基础油基本知识

+ + + -
+ + + -
+ + + -
+ + + -
+ + + + + + +
N/N/+ + N/N/-
+ + + + + + N
N/N/N/N/+ N/+ N/+ -
+ + + -
+ + + -
表内N—很小、微；﹢—增加、增大；﹣—减少、降低；﹢／﹣－取决于苛刻度
基础油的理化指标与润滑油 的关系
基础油中极性成分与非极性成分特性
• • • 非极性组分：指饱和烃－链烷烃和环烷烃 极性组分：指芳烃和极性化合物－胶质、沥青质等。 它们对基础油的特性影响存在很大差别。
性质 倾点 抗氧化 添加剂感受性 非极性组分 高 差 好 极性组分 低 好 差 性质 溶解性 承载负荷能力 黏度指数 非极性组分 差 差 高 极性组分 好 好 低
基础油产品代号含义
HVIⅠa 150 基础油
HVIⅠb 150 基础油
基础油产品代号含义
Ⅱ+类 6（号）加氢基础油
Ⅲ类 6（号）加氢基础油
基础油的主要成份
20
矿物润滑油化学成分
• • 矿物润滑油由链烷烃、环烷烃、芳烃，以及含氧、含氮、含硫有机 化合物和胶质、沥青质等组成。 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350～535℃；平均相对分子量约为300～500。对残渣润滑油 料而言，其烃类碳数分布更高（＞C40），沸点范围更高（＞ 500～535），分子量更大（＞500）。
No.1 矿物 润滑油
异构脱蜡
1950年 多级油
ZSM-5 催化脱蜡 加氢精制 60年代
1969年 润滑油加 氢裂化
1993年 API 分类 公布
90年代 现代润滑油 加氢技术
70年代
中国石化润滑油基础油生产 布局
4
中国石化五大基础油生产基地
中国石化基 础油生产基 地的合理布 局为基础油 优化配置奠 定了基础。
溶剂精制基础油黏度等级分类
加氢基础油黏度等级分类
• “协议标准”将加氢基础油黏度等级按照100℃运动黏度整数值分 为2、3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、20、26、30，共 计14个黏度等级。 • 每个黏度等级相对应的100℃运动黏度范围。
加氢基础油黏度等级分类
润滑油基础油产品代号
• 黏度指数： 粘度指数是表示油品粘度随温度变化这个特性的一个约定 量值。粘度指数高表示油品的粘度随温度变化较小，反之亦然。 • 蒸发损失：是油品在规定条件下蒸发后其损失量所占的重量百分数。 • 闪点：在规定的条件下，将油品加热，随油温的升高，油蒸汽在空气 中的浓度也随之增加，当升到某一温度时，油蒸汽和空气组成的混合 物中，油蒸汽含量达到可染浓度，若把火焰拿近这种混合物，它就会 闪火，把产生这种现象的最低温度称为石油产品的闪点。
原油的选择
• 相同沸点范围基础油馏分的烃类组成中，石蜡基基础油链烷烃的含量 远高于环烷基油；环烷基原油芳香烃的含量远高于石蜡基油，中间基 原油的基础油馏分烃类组成介于两者之间。 • 石蜡基原油的基础油馏分链烷基烷基侧链的碳原子含量比环烷基油高， 平均分子环数比环烷基油少。 • 相同黏度的基础油色度，石蜡基油最小，环烷基油次之，芳香基油色 度最大。与族组成有关。
27
基础油性能指标及定义
• 运动粘度及粘度指数
• 蒸发损失、倾点、闪点、色度、密度
• 旋转氧弹 • 硫、氮、碱性氮及残炭 • 中和值 • 苯胺点及族组成
• 抗乳化性
基础油性能指标与油品性能的关系
抗磨性 低温性能 化学活性
防腐蚀性变差
减少摩擦
抗乳化性能Baidu Nhomakorabea
粘度 表面活性
氧化安定性 基础油性能 指标 蒸发损失 溶解能力
酸和油泥产生
抗泡沫性能
减少油耗
添加剂相溶性
密封件适应性能
BO104-005
12-08-99
基础油指标定义
• 运动黏度：流动物质内部阻力的量度叫粘度，粘度值随温度的升高而 降低。大参数润滑油是根据粘度来分牌号的。表示液体在重力作用下 流动时内部阻力的量度，其值为相同温度下液体的动力粘度与其密度 之比 。在某一恒定温度下，测定一定体积的液体在重力作用下流过一 个标定好的玻璃毛细管粘度计的时间，粘度计的毛细管常数与流动时 间的乘积即为该温度下所测定液体的运动粘度。
润滑油基础油分类及标准－ 中国石化协议标准分类
润滑油基础油（协议标准）分类
• “协议标准” 按饱和烃含量、硫含量和黏度指数，将基础油分为6大 类，分别是 0、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ，其中的Ⅰ类、Ⅱ类又进行了细 分，合计9个小类； • 在6大类中，0、Ⅰ类为溶剂精制基础油，Ⅱ、Ⅲ类为加氢基础油，Ⅳ 类为PAO合成基础油，Ⅴ类为除PAO之外的其他合成基础油。
基础油基本知识
北京研发中心 2011.8
目
基础油生产技术发展史
录
中国石化润滑油基础油生产布局 润滑油基础油分类及标准 基础油的主要成份

基础油的理化指标与润滑油的关系
2
基础油生产技术发展史
1930年 老三套
3000年前 动物油脂
1920年
1878年
白土精制、 酸精制及 SO2 1947年 采用添加剂
燕山石化 高桥石化
溶剂精制 溶剂精制 引进国外加 氢工艺技术 溶剂精制 溶剂精制 加氢改质 溶剂精制
茂名石化 荆门石化
济南石化
润滑油基础油分类及标准
7
润滑油基础油分类及标准－API 基础油分类
• 国际化标准组织（ISO）尚未制定润滑油基础油标准。
• API 于1993年将基础油分为五类（API-1509）,并将其并入API发动 机油发照认证系统中。
饱和 烃,m% 粘度指数
润滑油基础油分类及标准－ 中石化基础油分类
• 矿物润滑油基础油又称中性油。 • 中性油粘度等级以 37.8℃(100℉）的赛氏粘度（秒）表示，标以 100N、150N、500N等；而把取自残渣油制得的高粘度油，则称作 光亮油(bright oil)，以98.9（210℉）赛氏粘度(秒)表示，如 150BS、120BS等。 • 我国于70年代起，制定出三种中性油标准，即石蜡基中性油、中间基 中性油和环烷基中性油三大标准，分别以SN、ZN和DN加以标志。 例如：75SN、100SN、150SN、200SN、350SN、500SN、 650SN和150BS。 • SN油的粘度以40℃的运动粘度，BS则以100℃运动粘度划分。
润滑油基础油分类及标准－ 中石化基础油标准分类
• 中石化总公司提出了Q/SHR001-95,根据黏度指数和适用范围划分
VI≥140 通用基础油 专用基础油 低凝 深度精制 UHVI UHVI W UHVI S 120≤VI＜140 VHVI VHVI W VHVI S 90≤VI＜120 HVI HVI W HVI S 40≤VI＜90 MVI MVI W MVI S VI＜40 LVI ---
• API按照基础油的饱和烃含量、硫含量和黏度指数，把基础油分为Ⅰ 类、Ⅱ类、 Ⅲ类，还包括Ⅳ类（PAO合成油）和Ⅴ类（其他合成基 础油，如聚醚、磷酸酯等）。
项 目 硫，ppm I类基础 II类基 III类基 Ⅳ基础油 Ⅴ基础油 油 础油 础油 ＞300和 ≤300 ≤300 合成油(聚 未包括在 或＜90 α 烯烃) Ⅰ-Ⅳ类中 的其它油 ≥90 ≥90 80-＜120 80-＜ 120 ≥120
原油的选择
• 石蜡基原油做为制备基础油的首选原油。由于石蜡基原油的基础油馏 分中，特性因数K值较高的烷烃和长侧链环烷烃含量较高，K值较小 的芳香烃和非烃类含量较少，精制收率高，粘温性好。 • 其次是环烷基原油。虽然K值较低，粘温性能不佳，但因含量很少， 无需脱蜡，加工成本低，是制备某些要求倾点很低而不要求粘温性能 的专用润滑油的良好原油。 • 中间基原油，已往人们认为不宜用来制备润滑油，可以因地制宜的来 生产那些对粘温性能要求不高或无要求的润滑油产品。由于加氢技术 的发展，中间基原油可以用来加工加氢基础油。
基础油指标定义
• 旋转氧弹：表征油品氧化安定性的一种方法。
• 硫、氮、碱性氮：用来判定油品精制深度。
• 残炭：油品放入残炭测定器中，在隔绝空气的情况下加热，会蒸发、 裂解和缩合，排出燃烧的气体后，生成的焦黑色残留物即残炭。残炭 用残留物占油品的质量百分含量（％）来表示。残炭是评价油品在高 温条件下生成焦炭倾向的指标。主要由油中的胶质、沥青质、多环芳 烃的叠合物及灰分形成。根据残炭的大小，可以大致判定油品在发动 机中结炭的倾向，。 • 灰分：在规定条件下油品被煅烧后所剩下的残留物叫做灰分，以重量 百分数表示。灰分主要是油品中含有的环烷酸盐类。在润滑油中加入 某些高灰分添加刑后，油品的灰分含量会增大。
溶剂
N + + + + +
加氢
N + + +/+/+
酸洗
N + + +/+/+
溶剂
+ N + + N N N
临氢降凝
+ N + N N +/-
尿素
+ N + + N N N
加氢
N N N N/+ N/+ +/+/+
酸洗
N N N N/+ N/+ +/+/+
白土
N N N N N + + +
组 沥青质 分 胶质 芳香烃 环烷烃 烷烃 蜡 氮 氧 硫
基础油（协议标准）黏度等级分类
• “协议标准”将溶剂精制基础油中的中性油黏度等级按照40℃赛 氏黏度整数值分为60、65、75、90、100、125、150、175、 200、250、300、350、400、500、600、650、750和900， 共计18个黏度等级，每个黏度等级相对应的40℃运动黏度范围 • 溶剂精制基础油中的光亮油黏度等级按照100℃赛氏黏度整数值分 为90BS、120BS和150BS，共计3个黏度等级，每个黏度等级相 对应的100℃运动黏度范围
基础油指标定义
• 中和值：油品酸碱性的量度，也是油品的酸值或碱值的习惯统称，是 以中和一 定重量的油品所需的碱或酸的相当量来表示的数值。 • 苯胺点：油品在规定的条件下和等体积的苯胺完全混溶时的最低温度 称为苯胺点，以℃表示。苯胺点越低，说明油品中芳烃含量越高。 • 族组成：测定油品烃类组成。高电离电压质谱法分析气-油饱和馏分 烃类型的试验方法 （ASTM D2786） • 抗乳化性：抗乳化性是油品和水形成的乳化液分为两层的能力。表征 油品精制深度。精制深度不高，极性组分高，与水易形成乳化层。
原油基属与润滑油化学组成
• 特性因数K：为了表征原油化学组成，将原油分为三大类，石蜡基原 油（K＞12.1）；中间基原油（11.5≤K≤12.1）；环烷基原油（K＜ 11.5）。 • 相对密度d420：轻质原油（ d420 ＜0.830）；中质原油（ 0.830 ≤ d420 ≤0.904 ）；重质原油（ 0.904 ≤ d420 ≤0.0.966）；特重质原 油（ d420 ＞0.966 ）。 • 含硫量：低硫原油（ ＜0.5％）；含硫原油（0.5％～2.0％）；高硫 原油（ ＞ 2.0％）。
• 色度：色度是在规定条件下，油品的颜色最接近某一号标准色板的颜色 时所测得的结果。色度是用来初步鉴别油品精制深度和使用过程中氧化 变质程度的标志。
• 密度是指在规定温度下，单位体积内所含物质的质量数，以g／cm3或 g／ml表示。密度是石油及其产品最基本的物理性质。石油产品的密度 取决于组成它的相对分子质量和分子结构。碳原子数相同的烃类其密度 大小的顺序为：芳烃＞环烷烃＞烷烃，异构烷烃＞正构烷烃。
基础油指标定义
• 倾点：指在规定条件下，被冷却了的试油开始连续流动时的最低温度， 以℃表示。倾点和凝点一样都是用来表示石油产品低温流动性能的指标。 由于倾点比凝点更能反映在低温下的流动性，因此我国也和许多国家和 国际标准化组织一样用倾点来表示其低温流动性。不同原油基所属的油 晶其倾点与凝点差值不一样，一般倾点要比疑点高3-5度。
•
加工润滑油基础油的过程，就是进行脱沥青、精制、脱蜡、吸附补充精制等
一系列加工。不论是物理加工还是化学加工过程，从根本上讲，就是调整烃 类和非烃类、极性成分和非极性成分在成品基础油中应该存在的比例。
润滑油加工工艺对润滑油物理、 化学性质和成分的影响
影 响 项 物 化 性 质 相对密度 闪点 粘度 粘度指数 倾点 颜色 热稳定性 氧化稳定性 添加剂感受性 丙烷 脱沥青 N + +/+ + + 精制工艺 脱蜡工艺 补充精制工艺
中国石化五大基础油生产基地
产地 工艺特点 基础油质量 等级 HVI HVI II类、III类加 氢基础油 HVI HVI、MVI II类加氢基础 油 HVI、MVI 生产能力 （万吨/年） 30 40 30 30 10 10 10 与其他品牌相 比，中国石化 的MVI基础油 产量每年只有 10万吨左右， 其他品牌的 MVI基础油产 量则超过40万 吨/年。