聚阿尔法烯烃合成基础油.docx

1、聚阿尔法烯烃合成基础油工业润滑油分类锭子油 Spindle oil 液压油 Hydraulic oil 食品级液压油l for the food industry 涡轮油Turbine oil 循环油Circulation oil 传输油Transmission oil 食品级传输油Transmission oil 压缩机油 Compressor oil 冰箱压缩机油Refrigeration compressor oil 碳氢气体压缩机油Hydrocarbon compressor oil 过程油Process oil 变压器油Transformer oil 白油White oil 传热油H

2、eat transfer oil 成型油Form oil 防锈油Rust preventive oil 气动工具油Air tool oil 导轨油Way oil 主轴油Cylinder oil 链条油Chain oil食品级链条油Chain oil for the food industry 锯条油Saw band oil 各种工业油Various industrial oils润滑油的作用和分类一、什么是润滑？润滑油的作用是什么？ 润滑：是在相对运动的两个接触表面之间加入润滑剂，从而使两磨擦面之间形成润滑膜，将直接接触的表面分隔开来，变干磨擦为润滑剂分子间的内磨擦，达到减少磨擦，降低磨损，延

3、长机械设备使用寿命的目的，即谓之润滑。润滑油的作用在于：1 降低磨擦：在磨擦面加入润滑剂，能使磨擦系数降低，从而减少了磨擦阻力，节约了能源消耗。2减少磨损：润滑剂在磨擦面间可以减少磨粒磨损、表面疲劳、粘着磨损等所造成的摩损。3 冷却作用：润滑剂可以吸热、传热和散热，因而能降低磨擦热造成的温度上升。4 防锈作用：磨擦面上有润滑剂存在，就可以防止因空气，水滴、水蒸汽、腐蚀性气体及液体、尘埃、氧化物引起的锈蚀。5 传递动力：在许多情况下润滑剂具有传递动力的功能，如液压传动等。6 密封作用：润滑剂对某些外露零部件形成密封，能防止水分杂质侵入。7 减震作用：在受到冲击负荷时，可以吸收冲击能，如汽车减震器

4、等。8 清净作用：通过润滑油的循环可以带走杂质，经过滤清器滤掉。二、我国润滑油分哪几类？ 润滑油是石油产品中非常重要的一大类，虽然其数量只占石油燃料消耗量的2%-3%，但由于其应用领域极其广泛，所以其品种牌号是石油产品中最多的一大类产品，润滑油的分类是按应用场合划分的。ISO把润滑剂、工业润滑油和有关产品划分为18类，我国等效采用ISO6743。0-1981标准，制定了国家标准GB7631。1-87，把润滑剂及有关产品划为19组，如下表。组别应用场合分组内容A全损耗系统机械油、车轴油、三通阀油B脱模脱模油C齿轮工业齿轮油、车辆齿轮油、蜗轮蜗杆油D压缩机压缩机油、冷冻机油、真空泵油E内燃机汽油机

5、油、柴油机油、船用内燃机油、二冲程汽机油、铁路机车内燃机油F主轴轴承和离合器主轴油、油膜轴承油、仪表油G导轨导轨油H液压油液压油、刹车油、液力传动油M金属加工切削油N电器绝缘变压器油、电容器油、电缆油、断路器油P风动工具Q热传导油导热油R暂时保护腐蚀防锈油、防锈脂、软硬膜防锈油脂等T汽轮机汽轮机油、燃汽轮机油W热处理淬火油X用脂场合按皂基不同，使用对象不同分为许多品种Z蒸汽气缸汽缸油S特殊应用场合抗化学油脂、抗幅射油脂、耐高、低温油脂阻尼、密封脂、螺纹脂、丝机脂等润滑油脂指标术语一、 密度与相对密度密度是批在规定温度下，单位体积内所含物质的质量数，以g/cm3或g/mL表示。相对密度，是指物质

6、在给定定温度正气密度与标准温度下标准物质的密度之比值。对石油液体其标准物质是水。二、 粘度液体流动时内磨擦力的量度叫粘度，粘度值随温度的升高而降低。大多数润滑油是根据粘度来分牌号的。粘度一般有5种表示方式，即动力粘度、运动粘度、恩氏粘度、雷氏粘度和赛氏粘度。动力粘度：表示液体在一定剪切应力下流动时内磨擦力的量度，其值为加于流动液体的剪切应力和剪切速率之比在我国法定计量单位中以帕?秒（Pa?s）为单位。习惯用厘泊（Cp）为单位，1cp=10-3Pa?s。运动粘度：表示液体在重力作用下流动时内磨擦力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度之比，在我国法定计量单位中以m2/s为单位。习惯用厘斯

7、（cst）,1cst=1mm2/s。恩氏粘度：在规定条件下，一定体积的试样从恩格勒粘度计的小孔流出200mL试增所需要的时间（s）与该粘度计测定水的值之比，以0Et表示。雷氏粘度：在规定条件下，一定体积的试样从雷德乌德粘度计流出50mL试样所需要量的时间，以s为单位。赛氏粘度：在规定条件下，一定体积的试样从赛波特粘度计流出所需要的时间，以s为单位。赛氏粘度分为赛氏通用粘度（以SUV表示）和赛氏重油粘度（以SFV表示）。三、 粘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。四、 闪点在规定条件下，加热油品所逸出的蒸气和空气组成的混

8、合物与火焰接触发生瞬间火时的最低温度称为闪点，以表示。闪点的测定方法分为开口杯法和闭口杯法，开口杯法用以测定重质润滑油的闪点；闭口杯法用以测定燃料和轻质润滑油的闪点。五、 凝点试油在规定条件下冷却至停止移动时的最高温度称为凝点，以表示。凝点是评价油品低温性能的项目。油品的凝点与蜡含量有直接关系，油品中的蜡含量越多，凝点越高。因此凝点在石油产品加工工艺中可以指导脱蜡工艺操作。六、 倾点倾点是指在规定条件下，被冷却了的试油能流动时的最低温度，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。七、 水分水分是指油品中的含水量，以重量百分数表示。在石油产品分析标准中有好几种水分测定方法，一

9、般都是以%表示，小于0.03%即为痕迹。特殊要求的油品，其水分以10-6（ppm）表示。八、 机械杂质存在于油品中所有不溶于规定溶剂的杂质叫做机械杂质。九、 水溶性酸或碱水溶性酸或碱是指存在于油品中可溶于水的酸性或碱性物质的总称。十、 残炭在规定条件下，油品在裂解中所形成的残留物叫残炭。以重量百分数表示。十一、 灰分在规定条件下油品被炭化后的残留物经煅烧所得的无机物叫做灰分，以重量百分数表示。灰分主要是油品中含有的环烷酸盐类。通常油品中的灰分含量都很小。在润滑油中加入某些高灰分添加剂后，油品的灰分含量会增大。十二、 破乳化值油品从油水乳化液中分离能力的量度值叫做破乳化值，以min表示。它是汽轮

10、机油的一项主要规格项目。汽轮机油在使用过程中，有时会与漏水、漏气接触，甚至混合，形成暂的乳化，因此必须具有能与水迅速分离的性能，才能保证油品正常循环和润滑机件。十三、 氧化安定性石油产品抵抗空气（或氧气）的作用而保持其性质不发生永久性变化的能力叫做油品的氧化安定性。十四、 剪切安定性剪切安定性是指在规定。条件下，石油产品抵抗剪切作用保持粘度的粘度有关的性质不变之能力。十五、 成沟点成沟点是把试验油样在规定的温度下存放18h，用金属片把试油切成一条沟，然后在10s内测定试油是否流到一起并盖住试油容器底部。若在10s内油样流回并完全覆盖试油容器底部，则报告油样不成沟；反之则报告油样成沟。成沟点是测

11、定齿轮油（低温）的成沟性能。十六、 滴点在规定条件下的固体或半固体石油产品达到一定流动性时的最低温度叫做滴点，以表示。润滑脂的滴点与其组成有很大关系。常用润滑脂滴点的大致范围如下：烃基脂的滴点 一般为4080 钙基脂的滴点 约为7595 钙钠基脂的滴点 大约为120135 钠基脂的滴点 大约为130200 锂基脂的滴点 大约在170 复合皂脂的滴点 大约在250以上 十七、 锥入度在25时，总荷重为1500.25g的标准锥在5s内垂直穿入润滑脂试样的深度叫润滑脂锥入度，以1/10mm表示。锥入度是表示润滑脂软硬的项目。锥入度越大，稠度越大，稠度越小，润滑脂就越软。反之，则润滑脂越硬，稠度越大。

12、绝大多数润滑脂是根据锥入度大小来分号的，其规定如下表：润滑脂牌号 锥入度（25）/10-1mm 000 445475 00 400430 0 355385 1 310340 2 265295 3 220250 4 175205 5 130160 6 85115 十八、 游离酸和游离碱润滑脂是动植物油或全盛脂肪酸用碱皂化后，稠化矿物油而成的。如果皂化不完全或矿物油氧化分解，就会出现游离酸；如果用碱量过多，高精尖会出现游离碱。过多的游离酸、碱的存在，会引起机件腐蚀所以润滑脂的游离酸、碱应控制在一定数值内。十九、 胶体安定性润滑脂在使用或长期储存中会有少量的油析出，这种现象称为分油。润滑脂抵抗分油的

13、能力称为胶体安定性。二十、 机械安定性润滑脂的机械安定性又称为剪切安定性，它表示润滑脂在机械工作条件下抵抗稠度变化的能力。润滑脂在机械力长期作用下，稠度将下降，在极端苛刻条件下，润滑脂的结构将被破坏而变成流体，从润滑部位流失，丧失润滑作用。这是因为稠化剂的纤维结构，当承受长时间剪断破坏时，使纤维变短，导致稠度下降，在遭受轻度剪断时，纤维还可以再度叠合而恢复稠度，这种搞机械剪断作用性能，称为润滑脂的机械安定性。PAO 即聚阿尔法烯烃其英文为：Poly Alpha Olefin聚a烯烃PAO是四类合成基础油聚a烯烃基础油从分类上应划分为合成基础油，其有别于物理蒸馏方法从石油中提炼出的矿物油基础油。

14、合成型基础油是由来自原油中的瓦斯气或天然气所分散出来的乙烯、丙烯，经聚合、催化等繁复的化学反应炼制成的大分子组成的基础油。聚a烯烃是合成基础油中的一种。聚-烯烃（PAO）是由乙烯经聚合反应制成烯烃，再进一步经聚合及氢化而制成。它是最常用的合成润滑油基础油，使用范围最广泛。聚-烯烃合成油(简称PAO)具有良好的粘温性能和低温流动性,是配制高档、专用润滑油较为理想的基础油。若此烯烃为癸烯，则又称之为聚癸烯；若此烯烃为十二烯，则又称之为聚十二烯。 分类根据粘度分类根据粘度的不同，可以分为低粘度PAO,中粘度PAO和高粘度PAO；低粘度：PAO2, PAO2.5, PAO4, PAO5, PAO6,

15、PAO7, PAO8, PAO9,PAO10等；中粘度：包括PAO25等; 高粘度：包括PAO40,PAO100,PAO150,PAO300等。 根据单体分类聚癸烯：PAO2,PAO4,PAO6,PAO8,PAO25,；聚十二烯：PAO2.5,PAO5,PAO7,PAO9十和十二混合烯聚合物：PAO40,PAO100 聚a烯烃合成基础油 长期来市场供应的润滑油主要是石油基润滑油。人们虽然对石油基础油在加工工艺方面有不少改进和突破，添加剂、调合工艺等方面有所改进，但是现代的发动机常常在苛刻的条件下工作，仅用石油基润滑油是无法解决润滑问题。这些要求包括：化学安定性好，能抗老化与抗氧化并能抗辐射等。

16、合成润滑油在满足这些特殊要求方面常常要比石油基润滑油好。合成油的优点主要突出地表现在以下8个方面：1改善发动机的清净性，经聚a烯烃为基础油的SAE 5W/20发动机机油在汽车试验中，运行64 372km 后，发动机非常清洁；2燃料平均节约4.2；3润滑油年耗下降55.9； 4优良的冷起动性，最低冷起动温度为34；5低温流动性好，合成油的倾点为54，比同级石油基油下降16；6换油及油滤的周期长；7高温氧化安定性好；8优良的SE发动机程序试验结果。 现在合成油已经发展到好几个大类的有机化合物，各国润滑油生产公司按实际的基础油种类分成以下5种类别：第一类，传统溶剂精炼矿物油；第二类，加氢裂解矿物油；

17、第三类，高度加氢裂解或加氢异构脱蜡；第四类，聚a烯烃（PAO）；第五类，其他合成油。 合成油包括PAO、双酯、多元醇酯、聚醚、硅油、磷酸酯等，为什么 PAO会从其他合成油中独立出来呢？这是因为PAO作为车用基础油对添加剂、油封材料、涂料及矿物油有良好的相容性，而且是各类合成油中价位最低的一个品种。 酯类基础油虽然耐高低温及抗磨性好，但遇水不稳定，易腐蚀，对油封及涂料的相容性差，并且成本不低，所以现今已无这类商品生产。而聚醚对水及油等比酯类稍好，但和矿物油及添加剂不易相容，而且价格又高，所以无法广泛使用。 聚a烯烃作为基础油调制的汽车发动机油与石油基润滑油相比有许多优点。首先是PAO油的热氧化安

18、定性明显优于矿物油。当进行165、5 天的热油氧化试验时，石油基机油的40粘度由95mm2/s增加到146.3mm2 /s，粘度变化率为54.0；而P AO型合成润滑油粘度仅从94.0mm2/s增加到96.8mm2/s，粘度变化率只有3。这意味着使用PAO型合成润滑油后，可以延长换油期，也就是减少停车时间和降低维修费用。另一方面也表明，用PAO基础油调制汽车润滑油时，可以少用添加剂，或用较低廉的添加剂，这样可以降低PAO型合成润滑油的价格，使它与石油基润滑油有较强的竞争力。 为了改善高、低温起动性能，一般都采用多级润滑油。聚烯烃由于粘度指数较高、倾点低、低温粘度小和高温热氧化安定性好，是制备的

19、多级润滑油的理想基础油。目前石油基础油制备的多级润滑油采用低粘度石油基础油，以确保油品的低温性能，用加入稠化剂的办法来达到提高高温粘度的目的。这使得油品的蒸发损失变大，从而影响其高温性能。欧洲共同体汽车制造委员会（CCMC）规定蒸发损失要求不超过15，个别厂商要求低于13，目前石油基润滑油只有15W/40和20W/50可以符合上述要求，而5W/50全合成型多级油则完全可以符合。 用聚a烯烃调制的汽车发动机机油具有优良的台架试验结果。下表中列出了石油基润滑油及加入部分PAO后Petter W1发动机试验结果。各油中均加入同种及相同量的复合添加剂。试验时间为108h，试验反测定油品 40粘度增加及

20、轴承磨损量。可以看出，石油基础油中加入25PAO后，粘度增长幅度就可降低一半。半合成机油和全合成机油有什么区别 半合成机油和全合成机油是机油的两个分类。二者最大差别在于全合成油使用的温度更广，使用期限更长；同样的油膜要求，合成油可用较低的黏度就可达成，而半合成油就需用相对于合成油较浓的黏度才可达到如此要求。换句话说，在相同的工作环境里，全合成油用较低的黏度就可以达到保护引擎的目的。同样，在相同的工作环境里，全合成油因为使用期限比半合成油长很多，因此虽然成本较高，但是比较换油次数之后，并不比矿物油高很多。 全合成机油较之半合成机油具有以下特点：1、全合成机油有更好的高低温性能；2、有更长的换油周

21、期；3、适合更恶劣的车况。 上世纪末，汽车发动机已经全面进入了由微电脑控制的燃油电喷技术，在加上涡轮增压、可变气门系统等等，使汽车发动机在动力提升、节省燃油、废气排放、延长使用期限等方面发生了质的飞跃。这种机械和电子技术的变化要求有一个随之适应的润滑系统，因此，全合成机油的大量应用就成为了必然趋势。矿物油纯粹从石油中提炼，而合成机油则是用具烯类或酯类的化合物在加上添加剂合成。实验室和路试都表明，它将粘度、润滑、挥发性、洁净性能做到了合理的组合，使对发动机的保护达到最优，摩擦和油耗达到最小，极大的减少了发动机维修保养和大修的费用。全合成机油添加1中和酸的添加剂碳酸钙。汽油和空气燃烧生成氧化硫及氧

22、化氮，它和水混合后生成硫酸和硝酸，磨损部件。此类磨损需要有中和剂来中和酸，让清洁分散剂附合在微笑碳酸钙分子上，均匀分散在机油中，有更高功效中和酸的能力；2分散添加剂。汽柴油燃烧不完全形成灰烟，将造成机油粘度增加，产生沉淀物无碍油路和过滤器。所以必须在机油中加入分散添加剂来防止灰烟凝结成块状，避免其危害引擎；3清洁添加剂和无灰分散剂。抑制活塞沉淀物和油泥的产生，将发动机低温启动时曲轴箱和循环油路中形成的油泥分散于机油中；4抗氧化剂。减缓机油机油氧化和老化变质，达到延长油品寿命和保护机器的目的；5粘度指数改进剂。可以做到低温启动时有较低的粘度，快速达到机件表面，保证发动机不受磨损；而高温时则有良好

23、的油膜，保证发动机的正常运转；6抗磨剂。使金属表面形成一层化学反应膜，能够防止金属表面擦伤和熔焊，从而保证发动机正常运转；7防锈剂。防锈剂的极性基因对金属表面有很强的吸附力，在金属表面形成紧密的单分子或多分子保护膜，防止腐蚀介质与金属接触，起到防锈作用；8抗乳化剂。机油在使用过程中会受到水的污染，氺会乳化机油。因此加入抗乳化剂后，能改变油与水之间的接口张力，使水和油快速隔离我们算一下矿物油与全合成机油的使用成本差别。一般矿物机油120元/4升，5千公里换一次，机油滤清器是30元，人工费30元，则10万公里所需的费用（120+30+30）*20=3600。而全合成机油350元/4升，1万公里换一

24、次，则10万公里所需的费用是（350+30+30）*10=4100元。使用矿物油10万公里后比全合成机油少500元。按每月跑2000公里算，多出的500元摊到50个月每月仅仅是10元，这里还未算节省下来的时间，以及因为发动机得到良好的养护而省下的维修费用。更重要的是全合成机油对节能环保的贡献，经实验，使用全合成机油在经济时速比矿物机油节省510%的燃油，废气排放改善，废机油处理费减少一倍. 什么是基础油 润滑油基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类。矿物基础油应用广泛，用量大约 95%以上，但有些应用场合则必须使用合成基础油调配的产品，因而使合成基础油得到迅速发展。 矿油基础油由原油提炼而成

25、。润滑油基础油主要生产过程有：常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制。1995年修订了我国现行的润滑油基础油标准，主要修改了分类方法，并增加了低凝和深度精制两类专用基础油标准。矿物型润滑油的生产，最重要的是选用最佳的原油。 矿物基础油的化学成分包括高沸点、高分子量烃类和非烃类混合物。其组成一般为烷烃（直链、支链、多支链）、环烷烃（单环、双环、多环）、芳烃（单环芳烃、多环芳烃）、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃类化合物。二、 基础油的性能（技术指标）在观察基础油的好坏，主要看的是基础油的性能，也就是常说的技术指标。主要抓住以下几点：一般理化性能

26、（1）外观（色度）（2）密度（3）粘度（4）粘度指数（5）闪点（6）凝点和倾点(7）酸值、碱值和中和值（8）水分（9）机械杂质（10）灰分和硫酸灰分（11）残炭特殊理化性能（1）氧化安定性（2）热安定性（3）油性和极压性（4）腐蚀和锈蚀（5）抗泡性（6）水解安定性（7）抗乳化性（8）空气释放值（9）橡胶密封性（10）剪切安定性（11）溶解能力（12）挥发性（13）防锈性能（14）电气性能（15）润滑脂的特殊理化性能（16）其它特殊理化性能以上是测试基础油的性能好坏的重要标准。但一般情况下，技术指标往往都是一般理化性能，知道基础油的理化性能，就很容易判断基础油如何。三、 基础油的分类通常来说，基

27、础油主要有以下5大类（1）I类基础油，主要是通过原油萃取得来，较高的硫含量，粘度指数比较低，目前已经很少采用。（2）II类基础油，通过对原油进行脱腊、脱硫，清除基础油里面的不利物质，从而得到更加稳定的基础油，目前许多润滑油公司采用此类润滑油。（3）III类基础油，加氢裂化基础油，通过化学反应，获得比较单一分子量的基础油，性能各方面都接近于烃类合成基础油。（4）IV类基础油，烃类，通过化学反应得到的应用比较广泛的合成基础油。（5）V类基础油，除了上述四类基础油之外的合成基础油。随着日益苛刻的应用环境，合成类基础油越来越得到用户的认可。 PAO属于IV类基础油，由于其相较于其他四类基础油优异的性能

28、和经济性，是使用最为广泛的四类基础油，润滑油基础油技术发展趋势 1993年选择性异构脱蜡技术的工业应用是基础油加氢技术的突破性进展。因为溶剂脱蜡是将原料油中的蜡分子脱除，催化脱蜡是将原料油中的蜡分子裂化为低分子C3C8烃类，而异构脱蜡是将蜡分子异构化为润滑油基础油，基础油收率大幅度提高、原料油的灵活性大，使异构脱蜡技术成了当今世界最受欢迎的生产润滑油基础油的脱蜡技术。自1993年异构脱蜡技术工业应用以后，雪佛龙德士古公司关闭了里奇蒙润滑油厂的溶剂脱蜡装置，将催化脱蜡装置改造为异构脱蜡装置，全部润滑油基础油都通过异构脱蜡装置生产。以后又有两套异构脱蜡工业装置投产，加速了北美地区润滑油基础油升级换

29、代的步伐。截至2006年统计，采用雪佛龙公司异构脱蜡催化剂的工业装置生产能力约为125000桶/日（663万吨/年），另外还有60000桶/日（318万吨/年）的工业装置处在设计和施工阶段，其中有一些是扩建项目（见表1）。采用雪佛龙公司的异构脱蜡工艺及异构脱蜡催化剂可生产低温流动性良好的高质量润滑油基础油。对于含蜡原料，基础油产率为90%95%。对于典型规模的异构脱蜡/异构精制装置，单位投资费约为6000美元/桶/天。处理每立方米进料的公用工程费用为：电力20.8kW、燃料353MJ、蒸汽（过热）33.3kg、蒸汽（饱和，产出）15.1kg、冷却水1208kg、化学氢耗3050 Nm3/ m3

30、。截至2006年9月，已有12套装置投入运转，另有6套在设计或建设中。 表1 选用雪佛龙公司异构脱蜡技术的工业装置 公 司厂 址基础油产品投产日期Petrobras 巴西类2008未宣布（2套）2008CPC中国台湾省高雄/+类2007BPCL印度Mumbai类2006未宣布（2套）2006Glimar波兰/类2005高桥石化中国上海/类2004SK公司韩国蔚山类2004Lukoil（卢克石油）俄罗斯伏尔加格勒类2002Motiva（Star）美国得州Port Arthur类2000大庆炼油中国大庆/类1999Motiva（Star）I美国得州Port Arthur/类1998Fortum（富腾）芬兰Porvoo类1997SK公司I韩国蔚山类1997Excel Paralubes美国路州Lake Charles类1996Petro-Canada加拿大Mississauga/类1996雪佛龙（2套）美国加州Richmon