燕山加氫基礎(chǔ)油在高檔齒輪油中的應(yīng)用考察

周凱

中國石化潤滑油有限公司濟(jì)南分公司

近年來，隨著潤滑油的高檔化發(fā)展，對(duì)基礎(chǔ)油的品質(zhì)要求越來越高，但是我國基礎(chǔ)油的產(chǎn)能主要為API I 類和II 類，而Ⅲ類、Ⅳ類及PAO 合成基礎(chǔ)油主要依賴進(jìn)口[1]。

在“十四五”煉化項(xiàng)目“減油增化”的大背景下，中國石化煉化企業(yè)在加快“油轉(zhuǎn)化”“油轉(zhuǎn)特”進(jìn)程的同時(shí)為解決國內(nèi)高品質(zhì)基礎(chǔ)油進(jìn)口依賴程度高等問題，中國石化北京燕山分公司（簡(jiǎn)稱燕山）新建了一套0.45 Mt/a 生產(chǎn)高黏度API Ⅱ+類基礎(chǔ)油和高黏度指數(shù)基礎(chǔ)油的潤滑油加氫裝置。該裝置于2021 年9 月成功生產(chǎn)出了高品質(zhì)的API Ⅲ類基礎(chǔ)油產(chǎn)品，有效地緩解了我國高質(zhì)量基礎(chǔ)油依賴進(jìn)口的問題[2]。

鑒于商用車向高端、環(huán)保、輕量和重載方向發(fā)展，對(duì)車輛齒輪油和手動(dòng)變速箱油也提出了長壽命、高燃油經(jīng)濟(jì)性等新要求。目前,國內(nèi)大多采用進(jìn)口Ⅲ類基礎(chǔ)油作為調(diào)制75W-90 GL-5 重負(fù)荷車輛齒輪油（以下簡(jiǎn)稱75W-90 GL-5）、MTF 75W-80 手動(dòng)變速箱專用油（以下簡(jiǎn)稱MTF 75W-80）的基礎(chǔ)油[3]。為實(shí)現(xiàn)高檔齒輪油國產(chǎn)化，提高國產(chǎn)高檔齒輪油的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，本文主要考察了燕山石化生產(chǎn)的API III類基礎(chǔ)油（以下簡(jiǎn)稱燕山基礎(chǔ)油）在高檔齒輪油中替代某進(jìn)口API III類基礎(chǔ)油（以下簡(jiǎn)稱進(jìn)口基礎(chǔ)油）的可行性，考察調(diào)制的油品性能是否滿足指標(biāo)要求，為國產(chǎn)API III 類基礎(chǔ)油調(diào)制高檔齒輪油提供技術(shù)支持。

基礎(chǔ)油性能對(duì)比

燕山基礎(chǔ)油采用中石化石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的脫硫氮、芳烴飽和潤滑油加氫改質(zhì)技術(shù)（RLT）與?？松梨诘倪x擇性脫蠟組合技術(shù)（MSDW）進(jìn)行生產(chǎn)。首先以高硫原油減二、減三線餾分油為原料，通過加氫脫雜質(zhì)、脫硫、脫氮及芳烴飽和反應(yīng)，然后選擇性將相對(duì)分子質(zhì)量高的的正構(gòu)烷烴分子、短側(cè)鏈烷烴子異構(gòu)化以及加氫裂化來降低基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)生產(chǎn)高性能API Ⅱ+或者Ⅲ類基礎(chǔ)油[4,5]，產(chǎn)品具有良好的黏溫性能、低溫性能和優(yōu)異的氧化安定性。燕山基礎(chǔ)油與同類進(jìn)口基礎(chǔ)油的典型數(shù)據(jù)對(duì)比見表1。

表1 燕山基礎(chǔ)油與同類進(jìn)口基礎(chǔ)油典型數(shù)據(jù)對(duì)比

由表1 可以看出，與進(jìn)口基礎(chǔ)油相比，燕山基礎(chǔ)油各項(xiàng)指標(biāo)均能達(dá)到API Ⅲ類油標(biāo)準(zhǔn)，且與進(jìn)口基礎(chǔ)油相比，燕山基礎(chǔ)油的黏度指數(shù)、傾點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)氧彈等均優(yōu)于進(jìn)口基礎(chǔ)油，說明燕山基礎(chǔ)油的黏溫性能、低溫性能、抗氧化性能更優(yōu)異。

本文采用中國石化北京燕山分公司生產(chǎn)的API Ⅲ類基礎(chǔ)油（簡(jiǎn)稱燕山基礎(chǔ)油）及某進(jìn)口API III 類基礎(chǔ)油（簡(jiǎn)稱進(jìn)口基礎(chǔ)油），同時(shí)添加相應(yīng)的復(fù)合劑、黏度指數(shù)改進(jìn)劑和降凝劑，考察了燕山基礎(chǔ)油替代進(jìn)口基礎(chǔ)油調(diào)配高檔齒輪油的可行性。小試及試生產(chǎn)結(jié)果表明，燕山基礎(chǔ)油調(diào)制的75W-90 GL-5 重負(fù)荷車輛齒輪油、MTF 75W-80 手動(dòng)變速箱專用油各項(xiàng)性能均滿足質(zhì)量指標(biāo)要求，可以替代進(jìn)口基礎(chǔ)油在高檔齒輪油中應(yīng)用。

燕山加氫基礎(chǔ)油在高檔齒輪油中的應(yīng)用考察

在75W-90 GL-5 重負(fù)荷車輛齒輪油中的應(yīng)用考察

為考察燕山基礎(chǔ)油在車輛齒輪油中替代進(jìn)口基礎(chǔ)油的可行性，在復(fù)合劑、黏度指數(shù)改進(jìn)劑和降凝劑加入比例相同的條件下，分別采用燕山基礎(chǔ)油、進(jìn)口基礎(chǔ)油及其他API Ⅲ類基礎(chǔ)油復(fù)配調(diào)制75W-90 GL-5，其中復(fù)合劑、黏度指數(shù)改進(jìn)劑和降凝劑為外購獲得，配方組成見表2。不同基礎(chǔ)油配方調(diào)制75W-90 GL-5 樣品分析結(jié)果見表3。

表2 不同基礎(chǔ)油的75W-90 GL-5配方組成

表3 不同基礎(chǔ)油配方調(diào)制75W-90 GL-5樣品分析數(shù)據(jù)

由表3 可以看出，采用燕山基礎(chǔ)油調(diào)合75W-90 GL-5 各項(xiàng)理化指標(biāo)均滿足GB 13895—2018《重負(fù)荷車輛齒輪油（GL-5）》國家標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求。與進(jìn)口基礎(chǔ)油調(diào)制的樣品相比，燕山基礎(chǔ)油調(diào)配的75W-90 GL-5 完全能夠滿足產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求，且傾點(diǎn)及低溫表觀黏度指標(biāo)均好于進(jìn)口基礎(chǔ)油調(diào)配樣品，說明燕山基礎(chǔ)油調(diào)合75W-90 GL-5 具有可行性，且具有低溫性能更優(yōu)異的特點(diǎn)。

在MTF 75W-80手動(dòng)變速箱專用油中的應(yīng)用考察

以MTF 75W-80 為考察對(duì)象，在保持其他組分不變的情況下，用燕山基礎(chǔ)油與進(jìn)口基礎(chǔ)油分別調(diào)配了MTF 75W-80，配方組成見表4,其中復(fù)合劑、黏度指數(shù)改進(jìn)劑和降凝劑為外購獲得。不同基礎(chǔ)油配方調(diào)制的MTF 75W-80 樣品分析結(jié)果見表5。

表4 不同基礎(chǔ)油的MTF 75W-80配方組成

表5 不同基礎(chǔ)油配方調(diào)制MTF 75W-80樣品分析數(shù)據(jù)

由表5 中的數(shù)據(jù)可知，采用燕山基礎(chǔ)油調(diào)制的MTF 75W-80 理化性能可以滿足Q/SH3031 0528-2021《手動(dòng)變速箱專用油》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)規(guī)范的指標(biāo)要求，與進(jìn)口基礎(chǔ)油調(diào)制的MTF 75W-80 相比，其黏溫性能、低溫性能更為優(yōu)異。同時(shí)對(duì)其極壓抗磨性能性能進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明采用燕山基礎(chǔ)油調(diào)制的MTF 75W-80 極壓抗磨性能與進(jìn)口基礎(chǔ)油調(diào)制的相當(dāng)，說明燕山基礎(chǔ)油調(diào)制MTF 75W-80具有可行性。

燕山加氫基礎(chǔ)油批量生產(chǎn)的應(yīng)用考察

根據(jù)前述考察結(jié)果，開展了75W-90 GL-5、MTF 75W-80 兩種油品的試生產(chǎn)工作，并按出廠檢驗(yàn)規(guī)范內(nèi)容進(jìn)行檢測(cè)，前3 批次樣品的分析數(shù)據(jù)見表6、表7。

表6 試生產(chǎn)前3批次75W-90 GL-5樣品分析數(shù)據(jù)

表7 試生產(chǎn)前3批次MTF 75W-80樣品分析數(shù)據(jù)

由表6、表7 可以看出，75W-90 GL-5、MTF 75W-80 兩種油品的前3 批次試生產(chǎn)各項(xiàng)理化指標(biāo)均滿足對(duì)應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)要求。

結(jié)論

燕山石化生產(chǎn)的燕山API Ⅲ類基礎(chǔ)油黏度指數(shù)等理化性能與進(jìn)口Ⅲ基礎(chǔ)油相當(dāng)，且黏溫性能及低溫性能更優(yōu)異，豐富了國內(nèi)潤滑油高端加氫基礎(chǔ)油的原料來源。小試及試生產(chǎn)結(jié)果表明采用燕山基礎(chǔ)油生產(chǎn)的75W-90 GL-5 重負(fù)荷車輛齒輪油、MTF 75W-80 手動(dòng)變速箱專用油各項(xiàng)性能均符合質(zhì)量指標(biāo)要求。采用燕山基礎(chǔ)油生產(chǎn)不僅擴(kuò)展原材料選擇范圍，而且可以提高盈利水平，對(duì)于提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。