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一、潤滑油技術現(xiàn)狀
1、我國潤滑油現(xiàn)狀
潤滑油加氫技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展，一方面如加氫處理、加氫補充精制、臨氫降凝等技術已成熟并有新的進步，另一方面異構(gòu)降凝等新技術日益得到應用。采用加氫新技術生產(chǎn)的基礎油質(zhì)量已接近或達到PAO合成潤滑油的性能而占有明顯的價格優(yōu)勢，為適應汽車工業(yè)與其他工業(yè)技術高速發(fā)展與更新?lián)Q代打下牢固的基礎。因此加氫工藝在潤滑油生產(chǎn)中將起到巨大的作用。
石油化工科學研究院RIPP根據(jù)原油組成的不同，開發(fā)出一系列潤滑油加氫新工藝，為我國煉油企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的潤滑油基礎油提供了強有力的技術支持。
對于潤滑油高壓加氫工藝，環(huán)烷基原油是世界各類原油中最高貴的資源之一，其儲量僅占原油總儲量的2.2%。目前世界上只有美國、委內(nèi)瑞拉和中國擁有環(huán)烷基原油資源。因此如何更加合理利用有限的環(huán)烷基原油資源，是煉油界關心的重要課題之一。從環(huán)烷基原油的特點看，其潤滑油餾分的化學組成以環(huán)烷烴、芳烴為主，直鏈石蠟烴少，凝點較低，是生產(chǎn)電氣用油、冷凍機油的良好原料，同時也適宜于生產(chǎn)白油、化妝品用油以及特殊工藝用油。針對石蠟烴含量少的環(huán)烷基原料的特點，采用催化脫蠟技術生產(chǎn)高質(zhì)量的環(huán)烷基潤滑油有利于資源的合理配制，具有很好的經(jīng)濟效益與社會效益。
克拉瑪依石化廠采用RIPP開發(fā)的全氫型高壓加氫組合工藝，建成了30萬噸/年潤滑油高壓加氫裝置，2000年10月高壓加氫裝置投入運轉(zhuǎn)。表1、2是工廠加工的原料油與所得基礎油的性質(zhì)，從性質(zhì)可以看出，在生產(chǎn)期間，各線主產(chǎn)品顏色水白，低溫流動性好，各項指標都達到要求。
表1 原料油性質(zhì)
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原料油 運動粘度mm2/s 粘度指數(shù) 凝點 ℃ 氮含量μg/g
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100℃ 40℃
減二線油 — 64.49 — -21 516
減三線油 12.6 264.3 -43 -20 1065
輕脫瀝青油 57.8 2295 50 -8 1862
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表2 加氫后各線潤滑油基礎油的性質(zhì)
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原料油 運動粘度mm2/s 粘度指數(shù) 傾點
℃ 硫含量μg/g 氮含量μg/g 色度
號 紫外吸收度260nm
100℃ 40℃
減二線油 48.28 5.725 — -36 18 〈5 〈0.5 —
減三線油 177.4 10.99 — -21 9 〈5 〈0.5 0.12
輕脫瀝青油 475.4 29.71 90 -21 17 〈5 〈0.5 —
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進入21世紀，隨著環(huán)保與機械工業(yè)的發(fā)展，對潤滑油產(chǎn)品質(zhì)量提出了更加苛刻的要求。潤滑油要有高的抗氧化安定性、更好的粘溫性、好的低溫流動性以及優(yōu)良的剪切穩(wěn)定性與抗磨性，依靠調(diào)整添加劑配方來提高潤滑油使用性能的辦法已無法達到要求，這就對潤滑油基礎油質(zhì)量提出了更高的要求。采用傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)的礦物潤滑油質(zhì)量很難有進一步的提高。另外，世界范圍內(nèi)適合生產(chǎn)潤滑油的原油資源日益減少，潤滑油生產(chǎn)必須面隊劣質(zhì)的重質(zhì)原油，這對于傳統(tǒng)加工工藝也是一道難題。
2、中國潤滑油生產(chǎn)面臨的大環(huán)境
2．1 嚴格的環(huán)保要求
國家環(huán)保局公告，機動車輛排放標準2004年將執(zhí)行歐II標準2007年開始執(zhí)行歐III標準。隨著中國環(huán)保概念的加強，環(huán)保法規(guī)將會健全起來�？梢詳喽�，執(zhí)行歐II、歐III排放標準的承諾必將使汽車和設備制造商改進自己的設計，生產(chǎn)出符合環(huán)保要求的產(chǎn)品，而現(xiàn)有的車輛和設備也將無法進行必要的更改，使之達到環(huán)保的要求。無論是生產(chǎn)還是改進，這些符合環(huán)保要求的汽車發(fā)動機與設備都將對潤滑油性能提出要求，因此潤滑油產(chǎn)品的標準也將隨之發(fā)展。
車輛和機械在節(jié)能、環(huán)保方面的要求在不斷提高，其所用的潤滑油必然要求滿足使用要求。因此，節(jié)能環(huán)保性潤滑油已成為潤滑油的發(fā)展方向。發(fā)達國家的潤滑油產(chǎn)品標準更新更快，節(jié)能排放效果顯著。與此同時，綠色潤滑劑，即可生物降解的潤滑劑在這些國家已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)潤滑油和二沖程發(fā)動機油。
中國由于經(jīng)濟發(fā)展不平衡，在今后的一段時期內(nèi)，還會存在高、中、低檔潤滑油并存現(xiàn)象。隨著人們環(huán)保意識的提高，以及政府環(huán)保法規(guī)的制約，環(huán)保概念的潤滑油規(guī)格標準將成為潤滑油產(chǎn)品的熱點和重點問題
21世紀是清潔的時代，廢氣排放必須達到超低排放或零排放，汽車及其他用油機具除使用清潔燃料外，還要求潤滑油必須清潔、高質(zhì)量。潤滑油質(zhì)量需隨著日益嚴格的環(huán)保要求而不斷提高。
美國是世界上控制汽車廢氣排放最嚴格的國家。早在20世紀 60年代，美國就提出了汽車排放要求，那時汽油車使用SC／SD級汽油機油，柴油車以CC級柴油機油為主。到20世紀90年代初，美國通過“清潔空氣法”修正案，要求廢氣排放比80年代初降低40％，出現(xiàn)了SH／GF-1汽油機油、CF-4柴油機油。為滿足排放進一步降低30％的嚴格要求，2000年美國發(fā)表了SL／GF-3汽油機油最新規(guī)格，而柴油機油則在1998年就推出了CH-4規(guī)格。為滿足2004年新的排放標準，未來汽油機油將達到“SM”／GF- 4標準，而柴油機油2001年將達到新的規(guī)格PC-9。
歐洲汽車排放要求與美國逐漸趨于相近。歐洲柴油汽車(尤其是柴油轎車)數(shù)量多，對柴油車排出的氮氧化物(NO，)和顆粒物控制較嚴。歐洲從20世紀90年代初實行歐I排放標準，到2000年實行歐Ⅲ標準，柴油機油規(guī)格已從CCMC D4／D5發(fā)展到ACEA E4-98／E5。隨著2005年歐Ⅳ排放標準的執(zhí)行，當更高級別的柴油機油被使用時，還要求油品具有低硫、低磷和低灰分的特點。
國外日益苛刻的環(huán)境要求和潤滑油的發(fā)展對我國潤滑油工業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)。目前潤滑油市場雖有國內(nèi)名牌，但也有一些民營企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品，甚至還有一些雜牌潤滑油。國產(chǎn)品牌潤滑油的中高檔油比例少，而且質(zhì)量檔次跨度較大。以汽油機為例，既有低檔次的SC級油品，也有高檔次的SJ級油品。我國頒布了新的汽車排放標準，擬訂了執(zhí)行歐Ⅱ、歐Ⅲ標準的時間，這將大大推動我國潤滑油質(zhì)量的提高。
2.2 汽車工業(yè)發(fā)展的要求
目前，我國汽車產(chǎn)量已達206萬輛，汽車保有量已超過1600萬輛，其中轎車和微型車約占40％以上。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，到2005年，預計我國汽車產(chǎn)量可能達到320萬輛左右，其中普通經(jīng)濟性轎車將成為市場主導產(chǎn)品。到2005年，預計轎車產(chǎn)量將提高到占總產(chǎn)量的35％以上，汽車保有量將達2500萬輛左右，轎車和微型汽車的比例將上升到50％左右。為滿足法規(guī)要求的排放標準，未來汽車均采用電控燃油噴射技術，廣泛安裝催化轉(zhuǎn)化器，柴油車還要安裝顆粒物過濾器。汽車技術的發(fā)展對車用潤滑油發(fā)展提出了新的更高要求：
一是高檔潤滑油需求量增加，級別不斷提高。
二是為防止催化轉(zhuǎn)化器催化劑中毒，潤滑油必須低磷、低硫、低灰分。
三是提高汽油機油和柴油機油的高溫抗氧化性能、清凈性和分散性。
四是適應汽車節(jié)能要求，使用多級油。
五是適應車輛齒輪油和自動傳動液的新要求。
六是開發(fā)清潔燃料發(fā)動機油。清潔燃料發(fā)動機油在使用性能上除具備汽、柴油機油的清凈性和分散性，抗氧、抗腐蝕外，還需具有更好的抗磨損性。醇類燃料發(fā)動機油還要具有良好的酸中和能力。
二、潤滑油發(fā)展趨勢
1、潤滑油技術趨勢
1.1 加氫技術生產(chǎn)潤滑油基礎油
目前，世界潤滑油基礎油正由API Ⅰ類向APIⅡ／Ⅲ類轉(zhuǎn)變，基礎油生產(chǎn)正向加氫技術發(fā)展。加氫技術生產(chǎn)的潤滑油基礎油，硫、氮及芳烴含量低，黏度指數(shù)高，熱氧化安定性好，揮發(fā)性低，換油期長。國外已工業(yè)化普遍應用的基礎油加氫技術有雪佛龍公司的加氫裂化—異構(gòu)脫蠟(1DW)技術，�？松梨诠镜募託涮幚硪患託洚悩�(gòu)化和加氫裂化—選擇性脫蠟(MSDW)技術及英荷殼牌公司的加氫裂化—加氫異構(gòu)化生產(chǎn)超高黏度指數(shù)(XHVI)基礎油技術。
國外已有10多套加氫工業(yè)裝置投入運行，主要有：美國第二大基礎油廠——Excel Paralubes采用UOP的加氫裂化和雪佛龍公司的異構(gòu)脫蠟技術生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)基礎油；雪佛龍公司的Richmond煉廠潤滑油加氫裝置應用自行開發(fā)的異構(gòu)脫蠟技術生產(chǎn)APIⅡ／Ⅲ類基礎油；埃克森美孚公司在Baytown煉廠的最大的石蠟基基礎油生產(chǎn)裝置，以及在新加坡的 Jurong煉廠生產(chǎn)APIⅡ類輕、重中性油。
世界潤滑油加氫基礎油需求逐步增長，加氫技術發(fā)展迅速。預計到2005年，全球加氫基礎油量將占基礎油總量的10％左右。
我國潤滑油加氫處理技術的應用始于上世紀90年代初，目前建成投產(chǎn)的裝置有：蘭州石化公司煉油廠生產(chǎn)很高黏度指數(shù)(VHVI)基礎油的加氫處理裝置；大慶煉化公司煉油廠生產(chǎn)高黏度指數(shù)基礎油的加氫異構(gòu)脫蠟裝置；克拉瑪依煉油廠全氫型高壓加氫生產(chǎn)低芳烴環(huán)烷基潤滑油工業(yè)裝置，荊門石化總廠潤滑油加氫改質(zhì)裝置。這些新建裝置生產(chǎn)的潤滑油，滿足了潤滑油市場對新一代高質(zhì)量潤滑油的需求。
1.2 生物技術在潤滑油（脂）中的應用
目前世界所需能源和有機化工原料大多來自石油、煤和天然氣，它們對社會進步和發(fā)展作出了巨大貢獻，但從長遠來看，并非是人類所能長期依賴的理想資源。未來人類能夠長期依賴的資源和能源應是儲量豐富、可再生的、對環(huán)境無污染。因此，與會專家普遍認為，以植物為主的生物資源將是人類未來的理想選擇。對于我國來說，發(fā)展生物柴油具有下列重大意義：生物柴油是保護環(huán)境防止大氣污染的超清潔柴油，還具有降低CO2排放減少溫室效應的特點；發(fā)展生物柴油有利于增產(chǎn)柴油，提高我國油品結(jié)構(gòu)的柴／汽比；生產(chǎn)生物柴油與煉制清潔石油柴油相比較，流程短、投資省、加工費用低；生產(chǎn)生物柴油的同時，副產(chǎn)高附加值甘油；從大豆油生產(chǎn)生物柴油時，還可綜合利用，制造可生物降解潤滑油、清潔溶劑、工業(yè)溶劑等。同時，發(fā)展生物柴油可以調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，為農(nóng)業(yè)發(fā)展開辟一條新路，并增加農(nóng)民收入。目前和今后我國仍需大量進口石油，而用植物油生產(chǎn)柴油，也為保障我國能源安全多開辟一條途徑。
生物技術在潤滑油(脂)中的應用生物技術用于研究開發(fā)可降解潤滑油(脂)始于20世紀70年代。綠色化學將使生物可降解潤滑油(脂)的發(fā)展在21世紀更為迅速。
目前，生物降解潤滑油(脂)研究領域有：生物降解液壓油、通用生物降解潤滑脂、生物降解潤滑油。
用于生物降解潤滑油(脂)的主要有植物油與合成脂類。目前植物油用得較多的是菜籽油、葵花籽油等；合成脂有醇與脂肪酸合成的多元醇酯、復合脂等。
可降解潤滑油(脂)無毒，具有良好的潤滑性和黏溫性能，黏度指數(shù)高，容易降解生成二氧化碳和水。
歐洲、美國和日本已開展了生物降解潤滑油(脂)的研究，一些著名廠家已陸續(xù)開發(fā)出了生物降解潤滑油(脂)，且有生物降解性能的評定方法。
在歐洲，生物降解潤滑劑已占7％左右，北歐一些國家還制定了法規(guī)，限制部分礦物潤滑油的使用，以推廣使用生物降解潤滑油(脂)。
國內(nèi)許多單位也相繼進行了生物降解潤滑油(脂)的研究。上海交通大學以開發(fā)生物降解潤滑油劑為目的，對綠色潤滑劑的基礎油進行了改性和氧化機理的研究，篩選得到了一些效果較好的抗氧添加劑，合成了幾個系列的極壓抗磨添加劑，并考察了它們的摩擦學性能，取得良好效果。生物技術在潤滑領域具有廣闊的應用前景。
1.3 納米材料與技術在潤滑油領域的應用
摩擦磨損是普遍存在的自然現(xiàn)象。摩擦損失了世界約三分之一的一次能源，磨損是造成材料與設備破壞和失效的三種最主要的形式之一，潤滑則是降低摩擦、減少或避免磨損的最有效技術。發(fā)展具有良好抗磨損性能、高承載能力、對磨損表面具有一定修復功能、對環(huán)境無污染或少污染的潤滑劑，是化學和材料科學及摩擦學的重要課題之一。
近年來，納米材料得到飛速發(fā)展，納米材料與技術在潤滑領域的應用得到了摩擦學科技工作者的高度重視。許多研究單位和高等院校先后進行了將納米材料用于潤滑油(脂)，以提高其抗磨損和抗極壓性能的研究。
中國科學院蘭州化學物理研究所用化學表面修飾方法制備納米顆粒，研究了納米顆粒在潤滑油中的減摩、抗磨及潤滑作用機理。研究表明，納米顆粒作為潤滑油(脂)添加劑具有一定的修復功能，而降低有機物修飾納米顆粒的成本，實現(xiàn)其規(guī)�；a(chǎn)，是納米材料在潤滑油(脂)中成功應用的基礎。
三、結(jié)論
在新世紀，中國潤滑油工業(yè)既面臨嚴峻挑戰(zhàn)，又存在良好的發(fā)展機遇。激烈的競爭將使中國的潤滑油市場充滿生機。從發(fā)展現(xiàn)狀看，我國潤滑油的國家及行業(yè)標準中的齒輪油和液壓油標準已達到國際先進水平，同時也能建立與國際先進水平要求相當?shù)呐_架性能評定項目。在內(nèi)燃機油規(guī)格方面，由于國際上內(nèi)燃機油更新?lián)Q代相當快，我國內(nèi)燃機的國家及行業(yè)標準與國外差距很大。如汽油機油，美國已發(fā)布SL／GF- 3規(guī)格要求，我國發(fā)表的標準最高級別為SF級，相差4個質(zhì)量規(guī)格檔次；美國的柴油機油已有CH-4規(guī)格，而我國柴油機油國家標準最高級別為CD級，也相差4個質(zhì)量規(guī)格檔次。美國API每提出一種新的等級質(zhì)量規(guī)格，就有對應的、新的臺架評定方法出現(xiàn)，規(guī)定標準與臺架評定是同步發(fā)展的。我國汽車引進車型有歐洲、美國及日本等的各種型號，它們施行的標準不盡相同，因此應根據(jù)我國國產(chǎn)及合資汽車發(fā)動機的特點，建立潤滑油臺架性能評定要求，推出適合我國具體情況的潤滑油規(guī)格，使我國內(nèi)燃機油標準隨著環(huán)保法規(guī)與發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的新要求而升級換代。我國潤滑油需求總量將平緩上升，高檔潤滑油增長速度較快。在車用潤滑油中，柴油機油的比例會因柴油車的發(fā)展而逐步提高。隨著發(fā)動機功率的不斷提高，燃料經(jīng)濟性將促使?jié)櫥筒粩嗌墦Q代，環(huán)境友好的要求將推動潤滑油更加清潔。
總之，未來的潤滑油，將面臨多方面的嚴峻挑戰(zhàn)。順應世界潮流，節(jié)能、低排放、無污染、長壽命將成為我國潤滑油發(fā)展的方向 | 
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