1. Класифікація нафтових масел в залежності від області застосування наведена на рис. 1.
На підставі даного малюнка можна відзначити, що по області застосування масла об'єднуються в наступні групи:
моторні (більше 60%);
індустріальні (близько 30%), які об'єднують в групи (індустріальні масла служать для змащування машин і механізми): масла для гідросистем; масла приладові; масла для напрямних ковзання;
трансмісійні масла - для мастила зубчастих передач на автотранспорті (5%);
спеціальні масла (5%). як то: турбінні; компресорні; електроізоляційні; холодильні.
За джерела сировини масла діляться на мінеральні та синтетичні (діефірние, фтороуглеродние, силіконові)
1. Базові масла
Нафтові базові масла, які є основами більшості товарних мастил, повинні в значній мірі забезпечувати їх необхідні експлуатаційні властивості і, отже, задовольняти ряду вимог до якості. Іноді ці вимоги суперечать один одному, як, наприклад отримання високого індексу в'язкості і низької температури застигання масла, що створює проблеми технологічного характеру при виробництві масел. Комплекс вимог, який пред'являється до сучасних мастил, сприяє все ширшого виробництва товарних масел на синтетичній або синтетично-нафтової основі, так як синтетичні масла мають ряд переваг в порівнянні з нафтовими (хоча мають і ряд недоліків).
Нафтові базові масла.
Вибір базового масла-основи при виробництві товарного масла визначається як необхідними функціональними показниками масла, так і економічними показниками його виробництва і застосування. Нафтові базові масла є основними, найбільш масовими базовими маслами.
Необхідна посилення тих чи інших експлуатаційних властивостей базових масел забезпечують вводяться в масла композиції присадок.
Функції масел надзвичайно різноманітні, вони залежать від сфери застосування і іноді мастильна функція не є не тільки єдиною, але навіть не основний. Наприклад, трансформаторні і кабельні масла взагалі не виконують змащувальних функцій.
Основні функції, що їх великими групами масел:
- забезпечення чистоти і мінімального зносу вузлів змазування виробу в процесі експлуатації;
- забезпечення експлуатації виробу в широкому діапазоні температур;
- запобігання корозії і забруднення поверхонь тертя деталей в процесі експлуатації;
- відведення теплоти від вузлів тертя, видалення із зони тертя продуктів тертя і зносів.
При цьому масла повинні бути стабільні в процесі експлуатації (мати високу антиокислювальну і, в ряді випадків, механічну стабільність), мати гарну сумісність з матеріалами ущільнення (еластомерами), невисоку схильність до піноутворення і низьку гігроскопічність.
Звідси випливає, що єдиних вимог до якості базових масел, придатних для виробництва всього асортименту масел, сформульовано бути не може.
Базові масла класифікують:
- за фізико-хімічними властивостями (в'язкість, іноді температура застигання);
- по сировинної природі, яка визначає їх хімічну структуру (масла парафинового і нафтенового підстави);
- за способом виробництва - базові масла ділять на дистиляти (виробляються з вакуумних дистилятів), залишкові (виробляються з гудрону) і компаундують (суміш дистилятів і залишкових). Розрізняють масла очищені і неочищені. Масла очищають сірчаною кислотою, адсорбційної, селективної (екстракція розчинником) і гідрокаталітіческой очищенням. Найбільш поширені масла селективного очищення.
Деякі зарубіжні фірми (наприклад, BritishPetroleum) в специфікаціях поділяють базові масла по групам по областям застосування: основи моторних, індустріальних, енергетичних і інших масел.
Однак основою класифікації базових масел в більшості специфікацій є їх в'язкість. У маркуванні базових масел крім рівня в'язкості може вказуватися їх сировинна природа (парафінові, нафтенові), спосіб виробництва (селективного очищення, гідрогенізовані). В'язкість масел в різних країнах визначають різними способами і при різних температурах.
Сучасні базові масла повинні відрізнятися гарним кольором, високою температурою спалаху, низьку випаровуваність, високим індексом в'язкості, гарної приемистостью до присадкам, стабільністю при зберіганні.
В'язкість. Один з основних показників якості масел. Він визначає надійність гідродинамічного (рідинного) тертя, тобто режиму змащення. За рівнем в'язкості масла можна умовно розділити на маловязкие (3-4 мм 2 / с при 100 ° С), средневязкой (4-6 мм 2 / с при 100 ° С) і в'язкі (8-9 мм 2 / с при 100 о С і вище).
Класифікація базових масел по API
Інші базові масла крім груп I, II, IIIіIV
Температура застигання. Показник, що характеризують низькотемпературні властивості масла, тобто можливість його експлуатації при негативних температурах. Більшість базових масел мають температури застигання від 0 о С до -15 о С. Однак є група нізкозастивающіх масел з температурою застигання нижче -30 о С. В основному це маловязкие базові масла, які є основами трансформаторних, авіаційних, деяких гідравлічних, а також зимових моторних і трансмісійних масел.
Температура спалаху масел характеризує наявність в маслі легкокипящих фракцій і пов'язана з таким важливим для виробництва моторних масел показником, як випаровуваність.
Колір масел є товарним показником і як і ІВ характеризує глибину і якість їх очищення.
Коксівність - характеристика залишкових масел (в дистилятів коксованість вельми незначна), досить чітко характеризує якість масел з точки зору нагаро- і лакообразованія в процесі експлуатації товарного (моторного) масла на цій основі. Значення коксованості залежить від глибини і якості процесів деасфальтизації і селективного очищення при виробництві масла.
Фізико-хімічні показники, характеризуючи якість базового масла, в значній мірі є непрямими. В основному якість базових масел і, в кінцевому підсумку, експлуатаційні показники товарних масел залежать від хімічного і фракційного складу.
Залежність експлуатаційних властивостей товарного масла від складу базового масла. Від вуглеводневої (хімічного) складу базового масла залежать:
в'язкість - визначає товщину змазує плівки, тобто надійність змащування; плинність і прокачиваемость при низьких температурах; збереження необхідної для надійного змазування в'язкості при високих температурах; втрати енергії; знос;
стабільність до окислення - визначає збереження первинних фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей масла, включаючи його мінімальну корозійну активність в процесі експлуатації;
поверхнева активність - визначає піноутворюваність і емульгіруемость масла; в певній мірі впливає на корозійну активність масла;
растворяющая здатність - визначає здатність базового масла розчиняти композицію присадок; в певній мірі впливає на миючі (детергентно-диспергуючі) властивості масла.
Від фракційного складу базового масла залежить випаровуваність, що характеризує витрата масла і ступінь його загущення в процесі експлуатації, що веде до утворення відкладень.
3 Хімічний склад желат і нежел За хімічним складом нафтові масла являють собою суміш вуглеводнів молекулярної масою 300-750, що містять у складі молекул 20-60 атомів вуглецю. Базові масла складаються з груп ізопарафінових, нафтено-парафінових, нафтено-ароматичних і ароматичних вуглеводнів різного ступеня циклічності, а також гетероорганических з'єднань, що містять кисень, сірку і азот. Останні (особливо кисневі сполуки) є основою смол, що містяться в базових маслах. Хімічний склад базових масел і структура входять до їх складу вуглеводнів визначаються як природою сировини, що переробляється, так і технологією його переробки.
Умовно всі вхідні до складу масляної фракції групи вуглеводнів можна розділити на бажані і небажані.
Небажані компоненти: тверді парафіни, поліциклічні арени, смолисті і асфальто-смолисті сполуки.
За фракційним складом масла являють собою висококиплячі продукти, що виробляються з нафтових фракцій, що википають при температурі вище 300 о С.
Основний обсяг масел виробляють із застосуванням екстракційних процесів поділу сировини (дистилятів і гудрону): селективного очищення розчинником (фенолом, фурфуролом, N-метілпірролідона), деасфальтизації гудронів пропаном і сольвентной депарафінізації рафінат селективного очищення в кетонсодержащем розчиннику (останній процес являє собою одну з різновидів процесу екстракції - екстрактивні кристалізацію). Постійно знижується виробництво масел з використанням процесу сірчанокислотного очищення, що обумовлено зниженням видобутку придатних для цього процесу нафт, освітою великих кількостей екологічно шкідливих важко утилізованих відходів (кислий гудрон) і в більшості випадків недостатньо високим для сучасних вимог якістю одержуваних масел. У відносно невеликих кількостях виробляються масла з використанням процесів гідрокрекінгу і гідрокаталітіческой депарафінізації, хоча гідрокаталітіческіе процеси дуже перспективні у виробництві масел і їх чекає подальший розвиток.