Gruppi di oli base per la produzione di Olio motore | Composizione, caratteristiche, che è meglio

Oli base per oli motore servono come base, alla quale i produttori aggiungono gli additivi necessari per conferire loro le proprietà e le caratteristiche desiderate. Pertanto, gli oli motore di base possono essere considerati una sorta di "base" su cui si basano tutte le caratteristiche degli oli motore.

Soddisfare:

  • Classificazione e composizione dell'olio base
  • I migliori oli base
  • Ottenere base
  • Produttori
  • Composizione del prodotto finale

Oli base

Gli oli base sono divisi in cinque gruppi, che differiscono tra loro per composizione chimica e quindi per proprietà. Questo determina come sarà l'olio motore finale sugli scaffali dei negozi. E la cosa più interessante è il fatto che solo 15 compagnie petrolifere mondiali sono impegnate nella loro produzione, così come gli stessi additivi, mentre ci sono molte più marche dell'olio finale. E qui, di sicuro, molti hanno una domanda logica: qual è la differenza tra gli oli e qual è il migliore? Ma prima ha senso capire la classificazione di questi composti.

Gruppi di oli base

La classificazione degli oli base implica la loro divisione in cinque gruppi. Questo è spiegato nell'API 1509 Appendice E.

Tabella di classificazione dell'olio base API

Gruppo olio baseContenuto di zolfo,%Contenuto di idrocarburi saturi,%Indice di viscosità
Gruppo I>0,03< 9080-120
Gruppo II ≤0,03≥9080-120
Gruppo III≤0,03≥90>120
Gruppo IVPoly alfa olefine
Gruppo VAltri non inclusi nei gruppi I-IV (alcoli complessi ed eteri)

Oli del gruppo 1

Queste composizioni si ottengono purificando i prodotti petroliferi rimanenti dopo aver ottenuto benzina o altri combustibili e lubrificanti utilizzando reagenti chimici (solventi). Sono anche chiamati oli grossolani. Uno svantaggio significativo di tali oli è la presenza di una grande quantità di zolfo, superiore allo 0,03%. In termini di caratteristiche, tali composizioni hanno indicatori di indice di viscosità deboli (cioè, la viscosità dipende molto dalla temperatura e può funzionare normalmente solo in un intervallo di temperatura ristretto). Attualmente, 1 gruppo di oli base è considerato obsoleto e da essi viene prodotto solo olio motore minerale. L'indice di viscosità di tali oli base è 80 ... 120. E l'intervallo di temperatura è 0 ° C ... + 65 ° C. Il loro unico vantaggio è il prezzo basso.

Oli del gruppo 2

Gli oli base del gruppo 2 sono ottenuti attraverso un processo chimico chiamato hydrocracking. Il loro altro nome è oli altamente raffinati. Questa è anche la purificazione dei prodotti petroliferi, però, utilizzando idrogeno e ad alta pressione (infatti il ​​processo è multi-stadio e complesso). Il risultato è un liquido quasi limpido, che è l'olio base. Il suo contenuto di zolfo è inferiore allo 0,03% e hanno proprietà antiossidanti. A causa della sua pulizia, la durata dell'olio motore da esso ottenuto aumenta notevolmente e si riducono i depositi e i depositi carboniosi nel motore. Sulla base dell'olio base per l'idrocracking vengono prodotti i cosiddetti "HC-sintetici", che alcuni esperti chiamano semisintetici. Anche in questo caso l'indice di viscosità è compreso tra 80 e 120. Questo gruppo è chiamato abbreviazione inglese HVI (High Viscosity Index), che si traduce letteralmente come indice di alta viscosità.

Oli di 3 gruppi

Questi oli si ottengono allo stesso modo dei precedenti dai prodotti petroliferi. Tuttavia, le caratteristiche del gruppo 3 sono un indice di viscosità aumentato, il suo valore supera 120. Più alto è questo indicatore, più l'olio motore risultante può funzionare in un intervallo di temperatura più ampio, in particolare, in caso di forte gelo. Spesso gli oli motore sintetici sono realizzati sulla base di oli base del gruppo 3.Il contenuto di zolfo qui è inferiore allo 0,03% e la composizione stessa è composta per il 90% da molecole sature di idrogeno chimicamente stabili. Il suo altro nome è sintetico, ma in realtà non lo è. Il nome del gruppo a volte suona come VHVI (Very High Viscosity Index), che si traduce in un indice di viscosità molto alto.

A volte il gruppo 3+ viene separato separatamente, la cui base è ottenuta non dal petrolio, ma dal gas naturale. La tecnologia per la sua creazione si chiama GTL (gas-to-liquid), ovvero la conversione del gas in idrocarburi liquidi. Il risultato è un olio base molto puro, simile all'acqua. Le sue molecole hanno forti legami resistenti a condizioni aggressive. Gli oli creati su tale base sono considerati completamente sintetici, nonostante il fatto che l'idrocracking venga utilizzato nel processo di creazione.

Le materie prime del 3 ° gruppo sono eccellenti per lo sviluppo di formulazioni di oli motore sintetici universali a risparmio di carburante nell'intervallo da 5W-20 a 10W-40.

4 gruppi di oli

Questi oli sono creati sulla base di polialfaolefine, e sono la base per i cosiddetti "veri sintetici", che si distingue per la sua alta qualità. Questo è il cosiddetto olio base di polialfaolefine. È prodotto utilizzando la sintesi chimica. Tuttavia, una caratteristica degli oli motore ottenuti su tale base è il loro costo elevato, quindi vengono spesso utilizzati solo nelle auto sportive e nelle auto premium.

5 gruppi di oli

Esistono tipi separati di oli base, che includono tutte le altre formulazioni che non sono incluse nei quattro gruppi sopra elencati (in parole povere, questo include tutti i lubrificanti, anche i lubrificanti non automobilistici che non sono inclusi nei primi quattro). In particolare siliconi, esteri fosforici, polialchilenglicole (PAG), poliesteri, biolubrificanti, petrolati e oli bianchi e così via. Sono, infatti, additivi ad altre formulazioni. Ad esempio, gli esteri vengono utilizzati come additivi agli oli base per migliorare le prestazioni. Pertanto, una miscela di olio essenziale e polialfaolefine funziona normalmente ad alte temperature, fornendo così una maggiore detergenza dell'olio e aumentandone la durata. Un altro nome per tali formulazioni è oli essenziali. Attualmente sono la più alta qualità e le più alte prestazioni. Tra questi si annoverano gli oli esteri, che però vengono prodotti in quantità molto ridotte a causa del loro costo elevato (circa il 3% della produzione mondiale).

Pertanto, le caratteristiche degli oli base dipendono dal modo in cui vengono ottenuti. E questo, a sua volta, influisce sulla qualità e sulle caratteristiche degli oli motore già pronti utilizzati nei motori delle automobili. Inoltre, gli oli ottenuti dal petrolio sono influenzati dalla sua composizione chimica. Dopotutto, dipende da dove (in quale regione del pianeta) e da come è stato prodotto il petrolio.

Quali sono i migliori oli base

Volatilità degli oli base secondo Noack

Stabilità all'ossidazione

La domanda su quali oli base siano i migliori non è del tutto corretta, poiché tutto dipende da quale olio è necessario ottenere e utilizzare alla fine. Per la maggior parte delle auto economiche, i "semi-sintetici", creati sulla base di una miscela di oli di 2, 3 e 4 gruppi, sono abbastanza adatti. Se parliamo di buoni "sintetici" per costose auto straniere premium, allora è meglio acquistare olio sulla base del gruppo 4.

Fino al 2006, i produttori di oli motore potevano essere definiti oli "sintetici" ottenuti sulla base del quarto e del quinto gruppo. Quali sono considerati i migliori oli base. Tuttavia, attualmente è consentito farlo anche se è stato utilizzato un olio base del secondo o terzo gruppo. Cioè, solo le composizioni basate sul primo gruppo di base sono rimaste "minerali".

Cosa succede quando si mescolano le specie

È consentita la miscelazione di oli base separati appartenenti a gruppi diversi. In questo modo è possibile regolare le caratteristiche delle formulazioni finali.Ad esempio, se si mescolano oli base di 3 o 4 gruppi con composizioni simili del gruppo 2, si ottengono "semi-sintetici" con prestazioni migliorate. Se gli oli citati vengono miscelati con 1 gruppo, si ottengono anche "semisintetici", ma con caratteristiche già inferiori, in particolare, un alto contenuto di zolfo o altre impurità (a seconda della composizione specifica). È interessante notare che gli oli del quinto gruppo nella loro forma pura non sono usati come base. A questi si aggiungono le composizioni del terzo e / o quarto gruppo. Ciò è dovuto alla loro elevata volatilità e al costo elevato.

Una caratteristica distintiva degli oli a base di PAO è che è impossibile realizzare una composizione PAO al 100%. Il motivo sta nella loro scarsa solubilità. Ed è necessario per sciogliere gli additivi che vengono aggiunti durante il processo di produzione. Pertanto, una certa quantità di fondi dei gruppi inferiori (terzo e / o quarto) viene sempre aggiunta agli oli PAO.

La struttura dei legami molecolari negli oli appartenenti a diversi gruppi è diversa. Quindi, in gruppi bassi (primo, secondo, cioè oli minerali) le catene molecolari sono simili alla corona ramificata di un albero con un mazzo di rami "storti". È più facile per questo modulo raggomitolarsi in una palla, cosa che accade quando si blocca. Di conseguenza, tali oli si congeleranno a una temperatura più elevata. Al contrario, negli oli di gruppi alti, le catene di idrocarburi hanno una struttura lunga e diritta, ed è più difficile per loro "raggomitolarsi". Pertanto, si congelano a temperature più basse.

Produzione e ricezione di oli base

Nella produzione dei moderni oli base, l'indice di viscosità, il punto di scorrimento, la volatilità e la stabilità all'ossidazione possono essere controllati indipendentemente. Come accennato in precedenza, gli oli base sono prodotti da petrolio o prodotti petroliferi (ad esempio olio combustibile) e vi è anche produzione da gas naturale mediante conversione in idrocarburi liquidi.

Come viene prodotto l'olio motore di base

L'olio stesso è un composto chimico complesso che include paraffine e nafteni saturi, olefine aromatiche insature e così via. Ciascuno di questi composti ha proprietà positive e negative.

In particolare, le paraffine hanno una buona stabilità all'ossidazione, ma a basse temperature si riducono a nulla. Gli acidi naftenici formano un precipitato nell'olio ad alte temperature. Gli idrocarburi aromatici influenzano negativamente la stabilità ossidativa e la lubrificazione. Inoltre, formano depositi di lacca.

Gli idrocarburi insaturi sono instabili, cioè cambiano le loro proprietà nel tempo ea diverse temperature. Pertanto, tutte le sostanze elencate negli oli base devono essere smaltite. E questo viene fatto in modi diversi.

Nome della sostanzaIndice di viscositàComportamento a bassa temperaturaResistenza all'ossidazione
H-paraffinaMolto alto, più di 175MaleBuono
Cicloparaffine con un anello e lunghe cateneBene, circa 130MediaMedia
Nafteni policondensatiBasso, circa 60MediaMedia
Composti monoaromatici a catena lungaBasso, circa 60MediaMedia
Composti poliaromaticiMolto basso, vicino allo zeroBuonoMolto brutto
Isoparaffine a catena altamente ramificata (PAO)Bene, oltre 130EccellenteEccellente

Il metano è un gas naturale che non ha colore né odore, è il più semplice idrocarburo costituito da alcani e paraffine. Gli alcani, che sono la base di questo gas, a differenza del petrolio, hanno forti legami molecolari e, di conseguenza, sono resistenti alle reazioni con zolfo e alcali, non formano precipitazione e depositi di vernice, ma sono suscettibili all'ossidazione a 200 ° C.

La difficoltà principale risiede proprio nella sintesi degli idrocarburi liquidi, ma il processo finale stesso è l'idrocracking, dove lunghe catene di idrocarburi vengono separate in diverse frazioni, una delle quali è un olio base completamente trasparente senza ceneri solfatate. La purezza dell'olio è del 99,5%.

L'indice di viscosità è significativamente superiore a quelli realizzati con PAO, vengono utilizzati per produrre oli per auto a basso consumo di carburante con una lunga durata. Questo olio ha una volatilità molto bassa e un'eccellente stabilità sia a temperature molto alte che estremamente basse.

Produzione di olio base

Produzione di olio base

Consideriamo più in dettaglio gli oli di ciascun gruppo sopra elencato, come differiscono nella loro tecnologia di produzione.

Gruppo 1... Sono ottenuti da petrolio puro o altri materiali oleosi (spesso prodotti di scarto nella produzione di benzina e altri combustibili e lubrificanti) mediante raffinazione selettiva. Per questo, viene utilizzato uno dei tre elementi: argilla, acido solforico e solventi.

Quindi, con l'aiuto dell'argilla, si liberano di composti di azoto e zolfo. L'acido solforico in combinazione con le impurità fornisce un fango di fango. E i solventi rimuovono la paraffina e gli aromatici. I solventi vengono utilizzati più spesso perché sono i più efficaci.

Gruppo 2... Qui la tecnologia è simile, ma è completata da una purificazione altamente raffinata con elementi a basso contenuto di composti aromatici e paraffine. Ciò aumenta la stabilità ossidativa.

Gruppo 3... Gli oli base del terzo gruppo si ottengono inizialmente come gli oli del secondo. Tuttavia, la loro caratteristica è il processo di hydrocracking. In questo caso, gli idrocarburi del petrolio subiscono idrogenazione e cracking.

Nel processo di idrogenazione, gli idrocarburi aromatici vengono rimossi dall'olio (successivamente formano vernice e depositi di carbonio nel motore). Rimuove anche lo zolfo, l'azoto e i loro composti chimici. Quindi avviene la fase del cracking catalitico, in cui gli idrocarburi paraffinici vengono scissi e "fluffed up", cioè avviene il processo di isomerizzazione. A causa di ciò, si ottengono legami molecolari di tipo lineare. I composti nocivi di zolfo, azoto e altri elementi rimasti nell'olio vengono neutralizzati mediante l'aggiunta di additivi.

Gruppo 3+... Tali oli base sono prodotti con il metodo dell'idrocracking stesso, solo materie prime che possono essere separate, non petrolio greggio, ma idrocarburi liquidi sintetizzati dal gas naturale. Il gas può essere sintetizzato per ottenere idrocarburi liquidi secondo la tecnologia Fischer-Tropsch sviluppata negli anni '20, ma allo stesso tempo utilizzando uno speciale catalizzatore. La produzione del prodotto richiesto è iniziata solo alla fine del 2011 nello stabilimento Pearl GTL Shell in collaborazione con Qatar Petroleum.

La produzione di un tale olio base inizia con la fornitura di gas e ossigeno all'impianto. Quindi la fase di gassificazione inizia con la produzione di gas di sintesi, che è una miscela di monossido di carbonio e idrogeno. Quindi avviene la sintesi di idrocarburi liquidi. E già un ulteriore processo nella catena GTL è l'idrocracking della massa cerosa trasparente risultante.

Il processo di conversione gas-liquido produce un olio base cristallino che è praticamente privo delle impurità presenti nel petrolio greggio. I rappresentanti più importanti di tali oli, realizzati utilizzando la tecnologia PurePlus, sono gli oli motore Shell Helix Ultra, Pennzoil Ultra e Platinum Full Synthetic.

Gruppo 4... Il ruolo della base sintetica per tali composizioni è svolto dalle già citate polialfaolefine (PAO). Sono idrocarburi con una lunghezza della catena di circa 10 ... 12 atomi. Sono ottenuti polimerizzando (combinando) i cosiddetti monomeri (idrocarburi corti con una lunghezza di 5 ... 6 atomi. E le materie prime per questo sono i gas di petrolio butilene ed etilene (un altro nome per molecole lunghe - deceni). Questo il processo assomiglia alla "reticolazione" su macchine chimiche speciali. Si compone di più fasi.

Nella prima fase, decene l'oligomerizzazione per ottenere alfa olefina lineare. Il processo di oligomerizzazione avviene in presenza di catalizzatori, alta temperatura e alta pressione. La seconda fase è la polimerizzazione delle alfa olefine lineari, che si traduce nei PAO desiderati. Questo processo di polimerizzazione avviene a bassa pressione e in presenza di catalizzatori organometallici. Nella fase finale, la distillazione frazionata viene eseguita in PAO-2, PAO-4, PAO-6 e così via.Per garantire le caratteristiche richieste dell'olio motore di base, vengono selezionate le frazioni e le polialfaolefine appropriate.

Gruppo 5... Per quanto riguarda il quinto gruppo, tali oli sono basati su esteri: esteri o acidi grassi, cioè composti di acidi organici. Questi composti si formano a seguito di reazioni chimiche tra acidi (solitamente acidi carbossilici) e alcoli. Le materie prime per la loro produzione sono materiali organici - oli vegetali (cocco, colza). Inoltre, a volte gli oli del quinto gruppo sono ottenuti da naftaleni alchilati. Si ottengono per alchilazione di naftaleni con olefine.

Come puoi vedere, la tecnologia di produzione diventa più complicata da gruppo a gruppo, il che significa che diventa più costosa. Ecco perché gli oli minerali hanno un prezzo basso e gli oli sintetici PAO sono costosi. Tuttavia, ci sono molte caratteristiche diverse da considerare quando si sceglie un olio motore, non solo il prezzo e il tipo di olio.

È interessante notare che gli oli appartenenti al quinto gruppo contengono particelle polarizzate che sono magnetiche alle parti metalliche del motore. Pertanto, forniscono la migliore protezione rispetto ad altri oli. Inoltre, hanno ottime proprietà detergenti, grazie alle quali la quantità di additivi detergenti è ridotta al minimo (o semplicemente eliminata).

Gli oli a base di esteri (il quinto gruppo di base) sono utilizzati nell'aviazione, perché gli aerei volano ad altitudini dove la temperatura è molto inferiore a quella che si registra anche nell'estremo nord.

Le moderne tecnologie consentono di creare oli esteri completamente biodegradabili, poiché i suddetti esteri sono prodotti rispettosi dell'ambiente e sono facilmente biodegradabili. Pertanto, questi oli sono rispettosi dell'ambiente. Tuttavia, a causa del loro costo elevato, gli automobilisti non saranno presto in grado di utilizzarli ovunque.

Produttori di oli base

L'olio motore finito è una miscela di un olio base e un pacchetto di additivi. Inoltre, è interessante notare che ci sono solo 5 aziende al mondo che producono questi stessi additivi: questi sono Lubrizol, Ethyl, Infineum, Afton e Chevron. Tutte le aziende note e meno famose che producono i propri fluidi lubrificanti acquistano additivi da loro. Nel tempo, la loro composizione cambia, si modifica, le aziende conducono ricerche in campi chimici e cercano non solo di migliorare le prestazioni degli oli, ma anche di renderli più rispettosi dell'ambiente.

Per quanto riguarda i produttori di oli base, in realtà non ce ne sono così tanti, e si tratta principalmente di grandi aziende di fama mondiale, come ExonMobil, che è al primo posto al mondo in questo indicatore (circa il 50% del volume mondiale di olio base del quarto gruppo, così come una grande quota nei gruppi 2, 3 e 5). Oltre a lei, ce ne sono anche di grandi al mondo con un proprio centro di ricerca. Inoltre, la loro produzione è suddivisa nei cinque gruppi sopra citati. Ad esempio, tali "balene" come ExxonMobil, Castrol e Shell non producono oli base del primo gruppo, perché sono "fuori uso".

Quota di mercato dei produttori di oli base

Produttori di oli base per gruppo
io II III IV V
Lukoil (Federazione Russa) Exxon Mobil (EHC) Petronas (ETRO) ExxonMobil Inolex
Totale (Francia) Chevron ExxonMobil (VISOM) Idemitsu Kosan Co Exxon Mobil
Kuwait Petroleum (Kuwait) Excell Paralubes Olio di Neste (Nexbase) INEOS DOW
Neste (Finlandia) Ergon Repsol YPF Chemtura BASF
SK (Corea del Sud) Motiva Shell (Shell XHVI e GTL) Chevron phillips Chemtura
Petronas (Malesia) Suncor Petro-Canada British Petroleum (Burmah-Castrol) INEOS
GS Caltex (Kixx LUBO)

Lukoil

Hatco
Lubrificanti SK Nyco america
Petronas Afton
H&R Chempharm GmbH Croda
Eni Synester
Motiva

Gli oli base elencati sono inizialmente divisi per viscosità. E ciascuno dei gruppi ha le proprie designazioni:

  • Primo gruppo: SN-80, SN-150, SN-400, SN-500, SN-600, SN-650, SN-1200 e così via.
  • Il secondo gruppo: 70N, 100N, 150N, 500N (sebbene la viscosità possa differire da produttore a produttore).
  • Il terzo gruppo: 60R, 100R, 150R, 220R, 600R (anche qui i numeri possono differire a seconda del produttore).

Composizione degli oli motore

A seconda delle caratteristiche che dovrebbe avere l'olio motore per automobili finito, ogni produttore sceglie la sua composizione e il rapporto tra le sue sostanze costituenti. Ad esempio, un olio semisintetico di solito è costituito da circa il 70% di olio base minerale (1 o 2 gruppi) o il 30% sintetico idrocracked (a volte l'80% e il 20%).Segue il "gioco" con gli additivi (sono antiossidanti, antischiuma, antifrizione, addensanti, dispersivi, detergenti, disperdenti, modificatori di attrito), che vengono aggiunti alla miscela risultante. Gli additivi sono generalmente di scarsa qualità, quindi il prodotto finito risultante non ha buone caratteristiche, e può essere utilizzato in macchine economiche e / o vecchie.

Composizione dell'olio motore

Le formulazioni sintetiche e semisintetiche a base di oli base del gruppo 3 sono le più comuni al mondo oggi. Hanno la designazione inglese Semi Syntetic. La loro tecnologia di produzione è simile. Sono costituiti per circa l'80% da olio base (spesso vengono miscelati diversi gruppi di oli base) e da un additivo. A volte vengono aggiunti regolatori di viscosità.

Gli oli sintetici a base di gruppo 4 sono già dei veri e propri “sintetici” Full Syntetic, a base di polialfaolefoni. Hanno prestazioni molto elevate e una lunga durata, ma sono molto costosi. Per quanto riguarda gli oli motore a base di esteri rari, sono costituiti da una miscela di oli base di 3 e 4 gruppi e con l'aggiunta di un componente estere in una quantità volumetrica dal 5 al 30%.

Recentemente, ci sono "artigiani popolari" che aggiungono circa il 10% della componente estere finale all'olio motore dell'auto per aumentarne presumibilmente le caratteristiche. Non dovresti farlo! Ciò cambierà la viscosità e può portare a risultati imprevedibili.

La tecnologia per la produzione di un olio motore finito non è solo una miscela di singoli componenti, in particolare una base e additivi. Infatti, questa miscelazione avviene per fasi, a diverse temperature, a diversi intervalli. Pertanto, per la sua produzione, è necessario disporre di informazioni sulla tecnologia e sull'attrezzatura appropriata.

La maggior parte delle aziende attuali con tali apparecchiature produce oli motore utilizzando gli sviluppi dei principali produttori di oli base e produttori di additivi, quindi è abbastanza comune trovare l'affermazione che i produttori ci stanno prendendo in giro e in effetti tutti gli oli sono uguali .