安鵬,孫志強
(華北水利水電大學,河南 鄭州 450011)
目前,汽車在人類生產(chǎn)和生活中的地位越來越高。汽車市場發(fā)展總體趨勢是:車用發(fā)動機更省油,功率越來越大,更低的故障率。發(fā)動機的耐熱性更強,潤滑油使用壽命更長,并且,新的排放法規(guī)出臺對排放也有了更嚴苛的規(guī)定,來解決這些問題的有效途徑就是提高油品的質(zhì)量。
現(xiàn)代車用潤滑油加氫技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,其加氫處理、加氫補充精制、臨氫降凝等技術(shù)已成熟并有新的進步,同時異構(gòu)降凝等新技術(shù)日益得到應(yīng)用。采用加氫新技術(shù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)油質(zhì)量已接近或達到PAO合成潤滑油的性能而占有明顯的價格優(yōu)勢[1]。在2000年之后,由于環(huán)境保護和機械行業(yè)的發(fā)展,對潤滑油產(chǎn)品的質(zhì)量要求更嚴格。潤滑油的抗氧化安定性、粘溫性、低溫流動性、抗磨性、抗乳化性等相關(guān)性能都需提高,以此來滿足市場的需要[2]。研發(fā)新的添加劑來提高油品的性能已經(jīng)拙荊見肘,目前最有效的方法就是提升基礎(chǔ)油的品質(zhì),來提高潤滑油整體的性能。此外,由于原油的儲量在逐年減少,生產(chǎn)基礎(chǔ)油的資源也越來越少,使用重質(zhì)油生產(chǎn)已不可避免,所以對傳統(tǒng)加工方法也提出了挑戰(zhàn)。
長換油周期甚至終身免保養(yǎng)是汽車制造商一直追求的目的,驅(qū)動著對應(yīng)油品向更加穩(wěn)定換油周期更長的方向發(fā)展,Ⅰ類油由于抗氧化性能差,換油周期短,已經(jīng)不能滿足中國現(xiàn)在汽車對油品的需求,Ⅱ類、Ⅲ類加氫、深度加氫基礎(chǔ)油由于其烴類飽和度高,氧化緩慢,能有效地增加其換油周期。國內(nèi)一些煉廠比如克拉瑪依、錦州煉油廠、茂名石化等升級其硬件設(shè)施,加大對其技術(shù)改造,Ⅱ類、Ⅲ類基礎(chǔ)油需求持續(xù)增加,外加中國交通便利,而且是世界最大的油品市場,國外比如韓國SK、韓國雙龍、阿布扎比等加大對中國市場的輸入,也進一步促進基礎(chǔ)油的更新?lián)Q代。同時,一些合成技術(shù)的應(yīng)用,我們國家逐漸從改變分子性能結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計分子結(jié)構(gòu)階段,一些更高性能的基礎(chǔ)油相應(yīng)出現(xiàn),實現(xiàn)了超長換油周期,突出代表為Ⅳ類基礎(chǔ)油即PAO,其國外具有代表意義的為美孚最近強烈推出的茂金屬PAO,具有超強抗氧化性、低溫流動性、抗剪切特性等顯著特點,國內(nèi)納克公司自主研發(fā)的PAO6、PAO150等基礎(chǔ)油,已經(jīng)達到國際水平,填補中國在Ⅳ類基礎(chǔ)油中的空白[3]。
2.2.1 新材料無硫磷有機鉬技術(shù)
添加劑是成品油中技術(shù)含量最高的成分,能有效地改善基礎(chǔ)油的性能。抗磨劑被廣泛的用語潤滑油中,用以提高潤滑油的抗磨性能。常用的為硫、磷類的添加劑,比如二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP),是使用最為廣泛的多功能潤滑油添加劑。但是其中鋅、硫、磷元素會使金屬腐蝕,也會對大氣造成危害。近年來,市場上出現(xiàn)了很多以固體顆粒作為主要功能成分的發(fā)動機潤滑油添加劑,比如羥基硅酸鎂、二硫化鉬、納米銅等。但是固體添加劑容易形成團聚,難以穩(wěn)定的懸浮在潤滑油中。無硫磷有機鉬抗磨添加劑油溶性好,與Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類礦物油、全合成基礎(chǔ)油以及酯類油都可以有良好的溶解性。由于不含硫、磷元素,能有效地防止尾氣處理裝置中毒,是一種環(huán)保型的抗磨添加劑,并且與其他類抗磨劑、酚類胺類抗氧劑、腐蝕抑制劑都有很好的協(xié)同作用。
2.2.2 納米材料的應(yīng)用
納米技術(shù)是科技發(fā)展的一個高端領(lǐng)域,納米技術(shù)的應(yīng)用不僅可以使人們能以原子、分子分辨率直接觀測樣品表面納米尺度的結(jié)構(gòu),打開世界的另一個大門,使人們可以用此技術(shù)操縱單個原子、分子進而使材料可以向人們預(yù)期的性能方面進行改造,使人們進入分子設(shè)計階段。隨著現(xiàn)代機械設(shè)備的載荷、速度、溫度等工作條件的日益苛刻,潤滑油中傳統(tǒng)的減磨劑和抗磨劑已經(jīng)不能完全滿足其減磨、抗磨性能的要求。某些納米材料的加入,可以有效地改善其抗磨性能,促使人們開始在潤滑油領(lǐng)域進行納米材料的研究,目前研究最多的納米油品添加劑為有一些特殊結(jié)構(gòu)的層狀或者鱗狀結(jié)構(gòu)的固體添加劑,如何使其形成穩(wěn)定的“流體+固體”的混合潤滑液體,成為新的難點。目前,在潤滑油中已經(jīng)應(yīng)用了一些納米技術(shù),對改善其摩擦系數(shù)、延長換油周期、降低油耗都有明顯效果。
廢油由于其污染程度大、難以降解等特點,一直是其研究的一個重要的課題,加上國家對這方面的政策補助極大地推動了其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,其脫硫、脫色技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在其領(lǐng)域,處理后的再生油在某種程度上可以達到Ⅰ類油的標準,不過在抗氧化方面性能可能有些偏差。但是費油再生,可以很大程度上解決污染問題,變廢為寶,重復利用,重新體現(xiàn)其自身價值,相信隨著技術(shù)的進一步提高,再生油可以達到Ⅱ類甚至Ⅲ類基礎(chǔ)油的使用性能。
我國的潤滑油工業(yè)屬于傳統(tǒng)工業(yè),雖然起步比較慢,基礎(chǔ)油技術(shù)手段、硬件設(shè)施與國際知名品牌還有一定差距,但是中國這方面在加快步伐進行追趕,尤其是全合成基礎(chǔ)油領(lǐng)域已經(jīng)打破國外技術(shù)壁壘,結(jié)合中國國情,實現(xiàn)一定程度的國產(chǎn)化,大大節(jié)約了成本。添加劑和成品油評定方面,積極引進國際先進技術(shù),然后結(jié)合中國實際國情,制定符合中國國情的標準以及性能評價方案。