低碳招商政策與法律支撐研究_第1頁(yè)
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1、低硫酸鹽灰分、低磷和低硫發(fā)動(dòng)機(jī)油添加劑的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)姚文釗薛衛(wèi)國(guó)劉雨花劉玉峰(中國(guó)石油蘭州潤(rùn)滑油研究開發(fā)中心730060)摘要:隨著環(huán)保和節(jié)能要求的日益嚴(yán)格,要求發(fā)動(dòng)機(jī)油具有更高的燃油經(jīng)濟(jì)性、更為苛刻的硫、磷含量和更低的硫酸鹽灰分,對(duì)潤(rùn)滑油添加劑的性能也提出了挑戰(zhàn)。文中介紹了發(fā)動(dòng)機(jī)油中硫酸鹽灰分、磷、硫的來(lái)源及其在發(fā)動(dòng)機(jī)油新規(guī)格中的限制指標(biāo),探討了低SAPS清凈劑、抗氧抗腐劑等發(fā)動(dòng)機(jī)油功能添加劑的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),并提出了今后潤(rùn)滑油

2、添加劑的研究方向。關(guān)鍵詞:潤(rùn)滑油;添加劑;發(fā)展;趨勢(shì)1概述隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的迅速發(fā)展以及汽車需求量的不斷攀升,促使世界石油資源日漸枯竭,燃料價(jià)格不斷上漲。而汽車的尾氣排放也嚴(yán)重影響了環(huán)境質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì),大氣污染中有60%的一氧化碳、50%的氮氧化合物和70%的烴類、有機(jī)揮發(fā)物來(lái)自汽車排放。隨著人們節(jié)能及環(huán)保意識(shí)的逐漸增強(qiáng),世界各國(guó)對(duì)大氣質(zhì)量的控制以及對(duì)汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的要求更加嚴(yán)格。為了滿足法規(guī)要求的排放標(biāo)準(zhǔn),未來(lái)汽車均采用電控燃油噴射技術(shù),

3、廣泛安裝催化轉(zhuǎn)化器,柴油車還要安裝顆粒物過(guò)濾器。汽車技術(shù)的發(fā)展要求發(fā)動(dòng)機(jī)油在不斷提高其高溫清凈性、分散性和抗氧化性能的同時(shí),還要滿足低硫酸鹽灰分、低磷、低硫(SAPS—SulphatedAshPhosphusSulphur)的需求[1,2,3]。潤(rùn)滑油添加劑對(duì)改進(jìn)潤(rùn)滑油性能,節(jié)能及減少環(huán)境污染起著重要作用。添加劑的使用不僅使?jié)櫥湍軌驖M足汽車工業(yè)和機(jī)械工業(yè)多方面的性能要求,而且進(jìn)一步彌補(bǔ)了潤(rùn)滑油加工工藝的不足。但在另一方面,潤(rùn)滑油中的磷

4、、硫、金屬也大部分來(lái)自添加劑,因此,為了適應(yīng)環(huán)保的要求,添加劑本身也應(yīng)該向著低磷、低硫、低灰分的方向發(fā)展以滿足更高質(zhì)量發(fā)動(dòng)機(jī)油的要求。2發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油新規(guī)格對(duì)硫酸鹽灰分、磷、硫的限制要求2004年通過(guò)的GF4發(fā)動(dòng)機(jī)油規(guī)格要求磷含量不大于0.08﹪,硫含量不大于0.5%(0W5W中)和0.7﹪(10W中)。而GF5規(guī)格中磷含量不大于0.05﹪,硫含量不大于0.2﹪,硫酸鹽灰分不大于0.5﹪,僅為目前高級(jí)潤(rùn)滑油指標(biāo)的一半。液化石油氣(LPG)

5、或壓縮天然氣(CNG)被世界各國(guó)公認(rèn)是最具發(fā)展?jié)摿蛯?shí)用價(jià)值的汽車代用燃料。由表中可知,1%含量的鈣產(chǎn)生大約3%的硫酸鹽灰分,而金屬清凈劑在潤(rùn)滑油中的用量(通常都在2.0%左右)比抗氧抗腐劑的用量(通常在0.6~0.8%之間)要高,因此所產(chǎn)生的灰分也高。而硫、磷主要來(lái)源于二烷基二硫代磷酸鋅。3.2低SAPS型抗氧抗腐劑的使用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)三元催化轉(zhuǎn)化器是降低HC、CO、NOx等廢氣排放的標(biāo)準(zhǔn)裝置,而鉛及磷對(duì)于三元催化劑的毒化問(wèn)題也早已得

6、到證實(shí)。發(fā)動(dòng)機(jī)油中硫含量過(guò)高,不但會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一定的腐蝕,還會(huì)在柴油顆粒過(guò)濾器中產(chǎn)生大量沉積、堵塞濾清器。為了保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī),汽車制造商希望限制硫和磷的含量[1]。發(fā)動(dòng)機(jī)油的磷、硫主要是由ZDDP引入,因此須少用或不用ZDDP。3.2.1低SAPS型抗氧抗腐劑的研究應(yīng)用現(xiàn)狀目前國(guó)內(nèi)外抗氧抗腐劑的使用上,仍以ZDDP系列產(chǎn)品為主,還沒(méi)有能完全代替ZDDP使用于發(fā)動(dòng)機(jī)油中的無(wú)灰分、無(wú)磷及無(wú)硫產(chǎn)品。但隨著人們對(duì)這一問(wèn)題的日益重視,一些輔助型無(wú)灰

7、分、無(wú)磷、甚至無(wú)硫抗氧劑逐步得到應(yīng)用[46]。3.2.1.1酚類抗氧劑酚型化合物是應(yīng)用最為廣泛的一類抗氧劑。研究表明,酚類化合物的苯環(huán)上引入取代基后,抗氧效果顯著增加;引入取代基的體積越大,產(chǎn)生屏蔽作用越大,該酚類化合物的抗氧效果也越好。酚型抗氧劑的效能會(huì)因?yàn)猷徫缓蛯?duì)位有烷基取代基而顯著加強(qiáng)。而且酚型抗氧劑與ZDDP復(fù)合具有很好的協(xié)合作用,主要是因?yàn)榍罢呤且环N鏈終止劑,后者為過(guò)氧化物分解劑,酚類化合物大大延長(zhǎng)了ZDDP氧化誘導(dǎo)期,使得內(nèi)

8、燃機(jī)油的抗氧性能大大提高。例如酚酯型抗氧劑RHY505是一種高溫抗氧性能非常突出,能夠有效抑制油品的氧化和控制油泥形成可有效的取代亞甲基雙酚,抗乳化性能好,可用于工業(yè)潤(rùn)滑劑、內(nèi)燃機(jī)油和傳動(dòng)液。RHY510硫醚酚型無(wú)灰抗氧劑,在加氫及非常規(guī)處理基礎(chǔ)油中具有優(yōu)良的抗氧化性能,可用于發(fā)動(dòng)機(jī)油和傳動(dòng)液。RHY508酚胺類無(wú)灰抗氧劑高溫抗氧性能優(yōu)于其它含硫酚抗氧劑,在加氫基礎(chǔ)油中含0.25%該劑的加氫基礎(chǔ)油旋轉(zhuǎn)氧彈誘導(dǎo)期可達(dá)400min以上。3.

9、2.1.2胺類無(wú)灰抗氧劑用作潤(rùn)滑油抗氧添加劑的胺類化合物多為屏蔽型胺,在內(nèi)燃機(jī)油中獲得廣泛應(yīng)用的胺型抗氧劑主要是芳胺和雜環(huán)胺及其衍生物。典型的內(nèi)燃機(jī)油芳胺型抗氧劑有N苯基a萘胺、烷基化苯基a萘胺、二烷基二苯胺等。一些研究者在芳胺的適當(dāng)位置引入適當(dāng)?shù)耐榛?,增?qiáng)了其耐高溫能力,如二壬基二苯胺抗氧劑,油溶性好,配伍性強(qiáng),與ZDDP復(fù)合可以在高溫情況下使用,能有效地控制油品粘度和酸值的變化,可用于調(diào)制高檔航空潤(rùn)滑油、SG級(jí)以上的汽油機(jī)油、低磷

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