7Мар

Базовые масла для моторных масел: Классификация моторных масел по API

Содержание

Классификация моторных масел по API

Моторное масло, которое мы используем в своем автомобиле, состоит из базового масла и присадок. На заводе производителя эти компоненты смешиваются между собой при нагреве. Базовые масла и присадки подбираются в специальной пропорции, чтобы соответствовать необходимым спецификациям, требованиям автопроизводителя.

Чаще всего базовые масла разделяют на три группы: синтетика, полусинтетика и минеральное масло, но фактически этих групп пять. Согласно классификации американского института нефти API эти группы отличаются между собой по трём показателям: содержанию серы, содержанию насыщенных углеводородов и индексу вязкости.

• Сера вызывает коррозию метала, при сгорании сернистых соединений образуются кислоты, которые вызывают окисление. Наличие серы негативно отражается на свойствах базового масла.

• Насыщенные углеводороды – по сравнению с ненасыщенными, более стабильны и окисляются медленнее. Чем больше их содержание, тем медленнее базовое масло окисляется, стареет и деградирует.

• Индекс вязкости – это величина, которая характеризует зависимость вязкости масла от температуры. Вязкость масел с высоким индексом вязкости в меньшей степени зависит от температуры, отсюда значительно улучшаются низкотемпературные свойства масла. Следовательно, чем выше индекс вязкости масла, тем лучше его свойства.


I и II группа базовых масел – это минеральные масла. Первая группа имеет низкую степень очистки и высокое содержание серы и азота, вследствие чего, быстро окисляется. Поэтому, 1-я группа имеет низкие эксплуатационные свойства и не используется в продукции IDEMITSU. Степень очистки второй группы выше по сравнению с первой, выше и эксплуатационные свойства. Но по сравнению с синтетическими маслами они всё же недостаточно высоки.

Полусинтетические масла – это чаще всего смесь II и III группы, у некоторых производителей I и III.

Масла III, IV и V группы – синтетические.

Третья и четвертая группы имеют сходные эксплуатационные свойства:

Высокий индекс вязкости по сравнению с I и II группами, лучше низкотемпературные и пусковые свойства.

Содержание насыщенных углеводородов практически 100%, лучше термокислительная стабильность, они медленнее окисляются, медленнее деградируют и стареют, срок их службы выше по сравнению с I и II.

Летучесть III и IV групп ниже по сравнению с I и II.

Благодаря этим свойствам, расход синтетических масел меньше, а также у синтетических масел более стабильные вязкостные характеристики в длительном интервале эксплуатации.

У III и IV групп более низкий коэффициент трения и выше смазывающие свойства, связано это с тем, что в III и IV группе молекулы однородные, размер молекул соизмерим, достигается это за счет применения технологий синтеза, а в I и II молекулы разного размера, т. к. это технология очистки.

Пятая группа масел используется преимущественно в промышленности и редко используется в автоиндустрии. Третья и четвертая группы, наоборот, получили здесь широкое применение.

Что такое базовые масла? | Моторное масло - ГСМ

Практически все смазочные материалы (масла и смазки) состоят из масляной или маслоподобной основы (базового масла) и присадок, которые улучшающих природные характеристики основы и/или придают ей новые свойства и особенности.  При этом количество присадок меняется от долей процента в турбинных маслах до 25-30 процентов в моторных.

Присадки присадками, однако основные эксплуатационные характеристики полученного смазочного материала будут весьма сильно зависеть от характеристик базового масла.

На сегодняшний день действует международная классификация американского института нефти (API) по которой все производимые базовые масла делятся на 5 групп в зависимости от происхождения, количества в них ненасыщенных углеводородов, серы и присущего им индекса вязкости.

Базовые масла Группы I (Минеральные)

Базовые масла API Группы I в обиходе называются «минеральными» и получаются на нефтеперегонных заводах из сырой нефти. Процесс их производства начинается с атмосферной дистилляции (отгонки) светлых топлив — бензинов, керосина, лигроина на и дизельного топлива. Остаток — мазут — дальнейшей разгонке при атмосферном давлении не подлежит. Однако при пониженном давлении ( при разряжении) из него отгоняются различные по вязкости фракции, которые и называются в дальнейшем «базовым маслом API Группы I». 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, к тому же понижают общий выход базового масла.

Базовые масла Группы I обычно имеют окраску от светло-желтой до темно-коричневой и характерный запах нефтепродуктов. Они имеют самое низкое содержание насыщенных веществ, самое высокое содержание серы и относительно низкий индекс вязкости .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.

Ба­зо­вые мас­ла по спе­ци­фи­ка­ции API

 

ГРУППА Со­дер­жа­ние пре­дель­ных уг­ле­во­до­ро­дов, % Со­дер­жа­ние се­ры, % Ин­декс вяз­ко­сти
ГРУППА I <90 >0. 03 80-120
ГРУППА II ≥90 ≤0.03 80-120
ГРУППА III ≥90 ≤0.03
>120
ГРУППА IV По­ли­аль­фа­о­ле­фи­ны
ГРУППА V Дру­гие ба­зо­вые мас­ла

Но многих производителей оборудования и смазочных материалов эксплуатационные характеристики минеральных базовых масел и получаемых из них минеральных смазочных материалов уже перестают удовлетворять. Главным образом ихне устраивают низкая окислительная стабильность и относительно высокие температуры замерзания. Низкая окислительная стабильность отражается на короткой жизни финишных минеральных масел и смазок. Высокие температуры потери текучести (замерзания) и относительно низкий индекс вязкости сужают температурный интервал их применения. Наличие легких фракций в базовом масле объясняют высокий их «угар»при эксплуатации.

Низкая окислительная стабильность минеральных смазочных материалов в процессе службы выливается в их быстрое потемнение, повышение вязкости, в образовании шламов, лаков и нагаров на деталях смазываемого оборудования, что конечно же не способствует продолжительной жизни этих деталей. Высокие температуры замерзания ограничивают климатические зоны их применимости, вызывая необходимость сезонных замен. Высокий «угар» — дополнительный расход смазочных материалов.

Базовые масла Группы II и III (Гидрокрекинг)

Для уменьшения таких отрицательных черт нефтехимики начали производить базовые масла API 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.

Гидрокрекинговые базовые масла в основном производятся в северной Америке и Южной Корее. Однако спрос на них растет, и многие нефтяные компании ( в частности российские) интенсивно модернизируют старые и строят новые установки для производства базовых масел Группы II. Стоимость этих масел и, соответственно, финишных смазочных материалов на их основе в 1. 5-1.8 раз выше, чем минеральных.

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.

Базовые масла Группы IV и V (синтетика)

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 моторных масел, хотя существуют и синтетические трансмиссионные, гидравлические, редукторные и прочие индустриальные масла и смазки.

Сравнение основных свойств базовых масел

В последнюю API Группу V входят базовые масла, называемые «истинные синтетики». Это название подчеркивает, что для их производства не используются ископаемые ресурсы (нефть, газ). Получаемые на химических заводах, эти масла (или правильнее говорить маслоподобные жидкости) включают десятки наименований.   Это и полиалкиленгликоли, и силиконы, фосфорные и сложные эфиры и многие другие. Их применение обусловлено особыми техническими требованиями к оборудованию, экстремально высокими и низкими температурами, требованиями негорючести, химической инертности и многими другими параметрами. Стоимость этих основ в десятки, а тои в сотни раз выше обычных минеральных базовых масел. Но эксплуатационные требования оправдывают затраты.

В эту же группу включены и растительные масла, которые все чаще используются для производства экологически безопасных индустриальных масел.

Следует обратить внимание, что до середины 2006 г «синтетиками» называли базовые масла IV и V Групп и полученные на их основе финишные смазочные материалы. Однако сейчас производителям смазочных материалов РАЗРЕШЕНО в названии своих продуктов, полученных на основе II, III, IV и V Групп, упоминать слово «синтетика» в различных контекстах. «Минеральными» сегодня остались только материалы Группы I.

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.

Гидрокрекинговые базовые масла / GT OIL автомобильные масла из Кореи

Гидрообработка и каталитический гидрокрекинг - реакция с водородом при повышенной температуре и давлении, в присутствии различных катализаторов.

Для получения масел применяются следующие процессы обработки водородом:

Гидрообработка (hydrogen processing) - проводится отдельно или одновременно с обработкой растворителями. Гидрообработка базовых масел может быть проведе­на до разной глубины - от гидроочистки (hydrogen treating, hydrotreating) до гид­рокрекинга (hydrogen cracking). Как гидроочищенное базовое масло (hydrotreatedbase stocks), так и базовое масло гидрокрекинга (hydrocracked base stock)имеют больше предельных связей (saturates) и меньше серы (reduced sulfur content)no сравнению с базовым маслом, экстрагированным растворителем.

Гидроочистка(hydrotreating) - осуществляется действием водорода на нефтяные фракции в присутствии катализатора. Ненасыщенные и ароматические молекулы базового масла превращаются в предельные. Одновременно протекает процесс обессеривания (desulfurization) и удаления азотсодержащих соединений(denitrogenation). Умеренная гидроочистка (mild hydrotreating, hydrofinishing, hydrofining), обычно используется и для снижения окраски и запаха масла.

Гидроизомеризация (hydroisomerisation) - изомеризация парафинов или высоко­парафиновых фракций. Линейные молекулы парафинов превращаются в разветв­ленные изопарафины, одновременно может иметь место и гидрокрекинг молекул. Сырьем для этого процесса служат продукты депарафинизации масел или производства парафинов. После гидроизомеризации проводится депарафинизация раство­рителем для понижения температуры застывания.

Гидродепарафинизация - каталитическая депарафинизация {catalytic hydrodewaxing) является альтернативным процессом депарафинизации растворителем. Молекулы парафинов каталитически разрываются и изомеризуются до изопарафинов. Эта стадия обработки непосредственно следует либо после гидрокрекинга, либо после экстракции растворителем.

Каталитический гидрокрекинг (hydrocracking) - получение базовых масел с высоким индексом вязкости, противоокислительной стойкостью и стойкостью к де­формациям сдвига. Масла гидрокрекинга защищают от износа, иногда лучше, чем синтетические. Гидрокрекинг является одним из самых перспективных методов улучшения свойств масла. В ходе гидрообработки одновременно или последова­тельно протекает ряд химических реакций, в результате которых удаляются соеди­нения серы, азота, другие гетероатомные соединения, одновременно протекает гид­рирование полициклических ароматических соединений, расщепление нафтеновых колец, деструкция длинных парафиновых цепей и изомеризация продуктов. Эти процессы обеспечивают улучшение молекулярной структуры масла, усиливают стойкость к механическим, термическим и химическим воздействиям и стабильность свойств в интервале периода эксплуатации. Скорость и направление отдельных химических реакций, а тем самым и возможность получения желаемых продуктов, может регулироваться изменением параметров обработки (температу­ры, давления, соотношения реагентов, применением различных катализаторов и др.). Поэтому разные компании при выполнении процесса глубокой переработки масла, могут получить отличающиеся по свойствам продукты. Производители, как правило, охраняют свои оригинальные процессы переработки и продукты.

Чаще всего эти аббревиатуры присутствуют и в названиях товарных масел. Базовые масла, полученные методом гидрообработки, высоко ценятся, так как имеют высокие ха­рактеристики и свойства, не изменяющиеся при продолжительной эксплуатации.

Вязкость (viscosity) базовых масел - определяющий и классификационный показа­тель качества и выражается разными единицами. Раньше вязкость базовых масел измеря­лась универсальными секундами Сейболта (Saybolt universal seconds - SUS). В настоя­щее время вязкость измеряется в сантистоксах (1 сСт=1 мм7с) (centistokes - cSt), и, стандар­тно, определяется при 40 °С или 100 °С. Ряд, состоящий из базовых масел разной вязкости, называется общей номенклатурой базовых масел (common base oil nomenclature) или рядом базовых масел (base stock slate).

Индекс вязкости, VI, базовых масел (viscosity index) определяет зависимость вяз­кости масла от температуры. Базовые масла по индексу вязкости делятся на группы и мар­кируются:

  • с низким индексом вязкости - LVI (low viscosity index), VI< 50;
  • со средним индексом вязкости - МVI (medium viscosity index), VI = 50 - 93;
  • с высоким индексом вязкости - HVI (high viscosity index), VI = 93 - 115;
  • с очень высоким индексом вязкости - VHVI (very high viscosity index),VI > 115. 

Масла LVI и MVI получают при переработке нафтеновой нефти. Они обладают хорошими моющими свойствами, достаточным индексом вязкости и низкой температурой застывания. Базовые масла MVI получают путем умеренной экстракции растворителем (до достижения VI = 70 - 90), их называют «solventpale» и обозначают SP, например:100SP, 500SP  

Они применяются в качестве технологических масел и масел, работающих при низ­кой температуре.

Масла HVI составляют основную часть базовых масел. Они обладают более высо­ким индексом вязкости и лучшей антиокислительной стойкостью, по сравнению с LVI и MVI маслами. HVI масла получают путем более глубокой экстракции растворителем, они называются «solvent neutral» и обозначаются буквой N, например:  100N, 500N

Знаком HVI обозначает свои базовые масла фирма «Shell», рядом ставятся цифры, соответствующие численному значению кинематической вязкости при температуре 40°С, например: НVI 60, HVI 95, HVI 160, HVI 650

Базовые масла VHVI применяются для производства высококачественных мотор­ных и трансмиссионных масел, отличающиеся продолжительной стойкостью к высокой температуре.

Базовые масла в качестве товара?

В этом материале мы взглянем на базовые масла с точки зрения их покупателя - предприятия по производству автомобильных масел. Подготовленные базовые масла, называемые также первичными маслами (base oils, base slock, basic grade), являются товаром, как и другие продукты переработки нефти. Этот товар нефтеперерабатывающие предприятия поставляют заводам по компаундированию готовых моторных, трансмиссионных и прочих автомобильных масел.
В нормативных документах и в торговле различают "базовое масло" и "масло-основу". Базовое масло (base stock) - это компонент основы товарного смазочного масла, изготовленный отдельным производителем. Обычно базовые масла выпускаются сериями, отличающимися по вязкости, но с одинаковыми другими характеристиками.

Масло-основа (base oil) - базовое масло или смесь базовых масел, служащей основой товарного масла, в которое добавляются присадки. Для упорядочения компаундирования, взаимозаменяемости и упрощения обязательных контрольных испытаний после замены базовых масел API создал стандартный классификатор базовых масел и утвердил порядок проведения испытаний, необходимых для присвоения товарным маслам соответствующих классов качества по API согласно "Системе лицензирования и сертификации моторных масел" (API Engine Oil Licensing and Certification System).

Основные показатели качества, указываемые в сопровождающих документах:
• знак базового масла, показывающий, из какой нефти оно изготовлено;
• плотность;
• содержание предельных углеводородов;
• компонентный состав;
• содержание серы;
• другие примеси;
• кинематическая вязкость;
• индекс вязкости;
• температура застывания.

В обозначении базового масла обязательно указывается основной их показатель - вязкость, обычно выраженная в универсальных секундах Сейболта (Saybolt Universal Seconds - SUS), например, 70N, 100N, 150N, 500N, 1200N или 100SP, 500SP, 600SP. Некоторые компании в Европе выражают вязкость базовых масел в сСт при температуре 40°С, например, Shell обозначает свои базовые масла HVI 60, HVI 95, HVI 160, HVI 650. При сопоставлении этих обозначений 100N соответствует HVI 65, a 500N - HVI 160. ВР обозначает свои базовые масла VHVI как НС 4, НС 5 и НС 6, где число означает вязкость масла в сСт при температуре 100°С. Если указываются две группы цифр, то первая из них означает вязкость масла в сСт при температуре 40°С, а вторая - индекс вязкости, например ВР парафиновое базовое масло обозначается как BG650/85 (BG - basic grade - базовое масло).

На маслосмесительных заводах базовые масла могут смешиваться между собой с целью получения необходимой вязкости, а также к ним добавляются функциональные присадки раздельно или в виде композиций - пакетов присадок. Пакеты присадок составлены с целью получения масла определенного класса. Синтетические масла маркируются символами в соответствии их химическому строению. Одна из наиболее распространенных систем обозначения приведена в немецком стандарте DIN 51 502.

Регенерированные масла
Некоторые сорта базового масла вырабатываются из отработанного масла и называются регенерированными. Существует много различных технологических линий регенерации масла, но основные операции остаются теми же самыми, что и при производстве новых базовых масел. Германия является лидером в регенерации отработанных масел, но в основном не из экономических, а из экологических соображений.

Отработанное масло (used oil, waste oil) поставляется на завод по регенерации, где удаляют воду, присадки, продукты окисления и износа, механические и другие примеси и загрязнения. Для этого сначала отгоняются летучие вещества при температуре до 250°С при атмосферном давлении, далее масло обрабатывается серной кислотой и нейтрализуется, затем перегоняется при пониженном давлении, получается 2-3 фракции с разной вязкостью, которые осветляются очисткой глиной или цеолитами. В дальнейшем масла смешиваются для получения необходимой вязкости и вводятся присадки, как и при производстве новых товарных масел. Выход регенерированного масла составляет 75-80% от исходного сырья. Экономически выгодными считаются заводы с производительностью 40 000 тонн в год.

При тщательном соблюдении соответствующей технологии качество масла после регенерации мало отличается от качества нового масла. Впрочем, регенерированное масло все же менее стабильно и его приходится чаще менять. Для производства высококачественных товарных масел регенерированное базовое масло не применяется.

Дэвид Крэмер, Брент Лок

БАЗОВЫЕ МАСЛА

В качестве базовых масел при производстве смазочных материалов используют минеральные (нефтяные) или синтетические масла-компоненты, для специальных целей применяют также растительные масла. Синтетические масла обычно получают из нефтяного сырья.

 

Минеральные масла

Высококачественное минеральное базовое масло является надежной предпосылкой для получения современных смазочных материалов. Такие базовые масла-компоненты обладают стабильными свойствами, в частности высокой приемистостью к присадкам, обеспечивая эффективность их действия, а также хорошими смазочными свойствами, обеспечивая гидродинамический режим смазывания в обычных эксплуатационных условиях в широком диапазоне рабочих температур при условии выбора подходящей вязкости. Однако на базе минерального масла трудно, а иногда и невозможно разработать смазочный материал, обладающий отличными свойствами при низких температурах и в то же время сохраняющий достаточно высокие смазочные свойства и при высоких эксплуатационных температурах.

Гидрокрекинговые (гидрокрекинг минерального масла)

Частично синтетические (полусинтетические) масла

Свойства минеральных масел можно улучшать заменой части минерального масла на синтетические компоненты. Таким образом можно производить обладающие хорошими свойствами при низких температурах, круглогодичные масла SAE 5W-XX, которые трудно производить на базе одного только минерального масла.

 

Синтетические масла

С помощью синтетических базовых масел можно улучшить свойства смазочных материалов. Однако само по себе применение синтетического базового масла не всегда гарантирует высокие эксплуатационные свойства товарного продукта. Для достижения этой цели требуется тщательный подбор компонентов и оптимизация рецептуры продукта. Поэтому возможна весьма большая разница в стоимости "однотипных" синтетических масел. 
 

Синтетические масла позволяют достичь следующих свойств: 
- Отличные свойства при низких температурах, в т. ч. легкий запуск двигателя и надежное смазывание в холодных условиях; 
- Отличные функциональные свойства при высоких температурах, в частности, стабильность против окисления, низкая летучесть и расход масла;

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МАСЕЛ

Смазочные масла получают из той части нефти, которая остается после отгонки топливных фракций. Эта часть нефти называется мазутом. 
    Если нагревать мазут при атмосферном давлении, то многие индивидуальные углеводороды начинают разлагаться при более низкой температуре, чем их температура кипения. При понижении давления понижается температура кипения, что позволяет выделить нужные фракции. Процесс этот называется вакуумной разгонкой. Для его реализации сооружаются специальные установки, позволяющие из мазута получать различные по вязкости масла. Особенно четко удается произвести разгонку в установках с двукратным испарением, применяемым в современных нефтеперерабатывающих комплексах. Эти масла называют дистиллятными маслами. Их получение предусматривает перегонку или испарение с последующей конденсацией отдельных фракций жидкостей или их смесей (в данном случае нефти или отдельных ее фракций). 
 

В результате вакуумной перегонки получают базовые дистиллятные масла, а оставшиеся продукты (полугудрон и гудрон) используют для получения остаточных масел. Характерной особенностью дистиллятных масел являются их хорошие вязкостно-температурные свойства и высокая термоокислительная стабильность. Но в этих маслах мало соединений, обладающих высокой маслянистостью, т. е. прочностью масляной пленки. 
 

Остаточные масла, наоборот, обладают высокой естественной маслянистостью, но плохими низкотемпературными и вязкостно-температурными свойствами. Высокая маслянистость остаточных масел связана с находящимися в них продуктами окислительной полимеризации (нефтяными смолами). 
 

Существуют две схемы переработки мазута - топливная и масляная. При топливной получают только одну фракцию (350-500°С), используемую обычно как базовый продукт для каталитического крекинга или гидрокрекинга. При масляной переработке - три фракции: легкие дистиллятные масла (выкипающие при 300-400°С), средние дистиллятные масла (выкипающие при 400-450°С) и тяжелые дистиллятные масла (выкипающие при 450-500°С). 
 

Для получения товарных марок масла подвергают сложным технологическим операциям. Для удаления нежелательных примесей масло очищают. Из него удаляют продукты окислительной полимеризации, органические кислоты, нестабильные углеводороды, серу и ее соединения. Для улучшения низкотемпературных свойств масла подвергают депарафинизации и деасфальтизации. Очищенные продукты при необходимости смешивают для получения нужного уровня вязкости.

Дистиллятные масла используют для приготовления масел, от которых не требуется особо высокой естественной прочности масляной пленки. Остаточные - для масел, высокая маслянистость которых имеет особое значение. Например, для дизельных масел обычно смешивают дистиллятные и остаточные масла в необходимой пропорции. 
 

Масла, используемые в качестве основных моторных масел, называют базовыми маслами. Например, для зимних и летних моторных масел выпускают следующие базовые масла: 
М-6 - дистиллятное; 
М-8 - дистиллятное с добавлением не менее 14 % остаточного компонента; 
М-11 - смесь дистиллятного и не менее 30 % остаточного компонента; 
М-14 - смесь дистиллятного и не менее 40 % остаточного компонента; 
М-16 - смесь дистиллятного и не менее 50 % остаточного масла; 
М-20 - состоит только из остаточных масел.  
 

Для получения всесезонных масел или масел для северных и арктических районов используют в качестве базовых масел глубоко депарафинизированные дистиллятные масла малой вязкости (веретенное АУ, АС-5 и др.).

 

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ МАСЕЛ

Технология очистки базовых масел влияет на их свойства. Применяют следующие методы очистки масел. 
 

1. Выщелачивание. Это самый простой способ. Масло обрабатывают раствором щелочи (NaОН), которая нейтрализует органические кислоты. Продукты окислительной полимеризации (нефтяные смолы и другие вредные примеси) при щелочной очистке не удаляются, поэтому этот способ для моторных масел не применяют. 
 

2. Кислотно-щелочная и кислотно-контактная очистка. При этом методе очистки основным реагентом, входящим в соединения с нежелательными примесями, является серная кислота, которую добавляют в дистиллятное масло до 6%, а в остаточное - до 10%. 
 

Серная кислота разрушает смолисто-асфальтовые и ненасыщенные соединения, которые вместе с непрореагировавшей кислотой выпадают в осадок, образуя кислый гудрон. Наиболее ценные для масел циклановые углеводороды серной кислотой не затрагиваются и после отделения кислого гудрона промываются водным раствором щелочи, которая нейтрализует остатки серной кислоты и кислого гудрона. Очистка заканчивается промывкой масла водой и просушиванием перегретым паром или горячим воздухом. 
 

Для предотвращения возможности образования стойких водомасляных эмульсий обработку щелочью заменяют контактным фильтрованием с использованием отбеливающих глин, обладающих большой адсорбционной способностью поглощать полярно-активные вещества, к которым относятся продукты взаимодействия с серной кислотой. 
 

Кислотную очистку с контактным фильтрованием через отбеливающие земли называют кислотно-контактной очисткой. 

Применение для очистки моторных масел серной кислоты имеет существенные недостатки: при современных масштабах производства моторных масел это приводит к огромным безвозвратным расходам серной кислоты - ценного продукта, широко используемого во многих химических производствах.  
 

Кислый гудрон, который является отходом при этом способе очистки, очень токсичный и вредный продукт; дальнейшее использование его по ряду причин нерентабельно, и его огромные скопления являются источником очень вредного воздействия на окружающую природу. 
 

3. Очистка масел селективными растворителями. Это современный и эффективный способ очистки масел. 
Особенностью этого метода является возможность в процессе очистки многократного использования селективных растворителей. В качестве селективных растворителей применяют фурфурол, фенол и ряд других веществ. 

Принцип селективной очистки заключается в следующем. Подбирают растворитель, который при определенной температуре и количественном соотношении с очищаемым маслом выборочно (селективно) растворяет в себе все вредные примеси и плохо или совсем не растворяет очищаемый продукт, в данном случае - масло. 
При смешивании очищаемого масла с селективным растворителем основная часть вредных примесей растворяется и переходит в растворитель, который, не смешиваясь с маслом, легко с ним разделяется при отстаивании. Получается слой очищенного масла (рафинадный слой) и слой растворителя с вредными, удаленными из масла примесями. Этот слой называют экстрактом. Слои разделяют. Слой очищенного масла доочищают отбеливающими глинами, а экстракт подвергают регенерации, при которой селективный растворитель отделяется от вредных продуктов и опять вводится в процесс очистки. 
Очень важно правильно выбрать как соотношение масла и растворителя, так и температуру, при которой осуществляют процесс очистки. Например, при использовании в качестве селективного растворителя фенола температуру следует поддерживать в диапазоне 50-300°С, а соотношение масла и растворителя 1:1 или 1:2. 
При применении фурфурола соотношение очищаемого продукта варьируют в зависимости от желаемой глубины очистки очищаемого масла от 1:1,5 до 1:4. 
Для получения качественной очистки высоковязких остаточных масел используют метод парных растворителей. Причем один из них должен выборочно растворять вредные примеси, а другой - очищаемое масло. Происходит как бы разделение полезного и вредного продукта. При растворении примесей применяют креозол с 30-50% фенола, а при растворении рафината - пропан. С целью поддержания пропана в жидком состоянии очистку производят под давлением до 2 Мпа. 
В последнее время все шире применяют гидрогенизацию, которая является наиболее совершенным способом очистки масел. Процесс аналогичен гидроочистке топлив. Проводят его под давлением до 2 Мпа в присутствии водорода при температуре 380-400°С. 
Для улучшения низкотемпературных свойств масел (что имеет особое значение при эксплуатации двигателей зимой, находящихся на открытой стоянке автомобилей и тракторов) подвергают деасфальтизации и депарафинизации. Удаление из масла этих соединений, обладающих высокой температурой застывания, повышает низкотемпературные свойства масел. 
Деасфальтизацию проводят с помощью жидкого пропана, который под давлением 2-4 Мпа смешивают с очищенным маслом в пропорции до 10:1. Процесс протекает в специальных колоннах. Очищаемое масло поступает в среднюю часть колонны, пропан - в нижнюю. Выводится битум из самого нижнего уровня колонны. Раствор очищенного от асфальта масла выводится из верхней части колонны, после чего очищенное масло отделяется от растворителя. 
Депарафинизацию масла, т. е. Выделение из него парафина и церезина, производят путем его глубокого охлаждения. Перед охлаждением в масло добавляют растворители и смесь нагревают на 15-20° выше температуры полного растворения парафина и церезина. Затем смесь подвергают охлаждению и фильтрации или центрифугированию. Застывший парафин и церезин остаются на фильтрах. Освобожденное от парафина и церезина масло при его охлаждении в условиях реальной эксплуатации обладает повышенной текучестью, что значительно облегчает пуск двигателя при низких температурах. 
В последнее время появляются методы очистки масел, основанные на его фильтрации через специальные мембраны, фильтрующие на молекулярном уровне, которые, например, пропускают молекулу углеводородов и задерживают молекулу продуктов окислительной полимеризации и другие нежелательные примеси. Этот метод еще не получил широкого применения при очистке моторных масел.

 

Г.П. Покровский
"Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости", 1985

НС-синтетические базовые масла

HC-синтез (Hydro-Craking-Synthese-Technology) – это ни что иное как технология создания Гидрокрекинговых масел.

Гидрокрекинговые (или как их ещё называют – «Эйч-Си-Синтетические») масла - это самый молодой класс базовых масел. Впервые промышленное производство этих масел началось в США в семидесятые годы двадцатого века. Термин «Гидрокрекинг» происходит от слов «Hydro» – «водород» и «crack» – «расщеплять , разламывать». Дословный перевод этого термина по сути уже раскрывает самые важные аспекты производства этих масел – расщепление тяжелых углеводородных молекул нефтяного сырья в присутствии водорода для получения базовых масел с нужными свойствами. По сути если при производстве синтетических базовых масел из легких углеводородных молекул как из кирпичиков собираются – «синтезируются» необходимые искусственные молекулы базового масла, то при производстве гидрокрекинговых масел происходит обратный процесс. В результате исходное сырье полностью очищается от всех примесей и проводится молекулярная модификация. В результате мы получаем масло, обладающее ценными свойствами для тяжелых режимов работы (высокая стойкость к деформациям сдвига при высоких скоростях, нагрузках и температурах, высокий индекс вязкости и стабильность параметров), которое при этом обладает одним неоспоримым преимуществом перед «синтетикой» – более низкой ценой.

Почему же по цене «гидрокрекинг» ближе к «минералке», а по качеству и потребительским свойствам – к «синтетике» (а по некоторым параметрам ее даже превосходит)? Гидрокрекинговое масло ближе к минеральному не только по цене, но и по способу получения. Оно тоже производится из нефти, причем, зачастую, из достаточно недорогих «тяжелых» сортов, в отличие от синтетики, сырьем для которой служат исключительно дорогие чистые фракции первичного бензина. Рассмотрим разницу в процессах получения минерального и гидрокрекингового масел.

При производстве обычного минерального масла разнообразными физико-химическими методами из нефти удаляются нежелательные примеси, вроде соединений серы или азота, тяжелые фракции и ароматические соединения, которые усиливают коксование и зависимость вязкости от температуры. Депарафинизацией удаляются парафины, повышающие температуру застывания масел. Однако понятно, что удалить все ненужные примеси таким методом невозможно — грубо говоря, это и служит причиной худших свойств «минералки». Обработка масла может продолжиться и дальше. Ведь остались еще ненасыщенные углеводороды, которые ускоряют старение масла из-за окисления, да и примеси тоже остались. Гидроочистка (воздействие водородом при высокой температуре и давлении) превращает непредельные и ароматические углеводороды в предельные, что увеличивает стойкость масла к окислению. Таким образом, масло, прошедшее гидроочистку, обладает дополнительным преимуществом.

Гидрокрекинг – это еще более глубокий вид обработки, когда одновременно протекает сразу несколько реакций. Удаляются все те же ненавистные серные и азотистые соединения, Длинные цепочки разрываются (крекинг) на более короткие с однородной структурой, места разрывов в новых укороченных молекулах насыщаются водородом (гидрирование). Многие ученые помимо этого отмечают еще несколько невидимых потребителю особенностей. Первая – улучшение качества базовых масел не за счет удаления вредных компонентов, а путем преобразования их в полезные. Вторая особенность — экологическая чистота как самих технологических процессов (без применения токсичных растворителей), так и получающихся базовых масел (высокоиндексных, малосернистых).

Итак, гидрокрекинговые масла — это продукты перегонки и глубокой очистки нефти. Гидрокрекинг отбрасывает все «ненужное», необходимые свойства придаются с помощью присадок. Гидрокрекинговое масло получается близким по качеству к «синтетике» - оно обладает высоким индексом вязкости, противоокислительной стойкостью и стойкостью к деформациям сдвига, а от износа может защищать даже лучше, чем синтетическое. С другой стороны, «синтетика» более однородна в смысле линейности углеводородных цепей, что дает преимущество в температуре замерзания, большую стойкость к термическому и механическому разрушению, что и объясняет её более высокую стоимость.

К какому классу относить такие масла? В соответствии с классификацией API они относятся к III группе – базовые масла нефтяного происхождения высшей категории качества. По требованиям к наименованию материалов многих стран мира, в том числе Германии, «полностью синтетическими», «100%-синтетическими» или просто «Синтетическими» они называться не могут, так как такое название могут носить базовые масла, состоящие только из искусственно созданных молекул. Но ведь по потребительским свойствам эти масла идут вровень, а иногда и превосходят синтетические. Поэтому чтобы выделить эти масла из ряда прочих «минералок» и подчеркнуть их высокие потребительские свойства, маркетологи большинства маслопроизводящих компаний изобрели целую гамму названий: HC-синтез, НС-синтетика, High-Tech-Synthese-Technology, VHVI, XHVI, ExSyn т.д.

Покупая гидрокрекинговое масло, потребитель получает продукт высочайшего уровня качества сопоставимого с синтетическим, но полученный из доступного природного сырья по экологически чистым технологиям. Поэтому, в последние годы производители автомобилей все чаще особо рекомендуют эти масла к применению, а покупатели голосуют кошельком.

В нашем каталоге Вы можете выбрать моторное масло на базе HC-синтетики и ПАО-синтетики.

Разъяснение групп базовых масел

Почти каждый смазочный материал, используемый сегодня на заводах, изначально был 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 смазки 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 кольцевых структур, оставшихся 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. Базовые масла группы III многими техническими специалистами считаются 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 очистки 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
Гравитационный поток в испытательном сосуде, 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.Сегодняшние 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.

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 оно 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.

Растворитель смешивается с ними и 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 соединений, 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 - гидроочистка . Окончательное качество базового масла определяется жесткостью приложения температуры и давления в процессе гидроочистки. Теперь базовые масла 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 обычно 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, подвергшихся 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 желаемые 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 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 в большей степени, 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 по-прежнему 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)
  • Превосходная стойкость к окислению (они также очень хорошо реагируют на антиоксиданты)
  • Высокая термостойкость (у них очень хорошая термостойкость)
  • Низкая токсичность (из-за фактического отсутствия примесей)
  • Превосходная 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)
  • 9336
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 позволяет получать базовые масла с более высоким индексом вязкости (до 130 за один проход) и улучшенным выходом по сравнению с предыдущими традиционными методами депарафинизации. Еще одна особенность процесса - 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 эксплуатационными 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 человеком», 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 путем полимеризации альфа-олефина.

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

ПАО

имеют гораздо более широкий температурный диапазон, 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 смазывающих 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 низкотемпературная текучесть
  • Намного более широкий диапазон вязкости
  • Очень низкая температура застывания
  • Более высокие температуры воспламенения и воспламенения
  • Превосходная стойкость к летучести
  • Повышенная стойкость к окислению
  • Превосходная термическая стабильность
  • Повышенная устойчивость к сдвигу
  • Лучшая естественная моющая способность
  • Очень низкая токсичность
  • трение
  • Сниженное 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. Как правило, 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 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 сочетаются 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 конструктивные и эксплуатационные возможности.

Один из распространенных сложных эфиров, часто используемых в рецептурах синтетических моторных масел, - это дистер . 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 применения при очень высоких температурах.


Двумя наиболее распространенными областями применения полиолэфиров 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, полученные с использованием тяжелого гидрокрекинга и гидроизомеризации , имеют большинство тех же характеристик, что и «истинное» синтетическое масло.

В свете этого «необязательного» решения 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 этого не сделал.

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).

Высокоэффективные возобновляемые базовые масла для промышленных смазок

Вы находитесь здесь

Главная »Высокоэффективные возобновляемые базовые масла для промышленных смазочных материалов
Базовый компонент синтетической смазки на растительной основе снижает выбросы

Зависимость от иностранной нефти вызывает растущую озабоченность, как и городские сточные воды, содержащие значительное количество нефти и нефтепродуктов, загрязняющих водные пути Америки. Хотя использование масел на биологической основе, таких как растительное масло, могло бы облегчить эту проблему, было обнаружено, что эти масла имеют несколько проблем с производительностью, таких как окисление, что не позволяет использовать их в качестве смазочных материалов. Повышение доступности смазочных жидкостей на биологической основе обеспечит разнообразие источников продукции; создавать дополнительные возможности для государственных, коммерческих и потребительских покупок; снизить зависимость от импорта нефти; и уменьшить загрязнение рек и океанов.

При поддержке Программы изобретений и инноваций Министерства энергетики и дополнительного венчурного финансирования компания Biosynthetic Technologies LLC в сотрудничестве с U.Департамент сельского хозяйства США запатентовал новый класс молекул сложных эфиров, которые делают синтетические моторные масла и смазки на биологической основе реальностью. Чтобы преодолеть присущие растительным маслам проблемы с производительностью, Biosynthetic запатентовала процесс, который превращает жирные кислоты в растительных маслах в новые синтетические молекулы. Чтобы улучшить окислительную стабильность, добавляются минимальные количества (1-2%) присадки, обеспечивающей устойчивость к окислению, и масло становится равным или превосходящим обычные базовые масла из источников ископаемого топлива.При использовании в промышленных смазках всех типов масла Biosynthetic достигли превосходных характеристик во многих критических областях, включая температуру застывания, индекс вязкости, температуру вспышки и потери при испарении. Запатентованный масляный продукт Biosynthetic можно использовать в качестве основного материала в промышленных смазках и готовых продуктах личной гигиены. Эти уникальные масла на биологической основе обладают многими превосходными характеристиками по сравнению с нефтяными смазочными маслами и вызывают меньшее трение в двигателе, чем моторные масла на нефтяной основе, что может увеличить как срок службы машины, так и экономию топлива.Масла Biosynthetic биоразлагаются со скоростью, аналогичной растительным маслам, таким как масло канолы, и соответствуют высшим стандартам Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) по биоразлагаемости. После тщательного тестирования этих биосинтетических масел несколько крупнейших мировых производителей автомобильных и промышленных смазочных материалов в настоящее время разрабатывают и сертифицируют готовые продукты, которые они будут выводить на рынок под своими собственными торговыми марками. Biosynthetic вместе с крупными производителями автомобильных смазок работает над созданием первого «зеленого» моторного масла, соответствующего стандартам Американского института нефти.

Обзор
Приложения

Синтетические масла на биологической основе могут использоваться в высокоэффективных автомобильных и промышленных смазках.

Возможности
  • Производит базовое масло для смазочных материалов с использованием возобновляемого сырья.
  • Отвечает стандартам нетоксичности и биоразлагаемости OECD 203, 301D и 302D.
  • Заменяет нефть в моторных маслах и промышленных смазках.
Льготы
Экономия затрат

Стоит меньше, чем аналогичные специализированные сложные эфиры на биологической основе.

Окружающая среда

Обеспечивает замену нефтяных и синтетических базовых масел по принципу «галлон на галлон».

Производительность

Обеспечивает рабочие характеристики, которые соответствуют или превосходят характеристики смазочных масел на нефтяной основе.

Контактная информация

Нейт МакОмбер
(949) 390-5917
natem @ biosynthetic.com
ООО «Биосинтетические технологии»

Каковы различия в группах базовых масел?

Уровень насыщения

Насыщенные вещества - это тип молекулы, обычно обнаруживаемой в базовом масле. Они естественным образом присутствуют в базовом масле, но в процессе рафинирования достигаются более высокие уровни насыщения. Если уровень насыщенных веществ выше, молекулярная связь масла сильнее.Это повысит устойчивость к разрушению и окислению или снижению вязкости.

Уровень серы

Сера - это природный неорганический элемент, встречающийся в сырой нефти. Поскольку он вступает в реакцию с кислородом, это может отрицательно сказаться на характеристиках масла. Это также может быть вредным для устройств последующей обработки выхлопных газов. Помимо этих отрицательных сторон серы, есть и положительные стороны. Сера может быть эффективным антиоксидантом, улучшающим окислительную стабильность. Чем ниже содержание серы, тем выше чистота, что снижает вероятность коррозии и окисления.

Индекс вязкости

Индекс вязкости относится к изменениям вязкости по сравнению с температурой масла. Вязкость измеряется при 40 ° C и 100 ° C. Когда индекс вязкости высокий, изменения меньше с разницей в температуре. Все масла имеют повышенную вязкость при понижении температуры и уменьшаются при повышении температуры.

Группы I, II и III получают из сырой нефти (минеральное масло), Группа IV представляет собой полностью синтетическое масло, а Группа V предназначена для всех базовых масел, не включенных в одну из других групп.

Группа I

Масла группы I очищаются растворителем, что является более простым процессом очистки, что делает их наименее очищенными и, следовательно, самыми дешевыми доступными базовыми маслами. Масла, очищенные растворителем, обычно состоят из смеси различных углеводородных молекул, которые невозможно различить в процессе очистки. В результате получается масло с неправильными молекулами, вызывающее повышенное трение внутри масла. Поэтому масла группы I чаще всего используются в менее требовательных приложениях.

Группа II

Базовые масла группы II подвергаются гидрокрекингу, который является более сложным процессом, чем процесс для масел группы I. Гидрокрекинг - это процесс расщепления больших молекул углеводородов на более мелкие. Углеводородные молекулы этих масел насыщены, что придает им лучшие антиоксидантные свойства. Цены на масла Группы II близки к ценам на масла Группы I.

Группа III

Масла группы III подвергаются даже более длительной обработке, чем масла группы II. Процесс, называемый жестким гидрокрекингом, также более интенсивен. В процессе нефтепереработки применяется большее давление и тепло. В результате получается более чистое базовое масло более высокого качества.Несмотря на то, что масла группы III получают из сырой нефти, их иногда называют синтезированными углеводородами.

Группа IV

Базовые масла группы IV представляют собой полиальфаолефины. Они не извлекаются, а состоят из небольших однородных молекул. Это также самое большое преимущество PAO, потому что они могут быть полностью адаптированы для получения структуры с предсказуемыми свойствами. Они очень подходят для использования в очень холодных или очень жарких условиях.

Группа V

Масла группы V состоят из любого типа базового масла, кроме упомянутых в ранее определенных группах.Если это синтетическое масло, а не ПАО, это базовое масло группы V. Они включают, среди прочего, нафтеновые масла и сложные эфиры. Обычно масла группы V используются не в качестве базового масла, а в качестве добавки к другим базовым маслам.

Основы моторных масел - Часть 1: Назад к основам с базовыми маслами в двигателях - Опыт применения - Lube Talk

Чтобы понять смазочные масла, вам необходимо понять два их основных компонента - базовые масла и присадки. Присоединяйтесь к нам в первой части вводного праймера, состоящего из трех частей, по моторным смазочным материалам, поскольку мы более подробно рассмотрим их компонент базового масла - различные типы базовых масел, процессы их производства и их влияние на конечные свойства смазочного материала.

Двигатели приводят в движение деятельность. Чтобы это «сердце» деятельности работало бесперебойно и эффективно, двигателю необходима соответствующая смазка и защита в различных и любых условиях. Смазочные материалы выполняют пять основных функций:

  • Смажьте подвижные части , чтобы уменьшить трение и предотвратить износ
  • Помогите очистить двигатель или машину от загрязнений, уменьшая накопление шлама и удерживая частицы во взвешенном состоянии
  • Уплотнение поршня и цилиндра для оптимальной эффективности работы
  • Охлаждение Высокотемпературные участки двигателя и оборудования
  • Защита металлических деталей от ржавчины и коррозии

Независимо от того, являетесь ли вы опытным профессионалом в отрасли или начинающим талантом, ниже приводится краткое освежение основ базовых масел - их различных типов и производственных процессов - чтобы помочь объяснить их важность для определения конечных свойств смазочного материала.

Основные рабочие характеристики смазочного материала

Моторные масла по своим характеристикам немного отличаются от более широкой категории индустриальных масел. Вот небольшая таблица, чтобы разбить их:

Моторные масла

Индустриальные масла

Окислительная стабильность

Окислительная стабильность

Низкотемпературная реология

Платежеспособность

Защита от износа

Защита от износа

Защита от коррозии

Защита от ржавчины

Волатильность

Водоотделение

Уменьшить образование депозитов

Дисперсия

Что такое смазочное масло?

Моторные / смазочные масла изготовлены из отобранных базовых масел в сочетании с присадками, улучшающими рабочие характеристики.

  • Присадки улучшают исходные свойства базового масла
  • Присадки для улучшения эксплуатационных характеристик базового масла
  • Присадки продлевают срок службы масла

В современном мире смазочных материалов базовые масла / базовые компоненты, используемые в моторных маслах, обычно делятся на две общие категории - минеральные и синтетические.

Минеральные базовые масла перегоняются из сырой нефти на обычном нефтеперерабатывающем заводе, в результате чего образуются молекулы масла неоднородного размера.

Синтетические базовые масла , с другой стороны, создаются химическим путем из чистых нефтяных газов на химическом заводе или превращаются из сырой нефти с помощью жесткой каталитической гидрообработки.

Эти два базовых масла впоследствии подразделяются на 4 основные классификации ниже. Состав базового масла оказывает значительное влияние на общие характеристики моторного масла. Смесь базовых масел часто используется для баланса производительности и затрат.

· Группа I по API

Обычный

Минеральное масло

· API Группа II

Гидрообработка

Минеральное масло высокой степени очистки

· Группа API III

Особо гидрообработка

Минеральное масло очень высокой степени очистки (обычно называемое синтетическим)

· Группа API IV

ПАО Синтетика

Химически построенный, i.е. синтезировано

PAO = полиальфаолефин

Различия в составе базовых компонентов

Группа I

Группа II

Группа III

Группа IV

Сера (частей на миллион)

2 000–7 000

10–300

<10. 0

Нет

Азот (частей на миллион)

60

1–5

<1,0

Нет

Ароматические углеводороды (мас.%)

15–30

1–10

<1,0

Нет

Индекс вязкости

95 мин.

95–119

120–130

120–200+

Как производится базовое сырье

Свойства ПАО в моторном масле

Недвижимость

Что это значит?

Плюсы

Высокий индекс вязкости (VI)

Требуется меньше присадки, улучшающей ИВ, следовательно, меньше отложений

Уменьшает зазубрины и полировку отверстий

Моторное масло с большей вероятностью останется на уровне

Хорошая волатильность

Снижение расхода масла и выбросов

Меньшая пожароопасность

Моторное масло с большей вероятностью останется на уровне

Низкая температура застывания

Лучшая низкотемпературная текучесть (температура застывания -57⁰C)

Улучшенные пусковые характеристики, снижающие износ

Устойчивость к окислению

Увеличенные интервалы замены

Нижний уровень осадка, отложений и лака

Минусы

Высокая стоимость

Стоимость ок. В 4 раза больше, чем минеральные базовые масла

Низкая платежеспособность

Добавки необходимо специально подбирать

Совместимость с уплотнением

Масло подвержено воздействию уплотнительных материалов

В целом синтетические смазочные материалы обычно обеспечивают более надежную работу, особенно с точки зрения прокачиваемости при низких температурах. высокая температурная стабильность и защита от отложений.Эти свойства могут способствовать снижению износа двигателя, экономии топлива и увеличению срока службы двигателя.

Синтетические смазочные материалы также могут значительно повысить экономию топлива, работая намного быстрее, чем минеральные моторные масла, поэтому двигатель намного быстрее достигает максимальной производительности.

Еще одним важным преимуществом синтетических масел, особенно в наши дни, является то, что они более чистые и экологически безопасные, что помогает снизить выбросы в атмосферу двигателя по сравнению с обычными минеральными моторными маслами. Обычные минеральные моторные масла также содержат большее количество примесей, таких как сера, химически активные и нестабильные углеводороды, а также другие нежелательные примеси, которые невозможно полностью удалить обычной переработкой сырой нефти.

Чтобы максимизировать преимущества моторного масла и свести к минимуму любые проблемы, мы настоятельно рекомендуем предприятиям поговорить со своим дистрибьютором смазочных материалов и экспертом, чтобы оценить и определить лучшее моторное масло, наиболее подходящее для их использования, а также оптимальные методы для продления срока его службы. .

Во второй части нашего руководства по моторным маслам мы поговорим о различных типах присадок, почему они важны и почему нам необходимо сбалансировать количество присадок в составе смазочных материалов.

У вас есть вопросы о роли базовых масел в моторном масле? Поделитесь ими с нами в комментариях ниже или нажмите «Нравится» на панели инструментов справа, если вы нашли это обновление полезным!

Группы базовых масел: свойства и применение

Смазочные материалы играют важную роль в функционировании нашего мира. Автомобильные и грузовые двигатели - крупнейшие потребители смазочных материалов во всем мире, потребляющие 20 миллионов тонн в год, а это означает, что моторные масла часто помогают этой отрасли. Они также используются в промышленности, кулинарии, медицине и практически в любом другом секторе, который вы можете себе представить. Практически каждый смазочный материал начинается с базового масла, которое обычно производится в процессе переработки сырой нефти.

Существует множество типов базовых масел премиум-класса, которые можно приобрести у поставщиков базовых масел.Но чтобы определить, какой тип базового масла лучше всего подходит для вашего применения, вам нужно узнать немного больше о том, что вам доступно. Американский институт нефти (или API) разделил различные типы базовых масел на пять различных групп. Понимание этих классовых различий окажется важным при ведении бизнеса с поставщиками базового масла для выбора правильного продукта.

Характеристики базовых масел, которые используются для определения их рабочих характеристик, могут включать:

  • Температура застывания
  • Вязкость и индекс вязкости
  • Чистота
  • Летучесть
  • Термическая стабильность
  • Гидролитическая стабильность (водостойкость)
  • Окисление
  • Содержание серы и насыщенных веществ
I

9

Группа

Вообще говоря, базовые масла Группы I производятся с использованием процессов экстракции растворителем или очистки растворителем, которые предназначены для удаления любых нежелательных аспектов исходного масла. Когда вы работаете с заводами по производству базовых масел для получения продуктов из этой группы, эти масла будут классифицироваться как имеющие менее 90% насыщенных веществ и более 0,03% серы. Диапазон их индекса вязкости составляет от 80 до 120, а диапазон температур - от 32 до 150 градусов по Фаренгейту. Хотя это одни из самых доступных базовых масел и самая большая категория на мировом рынке, спрос на эти масла снижается. Тем не менее, они по-прежнему легко используются в некоторых моторных маслах, промышленных применениях и судовых смазочных материалах.

Группа II

Как и базовые масла Группы I, базовые масла Группы II считаются минеральными маслами. Они содержат более 90% насыщенных углеводородов и менее 0,03% серы, предлагая диапазон индекса вязкости от 80 до 120. Они, как правило, обладают улучшенными антиокислительными свойствами по сравнению с маслами Группы I. При этом они более дорогие и производятся более сложным способом (с помощью процесса, называемого гидрокрекингом). Но поскольку подавляющее большинство смазочных материалов, используемых во всем мире, могут быть изготовлены из базовых масел Группы II, логично, что именно эта категория является самой популярной.

III группа

Многие считают, что это лучший сорт нефтяного базового масла, масла Группы III содержат более 90% насыщенных углеводородов и менее 0,03% серы. Одно из самых больших различий заключается в том, что диапазон их индекса вязкости превышает 120. Хотя они производятся аналогично маслам группы I, создание масел группы III требует более высоких давлений и температур. В результате эти масла более чистые и желанные. Базовые масла группы III становятся все более распространенными, особенно по мере того, как возрастает важность экономии автомобильного топлива.

Группа IV

В отличие от первых трех категорий базовых масел, которые все являются минеральными маслами, базовые масла Группы IV представляют собой полиальфаолефины - синтетические базовые масла, которые создаются с помощью совершенно другого процесса (метко названного синтезом). Как скажет вам поставщик базового масла, это можно использовать для создания продуктов с более широким диапазоном температур и термической стабильностью в сложных условиях. Фактически, их диапазон индекса вязкости может достигать 140. Они также обладают улучшенной стойкостью к окислению.Но хотя это наиболее часто используемый тип синтетического базового масла, важно знать, что растворимость, смазывающая способность и прочность этих масел могут быть вредными. А из-за стоимости и доступности они никогда не будут так широко использоваться, как минеральные базовые масла, описанные выше.

Группа V

Это группа с наибольшим разнообразием, так как это всеобъемлющая категория для всех других базовых масел (включая полиэфиры, диэфиры, полиалкиленгликоли, силиконы, нафтеновые масла, сложные эфиры фосфорной кислоты, биолюбины и т. Д.).По сути, если масло синтетическое и не является полиальфаолефином, оно классифицируется как масло Группы V. Во многих случаях масла Группы V используются в качестве дополнения к другим базовым маслам, а не как основа сами по себе.

Как один из ведущих поставщиков базовых масел, мы здесь, чтобы помочь вам выбрать подходящий продукт для вашей области применения. Чтобы узнать больше, свяжитесь с нами сегодня.

Wolflubes - The Vital Lubricant - Blog

Когда мы говорим об основах смазочных материалов, логической отправной точкой являются базовые масла (или базовые компоненты).Таким образом, эти масла, составляющие 70-95% от состава смазочного материала, считаются его основным компонентом.

Базовые масла не встречаются в природе, они очищаются из сырой нефти. В целом около 2% всей добываемой в мире сырой нефти используется для производства смазочных материалов. Однако, чтобы перейти от сырой нефти к базовым маслам, необходимо предпринять несколько шагов.

Сначала сырая нефть проходит два процесса дистилляции: атмосферную и вакуумную. После второй перегонки базовые масла проходят тщательный анализ, чтобы убедиться, что они имеют правильные результаты испытаний по важным характеристикам. Вязкость, летучесть и устойчивость к окислению - вот несколько примеров основных характеристик базового масла. В итоге у нас есть базовые масла, готовые к процессу смешивания с присадками. Об этом мы поговорим в следующей главе.

Дистилляция - это процесс физического разделения веществ, таких как жидкости и пары, ускоряемый высокими температурами. При атмосферной перегонке сырая нефть нагревается до температуры около 400 ° C. Тепло ускоряет диффузию сырой нефти в разделение жидкостей и паров в дистилляционной башне.Поскольку жидкость тяжелее, она больше остается внизу колонны, а пары поднимаются больше к вершине.

Некоторые фракции могут быть очищены из нагретой сырой нефти и даже готовы к использованию (например, газы), но только базовые масла проходят вторую перегонку. Второй процесс дистилляции происходит в условиях вакуума, что позволяет получать дистилляты с высокими точками кипения при более низких температурах, в конечном итоге, с базовыми маслами в качестве конечного продукта.

Базовые масла можно разделить на 2 основные группы в зависимости от используемых обработок:

  • Минеральные базовые масла , группы I и II, представляют собой базовые масла, очищенные из сырой нефти
  • Синтетические базовые масла , группа III, которые представляют собой минеральные базовые масла, очищенные путем гидрокрекинга *, и группы IV и V, которые представляют собой масла, полученные исключительно синтетическими или химическими процессами


* Гидрокрекинг минеральных базовых масел означает крекинг тяжелых молекул масел с высоким содержанием серы в молекулы более высокого качества с низким содержанием серы при высокой температуре и давлении.

Синтетические базовые масла образуются в результате определенных химических процессов, которые улучшают их характеристики благодаря стабильной молекулярной структуре и чистоте. Благодаря постоянному размеру и форме молекул и сцеплению между ними будет меньше трения между металлическими поверхностями и значительно улучшатся общие характеристики.

Базовые масла по-разному влияют на характеристики двигателя. Добавление присадок усиливает эти эффекты и добавляет смазке дополнительные полезные свойства.Количество добавок варьируется от сегмента к сегменту:

Однако перед добавлением каких-либо присадок проводится тщательный анализ всех характеристик базового масла. Вот несколько важных характеристик:

С ранее упомянутыми группами базовых масел (I-V) и после анализа масла теперь легко провести сравнение всех базовых масел.

Существует общая тенденция, в основном обусловленная экологическими нормами и спецификациями, в пользу синтетических базовых масел более высокого качества.Технический прогресс последнего десятилетия привел к разработке двигателей, требующих более сложных составов масел. В прошлом минеральные базовые масла можно было использовать практически для всех типов двигателей, но новейшие разработки двигателей больше не поддерживают этот тип масла.

В Wolf мы в основном работаем с синтетическими базовыми маслами, поскольку они показывают значительно лучшие характеристики по всем характеристикам. Это также относится к минеральным базовым маслам, прошедшим химическую очистку (гидрокрекинг), например, к синтетическим базовым маслам группы III.

Преимущества синтетических базовых масел:

  • Повышенная экономия топлива и выходная мощность
  • Повышенная устойчивость к перепадам температур и окислительным процессам
  • Очиститель поверхностей двигателя
  • Превосходный контроль износа
  • Увеличенный интервал замены до готовой смазки

Тем не менее, некоторые автомобили по-прежнему отлично работают с минеральными базовыми маслами. Важнее всего знать о различиях в масле и убедиться, что вы используете подходящую смазку для вашего конкретного автомобиля .Воспользуйтесь нашим онлайн-инструментом рекомендаций, чтобы узнать, какое масло подходит для вашего автомобиля.

Вкратце:

  • Базовые масла могут быть очищены от сырой нефти или получены химическими процессами
  • Существует 2 типа базовых масел: минеральные и синтетические базовые масла
  • При выборе базовых масел следует учитывать ряд важных характеристик, таких как вязкость и устойчивость к окислению.