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1、润滑油基础油分类简介润滑油基础油分类简介国夕悟大石油公司过去曾经根据原油的性质和加工工艺把基础油分为石蜡 基基础油、中间基基础油、环烷基基础油等。20世纪80年代以来似发动机油 的发展为先导，润滑油趋向低黏度、多级化、通用化，对基础油的黏度指数提出了 更高的要求,原来的基础油分类方法已不能适应这一变化趋势。因此，国夕悟大石 油公司目前一般根据黏度指数的大小分类，但一直以来没有严格的标准。API于 1993年将基础油分为五类(API-1509),并将其并如EOLCS(API发动机油发照认 证系统)中，其分类方法见表-1。I类基础油通常是由传统的老三套”工艺生产制得,从生产工艺来看,1类基 础油的
2、生产过程基本以物理过程为主，不改变烃类结构,生产的基础油质量取决于 原料中理想组分的含量和性质。因此，该类基础油在性能上受到限制。II类基础油是通过组合工艺(溶剂工艺和加氢工艺结合)制得,工艺主要以化 学过程为主,不受原料限制，可以改变原来的烃类结构。因而II类基础油杂质少(芳 烃含量小于10%),饱和烃含量高，热安定性和抗氧性好，低温和烟炱分散性能均优 于I类基础油。III类基础油是用全加氢工艺制得，与II类基础油相比，属高黏度指 数的加氢基础油,又称作非常规基础油(UCBO)。III类基础油在性能上远远超过I 类基础油和II类基础油，尤其是具有很高的黏度指数和很低的挥发性。某些III类 油
3、的性能可与聚a-烯烃(PAO)相媲美，其价格却比合成油便宜得多。?IV类基础油 指的是聚a-烯烃(PAO)合成油。常用的生产方法有石蜡分解法和乙烯聚合法。PAO依聚合度不同可分为低聚合度、中聚合度、高聚合度,分别用来调制不同的油品。这类基础油与矿物油相比无S、P和金属，由于不含蜡，所以倾点极低，通常 在-40C以下，黏度指数一般超过140。但PAO边界润滑性差。另外，由于它本身 的极性小,对溶解极性添加剂的能力差，且对橡胶密封有一定的收缩性，但这些问 题都可通过添加一定量的酯类得以客服。?除IIV类基础油之外的其他合成油 (合成烃类、酯类、硅油等)、植物油、再生基础油等统称V类基础油。21世纪
4、对润滑油基础油的技术要求主要有:热氧化安定性好、低挥发性、高 黏度指数、低硫/无硫、低黏度、环境友好。传统的老三套”工艺生产的I类 润滑油基础油已不能满足未来润滑油的这种要求，加氢法生产的II或III类基础油 将成为市场主流。我国润滑油基础油标准建立于1983年为适应调制高档润滑油的需要,1995 年对原标准进行了修订，执行润滑油基础油分类方法和规格标QSHR 001-95,详 见表-2。这种分类方法与国际上的分类有着本质上的区别。该标准按黏度指数把基础油分为低黏度指数(LVI)、中黏度指数(MVI)、高黏 度指数(HVI)、很高黏度指数(VHVI)、超高黏度指数(UHVI)基础油5档。按使用
5、 范围，把基础油分为通用基础油和专用基础油。专用基础油又分为适用于多级发 动机油、低温液压油和液力传动液等产品的低凝基础油(代号后加W)和适用于汽 轮机油、极压工业齿轮油等产品的深度精制基础油(代号后加S)。其中HVI油和 VI80的MVI油都属于国际分类的I类基础油;而VI80的MVI基础油和LVI基础 油根本不入类；VHVI、UHVI按国际分类为II类和III类基础油，但在硫含量和饱 和烃方面都没有明确的规定。？矿物基础油是由石油的高沸点、高相对分子质量 烃类和非烃类的混合物经一系列加工而得,主要由烷烃、环烷烃、芳烃、环烷芳 烃，以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃化合物组成
6、，几乎没 有烯烃。对馏分润滑油料而言，其烃类碳数分布约为C20-C40；沸点范围约为 350535C;相对分子质量在2501000或个别更高。？烃类是构成润滑油的主 要成分彪结构对润滑油的黏度、黏温性质、凝点等性能均有显著影响。? (1)对 黏度影响矿物基础油以烃类为主，烃类的黏度与其分子结构、分子大小、环的数 目和类型有关。润滑油的黏度随烃类相对分子质量的增大而增大;在碳原子数相同的各种烃 类中，烷烃的黏度最小，芳香烃次小，环烷烃的黏度最大，并且随着环数在分子中的 比例增加而增加;在环数相同的烃类中，黏度随侧链长度的增加而增加。? (2)对黏 温性质影响?烃类本身的黏度指数差别很大，在润滑油
7、产品所含的烃类中,以正构 烷烃的黏度指数最高，能达到180以上;异构烷烃的黏度指数比相应的正构烷烃的 要低一些，并且随着分支程度的增加而下降;其次是具有烷基侧链的单环、双环环 烷和单环、双环芳烃;最差的是重芳香烃、多环环烷烃和环烷-芳烃;对于双环和多 环烃类，黏度指数随侧链的数目和长度的增加而增加，随环数的增加而急剧下降; 胶质是多环的含氧化合物，其黏温性质更差。对凝点的影响?各种烃类的凝点由 大到小的顺序为:正构烷烃异构烷烃环烷烃芳烃。正构烷烃的凝点最高，且随碳原 子数增加而升高。如正十六烷的凝点为18.16C,正十/I烷为36.7C;异构烷烃的 凝点比相应的正构烷烃的低而且随着分支程度的增
8、大而迅速下降滞侧链的环状 烃，侧链分支程度愈大，凝点下降也愈快。从分子结构对润滑油的一些物理性质的 影响可以看出，要想从烃分子的结构来改变润滑油的性能是受到限制的，当改变分 子结构使某一性能改善的同时，往往另一性能就变差，只有适当的选择才能得到性 能相对较全面的润滑油润滑油是由基础油和添加剂调和而成的。基础油是润滑油的主要构成原料， 一般占润滑油成分的80%-90%,所以可以说基础油质量和性能的高低直接影响 着润滑油的使用性能。基础油种类介绍？美国石油学会API根据基础油组成的主要特性把基础油 分成5类,I类为溶剂精制基础油，有较高的硫含量和不饱和烃（主要是芳烃）含量;II 类主要为加氢处理基
9、础油,其硫氮含量和芳烃含量较低，烷烃（饱和烃）含量高;III类 主要是加氢异构化基础油,不仅硫、芳烃含量低，而且黏度指数很高;IV类为聚a- 烯烃（PAO冶成油基础油;V类则是除I-IV类以外的各种基础油。? I类基础油通 常是由传统的老三套”工艺生产制得从生产工艺来看,I类基础油的生产过程基 本以物理过程为主，不改变烃类结构，生产的基础油质量取决于原料中理想组分的 含量和性质。因此4亥类基础油在性能上受到限制。？ II类基础油是通过组合工艺 （溶剂工艺和加氢工艺结合）制得,工艺主要以化学过程为主，不受原料限制,可以改 变原来的烃类结构。因而II类基础油杂质少（芳烃含量小于10%）,饱和烃含量
10、高, 热安定性和抗氧性好，低温和烟炱分散性能均优于I类基础油。? III类基础油是用 全加氢工艺制得，与II类基础油相比，属高粘度指数的加氢基础油。III类基础油在 性能上远远超过I类基础油和II类基础油，尤其是具有很高的黏度指数和很低的 挥发性。某些III类油的性能可与聚a-烯烃（PAO）相媲美,其价格却比合成油便宜 得多。？ IV类基础油指的是聚a-烯烃（PAO）合成油。常用的生产方法有石蜡分解 法和*聚合法。PAO依聚合度不同可分为低聚合度、中聚合度、高聚合度，分别 用来调制不同的油品。？ V类基础油是除IIV类以外的基础油,它主要包括:植物 性基础油，合成酯、聚醚、硅油、含氟油、磷酸酯
11、，各种GTL油,以及再生基础油等。各类基础油的主要指标如下类基础油性质粘度指数 硫含量饱和烃含量% %I常规矿物型801200.03 90H加氢裂化或加氢异化裂化工艺8012090m加氢裂化或加氢脱蜡工艺 120 90IV聚a-烯烃合成油?PAOV除Im以外的其他类基础油矿物基础油的主要性能？矿物基础油是由石油提炼,经常减压蒸馏、溶剂精 制、脱蜡白土精制以及加氢等工艺制成，加氢程度的不同，得到不同的粘度指数、 氧化稳定性、倾点、挥发性指标的基础油。矿物基础油主要由烷烃、环烷烃、芳 烃、环烷芳烃似及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃化合物 组成,几乎没有烯烃。矿物基础油以烃类为主,所
12、以烃结构对润滑油的粘度、粘温 性质、凝点等性能均有显著影响。(1) 对粘度影响？烃类的粘度与其分子结构、分子大小、环的数目和类型有 关。润滑油的粘度随烃类相对分子质量的增大而增大;在碳原子数相同的各种烃 类中，烷烃的粘度最小，芳香烃次小，环烷烃的粘度最大，并且随着环数在分子中的 比例增加而增加;在环数相同的烃类中粘度随侧链长度的增加而增加。(2) 对粘温性能影响？烃类本身的粘度指数差别很大，在润滑油产品所含的烃 类中，以正构烷烃的粘度指数最高，能达到180以上;异构烷烃的粘度指数比相应 的正构烷烃的要低一些,并且随着分支程度的增加而下降;其次是具有烷基侧链的 单环、双环环烷和单环、双环芳烃最差
13、的是重芳香烃、多环环烷烃和环烷-芳烃;对于双环和多环烃类，粘度指数随侧链的数目和长度的增加而增加，随环数的增加 而急剧下降;胶质是多环的含氧化合物，其粘温性质更差。对凝点的影响？各种烃类的凝点由大到小的顺序为:正构烷烃异构烷烃环 烷烃芳烃。正构烷烃的凝点最高，且随碳原子数增加而升高。如正十六烷的凝点 为18.16C,正十/I烷为36.7C;异构烷烃的凝点比相应的正构烷烃的低而且随着 分支程度的增大而迅速下降;带侧链的环状烃，侧链分支程度愈大，凝点下降也愈 快。？从分子结构对润滑油的一些物理性质的影响可以看出，要想从烃分子的结 构来改变润滑油的性能是受到限制的，当改变分子结构使某一性能改善的同时
14、，往 往另一性能就变差，只有适当的选择才能得到性能相对较全面的润滑油。？常用合 成基础油的主要性能对于合成油，在车用润滑油中使用最多的是聚a-烯烃，合成酯和聚醚。(1) PAO结构与性能？ PAO(聚a-烯烃)是由*经聚合反应制成a烯烃，再进一 步经聚合及氢化而制成的烯烃聚合物。聚a-烯烃是用作润滑油基础油的最常见的 种合成烃,这类基础油与同粘度的矿物油相比，无S、P和金属，由于不含蜡，所以 倾点极低,通常在-40C以下粘度指数一般超过140,闪点高、倾点低、低温流动 性好、更宽的工作温度范围，蒸发损失小，高温稳定性好,氧化稳定性好，抗水解能力 强,积炭少，无毒。而且与矿物油与良好的相容性。但
15、PAO边界润滑性差，并由于 它本身的极性小,对溶解极性添加剂的能力差，且对橡胶密封有一定的收缩性，但 这些不足可通过添加一定量的酯类得以克服。(2) 合成酯类油?酯类油最早用作航空涡轮发动机润滑油，由脂肪酸和脂肪醇在催化剂作 用下经酯化反应脱水制得。因反应的脂肪酸和脂肪醇的种类不同，合成酯可分为: 多元醇酯、双酯、单酯等，而常用的合成酯基础油为:多元醇酯、双酯。通常来说, 合成酯具有以下优异的性能:粘度指数高,闪点高、倾点低、低温流动性妊更宽的 工作温度范围，蒸发损失小，高温稳定性好,氧化稳定性好，残炭少,润滑性能优异，毒 性极低，环保、生物降解性能好。一些试验表明酯类油还有一定的分散性能，能
16、促 进一些添加剂更好溶于润滑油而发挥作用。缺点是抗水解性能差，对橡胶件的相 容性一般。所以酯类油也成为调和厂生产合成机油（聚a-烯烃中加合成酯）和半合 成发动机油（矿物油加合成酯）的一种选择。聚醚?聚醚是由环氧乙烷EO、环氧丙烷PO、环氧丁烷BO等原料，通过开环均 聚或共聚制得，可分为水溶性聚醚、水不溶性聚醚和油溶性聚醚。聚醚具有很多 优异的性能:很高的粘度指数，优异的润滑性能,高闪点、低倾点、更宽的工作温度 范围,对橡胶件相容性较好，毒性很低，残炭少,高温可以完全挥发掉，不留残余。由 于其分子结构可以量身定做，分子量可大可小，因此，可制得不同的聚醚以满足不 同的使用要求。可应用于齿轮油、蜗轮蜗杆油、制动液等。合成基础油与矿物基础油的主要性能对比性能矿物双酯多元醇酯聚醚聚a-烯烃粘温 差较好 好 很好 好低温特性差 较好 好较好 好氧化稳定
