基础油基本知识

1、基础油基本知识基础油基本知识北京研发中心北京研发中心2011.82011.8目 录基础油生产技术发展史基础油生产技术发展史中国石化润滑油基础油生产布局中国石化润滑油基础油生产布局润滑油基础油分类及标准润滑油基础油分类及标准基础油的主要成份基础油的主要成份基础油的理化指标与润滑油的关系基础油的理化指标与润滑油的关系2加氢精制60年代ZSM-5催化脱蜡动物油脂3000年前No.1矿物润滑油1878年白土精制、酸精制及SO21920年1930年老三套1947年采用添加剂1950年多级油1969年润滑油加氢裂化70年代 异构脱蜡90年代现代润滑油加氢技术基础油生产技术发展史1993年API 分类公布4

2、中国石化润滑油基础油生产中国石化润滑油基础油生产布局布局中国石化五大基础油生产基地中国石化基础油生产基地的合理布局为基础油优化配置奠定了基础。中国石化五大基础油生产基地产地产地工艺特点工艺特点基础油质量基础油质量等级等级生产能力生产能力（万吨（万吨/年）年）燕山石化燕山石化溶剂精制溶剂精制HVI30高桥石化高桥石化溶剂精制溶剂精制引进国外加引进国外加氢工艺技术氢工艺技术HVIII类、类、III类加类加氢基础油氢基础油4030茂名石化茂名石化溶剂精制溶剂精制HVI 30荆门石化荆门石化溶剂精制溶剂精制加氢改质加氢改质HVI、MVIII类加氢基础类加氢基础油油1010济南石化济南石化溶剂精制溶剂精

3、制HVI、MVI10与其他品牌相比，中国石化的MVI基础油产量每年只有10万吨左右，其他品牌的MVI基础油产量则超过40万吨/年。7润滑油基础油分类及标准润滑油基础油分类及标准API 基础油分类国际化标准组织（ISO）尚未制定润滑油基础油标准。API 于1993年将基础油分为五类（API-1509）,并将其并入API发动机油发照认证系统中。API按照基础油的饱和烃含量、硫含量和黏度指数，把基础油分为类、类、 类，还包括类（PAO合成油）和类（其他合成基础油，如聚醚、磷酸酯等）。矿物润滑油基础油又称中性油。 中性油粘度等级以 37.8(100）的赛氏粘度（秒）表示，标以100N、150N、500

4、N等；而把取自残渣油制得的高粘度油，则称作光亮油(bright oil)，以98.9（210）赛氏粘度(秒)表示，如150BS、120BS等。我国于70年代起，制定出三种中性油标准，即石蜡基中性油、中间基中性油和环烷基中性油三大标准，分别以SN、ZN和DN加以标志。例如：75SN、100SN、150SN、200SN、350SN、500SN、650SN和150BS。SN油的粘度以40的运动粘度，BS则以100运动粘度划分。润滑油基础油分类及标准 中石化基础油分类润滑油基础油分类及标准 中石化基础油标准分类VI140120VI14090VI12040VI90VI40通用基础油UHVIVHVIHVI

5、MVILVI专用基础油低凝UHVI WVHVI WHVI WMVI W-深度精制UHVI SVHVI SHVI SMVI S-中石化总公司提出了Q/SHR001-95,根据黏度指数和适用范围划分润滑油基础油分类及标准 中国石化协议标准分类润滑油基础油（协议标准）分类“协议标准” 按饱和烃含量、硫含量和黏度指数，将基础油分为6大类，分别是 0、，其中的类、类又进行了细分，合计9个小类；在6大类中，0、类为溶剂精制基础油，、类为加氢基础油，类为PAO合成基础油，类为除PAO之外的其他合成基础油。基础油（协议标准）黏度等级分类“协议标准”将溶剂精制基础油中的中性油黏度等级按照40赛氏黏度整数值分为6

6、0、65、75、90、100、125、150、175、200、250、300、350、400、500、600、650、750和900，共计18个黏度等级，每个黏度等级相对应的40运动黏度范围 溶剂精制基础油中的光亮油黏度等级按照100赛氏黏度整数值分为90BS、120BS和150BS，共计3个黏度等级，每个黏度等级相对应的100运动黏度范围 溶剂精制基础油黏度等级分类加氢基础油黏度等级分类“协议标准”将加氢基础油黏度等级按照100运动黏度整数值分为2、3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、20、26、30，共计14个黏度等级。每个黏度等级相对应的100运动黏度范围。加氢基础油黏度等级

7、分类润滑油基础油产品代号基础油产品代号含义HVIa 150 基础油 HVIb 150 基础油 基础油产品代号含义+类 6（号）加氢基础油 类 6（号）加氢基础油 20基础油的主要成份基础油的主要成份矿物润滑油由链烷烃、环烷烃、芳烃，以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等组成。对馏分润滑油料而言，其烃类碳数分布约为C20C40；沸点范围约为350535；平均相对分子量约为300500。对残渣润滑油料而言，其烃类碳数分布更高（C40），沸点范围更高（500535），分子量更大（500）。原油基属与润滑油化学组成特性因数K：为了表征原油化学组成，将原油分为三大类，石蜡基原油（K12.1）；中

8、间基原油（11.5K12.1）；环烷基原油（K11.5）。相对密度d420：轻质原油（ d420 0.830）；中质原油（ 0.830 d420 0.904 ）；重质原油（ 0.904 d420 0.0.966）；特重质原油（ d420 0.966 ）。含硫量：低硫原油（ 0.5）；含硫原油（0.52.0）；高硫原油（ 2.0）。原油的选择石蜡基原油做为制备基础油的首选原油。由于石蜡基原油的基础油馏分中，特性因数K值较高的烷烃和长侧链环烷烃含量较高，K值较小的芳香烃和非烃类含量较少，精制收率高，粘温性好。其次是环烷基原油。虽然K值较低，粘温性能不佳，但因含量很少，无需脱蜡，加工成本低，是制备某

9、些要求倾点很低而不要求粘温性能的专用润滑油的良好原油。中间基原油，已往人们认为不宜用来制备润滑油，可以因地制宜的来生产那些对粘温性能要求不高或无要求的润滑油产品。由于加氢技术的发展，中间基原油可以用来加工加氢基础油。原油的选择相同沸点范围基础油馏分的烃类组成中，石蜡基基础油链烷烃的含量远高于环烷基油；环烷基原油芳香烃的含量远高于石蜡基油，中间基原油的基础油馏分烃类组成介于两者之间。石蜡基原油的基础油馏分链烷基烷基侧链的碳原子含量比环烷基油高，平均分子环数比环烷基油少。相同黏度的基础油色度，石蜡基油最小，环烷基油次之，芳香基油色度最大。与族组成有关。基础油中极性成分与非极性成分特性非极性组分：指

10、饱和烃链烷烃和环烷烃极性组分：指芳烃和极性化合物胶质、沥青质等。它们对基础油的特性影响存在很大差别。性质非极性组分极性组分性质非极性组分极性组分倾点高低溶解性差好抗氧化差好承载负荷能力差好添加剂感受性好差黏度指数高低加工润滑油基础油的过程，就是进行脱沥青、精制、脱蜡、吸附补充精制等一系列加工。不论是物理加工还是化学加工过程，从根本上讲，就是调整烃类和非烃类、极性成分和非极性成分在成品基础油中应该存在的比例。润滑油加工工艺对润滑油物理、化学性质和成分的影响影 响 项丙烷脱沥青精制工艺脱蜡工艺补充精制工艺 溶剂加氢酸洗溶剂临氢降凝尿素加氢酸洗白土物化性质相对密度闪点粘度粘度指数倾点颜色热稳定性氧化

11、稳定性添加剂感受性-N-+/-+-N-+-+-N-+-+/-+/-+-N-+-+/-+/-+N+-+NNN+N+-NN+/-+N+-+NNNNNNN/+N/+-+/-+/-+NNNN/+N/+-+/-+/-+NNNNN-+组分沥青质胶质芳香烃环烷烃烷烃蜡氮氧硫-+-+-+-+-+-+N/-N/-+-N/-N/-+-+NN/-N/-N/-N/+N/+N/+-+-+-表内N很小、微；增加、增大；减少、降低；取决于苛刻度27基础油的理化指标与润滑油基础油的理化指标与润滑油的关系的关系基础油性能指标及定义运动粘度及粘度指数蒸发损失、倾点、闪点、色度、密度旋转氧弹硫、氮、碱性氮及残炭中和值苯胺点及族组成

12、抗乳化性基础油性能指标与油品性能的关系基础油性能指标与油品性能的关系12-08-99BO104-005基础油性能指标化学活性粘度表面活性溶解能力蒸发损失氧化安定性抗磨性低温性能减少摩擦抗乳化性能抗泡沫性能添加剂相溶性密封件适应性能减少油耗酸和油泥产生防腐蚀性变差基础油指标定义运动黏度：流动物质内部阻力的量度叫粘度，粘度值随温度的升高而降低。大参数润滑油是根据粘度来分牌号的。表示液体在重力作用下流动时内部阻力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比 。在某一恒定温度下，测定一定体积的液体在重力作用下流过一个标定好的玻璃毛细管粘度计的时间，粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积即为该温度下所

13、测定液体的运动粘度。黏度指数： 粘度指数是表示油品粘度随温度变化这个特性的一个约定量值。粘度指数高表示油品的粘度随温度变化较小，反之亦然。蒸发损失：是油品在规定条件下蒸发后其损失量所占的重量百分数。闪点：在规定的条件下，将油品加热，随油温的升高，油蒸汽在空气中的浓度也随之增加，当升到某一温度时，油蒸汽和空气组成的混合物中，油蒸汽含量达到可染浓度，若把火焰拿近这种混合物，它就会闪火，把产生这种现象的最低温度称为石油产品的闪点。 倾点：指在规定条件下，被冷却了的试油开始连续流动时的最低温度，以表示。倾点和凝点一样都是用来表示石油产品低温流动性能的指标。由于倾点比凝点更能反映在低温下的流动性，因此我

14、国也和许多国家和国际标准化组织一样用倾点来表示其低温流动性。不同原油基所属的油晶其倾点与凝点差值不一样，一般倾点要比疑点高3-5度。 色度：色度是在规定条件下，油品的颜色最接近某一号标准色板的颜色时所测得的结果。色度是用来初步鉴别油品精制深度和使用过程中氧化变质程度的标志。 密度是指在规定温度下，单位体积内所含物质的质量数，以gcm3或gml表示。密度是石油及其产品最基本的物理性质。石油产品的密度取决于组成它的相对分子质量和分子结构。碳原子数相同的烃类其密度大小的顺序为：芳烃环烷烃烷烃，异构烷烃正构烷烃。 基础油指标定义基础油指标定义旋转氧弹：表征油品氧化安定性的一种方法。硫、氮、碱性氮：用来

15、判定油品精制深度。残炭：油品放入残炭测定器中，在隔绝空气的情况下加热，会蒸发、裂解和缩合，排出燃烧的气体后，生成的焦黑色残留物即残炭。残炭用残留物占油品的质量百分含量（）来表示。残炭是评价油品在高温条件下生成焦炭倾向的指标。主要由油中的胶质、沥青质、多环芳烃的叠合物及灰分形成。根据残炭的大小，可以大致判定油品在发动机中结炭的倾向，。灰分：在规定条件下油品被煅烧后所剩下的残留物叫做灰分，以重量百分数表示。灰分主要是油品中含有的环烷酸盐类。在润滑油中加入某些高灰分添加刑后，油品的灰分含量会增大。 基础油指标定义中和值：油品酸碱性的量度，也是油品的酸值或碱值的习惯统称，是以中和一 定重量的油品所需的

16、碱或酸的相当量来表示的数值。苯胺点：油品在规定的条件下和等体积的苯胺完全混溶时的最低温度称为苯胺点，以表示。苯胺点越低，说明油品中芳烃含量越高。族组成：测定油品烃类组成。高电离电压质谱法分析气-油饱和馏分烃类型的试验方法 （ASTM D2786）抗乳化性：抗乳化性是油品和水形成的乳化液分为两层的能力。表征油品精制深度。精制深度不高，极性组分高，与水易形成乳化层。 机械杂质：指存在于油品中所有不溶于溶剂（汽油、苯等）的沉淀状或悬浮状物质。这些杂质多由砂子、粘土、铁屑和矿物盐（如Fe2O3）及炭青质和炭化物等组成。机械杂质的来源大部分是开采原油时带入的，少部分是石油加工、储存、运输和使用过程中以及

17、加入某些有机金属盐类添加剂时混入的。某些重油中的炭青质也被作为机械杂质。润滑油中的机械杂质，会增大发动机零件的磨损和堵塞滤油器。外观基础油指标定义基础油性能对润滑油产品质量的影响 润滑油产品的某些性质，则完全取决于基础油的性质，如蒸发损失、闪点、对添加剂的溶解性能等。 基础油的粘度、粘温性能、倾点则决定了可调配润滑油产品的品种。常规溶剂精制 I 类油已难以满足新推出的内燃机油产品的要求 35基础油质量对润滑油产品性能的影响 运动粘度对产品调合的影响 ： 基础油的粘度不合格，一般通过掺合部分轻质或重质组份来达到产品的指标要求，但由于产品基础油组份发生了变化使得其馏程变宽，可能会对产品的其它性能造

18、成影响，如抗乳化性、空气释放值指标、挥发性能等无法满足使用要求。 36中和值对润滑油产品生产的影响： 基础油的中和值超标，将影响对酸值有控制要求的油品如汽轮机油等的生产。由于没有合适的基础油，只能采用加氢基础油，导致生产成本增加；另外中和值偏大也容易造成成品油的锈蚀和腐蚀试验不合格，对油品自身抗氧化性能也有不利的影响。 油品中的酸性物质重要为无机酸、有机酸、分类化合物、酯类、內酯、树脂以及重金属盐类、铵盐和其他弱碱的盐类等。 油品中的有机酸，主要为环烷酸和脂肪酸。有机酸的相对分子质量越小，酸值越大，其腐蚀性越强。当有水存在是，低分子的有机酸会产生强烈的电化腐蚀。经腐蚀生产的金属盐类聚集在油品中成为沉淀物，会堵塞油路影响发动机。37基础油质量对润滑油产品性能的影响 倾点对润滑油产品生产的影响： 倾点是产品低温性能的重要指标，基础油的倾点不合格，势必对产品的低温性能造成一定影响。通常加入适量的降凝剂解决该问题，一方面产品的成本将会有所增加；另一方面加入降凝剂对降低产品的倾点的幅度也是有限的，对倾点要求较严的产品，难以生产出来。 38基础油质量对润滑油产品性能的影响 基础油旋转氧弹对润滑油生产的影响： 基础油的旋转氧弹反映的是基础油的氧化安定性指标好坏，是基础油的一项很重要的指标。基础油的旋转氧弹不合格，将对产品的内在质量产生较大的影响，使得在生产时对基础油