类基础油PAO的使用现状及其生产工艺简析.docx

文章编号(2007)0520052206Ⅳ类基础油PAO的使用现状及其生产工艺简析UsesituationandprocessingtechnologyofPAO(groupIV)basestocks张君涛1,2,候晓英3,李坤武4,梁生荣2,张景河2(1.西安交通大学能动学院,陕西西安710049;2.西安石油大学石油炼化工程技术研究中心,陕西西安710065;3.中国石油兰州石化分公司多种经营事业部,甘肃兰州730060;4.中国石油塔里木油田石化分公司,新疆库尔勒841000)摘要:讨论了API润滑油Ⅳ类基础油PAO的性能特点、发展历程与趋势及其生产工艺.与Ⅰ类、Ⅱ类及Ⅲ/Ⅲ+(GTL)类基础油相比,由于PAO在黏温特性、低温流动性、蒸发损失及热氧化安定性等方面卓越的综合性能,使其在减小摩擦磨损、提高燃油经济性、延长设备寿命、延长换油期以及减少环境污染等方面具有矿物基础油难以比拟的优势,未来日益严苛的节能、环保要求将更有利于PAO的快速发展.由于多相法PAO生产技术的投资和成本明显优于均相法,因此多相法是当前PAO生产工艺研究和发展的新动向.关键词:合成润滑油;基础油;聚α2烯烃中图分类号:TE626.3文献标识码:A伴随着内燃机和各种机械设备技术进步对润滑油性能提出日益严苛的要求,合成润滑油的应用已日益受到广泛重视.合成润滑油包括聚α2烯烃油(PAO)、酯类油、聚醚类油(PAG)、硅油、硅酸酯类油等,而以PAO为最广泛通用的品种.润滑油Ⅳ类基础油PAO与其他类型的合成油相比,除综合性能优良外,其原料来源丰富,且价格又相对低廉,因此,早已得到诸如ExxonMobil、BPAmoco及Chevron等跨国石油公司的带头研究开发和应用,其先进的生产技术也主要由这些公司领先掌握.PAO产品的分子结构可简示如图11.这种结构保证了PAO在黏温特性、低温流动性、蒸发损失及热氧化安定性等方面的卓越性能,因而具有能满足愈益先进、严格的OEM规格,延长设备寿命与换油期,从而可更好地适应当代日益严苛的节能、环保要求等突出特点,这使其在当今各种机械设备使用条件日益苛刻的条件下具有矿物润滑油难以比拟的优越性.因此,在当今许多最高档的润滑油品中PAO已普遍被优选作为润滑油的基础油.图1ExxonMobil公司PAO产品的分子结构本文将首先简要回顾润滑油基础油的演变历程,而后简析PAO的应用现状、发展前景及其生产工艺.1PAO在润滑油基础油中的应用地位简析1.1基础油技术演变的简要回顾在20世纪的大部分时期,润滑油的质量基本是靠选好原油,经过一系列传统的“分离工艺”过程制取的基础油,以及自50年代后迅速发展起来的各种收稿日期:2006209213作者简介:张君涛(19712),男,博士生,副教授,现从事石油加工及工业催化领域的研究工作.—53—张君涛等:Ⅳ类基础油PAO的使用现状及其生产工艺简析添加剂和配方技术来保证的.1970年后,伴随各种发动机等机械设备的技术进步和日益紧迫的“节能”和“环保”要求对润滑油的黏温性(低温启动和高温黏度,以黏度指数VI标志)、挥发性、热氧化安定性等主要性能提出日益严格的要求,传统工艺所得基础油由于化学组成的制约已难以保证质量,遂使此前早已开展过研制,且证实质量较高,而由于成本昂贵未能得到发展的各种“加氢”“、合成”两类化学转化工艺所得基础油开始在市场上得到推广应用,从而展开了润滑油基础油的一场技术革命228.较早推广的各种较为缓和的加氢工艺在我国通称为“加氢处理”,可以制得非烃及芳烃等不饱和烃含量很少,黏度指数达到95～120的基础油.而各种合成工艺虽然类型较多,但迄今在市场上是以原料易得,产品综合质量较好,成本相对较低的PAO为最通用的主流产品,其黏度指数显著高于加氢处理基础油(一般发动机油所用PAO基础油Ⅵ可达120～140+,高黏产品的Ⅵ可达200以上).从20世纪70年代即开始在欧洲发端的各种较为深度的加氢工艺所得基础油,包括BP公司由加氢裂化尾油所得基础油,Shell公司由软蜡经加氢异构所得基础油,由于其黏度指数也可高达140而价格则显著较低,开始向北美推广并冠以“合成油”的广告称谓挤占PAO的市场,引起行业内的争议后,最终促使90年代中期公布的API基础油分类法的形成(表1),即:以传统工艺所得基础油为Ⅰ类,两类加氢工艺所得基础油以黏度指数120为界分属Ⅱ、Ⅲ类,PAO为Ⅳ类,其余合成油以及其他不属于上述4类者为Ⅴ类.各类基础油的典型产品性能比较见表2224.表1API润滑油基础油分类w(饱和烃)/%w(硫)/%类别黏度指数VIⅠ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类Ⅴ类90≥90≥900.03≤0.03≤0.03聚α2烯烃(PAO)80≤VI12080≤VI120VI≥120未包括在Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ类内的