柴油润滑性改进剂应用评价

于永堂 邓晓旭（中国石油大连石化质检计量中心，辽宁大连116000）

柴油润滑性改进剂应用评价

于永堂 邓晓旭（中国石油大连石化质检计量中心，辽宁大连116000）

随着国家环境保护法规的日益严格，柴油中多环芳烃和其他抗磨杂质的含量随之下降，柴油的润滑性能变得越来越差，为了解决这一问题，需在柴油中加入柴油润滑性改进剂来提高柴油的润滑性能。对不同厂家的柴油润滑性改进剂按照不同的加剂量加到润滑性不同的柴油中，从而通过柴油润滑性的变化对柴油润滑性改进剂进行评价。

添加剂;柴油;润滑性

随着我国环境保护意识日渐加强，对汽车尾气的排放指标要求越来越高，为达到低硫柴油的要求，炼厂通常会采用加氢精制、加氢改质和加氢裂化等工艺生产低硫柴油。加氢精制的主要反应有：加氢脱硫(HDS)、加氢脱氮（HDN)、加氢脱氧（HDO)和加氢脱金属(HDM)反应以及烯烃和芳烃（主要是稠环芳烃）的加氢饱和反应。正是这些无选择性的加氢反应，使有润滑性的N、O等物质在脱除S的同时被脱除，柴油润滑性不足，可能导致精密部件过度磨损，出现燃油雾化不良等问题。

改善深精制柴油润滑性能最经济有效的措施就是添加柴油润滑性改进剂（又称抗磨剂）。通常向柴油中加入200～300μg/g润滑性改进剂，可以使柴油润滑性达到国家标准要求。

1 润滑性改进剂研究进展

1.1 影响柴油润滑性的物质

柴油润滑性与硫含量、总芳烃含量、氮含量等虽没有较好的对应性[1]，但研究表明影响柴油润滑性的物质主要为芳香烃、含硫杂质、含氮及含氧等极性化合物[2]。

柴油中的含氮杂质主要是含氮多环化合物，如吡啶、吡咯、喹啉、咔唑等，其中吡啶和咔唑含量较大。脱硫工艺的非选择性导致大量N、O被脱除，杂环极性结构被破坏，因而低硫低芳烃柴油润滑性大大降低。当加氢精制柴油中含有吡啶或吡咯时，在摩擦过程中易于被金属吸附，能生成高电阻的保护膜[3]，有效地降低磨损。

而柴油中的含氧物质多是羧酸和酚，这些酸性组分是有效的抗磨组分。润滑性好的柴油，其酸度也较大。羧酸是很好的抗磨剂，即使加入微小的量对柴油抗磨性的改善也是明显的[4]。

含硫杂质有抑制在摩擦表面上生成高电阻保护膜的倾向，这可能与含硫化合物易导致摩擦金属表面产生晶间腐蚀有关。故含硫杂质不仅不抗磨，而且会加速磨损[5]。另外柴油组分中的单环和双环芳烃含量与柴油组分的磨损关系不大，而多环芳烃含量增加，磨损迅速下降，当含量＞1%时就具有抗磨作用[6]。

1.2 润滑性能改进剂的种类

吸附润滑理论表明[7]：带有极性基团如含O、N的长链线性分子是理想润滑性能改进剂。柴油润滑性能改进剂研究发展迅猛，目前使用的柴油润滑性改进剂主要有脂肪酸及其酯、醇、脂肪胺、叔基酰胺等具有清净作用的胺类化合物。添加剂加入量根据柴油含硫水平、加氢脱硫苛刻程度的不同而异，一般在20～250μg/g范围内，通常冬季添加量要高一些，一般在50～300μg/g。

酸型润滑性改进剂往往效果非常显著，但是与金属表面易起作用造成腐蚀。西方石油公司除了采用喷气燃料用的酸型润滑性能改进剂外[8]，还采用了与金属表面亲合力强可生成胶状摩擦聚合膜的非酸型润滑性能改进剂[9]，基本上解决了低硫柴油润滑性差的问题。

酯及其衍生物型润滑性能改进剂也是一类应用较多的柴油润滑性能改进剂，主要由长链的不饱和脂肪酸和多元醇制备而成。但采用多元醇为原料成本较高，且产品中可能含有未反应完全的脂肪酸。

目前国内生产的环烷酸型及二聚酸型润滑性能改进剂得到广泛使用，其中二聚酸型润滑性能改进剂为多种添加剂的复合剂，通常以5～20μg/g的使用浓度在不同燃料油中起到抗磨作用。

2 润滑性改进剂实验室应用评价

2.1 试验用柴油和润滑性改进剂

试验用柴油润滑性分别为470μm、599μm和638μm，性质见表1：

表1 试验用柴油的性质

试验用柴油润滑性改进剂分别为：大连中合国际贸易有限公司柴油润滑性改进剂PC32、南京石油化工股份公司柴油润滑性改进剂NS-1035和上海腾飞化工厂柴油润滑性改进剂T02CRG-1，具体性质见表2：

表2 柴油润滑性改进剂的性质

3 结语

分析实验数据表明，这次试验用的润滑性改进剂中南京石油化工股份公司的NS-1035柴油润滑性改进剂的效果最好，其次是中合国际贸易有限公司的柴油润滑性改进剂PC32，上海腾飞化工厂的柴油润滑性改进剂T02CRG-1稍差。实验数据同时还表明，这三种柴油润滑性改进剂的敏感性比较差，小剂量加入效果不明显。