روانکننده هاي تولیدشده از روغنهاي پایه1 از فرایند پالایش فراوردههاي نفتی به وجود می آیند که داراي وزن مولكولی درخور توجه، نقطه جوش و ویسكوزیته زیادي هستند. این نوع روانکننده ها با ترکیب کردن دو یا چند ماده نفتی به منظور رسیدن روانکننده به ویسكوزیته مطلوب به دست میآیند. اکثر روانکننده ها داراي مواد افزودنی شیمیایی براي بهبود برخی ویژگیهاي عملكردي آنها می باشند.
با این حال، بسیاري از محصولات نیز از ترکیب دو ماده نفتی با ویسكوزیته خاص به دست آمدهاند که میتوان مواد نفتی را به عنوان پایه اصلی روانکننده ها نام برد. ازاینرو، شناخت دقیق ویژگیهاي روغن پایه براي اطالع از مواد افزودنی الزم جهت اصالح ترکیبات بسیار ضروري میباشد. روغن پایه از نفت خام و یا بهروش سنتز به دست میآیند. همانطور که پیشتر ذکر شد، تنها %3 از روانکنندههاي
مورد استفاده در جهان از طریق فرایند سنتز تولید میشوند که فقط در موارد خاصی مانند صنایع هوایی و کاربردهاي صنعتی با حرارت شدید استفاده میشوند.
روشهاي ابتدایی سنتز مواد نفتی براي تولید روانکننده با استفاده از اسید و حذف ناخالصی با خاک رس و گازSO2 جهت ازبین بردن بو و ترکیبات اضافی در فرایند تقطیر خلا بوده است. در مرحله دوم تولید این مواد، استخراج و شستو شوي حلال و سپس فرایند مومزدایی روغن با هیدروفیشینگ براي مدت چند دهه استفاده شده است. روغن هاي پایه معدنی از پالایش مواد حاصل از تقطیر در خلا با جوش زیاد و مواد باقیمانده مانند به دست میآیند.
نقطه ریزش بالا تر از چهل درجه سانتیگراد، شاخص ویسكوزیته3 پایین و میزان زیاد مواد آروماتیك4 در این فرایند تقطیر باعث میشود این محصولات براي روانکنندگی مناسب نباشند. وجود مواد آروماتیك باعث ناپایداري و نامناسب بودن خصوصیات مواد از نظر درجه حرارت و چسبندگی میشوند. وجود موم ها در مواد باعث سیالیت و بالا بودن نقطه ریزش میشود. لذا، این فرایندها مواد اضافی مانند مومها و مواد آروماتیك را از بین برده و محصولات را جهت استفاده در روانکنندگی مناسب میسازند. ترکیبات مختلف موجود در فرایند تقطیر خلا داراي ویژگیهاي خاصی مانند زیر هستند:
پارافینهاي خطی داراي شاخصه ویسكوزیته بالا ، نقطه ریزش قوي و پایداري اکسیداسیون زیادي هستند.
ایزوپارافینها داراي شاخصه ویسكوزیته بالا ، نقطه ریزش پایین و پایداري اکسیداسیون زیادي هستند.
نفتنها داراي شاخصه ویسكوزیته پایین، نقطه ریزش پایین و پایداري اکسیداسیون متوسط هستند.
آروماتیكها داراي شاخصه ویسكوزیته پایین، نقطه ریزش پایین و پایداري اکسیداسیون کم هستند.
آروماتیكهاي آلكیل با زنجیره بلند داراي شاخصه ویسكوزیته پایین، نقطه ریزش کم و اکسیداسیون متوسط هستند.
آروماتیكهاي چندحلقهاي داراي شاخصه ویسكوزیته پایین، نقطه ریزش پایین و پایداري اکسیداسیون زیاد هستند.
ازاینرو، در یك پالایشگاه برخی مراحل جهت حذف ترکیبات نامطلوب و تولید ترکیبات مطلوب و مناسب در تقطیر خأل طی مراحل زیر انجام میشود:
تقطیر خلا با استخراج حلال به وسیله دي اکسيید گوگرد، فنل، فورفورال یا n-متیل پیرولیدون ل1NMP( براي حذف مخلوط آروماتیكها به طور عمده آروماتیكهاي دو و چندحلقهاي استفاده می شود. آروماتیك ها وابستگی بیشتري به این حلال ها دارند. از سوي دیگر، NMP بیش از 411در صد از خوراک را دارا میباشد و بهترین حلال براي پاالی شگاه هاي مدرن به شمار می روند. این حلال با تغییر و کاهش شاخص ویسكوزیته باعث مطلوب ترشدن فراورده میشوند. برخی عصاره ها که به عنوان روغن فراوري رزینها و الاستیك ها استفاده می شود عصاره هاي آروماتیك نامیده می شود. این نوع روغن ممكن است داراي شاخصه ویسكوزیته 22–112 باشد، اما نقطه ریزش آن اغلب تحت تأثیر این فرایند نیست و این محصول هنوز حاوي مقدار زیادي موم است.
فرایند مومزدایی با حلال با استفاد ها از مخلوط تولوئن و متیل اتیل کتون جهت خنك کاري جهت از بین بردن موم اسييتفاده میشود. محصول تولیدشده موم سست نامیده می شود که جهت تولید محصولات مومی شكل استفاده می شود. بسته به شدت مومزدایی روغنهاي پایهاي با نقطه ریزش کمتر از 2°C- تولید میشود. با وجود اینكه کاهش شاخص ویسكوزیته با توجه به
کاهش پارافینهاي کوتاه زنجیر به دسييت میآید. تنظیم میزان شاخص ویسييكوزیته با توجه به کنترل فرایند موم زدایی به دست میآید. در نتیجه، فرایند مومزدایی با کنترل نقطه ریزش خوراک ورودي همراه است. روغنهاي پایه سنگین یا داراي ویسكوزیته شدید به نام BS(Bright Stocks) از پسمانده فرایند خأل تولید می شوند. این باقیمانده حاوي مقدار زیادي آسفالتین و رزین نیز می باشد که ممكن است قبل از فرایند موم زدایی یا فرایند آسفالت زدایی حذف شده باشند. آسفالتین و رزین ها به طور کلی توسط فرایند جداسازي آسفالتین با پروپان حذف می شوند که نسبت پروپان
به خوراک در محدوده 4 تا 11 حجمی میبا شد و با محدوده فشار 32-44 kg/cm2 ا ست. لذا این فرایند براي حذف رزین و آسفالتین انجام شده است و تولید BS میکند.
در انتها، این فرایندها بهمنظور تثبیت رنگ، ضریب حرارتی و میزان اک سیدا سیون مح صوالت انجام می شود که در گذشته با استفاده از خاک رس این فرایندها انجام میشد.
فرایند هیدروژنه کردن روغن پایه در سيال 1221 توسط Amoco به عنوان یك مرحله دیگر در پایان فرایند پالایش جهت خالص سازی انجام می شود . این فرایند جهت افزودن هیدروژن به روغن پایه در دماهاي باال و در حضيور کاتالیزور بهمنظور بهبود رنگ و افزایش طول عمر روغن پایه به کار گرفته می شود. این فرایند باعث حذف مولكول هاي نیتروزن و سولفور می شود اما این فرایند به اندازه کافی قابلیت حذف آروماتیك ها را ندارد ؛ بنابراین اسيي تفاده از هیدروژن پیشيي رفت کمی در فرایندهاي خالصسازي روغن پایهاي داشته است.
این فرایندها مبتنی بر روشهاي جداسازي هستند بنابراین نفت خام فراوريشده باید پتانسیل تولید روغن پایه جهت استفاده روانكاري را داشته باشد. تولید روانکننده از روغن پایه به خواص نفت خام بستگی دارد. همه مواد خام اولیه قابلیت تولید روانکنندهها را ندارند. لذا فرایند تولید روانکننده از نفت خام در شكل 1-1 نمایش داده شده است.روانکننده هاي تولید شده از روغن پایه با توجه به شكل روغنهاي خنثی نامیده میشوند و بسته به نیاز بازار کار ویسكوزیته هفتاد تا تولید میتواند موادي با درجههاي مختلف ویسكوزیته تولید کنند. بعضی مواقع به این مواد به عنوان روغن هاي موم زدایی شده یا حلال های تصفیه شده نیز اشاره میشود. پالایشگاه های مختلف با توجه به نیاز بازار و نوع ماده خام اولیه تولید حلال های خام ل1SN( با ویسكوزیته
مختلف میکنند که برخی از آنها بهشرح زیر میباشد:
(SN-70)-(SN-100)-(SN-150)-(SN-350)- (SN-500)-(SN-650)-(SN-800)-(SN-1300)-(BS 150 and 200)
با گذشت چند دهه هنوز هم روانکننده هاي تولیدشده بر پایه روغن با فرایندهاي توضیح داده شده در قبل تولید میشوند . هرگونه نیاز به بهبود کیفیت روغنهاي پایه بر اساس افزودنی هاي مناسب مانند آنتی اکسیدان ها براي افزایش کیفیت روغن، بهبود نقطه ریزش و تقویت شاخص ویسكوزیته و خواص رئولوژیكی به کار گرفته شده است. در پالایشگاه ها به دلیل تأثیرپذیري فرایند پالایش از مراحل
تقویت کیفیت روغن تولیدشده، تنها تمرکز بر بهبود کیفیت روانکننده تولیدشده دارند. با این حال، کیفیت روانکننده هاي تولیدشده نهایی به طور مداوم جهت پاسخگویی به نیاز تجهیزات و پیروي از مقررات زیست محیطی بهبود یافته و از اینرو همواره استفاده از سنتز روانکننده هاي تولیدشده از روغن پایه اي در دستور کار بوده است. ظهور روشهاي جدید بر اساس فرایند هیدروژنی و همچنین
فرایند تبدیل گاز به مایع به منظور تولید روغنهاي پایه با کیفیت بالاتر باعث شده است که تولیدکنندگان روغن بتوانند روانکننده هاي جدید و بهبودیافته را با هزینه کمتري تولید کنند.
در حال حاضر گزینه هاي مختلفی براي ارائه محصولات با کیفیت که از روغن پایه در ترکیب با روغن سنتزشده و معدنی، تولید شده اندوجود دارد که به شرح زیر است:
سه نفتی آمریكا( روغنهاي گروه I، استخراج شده توسط حلال ، روغن هاي موم زدایی شده و روغن هاي بدون هیدروکربن؛
3. روغنهاي API گروه II، با استفاده از روشهاي مختلف با فرایند معمولی تولید روغن؛
3. روغنهاي API گروه III، از طریق فرایندهاي هیدروکرکینگ یا روغنهاي اصالحشده شیمیایی؛
4. روغنهاي پایه GTL از API گروه III، بهوسیله سنتز شیمیایی گازهاي سنتزي؛
