史瑩(天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)技術(shù)研究院，天津 300384)

淺談柴油的組分對(duì)柴油潤(rùn)滑性的影響

史瑩(天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)技術(shù)研究院，天津 300384)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展我國(guó)越來(lái)越重視對(duì)周?chē)h(huán)境的保護(hù)，因此對(duì)于汽車(chē)尾氣的排放指標(biāo)要求也變得越來(lái)越嚴(yán)格。為了能夠有效的達(dá)到柴油低硫的要求，煉油廠使用各種技術(shù)來(lái)生產(chǎn)低硫柴油，例如說(shuō)加氫裂化、加氫改質(zhì)等工藝，但是隨著柴油精度深度的加強(qiáng)，柴油中的天然潤(rùn)滑性物質(zhì)也逐漸降低，油泵失去了潤(rùn)滑逐漸增加了磨損，從而降低了使用壽命。本文分析了柴油潤(rùn)滑性的發(fā)展和影響柴油潤(rùn)滑性的物質(zhì)，并逐一分析了柴油組分對(duì)于柴油潤(rùn)滑性產(chǎn)生的影響。

柴油；組分；潤(rùn)滑性；

為了能夠更好地控制柴油汽車(chē)的尾氣排放，21世紀(jì)以來(lái)世界各國(guó)都發(fā)布了清潔柴油的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于汽車(chē)使用的柴油硫含量設(shè)置了嚴(yán)格的要求。目前北美地區(qū)的柴油現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)是其中的柴油硫含量不超過(guò)15mg/kg，日本國(guó)家則是要求不超過(guò)10mg/ kg，我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)中車(chē)用柴油硫含量的要求由開(kāi)始的不大于500mg/kg,后期更改為不大于350mg/kg，現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中車(chē)用柴油硫含量的要求不大于10mg/kg。在柴油的生產(chǎn)過(guò)程中，由于使用加氫工藝降低了硫含量，導(dǎo)致柴油中的部分抗磨物質(zhì)喪失，降低了柴油的潤(rùn)滑性，所以目前柴油成分對(duì)于柴油潤(rùn)滑性影響成為重要的研究課題。

1 柴油潤(rùn)滑性探究工作起源

西方國(guó)家在80年代末就已經(jīng)開(kāi)始強(qiáng)制性的減少柴油中的硫含量，避免柴油在排放過(guò)程中造成有毒物質(zhì)從而對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。在1991年瑞典就上市了含硫量小于20g/kg的環(huán)保柴油，但是緊接著在美國(guó)和瑞典等國(guó)家在硫含量減少的同時(shí)發(fā)生了大規(guī)模的燃油泵失效問(wèn)題，首先是使用的燃油泵出現(xiàn)磨損，隨后性能也下降到了無(wú)法工作使用的程度，人們才開(kāi)始正視柴油潤(rùn)滑性的問(wèn)題。隨后國(guó)際機(jī)構(gòu)組織聯(lián)合開(kāi)始研究這一問(wèn)題，隨之在低硫柴油的潤(rùn)滑性提升工作上有了很大的突破，主要是因?yàn)榧託涿摿蚬に嚩鴮?dǎo)致柴油組分中的潤(rùn)滑性逐漸減少。由于我國(guó)目前一直沒(méi)有針對(duì)柴油的潤(rùn)滑性提出要求，但是隨著環(huán)境保護(hù)要求越來(lái)越嚴(yán)格，同時(shí)也需要滿(mǎn)足更高的排放水平，隨著柴油加工工藝的不斷升級(jí)，柴油中的有利于潤(rùn)滑性的成分變少，因此為了防止高壓泵的過(guò)度磨損，必須要在柴油標(biāo)準(zhǔn)中加入潤(rùn)滑性指標(biāo)。

2 影響柴油潤(rùn)滑性的物質(zhì)

柴油屬于混合物，混合物質(zhì)比較復(fù)雜，主要有烴類(lèi)和非烴類(lèi)，烴類(lèi)主要包含有烷烴、環(huán)烷烴還有芳香烴，非烴類(lèi)主要包含有硫、氮和含氮化合物。據(jù)研究顯示能夠?qū)Σ裼偷臐?rùn)滑性產(chǎn)生影響的物質(zhì)主要是芳香烴還有含氮和含氮化合物質(zhì)。由于在研究過(guò)程中使用的柴油屬于加氫精制柴油，本身的雜質(zhì)含量比較高、潤(rùn)滑性比較好，因此在此基礎(chǔ)之上添加的物質(zhì)而產(chǎn)生影響的因素也比較多。

3 柴油組分對(duì)于柴油潤(rùn)滑性的影響分析

3.1 芳烴對(duì)于柴油潤(rùn)滑性的影響

首先選擇加氫裂化柴油，然后再其中加入不同比例的甲基萘和十二烷基苯，然后再測(cè)試一下出現(xiàn)磨斑的直徑。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以證明，在柴油中加入芳烴之后，柴油的磨斑直徑有所改善，說(shuō)明了芳烴的潤(rùn)滑性相比起烷烴和環(huán)烷烴來(lái)說(shuō)都要好。然后再分別在柴油中加入甲基萘和十二烷基苯，再觀察磨斑，可以看出甲基萘比十二烷基苯的潤(rùn)滑性較好一些，但好的十二烷基苯和雙環(huán)的烷基苯對(duì)于柴油出現(xiàn)磨斑的直徑影響都不明顯，因此可以得出結(jié)論，柴油組中單環(huán)和雙環(huán)的芳烴含量，對(duì)于柴油的潤(rùn)滑性能夠產(chǎn)生的影響不大。

3.2 硫化物對(duì)于柴油潤(rùn)滑性的影響

同樣是選擇加氫裂化柴油，然后加入不同比例的苯并噻吩、辛基硫醇、二環(huán)已基二硫化物和正十二硫醇，然后通過(guò)計(jì)算和分析其中的硫含量，再測(cè)試產(chǎn)生的柴油磨斑直徑可見(jiàn)，不同的硫化物質(zhì)對(duì)于柴油會(huì)產(chǎn)生不同直徑的磨斑，例如說(shuō)硫醇，低分子量的辛基硫醇對(duì)于磨斑直徑?jīng)]有直接影響，但是高分子量的正十二硫醇卻會(huì)在一定程度上影響柴油的潤(rùn)滑性。加入1%的正十二硫醇之后，可觀察到柴油的磨斑直徑從606μm變成了431μm，而柴油中的硫含量高達(dá)1589mg/kg。在研究中發(fā)現(xiàn)，二環(huán)已基二硫化物還有苯并噻吩產(chǎn)生磨斑沒(méi)有任何改變，因此可以判斷對(duì)于柴油潤(rùn)滑性的影響不大，基本不會(huì)產(chǎn)生影響，再加入二環(huán)己基二硫化物之后磨斑的直徑變化不大，但是硫含量達(dá)到了2540mg/kg。那么通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以論證出，柴油中的硫含量對(duì)于柴油的潤(rùn)滑性其實(shí)影響并不大，并不能夠用硫含量的大小來(lái)統(tǒng)一判斷柴油的潤(rùn)滑性。

3.3 氮化物對(duì)于柴油潤(rùn)滑性產(chǎn)生的影響

首先選擇在加氫裂化柴油當(dāng)中加入不同比例的堿性喹啉和非堿性的吲哚，然后計(jì)算或者是分析出其中的含氮量，開(kāi)始測(cè)試柴油中產(chǎn)生的磨斑直徑。那么可以看出在柴油中加入這兩種含氮化合物之后能夠有效的降低柴油中的磨斑直徑，例如說(shuō)在柴油中加入了0.25%的堿性喹啉，柴油中的磨斑直徑從606μm變成了310μm，此時(shí)的柴油中的氮含量是276mg/kg，所以通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以證實(shí)，含氮化合物能夠有效的改善柴油的潤(rùn)滑性。

3.4 含氧化合物對(duì)柴油潤(rùn)滑性的影響

在加氫裂化柴油中先加入不同比例的苯酚和環(huán)烷酸，分析完成柴油的酸度達(dá)標(biāo)只有開(kāi)始測(cè)試柴油中的磨斑直徑。通過(guò)數(shù)據(jù)顯示可以得出結(jié)論，環(huán)烷酸對(duì)于柴油的潤(rùn)滑性能夠產(chǎn)生很大的積極影響。在柴油當(dāng)中加入0.02%的環(huán)烷酸就能夠把柴油的磨斑從606μm直接降低到387μm，二加入苯酚之后，能夠在一定程度上降低柴油的磨斑直徑，但是降低幅度比環(huán)烷酸的降低幅度小很多，柴油當(dāng)中的含酸物質(zhì)主要是環(huán)烷酸，因此酸度越大，潤(rùn)滑性越好，經(jīng)試驗(yàn)證明，環(huán)烷酸對(duì)于柴油的潤(rùn)滑性改善工藝來(lái)說(shuō)是最重要的物質(zhì)。

3.5 含硫含氮化合物的混合物對(duì)柴油潤(rùn)滑性的影響

由于在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中柴油的組分遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比加氫裂化柴油復(fù)雜得多，因此需要把不同物質(zhì)的混合物混合在一起之后測(cè)試是否能夠?qū)Σ裼偷臐?rùn)滑性產(chǎn)生影響。在加氫裂化柴油中加入含硫和含氮化合物，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)看出二環(huán)己基二硫化物和喹啉進(jìn)入到柴油中產(chǎn)生的磨斑直徑小于分別加入加氫裂化柴油之后產(chǎn)生的磨斑直徑，這說(shuō)明這兩者在混合之后會(huì)有一定的協(xié)和作用，產(chǎn)生的磨斑較小。而喹啉和硫醇在加入到柴油之中之后產(chǎn)生的磨斑比分別加入到柴油中產(chǎn)生的磨斑還要大，可見(jiàn)這兩者在混合之后會(huì)產(chǎn)生對(duì)抗效果，產(chǎn)生的磨斑因此較大。車(chē)用柴油產(chǎn)生的磨斑直徑是360μm，加入0.25%的硫醇之后直徑變成了549μm。此時(shí)的硫含量較高，磨斑直徑也大，可見(jiàn)硫醇會(huì)嚴(yán)重影響柴油的潤(rùn)滑性。

3.6 含氮和含氧化合物的混合物對(duì)柴油潤(rùn)滑性的影響

在加氫裂化柴油中加入含氮和含氧化合物之后，喹啉和環(huán)烷酸在柴油中產(chǎn)生的磨斑與分別加入柴油之后產(chǎn)生的磨斑相比較來(lái)說(shuō)接近平均值348μm，因此可以判斷出兩者在混合之后產(chǎn)生的磨斑直徑有一定的加和性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，柴油中組分中的含硫化合物、含氮化合物、含氧化合物還有芳烴等對(duì)于柴油的潤(rùn)滑性產(chǎn)生的而影響是不同的，同樣的化合物中不同的物質(zhì)對(duì)于柴油潤(rùn)滑性的影響同樣是不同的，不同的化合物質(zhì)在混合在一起之后，對(duì)于柴油的磨斑直徑影響也是不同的，據(jù)實(shí)驗(yàn)可證，含酸的化合物質(zhì)能夠有效提升柴油的潤(rùn)滑性。因此，不能夠以柴油中的硫含量來(lái)判斷柴油的潤(rùn)滑性?xún)?yōu)劣。

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