切削油液专用环烷基基础油的开发及其应用研究

于恩强+李茂生+李军+冯涛+马志远

摘要：环烷基馏分油含有大量芳烃和环烷烃，通过适度精制，将多环芳烃去除，保留理想的芳烃和环烷烃，所获得的环烷基基础油环境友好，应用在切削油液领域更具有独特的优势。该课题开发的低黏度环烷基基础油具有倾点低、密度大、环烷烃含量高等特性，通过复配切削油液进行应用试验表明，该基础油在低温稳定性、乳化性能、冷却性、溶解性以及金属亲和力方面均表现良好，是切削油液用油的理想选择。

关键词：切削油液；环烷烃；基础油；环境友好；溶解性

中图分类号：TE626.39文献标识码：A

Abstract：Naphthenic distillate oil which contains masses of aromatics and naphthenes was refined properly to remove polycyclic aromatics and to retain ideal aromatics and naphthenes components. The obtained environment-friendly naphthenic base oil， with low viscosity， low pour point， high density and high naphthenic content， has unique advantages for the application as cutting fluids. Application test results indicated that the obtained naphthenic base oil is an ideal material for cutting fluids， which has shown good performances in low temperature stability， emulsifiability， cooling， solubility and metal affinity.

Key words：cutting fluid； naphthene； base oil； environment-friendly； solubility

0引言

我国对原油分类一般采用关键馏分特性分类法和硫含量分类法相结合的分类方法。中海沥青股份有限公司（以下简称中沥公司）目前所加工的中国海油SZ36-1原油的API度为1471，第一关键馏分为08900 g/cm3，第二关键馏分为09580 g/cm3，硫含量为041%，属于典型的低硫环烷基原油。该原油常减压馏分的环烷碳含量可达到40%以上，芳香碳含量可达到20%以上，环烷烃和芳烃含量很高，具有突出的溶解力且易乳化；不含蜡，低倾点；密度大，传热能力强。环烷基油上述技术特点是开发发动机油等产品的制约因素，但是，通过改进炼制工艺，对馏分油进行合理适度的精制，充分利用其理化特性，扬长避短，在变压器油、冷冻机油、橡胶油等特种润滑油产品领域可以发挥其独特的作用。环烷基油作为一种稀缺资源，如何深入发掘其资源价值仍是相当长一段时期内行业从业者的工作重点。

环烷基油具有的高溶解度和适度芳烃含量这两个特性使其在切削油液领域有着良好的应用前景。高溶解度和易乳化特性使得配方工程师在选择添加剂时更加自由，配制乳化类金属加工液更为容易，所需皂类和添加剂将会减少，而且成本较低，乳化液稳定性优良，在低温下不会分层。上述特性决定了环烷基油是配制切削油液的理想原料。

目前，国内市场需求为30～50万t/a，并且呈现持续增长的态势。切削油液的质量和应用水平已成为机械制造业的一个共性技术关键因素。不论是添加剂公司还是基础油公司，如EXXXON-MOBIL、BP-CASTROL、FUCHS、LUBRIZOL、TOTAL、SHELL、NYNAS、MASTER等都在致力拓展中国市场，国内中国石油、中国石化也在开展切削油液的开发，但是，国内针对性的开展基础油开发与应用研究的报道并不多见[1]。现阶段我国切削油液已具备一定规模，也有相应的产品种类，高档稳定的切削油液产品基本依赖进口，这与国内缺乏针对性的基础油开发与深入研究不无关系。

中沥公司结合切削油液用油的技术要求，针对性的开发专用基础油，并选取国外同类典型环烷基的基础油产品，开展了一系列理化性能及应用性能测试的对比分析。

1切削油液专用基础油的开发

基础油是切削油液的功能组分，也是切削油液中各种添加剂的载体，这就要求基础油的颜色要浅，挥发性小，气味小，无污染，同时，还要求基础油具有良好的溶解性、可乳化性，理想情况下还需要适当保留油品中天然的极压和抗氧化组分。中沥公司根据上述技术要求，决定以环烷基的SZ36-1原油低黏度馏分油为原料进行切削油液专用基础油的开发和研究。

1.1原料性质

中沥公司生产的环烷基SZ36-1原油低黏度馏分油性质如表1所示。第4期于恩强等.切削油液专用环烷基基础油的开发及其应用研究

根据切削油液专用基础油的技术要求，结合中沥公司现有润滑油加工手段，在实验室对各工序组合以及工艺条件进行了充分考察与优化，决定采用加氢精制—糠醛精制—补充精制的工艺生产切削油液专用基础油。工艺条件及基础油产品理化性质如表2和表3所示。

℃，溶解能力较强；产品经过最后的补充精制，可以有效降低油品气味和色度，去除糠醛精制过程中残留的微量溶剂、水分，改善基础油的氧化安定性。

从与国外同类参比油数据对比来看，除倾点和硫含量外，其他各项指标均非常接近。金属加工行业对基础油倾点并无苛刻要求，在切削油、微乳切削液和特殊溶剂油等工艺用油方面，甚至要求油品中保留一定的硫、氮含量。综上所述，所产基础油产品性质达到了研制目标的技术要求，与国外同类典型产品技术指标相当。