Skupiny základových olejů pro výrobu motorového oleje Složení, vlastnosti, což je lepší

Jako jejich základ slouží základové oleje pro motorové oleje , do nichž výrobci přidávají nezbytná aditiva, aby získali požadované vlastnosti a vlastnosti. Proto lze základní motorové oleje považovat za jakýsi „základ“, na kterém jsou dále založeny všechny vlastnosti motorových olejů.

Obsah:

  • Klasifikace a složení základového oleje
  • Nejlepší základové oleje
  • Získání základny
  • Výrobci
  • Konečné složení produktu

Základní oleje

Základové oleje jsou rozděleny do pěti skupin, které se od sebe liší chemickým složením, a tím i vlastnostmi. Určuje, jaký bude finální motorový olej v regálech obchodů. A nejzajímavější věcí je skutečnost, že jejich výrobě se věnuje pouze 15 světových ropných společností a také samotné přísady, zatímco konečného oleje je mnohem více značek. A tady určitě mají mnozí logickou otázku: jaký je rozdíl mezi oleji a který je nejlepší? Nejprve však má smysl porozumět klasifikaci těchto sloučenin.

Skupiny základového oleje

Klasifikace základových olejů zahrnuje jejich rozdělení do pěti skupin. To je vysvětleno v API 1509 dodatek E.

Tabulka klasifikace základního oleje API

Skupina základového oleje Obsah síry,% Obsah nasycených uhlovodíků,% Viskozitní index
Skupina I > 0,03 <90 80-120
Skupina II ≤0,03 ≥ 90 80-120
Skupina III ≤0,03 ≥ 90 > 120
Skupina IV Poly alfa olefiny
Skupina V Ostatní, kteří nejsou zahrnuti do skupin I-IV (komplexní alkoholy a ethery)

Oleje skupiny 1

Tyto kompozice se získávají čištěním ropných produktů, které zůstávají po získání benzínu nebo jiných paliv a maziv, za použití chemických činidel (rozpouštědel). Také se jim říká hrubé oleje. Významnou nevýhodou takových olejů je přítomnost velkého množství síry, více než 0,03%. Z hlediska charakteristik mají takové formulace slabé ukazatele indexu viskozity (to znamená, že viskozita je velmi závislá na teplotě a může normálně fungovat pouze v úzkém teplotním rozmezí). V současné době je skupina 1 základových olejů považována za zastaralou a vyrábí se z nich pouze minerální motorový olej. Viskozitní index takových základových olejů je 80 ... 120. A teplotní rozsah je 0 ° C ... + 65 ° C. Jejich jedinou výhodou je jejich nízká cena.

Oleje skupiny 2

Základové oleje skupiny 2 se získávají chemickým procesem zvaným hydrokrakování. Jejich jiným jménem jsou vysoce rafinované oleje. Jedná se také o čištění ropných produktů pomocí vodíku a pod vysokým tlakem (ve skutečnosti je proces vícestupňový a složitý). Výsledkem je téměř čirá kapalina, kterou je základní olej. Jeho obsah síry je méně než 0,03% a mají antioxidační vlastnosti. Díky své čistotě se výrazně zvyšuje životnost získaného motorového oleje a snižují se usazeniny a usazeniny uhlíku v motoru. Na základě hydrokrakovacího základního oleje se vyrábějí takzvané „HC-syntetiky“, které někteří odborníci označují jako polosyntetické. Viskozitní index je v tomto případě také v rozmezí od 80 do 120.Tato skupina se nazývá anglická zkratka HVI (High Viscosity Index), která se doslova překládá jako vysoký viskozitní index.

Oleje ze 3 skupin

Tyto oleje se získávají stejným způsobem jako předchozí oleje z ropných produktů. Vlastnosti skupiny 3 jsou však zvýšený index viskozity, jeho hodnota přesahuje 120. Čím vyšší je tento indikátor, tím více může výsledný motorový olej pracovat v širším teplotním rozmezí, zejména při silném mrazu. Syntetické motorové oleje se často vyrábějí na bázi základních olejů skupiny 3. Obsah síry je zde méně než 0,03% a samotné složení se skládá z 90% chemicky stabilních molekul nasycených vodíkem. Jiným názvem je syntetika, ale ve skutečnosti tomu tak není. Název skupiny někdy zní jako VHVI (Very High Viscosity Index), což se překládá jako velmi vysoký viskozitní index.

Někdy se skupina 3+ odděluje odděleně, přičemž základ pro ni není získáván z ropy, ale ze zemního plynu. Technologie pro jeho vytvoření se nazývá GTL (plyn na kapaliny), to znamená přeměna plynu na kapalné uhlovodíky. Výsledkem je velmi čistý základový olej podobný vodě. Jeho molekuly mají silné vazby, které jsou odolné vůči agresivním podmínkám. Oleje vytvořené na takovém základě jsou považovány za zcela syntetické, a to navzdory skutečnosti, že se při jejich výrobě používá hydrokrakování.

Suroviny 3. skupiny jsou vynikající pro vývoj formulací syntetických, univerzálních motorových olejů šetřících palivo v rozsahu od 5W-20 do 10W-40.

4 skupinové oleje

Tyto oleje jsou vyráběny na bázi polyalfaolefinů a jsou základem pro takzvanou „skutečnou syntetiku“, která se vyznačuje vysokou kvalitou. Jedná se o takzvaný polyalfaolefinový základní olej. Vyrábí se chemickou syntézou. Rysem motorových olejů získaných na takovém základě je však jejich vysoká cena, proto se často používají pouze ve sportovních vozech a v prémiových automobilech.

5 skupinových olejů

Existují samostatné typy základových olejů, které zahrnují všechny ostatní formulace, které nejsou zahrnuty ve čtyřech výše uvedených skupinách (zhruba řečeno, to zahrnuje všechny mazací formulace, i když nesouvisí s automobilovým vybavením, které nejsou zahrnuty v prvních čtyřech). Zejména silikon, fosfátový ester, polyalkylenglykol (PAG), polyestery, biologická maziva, vazelína a bílé oleje atd. Ve skutečnosti jsou to přísady do jiných formulací. Například estery se používají jako přísady do základových olejů ke zlepšení výkonu. Směs éterického oleje a polyalfaolefinů tedy funguje normálně při vysokých teplotách, čímž zajišťuje zvýšenou detergenci oleje a zvyšuje jeho životnost. Jiným názvem pro tyto formulace jsou éterické oleje. V současné době mají nejvyšší kvalitu a nejvyšší výkon.Patří sem esterové oleje, které se však vyrábějí ve velmi malém množství kvůli jejich vysokým nákladům (asi 3% světové produkce).

Vlastnosti základových olejů tedy závisí na způsobu jejich získání. A to zase ovlivňuje kvalitu a vlastnosti hotových motorových olejů používaných v automobilových motorech. Také oleje získané z ropy jsou ovlivněny jeho chemickým složením. Koneckonců, záleží na tom, kde (v jaké oblasti na planetě) a jak byla ropa vyrobena.

Jaké jsou nejlepší základové oleje

Těkavost základního oleje podle Noacka

Oxidační stabilita

Otázka, které základní oleje jsou nejlepší, není zcela správná, protože vše závisí na tom, který olej je třeba nakonec získat a použít. Pro většinu levných automobilů je „polosyntetika“, vytvořená na základě míchání olejů 2, 3 a 4 skupin, docela vhodná. Pokud mluvíme o dobré „syntetice“ pro drahá prémiová zahraniční auta, pak je lepší kupovat ropu na základě skupiny 4.

Do roku 2006 mohli být výrobci motorových olejů nazýváni „syntetickými“ oleji získávanými na základě čtvrté a páté skupiny. Které jsou považovány za nejlepší základové oleje. V současné době je to však dovoleno, i když byl použit základní olej druhé nebo třetí skupiny. To znamená, že „minerály“ zůstaly pouze kompozice založené na první základní skupině.

Co se stane při míchání druhů

Míchání samostatných základových olejů patřících do různých skupin je povoleno. Můžete tedy upravit vlastnosti konečných formulací. Například pokud smícháte základové oleje ze 3 nebo 4 skupin s podobným složením ze skupiny 2, získáte „polosyntetiku“ se zvýšenými výkonnostními charakteristikami. Pokud jsou zmíněné oleje smíchány s 1 skupinou, získáte také „polosyntetické látky“, ale s již nižšími vlastnostmi, zejména s vysokým obsahem síry nebo jinými nečistotami (v závislosti na konkrétním složení). Je zajímavé, že oleje páté skupiny v čisté formě se nepoužívají jako základ. K nim jsou přidány kompozice ze třetí a / nebo čtvrté skupiny. To je způsobeno jejich vysokou volatilitou a vysokými náklady.

Charakteristickým rysem olejů na bázi PAO je, že je nemožné vyrobit 100% složení PAO. Důvod spočívá v jejich velmi špatné rozpustnosti. A je nutné rozpustit přísady, které se přidávají během výrobního procesu. Proto se do olejů PAO vždy přidává určité množství finančních prostředků od nižších skupin (třetí a / nebo čtvrté).

Struktura molekulárních vazeb v olejích patřících do různých skupin je odlišná. Takže v nízkých skupinách (první, druhý, tj. Minerální oleje) jsou molekulární řetězce podobné rozvětvené koruně stromu se spoustou „křivých“ větví. Pro tuto formu je snazší stočit se do koule, což se stane, když zamrzne. V souladu s tím takové oleje zamrznou při vyšší teplotě. Naopak u olejů vyšších skupin mají uhlovodíkové řetězce dlouhou, přímou strukturu a je pro ně obtížnější „skládat“. Proto zamrzají při nižších teplotách.

Výroba a příjem základových olejů

Při výrobě moderních základových olejů lze nezávisle řídit index viskozity, bod tuhnutí, těkavost a oxidační stabilitu. Jak již bylo zmíněno výše, základní oleje se vyrábějí z ropy nebo ropných produktů (například topný olej) a také se zde vyrábí ze zemního plynu přeměnou na kapalné uhlovodíky.

Jak se vyrábí základní motorový olej

Samotný olej je složitá chemická sloučenina, která zahrnuje nasycené parafiny a nafteny, nenasycené aromatické olefiny atd. Každá taková sloučenina má pozitivní a negativní vlastnosti.

Zejména parafiny mají dobrou oxidační stabilitu, ale při nízkých teplotách jsou „nulové“. Kyseliny naftenové tvoří při vysokých teplotách v oleji sraženinu. Aromatické uhlovodíky nepříznivě ovlivňují oxidační stabilitu i mazivost. Kromě toho tvoří nánosy laku.

Nenasycené uhlovodíky jsou nestabilní, to znamená, že mění své vlastnosti v průběhu času a při různých teplotách. Proto musí být všechny uvedené látky v základových olejích zlikvidovány. A to se děje různými způsoby.

Název látky Viskozitní index Chování při nízké teplotě Odolnost proti oxidaci
H-parafín Velmi vysoká, přes 175 Špatný Dobrý
Cykloparafiny s jedním kroužkem a dlouhými řetězy Dobře, asi 130 Průměrný Průměrný
Polykondenzované nafteny Nízká, asi 60 Průměrný Průměrný
Monoaromatické sloučeniny s dlouhým řetězcem Nízká, asi 60 Průměrný Průměrný
Polyaromatické sloučeniny Velmi nízká, téměř nulová Dobrý Velmi špatný
Vysoce rozvětvené izoparafiny (PAO) Dobře, přes 130 Vynikající Vynikající

Metan je zemní plyn, který nemá ani barvu ani vůni, je to nejjednodušší uhlovodík sestávající z alkanů a parafinů. Alkany, které jsou základem tohoto plynu, na rozdíl od oleje, mají silné molekulární vazby a ve výsledku jsou odolné vůči reakcím se sírou a zásadami, netvoří usazeniny a usazeniny laku, ale umožňují oxidaci při 200 ° C

Hlavní obtíž spočívá právě v syntéze kapalných uhlovodíků, ale samotným finálním procesem je hydrokrakování, kdy jsou dlouhé řetězce uhlovodíků rozděleny do různých frakcí, z nichž jeden je zcela transparentní základní olej bez síranového popela. Čistota oleje je 99,5%.

Poměry viskozity jsou podstatně vyšší než poměry vyrobené z PAO a používají se k výrobě palivově efektivních automobilových olejů s dlouhou životností. Tento olej má velmi nízkou těkavost a vynikající stabilitu při velmi vysokých i extrémně nízkých teplotách.

Výroba základního oleje

Výroba základního oleje

Zvažme podrobněji oleje každé skupiny uvedené výše, jak se liší ve své výrobní technologii.

Skupina 1 . Získávají se z čistého oleje nebo jiných olejovitých materiálů (často odpadních produktů při výrobě benzinu a jiných paliv a maziv) selektivní rafinací. K tomu se používá jeden ze tří prvků - jíl, kyselina sírová a rozpouštědla.

Takže pomocí jílu se zbavují sloučenin dusíku a síry. Kyselina sírová v kombinaci s nečistotami poskytuje kalový kal. A rozpouštědla odstraňují parafín a aromatické látky. Nejčastěji se používají rozpouštědla, protože jsou nejúčinnější.

Skupina 2 . Zde je technologie podobná, ale je doplněna vysoce rafinovaným čištěním s prvky s nízkým obsahem aromatických sloučenin a parafinů. To zvyšuje oxidační stabilitu.

Skupina 3 . Základní oleje třetí skupiny v počáteční fázi se získávají jako oleje druhé. Jejich vlastností je však proces hydrokrakování. V tomto případě dochází k hydrogenaci a krakování ropných uhlovodíků.

Při hydrogenaci se z oleje odstraňují aromatické uhlovodíky (následně se v motoru tvoří usazeniny laku a uhlíku). Rovněž odstraňuje síru, dusík a jejich chemické sloučeniny. Dále přichází fáze katalytického krakování, při které se parafinické uhlovodíky štěpí a „nafouknou“, to znamená, že probíhá proces izomerace. Díky tomu se získají lineární molekulární vazby. Škodlivé sloučeniny síry, dusíku a dalších prvků zbývajících v oleji jsou neutralizovány přidáním přísad.

Skupina 3+ . Tyto základové oleje se vyrábějí samotnou metodou hydrokrakování, pouze suroviny, které lze oddělit, nikoli ropa, ale kapalné uhlovodíky syntetizované ze zemního plynu. Plyn lze syntetizovat tak, aby se získaly kapalné uhlovodíky podle Fischer-Tropschovy technologie vyvinuté ve 20. letech 20. století, ale současně za použití speciálního katalyzátoru. Výroba požadovaného produktu začala až na konci roku 2011 v závodě Pearl GTL Shell ve spojení s Qatar Petroleum.

Výroba takového základního oleje začíná dodávkou plynu a kyslíku do zařízení. Poté začíná fáze zplyňování produkcí syntézního plynu, což je směs oxidu uhelnatého a vodíku. Poté dochází k syntéze kapalných uhlovodíků. A již dalším procesem v řetězci GTL je hydrokrakování výsledné transparentní voskové hmoty.

Proces konverze plyn-kapalina produkuje křišťálově čistý základní olej, který je prakticky bez nečistot obsažených v surové ropě. Nejdůležitějším zástupcem těchto olejů vyráběných pomocí technologie PurePlus jsou motorové oleje Shell Helix Ultra, Pennzoil Ultra a Platinum Full Synthetic.

Skupina 4 . Role syntetického základu pro takovéto kompozice hrají již zmíněné polyalfaolefiny (PAO). Jsou to uhlovodíky s délkou řetězce asi 10 ... 12 atomů. Získávají se polymerací (kombinací) takzvaných monomerů (krátkých uhlovodíků s délkou 5 ... 6 atomů. A surovinami pro to jsou ropné plyny butylen a ethylen (jiný název pro dlouhé molekuly - dekeny). Tento proces připomíná „zesíťování“ na speciálních chemických strojích. Skládá se z několika fází.

V první fázi proveďte oligomerizaci decenu, abyste získali lineární alfa olefin. Proces oligomerace probíhá za přítomnosti katalyzátorů, vysoké teploty a vysokého tlaku. Druhým stupněm je polymerace lineárních alfa olefinů, která vede k požadovaným PAO. Tento polymerační proces probíhá za nízkého tlaku a v přítomnosti organokovových katalyzátorů. V konečné fázi se provádí frakční destilace na PAO-2, PAO-4, PAO-6 atd.. K zajištění požadovaných vlastností základního motorového oleje jsou vybrány vhodné frakce a polyalfaolefiny.

Skupina 5 . Pokud jde o pátou skupinu, takové oleje jsou založeny na esterech - esterech nebo mastných kyselinách, tj. Sloučeninách organických kyselin. Tyto sloučeniny vznikají chemickými reakcemi mezi kyselinami (obvykle karboxylovými kyselinami) a alkoholy. Surovinami pro jejich výrobu jsou organické materiály - rostlinné oleje (kokosový, řepkový). Také někdy oleje páté skupiny jsou vyrobeny z alkylovaných naftalenů. Získávají se alkylací naftalenů olefiny.

Jak vidíte, výrobní technologie se ze skupiny na skupinu komplikuje, což znamená, že se stává dražší. Proto mají minerální oleje nízkou cenu a syntetické oleje PAO jsou drahé. Při výběru motorového oleje je však třeba vzít v úvahu mnoho různých charakteristik, nejen cenu a typ oleje.

Zajímavé je, že oleje patřící do páté skupiny obsahují polarizované částice, které jsou magnetické na kovové části motoru. Poskytují tak nejlepší ochranu ve srovnání s jinými oleji. Kromě toho mají velmi dobré detergentní vlastnosti, díky nimž je množství detergentních přísad minimalizováno (nebo jednoduše vyloučeno).

Oleje na bázi esteru (pátá základní skupina) se používají v letectví, protože letadla létají v nadmořských výškách, kde je teplota mnohem nižší než teplota zaznamenaná i na dalekém severu.

Moderní technologie umožňují vytvářet zcela biologicky odbouratelné esterové oleje, protože výše uvedené estery jsou produkty šetrné k životnímu prostředí a jsou snadno biologicky odbouratelné. Proto jsou tyto oleje šetrné k životnímu prostředí. Kvůli jejich vysokým nákladům je však motoristé brzy nebudou moci používat všude.

Výrobci základového oleje

Hotový motorový olej je směsí základního oleje a přísady. Navíc je zajímavé, že na světě existuje pouze 5 společností, které vyrábějí stejné přísady - to jsou Lubrizol, Ethyl, Infineum, Afton a Chevron. Všechny známé a ne tak slavné společnosti, které vyrábějí vlastní mazací kapaliny, od nich nakupují přísady. Postupem času se jejich složení mění, upravuje, společnosti provádějí výzkum v chemických oblastech a snaží se nejen zlepšit výkonnost olejů, ale také je učinit ekologičtějšími.

Pokud jde o výrobce základových olejů, ve skutečnosti jich není tolik, a hlavně se jedná o velké světově proslulé společnosti, jako je ExonMobil, která je v tomto ukazateli na prvním místě na světě (asi 50% světového objemu základní olej čtvrté skupiny a velký podíl ve skupinách 2, 3 a 5). Kromě ní existují na světě i velké s vlastním výzkumným centrem. Navíc je jejich výroba rozdělena do výše zmíněných pěti skupin. Například takové „velryby“ jako ExxonMobil, Castrol a Shell nevyrábějí základní oleje první skupiny, protože jsou „mimo provoz“.

Podíl výrobců základního oleje na trhu

Výrobci základového oleje podle skupin
II III IV PROTI
Lukoil (Ruská federace) Exxon Mobil (EHC) Petronas (ETRO) ExxonMobil Inolex
Celkem (Francie) Chevron ExxonMobil (VISOM) Idemitsu Kosan Co. Exxon Mobil
Kuwait Petroleum (Kuvajt) Excell Paralubes Neste Oil (Nexbase) INEOS DOLŮ
Neste (Finsko) Ergon Repsol YPF Chemtura BASF
SK (Jižní Korea) Motiva Shell (Shell XHVI a GTL) Chevron Phillips Chemtura
Petronas (Malajsie) Suncor Petro-Kanada British Petroleum (Burmah-Castrol) INEOS
GS Caltex (Kixx LUBO)

Lukoil

Hatco
SK maziva Nyco Amerika
Petronas Afton
H&R Chempharm GmbH Croda
Eni Synester
Motiva

Uvedené základní oleje se zpočátku dělí viskozitou. A každá ze skupin má své vlastní označení:

  • První skupina: SN-80, SN-150, SN-400, SN-500, SN-600, SN-650, SN-1200 atd.
  • Druhá skupina: 70N, 100N, 150N, 500N (i když se hodnota viskozity může u jednotlivých výrobců lišit).
  • Třetí skupina: 60R, 100R, 150R, 220R, 600R (zde se také čísla mohou lišit v závislosti na výrobci).

Složení motorových olejů

Podle toho, jaké vlastnosti by měl mít hotový automobilový motorový olej, si každý výrobce zvolí jeho složení a poměr jeho základních látek. Například polosyntetický olej obvykle sestává z přibližně 70% minerálního základního oleje (1 nebo 2 skupiny) nebo 30% hydrokrakovaného syntetického oleje (někdy 80% a 20%). Dále přichází „hra“ s přísadami (jsou to antioxidační, odpěňovací, antifrikční, zahušťovací, disperzní, detergentní, disperzní, modifikátory tření), které se přidávají do výsledné směsi. Přísady jsou obvykle nekvalitní, proto výsledný hotový výrobek nemá dobré vlastnosti a lze jej použít v rozpočtových a / nebo starých strojích.

Složení motorového oleje

Syntetické a polosyntetické formulace založené na základových olejích skupiny 3 jsou dnes nejběžnější na světě. Mají anglické označení Semi Syntetic. Jejich výrobní technologie je podobná. Skládají se z přibližně 80% základního oleje (často se mísí různé skupiny základního oleje) a přísady. Někdy se přidávají regulátory viskozity.

Syntetické oleje na bázi skupiny 4 jsou již skutečným „syntetickým“ Full Syntetic na bázi polyalfaolefonů. Mají velmi vysoký výkon a dlouhou životnost, ale jsou velmi drahé. Pokud jde o vzácné esterové motorové oleje, sestávají ze směsi základových olejů ze 3 a 4 skupin a s přídavkem esterové složky v objemovém množství 5 až 30%.

V poslední době existují „lidoví řemeslníci“, kteří do motorového oleje automobilu přidávají asi 10% konečné esterové složky, aby údajně zvýšili její vlastnosti. To by nemělo dělat! To změní viskozitu a může vést k nepředvídatelným výsledkům.

Technologie výroby hotového motorového oleje není jen směsí jednotlivých komponent, zejména báze a přísad. Ve skutečnosti toto míchání probíhá ve fázích, při různých teplotách, v různých intervalech. Proto pro jeho výrobu potřebujete informace o technologii a příslušném vybavení.

Většina současných společností, která mají takové zařízení, vyrábí motorové oleje podle vývoje hlavních výrobců základových olejů a přísad, takže často najdete prohlášení, že výrobci z nás dělají blázna a ve skutečnosti jsou všechny oleje stejný.