提高柴油润滑性的措施分析

2016-03-14邓倩天津市产品质量监督检验技术研究院天津300384

化工管理 2016年19期

邓倩（天津市产品质量监督检验技术研究院，天津 300384）

提高柴油润滑性的措施分析

邓倩（天津市产品质量监督检验技术研究院，天津 300384）

随着社会的发展，人们的环保意识也在增强，这就促使了柴油的低硫化必然会成为以后的发展趋势。柴油的低硫化能够有效的降低汽车尾气污染物的排放量，是能够保护环境的重要措施之一。但是随着柴油硫含量的降低，导致了柴油的润滑性变差，而低硫柴油不仅使发动机的磨损增大了，甚至能够使发动机失效。本文在针对我国柴油润滑剂的现状进行深入分析之后，从而找到了有效的控制柴油润滑质量的方法，并提出了开发高效的润滑性添加剂的相关建议。

柴油；润滑剂；抗磨添加剂；措施

柴油既是整个发动机的燃料，还是输油泵和高压油泵的润滑剂，因此一旦柴油出现什么问题，或者是其润滑性不高，对于输油泵和高压油泵来说，缺少了一定的润滑性，就没有办法进行正常的工作，从而也就导致了其在运行的时候，大大的增加了磨损，使油泵的使用寿命变短，在情况严重的时候，甚至还会可能引起油泵漏油。使用低硫的柴油虽然说是满足了对现在环境保护的要求，但同时也由于柴油在脱硫的时候，使一些含有润滑剂的成分减少了，润滑剂的下降从而导致了发动机中的磨损现象，因此，要想能够同时达到保护环境和提高发动机寿命这两种结果，就必须要提高低硫柴油的润滑性。

1 我国柴油润滑性的现状

柴油的组成成分中，直馏油的成分是最多的，占整体的一半以上，约是57%，催化裂化的组分占19%，而加氢精制的组分是占22%。目前，我国的柴油大多都朝着低硫、低芳烃的趋势发展，从而能够更好的满足我国现行的有关环境环保的法规，在柴油中也保留了一些极性抗磨的组分，其中只有0.2%是硫的含量。在加氢进行深度脱硫的同时，从而也使芳烃的含量大大的降低了，虽然这样能够有利于提高十六烷值，但对与柴油的润滑性来说，确实会有不利的影响。目前我国发展低硫柴油抗磨剂起步晚，而且也没有对柴油的润滑质量实行有效的控制。

2 影响柴油润滑性的物质

（1）多环芳烃在柴油的发动机中，对于摩擦表面，存在的化学反应主要有两种：第一，当柴油中的氧气与发动机的金属表面遇见时，就会生成氧化铁，从而就会使发动机产生氧化磨损；第二，当多环芳烃的游离基与饱和烃遇见，发生化学反应时，在发动机的表面上，就会生成一些树脂状的物质，从而就能够保护发动机的金属表面。这个时候如果增加了多环芳烃的含量，就会使第二种化学反应大于第一种化学反应，这样的做法，就能够快速的使发动机的磨损大幅的下降。在柴油中，只要是多环芳烃的含量大于1%就会产生抗磨的作用，而如果多环芳烃的含量过低，就会使柴油及其组分的磨损很大。

（2）含氧化合物在柴油中，有两种最主要的含氧物质，就是羧酸和酚，其中，羧酸是非常好的抗磨剂，所以说，如果要想能够改善柴油发动机的抗磨性，只要在柴油中能够加入一些微量的羧酸就可以了。柴油的酸性与润滑性之间的关系是相互之间会产生影响的，其酸性越大，润滑性就会越好。

（3）含氮化合物吡啶、吡咯、喹啉和咔唑等杂环化合物是柴油中的主要含氮物质。如果柴油发动机在摩擦的过程中，其含有吡啶或者吡咯，那么就会容易生成高电阻的保护膜，这样就能够使发动机的磨损会得到有效的降低。

（4）含硫化合物在摩擦金属表面的时候，由于柴油中具有含硫化合物，从而产生了晶间腐蚀，抑制在摩擦表面能够生成高电阻的保护膜，从而具有促进摩擦的作用。柴油中抗磨物质的含量是决定柴油润滑性的关键，而含硫化合物反而是促进发动机磨损的一种物质。但是，在柴油的芳烃和多环芳烃中，含硫化合物大部分都是以杂环的形式存在其中的，所以说，为了要想减少发动机的磨损，而要去脱除柴油中的含硫化合物的话，那么其中具有润滑性能的芳烃和多环芳烃也会被脱除，另外，在柴油中一些其他的具有润滑性能的组分也同时会被脱除。

3 柴油的抗磨原理

柴油中的硫化物是能够促进磨损的组分，在脱硫的过程中也会将一些具有润滑性能的组分脱除，其抗磨性就会大大的降低。对于油泵的磨损机理目前还没有定论，根据以前的报道来看，在较高的温度之下，低黏轻质的燃油会因为润滑膜破裂而出现氧化磨损、侵蚀等各种各样的问题，在出现的这些问题当中，最主要的磨损形式就是其中的氧化腐蚀与擦蚀，对于这两个问题的解决办法有两个，第一，擦蚀是由于发动机的表面迅速氧化从而形成的氧化膜，所以要想降低发动机的磨损，就必须要减少发动机的氧化腐蚀；第二，在摩擦部件间进行高负荷摩擦的情况下，能够形成转移膜，从而能够对高压油泵起到保护的作用。柴油的发动机主要是依靠物理和化学吸附膜来实现运行工作的的，其抗磨剂的分子结构对这种低温、高负荷的边界润滑是有着非常重要的影响的。对于柴油的发动机能够有效的吸附润滑，其对吸附的分子以及空间结构的要求都是有一定要求的，必须是极性分子并且其空间构型必须要有利于生成紧密单层吸附膜。

4 提高柴油抗磨润滑性的措施

（1）醇和醚醇和醚这两种都是含氧的极性化合物。据调查显示，在将醚加入到柴油当中，达到某些浓度范围之后，能够使醚有更好的润滑性能，从而就使柴油的润滑性得到有效的提升。相对于醚来说的话，脂肪醇由于其极性较高的缘故，所以能够比醚更好的提高柴油的润滑性。

（2）脂肪胺和酰胺及其衍生物在对脂肪胺和酰胺在柴油中的润滑效果的实验中可以发现，其对柴油润滑效果有一定的帮助作用。酰胺的最佳添加浓度为0.5%，其柴油润滑性是最好的，量多或者量少都不会起到润滑的作用。在脂肪酸和酰胺润滑性的试验中，多烯多胺相对分子质量跟柴油润滑性是有一定关系的，当其相对分子质量增加，柴油的润滑性能就相对好。另外，一定要避免使用酸性的抗磨剂，原因就是由于酰胺反应的产物，其酸值比较高，当其加入到柴油中的时候，就非常容易与润滑油中的碱性成分发生化学反应，从而就会生成不溶性的沉渣。脂肪胺和酰胺是一类应用较多的能够有效提高柴油润滑性的添加剂。

（3）羧酸羧酸主要就是一些长链的脂肪酸化合物，是柴油润滑性的添加剂。极性很强的羧基和长的碳链是羧酸的的最主要的两个特点，会在金属表面上形成致密的吸附膜，从而能够有效的减少摩擦和磨损。经过一系列的试验，其效果表明，当羧酸在一定添加量的时候，往往都会使柴油产生比较好的润滑性。因此，在很多国家，对于羧酸型的润滑剂大家都是比较认可的，而且也一直被广泛的使用，从而能够将低硫柴油润滑剂的问题有效的进行改善。

（4）脂肪酸酯脂肪酸酯分为两种，一种是脂肪酸单酯，另一种就是脂肪酸双酯及多酯。首先先来说一下脂肪酸单酯，对于脂肪酸单酯的试验研究，其结果显示，只有对脂肪酸甲酯的添加量为500μg/g～1500μg/g的时候，才能够有效的将低硫柴油的润滑性得到改善，添加更多或者更少则对润滑性没有显著的改进。对于脂肪酸酯润滑性的研究，结果显示当脂肪酸与环氧丙烷产生反应时，生成的酯的润滑性会随着脂肪酸链长的增加而增加，脂肪酸链长会随脂肪酸碳链的不饱和度的增大而增强。其次是脂肪酸双酯及多酯，只有在500～750ppm这个较小的添加量的时候，才能够有效的改善低硫柴油的润滑性能，添加更多或者更少的量时，无法有效的提高柴油的润滑性能。多元醇酯作为柴油润滑剂其添加量不必过多就能使柴油润滑性能明显提高，并且也不会对柴油的基本性能造成不好的影响，所以，多元醇酯是大家普遍认为比较理想的能够有效提高低硫柴油润滑性的一种添加剂。