基礎(chǔ)油基本知識(shí)

1、基礎(chǔ)油基本知識(shí)基礎(chǔ)油基本知識(shí)北京研發(fā)中心北京研發(fā)中心2011.82011.8目 錄基礎(chǔ)油生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展史基礎(chǔ)油生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展史中國石化潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)布局中國石化潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)布局潤滑油基礎(chǔ)油分類及標(biāo)準(zhǔn)潤滑油基礎(chǔ)油分類及標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)油的主要成份基礎(chǔ)油的主要成份基礎(chǔ)油的理化指標(biāo)與潤滑油的關(guān)系基礎(chǔ)油的理化指標(biāo)與潤滑油的關(guān)系2加氫精制60年代ZSM-5催化脫蠟動(dòng)物油脂3000年前No.1礦物潤滑油1878年白土精制、酸精制及SO21920年1930年老三套1947年采用添加劑1950年多級(jí)油1969年潤滑油加氫裂化70年代 異構(gòu)脫蠟90年代現(xiàn)代潤滑油加氫技術(shù)基礎(chǔ)油生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展史1993年API 分類公布4

2、中國石化潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)中國石化潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)布局布局中國石化五大基礎(chǔ)油生產(chǎn)基地中國石化基礎(chǔ)油生產(chǎn)基地的合理布局為基礎(chǔ)油優(yōu)化配置奠定了基礎(chǔ)。中國石化五大基礎(chǔ)油生產(chǎn)基地產(chǎn)地產(chǎn)地工藝特點(diǎn)工藝特點(diǎn)基礎(chǔ)油質(zhì)量基礎(chǔ)油質(zhì)量等級(jí)等級(jí)生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力（萬噸（萬噸/年）年）燕山石化燕山石化溶劑精制溶劑精制HVI30高橋石化高橋石化溶劑精制溶劑精制引進(jìn)國外加引進(jìn)國外加氫工藝技術(shù)氫工藝技術(shù)HVIII類、類、III類加類加氫基礎(chǔ)油氫基礎(chǔ)油4030茂名石化茂名石化溶劑精制溶劑精制HVI 30荊門石化荊門石化溶劑精制溶劑精制加氫改質(zhì)加氫改質(zhì)HVI、MVIII類加氫基礎(chǔ)類加氫基礎(chǔ)油油1010濟(jì)南石化濟(jì)南石化溶劑精制溶劑精

3、制HVI、MVI10與其他品牌相比，中國石化的MVI基礎(chǔ)油產(chǎn)量每年只有10萬噸左右，其他品牌的MVI基礎(chǔ)油產(chǎn)量則超過40萬噸/年。7潤滑油基礎(chǔ)油分類及標(biāo)準(zhǔn)潤滑油基礎(chǔ)油分類及標(biāo)準(zhǔn)API 基礎(chǔ)油分類國際化標(biāo)準(zhǔn)組織（ISO）尚未制定潤滑油基礎(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)。API 于1993年將基礎(chǔ)油分為五類（API-1509）,并將其并入API發(fā)動(dòng)機(jī)油發(fā)照認(rèn)證系統(tǒng)中。API按照基礎(chǔ)油的飽和烴含量、硫含量和黏度指數(shù)，把基礎(chǔ)油分為類、類、 類，還包括類（PAO合成油）和類（其他合成基礎(chǔ)油，如聚醚、磷酸酯等）。礦物潤滑油基礎(chǔ)油又稱中性油。 中性油粘度等級(jí)以 37.8(100）的賽氏粘度（秒）表示，標(biāo)以100N、150N、500

4、N等；而把取自殘?jiān)椭频玫母哒扯扔?，則稱作光亮油(bright oil)，以98.9（210）賽氏粘度(秒)表示，如150BS、120BS等。我國于70年代起，制定出三種中性油標(biāo)準(zhǔn)，即石蠟基中性油、中間基中性油和環(huán)烷基中性油三大標(biāo)準(zhǔn)，分別以SN、ZN和DN加以標(biāo)志。例如：75SN、100SN、150SN、200SN、350SN、500SN、650SN和150BS。SN油的粘度以40的運(yùn)動(dòng)粘度，BS則以100運(yùn)動(dòng)粘度劃分。潤滑油基礎(chǔ)油分類及標(biāo)準(zhǔn) 中石化基礎(chǔ)油分類潤滑油基礎(chǔ)油分類及標(biāo)準(zhǔn) 中石化基礎(chǔ)油標(biāo)準(zhǔn)分類VI140120VI14090VI12040VI90VI40通用基礎(chǔ)油UHVIVHVIHVI

5、MVILVI專用基礎(chǔ)油低凝UHVI WVHVI WHVI WMVI W-深度精制UHVI SVHVI SHVI SMVI S-中石化總公司提出了Q/SHR001-95,根據(jù)黏度指數(shù)和適用范圍劃分潤滑油基礎(chǔ)油分類及標(biāo)準(zhǔn) 中國石化協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)分類潤滑油基礎(chǔ)油（協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)）分類“協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)” 按飽和烴含量、硫含量和黏度指數(shù)，將基礎(chǔ)油分為6大類，分別是 0、，其中的類、類又進(jìn)行了細(xì)分，合計(jì)9個(gè)小類；在6大類中，0、類為溶劑精制基礎(chǔ)油，、類為加氫基礎(chǔ)油，類為PAO合成基礎(chǔ)油，類為除PAO之外的其他合成基礎(chǔ)油?；A(chǔ)油（協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)）黏度等級(jí)分類“協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)”將溶劑精制基礎(chǔ)油中的中性油黏度等級(jí)按照40賽氏黏度整數(shù)值分為6

6、0、65、75、90、100、125、150、175、200、250、300、350、400、500、600、650、750和900，共計(jì)18個(gè)黏度等級(jí)，每個(gè)黏度等級(jí)相對(duì)應(yīng)的40運(yùn)動(dòng)黏度范圍 溶劑精制基礎(chǔ)油中的光亮油黏度等級(jí)按照100賽氏黏度整數(shù)值分為90BS、120BS和150BS，共計(jì)3個(gè)黏度等級(jí)，每個(gè)黏度等級(jí)相對(duì)應(yīng)的100運(yùn)動(dòng)黏度范圍 溶劑精制基礎(chǔ)油黏度等級(jí)分類加氫基礎(chǔ)油黏度等級(jí)分類“協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)”將加氫基礎(chǔ)油黏度等級(jí)按照100運(yùn)動(dòng)黏度整數(shù)值分為2、3、4、5、6、7、8、10、12、14、16、20、26、30，共計(jì)14個(gè)黏度等級(jí)。每個(gè)黏度等級(jí)相對(duì)應(yīng)的100運(yùn)動(dòng)黏度范圍。加氫基礎(chǔ)油黏度等級(jí)

7、分類潤滑油基礎(chǔ)油產(chǎn)品代號(hào)基礎(chǔ)油產(chǎn)品代號(hào)含義HVIa 150 基礎(chǔ)油 HVIb 150 基礎(chǔ)油 基礎(chǔ)油產(chǎn)品代號(hào)含義+類 6（號(hào)）加氫基礎(chǔ)油 類 6（號(hào)）加氫基礎(chǔ)油 20基礎(chǔ)油的主要成份基礎(chǔ)油的主要成份礦物潤滑油由鏈烷烴、環(huán)烷烴、芳烴，以及含氧、含氮、含硫有機(jī)化合物和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等組成。對(duì)餾分潤滑油料而言，其烴類碳數(shù)分布約為C20C40；沸點(diǎn)范圍約為350535；平均相對(duì)分子量約為300500。對(duì)殘?jiān)鼭櫥土隙?，其烴類碳數(shù)分布更高（C40），沸點(diǎn)范圍更高（500535），分子量更大（500）。原油基屬與潤滑油化學(xué)組成特性因數(shù)K：為了表征原油化學(xué)組成，將原油分為三大類，石蠟基原油（K12.1）；中

8、間基原油（11.5K12.1）；環(huán)烷基原油（K11.5）。相對(duì)密度d420：輕質(zhì)原油（ d420 0.830）；中質(zhì)原油（ 0.830 d420 0.904 ）；重質(zhì)原油（ 0.904 d420 0.0.966）；特重質(zhì)原油（ d420 0.966 ）。含硫量：低硫原油（ 0.5）；含硫原油（0.52.0）；高硫原油（ 2.0）。原油的選擇石蠟基原油做為制備基礎(chǔ)油的首選原油。由于石蠟基原油的基礎(chǔ)油餾分中，特性因數(shù)K值較高的烷烴和長側(cè)鏈環(huán)烷烴含量較高，K值較小的芳香烴和非烴類含量較少，精制收率高，粘溫性好。其次是環(huán)烷基原油。雖然K值較低，粘溫性能不佳，但因含量很少，無需脫蠟，加工成本低，是制備某

9、些要求傾點(diǎn)很低而不要求粘溫性能的專用潤滑油的良好原油。中間基原油，已往人們認(rèn)為不宜用來制備潤滑油，可以因地制宜的來生產(chǎn)那些對(duì)粘溫性能要求不高或無要求的潤滑油產(chǎn)品。由于加氫技術(shù)的發(fā)展，中間基原油可以用來加工加氫基礎(chǔ)油。原油的選擇相同沸點(diǎn)范圍基礎(chǔ)油餾分的烴類組成中，石蠟基基礎(chǔ)油鏈烷烴的含量遠(yuǎn)高于環(huán)烷基油；環(huán)烷基原油芳香烴的含量遠(yuǎn)高于石蠟基油，中間基原油的基礎(chǔ)油餾分烴類組成介于兩者之間。石蠟基原油的基礎(chǔ)油餾分鏈烷基烷基側(cè)鏈的碳原子含量比環(huán)烷基油高，平均分子環(huán)數(shù)比環(huán)烷基油少。相同黏度的基礎(chǔ)油色度，石蠟基油最小，環(huán)烷基油次之，芳香基油色度最大。與族組成有關(guān)?；A(chǔ)油中極性成分與非極性成分特性非極性組分：指

10、飽和烴鏈烷烴和環(huán)烷烴極性組分：指芳烴和極性化合物膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等。它們對(duì)基礎(chǔ)油的特性影響存在很大差別。性質(zhì)非極性組分極性組分性質(zhì)非極性組分極性組分傾點(diǎn)高低溶解性差好抗氧化差好承載負(fù)荷能力差好添加劑感受性好差黏度指數(shù)高低加工潤滑油基礎(chǔ)油的過程，就是進(jìn)行脫瀝青、精制、脫蠟、吸附補(bǔ)充精制等一系列加工。不論是物理加工還是化學(xué)加工過程，從根本上講，就是調(diào)整烴類和非烴類、極性成分和非極性成分在成品基礎(chǔ)油中應(yīng)該存在的比例。潤滑油加工工藝對(duì)潤滑油物理、化學(xué)性質(zhì)和成分的影響影 響 項(xiàng)丙烷脫瀝青精制工藝脫蠟工藝補(bǔ)充精制工藝 溶劑加氫酸洗溶劑臨氫降凝尿素加氫酸洗白土物化性質(zhì)相對(duì)密度閃點(diǎn)粘度粘度指數(shù)傾點(diǎn)顏色熱穩(wěn)定性氧化

11、穩(wěn)定性添加劑感受性-N-+/-+-N-+-+-N-+-+/-+/-+-N-+-+/-+/-+N+-+NNN+N+-NN+/-+N+-+NNNNNNN/+N/+-+/-+/-+NNNN/+N/+-+/-+/-+NNNNN-+組分瀝青質(zhì)膠質(zhì)芳香烴環(huán)烷烴烷烴蠟氮氧硫-+-+-+-+-+-+N/-N/-+-N/-N/-+-+NN/-N/-N/-N/+N/+N/+-+-+-表內(nèi)N很小、微；增加、增大；減少、降低；取決于苛刻度27基礎(chǔ)油的理化指標(biāo)與潤滑油基礎(chǔ)油的理化指標(biāo)與潤滑油的關(guān)系的關(guān)系基礎(chǔ)油性能指標(biāo)及定義運(yùn)動(dòng)粘度及粘度指數(shù)蒸發(fā)損失、傾點(diǎn)、閃點(diǎn)、色度、密度旋轉(zhuǎn)氧彈硫、氮、堿性氮及殘?zhí)恐泻椭当桨伏c(diǎn)及族組成

12、抗乳化性基礎(chǔ)油性能指標(biāo)與油品性能的關(guān)系基礎(chǔ)油性能指標(biāo)與油品性能的關(guān)系12-08-99BO104-005基礎(chǔ)油性能指標(biāo)化學(xué)活性粘度表面活性溶解能力蒸發(fā)損失氧化安定性抗磨性低溫性能減少摩擦抗乳化性能抗泡沫性能添加劑相溶性密封件適應(yīng)性能減少油耗酸和油泥產(chǎn)生防腐蝕性變差基礎(chǔ)油指標(biāo)定義運(yùn)動(dòng)黏度：流動(dòng)物質(zhì)內(nèi)部阻力的量度叫粘度，粘度值隨溫度的升高而降低。大參數(shù)潤滑油是根據(jù)粘度來分牌號(hào)的。表示液體在重力作用下流動(dòng)時(shí)內(nèi)部阻力的量度，其值為相同溫度下液體的動(dòng)力粘度與其密度之比 。在某一恒定溫度下，測定一定體積的液體在重力作用下流過一個(gè)標(biāo)定好的玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)的時(shí)間，粘度計(jì)的毛細(xì)管常數(shù)與流動(dòng)時(shí)間的乘積即為該溫度下所

13、測定液體的運(yùn)動(dòng)粘度。黏度指數(shù)： 粘度指數(shù)是表示油品粘度隨溫度變化這個(gè)特性的一個(gè)約定量值。粘度指數(shù)高表示油品的粘度隨溫度變化較小，反之亦然。蒸發(fā)損失：是油品在規(guī)定條件下蒸發(fā)后其損失量所占的重量百分?jǐn)?shù)。閃點(diǎn)：在規(guī)定的條件下，將油品加熱，隨油溫的升高，油蒸汽在空氣中的濃度也隨之增加，當(dāng)升到某一溫度時(shí)，油蒸汽和空氣組成的混合物中，油蒸汽含量達(dá)到可染濃度，若把火焰拿近這種混合物，它就會(huì)閃火，把產(chǎn)生這種現(xiàn)象的最低溫度稱為石油產(chǎn)品的閃點(diǎn)。 傾點(diǎn)：指在規(guī)定條件下，被冷卻了的試油開始連續(xù)流動(dòng)時(shí)的最低溫度，以表示。傾點(diǎn)和凝點(diǎn)一樣都是用來表示石油產(chǎn)品低溫流動(dòng)性能的指標(biāo)。由于傾點(diǎn)比凝點(diǎn)更能反映在低溫下的流動(dòng)性，因此我

14、國也和許多國家和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織一樣用傾點(diǎn)來表示其低溫流動(dòng)性。不同原油基所屬的油晶其傾點(diǎn)與凝點(diǎn)差值不一樣，一般傾點(diǎn)要比疑點(diǎn)高3-5度。 色度：色度是在規(guī)定條件下，油品的顏色最接近某一號(hào)標(biāo)準(zhǔn)色板的顏色時(shí)所測得的結(jié)果。色度是用來初步鑒別油品精制深度和使用過程中氧化變質(zhì)程度的標(biāo)志。 密度是指在規(guī)定溫度下，單位體積內(nèi)所含物質(zhì)的質(zhì)量數(shù)，以gcm3或gml表示。密度是石油及其產(chǎn)品最基本的物理性質(zhì)。石油產(chǎn)品的密度取決于組成它的相對(duì)分子質(zhì)量和分子結(jié)構(gòu)。碳原子數(shù)相同的烴類其密度大小的順序?yàn)椋悍紵N環(huán)烷烴烷烴，異構(gòu)烷烴正構(gòu)烷烴。 基礎(chǔ)油指標(biāo)定義基礎(chǔ)油指標(biāo)定義旋轉(zhuǎn)氧彈：表征油品氧化安定性的一種方法。硫、氮、堿性氮：用來

15、判定油品精制深度。殘?zhí)浚河推贩湃霘執(zhí)繙y定器中，在隔絕空氣的情況下加熱，會(huì)蒸發(fā)、裂解和縮合，排出燃燒的氣體后，生成的焦黑色殘留物即殘?zhí)?。殘?zhí)坑脷埩粑镎加推返馁|(zhì)量百分含量（）來表示。殘?zhí)渴窃u(píng)價(jià)油品在高溫條件下生成焦炭傾向的指標(biāo)。主要由油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)、多環(huán)芳烴的疊合物及灰分形成。根據(jù)殘?zhí)康拇笮?，可以大致判定油品在發(fā)動(dòng)機(jī)中結(jié)炭的傾向，?；曳郑涸谝?guī)定條件下油品被煅燒后所剩下的殘留物叫做灰分，以重量百分?jǐn)?shù)表示?；曳种饕怯推分泻械沫h(huán)烷酸鹽類。在潤滑油中加入某些高灰分添加刑后，油品的灰分含量會(huì)增大。 基礎(chǔ)油指標(biāo)定義中和值：油品酸堿性的量度，也是油品的酸值或堿值的習(xí)慣統(tǒng)稱，是以中和一 定重量的油品所需的

16、堿或酸的相當(dāng)量來表示的數(shù)值。苯胺點(diǎn)：油品在規(guī)定的條件下和等體積的苯胺完全混溶時(shí)的最低溫度稱為苯胺點(diǎn)，以表示。苯胺點(diǎn)越低，說明油品中芳烴含量越高。族組成：測定油品烴類組成。高電離電壓質(zhì)譜法分析氣-油飽和餾分烴類型的試驗(yàn)方法 （ASTM D2786）抗乳化性：抗乳化性是油品和水形成的乳化液分為兩層的能力。表征油品精制深度。精制深度不高，極性組分高，與水易形成乳化層。 機(jī)械雜質(zhì)：指存在于油品中所有不溶于溶劑（汽油、苯等）的沉淀狀或懸浮狀物質(zhì)。這些雜質(zhì)多由砂子、粘土、鐵屑和礦物鹽（如Fe2O3）及炭青質(zhì)和炭化物等組成。機(jī)械雜質(zhì)的來源大部分是開采原油時(shí)帶入的，少部分是石油加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中以及

17、加入某些有機(jī)金屬鹽類添加劑時(shí)混入的。某些重油中的炭青質(zhì)也被作為機(jī)械雜質(zhì)。潤滑油中的機(jī)械雜質(zhì)，會(huì)增大發(fā)動(dòng)機(jī)零件的磨損和堵塞濾油器。外觀基礎(chǔ)油指標(biāo)定義基礎(chǔ)油性能對(duì)潤滑油產(chǎn)品質(zhì)量的影響 潤滑油產(chǎn)品的某些性質(zhì)，則完全取決于基礎(chǔ)油的性質(zhì)，如蒸發(fā)損失、閃點(diǎn)、對(duì)添加劑的溶解性能等。 基礎(chǔ)油的粘度、粘溫性能、傾點(diǎn)則決定了可調(diào)配潤滑油產(chǎn)品的品種。常規(guī)溶劑精制 I 類油已難以滿足新推出的內(nèi)燃機(jī)油產(chǎn)品的要求 35基礎(chǔ)油質(zhì)量對(duì)潤滑油產(chǎn)品性能的影響 運(yùn)動(dòng)粘度對(duì)產(chǎn)品調(diào)合的影響 ： 基礎(chǔ)油的粘度不合格，一般通過摻合部分輕質(zhì)或重質(zhì)組份來達(dá)到產(chǎn)品的指標(biāo)要求，但由于產(chǎn)品基礎(chǔ)油組份發(fā)生了變化使得其餾程變寬，可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品的其它性能造

18、成影響，如抗乳化性、空氣釋放值指標(biāo)、揮發(fā)性能等無法滿足使用要求。 36中和值對(duì)潤滑油產(chǎn)品生產(chǎn)的影響： 基礎(chǔ)油的中和值超標(biāo)，將影響對(duì)酸值有控制要求的油品如汽輪機(jī)油等的生產(chǎn)。由于沒有合適的基礎(chǔ)油，只能采用加氫基礎(chǔ)油，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加；另外中和值偏大也容易造成成品油的銹蝕和腐蝕試驗(yàn)不合格，對(duì)油品自身抗氧化性能也有不利的影響。 油品中的酸性物質(zhì)重要為無機(jī)酸、有機(jī)酸、分類化合物、酯類、內(nèi)酯、樹脂以及重金屬鹽類、銨鹽和其他弱堿的鹽類等。 油品中的有機(jī)酸，主要為環(huán)烷酸和脂肪酸。有機(jī)酸的相對(duì)分子質(zhì)量越小，酸值越大，其腐蝕性越強(qiáng)。當(dāng)有水存在是，低分子的有機(jī)酸會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電化腐蝕。經(jīng)腐蝕生產(chǎn)的金屬鹽類聚集在油品中成為沉淀物，會(huì)堵塞油路影響發(fā)動(dòng)機(jī)。37基礎(chǔ)油質(zhì)量對(duì)潤滑油產(chǎn)品性能的影響 傾點(diǎn)對(duì)潤滑油產(chǎn)品生產(chǎn)的影響： 傾點(diǎn)是產(chǎn)品低溫性能的重要指標(biāo)，基礎(chǔ)油的傾點(diǎn)不合格，勢必對(duì)產(chǎn)品的低溫性能造成一定影響。通常加入適量的降凝劑解決該問題，一方面產(chǎn)品的成本將會(huì)有所增加；另一方面加入降凝劑對(duì)降低產(chǎn)品的傾點(diǎn)的幅度也是有限的，對(duì)傾點(diǎn)要求較嚴(yán)的產(chǎn)品，難以生產(chǎn)出來。 38基礎(chǔ)油質(zhì)量對(duì)潤滑油產(chǎn)品性能的影響 基礎(chǔ)油旋轉(zhuǎn)氧彈對(duì)潤滑油生產(chǎn)的影響： 基礎(chǔ)油的旋轉(zhuǎn)氧彈反映的是基礎(chǔ)油的氧化安定性指標(biāo)好壞，是基礎(chǔ)油的一項(xiàng)很重要的指標(biāo)。基礎(chǔ)油的旋轉(zhuǎn)氧彈不合格，將對(duì)產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，使得在生產(chǎn)時(shí)對(duì)基礎(chǔ)油