提高柴油潤滑性的措施分析

鄧倩（天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院， 天津 300384）

提高柴油潤滑性的措施分析

鄧倩（天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院， 天津 300384）

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)也在增強(qiáng)，這就促使了柴油的低硫化必然會(huì)成為以后的發(fā)展趨勢。柴油的低硫化能夠有效的降低汽車尾氣污染物的排放量，是能夠保護(hù)環(huán)境的重要措施之一。但是隨著柴油硫含量的降低，導(dǎo)致了柴油的潤滑性變差，而低硫柴油不僅使發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損增大了，甚至能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)失效。本文在針對我國柴油潤滑劑的現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析之后，從而找到了有效的控制柴油潤滑質(zhì)量的方法，并提出了開發(fā)高效的潤滑性添加劑的相關(guān)建議。

柴油；潤滑劑；抗磨添加劑；措施

柴油既是整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，還是輸油泵和高壓油泵的潤滑劑，因此一旦柴油出現(xiàn)什么問題，或者是其潤滑性不高，對于輸油泵和高壓油泵來說，缺少了一定的潤滑性，就沒有辦法進(jìn)行正常的工作，從而也就導(dǎo)致了其在運(yùn)行的時(shí)候，大大的增加了磨損，使油泵的使用壽命變短，在情況嚴(yán)重的時(shí)候，甚至還會(huì)可能引起油泵漏油。使用低硫的柴油雖然說是滿足了對現(xiàn)在環(huán)境保護(hù)的要求，但同時(shí)也由于柴油在脫硫的時(shí)候，使一些含有潤滑劑的成分減少了，潤滑劑的下降從而導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)中的磨損現(xiàn)象，因此，要想能夠同時(shí)達(dá)到保護(hù)環(huán)境和提高發(fā)動(dòng)機(jī)壽命這兩種結(jié)果，就必須要提高低硫柴油的潤滑性。

1 我國柴油潤滑性的現(xiàn)狀

柴油的組成成分中，直餾油的成分是最多的，占整體的一半以上，約是57%，催化裂化的組分占19%，而加氫精制的組分是占22%。目前，我國的柴油大多都朝著低硫、低芳烴的趨勢發(fā)展，從而能夠更好的滿足我國現(xiàn)行的有關(guān)環(huán)境環(huán)保的法規(guī)，在柴油中也保留了一些極性抗磨的組分，其中只有0.2%是硫的含量。在加氫進(jìn)行深度脫硫的同時(shí)，從而也使芳烴的含量大大的降低了，雖然這樣能夠有利于提高十六烷值，但對與柴油的潤滑性來說，確實(shí)會(huì)有不利的影響。目前我國發(fā)展低硫柴油抗磨劑起步晚，而且也沒有對柴油的潤滑質(zhì)量實(shí)行有效的控制。

2 影響柴油潤滑性的物質(zhì)

（1）多環(huán)芳烴 在柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)中，對于摩擦表面，存在的化學(xué)反應(yīng)主要有兩種：第一，當(dāng)柴油中的氧氣與發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬表面遇見時(shí)，就會(huì)生成氧化鐵，從而就會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生氧化磨損；第二，當(dāng)多環(huán)芳烴的游離基與飽和烴遇見，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的表面上，就會(huì)生成一些樹脂狀的物質(zhì)，從而就能夠保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬表面。這個(gè)時(shí)候如果增加了多環(huán)芳烴的含量，就會(huì)使第二種化學(xué)反應(yīng)大于第一種化學(xué)反應(yīng)，這樣的做法，就能夠快速的使發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損大幅的下降。在柴油中，只要是多環(huán)芳烴的含量大于1%就會(huì)產(chǎn)生抗磨的作用，而如果多環(huán)芳烴的含量過低，就會(huì)使柴油及其組分的磨損很大。

（2）含氧化合物 在柴油中，有兩種最主要的含氧物質(zhì)，就是羧酸和酚，其中，羧酸是非常好的抗磨劑，所以說，如果要想能夠改善柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的抗磨性，只要在柴油中能夠加入一些微量的羧酸就可以了。柴油的酸性與潤滑性之間的關(guān)系是相互之間會(huì)產(chǎn)生影響的，其酸性越大，潤滑性就會(huì)越好。

（3）含氮化合物 吡啶、吡咯、喹啉和咔唑等雜環(huán)化合物是柴油中的主要含氮物質(zhì)。如果柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在摩擦的過程中，其含有吡啶或者吡咯，那么就會(huì)容易生成高電阻的保護(hù)膜，這樣就能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損會(huì)得到有效的降低。

（4）含硫化合物 在摩擦金屬表面的時(shí)候，由于柴油中具有含硫化合物，從而產(chǎn)生了晶間腐蝕，抑制在摩擦表面能夠生成高電阻的保護(hù)膜，從而具有促進(jìn)摩擦的作用。柴油中抗磨物質(zhì)的含量是決定柴油潤滑性的關(guān)鍵，而含硫化合物反而是促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)磨損的一種物質(zhì)。但是，在柴油的芳烴和多環(huán)芳烴中，含硫化合物大部分都是以雜環(huán)的形式存在其中的，所以說，為了要想減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損，而要去脫除柴油中的含硫化合物的話，那么其中具有潤滑性能的芳烴和多環(huán)芳烴也會(huì)被脫除，另外，在柴油中一些其他的具有潤滑性能的組分也同時(shí)會(huì)被脫除。

3 柴油的抗磨原理

柴油中的硫化物是能夠促進(jìn)磨損的組分，在脫硫的過程中也會(huì)將一些具有潤滑性能的組分脫除，其抗磨性就會(huì)大大的降低。對于油泵的磨損機(jī)理目前還沒有定論，根據(jù)以前的報(bào)道來看，在較高的溫度之下，低黏輕質(zhì)的燃油會(huì)因?yàn)闈櫥て屏讯霈F(xiàn)氧化磨損、侵蝕等各種各樣的問題，在出現(xiàn)的這些問題當(dāng)中，最主要的磨損形式就是其中的氧化腐蝕與擦蝕，對于這兩個(gè)問題的解決辦法有兩個(gè)，第一，擦蝕是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的表面迅速氧化從而形成的氧化膜，所以要想降低發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損，就必須要減少發(fā)動(dòng)機(jī)的氧化腐蝕；第二，在摩擦部件間進(jìn)行高負(fù)荷摩擦的情況下，能夠形成轉(zhuǎn)移膜，從而能夠?qū)Ω邏河捅闷鸬奖Ｗo(hù)的作用。柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)主要是依靠物理和化學(xué)吸附膜來實(shí)現(xiàn)運(yùn)行工作的的，其抗磨劑的分子結(jié)構(gòu)對這種低溫、高負(fù)荷的邊界潤滑是有著非常重要的影響的。對于柴油的發(fā)動(dòng)機(jī)能夠有效的吸附潤滑，其對吸附的分子以及空間結(jié)構(gòu)的要求都是有一定要求的，必須是極性分子并且其空間構(gòu)型必須要有利于生成緊密單層吸附膜。

4 提高柴油抗磨潤滑性的措施

（1）醇和醚 醇和醚這兩種都是含氧的極性化合物。據(jù)調(diào)查顯示，在將醚加入到柴油當(dāng)中，達(dá)到某些濃度范圍之后，能夠使醚有更好的潤滑性能，從而就使柴油的潤滑性得到有效的提升。相對于醚來說的話，脂肪醇由于其極性較高的緣故，所以能夠比醚更好的提高柴油的潤滑性。

（2）脂肪胺和酰胺及其衍生物 在對脂肪胺和酰胺在柴油中的潤滑效果的實(shí)驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)，其對柴油潤滑效果有一定的幫助作用。酰胺的最佳添加濃度為0.5%，其柴油潤滑性是最好的，量多或者量少都不會(huì)起到潤滑的作用。在脂肪酸和酰胺潤滑性的試驗(yàn)中，多烯多胺相對分子質(zhì)量跟柴油潤滑性是有一定關(guān)系的，當(dāng)其相對分子質(zhì)量增加，柴油的潤滑性能就相對好。另外，一定要避免使用酸性的抗磨劑，原因就是由于酰胺反應(yīng)的產(chǎn)物，其酸值比較高，當(dāng)其加入到柴油中的時(shí)候，就非常容易與潤滑油中的堿性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而就會(huì)生成不溶性的沉渣。脂肪胺和酰胺是一類應(yīng)用較多的能夠有效提高柴油潤滑性的添加劑。

（3）羧酸 羧酸主要就是一些長鏈的脂肪酸化合物，是柴油潤滑性的添加劑。極性很強(qiáng)的羧基和長的碳鏈?zhǔn)囚人岬牡淖钪饕膬蓚€(gè)特點(diǎn)，會(huì)在金屬表面上形成致密的吸附膜，從而能夠有效的減少摩擦和磨損。經(jīng)過一系列的試驗(yàn)，其效果表明，當(dāng)羧酸在一定添加量的時(shí)候，往往都會(huì)使柴油產(chǎn)生比較好的潤滑性。因此，在很多國家，對于羧酸型的潤滑劑大家都是比較認(rèn)可的，而且也一直被廣泛的使用，從而能夠?qū)⒌土虿裼蜐櫥瑒┑膯栴}有效的進(jìn)行改善。

（4）脂肪酸酯 脂肪酸酯分為兩種，一種是脂肪酸單酯，另一種就是脂肪酸雙酯及多酯。首先先來說一下脂肪酸單酯，對于脂肪酸單酯的試驗(yàn)研究，其結(jié)果顯示，只有對脂肪酸甲酯的添加量為500μg/g～1500μg/g的時(shí)候，才能夠有效的將低硫柴油的潤滑性得到改善，添加更多或者更少則對潤滑性沒有顯著的改進(jìn)。對于脂肪酸酯潤滑性的研究，結(jié)果顯示當(dāng)脂肪酸與環(huán)氧丙烷產(chǎn)生反應(yīng)時(shí)，生成的酯的潤滑性會(huì)隨著脂肪酸鏈長的增加而增加，脂肪酸鏈長會(huì)隨脂肪酸碳鏈的不飽和度的增大而增強(qiáng)。其次是脂肪酸雙酯及多酯，只有在500～750ppm這個(gè)較小的添加量的時(shí)候，才能夠有效的改善低硫柴油的潤滑性能，添加更多或者更少的量時(shí)，無法有效的提高柴油的潤滑性能。多元醇酯作為柴油潤滑劑其添加量不必過多就能使柴油潤滑性能明顯提高，并且也不會(huì)對柴油的基本性能造成不好的影響，所以，多元醇酯是大家普遍認(rèn)為比較理想的能夠有效提高低硫柴油潤滑性的一種添加劑。

5 結(jié)語

綜合全文的分析及概述可以得知，要想能夠有效的提高低硫柴油的潤滑性，其措施和辦法就是要使用添加劑。所以，當(dāng)前來說最主要的任務(wù)就是要發(fā)展非酸型、環(huán)境友好、相容性強(qiáng)的抗磨添加劑，從而能夠預(yù)防和解決油泵的磨損，進(jìn)而促進(jìn)柴油業(yè)更好的發(fā)展。

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