GL-5重负荷车辆齿轮油的成本及效益分析

摘要:文章分析了华东润滑油厂车辆齿轮油的生产现状,以生产量和销售量最大的GL-5 85W-90重负荷车辆齿轮油为例,在基础油的选用、添加剂的升级换代和成本构成等方面进行了细致地分析,找出影响其生产成本的主要因素;并结合华东润滑油厂资源实际情况,提出优化组分使用、降低生产成本的建议。

关键词:车辆齿轮油;基础油;降凝剂;成本分析;优化

中图分类号:TE626.3 文献标识码:A

The Cost and Benefit Analysis of GL-5 Heavy-Duty Vehicle Gear Oil

ZHANG Wei-dong

(PetroChina East China Blending Plant, Taicang 215433, China)

Abstract:The production situation of vehicles gear oil in East China Blending Plant was analyzed in this article. Taking GL-5 85W-90 heavy-duty vehicle gear oil as an example, base oil selection, additive upgrading and cost structure were analyzed detailedly, and the primary factors of influencing production cost were discovered; Based on the actual resource situation of East China Blending Plant, suggestions on optimizing the component usage and reducing the production cost were proposed.

Key words:vehicle gear oil; base oil; pour point depressant; cost analysis; optimization

0 前言

车辆齿轮油的发展已经经历了80多年,从1925年试制成功双曲线齿轮油以来,车辆齿轮油取得了非常迅速的发展。由于受到各类载重运输车辆发展对齿轮油的要求,加上环境保护和政策法规的压力,使车辆齿轮油从最初的硫化鲸鱼脂,发展到如今的高性能全合成齿轮油[1],产品升级换代稳步推进。

车辆齿轮油的牌号众多,GL-5重负荷车辆齿轮油目前仍是中国市场车辆齿轮油的主要产品。GB 13895-92中规定了GL-5重负荷车辆齿轮油按粘度分为6个牌号,分别是:75W、80W-90、85W-90、85W-140、90、140等。但在日常生产和使用中,GL-5重负荷车辆齿轮油主要由三个粘度级别组成,其使用环境为:

85W-90,适用于环境温度-15 ℃以上的一般地区全年通用;

80W-90,适用于环境温度-30 ℃以上的寒冷地区全年通用;

75W-90,适用于环境温度-30 ℃以下的寒冷地区全年通用[2]。

以上三类中,尤以85W-90级别的产品用途最广、销量最大。近年来,由于全球气候变暖,暖冬现象出现以后,85W-140牌号的产品销量也开始增长。

中国石油华东润滑油厂自2005年3月开始试生产前,曾从公司内兄弟厂调运200 t GL-5 85W-90车辆齿轮油成品,当年5月份开始自行生产,截止2008年8月底,各种牌号的车辆齿轮油产销量见表1。

从表1中可以看出,85W-90牌号的车辆齿轮油占到其总销量的75%以上,所以我们以此为代表,分析一下三年多来车辆齿轮油的基础油使用、添加剂选用和成本情况,按照销售价格进行效益评估,以便结合华东润滑油厂实际资源情况,了解成本构成,为进一步提高质量,降低成本提供依据,以期更好地指导生产。

1 基础油

车辆齿轮油使用的基础油组分可以是精制的矿物油、合成油或两者的混合油,所以在生产过程中,先后使用过MVI150BS、KH150BS、MVI300、MVI400、MVI500、MVI600和HVI400等7种组分调合GL-585W-90重负荷车辆齿轮油,基础油典型数据见表2。

2 添加剂

GL-585W-90重负荷车辆齿轮油在调合过程中主要使用三种剂,即主功能剂、降凝剂和抗泡剂。主功能剂由中国石油兰州润滑油研究开发中心生产,已从RHY4204改进到RHY4208,加剂量下降了12.5%。

2.1 主功能剂

使用含硫添加剂、含磷添加剂、防锈减摩多功能添加剂研制的RHY4208复合剂是在RHY4204复合剂的基础上开发出来的,其具有更优良极压抗磨减摩性、防锈防腐性、热氧化稳定性、抗磨耐久性以及与不同基础油的适应性,生产的重负荷车辆齿轮油通过了CRC L-42、L-37、L-33、L-60、L-60-1全尺寸齿轮台架,油品的性质、性能达到且超过API GL-5规格要求,质量也达到MIL-PRF-2105E规格要求,和国外其他典型复合剂相比综合性能最优,代表了车辆齿轮油复合剂的发展方向。

其特点是:

(1)无灰、低磷,清洁节能型齿轮油复合剂。

(2)通用性强,可用于调制各种车辆齿轮油和重负荷工业齿轮油。

(3)适用性强,适用于各种中间基基础油、石蜡基基础油、加氢基础油及合成油。

主剂的典型数据见表3。

2.2 辅剂

2.2.1 降凝剂

降凝剂前期选用路博润公司生产的LZL803B,它是聚α-烯烃类型的降凝剂。也有个别批次使用沈阳长城生产的T-808A,它是一种苯乙烯富马酸酯共聚物,其降凝度较LZL803B稍差,但粘度稍低,流动性好。今年开始使用Rohmax公司新开发的适合中国齿轮油配方的V1-147降凝剂,是一种聚甲基丙烯酸酯(PAMA)类型的降凝剂,它通过加入长烷基支链结构,使自身具有类似蜡特性的物质率先与油品中的蜡相互作用,从而破坏油品中三维蜡结晶的形成,改善油品凝点(倾点)并降低低温粘度及改善屈服应力。根据厂家的推荐用量及实际使用经验,聚甲基丙烯酸酯(PAMA)类型的降凝剂比聚α-烯烃类型的降凝剂加入量下降了62.5%。

两种国产降凝剂的典型数据见表4。

2.2.2 抗泡剂

几年来一直选用2#复合抗泡剂(T922),属硅型与非硅型复合物,与各种添加剂的配伍性好,对加入方法不敏感,具有高效的抗泡能力;且不需稀释,使用方便。在油品中适应性良好。

3 调合方案

在实际调合生产过程中,根据资源现状,每批次的调合方案会有差别,调合过程的典型调合方案见表6。

4 质量分析数据

以上选取的13批次产品均调合合格,分析数据见表7。

5 成本计算与分析

对于以上13批次的产品调合,由于3年多来基础油、添加剂的价格都进行了多次调整,尤其是今年7月份以后,公司对调拨华东润滑油厂的基础油价格进行了调控,目前,特别是新疆的基础油价格偏低。为了对以后的生产能提供帮助,统一采用2007年的价格进行成本核算,通过选取不同的调合方案(重点使用RHY4208调合的产品)对其成本进行分析。另外对不同的添加剂方案,也采用相对固定的基础油价格进行核算,以方便成本对比。

5.1 基础油和添加剂的价格(见表8、表9)

5.2 成品的成本计算公式

成本:C=B₁×R₁+B₂×R₂+A₁×R₃+A₂×R₄(1-1)

式中:C——成品油的油剂成本,元/吨;

Bx——基础油组分x的价格,元/吨;

Rx——基础油(添加剂)的比例,%,∑R=1(i=1～n);

Ax——添加剂组分x的价格,元/吨。

5.3 各调合方案的成本计算

利用公式1-1和表6~表9中的数据,计算结果见表10。

5.4 成本分析

(1)从整体成本情况来看,先期使用的RHY4204复合剂与现在使用的RHY4208复合剂相比,在基础油完全相同的情况下,两者价格相当(分别是37500元/吨和38000元/吨),但RHY4208的加剂量只有RHY4204的87.5%,故其加剂成本约下降204元/吨。这也是全公司要求使用RHY4208代替RHY4204的原因之一,只有对特殊需求的OEM用户,为了保持产品的外观一致性和从气味方面的考虑,少量使用RHY4204。如RHY4208的价格超过42800元/吨,则其再无价格优势。

(2)早期使用RHY4204的两个典型方案(方案1和方案2)价格都较高,主要原因是正好使用进口的MVI150BS进行测算,如果换用价格相当的KH150BS,其成本在8600元左右,与方案10相当。

(3)在基础油稳定的情况下,降凝剂的选用也至关重要。从方案13、12和方案11、10中我们可以看到,LZL803B的加剂量一直在0.8%,虽然其价格较低(20131元/吨),吨成本加剂费在161元左右。而V1-147的单价虽贵(28400元/吨),但其加剂量小,只有0.3%,吨成本加剂费在85元左右,不到LZL803B加剂成本的一半。

(4)从组分使用情况来看,在添加剂和BS光亮油稳定不变时,中性油对成本影响顺序从小到大依次为:MVI600

(5)从表2的7种基础油典型数据中我们可以看出,MVI300等中性油和MVI150BS的40 ℃粘度上下范围都在其平均值的10%之内;但MVI400的粘度范围较大,在20 mm2/s左右,是其平均值的13%;其100 ℃粘度差距在0.6~2.0 mm2/s之间。而KH150BS的粘度范围太大,竟然达到230 mm2/s,使其100 ℃粘度差距在4 mm2/s 以上,所以导致了看似同样的组分(如方案11和方案13),如不考虑降凝剂对成本的影响,由于KH150BS的调合比在45%～52%之间,导致成本差距在76元/吨。同样如方案7和方案10,同样使用完全相同的组分和添加剂,但由于组分油粘度相差较大,KH150BS的调合比在38%～45%之间,成本差距在136元/吨。

6 结论及建议

(1)从以上分析可以看出,在实际使用过程中,由于RHY4208有较好的经济效益,故我们应该绝大部分选用RHY4208复合剂来生产车辆齿轮油,减少RHY4204的用量。这两年来,我厂也是这样做的,2006年RHY4208的用量只占车辆齿轮油复合剂总量的54%,而2008年1~8月份,RHY4208的比例已占到92%。如车辆齿轮油产量按照12000 t/a计算,节约费用达244.8万元。

(2)降凝剂成本的降低也能对产品的经济效益产生很好的作用。通过优化选用降凝效果好的酯类降凝剂,不仅直接降低成本,而且由于用量减少,节约的运费、加剂前的加温费用、抽剂的动力费用等都会相应降低。如车辆齿轮油产量按照12000 t/a计算,5.4(3)中按照去年的降凝剂价格,年节约费用约96万元。如果按照2008年降凝剂的价格(LZL803B:25363元/吨;V1-147:31050元/吨)计算,则加剂成本分别为203元/吨和93元/吨,节约费用达132万元。

(3)在车辆齿轮油的调合中,应优先选用MVI500以上的中性油,其粘度范围较窄,比较稳定,和KH 150BS的配伍性较好。但玉门的MVI500质量较差,粘指较低,宜少用。MVI400以下的中性油粘指也较低,实际使用过程中经济效益也不好,所以尽量少用此方案。合适的基础油配伍节约成本至少在400元/吨,年节约费用可达480万元以上。

(4)KH150BS的质量差异对齿轮油的成本影响较大,由于实际质量(粘度的范围)差别太大,导致了实际吨油成本差别在100元以上,所以要加强对接受KH150BS的质量控制,使其100 ℃粘度在32 mm2/s以上,可以减少KH150BS的用量,从5.4(4)的分析看出,由于KH150BS的粘度变化,对成本的影响在76～136元/吨之间,如车辆齿轮油产量按照12000 t/a计算,节约费用达91.2～163.2万元。

参考文献:

[1] 张龙华,伏喜胜.车辆齿轮油规格与技术发展趋势[J].润滑油, 2007,22(5):59-63.

[2] 赵巍,粟斌,周新聪,等.GL-5车辆齿轮油换油周期研究[J].润滑油, 2008,23(4):22-27.

收稿日期:2008-12-19。

作者简介:张伟东(1972-),男,1993年毕业于抚顺石油学院石油储运专业,2008年获天津大学化工学院化学工程专业工程硕士学位,现任中国石油华东润滑油厂生产技术部主任,从事油品调合、包装、储运、安全管理多年,已公开发表论文多篇。