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最新形式润滑油参数的变革体

2014/11/7 19:57:58      点击:

  目前,我国黏度指数改进剂的生产量为29.6kt/a,占油品添加剂总量的22%.随着油品的快速发展,黏度指数改进剂也将会得到快速发展。

  黏度指数改进剂的生产厂家产品生产厂备注聚异丁烯(PIB)中国石油锦州石化公司添加剂厂大庆石化总厂化纤厂聚甲基丙烯酸酯(PMA)上海高桥石化公司炼油厂乙丙共聚物(OCP)兰州化学工业公司中国石化茂名分公司上海高桥石化公司炼油厂生产能力为1500t/a,1998年底投产兰州炼油化工总厂中国石油大连石化分公司氢化苯乙烯-双烯共聚物(HSD)LubrizolCo.

  各类黏度指数改进剂的性能比较聚异丁烯(PIB)PIB具有优良的剪切稳定性,价格便宜,但是稠化能力和低温性能差,不能配制中高档多级内燃机油<4>.目前,低分子PIB在配制二冲积(2T)油方面用量较大,而用于调制内燃机油的用量在逐步下降。

  聚甲基丙烯酸酯(PMA)PMA低温性能特别好,若烷基链足够长,可兼有降凝作用,与含氮极性单体共聚则兼有一定的分散作用,在多级油中还可降低无灰分散剂的用量。PMA的稠化能力和剪切性能较差,不适合单独配制多级柴油机油<5>.

  乙烯-丙烯共聚物(OCP)乙烯-丙烯共聚物稠化能力和剪切稳定性较好,但低温泵送性不好。由于它低温泵送性较差,在配制低黏度级别的多级油时最好与降凝剂复合<5>.它在柴油机中积炭少,并且价格适中,适于配制大功率高速柴油机油。

  氢化苯乙烯-双烯共聚物(HSD)氢化苯乙烯-双烯共聚物(HSD)是苯乙烯与异戊二烯或丁二烯的共聚物,然后再加氢使双烯单体中的剩余双键饱和,以提高其热氧化安定性。HSD相对分子质量一般为(510)@104,其稠化能力和剪切稳定性都较好,能满足多级内燃机油的要求,特别是配制大跨度的多级内燃机油(10W/50,15W/50及20W/50)。由于HSD良好的增稠能力和剪切稳定性,其使用量越来越大,目前常用的是Infineum公司的SV50、SV200、SV250、SV260等<5>.

  HSD类黏度指数改进剂的结构特点文献<6>指出,HSD类黏度指数改进剂(SV260、250、200)同时具有较好的稠化能力和剪切稳定性,是因为原料胶结构上的合理性。原料胶分子量大,而分散度又小。此外从核磁共振分析发现,它们是星状结构的聚合物,二乙烯基苯交联聚合成结构致密的/核0,由于单体有2个乙烯基,所以/核0提供了许多供聚异戊二烯臂偶联上去的机会,每个/核0可以有许多/臂0,因此臂分子量不必很大,1@1045@104即可,这样的共聚物总的分子量达到105106,聚合后经充分加氢,非苯环上的双键98%以上被消除,因此既有良好的稠化能力,又有高的剪切稳定性。

  据文献<7>介绍,到目前为止,常用的黏度指数改进剂是A-B型的二嵌段共聚物,其中A是单烯基芳烃化合物(如苯乙烯),B是共轭二烯烃(如丁二烯和异戊二烯)。苯乙烯与丁二烯的嵌段共聚物和苯乙烯与异戊二烯的嵌段共聚物在蜡油和环烷油中溶解性良好,它们特别适合作黏度指数改进剂。

  虽然增加黏度指数改进剂分子的分子量,可以改善其稠化能力,但是一个线型的高分子量的黏度指数改进剂剪切稳定性不好,这是因为在高温高剪切条件下,分子链断裂导致分子量急剧降低。然而,具有多臂的星型分子可减少链的断裂。具有与线型分子相同分子量的星型分子能避免分子量的剧烈下降,从而更好地保持润滑油的黏度。星型聚合物可以通过/先成臂,后在核0的方法制得)单官能团的聚合物臂与可交联、成核的共聚单体,如1,3-二异丙苯和二乙烯基苯(DVB)反应制得。臂的数量和总体分子量随成/核0物质的量的增加而增加。臂的数量至少4个,715个较好<8>.

  黏度指数改进剂的生产工艺乙丙共聚物的生产工艺作为黏度指数改进剂的乙丙共聚物,可以通过两种途径获得。其一是直接合成,严格控制聚合物的相对分子质量;另一途径是将相对分子质量较高的乙丙胶,通过热氧化或机械降解得到一定相对分子质量的共聚物。工业生产上大都采用第二条途径。上海高桥石化公司炼油厂黏度指数改进剂SHL-615的生产工艺是:将HVI150基础油和乙丙胶按比例加入降解釜内,并用导热油加热升温,使乙丙胶溶于HVI150基础油中,在规定的操作条件下通压缩空气或氧气,使乙丙胶热氧化降解,同时降解釜的物料用泵循环并高速流经管道剪切器,控制降解温度和时间可得到所需黏度的产品。

  氢化苯乙烯-双烯共聚物的合成氢化苯乙烯-丁二烯共聚物的合成美国专利US3554911报道,采用一种氢化丁苯共聚物作为润滑油黏度指数改进剂可改善润滑油的性能,其丁苯共聚物为无规共聚物,结构调节剂采用四氢呋喃,共聚物的乙烯基结构含量低于35%,苯乙烯含量为56%70%,分子量为3.07.5万,经氢化后用于调合润滑油,产品的黏度指数(VI)可达140以上;美国专利US3994815也公布了采用分子结构参数大致相同的氢化丁苯共聚物作为黏度指数改进剂,该共聚物的乙烯基结构含量低于35%,苯乙烯含量为56%70%,分子量为2.512.5万,效果也较好;美国专利US4412087报道了将含有苯乙烯均聚嵌段的丁苯无规共聚物加氢后制得黏度指数改进剂,也较好地改善了润滑油的性能。但是,上述美国专利所制得的各种黏度指数改进剂虽具有较好的增稠能力,但是还不十分理想,主要是润滑油产品的黏度指数还不够高,特别是由于所用的丁苯共聚物的分子量分布还不够窄(在GPC谱图上可看到有成倍于平均分子量的大分子峰),造成在相应工艺条件下抗剪切性能恶化,而且使油溶性变差,还可能与润滑油降凝剂的配伍不良。

  结语目前我国已生产应用的黏度指数改进剂大都是聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯和乙烯-丙烯共聚物,尤其是乙烯-丙烯共聚物,由于原料易得、工艺简单、综合性能良好,更是获得了广泛的应用。氢化苯乙烯-双烯共聚物(HSD)是一类常用的性能优良的黏度指数改进剂,HSD(近似于SEBS和SEPS)由于其生产工艺复杂,国内基本上没有生产和用作黏度指数改进剂的。然而,巴陵石化已有10多年生产锂系聚合物的历史,SBS和SIS的实际生产能力达到140kt/a,有300t/aSEBS中试装置,20kt/aSEBS生产装置也已建成。公司积累了生产锂系聚合物(包括聚合、加氢等)的丰富经验,着眼巴陵石化的未来发展,开发HSD黏度指数改进剂新产品是大有可为的。