減四線基礎(chǔ)油質(zhì)量分析及其在工業(yè)潤(rùn)滑油生產(chǎn)中的應(yīng)用

王雪梅 周旭 李志英

中國(guó)石化潤(rùn)滑油有限公司茂名分公司

減四線基礎(chǔ)油是由減壓蒸餾塔中分離出的減四線餾分油經(jīng)過(guò)溶劑精制、溶劑脫蠟、白土精制等工藝，而得到的潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油（包括HVI 650、750等黏度牌號(hào)）。其質(zhì)量與煉廠所處理原油的類型及加工工藝密切相關(guān)。某煉廠2019年所處理原油主要為沙輕原油、阿曼原油、杰諾原油、巴士拉輕質(zhì)原油等（比例從高到低）；2020年所處理原油主要為阿布扎庫(kù)姆原油、杰諾原油、沙輕原油、西德薩克斯原油、阿曼原油等（比例從高到低）。這使得該煉廠所生產(chǎn)的各餾分基礎(chǔ)油（按照中國(guó)石油化工集團(tuán)公司Q/SH PRD0731—2018《潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油分類及規(guī)格》分類）占比也發(fā)生了相應(yīng)改變：

◇2019年：HVI Ia占比約為30%，HVI Ib和HVI Ic的總占比約為70%；

◇2020年：HVI Ia占比約為50%，HVI Ib和HVI Ic的總占比約為50%。

工業(yè)潤(rùn)滑油，如L-HM100、150、220抗磨液壓油，L-G 100、150、220導(dǎo)軌油，L-CKC(L-CKD)100、150、220工業(yè)齒輪油，大量使用減四線基礎(chǔ)油(650、750等黏度牌號(hào))作為調(diào)和組分。而基礎(chǔ)油質(zhì)量的改變勢(shì)必對(duì)工業(yè)潤(rùn)滑油的生產(chǎn)產(chǎn)生影響。本文對(duì)某煉廠2019、2020年生產(chǎn)的減四線基礎(chǔ)油的質(zhì)量情況進(jìn)行了分析，并介紹了減四線基礎(chǔ)油在典型工業(yè)潤(rùn)滑油產(chǎn)品生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，為生產(chǎn)過(guò)程中基礎(chǔ)油的合理選用、動(dòng)態(tài)調(diào)整生產(chǎn)配方，提供技術(shù)依據(jù)。

減四線基礎(chǔ)油質(zhì)量分析

對(duì)2019—2020年某煉廠生產(chǎn)的減四線基礎(chǔ)油HVI 750、HVI 650數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析其黏度指數(shù)、傾點(diǎn)和氧化安定性的變化，結(jié)果見(jiàn)圖1～圖6。

圖1 減四線基礎(chǔ)油HVI 750黏度指數(shù)變化趨勢(shì)

對(duì)于減四線基礎(chǔ)油HVI 650、HVI 750，從圖1、圖4可知，其2020年的黏度指數(shù)相比于2019年，表現(xiàn)出總體降低的趨勢(shì)，即黏溫性能總體上呈現(xiàn)變差趨勢(shì)；從圖2、圖5可知，其2020年的傾點(diǎn)總體上優(yōu)于2019年的傾點(diǎn)，即低溫流動(dòng)性呈現(xiàn)變好趨勢(shì)；從圖3、圖6可知，其2020年的旋轉(zhuǎn)氧彈值相比于2019年，表現(xiàn)出總體下降的趨勢(shì)，即氧化安定性能總體上呈現(xiàn)變差趨勢(shì)。

圖2 減四線基礎(chǔ)油HVI 750傾點(diǎn)變化趨勢(shì)

圖3 減四線基礎(chǔ)油HVI 750氧化安定性變化趨勢(shì)

圖4 減四線基礎(chǔ)油HVI 650黏度指數(shù)變化趨勢(shì)

圖5 減四線基礎(chǔ)油HVI 650傾點(diǎn)變化趨勢(shì)

圖6 減四線基礎(chǔ)油HVI 650氧化安定性變化趨勢(shì)

2018年中國(guó)石油化工集團(tuán)公司推出了Q/SH PRD0731—2018《潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油分類及規(guī)格》，該標(biāo)準(zhǔn)將潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油分為0、I、II、III四類，見(jiàn)表1。其中，0和I類為溶劑精制基礎(chǔ)油，包含MVI、HVI Ia、HVI Ib、HVI Ic四個(gè)品種；II、III類為加氫基礎(chǔ)油，包括HVI II、HVI II+、HVI III、HVI III+四個(gè)品種。Q/SH PRD0731—2018中HVI Ia、HVI Ib、HVI Ic(650、750)基礎(chǔ)油技術(shù)要求見(jiàn)表2。

從表1可知，基礎(chǔ)油HVI Ia、Ib、Ic的主要區(qū)別是黏度指數(shù)、傾點(diǎn)、氧化安定性的不同：

◇黏度指數(shù)：HVI Ic＞HVI Ib＞HVI Ia；

◇低溫流動(dòng)性：HVI Ic＞HVI Ib(HVI Ia)；

◇氧化安定性：HVI Ic(HVI Ib)＞HVI Ia。

統(tǒng)計(jì)表明，某煉廠生產(chǎn)的減四線基礎(chǔ)油HVI 750以HVI Ia為主，約占73%，主要原因是黏度指數(shù)和氧化安定性較低，其中大多數(shù)是由于黏度指數(shù)原因達(dá)不到更高質(zhì)量等級(jí)；某煉廠生產(chǎn)的減四線基礎(chǔ)油HVI 650以HVI Ia為主，約占60%，主要原因是氧化安定性較差。而該煉廠這兩年的加工工藝沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的改變，可見(jiàn)，不同地區(qū)、不同種類的原油，經(jīng)煉制后的基礎(chǔ)油性能不同，黏溫性能、氧化安定性能等差異較大。

減四線基礎(chǔ)油H VIIa、Ib、Ic在工業(yè)潤(rùn)滑油生產(chǎn)中的應(yīng)用

基礎(chǔ)油質(zhì)量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響及應(yīng)對(duì)[1～5]

我國(guó)主要工業(yè)潤(rùn)滑油，如抗磨液壓油、工業(yè)齒輪油和導(dǎo)軌油是使用減四線基礎(chǔ)油量較大的產(chǎn)品，部分牌號(hào)產(chǎn)品的黏度指數(shù)、傾點(diǎn)、氧化安定性要求見(jiàn)表3。

傾點(diǎn)

傾點(diǎn)是潤(rùn)滑油品低溫流動(dòng)性的重要指標(biāo)。傾點(diǎn)高的潤(rùn)滑油品，說(shuō)明其低溫流動(dòng)性差，在低溫下會(huì)失去流動(dòng)性，堵塞油路，不能保證油品的正常輸送和設(shè)備的潤(rùn)滑，容易造成設(shè)備的干摩擦，損害設(shè)備，增加設(shè)備故障，嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命。

對(duì)照表3指標(biāo)要求，若生產(chǎn)黏度牌號(hào)150的以上產(chǎn)品，選用HVI 1c750(650)，基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)可滿足產(chǎn)品的傾點(diǎn)指標(biāo)要求，不需要另補(bǔ)充降凝劑；選用HVI 1b 750(650)、HVI 1a 750(650)，則需要另補(bǔ)充降凝劑。對(duì)照兩種類型降凝劑A、B在不同餾分基礎(chǔ)油中的降凝效果(見(jiàn)表4)，補(bǔ)加降凝劑0.1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）即可滿足黏度牌號(hào)150的以上產(chǎn)品的傾點(diǎn)指標(biāo)要求。

表3 三大類工業(yè)潤(rùn)滑油部分牌號(hào)產(chǎn)品的黏度指數(shù)、傾點(diǎn)和氧化安定性的要求

表4 降凝劑A、B在不同餾分基礎(chǔ)油中的降凝效果

黏度指數(shù)

對(duì)于潤(rùn)滑油品來(lái)說(shuō)，大多有黏度指數(shù)的指標(biāo)要求，黏度指數(shù)表示其黏度隨溫度而變化的性能。黏度指數(shù)越大，表示油品受溫度影響相對(duì)較小，油品的黏溫性能越好，可選擇的環(huán)境使用溫度范圍也越寬；黏度指數(shù)小，黏溫性能差，溫度低時(shí)黏度很大，流動(dòng)阻力大，溫度高時(shí)黏度很小，油膜很薄，起不到應(yīng)有的潤(rùn)滑保護(hù)作用，在使用中對(duì)設(shè)備造成大的磨損。同時(shí)使用的環(huán)境溫度范圍窄，限制了油品的正常使用。

在生產(chǎn)黏度牌號(hào)150的以上產(chǎn)品時(shí)，若選用HVI 1b750(650)、HVI Ic750(650)，則基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)滿足產(chǎn)品的黏度指數(shù)指標(biāo)要求；若選用HVI Ia750(650)，則需要另外補(bǔ)充少量黏度指數(shù)改進(jìn)劑，或者選用適量高黏度指數(shù)的II類基礎(chǔ)油。

根據(jù)聚甲基丙烯酸酯類黏度指數(shù)改進(jìn)劑(如VX8-310)在減四線基礎(chǔ)油750(650)中的增稠效果(每加入1% VX8-310，40 ℃運(yùn)動(dòng)黏度增加8 ～10 mm2/s，黏度指數(shù)增加3～5個(gè)單位)，故需要補(bǔ)加1% VX8-310，即可滿足黏度牌號(hào)150及以上產(chǎn)品的黏度指數(shù)指標(biāo)要求。而且，聚甲基丙烯酸酯類黏度指數(shù)改進(jìn)劑在提高產(chǎn)品黏度指數(shù)的同時(shí)，也可以起到降凝作用[6]。

在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用

抗磨液壓油的生產(chǎn)

針對(duì)某煉廠生產(chǎn)的減四線基礎(chǔ)油的性能特點(diǎn)，調(diào)整L-HM 150抗磨液壓油的配方，補(bǔ)充抗氧化性能好的加氫基礎(chǔ)油，對(duì)比考察了2019、2020年生產(chǎn)的L-HM 150抗磨液壓油（普通）的氧化安定性、傾點(diǎn)和黏度指數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5可知，通過(guò)選擇合適的基礎(chǔ)油配比，可滿足產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求?？紤]到生產(chǎn)成本，在生產(chǎn)時(shí)，可根據(jù)基礎(chǔ)油的質(zhì)量情況，選擇成本較低的基礎(chǔ)油配方。

表5 L-HM150抗磨液壓油性能對(duì)比

導(dǎo)軌油的生產(chǎn)

針對(duì)某煉廠生產(chǎn)的減四線基礎(chǔ)油的性能特點(diǎn)，調(diào)整L-G 150導(dǎo)軌油的配方，對(duì)比考察了2019、2020年生產(chǎn)的L-G 150導(dǎo)軌油的傾點(diǎn)和黏度指數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表6。

從表6可知，選擇合適的基礎(chǔ)油配比，可滿足產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求。隨著減四線基礎(chǔ)油傾點(diǎn)和黏度指數(shù)的變化，產(chǎn)品低溫性能得到優(yōu)化，但是黏度溫性能有下降趨勢(shì)。為保證成品質(zhì)量穩(wěn)定，在生產(chǎn)時(shí)需根據(jù)基礎(chǔ)油情況進(jìn)行調(diào)整，但生產(chǎn)成本會(huì)有較大變化。

表6 L-G150導(dǎo)軌油性能對(duì)比

工業(yè)齒輪油的生產(chǎn)

針對(duì)某煉廠生產(chǎn)的減四線基礎(chǔ)油的性能特點(diǎn)，調(diào)整L-CKD 150工業(yè)齒輪油的配方，補(bǔ)充抗氧化性能好的加氫基礎(chǔ)油，對(duì)比考察了2019、2020年生產(chǎn)的L-CKD 150工業(yè)齒輪油的氧化安定性、傾點(diǎn)和黏度指數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表7。

從表7可知，選擇合適的基礎(chǔ)油配比，可滿足產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)要求。隨著減四線基礎(chǔ)油抗氧化性能的下降，成品油抗氧化性能同步下降，為保證成品質(zhì)量穩(wěn)定，在生產(chǎn)時(shí)需根據(jù)基礎(chǔ)油情況進(jìn)行調(diào)整，但生產(chǎn)成本會(huì)有較大變化。

結(jié)論

☆對(duì)比分析了2019、2020年某煉廠所生產(chǎn)的減四線基礎(chǔ)油(HVI 650、750)的質(zhì)量變化情況，結(jié)果表明：某煉廠2020年所生產(chǎn)的減四線基礎(chǔ)油(HVI 650、750)，黏度指數(shù)與2019年相比呈現(xiàn)出總體下降的趨勢(shì)；傾點(diǎn)總體上優(yōu)于2019年的傾點(diǎn)；氧化安定性與2019年相比表現(xiàn)出總體下降的趨勢(shì)。在加工工藝沒(méi)有實(shí)質(zhì)性改變的情況下，不同地區(qū)、不同種類的原油，經(jīng)煉制后的基礎(chǔ)油性能不同，黏溫性能、氧化安定性能等差異較大。

☆通過(guò)調(diào)整產(chǎn)品配方中不同性能基礎(chǔ)油組分的配比，使用減四線基礎(chǔ)油(HVI 650、750)，可生產(chǎn)出滿足產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的抗磨液壓油、導(dǎo)軌油、工業(yè)齒輪油等產(chǎn)品，并可根據(jù)不同質(zhì)量等級(jí)基礎(chǔ)油的成本，實(shí)時(shí)地選用，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，優(yōu)化產(chǎn)品成本。