燕山加氫基礎油在高檔齒輪油中的應用考察

周凱

中國石化潤滑油有限公司濟南分公司

近年來，隨著潤滑油的高檔化發展，對基礎油的品質要求越來越高，但是我國基礎油的產能主要為API I 類和II 類，而Ⅲ類、Ⅳ類及PAO 合成基礎油主要依賴進口[1]。

在“十四五”煉化項目“減油增化”的大背景下，中國石化煉化企業在加快“油轉化”“油轉特”進程的同時為解決國內高品質基礎油進口依賴程度高等問題，中國石化北京燕山分公司（簡稱燕山）新建了一套0.45 Mt/a 生產高黏度API Ⅱ+類基礎油和高黏度指數基礎油的潤滑油加氫裝置。該裝置于2021 年9 月成功生產出了高品質的API Ⅲ類基礎油產品，有效地緩解了我國高質量基礎油依賴進口的問題[2]。

鑒于商用車向高端、環保、輕量和重載方向發展，對車輛齒輪油和手動變速箱油也提出了長壽命、高燃油經濟性等新要求。目前,國內大多采用進口Ⅲ類基礎油作為調制75W-90 GL-5 重負荷車輛齒輪油（以下簡稱75W-90 GL-5）、MTF 75W-80 手動變速箱專用油（以下簡稱MTF 75W-80）的基礎油[3]。為實現高檔齒輪油國產化，提高國產高檔齒輪油的市場競爭力，本文主要考察了燕山石化生產的API III類基礎油（以下簡稱燕山基礎油）在高檔齒輪油中替代某進口API III類基礎油（以下簡稱進口基礎油）的可行性，考察調制的油品性能是否滿足指標要求，為國產API III 類基礎油調制高檔齒輪油提供技術支持。

基礎油性能對比

燕山基礎油采用中石化石油化工科學研究院開發的脫硫氮、芳烴飽和潤滑油加氫改質技術（RLT）與埃克森美孚的選擇性脫蠟組合技術（MSDW）進行生產。首先以高硫原油減二、減三線餾分油為原料，通過加氫脫雜質、脫硫、脫氮及芳烴飽和反應，然后選擇性將相對分子質量高的的正構烷烴分子、短側鏈烷烴子異構化以及加氫裂化來降低基礎油的傾點生產高性能API Ⅱ+或者Ⅲ類基礎油[4,5]，產品具有良好的黏溫性能、低溫性能和優異的氧化安定性。燕山基礎油與同類進口基礎油的典型數據對比見表1。

表1 燕山基礎油與同類進口基礎油典型數據對比

由表1 可以看出，與進口基礎油相比，燕山基礎油各項指標均能達到API Ⅲ類油標準，且與進口基礎油相比，燕山基礎油的黏度指數、傾點、旋轉氧彈等均優于進口基礎油，說明燕山基礎油的黏溫性能、低溫性能、抗氧化性能更優異。

本文采用中國石化北京燕山分公司生產的API Ⅲ類基礎油（簡稱燕山基礎油）及某進口API III 類基礎油（簡稱進口基礎油），同時添加相應的復合劑、黏度指數改進劑和降凝劑，考察了燕山基礎油替代進口基礎油調配高檔齒輪油的可行性。小試及試生產結果表明，燕山基礎油調制的75W-90 GL-5 重負荷車輛齒輪油、MTF 75W-80 手動變速箱專用油各項性能均滿足質量指標要求，可以替代進口基礎油在高檔齒輪油中應用。

燕山加氫基礎油在高檔齒輪油中的應用考察

在75W-90 GL-5 重負荷車輛齒輪油中的應用考察

為考察燕山基礎油在車輛齒輪油中替代進口基礎油的可行性，在復合劑、黏度指數改進劑和降凝劑加入比例相同的條件下，分別采用燕山基礎油、進口基礎油及其他API Ⅲ類基礎油復配調制75W-90 GL-5，其中復合劑、黏度指數改進劑和降凝劑為外購獲得，配方組成見表2。不同基礎油配方調制75W-90 GL-5 樣品分析結果見表3。

表2 不同基礎油的75W-90 GL-5配方組成

表3 不同基礎油配方調制75W-90 GL-5樣品分析數據

由表3 可以看出，采用燕山基礎油調合75W-90 GL-5 各項理化指標均滿足GB 13895—2018《重負荷車輛齒輪油（GL-5）》國家標準的指標要求。與進口基礎油調制的樣品相比，燕山基礎油調配的75W-90 GL-5 完全能夠滿足產品各項性能指標的要求，且傾點及低溫表觀黏度指標均好于進口基礎油調配樣品，說明燕山基礎油調合75W-90 GL-5 具有可行性，且具有低溫性能更優異的特點。

在MTF 75W-80手動變速箱專用油中的應用考察

以MTF 75W-80 為考察對象，在保持其他組分不變的情況下，用燕山基礎油與進口基礎油分別調配了MTF 75W-80，配方組成見表4,其中復合劑、黏度指數改進劑和降凝劑為外購獲得。不同基礎油配方調制的MTF 75W-80 樣品分析結果見表5。

表4 不同基礎油的MTF 75W-80配方組成

表5 不同基礎油配方調制MTF 75W-80樣品分析數據

由表5 中的數據可知，采用燕山基礎油調制的MTF 75W-80 理化性能可以滿足Q/SH3031 0528-2021《手動變速箱專用油》企業標準檢驗規范的指標要求，與進口基礎油調制的MTF 75W-80 相比，其黏溫性能、低溫性能更為優異。同時對其極壓抗磨性能性能進行測試，試驗數據表明采用燕山基礎油調制的MTF 75W-80 極壓抗磨性能與進口基礎油調制的相當，說明燕山基礎油調制MTF 75W-80具有可行性。

燕山加氫基礎油批量生產的應用考察

根據前述考察結果，開展了75W-90 GL-5、MTF 75W-80 兩種油品的試生產工作，并按出廠檢驗規范內容進行檢測，前3 批次樣品的分析數據見表6、表7。

表6 試生產前3批次75W-90 GL-5樣品分析數據

表7 試生產前3批次MTF 75W-80樣品分析數據

由表6、表7 可以看出，75W-90 GL-5、MTF 75W-80 兩種油品的前3 批次試生產各項理化指標均滿足對應產品的質量指標要求。

結論

燕山石化生產的燕山API Ⅲ類基礎油黏度指數等理化性能與進口Ⅲ基礎油相當，且黏溫性能及低溫性能更優異，豐富了國內潤滑油高端加氫基礎油的原料來源。小試及試生產結果表明采用燕山基礎油生產的75W-90 GL-5 重負荷車輛齒輪油、MTF 75W-80 手動變速箱專用油各項性能均符合質量指標要求。采用燕山基礎油生產不僅擴展原材料選擇范圍，而且可以提高盈利水平，對于提高產品競爭力具有重要意義。