Базовые масла

Прак­ти­че­ски все сма­зоч­ные ма­те­ри­а­лы (мас­ла и смаз­ки) со­сто­ят из мас­ля­ной или мас­ло­по­доб­ной ос­но­вы (ба­зо­во­го мас­ла) и при­са­док, ко­то­рые улуч­ша­ю­щих при­род­ные ха­рак­те­ри­сти­ки ос­но­вы и/или при­да­ют ей но­вые свой­стваи осо­бен­но­сти.  При этом ко­ли­че­ство при­са­док ме­ня­ет­ся от до­лей про­цен­та в тур­бин­ных мас­лах до 25-30 про­цен­тов в мо­тор­ных.

Ба­зо­вые мас­ла

При­сад­ки при­сад­ка­ми, од­на­ко ос­нов­ные экс­плу­а­та­ци­он­ные ха­рак­те­ри­сти­ки по­лу­чен­но­го сма­зоч­но­го ма­те­ри­а­ла бу­дут весь­ма силь­но за­ви­сеть от ха­рак­те­ри­стик ба­зо­во­го мас­ла.

Насе­го­дняш­ний день дей­ству­ет меж­ду­на­род­ная клас­си­фи­ка­ция аме­ри­кан­ско­го ин­сти­ту­та неф­ти (API) по ко­то­рой все про­из­во­ди­мые ба­зо­вые мас­ла де­лят­ся на 5 групп в за­ви­си­мо­сти от про­ис­хож­де­ния, ко­ли­че­ства в них нена­сы­щен­ных уг­ле­во­до­ро­дов, се­ры и при­су­ще­го им ин­дек­са вяз­ко­сти.

Ба­зо­вые мас­ла API Груп­пы I в оби­хо­де на­зы­ва­ют­ся «ми­не­раль­ны­ми» и по­лу­ча­ют­ся на неф­те­пе­ре­гон­ных за­во­дах из сы­рой неф­ти. Про­цесс их про­из­вод­ства на­чи­на­ет­ся с ат­мо­сфер­ной ди­стил­ля­ции (от­гон­ки) свет­лых топ­лив - бен­зи­нов, ке­ро­си­на, лиг­ро­и­ на и ди­зель­но­го топ­ли­ва. Оста­ток - ма­зут, даль­ней­шей раз­гон­ке при ат­мо­сфер­ном дав­ле­нии не под­ле­жит. Од­на­ко при по­ни­жен­ном дав­ле­нии ( при раз­ря­же­нии) из него от­го­ня­ют­ся раз­лич­ные по вяз­ко­сти фрак­ции, ко­то­рые и на­зы­ва­ют­ся в даль­ней­шем «ба­зо­вым мас­лом API Груп­пы I». Хи­ми­че­ский со­став это­го про­дук­та очень раз­но­об­раз­ный.   В него вхо­дят уг­ле­во­до­ро­ды с раз­лич­ной дли­ной уг­ле­род­ной це­пи, цик­ли­че­ские и аро­ма­ти­че­ские (со­дер­жа­щие бен­золь­ное коль­цо) уг­ле­во­до­ро­ды раз­лич­ной сте­пе­ни на­сы­ще­ния, ве­ще­ства со­дер­жа­щие азот и се­ру, и про­чие при­ме­си. Ко­неч­но же, по­сле от­гон­ки эти мас­ля­ные фрак­ции под­вер­га­ют­ся раз­лич­ным про­цес­сам очист­ки (экс­трак­ции рас­тво­ри­те­ля­ми, гли­на­ми и т.п.). Все эти очист­ки из со­об­ра­же­ний эко­но­мии не да­ют пол­но­го эф­фек­та, к то­му же по­ни­жа­ют об­щий вы­ход ба­зо­во­го мас­ла. Ба­зо­вые мас­ла Груп­пы I обыч­но име­ют окрас­ку от свет­ло-жел­той до тем­но-ко­рич­не­вой и ха­рак­тер­ный за­пах неф­те­про­дук­тов. Они име­ют са­мое низ­кое со­дер­жа­ние на­сы­щен­ных ве­ществ, са­мое вы­со­кое со­дер­жа­ние се­ры и от­но­си­тель­но низ­кий ин­декс вяз­ко­сти. Из-за очень вы­со­кой раз­но­род­но­сти мо­ле­ку­ляр­но­го со­став, эти мас­ла име­ют низ­кую окис­ли­тель­ную ста­биль­ность, вы­со­кую ис­па­ря­е­мость, от­но­си­тель­но вы­со­кую тем­пе­ра­ту­ру по­те­ри те­ку­че­сти.

Из-за про­сто­ты про­из­вод­ства и вы­со­кой до­ступ­но­сти (их про­из­во­дят прак­ти­че­ски во всех ре­ги­о­нах ми­ра) это са­мые де­ше­вые мас­ла, на ос­но­ве ко­то­рых в на­сто­я­щий мо­мент про­из­во­дит­ся  до 70% об­ще­го объ­е­ма сма­зоч­ных ма­те­ри­а­лов.

Ба­зо­вые мас­лапоспе­ци­фи­ка­ции API

Но мно­гих про­из­во­ди­те­лей обо­ру­до­ва­ния и сма­зоч­ных ма­те­ри­а­лов экс­плу­а­та­ци­он­ные ха­рак­те­ри­сти­ки ми­не­раль­ных ба­зо­вых ма­сел и по­лу­ча­е­мых из них ми­не­раль­ных сма­зоч­ных ма­те­ри­а­лов уже пе­ре­ста­ют удо­вле­тво­рять. Глав­ным об­ра­зом ихне уст­ра­и­ва­ют низ­кая окис­ли­тель­ная ста­биль­ность и от­но­си­тель­но вы­со­кие тем­пе­ра­ту­ры за­мер­за­ния. Низ­кая окис­ли­тель­ная ста­биль­ность от­ра­жа­ет­ся на ко­рот­кой жиз­ни финиш­ных ми­не­раль­ных ма­сел и сма­зок. Вы­со­кие тем­пе­ра­ту­ры по­те­ри те­ку­че­сти (за­мер­за­ния) и от­но­си­тель­но низ­кий ин­декс вяз­ко­сти сужа­ют тем­пе­ра­тур­ный ин­тер­вал их при­ме­не­ния. На­ли­чие лег­ких фрак­ций в ба­зо­вом мас­ле объ­яс­ня­ют вы­со­кий их «угар»при экс­плу­а­та­ции.

Низ­кая окис­ли­тель­ная ста­биль­ность ми­не­раль­ных сма­зоч­ных ма­те­ри­а­лов в про­цес­се служ­бы вы­ли­ва­ет­ся в их быст­рое по­тем­не­ние, по­вы­ше­ние вяз­ко­сти, в об­ра­зо­ва­нии шла­мов, ла­ков и на­га­ров на де­та­лях сма­зы­ва­е­мо­го обо­ру­до­ва­ния, что ко­неч­но же не спо­соб­ству­ет про­дол­жи­тель­ной жиз­ни этих де­та­лей. Вы­со­кие тем­пе­ра­ту­ры за­мер­за­ния огра­ни­чи­ва­ют кли­ма­ти­че­ские зо­ны их при­ме­ни­мо­сти, вы­зы­вая необ­хо­ди­мость се­зон­ных за­мен. Вы­со­кий «угар» — до­пол­ни­тель­ный рас­ход сма­зоч­ных ма­те­ри­а­лов.

Для умень­ше­ния та­ких от­ри­ца­тель­ных черт неф­те­хи­ми­ки на­ча­ли про­из­во­дить ба­зо­вые мас­ла API Груп­пы II, ко­то­рые ча­ще все­го на­зы­ва­ют «гид­ро­кре­кин­го­вы­ми или гид­ро­об­ра­бо­тан­ны­ми». Как вид­но из на­зва­ний, про­цесс за­клю­ча­ет­ся в об­ра­бот­ке ми­не­раль­но­го ба­зо­во­го мас­ла Груп­пы I во­до­ро­дом при вы­со­ких тем­пе­ра­ту­рах и в при­сут­ствие ка­та­ли­за­то­ров. В этих ус­ло­ви­ях во­до­род при­со­еди­ня­ет­ся по нена­сы­щен­ным свя­зям уг­ле­во­до­ро­дов, «рас­кры­ва­ет» цик­ли­че­ские и аро­ма­ти­че­ские це­пи. С лег­ки­ми уг­ле­во­до­ро­да­ми, с со­еди­не­ни­я­ми се­ры и азо­та, во­до­род об­ра­зу­ет га­зо­об­раз­ные про­дук­ты, уда­ля­е­мые из сфе­ры ре­ак­ции. Длин­ные мо­ле­ку­лы ли­ней­ных уг­ле­во­до­ро­дов (па­ра­фи­нов) раз­ру­ша­ют­ся (кре­кинг), пре­вра­ща­ясь в бо­лее ко­рот­кие мо­ле­ку­лы.  В ре­зуль­та­те та­кой об­ра­бот­ки на вы­хо­де по­лу­ча­ют­ся прак­ти­че­ски не со­дер­жа­щие се­ры бес­цвет­ные мас­ла, об­ла­да­ю­щие бо­лее вы­со­кой сте­пе­нью на­сы­щен­но­сти (а зна­чит и бо­лее вы­со­кой окис­ли­тель­ной ста­биль­но­стью) и низ­кой тем­пе­ра­ту­рой за­мер­за­ния бла­го­да­ря мень­ше­му со­дер­жа­нию па­ра­фи­нов. Од­на­ко мас­ла Груп­пы II про­дол­жа­ют об­ла­дать от­но­си­тель­но низ­ким ин­дек­сом вяз­ко­сти, сужа­ю­щим ин­тер­вал ра­бо­чих тем­пе­ра­тур финиш­ных сма­зоч­ных ма­те­ри­а­лов, про­из­ве­ден­ных на их ос­но­ве.

Гид­ро­кре­кин­го­вые ба­зо­вые мас­ла в ос­нов­ном про­из­во­дят­ся в се­вер­ной Аме­ри­ке и Юж­ной Ко­рее. Од­на­ко спрос на них рас­тет, и мно­гие неф­тя­ные ком­па­нии ( в част­но­сти рос­сий­ские) ин­тен­сив­но мо­дер­ни­зи­ру­ют ста­рые и стро­ят но­вые уста­нов­ки для про­из­вод­ства ба­зо­вых ма­сел Груп­пы II. Сто­и­мость этих ма­сел и, со­от­вет­ствен­но, финиш­ных сма­зоч­ных ма­те­ри­а­лов на их ос­но­ве в 1.5-1.8 раз вы­ше, чем ми­не­раль­ных.

Тре­бо­ва­ния к финиш­ным сма­зоч­ным ма­те­ри­а­лам с ши­ро­ким тем­пе­ра­тур­ным диа­па­зо­ном ис­поль­зо­ва­ния по­бу­ди­ли неф­те­хи­ми­ков про­из­во­дить ба­зо­вые мас­ла с вы­со­ким ин­дек­сом вяз­ко­сти. Это до­сти­га­ет­ся опять же при по­мо­щи во­до­ро­да, ко­то­рый в оп­ре­де­лен­ных ус­ло­ви­ях пе­ре­во­дит ли­ней­ные це­поч­ки па­ра­фи­нов в раз­ветв­лен­ные. Про­цесс на­зы­ва­ет­ся гид­ро­изо­ме­ри­за­ция. При­сут­ствие та­ких изо­ме­ри­зо­ван­ных па­ра­фи­нов по­вы­ша­ет ин­декс вяз­ко­сти ба­зо­во­го мас­ла, но до­пол­ни­тель­ная опе­ра­ция под­ни­ма­ет сто­и­мость по­лу­чен­ных «нетра­ди­ци­он­ных» ба­зо­вых ма­сел API Груп­пы III в 2.3-2.8 раз над ми­не­раль­ны­ми. Но по­лу­ча­е­мые ба­зо­вые мас­ла и финиш­ные сма­зоч­ные ма­те­ри­а­лы на их ос­но­ве еще бо­лее хи­ми­че­ски ста­биль­ны, еще мень­ше «уго­ра­ют» и об­ла­да­ют пре­крас­ны­ми низ­ко­тем­пе­ра­тур­ны­ми ха­рак­те­ри­сти­ка­ми и вы­со­ким ин­дек­сом вяз­ко­сти.

Же­ла­ние от­ка­зать­ся от неф­ти, как ис­точ­ни­ка про­из­вод­ства сма­зоч­ных ма­те­ри­а­лов, по­бу­ди­ли хи­ми­ков за­нять­ся стро­и­тель­ством уг­ле­во­до­род­ных мо­ле­кул необ­хо­ди­мо­го раз­ме­ра ( в хи­мии их на­зы­ва­ют по­ли-аль­фа-оле­фи­на­ми)для про­из­вод­ства син­те­ти­че­ских ПАО ба­зо­вых ма­сел API Груп­пы IV. Их про­из­во­дят на слож­ных хи­ми­че­ских уста­нов­ках, сши­вая ко­рот­кие мо­ле­ку­лы ком­по­нен­тов при­род­но­го га­за в бо­лее длин­ные, ко­то­рые на­зы­ва­ют­ся де­це­на­ми.  На их ос­но­ве и про­из­во­дят ба­зо­вые мас­ла и финиш­ные сма­зоч­ные ма­те­ри­а­лы ис­клю­чи­тель­ных ха­рак­те­ри­стик — очень вы­со­кая окис­ли­тель­ная ста­биль­ность, ма­лая ис­па­ря­е­мость и очень низ­кая тем­пе­ра­ту­ра за­мер­за­ния (чи­стые по­ли-аль­фа-оле­фи­ны те­ря­ют те­ку­честь при тем­пе­ра­ту­рах ни­же -70 °C). Из-за их вы­со­кой сто­и­мо­сти ( в 4 ра­за до­ро­же ми­не­раль­ных) ПАО мас­ла ис­поль­зу­ют­ся в ос­нов­ном для из­го­тов­ле­ния мо­тор­ных ма­сел, хо­тя су­ще­ству­ют и син­те­ти­че­ские транс­мис­си­он­ные, гид­рав­ли­че­ские, ре­дук­тор­ные и про­чие ин­ду­стри­аль­ные мас­лаи смаз­ки.

В по­след­нюю API Груп­пу V вхо­дят ба­зо­вые мас­ла, на­зы­ва­е­мые «ис­тин­ные син­те­ти­ки». Это на­зва­ние под­чер­ки­ва­ет, что для их про­из­вод­ства не ис­поль­зу­ют­ся ис­ко­па­е­мые ре­сур­сы (нефть, газ). По­лу­ча­е­мые на хи­ми­че­ских за­во­дах, эти мас­ла (или пра­виль­нее го­во­рить мас­ло­по­доб­ные жид­ко­сти) вк­лю­ча­ют де­сят­ки на­име­но­ва­ний.  Это и по­ли­ал­ки­лен­гли­ко­ли, и си­ли­ко­ны, фос­фор­ные и слож­ные эфи­ры и мно­гие дру­гие. Их при­ме­не­ние обу­слов­ле­но осо­бы­ми тех­ни­че­ски­ми тре­бо­ва­ни­я­ми к обо­ру­до­ва­нию, экс­тре­маль­но вы­со­ки­ми и низ­ки­ми тем­пе­ра­ту­ра­ми, тре­бо­ва­ни­я­ми него­рю­че­сти, хи­ми­че­ской инерт­но­сти и мно­ги­ми дру­ги­ми па­ра­мет­ра­ми. Сто­и­мость этих ос­нов в де­сят­ки, а тои в сот­ни раз вы­ше обыч­ных ми­не­раль­ных ба­зо­вых ма­сел. Но экс­плу­а­та­ци­он­ные тре­бо­ва­ния оправ­ды­ва­ют за­тра­ты.

В эту же груп­пу вк­лю­че­ны и рас­ти­тель­ные мас­ла, ко­то­рые все ча­ще ис­поль­зу­ют­ся для про­из­вод­ства эко­ло­ги­че­ски без­опас­ных ин­ду­стри­аль­ных ма­сел.

Сле­ду­ет об­ра­тить вни­ма­ние, что до се­ре­ди­ны 2006г. «син­те­ти­ка­ми» на­зы­ва­ли ба­зо­вые мас­ла IV и V Групп и по­лу­чен­ные на их ос­но­ве финиш­ные сма­зоч­ные ма­те­ри­а­лы. Од­на­ко сей­час про­из­во­ди­те­лям сма­зоч­ных ма­те­ри­а­лов РАЗРЕШЕНО в на­зва­нии сво­их про­дук­тов, по­лу­чен­ных на ос­но­ве II, III, IV и V Групп, упо­ми­нать сло­во «син­те­ти­ка» в раз­лич­ных кон­текстах. «Ми­не­раль­ны­ми» се­го­дня оста­лись толь­ко ма­те­ри­а­лы Груп­пы I.