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AbstractII

第一章绪论1

1.1润滑油基础油1

1.1.1润滑油基础油的分类1

1.1.2　润滑油基础油的结构组成2

1.1.3基础油组成对氧化安定性的影响2

1.2特种用油3

1.2.2导热油定义及分类3

1.2.3导热油的性能认识3

1.2.4导热油的物理性指标4

1.2.5导热油的选用4

1.2.6导热油常见变质原因分析4

1.2.7氧化安定性和热稳定性的重要性5

第二章实验部分6

2.1原料性质6

2.2仪器及设备7

2.3实验过程8

2.3.1考察基础油的理化性质8

2.3.2测基础油的馏程8

2.3.3基础油烃类结构的质谱分析8

2.3.4基础油的红外光谱分析8

2.3.5基础油的热稳定性试验8

第三章实验结果与讨论11

3.1基础油的理化性质11

3.1．1基础油的理化性质数据12

3.2基础油的馏程12

3.2.1基础油和参比油的馏程数据12

3.3基础油烃类结构的质谱分析13

3.3.1基础油烃类结构的质谱分析数据13

3.4基础油的红外光谱分析15

3.4.1基础油的红外光谱图15

3.4.2讨论18

3.5基础油的热稳定性19

3.5.1基础油的热稳定性数据19

3.5.2分析20

3.6基础油的氧化安定性20

3.7选配方21

3.7.1配方初选22

第四章结论23

参考文献25

第一章绪论

1.1润滑油基础油

1.1.1润滑油基础油的分类

润滑油基础油根据粘度指数分类[1]。

润滑油基础油根据适用范围分为通用基础油和专用基础油。

润滑油通用基础油的代号由表示粘度指数高低的英文字母组成。

“UH”，“VH”，

“H”，“M”和“L”分别为“超高（UltraHigh）”，“很高（VeryHigh）”，“高（High）”，

“中（Middle）”和“低（Low）”的英文字头，“Vl”为粘度指数（ViscosityIndex）的英文字头。

润滑油专用基础油代号由润滑油通用基础油代号和专用符号组成。

专用符号为代表

该类基础油特性的一个英文字母。

“W”为“Winter”的英文字头，表示其低凝特性，

“S”为“Super”的英文字头，表示其深度精制特性。

表1.1基础油粘度指数分类表

类别

粘度指数（VI）

超高

很高

高

中

低

VI≥140

120≤VI＜140

90≤VI＜120

40≤VI＜90

VI＜40

通用基础油

UHVI

VHVI

HVI

MVI

LVI

专用基础油

低凝

UHVIW

VHVIW

HVIW

MVIW

深度精制

UHVIS

VHVIS

HVIS

MVIS

API于1993年将基础油分为5类（API-1509）[2]

表1.2API-1509基础油分类标准

基础油类别

饱和烃含量（w），%

粘度指数VI

硫含量（w）,%

试验方法

ASTMD2007

ASTMD2270

ASTMD2622/D4294/D4927/D3120

类

<

90%

80~120

>

0.03

120

聚ɑ-烯烃（PAO）

所有非

.

或

类基础油

1.1.2　润滑油基础油的结构组成

　基础油中的烃类含量占绝大部分,而硫、氮化合物的含量相对很小,因此,尽管润滑油的组分非常复杂,但从族组成看,它主要由饱和烃（链烷烃和环烷烃）、芳烃和极性化合物组成[3]。

　不同加工工艺的基础油结构组成也存在差异,因而不可一概而论。

采用“老三套”工艺生产的基础油,饱和烃质量分数<

90%,芳烃质量分数>

10%,主要为轻芳烃,也含有少量的中芳烃和重芳烃,硫氮含量较高,油品质量较差。

而加氢异构化基础油的饱和烃质量分数可高达99%以上,芳烃质量分数<

1%,且都为轻芳烃。

另外,由于经过加氢处理或加氢裂化,基础油中硫、氮含量也极低。

从上海高桥的溶剂精制油（SR）和某加氢异构油（HI）的质谱分析数据发现[4],HI油中链烷烃约为RS油的2倍,RS油中环烷烃含量略高于HI油,HI油中一环环烷烃质量分数大于RS油,约7%,二环环烷含量与RS油相当,三环环烷含量是RS油的1/2,基本不含四环环烷烃,而RS油中四环环烷的质量分数达到了7.9%,这些结构组成上的不同也决定了两种,基础油性能上的差异。

合成基础油PAO和GTL中,组成全部为饱和烃,且不含硫、氮,因此,也具有优异的性能。

1.1.3基础油组成对氧化安定性的影响

润滑油的氧化通常按自由基反应机理进行[5]。

一般来说,饱和烃中链烷烃的氧化稳定性优于环烷烃,链烷烃中支链越多,氧化稳定性越差;

环烷烃也是比较稳定的,有侧链时比烷烃稍差,而多环环烷烃是氧化反应中极不稳定的组分;

对于芳烃而言,苯是稳定的,但带有侧链的烷基苯就使侧链易受自由基攻击而氧化。

以上提到的氧化安定性仅仅是低温安定性,一旦氧化温度高于120℃,饱和的脂肪族化合物就会被氧化激发,而且随着氧化时间的延长,氧化程度加深。

有研究表明,在不加抗氧剂的条件下,各烃类的氧化安定性顺序:

多环芳烃>

双环芳烃>

饱和烃>

环烷烃>

单环芳烃。

　　另外,结构组成中硫、氮等极性化合物历来被证明对基础油的氧化安定性有很大影响。

以兰州炼油厂加氢基础油而言,其极性部分的极限质量分数为0.03%,大于此值时,润滑油的抗氧化安定性会大大降低,这是由于随着含氮化合物和含硫化合物含量的变化,以及各自作用的强弱不同造成的。

一般认为,含氮化合物对油品的氧化起促进作用,而含硫化合物则能抑制油品的氧化。

　　有研究人员研究喹啉、吲哚、噻吩等含硫、氮的杂原子化合物对基础油氧化性能影响时发现,饱和烃中喹啉、吲哚的加入,并未使饱和烃氧化安定性变差,相反饱和烃的氧化起始温度稍有提高,这与一些研究的结果是相悖的。

但分析喹啉、吲哚所处的环境,可能是在饱和烃稳定的化学环境下,很难从烃分子中得到活泼氢,产生相应的自由基,在有芳烃的环境下,才起到自由基反应的促进剂作用。

至于噻吩的加入则提高了饱和烃的氧化起始温度,这与前人的研究是一致的。

1.2特种用油

1.2.1特种用油的分类

特种润滑油包括特种机械润滑油、特种合成润滑油、特种润滑脂和其它特种相关油品。

特种机械润滑油指特级抗磨液压油、高级抗磨液压油、特级循环机油、极压工业齿轮油、多效齿轮油、冷冻机油、真空泵油、透平机油传热油、导轨油、针织机油、食品级白油、橡胶油变压器油等。

特种合成润滑油有合成润滑脂、硅脂、导电性油膏、阻尼油脂、高级硅油、汽车润滑油等。

特种润滑脂包括轴润滑脂、齿轮润滑脂、密封脂、合成润滑脂、钙基脂等。

1.2.2导热油定义及分类

导热油是一种可将燃料燃烧产生的热量间接传递给用热设备、本身常压、沸点较高且可以循环使用的有机介质。

导热油属于烃类有机物，可分为天然油和合成油两类。

天然油指矿物油一类的天然产物，它是通过石油产品蒸馏获得，无须人工合成。

合成油又分为两类，一类是由同分异构体混合而成的有机液体，主要为芳香族化合物；

另一类是几个沸点相同或相近的有机物混合物，如二苯醚和联苯的低共熔混合物[6]。

1.2.3导热油的性能认识

导热油主要有以下几大性能：

（1）热稳定性指导热油受热后链烃的连接稳定程度。

（2）氧化稳定性指导热油与空气接触后发生氧化反应的程度和趋势。

（3）挥发性指导热油的蒸汽压大小及可挥发程度。

（4）粘度指在外力介入下阻止导热油流动的阻力。

1.2.4导热油的物理性指标

物理性指标是评价导热油品质优劣、导热性能好坏的根本性指标,常用指标有以下5个[7]:

（1）密度:

是评价导热油质量的常用指标。

（2）粘度:

是导热油主要的使用指标。

（3）残碳（炭渣）:

是评价导热油使用品质的物理性指标。

（4）酸值（酸度）:

是评价导热油使用品质的重要指标。

（5）闪点:

是保证导热油进行储运和使用安全的指标。

1.2.5导热油的选用

为了科学合理地选用导热油，以适应生产实际需要，达到提高效率，降低消耗，安全生产，延长使用寿命，提高经济效益的目的，应该从以下几个方面综合考虑[8]:

l）导热油应具有较高的导热系数和比热。

2）导热油在允许的最高使用温度下，应有良好的热稳定性和抗氧化安定性。

3）应具有较高的闪点、自燃点和沸点。

4）导热油应有较低的酸值和残炭。

5）粘度及凝固点要低。

6）对环境无污染，对人体无害。

7）要能承受少量水、空气等的污染。

8）适应性要强，可与其它种类的导热油搀和使用。

9）选用导热油应注意节省开支，应考虑它的价格和使用管理的难易程度及其费用，综合求取年平均费用，以该值最低为选用原则。

1.2.6导热油常见变质原因分析

导热油常见变质原因主要有以下四个因素[9]:

（1）导热油超温热裂化

（2）导热油有氧高温劣化

（3）导热油长期劣化

（4）导热油被污染

1.2.7氧化安定性和热稳定性的重要性

氧化安定性和热稳定性是衡量导热油质量的基本要求。

导热油长期在高温下使用，由于热分解作用，会生成不稳定的不饱和烃、低分子挥发物和碳化物致使导热油沸程变轻、颜色加深、闪点下降、酸值及残碳升高，大大影响传热性能;

并堵塞设备、管路，更有甚者，使系统压力升高并易起火爆炸。

导热油的氧化则使导热油部分生成有机酸并缩聚生成污垢。

导热油酸值的增加，使设备的腐蚀加剧。

胶质残碳的增加，使粘度提高并污染传热表面，影响传热，也增加导热油循环的动力费用。

。

第二章实验部分

2.1原料性质

试验所采用的基础油包括HVIⅡ6、HVIⅠb150、环烷基基础油150N、汉地阳光HD32及烷基苯，基础油的种类见表2.1。

表2.1基础油的种类

基础油

厂家

HVIⅡ6

上海高桥石化公司（加氢）

HVIⅠb150

茂名石化公司溶剂精制（溶剂精制）

环烷基基