燕山加氢基础油在高档齿轮油中的应用考察

周凯

中国石化润滑油有限公司济南分公司

近年来，随着润滑油的高档化发展，对基础油的品质要求越来越高，但是我国基础油的产能主要为API I 类和II 类，而Ⅲ类、Ⅳ类及PAO 合成基础油主要依赖进口[1]。

在“十四五”炼化项目“减油增化”的大背景下，中国石化炼化企业在加快“油转化”“油转特”进程的同时为解决国内高品质基础油进口依赖程度高等问题，中国石化北京燕山分公司（简称燕山）新建了一套0.45 Mt/a 生产高黏度API Ⅱ+类基础油和高黏度指数基础油的润滑油加氢装置。该装置于2021 年9 月成功生产出了高品质的API Ⅲ类基础油产品，有效地缓解了我国高质量基础油依赖进口的问题[2]。

鉴于商用车向高端、环保、轻量和重载方向发展，对车辆齿轮油和手动变速箱油也提出了长寿命、高燃油经济性等新要求。目前,国内大多采用进口Ⅲ类基础油作为调制75W-90 GL-5 重负荷车辆齿轮油（以下简称75W-90 GL-5）、MTF 75W-80 手动变速箱专用油（以下简称MTF 75W-80）的基础油[3]。为实现高档齿轮油国产化，提高国产高档齿轮油的市场竞争力，本文主要考察了燕山石化生产的API III类基础油（以下简称燕山基础油）在高档齿轮油中替代某进口API III类基础油（以下简称进口基础油）的可行性，考察调制的油品性能是否满足指标要求，为国产API III 类基础油调制高档齿轮油提供技术支持。

基础油性能对比

燕山基础油采用中石化石油化工科学研究院开发的脱硫氮、芳烃饱和润滑油加氢改质技术（RLT）与埃克森美孚的选择性脱蜡组合技术（MSDW）进行生产。首先以高硫原油减二、减三线馏分油为原料，通过加氢脱杂质、脱硫、脱氮及芳烃饱和反应，然后选择性将相对分子质量高的的正构烷烃分子、短侧链烷烃子异构化以及加氢裂化来降低基础油的倾点生产高性能API Ⅱ+或者Ⅲ类基础油[4,5]，产品具有良好的黏温性能、低温性能和优异的氧化安定性。燕山基础油与同类进口基础油的典型数据对比见表1。

表1 燕山基础油与同类进口基础油典型数据对比

由表1 可以看出，与进口基础油相比，燕山基础油各项指标均能达到API Ⅲ类油标准，且与进口基础油相比，燕山基础油的黏度指数、倾点、旋转氧弹等均优于进口基础油，说明燕山基础油的黏温性能、低温性能、抗氧化性能更优异。

本文采用中国石化北京燕山分公司生产的API Ⅲ类基础油（简称燕山基础油）及某进口API III 类基础油（简称进口基础油），同时添加相应的复合剂、黏度指数改进剂和降凝剂，考察了燕山基础油替代进口基础油调配高档齿轮油的可行性。小试及试生产结果表明，燕山基础油调制的75W-90 GL-5 重负荷车辆齿轮油、MTF 75W-80 手动变速箱专用油各项性能均满足质量指标要求，可以替代进口基础油在高档齿轮油中应用。

燕山加氢基础油在高档齿轮油中的应用考察

在75W-90 GL-5 重负荷车辆齿轮油中的应用考察

为考察燕山基础油在车辆齿轮油中替代进口基础油的可行性，在复合剂、黏度指数改进剂和降凝剂加入比例相同的条件下，分别采用燕山基础油、进口基础油及其他API Ⅲ类基础油复配调制75W-90 GL-5，其中复合剂、黏度指数改进剂和降凝剂为外购获得，配方组成见表2。不同基础油配方调制75W-90 GL-5 样品分析结果见表3。

表2 不同基础油的75W-90 GL-5配方组成

表3 不同基础油配方调制75W-90 GL-5样品分析数据

由表3 可以看出，采用燕山基础油调合75W-90 GL-5 各项理化指标均满足GB 13895—2018《重负荷车辆齿轮油（GL-5）》国家标准的指标要求。与进口基础油调制的样品相比，燕山基础油调配的75W-90 GL-5 完全能够满足产品各项性能指标的要求，且倾点及低温表观黏度指标均好于进口基础油调配样品，说明燕山基础油调合75W-90 GL-5 具有可行性，且具有低温性能更优异的特点。

在MTF 75W-80手动变速箱专用油中的应用考察

以MTF 75W-80 为考察对象，在保持其他组分不变的情况下，用燕山基础油与进口基础油分别调配了MTF 75W-80，配方组成见表4,其中复合剂、黏度指数改进剂和降凝剂为外购获得。不同基础油配方调制的MTF 75W-80 样品分析结果见表5。

表4 不同基础油的MTF 75W-80配方组成

表5 不同基础油配方调制MTF 75W-80样品分析数据

由表5 中的数据可知，采用燕山基础油调制的MTF 75W-80 理化性能可以满足Q/SH3031 0528-2021《手动变速箱专用油》企业标准检验规范的指标要求，与进口基础油调制的MTF 75W-80 相比，其黏温性能、低温性能更为优异。同时对其极压抗磨性能性能进行测试，试验数据表明采用燕山基础油调制的MTF 75W-80 极压抗磨性能与进口基础油调制的相当，说明燕山基础油调制MTF 75W-80具有可行性。

燕山加氢基础油批量生产的应用考察

根据前述考察结果，开展了75W-90 GL-5、MTF 75W-80 两种油品的试生产工作，并按出厂检验规范内容进行检测，前3 批次样品的分析数据见表6、表7。

表6 试生产前3批次75W-90 GL-5样品分析数据

表7 试生产前3批次MTF 75W-80样品分析数据

由表6、表7 可以看出，75W-90 GL-5、MTF 75W-80 两种油品的前3 批次试生产各项理化指标均满足对应产品的质量指标要求。

结论

燕山石化生产的燕山API Ⅲ类基础油黏度指数等理化性能与进口Ⅲ基础油相当，且黏温性能及低温性能更优异，丰富了国内润滑油高端加氢基础油的原料来源。小试及试生产结果表明采用燕山基础油生产的75W-90 GL-5 重负荷车辆齿轮油、MTF 75W-80 手动变速箱专用油各项性能均符合质量指标要求。采用燕山基础油生产不仅扩展原材料选择范围，而且可以提高盈利水平，对于提高产品竞争力具有重要意义。