Proč je motorový olej vyrobený z plynu lepší než z ropy? Proč je motorový olej vyrobený ze zemního plynu lepší než olej Proč potřebujete motorový olej vyrobený z plynu?
Základové oleje se dělí do pěti skupin, které se liší chemickým složením, potažmo vlastnostmi. To (a jejich míchání) určuje, jaký bude finální motorový olej prodávaný na pultech obchodů. A nejzajímavější je fakt, že na jejich výrobě a samotných aditivech se podílí pouze 15 světových ropných společností, přičemž značek finálního oleje je mnohem více. A tady asi mnohým napadne logická otázka: jaký je rozdíl mezi oleji a který je nejlepší? Nejprve však má smysl porozumět klasifikaci těchto sloučenin.
Skupiny základových olejů
Klasifikace základových olejů zahrnuje jejich rozdělení do pěti skupin. To je specifikováno v API 1509, dodatek E.
Tabulka klasifikace API pro základové oleje
Oleje skupiny 1
Tyto kompozice se získávají čištěním ropných produktů zbývajících po výrobě benzinu nebo jiných paliv a maziv za použití chemických činidel (rozpouštědel). Říká se jim také hrubé oleje. Významnou nevýhodou takových olejů je přítomnost velkého množství síry v nich, více než 0,03%. Pokud jde o vlastnosti, takové kompozice mají slabé hodnoty indexu viskozity (to znamená, že viskozita je velmi závislá na teplotě a může normálně fungovat pouze v úzkém teplotním rozsahu). V současné době je skupina 1 základových olejů považována za zastaralou a pouze . Viskozitní index takových základových olejů je 80...120. A teplotní rozsah je 0°C…+65°C. Jejich jedinou výhodou je nízká cena.
Oleje skupiny 2
Základové oleje skupiny 2 se získávají chemickým procesem zvaným hydrokrakování. Dalším názvem pro ně jsou vysoce rafinované oleje. Jedná se také o čištění ropných produktů, ale pomocí vodíku a pod vysokým tlakem (ve skutečnosti je proces vícestupňový a složitý). Výsledkem je téměř průhledná kapalina, která je základním olejem. Obsahuje méně než 0,03 % obsahu síry a má antioxidační vlastnosti. Díky své čistotě se výrazně zvyšuje životnost z něj získaného motorového oleje a snižují se usazeniny a karbonové usazeniny v motoru. Na bázi hydrokrakovacího základového oleje se vyrábí tzv. „HC-syntetika“, které někteří odborníci řadí mezi polosyntetické. Viskozitní index se v tomto případě také pohybuje od 80 do 120. Tato skupina se nazývá anglická zkratka HVI (High Viscosity Index), což se doslova překládá jako vysoký viskozitní index.
Oleje skupiny 3
Tyto oleje se získávají stejným způsobem jako předchozí, z ropných produktů. Znaky skupiny 3 jsou však zvýšené, její hodnota přesahuje 120. Čím vyšší je tento ukazatel, tím širší teplotní rozsah může výsledný motorový olej pracovat, zejména při silných mrazech. Skupina 3 se často vyrábí ze základových olejů. Obsah síry je zde menší než 0,03 % a samotné složení se skládá z 90 % chemicky stabilních, vodíkem nasycených molekul. Jeho další název je syntetika, ale ve skutečnosti tomu tak není. Název skupiny někdy zní jako VHVI (Very High Viscosity Index), což v překladu znamená velmi vysoký viskozitní index.
Někdy je odděleně izolována skupina 3+, jejíž báze se nezískává z ropy, ale ze zemního plynu. Technologie pro jeho vytvoření se nazývá GTL (gas-to-liquids), tedy přeměna plynu na kapalné uhlovodíky. Výsledkem je velmi čistý základový olej podobný vodě. Jeho molekuly mají silné vazby, které jsou odolné vůči agresivním podmínkám. Oleje vytvořené na takové bázi jsou považovány za plně syntetické, a to navzdory skutečnosti, že se v procesu jejich tvorby používá hydrokrakování.
Suroviny skupiny 3 jsou vynikající pro vývoj palivově účinných, syntetických, vícestupňových motorových olejů v rozsahu 5W-20 až 10W-40.
Oleje skupiny 4
Tyto oleje jsou vytvořeny na bázi polyalfaolefinů a jsou základem pro takzvané „pravé syntetiky“, které se vyznačují vysokou kvalitou. Jedná se o tzv. polyalfaolefinový základový olej. Vyrábí se pomocí chemické syntézy. Charakteristickým rysem motorových olejů získaných z takové základny je však jejich vysoká cena, takže se často používají pouze ve sportovních vozech a prémiových vozech.
Oleje skupiny 5
Existují samostatné typy základových olejů, které zahrnují všechny ostatní sloučeniny, které nejsou zahrnuty ve čtyřech výše uvedených skupinách (zhruba řečeno, to zahrnuje všechny mazací směsi, i ty nesouvisející s automobilovou technikou, které nejsou zahrnuty v prvních čtyřech skupinách) . Zejména silikon, fosfátový ester, polyalkylenglykol (PAG), polyestery, biomaziva, vazelína a bílé oleje a tak dále. Jsou to v podstatě přísady do jiných formulací. Například estery slouží jako přísady do základního oleje pro zlepšení jeho výkonnostních vlastností. Směs esenciálního oleje a polyalfaolefinů tedy funguje normálně při vysokých teplotách, čímž poskytuje zvýšenou detergentnost oleje a zvyšuje jeho životnost. Dalším názvem pro takové kompozice jsou éterické oleje. V současnosti jsou nejkvalitnější a mají nejvyšší vlastnosti. Patří mezi ně esterové oleje, kterých se však kvůli jejich vysoké ceně (cca 3 % celosvětové produkce) vyrábí velmi malé množství.
Vlastnosti základových olejů tedy závisí na způsobu jejich výroby. A to zase ovlivňuje kvalitu a vlastnosti hotových motorových olejů používaných v automobilových motorech. Oleje získané z ropy jsou ovlivněny i jejím chemickým složením. Koneckonců záleží na tom, kde (v jaké oblasti na planetě) a jak se ropa těžila.
Jaké jsou nejlepší základní oleje?
Těkavost základního oleje podle Noacka
Odolnost proti oxidaci
Otázka, které základní oleje jsou nejlepší, není úplně správná, protože vše závisí na tom, jaký druh oleje nakonec potřebujete získat a použít. Pro většinu levných automobilů je „polosyntetický“, vytvořený smícháním olejů skupin 2, 3 a 4, docela vhodný. Pokud mluvíme o dobrých „syntetikách“ pro drahá prémiová zahraniční auta, pak je lepší koupit olej na bázi skupiny 4.
Do roku 2006 mohli výrobci motorových olejů nazývat oleje založené na skupinách 4 a 5 „syntetické“. Které jsou považovány za nejlepší základové oleje. V současnosti je to však povoleno, i když byl použit základový olej druhé nebo třetí skupiny. To znamená, že pouze skladby vycházející z první základní skupiny zůstaly „minerální“.
Co se stane, když smícháte druhy?
Míchání jednotlivých základových olejů patřících do různých skupin je povoleno. Tímto způsobem můžete upravit vlastnosti finálních kompozic. Například, pokud smícháte základové oleje skupiny 3 nebo 4 s podobnými sloučeninami ze skupiny 2, získáte „polosyntetické“ se zvýšenými výkonnostními charakteristikami. Pokud jsou uvedené oleje smíchány se skupinou 1, získáte také „“, ale s nižšími vlastnostmi, zejména vysokým obsahem síry nebo jiných nečistot (v závislosti na konkrétním složení). Zajímavé je, že oleje páté skupiny v čisté formě se nepoužívají jako základ. K nim se přidávají sloučeniny ze třetí a/nebo čtvrté skupiny. To je způsobeno jejich vysokou volatilitou a vysokou cenou.
Charakteristickým rysem olejů na bázi PAO je, že není možné vyrobit 100% složení PAO. Důvodem je jejich velmi špatná rozpustnost. A je potřeba rozpustit přísady, které se přidávají během výrobního procesu. Proto se do olejů PAO vždy přidává určité množství produktů z nižších skupin (třetí a/nebo čtvrté).
Struktura molekulárních vazeb v olejích patřících do různých skupin je odlišná. Takže v nízkých skupinách (první, druhý, to znamená minerální oleje) jsou molekulární řetězce podobné rozvětvené koruně stromu s hromadou „křivých“ větví. Tento tvar usnadňuje stočení do klubíčka, což se stane, když zmrzne. V souladu s tím takové oleje zmrznou při vyšší teplotě. Naopak oleje vysokých skupin mají uhlovodíkové řetězce, které mají dlouhou, rovnou strukturu a je pro ně obtížnější „srážet“. Proto mrznou při nižších teplotách.
Výroba a příjem základových olejů
Při výrobě moderních základových olejů lze nezávisle řídit viskozitní index, bod tuhnutí, těkavost a oxidační stabilitu. Jak již bylo uvedeno výše, základové oleje se vyrábějí z ropy nebo ropných produktů (například topný olej) a existuje také výroba ze zemního plynu přeměnou na kapalné uhlovodíky.
Jak se vyrábí základní motorový olej?
Ropa sama o sobě je složitá chemická sloučenina, která zahrnuje nasycené parafíny a nafteny, nenasycené aromatické olefiny a tak dále. Každé takové spojení má pozitivní i negativní vlastnosti.
Zejména parafíny mají dobrou oxidační stabilitu, ale při nízkých teplotách se redukují na nic. Při vysokých teplotách tvoří naftenové kyseliny v oleji sediment. Aromatické uhlovodíky negativně ovlivňují oxidační stabilitu a také mazivost. Navíc tvoří usazeniny laku.
Nenasycené uhlovodíky jsou nestabilní, to znamená, že mění své vlastnosti v čase a při různých teplotách. Proto se musíte ze základových olejů zbavit všech uvedených látek. A to se dělá různými způsoby.
Metan je přírodní plyn, který nemá barvu ani zápach, je to nejjednodušší uhlovodík skládající se z alkanů a parafinů. Alkany, které jsou základem tohoto plynu, mají na rozdíl od neftenů silné molekulární vazby a díky tomu jsou odolné vůči reakcím se sírou a alkáliemi, netvoří usazeniny a usazeniny laku, ale jsou náchylné k oxidaci při 200°C.
Hlavní úskalí spočívá v syntéze kapalných uhlovodíků, ale konečným procesem je hydrokrakování, kdy se dlouhé řetězce uhlovodíků rozdělují na různé frakce, z nichž jedna je absolutně transparentní základový olej bez síranového popela. Čistota oleje je 99,5 %.
S viskozitním indexem výrazně vyšším než ty vyrobené z PAO se používají k výrobě palivově úsporných automobilových olejů s dlouhou životností. Tento olej má velmi nízkou těkavost a vynikající stabilitu při extrémně vysokých i extrémně nízkých teplotách.
Podívejme se blíže na oleje každé výše uvedené skupiny, jak se liší v technologii jejich výroby.
Skupina 1. Získávají se z čisté ropy nebo jiných materiálů obsahujících ropu (často odpadních produktů z výroby benzinu a jiných paliv a maziv) selektivním čištěním. K tomu se používá jeden ze tří prvků - jíl, kyselina sírová a rozpouštědla.
S pomocí jílu se tedy zbavují sloučenin dusíku a síry. Kyselina sírová v kombinaci s nečistotami poskytuje kalový sediment. A rozpouštědla odstraňují parafín a aromatické sloučeniny. Nejčastěji se používají rozpouštědla, protože jsou nejúčinnější.
Skupina 2. Technologie je zde podobná, je však doplněna vysoce rafinovanými čisticími prvky s nízkým obsahem aromatických sloučenin a parafínů. To zlepšuje oxidační stabilitu.
Skupina 3. V počáteční fázi se základní oleje třetí skupiny získávají stejným způsobem jako oleje druhé skupiny. Jejich zvláštností je však proces hydrokrakování. V tomto případě ropné uhlovodíky podléhají hydrogenaci a krakování.
Při procesu hydrogenace se z oleje odstraňují aromatické uhlovodíky (následně tvoří usazeniny laku a uhlíkové usazeniny v motoru). Tím se také odstraní síra, dusík a jejich chemické sloučeniny. Dále přichází fáze katalytického krakování, při které dochází k rozkladu a „načechrání“ parafinových uhlovodíků, tedy k procesu izomerizace. Díky tomu se získávají lineární molekulární vazby. Škodlivé sloučeniny síry, dusíku a dalších prvků, které zůstávají v oleji, se neutralizují přidáním přísad.
Skupina 3+. Takové základové oleje se vyrábějí hydrokrakovací metodou, pouze suroviny, které lze oddělit, nejsou ropa, ale kapalné uhlovodíky syntetizované ze zemního plynu. Plyn lze syntetizovat za účelem výroby kapalných uhlovodíků pomocí technologie Fischer-Tropsch, vyvinuté již ve dvacátých letech minulého století, ale za použití speciálního katalyzátoru. Výroba požadovaného produktu začala až na konci roku 2011 v závodě Pearl GTL Shell společně s Qatar Petroleum.
Výroba takového základového oleje začíná dodávkou plynu a kyslíku do zařízení. Poté začíná fáze zplyňování, při níž vzniká syntézní plyn, který je směsí oxidu uhelnatého a vodíku. Poté dochází k syntéze kapalných uhlovodíků. A dalším procesem v řetězci GTL je hydrokrakování výsledné průhledné voskovité hmoty.
Proces přeměny plynu na kapalinu produkuje křišťálově čistý základový olej, který je prakticky bez nečistot nacházejících se v ropě. Nejvýznamnějšími zástupci takových olejů vyrobených technologií PurePlus jsou Ultra, Pennzoil Ultra a Platinum Full Synthetic.
Skupina 4. Roli syntetické báze pro takové kompozice hrají již zmíněné polyalfaolefiny (PAO). Jsou to uhlovodíky s délkou řetězce asi 10...12 atomů. Získávají se polymerací (kombinací) tzv. monomerů (krátké uhlovodíky dlouhé 5...6 atomů. A surovinami k tomu jsou ropné plyny butylen a ethylen (jiný název pro dlouhé molekuly - deceny). Tento proces připomíná „zesíťování“ na speciálních chemických strojích Skládá se z několika stupňů.
První zahrnuje oligomeraci decenu za vzniku lineárního alfa olefinu. Oligomerizační proces probíhá za přítomnosti katalyzátorů, vysoké teploty a vysokého tlaku. Druhým stupněm je polymerace lineárních alfa-olefinů, jejímž výsledkem je požadovaný PAO. Tento polymerační proces probíhá při nízkém tlaku a v přítomnosti organokovových katalyzátorů. V konečné fázi se provádí frakční destilace na PAO-2, PAO-4, PAO-6 a tak dále. Pro zajištění požadovaných vlastností základního motorového oleje se volí vhodné frakce a polyalfaolefiny.
Skupina 5. Pokud jde o pátou skupinu, takové oleje jsou založeny na esterech - esterech nebo mastných kyselinách, tedy sloučeninách organických kyselin. Tyto sloučeniny vznikají jako výsledek chemických reakcí mezi kyselinami (obvykle karboxylovými kyselinami) a alkoholy. Surovinou pro jejich výrobu jsou organické materiály - rostlinné oleje (kokosový, řepkový). Někdy se také oleje skupiny pět vyrábějí z alkylovaných naftalenů. Získávají se alkylací naftalenů olefiny.
Jak vidíte, výrobní technologie se stává složitější od skupiny ke skupině, a proto se stává dražší. To je důvod, proč mají minerální oleje nízkou cenu a syntetické oleje PAO jsou drahé. Je však třeba vzít v úvahu mnoho různých charakteristik, nejen cenu a typ oleje.
Zajímavé je, že oleje patřící do páté skupiny obsahují polarizované částice, které jsou magnetické pro kovové části motoru. To zajišťuje nejlepší ochranu ve srovnání s jinými oleji. Navíc mají velmi dobré čistící schopnosti, díky nimž je množství detergentních přísad sníženo na minimum (nebo jednoduše odstraněno).
Oleje na bázi esterů (pátá základní skupina) se používají v letectví, protože letadla létají ve výškách, kde je teplota výrazně nižší, než jaká je zaznamenána i na dalekém severu.
Moderní technologie umožňují vytvářet zcela biologicky odbouratelné esterové oleje, protože zmíněné estery jsou produkty šetrné k životnímu prostředí a snadno se rozkládají. Proto jsou takové oleje šetrné k životnímu prostředí. Vzhledem k jejich vysoké ceně je však automobiloví nadšenci brzy nebudou moci používat všude.
Výrobci základových olejů
Hotový motorový olej je směsí základního oleje a aditiv. Navíc je zajímavé, že na světě existuje pouze 5 společností, které vyrábějí stejné přísady - Lubrizol, Ethyl, Infineum, Afton a Chevron. Aditiva od nich nakupují všechny známé i nepříliš známé firmy, které si vyrábějí vlastní mazací kapaliny. Postupem času se mění a upravuje jejich složení, firmy provádějí výzkum v chemických oborech a snaží se nejen zlepšit výkonnostní charakteristiky olejů, ale také je učinit šetrnějšími k životnímu prostředí.
Co se týče výrobců základových olejů, tak těch vlastně není tolik a jde především o velké světoznámé firmy jako je ExonMobil, který je v tomto ukazateli na prvním místě na světě (cca 50 % celosvětového objemu skupiny IV. základové oleje, stejně jako větší podíl ve skupinách 2, 3 a 5). Kromě ní jsou na světě další velké s vlastním výzkumným centrem. Jejich výroba je navíc rozdělena do výše zmíněných pěti skupin. Například takové „velryby“ jako ExxonMobil, Castrol a Shell nevyrábějí základové oleje první skupiny, protože to „není jejich hodnost“.
| Výrobci základových olejů podle skupiny | ||||
|---|---|---|---|---|
| já | II | III | IV | PROTI |
| Lukoil (Ruská federace) | Exxon Mobil (EHC) | Petronas (ETRO) | ExxonMobil | Inolex |
| Celkem (Francie) | Chevron | ExxonMobil (VISOM) | Společnost Idemitsu Kosan Co. | ExxonMobil |
| Kuwait Petroleum (Kuvajt) | Excelent Paralubes | Neste Oil (Nexbase) | INEOS | DOW |
| Neste (Finsko) | Ergon | Repsol YPF | Chemtura | BASF |
| SK (Jižní Korea) | Motiva | Shell (Shell XHVI a GTL) | Chevron Phillips | Chemtura |
| Petronas (Malajsie) | Suncor Petro-Canada | British Petroleum (Burmah-Castrol) | INEOS | |
| GS Caltex (Kixx LUBO) | Hatco | |||
| SK Maziva | Nyco Amerika | |||
| Petronas | Afton | |||
| H&R Chempharm GmbH | Croda | |||
| Eni | Synester | |||
| Motiva | ||||
Uvedené základní oleje jsou zpočátku rozděleny podle viskozity. A každá skupina má svá vlastní označení:
- První skupina: SN-80, SN-150, SN-400, SN-500, SN-600, SN-650, SN-1200 a tak dále.
- Druhá skupina: 70N, 100N, 150N, 500N (ačkoli hodnota viskozity se může u různých výrobců lišit).
- Třetí skupina: 60R, 100R, 150R, 220R, 600R (čísla se zde také mohou lišit v závislosti na výrobci).
Složení motorových olejů
V závislosti na tom, jaké vlastnosti by měl mít hotový automobilový motorový olej, každý výrobce volí jeho složení a poměr jeho složek. Například polosyntetický olej se typicky skládá z přibližně 70 % minerálního základního oleje (skupina 1 nebo 2) nebo 30 % hydrokrakovaného syntetického oleje (někdy 80 % a 20 %). Následuje „hra“ s přísadami (mohou to být antioxidanty, odpěňovače, zahušťovací, dispergační, mycí, dispergační, modifikátory tření), které se přidávají do výsledné směsi. Aditiva jsou obvykle nízké kvality, takže výsledný hotový produkt nemá dobré vlastnosti a může být použit v levných a/nebo starých autech.
Syntetické a polosyntetické formulace založené na základových olejích skupiny 3 jsou dnes ve světě nejrozšířenější. Mají anglické označení Semi Syntetic. Jejich výrobní technologie je podobná. Skládají se z přibližně 80 % základového oleje (často se mísí různé skupiny základových olejů) a aditiva. Někdy se přidávají regulátory viskozity.
Syntetické oleje na bázi skupiny 4 jsou již skutečnými „syntetiky“ Full Syntetic, založené na polyalfaolefonech. Mají velmi vysoký výkon a dlouhou životnost, ale jsou velmi drahé. Pokud jde o vzácné esterové motorové oleje, jsou tvořeny směsí základových olejů ze skupiny 3 a 4 a s přídavkem esterové složky v objemovém množství 5 až 30 %.
V poslední době se objevují „tradiční řemeslníci“, kteří do plněného motorového oleje automobilu přidávají asi 10 % čisté esterové složky, aby údajně zlepšili jeho vlastnosti. To by se nemělo dělat! To změní viskozitu a může vést k nepředvídatelným výsledkům.
Technologie výroby hotového motorového oleje nespočívá pouze ve smíchání jednotlivých složek, zejména báze a přísad. Ve skutečnosti k tomuto míšení dochází ve fázích, při různých teplotách a v různých intervalech. Proto k jeho výrobě potřebujete mít informace o technologii a vhodném vybavení.
Většina současných firem, které takové vybavení mají, vyrábí motorové oleje s využitím vývoje hlavních výrobců základových olejů a výrobců aditiv, takže se dost často můžete setkat s tvrzením, že nás výrobci klamou a vlastně jsou všechny oleje stejné.
PAO oleje neboli motorové oleje vyrobené syntézou přidružených ropných plynů patří do kategorie klasických syntetických látek. Do civilu se dostaly z letectví, protože tam pod nebeskou kupolí není moc teplo, i když je to slunci trochu blíž. Proto bylo požadováno, aby maziva nejen odolávala zatížení, ale také nezamrzala ve vysokých nadmořských výškách. Pro tento účel je nejlepší volbou základový olej PAO nebo základový olej PolyAlphaOlefin.
PAO báze má velké výhody oproti olejům na minerální bázi. Odolává enormnímu zatížení, vysokým otáčkám, vnikání paliva prakticky bez zhoršení kvality oleje, velmi dlouho si zachovává všechny své hlavní technické parametry a skvěle odolává tepelnému zatížení. Ale se všemi výhodami existuje vždy nějaká nevýhoda, přes všechny své skvělé vlastnosti základ PAO prakticky sám o sobě nerozpouští přísady. K rozpouštění aditiv v PAO olejích se používá minerální báze, se kterou se komplex aditiv dobře mísí. Takže ve světě PAO neexistují žádné oleje složené pouze ze syntetických látek, v každém případě jaké procento minerální báze je přítomno.
Další nepříjemnou vlastností PAO základových olejů nebo olejů skupiny 4 je nízká polarita nebo prakticky žádná polarita. To znamená, že molekuly oleje PAO se „nelepí“ na kovové povrchy a po vypnutí mohou mít klidně tendenci stékat do klikové skříně. Také neošetřují příliš dobře pryžová těsnění ve formě olejových těsnění a těsnění. K boji proti tomuto jevu se používají speciální látky, které propůjčují molekulám oleje určitou polaritu, zpevňují film a udělují kovu „lepivé“ vlastnosti. Pro tyto účely se dříve zpravidla používali zástupci 5. skupiny základových olejů, tzv. estery nebo estery. Estery i v malých množstvích významně ovlivňují vlastnosti PAO základového oleje a zbavují jej výše popsaných nevýhod. Dnes mnoho výrobců přechází na alkalizované naftaleny. Ve skutečnosti stejně jako estery odstraňují nedostatky PAO základového oleje, ale jedná se o modernější generaci aditiv. Klasický syntetický olej je tedy olej, jehož základ obsahuje velké procento PAO základového oleje.
Syntetika však nyní znamená nejen motorový olej vyrobený na bázi PAO, ale také olej vyrobený ze surové ropy hloubkovým čištěním a chemickou katalýzou. Jedná se o derivát syntézy HC – hydrokrakovací motorový olej. Hydrokrakovací automobilový olej se vyznačuje za prvé svou nižší cenou a za druhé svými výhodami a nevýhodami, které jsou stejně jako u olejů PAO zrcadlovým obrazem výhod. Ve skutečnosti je hydrokrakování již dlouho klasifikováno jako vysoce rafinované minerální oleje, a to je pravda, protože se vyrábí na minerální bázi.
V roce 1999 ale došlo k historické události v podobě rozhodnutí amerického soudu v žalobě Exxon Mobil proti Castrol. Pro ty, kteří nevěděli, a myslím, že je to většina, vysvětlím. Castrol začal psát slovo „Synthetic“ na své plechovky s hydrokrakovanými oleji, což pobouřilo specialisty Mobil. Mezi dvěma hodnými výrobci se odehrála slavná konfrontace. Rozhodnutí soudu mnohé překvapilo a přineslo na trh maziv v podstatě historické změny. Ve volném překladu se říkalo, že nápis na kanystru „Synthetics“ je záležitostí marketingu a už vůbec ne záležitostí technického popisu produktu. Po tomto rozhodnutí se hvězda Hydrocrackingu zvedla na trhu syntetických produktů. Mnoho společností začalo nazývat produkty hydrokrakování rafinace základových olejů syntetiky. No, protože výrobní technologie je levnější než proces syntézy z plynu, cena takového produktu se stala obrovskou konkurenční výhodou oproti klasickým syntetikám u PJSC. Trh s mazivy byl naplněn plechovkami s označením „Full Synthteic“, „100% Synthetic“, „Synthetic“, které byly svým složením směsí 3. skupiny hydrokrakovacích základových olejů a druhé nebo první skupiny minerálních olejů, ale formálně byla to syntetika. Pokud se nepletu, tak podle naší normy stačí 37% hydrokrakovací olej, aby se produkt mohl nazývat syntetickým. Obecně platí, že hydrokrakovací oleje se svými vlastnostmi velmi přiblížily olejům PAO a ve skutečnosti je lze bezpečně nazvat syntetickými, existuje však řada technických vlastností, díky kterým zůstanou základní oleje PAO nedosažitelnou úrovní pro hydrokrakovací bázi, alespoň na této úrovni technického rozvoje chemického průmyslu.
Víme tedy, že syntetický automobilový olej lze nazvat jak klasickým PAO olejem, tak produkty vyrobenými z ropy nebo hydrokrakovacího oleje. V poslední době se do syntetické kohorty dostala další nová - stará technologie, a to GTL neboli Gas to Liquid. Základové oleje GTL jsou produkty vyrobené syntézou zemních plynů. Přesto, že je vyroben z plynu, podle mezinárodní klasifikace stále patří do 3. skupiny základových olejů a nese označení VHVI+. Motorové oleje na bázi GTL základového oleje jsou v podstatě kompromisem ve všech ohledech mezi výhodami PAO a hydrokrakovacích základových olejů. Technologie GTL dokázala absorbovat většinu výhod PAO a hydrokrakování a prakticky se vyhnout jejich nevýhodám. Samotná technologie GTL je známá již dlouhou dobu, například za druhé světové války ji němečtí chemici vyráběli syntetizované palivo pro vojenskou techniku, v podstatě ze šrotu. Ale tato technologie byla poměrně drahá na použití a až donedávna nebyla široce používána. Koncern Shell a jeho dceřiná společnost Pennzoil lze právem považovat za průkopníka na globálním trhu. Po testování na americkém trhu a vylepšení receptur vybudoval Shell v Kataru obrovský závod s kapacitou více než milion barelů ropy GTL ročně, což jí umožňuje nejen uspokojovat vlastní potřeby olejů této skupiny, ale také prodávat výrobcům třetích stran. A cena samotné základny se stala dostupnější, což umožňuje její použití bez obav z výrazného zvýšení maloobchodních nákladů na hotový výrobek.
Co by měl jednoduchý automobilový nadšenec udělat při výběru syntetiky? Vše závisí na provozních podmínkách. Ve většině případů se při správném výběru viskozity a tolerancí můžete omezit na „levné“, ale vysoce kvalitní hydrokrakovací syntetické materiály. Pokud vaše auto musí pracovat v podmínkách, které by většina nazvala drsnými nebo extrémními, pak je rozhodně volbou syntetické oleje PAO nebo automobilové oleje na bázi GTL.
Dá se z prasete udělat karas, tedy zemní plyn na motorový olej? Viděl jsem, jak se to stalo v hlavním technologickém centru Shell v Amsterdamu.
Byl vynalezen již dávno za účelem získávání ropy a paliva nikoli z ropy a základy současné průmyslové technologie GTL (Gas-To-Liquid, „gas-to-liquid“) položili v roce 1925 němečtí chemici Fischer a Tropsch z Institut císaře Viléma. Na ropu chudé Německo se tehdy připravovalo na další válku a při hledání zdroje paliva přišli Němci na to, jak vyrobit kapalné uhlovodíky z uhlí v průmyslovém měřítku. Zahříval se a syntézní plyn se z něj získával průchodem vodní páry a poté uhlovodíků.
Němci spustili první průmyslový reaktor v roce 1935 a do konce druhé světové války v Německu sedmnáct továren vyrábělo až sedm milionů tun „plynových produktů“ – více než polovinu pozemního vybavení Wehrmachtu a téměř všechny stroje Luftwaffe. Letadlo jelo na syntetické palivo. Z uhlí vyráběli Němci oleje, maziva a dokonce syntetické mýdlo a margarín. Je zvláštní, že po válce v SSSR bylo z Německa odstraněno osm továren, ale byly spuštěny pouze dvě německé instalace - v Novočerkassku a Angarsku, které tiše zemřely na počátku devadesátých let.
0 / 0
Spojenci k věci přistoupili opatrněji – po válce němečtí vědci pokračovali v práci na syntetických palivech v americkém úřadu pro doly a dnes technologii Fischer-Tropsch, hlavně pro výrobu paliva, využívají Exxon Mobil, ChevronTexaco, BP.
Koncern Royal Dutch Shell ale předčil všechny - jeho sortiment nyní zahrnuje nejen palivo, ale také motorový olej Shell Helix Ultra se základem získaným bez jediné kapky oleje - pomocí technologie PurePlus pomocí procesu GTL.
Nizozemci, vážněji než jiní, začali hledat alternativní suroviny již v roce 1973, kdy kvůli válce mezi Izraelem, Egyptem a Sýrií země OPEC uvalily embargo na dodávky ropy do Spojených států, což způsobilo, že cena ropy klesla. zdvojnásobí za jeden den a zčtyřnásobí za rok. V roce 1983 již fungoval pilotní závod v hlavním výzkumném centru v Amsterdamu a v roce 1993 Shell otevřel velký podnik provozující místní plyn v Bintulu v Malajsii. A v roce 2012, s přístupem k pobřežním vrtům z druhého největšího naleziště zemního plynu na světě a investicí 20 miliard dolarů, Shell spustil megaplant Pearl GTL v Kataru.
Po 100 tisících kilometrech na oleji Shell na bázi PurePlus má motor 1,8 testovacího Mercedesu třídy C minimální opotřebení a usazeniny.
Syntetika GTL je levná: při současných cenách ropy a plynu nejsou náklady vyšší než u minerálních olejů pro hydrokrakování ropy. A mnohem nižší než u syntetických olejů na bázi polyalfaolefinů (PAO) a ještě více ještě dražších esterů, tedy polyesterů.
Jsou GTL oleje dobré? Jak Holanďané ubezpečují, jejich nízkoteplotní vlastnosti nejsou horší než u olejů na bázi PAO a polyesterů. Nyní laboratoře Shell testují „plynový olej“ s viskozitou 0W-16 v plném proudu a pracuje se na 0W-10 – v obou případech je bod tuhnutí pod -50°C.
Nejčistší GTL syntetika je bezbarvá a téměř bez zápachu
kromě motorových olejů se používá v kosmetice Nivea, Olaz a Shiseido
0 / 0
Mazací vlastnosti jsou na úrovni polyesterů a mnohem vyšší než u PAO. Lepší než PAO a schopnost rozpouštět přísady. Neexistuje žádná hlavní nevýhoda polyesterů - hygroskopičnost, to znamená tendenci absorbovat vodu, což zhoršuje mazací a antikorozní vlastnosti. A samozřejmě syntetická báze dobře odolává oxidaci a špatně se odpařuje - to znamená, že olej na bázi GTL bude muset mít relativně nízký odpad.
A co nevýhody? Hlavní, stejně jako PAO, je nízká polarita: olej se dobře „nelepí“ na kov a rychle teče ze stěn válce do klikové skříně, což je zvláště nepříjemné při startování v chladném počasí. Ale stejně jako PAO je toto „léčeno“ přidáním polárních alkylovaných naftalenů.
Od dubna se olej Shell Helix Ultra vyrábí výhradně na „plynové“ bázi PurePlus. Do konce roku přejde také motocyklová řada olejů Shell Advance na základ získávaný technologií GTL a následně bude „plynový olej“ v různém množství zařazen do základů celé řady motorových olejů Shell – vč. ty vyrobené v ruském Torzhok.
Zajímalo by mě, zda budou ostatní petrochemičtí giganti následovat příklad Nizozemců – a jak to ovlivní světové ceny ropy?
Na rozdíl od názvu technologie se z plynu jako první nezíská kapalina, ale pevná látka – sněhově bílý parafín téměř bez zápachu. Nejprve se částečně spálí původní metan oddělený od zemního plynu, který se změní na syntézní plyn, směs oxidu uhelnatého (oxidu uhelnatého) a vodíku. A pak se v reaktoru, v přítomnosti katalyzátoru obsahujícího drahé kovy (hlavním tajemstvím procesu je složení katalyzátoru!), získá nejčistší, bez jakýchkoliv nečistot, roztavený parafín (sincruda, „syntetický olej“). syntézní plyn. Následuje izomerizace, tedy běžné hydrokrakování, jako v petrochemicích: dlouhé řetězce molekul parafínu se „nařežou“ na požadovanou velikost – a získá se nafta (přímoběžný benzín), motorová nafta nebo olej.
Jak víte, automobilové oleje jsou klasifikovány nejen podle viskozity, přítomnosti a úrovně různých přísad, ale také podle chemického složení. Podle této klasifikace se rozlišují minerální, polosyntetické a syntetické oleje.
Základové oleje používané k výrobě konečného produktu se dělí do několika skupin:
První skupina- běžný minerální olej, získané z těžkých frakcí ropy za použití různých rozpouštědel.
Druhá skupina- které prošly procesem zpracování, díky tomu se zvýšila stabilita základového oleje a je v něm méně škodlivých nečistot. Minerální oleje této skupiny se používají pro starší motory osobních automobilů, pro nákladní automobily, velké průmyslové a lodní motory, kde je potřeba levné mazivo.
Třetí skupina- oleje získané pomocí procesu hydrokrakování. Hydrokrakování je název technologie, pomocí které je minerální báze zbavena nečistot a hnána k přerušení dlouhých uhlovodíkových řetězců a je nasycena molekulami vodíku. Při použití této metody je olejový základ na molekulární úrovni upraven tak, že se složení stává něčím mezi přírodním a syntetizovaným. Tento relativně nedávno se objevil typ oleje má své vlastní pozitivní vlastnosti: za prvé, jeho cena bude nižší než cena syntetiky PAO a za druhé, jeho kvalita bude nesrovnatelně lepší než u minerálních sloučenin. Zpočátku byly tyto oleje klasifikovány jako vysoce rafinované minerální oleje nebo polosyntetické oleje (podle některých výrobců). V roce 1999 však došlo k precedentu, kdy Exxon Mobil podal žalobu na Castrol, jehož kanystry s hydrokrakovaným olejem byly označeny jako „Syntetické“. Rozhodnutí soudu bylo pro mnohé neočekávané - soud rozhodl, že nápis „Syntetický“ byl marketingový trik, nikoli technický popis produktu. Po tomto rozhodnutí začalo mnoho výrobců na své plechovky s hydrokrakovým olejem psát „Syntetický“. Vzhledem k tomu, že technologie výroby olejů skupiny 3 je mnohem levnější než výroba klasických syntetik v PJSC, získaly si tyto oleje obrovskou oblibu, zejména ve světle rozhodnutí amerického soudu.
Čtvrtá skupina- plně syntetické Tyto oleje jsou vyráběny syntézou ropných plynů butylenu a etylenu. Tato technologie umožňuje získat téměř ideální složení molekul uhlovodíků, takže oleje na jejich bázi mají jedinečné vlastnosti – vydrží bez újmy na kvalitě enormní zatížení, vysoké otáčky, vysoké teploty, vnikání paliva, přitom jsou odolnější a stabilní. Hydrokrakovací oleje se mohou v mnoha ohledech blížit PAO, ale nemohou si tyto pokročilé vlastnosti udržet po dlouhou dobu.
Hlavní nevýhodou olejů PAO je jejich vysoká cena, neschopnost rozpouštět přísady a nepolarita, tedy sloučeniny PAO nezůstávají na povrchu. Pro rozpouštění přísad v olejích PAO se přidává minerální báze a pro odstranění nepolarity - estery - oleje skupiny 5.
Často je obtížné odlišit PAO oleje od hydrokrakování, protože na obou kanystrech můžete vidět nápis „Synthetics“. Pouze u olejů prodávaných v Německu jsou výrobci povinni uvádět na plechovce „HC - syntéza“ pro hydrokrakování nebo „syntetika“ pro oleje PAO. Existují nepřímé znaky, podle kterých můžete určit přítomnost PAO v oleji. To je bod vzplanutí - u olejů PAO může být 240 °C a vyšší, u hydrokrakování je to méně než 225 °C. Totéž platí pro bod tuhnutí pod -45°C pro PAO a nad -38° pro hydrokrakování. To vše jsou ale samozřejmě pouze nepřímé znaky, nelze z nich se 100% pravděpodobností určit, že máme PAO bázi nebo hydrokrakování.
Pátá skupina– Esthers ethery, komplexní alkoholy. Pro výrobu komerčních olejů se používají estery - syntetické sloučeniny získané z rostlinných surovin. Estery jsou polární, takže zůstávají na kovových površích a snižují opotřebení. Používají se ve spojení s oleji předchozí 4. skupiny, čímž se získá zcela syntetický produkt, který zahrnuje všechny výhody olejů a esterů PAO. Díky velmi stabilní molekulární struktuře mohou tyto oleje dosahovat specifikovaných parametrů s malým množstvím přísad, což je velmi dobré pro oleje s nízkým obsahem popela Low Saps, kde je množství přísad přísně regulováno, protože většina přísad se během spalování mění na popel.
Samostatně stojí za zmínku ještě jedna skupina olejů. Technologie, která sahá až do druhé světové války, kdy se z ní v Německu vyráběly oleje pro vojenskou techniku. Tato technologie se nazývá GTL (Gas to Liquid z plynu na kapalinu). K výrobě olejů pomocí této technologie se používá zemní plyn, ale technologie výroby se liší od výroby olejů PAO z plynu, proces se více podobá zkapalňování plynu a hloubkovému čištění jako u hydrokrakovacích olejů, proto jsou oleje GTL zařazeny do skupiny 3 základní oleje. Z hlediska vlastností a kvality jsou oleje GTL mezi oleji skupiny 3 a 4, což představuje rozumný kompromis mezi cenou a výhodami. V moderní době byl Shell první, kdo vyráběl oleje pomocí této technologie, zpočátku ve svém dceřiném závodě Pennzoi v Americe a později ve svém novém závodě v Kataru. Všechny oleje Shell Ultra jsou vyráběny touto technologií.
Řekněme hned, že pro portál AvtoVzglyad nebylo seznámení s takovou výrobou mimořádnou událostí - my, včetně zahraničních továren. Je tedy s čím porovnávat. Ukázalo se však, že dojmy z návštěvy závodu v Torzhok jsou mnohem nezapomenutelnější, než jsme očekávali.
Například zde se pro přípravu používá instalace nejnovější generace fungující na principu „mixing in flow“ (technologie SMB). V mísírně tohoto typu jsou všechny potřebné komponenty současně přiváděny do potrubí určitou rychlostí, což zajišťuje jejich míchání v požadovaném poměru a s vysokou přesností. Rychlost míchání (skládání) při instalaci pomocí technologie SMB je cca 60 000 za hodinu. To je několikanásobně více než u tradiční míchačky, kde míchání probíhá lopatkami. V Torzhok však takové míchací zařízení existuje, ale i to nepoužívá obyčejné, ale speciální lopatky vytvořené na základě unikátního patentovaného vývoje.
Originální technická řešení se uplatnila i ve stáčírně a balírně hotových olejů. Jedním z hlavních rysů procesu je automatický rozdělovač. Jedná se o druh potrubního spínače, který přerozděluje tok jednoho nebo druhého typu produktu přicházejícího ze skladovacích kontejnerů do stáčecí linky. Je zde také nuance: aby se zabránilo smíchání různých produktů v kanálech rozdělovače, musí být každé potrubí po odeslání požadovaného množství oleje podrobeno pneumatickému čištění pomocí polymerových pryžových vaty (takzvané prasata). Je zřejmé, že technická realizace kterékoli z těchto operací je velmi složitá a časově náročná. Všechny výrobní procesy jsou proto automatizovány a řízeny z velínu – plně v souladu s nejmodernějšími průmyslovými standardy.
Ale jak se říká, inovace je inovace a nikdo nezrušil kontrolu kvality produktů. Tento proces je ve společnosti povýšen na absolutní úroveň, přičemž významný podíl kontrolních operací je přidělen tovární laboratoři Shell. Její specialisté sledují všechny fáze výroby, od analýzy aditiv a základových olejů až po kontrolu kvality hotového výrobku. Testovací data získaná v laboratoři jsou obratem odesílána do jednotných podnikových databází elektronických systémů GSAP a Lubcel, které ověřují správnost prezentovaných výsledků a jejich shodu s požadovanými parametry. Tato dvojitá kontrola zajišťuje, že oleje vyráběné v závodě Torzhok se kvalitou neliší od podobných produktů vyráběných v závodě jakékoli jiné značky.
Ředitel komplexu Konstantin Rubin v odpovědi na dotazy novinářů uvedl, že po dosažení plné kapacity bude závod vyrábět širokou škálu vysoce kvalitních maziv, včetně motorových olejů, olejů pro lodní motory, průmyslových maziv, hydraulických a převodových olejů. . Prodávají se pod značkami Helix a Rimula (oleje pro osobní a užitková vozidla), Tellus, Spirax a Omala (průmyslová maziva).
Inovativní technologie jsou také základem výroby Shell Helix Ultra, nové řady syntetických motorových olejů založených na technologii PurePlus. Připomínáme, že tyto oleje PurePlus jsou vyrobeny ze zemního plynu, nikoli z ropy. Proces přeměny plynu na kapalinu produkuje křišťálově čistý základový olej, který je prakticky bez nečistot nacházejících se v ropě. Faktem je, že „základna“ na bázi zemního plynu se skládá z molekul se silnými molekulárními vazbami, které jsou odolnější vůči drsným provozním podmínkám. Výsledkem je snadné startování motoru i při extrémně nízkých teplotách, odolnost vůči vysokým teplotám a schopnost odstraňovat usazeniny vzniklé v mazacím systému při použití běžných motorových olejů. Navíc kombinace technologií Shell PurePlus a Active Cleansing v řadě olejů Shell Helix Ultra zajišťuje vysokou úroveň čistoty motoru.
