Skupine baznih olj za proizvodnjo motornih olj | Sestava, značilnosti, ki je boljša

Osnovna olja za motorna olja so njihova osnova, ki jim proizvajalci dodajo potrebne dodatke, da jim dajo želene lastnosti in lastnosti. Zato lahko osnovna motorna olja štejemo za neke vrste "temelje", na katerih temeljijo vse lastnosti motornih olj.

Vsebina:

  • Klasifikacija in sestava baznega olja
  • Najboljša bazna olja
  • Pridobivanje baze
  • Proizvajalci
  • Končna sestava izdelka

Bazna olja

Bazna olja delimo v pet skupin, ki se med seboj razlikujejo po kemični sestavi in ​​s tem po lastnostih. Določa, kakšno bo končno motorno olje na policah trgovin. In najbolj zanimivo je dejstvo, da se z njihovo proizvodnjo ukvarja le 15 svetovnih naftnih podjetij, pa tudi sami aditivi, medtem ko je znamk končnega olja veliko več. In tu se zagotovo pri mnogih postavlja logično vprašanje: kakšna je razlika med olji in katero je najboljše? Najprej pa je smiselno razumeti razvrstitev teh spojin.

Skupine baznih olj

Razvrstitev baznih olj vključuje razdelitev v pet skupin. To je zapisano v API 1509 Dodatek E.

Tabela razvrščanja osnovnih olj API

Skupina baznega olja Vsebnost žvepla,% Vsebnost nasičenih ogljikovodikov,% Indeks viskoznosti
Skupina I > 0,03 <90 80-120
Skupina II ≤0,03 ≥90 80-120
Skupina III ≤0,03 ≥90 > 120
Skupina IV Poli alfa olefini
Skupina V Drugi, ki niso vključeni v skupine I-IV (kompleksni alkoholi in etri)

Olja 1. skupine

Te sestavke dobimo s čiščenjem naftnih derivatov, ki ostanejo po pridobivanju bencina ali drugih goriv in maziv, s kemičnimi reagenti (topili). Imenujejo se tudi groba olja. Pomembna pomanjkljivost takšnih olj je prisotnost velike količine žvepla, več kot 0,03%. Kar zadeva značilnosti, imajo takšne formulacije šibke kazalnike viskoznega indeksa (to pomeni, da je viskoznost zelo odvisna od temperature in lahko normalno deluje le v ozkem temperaturnem območju). Trenutno se skupina 1 baznih olj šteje za zastarelo in iz njih se proizvaja samo mineralno motorno olje. Indeks viskoznosti takšnih baznih olj je 80 ... 120. In temperaturno območje je 0 ° C ... + 65 ° C. Njihova edina prednost je njihova nizka cena.

Olja 2. skupine

Osnovna olja skupine 2 dobimo s kemičnim postopkom, imenovanim hidrokreking. Njihovo drugo ime so visoko rafinirana olja. Je tudi čiščenje naftnih derivatov, vendar z uporabo vodika in pod visokim pritiskom (pravzaprav je postopek večstopenjski in zapleten). Rezultat je skoraj bistra tekočina, ki je osnovno olje. Vsebnost žvepla je manj kot 0,03% in ima antioksidativne lastnosti. Zaradi njegove čistosti se življenjska doba motornega olja, pridobljenega na njegovi osnovi, znatno poveča, v motorju pa se zmanjšajo usedline in ogljikove obloge. Na osnovi hidrokrekinga osnovnega olja nastanejo tako imenovane "HC-sintetike", ki jih nekateri strokovnjaki imenujejo polsintetike. Indeks viskoznosti je v tem primeru tudi v območju od 80 do 120.Ta skupina se imenuje angleška okrajšava HVI (High Viscosity Index), kar dobesedno pomeni visoko indeks viskoznosti.

Olja 3 skupin

Ta olja se pridobivajo na enak način kot prejšnja iz naftnih derivatov. Značilnosti skupine 3 pa so povečan indeks viskoznosti, njegova vrednost presega 120. Višji kot je ta kazalnik, bolj nastalo motorno olje lahko deluje v širšem temperaturnem območju, zlasti ob močni zmrzali. Pogosto so sintetična motorna olja narejena na osnovi baznih olj skupine 3. Vsebnost žvepla je tu manj kot 0,03%, sama sestava pa je sestavljena iz 90% kemično stabilnih molekul, nasičenih z vodikom. Njegovo drugo ime je sintetika, v resnici pa ni. Ime skupine včasih zveni kot VHVI (zelo visok indeks viskoznosti), kar v prevodu pomeni zelo visok indeks viskoznosti.

Včasih je skupina 3+ ločena ločeno, osnova za katero ni pridobljena iz nafte, temveč iz zemeljskega plina. Tehnologija za njegovo ustvarjanje se imenuje GTL (plin v tekočine), to je pretvorba plina v tekoče ogljikovodike. Rezultat je zelo čisto, vodo podobno osnovno olje. Njegove molekule imajo močne vezi, ki so odporne na agresivne pogoje. Olja, ustvarjena na takšni podlagi, veljajo za popolnoma sintetična, kljub dejstvu, da se hidrokreking uporablja v procesu njihovega nastanka.

Surovine 3. skupine so odlične za razvoj formulacij varčnih, sintetičnih, univerzalnih motornih olj v razponu od 5W-20 do 10W-40.

4 skupinska olja

Ta olja so ustvarjena na osnovi polialfaolefinov in so osnova za tako imenovano "pravo sintetiko", ki jo odlikuje visoka kakovost. To je tako imenovano bazno olje polialfaolefina. Proizvaja se s kemično sintezo. Značilnost motornih olj, pridobljenih na takšni podlagi, so njihovi visoki stroški, zato se pogosto uporabljajo samo v športnih avtomobilih in v premium avtomobilih.

5 skupinskih olj

Obstajajo ločene vrste baznih olj, ki vključujejo vse druge formulacije, ki niso vključene v zgoraj naštete štiri skupine (grobo rečeno, to vključuje vse mazalne formulacije, tudi ne povezane z avtomobilsko opremo, ki niso vključene v prve štiri). Zlasti silikon, fosfatni ester, polialkilen glikol (PAG), poliestri, biomaziva, vazelin in bela olja itd. Pravzaprav so dodatki drugim formulacijam. Na primer, estri se uporabljajo kot dodatki osnovnim oljem za izboljšanje učinkovitosti. Tako mešanica eteričnega olja in polialfaolefinov normalno deluje pri visokih temperaturah, s čimer zagotavlja povečano detergentnost olja in podaljšuje njegovo življenjsko dobo. Drugo ime takšnih formulacij so eterična olja. Trenutno so najvišje kakovosti in najvišje zmogljivosti.Sem spadajo estrska olja, ki pa se zaradi visokih stroškov (približno 3% svetovne proizvodnje) proizvajajo v zelo majhnih količinah.

Tako so značilnosti baznih olj odvisne od načina njihovega pridobivanja. In to posledično vpliva na kakovost in značilnosti že pripravljenih motornih olj, ki se uporabljajo v avtomobilskih motorjih. Tudi na olja, pridobljena iz nafte, vpliva njegova kemična sestava. Navsezadnje je odvisno od tega, kje (v kateri regiji na planetu) in kako je bilo olje proizvedeno.

Katera so najboljša bazna olja

Hlapnost baznega olja po Noacku

Oksidacijska stabilnost

Vprašanje, katera osnovna olja so najboljša, ni povsem pravilno, saj je vse odvisno od tega, katero olje je treba na koncu dobiti in uporabiti. Za večino proračunskih avtomobilov so povsem primerne "polsintetike", ustvarjene na osnovi mešalnih olj 2, 3 in 4 skupin. Če govorimo o dobri "sintetiki" za drage premijske tuje avtomobile, potem je bolje kupiti olje na osnovi baze 4.

Do leta 2006 bi proizvajalce motornih olj lahko imenovali "sintetična" olja, pridobljena na podlagi četrte in pete skupine. Katera veljajo za najboljša bazna olja. Trenutno pa je to dovoljeno, tudi če je bilo uporabljeno bazno olje druge ali tretje skupine. To pomeni, da so "mineralne" ostale le sestave, ki temeljijo na prvi osnovni skupini.

Kaj se zgodi pri mešanju vrst

Dovoljeno je mešanje ločenih baznih olj, ki spadajo v različne skupine. Tako lahko prilagodite značilnosti končnih formulacij. Če na primer zmešate bazna olja 3 ali 4 skupin s podobnimi sestavki iz skupine 2, dobite "polsintetiko" s povečanimi zmogljivostnimi lastnostmi. Če omenjena olja pomešamo z 1 skupino, potem dobimo tudi "polsintetiko", vendar z že nižjimi lastnostmi, zlasti z visoko vsebnostjo žvepla ali drugimi nečistočami (odvisno od specifične sestave). Zanimivo je, da se olja pete skupine v čisti obliki ne uporabljajo kot osnova. Temu so dodani sestavki iz tretje in / ali četrte skupine. To je posledica njihove velike volatilnosti in visokih stroškov.

Posebnost olj na osnovi PAO je, da je nemogoče izdelati 100% sestavo PAO. Razlog je v njihovi zelo slabi topnosti. In treba je raztopiti dodatke, ki se dodajo med proizvodnim postopkom. Zato se oljem PAO vedno doda določena količina sredstev iz nižjih skupin (tretja in / ali četrta).

Struktura molekularnih vezi v oljih iz različnih skupin je različna. Torej, v nizkih skupinah (prva, druga, to je mineralna olja) so molekularne verige podobne razvejani krošnji drevesa s kopico "ukrivljenih" vej. Ta oblika se lažje zvije v žogo, kar se zgodi, ko zamrzne. Skladno s tem bodo taka olja zamrznila pri višji temperaturi. Nasprotno pa imajo ogljikovodikove verige v oljih visokih skupin dolgo, ravno strukturo in jih je težje "prepogniti". Zato zmrznejo pri nižjih temperaturah.

Proizvodnja in prevzem baznih olj

Pri izdelavi sodobnih baznih olj lahko indeks viskoznosti, tečišče, hlapnost in oksidacijsko stabilnost neodvisno nadzorujemo. Kot smo že omenili, se bazna olja proizvajajo iz nafte ali naftnih derivatov (na primer kurilnega olja), obstaja pa tudi proizvodnja iz zemeljskega plina s pretvorbo v tekoče ogljikovodike.

Kako je narejeno osnovno motorno olje

Samo olje je kompleksna kemična spojina, ki vključuje nasičene parafine in naftene, nenasičene aromatične olefine itd. Vsaka taka spojina ima pozitivne in negativne lastnosti.

Zlasti parafini imajo dobro oksidacijsko stabilnost, vendar je pri nizkih temperaturah "nič". Naftenske kisline tvorijo oborino v olju pri visokih temperaturah. Aromatski ogljikovodiki negativno vplivajo na oksidacijsko stabilnost in mazljivost. Poleg tega tvorijo nanose laka.

Nenasičeni ogljikovodiki so nestabilni, to pomeni, da spreminjajo svoje lastnosti s časom in pri različnih temperaturah. Zato je treba vse navedene snovi v baznih oljih odstraniti. In to se počne na različne načine.

Ime snovi Indeks viskoznosti Obnašanje pri nizkih temperaturah Odpornost na oksidacijo
H-parafin Zelo visoko, nad 175 Slab Dobro
Cikloparafini z enim obročem in dolgimi verigami Dobro, približno 130 Povprečno Povprečno
Polikondenzirani nafteni Nizka, približno 60 Povprečno Povprečno
Dolgoverižne monoaromatske spojine Nizka, približno 60 Povprečno Povprečno
Poliaromatske spojine Zelo nizko, blizu nič Dobro Zelo slabo
Močno razvejani verižni izoparafini (PAO) Dobro, več kot 130 Odlično Odlično

Metan je zemeljski plin, ki nima ne barve ne vonja, je najpreprostejši ogljikovodik, sestavljen iz alkanov in parafinov. Alkani, ki so osnova tega plina, imajo v nasprotju z nafto močne molekularne vezi in so posledično odporni na reakcije z žveplom in alkalijami, ne tvorijo padavin in nanosov laka, ampak so primerni za oksidacijo pri 200 ° C.

Glavna težava je ravno v sintezi tekočih ogljikovodikov, sam pa je končni postopek hidrokrekiranje, kjer so dolge verige ogljikovodikov ločene v različne frakcije, ena izmed njih je popolnoma prozorno bazno olje brez sulfatnega pepela. Čistost olja je 99,5%.

Razmerja viskoznosti so bistveno višja od tistih iz PAO in se uporabljajo za izdelavo dolgotrajnih avtomobilskih olj z majhno porabo goriva. To olje ima zelo majhno hlapnost in odlično stabilnost pri zelo visokih in izredno nizkih temperaturah.

Proizvodnja baznega olja

Proizvodnja baznega olja

Podrobneje si oglejmo olja vseh zgoraj naštetih skupin, kako se razlikujejo po svoji proizvodni tehnologiji.

Skupina 1 . Pridobivajo se iz čistega olja ali drugih oljnih materialov (pogosto odpadki pri proizvodnji bencina in drugih goriv in maziv) s selektivnim rafiniranjem. Za to se uporablja eden od treh elementov - glina, žveplova kislina in topila.

Tako se s pomočjo gline znebijo dušikovih in žveplovih spojin. Žveplova kislina v kombinaciji z nečistočami zagotavlja blato iz blata. In topila odstranjujejo parafin in aromatike. Najpogosteje se uporabljajo topila, ker so najučinkovitejša.

Skupina 2 . Tu je tehnologija podobna, vendar jo dopolnjuje zelo izpopolnjeno čiščenje z elementi z nizko vsebnostjo aromatičnih spojin in parafinov. To poveča oksidacijsko stabilnost.

Skupina 3 . Osnovna olja tretje skupine v začetni fazi dobimo kot olja druge. Njihova značilnost pa je postopek hidrokrekinga. V tem primeru se naftni ogljikovodiki hidrogenirajo in krekirajo.

V procesu hidrogeniranja se iz olja odstranijo aromatični ogljikovodiki (nato v motorju tvorijo usedline laka in ogljika). Odstrani tudi žveplo, dušik in njihove kemične spojine. Sledi faza katalitskega krekinga, v kateri se parafinski ogljikovodiki cepijo in "razpihajo", to pomeni, da poteka postopek izomerizacije. Zaradi tega se dobijo linearne molekularne vezi. Škodljive spojine žvepla, dušika in drugih elementov, ki ostanejo v olju, nevtraliziramo z dodajanjem aditivov.

Skupina 3+ . Takšna osnovna olja se proizvajajo s samo metodo hidrokrekinga, ločijo se lahko samo surovine, ne surova nafta, temveč tekoči ogljikovodiki, sintetizirani iz zemeljskega plina. Plin lahko sintetiziramo, da dobimo tekoče ogljikovodike v skladu s tehnologijo Fischer-Tropsch, razvito že v dvajsetih letih 20. stoletja, hkrati pa s posebnim katalizatorjem. Proizvodnja zahtevanega izdelka se je začela šele konec leta 2011 v tovarni Pearl GTL Shell v povezavi z Qatar Petroleum.

Proizvodnja takega osnovnega olja se začne z dovajanjem plina in kisika v obrat. Nato se začne faza uplinjanja s proizvodnjo sintetičnega plina, ki je mešanica ogljikovega monoksida in vodika. Nato pride do sinteze tekočih ogljikovodikov. In že nadaljnji postopek v verigi GTL je hidrokrekiranje nastale prozorne voščene mase.

V postopku pretvorbe plin-tekočina nastane kristalno čisto bazno olje, ki je skoraj brez nečistoč v surovi nafti. Najpomembnejši zastopniki tovrstnih olj, izdelanih s tehnologijo PurePlus, so motorna olja Shell Helix Ultra, Pennzoil Ultra in Platinum Full Synthetic.

4. skupina . Vlogo sintetične osnove za takšne sestavke imajo že omenjeni polialfaolefini (PAO). So ogljikovodiki z dolžino verige približno 10 ... 12 atomov. Pridobijo se s polimerizacijo (kombiniranjem) tako imenovanih monomerov (kratki ogljikovodiki z dolžino 5 ... 6 atomov. In surovina za to sta naftni plini butilen in etilen (drugo ime za dolge molekule - deceni). Ta postopek spominja na "zamreženje" na posebnih kemičnih strojih. Sestavljen je iz več stopenj.

Na prvi stopnji oligomerizacija decena, da dobimo linearni alfa olefin. Postopek oligomerizacije poteka v prisotnosti katalizatorjev, visoke temperature in visokega tlaka. Druga stopnja je polimerizacija linearnih alfa olefinov, kar ima za posledico želene PAO. Ta postopek polimerizacije poteka pri nizkem tlaku in v prisotnosti organometalnih katalizatorjev. V zadnji fazi se izvede frakcijska destilacija pri PAO-2, PAO-4, PAO-6 itd. Za zagotovitev zahtevanih lastnosti osnovnega motornega olja so izbrane ustrezne frakcije in polialfaolefini.

5. skupina . Kar zadeva peto skupino, so taka olja na osnovi estrov - estrov ali maščobnih kislin, to je spojin organskih kislin. Te spojine nastanejo s kemičnimi reakcijami med kislinami (običajno karboksilnimi kislinami) in alkoholi. Surovine za njihovo pridelavo so organske snovi - rastlinska olja (kokosovo olje, ogrščica). Tudi olja pete skupine so včasih narejena iz alkiliranih naftalenov. Pridobijo se z alkiliranjem naftalenov z olefini.

Kot lahko vidite, se tehnologija izdelave od skupine do skupine zaplete, kar pomeni, da postane dražja. Zato imajo mineralna olja nizko ceno, PAO-sintetična olja pa so draga. Pri izbiri motornega olja pa je treba upoštevati veliko različnih lastnosti, ne samo cene in vrste olja.

Zanimivo je, da olja, ki spadajo v peto skupino, vsebujejo polarizirane delce, ki so magnetni za kovinske dele motorja. Tako zagotavljajo najboljšo zaščito v primerjavi z drugimi olji. Poleg tega imajo zelo dobre detergentne lastnosti, zaradi katerih je količina detergentnih dodatkov čim manjša (ali preprosto odstranjena).

Olja na osnovi estrov (peta osnovna skupina) se uporabljajo v letalstvu, ker letala letijo na višinah, kjer je temperatura veliko nižja od tiste, ki je zabeležena celo na skrajnem severu.

Sodobne tehnologije omogočajo ustvarjanje popolnoma biološko razgradljivih estrskih olj, saj so omenjeni estri okolju prijazni izdelki in so lahko biološko razgradljivi. Zato so ta olja okolju prijazna. Zaradi visokih stroškov pa jih vozniki kmalu ne bodo mogli več uporabljati.

Proizvajalci baznih olj

Končano motorno olje je mešanica osnovnega olja in paketa dodatkov. Poleg tega je zanimivo, da na svetu obstaja le 5 podjetij, ki proizvajajo te iste dodatke - to so Lubrizol, Ethyl, Infineum, Afton in Chevron. Vsa znana in ne tako znana podjetja, ki sama proizvajajo mazalne tekočine, od njih kupujejo dodatke. Sčasoma se njihova sestava spreminja, spreminja, podjetja izvajajo raziskave na kemijskih področjih in poskušajo ne samo izboljšati učinkovitost olj, temveč jih tudi narediti okolju prijaznejša.

Kar zadeva proizvajalce baznih olj, jih dejansko ni toliko, predvsem pa gre za velika, svetovno znana podjetja, kot je ExonMobil, ki je po tem kazalniku na prvem mestu na svetu (približno 50% svetovnega obsega bazno olje četrte skupine, pa tudi velik delež v skupinah 2, 3 in 5). Poleg nje so na svetu tudi velike z lastnim raziskovalnim centrom. Poleg tega je njihova proizvodnja razdeljena na prej omenjenih pet skupin. Na primer, takšni "kiti", kot so ExxonMobil, Castrol in Shell, ne proizvajajo baznih olj prve skupine, ker so "v okvari".

Tržni delež proizvajalcev baznega olja

Proizvajalci baznih olj po skupinah
jaz II III IV V
Lukoil (Ruska federacija) Exxon Mobil (EHC) Petronas (ETRO) ExxonMobil Inolex
Skupaj (Francija) Chevron ExxonMobil (VISOM) Idemitsu Kosan Co Exxon Mobil
Kuwait Petroleum (Kuvajt) Excell Paralubes Olje Neste (Nexbase) INEOS DOL
Neste (Finska) Ergon Repsol YPF Chemtura BASF
SK (Južna Koreja) Motiva Shell (Shell XHVI in GTL) Chevron Phillips Chemtura
Petronas (Malezija) Suncor Petro-Kanada British Petroleum (Burmah-Castrol) INEOS
GS Caltex (Kixx LUBO)

Lukoil

Hatco
SK Maziva Nyco america
Petronas Afton
H&R Chempharm GmbH Croda
Eni Synester
Motiva

Našteta osnovna olja so najprej razdeljena na viskoznost. In vsaka od skupin ima svoje oznake:

  • Prva skupina: SN-80, SN-150, SN-400, SN-500, SN-600, SN-650, SN-1200 in tako naprej.
  • Druga skupina: 70N, 100N, 150N, 500N (čeprav se vrednost viskoznosti lahko razlikuje od proizvajalca do proizvajalca).
  • Tretja skupina: 60R, 100R, 150R, 220R, 600R (tukaj se lahko tudi številke razlikujejo glede na proizvajalca).

Sestava motornih olj

Glede na to, kakšne lastnosti mora imeti končno avtomobilsko motorno olje, vsak proizvajalec izbere svojo sestavo in razmerje sestavnih snovi. Na primer, polsintetično olje je običajno sestavljeno iz približno 70% mineralnega baznega olja (1 ali 2 skupini) ali 30% hidrokrekiranega sintetičnega olja (včasih 80% in 20%). Sledi "igra" z dodatki (so antioksidanti, penječi, antifrikci, zgoščevalci, dispergiranci, detergenti, disperzanti, modifikatorji trenja), ki jih dodamo nastali mešanici. Aditivi so običajno slabe kakovosti, zato končni izdelek nima dobrih lastnosti in se lahko uporablja v proračunskih in / ali starih strojih.

Sestava motornega olja

Sintetične in polsintetične formulacije na osnovi baznih olj skupine 3 so danes najpogostejše na svetu. Imajo angleško oznako Semi Syntetic. Njihova tehnologija izdelave je podobna. Sestavljeni so iz približno 80% baznega olja (pogosto se mešajo različne skupine baznega olja) in dodatka. Včasih se dodajo regulatorji viskoznosti.

Sintetična olja na osnovi skupine 4 so že prava "sintetika" Full Syntetic na osnovi polialfaolefonov. Imajo zelo visoko zmogljivost in dolgo življenjsko dobo, vendar so zelo dragi. Kar zadeva redka estrska motorna olja, so sestavljena iz mešanice baznih olj iz 3 in 4 skupin ter z dodatkom estrske komponente v volumetrični količini od 5 do 30%.

V zadnjem času obstajajo "ljudski obrtniki", ki motornemu olju avtomobila dodajo približno 10% končne estrske komponente, da bi menda povečali njegove lastnosti. Tega ne bi smeli početi! To bo spremenilo viskoznost in lahko privede do nepredvidljivih rezultatov.

Tehnologija izdelave končnega motornega olja ni le mešanica posameznih komponent, zlasti osnove in dodatkov. Dejansko to mešanje poteka postopoma, pri različnih temperaturah, v različnih intervalih. Zato morate za njegovo izdelavo imeti informacije o tehnologiji in ustrezni opremi.

Večina sedanjih podjetij, ki imajo takšno opremo, proizvajajo motorna olja z razvojem glavnih proizvajalcev baznih olj in proizvajalcev dodatkov, zato lahko pogosto najdete izjavo, da se proizvajalci iz nas norčujejo in pravzaprav so vsa olja enako.