柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑應(yīng)用評(píng)價(jià)

于永堂 鄧曉旭（中國(guó)石油大連石化質(zhì)檢計(jì)量中心，遼寧大連116000）

柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑應(yīng)用評(píng)價(jià)

于永堂 鄧曉旭（中國(guó)石油大連石化質(zhì)檢計(jì)量中心，遼寧大連116000）

隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)法規(guī)的日益嚴(yán)格，柴油中多環(huán)芳烴和其他抗磨雜質(zhì)的含量隨之下降，柴油的潤(rùn)滑性能變得越來越差，為了解決這一問題，需在柴油中加入柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑來提高柴油的潤(rùn)滑性能。對(duì)不同廠家的柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑按照不同的加劑量加到潤(rùn)滑性不同的柴油中，從而通過柴油潤(rùn)滑性的變化對(duì)柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑進(jìn)行評(píng)價(jià)。

添加劑;柴油;潤(rùn)滑性

隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)意識(shí)日漸加強(qiáng)，對(duì)汽車尾氣的排放指標(biāo)要求越來越高，為達(dá)到低硫柴油的要求，煉廠通常會(huì)采用加氫精制、加氫改質(zhì)和加氫裂化等工藝生產(chǎn)低硫柴油。加氫精制的主要反應(yīng)有：加氫脫硫(HDS)、加氫脫氮（HDN)、加氫脫氧（HDO)和加氫脫金屬(HDM)反應(yīng)以及烯烴和芳烴（主要是稠環(huán)芳烴）的加氫飽和反應(yīng)。正是這些無選擇性的加氫反應(yīng)，使有潤(rùn)滑性的N、O等物質(zhì)在脫除S的同時(shí)被脫除，柴油潤(rùn)滑性不足，可能導(dǎo)致精密部件過度磨損，出現(xiàn)燃油霧化不良等問題。

改善深精制柴油潤(rùn)滑性能最經(jīng)濟(jì)有效的措施就是添加柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑（又稱抗磨劑）。通常向柴油中加入200～300μg/g潤(rùn)滑性改進(jìn)劑，可以使柴油潤(rùn)滑性達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

1 潤(rùn)滑性改進(jìn)劑研究進(jìn)展

1.1 影響柴油潤(rùn)滑性的物質(zhì)

柴油潤(rùn)滑性與硫含量、總芳烴含量、氮含量等雖沒有較好的對(duì)應(yīng)性[1]，但研究表明影響柴油潤(rùn)滑性的物質(zhì)主要為芳香烴、含硫雜質(zhì)、含氮及含氧等極性化合物[2]。

柴油中的含氮雜質(zhì)主要是含氮多環(huán)化合物，如吡啶、吡咯、喹啉、咔唑等，其中吡啶和咔唑含量較大。脫硫工藝的非選擇性導(dǎo)致大量N、O被脫除，雜環(huán)極性結(jié)構(gòu)被破壞，因而低硫低芳烴柴油潤(rùn)滑性大大降低。當(dāng)加氫精制柴油中含有吡啶或吡咯時(shí)，在摩擦過程中易于被金屬吸附，能生成高電阻的保護(hù)膜[3]，有效地降低磨損。

而柴油中的含氧物質(zhì)多是羧酸和酚，這些酸性組分是有效的抗磨組分。潤(rùn)滑性好的柴油，其酸度也較大。羧酸是很好的抗磨劑，即使加入微小的量對(duì)柴油抗磨性的改善也是明顯的[4]。

含硫雜質(zhì)有抑制在摩擦表面上生成高電阻保護(hù)膜的傾向，這可能與含硫化合物易導(dǎo)致摩擦金屬表面產(chǎn)生晶間腐蝕有關(guān)。故含硫雜質(zhì)不僅不抗磨，而且會(huì)加速磨損[5]。另外柴油組分中的單環(huán)和雙環(huán)芳烴含量與柴油組分的磨損關(guān)系不大，而多環(huán)芳烴含量增加，磨損迅速下降，當(dāng)含量＞1%時(shí)就具有抗磨作用[6]。

1.2 潤(rùn)滑性能改進(jìn)劑的種類

吸附潤(rùn)滑理論表明[7]：帶有極性基團(tuán)如含O、N的長(zhǎng)鏈線性分子是理想潤(rùn)滑性能改進(jìn)劑。柴油潤(rùn)滑性能改進(jìn)劑研究發(fā)展迅猛，目前使用的柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑主要有脂肪酸及其酯、醇、脂肪胺、叔基酰胺等具有清凈作用的胺類化合物。添加劑加入量根據(jù)柴油含硫水平、加氫脫硫苛刻程度的不同而異，一般在20～250μg/g范圍內(nèi)，通常冬季添加量要高一些，一般在50～300μg/g。

酸型潤(rùn)滑性改進(jìn)劑往往效果非常顯著，但是與金屬表面易起作用造成腐蝕。西方石油公司除了采用噴氣燃料用的酸型潤(rùn)滑性能改進(jìn)劑外[8]，還采用了與金屬表面親合力強(qiáng)可生成膠狀摩擦聚合膜的非酸型潤(rùn)滑性能改進(jìn)劑[9]，基本上解決了低硫柴油潤(rùn)滑性差的問題。

酯及其衍生物型潤(rùn)滑性能改進(jìn)劑也是一類應(yīng)用較多的柴油潤(rùn)滑性能改進(jìn)劑，主要由長(zhǎng)鏈的不飽和脂肪酸和多元醇制備而成。但采用多元醇為原料成本較高，且產(chǎn)品中可能含有未反應(yīng)完全的脂肪酸。

目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的環(huán)烷酸型及二聚酸型潤(rùn)滑性能改進(jìn)劑得到廣泛使用，其中二聚酸型潤(rùn)滑性能改進(jìn)劑為多種添加劑的復(fù)合劑，通常以5～20μg/g的使用濃度在不同燃料油中起到抗磨作用。

2 潤(rùn)滑性改進(jìn)劑實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用評(píng)價(jià)

2.1 試驗(yàn)用柴油和潤(rùn)滑性改進(jìn)劑

試驗(yàn)用柴油潤(rùn)滑性分別為470μm、599μm和638μm，性質(zhì)見表1：

表1 試驗(yàn)用柴油的性質(zhì)

試驗(yàn)用柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑分別為：大連中合國(guó)際貿(mào)易有限公司柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑PC32、南京石油化工股份公司柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑NS-1035和上海騰飛化工廠柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑T02CRG-1，具體性質(zhì)見表2：

表2 柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑的性質(zhì)

3 結(jié)語(yǔ)

分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，這次試驗(yàn)用的潤(rùn)滑性改進(jìn)劑中南京石油化工股份公司的NS-1035柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑的效果最好，其次是中合國(guó)際貿(mào)易有限公司的柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑PC32，上海騰飛化工廠的柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑T02CRG-1稍差。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)同時(shí)還表明，這三種柴油潤(rùn)滑性改進(jìn)劑的敏感性比較差，小劑量加入效果不明顯。