Grupuri de uleiuri de bază pentru producerea de ulei de motor Compoziție, caracteristici, ceea ce este mai bun

Uleiurile de bază pentru uleiurile de motor servesc drept bază, la care producătorii adaugă aditivii necesari pentru a le oferi proprietățile și caracteristicile dorite. Prin urmare, uleiurile de bază pot fi considerate ca un fel de „fundație” pe care se bazează în continuare toate caracteristicile uleiurilor de motor.

Conţinut:

  • Clasificarea și compoziția uleiului de bază
  • Cele mai bune uleiuri de bază
  • Obținerea bazei
  • Producători
  • Compoziția produsului final

Uleiuri de bază

Uleiurile de bază sunt împărțite în cinci grupe, care diferă între ele prin compoziția chimică și, prin urmare, prin proprietăți. Determină cum va fi uleiul de motor final pe rafturile magazinelor. Și cel mai interesant lucru este faptul că doar 15 companii mondiale de petrol sunt implicate în producția lor, precum și aditivii înșiși, în timp ce există mult mai multe mărci ale uleiului final. Și aici, cu siguranță, mulți au o întrebare logică: care este diferența dintre uleiuri și care este cea mai bună? Dar mai întâi, are sens să înțelegem clasificarea acestor compuși.

Grupuri de ulei de bază

Clasificarea uleiurilor de bază implică împărțirea lor în cinci grupe. Acest lucru este descris în apendicele E. API 1509.

Tabelul de clasificare a uleiului de bază API

Grup de ulei de bază Conținut de sulf,% Conținut de hidrocarburi saturate,% Indicele de viscozitate
Grupa I > 0,03 <90 80-120
Grupa a II-a ≤0,03 ≥90 80-120
Grupa a III-a ≤0,03 ≥90 > 120
Grupa a IV-a Olefine poli alfa
Grupa V Altele neincluse în grupele I-IV (alcooli și eteri complexi)

Uleiuri din grupa 1

Aceste compoziții sunt obținute prin purificarea produselor petroliere rămase după obținerea benzinei sau a altor combustibili și lubrifianți folosind reactivi chimici (solvenți). Se mai numesc uleiuri grosiere. Un dezavantaj semnificativ al acestor uleiuri este prezența unei cantități mari de sulf, mai mare de 0,03%. În ceea ce privește caracteristicile, astfel de formulări au indicatori slabi ai indicelui de vâscozitate (adică vâscozitatea este foarte dependentă de temperatură și poate funcționa în mod normal doar într-un interval îngust de temperatură). În prezent, grupa 1 de uleiuri de bază este considerată învechită și numai din ele se produce ulei de motor mineral. Indicele de vâscozitate al acestor uleiuri de bază este de 80 ... 120. Și intervalul de temperatură este de 0 ° C ... + 65 ° C. Singurul lor avantaj este prețul lor scăzut.

Uleiuri din grupa 2

Uleiurile de bază din grupa 2 sunt obținute printr-un proces chimic numit hidrocracare. Cealaltă denumire a acestora sunt uleiuri foarte rafinate. Este, de asemenea, purificarea produselor petroliere, cu toate acestea, folosind hidrogen și sub presiune ridicată (de fapt, procesul este în mai multe etape și complex). Rezultatul este un lichid aproape limpede, care este uleiul de bază. Conținutul său de sulf este mai mic de 0,03% și au proprietăți antioxidante. Datorită purității sale, durata de viață a uleiului de motor obținută pe baza sa este semnificativ crescută, iar depunerile și depunerile de carbon din motor sunt reduse. Pe baza uleiului de bază de hidrocracare, se realizează așa-numitele „HC-sintetice”, la care unii experți se referă ca semisintetice. Indicele de vâscozitate în acest caz este, de asemenea, în intervalul de la 80 la 120.Acest grup se numește abrevierea în limba engleză HVI (High Viscosity Index), care se traduce literalmente ca un indice de viscozitate ridicat.

Uleiuri de 3 grupe

Aceste uleiuri sunt obținute în același mod ca și cele precedente, din produse petroliere. Cu toate acestea, caracteristicile grupului 3 sunt un indice de vâscozitate crescut, valoarea acestuia depășind 120. Cu cât acest indicator este mai mare, cu atât uleiul de motor rezultat poate funcționa într-un interval de temperatură mai larg, în special în condiții de îngheț sever. Adesea, uleiurile sintetice de motor sunt fabricate pe baza uleiurilor de bază din grupa 3. Conținutul de sulf de aici este mai mic de 0,03%, iar compoziția în sine constă din 90% din molecule stabile din punct de vedere chimic, saturate cu hidrogen. Celălalt nume al său este sintetic, dar de fapt nu este. Numele grupului sună uneori ca VHVI (Very High Viscosity Index), care se traduce ca un indice de viscozitate foarte mare.

Uneori grupul 3+ este separat separat, baza pentru care nu se obține din petrol, ci din gaz natural. Tehnologia pentru crearea sa se numește GTL (gaz-în-lichide), adică conversia gazului în hidrocarburi lichide. Rezultatul este un ulei de bază foarte pur, asemănător apei. Moleculele sale au legături puternice, care sunt rezistente la condiții agresive. Uleiurile create pe o astfel de bază sunt considerate complet sintetice, în ciuda faptului că hidrocracarea este utilizată în procesul de creare a acestora.

Materiile prime din grupa a 3-a sunt excelente pentru dezvoltarea formulărilor de uleiuri de motor universale, sintetice și economice de combustibil, între 5W-20 și 10W-40.

4 uleiuri de grup

Aceste uleiuri sunt create pe baza de polialfaolefine și stau la baza așa-numitelor „sintetice reale”, care se distinge prin calitatea sa înaltă. Acesta este așa-numitul ulei de bază de polialfaolefină. Este produs folosind sinteza chimică. Cu toate acestea, o caracteristică a uleiurilor de motor obținute pe o astfel de bază este costul ridicat al acestora, prin urmare sunt adesea utilizate numai în mașinile sport și în mașinile premium.

5 uleiuri de grup

Există tipuri separate de uleiuri de bază, care includ toate celelalte formulări care nu sunt incluse în cele patru grupe enumerate mai sus (aproximativ vorbind, aceasta include toate formulările de lubrifiere, chiar și fără legătură cu echipamentele auto, care nu sunt incluse în primele patru). În special, silicon, ester fosfat, polialchilen glicol (PAG), poliesteri, bio-lubrifianți, vaselină și uleiuri albe etc. Ele sunt, de fapt, aditivi la alte formulări. De exemplu, esterii sunt utilizați ca aditivi pentru uleiurile de bază pentru a îmbunătăți performanța. Astfel, un amestec de ulei esențial și polialfaolefine funcționează în mod normal la temperaturi ridicate, oferind astfel o detergență crescută a uleiului și creșterea duratei sale de funcționare. Un alt nume pentru astfel de formulări este uleiurile esențiale. În prezent, acestea sunt de cea mai înaltă calitate și de cea mai înaltă performanță.Acestea includ uleiurile esterice, care, totuși, sunt produse în cantități foarte mici datorită costului ridicat (aproximativ 3% din producția mondială).

Astfel, caracteristicile uleiurilor de bază depind de modul în care sunt obținute. Și acest lucru, la rândul său, afectează calitatea și caracteristicile uleiurilor de motor gata făcute utilizate la motoarele auto. De asemenea, uleiurile obținute din petrol sunt influențate de compoziția sa chimică. La urma urmei, depinde de unde (în ce regiune de pe planetă) și de modul în care a fost produs petrolul.

Care sunt cele mai bune uleiuri de bază

Volatilitatea uleiului de bază conform Noack

Stabilitate la oxidare

Întrebarea care dintre uleiurile de bază sunt cele mai bune nu este pe deplin corectă, deoarece totul depinde de uleiul care trebuie obținut și utilizat în cele din urmă. Pentru majoritatea mașinilor bugetare, „semisinteticele”, create pe baza amestecului de uleiuri de 2, 3 și 4 grupuri, sunt destul de potrivite. Dacă vorbim despre „materiale sintetice” bune pentru mașinile străine premium scumpe, atunci este mai bine să cumpărați ulei pe baza grupei 4.

Până în 2006, producătorii de uleiuri de motor puteau fi numiți uleiuri „sintetice” obținute pe baza grupelor a patra și a cincea. Care sunt considerate cele mai bune uleiuri de bază. Cu toate acestea, în prezent este permis să se facă acest lucru chiar dacă a fost utilizat un ulei de bază din al doilea sau al treilea grup. Adică, doar compozițiile bazate pe primul grup de bază au rămas „minerale”.

Ce se întâmplă atunci când amestecăm specii

Se permite amestecarea uleiurilor de bază separate aparținând diferitelor grupuri. Deci, puteți ajusta caracteristicile formulărilor finale. De exemplu, dacă amestecați uleiuri de bază din 3 sau 4 grupe cu compoziții similare din grupa 2, veți obține „semisintetice” cu caracteristici de performanță crescute. Dacă uleiurile menționate sunt amestecate cu 1 grup, atunci veți obține și „semisintetice”, dar cu caracteristici deja mai mici, în special, conținut ridicat de sulf sau alte impurități (în funcție de compoziția specifică). Este interesant faptul că uleiurile din al cincilea grup în forma lor pură nu sunt utilizate ca bază. La acestea se adaugă compoziții din grupele a treia și / sau a patra. Acest lucru se datorează volatilității lor ridicate și costului ridicat.

O caracteristică distinctivă a uleiurilor pe bază de PAO este că este imposibil să se realizeze o compoziție 100% PAO. Motivul constă în solubilitatea lor foarte slabă. Și este necesară dizolvarea aditivilor care se adaugă în timpul procesului de fabricație. Prin urmare, o anumită sumă de fonduri din grupurile inferioare (al treilea și / sau al patrulea) se adaugă întotdeauna la uleiurile PAO.

Structura legăturilor moleculare din uleiurile aparținând diferitelor grupuri este diferită. Deci, în grupuri scăzute (primul, al doilea, adică uleiurile minerale) lanțurile moleculare sunt similare cu o coroană ramificată a unui copac cu o grămadă de ramuri „strâmbe”. Este mai ușor ca această formă să se înfășoare într-o minge, care se întâmplă atunci când îngheață. În consecință, astfel de uleiuri vor îngheța la o temperatură mai ridicată. Dimpotrivă, în uleiurile cu grupuri înalte, lanțurile de hidrocarburi au o structură lungă și dreaptă și le este mai dificil să se „plieze”. Prin urmare, îngheață la temperaturi mai scăzute.

Producerea și primirea uleiurilor de bază

La fabricarea uleiurilor de bază moderne, indicele de vâscozitate, punctul de turnare, volatilitatea și stabilitatea la oxidare pot fi controlate independent. După cum sa menționat mai sus, uleiurile de bază sunt produse din ulei sau produse petroliere (de exemplu, păcură) și există, de asemenea, producție din gaze naturale prin conversie în hidrocarburi lichide.

Cum se face uleiul de bază al motorului

Uleiul în sine este un compus chimic complex, care include parafine saturate și naftene, olefine aromatice nesaturate și așa mai departe. Fiecare astfel de compus are proprietăți pozitive și negative.

În special, parafinele au o bună stabilitate la oxidare, dar la temperaturi scăzute sunt „zero”. Acizii naftenici formează un precipitat în ulei la temperaturi ridicate. Hidrocarburile aromatice afectează negativ stabilitatea oxidativă, precum și lubrifiantul. În plus, formează depuneri de lac.

Hidrocarburile nesaturate sunt instabile, adică își schimbă proprietățile în timp și la temperaturi diferite. Prin urmare, toate substanțele enumerate în uleiurile de bază trebuie eliminate. Și acest lucru se face în moduri diferite.

Numele substanței Indicele de viscozitate Comportament la temperatură scăzută Rezistența la oxidare
H-parafină Foarte mare, peste 175 Rău Bun
Cicloparafine cu un inel și lanțuri lungi Bine, aproximativ 130 In medie In medie
Naftene policondensate Scăzut, aproximativ 60 In medie In medie
Compuși monoaromatici cu lanț lung Scăzut, aproximativ 60 In medie In medie
Compuși poliaromatici Foarte scăzut, aproape de zero Bun Foarte rău
Izoparafine cu lanț foarte ramificat (PAO) Bine, peste 130 Excelent Excelent

Metanul este un gaz natural care nu are nici culoare, nici miros, este cea mai simplă hidrocarbură formată din alcani și parafine. Alcanii, care stau la baza acestui gaz, spre deosebire de petrol, au legături moleculare puternice și, ca urmare, sunt rezistenți la reacții cu sulf și alcali, nu formează precipitații și depozite de lac, dar se pretează la oxidare la 200 ° C

Principala dificultate rezidă tocmai în sinteza hidrocarburilor lichide, dar procesul final în sine este hidrocracarea, unde lanțurile lungi de hidrocarburi sunt separate în fracții diferite, dintre care una este un ulei de bază complet transparent, fără cenușă sulfatată. Puritatea uleiului este de 99,5%.

Rapoartele de vâscozitate sunt semnificativ mai mari decât cele obținute din PAO și sunt utilizate pentru a produce uleiuri auto cu durată lungă de viață. Acest ulei are o volatilitate foarte scăzută și o stabilitate excelentă atât la temperaturi foarte ridicate, cât și la temperaturi extrem de scăzute.

Producția de ulei de bază

Producția de ulei de bază

Să luăm în considerare mai detaliat uleiurile fiecărui grup enumerate mai sus, cum diferă în ceea ce privește tehnologia lor de producție.

Grupa 1 . Acestea sunt obținute din ulei pur sau alte materiale uleioase (deseori deseuri de produse la fabricarea benzinei și a altor combustibili și lubrifianți) prin rafinare selectivă. Pentru aceasta, se folosește unul dintre cele trei elemente - lut, acid sulfuric și solvenți.

Deci, cu ajutorul argilei, scapă de compușii de azot și sulf. Acidul sulfuric în combinație cu impuritățile oferă un nămol de nămol. Iar solvenții îndepărtează parafina și aromele. Solvenții sunt folosiți cel mai adesea deoarece sunt cei mai eficienți.

Grupa 2 . Aici tehnologia este similară, dar este completată de o purificare foarte rafinată cu elemente cu un conținut scăzut de compuși aromatici și parafine. Aceasta crește stabilitatea oxidativă.

Grupa 3 . Uleiurile de bază ale celui de-al treilea grup în etapa inițială sunt obținute ca și uleiurile din al doilea. Cu toate acestea, caracteristica lor este procesul de hidrocracare. În acest caz, hidrocarburile petroliere suferă hidrogenare și fisurare.

În procesul de hidrogenare, hidrocarburile aromatice sunt îndepărtate din ulei (ele formează ulterior depozite de lac și depozite de carbon în motor). De asemenea, elimină sulful, azotul și compușii lor chimici. Urmează etapa crăparii catalitice, în care hidrocarburile parafinice sunt împărțite și „pufosite”, adică are loc procesul de izomerizare. Datorită acestui fapt, se obțin legături moleculare liniare. Compușii dăunători ai sulfului, azotului și a altor elemente rămase în ulei sunt neutralizați prin adăugarea de aditivi.

Grupa 3+ . Astfel de uleiuri de bază sunt produse prin metoda de hidrocracare însăși, numai materii prime care pot fi separate, nu țiței, ci hidrocarburi lichide sintetizate din gaze naturale. Gazul poate fi sintetizat pentru a obține hidrocarburi lichide în conformitate cu tehnologia Fischer-Tropsch dezvoltată în anii 1920, dar în același timp folosind un catalizator special. Producția produsului necesar a început abia la sfârșitul anului 2011 la uzina Pearl GTL Shell împreună cu Qatar Petroleum.

Producția unui astfel de ulei de bază începe cu furnizarea de gaze și oxigen către instalație. Apoi, etapa de gazificare începe cu producerea gazului de sinteză, care este un amestec de monoxid de carbon și hidrogen. Apoi are loc sinteza hidrocarburilor lichide. Și deja un proces suplimentar în lanțul GTL este hidrocracarea masei de ceară transparente rezultate.

Procesul de conversie gaz-lichid produce un ulei de bază limpede ca cristalul, care este practic lipsit de impuritățile găsite în țițeiul. Cel mai important reprezentant al acestor uleiuri, realizate folosind tehnologia PurePlus, sunt uleiurile de motor Shell Helix Ultra, Pennzoil Ultra și Platinum Full Synthetic.

Grupa 4 . Rolul bazei sintetice pentru astfel de compoziții este jucat de polialfaolefinele (PAO) deja menționate. Sunt hidrocarburi cu o lungime a lanțului de aproximativ 10 ... 12 atomi. Acestea sunt obținute prin polimerizarea (combinarea) așa-numiților monomeri (hidrocarburi scurte cu o lungime de 5 ... 6 atomi. Și materiile prime pentru acest lucru sunt gazele de petrol butilenă și etilenă (un alt nume pentru moleculele lungi - deceni). Acest proces seamănă cu „reticulare” pe mașini chimice speciale Se compune din mai multe etape.

În prima etapă, oligomerizarea decenică pentru a obține alfa olefină liniară. Procesul de oligomerizare are loc în prezența catalizatorilor, temperatură ridicată și presiune ridicată. A doua etapă este polimerizarea alfa olefinelor liniare, care are ca rezultat PAO-urile dorite. Acest proces de polimerizare are loc la presiune scăzută și în prezența catalizatorilor organometalici. În etapa finală, distilarea fracționată se efectuează la PAO-2, PAO-4, PAO-6 și așa mai departe. Pentru a asigura caracteristicile necesare ale uleiului de bază pentru motor, sunt selectate fracțiile și polialfaolefinele corespunzătoare.

Grupa 5 . În ceea ce privește cea de-a cincea grupă, astfel de uleiuri se bazează pe esteri - esteri sau acizi grași, adică compuși acizi organici. Acești compuși se formează prin reacții chimice între acizi (de obicei acizi carboxilici) și alcooli. Materiile prime pentru producția lor sunt materiale organice - uleiuri vegetale (nucă de cocos, rapiță). De asemenea, uneori uleiurile din grupa a cincea sunt fabricate din naftalene alchilate. Se obțin prin alchilarea naftalenelor cu olefine.

După cum puteți vedea, tehnologia de fabricație devine mai complicată de la grup la grup, ceea ce înseamnă că devine mai scumpă. De aceea uleiurile minerale au un preț scăzut, iar uleiurile sintetice PAO sunt scumpe. Cu toate acestea, există multe caracteristici diferite de luat în considerare atunci când alegeți un ulei de motor, nu doar prețul și tipul de ulei.

Interesant este că uleiurile aparținând celui de-al cincilea grup conțin particule polarizate care sunt magnetice pentru părțile metalice ale motorului. Astfel, acestea oferă cea mai bună protecție în comparație cu alte uleiuri. În plus, au proprietăți foarte bune de detergent, datorită cărora cantitatea de aditivi detergenți este minimizată (sau pur și simplu eliminată).

Uleiurile pe bază de esteri (al cincilea grup de bază) sunt utilizate în aviație, deoarece avioanele zboară la altitudini unde temperatura este mult mai mică decât cea înregistrată chiar și în nordul îndepărtat.

Tehnologiile moderne fac posibilă crearea uleiurilor esterice complet biodegradabile, deoarece esterii menționați anterior sunt produse ecologice și sunt ușor biodegradabile. Prin urmare, aceste uleiuri sunt ecologice. Cu toate acestea, datorită costului ridicat al acestora, șoferii nu le vor putea folosi peste tot în curând.

Producători de ulei de bază

Uleiul de motor finit este un amestec de ulei de bază și un pachet de aditivi. Mai mult, este interesant faptul că există doar 5 companii în lume care produc aceiași aditivi - aceștia sunt Lubrizol, Ethyl, Infineum, Afton și Chevron. Toate companiile cunoscute și nu atât de renumite care produc propriile lor fluide lubrifiante cumpără aditivi de la ei. În timp, compoziția lor se modifică, se modifică, companiile efectuează cercetări în domeniile chimice și încearcă nu numai să îmbunătățească performanța uleiurilor, ci și să le facă mai ecologice.

În ceea ce privește producătorii de uleiuri de bază, nu există de fapt atât de mulți dintre aceștia și în principal aceștia sunt companii mari, renumite la nivel mondial, precum ExonMobil, care ocupă primul loc în lume în acest indicator (aproximativ 50% din volumul mondial de ulei de bază din grupa a patra, precum și o pondere mare în grupele 2, 3 și 5). Pe lângă ea, există și mari în lume, cu propriul centru de cercetare. Mai mult, producția lor este împărțită în cele cinci grupuri menționate anterior. De exemplu, astfel de „balene” precum ExxonMobil, Castrol și Shell nu produc uleiuri de bază din primul grup, deoarece sunt „defecte”.

Cota de piață a producătorilor de ulei de bază

Producători de ulei de bază pe grupe
Eu II III IV V
Lukoil (Federația Rusă) Exxon Mobil (EHC) Petronas (ETRO) ExxonMobil Inolex
Total (Franța) Chevron ExxonMobil (VISOM) Idemitsu Kosan Co Exxon Mobil
Kuweit Petroleum (Kuweit) Excell Paralubes Neste Oil (Nexbase) INEOS DOW
Neste (Finlanda) Ergon Repsol YPF Chemtura BASF
SK (Coreea de Sud) Motiva Shell (Shell XHVI și GTL) Chevron Phillips Chemtura
Petronas (Malaezia) Suncor Petro-Canada British Petroleum (Birmania-Castrol) INEOS
GS Caltex (Kixx LUBO)

Lukoil

Hatco
Lubrifianți SK Nyco America
Petronas Afton
H&R Chempharm GmbH Croda
Eni Sinester
Motiva

Uleiurile de bază enumerate sunt inițial împărțite la viscozitate. Și fiecare dintre grupuri are propriile denumiri:

  • Primul grup: SN-80, SN-150, SN-400, SN-500, SN-600, SN-650, SN-1200 și așa mai departe.
  • Al doilea grup: 70N, 100N, 150N, 500N (deși valoarea vâscozității poate diferi de la producător la producător).
  • Al treilea grup: 60R, 100R, 150R, 220R, 600R (aici și numerele pot diferi în funcție de producător).

Compoziția uleiurilor de motor

În funcție de caracteristicile pe care ar trebui să le aibă uleiul de motor pentru automobile, fiecare producător își alege compoziția și raportul substanțelor sale componente. De exemplu, un ulei semisintetic constă de obicei din aproximativ 70% ulei mineral de bază (1 sau 2 grupe) sau 30% sintetic hidrocrapat (uneori 80% și 20%). Urmează „jocul” cu aditivi (sunt antioxidanți, antiespumant, antifricțiune, îngroșare, dispersie, detergent, dispersant, modificatori de frecare), care se adaugă amestecului rezultat. Aditivii sunt de obicei de calitate slabă, prin urmare produsul finit rezultat nu are caracteristici bune și poate fi utilizat în mașini bugetare și / sau vechi.

Compoziția uleiului de motor

Formulările sintetice și semisintetice bazate pe uleiurile de bază din grupa 3 sunt cele mai comune în lume astăzi. Au denumirea engleză Semi Syntetic. Tehnologia lor de fabricație este similară. Acestea constau din aproximativ 80% ulei de bază (adesea diferite grupuri de uleiuri de bază sunt amestecate) și un aditiv. Uneori se adaugă regulatoare de vâscozitate.

Uleiurile sintetice bazate pe baza grupei 4 sunt deja adevărate sintetice "sintetice" complete, pe bază de polialfaolefone. Au performanțe foarte ridicate și o durată de viață lungă, dar sunt foarte scumpe. În ceea ce privește uleiurile rare de motor ester, acestea constau dintr-un amestec de uleiuri de bază din 3 și 4 grupuri și cu adăugarea unui component ester într-o cantitate volumetrică de 5 până la 30%.

Recent, există „meșteri populari” care adaugă aproximativ 10% din componenta esteră finală la uleiul de motor al mașinii pentru a-și spori caracteristicile. Nu ar trebui să facă asta! Acest lucru va modifica vâscozitatea și poate duce la rezultate imprevizibile.

Tehnologia pentru fabricarea unui ulei de motor finit nu este doar un amestec de componente individuale, în special o bază și aditivi. De fapt, acest amestec are loc în etape, la temperaturi diferite, la intervale diferite. Prin urmare, pentru producția sa, trebuie să aveți informații despre tehnologie și echipamentul adecvat.

Majoritatea companiilor actuale, având astfel de echipamente, produc uleiuri de motor folosind evoluțiile principalii producători de producători de uleiuri de bază și aditivi, așa că de multe ori puteți găsi afirmația că producătorii ne fac de râs și de fapt toate uleiurile sunt la fel.