减四线基础油质量分析及其在工业润滑油生产中的应用

王雪梅 周旭 李志英

中国石化润滑油有限公司茂名分公司

减四线基础油是由减压蒸馏塔中分离出的减四线馏分油经过溶剂精制、溶剂脱蜡、白土精制等工艺，而得到的润滑油基础油（包括HVI 650、750等黏度牌号）。其质量与炼厂所处理原油的类型及加工工艺密切相关。某炼厂2019年所处理原油主要为沙轻原油、阿曼原油、杰诺原油、巴士拉轻质原油等（比例从高到低）；2020年所处理原油主要为阿布扎库姆原油、杰诺原油、沙轻原油、西德萨克斯原油、阿曼原油等（比例从高到低）。这使得该炼厂所生产的各馏分基础油（按照中国石油化工集团公司Q/SH PRD0731—2018《润滑油基础油分类及规格》分类）占比也发生了相应改变：

◇2019年：HVI Ia占比约为30%，HVI Ib和HVI Ic的总占比约为70%；

◇2020年：HVI Ia占比约为50%，HVI Ib和HVI Ic的总占比约为50%。

工业润滑油，如L-HM100、150、220抗磨液压油，L-G 100、150、220导轨油，L-CKC(L-CKD)100、150、220工业齿轮油，大量使用减四线基础油(650、750等黏度牌号)作为调和组分。而基础油质量的改变势必对工业润滑油的生产产生影响。本文对某炼厂2019、2020年生产的减四线基础油的质量情况进行了分析，并介绍了减四线基础油在典型工业润滑油产品生产中的应用情况，为生产过程中基础油的合理选用、动态调整生产配方，提供技术依据。

减四线基础油质量分析

对2019—2020年某炼厂生产的减四线基础油HVI 750、HVI 650数据进行了分析，重点分析其黏度指数、倾点和氧化安定性的变化，结果见图1～图6。

图1 减四线基础油HVI 750黏度指数变化趋势

对于减四线基础油HVI 650、HVI 750，从图1、图4可知，其2020年的黏度指数相比于2019年，表现出总体降低的趋势，即黏温性能总体上呈现变差趋势；从图2、图5可知，其2020年的倾点总体上优于2019年的倾点，即低温流动性呈现变好趋势；从图3、图6可知，其2020年的旋转氧弹值相比于2019年，表现出总体下降的趋势，即氧化安定性能总体上呈现变差趋势。

图2 减四线基础油HVI 750倾点变化趋势

图3 减四线基础油HVI 750氧化安定性变化趋势

图4 减四线基础油HVI 650黏度指数变化趋势

图5 减四线基础油HVI 650倾点变化趋势

图6 减四线基础油HVI 650氧化安定性变化趋势

2018年中国石油化工集团公司推出了Q/SH PRD0731—2018《润滑油基础油分类及规格》，该标准将润滑油基础油分为0、I、II、III四类，见表1。其中，0和I类为溶剂精制基础油，包含MVI、HVI Ia、HVI Ib、HVI Ic四个品种；II、III类为加氢基础油，包括HVI II、HVI II+、HVI III、HVI III+四个品种。Q/SH PRD0731—2018中HVI Ia、HVI Ib、HVI Ic(650、750)基础油技术要求见表2。

从表1可知，基础油HVI Ia、Ib、Ic的主要区别是黏度指数、倾点、氧化安定性的不同：

◇黏度指数：HVI Ic＞HVI Ib＞HVI Ia；

◇低温流动性：HVI Ic＞HVI Ib(HVI Ia)；

◇氧化安定性：HVI Ic(HVI Ib)＞HVI Ia。

统计表明，某炼厂生产的减四线基础油HVI 750以HVI Ia为主，约占73%，主要原因是黏度指数和氧化安定性较低，其中大多数是由于黏度指数原因达不到更高质量等级；某炼厂生产的减四线基础油HVI 650以HVI Ia为主，约占60%，主要原因是氧化安定性较差。而该炼厂这两年的加工工艺没有实质性的改变，可见，不同地区、不同种类的原油，经炼制后的基础油性能不同，黏温性能、氧化安定性能等差异较大。

减四线基础油H VIIa、Ib、Ic在工业润滑油生产中的应用

基础油质量对产品质量的影响及应对[1～5]

我国主要工业润滑油，如抗磨液压油、工业齿轮油和导轨油是使用减四线基础油量较大的产品，部分牌号产品的黏度指数、倾点、氧化安定性要求见表3。

倾点

倾点是润滑油品低温流动性的重要指标。倾点高的润滑油品，说明其低温流动性差，在低温下会失去流动性，堵塞油路，不能保证油品的正常输送和设备的润滑，容易造成设备的干摩擦，损害设备，增加设备故障，严重影响设备的使用寿命。

对照表3指标要求，若生产黏度牌号150的以上产品，选用HVI 1c750(650)，基础油的倾点可满足产品的倾点指标要求，不需要另补充降凝剂；选用HVI 1b 750(650)、HVI 1a 750(650)，则需要另补充降凝剂。对照两种类型降凝剂A、B在不同馏分基础油中的降凝效果(见表4)，补加降凝剂0.1%（质量分数）即可满足黏度牌号150的以上产品的倾点指标要求。

表3 三大类工业润滑油部分牌号产品的黏度指数、倾点和氧化安定性的要求

表4 降凝剂A、B在不同馏分基础油中的降凝效果

黏度指数

对于润滑油品来说，大多有黏度指数的指标要求，黏度指数表示其黏度随温度而变化的性能。黏度指数越大，表示油品受温度影响相对较小，油品的黏温性能越好，可选择的环境使用温度范围也越宽；黏度指数小，黏温性能差，温度低时黏度很大，流动阻力大，温度高时黏度很小，油膜很薄，起不到应有的润滑保护作用，在使用中对设备造成大的磨损。同时使用的环境温度范围窄，限制了油品的正常使用。

在生产黏度牌号150的以上产品时，若选用HVI 1b750(650)、HVI Ic750(650)，则基础油的黏度指数满足产品的黏度指数指标要求；若选用HVI Ia750(650)，则需要另外补充少量黏度指数改进剂，或者选用适量高黏度指数的II类基础油。

根据聚甲基丙烯酸酯类黏度指数改进剂(如VX8-310)在减四线基础油750(650)中的增稠效果(每加入1% VX8-310，40 ℃运动黏度增加8 ～10 mm2/s，黏度指数增加3～5个单位)，故需要补加1% VX8-310，即可满足黏度牌号150及以上产品的黏度指数指标要求。而且，聚甲基丙烯酸酯类黏度指数改进剂在提高产品黏度指数的同时，也可以起到降凝作用[6]。

在实际生产中的应用

抗磨液压油的生产

针对某炼厂生产的减四线基础油的性能特点，调整L-HM 150抗磨液压油的配方，补充抗氧化性能好的加氢基础油，对比考察了2019、2020年生产的L-HM 150抗磨液压油（普通）的氧化安定性、倾点和黏度指数，结果见表5。

从表5可知，通过选择合适的基础油配比，可满足产品质量指标要求。考虑到生产成本，在生产时，可根据基础油的质量情况，选择成本较低的基础油配方。

表5 L-HM150抗磨液压油性能对比

导轨油的生产

针对某炼厂生产的减四线基础油的性能特点，调整L-G 150导轨油的配方，对比考察了2019、2020年生产的L-G 150导轨油的倾点和黏度指数，结果见表6。

从表6可知，选择合适的基础油配比，可满足产品质量指标要求。随着减四线基础油倾点和黏度指数的变化，产品低温性能得到优化，但是黏度温性能有下降趋势。为保证成品质量稳定，在生产时需根据基础油情况进行调整，但生产成本会有较大变化。

表6 L-G150导轨油性能对比

工业齿轮油的生产

针对某炼厂生产的减四线基础油的性能特点，调整L-CKD 150工业齿轮油的配方，补充抗氧化性能好的加氢基础油，对比考察了2019、2020年生产的L-CKD 150工业齿轮油的氧化安定性、倾点和黏度指数，结果见表7。

从表7可知，选择合适的基础油配比，可满足产品质量指标要求。随着减四线基础油抗氧化性能的下降，成品油抗氧化性能同步下降，为保证成品质量稳定，在生产时需根据基础油情况进行调整，但生产成本会有较大变化。

结论

☆对比分析了2019、2020年某炼厂所生产的减四线基础油(HVI 650、750)的质量变化情况，结果表明：某炼厂2020年所生产的减四线基础油(HVI 650、750)，黏度指数与2019年相比呈现出总体下降的趋势；倾点总体上优于2019年的倾点；氧化安定性与2019年相比表现出总体下降的趋势。在加工工艺没有实质性改变的情况下，不同地区、不同种类的原油，经炼制后的基础油性能不同，黏温性能、氧化安定性能等差异较大。

☆通过调整产品配方中不同性能基础油组分的配比，使用减四线基础油(HVI 650、750)，可生产出满足产品质量标准要求的抗磨液压油、导轨油、工业齿轮油等产品，并可根据不同质量等级基础油的成本，实时地选用，在保证产品质量的情况下，优化产品成本。