切削油液專用環(huán)烷基基礎(chǔ)油的開發(fā)及其應(yīng)用研究

于恩強+李茂生+李軍+馮濤+馬志遠

摘要：環(huán)烷基餾分油含有大量芳烴和環(huán)烷烴，通過適度精制，將多環(huán)芳烴去除，保留理想的芳烴和環(huán)烷烴，所獲得的環(huán)烷基基礎(chǔ)油環(huán)境友好，應(yīng)用在切削油液領(lǐng)域更具有獨特的優(yōu)勢。該課題開發(fā)的低黏度環(huán)烷基基礎(chǔ)油具有傾點低、密度大、環(huán)烷烴含量高等特性，通過復配切削油液進行應(yīng)用試驗表明，該基礎(chǔ)油在低溫穩(wěn)定性、乳化性能、冷卻性、溶解性以及金屬親和力方面均表現(xiàn)良好，是切削油液用油的理想選擇。

關(guān)鍵詞：切削油液；環(huán)烷烴；基礎(chǔ)油；環(huán)境友好；溶解性

中圖分類號：TE626.39文獻標識碼：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

我國對原油分類一般采用關(guān)鍵餾分特性分類法和硫含量分類法相結(jié)合的分類方法。中海瀝青股份有限公司（以下簡稱中瀝公司）目前所加工的中國海油SZ36-1原油的API度為1471，第一關(guān)鍵餾分為08900 g/cm3，第二關(guān)鍵餾分為09580 g/cm3，硫含量為041%，屬于典型的低硫環(huán)烷基原油。該原油常減壓餾分的環(huán)烷碳含量可達到40%以上，芳香碳含量可達到20%以上，環(huán)烷烴和芳烴含量很高，具有突出的溶解力且易乳化；不含蠟，低傾點；密度大，傳熱能力強。環(huán)烷基油上述技術(shù)特點是開發(fā)發(fā)動機油等產(chǎn)品的制約因素，但是，通過改進煉制工藝，對餾分油進行合理適度的精制，充分利用其理化特性，揚長避短，在變壓器油、冷凍機油、橡膠油等特種潤滑油產(chǎn)品領(lǐng)域可以發(fā)揮其獨特的作用。環(huán)烷基油作為一種稀缺資源，如何深入發(fā)掘其資源價值仍是相當長一段時期內(nèi)行業(yè)從業(yè)者的工作重點。

環(huán)烷基油具有的高溶解度和適度芳烴含量這兩個特性使其在切削油液領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。高溶解度和易乳化特性使得配方工程師在選擇添加劑時更加自由，配制乳化類金屬加工液更為容易，所需皂類和添加劑將會減少，而且成本較低，乳化液穩(wěn)定性優(yōu)良，在低溫下不會分層。上述特性決定了環(huán)烷基油是配制切削油液的理想原料。

目前，國內(nèi)市場需求為30～50萬t/a，并且呈現(xiàn)持續(xù)增長的態(tài)勢。切削油液的質(zhì)量和應(yīng)用水平已成為機械制造業(yè)的一個共性技術(shù)關(guān)鍵因素。不論是添加劑公司還是基礎(chǔ)油公司，如EXXXON-MOBIL、BP-CASTROL、FUCHS、LUBRIZOL、TOTAL、SHELL、NYNAS、MASTER等都在致力拓展中國市場，國內(nèi)中國石油、中國石化也在開展切削油液的開發(fā)，但是，國內(nèi)針對性的開展基礎(chǔ)油開發(fā)與應(yīng)用研究的報道并不多見[1]。現(xiàn)階段我國切削油液已具備一定規(guī)模，也有相應(yīng)的產(chǎn)品種類，高檔穩(wěn)定的切削油液產(chǎn)品基本依賴進口，這與國內(nèi)缺乏針對性的基礎(chǔ)油開發(fā)與深入研究不無關(guān)系。

中瀝公司結(jié)合切削油液用油的技術(shù)要求，針對性的開發(fā)專用基礎(chǔ)油，并選取國外同類典型環(huán)烷基的基礎(chǔ)油產(chǎn)品，開展了一系列理化性能及應(yīng)用性能測試的對比分析。

1切削油液專用基礎(chǔ)油的開發(fā)

基礎(chǔ)油是切削油液的功能組分，也是切削油液中各種添加劑的載體，這就要求基礎(chǔ)油的顏色要淺，揮發(fā)性小，氣味小，無污染，同時，還要求基礎(chǔ)油具有良好的溶解性、可乳化性，理想情況下還需要適當保留油品中天然的極壓和抗氧化組分。中瀝公司根據(jù)上述技術(shù)要求，決定以環(huán)烷基的SZ36-1原油低黏度餾分油為原料進行切削油液專用基礎(chǔ)油的開發(fā)和研究。

1.1原料性質(zhì)

中瀝公司生產(chǎn)的環(huán)烷基SZ36-1原油低黏度餾分油性質(zhì)如表1所示。第4期于恩強等.切削油液專用環(huán)烷基基礎(chǔ)油的開發(fā)及其應(yīng)用研究

根據(jù)切削油液專用基礎(chǔ)油的技術(shù)要求，結(jié)合中瀝公司現(xiàn)有潤滑油加工手段，在實驗室對各工序組合以及工藝條件進行了充分考察與優(yōu)化，決定采用加氫精制—糠醛精制—補充精制的工藝生產(chǎn)切削油液專用基礎(chǔ)油。工藝條件及基礎(chǔ)油產(chǎn)品理化性質(zhì)如表2和表3所示。

℃，溶解能力較強；產(chǎn)品經(jīng)過最后的補充精制，可以有效降低油品氣味和色度，去除糠醛精制過程中殘留的微量溶劑、水分，改善基礎(chǔ)油的氧化安定性。

從與國外同類參比油數(shù)據(jù)對比來看，除傾點和硫含量外，其他各項指標均非常接近。金屬加工行業(yè)對基礎(chǔ)油傾點并無苛刻要求，在切削油、微乳切削液和特殊溶劑油等工藝用油方面，甚至要求油品中保留一定的硫、氮含量。綜上所述，所產(chǎn)基礎(chǔ)油產(chǎn)品性質(zhì)達到了研制目標的技術(shù)要求，與國外同類典型產(chǎn)品技術(shù)指標相當。