沃丹润滑油基本知识培训

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1、润 滑 油 基 础 知 识,沃丹润滑科技（深圳）,内容,润滑油的基本知识 发动机结构 发动机油(汽机油和柴机油) 发动机冷却系统和防冻液 车用手动变速箱和桥的润滑 自动变速器及动力换挡变速器及其润滑 车轮轴承和润滑脂 轿车制动系统和制动液,润滑油的基本知识,沃丹润滑油,润滑 任何减少运动表面间摩擦的手段。 润滑剂 任何可以减少摩擦的材料。 润滑剂的主要功能是分离两个运动表面并使它们之间的相互运动更容易。 润滑油用作润滑剂可以将运动表面间硬碰硬的高摩擦力转化为润滑油的流体摩擦。,润滑的定义,沃丹润滑油,润滑油的组成,润滑油的组成：基础油+ 添加剂,基础油 (70-95%),添加剂,(5-30%)

2、,润滑油,+,=,沃丹润滑油,矿物油，天然油脂(动植物油)，合成油 能够自由流动并有冷却作用 润滑脂 由油加稠化剂(皂类等)制成的半固体润滑剂 易在被润滑表面保持 良好的密封性能 固体润滑剂 二硫化钼和石墨 用于极端温度条件下，低压，环境较差 气体润滑 有时用于润滑高速低负荷的轴承,润滑材料的分类,沃丹润滑油,粘度是润滑油的最重要的性能。 其他重要性能包括 -粘度指数 -中和值(酸值和碱值,通过滴定法测得) -比重 -倾点 -抗乳化性 -闪点 -空气释放性 -燃点 -抗泡性 -氧化稳定性 -相容性(与橡胶，密封等件不起反应) -抗腐蚀性 -抗磨损/极压性能,润滑油的重要性能,液体粘度度量了其阻

3、碍流动的能力 在同样条件下，低粘度液体比高粘度液体更易于流动； 粘度是润滑油最重要的指标； 它是形成润滑油膜的最主要的因素，同时也决定了润滑剂的负载能力； 通常用厘斯或SAE级别来描述粘度。,粘度是什麽 ?,SAE 是Society of Automotive Engineers:美国机动车工程师学会的缩写。,沃丹润滑油,粘度指数反映了油的粘度随温度变化的特性 液体的粘度会随温度变化而变化; 润滑油随温度升高而变稀; 油的粘度指数越高，粘度随温度的变化幅度越小; 该指标是运行于较大温度范围内的润滑油的重要指标;,什么是粘度指数 ?(VI),沃丹润滑油,剪切稳定性是润滑油抵抗粘度损失的能力 高温

4、下极高的机械应力可造成油品永久的粘度损失和粘度指数的降低; 多级粘度润滑油中长链的聚合物可能会在高温高剪切下被剪切成段链分子,造成粘度和粘度指数下降; 它是选择润滑油基础油的重要的指标之一.,剪切稳定性,沃丹润滑油,倾点 润滑油最低可流动温度 (形成石蜡的温度). 该指标对低温运转性能非常重要 闪点 液面上方蒸气可被点燃的最低温度 对于可燃物体有法规要求 燃点 液面上方聚集的液体蒸气可以发生自燃的最低温度,润滑油其他重要性能 (1),沃丹润滑油,氧化稳定性 润滑油抵抗氧化的能力. 矿物油在高温下和氧气发生反映 产生酸、碳、沉积物、漆膜 表明了油品可以储藏的寿命 抗腐蚀 油品抵抗对金属腐蚀的能力

5、 油品变质后会具有腐蚀性 通过锈蚀和铜片腐蚀试验可检测出油品的抗氧化能力,润滑油其他重要性能(2),沃丹润滑油,中和值 检测油品酸化或碱化程度的方法 油品酸碱值改变量显示了油品变质程度 酸值TAN增加量或碱值TBN减少量可度量出油品氧化或添加剂消耗程度 总酸值 (TAN) 需要用来中和一克油品中的酸所需使用的氢氧化钾的重量 (mg.KOH) 总碱值 (TBN) 表述为中和1克油品中的碱的对应酸的重量，该重量用中和同样量的酸所需要的氢氧化钾的重量(mg.KOH)描述,润滑油其他重要性能 (3),沃丹润滑油,抗乳化性 润滑油分水的性能. 是透平机、压缩机和液压系统润滑油的重要性能指标 空气释放性

6、油品释放进入的空气的能力 定义为进入油中的空气增加油品 0.2%体积的时间(分钟)。 对于需要防止破坏油膜，防止过热的变速箱非常重要。,润滑油其他重要性能 (4),沃丹润滑油,抗泡性 是抵抗油品表面产生空气和油组成的泡沫的能力 泡沫是由搅动和空气进入油体造成的 泡沫将因为油品污染和进水及进入异物而增多 将使泵、齿轮箱和其他飞溅润滑系统因润滑不足造成机械故障,润滑油其他重要性能 (4),沃丹润滑油,相容性. 润滑油与其他物体相适应的性能. 润滑油和橡胶密封件或油管可能产生反应，造成故障。 部分塑料件、粘结件和油漆也可能与润滑油不相容. 有些合成油会和某些金属不相容。,润滑油其他重要性能 (5),

7、沃丹润滑油,基础油质量对润滑油性能至关重要,沃丹润滑油,矿物基础油组分与性质,直链烷烃 异烷烃 环烷烃 芳香烃,沃丹润滑油,基础油的成份 - 碳氢比,饱和烃,芳香烃,沃丹润滑油,碳氢化合物 烃,可以饱和的：石蜡烃和环烷烃； 饱和意味着所有的碳分子骨架上都有氢原子； 饱和烃分为链烷烃(0环)和环烷烃(1环，2环，3环，4环，5环）； 碳原子（蓝色）总有四个键和其它原子连接，氢原子（白色）只有一个键。,石蜡烃（链烷烃）,环烷烃（2种视角）,沃丹润滑油,碳氢化合物 烃（2） 理想状态的芳香烃结构,苯-单环芳烃,多环芳烃 PAH & PNA,例如：蒽,所有的芳香烃都是扁平的分子结构； 这就是为什么它们

8、是危险的，可能干扰或切入DNA； PAH是致癌物质，1983年被证实，并导致芳香烃抽提液作为润滑剂基础油应用的终止。可用IP346测定。,杂环烃,例如：吲哚，有氮原子，但不是碱性的,例如：嘧啶，有氮原子，但是碱性的,碱性的表示它们取代了酸性的氢离子,沃丹润滑油,矿物基础油成分,基础油中也含有硫、氧、氮、金属化合物，如:,饱和状态结构和润滑油质量,沃丹润滑油,不同润滑油基础油质量性能,化学类型 蜡 有支链的异链烷烃 有多支链的异链烷烃 环烷-单环有长链 环烷烃，缩聚 单环芳烃，长链 多环芳烃,沃丹润滑油,API 基础油分类 - 标准,绝大多数溶剂精制除蜡HVI基础油,深度加氢基础油,HVI 基础

9、油,聚异丁烯PIOs,VHVI,包括其它合成油, 如酯类等和环烷基基础油(VI80),I类,II 类,III 类,IV 类,V 类,饱和率,含硫量,粘度指数VI, 90%,和/或, 0.03%,且,80,120,90%,且,0.03%,且,80 120,90%,且,0.03%,且, 120,聚烯烃 (PAO),所有未列入 I, II, III, IV类 中的其它种类,沃丹润滑油,SAE（美国汽车工程师学会）粘度等级,沃丹润滑油,28,润滑油基础油,矿物油 原油经过常减压蒸馏，脱蜡脱沥青，溶剂酸碱精制等处理得到的基础油 半合成油 矿物油再经加氢精制 合成油 经过化学处理工艺(典型如各种聚合工艺)

10、得到的基础油,沃丹润滑油,润滑油基础油,矿物油： 经济，可以很好 合成油： 昂贵，通常很好 半合成油： 居两者之间,沃丹润滑油,30,主要类型有聚烯烃，烷基苯，双酯，XHVI等。其中聚烯烃(PAO) 应用最广。合成基础油的特点: a. 倾点低,低温性能好; b. 粘度指数高,粘温性好; c. 高温蒸发损失小; d. 高温热稳定性和氧化安定性好.,合成基础油,沃丹润滑油,基础油的历史回顾,50年代：要求正确的粘度和不含酸性组分； 60年代：降级至溶剂或化学添加剂的载体； 70年代：合成流体产生； 80年代：西欧出现低价，半合成加氢裂化油（Shell, BP, Rhein); 90年代：受HSE影

11、响，加氢裂化产品，PAO，酯类获得接纳和认可；天然油脂及其化学衍生物，由于可快速生物降解得到复兴； 1998年，在西欧10%是合成产品包括组III加氢裂化油品； 1999年，德国5%的基础油是快速可生物降解的酯类基础油。,沃丹润滑油,石油的用途,炼油工艺流程,润滑油基础油的精制： 传统工艺：溶剂精制、溶剂脱蜡、白土补充精制 现代工艺：加氢补充精制、加氢处理、加氢降凝(裂化、异构化),常压蒸馏,减压蒸馏,沃丹润滑油,加工步骤,常压蒸馏 根据沸点分离产品； 残留液 (常压渣油) 包括了更重的组份在常压下需要更高的温度去蒸馏它； 减压蒸馏 减压条件下,重馏分的沸点降低,以致无热破坏(裂化)的蒸馏也是

12、可能的； 更低的压力减低了液体的沸点，所以第二阶段蒸馏是在减压条件下把各种组份分离出来； 脱沥青 减压蒸馏的残留液（原油中最重的组份）然后在PDU（丙烷脱沥青）装置中用脱沥青油分离出重质高粘度油料（光亮油），然后脱出的沥青质产品再去加工成沥青。,沃丹润滑油,沃丹润滑油是 这样炼成的,从原油到基础油,需要改变的性能包括： 物理性能，例如粘度，挥发性和低温性能； 化学性能，例如氧化稳定性能。,沃丹润滑油,基础油生产的主要过程,基础油生产主要分为两种： “传统” 加工, 主要指酸精制，溶剂抽提，溶剂脱蜡，(加氢)精制等； “非传统” 加工，通常指加氢法和加氢化裂化法生产基础油。 比较： “非传统”加

13、工更容易定制润滑剂基础油; 润滑剂基础油生产的未来前景取决于加氢和加氢裂化; 现在加氢裂化的另一优点是对原油质量的依赖程度较小;,沃丹润滑油,常压蒸馏,这是一个草图，在现代的炼油厂，使用不同的转换过程来重新调节平衡产出量和获得更高要求/价值的产品，比如汽油。,常压渣油(常压蒸馏残余液)处理,溶剂精制,要求去除引起不稳定和降低油品使用级别（主要是高含量的芳香烃）的不需要的有害物质，不同的选择如下： 溶剂萃取法 (solvex) 采用溶剂首先去除高含量的活性的油老化促进剂 最常用的是糠醛和 N-甲基-2-吡咯烷酮 (NMP) 加氢催化 (hycat) 用氢转化不受欢迎的物质, 比去除它们要简单,

14、通常我们知道的有加氢处理, 或加氢催化(hycat) 加氢萃取 (hydrex) 加氢处理后的适度溶剂萃取法 综合法 (hybrid) 为不同等级采取不同的方法,脱蜡,在传统的溶剂精制过程中，溶剂抽提之后是溶剂脱蜡； 要求除去那些在低温下倾向于结晶的物质，主要是直链石蜡； 溶剂脱蜡 重要溶剂是酮(二甲基酮,甲乙基酮,MEK)和氯化烃; 脱蜡通常用于使倾点降至-12C; 当溶剂加入油中，一个物理的分离过程，化合物加入油中以后冷却下来，蜡晶体析出被过滤掉，然后除去溶剂 催化脱蜡 -代替物理分离，油品经过加氢催化，蜡分子重新排列成有分枝的和无蜡的两种 1979年，Mobil公司推出Mobil润滑油脱

15、蜡工艺技术(MLDW)； -催化剂的发展导致强活性加氢异构化工艺技术，(Mobil选择性脱蜡技术,MSDW)的诞生； -1999年Chevron 公司应用其异构化脱蜡工艺 (重新排列蜡分子) ,这是催化脱蜡的最重要技术。,沃丹润滑油,精制,矿物基础油是一种非常复杂的混合物，由几百种分子大小和形状不同的烃类和少量非烃类物质组成；润滑油范围内的烃类，由碳原子数为2070，分子量为2501000的烃分子组成 基础油精制的目的在于： - 从基础油混合物中提炼出理想的润滑油组分 - 将非理想组分转化为理想组分 通常用于最后的处理以改善颜色和氧化稳定性 加氢精制 (轻度加氢处理) 是最普通的方式，但用吸收

16、剂(漂白土，铁矾土)的辅助精制有时用于制造冷冻机油，变压器油或透平油；,沃丹润滑油,加氢法生产基础油的背景,1921年,在德国曼海姆-莱茵河边草地第一套工业装置开始运行,但质量低于从石油所得; 德国IG和美国新泽西标准石油公司在1930年和31年在路易斯安那州巴登洛日和纽约Baybay各建成一套大型加氢装置.“Essolube”基础油从此诞生; 基础油的10%是环烷烃基础油,环烷烃油具有优良的天然低温性能,不需要脱蜡,这些现在制造用深度加氢法; 德国BASF公司依据用于液化煤炭的高压加氢法工艺首先开发出白油大规模生产技术,在此之前,白油仅用酸处理法生产;,沃丹润滑油,加氢基础油生产,1969 Idemitsu (Chiba) 采用第一个润滑油氢化