типовое обслуживание бензиновых двигателей легковых автомобилей, фургонов и лёгких грузовиков начиная с 1989 модельного года, работающих в соответствии с рекомендованными производителями оборудования правилами технического  обслуживания. (Устаревшая)

 

API SH ДЛЯ ГАРАНТИЙНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 1994 Г.

Типовое обслуживание бензиновых двигателей легковых автомобилей, фургонов и лёгких грузовиков начиная с 1994 модельного года, работающих в соответствии с рекомендованными производителями оборудования правилами технического обслуживания. Масла, разработанные для такого обслуживания, обеспечивают по сравнению с маслами предыдущих категорий повышенную защиту от отложений в двигателе, окисления и износа. Масла, отвечающие требованиям стандарта API SH, могут использоваться в том оборудовании, где рекомендуются категории API SG, SG/CC, SF,  SF/CC и SE. (Устаревшая)

 

API SJ ДЛЯ ГАРАНТИЙНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 1997 Г.

Типовое обслуживание бензиновых двигателей легковых автомобилей, внедорожников, фургонов и лёгких грузовиков начиная с 1997 модельного года, работающих в соответствии с рекомендованными производителями оборудования правилами технического обслуживания. Масла сервисной классификации API SJ могут использоваться в том оборудовании, где рекомендуются категория API SH  и более ранние классы обслуживания.

 

API SL ДЛЯ ГАРАНТИЙНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 2001 Г.

Типовое обслуживание бензиновых двигателей легковых автомобилей, внедорожников, фургонов и лёгких грузовиков, начиная с 1 июля 2001 года. В дополнение к общему повышению качества таких масел, новый стандарт направлен, в частности, на снижение летучести масел, продление их срока службы,  повышение топливной экономичности и совместимости с системами снижения токсичности отработавших газов. Масла, соответствующие категории API SL, могут использоваться также в том оборудовании, где рекомендуются категория API SJ и более ранние классы обслуживания.

 

API SM ДЛЯ ГАРАНТИЙНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 2004 г.

Типовое обслуживание бензиновых двигателей легковых автомобилей, внедорожников, фургонов и лёгких грузовиков, начиная с декабря. 2004 г. В дополнение к общему повышению качества таких масел, новый стандарт направлен, в частности, на снижение летучести масел, продление их срока службы,  повышение топливной экономичности и совместимости с системами снижения токсичности отработавших газов. Масла, соответствующие категории API SM, могут использоваться также в том оборудовании, где рекомендуются категория API SL  и более ранние категории обслуживания.

 

API SN ДЛЯ ГАРАНТИЙНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ БЕНЗИНОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 2011 г.

Категория API SN была принята в октябре 2010 года для моторных масел, поступивших в продажу в 2011 году. Эти масла применяются для типового обслуживания бензиновых двигателей существующих и прежних моделей легковых автомобилей, кроссоверов, фургонов и лёгких грузовиков, эксплуатируемых в соответствии с рекомендованными производителями транспортного средства правилами технического обслуживания. Владельцы и водители должны следовать рекомендациям производителя транспортного средства в отношении вязкости и спецификации масла. Категория API SN нацелена на повышение эксплуатационной надёжности и совместимости масел с уплотнениями по сравнению с API SM. В сочетании с ресурсосберегающими маслами (см. ниже) продукты категории SN снижают расход топлива, защищают системы доочистки, турбокомпрессоры и двигатели при использовании этанолсодержащих типов топлива вплоть до E85. Моторные масла сервисной категории API SN могут применяться с оборудованием, для которого рекомендованы категория API SM и более ранние категории S.

 

КЛАССИФИКАЦИЯ МАСЕЛ ДЛЯ ЛЕГКОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ, ВНЕДОРОЖНИКОВ, ФУРГОНОВ И ЛЁГКИХ ГРУЗОВИКОВ  ПО РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЮ

Классификация по ресурсосбережению представляет собой дополнительную классификацию моторных масел для бензиновых легковых автомобилей, внедорожников, фургонов и лёгких грузовиков. Ресурсосберегающие масла помогают снизить расход топлива, защищают компоненты систем доочистки отработавших газов, защищают турбокомпрессоры от отложений и защищают двигатели, работающие на этанолсодержащем топливе вплоть до E85. Техническое описание требований для этой дополнительной классификации представлено в документе API 1509, технический бюллетень № 1 от 17 июня 2010   года.

 

РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В СОЧЕТАНИИ СЕРВИСНОЙ КАТЕГОРИЕЙ API SN

Моторные масла сервисной категории API SN с маркировкой «Ресурсосберегающее» снижают расход топлива и защищают компоненты системы доочистки отработавших газов легковых автомобилей, внедорожников, фургонов и лёгких грузовиков с бензиновыми двигателями. Эти масла продемонстрировали снижение расхода топлива (FEI) в ходе теста Sequence VID. Процент экономии  представлен в следующей таблице в сравнении с контрольным маслом (Bl), использованным в тесте Sequence VID. Кроме того, данные масла в указанных тестах показали более высокий уровень защиты системы снижения токсичности отработавших газов и турбокомпрессора, а также высокую степень защиты двигателя, работающего на этанолсодержащем топливе вплоть до E85.

В прежних категориях S часто встречалось описание “Energy Conserving”Энергосберегающее«), однако эта характеристика отражала исключительно снижение расхода топлива. Ресурсосберегающие масла в сочетании с API SN ориентированы на снижение расхода топлива, защиту системы снижения токсичности отработавших газов и турбокомпрессора, а также на совместимость с этанолсодержащим топливом вплоть до E85. Масла, которые прошли испытания с указанными результатами и надлежащим образом лицензированные API, могут иметь маркировку “resource Conserving” («Ресурсосберегающее») в нижней части значка сервисной классификации API в сочетании с маркировкой сервисной категории API SN в верхней части. Снижение расхода топлива и прочие преимущества в плане ресурсосбережения, которых добиваются отдельные водители ТС, использующие моторные масла с маркировкой «Ресурсосберегающее», могут различаться. Это объясняется влиянием множества факторов, включая тип транспортного средства и двигателя, переменные параметры производства двигателя, состояние и обслуживание двигателя, ранее применявшееся масло, условия эксплуатации и стиль вождения.

 

 

КАТЕГОРИИ API “C” (“КОММЕРЧЕСКИЕ”) ДЛЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Масла категории “C” обычно ассоциируются с дизельными (особо мощными) двигателями.

 

API CA ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ  ДВИГАТЕЛЕЙ

Типовое обслуживание дизельных двигателей, работающих в умеренно тяжёлом режиме на высококачественном топливе. Такая категория иногда включала в себя обслуживание бензиновых двигателей, работающих в легком режиме. Широко использовалась в конце сороковых и в пятидесятых годах. (Устаревшая)

 

API CB ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ  ДВИГАТЕЛЕЙ

Типовое обслуживание дизельных двигателей, работающих в легком или умеренно тяжёлом режиме, но на топливе более низкого качества, что вызывало необходимость в защите от износа и образования отложений. Производство масел такой категории началось в 1949 г. (Устаревшая)

 

API CC ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ  ДВИГАТЕЛЕЙ

Типовое обслуживание некоторых моделей дизельных двигателей без наддува, с наддувом и турбонаддувом, работающих в умеренно тяжёлом либо тяжёлом режиме на высококачественном топливе, а также ряда бензиновых двигателей, работающих в тяжёлом режиме. Масла такой категории были разработаны для защиты от отложений при высоких температурах и коррозии подшипников в таких типах дизельных двигателей, а также для защиты от ржавчины, коррозии и низкотемпературных отложений в бензиновых двигателях. Введена в действие в 1961 г. (Устаревшая)

 

API CD ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ  ДВИГАТЕЛЕЙ

Типовое обслуживание некоторых моделей дизельных двигателей без наддува, с наддувом и турбонаддувом, где необходима эффективная защита от износа и отложений, либо при использовании топлива различного качества, в том числе с повышенным содержанием серы. Масла такой категории стали производиться в 1955 г. и обеспечивали защиту от коррозии подшипников и высокотемпературных отложений в таких типах дизельных двигателей. (Устаревшая)

 

API CD-ii ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ 2-ТАКТНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, РАбОТАЮЩИХ  В ТЯЖЁЛОМ РЕЖИМЕ

Типовое обслуживание 2-тактных дизельных двигателей, требующих высокоэффективной защиты от износа и образования отложений. Масла такой категории должны отвечать всем эксплуатационным требованиям сервисной категории API CD. (Устаревшая)

 

API CE ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 1983  ГОДА

Типовое обслуживание некоторых моделей дизельных двигателей с наддувом и турбонаддувом, работающих в тяжёлом режиме, произведенных начиная с 1983 года и эксплуатируемых с большими нагрузками как при низких, так и при высоких оборотах. Масла такой категории также должны отвечать требованиям сервисных категорий API CC и CD. (Устаревшая)

 

API CF ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНЕДОРОЖНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ 1994 ГОДА С НЕПРЯМЫМ ВПРЫСКОМ

Сервисная категория API СF обозначает типовое обслуживание дизельных двигателей внедорожных автомобилей с непрямым впрыском и других типов дизельных двигателей, которые работают на различном топливе, в том числе и с повышенным содержанием серы, например, более 0,5% по массе. Для таких двигателей, среди которых могут встречаться модели без наддува, с наддувом и с турбонаддувом, очень важна эффективная защита от образования отложений на поршневой группе, износа и коррозии подшипников из сплавов, содержащих медь. Масла такой категории могут также использовать в том оборудовании, где рекомендуется класс обслуживания API CD.  (Устаревшая).

 

API CF-2 ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ 2-ТАКТНЫХ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 1994 ГОДА, РАбОТАЮЩИХ В ТЯЖЁЛОМ РЕЖИМЕ

Сервисная категория API СF-2 обозначает типовое обслуживание двухтактных дизельных двигателей, требующих высокоэффективной защиты от задиров поверхности цилиндров и колец, а также от отложений. Масла такой категории производятся с 1994 года и могут также использоваться в том оборудовании, где рекомендуется класс обслуживания API CD-II. Такие масла необязательно должны соответствовать требованиям CF или CF-4, за исключением тех случаев, если такие масла не разработаны специально с учётом эксплуатационных требований таких категорий. (Устаревшая)

 

API CF-4 ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 1991  г.

Типовое обслуживание четырёхтактных дизельных двигателей с турбонаддувом, работающих в тяжёлом режиме, в частности последних моделей с пониженной токсичностью отработавших газов. Такие двигатели обычно устанавливаются на шоссейном грузовом транспорте. Масла API CF-4 превышают требования категории СЕ и могут использоваться взамен масел предыдущих категорий СС, CD и CE. (Устаревшая)

 

API CG-4 ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ РАбОТАЮЩИХ В ТЯЖЁЛОМ РЕЖИМЕ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 1994 ГОДА

Предназначена для высокоскоростных четырехтактных дизельных двигателей как шоссейного, так и внедорожного транспорта, где используется топливо с массовым содержанием серы от менее 0,05 до менее 0,5 процента. Масла CG-4 обеспечивают надёжную защиту от высокотемпературных отложений в поршневой группе, износа, коррозии, пенообразования, накопления сажи и окисления. Они особенно эффективны при использовании в двигателях, которые разработаны с учётом норм токсичности отработавших газов 1994 г., и могут также применяться в том оборудовании, где требуется соответствие категориям CD, CE и CF-4. (Устаревшая)

 

API CH-4 ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ РАбОТАЮЩИХ В ТЯЖЁЛОМ РЕЖИМЕ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 1999 ГОДА

Предназначена для высокоскоростных четырёхтактных дизельных двигателей как шоссейного, так и внедорожного транспорта, где массовое содержание серы в топливе может варьироваться от менее 0,05% до менее 0,5%. Масла СН-4 обеспечивают наилучшую защиту от отложений в поршневой группе при высокой температуре, износа, коррозии, пенообразования, накопления сажи и окисления. Такие масла были специально разработаны для двигателей, производящихся в соответствии с нормами Агентства по охране окружающей среды 1998 г., и могут также применяться в том оборудовании, где требуется соответствие категориям API CD, CE, CF-4 и CG-4. Производство моторных масел такого класса обслуживания началось в 1999 г.

 

API CI-4 (CI-4 PLUS) ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ РАбОТАЮЩИХ В ТЯЖЁЛОМ РЕЖИМЕ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 2002 ГОДА

Предназначена для высокоскоростных четырёхтактных дизельных двигателей как шоссейного, так и внедорожного транспорта, где массовое содержание серы в топливе может варьироваться от менее 0,05% до менее 0,5%. Новая категория специально разработана в соответствии со строгим законодательством по выбросам в окружающую среду и более суровыми условиями работы двигателей, оборудованных системами рециркуляции отработавших газов (EGR). Компания Petro-Canada поставляет моторные масла, разработанные для данной категории. Кроме того, они могут применяться там, где требуются масла классов API CD, CE, CF-4, CG-4 и CH-4.

 

API CJ-4 ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ РАбОТАЮЩИХ В ТЯЖЁЛОМ РЕЖИМЕ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ 2007 И 2010 ГОДОВ

Для использования в высокооборотных четырёхтактных дизельных двигателях, отвечающих последним требованиям по выбросам отработавших газов 2007 и 2010 модельных годов, а также прежних модельных годов. Эти масла предназначены для всех областей применения с дизельным топливом с содержанием серы до 500 ppm (0,05% по массе). Однако применение таких масел в двигателях, работающих на дизельном топливе с содержанием серы более 15 ppm (0,0015% по массе), может сократить срок службы систем доочистки отработавших газов и/или интервал замены масла.

 

ДРУГИЕ СПЕЦИФИКАЦИИ МОТОРНЫХ МАСЕЛ ДЛЯ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Некоторые производители дизельных двигателей устанавливают особые требования к моторным маслам, которые не вполне укладываются в рамки классификаций API.

 

CATERPILLAR ECF-1

Спецификация выпущена в 2003 году для двигателей, производящихся по технологии ACERT (усовершенствованная технология снижения токсичности отработавших газов). Масло должно соответствовать категории CI-4/CH-4 с содержанием сульфатированной золы <1,3% и один раз пройти тест CAT 1P, либо соответствовать категории CI-4/CH-4 с содержанием сульфатированной золы 1,3-1,5% и дважды пройти тест CAT 1P.

 

CATERPILLAR ECF-1-a

Эта спецификация принята в 2007 г. на замену предыдущих требований Caterpillar ECF-1. Она специально разработана для всех дизельных двигателей серии Caterpillar 3500 для шоссейной техники, а также дизельных двигателей грузовых автомобилей и оборудования меньшего рабочего объёма, производимых по технологии ACERT (усовершенствованная технология снижения токсичности отработавших газов), 2006 года выпуска и ранее. Масло должно соответствовать категории CH-4 с содержанием сульфатирован- ной золы <1,3% и один раз пройти тест CAT 1P, либо соответствовать категории CH-4 с содержанием сульфатированной золы 1,3-1,5% и дважды пройти тест CAT 1P.

 

CATERPILLAR ECF-2

Эта спецификация принята в 2007 г. Она специально разработана для всех дизельных двигателей серии Cat 3500 для шоссейной техники, а также дизельных двигателей грузовых автомобилей и оборудования меньшего рабочего объёма, производимых по технологии ACERT (усовершенствованная технология снижения токсичности отработавших газов), 2006 года выпуска и ранее. Масла должны соответствовать категории CI-4/CI-4 Plus и содержать сульфатированную золу ≤1,5%.

CATERPILLAR ECF-3

Данная спецификация идентична API CJ-4 и является основным требованием компании Caterpillar для её дизельных двигателей модельного ряда 2007 г., оборудованных сажевыми фильтрами (DPF). Также рекомендуется для прежних моделей дизельных двигателей шоссейного транспорта, работающих на топливе с содержанием серы до 500 ppm.

 

CUMMINS 20071

Спецификация Cummins 20071 требует применения моторного масла наивысшего качества в двигателях Cummins модели 1997 г., эксплуатирующихся в Северной Америке с продлёнными интервалами замены масла. Масла Cummins 20071 должны выдерживать 200 часов испытания Cummins M-11, а также ряд других испытаний масел для дизельных двигателей (Mack, Caterpillar и GM).

 

CUMMINS 20072

Спецификация Cummins 20072 требует применения моторного масла наивысшего качества в двигателях Cummins модели 1997 г., эксплуатирующихся во всем мире и работающих на некачественном топливе с продлёнными интервалами замены моторного масла и плохим техническим обслуживанием двигателя.

Масла Cummins 20072 должны выдерживать 200 часов испытания Cummins M-11, ряд других испытаний масел для дизельных двигателей (Mack, Caterpillar и GM), а также соответствовать требованиям ACEA E3 к смазочным материалам для дизельных двигателей.

 

CUMMINS 20076

Спецификация Cummins 20076 требует применения моторного масла наивысшего качества в двигателях Cummins модели 1999 г., эксплуатирующихся в Северной Америке с продлёнными интервалами замены масла. Масла Cummins 20076 должны выдерживать 300 часов испытания Cummins M-11, а также ряд других испытаний масел для дизельных двигателей, проводимых в более жёстких условиях, чем для предыдущей спецификации 20071.

 

CUMMINS 20078


Cummins 20078 уже введена в действие и также требует повышенных эксплуатационных свойств, включая испытания и соответствие нормам категории CI-4.

Спецификация на масла высокого качества, предназначенные для двигателей, соответствующих стандарту Cummins 2007 и 2010 и оборудованных сажевыми фильтрами (DPF). Она не требует каких-либо дополнительных испытаний, помимо указанных в нормах API CJ-4, однако устанавливает на некоторых моторных испытаниях значительно более жёсткие допуски. Масла, соответствующие данной спецификации, могут применяться в двигателях, работающих на дизельном топливе с содержанием серы до 500 ppm.

DETROIT DIESEL PG 93K218

Эта спецификация определяет параметры для двигателей Detroit Diesel, отвечающих требованиям EPA 2007 и 2010 годов к выбросам шоссейной техники. Эти двигатели оснащаются охлаждаемыми системами рециркуляции отработавших газов и сажевыми фильтрами. 93K218 представляет собой спецификацию на масла премиум-класса и превышает параметры API CJ-4 благодаря более жёстким допускам в важнейших испытаниях двигателей по программе тестирования CJ-4. 93K218 превосходит требования прежних спецификаций DD, поэтому такие масла могут применяться для двигателей прежних моделей. Рекомендуемый тип топлива для таких сфер применения – дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (UlSD; содержание серы 15 ppm). Если применяется дизельное топливо с низким содержанием серы (500 ppm), интервалы замены масла могут быть слегка сокращены по сравнению с UlSD.

Для двухтактных дизельных двигателей производства компании Detroit Diesel Corporation требуются масла SAE 40 или 30 качества, соответствующего категории CF-2, с массовым содержанием золы не более 1,0%. В качестве альтернативы для двигателей Detroit Diesel моделей 53, 71 и 92 разрешается использование масел SAE 15W-40 категории API CF-2, обладающих вязкостью HTHS (высокотемпературная защита – высокое сопротивление сдвигу) не менее 3,7 сП (содержание золы в котором также не должно превышать норму в 1,0 % массы). Для больших двигателей Model 149 использование масел SAE 15W-40 и SAE 30 не допускается. Обращаем Ваше внимание, что Detroit Diesel Corporation более не выпускает двухтактные двигатели на коммерческий  рынок.

MACK EO-M

Длительное время компания Mack Trucks активно разрабатывает стандарты моторных масел для смазки своих работающих в тяжёлом режиме дизельных двигателей. Спецификация моторных масел MACK Eo-M была введена в действие в 1998 г. Для всех двигателей MACK моделей 1998 года, работающих в тяжёлом режиме или с продлёнными интервалами замены моторного масла, обязательно использование продуктов, соответствующих спецификации MACK OE-M.

Такие масла обязательно должны быть всесезонными, отвечать требованиям сервисной категории API CH-4 и пройти следующие испытания: Mack T-8E (300 часов), Mack T-9 (500 часов) и Cummins M-11 (200 часов).

MACK EO-M PLUS

Спецификация MACK Eo-M Plus была введена в действие в 1999 г. Использование масел, соответствующих этим техническим требованиям, обязательно на всех двигателях MACK моделей 1999 года с интервалами замены масла до 80 000 км (50 000 миль).

Масла MACK Eo-M Plus обязательно должны быть всесезонными, отвечать требованиям сервисной категории API CH-4 и пройти следующие испытания: Mack T-8E и Mack T-9 с максимально жёсткими условиями и Cummins M-11 (время испытания продлено до 300 часов).

 

MACK EO-N PLUS

Так же, как и предыдущие, данная спецификация требует, чтобы масла обладали наилучшими эксплуатационными свойствами, которые превышают требования испытаний на соответствие категории CI-4 и выше норм спецификации MACK Eo-N.

MACK EO-N PREMIUM PLUS ’03

Соответствие данной спецификации требуется для модельного ряда двигателей Mack ASET, которые оборудованы системами рециркуляции отработавших газов, а также настоятельно рекомендуются для всех других двигателей Mack вне зависимости от модели. Моторные масла Mack Eo-N Premium Plus ’03 превышают требования как категории API CI-4, так и предыдущих спецификаций Eo-N.

MACK EO-O PREMIUM PLUS ’07 / VOLVO VDS-4 / RENAULT VI RLD-3

Эти спецификации содержат требования к двигателям Mack, Volvo и renault, разработанным в соответствии с экологическими требованиями EPA 2007 и 2010 по ограничению токсичности отработавших газов шоссейного транспорта. Новые двигатели оборудованы сажевыми фильтрами (DPF). Как спецификации масел премиум-класса, они превосходят категорию API CJ-4, устанавливая более жёсткие допуски в моторных испытаниях Mack T-12, Cummins ISM и Cummins ISB, а также требуют прохождения испытания Volvo D12D. Eo-o Premium Plus превосходит требования прежних спецификаций Mack, поэтому такие масла могут применяться для двигателей прежних моделей. Масла, соответствующие данной спецификации, могут применяться в двигателях, работающих на дизельном топливе с содержанием серы до 500 ppm.

 

 

ЗНАК  КЛАССИФИКАЦИИ API

Для единой маркировки и облегчения выбора покупателями моторного масла, соответствующего рекомендациям производителей транспортных средств, Подкомитет по смазочным материалам Американского института нефти создал знак классификации API, который показан на рисунке. Этот символ используется для указания на упаковке сервисной категории или категорий API (в верхней части знака), класса вязкости SAE (в центре) и маркировки «resource Conserving» (в нижней части), если продукт обладает такими свойствами. Маркировка «resource Conserving» не применяется к смазочным материалам для работающих в тяжёлом режиме дизельных двигателей. Данный знак содержит все соответствующие данные о продукте, необходимые покупателю, объединенные вместе и показанные ясным и доступным образом.

 

 

 

 

СИМВОЛ СЕРТИФИКАЦИИ ILSAC

Международный комитет по стандартизации и одобрению смазочных материалов   (ILSAC) также имеет свой знак маркировки, обычно называемый «Звездочкой» («the Starburst»).

 

 

Вернуться к списку публикаций

Группы базовых масел, или Про синтетику и минералку. Часть 1 – Введение

Приветствую вас друзья!


В основном, в магазинах, на сто или между собой, большинство автолюбителей привыкли разделять моторные масла на три категории. Это минеральное, полусинтетическое и синтетическое масло.

Однако, не все знают и понимают, что кроется за этими понятиями и что они вообще являются маркетинговыми…

Вот, например, из чего сделана полусинтетика? или что такое 100% синтетика?

Начать этот разговор следует с понимания того, как же на самом деле и на какие категории делятся масла, а после, мы уже посмотрим, что называют синтетикой, а что минералкой.

В серии статей про группы базовых масел, мы поговорим о том, какие бывают базовые масла и в чем же разница между ними.

Базовые масла – это, как известно, еще не готовое масло для заливки в двигатель, а основная составляющая моторного масла, основа основ, так сказать. Далее, в процессе смешивания и добавления присадок из них получается так называемое товарное масло – то которое вы заливаете в свой двигатель.

Одной из основных характеристик базовых масел является индекс вязкости – VI (Viscosity Index).

Зеленая линия – более низкий индекс вязкости

Напомню, что этот показатель говорит о зависимости вязкости масла от изменения температуры. Чем ниже индекс вязкости, тем больше изменяется вязкость масла при увеличении температуры (то есть чем горячее, тем больше разжижается масло), соответственно, чем он выше, тем лучше для нас.


Группы базовых масел по API

Во всем мире базовые масла принято делить на группы согласно классификации API (The American Petroleum Institute – Американский институт нефти)

API

Давайте посмотрим на эту классификацию:

Группы базовых масел по API

В таблице, мы видим, что базовые масла делятся на 5 групп.

Первые три из них производятся из нефти и различаются тремя главными показателями – индексом вязкости, содержанием насыщенных углеводородов и содержанием серы.

Группа IV – это полиальфаолефины, которые производят из попутных газов, получаемых при переработке нефти.

Группа V включает в себя все остальное, что не вошло в другие группы. Это синтетические масла других типов, на основе сложных эфиров и спиртов

А теперь давайте обратим внимание на очень интересные сноски от API:

Смотрите, первая сноска переводится как: «Компании также используют свои собственные маркетинговые фразы, такие как группа 1-2 или группа 2+»

Вторая сноска гораздо интереснее, здесь сразу три весьма любопытных фразы в которых говорится следующее:

«Группа III может законно называться синтетикой» – как и почему разберем подробнее в статье про группу III

Следующая фраза:

«Термин «Синтетика» не является частью классификации API» – весьма интересно, то есть API вообще не делит масла на синтетику и не синтетику.

Ну и самое интересное:

«Синтетика — это маркетинговый термин, это не технический термин»

Ну что же, уже стало гораздо интереснее. Не так-ли?

Далее, в следующих статьях, мы поговорим о каждой группе подробнее и в завершении разберем что же все-таки является синтетикой и бывает ли она «чистая», что называют полусинтетикой и из каких групп она делается.

На этом пока все! Спасибо вам за прочтение! Читайте следующие статьи и забегайте к нам за маслом!

© oilshop42.ru

2. Классификация базовых масел по api

Американский нефтяной институт (API) рекомендует классифицировать базовые масла по трем показателям: индекс вязкости, доля нафтено-парафиновых углеводородов и содержание серы (табл.).

Традиционные базовые масла I группы вырабатываются в России по действующим технологиям с применением процессов разделения сырья (перегонка, селективная очистка, сольвентная депарафинизация), а для производства масел групп II и III требуется использование новейших технологий, так как к ним предъявляются очень высокие требования по содержанию серы и индексу вязкости.

Таблица

Классификация базовых масел по api

Группа

Индекс вязкости

Массовая доля, %

нафтено-парафинов

серы

I

80-120

<90

>0,03

II

80-120

90

0,03

III

120

90

0,03

IV

Все полиальфаолефины (ПАОМ)

V

Другие базовые масла кроме групп I, II, III и IV

3. Поточная схема производства базовых масел.

4. Назначение процесса деасфальтизации в растворе пропана. Сырье, продукты. Изменение показателей качества деасфальтизата по сравнению с показателями качества гудрона.

Для извлечения масляных компонентов из гудрона используется процесс деасфальтизации пропаном. Деасфальтизация используется для получения компонентов сырья каталитического крекинга и гидрокрекинга.

Сырье процесса – гудрон, продукты – деасфальтизат (целевой) и битум деасфальтизации (побочный)

У деасфальтизата ниже, чем у гудрона, вязкость, коксуемость, плотность, показатель преломления, цвет (табл.).

Таблица

Качество исходного сырья и продуктов двухступенчатой

деасфальтизации гудрона пропаном.

Показатели

Гудрон

I ступень

II ступень

Деасфаль-

тизат

Асфальт

Деасфаль-

тизат

Асфальт

Смесь коробковской и жирновской нефтей

Вязкость кинематическая при 100оС, сст

22,6

43,46

Коксуемость, %

8,4

0,84

1,7-1,9

Плотность ρ420

0,955

0,897

0,912

Показатель преломления nD50

1,4889

1,4885

Содержание серы, %

0,75

0,53

1,10

0,60

1,10

Туймазинская нефть

Вязкость кинематическая при 100оС, сст

22-23

43-48

Коксуемость, %

14,0

1,2

2,1-2,7

Плотность ρ420

0,995

0,915

Показатель преломления nD50

1,4995

1,5147

Содержание серы, %

2,8

1,5

3,1

1,8-2,2

3,2

5. Факторы, определяющие эффективность процесса деасфальтизации в растворе пропана.

Качество сырья.

Сырье широкого фракционного состава деасфальтируется хуже, чем сырье, не содержащее фракций, выкипающих до 500оС. Низкомолекулярные компоненты хорошо растворяются в пропане и действуют как промежуточный растворитель. Таким образом, увеличивается растворяющая способность пропана по отношению к ПАУ и смолам. Это снижает глубину деасфальтизации и селективность процесса. При переработке более концентрированного остатка деасфальтизат характеризуется низкой коксуемостью и цветом, однако при переработке сырья узкого фракционного состава выход деасфальтизата ниже.

Концентрацию гудрона подбирают в зависимости от характера нефти. Концентрация гудронов малосмолистых нефтей должна быть большей из-за присутствия в них большого количества компонентов, легко растворимых в пропане. В гудронах высокосмолистых нефтей должно содержаться некоторое количество низкомолекулярных компонентов. В противном случае возможны потери ценных высокомолекулярных парафинонафтеновых углеводородов.

Температура. С увеличением температуры процесса снижается растворимость компонентов сырья в пропане, особенно при температурах, близких к 96,8оС (критическая температура пропана). С повышением температуры верха (tв) колонны деасфальтизации получают более светлый деасфальтизат с меньшим выходом и коксуемостью. При приближении tв к критической температуре пропана уменьшаются его плотность и растворяющая способность. Углеводородные компоненты сырья осаждаются из раствора вместе со смолами и асфальтенами. Выход деасфальтизата снижается.

С уменьшением температуры растворяющая способность сжиженного пропана растет. Он начинает удерживать в растворе не только парафино-нафтеновые и высокоиндексные ароматические углеводороды, но и низкоиндексные. Ухудшаются осаждение АСВ, цвет деасфальтизата, возрастает его коксуемость.

Температура верха колонны определяет качество деасфальтизата. Постепенное равномерное снижение температуры по высоте колонны позволяет отделить не только высокомолекулярные смолы (М = 800 ÷ 900), но и смолы массы 700 ÷ 800, ухудшающие цвет деасфальтизата, т.е. создание температурного градиента повышает селективность процесса. Температурный градиент деасфальтизации – разность температур между верхом и низом колонны. Температура низа колонны обеспечивает необходимый отбор деасфальтизата.

Оптимальный температурный режим: температура верха от 65 до 85оС; температура низа от 45 до 62оС; градиент температур 20 – 25оС.

Кратность растворителя к сырью. Влияние кратности пропана к сырью на выход и качество продуктов деасфальтизации показано на рис. В области I происходит насыщение сырья пропаном. В области II до оптимальной кратности глубина извлечения АСВ увеличивается, падает вязкость, плотность и коксуемость деасфальтизата. Уменьшается его выход. Раствор масляных компонентов в пропане при оптимальной кратности – насыщенный. В области III выход деасфальтизата начинает увеличиваться, ухудшается его качество, так как раствор компонентов в пропане перестает быть насыщенным, пропан начинает растворять ПАУ и смолы.

Оптимальная кратность пропана к сырью уменьшается с увеличением температуры деасфальтизации.

Р и с. Влияние кратности пропана к сырью на выход и качество продуктов деасфальтизации:

1 – температура размягчения асфальта; 2 – выход деасфальтизата;

3 – вязкость деасфальтизата; 4 плотность деасфальтизата;

5 – коксуемость деасфальтизата

Качество пропана. Обычно используют пропан чистотой не менее 95 % об. Повышенное содержание этана снижает выход деасфальтизата, повышает давление в аппаратах установки, снижает коэффициент теплопередачи в теплообменной температуре. Норма содержания этана – 2 % об.

Бутан, изобутан и пентан повышают растворяющую способность пропана, увеличивают выход деасфальтизата, но ухудшают его качество.

Пропилены и бутилены увеличивают растворимость смол и ПАУ в пропане, снижая качество деасфальтизата.

Давление. Давление процесса деасфальтизации подбирается таким образом, чтобы пропан находился в жидкой фазе, поэтому давление непосредственно связано с температурой процесса и составом технического пропана. Обычно процесс деасфальтизации ведут под давлением на 0,3-0,5 МПа выше, чем давление насыщенных паров сжиженного пропана. Давление обычно поддерживается на уровне 3,5-4,5 МПа.

Масляной базис. Группы моторных масел | SUPROTEC

Вид базового масла определяет итоговый тип масла – минеральное, синтетическое или частично синтетическое масло, в просторечии называемое «полусинтетикой». Само понятие «синтетическое масло» является довольно широким

Что лить в мотор? Чем отличаются масла, кроме цены? Что было раньше и куда идем сейчас? Попробуем разобраться…

Любое масло – это смесь основы, называемой базовым маслом, и пакета присадок, за счет которых формируются заданные свойства масла – вязкостные, противоизносные, противозадирные, антиокислительные, моющие и другие.

Вид базового масла определяет итоговый тип масла – минеральное, синтетическое или частично синтетическое масло, в просторечии называемое «полусинтетикой». Само понятие «синтетическое масло» является довольно широким. Под таковым понимается масло, основа которого получена путем химического синтеза. На практике же в интересах Его Величества Маркетинга фирмы трактуют состав масел достаточно широко, причем в своих интересах. В профессиональном сообществе принято полагаться на систему классификации API (American Petroleum Institute), следование которой четко разделяет масла по группам.

Базовые масла, согласно этой классификации, делятся на пять основных групп:

— Группа I – базовые масла, полученные методом селективной очистки и депарафинизации. Простой и дешевый вариант, который получается на конечной стадии переработки нефти, после того, как из нее отогнаны бензиновые и дизельные фракции. Это масла, которые в обиходе называются «минеральными». Операции селективной очистки и депарафинизации требуются для удаления из масла смол, серы, разложения парафинов на более короткие и легкие группы углеводородов. За счет этого удается достичь приемлемых депрессорных свойств масла и более-менее допустимой зависимости вязкости от температуры.

С одной стороны, на таких маслах ездили наши отцы и деды, и особых проблем не испытывали. С другой, менять масло надо было раз в три-пять тысяч километров, да и степень форсирования моторов была очень невысокой по современным меркам. Зато – дешево.

  • Группа II – так называемые «улучшенные минеральные», высокорафинированные базовые масла с низким содержанием ароматических углеводородов и парафинов. Это та же «минералка» по базе и технологии получения, но несколько улучшенная по свойствам. На базовых маслах этой группы производятся большая часть современных минеральных масел. Используют ее и производители полусинтетических масел, смешивая основы второй группы и третьей групп;
  • Группа III – базовые масла, полученные по технологии каталитического гидрокрекинга (НС-технология). Это термический крекинг нефти при определенных температурах и давлении, проводимый в среде водорода в присутствии специальных катализаторов. Этот метод позволяет решить несколько задач.

Во-первых, удаляются сера и азот, наличие которых в моторном масле нежелательно: они ухудшают экологические показатели и повышают коррозионную активность масла.

Во-вторых, удаляются нестабильные непредельные углеводороды – насыщаясь водородом, они переходят в стабильные предельные. Тем самым обеспечивается сохранение свойств базового масла во времени. В-третьих, тяжелые ароматические и парафиновые углеводороды разбиваются на более легкие, что резко улучшает вязкостные и депрессорные свойства базового масла.

Как следствие, требуется меньший объем загущающих и депрессорных присадок, свойства масла от партии к партии и во времени становятся более стабильными и предсказуемыми.

По сути, это тоже минеральные масла, но со свойствами, приближенными к синтетическим. Некоторые фирмы называют их либо полусинтетическими, либо синтетическими, либо гидросинтетическими. На современном рынке масел именно эта группа является преобладающей.

  • Группа IV – синтетические базовые масла на базе полиальфаолефинов (ПАО), углеводородных соединений со сравнительно короткой цепочкой – не более 12 атомов — получаемых путем полимеризации мономеров (коротких соединений из 3-5 атомов), которые в свою очередь синтезируются преимущественно из газов – этилена и бутилена. Такие масла обладают исходно предсказуемыми свойствами, стабильны, имеют нужную вязкостно-температурную характеристику, низкую летучесть. Масла на базе ПАО называются «полной синтетикой», или «full synthetic» и в настоящее время составляют основную часть рынка синтетических масел. Однако эти базовые масла достаточно дороги. Потому в производстве товарных масел эту базу частенько смешивают с гидрокрекинговыми маслами, причем вплоть до совсем «неприличных» соотношений, например, 20% ПАО на 80% НС-масла. И лишь немногие, чаще всего очень дорогие масла, относимые их производителями к группе элитных, содержат до 70…80% ПАО.
  • Группа V – другие базовые масла, не вошедшие в предыдущие группы. В частности, это масла на растительной основе, а среди них — на основе эстеров. Эстеры это сложные эфиры, являющиеся продуктами нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Сырьем для получения эстеровых базовых масел являются не нефтяные, а растительные масла – кокосовое, рапсовое или другое. Улучшенные эксплуатационные свойства масел на эстеровой основе определяются несколькими обстоятельствами. Во-первых, молекулы эстеров – полярны. Их электрический заряд, «прилепляет» масляную пленку к стенкам пар трения. Во-вторых, они более стабильны, чем даже масла на базе ПАО, поскольку их вязкостные свойства могут быть заложены на уровне проектирования базового масла и не требуют специальных загущающих присадок. И, наконец, эстеровые масла являются биологически разлагаемыми, стало быть, легко утилизируются. Сегодня в западных странах эти масла активно используются для смазывания подвесных и стационарных моторов катеров, поскольку они минимизируют экологический ущерб при подводном выхлопе.

Главная проблема эстеров, помимо их высокой цены, это очень неважная смазывающая способность. Потому эстеры используют лишь как компоненты базовых масел 4-ой и 5-ой группы, добавляя их в базовое масло на основе ПАО в объеме, не превышающем 5…20%. Область применения таких масел – высокофорсированные двигатели, в том числе спортивные, с которых требуется усиленная защита мотора от износа.

Соотношение между классами вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1 и SAE J300

ГОСТ 147479.1 SAE J300
33 5W
43 10W
53 15W
63 20W
6 20
8 20
10 30
12 30
14 40
16 40
20 50
24 60
33/8 5W-20
43/6 10W-20
43/8 10W-20
43/10 15W-30
53/10 15W-30
53/12 15W-30
53/14 15W-40
63/10 20W-30
63/14 20W-40
63/16 20W-40

Подробнее о том, чем именно базовые масла более высоких групп лучше обычных «минералок», мы поговорим в следующих статьях: «Синтетика против минералки (практика)» и «Синтетическое масло против минерального (теория)»

Дата публикации: 03-03-2017 Дата обновления: 09-02-2021

Сергей Соловьев (Технический специалист) Старший технический консультант отдела научного развития ООО «НПТК Супротек». Автослесарь со стажем. С детства разбирается в конструкции автомобилей, мастер самодельного транспорта. Свой первый мопед собрал в третьем классе.

Классификация моторных масел по API

Классификация моторных масел по API

Классификация
По классификации API моторные масла подразделяются на две категории: “S” (Service) и “С” (Соmmercial). К первой от­носятся масла для 4-тактных бензиновых двигателей легковых автомобилей, микроавтобусов, пикапов; ко второй – масла для дизелей автотранспорта, промышленных и сельскохозяйственных тракторов, дорожно-строительной техники. Универ­сальные масла, которые могут использоваться для смазывания бензиновых и дизельных двигателей, имеют обозначения обеих категорий.
Категории масел для бензиновых двигателей легковых автомобилей
Масла категории S (service) предназначены для бензиновых двигателей легковых автомобилей, микроавтобусов и грузо­вых автомобилей малой грузоподъемности.
Категория API SJ:
Утверждена 06.11.1995, лицензии стали выдаваться с 15.10.1996. Масла данной категории предназначены для всех ис­пользуемых в настоящее время бензиновых двигателей и полностью заменяют масла всех существовавших ранее катего­рий в более старых моделях двигателей. Максимальный уровень эксплуатационных свойств. Возможность сертификации по категории энергосбережения API SJ/EC.
Категория API SL:
Новая спецификация API SL для бензиновых двигателей является лицензионной категорией с 1 июля 2001г.
Появление этой категории обеспечило улучшение качества по нескольким ключевым параметрам по сравнению со специ­фикацией API SJ: более низкий уровень токсичности выхлопов, защита систем контроля и нейтрализации выхлопов, более совершенная защита от высокотемпературных отложений, более совершенная защита от износа.
Категория API SM:
Введена в 2004 г. Моторные масла категории API SM предназначены для бензиновых двигателей и по сравнению с продуктами класса SL обладают повышенной стойкостью к окислению, лучшей защитой от отложений и износа, оптими­зированными низкотемпературными свойствами, увеличенным интервалом замены и сохраняют стабильность вышепере­численных характеристик на протяжении более длительного срока эксплуатации. Масла этой категории преимущественно соответствуют последней спецификации ILSAC и являются энергосберегающими (Energy Conserving). Категория SM реко­мендуется для всех автомобильных двигателей используемых в настоящее время. Поэтому если инструкция производи­теля предписывает использование масла, соответствующего по API категории SJ или SL, то использование масла катего­рии SM будет полностью удовлетворять предъявляемым требованиям и дополнительно уменьшит потребление топлива.
Категория API SN:
Введена в октябре 2010 года для автомобилей 2011 года выпуска и старше. Моторное масло этой категории обеспечивает лучшую защиту от высокотемпературных отложений на поршнях, снижение низкотемпературных отложений (смол) и расширенную совместимость с уплотнительными деталями. Категория API SN Resource Conserving с ресурсосберегающими свойствами сочетает характеристики API SN с улучшенной топливной экономичностью, защитой деталей турбонагнетателя, совместимостью с системой снижения токсичности отработавших газов, а также дополнительную защиту двигателя при использовании топлива, содержащего этанол, вплоть до марки E85. Таким образом, эта категория может быть приравнена к ILSAC GF-5.
Категории масел для дизельных двигателей коммерческих автомобилей
Данные категории обозначаются буквой С (commercial).
Категория API CF:
Введена в 1994 году. Масла предназначены для внедорожной техники, для двигателей с распределенным впрыском, вклю­чая двигатели работающие на топливе с содержанием серы более 0,5% от массы. Масла данной категории эффективно подавляют образование нагара на поршнях и коррозию медных сплавов подшипников.
Заменяет масла категории API CD в более старых двигателях.
Категория API CF-2:
Введена в 1994 году. Масла предназначены для высоконагруженных двухтактных дизельных двигателей. Эффективно подавляют износ цилиндров и залегание (закоксование) поршневых колец.
Заменяет масла категории API CD-II в более старых моделях.
Категория API CF-4:
Введена в 1990 году. Масла предназначены для высокоскоростных мощных четырехтактных дизельных двигателей с турбонаддувом и без него, устанавливаемых на мощных магистральных тягачах. Отвечают всем требованиям качества категории API CE и, кроме того, обладают меньшим расходом на угар и меньшей склонностью к нагарообразованию на поршнях. Отвечают повышенным требованиям по токсичности отработанных газов. Заменяет масла категории API CE в более старых двигателях.
Категория API CG-4:
Представлена в 1995 году. Масла предназначены для высоконагруженных, высокоскоростных, четырехтактных дизельных двигателей грузовых автомобилей магистрального типа использующих топливо с содержанием серы менее 0,05% от массы и немагистрального типа (содержание серы может достигать 0,5% от массы). Эффективно подавляют образование высокотемпературного нагара на поршнях, износ, пенообразование, окисление, образование сажи (эти свойства необхо­димы для двигателей новых магистральных тягачей и автобусов).
Категория API CH-4:
Представлена 1 декабря 1998 года. Масла данной категории предназначены для высокоскоростных, четырехтактных дви­гателей выполняющих требования жестких стандартов 1998 года по токсичности отработанных газов. Отвечают высо­чайшим требованиям не только американских, но и европейских производителей дизельных двигателей. Специально сформулированы для применения в двигателях, использующих топливо с содержанием серы до 0,5% от массы. Масла удовлетворяют повышенным требованиям по уменьшению износа клапанов и уменьшению образования нагара.
Заменяют масла категорий API CD, API CE, API CF-4 и API CG-4.
Категория API СI-4:
Разработана для двигателей с системой рециркуляции отработанных газов, обеспечивающих лучшую защиту и для обыч­ных дизельных двигателей без EGR (система рециркуляции выхлопных газов), полностью заменяя масла ранних спе­цификаций – API CH-4, CG-4, CF-4. Введение этой категории вызвано ужесточенными требованиями к экологическим характеристикам моторов.
Категория API СJ-4:
Разработана для тяжелонагруженных двигателей, лицензированная с октября 2006. Отвечает ключевым требованиям по нормам выбросов NOx (оксида азота) и твердых частиц для двигателей с 2007 года выпуска. На масла CJ-4 вводятся лимиты по некоторым показателям: зольность меньше чем 1,0 %, сера 0,4%, фосфор 0,12%.
Категории масел для мотоциклетных и лодочных двигателей
Категория API TA: для двухтактных двигателей мопедов, газонокосилок и соответствующих машин.
Категория API TB: для двигателей мотоциклов малой мощности и моторных лодок. Уровни API TA и API TB не одинаковы и не взаимозаменяемы.
Категория API TC: моторные масла, предназначенные для высоконагруженных двигателей с высокими требованиями к качеству масла, рабочим объемом 50-200 см3 и большим соотношением топливо/масло. Применяется в мотоциклах, сне­гоходах и др. (кроме моторных лодок).
Категория API TD: моторные масла, предназначенные для подвесных двигателей моторных лодок, с водяным охлажде­нием. Соответствуют требованиям качества NMMA TC-W.
Категория NMMA TC-W 3: моторные масла для двухтактных подвесных лодочных двигателей с водяным охлаждением.
Категория JASO FB: для 2-тактных двигателей мотоциклов и др. машин (мин. требования применения в Японии).
Категория JASO FС: для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин, бездымное моторное масло (основное масло для применения в Японии).
Категория JASO FD: для двухтактных двигателей мотоциклов и других машин, бездымное моторное масло с улучшенны­ми характеристиками по чистоте двигателя в сравнении с FC (наивысшие требования к 2-тактным маслам в Японии).

Категория JASO MA1: для четырехтактных двигателей мотоциклов. Отличается от MB большим коэффициентом трения.
Категория JASO MB1: для четырехтактных двигателей мотоциклов. Отличается малым коэффициентом трения.
Категории для трансмиссионных масел
Категория GL-1: Минеральные масла без присадок или с антиокислительными и противопенными присадками без про­тивозадирных компонентов для применения, среди прочего, в коробках передач с ручным управлением с низкими удель­ными давлениями и скоростями скольжения. цилиндрические, червячные и спирально-конические зубчатые передачи, работающие при низких скоростях и нагрузках.
Категория GL-2: Червячные передачи, работающие в условиях GL-1 при низких скоростях и нагрузках, но с более высо­кими требованиями к антифрикционным свойствам. Могут содержать антифрикционный компонент.
Категория GL-3: Трансмиссионные масла с высоким содержанием присадок с уровнем эксплуатационных свойств MIL-L-2105. Эти масла применяются предпочтительно в ступенчатых коробках передач и рулевых механизмах, в главных передачах и гипоидных передачах с малым смещением в автомобилях и безрельсовых транспортных средствах для пере­возки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ. Спирально-конические передачи, работающие в умеренно жестких условиях. Обычные трансмиссии со спирально-коническими шестернями, работающие в умеренно жестких условиях по скоростям и нагрузкам. Обладают лучшими противоизносными свойствами, чем GL-2.
Категория GL-4: Трансмиссионные масла с высоким содержанием присадок с уровнем эксплуатационных свойств MIL-L-2105. Эти масла применяются предпочтительно в ступенчатых коробках передач и рулевых механизмах, в главных пере­дачах и гипоидных передачах с малым смещением в автомобилях и безрельсовых транспортных средствах для перевозки грузов и пассажиров и для нетранспортных работ. Гипоидные передачи, работающие в условиях высоких скоростей при малых крутящих моментах и малых скоростей при больших крутящих моментах. Обязательно наличие высокоэффектив­ных противозадирных присадок.
Категория GL-5: Масла для гипоидных передач с уровнем эксплуатационных свойств MIL-L-2105 C/D. Эти масла предпо­чтительно применяются в передачах с гипоидными коническими зубатыми колесами и коническими колесами с круговыми зубьями для главной передачи в автомобилях и в карданных приводах мотоциклов и ступенчатых коробках передач мотоциклов. Специально для гипоидных передач с высоким смешением оси.Для самых тяжелых условий эксплуатации с ударной и знакопеременной нагрузкой. Гипоидные передачи, работающие в условиях высоких скоростей при малых крутящих моментах и ударных нагрузках на зубья шестерен. Должны иметь большое количество серофосфорсодержащей противозадирной присадки.
Категория GL-6: Гипоидные передачи с увеличенным смещением, работающие в условиях высоких скоростей, больших крутящих моментов и ударных нагрузок. Имеют большее количество серофосфорсодержащей противозадирной присадки, чем масла GL-5.
Категория МТ-1: Масла для высоконагруженных агрегатов. Предназначены для несинхронизированных механических коробок передач мощных коммерческих автомобилей (тягачей и автобусов). Эквивалентны маслам API GL-5, но обладают повышенной термической стабильностью.
Классификация базовых масел по API
Смазочные базовые масла, производимые с помощью современных технологий гидроочистки, обладают, как правило, лучшими эксплуатационными характеристиками по сравнению с маслами, произведенными по старым технологическим схемам. Это побудило Американский институт нефти (API) создать в 1993 г. классификацию базовых масел по составу (API Выпуск 1509).
Группа II – Современные стандартные базовые масла (не содержащие присадок)
Данные таблицы наглядно показывают, что базовые масла Группы II отличаются от базовых масел Группы I, поскольку они содержат значительно меньше примесей (менее 10% ароматических углеводородов, менее 0,03% серы). Они также имеют другой внешний вид. Масла Группы II, произведенные с использованием современной технологии гидроочистки, настолько чистые, что они выглядят почти бесцветными.
Группа III – Нестандартные базовые масла
Таблица показывает, что API определяет различие между базовыми маслами Групп II и III только в пересчете на коэффи­циент вязкости. Базовые масла со стандартным коэффициентом вязкости (от 80 до 119) относятся к Группе II, а базовые масла с нестандартным коэффициентом вязкости (120+) относятся к Группе III. Масла Группы III иногда также называют­ся нестандартными базовыми маслами (UCBO) или базовыми маслами с очень высоким коэффициентом вязкости (VHVI).
Группа IV – Традиционные «синтетические» базовые масла (PAO)

Группа Содержание серы, % вес.   Содержание насыщенных углеводородов Вязкость (VI)
I и/или <90 80-119  
II ≤0,03 и ≥90 80-119
III ≤0,03 и ≥90 ≥120
IV PAO (полиальфаолефины)
V Все остальные, не включенные в группы I-IV (нафтеновые базовые масла не PAO синтетические масла)
 
     

________________
    1. Для мотоциклетных двигателей 4Т применяются автомасла для бензиновых двигателей, но к ним предъявляются дополнительные требования относительно фрикционных свойств, так как в одном агрегате с двигателем мотоцикла имеется фрикционный механизм сцепления. Моторное масло должно обеспечить хорошее сцепление и не допустить проскальзывание. Для этой цели непригодны маловязкие и энергосберегающие масла, содержащие присадки – модификаторы трения, снижающие коэффициент трения, поэтому и были введены 2 класса JASO MA и MB.

Получение базовых масел III группы качества по классификации API из тяжелого углеводородного сырья с применением гидрокаталитических процессов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 665.7.03

Р. Р. Закиева, С. М. Петров, Г. П. Каюкова, Н. Ю. Башкирцев;!

ПОЛУЧЕНИЕ БАЗОВЫХ МАСЕЛ III ГРУППЫ КАЧЕСТВА ПО КЛАССИФИКАЦИИ API ИЗ ТЯЖЕЛОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИДРОКАТАЛИТИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

Ключевые слова: тяжелая нефть, базовые масла, индекс вязкости, температура застывания, API, SAE.

Исследовано изменение в физико-химических свойствах масляных фракций в процессе деасфальтизации, вакуумной дистилляции, гидрогенизационных процессов. Показана высокая активность Al, Pt содержащего катализатора в реакциях гидрообессеривания и гидрирования ароматических соединений.

Keywords: heavy oil, base oil, viscosity index, pour point, API, SAE.

In this paper investigated the changes in the physical and chemical properties of oil fractions in the deasphalting a vacuum distillation, hydrogenation processes. Was shown the high activity of aluminum and platinum containing catalyst in the hydrodesulphurization reaction and the hydrogenation of aromatic compounds.

Во всем мире наблюдается тенденция к развитию собственных технологий производства высококачественных смазочных композиций. Бурное развитие в 90-х годах прошлого века производства смазочных масел в странах Восточной Азии, стремящихся к своей независимости, позволило выйти им на мировой рынок в качестве серьезных конкурентов. Так, например, правительство Южной Кореи поощряло и финансировало развитие собственного производства, в то время как половина внутреннего рынка спроса на базовые масла удовлетворялась в то время за счет импорта. Существует дефицит в высококачественных маслах и в России [1-3]. Эта проблема усугубляется еще и тем, что по мере истощения запасов легких нефтей, все масштабнее будут вовлекаться в разработку месторождения тяжелого углеводородного сырья, таких как тяжелые нефти и природные битумы. Природные битумы являются некондиционным углеводородным сырьем, так как по своим физическим и химическим характеристикам оно крайне неоднородно. Поэтому, в зависимости от химической природы и особенностей состава битумов конкретных месторождений, надо выбирать соответствующий комплекс технологических процессов и химических приемов переработки, обеспечивающих максимальное получение дорогостоящих нефтепродуктов обладающих высоким дисконтом рыночной цены от себестоимости. Приоритетным направлением для развития нефтеперерабатывающей промышленности России является разработка и внедрение инновационных технологий глубокой переработки, адаптированных к свойствам тяжелого углеводородного сырья. Анализ литературных данных показывает, что для переработки такого вида сырья необходимо модернизировать существующие гидрогенизационные процессы, либо разрабатывать инновационные нано технологии.

Ранее проведенные исследования [4-6] показали специфический состав и ряд ценных свойств тяжелого высоковязкого углеводородного сырья, содержание в них масленых фракций составляет порядка 20-25%, сами фракции характеризуются очень пологой температурной кривой вязкости и по этому

свойству превосходят многие нефти, служащие традиционным сырьем для производства качественных масел. Зафиксировано незначительное содержание в тяжелых нефтях, твердых парафиновых углеводородов, что позволяет исключить в процессе производства базовых масел дорогостоящую стадию депара-финизации. Парафинонафтеновые концентраты масляных фракций описанных выше нефтей являются потенциальным сырьем для производства белых масел [5], удовлетворяющие уже по ряду показателей требования ГОСТ на медицинские и парфюмерные масла. Однако исследованные образцы масляных фракций из карбоновой нефти и образцы экстракционных масел из Ашальчинской нефти обладают существенным недостатком, связанным с высоким содержание сернистых и других гетероа-томных соединений [6]. Эти особенности их состава требуют разработки новых технологий. На наш взгляд рациональным решением для облагораживания базовых масел является использование каталитических гидрогенизационных процессов.

В качестве тяжелого углеводородного сырья для получения базовых минеральных масел выступила тяжелая нефть с содержанием масляных фракций более 38%, по своим характеристикам относящиеся к битуминозному типу в соответствии с ГОСТ Р 51858-2002, (рис. 1).

В результате атмосферно-вакуумной перегонки нефти получена широкая масляная фракция 240-450°С (Масляная фракция 6, рисунок 1) в количестве 38,8%. Деасфальтизацией остатка нефти, кипящего выше 240°С, 10-кратным объемом петролейного эфира с температурой выкипания 40-70°С с последующей адсорбционной очисткой на крупнозернистом силикагеле марки АСКГ от смолистых веществ, была получена масляная фракция 1 (рисунок 1) с выходом 51,8% на нефть. Несмотря на достаточно низкие значения температуры застывания, и высокие показатели индекса вязкости выделенных масляных фракций, существенным их недостатком является высокое содержание сернистых соединений (табл. 1). Не большое количество парафинонаф-теновых углеводородов в масляных фракциях 1 и 6,

а так же высокое содержание в них смол и ароматических соединений составляет — 47,4 и 25,4%, соответственно, а так же отсутствие н-парафиновых углеводородов указывает на необходимость включения в схему получения базовых масел облагораживающих процессов с использованием водорода. Гидрокаталитические процессы являются основой современной малоотходной и экологически безо-

пасной технологией производства базовых масел [7]. Сочетание гидрокаталитических процессов -глубокого гидрирования, гидрокрекинга, гидроизомеризации, каталитической депарафинизации и других процессов, принятых во всем мире для получения высококачественных масел, позволит получить товарный продукт соответствующий современным мировым требованиям.

Рис. 1 — Схема получения минеральных масел из тяжелого нефтяного сырья

Эксперименты по гидрооблагораживанию масляных фракций проводили в лабораторном каталитическом реакторе при температурах 340-350°С, и повышенном давлении водорода 27 МПа, в присутствии катализатора содержащего металлы: алюминий, кобальт, молибден, платина, и активированного фторидом бериллия. Для снижения в результате процесса образования углистых веществ, в реакционную систему добавляли малое количество, до 1 %, одноосновных непредельных карбоновых кислот.

■ Масляная фракция 1 — выделенная методом деасфальтизации из остатка нефти кипящего выше 240°С.

■ Базовое масло 2 — продукт I стадии гидроочистки масляной фракции 1 в присутствии А1, Со, Мо.

■ Базовое масло 3 — продукт II стадии гидроочистки масляной фракции 1 в присутствии А1, Со, Мо.

■ Базовое масло 4 — продукт I стадии гидроочистки масляной фракции 1 в присутствии А1, Р1

■ Базовое масло 5 — продукт II стадии гидроочистки масляной фракции 1 в присутствии А1, Р1

■ Масляная фракция 6 — выделенная вакуумной дистилляцией из остатка нефти кипящего выше 240°С.

■ Базовое масло 7 — продукт адсорбционной очистки масляной фракции 6 на силикагеле марки АСКГ.

■ Базовое масло 8 — продукт I стадии гидроочистки масляной фракции 6 в присутствии А1, Со, Мо.

■ Базовое масло 9(8) — продукт адсорбционной доочистке базового масла 8 на силикагеле АСКГ.

Анализ полученных экспериментальных образцов показал, что данный катализатор является достаточно эффективным на начальных стадиях гидроочистки, и позволяет уже на второй ступени получать масло с содержанием серы менее 0,3%. По концентрации парафинонафтеновых углеводородов в конечных продуктах процесс каталитического гидрирования ароматических углеводородов практически отсутствует. В экспериментах, где имела место контактная очистка масел от полициклических и бицик-лических ароматических углеводородов, привело к увеличению содержания в них парафино-нафтеновых углеводородов, базовые масла 7 и 9. Анализ реологических свойств, индекса вязкости, температуры застывания, свидетельствуют о том, что применение катализатора содержащего А1, Со, Мо не вызывает деструктивных изменений в составе конечных продуктов и уже на I стадии гидроочистки позволяет получать из тяжелого углеводородного сырья качественное базовое масло (рис.

40°С 100°С

Масляная фракция 1 52,6 1,5031 907,8 45,32 6,31 81 1,15 -28

Базовое масло 2 62,9 1,4870 881,7 27,78 5,49 135 0,68 -23

Базовое масло 3 71,2 1,4840 876,5 25,78 4,63 88 0,26 -16

Базовое масло 4 71,9 1,4837 876,3 25,0 4,68 106 0,18 -18

Базовое масло 5 73,4 1,4800 876,0 21,66 4,45 121 0,035 -22

Масляная фракция 6 74,6 1,4861 876,6 20,72 4,26 114 0,98 -21

Базовое масло 7 100 1,4772 869,6 28,38 15,02 182 — -29

Базовое масло 8 67,9 1,4853 877,0 26,59 4,87 108 0,37 -25

Базовое масло 9 100 1,4733 861,9 25,43 4,81 111 — -20

-ю =

-20

-30 й

-35

Рис. 2 — Сравнение полученных образцов базовых масел с марками индустриальных масел по ГОСТ 20799

Согласно классификации Американского Института Нефти (API) на базовые масла, нефтяные масла II и III группы должны содержать не более 0,03% серы и не менее 90% парафинонафтеновых углеводородов (ПН УВ). Базовые масла II группы должны иметь индекс вязкости 80-120, индекс вязкости базовых масел III группы должен лежать в области более 120.

Базовые масла 1-5 представляющие собой экстракционные остаточные масла, после соответствующей гидроочистки (рисунок 1) соответствует базовым маслам I группы по классификации API (рис. 3), представляющим собой аналоги отечественных индустриальных масел.

Базовое масло 7 продукт адсорбционной очистки масляной фракции 6 соответствует II группе минеральных масел и является высококачественной основой для производства автомобильных моторных масел. Базовое масло 9(8) прошедшее дополнительную стадию адсорбционной доочистки соответствует маслам III группы, которые превосходят качественные характеристики синтетических масел и способны эксплуатироваться в самых экстремальных условиях. В промышленности для получения Базовых масел III группы используют процессы каталитического гидрокрекинга с последующей гидроочисткой (Exxon Mobil, Shell). Необходимо отметить, что существуют масла IV и V группы — это синтетические базовые масла, которые получают в резуль-

тате химического процесса. Они имеют характеристики единообразной композиции, очень высокую окислительную стабильность, высокий индекс вязкости и не имеют парафиновых молекул в своем составе.

Рис. 3 — Сравнение полученных базовых масел с классификацией Американского Института Нефти (API)

В России большое распространение получила европейская классификация масел SAE (рис. 4).

Рис. 4 — Сравнение полученных образцов базовых масел с классификацией Общества Автомобильных Инженеров (БАЕ)

Несмотря на сравнительно высокий выход масляной фракции 1 (более 50%) для её селективной очистки потребуется большего соотношения растворителя и сырья, растворитель большей селектив-

ности и большего числа ступеней экстракции, чем для масляной фракции 6.

Низкие значения температуры застывания базовых масел 5, 7, 8 наряду с высоким содержанием в них парафинонафтеновых углеводородов свидетельствуют о практическом отсутствии в них твердых парафинов, вместе с тем высокие индексы вязкости указывают на большое число атомов углерода в боковых цепях нафтеновых углеводородов. Характер изменений в химическом составе полученных базовых масел свойственен продуктам гидрокрекинга. В ходе гидрокрекинга существенно изменяется углеводородный состав сырья, как правило, вакуумного газойля, вследствие глубокого гидрирования ароматических соединений и частичного раскрытия нафтеновых колец. В результате основными компонентами масел становятся парафинонафтеновые углеводороды.

Таким образом, полученные результаты научно-прикладных исследований вносят существенный вклад в разработку теоретических и экспериментальных подходов к получению минеральных базовых масел высшего качества из тяжелых углеводородных ресурсов.

Литература

1. Р.Х. Муслимов, Г.В. Романов, Г.П. Каюкова, Н.И. Искрицкая, И.Е Шаргородский, Б.В. Успенский, Ю.А. Волков, М.М Сагдеева, М.Р. Якубов, М.Я. Боровский, Р.А. Кемалов, Т.Н. Юсупова, А.Ю. Копылов, З.А. Ян-гуразова, Г.А. Петров, И.Н. Плотникова, С.М. Петров, В сб. Комплексное освоение тяжелых нефтей и природных битумов пермской системы Республики Татарстан. ФЭН, Казань, 2012. С. 396.

2. Д.А. Халикова, С.М. Петров, Н.Ю. Башкирцева, Вестник КГТУ, Т16, № 3. 217-221 (2013).

3. Г.П. Каюкова, Г.В. Романов, Р.Г. Лукьянова, Н.С. Ша-рипова, В кн. Органическая геохимия осадочной толщи и фундамента территории Татарстана, ГЕОС, Москва, 2009, С. 487.

4. Г.П. Каюкова, СМ. Петров, Г.В. Романов, ХТТМ, № 4, 9-15 (2012).

5. Г.П. Каюкова, С.М. Петров, Г.В. Романов, ХТТМ, №2, 22-28 (2014).

6. Г.П. Каюкова, С.М. Петров, Г.В. Романов, В сб. Материалы ежегодной научно-практ. конф. «Инновации РАН», Слово, Казань, 2010, С.29-31.

7. Плешакова Н.А., Тыщенко В.А., Томина Н.Н., Пимер-зин А.А., Нефтехимия, № 5, 344-351 (2008).

© С. М. Петров — к.т.н., доцент каф. ХТПНГ, КНИТУ, [email protected]; Р. Р. Закиева — бакалавр 4 года обучения каф. ХТПНГ КНИТУ, [email protected]; Г. П. Каюкова — д.х.н., в.н.с., ИОФХ КазНЦ РАН; Н. Ю. Башкирцева — д.т.н., проф., зав. каф. ХТПНГ КНИТУ, [email protected]

© S. M. Petrov — Ph.D. in petroleum chemistry, associate professor of Chemical Technology of Petroleum and Gas Processing Department KNRTU, [email protected]; R. R. Zakieva — student, the department CTPGPD, KNRTU [email protected]; G. P. Kayukova — Ph.D., Leading Researcher, IOPC KSC RAS; N. Y. Bashkirceva — Ph.D, prof., Head. Department of Chemical Technology of Petroleum and Gas Processing Department, KNRTU, [email protected]

Основа масла (базовые масла) —

На сегодняшний день действует международная классификация (API) по которой все производимые базовые масла делятся на группы в зависимости от происхождения, количества в них ненасыщенных углеводородов, серы и присущего им индекса вязкости.

1. Базовые масла API Группы I.
«Минеральные» их получаются на нефтеперегонных заводах из сырой нефти. Химический состав этого продукта очень разнообразный. В него входят углеводороды с различной длиной углеродной цепи, циклические и ароматические (содержащие бензольное кольцо) углеводороды различной степени насыщения, вещества содержащие азот и серу, и прочие примеси. Конечно же, после отгонки эти масляные фракции подвергаются различным процессам очистки (экстракции растворителями, глинами и т.п.). Все эти очистки из соображений экономии не дают полного эффекта. Из-за очень высокой разнородности молекулярного состав, эти масла имеют низкую окислительную стабильность, высокую испаряемость, относительно высокую температуру потери текучести.
Из-за простоты производства и высокой доступности (их производят практически во всех регионах мира) это самые дешевые масла, на основе которых в настоящий момент производится до 70% общего объема смазочных материалов.
2. Базовые масла API Группы II.
Для отрицательных черт первой группы масел нефтехимики начали производить базовые масла группы II, которые чаще всего называют «гидрокрекинговыми или гидрообработанными». Как видно из названий, процесс заключается в обработке минерального базового масла Группы I водородом при высоких температурах и в присутствие катализаторов. В этих условиях водород присоединяется по ненасыщенным связям углеводородов, «раскрывает» циклические и ароматические цепи. С легкими углеводородами, с соединениями серы и азота, водород образует газообразные продукты, удаляемые из сферы реакции. Длинные молекулы линейных углеводородов (парафинов) разрушаются (крекинг), превращаясь в более короткие молекулы. В результате такой обработки на выходе получаются практически не содержащие серы бесцветные масла, обладающие более высокой степенью насыщенности (а значит и более высокой окислительной стабильностью) и низкой температурой замерзания благодаря меньшему содержанию парафинов. Однако масла Группы II продолжают обладать относительно низким индексом вязкости, сужающим интервал рабочих температур финишных смазочных материалов, произведенных на их основе.
3. Базовые масла API Группы III.
Требования к финишным смазочным материалам с широким температурным диапазоном использования побудили нефтехимиков производить базовые масла с высоким индексом вязкости. Это достигается опять же при помощи водорода, который в определенных условиях переводит линейные цепочки парафинов в разветвленные. Процесс называется гидроизомеризация. Присутствие таких изомеризованных парафинов повышает индекс вязкости базового масла, но дополнительная операция поднимает стоимость полученных «нетрадиционных» базовых масел API Группы III в 2.3-2.8 раз над минеральными. Но получаемые базовые масла и финишные смазочные материалы на их основе еще более химически стабильны, еще меньше «угорают» и обладают прекрасными низкотемпературными характеристиками и высоким индексом вязкости. На данной основе производятся практически все масла премиальных брендов.
4. Базовые масла API Группы IV (Основа масел WINDIGO).
Желание отказаться от нефти, как источника производства смазочных материалов, побудили химиков заняться строительством углеводородных молекул необходимого размера (в химии их называют поли-альфа-олефинами) для производства синтетических ПАО базовых масел API Группы IV. Их производят на сложных химических установках, сшивая короткие молекулы компонентов природного газа в более длинные, которые называются деценами. На их основе и производят базовые масла и финишные смазочные материалы исключительных характеристик — очень высокая окислительная стабильность, малая испаряемость и очень низкая температура замерзания (чистые поли-альфа-олефины теряют текучесть при температурах ниже -70 °C). Из-за их высокой стоимости (в 4 раза дороже минеральных) ПАО масла используются в основном для изготовления высокотехнологичных моторных масел с исключительными смазывающими характеристикам недостижимой для масел других групп.

Разъяснение групп базовых масел

Почти каждая смазка, используемая сегодня на заводах, изначально была просто базовым маслом. Американский институт нефти (API) разделил базовые масла на пять категорий (API 1509, приложение E). Первые три группы очищаются из нефтяной сырой нефти.

Базовые масла группы IV представляют собой полностью синтетические (полиальфаолефиновые) масла. Группа V предназначена для всех других базовых масел, не включенных в группы с I по IV.До того, как в смесь будут добавлены все присадки, смазочные масла относятся к одной или нескольким из этих пяти групп API.

Группа I

Базовые масла группы I классифицируются как содержащие менее 90 процентов насыщенных веществ, более 0,03 процента серы и с диапазоном индекса вязкости от 80 до 120. Температурный диапазон для этих масел составляет от 32 до 150 градусов F. Базовые масла группы I являются растворителями. -refined — более простой процесс очистки. Вот почему они являются самыми дешевыми базовыми маслами на рынке.

Группа II

Базовые масла группы II определяются как содержащие более 90 процентов насыщенных веществ, менее 0,03 процента серы и с индексом вязкости от 80 до 120. Они часто производятся путем гидрокрекинга, который является более сложным процессом, чем тот, который используется для базовых масел Группы I. масла. Поскольку все углеводородные молекулы этих масел насыщенные,

Базовые масла группы II обладают лучшими антиоксидантными свойствами. Они также имеют более чистый цвет и стоят дороже по сравнению с базовыми маслами группы I.Тем не менее, базовые масла Группы II становятся все более распространенными на рынке сегодня и по цене очень близки к маслам Группы I.

III группа

Базовые масла группы III содержат более 90 процентов насыщенных веществ, менее 0,03 процента серы и имеют индекс вязкости более 120. Эти масла очищаются даже в большей степени, чем базовые масла группы II, и обычно подвергаются серьезному гидрокрекингу (более высокое давление и высокая температура). Этот более продолжительный процесс разработан для получения более чистого базового масла.

Базовые масла Группы III, хотя и сделаны из сырой нефти, иногда описываются как синтезированные углеводороды. Как и базовые масла Группы II, эти масла также становятся все более распространенными.

Группа IV

Базовые масла группы IV — это полиальфаолефины (ПАО). Эти синтетические базовые масла производятся путем синтеза. Они имеют гораздо более широкий температурный диапазон и отлично подходят для использования в экстремальных холодных условиях и при высоких температурах.

57% Согласно недавнему опросу, проведенному компанией machinerylubrication, профессионалов в области смазочных материалов используют на своих предприятиях как синтетические, так и минеральные смазочные материалы.com

Группа V

Базовые масла Группы V классифицируются как все другие базовые масла, включая силикон, сложный фосфорный эфир, полиалкиленгликоль (PAG), полиолэфир, биолубы и т. Д. Эти базовые масла иногда смешивают с другими базовыми маслами для улучшения свойств масла. Примером может служить компрессорное масло на основе полиальфаолефинов, смешанное с полиэфиром.

Сложные эфиры — это обычные базовые масла Группы V, используемые в различных составах смазочных материалов для улучшения свойств существующего базового масла.Сложноэфирные масла могут подвергаться большему злоупотреблению при более высоких температурах и обеспечивают превосходную моющую способность по сравнению с синтетическим базовым маслом на основе ПАО, что, в свою очередь, увеличивает продолжительность использования.

Группы базовых масел API

В начале 1990-х годов Американский институт нефти внедрил систему описания различных типов базовых масел. Результатом стала разработка и внедрение групповых номеров базовых масел.

Базовые масла Группы I — это традиционные более старые базовые масла, созданные с помощью технологии очистки растворителем, используемой для удаления более слабых химических структур или плохих компонентов (кольцевые структуры, структуры с двойными связями) из сырой нефти.Рафинирование растворителями было основной технологией, используемой на нефтеперерабатывающих заводах, построенных между 1940 и 1980 годами.

Группа I Базовые масла обычно имеют цвет от янтарного до золотисто-коричневого из-за серы, азота и кольцевой структуры, остающейся в масле. Как правило, они имеют индекс вязкости (VI) от 90 до 105. Базовые масла на верхнем конце шкалы часто упоминаются как имеющие высокий индекс вязкости (HVI).

Это относится к тому, насколько вязкость изменяется с температурой, т.е.е. насколько он истончается при более высоких температурах и загустевает при низких температурах. Базовые масла группы I являются наиболее распространенным типом, используемым для промышленных масел, хотя все чаще используются базовые масла группы II.

Базовые масла группы II создаются с использованием процесса гидроочистки, который заменяет традиционный процесс очистки растворителем. Газообразный водород используется для удаления нежелательных компонентов из сырой нефти. В результате получается прозрачное и бесцветное базовое масло с очень небольшим количеством серы, азота или кольцевых структур.

VI обычно выше 100. В последние годы цена стала очень похожей на базовые масла Группы I. Базовые масла группы II по-прежнему считаются минеральными маслами. Они обычно используются в составах моторных масел для автомобилей.

Группа II «Плюс» — это термин, используемый для базовых масел Группы II, у которых индекс вязкости немного выше, приблизительно 115, хотя это может не быть официально признанным термином API.

Базовые масла группы III снова создаются с использованием процесса газообразного водорода для очистки сырой нефти, но на этот раз процесс более жесткий и работает при более высоких температурах и давлениях, чем используемые для базовых масел группы II.Полученное базовое масло прозрачное и бесцветное, но также имеет индекс вязкости выше 120. Кроме того, оно более устойчиво к окислению, чем масла группы I.

Стоимость базовых масел III группы выше, чем I и II групп. Многие технические специалисты считают базовые масла группы III минеральными маслами, потому что они получены непосредственно при очистке сырой нефти. Тем не менее, другие люди считают их синтетическими базовыми маслами для маркетинговых целей из-за веры в то, что более жесткий водородный процесс создал новые химические масляные структуры, которых не было до этого процесса.Он синтезировал (создал) эти новые углеводородные структуры. См. Раздел этой книги, посвященный синтетическим базовым маслам.

Базовые масла групп I, II и III в основном отражают эволюцию технологий нефтепереработки за последние 70 или 80 лет.

Группа IV Базовые масла представляют собой синтетические базовые масла на основе полиальфаолефинов (ПАО), которые существуют более 50 лет. Они представляют собой чистые химические вещества, созданные на химическом заводе, а не создаваемые путем дистилляции и переработки сырой нефти (как это были в предыдущих группах).

ПАО относятся к категории синтетических углеводородов (SHC). Они имеют индекс вязкости более 120 и значительно дороже базовых масел группы III из-за высокой степени обработки, необходимой для их производства.

Базовые масла группы V включают все базовые масла, не включенные в группы I, II, III или IV. Таким образом, в эту группу попадают нафтеновые базовые масла, различные синтетические сложные эфиры, полиалкиленгликоли (ПАГ), сложные эфиры фосфорной кислоты и другие.

Физические свойства базового запаса

Эти тесты помогают описать основные физические характеристики новых базовых масел:

Свойство Почему это важно Как это определяется ASTM №
Вязкость Определяет класс вязкости базового масла Капиллярный вискозиметр гравитационного типа D445
Индекс вязкости Определяет вязкость-температура
отношения
Разница вязкости между
40 градусов C и 100 градусов C,
проиндексировано
D2270
Удельный вес Определяет относительную плотность масла
поливать
Ареометр D1298
Температура воспламенения Определяет высокотемпературную волатильность и
воспламеняемость
Тестер температуры вспышки, темп.на
пламя поверхности вспышки
достигается
D92 / D93
Температура застывания Определяет низкотемпературное масло
поведение текучести
Самотечное течение в сосуде для испытаний, темп.
при котором примерно
22000 сСт достигается
D97 / IP15

Изменение использования базовых масел

Недавнее исследование использования базовых масел на современных заводах по сравнению с тем, что было чуть более десяти лет назад, показало, что произошли драматические изменения.В настоящее время базовые масла Группы II являются наиболее часто используемыми базовыми маслами на заводах, составляя 47 процентов от мощности заводов, на которых проводилось исследование.

Всего десять лет назад этот показатель составлял 21 процент для базовых масел групп II и III. В настоящее время на группу III приходится менее 1 процента мощности заводов. Базовые масла группы I ранее составляли 56 процентов мощности по сравнению с 28 процентами мощности на сегодняшних заводах.

Помните, какое базовое масло вы выберете, просто убедитесь, что оно подходит для области применения, температурного диапазона и условий на вашем предприятии.

Руководство по группам базовых масел — Twin Specialties Corp.

В любом смазочном материале на масляной основе базовое масло будет составлять 80-99% продукта, который вы используете. В чем разница в основном ингредиенте вашей смазки? Американский институт нефти классифицирует базовые масла на 5 групп. Эти классификации основаны на химическом составе базового масла и обработке базового масла.

Если базовое масло относится к Группе I-III, это базовое масло будет состоять из обработанной сырой нефти. Различия зависят от процессов обработки масла.

Нефтяные базовые масла

Группа I

Базовые масла группы I являются наименее очищенными базовыми маслами. Две основные характеристики базовых масел Группы I заключаются в том, что они состоят из менее 90% насыщенных углеводородов и / или более 0,03% серы. Если любое из этих условий выполнено, базовое масло будет отнесено к Группе I.Единственный используемый процесс — это очистка растворителем, которая позволяет продуктам на основе базовых масел Группы I быть дешевле, чем их более очищенные эквиваленты. Они обычно используются для менее требовательных приложений и могут быть идеальными для приложений, где расход смазочного материала высок.

Группа II

Базовые масла Группы II более очищены, чем Группа I. Помимо очистки растворителем, эти масла также подвергаются гидрокрекингу для очистки масла. В отличие от базовых масел Группы I, эти базовые масла должны содержать более 90% насыщенных веществ и менее 0.03%. Более высокий процент насыщенных веществ придает этим смазочным материалам лучшие антиокислительные свойства, чем базовые масла Группы I.

Несоблюдение любого из этих требований приведет к отнесению к Группе I. Эти продукты также имеют индекс вязкости 80-120. Эти масла обладают хорошими показателями летучести, устойчивости к окислению, предотвращения износа и температуры вспышки. У них хорошая производительность только в холодных условиях. Учитывая сегодняшнюю стоимость лечения, сегодня чаще всего используются смазочные материалы группы II, и многие пользователи перешли с масел группы I на масла группы II.

Неофициально существует группа II +, состоящая из высококачественных базовых масел Группы II. Эти базовые масла должны иметь индекс вязкости 110-120, чтобы их можно было отнести к Группе II +.

III группа

Базовые масла Группы II должны соответствовать тем же условиям (насыщенность и сера), что и Группа II, но также должны иметь индекс вязкости более 120. Эти базовые масла подвергаются строгому гидрокрекингу, гидроизомеризации и гидроочистке для получения лучшего сорта нефтяного базового масла. . Эти продукты обладают превосходной стабильностью и молекулярной однородностью, что делает их идеальными для некоторых полусинтетических смазочных материалов.

Некоторые считают базовые масла группы III синтетическими. API классифицирует их как минеральные масла, поскольку они получены из сырой нефти. Они имитируют характеристики синтетических масел, включая высокие показатели вязкости. Судебный процесс между Mobil и Castrol произошел из-за того, что Castrol продвигала свой смазочный материал Syntec как синтетический, несмотря на то, что он состоял из базовых масел группы III. В постановлении 1999 года этому продукту было разрешено продаваться как синтетический.

Многие люди отвергают это решение и рассматривают только базовые масла Группы IV и Группы V как «синтетические».«Некоторые смазочные материалы Группы III превосходят смазочные материалы Группы IV, если они содержат отличные противоизносные, антиоксидантные и другие присадки. Подобно Группе II, базовые масла Группы III имеют неофициальную Группу III +, которая состоит из масел Группы III, имеющих «очень высокий индекс вязкости (VHVI)». Минимальный VHVI колеблется между 130-140.

Синтетические базовые масла

Группа IV

Базовые масла группы IV — это синтетические базовые масла, состоящие из полиальфаолефинов (ПАО). Эти продукты имеют индекс вязкости 125-200.Эти базовые масла не извлекаются из сырой нефти, а состоят из небольших однородных молекул. Однородность и качество изготовления этих масел позволяют получить предсказуемые свойства, гарантирующие работу в тяжелых условиях. Эти свойства включают экстремальную температурную стабильность, что делает эти продукты идеальными для холодного и жаркого климата.

Смазочные материалы, состоящие из полиинтерналолефинов (ПОИ), относятся к неофициальной Группе VI. Подобно PAO, PIO используют различные химические вещества в процессе синтеза для получения еще более высокого индекса вязкости.Их официальная классификация API будет относиться к Группе V. Некоторые смазочные материалы пищевого качества состоят из ПАО Группы IV.

Группа V

Базовые масла группы V — это любые базовые масла, которые не классифицируются как базовые масла групп I-IV. Обычные базовые масла Группы V — это полиалкиленгликоли (PAG) и различные сложные эфиры. Единственным исключением является белое масло, которое представляет собой очень чистую смазку, обычно используемую в косметике и пищевой промышленности. Базовые масла Группы V, такие как ПАГ или сложные эфиры, также используемые в пищевых смазках, могут использоваться в определенных биоразлагаемых базовых маслах, а не в растительных маслах или растительных маслах.Важно отметить, что большинство PAG совместимы только с другими PAG.

Основные выводы

При выборе смазки важно понимать, какое базовое масло используется. Учитывая, что базовое масло составляет 80-99% смазочного материала, вы должны знать, какое базовое масло вы используете. Обновление Group III или Group IV может улучшить производительность и снизить потребление. Twin Specialties предлагает широкий выбор промышленных и специальных смазочных материалов, изготовленных из различных базовых компонентов, для удовлетворения ваших производственных и бюджетных требований.

Примечание: для этого содержимого требуется JavaScript.

Motor Oil Basics: Группы базовых масел — Select Synthetics

Система классификации базовых масел

Система классификации базовых масел Американского института нефти (API) классифицирует базовые масла на пять основных групп на основе уровня насыщенных веществ , серы и индекса вязкости . До того, как в смесь будут добавлены все присадки, смазочные масла относятся к одной или нескольким из этих пяти групп API.


Первые три группы производятся из нефтяной сырой нефти. Базовые масла группы IV представляют собой полностью синтезированные полиальфа-олефиновые (ПАО) масла. Группа V предназначена для всех других базовых масел, не включенных в группы с I по IV.

В целом, химический состав и рабочие характеристики категорий базовых масел улучшаются с увеличением номера группы. Например, базовые масла группы I имеют более низкую концентрацию насыщенных веществ (насыщенных молекул), чем базовые масла группы II, в то время как базовые масла группы II имеют более низкую концентрацию насыщенных веществ, чем базовые масла группы III, и так далее.

Чем выше количество насыщенных веществ , тем выше прочность молекулярных связей масла и, следовательно, лучше сопротивление разрушению или потере вязкости; чем ниже содержание серы , тем выше чистота и, следовательно, ниже коррозионный и окислительный потенциал; Чем выше индекс вязкости , тем меньше вязкость базового масла будет изменяться при изменении температуры и, следовательно, меньше потребуется присадок , улучшающих индекс вязкости (VII) , тем более устойчивым к сдвигу оно будет и тем дольше прослужит .

Сегодня базовые масла групп III, IV и V считаются «синтетическими». Однако , только базовые масла из групп IV и V являются на 100% синтетическими. *

Насыщенные молекулы содержат более высокий процент углерод-водородных (СН) связей, ограничивая доступные участки, к которым могут присоединяться другие вредные молекулы. Когда другие молекулы, такие как кислород, присоединяются к молекулам масла, они разрушают молекулярный состав масла и ухудшают его характеристики.


Насыщенные молекулы полезны в смазочных жидкостях, потому что они дольше остаются стабильными, что приводит к более долговечной смазке. Ненасыщенные молекулы имеют меньше одиночных углерод-водородных связей и, следовательно, менее стабильны. Нефтяные базовые масла содержат гораздо меньше насыщенных молекул, чем синтетические базовые масла.

Сера — это встречающийся в природе неорганический элемент, который легко вступает в реакцию с молекулами кислорода и ухудшает характеристики масла. Базовые масла группы III содержат намного меньше серы, чем масла групп I и II.

Индекс вязкости (VI) относится к соотношению вязкости и температуры смазочных жидкостей. Это произвольная мера изменения вязкости масла из-за изменений температуры. ВП просто указывается как числовое значение без единиц измерения. Измерения проводятся при 40 ° C и 100 ° C.

Масла с индексом вязкости менее 120 (группы I и II) более чувствительны к изменению вязкости из-за температуры. Масла с высоким индексом вязкости меньше подвержены влиянию температурных изменений, чем масла с низким индексом вязкости.Индекс вязкости синтетических базовых масел (группы IV и V) намного выше, чем у нефтяных базовых масел.

Группа I — Рафинирование растворителями

Базовые масла группы I — это обычные базовые масла, производимые компанией Рафинирование растворителями , которое представляет собой гораздо более простой процесс очистки, чем гидрообработка. Содержащие более 0,03% серы и менее 90% насыщенных веществ, они менее чисты, чем гидрообработанные или синтетические базовые масла.Диапазон температур для этих масел составляет от 0 ° C до 65 ° C, и они имеют индекс вязкости от 80 до 120.

Рафинированные на основе растворителей базовые масла обычно представляют собой смесь различных углеводородных молекул с небольшой однородностью или без нее. Поскольку в процессе рафинирования невозможно различить такие молекулы, в результате получается смазка с широким ассортиментом молекул разных форм и размеров, что приводит к нерегулярным поверхностям смазки на молекулярном уровне. Эти неровности вызывают трение внутри самой жидкости, что увеличивает потребляемую мощность и снижает эффективность.


Первоначально легкие нефтепродукты, такие как бензин, дизельное топливо и т. Д., Отделяются от сырой нефти путем атмосферной перегонки. Полученный материал загружается в вакуумную перегонную колонну, где отбираются фракции смазочного материала с определенными диапазонами вязкости. Затем эти фракции обрабатываются индивидуально в колонне для экстракции растворителем.

С ними смешивают растворитель, который извлекает около 70-85% присутствующего ароматического материала. Обычными и подходящими экстрагентами являются фенол, фурфурол и диоксид серы.Фурфурол широко используется в качестве экстрагента для очистки парафиновых масел. Получаемые в результате базовые компоненты представляют собой рафинаты (называемые нейтральными маслами) и жидкость экстракции с высоким содержанием ароматических веществ, которая очень востребована в качестве технологических масел и жидких топлив.

Смазочные фракции (рафинаты), экстрагированные растворителем, затем подвергаются депарафинизации путем охлаждения до низкой температуры, в результате чего удаляется большая часть парафина (парафина). Это улучшает текучесть продукта при низких температурах. Наконец, депарафинированные фракции смазки иногда «дорабатывают», чтобы улучшить их цвет и стабильность, в зависимости от требований к применению.

Самый распространенный способ отделки — это гидроочистка . Окончательное качество базового масла определяется жесткостью приложения температуры и давления в процессе гидроочистки. Базовые масла теперь готовы к выборочному смешиванию с соответствующими присадками.

Однако , даже после агрессивной очистки на основе растворителей, остаются тысячи углеводородных соединений, а также органических соединений кислорода, серы и азота.Эти три соединения особенно проблематичны, потому что они способствуют окислению и образованию кислоты, а также способствуют образованию осадка, особенно в высокотемпературных применениях.

Базовые масла группы I являются наименее очищенными из всех групп и самыми дешевыми базовыми маслами на рынке. Они составляют большую часть базового масла, производимого сегодня в мире. Хотя в некоторых автомобильных маслах, представленных на рынке, используются базовые масла Группы I, они, как правило, используются в менее требовательных приложениях.

Группа II — гидрообработка / гидрокрекинг

При содержании серы менее 0,03% и содержании насыщенных веществ более 90% базовые масла группы II более чисты, чем базовые масла группы I. иметь более четкий цвет. Кроме того, поскольку базовые масла Группы II содержат более высокий процент насыщенных веществ, чем масла Группы I, они обладают лучшими антиоксидантными свойствами.

Однако, как и базовые масла Группы I, они также имеют низкий индекс вязкости (от 80 до 120).

Базовые масла Группы II производятся с помощью того, что API называет Гидрообработка или Гидрокрекинг , который является гораздо более сложным процессом, чем процесс очистки растворителем, используемый для базовых масел Группы I.

Крекинг , как следует из названия, представляет собой процесс, в котором большие молекулы углеводородов расщепляются на более мелкие и более полезные.


Существуют значительные различия в характеристиках базовых масел, подвергнутых гидрокрекингу и очищенных растворителями.Основная причина различия заключается в фактическом удалении ароматических молекул (обычно менее 0,1%) из базовых масел, подвергнутых гидрокрекингу. Для сравнения, содержание ароматических веществ в базовых маслах группы I, очищенных растворителем, обычно составляет 10-30%.

Процесс гидрокрекинга состоит из двух стадий . Первый удаляет нежелательные полярные соединения и превращает ароматические компоненты в насыщенные углеводороды. В процессе гидрокрекинга устранение ароматических углеводородов и полярных соединений достигается за счет реакции сырья с водородом в присутствии катализатора при высоких температурах и давлениях.

Катализаторы — это вещества, которые ускоряют реакции, обеспечивая альтернативный путь разрыва и образования связей. Ключом к этому альтернативному пути является более низкая энергия активации, чем та, которая требуется для некаталитической реакции.

В этом процессе происходит несколько различных реакций, основными из которых являются:

  • Удаление полярных соединений, содержащих серу, азот и кислород
  • Превращение ароматических углеводородов в насыщенные циклические углеводороды
  • Разрушение тяжелых полициклопарафинов к более легким насыщенным углеводородам

Эти реакции протекают при температурах до 400 ° C / 752 ° F, давлении около 3000 фунтов на квадратный дюйм и в присутствии катализатора.Образующиеся углеводородные молекулы очень стабильны, что делает их идеальными для использования в качестве базовых масел смазочных материалов, классифицируемых API как базовые масла Группы II.

После разделения на классы вязкости с помощью вакуумной перегонки партии парафинистого смазочного базового масла охлаждают и удаляют парафин. Затем они проходят через вторую установку гидроочистки высокого давления для дополнительного насыщения. Этот заключительный шаг максимизирует стабильность базового масла, удаляя последние следы ароматических и полярных молекул.

Нет сомнений в более высокой чистоте гидроочищенных базовых масел, но у них есть некоторые недостатки. Некоторые типы присадок не могут быть эффективно смешаны с этими базовыми маслами, потому что они выпадают из раствора. То есть гидроочищенные базовые масла не могут сохранять свою растворимость для некоторых химикатов, и, таким образом, удерживание присадок может серьезно пострадать.

Кроме того, поскольку сильно гидроочищенное базовое масло почти не содержит ароматических углеводородов, эти масла должны быть обогащены агентами, способствующими набуханию уплотнения, в пакете присадок.С другой стороны, базовые масла, очищенные растворителем, сохраняют некоторые ароматические углеводороды, которые являются «естественными» агентами набухания уплотнений.

Базовые масла Группы II сегодня очень распространены на рынке и по цене очень близки к базовым маслам Группы I.

Группа III — тяжелый гидрокрекинг (и гидроизомеризация)

Базовые масла группы III содержат более 90% насыщенных веществ, менее 0,03% серы и имеют индекс вязкости (VI) 120 и выше .Основное различие между базовыми маслами Группы II и III заключается в том, что базовые масла Группы III имеют более высокий индекс вязкости.

Базовые масла группы III очищаются даже больше, чем базовые масла группы II, и подвергаются интенсивному гидрокрекингу (более высокое давление и высокая температура). Этот более длительный и сложный процесс разработан для получения более качественного и чистого базового масла.

Хотя базовые масла Группы III все еще производятся из нефти / сырого минерального масла, они иногда описываются как синтезированные углеводороды («синтетические»). *

Базовые масла , подвергнутые тяжелому гидрокрекингу, обладают следующими привлекательными характеристиками:

  • Высокий индекс вязкости (до 130) (они меньше «истончаются» при высоких температурах и меньше «загустевают» при низких температурах)
  • Отличная стойкость к окислению (они также очень хорошо реагируют на антиоксиданты)
  • Высокая термостойкость (у них очень хорошая термостойкость)
  • Низкая токсичность (из-за фактического отсутствия примесей)
  • Отличная низкая температура Текучесть
  • Образует низкоуглеродистый остаток (они сохраняют двигатель в чистоте)
  • Легко отделяется от воды
  • Низкая летучесть (меньшее испарение / меньший расход масла)
  • Хорошие характеристики биоразлагаемости (снижение воздействия на окружающую среду)
  • 9388
Эти характеристики обеспечивают рабочие характеристики, аналогичные, но не столь хорошие, как у смазочных материалов на основе полиальфаолефинов IV группы. ns или базовые масла группы V.

Подобно базовым маслам Группы II, эти масла сегодня становятся все более распространенными.

Процесс гидроизомеризации

В процессе гидроизомеризации используется специальный катализатор для селективной изомеризации парафина (парафиновой смеси) до изопарафинового смазочного масла с высоким индексом вязкости и низкой температурой застывания.

Изомеризация — это процесс, в котором молекулы углеводородов перегруппировываются в более полезный изомер.

Изомер представляет собой любое из двух или более соединений с одинаковой молекулярной формулой или массой, но с разными химическими структурами (имеющими разное расположение атомов).

Этот процесс дает базовые масла с более высоким индексом вязкости (до 130 за один проход) и улучшенным выходом по сравнению с предыдущими традиционными методами депарафинизации. Еще одной особенностью процесса является гибкость, которую он предлагает для производства базовых масел со сверхнизкой температурой застывания (ниже -25 ° C).

Группа IV — Химические реакции (синтез)

Группа IV Полиальфаолефины (ПАО) , которые сделаны из очень маленьких однородных молекул, получают химическую инженерию с помощью процесса, называемого и поэтому считаются 100% синтетическими базовыми маслами.

Полиальфаолефины обладают превосходными рабочими характеристиками и имеют несколько отрицательных свойств. Первый коммерческий процесс производства ПАО был впервые внедрен компанией Gulf Oil в 1951 году.

Базовые масла на основе ПАО фактически аналогичны минеральным маслам. Преимущество заключается в том, что они создаются, а не извлекаются и модифицируются, что делает их более чистыми. Поскольку они «созданы руками человека», они созданы для того, чтобы иметь контролируемую молекулярную структуру с предсказуемыми свойствами.

Поли-альфа-олефины обычно представляют собой высокоочищенные производные этилена и имеют очень стабильный и чистый химический состав и очень однородные молекулярные цепи. Практически все молекулы масла имеют одинаковую форму и размер. Они также не содержат серы, фосфора и воска.

Олефины также известны как алкены . Алкен представляет собой ненасыщенный углеводород, содержащий по крайней мере одну двойную связь углерод-углерод.

Олефины / алкены могут участвовать в большом количестве реакций.Большинство реакций алкенов включает разрыв двойной связи с образованием новых одинарных связей. Этилен (C 2 H 4 ), также известный под названием «этен», представляет собой простейший алкен / олефин (см. Иллюстрацию ниже).


Альфа-олефин ( или α-олефин ) представляет собой алкен, в котором двойная связь углерод-углерод начинается с α-атома углерода. Такое расположение двойной связи увеличивает реакционную способность соединения и делает его полезным для ряда приложений.

Существует два типа альфа-олефинов: разветвленный и линейный (или нормальный). Альфа-олефин, наиболее часто используемый для базовых масел смазочных материалов, — это 1-децен (или α-децен ), который содержит цепочку из десяти атомов углерода с одной двойной связью (см. Иллюстрацию ниже).


Поли-альфа-олефин ( или поли-α-олефин , сокращенно PAO ) представляет собой полимер, полученный полимеризацией альфа-олефина.

Полимеризация — это химический процесс, который объединяет несколько мономеров с образованием полимера путем преобразования двойной связи в одинарную связь и образования других одинарных связей для соединения других мономеров. Полимеры из мономеров алкен / олефин обычно обозначают как полиолефины .

ПАО

имеют гораздо более широкий диапазон температур, чем базовые масла Группы I, II или III, и поэтому отлично подходят для использования в экстремальных холодных условиях и при высоких температурах. Они обеспечивают лучшую защиту при высоких температурах (более толстая гидродинамическая пленка), меньшие потери энергии и более легкий запуск при низких температурах.

ПАО легко текут при низких температурах и выдерживают высокие температуры с минимальным разложением. В сочетании со сложными эфирами группы V и пакетом присадок они обеспечивают отличные характеристики в широком диапазоне смазочных свойств.

Смазочные материалы премиум-класса компании AMSOIL состоят в основном из базовых масел PAO группы IV (с некоторыми сложными эфирами группы V).

Готовые смазочные материалы на основе базовых масел группы IV имеют:

  • Чрезвычайно высокий собственный индекс вязкости (VI)
  • Отличная текучесть при низких температурах
  • Намного более широкий диапазон вязкости
  • Очень низкая температура застывания
  • Более высокие температуры воспламенения и воспламенения
  • Превосходная стойкость к летучести
  • Повышенная устойчивость к окислению
  • Превосходная термическая стабильность
  • Повышенная устойчивость к сдвигу
  • Лучшая естественная моющая способность
  • Очень низкая токсичность
  • 90/381 трение
  • Пониженное потребление энергии

Группа V — как указано

Базовые масла группы V включают все другие масла, не входящие в группы I, II, III или IV, включая силикон, фосфат сложный эфир, диэфир, сложный полиэфир (ПОЭ), полиалкиленгликоль (ПАГ), алкилированный бензол, биолубы и т. д.По сути, если это синтетическое базовое масло, а не ПАО, это базовое масло Группы V.

Синтетические базовые масла группы V используются в основном для создания присадок к моторным маслам. Обычно они сами не используются в качестве базовых масел, но придают полезные свойства другим базовым маслам.

Сложные эфиры — обычные базовые масла Группы V, используемые в различных составах смазочных материалов ( обычно в качестве присадок) для улучшения и улучшения свойств существующего базового масла.Они могут выдерживать больше злоупотреблений при более высоких температурах, чем другие базовые масла, и отлично подходят для высокотемпературных гидродинамических применений, поскольку они могут выжить в экстремальных условиях, в которых нет других смазочных материалов.

Некоторые говорят, что сложные эфиры настолько активно конкурируют за металлические поверхности, что вытесняют необходимые добавки. Однако многие добавки достаточно активны, чтобы вытеснить сложный эфир с поверхности. Здесь важны знания и опыт, поскольку некоторые присадки плохо работают с синтетическими эфирами.

Сложные эфиры обладают исключительной окислительной стабильностью и не образуют многих продуктов радикального разложения; они, как правило, чисто испаряются перед окислительной полимеризацией, поэтому на них не образуется отложений и нагара. Они обеспечивают превосходную моющую способность по сравнению с синтетическим базовым маслом на основе ПАО, что, в свою очередь, увеличивает продолжительность использования.

Сложные эфиры обычно считаются хорошими граничными смазками, потому что они связываются с металлическими поверхностями, уменьшая степень контакта металла с металлом во время скольжения. Однако в тяжелых условиях используются противоизносные присадки и противозадирные присадки, которые выдерживают большую часть нагрузки.

Сложные эфиры — это 100% синтетические химические соединения, полученные в результате реакции оксокислоты (карбоновой кислоты) со спиртом. То есть они образуются при конденсации кислоты со спиртом (с удалением воды, которая является побочным продуктом реакции этерификации).

Химики-органики называют это обратимой реакцией, потому что вода может реагировать с сложноэфирными группами и расщеплять сложный эфир на отдельные компоненты (кислоту и спирт).Это известно как гидролиз.


Существует бесконечное количество разновидностей сложных эфиров, которые можно получить из общедоступных кислот и спиртов, поэтому возможно почти все. Современные синтетические эфиры можно «настроить» для работы практически в любой среде и в любой области применения. Они предоставляют практически неограниченные структурные и эксплуатационные возможности.

Одним из распространенных сложных эфиров, часто используемых в рецептурах синтетического моторного масла, является Diester . Диэфир представляет собой органическое соединение, содержащее две сложноэфирные функциональные группы.Он обладает превосходной окислительной и термической стабильностью, очень высоким индексом вязкости и отличной растворимостью. Он также совместим с большинством смазочных материалов на рынке.

Дистер часто используется в качестве присадки к базовым компонентам ПАО группы IV, чтобы обеспечить необходимую растворимость для большого пакета присадок к маслу. В качестве побочного эффекта готовое масло будет иметь отличные моющие свойства.

Другим широко используемым сложным эфиром является сложный эфир полиола (POE) (см. Иллюстрацию ниже) .Полиэфиры обладают несколькими превосходными эксплуатационными свойствами, включая термическую стабильность, сверхвысокий индекс вязкости и огнестойкость. Из всех упомянутых базовых масел они, вероятно, являются лучшим выбором для очень высоких температур.


Двумя наиболее распространенными областями применения полиэфиров являются огнестойкие гидравлические жидкости и масла для реактивных двигателей, но их также можно использовать в составе моторных масел. POE совместимы с большинством смазочных материалов.

___________________________________________________

* В 1999 году Национальное рекламное подразделение (NAD) из Better Business Bureau (BBB) ​​, в ответ на жалобу от Mobil, постановило, что Castrol Syntec, которая была основана на Группе Базовое масло III + можно считать «синтетическим», потому что современные масла, изготовленные с использованием тяжелого гидрокрекинга и гидроизомеризации , имеют большинство тех же характеристик, что и «истинное» синтетическое масло.

В свете этого «необязательного» постановления, остальные основные производители масел и производители смесей решили, что это толкование безопасно, чтобы охватить все базовые масла Группы III, и приступили к этому. Это было маркетинговое решение с низким уровнем риска, сделавшая ставку на то, что никто не станет оспаривать этот шаг после постановления NAD, и они были правы, никто не сделал этого.

В результате маркетологи масел провели синтетическую линию между базовыми маслами Группы II + и Группы III. Это почти полностью лишило термин «синтетический» смысл.

Однако , только базовые масла групп IV и V являются на 100% синтетическими.

Примечание: В некоторых европейских странах (например, в Германии), в отличие от Северной Америки, только моторные масла на основе групп IV и V могут иметь маркировку «Синтетические».

Итак, что в конечном итоге имеет значение, так это качество и рабочие характеристики готового смешанного продукта . Дело в том, что о масле нельзя судить только по его базовым маслам — вам нужно принимать во внимание всю рецептуру (базовое масло плюс присадок).

Развитие базовых масел — F&L Asia

Д-р Матиас Войдт, д-р Радж Шах и Джон Кальдерон

Годовое мировое потребление готовых смазочных материалов за последнее десятилетие колебалось между 38-42 млн тонн и, как ожидается, достигнет ~ 48 млн тонн к 2035 году. производители оборудования (OEM) увеличивают использование синтетических смазочных материалов.В прошлом спрос ограничивался более высокой стоимостью синтетических базовых жидкостей.

Термин «синтетический» является технически спорным. Синтетический означает жидкость, которая полностью образована химическими процессами из более простых соединений и сырья, а не путем очистки минеральных масел из сырой нефти.

Базовые масла были разделены Американским институтом нефти (API) на пять групп. Группы с I по II относятся к минеральным маслам и используются в 90% готовых смазочных материалов.Группа III — это более рафинированные минеральные масла. Группа IV — полиальфаолефины. Группа V — любые другие базовые жидкости. [2] Сдвиг рыночного спроса из группы I в группы II и III произошел в течение двух десятилетий, чтобы соответствовать новым требованиям по более низкому содержанию серы, лучшей топливной эффективности и более низкому индексу вязкости. 3

Только группа IV является на 100% синтетической, в то время как все остальные базовые масла, не входящие в группы с I по IV, включая силиконы, сложные эфиры фосфорной кислоты, полиалкиленгликоли (PAG), сложные эфиры, сложные полиолефины, биолюбильные вещества и т. Д., все относятся к Группе V, хотя большинство из них синтезированы и могут соответствовать определению синтетических.

Рисунок 1. Изменение спроса на группы базовых масел за последнее десятилетие [Предоставлено SK Energy]

В Европе поливнутренние олефины (PIO) были добавлены ATIEL, Технической ассоциацией, представляющей промышленность смазочных материалов в Европе, как группу VI.

Рис. 2. Изменения мощностей по добыче базовых масел в Северной Америке (1984–2019 гг.) [Предоставлено: K&E Petroleum Consulting LLC]

В конце 1990-х годов Mobil подала в суд на Castrol после того, как последняя заменила PAO гидроизомеризованными минеральными маслами в своем составе Syntec, но продолжала продавать продукт как синтетический.

Castrol преобладал в юридических путях, и с тех пор отрасль маркирует смазочные материалы, созданные на основе базовых компонентов Группы III, как синтетические. [1]

Рис. 3. Типичная зависимость между испарением NOACK и кинематической вязкостью при 100 ° C базовых масел API.

В то время как химическая модификация сырой нефти и пакетов присадок может привести к получению смазочных материалов, которые соответствуют или даже превосходят свойства смазочных материалов, сформулированных с группами IV и V, летучесть NOACK при низкой вязкости истинных синтетических материалов, таких как PAO, PAG и сложные эфиры, почти всегда по своей природе начальство.

Летучесть 250 ° C / 1 час

Рис. 4. Летучесть по NOACK базовых масел API с низкой вязкостью (углеводородов)

В соответствии с правилами экономии топлива для автопарка и более строгими стандартами выбросов, растущий спрос на марки с низкой вязкостью (SAE 0W-16 / 0W-12) и сверхнизкой вязкостью (SAE 0W-8), а также более строгие ограничения NOACK опередят Группу II, подталкивая промышленность к смешиванию с группами III, IV или V. [2]

Рождение синтетики

Первые синтетические базовые жидкости были разработаны после Первой мировой войны, когда началась коммерческая разработка:

  1. Полимеризованные олефины от Standard Oil of Indiana [1]
  2. Полиалкиленгликоли (PAG) от Union Carbide [2] и I.G. Farben [3]
  3. Каталитическая полимеризация этилена и олефинов [4] на различных заводах в Германии во время Второй мировой войны и
  4. Синтетические эфиры из нефтехимических аддуктов в I.G. Фарбен. [5]

Считалось, что синтетические материалы, в частности PAG, находились на ранней стадии разработки, но во время Второй мировой войны в ВВС США использовались в моторных маслах. [6] и в виде смеси сложного диэфира с полиэтиленовым маслом. в немецком люфтваффе. [7] Как и в случае с рядом других технологических разработок того времени, функциональные преимущества перевесили высокие затраты. Сегодня экотоксикологические свойства, такие как устойчивость и способность к биологическому разложению, повлияли на спрос на синтетические базовые масла. Синтетические масла для реактивных турбин основаны на ПАО или сложных эфирах пентаэритрита и доминируют на этом рынке.

Виды синтетических базовых масел

Синтетические масла синтезируются в результате множества процессов с участием простых углеводородных потоков, таких как этилен и пропен, и могут быть классифицированы с точки зрения основных различий в их молекулярных основах.В частности, полярные они или неполярные базовые компоненты. Полярность может влиять на смазывающую способность, летучесть NOACK и индекс вязкости полностью разработанного смазочного материала.

Рисунок 5. Схема маршрутов синтеза обычных базовых масел смазочных материалов.

Неполярные синтетические базовые масла

Полиальфа-олефины (ПАО)

ПАО представляют собой углеводороды, полученные в процессе каталитической олигомеризационной полимеризации с получением низкомолекулярных линейных олефинов, в частности 10 (C 10 ) или 12 (C 12 ) атомов углерода.Полученные олигомеры состоят из димеров, тримеров, тетрамеров и так далее. ПАО классифицируются как Группа IV и коммерчески имеют вязкость от 2 до 100 сСт при 100 ° C, с вязкостью от 4 до 8 сСт, что составляет 80% от общего объема ПАО. 16

Поливнутренние олефины (PIO)

PIO синтезируются из н-олефинов (C 15 -C 16 ) и состоят в основном из димеров и тримеров. API классифицирует СОИ как Группу V; ATIEL относит его к группе VI.

Переход из газа в жидкое топливо (GTL)

Образование синтез-газа, смеси окиси углерода и водорода, с последующим синтезом типа Фишера-Тропша не ограничивается использованием природного газа в случае GTL. Возобновляемое сырье или любой вид биомассы [1] можно использовать в качестве сырья и преобразовать синтезом Фишера-Тропша в «зеленую нефть». Оба часто используются для синтеза изопарафинов, которые обладают такими же качествами, как ПАО, такими как высокий индекс вязкости, температура вспышки и низкая летучесть. [2] API относит базовые масла GTL к Группе III.

Био-олефины

Биологические процессы образуют углеводороды посредством синтазы вместо синтеза и используют биомассу и возобновляемые источники энергии в качестве сырья. По существу, большинство биологических олефинов являются разветвленными и ненасыщенными, что требует процесса гидрирования для устранения двойных связей и получения свойств, подходящих для готовых смазочных материалов. [3]

Переход из угля в жидкое топливо

Как и GTL, для преобразования угля в жидкости (CTL) используются процессы Фишера-Тропша для синтеза синтез-газа, который затем превращается в сырую нефть, хотя существуют более прямые методы, такие как пиролиз угля. [4] Однако синтез Фишера-Тропша также можно использовать для обработки биомассы с целью синтеза возобновляемых углеводородов.

Синтетические базовые масла Polar

Сложные эфиры

Сложные эфиры представляют собой широкий класс синтетических базовых компонентов и включают одно-, двухосновные, полиоловые и ароматические сложные эфиры, каждый из которых имеет различные молекулярные структуры и свойства. Их часто синтезируют из одно- или поливалентных спиртов и одно- или поливалентных кислот, которые могут быть полностью получены из возобновляемых источников энергии. В общем, жидкости на основе сложных эфиров обладают чрезвычайно привлекательными свойствами, такими как высокая растворимость для присадок (которой не обладают другие синтетические компоненты, такие как ПАО), превосходная смазывающая способность и летучесть по сравнению с ПАО, а также возможность высокой биоразлагаемости благодаря правильному выбору молекулярного состава.Однако сложные эфиры страдают низкой гидролитической стабильностью при повышенных температурах, что вызывает разложение сложного эфира на кислоты, которые могут повредить механические компоненты. 16 При использовании надлежащих пакетов присадок гидролитическая стабильность может быть увеличена для минимизации разложения. Наиболее распространенные сложные эфиры, используемые в составах смазочных материалов, таких как турбинные и гидравлические масла:

  • Диизотридециладипат (DITA)
  • Сложный эфир триметилолпропана (TMP- (C 8 -C 10 ) 3 )
  • Тетраэфир пентаэритрита (PE- (C 5 1029 -C) )

Полиалкиленгликоли (PAG)

Полиалкиленгликоли представляют собой семейство синтетических полимеров, полученных из нефтехимических мономеров этиленоксида (EO) и / или пропиленоксида (PO).Эти мономеры могут быть получены из возобновляемых источников, таких как ЭО из биоэтанола и ПО из биоглицерина, за исключением исходной молекулы, такой как биобутанол. В зависимости от основы они могут быть водорастворимыми или нерастворимыми, толерантными к углеводородам, а также растворимыми в масле. PAG доступны в больших объемах, потому что они используются в полиуретановых приложениях. PAG обладают превосходной смазывающей способностью, хорошей растворимостью и не лакируют, оставляя практически без остатка. [1] Они также имеют тенденцию иметь высокие показатели характеристической вязкости.

Эстолидес

Ненасыщенные или гидроксикарбоновые жирные кислоты, как возобновляемый (растительный) ресурс, обладают сильными смазывающими свойствами, которые трудно применять в готовых смазочных материалах из-за характеристик при низких температурах и устойчивости к окислению. Однако при превращении в эстолиды они становятся полностью насыщенными вторичными сложными эфирами с преимущественно углеводородными характеристиками, которые придают более сильные окислительные / низкотемпературные характеристики. [2] Существует два варианта синтеза эстолидов из растительных масел (олеиновых):

  • Полимеризация, включающая эпоксидирование ненасыщенности (двойные связи) жирных кислот
  • Реакции гидроксижирных кислот, таких как рицинолевая кислота (C 18 : 1-0H), с касторовым маслом или лесквероловыми кислотами (C 20 : 1 -0H).

Будущее развитие базовых масел

В связи с ужесточением экологических норм, растущим беспокойством по поводу устойчивости и растущей популярностью электромобилей, которым не требуются моторные масла, будущее индустрии смазочных материалов находится под угрозой. Таким образом, анализ жизненного цикла всего производственного процесса станет более важным, поскольку все больше и больше компаний во всех отраслях обязуются снизить свой углеродный след.

Примерно в 1990 году в Европе появились первые экологически приемлемые смазочные материалы (EAL), которые соответствовали экотоксикологическим свойствам. [3] Сегодня наиболее важными схемами EAL являются:

  • Европейская экологическая маркировка согласно EC / 2018/1702 (3 rd , редакция),
  • Вторая выдача общего разрешения на суда США (VGP), теперь действует как VIDA, и
  • биолубрикантов согласно EN16807.
Рис. 6. Диаграмма, представляющая приемлемый состав смазки в соответствии с US VGP [Предоставлено: MATRILUB]

Biolubes, отвечающие требованиям EAL, доступны для всех классов смазочных материалов и безопасны в эксплуатации, но подходят по назначению.Большинство сложных эфиров и PAG, используемых в качестве базовых масел, также могут соответствовать требованиям экотоксичности для EAL за счет использования пакетов присадок. В общем, EAL имеют различное содержание возобновляемых источников энергии, определяемое содержанием 14 C (согласно ASTM D6866 или EN16640) и требованием к биоразложению или непродолжительности пребывания в окружающей среде при разливе. Они имеют очень ограниченную токсичность для водных видов, таких как рыбы, дафнии и водоросли.

Слева направо: доктор Матиас Войдт, доктор Радж Шах, Джон Кальдерон

Проблема экологичности определяется законодательством и руководящими принципами, проверяется методами испытаний, которые часто включают многочисленные методы испытаний ASTM.Однако на международном уровне нет единого мнения о новом классе смазочных материалов, который называется «экологически чистые смазочные материалы». В то время как EAL сосредоточены на токсикологии человека и окружающей среды, экологичные смазочные материалы будут учитывать:

  • Использование возобновляемых ресурсов
  • Сокращение количества отходов за счет более длительного слива и рециркуляции путем повторной очистки
  • Выбросы углекислого газа в течение всего их жизненного цикла
  • Потребление ресурсов относительно их срока службы и образование отдельных выбросов углекислого газа.

В результате отслеживаемость возобновляемого сырья в процессах анализа жизненного цикла является критически важной проблемой. Законодательство, касающееся EAL и устойчивых смазочных материалов, будет по-прежнему иметь значение, поскольку промышленность уходит от ископаемых ресурсов. Смазочные материалы будущего будут отдавать предпочтение синтетическим материалам, полученным из возобновляемого сырья, обработанного химическим синтезом. Устойчивые смазочные материалы из биомассы и других возобновляемых источников, состоящие из сложных эфиров, PAG и биоолефинов, показали многообещающие смазочные характеристики и являются ключом к решению проблем экологической токсичности и устойчивости.По мере продвижения нового десятилетия такие синтетические базовые масла, действительно синтетические или нет, будут продолжать заменять обычные смазочные материалы на нефтяной основе для достижения более устойчивого будущего.


  1. Бау, А., Дж. Бруни, Л. Хусин, Д. Кивелл, Б. Колер и Р. Верити, возможности роста Lubes сохраняются, несмотря на переход на электромобили, McKinsey & Company, 07.12.2018
  2. ExxonMobil Basestocks — Отчет о развитии отрасли за 2018 год
  3. Дж. Рок Ли, «Лучшее использование высококачественных смазочных материалов базовыми маслами группы III», 2 nd Индонезийская международная конференция и выставка по топливу и смазочным материалам, ноябрь 2007 г.
  4. J.М: Эндрю, базовые масла группы I: идут, идут, но никуда не деться, Трибология и технология смазки, апрель 2020 г., стр. 34-44
  5. Bui., K., Определяющий момент для синтетики — часть 1, Мир смазочных материалов, октябрь 1999 г., стр. 35-37, и часть 2, Мир смазочных материалов, ноябрь 1999 г., стр. 35-40
  6. API 1509, Система лицензирования и сертификации моторных масел, 18-е издание, июнь 2019 г. (с изменениями от 10 июля 2019 г.)
  7. Синтетические базовые масла для маловязких моторных масел, ExxonMobil
  8. Castanien, C., Группа III Проблемы логистики и обмена, ICIS 15 th Pan American Base Oil Lubricants Conference, 4-6 декабря 2019
  9. F.W. Sullivan, Vanerveer Voorhees, P.T. Дуб и Д. Барнард, Область синтетических смазочных масел, журнал SAE, Vol. xxix, No. 1, июль 1931 г., стр. 40-44
  10. US 1,633,927, Эфир полиолефингликоля и способ его получения, подана 20.07.1925 г.
  11. US 1,921,378, Производство продуктов полимеризации из оксидов алкилена, подана 27.11.1929
  12. Спагт, М.В., Немецкие авиационные масла, полученные полимеризацией олефинов, Petroleum Processing, октябрь 1946 г., стр. 126-135
  13. Zorn, H., Über hochwertige Schmieröle aus Erdöl- und Kohleprodukten (О высокоэффективных смазочных маслах, изготовленных из нефти и угольных продуктов), Angewandte Chemie, 1938, 51. Jg., Nr. 48, стр. 847-862
  14. Русс, Дж. М., Свойства и применение некоторых новых синтетических смазочных материалов, Lubrication Engineering, декабрь 1946 г., стр. 151-157
  15. Вест, Х.L, Основные разработки в области синтетических смазочных материалов и присадок в Германии, Журнал Института нефти, Vol. 34, 1948, стр. 774-815
  16. Wu M.M., Ho S.C., Forbus T.R., Глава 17: Процессы и продукты базовых синтетических смазочных материалов. В: Сюй К.С., Робинсон П.Р. (ред.), Практические достижения в переработке нефти, 2006 г., стр. 105-129, Спрингер, Нью-Йорк, Нью-Йорк.
  17. Основное сырье: энергетические культуры и деревья, сельскохозяйственные продовольственные и кормовые культуры, отходы сельскохозяйственных культур, древесные отходы и остатки
  18. Mangone, C., Газ в жидкости — конверсия дает исключительно чистые базовые масла
  19. Zacharopoulou, V .; Лимониду, А.А. Олефины из промежуточных продуктов биомассы: обзор, Catalysts 2018, 8 , 2.
  20. Longfei Chen, Kunfeng Gao, Cuiqi Zhang, Weining Lang, «Глава 2 — Альтернативные виды топлива для двигателей внутреннего сгорания и реактивных двигателей и сравнение их газообразных веществ. и выбросы твердых частиц », Advanced Biofuels, Woodhead Publishing, 2019, страницы 17-64, ISBN 9780081027912.
  21. Woydt, M., Полиалкиленгликоли как моторные масла нового поколения, Журнал ASTM International, Vol. 8, No. 6, документ ID JAI103368 и ASTM STP1521, 2012, ISBN: 978-0-8031-7507-5
  22. Isbell, T. and S. Cermack, Estolides — разработка универсального базового масла для смазки
  23. Albert, R . и Б. Рапполи, Экологически приемлемые смазочные материалы, EPA 800-R-11-002, ноябрь 2011 г.

Otus Holding — 1.888.406.6889

Пять типов базового масла в соответствии с API (Американский институт нефти)

Группа Индекс вязкости насыщенные Сера в% Описание
I 80-120 <90% > 0.03% Обычные (растворители)
II 80-120 ≥ 90% ≤ 0,03% Требуется гидрообработка
III > 120 ≥ 90% ≤ 0.03% Требуется серьезная гидрообработка, часто специальное сырье
IV Полиальфаолефины (ПАО)
В Все прочие базовые масла, не входящие в группы I — IV, включая прочие синтетические материалы

Обратите внимание, что за категорией группы базовых масел следует способ производства (жирным шрифтом), а затем описание характеристик масла для каждой категории.

Группа I — Замораживание растворителем
Базовые масла группы 1 являются наименее очищенными из всех групп. Обычно они представляют собой смесь различных углеводородных цепей с небольшой однородностью или без нее. Хотя в некоторых автомобильных маслах, представленных на рынке, используются масла Группы I, они обычно используются в менее требовательных приложениях.

Группа II — Гидропереработка и переработка
Базовые масла группы II распространены в моторных маслах на минеральной основе, доступных в настоящее время на рынке.Они обладают хорошими смазочными свойствами, такими как летучесть, устойчивость к окислению и температура вспышки / воспламенения. Они имеют только удовлетворительные характеристики в таких областях, как температура застывания, вязкость кривошипа в холодном состоянии и экстремальный износ под давлением.

Группа — III Гидропереработка и переработка
Базовые масла группы III подвергаются высшей степени очистки минеральных масел из групп базовых масел. Хотя они не созданы химически, они обладают хорошими характеристиками по широкому спектру характеристик, а также хорошей молекулярной однородностью и стабильностью.Их обычно смешивают с добавками и продают как синтетические или полусинтетические продукты. Базовые масла группы III стали более распространенными в Америке в последнее десятилетие.

Группа IV — Химические реакции
Базовые масла группы IV представляют собой химически модифицированные синтетические базовые масла. Полиальфаолефины (ПАО) являются типичным примером синтетического базового масла. Синтетика в сочетании с присадками обеспечивает отличные характеристики в широком диапазоне смазочных свойств.Они имеют очень стабильный химический состав и очень однородные молекулярные цепи. Базовые масла группы IV становятся все более распространенными в синтетических и синтетических продуктах для автомобильного и промышленного применения.

Группа V — Как указано
Базовые масла группы V используются в основном для создания присадок к маслам. Сложные эфиры и сложные полиэфиры являются обычными базовыми маслами Группы V, используемыми в рецептурах присадок к маслам. Масла группы V обычно не используются в качестве базовых масел, но придают полезные свойства другим базовым маслам.Некоторыми примерами базовых масел группы V являются: алкилированный нафталин, сложные эфиры, полиалкиленгликоли, силконы, полибутены.

Альтернативные базовые масла: перспективы

Март 2021 г.

  • Альтернативные базовые масла могут улучшить экономию топлива и производительность, поскольку они могут оставлять моторное масло более чистым по сравнению с традиционным моторным маслом и уменьшать материальный след.
  • Это увеличивает пробег автомобиля и позволяет снизить выбросы CO 2 без необходимости замены двигателя.
  • В ближайшем будущем можно ожидать появления большего количества формул смазочных материалов, включающих альтернативные базовые масла.

Больше

Информация Резюме плаката

Загрузите плакат этой темы в формате PDF с дополнительными рисунками и графикой.

Этот плакат является частью новой цифровой платформы AOCS под названием More Informed . Посетите страницу More Informed , чтобы узнать о других возможностях продолжить обучение за пределами страниц журнала.

Моторное масло — продукт, который существует очень давно и восходит к 1866 году, когда появилось первое фирменное моторное масло [1]. Автомобильные технологии постоянно развиваются; поэтому инновации моторных масел должны идти в ногу с развитием автомобилей. Создание новых формул и составов моторного масла жизненно важно для обеспечения максимальной производительности автомобиля с минимальным износом и максимальной защитой для продления срока службы двигателя.

При создании новых формул моторного масла также важно учитывать составы, которые снижают вязкость и улучшают фрикционные свойства.Когда вязкость снижается и фрикционные свойства в граничных и смешанных режимах смазки улучшаются, можно повысить экономию топлива, характеристики двигателя и срок его службы. Одним из примечательных аспектов формул моторных масел является базовое масло, поскольку базовое масло является одним из основных ингредиентов, входящих в состав всех моторных масел. Базовое масло составляет от 75% до 80% моторного масла, которое составляет большую часть продукта [2]. На рисунке 1 показано процентное содержание ингредиентов, используемых для изготовления моторного масла.

Рис. 1. Базовое масло составляет большую часть моторного масла.[3]

Базовое масло обычно получают путем переработки сырой нефти [2]. Базовые масла делятся по API на пять различных групп, I – V. Эти группы различают типы базовых масел по способу их обработки. Ранние традиционные базовые масла относятся к группе I и производятся по технологии очистки растворителями [4]. Группы II и III также очищаются из сырой нефти, за исключением того, что группа II имеет лучшие антиокислительные свойства и обрабатывается гидрокрекингом (двухступенчатый процесс, в котором используются высокое давление, тепло, катализатор и водород [5]), а группа III — это более очищенные и подвергнутые строгому гидрокрекингу по сравнению с группой II.Группа IV состоит из полиальфаолефинов (ПАО) и перерабатывается путем синтеза. Группа V состоит из всех других базовых масел, таких как сложные эфиры, полиалкиленгликоль (PAG) и биоолефины. В Европе поливнутренние олефины (PIO) были добавлены ATIEL в качестве базового масла группы VI. В настоящее время Группа II является наиболее распространенным типом базовых масел, используемых в моторных маслах.

Большинство современных базовых масел производятся из сырой нефти, невозобновляемого ресурса. Другие альтернативы базовым маслам исследуются и внедряются в новые моторные масла.Одним из альтернативных базовых масел являются биоолефины, в которых многие виды биоолефинов относятся к группе IV. Альтернативные базовые масла, такие как сложные эфиры и ПАГ, относятся к базовым маслам группы V. Эти альтернативные базовые масла имеют разные характеристики с разными сильными и слабыми сторонами. Обладая разными характеристиками, каждое базовое масло может иметь определенные и немного разные области применения [6]. В таблице 1 сравниваются сильные и слабые стороны различных базовых масел. Максимальная рабочая температура является показателем термической стабильности и зависит от используемых пакетов антиокислительных присадок.

Таблица 1. Базовые масла имеют отличающиеся друг от друга характеристики. [6]
Синтетика Сильные стороны Слабые стороны
Полиальфаолефины (ПАО) Максимальная рабочая температура 399 ° F / до 204 ° C Высокий индекс вязкости, высокая термоокислительная стабильность, низкая летучесть, хорошая текучесть при низких температурах, нетоксичен, совместим с минеральными маслами Биоразлагаемость зависит от молярной массы, ограниченной растворимости добавки, риска усадки уплотнения
Ди-, три-, тетраэфиры и сложные полиэфиры Температура 399 ° F / до 204 ° C Нетоксичный и биоразлагаемый, высокий индекс вязкости, хорошие низкотемпературные свойства, смешивается с углеводородами Гидролитическая стабильность и смешиваемость с углеводородами могут быть проблемой, ограниченная совместимость с уплотнениями и красками
Максимальная рабочая температура сложных фосфатных эфиров 116 ° C / 241 ° F Самая высокая температура самовоспламенения, отличная износостойкость и защита от истирания Умеренный индекс вязкости, ограниченная совместимость с уплотнениями, не смешивается с углеводородами, умеренная гидролитическая стабильность
Полиалкиленгликоли (PAG) Температура 399 ° F / до 204 ° C Низкое трение и отличная смазывающая способность, нетоксичный и биоразлагаемый, высокий индекс вязкости, хорошая термическая и окислительная стабильность Ограничения по растворимым присадкам, смешиваемость с другими базовыми маслами зависит от основы, ограниченной совместимости с уплотнениями и красками
Силиконы Максимальная рабочая температура 486 ° F / 252 ° C Высочайший индекс вязкости, высокая химическая стабильность, отличная совместимость с уплотнениями, очень хорошая термическая и окислительная стабильность Не смешивается с углеводородами и присадками, слабая смазывающая способность при смешанной / граничной смазке

Базовые масла группы V отличаются от базовых масел, распространенных на рынке, и методов очистки, которые присутствуют в базовых маслах групп I – III.Однако в последнее время многие базовые масла Группы V исследуются более глубоко для создания новых моторных масел с низкой вязкостью и трением. Могут потребоваться альтернативные базовые масла, поскольку испарение маловязких углеводородов NOACK увеличивается с уменьшением вязкости. Сложные эфиры и ПАГ обладают гораздо меньшей летучестью из-за их молекулярной полярности.

Альтернативы

Базовые масла, отличные от типичных углеводородных базовых масел, появились в авиационных двигателях во время Второй мировой войны. Немецкие базовые синтетические смазочные масла состояли из смеси поли (этилен) -эфирных масел, практически не образовывали сажи и были низковязкими маслами в диапазоне современных моторных масел 0W – 20.Кинематическая вязкость при 100 ° C SS1600, используемого в радиальном BMW 801 с воздушным охлаждением, составляла ~ 6,2 мм² / с (SS = Synthetischer Schmierstoff = синтетическая смазка). Сложный эфир является продуктом реакции метиладипиновой кислоты с разветвленными C8-C14 спиртами. С марта 1944 года ВВС США использовали полипропиленгликольмонобутиловый эфир (Union Carbide Prestone 200, базовое масло LB-550) с вязкостью 18,5 мм² / с при 100 ° C (более безопасная конструкция!). Масло для авиационных двигателей на основе ПАГ было беззольным и не образовывало отложений. До сегодняшнего дня уровень цен на такие базовые масла ограничивал проникновение на рынок.

Ключевые различия в свойствах углеводородов, сложных эфиров и полиалкиленгликолей происходят из-за присутствия кислорода в их углеродных цепях. Сложные эфиры имеют одну, две или три «сложноэфирных» связи с двумя атомами кислорода каждая, тогда как ПАГ имеют в каждом мономере «эфирную» связь. Кислород представляет собой увеличение молекулярной полярности, что увеличивает смазывающую способность и индекс вязкости, а также снижает испарение NOACK. Однако полярность, обусловленная атомами кислорода, затрудняет совместимость с полимерными материалами.Сложные эфиры являются одним из базовых масел Группы V, добавляемых в качестве дополнительной основы для моторных масел. В прошлом было много попыток продавать моторные масла с использованием 100% сложных эфиров в качестве базового масла. Использование сложных эфиров в моторном масле вызывает интерес к созданию моторных масел с низкой вязкостью, высоким индексом вязкости и пониженным трением, которые могут улучшить экономию топлива и снизить выбросы парниковых газов [7].

Сложные эфиры внедряются в маловязкие моторные масла из-за их низкой летучести и характеристик с высоким индексом вязкости (VI).Сложные эфиры также демонстрируют отличные свойства термической и окислительной стабильности, которые позволяют им хорошо работать при высоких температурах [8], связанных с низкой (пониженной) летучестью NOACK (физическое испарение). Сложные эфиры могут подвергаться термическому разложению без участия кислорода [9]. Эта реакция, при которой сложный эфир может обычно подвергаться бета-элиминированию при температурах от 275 ° C до 315 ° C, не происходит, поскольку металлы действуют как катализатор и понижают температуру до 200 ° C. Поскольку «в бета-положении кислорода нет водорода» [9], бета-отщепление маловероятно и, следовательно, увеличивает термическую стабильность.Сложные эфиры также обладают высокой растворимостью, поскольку они могут растворять сложные добавки в рецептуре [10]. Из-за высокого индекса вязкости сложных эфиров и высокой стойкости к окислению в формулах моторных масел, содержащих сложные эфиры, будет использоваться меньше присадок и диспергаторов, улучшающих индекс вязкости, и известно, что в них как улучшители вязкости, так и диспергаторы увеличивают вязкость конечного моторного масла [7] .

Сложные эфиры могут соответствовать критериям экологически приемлемых смазочных материалов (EAL) согласно Общему разрешению на сосуды [10]. Существует три различных класса сложных эфиров, которые обычно встречаются в моторных маслах: диэфиры, триэфиры (сложные эфиры триметилолпропана (TMP)), тетраэфиры и полиолэфиры.Эти сложные эфиры обладают высокой способностью к биологическому разложению и смешиваются с другими маслами и присадками [6]. Триестеры очень востребованы, поскольку их можно использовать в широком диапазоне вязкости. Сложные эфиры обладают и другими свойствами, подходящими для моторных масел. Сложные эфиры вызывают хорошее набухание уплотнения, чтобы компенсировать усадку из-за ПАО, и имеют низкое образование отложений, что хорошо для сохранения смазки в течение длительного времени без необходимости замены моторного масла на некоторое время [9]. Сложные эфиры в моторных маслах также обеспечивают высокую температуру вспышки до 325 ° C.Высокая температура воспламенения делает моторное масло безопасным, поскольку оно более устойчиво к возгоранию. Экспериментальное моторное масло было изготовлено с диэфирами (эфир адипата или диизотридециладипат) и полиолэфирами (TruVisTM P3020) для сравнения с моторным маслом с использованием базового масла Группы II [7]. Дальнейшие испытания показали, что моторное масло с базовым маслом на основе сложного эфира имеет лучшие характеристики отложения отложений и снижение трения по сравнению с моторным маслом с базовым маслом Группы II. Результаты испытаний показывают, что сложные эфиры, используемые в моторных маслах, обеспечивают низкую вязкость и низкие фрикционные свойства и, следовательно, улучшают экономию топлива и характеристики двигателя.

Другим альтернативным базовым маслом, используемым для создания моторных масел с низкой вязкостью и трением, являются ПАГ. PAG классифицируются как базовые масла Группы V и обладают подходящими свойствами, включая высокий индекс вязкости (VI), низкое испарение NOACK и высокую смазывающую способность. ПАГ делятся на два разных типа: водорастворимые и водонерастворимые (недавно добавленные также растворимые в масле) [11]. Маслорастворимые ПАГ становятся все более распространенными на рынке, поскольку они используются для высокотемпературных применений. ПАГ обладают высоким индексом вязкости и термической стабильностью.ПАГ обладают большей теплоемкостью по сравнению со сложными эфирами и углеводородами. Теплоемкость ПАГ примерно на 22% выше типичных эфиров и углеводородов [12]. Теплоемкость PAG влияет на потерю вязкости и пленкообразование. Поскольку PAG имеют более высокую теплоемкость, это позволяет моторному маслу работать при более высоких температурах без ухудшения смазывающих характеристик. На рисунке 2 показана теплоемкость альтернативных масел, таких как полиалкиленгликоль, сложные эфиры и смеси сложных эфиров с углеводородами (HC-Ester), по сравнению с маслами на углеводородной основе (HC).На рисунке 2 показана объемная теплоемкость, поскольку масляный насос определяется объемной подачей. Сложные эфиры обладают несколько более высокой объемной теплоемкостью, чем полигликоли.

Рис. 2. Теплоемкость альтернативных и традиционных масел. [13]

Теплопроводность ПАГ и сложных эфиров немного выше, чем у углеводородов, что улучшает теплопроводность моторных масел через масляную пленку [13]. Базовые масла на основе полиалкиленгликоля с высоким внутренним индексом вязкости могут использоваться для создания моторных масел с низкой вязкостью и низким коэффициентом трения.PAG также практически не оставляют следов, делая моторные масла чистыми и долговечными благодаря их химической структуре [12]. Не оставляя следов или практически не оставляя следов, PAG используются для уменьшения трения в моторных маслах в качестве дополнительной основы и, следовательно, обеспечивают отличные прочностные свойства пленки. Низкая летучесть при высоких температурах — еще одно свойство PAG, которое позволяет использовать моторные масла на основе PAG как при высоких, так и при низких температурах. PAG также показывают низкие температуры застывания и высокую окислительную стабильность. ПАГ используются для создания моторных масел с низкой вязкостью путем их объединения в формулу, состоящую из жирного спирта.В сочетании с жирным спиртом вязкость моторного масла падает при 40 °, а индекс вязкости увеличивается [12, 13]. По сравнению с углеводородами ПАГ обладают свойствами растворителя, отличными от свойств углеводородов. Поскольку ПАГ могут быть растворимыми как в воде, так и в масле, это обеспечивает большую гибкость в составах и областях применения моторных масел. Водорастворимые свойства PAG позволяют легко обслуживать оборудование, так как его очистка будет проще.

Маслорастворимые ПАГ (также известные как OSP) получают из оксидов бутилена и других видов оксидов [11, 14] или представляют собой комбинацию оксида этилена / оксида пропилена с жирным спиртом (часто C 10 -C 14 ).OSP обладают многими полезными функциональными свойствами, как и традиционные PAG. OSP обеспечивают большую гибкость в рецептуре, которая влияет на молекулярную массу и свойства базового сырья. В таблице 2 показано, как разные типы OSP имеют разные свойства, что делает OSP универсальными для многих приложений.

Таблица 2. Свойства базовых масел различных OSP.
Кол-во Метод ASTM ОСП-18 ОСП-32 ОСП-46 ОСП-68 ОСП-150 ОСП-220 ОСП-320 ОСП-460 ОСП-680
Кин.Вязкость при 40 ° C [мм2 / сек] D445 18 32 46 68 150 220 320 460 680
Кин. вязкость при 100 ° C [мм2 / сек] D445 4,0 6,4 8,5 11,5 23,5 33 36 52 77
Индекс вязкости D445 123 146 164 166 188 196 163 177 196
Температура застывания [° C] D97 –41 –57 –57 –53 –37 –34 –37 –35 –30
Температура воспламенения [° C] D92 220 242 240 258 258 258 260 265 270
Плотность при 25 ° C [г / мл] D7042 0.92 0,94 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97 0,97
Анилиновая точка [° C] D611 <–30 <–30 <–30 <–30 <–30 –26 н / д н / д н / д

Уникальным свойством OSP является их низкая анилиновая точка менее –20 °.Анилиновая точка обычно используется как индикатор определения растворимости или полярности базового масла. Поскольку анилиновая точка OSP низкая, OSP определены как сильно полярные. В целом ПАГ умеренно полярны. Это указывает на то, что OSP более гидролитически стабильны по сравнению со сложными эфирами, что увеличивает срок службы моторного масла.

Биоолефины — это еще один тип альтернативного базового масла, полученного из возобновляемых источников. Олефины обычно перерабатываются путем переработки сырой нефти и каталитического крекинга с псевдоожиженным слоем, парового крекинга и дегидрирования.Биоолефины — это олефины, которые производятся из альтернативного сырья, такого как биомасса [15]. Это альтернативное базовое масло вызывает все больший интерес во всем мире, и технологические достижения исследуются и разрабатываются с учетом новых видов биоолефинов. Биоолефины проходят через такие процессы, как ферментация, газификация, крекинг и деоксигенация. Различные процессы, используемые для производства биоолефинов, создают разные промежуточные продукты биомассы. Биоолефины могут быть получены в виде ботриококцена (C 30 H 50 ) из зеленых водорослей (botryococcus braunii) или в виде бета-фарнезена (C 15 H 32 ) из сахара с помощью модифицированных дрожжевых клеток.Оба они сильно разветвлены, и их множественные двойные связи необходимо удалить путем гидрирования. Из такого сырья и в зависимости от типа используемого процесса создаются биоспирты, диолы и другие оксигенаты, которые используются для производства возобновляемых потоков синтетических базовых масел.

Этилен представляет собой тип олефина, который можно производить из возобновляемого сырья, хотя обычно его получают путем парового крекинга углеводородов. Этилен можно дополнительно производить из биоспиртов, растений и микроорганизмов [15], в зависимости от того, какой процесс используется.Основное преимущество создания базового масла из биоолефинов — это содержание возобновляемых источников энергии. Биоолефины, используемые в базовых маслах, могут иметь низкую летучесть, что, в свою очередь, делает их пригодными для использования в моторных маслах с низкой вязкостью и трением.

Следующим важным фактором для масел со сверхнизкой вязкостью класса SAE 4 и 8 является летучесть по Ноаку (1 час при 250 ° C) [16]. Физическое испарение (Ноак) увеличивается с уменьшением вязкости, потому что в то же время уменьшается молярная масса основной цепи. Полярность сложных эфиров и полигликолей обеспечивает здесь для базовых масел со сверхнизкой вязкостью функциональные преимущества пониженной летучести, связанной с более высокими индексами вязкости, по сравнению с углеводородами той же кинематической вязкости при 100 ° C.Таким образом, несколько дополнительных требований и тенденций создают возможности для альтернативных базовых масел.

Об авторах

Радж Шах — директор компании Koehler Instrument Company в Нью-Йорке, где он проработал последние 25 лет. Являясь экспертом в области альтернативной энергетики, он является избранным членом своих коллег из IChemE, STLE, AIC, NLGI, INSTMC, CMI, The Energy Institute и Королевского химического общества. Доктор философии в области химической инженерии Университета штата Пенсильвания и научный сотрудник Института дипломированного менеджмента в Лондоне, он также является дипломированным ученым в Научном совете, дипломированным инженером-нефтяником в Энергетическом институте и дипломированным инженером в Инженерном совете. , ВЕЛИКОБРИТАНИЯ.Лауреат премии ASTM Eagle, доктор Шах недавно был соредактором бестселлера «Справочник по топливу и смазочным материалам». Предварительный просмотр справочника (.pdf) доступен в Интернете.

Получив в 2020 году прославленное звание выдающегося инженера Тау Бета Пи, в настоящее время он является адъюнкт-профессором кафедры материаловедения и химической инженерии в Государственном университете Нью-Йорка, Стони-Брук, штат Нью-Йорк. Он имеет более 250 публикаций и является волонтером в консультативных советах директоров нескольких университетов США. Узнайте больше о Радже в этом обзоре выпускников штата Пенсильвания

Др.Матиас Войдт — управляющий директор MATRILUB Materials Ι Tribology Ι Lubrication, с более чем 34-летним опытом в области исследований и разработок и разработки продуктов. Он опубликовал более 340 публикаций и зарегистрировал 51 приоритетный патент. Он также является членом правления Немецкого общества трибологии. Он является адъюнкт-профессором трибологии Берлинского технического университета. Он получил награду ASTM за выдающиеся достижения. С ним можно связаться по адресу [email protected]

г-жаХиллари Вонг — аспирант Государственного университета Нью-Йорка (SUNY) в Стоуни-Брук и стажер в компании Koehler Instrument Company.

Список литературы

[1] Киган, Мэтт, «Valvoline на 150: самое старое фирменное моторное масло в Америке», Auto Trends Magazine , 24 мая 2016 г., https://autotrends.org/2016/05/24/valvoline-at-150- моторное масло самых старых марок в Америке

[2] Ли, Дэвид, Основы базовых масел: качество начинается с основы, Chevron Lubricants , 1 февраля 2018 г., https: // www.chevronlubricants.com/en_us/home/learning/from-chevron/personal-rec-vechicles-and-equipment/base-oil-basics-quality-starts-at-the-base.html

[3] Современные базовые масла и их смеси для оптимальных характеристик, Lube-Tech , февраль 2012 г., стр. 1–7

[4] Объяснение групп базовых масел », Machinery Lubrication , Noria Corporation, 9 октября 2012 г., https://www.machinerylubrication.com/Read/29113/base-oil-groups

[5] «Гидрокрекинг». Гидрокрекинг — обзор, ScienceDirect Topics, 2019, https: // www.sciencedirect.com/topics/engineering/hydrocracking

[6] Fitch, Беннетт, Понимание различий между составами базовых масел, Machinery Lubrication , 6 февраля 2017 г., https://www.machinerylubrication.com/Read/30730/base-oil-formulations

[7] Esche, C., et al. , Сложные эфиры для моторных масел, Трибология и смазочные технологии , ноябрь 2018 г., стр. 80–82

[8] Сложные эфиры. BASF AG, Людвигсхафен, https://www.basf.com/global/en/products/segments/industrial_solutions/performance_chemicals/business/fuel-and-lubricant-solutions/esters.html

[9] С. Люказо, От масел для реактивных двигателей до высокотемпературных промышленных смазочных материалов, LUBE Magazine 154 : 27–29, декабрь 2019 г.

[10] Стандартное руководство по выбору экологически приемлемых смазочных материалов для общего разрешения на сосуд Агентства по охране окружающей среды США (EPA), рабочий элемент ASTM WK68688

[11] М.Р. Гривз, «Маслорастворимые полиалкиленгликоли», В: Rudnick, L.R. (Ed), Синтетика, минеральные масла и смазочные материалы на биологической основе

[12] Войдт, М., Полиалкиленгликоли как моторные масла нового поколения, J. ASTM Int. 8 (6), бумажный идентификатор JAI103368 и ASTM STP1521, 2012, ISBN: 978-0-8031-7507-5

[13] Шмидт Р., Г. Клингенберг и М. Войдт, Теплофизические и вязкозиметрические свойства экологически приемлемых смазочных материалов, Промышленная смазка и трибология 58 : 210–224, 2006 г., https://doi.org/10.1108/ 003687

  • 670809

    [14] Гривз, Мартин, Маслорастворимые полиалкиленгликоли, LUBE-Tech , декабрь.2013. С. 1–4.

    [15] Захаропулу, В. и А.А. Lemonidou, Олефины из промежуточных продуктов биомассы: обзор, Catalysts 8 (1): 2, 2018, https://doi.org/10.3390/catal8010002

    [16] Х. Р. Хендерсон, Решение загадки моторного масла, часть 2, Compoundings , февраль 2018 г., с. 16–19.

    Минеральные базовые масла | FUCHS LUBRICANTES, S.A.U.

    Одним из основных отличий минеральных масел от синтетических масел является содержание в них примесей.Согласно классификации API для базовых масел, основные примеси в основном определяются количеством серы и наличием насыщенных соединений.

    Категории API для базовых масел
    Категория базовых масел Сера (%) Насыщенные вещества (%) Индекс вязкости
    ГРУППА I > 0,03 и / или <90 от 80 до 120
    ГРУППА II <0.03 и > 90 от 80 до 120
    ГРУППА III <0,03 и > 90 > 120
    ГРУППА IV Синтетическая смазка Тип ПАО
    ГРУППА V Остальные базовые масла, не входящие в группы I, II, III или IV

    Ниже приведены основные характеристики минеральных базовых масел:

    ГРУППА I

    Процесс производства: Рафинированный растворитель

    Преимущества: хорошая растворимость, низкая стоимость, совместимость с уплотнениями

    Недостатки: уязвимость к окислению и термическому разложению, высокая летучесть, низкий индекс вязкости

    Области применения: моторные масла, масла для судовых двигателей, редукторы, гидравлика, трансформаторные масла

    ГРУППА II

    Производственный процесс: гидроочистка и каталитическая депарафинизация

    Преимущества: Хорошая терма l и устойчивость к окислению, гидролитическая стабильность, хорошие низкотемпературные свойства, низкая стоимость

    Недостатки: Растворимость присадок ниже, чем у группы I

    Области применения: моторные масла, жидкости для автоматических трансмиссий, жидкости для механических трансмиссий, компрессоры, турбины, гидравлика

    ГРУППА III

    Производственный процесс: гидрокрекинг и усовершенствованная каталитическая депарафинизация

    Преимущества: высокий индекс вязкости и очень хорошая термическая и окислительная стабильность

    Недостатки: растворимость присадок ниже, чем у групп I и II

    Применения: моторные масла премиум-класса, автоматическая трансмиссия премиум-класса Жидкости премиум-класса Жидкости для механических трансмиссий

    Ваша команда FUCHS Управление продуктами Автомобильная промышленность .
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.