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浅谈基础油的不确定性

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摘要:介绍一些润滑油配方开发人员在开发顶级机油时最常提出的与基础油相关的问题。

随着市场上可用基础油类型和数量的不断增加,润滑油供应商也在不断努力来解析不同类型基础油之间的差异,以便更好地了解基础油提供的相对性能优势。润英联基础油采购负责人Giovanni Loizzo介绍了一些润滑油配方开发人员在开发顶级机油时最常提出的与基础油相关的问题。
 
基础油是构成润滑油的主要成分,占乘用车或重型车发动机油配方的75%至90%不等。不同基础油的性质彼此之间差异很大,可对润滑油性能带来很大影响。需要使用添加剂来增强基础油的性能,并为润滑油提供额外的有利特性,例如,耐磨保护和清净性。
 
不同基础油的名称和特征
 
我们首先会遇到的一些问题是关于如何区分市场上不同基础油的名称和特征。
 
为确保在互换使用不同基础油时不会对发动机油产品的性能带来不利影响,美国石油学会(API)给基础油分了五大类。
 
I类油、II类油和III类油——所有从原油中提炼出来的石蜡烃基础油;加工工艺的精细程度随着从I类油到到II类油、再到III类油的提高而增加
III类油——也包括合成的基础油,例如,来自天然气制油(GTL)、煤制油(CTL)或生物制油(BTL)的液态碳氢化合物
IV类油——特指由乙烯衍生物(烯烃C8/C10/C12)合成的聚α-烯烃(PAO)
V类油——包括所有其他基础油,如合成酯或聚烷二醇(PAG)以及环烷烃,它们是在常规提炼工艺下从环烷原油中获得的
 
基于其他特征,如100°C下的运动粘度(KV100)、粘度指数(VI)和加工工艺,其他一些名称也在基础油市场上使用:
 
100℃运动黏度——可用来区分“轻质”、“重质”、和“光亮油”,并与基础油符号相关联。例如,PAO 4是指100℃运动黏度为4 厘斯的IV类轻质油
SN的含义——根据加工工艺,用符号SN(中性溶剂)来区分I类基础油。例如,SN150表示100℃运动黏度为5厘斯的I类油
‘Synthetic’ 合成概念——用于区分合成基础油,如GTL或PAO
‘+’——近来,在API定义范围之外,具有高VI的基础油使用 “+”符号标记。例如,II类油+表示VI大于110,III类油+表示VI大于130
 
基础油的关键润滑性能特性(如抗氧化、挥发性、摩擦力和低温性能)会从I类油到IV类油的等级提高而改善。只有溶解能力除外,因为该特性会随饱和烃的增加而降低。
 
基础油的混合和使用
 
另外一组我们常常听到的问题是关于基础油的混合和使用。我们经常被问到,在调配发动机机油时,混合的基础油会如何变化,以及不同地区间的基础油消耗为何会不同?
 
性能显然是选择基础油时需要考量的首要标准。例如,顶级机油(如SAE 0W-X机油)要求在高温和低温下都提供卓越的静态和动态黏度性能。这类润滑油需要使用高品质的基础油来调配,例如III 类油+和PAO,至少作为校正性溶液使用。
 
对于更低性能的机油,市面上有诸多基础油选择。在这些应用中,基础油的选择通常受到供应可靠性和总配方成本等考虑因素的影响,并且这些因素可能因地区而异。例如,在过去10年中,在北美中等规格及以下润滑油已通过II类油调配,而在欧洲,则混合使用了I类油/III类基础油,这一选择主要基于不同地区内这些基础油的供应情况而定。
 
根据API类别和终端应用情况,提供在基础油之间互换的规则,称为BOI。例如,润滑油调和厂在用于OEM车厂认证的装车油应用中对III类油互换的灵活度有限,而对I类油则有更高的灵活性,例如在用于SAE 20W-X黏度级别的润滑油配方。
 
更环保的基础油
 
我们也发现市场对称为“绿色环保”基础油(即再生基础油和生物基础油)的兴趣日益增长。再生基础油的原料是废油,通过物理和化学的联合转化,将其加工成价值更高的油料。加工出来的产品通常是I类油和II类油。然而,车用润滑油不断提高的品质会通过旧油质量反应出来,使得再生基础油炼厂成为III类油供应的潜在新来源。有III类油+生物基础油的例子,这类生物基础油通常由使用甘蔗、大豆和其他可再生农业、海洋和林业材料的工厂而加工所得。
 
这些基础油的供需量与常规基础油相比,仍然较小。但是,需求预计会随着可持续发展驱动因素对基础油市场的影响不断增加而增长。
 
市场驱动因素和趋势
 
最后,我们还收到一些关于影响基础油市场的关键驱动因素和趋势的问题。
 
基础油市场受需求驱动因素的影响,这些因素与驱动润滑油行业发展的因素相同,此外,也受供应因素的驱动,这会很大程度上取决于配备基础油装置的设施(如炼油厂或化工厂)的动态影响。
 
在需求趋势方面,向更高品质基础油的转变受到关于润滑油的燃油经济性表现、换油期(ODI)和环境排放要求等方面日驱严格的要求所推动。
 
从某种程度上说,I类油可能会退出汽车领域,而对 II类油和 III类油的需求应该会继续增长。
 
在销量趋势方面,需求受经济增长的推动而增加,尤其在亚洲。同时也因更长的换油期(ODI)和电动车(EV)在汽车行业更高的普及率而有所降低,电动车在2030年代可能会比现在带来更大的影响。
 
在供应趋势方面,基础油产能扩张和合理分布受到与燃油装置相互作用的极大影响,因为每桶原油中只有1%会最终成为基础油。例如,低硫船用燃料的新法规(IMO 2020)预计将导致基础油和燃料装置之间对原料竞争的加剧。这可能意味着I类油工厂更容易受到合理化分布的影响,因为一般来说,I类油工厂的利润和灵活性都不如II类油工厂。然而,基础油产能扩张也可能会是机会主义:例如,当一个炼油厂投资于一个大型燃料加氢裂化装置(FCC)时,它可以获得原料和技术,而这些原料和技术可用于新的II/III类油工厂。
 
这些需求和供应趋势已导致基础油市场短期内供应过剩,尽管在API类别和地区之间存在一些差异。这意味着,一方面,一些终端用户正选择使用更高品质的基础油(即使在技术上没有必要),这也许是为了提高性能或简化物流。而另一方面,炼油厂正在将原料,或甚至是基础油,转移到燃油生产中,造成质量日益分裂。
 
目前尚不清楚可持续性因素会以多快或多大程度影响基础油行业当前的供需情况。 
 
然而,考虑到这一大趋势意味着更环保能源和原料以及更高效工艺技术的更强发展,未来基础油市场的复杂性可能会比今天更高。
 
 
 
 
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