1. Классификация нефтяных масел в зависимости от области применения приведена на рис. 1.

На основании данного рисунка можно отметить, что по области применения масла объединяются в следующие группы:

моторные (более 60 %);

индустриальные (около 30 %), которые объединяют в группы (индустриальные масла служат для смазки трущихся машин и механизмы): масла для гидросистем; масла приборные; масла для направляющих скольжения;

трансмиссионные масла - для смазки зубчатых передач на автотранспорте (5 %);

специальные масла (5 %)., как то: турбинные; компрессорные; электроизоляционные; холодильные.

По источнику сырья масла делятся на минеральные и синтетические (диэфирные, фтороуглеродные, силиконовые)

1. Базовые масла

Нефтяные базовые масла, являющиеся основами большинства товарных смазочных масел, должны в значительной степени обеспечивать их необходимые эксплуатационные свойства и, следовательно, удовлетворять ряду требований к качеству. Иногда эти требования противоречат друг другу, как, например получение высокого индекса вязкости и низкой температуры застывания масла, что создает проблемы технологического характера при производстве масел. Сложный комплекс требований, предъявляемый к современным смазочным маслам, способствует все более широкому производству товарных масел на синтетической или синтетическо-нефтяной основе, так как синтетические масла имеют ряд преимуществ по сравнению с нефтяными (хотя имеют и ряд недостатков).

Нефтяные базовые масла.

Выбор базового масла-основы при производстве товарного масла определяется как требуемыми функциональными показателями масла, так и экономическими показателями его производства и применения. Нефтяные базовые масла являются основными, наиболее массовыми базовыми маслами.

Необходимое усиление тех или иных эксплуатационных свойств базовых масел обеспечивают вводимые в масла композиции присадок.

Функции масел чрезвычайно разнообразны, они зависят от области применения и иногда смазочная функция не является не только единственной, но даже не основной. Например, трансформаторные и кабельные масла вообще не выполняют смазывающих функций.

Основные функции, выполняемые крупными группами масел:

- обеспечение чистоты и минимального износа узлов смазывания изделия в процессе эксплуатации;

- обеспечение эксплуатации изделия в широком диапазоне температур;

- предотвращение коррозии и загрязнения поверхностей трения деталей в процессе эксплуатации;

- отвод теплоты от узлов трения, удаление из зоны трения продуктов трения и износов.

При этом масла должны быть стабильны в процессе эксплуатации (иметь высокую антиокислительную и, в ряде случаев, механическую стабильность), иметь хорошую совместимость с материалами уплотнения (эластомерами), невысокую склонность к пенообразованию и низкую гигроскопичность.

Отсюда следует, что единых требований к качеству базовых масел, пригодных для производства всего ассортимента масел, сформулировано быть не может.

Базовые масла классифицируют:

- по физико-химическим свойствам (вязкость, иногда температура застывания);

- по сырьевой природе, определяющей их химическую структуру (масла парафинового и нафтенового основания);

- по способу производства - базовые масла делят на дистиллятные (вырабатываемые из вакуумных дистиллятов), остаточные (вырабатываемые из гудрона) и компаундированные (смесь дистиллятных и остаточных). Различают масла очищенные и неочищенные. Масла очищают серной кислотой, адсорбционной, селективной (экстракция растворителем) и гидрокаталитической очисткой. Наиболее распространены масла селективной очистки.

Некоторые зарубежные фирмы (например, BritishPetroleum) в спецификациях разделяют базовые масла по группам по областям применения: основы моторных, индустриальных, энергетических и других масел.

Однако основой классификации базовых масел в большинстве спецификаций является их вязкость. В маркировке базовых масел кроме уровня вязкости может указываться их сырьевая природа (парафиновые, нафтеновые), способ производства (селективной очистки, гидрированные). Вязкость масел в различных странах определяют различными способами и при различных температурах.

Современные базовые масла должны отличаться хорошим цветом, высокой температурой вспышки, низкой испаряемостью, высоким индексом вязкости, хорошей приемистостью к присадкам, стабильностью при хранении.

2 Основные физико-химические свойства масел

Вязкость. Один из основных показателей качества масел. Он определяет надежность гидродинамического (жидкостного) трения, то есть режима смазки. По уровню вязкости масла можно условно разделить на маловязкие (3-4 мм²/с при 100^оС), средневязкие (4-6 мм²/с при 100^оС) и вязкие (8-9 мм²/с при 100^оС и выше).

Индекс вязкости (ИВ). Чем выше ИВ, тем более пологой является вязкостно-температурная кривая масла в области плюсовых температур. ИВ характеризует качество (глубину) очистки масла - чем выше ИВ, тем лучше очищено масло. Этот показатель не следует абсолютизировать. Его значение зависит от углеводородной природы сырья для производства масел. Из нефтей нафтенового основания производство базовых масел с высокими ИВ весьма затруднительно, что однако не делает эти масла непригодными для выработки товарных масел определенного ассортимента. По ИВ масла можно разделить на низкоиндексные (ИВ не выше 80), среднеиндексные (ИВ равно 80-90) и высокоиндексные (ИВ равно 90-95 и выше). В качестве компонентов базовых масел современного уровня качества используют базовые масла со сверхвысоким ИВ (выше 100), представляющие собой продукты глубокой гидрокаталитической переработки нефтяного сырья. Учитывая важность и высокую информативность и высокую информативность ИВ как показателя, Американский нефтяной институт (API) рекомендует классифицировать базовые масла по трем показателям: индекс вязкости, доля нафтено-парафиновых углеводородов и содержание серы (табл. 1).

Классификация базовых масел по API

Группа	Индекс вязкости	Массовая доля, %
		нафтено-парафинов	серы
I	80-120	<90	>0,03
II	80-120	90	0,03
III	120	90	0,03
IV	Все полиальфаолефины (ПАОМ)
V	Другие базовые масла кроме групп I,II,IIIиIV

Температура застывания. Показатель, характеризующие низкотемпературные свойства масла, то есть возможность его эксплуатации при отрицательных температурах. Большинство базовых масел имеют температуры застывания от 0^оС до -15^оС. Однако имеется группа низкозастывающих масел с температурой застывания ниже -30^оС. В основном это маловязкие базовые масла, являющиеся основами трансформаторных, авиационных, некоторых гидравлических, а также зимних моторных и трансмиссионных масел.

Температура вспышкимасел характеризует наличие в масле легкокипящих фракций и связана с таким важным для производства моторных масел показателем, как испаряемость.

Цветмасел является товарным показателем и как и ИВ характеризует глубину и качество их очистки.

Коксуемость- характеристика остаточных масел (в дистиллятных коксуемость весьма незначительна), достаточно четко характеризующая качество масел с точки зрения нагаро- и лакообразования в процессе эксплуатации товарного (моторного) масла на этой основе. Значение коксуемости зависит от глубины и качества процессов деасфальтизации и селективной очистки при производстве масла.

Физико-химические показатели, характеризуя качество базового масла, в значительной степени являются косвенными. В основном качество базовых масел и, в конечном итоге, эксплуатационные показатели товарных масел зависят от химического и фракционного состава.

Зависимость эксплуатационных свойств товарного масла от состава базового масла. От углеводородного (химического) состава базового масла зависят:

вязкость - определяет толщину смазывающей пленки, то есть надежность смазывания; текучесть и прокачиваемость при низких температурах; сохранения необходимой для надежного смазывания вязкости при высоких температурах; потери энергии; износ;

стабильность к окислению - определяет сохранение первоначальных физико-химических и эксплуатационных свойств масла, включая его минимальную коррозионную активность в процессе эксплуатации;

поверхностная активность - определяет вспениваемость и эмульгируемость масла; в определенной степени влияет на коррозионную активность масла;

растворяющая способность - определяет способность базового масла растворять композицию присадок; в определенной степени влияет на моющие (детергентно-диспергирующие) свойства масла.

От фракционного состава базового масла зависит испаряемость, характеризующая расход масла и степень его загущения в процессе эксплуатации, ведущего к образованию отложений.

3 Хим состав желат и нежелПо химическому составу нефтяные масла представляют собой смесь углеводородов молекулярной массой 300-750, содержащих в составе молекул 20-60 атомов углерода. Базовые масла состоят из групп изопарафиновых, нафтено-парафиновых, нафтено-ароматических и ароматических углеводородов различной степени цикличности, а также гетероорганических соединений, содержащих кислород, серу и азот. Последние (в особенности кислородные соединения) являются основой смол, содержащихся в базовых маслах. Химический состав базовых масел и структура входящих в их состав углеводородов определяются как природой перерабатываемого сырья, так и технологией его переработки.

Условно все входящие в состав масляной фракции группы углеводородов можно разделить на желательные и нежелательные.

Желательными компонентами являются: изопарафины, нафтено-парафиновые, моно- и бициклические ароматические углеводороды с длинными боковыми цепями. Содержание этих групп углеводородов в масле обеспечивает оптимальное сочетание эксплуатационных свойств и хорошую стабильность в процессе эксплуатации.

Нежелательные компоненты: твердые парафины, полициклические арены, смолистые и асфальто-смолистые соединения.

По фракционному составу масла представляют собой высококипящие продукты, вырабатываемые из нефтяных фракций, выкипающих при температуре выше 300^оС.

Основной объем масел вырабатывают с применением экстракционных процессов разделения сырья (дистиллятов и гудрона): селективной очистки растворителем (фенолом, фурфуролом, N-метилпирролидоном), деасфальтизации гудронов пропаном и сольвентной депарафинизации рафинатов селективной очистки в кетонсодержащем растворителе (последний процесс представляет собой одну из разновидностей процесса экстракции - экстрактивную кристаллизацию). Постоянно снижается производство масел с использованием процесса сернокислотной очистки, что обусловлено снижением добычи пригодных для этого процесса нефтей, образованием больших количеств экологически вредных трудно утилизируемых отходов (кислый гудрон) и в большинстве случаев недостаточно высоким для современных требований качеством получаемых масел. В относительно небольших количествах вырабатываются масла с использованием процессов гидрокрекинга и гидрокаталитической депарафинизации, хотя гидрокаталитические процессы весьма перспективны в производстве масел и их ожидает дальнейшее развитие.