Гидрокрекинг или пао что лучше: Гидрокрекинговые масла

Содержание

Гидрокрекинговые масла — что это?

Гидрокрекинг

Процесс гидрокрекинга известен относительно недавно, только с середины шестидесятых годов прошлого века. Хотя надо отметить тот факт, что практическое применение было налажено только лишь к середине семидесятых годов в Соединенных Штатах Америки.

Гидрокрекинг — гидрокаталитическая переработка сырья для получения базовых масел с высоким индексом вязкости (100 и выше), низким содержанием сернистых и ароматических углеводородов. Масла нужного качества получаются не удалением нежелательных компонентов из сырья (как в случае с очисткой селективными растворителями, адсорбционной очисткой и гидроочисткой), а преобразованием их в углеводороды необходимой структуры за счёт реакций гидрирования, крекинга, изомеризации и гидрогенолиза (происходит удаление серы, азота, кислорода), что сказывается на стабильности получаемых масел. При гидрокрекинге получают высококачественные основы широкого ассортимента товарных смазочных масел: гидравлических, трансформаторных, моторных, энергетических, индустриальных и т. д. По своим физико-химическим свойствам масла ГК превосходят «классические» минеральный масла.

Гидрокрекинг-синтетика, полусинтетика или минералка?

Попробуем разобраться. Правильнее, все-таки, относить ГК-масла к особому классу масел, хотя, производители моторных масел, дабы не пугать автолюбителей сложной и непривычной терминологией, а также пользуясь тем, что Американский Институт Нефти признал гидрокрекинговые масла синтетическими, пишут на упаковках нечто вроде «синтетические технологии» и тому подобное. Некоторые производители вообще не пишут на своих упаковках способ производства основы, а по своей сути масла ГК — это улучшенная минералка.

Полусинтетика – это, по определению, смесь минеральных и синтетических базовых масел. В роли синтетической базы выступают обычно поли-альфа-олефины (ПАО) или эстеры, либо их смесь. В ГК маслах – минеральное масло заменяют на крекинговое. Минеральная основа – самая дешевая. Это продукт прямой перегонки нефти, состоящий из молекул разной длины (длина углеводородных цепочек – 20…35 атомов) и разного строения.

Из-за этой неоднородности:

нестабильность вязкостно–температурных свойств

высокая испаряемость

низкая стойкость к окислению.

Минеральная основа – самая распространенная в мире моторных масел. ПАО — основа, это углеводороды с длиной цепочки порядка 10…12 атомов. Получают ее путем полимеризации (соединения) коротких углеводородных цепочек – мономеров из 3…5 атомов. Сырьем для этого обычно служат бензиновые молекулы, либо нефтяные газы – бутилен и этилен. Преимущества ПАО: не застывают до –60С, высокая стойкость к перепадам температур, старению, низкая испаряемость. Такая масляная основа в 4,5 раза дороже минеральной. Эстеры представляют собой сложные эфиры – продукты нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Сырье для производства – растительные масла, например рапсовое, или, даже, кокосовое. Эстеры обладают рядом преимуществ перед всеми другими известными основами. Во-первых, молекулы эстеров полярны, то есть электрический заряд распределен в них так, что молекула сама «прилипает» к металлу. Во вторых, вязкость эстеров можно задавать еще на этапе производства основы: чем более тяжелые спирты используются, тем большей получается вязкость.

Недостатки традиционных синтетических компонентов не ограничиваются высокой ценой. Дело в том, что и ПАО и эстеры, в них хуже растворяются присадки, без которых невозможно производство современного моторного масла. Что же касается эстеров, то их отличает повышенная чувствительность к попаданию воды и, особенно, водяного пара. Весьма удачной попыткой совместить высокие качества синтетики с неагрессивностью «минералки» и, главное, за приемлемую цену, стала технология гидрокрекинга, или «НС-синтеза».

Сырьем для ГК масел, в отличие от ПАО, выступают не короткие углеводородные молекулы – мономеры, а тяжелые, длинные углеводородные цепочки из 20…35 атомов и более. Длинные цепочки разрываются (крекинг) на более короткие «масляные» с однородной структурой, места разрывов в новых укороченных молекулах насыщаются водородом (гидрирование). Отсюда и название – «гидрокрекинг». В результате гидрокрекинга получают базовое масло с очень высокими вязкостно – температурными характеристиками – индекс вязкости (ИВ) достигает у них 130 – 150 единиц. Для сравнения – ИВ у лучших минеральных основ — не более 100. К тому же, НС-масла не разъедают уплотнений, меньше «боятся» попадания воды, гораздо лучше совместимы с присадками чем ПАО и эстеры. И самое главное! Гидрокрекинговая основа стоит всего в 2 раза дороже минеральной, т.е. в 2,5 раза дешевле ПАО и в 3-5 раз дешевле эстеров. Поэтому гидрокрекинговая основа стала повсеместно применяться в производстве синтетик и полусинтетик т.к. она лучше минеральной и дешевле ПАО.

Так же не так давно появилась еще одна интересная технология: GTL Pure Plus от Shell, проще говоря, это синтез нужных нам молекул с нужными нам свойствами из природного газа. Она мало чего имеет общего с производством «обычных масел» и именно ее, на сегодняшний день, можно назвать полностью синтетической.

Дело в том, что масла GTL имеют все преимущества ПАО и при всем при этом не имеют их недостатков, в том числе и цены. И соответственно их рабочие характеристики выше чем у масел на основе гидрокрекинга, как минимум потому что из них не делают полусинтетику и не добавляют минеральную основу. Что касается цены, то она стоит на уровне «синтетических гидрокрекинговых» масел других известных производителей, а преимущества на лицо.

Хочу заметить, что в линейки Shell имеются, и стоят отдельно (HX8 и HX7), синтетические и полусинтетические масла на основе гидрокрекинга, произведенные по технологии XHVI. И именно эта технология позволяет делать ГК масла сверхвысокого индекса вязкости в отличие от других производителей ГК масел.

ПАО и эстеровые моторные масла: чем они отличаются, и стоит ли за них переплачивать | Автотех

01. 05.2022

Многие автомобилисты различают моторные масла всего на три категории: минеральные, полусинтетические и синтетические. Эта классификация проста для понимания, но не совсем корректно отражает реальность. Под синтетическими маслами понимают продукцию с абсолютно разной базой, значительно влияющей на характеристики смазочного материала. Особенно выделяются моторные масла на основе ПАО и эстеров, о которых стоит узнать подробнее.

Проблемы классификации

Производство смазочных материалов – цепочка действий, результатом которой является создание продукта с установленными характеристиками. Для моторных масел первоначально изготавливается базовое масло, которое затем насыщают присадками, модификаторами вязкости и иными добавками. От основы во-многом зависят характеристики готового продукта, такие как:

Температуры замерзания и воспламенения;
Содержание серы;
Зольность;
Испаряемость и другие.

Именно по типу базового масла определяют итоговый класс продукта. Под минеральными подразумевают смазочные материалы, полученные после очистки и депарафинизации нефтепродуктов. Синтетическими изначально называли моторные масла, база которых создана путём химического синтеза полиальфаолефинов (ПАО). Вещество получают из этиленовых углеводородов, подвергающихся различным химическим реакциям.

В конце XX века активное распространение получила технология гидрокрекинга (HC). Она подразумевает очистку базового масла водородом, но каких-либо сложных процессов синтеза не предусматривает. Однако, некоторые производители стали именовать HC-масла синтетическими, несмотря на их минеральное происхождение. После ряда разбирательств эту практику официально разрешили, что до сих пор вызывает немало споров и разногласий.

Гидрокрекинговые моторные масла относятся к группе III, и многие эксперты не считают их «настоящей синтетикой». К этому классу они относят только масла групп IV (ПАО) и V, например, эстеровые, имеющие вовсе растительное происхождение, но путём синтеза получающие необходимые свойства для очень эффективной работы в двигателях внутреннего сгорания.

Отличия ПАО и эстеров от гидрокрекинга

Масла IV и V групп (ПАО, эстеры и др.) относительно III (гидрокрекинг) имеют ряд преимуществ:

Высокая текучесть при низких температурах;
Меньше содержание модификаторов вязкости, срабатывающихся при работе двигателя;
Низкая концентрация серы;
Минимальные отложения.

Невысокая популярность «настоящей синтетики» связана с её стоимостью, которая в 2-3 раза превосходит более доступный гидрокрекинг. Некоторые производители идут на хитрость, и добавляют ПАО или эстеры в минимальных дозах, гордо заявляя об этом в маркетинговых кампаниях. Отсутствие общего стандарта позволяет компаниям вести не очень добросовестную политику.

Состояние моторных масел при +275°С

При прочих равных условиях, масла на основе ПАО и эстеров лучше гидрокрекинговых. Особенно хорошо они подходят для тяжёлых условий эксплуатации в северных регионах за счёт высокой текучести при низких температурах. Однако, отечественная сфера производства «настоящей синтетики» только развивается, а зарубежная продукция значительно подорожала. На этом фоне гидрокрекинговые моторные масла, которые и раньше занимали наибольшую долю рынка, становятся ещё популярнее.

Поделиться в социальных сетях

Заглавная статья

Эксперты отрасли обсуждают свои взгляды на преимущества и области применения этих базовых масел.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
• Улучшения в области базовых масел обусловлены требованиями развивающихся областей применения.
• Базовые масла с более низкой вязкостью и летучестью пользуются большим спросом и растут.
• Со временем базовые масла превратятся в совершенно новые продукты, какими мы их знаем сегодня.

В последние годы, , параллельно с достижениями в области нефтепереработки с оптимизацией процессов и модернизацией оборудования, технология базовых масел претерпела значительные изменения. Процесс преобразования газа в жидкость (GTL) также вносит важный вклад в пул базовых компонентов за счет преобразования природного газа в жидкие нефтяные углеводороды, что позволяет получать новые количества высокоэффективных базовых компонентов, которые каталитически синтезируются из газообразных углеводородов, поддерживая перейти от обычных к высокопроизводительным базовым маслам в соответствии с требованиями конечных пользователей. ¹

Более того, во всем мире правительства призывают положить конец эре ископаемого топлива. В 2021 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) официально признала ископаемое топливо несовместимым с устойчивым глобальным будущим. ²

Инициативы по обезуглероживанию вызвали большой интерес и первоначальное использование электромобилей (см. рис. 1). С этим интересом происходят изменения в конструкции автомобильных систем. По прогнозам ученых, скорость роста будет определяться тем, в какой степени каждая передовая технология и низкоуглеродное топливо смогут продемонстрировать экономический рост. ²

Рисунок 1. Автомобили с двигателем внутреннего сгорания, аккумуляторные электромобили, гибриды и подключаемые гибриды, скорее всего, будут делить дороги в течение следующих двух десятилетий. Рисунок предоставлен The Kline Group. ³

Изменения в линейке продуктов OEM также приводят к новым (и существующим) спецификациям, связанным с маслом, призывая к тому, чтобы топливо помогало OEM-производителям с помощью специально разработанных смазочных материалов. Имея это в виду, становится все более и более необходимым заменять обычные минеральные базовые масла высокоэффективными вариантами, такими как базовые масла группы IV (полиальфаолефины [ПАО]) и базовые масла группы III 9.0003 (см. Таблицу 1).

Группа III и Группа III+
Базовые масла III группы получают из сырья путем гидрообработки и каталитической депарафинизации. Они имеют одинаковые характеристики низкого содержания серы и высокого насыщения. Отличием III группы является диапазон индекса вязкости (VI), который должен быть выше 120. Для получения качества III группы применяют более жесткую гидрообработку. Базовые масла GTL аналогичны по составу и характеристикам базовым маслам группы III; хотя базовые компоненты GTL синтезируются из природного газа, они аналогичны базовым компонентам группы III и идентифицируются как них. ¹ Одним из наиболее существенных недостатков базовых масел Группы III является то, что процесс гидрокрекинга не позволяет выйти далеко за пределы KV100, равного 10 сСт, что ограничивает широкий диапазон вязкости высококачественных минеральных базовых масел Группы III по сравнению с синтетическими ПАО.

Хотя официально они не входят в классификацию API, отдельные компании производят базовые масла Группы III+. Все эти «плюсовые» продукты имеют ВП на верхнем уровне руководства по API. Характеристики серы и насыщенных веществ остаются неизменными по сравнению с официальной классификацией группы III. Тем не менее, отдельные маркетологи установили свои собственные ожидания в отношении этих неофициальных классов. Для группы III+ минимальный VI находится где-то между 130-140. В дополнение к высокому индексу вязкости эти базовые масла обычно имеют более низкую летучесть и более низкую температуру застывания, чем обычные масла группы III. ¹ Обычный способ достижения качества группы III+VI – это начать с рафинирования парафинового гача или парафинового сырья GTL. Самой большой проблемой для производителей Группы III является работа с различным сырьем и продуктами переработки, которые могут значительно различаться по составу и характеристикам, что влияет на качество базового масла Группы III и создает проблемы с качеством для производителей готовых смазочных материалов. Преимущества группы III+ по сравнению с обычной группой III заключаются в том, что она предлагает более низкую вязкость симулятора холодного запуска (CCS) и летучесть по Ноаку, лучшую температуру застывания и устойчивость к окислению и может быть частичной или полной альтернативой PAO в некоторых применениях. ¹

ПАО
ПАО представляют собой сильно разветвленные изопарафиноподобные жидкие углеводороды с уникальным сочетанием сохранения вязкости при высоких температурах, низкой летучести, очень низкой температуры застывания и высокой степени стойкости к окислению. Индекс вязкости этих базовых масел может варьироваться от 125 до более чем 200 с температурой застывания до -85 F (-65 C) или ниже. ¹ Эти чрезвычайно благоприятные характеристики являются результатом полимеризации линейных олефинов с заданной длиной цепи без парафина. Эти свойства делают ПАО идеальными базовыми маслами для высокоэффективных смазочных материалов. Сегодня ПАО используются в широком спектре промышленных и автомобильных приложений и лидируют в спросе на синтетические смазочные материалы в автомобильных моторных маслах, трансмиссионных маслах и жидкостях для трансмиссии. Недавние достижения в технологии PAO позволили добиться еще более высоких показателей производительности в области работы при высоких и низких температурах, включая экологичные и электрифицирующие жидкости. ¹

STLE Непосредственный бывший президент Доктор Кен Хоуп, глобальный менеджер по техническим услугам PAO, Chevron Phillips Chemical, говорит, что с преобразованием энергии появились новые разработки в электронной мобильности:
• Электромобили (аккумуляторные электромобили, гибриды, улучшенный ДВС, возобновляемое дизельное топливо и т. д.)
• Инфраструктура источников и распределения энергии
• Диэлектрическая теплопередача и потребности в вычислительной мощности (5G, криптовалюты).

Эти трансформационные факторы и потребности требуют улучшенной теплопроводности и электрических свойств масел-теплоносителей.

Что касается устойчивых преимуществ ПАО, Хоуп добавляет, что ПАО с низкой вязкостью обладают хорошей способностью к биоразложению (модифицированный тест Штурма, OECD 301B). ПАО также хорошо работают с растительными маслами для следующих целей:
• Биоразлагаемые гидравлические масла
• Транспортные смазки
• Используется Министерством сельского хозяйства США, Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA), несколькими национальными парками в связи с предпочтительной программой закупок Агентства по охране окружающей среды для федеральных агентств
.
• Общее разрешение на использование смазки для судов.

Продолжается надежда на то, что долгий срок службы масла ПАО способствует минимизации отходов, и, наконец, снижение трения снижает потребление энергии, что улучшает общий аспект устойчивости и подчеркивает возможности доступность, поскольку глобальные мощности PAO составляют около 750 000 метрических тонн в год, согласно Lubes’n’Greases Factbook 2020-2021. ⁵ По словам доктора Томаса Шиммеля, вице-президента автомобильной компании Evonik Oil Additives: «Глядя на рынок смазочных материалов в целом, ПАО всегда ограничивались определенными высокопроизводительными приложениями». По мощности лидирует группа III: «Мощность по маслам группы III в 14 раз превышает мощность по ПАО 9.0003 (см. Таблицу 2). Масла группы III производятся во всех соответствующих регионах, и производственный процесс может быть масштабирован до >1000 килотонн (кт). Таким образом, помимо более дешевого производственного процесса, экономические показатели явно благоприятствуют группе III».

Шиммель заявляет: «Традиционным применением ПАО являются синтетические моторные масла и жидкости для трансмиссии. Из-за отсутствия производственных площадок ПАО в Азии (только недавно Sinopec начала производить ПАО в Китае) все японские и корейские OEM-производители легковых автомобилей скорректировали спецификации своих моторных масел, чтобы они соответствовали базовым маслам группы III». Хоуп добавляет: «В настоящее время ПАО распространяются по всему миру, хотя у трех основных производителей нет текущих производственных мощностей в Азии».

Отвечая на вопросы рынка, производители ПАО добавляют значительные мощности для решения проблемы роста объемов по всему миру.

Сравнивая некоторые типичные свойства PAO 4 и аналогичного масла Группы III+, Шиммель отмечает, что многие из прежних очевидных преимуществ ПАО (например, высокий индекс вязкости, высокая температура воспламенения, низкая летучесть по Ноаку) исчезают с недавними улучшениями масел Группы III. .

«Некоторые параметры остаются благоприятными для ПАО: низкая температура застывания, низкая миниротационная вязкость (MRV) и низкая вязкость CCS из-за полного отсутствия парафиноподобных молекул, а также выдающаяся устойчивость к окислению. Однако очень однородный химический состав ПАО имеет недостаток; ПАО обладают очень низкой полярностью, что приводит к плохой растворимости полярных добавок. Поэтому ПАО почти всегда используются вместе с полярными базовыми маслами, такими как сложные эфиры (базовое масло группы V), которые являются дорогостоящими и могут иметь определенные неблагоприятные свойства (например, плохую гидролитическую стабильность) 9.0003 (см. Таблицу 3)».

Член STLE Ке Цзянь Лян, технический директор Азиатско-Тихоокеанского региона, Afton Chemical (Suzhou) Co. , Ltd., говорит: «Разрыв в производительности между PAO и гидрокрекинговыми базовыми маслами сокращается, но он никогда не исчезнет полностью. производительность. В частности, введение групп III с гораздо более высоким индексом вязкости (так называемая группа III+) обеспечивает улучшенные эксплуатационные характеристики благодаря очень специфической химической природе базового масла, особенно индексу вязкости, летучести и вискозиметрическому балансу. «Присущая» производительность группы III+ не является движущим фактором — это скорее способ, которым они позволяют разработчику рецептуры составить окончательную рецептуру жидкости наиболее экономичным способом. Но, тем не менее, такие аспекты, как волатильность и индекс вязкости, по-прежнему отстают от ПАО».

Некоторые другие преимущества ПАО по сравнению с маслами Группы III можно наблюдать при сравнении трения ПАО с маслами Группы III (4 сСт) (см. рис. 2). Хоуп говорит:
• Кривые тяги, полученные на мини-тяговой машине (МТМ) для равновязких базовых масел, показывают пониженные коэффициенты тяги при 40 и 100°C (РАО).
• Уменьшение коэффициента сцепления для композиций на основе ПАО должно обеспечить преимущества при всех соотношениях скольжения к ролику (SRR) и режимах смазки при этих температурах.

Рисунок 2. Сравнение трения. Рисунок предоставлен Chevron Phillips Chemical.

Хоуп добавляет, что, когда дело доходит до критических функций смазочных материалов, таких как отвод тепла и теплопроводность, разница температур, задокументированная в документе SAE Gear Oil 2002 года Дирком Винеке и профессором Уилфредом Барцем по типу базового масла, показала, что зубчатое масло на основе PAO масло было на 7-17°С холоднее гидрокрекингового масла и на 19°С холоднее минерального масла в стендовых и динамометрических испытаниях. ⁶

Продолжается надежда, что удельная теплоемкость — это количество тепла на единицу массы, необходимое для повышения температуры на один градус Цельсия.
• Чем выше удельная теплоемкость, тем больше способность поглощать тепло.
• Если плотность и температуропроводность постоянны, то теплопроводность и удельная теплоемкость пропорциональны.

Кроме того, Хоуп говорит: «Удельная теплоемкость при 120°С для ПАО 4 составляет 2510 Дж/кг-К по сравнению с 2256 для равновязкого масла группы III; следовательно, PAO будет проводить на 11% больше тепла, чем минеральное масло, что позволяет модифицировать оборудование для улучшения характеристик автомобиля (например, турбокомпрессоры, система рециркуляции газов двигателя [EGR] и т. д.) (см. рис. 3)».

Рис. 3. Теплоотвод и проводимость. Рисунок предоставлен Chevron Phillips Chemical.

Лян говорит: «ПАО показали лучшие результаты, чем базовые масла группы III/группы III+/GTL. PAO обычно и исторически лучше в тестах на чистоту и тестах на окисление при более высоких температурах, где PAO более устойчив к этим суровым условиям. Кроме того, использование ПАО может улучшить вискозиметрические показатели и, следовательно, повысить эффективность использования топлива. Но, как всегда, разработка эффективных смазочных материалов — это более чем одно измерение. Нам нужно решить многие (десятки) характеристики производительности и физические характеристики, и большая гибкость, которую может позволить PAO, является преимуществом».

По словам Шиммеля: «Немногие смазочные материалы полностью основаны на ПАО; часто количество ПАО в рецептуре снижается до минимального количества, необходимого для удовлетворения конкретных требований к эффективности. Остальное обычно представляет собой базовое масло Группы III. Использование ПАО не распространено во многих промышленных применениях, но базовые масла группы III занимают там лишь незначительную долю. Заметными исключениями являются промышленные редукторные масла и компрессорные масла, в которых исключительная окислительная стабильность ПАО позволяет увеличить интервалы замены масла по сравнению с минеральными маслами. Однако соображения стоимости позволят маслам группы III отобрать долю рынка у ПАО в будущем».

Лян говорит: «Траектория использования Группы III очень хорошо известна. Это будет продолжаться. В конечном итоге рост группы III расширится, чтобы заполнить все приложения, ограниченные только следующими параметрами:
• Стоимость (где группа II имеет больше смысла)
• Доступность (при наличии достаточного объема для развертывания)
• Физические (где группа III просто не может соответствовать характеристикам, необходимым для применения).

Что касается применений, которые подходят только для PAO, Лян говорит: «Появляющиеся и растущие области применения моторных масел со сверхнизкой вязкостью по-прежнему будут нуждаться в PAO из-за физических ограничений для группы III и любой области, где коммерческие ограничения для высококачественной группы III делают ПАО единственным жизнеспособным вариантом».

Новые разработки
Лян говорит: «PAO продвигаются с умеренной скоростью, в основном для удовлетворения конкретных потребностей приложений со сверхнизкой вязкостью. Существует очень мало доступных достижений в группе III. В лучшем случае они будут маргиналами».

Он добавляет: «Технология присадок поддерживает характеристики PAO и Group III, а разработка присадок обусловлена потребностями клиентов — в основном производительность по сравнению с затратами. Решения для Группы III и ПАО не обязательно одинаковы и требуют специальной разработки. Таким образом, модель заключается в том, чтобы реагировать на потребности клиентов и рынка и разрабатывать наиболее рентабельный подход».

Шиммель добавляет: «Недавно на рынок был представлен новый PAO, который сочетает в себе очень низкую летучесть и низкую вязкость и, таким образом, позволяет создавать моторные масла с низкой вязкостью без ущерба для доступного места для присадок. В то же время производители масел Группы III продолжают улучшать свойства своих базовых масел, чтобы еще больше приблизить рабочие параметры к ПАО». В конце концов, это не решение между ПАО или Группой III; обе группы базовых масел будут продолжать находить свои рынки, а быстро меняющаяся автомобильная промышленность постоянно предъявляет новые требования к характеристикам. Баланс производительности и экономических аспектов будет определять место, которое могут занять эти две группы базовых масел».

Сводка
В 21 веке технологии продолжают развиваться, поскольку общества предъявляют новые требования к производительности и экологическим показателям. Разрабатываются приложения для достижения более высоких уровней производительности с повышенной энергоэффективностью и более низкой совокупной стоимостью владения. Это приводит к использованию новых и различных материалов, большей удельной мощности, достижениям в технологии уплотнений, более тонкой фильтрации масла, резервуарам меньшей емкости для смазки, если таковые имеются, более высоким рабочим скоростям, повышенным температурам и более высокому давлению в системе, в дополнение к требованиям к электропроводности и устойчивости для многие области применения, в которых нагрузка на смазочные материалы возрастает. Эти требования в сочетании с тенденциями к сокращению или отказу от технического обслуживания, заполнению смазкой на весь срок службы, поиску более энергоэффективных смазочных материалов, повышению экологической осведомленности и нормативов, а также повышенному вниманию к вопросам безопасности будут и впредь бросать вызов технологиям смазочных материалов и приводам. сопутствующие исследования и разработки. Забегая вперед, мы можем только представить, какие новые или адаптированные технологии потребуются для производства энергии будущего. Что известно, так это то, что будут движущиеся части, которые потребуют смазки, но смазка может не оставаться в том объеме, форме и форме, которые мы знаем сегодня.

ССЫЛКИ
1. Пирро Д.М., Вебстер М. и Дашнер Э. (2016). Основы смазки, пересмотрено и дополнено. КПР Пресс.
2. Гладштейн, Неандросс и партнеры (GNA). (2022), «Краткий обзор состояния рынка устойчивого флота». Доступна здесь.
3. Макгуайр, Н. (2021 г.), «Индустрия смазочных материалов для электромобилей находит свое применение», TLT, 77 (11), стр. 32–40. Доступна здесь.
4. Браун С. (2015), «Группы базовых масел: производство, свойства и характеристики», TLT, 71 (4), стр. 32-35. Доступна здесь.
5. Джейкобс, К. (2021 г.), «ПАО рвется вперед», Lubes’n’Greases. Доступно здесь.
6. Винеке Д. и Барц В. Дж. (2002 г.), «Влияние состава трансмиссионного масла на температуру масла», SAE 2002-01-1693, Международная встреча и выставка весенних топлив и смазочных материалов, Рено, штат Невада,

Доктор Юлия Соса — независимый писатель из Пичтри-Сити, штат Джорджия. Вы можете связаться с ней по телефону [email protected].

Лучше ли моторное масло из природного газа?

В 2014 году компания Shell произвела фурор среди любителей моторных масел (да, есть и такие), представив свой процесс превращения природного газа в моторное масло. Компания объявила свою технологию преобразования газа в жидкость (GTL) революционным шагом вперед в технологии моторных масел.

По данным Shell, на разработку и получение 3500 патентов ушло 40 лет. Они продают эту технологию в Америке под своей линейкой масел Pennzoil Platinum, которые, по словам Shell, обеспечивают лучшую защиту от износа, экономию топлива, чистоту и срок службы «при тестировании с репрезентативными продуктами рынка».

Время от времени нас спрашивают, как производится моторное масло на основе природного газа и лучше ли оно по сравнению с продуктами AMSOIL.

Давайте углубимся в эти вопросы.

Как это сделано: моторное масло, редакция

Прежде всего, нам нужно общее представление о том, как производится моторное масло.

Мы подробно объяснили это в статье «Синтетическое масло против обычного: полное руководство». Мы также включили хорошее объяснение, включая приятную аналогию с LEGO, в этот пост под названием «История синтетической нефти (и AMSOIL)».

Проверьте их для глубокого погружения. Для целей этого поста достаточно следующего резюме.

Все моторные масла состоят из двух компонентов: базового масла и присадок.

Базовое масло составляет основную часть рецептуры и отвечает за смазку двигателя, защиту от износа, отведение тепла и другие ключевые функции.

Разработчики рецептур добавляют в моторное масло присадки для улучшения характеристик масла. Присадки помогают бороться с окислением, нейтрализуют кислоты, защищают от ржавчины и многое другое, в зависимости от области применения, для которой предназначено масло.

Базовые масла , используемые для производства обычных масел, перегоняются из сырой нефти . Нефтепереработчики используют тепло, давление и другие катализаторы для разделения молекул сырой нефти на разные группы в зависимости от размера, называемые фракциями .

Несмотря на то, что этот процесс работает довольно хорошо для изготовления многих продуктов, которые мы используем каждый день, у него есть свои ограничения. Например, дистилляция не может удалить все примеси из обычных базовых масел , включая серу, азот, кислород, металлы и воски, которые затвердевают на холоде.

Это приводит к тому, что моторное масло не обеспечивает уровень защиты, требуемый современными двигателями.

Синтетические базовые масла, с другой стороны, синтезируются (т. е. создаются), а не перегоняются.

Разработчики рецептур расщепляют молекулы сырой нефти на составные части. Затем, , используя только чистые однородные молекулы, наиболее подходящие для смазки двигателя, они создают более крупные молекулы с нуля с помощью органического синтеза . В результате получается синтетическое базовое масло, свободное от примесей, присущих обычным маслам.

Таким образом, синтетическое масло обеспечивает улучшенную защиту от износа, работу при экстремальных температурах, экономию топлива и чистоту.

Как производится моторное масло, работающее на природном газе?

Чем отличается синтетическое моторное масло, изготовленное из природного газа? Давайте посмотрим на процесс преобразования газа в жидкость (GTL) .

Газификация : Процесс начинается с так называемой газификации . На этом этапе чистый кислород вступает в реакцию с метаном с образованием так называемого синтез-газ или синтез-газ. Хотя его легко сделать с использованием природного газа, его также можно производить с использованием биомассы или даже сырой нефти.

Синтез-газ по своей природе чистый , поскольку нефтеперерабатывающие заводы удаляют из него почти все, кроме его основных компонентов: монооксида углерода и водорода. Это больше для предотвращения отравления катализатора на последующих этапах, чем для маркетингового заявления, но это также делает хорошее заявление для нефтяных маркетологов.

Синтез : Затем синтетический газ подается через реактор и, используя синтез Фишера-Тропша, встраивается в углеводороды с более высокой молекулярной массой.

Обработка: В процессе Фишера-Тропша производится широкий спектр продуктов, различающихся по составу, от газообразных молекул до густого парафина (например, свечной воск). Благодаря нескольким процессам, в том числе изодепарафинизации, гидрокрекингу и, в конечном счете, дистилляции, эти молекулы превращаются в пригодное для использования базовое масло .

Независимо от качества, по определению любое базовое масло или моторное масло, изготовленное по технологии преобразования газа в жидкость (GTL), является полностью синтетическим, поскольку базовые масла синтезируются так же, как и все другие синтетические базовые масла.

Все ли группы синтетических масел одинаковы? Группа III против IV против V

При производстве синтетических базовых масел из природного газа или сырой нефти применяется один и тот же фундаментальный принцип: нефтеперерабатывающие заводы используют катализаторы для разрушения молекул и органический синтез для создания и очистки новых . В результате получается базовое масло, которое может превосходить обычные базовые масла.

Преимущества моторного масла, работающего на природном газе

Поскольку масло, изготовленное по технологии GTL, не содержит загрязняющих примесей, присущих обычным маслам, оно, как правило, обеспечивает лучшую защиту от износа, работу при экстремальных температурах и долговечность по сравнению с обычными маслами.

Другие преимущества производства нефти с использованием природного газа включают…

Использование ресурса, известного как парниковый газ
Обильные запасы
Экономические преимущества во времена, когда сырая нефть дорогая

Однако стоит отметить, что многие катализаторы и процессы GTL производят высокопарафиновые (парафинистые) базовые масла с нежелательными характеристиками . Фактически, остаточные побочные продукты процесса Фишера-Тропша/GTL могут значительно повлиять на температуру застывания и летучесть масла.

Температура застывания относится к самой низкой температуре, при которой масло остается жидким. Воски затвердевают на холоде, что приводит к загустеванию масла и, возможно, неспособности защитить двигатель при холодном пуске, что приводит к износу.

Летучесть относится к склонности масла к испарению при высоких температурах. Чем более летучее масло, тем больше вероятность того, что оно образует вредные отложения в двигателе и способствует расходу масла, а это означает, что вам придется чаще доливать двигатель.

Как показывают результаты испытаний масла на летучесть, Pennzoil Platinum превзошел другие традиционные и синтетические масла, но не превзошел синтетическое моторное масло AMSOIL Signature Series. Это говорит о том, что масло , изготовленное из природного газа, не лучше, чем другие масла . Необходимо учитывать весь состав масла, включая качество присадок и общий баланс состава.

Моторное масло, работающее на природном газе: каков итог?

Это подводит нас к итогу. Моторное масло, изготовленное из природного газа, лучше, чем другие масла?

Конечно, оно лучше, чем обычные масла, но так же, как и любое другое качественное синтетическое моторное масло.

Как мы видели, хотя процесс преобразования газа в жидкость, используемый для производства синтетических базовых масел, является многообещающей технологией с рядом преимуществ, в конечном итоге он приводит к аналогичному продукту, который существует уже несколько десятилетий: синтетическое базовое масло.