Grupper av basoljor för produktion av motorolja | Sammansättning, egenskaper, vilket är bättre
Basoljor för motoroljor fungerar som bas, till vilka tillverkare lägger till nödvändiga tillsatser för att ge dem önskade egenskaper och egenskaper. Basmotoroljor kan därför betraktas som ett slags "fundament" på vilket alla egenskaper hos motoroljor baseras ytterligare.
Innehåll:
- Basoljeklassificering och sammansättning
- De bästa basoljorna
- Få bas
- Tillverkare
- Slutlig produktsammansättning
Basoljor är indelade i fem grupper, som skiljer sig från varandra i kemisk sammansättning och därmed i egenskaper. Den avgör hur den slutliga motoroljan i butikshyllorna kommer att bli. Och det mest intressanta är att endast 15 världsoljebolag är engagerade i sin produktion, liksom tillsatserna själva, medan det finns mycket fler märken av den slutliga oljan. Och här har många säkert en logisk fråga: vad är skillnaden mellan oljor och vilken är bäst? Men först är det vettigt att förstå klassificeringen av dessa föreningar.
Basoljegrupper
Klassificeringen av basoljor innebär att man delar upp dem i fem grupper. Detta anges i API 1509 Appendix E.
API basoljeklassificeringstabell
Basoljegrupp | Svavelhalt,% | Mättad kolvätehalt,% | Viskositetsindex |
---|---|---|---|
Grupp I | > 0,03 | <90 | 80-120 |
Grupp II | ≤0,03 | ≥90 | 80-120 |
Grupp III | ≤0,03 | ≥90 | > 120 |
Grupp IV | Poly alfa-olefiner | ||
Grupp V | Andra ingår inte i grupp I-IV (komplexa alkoholer och etrar) |
Grupp 1 oljor
Dessa kompositioner erhålls genom att rena petroleumprodukter som återstår efter att ha erhållit bensin eller andra bränslen och smörjmedel med användning av kemiska reagens (lösningsmedel). De kallas också grova oljor. En signifikant nackdel med sådana oljor är närvaron av en stor mängd svavel, mer än 0,03%. När det gäller egenskaper har sådana beredningar indikatorer för svagt viskositetsindex (det vill säga viskositeten är mycket temperaturberoende och kan bara fungera normalt i ett smalt temperaturintervall). För närvarande anses grupp 1 av basoljor vara föråldrad och endast mineralolja produceras av dem. Viskositetsindex för sådana basoljor är 80 ... 120. Och temperaturintervallet är 0 ° C ... + 65 ° C. Deras enda fördel är deras låga pris.
Grupp 2 oljor
Grupp 2 basoljor erhålls genom en kemisk process som kallas hydrokrackning. Deras andra namn är mycket raffinerade oljor. Det är också rening av oljeprodukter, dock med användning av väte och under högt tryck (i själva verket är processen flerstegs och komplex). Resultatet är en nästan klar vätska som är basoljan. Svavelhalten är mindre än 0,03% och de har antioxidativa egenskaper. På grund av dess renhet ökar livslängden för motoroljan som erhålls på grundval avsevärt och avlagringar och kolavlagringar i motorn minskas. På basis av hydrokrackande basolja tillverkas så kallade "HC-syntetiska", som vissa experter kallar halvsyntetika. Viskositetsindex ligger i detta fall också i intervallet 80 till 120.Denna grupp kallas den engelska förkortningen HVI (High Viscosity Index), som bokstavligen översätts som ett högviskositetsindex.
Oljor av 3 grupper
Dessa oljor erhålls på samma sätt som de tidigare, från petroleumprodukter. Funktionerna i grupp 3 är emellertid ett ökat viskositetsindex, dess värde överstiger 120. Ju högre denna indikator, desto mer kan den resulterande motoroljan arbeta i ett bredare temperaturområde, i synnerhet i svår frost. Ofta tillverkas syntetiska motoroljor på basis av basoljor i grupp 3. Svavelhalten här är mindre än 0,03%, och själva kompositionen består av 90% kemiskt stabila, vätemättade molekyler. Dess andra namn är syntetisk, men faktiskt är det inte. Gruppens namn låter ibland som VHVI (Very High Viscosity Index), som översätts som ett mycket högt viskositetsindex.
Ibland separeras 3+-gruppen separat, vars bas erhålls inte från olja utan från naturgas. Tekniken för dess skapande kallas GTL (gas-till-vätskor), det vill säga omvandling av gas till flytande kolväten. Resultatet är en mycket ren, vattenliknande basolja. Dess molekyler har starka bindningar som är resistenta mot aggressiva förhållanden. Oljor som skapats på en sådan bas anses vara helt syntetiska, trots att hydrokrackning används i processen att de skapas.
Råvaror från den tredje gruppen är utmärkta för utveckling av formuleringar av bränslebesparande, syntetiska, universella motoroljor i intervallet 5W-20 till 10W-40.
4 gruppoljor
Dessa oljor skapas på basis av polyalfaolefiner och är basen för de så kallade "riktiga syntetiska ämnena", som utmärks av sin höga kvalitet. Detta är den så kallade polyalfaolefinbasoljan. Det produceras med kemisk syntes. En del av motoroljor som erhålls på en sådan bas är dock deras höga kostnad, därför används de ofta bara i sportbilar och i premiumbilar.
5 gruppoljor
Det finns separata typer av basoljor, som inkluderar alla andra formuleringar som inte ingår i de fyra grupperna som anges ovan (grovt sett inkluderar detta alla smörjande formuleringar, även inte relaterade till fordonsutrustning, som inte ingår i de fyra första). I synnerhet silikon, fosfatester, polyalkylenglykol (PAG), polyestrar, biosmörjmedel, vaselin och vita oljor, och så vidare. De är i själva verket tillsatser till andra formuleringar. Till exempel används estrar som tillsatser till basoljor för att förbättra prestanda. Således fungerar en blandning av eterisk olja och polyalfaolefiner normalt vid höga temperaturer, vilket ger en ökad tvättmedel hos oljan och ökar dess livslängd. Ett annat namn för sådana formuleringar är eteriska oljor. De har för närvarande högsta kvalitet och högsta prestanda.Dessa inkluderar esteroljor, som dock produceras i mycket små mängder på grund av deras höga kostnad (cirka 3% av världsproduktionen).
Sålunda beror egenskaperna hos basoljor på hur de erhålls. Och detta påverkar i sin tur kvaliteten och egenskaperna hos färdiga motoroljor som används i bilmotorer. Oljor erhållna från petroleum påverkas också av dess kemiska sammansättning. När allt kommer omkring beror det på var (i vilken region på planeten) och hur oljan producerades.
Vilka är de bästa basoljorna
Basoljevolatilitet enligt Noack
Oxidationsstabilitet
Frågan om vilka basoljor som är bäst är inte helt korrekt, eftersom det beror helt på vilken olja som måste erhållas och användas till slut. För de flesta budgetbilar är ”semisyntetika”, skapade på grundval av blandningsoljor i 2, 3 och 4 grupper, ganska lämpliga. Om vi talar om bra "syntetiska" för dyra utländska premiumbilar, är det bättre att köpa olja baserat på basen i grupp 4.
Fram till 2006 kunde tillverkare av motoroljor kallas "syntetiska" oljor erhållna på grundval av den fjärde och femte gruppen. Vilka anses vara de bästa basoljorna. För närvarande är det dock tillåtet att göra detta även om en basolja från den andra eller tredje gruppen användes. Det vill säga endast kompositioner baserade på den första basgruppen förblev "mineral".
Vad händer när man blandar arter
Blandning av separata basoljor som tillhör olika grupper är tillåten. Så du kan justera egenskaperna hos de slutliga formuleringarna. Om du till exempel blandar basoljor med 3 eller 4 grupper med liknande kompositioner från grupp 2 får du "halvsyntetika" med ökade prestandaegenskaper. Om de nämnda oljorna blandas med en grupp får du också "halvsyntetika", men med redan lägre egenskaper, i synnerhet hög svavelhalt eller andra föroreningar (beroende på den specifika kompositionen). Det är intressant att oljor från den femte gruppen i sin rena form inte används som bas. Till dessa läggs kompositioner från den tredje och / eller fjärde gruppen. Detta beror på deras höga volatilitet och höga kostnad.
Ett utmärkande drag hos PAO-baserade oljor är att det är omöjligt att göra en 100% PAO-komposition. Anledningen ligger i deras mycket dåliga löslighet. Och det behövs för att lösa tillsatser som tillsätts under tillverkningsprocessen. Därför läggs alltid en viss summa medel från lägre grupper (tredje och / eller fjärde) till PAO-oljor.
Strukturen för molekylära bindningar i oljor som tillhör olika grupper är olika. Så, i låga grupper (första, andra, det vill säga mineraloljor) liknar molekylära kedjor en grenad krona av ett träd med en massa "krokiga" grenar. Det är lättare för denna form att krulla upp sig till en boll, vilket händer när den fryser. Följaktligen kommer sådana oljor att frysa vid en högre temperatur. Omvänt, i oljor med höga grupper, har kolvätekedjorna en lång, rak struktur, och det är svårare för dem att "vikas". Därför fryser de vid lägre temperaturer.
Produktion och mottagning av basoljor
Vid tillverkning av moderna basoljor kan viskositetsindex, flytpunkt, flyktighet och oxidationsstabilitet styras oberoende av varandra. Som nämnts ovan produceras basoljor från olja eller petroleumprodukter (till exempel eldningsolja), och det produceras också från naturgas genom omvandling till flytande kolväten.
Hur basmotorolja tillverkas
Själva oljan är en komplex kemisk förening som innehåller mättade paraffiner och naftener, omättade aromatiska olefiner och så vidare. Varje sådan förening har positiva och negativa egenskaper.
I synnerhet har paraffiner god oxidationsstabilitet, men vid låga temperaturer är den "noll". Naftensyror bildar en fällning i oljan vid höga temperaturer. Aromatiska kolväten påverkar oxidativ stabilitet såväl som smörjmedel negativt. Dessutom bildar de lackavlagringar.
Omättade kolväten är instabila, det vill säga de ändrar sina egenskaper över tid och vid olika temperaturer. Därför måste alla listade ämnen i basoljor kasseras. Och detta görs på olika sätt.
Ämnesnamn | Viskositetsindex | Beteende vid låg temperatur | Oxidationsmotstånd |
---|---|---|---|
H-paraffin | Mycket högt, över 175 | Dålig | Bra |
Cykloparaffiner med en ring och långa kedjor | Bra, cirka 130 | Medel | Medel |
Polykondenserade naftener | Låg, cirka 60 | Medel | Medel |
Långkedjiga monoaromatiska föreningar | Låg, cirka 60 | Medel | Medel |
Polyaromatiska föreningar | Mycket låg, nära noll | Bra | Väldigt dåligt |
Högförgrenade isoparaffiner (PAO) | Bra, över 130 | Excellent | Excellent |
Metan är en naturgas som varken har färg eller lukt, det är det enklaste kolvätet som består av alkaner och paraffiner. Alkaner, som är basen för denna gas, i motsats till olja, har starka molekylära bindningar, och som ett resultat är de motståndskraftiga mot reaktioner med svavel och alkali, bildar inte utfällning och lackavlagringar, men lämpar sig för oxidation vid 200 ° C
Den största svårigheten ligger just i syntesen av flytande kolväten, men den slutliga processen i sig är hydrokrackning, där långa kedjor av kolväten separeras i olika fraktioner, varav en är en helt transparent basolja utan sulfaterad ask. Oljans renhet är 99,5%.
Viskositetsförhållandena är betydligt högre än de som är gjorda av PAO och används för att göra bränsleeffektiva oljor med lång livslängd. Denna olja har mycket låg flyktighet och utmärkt stabilitet vid både mycket höga och extremt låga temperaturer.
Basoljeproduktion
Låt oss överväga oljorna i varje grupp som anges ovan, hur de skiljer sig åt i sin produktionsteknik.
Grupp 1 . De erhålls från ren olja eller andra oljiga material (ofta avfallsprodukter vid tillverkning av bensin och andra bränslen och smörjmedel) genom selektiv raffinering. För detta används ett av tre element - lera, svavelsyra och lösningsmedel.
Så med hjälp av lera blir de av med kväve och svavelföreningar. Svavelsyra i kombination med föroreningar ger ett slamslam. Och lösningsmedel avlägsnar paraffin och aromater. Lösningsmedel används oftast eftersom de är mest effektiva.
Grupp 2 . Här är tekniken liknande, men den kompletteras med högraffinerad rening med element med lågt innehåll av aromatiska föreningar och paraffiner. Detta ökar den oxidativa stabiliteten.
Grupp 3 . Basoljor från den tredje gruppen i det inledande skedet erhålls som oljorna i den andra. Emellertid är deras funktion hydrokrackningsprocessen. I detta fall genomgår petroleumkolväten hydrogenering och sprickbildning.
Under hydreringsprocessen avlägsnas aromatiska kolväten från oljan (de bildar sedan lackavlagringar och kolavlagringar i motorn). Det tar också bort svavel, kväve och deras kemiska föreningar. Därefter kommer katalytisk krackning, där paraffiniska kolväten delas upp och "fluffas upp", det vill säga isomeriseringsprocessen äger rum. På grund av detta erhålls linjära molekylära bindningar. De skadliga föreningarna av svavel, kväve och andra ämnen som finns kvar i oljan neutraliseras genom tillsats av tillsatser.
Grupp 3+ . Sådana basoljor framställs med själva hydrokrackningsmetoden, endast råvaror som kan separeras, inte råolja utan flytande kolväten syntetiserade från naturgas. Gasen kan syntetiseras för att erhålla flytande kolväten enligt Fischer-Tropsch-tekniken som utvecklades på 1920-talet, men samtidigt med en speciell katalysator. Produktionen av den erforderliga produkten började först i slutet av 2011 vid Pearl GTL Shell-fabriken i samarbete med Qatar Petroleum.
Produktionen av en sådan basolja börjar med tillförseln av gas och syre till anläggningen. Sedan börjar förgasningssteget med produktion av syntesgas, som är en blandning av kolmonoxid och väte. Då sker syntesen av flytande kolväten. Och redan en ytterligare process i GTL-kedjan är hydrokrackning av den resulterande transparenta vaxmassan.
Gas-vätskeomvandlingsprocessen producerar en kristallklar basolja som är praktiskt taget fri från föroreningar som finns i råolja. Den viktigaste representanten för sådana oljor, tillverkade med PurePlus-teknik, är Shell Helix Ultra, Pennzoil Ultra och Platinum Full Synthetic motoroljor.
Grupp 4 . Den syntetiska basens roll för sådana kompositioner spelas av de redan nämnda polyalfaolefinerna (PAO). De är kolväten med en kedjelängd på cirka 10 ... 12 atomer. De erhålls genom att polymerisera (kombinera) så kallade monomerer (korta kolväten med en längd av 5 ... 6 atomer. Och råvarorna för detta är petroleumgaser butylen och eten (ett annat namn för långa molekyler - decener). Denna process liknar "tvärbindning" på speciella kemiska maskiner Den består av flera steg.
I det första steget, decenoligomerisering för att erhålla linjär alfa-olefin. Oligomeriseringsprocessen äger rum i närvaro av katalysatorer, hög temperatur och högt tryck. Det andra steget är polymerisationen av linjära alfaolefiner, vilket resulterar i önskade PAO. Denna polymerisationsprocess äger rum vid lågt tryck och i närvaro av organometalliska katalysatorer. I slutskedet utförs fraktionerad destillation vid PAO-2, PAO-4, PAO-6 och så vidare. För att säkerställa de nödvändiga egenskaperna hos basmotoroljan väljs lämpliga fraktioner och polyalfaolefiner.
Grupp 5 . När det gäller den femte gruppen är sådana oljor baserade på estrar - estrar eller fettsyror, det vill säga organiska syraföreningar. Dessa föreningar bildas genom kemiska reaktioner mellan syror (vanligtvis karboxylsyror) och alkoholer. Råvarorna för deras produktion är organiska material - vegetabiliska oljor (kokosnöt, raps). Ibland är oljor från den femte gruppen också framställda av alkylerade naftalener. De erhålls genom alkylering av naftalener med olefiner.
Som du kan se blir tillverkningstekniken mer komplicerad från grupp till grupp, vilket innebär att den blir dyrare. Det är därför mineraloljor har ett lågt pris och PAO-syntetiska oljor är dyra. Det finns dock många olika egenskaper att tänka på när man väljer en motorolja, inte bara pris och typ av olja.
Intressant är att oljor som tillhör den femte gruppen innehåller polariserade partiklar som är magnetiska mot motorns metalldelar. Således ger de bästa skyddet jämfört med andra oljor. Dessutom har de mycket goda tvättmedelegenskaper, varigenom mängden tvättmedelstillsatser minimeras (eller helt enkelt elimineras).
Esterbaserade oljor (den femte basgruppen) används i luftfarten, eftersom flyg flyger i höjder där temperaturen är mycket lägre än den som registreras även i norra USA.Modern teknik gör det möjligt att skapa helt biologiskt nedbrytbara esteroljor, eftersom ovannämnda estrar är miljövänliga produkter och är lätt biologiskt nedbrytbara. Därför är dessa oljor miljövänliga. Men på grund av deras höga kostnad kommer bilister inte att kunna använda dem överallt snart.
Basoljetillverkare
Den färdiga motoroljan är en blandning av en basolja och en tillsatsförpackning. Dessutom är det intressant att det bara finns 5 företag i världen som producerar samma tillsatser - dessa är Lubrizol, Ethyl, Infineum, Afton och Chevron. Alla välkända och inte så kända företag som producerar sina egna smörjvätskor köper tillsatser från dem. Med tiden ändras deras sammansättning, ändras, företag bedriver forskning inom kemiska områden och försöker inte bara förbättra oljans prestanda utan också göra dem mer miljövänliga.
När det gäller tillverkarna av basoljor finns det faktiskt inte så många av dem, och huvudsakligen är dessa stora, världsberömda företag, som ExonMobil, som rankas först i världen i denna indikator (cirka 50% av världens volym av basolja i den fjärde gruppen, samt en stor andel i grupperna 2, 3 och 5). Förutom henne finns det också stora i världen med eget forskningscenter. Dessutom är deras produktion uppdelad i de ovan nämnda fem grupperna. Till exempel producerar sådana "valar" som ExxonMobil, Castrol och Shell inte basoljor av den första gruppen, eftersom de är "i ordning."
Basoljetillverkare efter grupp | ||||
---|---|---|---|---|
Jag | II | III | IV | V |
Lukoil (Ryssland) | Exxon Mobil (EHC) | Petronas (ETRO) | ExxonMobil | Inolex |
Totalt (Frankrike) | Sparre | ExxonMobil (VISOM) | Idemitsu Kosan Co. | Exxon Mobil |
Kuwait Petroleum (Kuwait) | Excell Paralubes | Neste Oil (Nexbase) | INEOS | DOW |
Neste (Finland) | Ergon | Repsol YPF | Chemtura | BASF |
SK (Sydkorea) | Motiva | Skal (skal XHVI och GTL) | Chevron phillips | Chemtura |
Petronas (Malaysia) | Suncor Petro-Kanada | British Petroleum (Burmah-Castrol) | INEOS | |
GS Caltex (Kixx LUBO) | Lukoil |
Hatco | ||
SK Smörjmedel | Nyco america | |||
Petronas | Afton | |||
H&R Chempharm GmbH | Croda | |||
Eni | Synester | |||
Motiva |
De angivna basoljorna delas inledningsvis med viskositet. Och var och en av grupperna har sina egna beteckningar:
- Första gruppen: SN-80, SN-150, SN-400, SN-500, SN-600, SN-650, SN-1200 och så vidare.
- Andra gruppen: 70N, 100N, 150N, 500N (även om viskositetsvärdet kan skilja sig från tillverkare till tillverkare).
- Den tredje gruppen: 60R, 100R, 150R, 220R, 600R (även här kan siffrorna variera beroende på tillverkare).
Sammansättning av motoroljor
Beroende på vilka egenskaper den färdiga motoroljan ska ha väljer varje tillverkare dess sammansättning och förhållandet mellan dess ingående ämnen. Exempelvis består en halvsyntetisk olja vanligtvis av cirka 70% mineralbasolja (1 eller 2 grupper) eller 30% hydrokrackad syntet (ibland 80% och 20%). Därefter kommer "spelet" med tillsatser (de är antioxidanter, skumdämpande medel, antifriktion, förtjockning, dispersion, tvättmedel, dispergeringsmedel, friktionsmodifierare) som tillsätts till den resulterande blandningen. Tillsatserna är vanligtvis av dålig kvalitet, därför har den resulterande färdiga produkten inte goda egenskaper och kan användas i budget- och / eller gamla maskiner.
Syntetiska och halvsyntetiska formuleringar baserade på grupp 3-basoljor är de vanligaste i världen idag. De har den engelska beteckningen Semi Syntetic. Deras tillverkningsteknik är liknande. De består av cirka 80% basolja (ofta blandas olika basoljegrupper) och ett tillsatsmedel. Ibland tillsätts viskositetsregulatorer.
Syntetiska oljor baserade på grupp 4-bas är redan riktiga "syntetiska" fullsyntetiska, baserade på polyalfaolefoner. De har mycket hög prestanda och lång livslängd, men de är mycket dyra. När det gäller de sällsynta estermotoroljorna består de av en blandning av basoljor från 3 och 4 grupper och med tillsats av en esterkomponent i en volymmängd på 5 till 30%.
Nyligen finns det "folkhantverkare" som lägger till cirka 10% av den slutliga esterkomponenten i bilens motorolja för att förmodligen öka dess egenskaper. Borde inte göra det! Detta kommer att förändra viskositeten och kan leda till oförutsägbara resultat.Tekniken för tillverkning av en färdig motorolja är inte bara en blandning av enskilda komponenter, i synnerhet en bas och tillsatser. I själva verket sker denna blandning i steg, vid olika temperaturer, med olika intervall. För din produktion måste du därför ha information om tekniken och lämplig utrustning.
De flesta av de nuvarande företagen, som har sådan utrustning, producerar motoroljor med hjälp av utvecklingen hos de största tillverkarna av tillverkare av basoljor och tillsatser, så ofta kan du hitta påståendet att tillverkare gör narr av oss och faktiskt alla oljor är samma.