柴油润滑性与硫含量、组成等指标的关系研究

刘馨璐 张凤泉 杨 勇 董 芳

〔中国石化销售有限公司油品技术研究所 天津 300384〕

柴油润滑性与硫含量、组成等指标的关系研究

刘馨璐 张凤泉 杨 勇 董 芳

〔中国石化销售有限公司油品技术研究所 天津 300384〕

考虑清洁柴油升级，硫和芳烃等组分的减少，柴油的润滑性也有所降低的情况，分析了不同典型工艺生产的13个柴油组分样品的润滑性与硫含量、芳烃含量等指标的关系，结果表明：在不含添加剂的情况下，硫含量较高的柴油表现出较好的润滑性；多环芳烃、苊烯、苊类、萘等组分以及密度与柴油组分的润滑性有较好的对应关系，而与茚类、四氢萘、烷基苯、单环芳烃等基本无关。

柴油 润滑性 硫含量 密度 黏度 关系

随着环保要求的日益严格和柴油质量升级的步伐加快，柴油组成发生了较大变化，硫含量减少，链烷烃增加，多环芳烃减少，组分越来越清洁，而润滑性有所下降，那么柴油组成对润滑性有怎样的影响，相关指标与润滑性有怎样的关系，本文选取不同组成的柴油样品对其润滑性和链烷烃、环烷烃、多环芳烃、单环芳烃及硫含量，以及密度、运动黏度等进行了分析。

1 实验部分

1.1 试验方法和设备

1.1.1 硫含量

采用SH/T 0689—2000方法测定柴油硫含量。所用仪器为美国某公司制造的ANTEK9000S氮/硫分析仪。

1.1.2 润滑性

采用SH/T 0765—2005方法测定柴油润滑性。所用仪器为英国某公司制造的HFRR高频往复试验机。

1.1.3 运动黏度

采用GB 265—1988方法测定柴油运动黏度。所用仪器为大连某公司制造的DSY-119低温运动黏度测定器。

1.1.4 密度

采用GB/T 1884—2000方法测定柴油的密度。所用密度计为SY-Ⅱ型。

1.1.5 组成

采用SH/T 0606—2005方法测定柴油的组成。所用仪器为日本某公司制造的GCMS-QT2010气相色谱质谱联用仪。

1.2 样品信息

柴油样品采用具有代表性的不同组成、不同性质的组分油和准成品油，共13个均无添加剂，具体信息见表1。

表1 试验用样品信息

2 结果与讨论

2.1 硫含量的影响

对13个样品的硫含量和润滑性进行了分析，润滑性与硫含量之间的关系见图1。

图1 硫含量与润滑性的关系

从图1可以看出，硫含量较高的柴油表现出较好的润滑性，但也出现油样5质量分数为1 066 mg/kg，而磨斑直径超标(≯460μm)的情况。样8、10、12和13，均为硫含量较低的组分油，其润滑性都较差，不能达到磨斑直径不高于460 μm的要求。

2.2 密度、运动黏度的影响

对13个样品的密度、运动黏度和润滑性进行了分析，润滑性与密度、运动黏度之间的关系见图2。

图2 润滑性与运动粘度和密度的关系

一般情况下，密度和粘度越大，油品中所含重组分就越多，柴油的润滑性相应会越好。从图2显示的润滑性与密度、黏度的关系，可以看出，密度与磨斑直径呈负相关的关系，密度越大，润滑性会越好。而运动粘度虽然也是油品抗磨性能的一个量度，但在此与磨斑直径并未表现出很好的对应关系。

2.3 组成的影响

对13个样品的组成进行了分析，包括链烷烃、总环烷烃、总单环芳烃、总双环芳烃、多环芳烃、三环芳烃、总芳烃，这些组成与润滑性之间的关系见图3。从图3可以看出，除油样1和油样2外，其他样品的校正磨痕直径与多环芳烃(含双环芳烃)之间具较好的负相关性，也就是多环芳烃(含双环芳烃)体积分数越高，润滑性越好。而链烷烃与润滑性大体上呈现负相关，环烷烃和单环芳烃与润滑性没有明显的关系。

图3 组成与润滑性的关系

为找出芳烃与润滑性的对应关系，对各种芳烃含量进行了分析，包括烷基苯、茚满或四氢萘、茚类、萘、萘类、苊类、苊烯类，这些芳烃含量与润滑性之间的关系见图4。

图4 各种芳烃含量与润滑性的关系

从图4可以看出，除油样1和油样2外，其他样品的润滑性与苊烯、苊类含量包括萘类有比较好的对应关系，与茚类、四氢萘、烷基苯等单环芳烃基本没有关系，而油样1和油样2例外的原因可能在于，虽然含有较少的多环芳烃，但是T50较高，运动黏度较高。

3 结论

通过分析样品的润滑性、硫含量、密度、运动黏度与组成的相互关系，可以得到以下结论：

(1)硫含量较高的柴油表现出比较好的润滑性，未加剂的硫含量较低的组分油的润滑性都比较差，不能达到磨斑直径不高于460 μm的相关要求。

(2)密度与校正磨痕直径呈负相关的关系，也就是密度越大，润滑性会越好，但运动粘度与磨斑直径并未表现出很好的对应关系。

(3)润滑性与苊烯、苊类含量包括萘类有比较好的对应关系，与茚类、四氢萘、烷基苯等单环芳烃基本没有关系。

(4)柴油组分润滑性的高低是一个综合结果，影响因素包括了多环芳烃、沸程、密度等。

[1] 韦淡平.柴油的润滑性-一个潜在的重要问题[J].石油炼制与化工，2001，32(1):37-40.

2017-01-05。

刘馨璐，(1987—)，女，本科，毕业于南京师范大学，工程师，现从事油品检验与应用研究工作。