30多年来 ,国内外学者未能就加氢润滑油产生光安定性差的原因取得一致的意见 ,是由于氮化合物、 重芳烃、 部分饱和的多环芳烃以及非碱性氮化合物都对加氢润滑油的光安定性有不同的影响。因此 ,加氢润滑油光不安定产生的根源受到许多研究单位的重视 ,并不断有新的研究成果产生。
关于加氢裂化润滑油光安定性差的原因 ,主要有 4 种看法:
(1) 氮化物是主要原因。氮化物虽少(质量分数为 5 %左右) ,但却是很活泼的 ,极易通过自由基机理进行光引发的氧化作用 ,并进行缩合、 聚合反应 ,最终生成不溶性沉渣 ,在油品色度的构成中却占相当大的份额(89 %～90 %)。
(2) 重芳烃是主要原因。由于加氢处理润滑油光照后产生的沉淀主要是不溶于己烷的沥青质 ,且其碳氢质量比与油品色谱分离出来的重芳烃的碳氢质量比相似 ,所以认为重芳烃使得加氢处理油的光安定性差。四环芳烃含量高、 芳烃侧链平均较短的基础油 ,在光照过程中较快地产生沉淀。
(3) 部分饱和的多环芳烃是主要原因。部分饱和的多环芳烃 ,如三环、 四环芳烃热氧化安定性最差 ,且对紫外线敏感 ,极不稳定 ,使油品变色甚至产生沉淀。
(4) 非碱性氮化合物是主要原因。加氢裂化油光照后生成的沉淀除了含有一定数量的氮 ,还分离出了含硫化合物、 碱性氮化合物和非碱性氮化合物3 种组分。由于前两者对紫外光并不十分敏感 ,而后者非常不稳定 ,在分离时只能得到含氧化合物的形式 ,这可能是高沸点的、 极性很高的而且是加氢反应性较差的化合物 ,因此认为加氢裂化油的变色可能是这些复杂分子氧化的结果。
王会东等人报道了用兰州石化炼油厂新疆混合原油进行的光安定性实验。将经紫外光照前后的加氢处理润滑油基础油分离为饱和烃、 轻质芳烃、中质芳烃、 重质芳烃和极性组分 ,分析了各组分的烃、 硫和氮含量的变化 ,并通过将从原料油中分离出的各组分反加到光安定性好的饱和烃中 ,验证了加氢处理润滑油基础油中的重质芳烃和极性组分是光不安定组分 ,其中含有硫、 氮的芳香杂环化合物光安定性差 ,则显然支持第 2 种说法。
黄为民等人报道了用伊朗原油减二线馏分油加氢处理后的润滑油基础油及其糠醛精制脱蜡油进行的光安定性实验。把两种润滑油分离为氮化物、 重芳烃、 中芳烃、 轻芳烃和饱和烃 ,测试了各组分对油品光安定性的影响 ,结果发现多环芳烃和它们的部分饱和产物是造成加氢处理润滑油基础油光安定性差的原因 ,支持第 3 种看法。
王会东等人又报道了用新疆混合原油加工的125N 和 200N 加氢油进行的光安定性实验。采用 X射线光电子能谱、 红外和紫外光谱等分析手段 ,研究加氢润滑油光照沉淀的组成和结构。结果发现含有硫和氮的芳香杂环化合物和多环芳烃是引起光不安定的主要化合物 ,而加氢润滑油经光照产生沉淀物的主要原因是加氢润滑油对光氧化产生的极性化合物溶解能力差造成的 ,则同时支持第 1 和第 3 种看法。
综上所述 ,各种观点都有其合理性 ,又都不能独立成为主导因素。不同厂家使用的原油不同 ,其中的化学成分也不同 ,即使用相同的工艺生产出的润滑油 ,其光不安定因素的来源也有不小的差别 ,不安定性程度自然就不同。但通常重油对光安定性比轻油更好些 ,出现沉淀的时间长。光照试验结果见表1 ,就证明了这一点。其理由可能是重油粘度更大些 ,氧化产物聚集沉淀生成残渣需要较长的时间。另外一个理由是较重的加氢裂化油对氧化产物基本上是一种良好的溶剂。组成分析也证明 ,在较重的油中石蜡烃很少 ,而比较轻的组分含有更多的芳烃。
基础油的粘度及其对氧化产物的溶解度这两个因素对于通过烷基化过程来提高加氢裂化油安定性来讲 ,是很重要的。加氢裂化油愈轻 ,提高安定性愈难。为了提高轻油品安定性 ,需要更多大分子烯烃和更苛刻的条件;并且在加氢裂化未转化油全馏分或轻馏分制取润滑油基础油时 ,应考虑进行技术处理。