切削油液專用環烷基基礎油的開發及其應用研究

于恩強+李茂生+李軍+馮濤+馬志遠

摘要：環烷基餾分油含有大量芳烴和環烷烴，通過適度精制，將多環芳烴去除，保留理想的芳烴和環烷烴，所獲得的環烷基基礎油環境友好，應用在切削油液領域更具有獨特的優勢。該課題開發的低黏度環烷基基礎油具有傾點低、密度大、環烷烴含量高等特性，通過復配切削油液進行應用試驗表明，該基礎油在低溫穩定性、乳化性能、冷卻性、溶解性以及金屬親和力方面均表現良好，是切削油液用油的理想選擇。

關鍵詞：切削油液；環烷烴；基礎油；環境友好；溶解性

中圖分類號：TE626.39文獻標識碼：A

Abstract：Naphthenic distillate oil which contains masses of aromatics and naphthenes was refined properly to remove polycyclic aromatics and to retain ideal aromatics and naphthenes components. The obtained environment-friendly naphthenic base oil， with low viscosity， low pour point， high density and high naphthenic content， has unique advantages for the application as cutting fluids. Application test results indicated that the obtained naphthenic base oil is an ideal material for cutting fluids， which has shown good performances in low temperature stability， emulsifiability， cooling， solubility and metal affinity.

Key words：cutting fluid； naphthene； base oil； environment-friendly； solubility

0引言

我國對原油分類一般采用關鍵餾分特性分類法和硫含量分類法相結合的分類方法。中海瀝青股份有限公司（以下簡稱中瀝公司）目前所加工的中國海油SZ36-1原油的API度為1471，第一關鍵餾分為08900 g/cm3，第二關鍵餾分為09580 g/cm3，硫含量為041%，屬于典型的低硫環烷基原油。該原油常減壓餾分的環烷碳含量可達到40%以上，芳香碳含量可達到20%以上，環烷烴和芳烴含量很高，具有突出的溶解力且易乳化；不含蠟，低傾點；密度大，傳熱能力強。環烷基油上述技術特點是開發發動機油等產品的制約因素，但是，通過改進煉制工藝，對餾分油進行合理適度的精制，充分利用其理化特性，揚長避短，在變壓器油、冷凍機油、橡膠油等特種潤滑油產品領域可以發揮其獨特的作用。環烷基油作為一種稀缺資源，如何深入發掘其資源價值仍是相當長一段時期內行業從業者的工作重點。

環烷基油具有的高溶解度和適度芳烴含量這兩個特性使其在切削油液領域有著良好的應用前景。高溶解度和易乳化特性使得配方工程師在選擇添加劑時更加自由，配制乳化類金屬加工液更為容易，所需皂類和添加劑將會減少，而且成本較低，乳化液穩定性優良，在低溫下不會分層。上述特性決定了環烷基油是配制切削油液的理想原料。

目前，國內市場需求為30～50萬t/a，并且呈現持續增長的態勢。切削油液的質量和應用水平已成為機械制造業的一個共性技術關鍵因素。不論是添加劑公司還是基礎油公司，如EXXXON-MOBIL、BP-CASTROL、FUCHS、LUBRIZOL、TOTAL、SHELL、NYNAS、MASTER等都在致力拓展中國市場，國內中國石油、中國石化也在開展切削油液的開發，但是，國內針對性的開展基礎油開發與應用研究的報道并不多見[1]。現階段我國切削油液已具備一定規模，也有相應的產品種類，高檔穩定的切削油液產品基本依賴進口，這與國內缺乏針對性的基礎油開發與深入研究不無關系。

中瀝公司結合切削油液用油的技術要求，針對性的開發專用基礎油，并選取國外同類典型環烷基的基礎油產品，開展了一系列理化性能及應用性能測試的對比分析。

1切削油液專用基礎油的開發

基礎油是切削油液的功能組分，也是切削油液中各種添加劑的載體，這就要求基礎油的顏色要淺，揮發性小，氣味小，無污染，同時，還要求基礎油具有良好的溶解性、可乳化性，理想情況下還需要適當保留油品中天然的極壓和抗氧化組分。中瀝公司根據上述技術要求，決定以環烷基的SZ36-1原油低黏度餾分油為原料進行切削油液專用基礎油的開發和研究。

1.1原料性質

中瀝公司生產的環烷基SZ36-1原油低黏度餾分油性質如表1所示。第4期于恩強等.切削油液專用環烷基基礎油的開發及其應用研究

根據切削油液專用基礎油的技術要求，結合中瀝公司現有潤滑油加工手段，在實驗室對各工序組合以及工藝條件進行了充分考察與優化，決定采用加氫精制—糠醛精制—補充精制的工藝生產切削油液專用基礎油。工藝條件及基礎油產品理化性質如表2和表3所示。

℃，溶解能力較強；產品經過最后的補充精制，可以有效降低油品氣味和色度，去除糠醛精制過程中殘留的微量溶劑、水分，改善基礎油的氧化安定性。

從與國外同類參比油數據對比來看，除傾點和硫含量外，其他各項指標均非常接近。金屬加工行業對基礎油傾點并無苛刻要求，在切削油、微乳切削液和特殊溶劑油等工藝用油方面，甚至要求油品中保留一定的硫、氮含量。綜上所述，所產基礎油產品性質達到了研制目標的技術要求，與國外同類典型產品技術指標相當。