減四線基礎油質量分析及其在工業(yè)潤滑油生產中的應用

王雪梅 周旭 李志英

中國石化潤滑油有限公司茂名分公司

減四線基礎油是由減壓蒸餾塔中分離出的減四線餾分油經過溶劑精制、溶劑脫蠟、白土精制等工藝，而得到的潤滑油基礎油（包括HVI 650、750等黏度牌號）。其質量與煉廠所處理原油的類型及加工工藝密切相關。某煉廠2019年所處理原油主要為沙輕原油、阿曼原油、杰諾原油、巴士拉輕質原油等（比例從高到低）；2020年所處理原油主要為阿布扎庫姆原油、杰諾原油、沙輕原油、西德薩克斯原油、阿曼原油等（比例從高到低）。這使得該煉廠所生產的各餾分基礎油（按照中國石油化工集團公司Q/SH PRD0731—2018《潤滑油基礎油分類及規(guī)格》分類）占比也發(fā)生了相應改變：

◇2019年：HVI Ia占比約為30%，HVI Ib和HVI Ic的總占比約為70%；

◇2020年：HVI Ia占比約為50%，HVI Ib和HVI Ic的總占比約為50%。

工業(yè)潤滑油，如L-HM100、150、220抗磨液壓油，L-G 100、150、220導軌油，L-CKC(L-CKD)100、150、220工業(yè)齒輪油，大量使用減四線基礎油(650、750等黏度牌號)作為調和組分。而基礎油質量的改變勢必對工業(yè)潤滑油的生產產生影響。本文對某煉廠2019、2020年生產的減四線基礎油的質量情況進行了分析，并介紹了減四線基礎油在典型工業(yè)潤滑油產品生產中的應用情況，為生產過程中基礎油的合理選用、動態(tài)調整生產配方，提供技術依據(jù)。

減四線基礎油質量分析

對2019—2020年某煉廠生產的減四線基礎油HVI 750、HVI 650數(shù)據(jù)進行了分析，重點分析其黏度指數(shù)、傾點和氧化安定性的變化，結果見圖1～圖6。

圖1 減四線基礎油HVI 750黏度指數(shù)變化趨勢

對于減四線基礎油HVI 650、HVI 750，從圖1、圖4可知，其2020年的黏度指數(shù)相比于2019年，表現(xiàn)出總體降低的趨勢，即黏溫性能總體上呈現(xiàn)變差趨勢；從圖2、圖5可知，其2020年的傾點總體上優(yōu)于2019年的傾點，即低溫流動性呈現(xiàn)變好趨勢；從圖3、圖6可知，其2020年的旋轉氧彈值相比于2019年，表現(xiàn)出總體下降的趨勢，即氧化安定性能總體上呈現(xiàn)變差趨勢。

圖2 減四線基礎油HVI 750傾點變化趨勢

圖3 減四線基礎油HVI 750氧化安定性變化趨勢

圖4 減四線基礎油HVI 650黏度指數(shù)變化趨勢

圖5 減四線基礎油HVI 650傾點變化趨勢

圖6 減四線基礎油HVI 650氧化安定性變化趨勢

2018年中國石油化工集團公司推出了Q/SH PRD0731—2018《潤滑油基礎油分類及規(guī)格》，該標準將潤滑油基礎油分為0、I、II、III四類，見表1。其中，0和I類為溶劑精制基礎油，包含MVI、HVI Ia、HVI Ib、HVI Ic四個品種；II、III類為加氫基礎油，包括HVI II、HVI II+、HVI III、HVI III+四個品種。Q/SH PRD0731—2018中HVI Ia、HVI Ib、HVI Ic(650、750)基礎油技術要求見表2。

從表1可知，基礎油HVI Ia、Ib、Ic的主要區(qū)別是黏度指數(shù)、傾點、氧化安定性的不同：

◇黏度指數(shù)：HVI Ic＞HVI Ib＞HVI Ia；

◇低溫流動性：HVI Ic＞HVI Ib(HVI Ia)；

◇氧化安定性：HVI Ic(HVI Ib)＞HVI Ia。

統(tǒng)計表明，某煉廠生產的減四線基礎油HVI 750以HVI Ia為主，約占73%，主要原因是黏度指數(shù)和氧化安定性較低，其中大多數(shù)是由于黏度指數(shù)原因達不到更高質量等級；某煉廠生產的減四線基礎油HVI 650以HVI Ia為主，約占60%，主要原因是氧化安定性較差。而該煉廠這兩年的加工工藝沒有實質性的改變，可見，不同地區(qū)、不同種類的原油，經煉制后的基礎油性能不同，黏溫性能、氧化安定性能等差異較大。

減四線基礎油H VIIa、Ib、Ic在工業(yè)潤滑油生產中的應用

基礎油質量對產品質量的影響及應對[1～5]

我國主要工業(yè)潤滑油，如抗磨液壓油、工業(yè)齒輪油和導軌油是使用減四線基礎油量較大的產品，部分牌號產品的黏度指數(shù)、傾點、氧化安定性要求見表3。

傾點

傾點是潤滑油品低溫流動性的重要指標。傾點高的潤滑油品，說明其低溫流動性差，在低溫下會失去流動性，堵塞油路，不能保證油品的正常輸送和設備的潤滑，容易造成設備的干摩擦，損害設備，增加設備故障，嚴重影響設備的使用壽命。

對照表3指標要求，若生產黏度牌號150的以上產品，選用HVI 1c750(650)，基礎油的傾點可滿足產品的傾點指標要求，不需要另補充降凝劑；選用HVI 1b 750(650)、HVI 1a 750(650)，則需要另補充降凝劑。對照兩種類型降凝劑A、B在不同餾分基礎油中的降凝效果(見表4)，補加降凝劑0.1%（質量分數(shù)）即可滿足黏度牌號150的以上產品的傾點指標要求。

表3 三大類工業(yè)潤滑油部分牌號產品的黏度指數(shù)、傾點和氧化安定性的要求

表4 降凝劑A、B在不同餾分基礎油中的降凝效果

黏度指數(shù)

對于潤滑油品來說，大多有黏度指數(shù)的指標要求，黏度指數(shù)表示其黏度隨溫度而變化的性能。黏度指數(shù)越大，表示油品受溫度影響相對較小，油品的黏溫性能越好，可選擇的環(huán)境使用溫度范圍也越寬；黏度指數(shù)小，黏溫性能差，溫度低時黏度很大，流動阻力大，溫度高時黏度很小，油膜很薄，起不到應有的潤滑保護作用，在使用中對設備造成大的磨損。同時使用的環(huán)境溫度范圍窄，限制了油品的正常使用。

在生產黏度牌號150的以上產品時，若選用HVI 1b750(650)、HVI Ic750(650)，則基礎油的黏度指數(shù)滿足產品的黏度指數(shù)指標要求；若選用HVI Ia750(650)，則需要另外補充少量黏度指數(shù)改進劑，或者選用適量高黏度指數(shù)的II類基礎油。

根據(jù)聚甲基丙烯酸酯類黏度指數(shù)改進劑(如VX8-310)在減四線基礎油750(650)中的增稠效果(每加入1% VX8-310，40 ℃運動黏度增加8 ～10 mm2/s，黏度指數(shù)增加3～5個單位)，故需要補加1% VX8-310，即可滿足黏度牌號150及以上產品的黏度指數(shù)指標要求。而且，聚甲基丙烯酸酯類黏度指數(shù)改進劑在提高產品黏度指數(shù)的同時，也可以起到降凝作用[6]。

在實際生產中的應用

抗磨液壓油的生產

針對某煉廠生產的減四線基礎油的性能特點，調整L-HM 150抗磨液壓油的配方，補充抗氧化性能好的加氫基礎油，對比考察了2019、2020年生產的L-HM 150抗磨液壓油（普通）的氧化安定性、傾點和黏度指數(shù)，結果見表5。

從表5可知，通過選擇合適的基礎油配比，可滿足產品質量指標要求?？紤]到生產成本，在生產時，可根據(jù)基礎油的質量情況，選擇成本較低的基礎油配方。

表5 L-HM150抗磨液壓油性能對比

導軌油的生產

針對某煉廠生產的減四線基礎油的性能特點，調整L-G 150導軌油的配方，對比考察了2019、2020年生產的L-G 150導軌油的傾點和黏度指數(shù)，結果見表6。

從表6可知，選擇合適的基礎油配比，可滿足產品質量指標要求。隨著減四線基礎油傾點和黏度指數(shù)的變化，產品低溫性能得到優(yōu)化，但是黏度溫性能有下降趨勢。為保證成品質量穩(wěn)定，在生產時需根據(jù)基礎油情況進行調整，但生產成本會有較大變化。

表6 L-G150導軌油性能對比

工業(yè)齒輪油的生產

針對某煉廠生產的減四線基礎油的性能特點，調整L-CKD 150工業(yè)齒輪油的配方，補充抗氧化性能好的加氫基礎油，對比考察了2019、2020年生產的L-CKD 150工業(yè)齒輪油的氧化安定性、傾點和黏度指數(shù)，結果見表7。

從表7可知，選擇合適的基礎油配比，可滿足產品質量指標要求。隨著減四線基礎油抗氧化性能的下降，成品油抗氧化性能同步下降，為保證成品質量穩(wěn)定，在生產時需根據(jù)基礎油情況進行調整，但生產成本會有較大變化。

結論

☆對比分析了2019、2020年某煉廠所生產的減四線基礎油(HVI 650、750)的質量變化情況，結果表明：某煉廠2020年所生產的減四線基礎油(HVI 650、750)，黏度指數(shù)與2019年相比呈現(xiàn)出總體下降的趨勢；傾點總體上優(yōu)于2019年的傾點；氧化安定性與2019年相比表現(xiàn)出總體下降的趨勢。在加工工藝沒有實質性改變的情況下，不同地區(qū)、不同種類的原油，經煉制后的基礎油性能不同，黏溫性能、氧化安定性能等差異較大。

☆通過調整產品配方中不同性能基礎油組分的配比，使用減四線基礎油(HVI 650、750)，可生產出滿足產品質量標準要求的抗磨液壓油、導軌油、工業(yè)齒輪油等產品，并可根據(jù)不同質量等級基礎油的成本，實時地選用，在保證產品質量的情況下，優(yōu)化產品成本。