Масла 3 группы. Базовое масло

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 свойства и особенности. При этом количество присадок меняется от долей процента в турбинных маслах до 25-30 процентов в моторных.

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

На сегодняшний 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 Группы I (Минеральные)

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, лигроина 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 .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 мас­ла по спе­ци­фи­ка­ции 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.

Базовые масла Группы II и III (Гидрокрекинг)

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 на их основе еще более химически стабильны, еще меньше «угорают» и обладают прекрасными низкотемпературными характеристиками и высоким индексом вязкости.

Базовые масла Группы IV и V (синтетика)

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 масла и 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 2006 г «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.

Моторное масло - это смесь двух основных компонентов - базового масла и пакета присадок. Применение терминов «Синтетика», «Полусинтетика» либо «Минеральное масло» подразумевает тип базового масла, которое было использовано в производстве смазочного материала.

Само базовое масло делится на группы:

1-я группа - это базовое масло, полученное путем очистки нефти реагентами, данная группа содержит в себе много серы и имеет слабые показатели индекса вязкости (зависимость вязкости от температуры).

2-я группа - это масла очищенные водородом (гидрокрекинг). Масла данной группы почти не содержат серы, при производстве, до момента добавления присадок, представляют из себя практически прозрачную жидкость, за счет чего срок службы самого смазочного материала существенно увеличивается, а уменьшение отложений и нагара в двигателе существенно увеличивает его ресурс.

3-я группа - это по сути те же масла 2-й группы, но с увеличенным индексом вязкости. Индекс вязкости - это показатель, который фиксирует изменение вязкости в зависимости от температуры. Путем дополнительных процессов изомеризации масла получают лучшие показатели как низко-, так и высокотемпературной вязкости, что позволяет быть уверенным в смазочном материале как при запуске в самый сильный мороз, так и при эксплуатации при максимальных нагрузках.

4-я группа - это масла на основе полиальфаолефинов. Из-за высокой стоимости производства и после открытия технологий гидрокрекинга и изомеризации (2-я и 3-я группа базовых масел), позволяющих производить базовые масла, ничем не уступающие им по качеству, объемы производства данной группы постепенно снижаются.

Итак , какие масла к какой группе относятся: нельзя перед ответом на данный вопрос, не уточнить, что понятие «Полусинтетика» долгое время и не имело никаких критериев по характеристикам, все понимали, что есть «Минеральное масло» - это точно масло 1-й группы, и есть «Синтетика» - масла 3-й и 4-й группы.

На данный момент технологи и маркетологи пришли к определенному консенсусу, решив применить следующие термины к группам базовых масел:

1-я группа - «Минеральное масло» (очистка нефти реагентами)
2-я группа - «Минеральное масло» (так как применяется очистка водородом без изменения молекулярной структуры)
3-я группа - «Синтетика» (так как происходит изменение молекулярной структуры - изомеризация)
4-я группа - «Синтетика» (химический синтез)

Смешение 3-й или 4-й групп базовых масел с 1-й или 2-й группой базовых масел - «Полусинтетика»

Простыми словами - «Полусинтетика» - это смесь «Минеральных» и «Синтетических» базовых масел, но здесь и прячутся основные «подводные камни». При смешении (Синтетических) 3-й или 4-й группы базовых масел с 1-й группой вы получаете «Полусинтетику», но использование базовых масел первой группы изначально подразумевает увеличенные показатели по сере и иным элементам слабо очищенного масла первой группы, что негативно отражается на отложениях и ресурсе самого . Заметить это можно не сразу, но результаты могут оказаться не самыми радужными.

Узнать какое базовое масло использовано в смазочном материале при покупке сложно, если не сказать невозможно. Для этого необходимо заходить на сайт производителя и по паспорту безопасности, исходя из многих показателей, делать выводы, что посильно зачастую только техническим специалистам. Ограничить себя от рисков можно, используя смазочные материалы, только тех производителей, которые никогда не используют базовые масла первой группы в своем производстве.

Любое современное автомобильное масло состоит из основы и пакета дополнительных присадок, которые нужны для того, чтобы улучшить натуральные свойства базового масла и добавить новых. Содержание присадок может колебаться в зависимости от производителя и типа масла в пределах 20-30%. Базовые масла для моторных масел выпускают различные компании, и чтобы их было проще классифицировать Американский институт нефти «API» разделил все базы на 5 групп, в зависимости от вязкости, содержания углеводородов, серы и других элементов.

Группы базовых масел

Согласно классификации API существует пять групп базовых масел, из которых производят моторные смазки:

• 1 — минеральные;
• 2 — полусинтетические;
• 3 — синтетические;
• 4- масла на основе полиальфаолефинов;
• 5- масла на основе различных химических соединений, не вошедших в предыдущие группы.

К первой группе моторных смазок относятся минеральные масла, которые изготавливаются из чистой нефти путём её перегонки . По факту они являются одной из фракций нефти, как бензин, керосин, дизельное топливо и пр. Химический состав таких смазок весьма разнообразен и разнится от производителя к производителю. В таких маслах содержатся в большом количестве углеводороды различной степени насыщения, азот, сера. Даже по запаху смазки первой группы отличаются от других - остро чувствуется аромат нефтепродуктов. Главная характеристика - высокое содержание серы и низкий индекс вязкости, из-за чего масла этой группы подходят далеко не для всех автомобилей.

Масла двух других групп разрабатывались позже. Их создание было обусловлено техническими новшествами современных автомобильных двигателей, для которых смазки первой группы не подходят. Масла второй группы, которые также называются полусинтетическими, изготавливаются по технологии гидрокрекинга. Она подразумевает под собой обработку минеральных масел 1 группы водородом под влиянием высоких температур. В результате такой реакции, водород присоединяется к молекулам углеводорода, обогащая их. А серу, азот и другие ненужные вещества водород удаляет. Как результат, получаются смазки, которые имеют низкую температуру замерзания и небольшое содержание парафинов. Тем не менее, такие смазки имеют относительно низкий индекс вязкости, что весьма сужает их область применения.

Самой оптимальной является 3 группа – полностью синтетические смазки. В отличие от двух предыдущих, они имеют более широкий температурный диапазон и высокий уровень вязкости. Производятся такие смазки по технологии гидроизомеризации, также с применением водорода. Иногда базу для таких масел получают из природного газа. В совокупности с широким набором присадок такие масла подходят для использования в современных двигателях автомобилей любой марки.

Моторные масла 4 и 5 групп встречаются значительно реже, чем другие ввиду их высокой стоимости. Полиальфаолефиновое базовое масло является основой для настоящей синтетики, так как его изготавливают полностью искусственно. В отличие от смазок 3 группы, встретить эти можно лишь в специализированных магазинах, так как их применяют только для спортивных машин. К пятой группе относятся смазки, которые из-за своего состава не могут быть причислены к предыдущим. В частности, сюда относят смазки и базовые масла в которые были добавлены эфиры. Они значительно улучшают моющие свойства масла и увеличивают пробег смазки между техническими обслуживаниями. Эфирные масла выпускаются весьма ограниченно, так как стоят очень дорого.

Производители базовых моторных масел

Согласно официальной мировой статистике, лидером в производстве и продаже автомобильных базовых масел первой и второй групп является компания ExonMobil. Кроме неё место в этом сегменте занимают Chevron, Motiva, Petronas. Смазки третьей группы больше других производит южнокорейская компания SK Ludricants, та же что выпускает смазки ZIC. Базовые масла этой группы у этого производителя закупают такие известные бренды, как Shell, BP, Elf и другие. Кроме «базы» производитель выпускает и все виды присадок, которые также закупают многие бренды с мировым именем.

Минеральные основы выпускает «Лукойл», Total, Neste, а такой гигант как ExonMobil наоборот не выпускает их вовсе. А вот присадки для всех базовых масел выпускают сторонние компании, самые известные среди которых Lubrizol, Ethyl, Infineum, Afton и Chevron. И все компании, продающие готовые масла закупают их у них. Базовые масла пятой группы и вовсе производят компании с малоизвестными названиями: Synester, Croda, Afton, Hatco, DOW. Небольшую долю в этой группе имеет и более известная Exxon Mobil. Она располагает обширной лабораторией, позволяющей выполнять исследования эфирных масел.

Как известно, автомобильные масла классифицируются не только по вязкости, наличию и уровню различных присадок, но еще и по химическому составу. Согласно этой классификации выделяют минеральное, полусинтетическое и синтетическое масла.

Базовые масла на основе, которых делают конечный продукт, разделяют на несколько групп:

Первая группа - обычное минеральное масло , получаемое из тяжелых фракций нефти с помощью различных растворителей.

Вторая группа - очищенные минеральные масла , которые прошли процедуру обработки, за счет этого была повышена стабильность базового масла, в нем становится меньше вредных примесей. Минеральные масла этой группы используются для старых моторов легковых автомобилей, для грузового транспорта, больших промышленных и судовых двигателей, когда необходим недорогой смазочный материал.

Третья группа - масла, полученные с помощью процесса гидрокрекинга. Гидрокрекинг – это название технологии, при помощи которой минеральная основа очищается от примесей и прогоняется для разрыва длинных углеводородных цепочек и насыщается молекулами водорода. При применении этого метода масляная основа видоизменяется на молекулярном уровне таким образом, что состав становится чем-то средним между натуральным и синтезированным. У этого, относительно недавно, появившегося типа масла есть свои положительные качества: во-первых, его стоимость будет ниже, чем у ПАО синтетики, во-вторых, качество его будет несравненно лучше, нежели у минеральных составов. Изначально эти масла относили к глубокоочищенным минеральным маслам или к полусинтетике (по версии некоторых производителей). Но в 1999 году был прецедент, когда компания Exxon Mobil обратилась в суд с иском к компании Castrol, на чьих канистрах с гидрокрекинговым маслом появилась надпись «Synthetic». Решение суда было для многих неожиданным - суд решил, что надпись «Synthetic» - это маркетинговый ход, а не техническое описание товара. После этого решения многие производители стали писать на своих канистрах с гидрокрекинговым маслом «Synthetic». Так как технология производства масел 3 группы много дешевле чем производство классической синтетики на ПАО, эти масла обрели огромную популярность, особенно в свете решения американского суда.

Четвертая группа - полностью синтетические масла на полиальфаолефинах (ПАО). Эти масла получают синтезом нефтяных газов бутилена и этилена. Эта технология позволяет получить почти идеальный состав углеводородных молекул, поэтому масла на основе ПАО обладают уникальными свойствами – способны выдерживать огромные нагрузки, большие обороты, высокие температуры, попадание топлива, без вреда для качества, при этом они более долговечны и стабильны. Гидрокрекинговые масла по многим параметрам могут приблизиться к ПАО, но сохранять эти передовые характеристики в течении длительного срока, они не могут.

Основные минусы ПАО масел – это высокая цена, неспособность растворять в себе присадки и неполярность, т.е ПАО составы не остаются на поверхности. Для растворения присадок в ПАО масла добавляют минеральную основу, а для устранения неполярности – Эстеры – масла 5 группы.

Зачастую бывает сложно отличить ПАО масла от гидрокрекинга, т. к. на той и другой канистре можно увидеть надпись «Синтетика». Только для масел, продаваемых на территории Германии, производителей обязывают указывать на банке «HC – синтез» для гидрокрекинга или «синтетика» для ПАО масел. Есть косвенные признаки, по которым можно определить наличие ПАО в масле. Это температура вспышки – для ПАО масел она может быть 240 °C и выше, когда для гидрокрекинга меньше 225 °C. Тоже касаемо температуры застывания ниже -45°C для ПАО и выше – 38° для гидрокрекинга. Но все это лишь косвенные признаки, определить по ним со 100% вероятностью, что мы имеем ПАО базу или гидрокрекинг, конечно нельзя.

Пятая группа – Эстеры , эфиры, сложные спирты. Для производства товарных масел используются Эстеры - синтетические соединения, полученные из растительного сырья. Эстеры полярны, поэтому остаются на металлических поверхностях и снижают износ. Используют их совместно с маслами предыдущей 4-й группы, получая полностью синтетический продукт, забравший в себя все достоинства ПАО масел и Эстеров. Имея очень стабильную молекулярную структуру, эти масла могут достигать заданных параметров с малым количеством присадок, что очень хорошо для малозольных масел Low Saps, где количество присадок строго регламентировано, так как большинство присадок при сгорании превращается в золу.

Еще об одной группе масел стоит упомянуть отдельно. Технология, берущая свое начало со времен второй мировой войны, кода в Германии ее использовали для изготовления масел для военной техники. Эта технология называется GTL (Gas to Liquid из газа в жидкость). Для производства масел по этой технологии используют природный газ, но технология производства отличается от производства ПАО масел из газа, процесс больше похож на сжижение газа и глубокую очистку, как для гидрокрекинговых масел, поэтому масла GTL относят к базовым маслам 3-й группы. По свойствам и качествам масла GTL находятся между маслами 3 и 4 групп, представляя разумный компромисс между стоимостью и достоинствами. В наше время компания Шелл первой начала производство масел по этой технологии, изначально на заводе своей дочерней компании Pennzoi в Америке и позже на своем новом заводе в Катаре. Все масла Шелл Ультра произведены по этой технологии.

"Расскажите, в чем отличия между моторными маслами из различных категорий классификации API ?"

Американский институт нефти (API) классифицировал базовые масла, распределив их на пять категорий (API 1509, Приложение E). Первые три группы, это масла произведенные из сырой нефти. Группа IV содержит полностью синтетические базовые масла из полиальфаолефинов. Группа V для всех других базовых масел, не включенных в группы I по IV.

Группа I

Масла классифицируются, как состоящие из насыщенных молекул менее чем на 90%. В них много серы > 0,03%. Диапазон вязкости от 80 до 120. Температурный диапазон для этих масел составляет от 0°С до 65°С. Базовые масла первой группы рафинируют с помощью растворителей - это самый простой и дешевый процесс очистки. Именно поэтому масла из этой группы являются самыми дешевыми базовыми маслами на рынке.

Группа II

Базовые масла группы II состоят на 90 процентов из насыщенных молекул. В них менее чем 0,03 процента серы и индекс вязкости от 80 до 120. Их часто изготавливают путем гидрокрекинга, который представляет собой более сложный процесс рафинирования, чем тот, который используется для очистки масел группы I. Так как все углеводородные молекулы этих масел являются насыщенными, базовые масла из второй группы обладают лучшими антиокислительными свойствами. Они также имеют более прозрачный цвет. Эти масла очень распространены на рынке сегодня, и стоят не намного дороже чем масла I группы.

Группа III

Базовые масла 3-й группы состоят больше, чем на 90% из химически стабильных, насыщенных водородом молекул. Содержание серы в них менее 0,03% а индекс вязкости выше 120 единиц. Эти масла очищены намного лучше чем базовые масла 2-й группы благодаря процессу гидрокрекинга . Этот длительный процесс специально предназначен для получения максимально чистого базового масла из нефти. Многие специалисты описывают его как синтезированные углеводороды. Как и базовые масла группы II, гидрокрекинговые масла становятся все более распространенными.

Группа IV

Уважаемые посетители! При желании, в форме ниже Вы можете оставить свой комментарий. Внимание! Рекламный спам, сообщения не относящиеся к теме статьи, оскорбительного или угрожающего характера, призывающие и/или расжигающие межнациональную вражду будут удалены без объяснений

Главная » Мода » Масла 3 группы. Базовое масло