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    幾種加氫潤滑油基礎油性質和組成的研究

    日期:2017/12/2 10:17:44

    油品與添加劑石油煉制與化工幾種加氫潤滑油基礎油性質和組成的研究陳文藝,鄒愷,王秀文,吳亮(遼寧石油化工大學石油化工學院,遼寧撫順113001)數,依據其性質與組成的關系,對加氫潤滑油基礎油的密度、折射率、平均相對分子質量與結構組成以及烴類組成進行關聯,同時對加氫潤滑油基礎油中的鏈烷烴、環烷烴含量與黏度指數、氧化安定性進行關聯。結果表明:種加氫潤滑油基礎油的密度與總環數和芳環數具有正相關性;折射率與結構組成參數(芳碳率、烷基碳率)具有近似的正相關性,而與烷基碳率具有負相關性;平均相對分子質量與芳烴、環烷烴含量呈正相關性,而與鏈烷烴含量則呈負相關性;鏈烷烴含量與氧化安定性、黏度指數也具有正相關性,但環烷烴含量與氧化安定性、黏度指數則呈現負相關性。

      基礎油是潤滑油的主要成分,其性質和組成對潤滑油的質量具有重要影響,通常基礎油的物理化學性質決定著潤滑油的氧化安定性、化學活性和揮發性等,而這些性質又直接影響著潤滑油的使用性能。目前,I類基礎油主要通過傳統溶劑精制方法獲得,n類基礎油主要是通過加氫或加氫裂化方法制得,m類基礎油通過深度加氫裂化和/或蠟異構化技術制備。加氫潤滑油基礎油與常規基礎油相比,具有低硫含量、低氮含量、低芳烴含量、優良的熱安定性和氧化安定性、較低的揮發度、優異的黏溫性能、良好的添加劑感受性等優點。目前,國內外各大石油公司非常重視基礎油的組分與性能關系的研究以及不同基礎油與添加劑相互作用規律的研究等,但對基礎油的分析則往往局限于基本性質的分析。本課題通過對9種加氫潤滑油基礎油性質、結構組成及烴類組成進行分析,研究基礎油物性之間、物性與烴類組成及潤滑油使用性能的關系,為了解和掌握加氫潤滑油基礎油性質的變化規律及應用提供。

      實驗所用加氫潤滑油基礎油(以下簡稱基礎油)均為國內潤滑油生產企業生產,代號分別為19號。

      12分析方法采用SH/T0205―1992方法測定;酸度采用GB/T258―1988方法測定;閃點米用GB/T267― 1988方法測定;平均相對分子質量采用VPO方法測定;蟲點采用SH/T0179―1992方法測定;傾點米用GB/T3535―1983方法測定;殘灰米用SH/T0170―1992方法測定;氧化安定性采用SH/T0193―1992方法測定;硫含量采用GB/T8025―1987方法測定;運動黏度采用GB/T265―1988方法測定;烴類組成采用EVER-Y109.MT型質譜儀測定。

      9種基礎油的主要性質見表1.由表1可以看出;9種基礎油的硫含量均較低,最高硫質量分數為58.5g/g,其中有6種基礎油的硫質量分數為9種基礎油的折射率變化不大,為組成的研究工作。

      氧化安定性氧彈時間均在220min以上;傾點均較低,在一17.0 8.5°C;黏度指數均在100以上,最高達到126;酸度均較小,最高的只有0.KOH/(100mL);閃點都較高。

      表i 9種基礎油的主要性質項目1號2號3號4號5號6號7號8號9號密度(0折射率(40)閃點(開口/C平均相對分子質量濁點/C傾點/C殘炭,氧化安定性(旋轉氧彈時間)/min運動黏度/(mm2黏度指數9種基礎油的結構族組成見表2.表2中數據是依據wd―W法計算所得。從表2可以看出,9種基礎油的飽和烴含量均較高,表現為烷基碳率(Cp)均在75%以上,最高Cp達到90.69%,總環數(Rt)不高,最低為0. 62,最高為1. 9種基礎油的烴類組成見表3.從表3可以看出:種基礎油的鏈烷烴質量分數為17. 5%;總環烷烴質量分數為52環以上環烷烴含量不高;芳烴質量分數最低為06%,最高為102%;膠質質量分數為02%09%.表2 9種基礎油的結構組成項目1號2號3號4號5號6號7號8號9號Z2基礎油密度與結構參數的關系基礎油的密度與總環數(iT)和芳環數(iA)的關系見。從可以看出,隨著密度的增大,iT和iA都呈增大的趨勢,但增大幅度有所差別,其中iT增加幅度稍大。說明隨著基礎油的變重,基礎油中芳香組分增加的同時,環烷組分也在增加,導致iT增加幅度更大,這也可從表3數據得到驗證。

      注:CA,CN,CP,CR分別為芳碳率、環烷碳率、烷基碳率、總環碳率a,Rn,iT分別為芳環數、環烷碳數、總環數。

      Z3基礎油折射率與結構組成的關系基礎油密度與RtvRa的關系基礎油折射率與結構組成參數(CA,CN,CP)的關系見。從可以看出,隨著基礎油折射率的增加,CP呈小幅下降趨勢,而CA和Cn盡管變化規律較復雜,但總體呈現緩慢增加趨勢。因此折射率可以反映基礎油結構參數的變化情況。

      Z4基礎油平均相對分子質量與烴類組成的關系基礎油平均相對分子質量與烴類組成的關系見。從可以看出,隨著基礎油平均相對分子質量的增加,基礎油中芳烴、環烷烴含量略有上升,鰣蕻苗釀筇舔iT髹矣蝌冊痛S淋溆Z6莒苗轅筇w>ITt謙3淋苗丑轅筇此徵舸疏S淋銣均畫旋轉氧彈時間/min令黏度指數艮梁0;/ 6鰣蕻苗孕筇舔iT髹矣蝌冊痛s淋溆Z8薛孕前wITistfg3淋苗孕騎Ttffi3淋銣閏H7. 7鰣蕻苗孕筇舔iTI櫛S淋溆¥茲茲述傘屮M S3鰣蕻苗書菡蓋篤冷屮鈰此舔滁陸熱S淋漱I轅筇」;:斡孕筇舔5AI5K冰舔-轅筇舔此矣跗砘14旋轉氧彈時間/min烴類組成(您),28蕻苗駕駕Ta菡陸塍櫛S淋漱m轅筇EMT(ffi.S書菡益篤傘屮細丨苒熙知浯薛丑滁s>fK駐a,flmKSs5鄧舸智筇湮。

      結構組成參數,-孕前舔聆此泗謠罵';1(矣笆孕前舔癇鰣,3豚謠罵';1癇瞄,sp塍mws痂。

      黏度指數5.SAHcnsEE,SS轅筇舔此斛t謙鼷鰣。

      艮瀠裔),5鰣蕻苗釀筇舔iT砘櫛s淋溆從可以看出,基礎油中環烷烴含量與其黏度指數具有近似的負相關性,即環烷烴含量越高,基礎油的黏度指數越低。

      3結論9種加氫潤滑油基礎油均具有硫含量較低、氧化安定性高、黏度指數高、閃點高、傾點低和酸度小等特點,符合高檔油品對基礎油的儲存及使用要求。

      9種加氫潤滑油基礎油的飽和烴含量均較高,其中Cp均在75%以上,最高達到9069%;總環數只T不高,最低為062,最高為170;鏈烷烴質量分數為174%45.5%;總環烷烴質量分數為526%79.3%,且四環以上環烷烴含量不高;芳烴質量分數最低為06%,最高為102%;膠質質量分數為02%0加氫潤滑油基礎油的密度與只T、iA具有正相關性;折射率與CP具有負相關性,但與CA、CN則具有近似的正相關性;平均相對分子質量與芳烴、環烷烴含量具有近似的正相關性,與鏈烷烴含量具有一定的負相關性。

      加氫潤滑油基礎油中鏈烷烴含量與氧化安定性、黏度指數之間具有正相關性,而環烷烴含量與氧化安定性、黏度指數之間則具有負相關性。


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