合成润滑油的研究现状及发展趋势

合成润滑油的研究现状及发展趋势

发表时间：2018-08-13T14:41:49.097Z 来源：《基层建设》2018年第19期作者：邹立明

[导读] 摘要：机械运行少不了润滑油的应用，随着工程生产水平的提高，以及对机械运行提出越来越严格的要求，在选用润滑油上，也具备一定的标准。

烟台恒邦化工有限公司山东烟台 264100

摘要：机械运行少不了润滑油的应用，随着工程生产水平的提高，以及对机械运行提出越来越严格的要求，在选用润滑油上，也具备一定的标准。在实际应用过程中，同样存在问题，因此有必要对合成润滑油的分子结构设计以及性能加以优化，并优化合成润滑油的工艺生产技术，从而使合成润滑油的性能、质量得到有效提升，最终为合成润滑油应用前景的扩展奠定坚实的基础。鉴于此，本文主要分析合成润滑油的研究现状及发展趋势。

关键词：合成润滑油；现状；发展趋势

润滑油在工业上用途广泛，我国每年润滑油需求量约为950万吨，绝大多数为石油炼制生产的传统矿物质润滑油。由于传统润滑油为混合物，分子大小不一，物质成分各异，润滑效果较差。合成润滑油作为新型高端产品，核心技术一直被英、美等发达国家垄断。目前，欧美合成润滑油占市场使用比例超过50%，而我国仅为15%，合成润滑油基础油依然严重依赖进口，国产化率不足3%。合成润滑油由酯类、聚烷撑乙二醇、聚α-烯烃、API III类油、聚磷酸脂、有机硅等制成。合成润滑油产品用途广泛，可以做为燃气轮机油、高温航空润滑油、高温润滑脂基础油和寒区和高寒区用内燃机油、齿轮油、液压油、冷冻机油等。

1、合成润滑油的发展概况

合成润滑油（简称合成油）首先是为了满足非常苛刻的使用要求而开发的。合成油较矿物油在蒸发损失、倾点、粘度指数和对热氧化的安定性方面具有显著的优越性。另外，合成油在压力下的粘弹性也优于矿物油，但是基于价格原因，其使用范围限于性能要求较高的油品。例如各种节能汽油机油，合成基础油平均质量分数已达20%，这些合成油主要是聚α-烯烃（PAO）和酯类。这类油在西欧市场占25%，在德国高达45%。据报道[6]，全球1990年合成润滑剂在整个润滑油市场中的份额约为2%，影响合成润滑剂增长的主要障碍仍然是价格。一些工业发达国家的合成润滑剂在整个润滑剂市场中所占的份额80年代中期就已达2.5%～3%。如90年代美国合成润滑油占商品润滑油总量的9%，在西欧，1990年合成润油剂占润滑剂总量的4%，到1995年，PAO的总需求增加到20.43万t。近年来虽然西欧润滑油耗量停滞不前，但合成油的年均增幅为11%，其中酯类油的年增幅为8%。到1990年世界聚醚总生产能力达293万t/a，消耗量为221万t/a，其中用于润滑油（剂）的约占8%左右。全世界生产的聚丁烯大约有25%～30%用于润滑油（剂），到1990年聚丁烯消耗量约为10万t。

在国内，目前合成润滑油占润滑油总消耗量的1.5%，这与发达国家相比还有很大差距。酯类油的生产厂家有重庆一坪化工厂和北京石油化工科学研究院。重庆一坪化工厂年产约千t左右，其牌号有近20种，主要用于航空、坦克等特种用途。但是产量较低，价格昂贵。PAO 油生产能力为（3.7～4.4）万t/a，但实际产量还不高。这主要是由于我国PAO的原料来源是蜡裂解α-烯烃，因此，国产PAO中杂质含量高、原料纯度低，因而影响PAO的质量指标。另外，未加氢处理（部分装置上了加氢装置）也使PAO产品质量受到一定程度的影响。到1996年底，我国聚醚生产能力达到26万t/a，但用于聚醚油的消耗量约5000t/a，而且用户、用量变化较少，主要用于刹车油[。唯一的发展之路在于新用途的开发应用上。我国生产聚丁烯的厂家有兰州炼油厂、锦州炼油厂、大庆炼油化工总厂。总生产能力为4kt/a，其中绝大部分用于润滑油添加剂的生产。如生产无灰分散剂的原料、粘度指数改进剂等方面。直接用作润滑油的还很少，有少量的用于制备二冲程汽油机油，而且是半合成型的，与矿物油混合使用。因此，用作润滑油将有更大的发展前景。

2、合成润滑油的研究现状

2.1、PAO合成油

PAO合成油属于合成烃基润滑油的一种，其性能的远高于传统的矿物润滑油。当前阶段，很多公司都已经具备了生产PAO润滑油的能力，但是具备全黏度系列PAO产品生产能力的只有美孚石油公司。在具体生产制备的过程中，和国外很多很多公司普遍是利用乙烯齐聚法获得α-癸烯，之后采用催化齐聚和加氢离饱和的方式获得理化性能不同的PAO基础油。由于α-癸烯的纯度高，且催化活性和选择性较高，十分有利于对工艺条件的控制，因此通过这种方式制取的PAO产品在黏度指数、低温性能以及热氧化安定性等方面要优于使用蜡裂解以及分馏再聚合法获得的产品。此外，根据PAO的性能特点，在实际生产中可以通过调控分子链分子量分布的方式获得黏度和蒸气压不同的产品。目前，我国PAO合成油研究和国外的差距主要体现在催化剂、原材料以及制备工艺三个方面。

2.2、酯类合成油

酯类合成油是由有机酸和有机醇在催化剂的作用下通过酯化反应脱水而获得的由酯基官能团构成的有机化合物。根据反应产物的酯基数量和位置可以将其分成双酯、多元醇酯、芳香羧酸酯的产物等几种类型。酯类合成油的拥有较为特殊的分子结构，因此具备较为优秀的高低温性能、热氧化安定性、低挥发性以及润滑性，在许多领域都广为使用。此外，酯类油还具备低毒性以及原材料可再生等优点，具有很高的推广价值和应用前景。目前，合成酯类润滑不仅在工业、国防、航天等领域都得到了有效的应用。

2.3、离子液体润滑剂

离子液体是近些年来兴起的一种新型的合成润滑剂，其主要优势如下：较强的热稳定性、良好的对抗氧化性、较低的挥发性、无污染性。在国内，普遍使用烷基咪唑四氟硼酸盐和六氟磷酸盐离子液体合成此类润滑剂。当前阶段，这种离子润滑剂急需解决的问题主要包括腐蚀问题以及抗氧化问题。对此，通过更换不同的阳离子和阴离子的方式，可以有效的提升离子液体的纯度，从而实现降低腐蚀性和提高抗氧化性的效果。

3、合成润滑油的发展趋势分析

上述对几种较为常用的合成润滑油的应用现状进行了分析，为了合成润滑油具备更为广阔的应用前景，还有必要掌握合成润滑油的发展趋势。总结起来，主要趋势为：①朝向分子结构设计及性能优化方向发展。上述提到，作为一种合成烃基润滑油，PAO合成油的优势突出，但是目前对于PAO合成油我国主要依赖于国外进口，同时所需要的高纯度的α-烯烃原料大致上也依靠国外进口。在PAO合成油润滑剂生产过程中，我国需要加大力度，优化分子结构设计，优化PAO合成润滑油的性能，解决依赖国外进口问题。②朝向制备工艺优化方向发展。从现状来看，我国在合成润滑油的制备工艺上比较成熟，然而还存在一些问题，即：污染问题、耗能高问题等。因此，有必要注重合成润滑油制备工艺的优化，掌握高效、节能的合成润滑油制备技术，特别是对于脂类合成润滑油，在掌握先进科学的制备工艺的基础上，