Базовые основы минеральных и синтетических масел.

Моторное масло состоит из основы (базового масла) и пакета присадок, которые призваны разнообразить его качество и свойства. По происхождению базового масла моторное масло может быть нефтяным (минеральным)  или синтетическим. Химический состав минеральной основы зависит от качества нефти в пределах выкипания отбираемых масленых фракций, а также от методов и степени их очистки.

При перегонке мазута из него выделяются фракции низкой вязкости, которые называются дистиллятами. Основы повышенной вязкости получают соответственно из гудрона. Для получения базового масла с заданным уровнем вязкости дистиллятные и остаточные основы смешивают в определенных пропорциях.

Синтетические масла. Современные двигатели требуют масел с такими свойствами, которые существующая технология переработки нефти обеспечить не может. В связи с этим в настоящее время активно развиваются технологии создания смазочных материалов на синтетической основе, способных успешно работать в экстремальных условиях и удовлетворять постоянно возрастающие требования двигателям по экономичности и экологичности.

Синтетические масла выполняют те же функции, что и минеральные, но делают это на более высоком качественном уровне. Синтетические масла получают путем химического синтеза, процессы синтеза позволяют создать из простых соединений  соединения определенного состава с заранее заданными свойствами, которые диктуются конкретными условиями применения.  

Синтетические масла обладают удачными вязкостно-температурными характеристиками. Одно из основных преимуществ синтетических масел – гораздо более низкая, чем у минеральных, температура застывания (50-60°С) и очень высокий индекс вязкости (относительно небольшое изменение вязкости в зависимости от изменения температуры), что облегчает запуск двигателя в морозную погоду. Синтетические масла имеют высокую вязкость при работах при температуре свыше 100°С – благодаря этому масленая пленка, разделяющая поверхности трения не разрушается в экстремальных температурных режимах.

 Высокая термоокислительная стабильность синтетических масел, то есть их малая склонность к образованию нагаров и лаков обуславливается однородным химическим составом синтетического масла. Для синтетического масла характерно снижение расхода топлива до 5%, что обусловленно более оптимальными условиями трения при работе двигателя. Кром того синтетические масла требуют введения минимального количества загущающих присадок, следовательно эти масла очень стойкие и стабильные, так как в первую очередь разрушаются именно присадки.

Синтетические масла способствуют снижению общих механических потерь в двигателе и уменьшение износа деталей. Кроме того ресурс синтетических масел в 5 раз больше, чем у минеральных.

Основным фактором ограничивающим применение синтетических масел является их высокая стоимость, а также ограниченность возможностей производства. В связи с этим широкое распространение получили полусинтетические (частично ситетические) масла (25-30% синтетического масла в минеральном). Соответственно по качеству и цене полусинтетическое масло находится между синтетическим и минеральным. Эксплуатационные характеристики и цена масла зависят от количества синтетической составляющей.

Минеральные базовые масла. Технология производства базовых масел.

Производство большого количества разновидностей масел технически и экономически нецелесообразно.

Нефтяная промышленность выпускает ограниченное количество базовых масел, которые смешиваются между собой и с присадками на маслосмесительных заводах для получения товарных масел с необходимыми эксплуатационными свойствами.

Производство товарных масел состоит из двух стадий:

1.Производство базовых масел;

2.Смешение компонентов (компаундирование).

 Базовые масла различаются между собой вязкостью, химическим составом и другими свойствами.

Базовое масло – это основа товарного масла, готовая к смешению, но не содержащая присадок.

Сырьем для смазочных масел могут быть минеральные и синтетические базовые масла.

Химический состав минеральных масел зависит от химических свойств нефти, из которой изготовлено масло.

Химический состав синтетических масел зависит от исходного сырья и методов синтеза.

Технологическая схема производства базовых минеральных масел.

1.Атмосферная перегонка

Бензин

Керосин

Нефть                                            Д/Т

2.Вакуумная                Мазут                     Очистка

перегонка

Битум

При атмосферной перегонке отделяют легкокипящие фракции (светлые нефтепродукты) и атмосферный остаток (мазут), который служит сырьем для вакуумной перегонки при производстве масел.

Вакуумная перегонка атмосферного остатка осуществляется при более низкой температуре в вакууме, что позволяет перегнать вязкие продукты.

Получают вакуумные дистилляты с различной вязкостью и вакуумный остаток.

3.Очистка фракций вакуумной перегонки методами экстракции, при помощи которой растворителями отделяют нежелательные соединения

4.Депарафинизация

5.Другие технологические процессы улучшения качества базовых масел (очистка цианидами)

         Основные фракции вакуумной перегонки атмосферного остатка:

1.Легкое вакуумное масло (Ткип=300-400℃);

2.Тяжелое вакуумное масло (Ткип=350-420℃);

3.Остаточное масло (Ткип=420-490℃).

         Остаток после отделения дистиллятов называют гудроном или вакуумным остатком (Ткип ≥500°С). Он составляет около 20-30% от исходного сырья. Иногда остаточное масло не выделяется в отдельную фракцию, а производится из вакуумного остатка. Такое масло после процесса очистки называется осветленным остаточным маслом.

         По фракционному составу базовые масла делят на дистиллятные, компаундированные и остаточные. Дистиллятными маслами являются отдельные фракции или их смеси, компаундированные масла получаются смешением дистиллятов и остаточных масел. Остаточные масла обладают хорошими эксплуатационными и смазочными свойствами, их липкость и стойкость к окислению лучше, чем у дистиллятных масел. Из легких дистиллятов получают легкие индустриальные и трансформаторные масла. Из средних и тяжелых дистиллятов получают индустриальные и моторные масла, из компаунидированных и остаточных получают трансмиссионные масла.

Регинерированные масла

         Некоторые сорта базовых масел вырабатываются из отработанного масла и называются регинерированными.

         Отработанное масло поставляется на завод по регинериации, где из масла удаляют воду, присадки, продукты окисления и износа, а также механические примеси. Для этого сначала отгоняют летучие вещества при температуре до 250°С при атмосферном давлении. Далее масло обрабатывают серной кислотой, затем производят процесс нейтрализации. Обработанное таким образом масло перегоняют при пониженном давлении и получают 2-3 фракции с различной вязкостью, которые осветляют при очистке циолитами. В дальнейшем эти масла смешивают для получения необходимой вязкости, затем в них вводят присадки так же, как при производстве новых товарных масел. При тщательном соблюдении технологии качество масла после регинерации не отличается от нового масла.

         Регинерированное масло является менее стабильным и при работе его приходится чаще менять.