زيت القاعدة
تُستخدم الزيوت الأساسية في تصنيع المنتجات بما في ذلك شحوم التشحيم وزيت المحرك وسوائل معالجة المعادن . تتطلب المنتجات المختلفة تركيبات وخصائص مختلفة في الزيت. أحد أهم العوامل هو لزوجة السائل عند درجات حرارة مختلفة. يتم تحديد ما إذا كان الزيت الخام مناسبًا لتحويله إلى زيت أساسي أم لا من خلال تركيز جزيئات الزيت الأساسي بالإضافة إلى مدى سهولة استخراجها.
يتم إنتاج الزيت الأساسي عن طريق تكرير النفط الخام. وهذا يعني تسخين النفط الخام من أجل فصل المقطرات المختلفة عن بعضها البعض. أثناء عملية التسخين، يتم فصل الهيدروكربونات الخفيفة والثقيلة - يمكن تكرير الهيدروكربونات الخفيفة لصنع البنزين والوقود الآخر، في حين أن الهيدروكربونات الثقيلة مناسبة لصنع البيتومين والزيوت الأساسية. [1]
هناك أعداد كبيرة من الزيوت الخام في جميع أنحاء العالم تستخدم لإنتاج الزيوت الأساسية. النوع الأكثر شيوعًا هو نوع من النفط الخام البارافيني ، على الرغم من وجود أيضًا زيوت خام نفثينية تنتج منتجات ذات قابلية ذوبان أفضل وخصائص جيدة جدًا في درجات الحرارة المنخفضة. من خلال استخدام تقنية الهدرجة ، حيث يتم إزالة الكبريت والعطريات باستخدام الهيدروجين تحت ضغط عالٍ، يمكن الحصول على زيوت أساسية نقية للغاية، وهي مناسبة عندما تكون متطلبات الجودة صارمة بشكل خاص. [ 2]
تُضاف المواد الكيميائية – المواد المضافة – إلى الزيت الأساسي من أجل تلبية متطلبات الجودة للمنتجات النهائية من حيث، على سبيل المثال، خصائص الاحتكاك والتنظيف. تحتوي أنواع معينة من زيوت المحركات على أكثر من عشرين بالمائة من المواد المضافة. [3]
إنتاج الزيوت الأساسية المعدنية
يتم تقطير الزيوت المعدنية الأساسية أولاً من البترول، وهي تتكون من 26-40 ذرة كربون. تتم إزالة المركبات العطرية في البداية عن طريق الاستخلاص بالمذيبات: يتم خلط المقطوعة المقطرة بمذيب غير قابل للامتزاج مثل الفينول أو الفورفورال. يذيب هذا المذيب المركبات العطرية بشكل تفضيلي، ويتم فصل المركبات العطرية مع المذيب. [4]
تشكل الألكانات ذات السلسلة الطويلة شمعًا يترسب عند درجة حرارة عالية نسبيًا. تتم إزالتها إما عن طريق بلورة الشمع عند درجة حرارة منخفضة، أو يمكن تحويلها إلى ألكانات متفرعة. تُستخدم مستويات مختلفة من الهدرجة بعد ذلك لإزالة أي مركبات عطرية متبقية وذرات غير متجانسة متبقية (على شكل مركبات النيتروجين والكبريت). [4]
بشكل عام جدًا، تتم إزالة الذرات غير المتجانسة (مثل مركبات النيتروجين والكبريت) والمركبات العطرية أثناء هدرجة الزيت الأساسي من المجموعة الأولى إلى المجموعة الثالثة. يقلل الاختزال في الذرات غير المتجانسة من تكوين الأحماض عندما تتعرض زيوت المحرك لبيئة الاحتراق، حيث تكون الأحماض تآكلية للمحرك. يعمل الاختزال في المركبات العطرية على تحسين الاستقرار التأكسدي للزيت، مما يؤخر تكوين الحمأة والورنيش. ومع ذلك، يؤدي كلا التأثيرين إلى أن يصبح الزيت أقل استقطابًا، مما يجعله مذيبًا أضعف لكل من حزمة المواد المضافة لزيت المحرك، وكذلك المنتجات الثانوية المؤكسدة المتراكمة. [5]
تصنيفات API
في عام 1993، صنف معهد البترول الأمريكي (API) الزيوت الأساسية إلى خمس مجموعات رئيسية. يتم تعريف الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمجموعات من الأولى إلى الثالثة والتي تعكس مدى تنقيتها، وترتبط بطريقة ما باللزوجة في درجات الحرارة العالية والمنخفضة، والاستقرار التأكسدي، والتقلب، وما إلى ذلك. تتكون زيوت المجموعة الرابعة من البولي ألفا أوليفينات بحكم التعريف، وزيوت المجموعة الخامسة هي تلك التي لا تندرج تحت أي فئة سابقة. والغرض من هذا التصنيف هو المساعدة في ضمان احتفاظ زيوت المحرك بالأداء عند استخدام زيوت أساسية مختلفة. [6]
المجموعة الأولى
نشأ هذا النوع في ثلاثينيات القرن العشرين، وهو النوع الأقل تكريرًا والذي يتم إنتاجه عن طريق تكرير المذيبات. ويتكون هذا النوع عادةً من الزيوت الأساسية البترولية التقليدية . وقد أدى تحسين عملية التكرير في ستينيات القرن العشرين، والذي يُسمى المعالجة الهيدروجينية، إلى جعل هذا الزيت الأساسي أكثر استقرارًا وأقل تفاعلًا وأطول عمرًا من الزيوت الأساسية السابقة.
تعرف API المجموعة الأولى على أنها "المخزونات الأساسية التي تحتوي على أقل من 90 في المائة من المواد المشبعة و/أو أكثر من 0.03 في المائة من الكبريت ولها مؤشر لزوجة أكبر من أو يساوي 80 وأقل من 120".
المجموعة الثانية
نشأ هذا الزيت في عام 1971، وهو نوع أفضل من الزيوت البترولية الأساسية، ويمكن إنتاجه جزئيًا عن طريق التكسير الهيدروجيني . حيث تتم إزالة جميع الشوائب من الزيت مما يؤدي إلى لون أكثر وضوحًا.
تعرف API المجموعة الثانية على أنها "المخزونات الأساسية التي تحتوي على أكثر من أو تساوي 90 في المائة من المواد المشبعة وأقل من أو تساوي 0.03 في المائة من الكبريت ولها مؤشر لزوجة أكبر من أو يساوي 80 وأقل من 120".
المجموعة الثالثة
نشأ في عام 1993، وهو أكثر أنواع الزيوت البترولية الأساسية تكريرًا، حيث يتم إنتاجه بالكامل عن طريق التكسير الهيدروجيني، والهيدروسيزومرة، والمعالجة الهيدروجينية، [7] مما يجعل هذه الزيوت أكثر نقاءً.
تعرف API المجموعة الثالثة على أنها "المخزونات الأساسية التي تحتوي على أكثر من أو تساوي 90 في المائة من المواد المشبعة وأقل من أو تساوي 0.03 في المائة من الكبريت ولها مؤشر لزوجة أكبر من أو يساوي 120".
المجموعة الرابعة
نشأت في عام 1974، وتتكون من زيوت صناعية مصنوعة من البولي ألفا أوليفينات (PAO) . تتمتع زيوت القاعدة من المجموعة الرابعة بمؤشر لزوجة يتراوح بين 125 و200.
تتمتع زيوت البولي ألفا أوليفين بثبات أكسدي أعلى في درجات الحرارة القصوى، كما أن نقاط صبها منخفضة بشكل استثنائي ، مما يجعلها أكثر ملاءمة للاستخدام في الطقس البارد جدًا (كما هو الحال في شمال أوروبا )، وكذلك في الطقس الحار جدًا (كما هو الحال في الشرق الأوسط ).
المجموعة الخامسة
نشأت في أربعينيات القرن العشرين، أي نوع من الزيوت الأساسية بخلاف المذكورة في المجموعات المحددة سابقًا. تشمل زيوت المجموعة الخامسة النفثالينات المؤلكلة (على سبيل المثال، إكسون موبيل سينستيك [8] ) والإسترات. [9]
التصنيفات غير الرسمية
لا يتم الاعتراف بالتصنيفات غير الرسمية للزيوت الأساسية من قبل معهد البترول الأمريكي (API)، ومع ذلك، يتم استخدامها وتسويقها على نطاق واسع لزيوت المحرك وسوائل ناقل الحركة الأوتوماتيكي .
المجموعة الثانية+
نشأ في تسعينيات القرن العشرين، وهو نوع أكثر تنقية من زيت البترول الأساسي من المجموعة الثانية، يتم إنتاجه عن طريق المعالجة الهيدروجينية . تتمتع زيوت المجموعة الثانية+ الأساسية بمؤشر لزوجة مرتفع في الطرف الأعلى من نطاق المجموعة الثانية من معهد البترول الأمريكي. يبلغ مؤشر اللزوجة 110-115 كحد أدنى.
المجموعة الثالثة+
نشأت في عام 2015، وتم إنتاجها من خلال عملية تحويل الغاز إلى سوائل (GTL). تتمتع الزيوت الأساسية من المجموعة III+ بمؤشر لزوجة مرتفع للغاية (VHVI) في الطرف الأعلى من نطاق المجموعة III من API. يبلغ مؤشر اللزوجة 130-140 كحد أدنى.
المجموعة السادسة
يتكون من زيوت اصطناعية مصنوعة من البولي أوليفينات الداخلية (PIO).
تتشابه زيوت البولي أوليفينات الداخلية (PIO) مع زيوت البولي ألفا أوليفينات (PAO) ، ولكنها تستخدم مواد كيميائية مختلفة في عملية التخليق للحصول على مؤشر لزوجة أعلى (VI) [10]
انظر أيضا
- الزيت المعدني ، وهو مصطلح أوسع يشمل العديد من الزيوت الأساسية. يشير هذا المصطلح عادةً إلى الاستخدام المنزلي أو الطبي للزيت المكرر من البترول.
مراجع
- ^ إس بي بي آي
- ^ 2004/284/EC: قرار المفوضية الصادر في 29 سبتمبر/أيلول 1999 بإعلان التركيز المتوافق مع السوق المشتركة واتفاقية المنطقة الاقتصادية الأوروبية (القضية رقم IV/M.1383 - إكسون/موبيل)
- ^ QRP OIL: http://www.qrpoil.com/site/?baseoilsn500 محفوظ في 2016-03-04 على موقع Wayback Machine
- ^ من تأليف جيريمي رايت (2012). "أساسيات تكرير الزيوت المعدنية الأساسية". تزييت الآلات . تم الاسترجاع في 2023-03-28 .
- ^ "كيف تؤثر المذيبات على أداء زيوت التشحيم". Lubes 'n' Greases. 2015-02-15 . تم الاسترجاع في 2023-03-28 .
- ^ "الملحق هـ - إرشادات معهد البترول الأمريكي بشأن قابلية تبادل الزيوت الأساسية لزيوت محركات سيارات الركاب وزيوت محركات الديزل" (PDF) . معهد البترول الأمريكي. 2015.
- ^ https://www.bobistheoilguy.com مراجعة للزيوت الأساسية المعدنية والاصطناعية
- ^ "النفتالين المؤلكل". إكسون موبيل . تم الاسترجاع في 2023-03-27 .
- ^ على سبيل المثال، إسترات الأديبات، والتريميليتات، والبوليول: "أسهم قاعدة الإستر". Vanderbilt Worldwide Ltd. تم الاسترجاع في 2023-03-27 .
- ^ https://patents.google.com/patent/US20140113847 زيوت التشحيم ذات مؤشر اللزوجة العالي ومجموعات تعديل اللزوجة، وزيوت التشحيم المشتقة منها
روابط خارجية
- مراجعة الزيوت الأساسية المعدنية والاصطناعية
- لحظة حاسمة في تاريخ المواد التركيبية
