Basismotorenöle. Basis Öl

Motoröl ist eine Mischung aus zwei Hauptkomponenten – Grundöl und einem Additivpaket. Die Verwendung der Begriffe „synthetisch“, „halbsynthetisch“ oder „Mineralöl“ bezieht sich auf die Art des Grundöls, das bei der Herstellung des Schmiermittels verwendet wurde.

Das Grundöl selbst wird in Gruppen eingeteilt:

1. Gruppe- Dies ist ein Grundöl, das durch Raffinieren von Öl mit Reagenzien gewonnen wird. Diese Gruppe enthält viel Schwefel und hat einen schwachen Viskositätsindex (Abhängigkeit der Viskosität von der Temperatur).

2. Gruppe- Dies sind durch Wasserstoff (Hydrocracking) gereinigte Öle. Öle dieser Gruppe enthalten fast keinen Schwefel, während der Herstellung bis zur Zugabe von Additiven sind sie eine fast transparente Flüssigkeit, wodurch die Lebensdauer des Schmiermittels selbst erheblich zunimmt und die Reduzierung von Ablagerungen und Ablagerungen im Motor erheblich zunimmt seine Ressource.

3. Gruppe- Dies sind im Wesentlichen die gleichen Öle der 2. Gruppe, jedoch mit einem erhöhten Viskositätsindex. Der Viskositätsindex ist ein Maß, das die Änderung der Viskosität mit der Temperatur erfasst. Durch zusätzliche Ölisomerisierungsprozesse werden die besten Indikatoren sowohl für die Viskosität bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen erhalten, wodurch Sie sich auf den Schmierstoff sowohl beim Starten bei strengstem Frost als auch beim Betrieb bei maximaler Belastung verlassen können.

4. Gruppe Dies sind Öle auf Basis von Polyalphaolefinen. Aufgrund der hohen Produktionskosten und nach der Entdeckung von Hydrocracking- und Isomerisierungstechnologien (2. und 3. Gruppe von Grundölen), die es ermöglichen, Grundöle herzustellen, die ihnen qualitativ in nichts nachstehen, sinken die Produktionsmengen dieser Gruppe nimmt allmählich ab.

So welche Öle zu welcher Gruppe gehören: Vor der Beantwortung dieser Frage ist es unmöglich, nicht zu klären, dass der Begriff "Halbsynthetik" lange Zeit keine Kriterien für Eigenschaften hatte, jeder verstand, dass es "Mineralöl" gibt - Dies ist genau das Öl der 1. Gruppe, und es gibt "Synthetics" - Öle der 3. und 4. Gruppe.

Zur Zeit Technologen und Vermarkter kamen zu einem gewissen Konsens und entschieden, die folgenden Begriffe auf Gruppen von Grundölen anzuwenden:

1. Gruppe- "Mineralöl" (Ölreinigung mit Reagenzien)
2. Gruppe- „Mineralöl“ (da Wasserstoffreinigung ohne Veränderung der Molekularstruktur verwendet wird)
3. Gruppe- "Synthetik" (da es zu einer Veränderung der Molekülstruktur kommt - Isomerisierung)
4. Gruppe- "Synthetik" (chemische Synthese)

Mischen 3. oder 4. Gruppe von Grundölen mit 1. oder 2. Gruppe von Grundölen - "Halbsynthetik"

In einfachen Worten- „Halbsynthetik“ ist eine Mischung aus „mineralischen“ und „synthetischen“ Grundölen, aber hier sind die wichtigsten „Fallstricke“ verborgen. Beim Mischen von (synthetischen) Grundölen der 3. oder 4. Gruppe mit der 1. Gruppe erhält man "Semi-Synthetics", aber die Verwendung von Grundölen der ersten Gruppe impliziert zunächst erhöhte Werte für Schwefel und andere Elemente des schlecht raffinierten Öls der ersten Gruppe, die sich negativ auf Lagerstätten und die Ressource selbst auswirkt. Sie werden dies vielleicht nicht sofort bemerken, aber die Ergebnisse sind möglicherweise nicht die rosigsten.

Finden Sie heraus, welches Grundöl Die Verwendung in einem Schmiermittel beim Kauf ist schwierig, wenn nicht unmöglich. Dazu müssen Sie auf die Website des Herstellers gehen und anhand vieler Indikatoren Rückschlüsse auf das Sicherheitsdatenblatt ziehen, was oft nur machbar ist technische Spezialisten. Sie können sich vor Risiken schützen, indem Sie nur Schmierstoffe von solchen Herstellern verwenden, die niemals Grundöle der ersten Gruppe in ihrer Produktion verwenden.

Jedes moderne Autoöl besteht aus einer Basis und einem Paket zusätzlicher Additive, die benötigt werden, um die natürlichen Eigenschaften des Basisöls zu verbessern und neue hinzuzufügen. Der Gehalt an Additiven kann je nach Hersteller und Ölsorte zwischen 20-30% variieren. Grundöle für Motoröle Veröffentlichung verschiedene Unternehmen, und um sie besser einordnen zu können, hat das American Petroleum Institute „API“ alle Basen in 5 Gruppen eingeteilt, je nach Viskosität, Gehalt an Kohlenwasserstoffen, Schwefel und anderen Elementen.

Grundölgruppen

Gemäß der API-Klassifikation gibt es fünf Gruppen von Grundölen, aus denen Motorschmierstoffe hergestellt werden:

• 1 - Mineralien;
• 2 - halbsynthetisch;
• 3 - synthetisch;
• 4- Öle auf Basis von Polyalphaolefinen;
• 5- Öle auf Basis verschiedener chemischer Verbindungen, die nicht in den vorherigen Gruppen enthalten sind.

Zur ersten Gruppe der Motorschmierstoffe gehören Mineralöle, die durch Destillation aus reinem Öl hergestellt werden. Tatsächlich sind sie eine der Fraktionen von Öl, wie Benzin, Kerosin, Dieselkraftstoff usw. Die chemische Zusammensetzung solcher Schmierstoffe ist sehr vielfältig und variiert von Hersteller zu Hersteller. Solche Öle enthalten eine große Menge an Kohlenwasserstoffen mit unterschiedlichem Sättigungsgrad, Stickstoff und Schwefel. Sogar der Geruch von Schmiermitteln der ersten Gruppe unterscheidet sich von anderen - das Aroma von Erdölprodukten ist deutlich zu spüren. Das Hauptmerkmal ist ein hoher Schwefelgehalt und ein niedriger Viskositätsindex, weshalb Öle dieser Gruppe nicht für alle Autos geeignet sind.

Die Öle der beiden anderen Gruppen wurden später entwickelt. Ihre Entstehung war auf die technischen Neuerungen moderner Automotoren zurückzuführen, für die die Schmierstoffe der ersten Gruppe nicht geeignet sind. Öle der zweiten Gruppe, die auch als halbsynthetisch bezeichnet werden, werden mit der Hydrocracking-Technologie hergestellt. Es beinhaltet die Behandlung von Mineralölen der Gruppe 1 mit Wasserstoff unter dem Einfluss hoher Temperaturen. Als Ergebnis einer solchen Reaktion bindet Wasserstoff an Kohlenwasserstoffmoleküle und reichert sie an. Und Wasserstoff entfernt Schwefel, Stickstoff und andere unnötige Substanzen. Dadurch werden Schmiermittel erhalten, die einen niedrigen Gefrierpunkt und einen geringen Gehalt an Paraffinen aufweisen. Solche Schmiermittel haben jedoch einen relativ niedrigen Viskositätsindex, was ihren Anwendungsbereich stark einschränkt.

Gruppe 3 ist die optimalste - vollsynthetische Schmierstoffe. Im Gegensatz zu den beiden vorherigen haben sie einen größeren Temperaturbereich und eine hohe Viskosität. Solche Schmierstoffe werden mittels Hydroisomerisierungstechnologie, ebenfalls unter Verwendung von Wasserstoff, hergestellt. Manchmal wird die Basis für solche Öle aus Erdgas gewonnen. Zusammen mit einer breiten Palette von Additiven eignen sich diese Öle für den Einsatz in modernen Automotoren aller Marken.

Motoröle der Gruppen 4 und 5 sind aufgrund ihrer hohen Kosten viel seltener als andere. Polyalphaolefin-Basisöl ist die Grundlage für echte Synthetik, da es vollständig künstlich hergestellt wird. Anders als Schmierstoffe der 3. Gruppe sind diese nur in zu finden Fachgeschäfte, da sie nur für Sportwagen verwendet werden. Die fünfte Gruppe umfasst Schmierstoffe, die aufgrund ihrer Zusammensetzung nicht zu den vorherigen gezählt werden können. Dazu gehören insbesondere Schmierstoffe und Grundöle, denen Ester zugesetzt wurden. Sie verbessern die Reinigungseigenschaften des Öls erheblich und erhöhen den Schmierlauf zwischendurch technische Dienstleistungen. Ätherische Öle werden in sehr begrenzten Mengen hergestellt, da sie sehr teuer sind.

Hersteller von Basismotorenölen

Laut offizieller Weltstatistik ist ExonMobil führend in der Herstellung und im Verkauf von Grundölen für Kraftfahrzeuge der ersten und zweiten Gruppe. Darüber hinaus nehmen Chevron, Motiva, Petronas einen Platz in diesem Segment ein. Schmierstoffe der dritten Gruppe werden vor allem von der südkoreanischen Firma SK Ludricants hergestellt, die auch ZIC-Schmierstoffe herstellt. Die Grundöle dieser Gruppe werden von so bekannten Marken wie Shell, BP, Elf und anderen von diesem Hersteller bezogen. Neben der „Basis“ produziert der Hersteller auch alle Arten von Zusatzstoffen, die auch von vielen weltbekannten Marken gekauft werden.

Mineralbasen werden von Lukoil, Total, Neste hergestellt, während ein Gigant wie ExonMobil sie im Gegenteil überhaupt nicht produziert. Aber es werden Additive für alle Grundöle hergestellt Drittunternehmen, die bekanntesten davon sind Lubrizol, Ethyl, Infineum, Afton und Chevron. Und alle Unternehmen, die fertige Öle verkaufen, kaufen sie bei ihnen. Die Grundöle der fünften Gruppe werden vollständig von Unternehmen mit wenig bekannten Namen hergestellt: Synester, Croda, Afton, Hatco, DOW. Auch die bekanntere Exxon Mobil hat einen kleinen Anteil an dieser Gruppe. Es verfügt über ein umfangreiches Labor, in dem Sie an ätherischen Ölen forschen können.

Ein wenig Interessante Fakten zum Thema Motorenöle...

Es gibt so etwas wie Grundöl, das ist das erste und voluminöseste, was im fertigen Produkt enthalten ist. Basisöle gibt es in mehreren Gruppen.

Im Moment sind in der Welt in Bezug auf die Produktion an erster Stelle Öle zuerst und zweite Gruppe. Dies sind grobe Mineralöle und hochraffinierte Mineralöle. Es ist eine gelbe Flüssigkeit in der Farbe. In der zweiten Gruppe tendiert sie zu transparenteren Farbtönen. Beide Gruppen werden aus Öl hergestellt.

Die Vorteile hier sind einfach:

• niedrige Produktionskosten;
• niedrige Kosten des fertigen Produkts für den Käufer.

Der Nachteil ist die geringe Leistung. Wie Stockpunkt, Vorhandensein von Verunreinigungen, hohe Körnigkeit, schwacher Film, Abfallneigung, Schlackenbildung und natürlich geringe Lebensdauer.

Mineralöle der ersten und zweiten Gruppe werden derzeit immer weniger für Motorenöle verwendet. Autos. Und normalerweise haben Mineralöle einen Viskositätsindex von 10W-30, 15W-40.

Dritte Gruppe.

Normalerweise ist es im Alltag üblich, es zu nennen Kunststoffe. Es ist eine transparente Flüssigkeit mit praktisch keinen Verunreinigungen. Die Molekülreihe ist gerade, was sich besser auf die Reibungsparameter auswirkt. Aber die dritte Gruppe heißt zwar Kunststoffe, ist es aber eigentlich nicht.

Bei der Herstellung der dritten Gruppe wird die zweite Gruppe von Ölen verwendet. Das sind Mineralöle. Aber sie durchlaufen einen komplexen Prozess des Hydrocrackens, bei dem mit Hilfe von Wasserstoff im technologischen Prozess Mineralöl maximal gereinigt wird und sich in seinen Eigenschaften echten synthetischen Ölen annähert. Obwohl die dritte Gruppe aus der zweiten Gruppe, Mineralwasser, entstanden ist, unterscheidet sie sich erheblich und ist derzeit die weltweit am weitesten verbreitete bei der Herstellung von Motorenölen für moderne Motoren.

Vierte Gruppe.

Das sind Öle, die in komplexen Chemieanlagen echten Kunststoffen so nahe wie möglich kommen. Vernetzt zu Ketten von Kohlenwasserstoffen, die aus Erdgas gewonnen werden. Als Ergebnis werden Polyalphaolefine erhalten. Diese Basisöle sind teurer als alle vorherigen drei Gruppen. Und ihre Eigenschaften sind den ersten drei Gruppen überlegen. Reine Öle der vierten Gruppe frieren bis -70 Grad nicht ein. Der Ölfilm ist so stark wie möglich und das Öl selbst ist beständig gegen Oxidation und hohe Temperaturen.

Fünfte Gruppe.

Dies sind die echten Kunststoffe und Ester. Diese Gruppe umfasst viele verschiedene Öle. Die gebräuchlichsten Motoröle sind Esteröle. Sie werden wegen ihres hohen Preises und ihrer Komplexität in der Produktion praktisch nicht bei der Herstellung von Motorenölen verwendet.

Weltweit enthalten nicht mehr als drei Prozent der produzierten Motoröle Ester. Und normalerweise sind es 5 bis 30 Prozent des Volumens des fertigen Produkts. Die Verwendung von Esterölen als 100%ige Ölbasis wäre eher ein negativer als ein positiver Effekt.

Esteröle haben polar geladene Moleküle, die es dem Öl ermöglichen, an den Metallteilen des Motors zu haften oder, so könnte man sagen, magnetisiert zu werden. Dadurch bleibt immer ein Ölfilm auf den gewünschten Oberflächen erhalten, was besonders wichtig ist, wenn man zum ersten Mal einen kalten Motor startet.

Jetzt sagen wir Ihnen, was als nächstes passiert, wenn der Hersteller ausgewählt hat, aus welchen Gruppen oder einer Gruppe das zukünftige Motoröl hergestellt wird. Wenn wir das übliche Halbsynthetik erhalten wollen, dann werden etwa 70 % Mineralöl oder etwa 30 % Synthetiköl genommen, und dann wird ein Additivpaket hinzugefügt, etwa 10-15 % des gesamten Ölvolumens. Hier werden wir ausführlicher aufhören.

Ein Additivpaket ist eine Gruppe verschiedener Additive für Motor- oder andere Öle. Jeder Zusatz erfüllt seine wichtige Funktion. Typischerweise umfasst das Additivpaket Antioxidansadditive, Antischaumadditive, Reibungsmodifikatoren, Antifriktionsadditive, Verdickungsadditive, Dispersionsadditive, Detergenzien, Dispergiermittel und andere.

Derzeit werden moderne Additivpakete für Motoröle weltweit nur von vier Herstellern hergestellt. Und Hersteller von fertigem Motoröl kaufen diese Additivpakete und verwenden sie in ihren Produkten. Castrol, Shell, LukOil, LiquiMoly, Motul und viele andere verwenden Zusatzpakete von Drittanbietern.

Der Prozess der Motorölherstellung selbst sieht komplex aus, technologischer Prozess Mischen, bei dem Komponenten in Form von Grundöl und Additiven bei unterschiedlichen Temperaturen in unterschiedlichen Zeitabständen zugeführt werden. Dann werden sie nach vorgegebenem Programm und Rezept gemischt, woraus das fertige Motoröl gewonnen wird.

Dabei beeinflusst wirklich jede Komponente die Qualität des Endprodukts. Je weniger der Hersteller an Rohstoffen und dem Prozess spart, desto besser wird das Motoröl aus den oben genannten Gruppen gewonnen.

Jetzt können wir darüber sprechen, woraus die Öle bestehen, die jetzt auf dem Markt sind.

Halbsynthetische Öle.

Alles ist einfach. Diese Öle enthalten üblicherweise die erste oder zweite Gruppe von Mineralölen. Sowie eine synthetische Komponente. Aber fast immer ist es die dritte Hydrocracking-Gruppe. Das Verhältnis des Inhalts beträgt in der Regel 70 % Mineralöl und 30 % Synthetiköl. Der resultierenden Mischung aus Grundölen wird ein Additivpaket zugesetzt.

Diese Motoröle sind für die meisten Fahrzeuge geeignet, es sei denn, der Hersteller hat spezielle Anforderungen an das Öl.

Typische Vertreter dieser Ölgruppe:,.

Synthetische Öle der 3. Gruppe.

Dies ist das häufigste Produkt für moderne Motoren. Sie beginnen normalerweise bei 5W-20, 5W-30 und 5W-40 Viskositäten und so weiter. Aber Vorsicht, es gibt auch halbsynthetische Öle mit einer Viskosität von 5W-30 und 5W-40. Auf dem Etikett sollte SEMI-SYNTETIC stehen. Und wenn dies nicht geschrieben steht, achten Sie auf den Preis.

Synthetische Öle der dritten Gruppe dürfen derzeit nicht weniger als 1400 Rubel pro 4-Liter-Kanister kosten. Im Gegensatz zu halbsynthetischen Ölen haben diese Öle eine längere Lebensdauer, oxidieren weniger und halten Belastungen besser stand.

Mehr als 12.000 Kilometer sollten Sie nicht fahren, das belastet Ihren Motor, auch wenn der Hersteller vorschreibt, alle 15.000 oder gar 20.000 zu fahren, das ist nur ein Marketingtrick. Die Hauptsache für den Hersteller ist, dass Ihr Motor für einen garantierten Zeitraum abgeht, und dann ist es wünschenswert, dass Sie ein neues Auto kaufen.

Synthetische Öle der dritten Gruppe sind z.

Synthetische Öle auf Basis der 4. Gruppe.

Solche Öle sind schon viel seltener. Sie sind teurer und daher nicht weit verbreitet. Dass auf der Verpackung des Öls der dritten Gruppe, das auf der Verpackung des Öls der vierten Gruppe, Kunststoffe steht. Infolgedessen sind dies für den durchschnittlichen Käufer die gleichen Öle. Von denen wählt der Käufer billigeres Öl und kauft die dritte Gruppe. Und der Preisunterschied beträgt in der Regel mindestens das Doppelte.

Diese Öle werden hauptsächlich zum Gesamtvolumen hinzugefügt, was völlig ausreicht, um die Eigenschaften des Endprodukts zu verbessern. Öl der vierten Gruppe kann normalerweise durch den Index 0W-20, 0W-30, 0W-40 usw. unterschieden werden. In dieser Gruppe werden auch andere Viskositäten hergestellt - 5W-40, 5W-30 und andere. Es gibt sogar 10W-40, aber das ist sehr selten.

Öle mit Zusatz einer Esterkomponente.

Diese Öle werden üblicherweise in Mischungen der dritten und vierten Gruppe unter Zusatz einer Esterkomponente von 5 bis 30 % eingeteilt. Für ihren Preis sind dies die teuersten und am wenigsten verbreiteten Öle. Aber sie haben Der beste Auftritt und bieten maximalen Motorschutz unter allen Betriebsbedingungen.

In letzter Zeit sind Experimentatoren aufgetaucht, die eine separate reine Esterkomponente finden und sie ihrem Motor mit einem Anteil von 10% zum eingefüllten Öl hinzufügen. Das führt natürlich zu nichts Gutem. Vergessen Sie nicht, dass Sie, wenn Sie Ihrem Öl etwas in solchen Mengen hinzufügen, seine Eigenschaften verändern - Sie verdünnen es. Additivpaket verflüssigen. Viskosität ändern. Und was wird das Ergebnis sein? Niemand weiß. Der Motor läuft. Aber die Frage bleibt - für wie lange.

Hydrierung
Die Hydrierung wurde in den fünfziger Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts entwickelt und in den sechziger Jahren zuerst von Amoco und dann von anderen Unternehmen bei der Herstellung von Grundölen eingesetzt. Hydrierung ist eine Technologie zur Zugabe von Wasserstoff zu einem Grundöl bei Temperaturen über 315°C und Drücken über 34 atm in Gegenwart eines Katalysators. Dieser Prozess entfernt Verunreinigungen, stabilisiert die reaktivsten Komponenten im Grundöl, verbessert die Farbe und verlängert die Lebensdauer des Grundöls. Aber die Hydrierung allein reicht in der Regel nicht aus, um Basisöl herzustellen.

Hydrocracken
Hydrocracken ist eine intensivere Form der Hydrierung. Beim Hydrocracken wird das Basisöl bei Temperaturen über 343°C und Drücken über 68 atm über ein hochaktives Katalysatorbett geleitet. Die ursprünglichen Moleküle verändern ihre Form, einige spalten sich auf, um kleinere Moleküle zu bilden. Fast der gesamte Schwefel und der gesamte Stickstoff werden entfernt, viele aromatische Verbindungen werden mit Wasserstoff gesättigt. Die Bildung von Molekülen erfolgt, wenn Isoparaffine und gesättigte zyklische Verbindungen gebildet werden. Diese Substanzen haben hohe Viskositätskoeffizienten (VI) und eine niedrige Fließgrenze. Wachsartige Verbindungen, meist normale Paraffine, sind jedoch weitgehend unbeeinflusst vom Hydrocracken und müssen durch das folgende Verfahren entfernt werden, um die Fließgrenze zu senken. Nebenprodukte dieser Technologie sind umweltfreundliche Kraftstoffe (Diesel und Benzin z Strahltriebwerke, sowie Naphtha für Motorenbenzin).
In den dreißiger Jahren wurden Versuche unternommen, eine vereinfachte Version der Hydrocracking-Technologie für die Herstellung von Schmierölen zu implementieren, aber diese Versuche wurden bald aus wirtschaftlichen Gründen aufgegeben, nachdem die Technologie zur Raffination von Schmierölen mit selektiven Lösungsmitteln in die Produktion aufgenommen wurde. Die Technologie des Hydrocrackens in Gegenwart eines Katalysators hat sich jedoch weiter verbessert.
Nach dem Zweiten Weltkrieg wurden die Vorläufer der modernen katalytischen Hydrocracking-Technologie aus Deutschland importiert. Chevron hat diese Technologie Ende der fünfziger Jahre für die Kraftstoffherstellung kommerzialisiert. 1969 wurde der erste Grundöl-Hydrocracker in der Chiba-Raffinerie der Idemitsu Kosan Company unter Verwendung einer von Gulf lizenzierten Technologie in Betrieb genommen. Darauf folgte 1971 die Yabucoa-Raffinerie der Sun Oil Company in Puerto Rico (ebenfalls mit Gulf-Technologie).

Katalytische Entparaffinierung und Hydroisomerisierung von Paraffinen
Die katalytische Entparaffinierung ist eine Hochtemperatur-Hochdrucktechnologie, bei der ein Katalysator die im Grundöl vorhandenen Paraffinmoleküle selektiv in leichtere Produkte wie Gas und Naphtha abbaut. Obwohl dieses Verfahren kostengünstig ist, ist es immer noch etwas unwirtschaftlich, da die hochparaffinierten Wachse in niederparaffiniertes Gas und leichte Brennstoffe umgewandelt werden. Bei der Isomerisierung ist der Prozess der gleiche, aber die Paraffine werden selektiv in ein Grundöl von sehr hoher Qualität umgewandelt (isomerisiert). Beide Technologien entfernen das Paraffin und senken daher den Stockpunkt des Grundöls, aber die Hydroisomerisierung führt zu einem höheren Grundöl-Viskositätsindex (VI) und einer höheren Produktausbeute.
Erstmals wurden in den siebziger Jahren des letzten Jahrhunderts Technologien zur katalytischen Entparaffinierung und Hydroisomerisierung von Paraffin in Betrieb genommen. Shell nutzte die Wachs-Hydroisomerisierungstechnologie in Kombination mit selektiver Lösungsmittelentparaffinierung, um Grundöle mit ultrahohem Viskositätsindex (VI) in Europa herzustellen. Exxon und andere gründeten in den 1990er Jahren ähnliche Unternehmungen. In den Vereinigten Staaten verwendete Mobil katalytisches Entparaffinieren anstelle von selektivem Lösungsmittelentparaffinieren, kombinierte es aber dennoch mit selektiver Lösungsmittelextraktion, um herkömmliche Destillatöle mit mittlerer Viskosität herzustellen. Die katalytische Entparaffinierung war ein willkommener Fortschritt gegenüber der selektiven Lösungsmittelentparaffinierung, insbesondere für die Herstellung herkömmlicher Destillatöle mit mittlerer Viskosität, da diese Technologie mehr verwendet einfache Wege Entfernung von n-Paraffinen und paraffinischen Seitenketten von anderen Molekülen aufgrund ihrer Aufspaltung in kleinere Moleküle. Dies senkte die Fließgrenze des Grundöls, so dass es bei niedrigen Temperaturen flüssig wurde, ähnlich wie Öle, die mit selektiven Lösungsmitteln entparaffiniert wurden.
Chevron war das erste Unternehmen, das 1984 in seiner Grundölanlage in Richmond, Kalifornien, eine Kombination aus katalytischem Entparaffinieren, Hydrocracken und Hydroraffination einsetzte (Abbildung 1).

Abbildung 1. Schmierölanlage von ChevronTexaco in Richmond, Kalifornien (RLOP).

Es war die erste industrielle Demonstration des gesamten technologisches Schema Hydrotreating zur Herstellung von Grundschmierölen.
1993 die erste Moderne Technologie Wachsisomerisierungs-Entparaffinierung wurde von Chevron kommerzialisiert. Dies war eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem früheren katalytischen Entparaffinieren, da die Pourpoint-Temperatur des Basisöls durch Isomerisieren von n-Paraffinen und anderen langkettigen Molekülen in die gewünschten verzweigtkettigen Verbindungen mit überlegener Schmierfähigkeit gesenkt wurde, anstatt sie aufzuspalten und zu entfernen. Diese revolutionäre Technologie verwendet einen Chevron ISODEWAXING®-Katalysator, um die Entparaffinierungsausbeute deutlich zu verbessern und die Grundölleistung zu verbessern.

Hydroraffination
Der letzte Schritt auf moderne Unternehmen für die Herstellung von Grundölen ist das Hydroraffinieren, das fortschrittliche Katalysatoren und Drücke von über 68 atm verwendet, um die Endverarbeitung des Grundöls durchzuführen. Im Wesentlichen werden die wenigen verbleibenden Verunreinigungen in stabile Grundölmoleküle umgewandelt.

Zusammenfassend
Modernes Hydrotreating ermöglicht durch den extrem hohen Wasserstoffsättigungsgrad die Herstellung von Produkten von außergewöhnlicher Reinheit und Stabilität. Diese Produkte haben Eigenschaften denn im Gegensatz zu anderen Grundölen sind sie meist farblos. Durch die Verwendung einer Kombination aus Hydrocracken, Isodewaxing und Hydroraffination werden Moleküle mit geringer Schmierfähigkeit umgewandelt und in hochwertige Grundölmoleküle umformuliert. Die Fließgrenzentemperatur, der Viskositätsindex und die Oxidationsstabilität werden während der einzelnen Schritte der katalytischen Verarbeitung unabhängig gesteuert.
Zu den Vorteilen dieser Technologiekombination gehört die geringere Abhängigkeit von der Rohölsorte, aus der hochwertige Grundöle hergestellt werden sollen. Zudem kann die Leistungsfähigkeit von Grundölen im Gegensatz zu selektiv raffinierten Grundölen weitgehend unabhängig von der Rohölquelle werden. Abbildung 2 zeigt ein Prozessflussdiagramm einer modernen Grundölanlage mit zwei parallelen Prozesslinien, eine für leichte Grundöle und eine für schwere Grundöle am Einlass, die am Auslass ein „neutrales“ hochwertiges Öl erzeugen.

Abbildung 2. Hydrotreating. Gruppe II. (Hydrocracking, katalytische Entparaffinierung, Hydroraffination).

Gruppe II - Moderne Standard-Grundöle (ohne Zusatzstoffe).
Grundschmieröle, die mit modernen Hydrotreating-Technologien hergestellt werden, weisen im Allgemeinen eine bessere Leistung auf als Öle, die mit älteren Prozessflussdiagrammen hergestellt wurden. Dies veranlasste das American Petroleum Institute (API) 1993, eine Klassifizierung von Grundölen nach Zusammensetzung (API Issue 1509) zu erstellen, siehe Tabelle 1.

Die Daten in der Tabelle zeigen deutlich, dass sich Grundöle der Gruppe II von Grundölen der Gruppe I unterscheiden, da sie deutlich weniger Verunreinigungen enthalten (weniger als 10 % Aromaten, weniger als 0,03 % Schwefel). Sie haben auch eine andere Aussehen. Öle der Gruppe II, die mit moderner Hydrotreating-Technologie hergestellt werden, sind so rein, dass sie fast farblos erscheinen.
Unter dem Gesichtspunkt der Leistung bedeutet verbesserte Sauberkeit, dass das Grundöl und die Additive im Endprodukt eine längere Lebensdauer haben können. Genauer gesagt ist das Öl inerter und produziert weniger Oxidationsnebenprodukte, was die Viskosität des Basisöls erhöht und die Menge an Additiven reduziert. Tabelle 1 zeigt den Unterschied zwischen Grundölen der API-Gruppen I und II. Der sehr große Unterschied im Verunreinigungsgehalt, der der Hauptgrund für die überlegene Leistung von Ölen der Gruppe II ist, wird in Teil 3 dieser Artikelserie ausführlicher erörtert.

Abbildung 3. Rohstoffe, die zur Herstellung von Ölen der Gruppe II verwendet werden, enthalten weniger Verunreinigungen.

Seit ihrer kommerziellen Einführung im Jahr 1993 hat sich die von Chevron unter dem Namen ISODEWAXING lizenzierte hochmoderne Isomerisierungstechnologie schnell durchgesetzt. Darüber hinaus werden mittlerweile über 40 % aller in Nordamerika hergestellten Grundöle mit der ChevronTexaco-Technologie hergestellt. Der Rest der Welt wird immer noch von Grundölen der Gruppe I dominiert, aber auch Öle der Gruppe II haben bereits einen bedeutenden Einzug in diesen Markt gehalten.
In den letzten Jahren hat Mobil (ExxonMobil) mit der kommerziellen Einführung von Grundölen der Gruppe II in Singapur und Baytown, Texas, zu diesem Trend beigetragen. Mobil Selective Dewaxing (MSDWTM) Lösungsmittelentparaffinierung wird in Singapur verwendet, um vollständig mit Wasserstoff behandelte Grundöle herzustellen, und Exxon RHC (Raffinat-Hydrokonversion), ein zusätzlicher Hydrotreating-Schritt, wird in Baytown verwendet, um fast die Hälfte des Baytown-Schiefer-Grundöls in ein Öl der Gruppe II umzuwandeln Öl mit selektiven Lösungsmitteln entparaffiniert . Die Aufrüstung der Anlage in Baytown erhöht den Anteil der Grundöle der Gruppe II in Nordamerika auf fast 50 %.

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Abbildung 4. Prozentsatz der Basisöle der Gruppe II in Nordamerika.

Gruppe III – Nicht standardmäßige Grundöle
Tabelle 1 zeigt, dass die API den Unterschied zwischen Grundölen der Gruppen II und III nur hinsichtlich des Viskositätsindex definiert. Grundöle mit einem Standard-Viskositätsindex (80 bis 119) sind in Gruppe II und Grundöle mit einem Nicht-Standard-Viskositätsindex (120+) sind in Gruppe III. Öle der Gruppe III werden manchmal auch als Nicht-Standard-Grundöle (UCBO) oder Grundöle mit sehr hohem Viskositätsindex (VHVI) bezeichnet.
Grundöle der Gruppe III werden in Europa seit über 10 Jahren unter Verwendung der Technologie der selektiven Lösungsmittelentparaffinierung hergestellt, hauptsächlich von Shell und BP, aber einige dieser Öle der Gruppe III der ersten Generation sind nicht so leistungsfähig wie die heutigen Öle der Gruppe III. Daher werden derzeit viele ältere Anlagen aufgerüstet, um Öle der Gruppe III unter Verwendung des Isomerisierungs-/Entparaffinierungsverfahrens herzustellen.
Technisch gesehen werden moderne Grundöle der Gruppe III im Wesentlichen nach dem gleichen Prozessablauf hergestellt wie moderne Grundöle der Gruppe II. Eine höhere Viskosität wird erreicht, indem der Betrieb der Hydrocrackanlage erhöht wird oder indem auf Einsatzmaterial mit einer höheren Viskosität umgestellt wird.
Grundöle der Gruppe III sind jetzt in Nordamerika weit verbreitet, da sie von den meisten Unternehmen, die derzeit Öle der Gruppe II herstellen, in großen Mengen hergestellt werden können. Viele dieser Unternehmen haben bereits damit begonnen, Öle der Gruppe III in ihre synthetischen Produktlinien aufzunehmen.
Moderne Grundöle der Gruppe III haben Eigenschaften, die es ihnen ermöglichen, unter den schwierigsten Bedingungen zu arbeiten, wobei sie in vielen Fällen die Leistung traditioneller synthetischer Öle erreichen oder übertreffen.

Gruppe IV – Traditionelle „synthetische“ Grundöle (PAO)
Der Begriff „synthetisch“ wird in der Schmierstoffindustrie traditionell als Synonym für „polymerisierte Grundöle“ wie Polyalphaolefine (PAO) verwendet, die aus kleinen Molekülen bestehen. Die erste kommerziell brauchbare PAO-Technologie wurde 1951 von Gulf Oil vorgeschlagen; Diese Technologie wurde in den 1960er Jahren von Mobil perfektioniert. Mobil verwendete dieses neue Grundöl zunächst in Spezialprodukten wie Mobilgrease 28, das das Problem des Versagens von Flugzeugträgerrollenlagern in kalten Klimazonen löste.
PAO wurde zu einem wichtigen Verbrauchernachfrageschmierstoff, als Mobil Oil sein Mobil 1® auf den Markt brachte. In den 15 Jahren, die seit seiner Einführung vergangen sind, hat der PAO-Markt einen langen und dornigen Weg im Kampf um ein langsames und dynamisches Verfahren zurückgelegt nachhaltiges Wachstum Verkäufe, was Angriffe auf die Gründe für höhere Kosten als Standardöle widerspiegelt. Der PAO-Markt ist in den letzten zehn Jahren erheblich gewachsen, zuerst in Europa und dann in Nordamerika, mit gelegentlichen Perioden mit zweistelligem Wachstum. Ein Teil dieses Wachstums ist auf die strengeren Anforderungen an Schmierstoffe in Europa zurückzuführen, die eine Marktnische für synthetische und halbsynthetische Produkte geschaffen haben.
Da der hochprofitable PAO-Markt gewachsen ist, haben einige Grundölhersteller damit begonnen, Rohstoffe der Gruppe III mit höherer Viskosität (typischerweise Nebenprodukte aus der Wachsproduktion) zu verwenden, um Mineralöle mit einem Viskositätsindex herzustellen, der dem von PAO ähnlich wäre. Diese neuen Öle der Gruppe III wurden nicht wie herkömmliche synthetische Öle aus kleinen Molekülen hergestellt, aber sie füllten eine Leistungslücke, die bei den meisten kostengünstigeren Produkten bestand. Infolgedessen haben viele Schmierstoffhersteller, hauptsächlich in Europa, damit begonnen, PAOs in ihren synthetischen Motorölen durch diese neu vermarkteten Grundöle der Gruppe III zu ersetzen. Dies löste eine Debatte in der Schmierstoffindustrie aus, da einige Hersteller von synthetischen Grundölen und Schmiermitteln glaubten, dass nur polymerisierte Grundöle echte synthetische Öle seien. Die bedeutendste Nische, in der Öle der Gruppe III Schwierigkeiten haben, mit PAOs zu konkurrieren, sind Tieftemperaturanwendungen wie arktisches Fett, das einen außergewöhnlich niedrigen Stockpunkt haben muss.
Der allgemeine Trend zur Globalisierung von Schmierstoffanforderungen und OEM-Spezifikationen führt derzeit zu einer größeren Nachfrage nach Grundölen der Gruppe III. Dies gilt insbesondere für Nordamerika dank einer Entscheidung des Bureau of Better Business Practices der National Advertising Administration aus dem Jahr 1999, die es erlaubt, Grundöle der Gruppe III als synthetisch zu betrachten.
Der dritte und letzte Teil dieser Serie befasst sich mit der Leistung von Grundölen und dem weiteren Vorgehen.

Siehe auch:
GRUNDÖLE: Technologieentwicklung (Teil I)
GRUNDÖLE: Die Zukunft (Teil III)

David K. Kramer, Brent K. Locke, Russ R. Kerg und J.M. Rosenbaum.

Wie Sie wissen, werden Autoöle nicht nur nach Viskosität, Vorhandensein und Gehalt verschiedener Additive klassifiziert, sondern auch nach chemischer Zusammensetzung. Nach dieser Einteilung werden mineralische, halbsynthetische und synthetische Öle unterschieden.

Grundöle, auf deren Grundlage das Endprodukt hergestellt wird, werden in mehrere Gruppen eingeteilt:

Erste Gruppe- herkömmliches Mineralöl aus schweren Ölfraktionen unter Verwendung verschiedener Lösungsmittel gewonnen.

Zweite Gruppe- raffinierte Mineralöle, die einem Verarbeitungsverfahren unterzogen wurden, dadurch wurde die Stabilität des Grundöls erhöht, es werden weniger schädliche Verunreinigungen. Mineralöle dieser Gruppe werden für alte Automotoren, für Lastwagen, große Industrie- und Schiffsmotoren verwendet, wenn ein kostengünstiges Schmiermittel benötigt wird.

Dritte Gruppe- durch Hydrocracking gewonnene Öle. Hydrocracken- so heißt die Technologie, mit der die mineralische Basis von Verunreinigungen gereinigt und dazu gebracht wird, lange Kohlenwasserstoffketten zu brechen und mit Wasserstoffmolekülen zu sättigen. Bei dieser Methode wird die Ölbasis auf molekularer Ebene so modifiziert, dass die Zusammensetzung irgendwo zwischen natürlich und synthetisch liegt. Diese relativ neu erschienene Ölsorte hat ihre positiven Eigenschaften: Erstens sind ihre Kosten niedriger als die von PAO-Kunststoffen, und zweitens ist ihre Qualität unvergleichlich besser als die von Mineralverbindungen. Anfänglich wurden diese Öle als hochraffinierte Mineralöle oder halbsynthetische Öle (laut einigen Herstellern) klassifiziert. Aber 1999 gab es einen Präzedenzfall, als Exxon Mobil eine Klage gegen Castrol einreichte, dessen Kanister mit hydrogecracktem Öl als „synthetisch“ gekennzeichnet waren. Die Gerichtsentscheidung kam für viele unerwartet - das Gericht entschied, dass die Aufschrift "Synthetic" ist Marketing-Trick, und nicht Technische Beschreibung Waren. Nach dieser Entscheidung begannen viele Hersteller, „Synthetic“ auf ihre Hydrocrack-Öldosen zu schreiben. Da die Produktionstechnologie von Ölen der Gruppe 3 bei PAO deutlich günstiger ist als die Herstellung von klassischen Synthetikölen, haben diese Öle insbesondere im Lichte der Entscheidung des amerikanischen Gerichts eine immense Popularität erlangt.

Vierte Gruppe- voll synthetisch Öle auf Basis von Polyalphaolefinen (PAO). Diese Öle werden durch Synthese gewonnen Ölgase Butylen und Ethylen. Diese Technologie ermöglicht es, eine nahezu ideale Zusammensetzung von Kohlenwasserstoffmolekülen zu erhalten, daher haben Öle auf PAO-Basis einzigartige Eigenschaften - sie können enormen Belastungen, hohen Geschwindigkeiten, hohen Temperaturen, dem Eindringen von Kraftstoff standhalten, ohne die Qualität zu beeinträchtigen, während sie mehr sind langlebig und stabil. Hydrogecrackte Öle können sich PAO in vielerlei Hinsicht annähern, aber sie können diese fortschrittlichen Eigenschaften nicht lange beibehalten.

Die Hauptnachteile von PAO-Ölen sind der hohe Preis, die Unfähigkeit, Additive in sich zu lösen, und die Unpolarität, d.h. PAO-Verbindungen verbleiben nicht auf der Oberfläche. Um Additive in PAO-Ölen aufzulösen, wird eine mineralische Basis hinzugefügt, und um Unpolarität zu beseitigen - Ester - Öle der Gruppe 5.

Es ist oft schwierig, PAO-Öle vom Hydrocracking zu unterscheiden, da auf beiden Kanistern die Aufschrift „Synthetics“ zu sehen ist. Nur bei in Deutschland verkauften Ölen müssen die Hersteller auf der Dose „HC-Synthese“ für Hydrocracking- oder „Synthetik“ für PAO-Öle angeben. Es gibt indirekte Anzeichen, anhand derer Sie das Vorhandensein von PAO im Öl feststellen können. Dies ist der Flammpunkt – bei PAO-Ölen kann er 240 °C und höher liegen, beim Hydrocracken liegt er unter 225 °C. Gleiches gilt für Pourpoints unter -45°C für PAO und über 38°C für Hydrocracken. Aber das alles sind nur indirekte Anzeichen, natürlich kann man daraus nicht mit 100%iger Wahrscheinlichkeit schließen, dass wir eine PAO-Basis oder Hydrocracken haben.

Fünfte Gruppe– Ester, Ester, komplexe Alkohole. Zur Herstellung von kommerziellen Ölen werden Ester verwendet - synthetische Verbindungen, die aus pflanzlichen Rohstoffen gewonnen werden. Ester sind polar, bleiben also auf Metalloberflächen und verringern den Verschleiß. Sie werden in Verbindung mit Ölen der vorherigen 4. Gruppe verwendet, wodurch ein vollsynthetisches Produkt erhalten wird, das alle Vorteile von PAO-Ölen und Estern nutzt. Mit einer sehr stabilen Molekularstruktur können diese Öle die gewünschte Leistung mit einer geringen Menge an Additiven erzielen, was sehr gut für Low-Saps-Öle mit niedrigem Aschegehalt ist, bei denen die Menge an Additiven streng reguliert ist, da die meisten Additive beim Verbrennen zu Asche werden.

Eine weitere Gruppe von Ölen ist gesondert zu erwähnen. Eine Technologie aus dem Zweiten Weltkrieg, als sie in Deutschland zur Herstellung von Ölen verwendet wurde militärische Ausrüstung. Diese Technologie heißt GTL (Gas zu Flüssigkeit) von Gas zu Flüssigkeit). Für die Herstellung von Ölen mit dieser Technologie, Erdgas, aber die Produktionstechnologie unterscheidet sich von hergestellt von PAOÖle aus Gas, ähnelt der Prozess eher der Gasverflüssigung und Tiefenraffination, wie bei hydrogecrackten Ölen, sodass GTL-Öle als Grundöle der Gruppe 3 eingestuft werden. GTL-Öle liegen in ihren Eigenschaften und Qualitäten zwischen den Ölen der Gruppen 3 und 4 und stellen einen vernünftigen Kompromiss zwischen Kosten und Nutzen dar. In der Neuzeit leistete Shell mit dieser Technologie Pionierarbeit bei der Herstellung von Ölen, zunächst in seiner Tochtergesellschaft Pennzoi in Amerika und später in seiner neuen Fabrik in Katar. Alle Shell Ultra Öle werden mit dieser Technologie hergestellt.