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雅富顿:重负荷柴机油中基础油的环境效益

2022(第七届)中国润滑油技术创新及行业发展论坛
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摘要:减少发展对环境的影响是全球政府、公司及消费者的共同目标,重负荷柴机油市场也不例外。雅富顿研究了基础油如何在不断增长的顶级、优质和主流重负荷柴机油(HDEO)细分市场中提升成品润滑油性能并对环保效益做出贡献。
减少发展对环境的影响是全球政府、公司及消费者的共同目标,重负荷柴机油市场也不例外。雅富顿研究了基础油如何在不断增长的顶级、优质和主流重负荷柴机油(HDEO)细分市场中提升成品润滑油性能并对环保效益做出贡献。
 
各国立法机构一直在积极推动减少碳足迹、降低排放、改善资源节约以及创建真正的循环经济。在重型商用车应用中,减少二氧化碳排放的压力一直在推动技术进步。最新的硬件对润滑油的保护功能及性能的要求比以往任何时候都要高,而关键是基础油的选择该如何支持推动可持续发展。
 
基础油为何如此重要
到目前为止,成品润滑油中占最大部分的是基础油——占成品 重负荷柴机油的75-90%。其余部分是高性能添加剂,例如抗磨添加剂、清净剂、分散剂和抗氧化剂以及粘度指数改进剂。
 
从原油中提炼的矿物基础油( I、II 和 III 类油)包含多达500种不同的分子类型。由于每种类型的比例都会影响成品润滑油的固有性能,因此基础油的选择非常重要。
 
在许多国家,政府强制规定的最低油品规格已经使较低级别的重负荷柴机油行业规格废除。随着低端细分市场的重要性下降,对 I 类基础油的需求也随之减少,过去十年中几乎减少了一半。
 
再生基础油的作用可能会越来越大
 
在发展中国家,基于I 类基础油的较低级别发动机油仍被广泛用于非公路车辆。然而,对可持续性的追求意味着非公路排放法规可能会继续跟进公路商用车排放法规升级的步伐。
 
基础油的趋势 
与此同时,对高级精炼基础油( II 类,甚至 III 类)的需求正在增长。由于其芳烃含量低于I 类油,而环烷烃和链烷烃分子含量较高,第 II 类油的全方位平衡性能更佳,还具有很好的添加剂的溶解能力,根据主要市场指数,这些油的成本通常低于 III 类基础油。这使得 II 类油非常适合主流(API CH-4/CI-4)及高端(API CK-4) HDEO细分市场。正因如此, II 类油在全球基础油产量中的份额正在增长。
 
III 类油的重要性也日益增加。III 类基础油天然的高粘度指数和优异的抗氧化性能,使其可以满足顶级重负荷柴机油的精细要求。随着排放法规越来越严格, III 类油的需求可能会继续上升。
 
预计美国石油学会(American Petroleum Institute)将于2027年在美国推出其PC-12规范。
 
这可以确定公路(较低的 HTHS - 高温、高剪切)和非公路(标准 HTHS- 高温、高剪切)的高级规格之间是否存在更大的差异。目前市场主要采用的是 II 类油,而向低HTHS油品的转变将进一步推动对 III 类油液的需求。
 
基础油如何增加环境效益 
由于基础油自有特性与高性能添加剂的结合,顶级和优质重负荷柴机油与低端产品相比可以实现更佳的环境效益。
 
III 类基础油具有天然的高粘度指数。当与合适的添加剂包混合时,可以使用粘度较低的 III 类油,避免了抗磨性能的妥协。今天的超低粘度发动机油通过最大限度地减少发动机内部的摩擦损失来减少排放。这样有助于衡量燃油经济效益,同时仍可有效地保护最新的发动机硬件。
 
III 类油还具有良好的氧化稳定性,可以在尽可能长的换油周期内延长油液所需的性能水平。更长的使用寿命可以节约资源,并进一步提高更高级别产品的环境信誉。
 
但是,基础油的物理特性并不是影响其在市场可持续性议程方面发挥多大作用的唯一因素。
 
虽然目前它在全球基础油产量中的占比不到 5%,但随着机油销售商逐渐关注其产品的可持续性,再生基础油的作用可能会越来越大。绝大多数再生基础油是在欧洲和美洲生产和使用的。
 
再生基础油利用回收的废油制成,去除了其中的燃油、水、磨损颗粒和用过的添加剂等污染物,API Group按照与传统再生基础油相同的方式对再生基础油进行分类。
 
要实现再生基础油的环保效益,就需要一种适用于所有基础油的更强大的添加剂技术。考虑到再生油可能发挥更大的作用,雅富顿进行了内部测试;测试证明,基于 II 类的再生配方可以满足严格的行业和OEM要求。在试验台架和发动机测试中,只要将质量合适的再生基础油与多功能添加剂技术相结合,无论基础油的选择如何,都能保持良好的氧化性能。
 



 
基础油互换性 
无论是出于可用性、可持续性,还是两者兼有的考虑,改变现有重负荷柴机油产品的基础油有多复杂? 基础油互换(BOI)规则在相关的行为准则(API和ATIEL)中有详细规定。再生基础油与来自相同API分类的传统基础油遵循相同的规则。
 
这些规则便于从 II 类基础油互换到另一种II 类基础油,而无需重新进行所有相关的发动机试验。因此,原则上,这是一种直接方法,可以在有需要的情况下,使重负荷柴机油主流和优质市场的产品从传统的基础油扩展到再生II 类基础油。
 
平衡的方法
只有了解不同的基础油和添加剂能为每个重负荷柴机油细分市场带来的效益,才能优化成品润滑油的可持续性和性能。
 
对于面向未来的重负荷柴机油解决方案,必须在未来行业规范和趋势的背景下实现目标,而不仅仅是满足现在的要求。
 
在权衡性能、寿命、燃油经济性和其他环境效益等选择正确配方时,必须考虑基础油的性能、可用性、互换性和价格。
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