工业概要
原油类型（续）
根据含硫量的分类
低硫原油：含硫量低 高硫原油：含硫量高
石油炼制
石油炼制
原油经炼制后 变成这些—— 数千种产品的 原料
石油炼制
原子和分子
碳原子 氢原子 典型的汽油分子
典型的润滑油分子
石油炼制
蒸馏原理
原油分离的原理： 利用原油中不同成分的沸点不同，加以分离
液体成份 轻质烃 重质烃
润滑油精炼
润滑油精炼
API 基础油分类
分类
I II
硫，％
>0.03 ≤0.03
饱和度％
和/或 和 <90 ≥90
粘度指数
80-119 80-119
说明
溶剂精炼 加氢处理
III
IV
≤0.03
和
≥90
≥120
深度加氢处理
所有的聚α-烯烃油（PAO）
V
所有未包含在 I ～IV类中的所有其它类型 的基础油
边界润滑
表面接触承载负荷——主要依靠边界膜产生润滑
润滑基础
润滑原理
润滑类型 （续） 流体润滑或全油膜润滑
– 发生在润滑膜将负荷下的运动组件表面完全分离的 时候 – 油膜厚度高于粗糙表面 – 保持低的流体摩擦并消除磨损 – 在操作温度下的粘度是最重要的润滑剂特性 – 例如：轴颈轴承，发动机的主轴
• 边界润滑或薄油膜润滑 – 发生在润滑油膜不够厚，不足以将两个相对运动的 表面完全分离的时候 • 低速，重负荷，往复运动 – 发生金属与金属的接触 – 摩擦程度取决于表面的特性（表面的光洁度，金属 的种类）和除粘度以外的润滑剂的特性 – 减磨添加剂也重要 – 例如：齿轮，发动机气阀机构
润滑基础
润滑原理
润滑油精炼
润滑油精炼
API 分类 I 特性 芳烃>10% 含硫> 0.03 VI= 80-119 芳烃< 10% 含硫< 0.03% VI= 80-119 芳烃< 10% 含硫< 0.03% VI ≥ 120 芳烃< 0% 含硫< 0% 优点 溶解性 密封材料兼容性 价格低 天然的氧化安定性 抗氧化安定性 缺点 氧化安定性差
润滑基础 润滑原理
液体摩擦
润滑基础 润滑原理
润滑剂减少 磨 损
润滑剂作用机理 润滑剂膜的存在，使 固体摩擦变为液体摩 擦，减少了摩擦
有润滑
无润滑
润滑基础
润滑原理
摩擦带来的不良影响
• 丧失动力，提高能耗 • 增加放热
– 缩短润滑剂寿命（氧化） – 缩短零件寿命（“烧毁”轴承）
• 磨损
– 消耗轴承表面的材料 – 过度的磨损导致故障或设备卡死
润滑基础
润滑原理
疲劳磨损
滚动 Rolling Motion
Repeated 重复的 Heavy Loading 重负荷
Fragment 脱落 Removal
碎片
Surface and Subsurface Cracks 表层和下层的裂缝
润滑基础
润滑原理
润滑剂的作用
• • • • • 润滑剂减少了摩擦和磨损 确保设备性能最佳 有助于最大的延长设备寿命 减少停工和维修费用 提高生产效率
原油
燃 油 润滑油 渣 油
汽化釜
（过热蒸汽）
蒸馏塔
石油炼制
炼制示意图
常 压 蒸 馏 原油
汽油 煤油 柴油 重油
减 压 蒸 馏
精 制
脱 蜡
补 充 精 制
调 合
包 装
成 品 润 滑 油
常压渣油
丙烷 脱沥青
沥青
添加剂
石油炼制
原油的天 然组分
从精炼技术 获得的组分
炼油的 成品油比例
汽油（10加仑） 汽油（26加仑）
环烷烃
环己烷
工业概要
原油类型（续）
芳香烃
工业概要
原油类型（续）
烯烃
丁烯
工业概要
原油类型（续）
饱和烃
石蜡烃： 直链 环烷烃：环状
不饱和烃
烯烃： 直链 芳香烃：环状
饱和烃分子稳定；不饱和烃不稳定，大多数的不稳 定的不饱和烃容易与氧化合（氧化）
工业概要
原油类型（续）
润滑油分子结构
工业概要
原油类型（续）
II
III
抗氧化安定性 低温性能 低挥发性（给定的粘 度） 同 III类
溶解性 密封材料兼容性 天然的氧化安定性 光亮油损失 溶解性 密封材料兼容性 天然的氧化安定性 供应成本 同 III类
IV
润滑原理
润滑基础
要点：
• 需求与产品 • 石油产品的特性 物理特性：密度 性能测试 • 润滑原理 – 摩擦与磨损 – 边界润滑与流体动力润滑 – 润滑剂的功能 • 润滑油的特性 – 润滑剂的类型 – 润滑油的添加剂 • 润滑剂的正确选择 – 工业应用；轴承和齿轮 • 润滑故障的排除
润滑基础 石油产品的特性
密度受温度变化的影响，因此，所有的密度测量，或校正， 必须在标准温度条件下。例如，对石油产品，温度为 15.56°C（60 °F）。
润滑基础 石油产品的特性
热含量 • 某一物质燃烧时所释放的热能，用BTUs (英国热量 单位British Thermal Units)表示 • 1 BTU =将1磅水温度提高一华氏度所需要的热量。
汽油 煤油 柴油 重油
减 压 蒸 馏精 制脱源自蜡补 充 精 制调 合
包 装
成 品 润 滑 油
常压渣油
丙烷 脱沥青
沥青
添加剂
润滑油精炼
润滑油精炼
基础油类型 中性油 • 命名来自其pH值呈中性 • 用于调合自动变速箱油，发动机油，液压油等的低 到中等粘度油的成份. 光亮油 • 命名来自其光亮的外观 • 用于重负荷发动机油，齿轮油和工业用油的高粘度 成份
工业概要
原油类型
传统上，原油的分类是按照:
化学成份 发现的地理类型 含硫量
工业概要
原油类型（续）
化学组成 水分子
H20 = 2个 氢 + 1个 氧
原油分子 HC = 数千 个氢和碳的结合
工业概要
原油类型（续）
原油成份
气体 甲烷，乙烷，丙烷，丁烷 液体 汽油，煤油，柴油 沥青或渣油（塔低） 润滑油，沥青和其它物质
润滑基础
润滑原理
轴承表面磨损类型
类型 烧结磨损 磨料磨损 原因 金属与金属 粘接 尘土，磨损 碎屑 状态 胶合 刮伤 咬死 擦伤 犁削
腐蚀磨损
疲劳磨损
化学侵蚀
重复的周期 负荷
点状腐蚀
剥落
润滑基础
润滑原理
烧结磨损
塑性变形
烧结和磨损颗粒的产生
润滑基础
润滑原理
磨料磨损
Hard Abrasive Particles 坚硬的磨屑颗粒象裂片或毛 Hard Abrasive Particles Penetrate Surface and Displace Penetrate Surface and Displace 刺一样刺入表层并取代表层 Material as Chips or Slivers.
石油炼制
蒸馏塔
丁烷气及更轻的气体 直馏汽油油 石脑油 煤油 轻质柴油 重质柴油 直馏渣油 <32º C 32º - 104º C 104º - 157º C 157º - 232º C 232º - 343º C 343º - 427º C 427º C以上
石油炼制
典型的分馏塔及其产品
碳原子数
石油气
工业概要
原油类型（续）
化学成份 石蜡烃 • 主要由链烷烃（石蜡烃）分子构成 环烷烃 • 主要由环烷烃分子构成 混合型 • 由石蜡和环烷烃分子混合构成
工业概要
原油类型（续）
主要的烃类物质种类
石蜡烃 烯烃
丁烷 环烷烃
丁烯 芳香烃
环己烷
苯
工业概要
原油类型（续）
石蜡烃（烷烃）
甲烷
乙烷
丙烷
工业概要
原油类型（续）
润滑基础 石油产品的特性
API 重度 • API=美国石油学会（American Petroleum Institute） • 在同一温度下某一物质的密度与等量的水的密度比 • 水的密度为10.000 • 物质的密度越高，其重度值越小 • 大多数石油产品的密度比水小，因而其重度值也高于10.000
润滑基础
润滑原理
润滑类型
• 固体（干）摩擦
– 少量或没有润滑 – 金属与金属大面积接触，很高的磨损
• 边界润滑或薄油膜润滑
– 金属与金属接触，中等磨损
• 流体润滑或全油膜润滑
– 无金属接触，无磨损
润滑基础
润滑原理
固体摩擦
少量或没有润滑。金属与金属大面积接触，很高的磨损
润滑基础
润滑原理
润滑类型 （续）
润滑基础 润滑原理
定义 润滑剂： 用于运动部件之间减少摩擦，放热和磨损的物质 （通常是一种油性液体或一种固体）
润滑基础 润滑原理
需要润滑的机械元件
轴承 － 减磨轴承，滑动轴承 汽缸 － 发动机，压缩机，液压系统 齿轮 － 变速箱，差速器，蜗轮蜗杆
润滑基础 润滑原理
摩擦类型 • 滑动摩擦
– 发生在相互接触的相对运动的表面
润滑基础 石油产品的特性
物理特性 密度：给定温度条件下单位体积的某一物质的重量 • 多数情况下表示为：磅/加仑，或克/立方厘米 • 与产品的分子结构有关 • 有两种表述体系：比重和API重度
润滑基础
石油产品的特性
比重 • 在同一温度下某种物质的密度与等体积的水密度比。 • 水的密度为 1.000 • 物质的密度比水的密度越大，其比重值越高 • 大多数石油产品的密度比水低，因而其值也小于1.000