浅谈柴油的组分对柴油润滑性的影响

史莹(天津市产品质量监督检测技术研究院，天津 300384)

浅谈柴油的组分对柴油润滑性的影响

史莹(天津市产品质量监督检测技术研究院，天津 300384)

随着经济发展我国越来越重视对周围环境的保护，因此对于汽车尾气的排放指标要求也变得越来越严格。为了能够有效的达到柴油低硫的要求，炼油厂使用各种技术来生产低硫柴油，例如说加氢裂化、加氢改质等工艺，但是随着柴油精度深度的加强，柴油中的天然润滑性物质也逐渐降低，油泵失去了润滑逐渐增加了磨损，从而降低了使用寿命。本文分析了柴油润滑性的发展和影响柴油润滑性的物质，并逐一分析了柴油组分对于柴油润滑性产生的影响。

柴油；组分；润滑性；

为了能够更好地控制柴油汽车的尾气排放，21世纪以来世界各国都发布了清洁柴油的标准，对于汽车使用的柴油硫含量设置了严格的要求。目前北美地区的柴油现行标准是其中的柴油硫含量不超过15mg/kg，日本国家则是要求不超过10mg/ kg，我国的标准中车用柴油硫含量的要求由开始的不大于500mg/kg,后期更改为不大于350mg/kg，现行标准中车用柴油硫含量的要求不大于10mg/kg。在柴油的生产过程中，由于使用加氢工艺降低了硫含量，导致柴油中的部分抗磨物质丧失，降低了柴油的润滑性，所以目前柴油成分对于柴油润滑性影响成为重要的研究课题。

1 柴油润滑性探究工作起源

西方国家在80年代末就已经开始强制性的减少柴油中的硫含量，避免柴油在排放过程中造成有毒物质从而对环境产生污染。在1991年瑞典就上市了含硫量小于20g/kg的环保柴油，但是紧接着在美国和瑞典等国家在硫含量减少的同时发生了大规模的燃油泵失效问题，首先是使用的燃油泵出现磨损，随后性能也下降到了无法工作使用的程度，人们才开始正视柴油润滑性的问题。随后国际机构组织联合开始研究这一问题，随之在低硫柴油的润滑性提升工作上有了很大的突破，主要是因为加氢脱硫工艺而导致柴油组分中的润滑性逐渐减少。由于我国目前一直没有针对柴油的润滑性提出要求，但是随着环境保护要求越来越严格，同时也需要满足更高的排放水平，随着柴油加工工艺的不断升级，柴油中的有利于润滑性的成分变少，因此为了防止高压泵的过度磨损，必须要在柴油标准中加入润滑性指标。

2 影响柴油润滑性的物质

柴油属于混合物，混合物质比较复杂，主要有烃类和非烃类，烃类主要包含有烷烃、环烷烃还有芳香烃，非烃类主要包含有硫、氮和含氮化合物。据研究显示能够对柴油的润滑性产生影响的物质主要是芳香烃还有含氮和含氮化合物质。由于在研究过程中使用的柴油属于加氢精制柴油，本身的杂质含量比较高、润滑性比较好，因此在此基础之上添加的物质而产生影响的因素也比较多。

3 柴油组分对于柴油润滑性的影响分析

3.1 芳烃对于柴油润滑性的影响

首先选择加氢裂化柴油，然后再其中加入不同比例的甲基萘和十二烷基苯，然后再测试一下出现磨斑的直径。通过实验可以证明，在柴油中加入芳烃之后，柴油的磨斑直径有所改善，说明了芳烃的润滑性相比起烷烃和环烷烃来说都要好。然后再分别在柴油中加入甲基萘和十二烷基苯，再观察磨斑，可以看出甲基萘比十二烷基苯的润滑性较好一些，但好的十二烷基苯和双环的烷基苯对于柴油出现磨斑的直径影响都不明显，因此可以得出结论，柴油组中单环和双环的芳烃含量，对于柴油的润滑性能够产生的影响不大。

3.2 硫化物对于柴油润滑性的影响

同样是选择加氢裂化柴油，然后加入不同比例的苯并噻吩、辛基硫醇、二环已基二硫化物和正十二硫醇，然后通过计算和分析其中的硫含量，再测试产生的柴油磨斑直径可见，不同的硫化物质对于柴油会产生不同直径的磨斑，例如说硫醇，低分子量的辛基硫醇对于磨斑直径没有直接影响，但是高分子量的正十二硫醇却会在一定程度上影响柴油的润滑性。加入1%的正十二硫醇之后，可观察到柴油的磨斑直径从606μm变成了431μm，而柴油中的硫含量高达1589mg/kg。在研究中发现，二环已基二硫化物还有苯并噻吩产生磨斑没有任何改变，因此可以判断对于柴油润滑性的影响不大，基本不会产生影响，再加入二环己基二硫化物之后磨斑的直径变化不大，但是硫含量达到了2540mg/kg。那么通过实验可以论证出，柴油中的硫含量对于柴油的润滑性其实影响并不大，并不能够用硫含量的大小来统一判断柴油的润滑性。

3.3 氮化物对于柴油润滑性产生的影响

首先选择在加氢裂化柴油当中加入不同比例的碱性喹啉和非碱性的吲哚，然后计算或者是分析出其中的含氮量，开始测试柴油中产生的磨斑直径。那么可以看出在柴油中加入这两种含氮化合物之后能够有效的降低柴油中的磨斑直径，例如说在柴油中加入了0.25%的碱性喹啉，柴油中的磨斑直径从606μm变成了310μm，此时的柴油中的氮含量是276mg/kg，所以通过实验可以证实，含氮化合物能够有效的改善柴油的润滑性。

3.4 含氧化合物对柴油润滑性的影响

在加氢裂化柴油中先加入不同比例的苯酚和环烷酸，分析完成柴油的酸度达标只有开始测试柴油中的磨斑直径。通过数据显示可以得出结论，环烷酸对于柴油的润滑性能够产生很大的积极影响。在柴油当中加入0.02%的环烷酸就能够把柴油的磨斑从606μm直接降低到387μm，二加入苯酚之后，能够在一定程度上降低柴油的磨斑直径，但是降低幅度比环烷酸的降低幅度小很多，柴油当中的含酸物质主要是环烷酸，因此酸度越大，润滑性越好，经试验证明，环烷酸对于柴油的润滑性改善工艺来说是最重要的物质。

3.5 含硫含氮化合物的混合物对柴油润滑性的影响

由于在实际生产过程中柴油的组分远远要比加氢裂化柴油复杂得多，因此需要把不同物质的混合物混合在一起之后测试是否能够对柴油的润滑性产生影响。在加氢裂化柴油中加入含硫和含氮化合物，可以通过实验看出二环己基二硫化物和喹啉进入到柴油中产生的磨斑直径小于分别加入加氢裂化柴油之后产生的磨斑直径，这说明这两者在混合之后会有一定的协和作用，产生的磨斑较小。而喹啉和硫醇在加入到柴油之中之后产生的磨斑比分别加入到柴油中产生的磨斑还要大，可见这两者在混合之后会产生对抗效果，产生的磨斑因此较大。车用柴油产生的磨斑直径是360μm，加入0.25%的硫醇之后直径变成了549μm。此时的硫含量较高，磨斑直径也大，可见硫醇会严重影响柴油的润滑性。

3.6 含氮和含氧化合物的混合物对柴油润滑性的影响

在加氢裂化柴油中加入含氮和含氧化合物之后，喹啉和环烷酸在柴油中产生的磨斑与分别加入柴油之后产生的磨斑相比较来说接近平均值348μm，因此可以判断出两者在混合之后产生的磨斑直径有一定的加和性。

4 结语

综上所述，柴油中组分中的含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物还有芳烃等对于柴油的润滑性产生的而影响是不同的，同样的化合物中不同的物质对于柴油润滑性的影响同样是不同的，不同的化合物质在混合在一起之后，对于柴油的磨斑直径影响也是不同的，据实验可证，含酸的化合物质能够有效提升柴油的润滑性。因此，不能够以柴油中的硫含量来判断柴油的润滑性优劣。

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