Metinis pasaulinis alyvų ir tepalų suvartojimas per pastarąjį dešimtmetį svyravo tarp 38 ir 42 milijonų tonų ir tikimasi, kad iki 2035 m. jis pasieks ~ 48 milijonus tonų. Tačiau dėl klimato kaitos, tvarumo problemų ir originalių įrenginių gamintojų (OEM) veiklos rezultatų, pastebimas vis didesnis sintetinių tepimo produktų panaudojimas.

Terminas „sintetinis“ buvo techniškai ginčytinas. Sintetinis reiškia skystį, kuris susidaro cheminių procesų metu iš paprastesnių junginių ir žaliavų, o ne iš naftos gaunamų mineralinių alyvų perdirbimo.

Bazines alyvas Amerikos naftos institutas (API) suskirstė į penkias bazinių alyvų grupes.
I – II grupės yra susijusios su mineralinėmis alyvomis ir yra naudojamos 90% tepimo produktų. III grupė yra labiau rafinuotos mineralinės bazinės alyvos. IV grupė yra polialfaolefinai. V grupė yra bet kokie kiti baziniai skysčiai. Per du dešimtmečius, nauji reikalavimai dėl mažesnio sieros kiekio, mažesnio degalų suvartojimo kiekio ir mažesnio klampumo pakeitė rinkos paklausą iš I grupės į II ir III grupes.

Tik IV grupė yra 100% tikra sintetinė bazinė alyva, kaip ir visos kitos bazinės alyvos, kurios nepriskiriamos I – IV grupėms, įskaitant silikonus, fosfato esterius, polialkilenglikolius (PAG), esterius, poliesterius, bioalyvas ir kt., priklauso V bazinių alyvų grupei, dauguma jų yra susintetintos ir gali atitikti sintetinio produkto apibrėžimą . Europoje tepimo produktų pramonę atstovaujanti techninė asociacija ATIEL kaip VI grupę pridėjo poliinternalolefinų grupę (PIO).

Cheminė žalios naftos ir priedų modifikacija gali padėti sukurti tepimo produktus, kurie atitinka arba net viršija IV ir V grupių bazinių alyvų savybes, tačiau tikrosios sintetikos, tokios kaip PAO, PAG ir esteriai, žemos klampos alyvų NOACK lakumas beveik visada yra pranašesnis.

Taikant transporto priemonių degalų taupymo reguliavimo taisykles ir griežtesnius išmetamųjų teršalų standartus, didėjanti mažos klampos (SAE 0W-16 / 0W-12) ir ypač mažos klampos (SAE 0W-8) klasių paklausa bei griežtesnės NOACK ribos atmes II grupę ir šių bazinių alyvų kiekis ateityje pas gamintojus nuolat mažės. Noras pasiekti reikiamus reikalavimus galutiniams tepimo produktams skatina alyvų ir tepalų gamintojus naudoti bei maišyti III, IV ir/arba su V grupės bazinėmis alyvomis.

Sintetinių bazinių alyvų rūšys

Sintetinių bazinių alyvų sintezei yra naudojama daugybė procesų, susijusių su paprastais angliavandenilių srautais, tokiais kaip etilenas ir propenas bei gali būti klasifikuojami pagal pagrindinius jų molekulinių pagrindų skirtumus. Tiksliau, ar tai polinės, ar nepolinės bazės. Poliškumas gali turėti įtakos visiškai suformuoto bazinės alyvos kokybei, NOACK lakumui ir klampos indeksui.

Nepolinių sintetinių bazinių alyvų tipai

Polialfa-olefinai (PAO)
PAO yra angliavandeniliai, mažos molekulinės masės linijiniai olefinai, ypač 10 (C10) arba 12 (C12) anglies atomų, pagaminti katalizinės oligomerizacijos polimerizacijos proceso metu. Gauti oligomerai susideda iš dimerų, trimerų, tetramerų ir pan. PAO yra klasifikuojami kaip IV grupė ir komerciškai jų klampos yra nuo 2 iki 100 cSt @ 100 ° C, o klampos tarp 4 ir 8 cSt sudaro 80% viso PAO kiekio.

Poliinternalolefinai (PIO)
PIO sintetinami iš n-olefinų (C15-C16) ir susideda daugiausia iš dimerų ir trimerų. API klasifikuoja PIO kaip V grupę; ATIEL priskiria VI grupei.

Skysčiai iš dujų (Gas to liquids arba "GTL")
Anglies monoksido ir vandenilio mišinio sintetinių dujų susidarymas su vėlesne „Fischer-Tropsch“ tipo sinteze ir neapsiriboja tik gamtinių dujų naudojimu GTL atveju. Atsinaujinančios žaliavos ar bet kokios rūšies biomasė gali būti naudojamos kaip žaliavos ir „Fischer-Tropsch“ sintezės būdu paverstos ("green crudes") skysčiais. Kartu tai dažnai naudojama sintetinant izo-parafinus, pasižyminčius tokiomis pačiomis savybėmis kaip PAO, pavyzdžiui aukštu klampumo indeksu, pliūpsnio temperatūra ir mažu lakumu. API institutas klasifikuoja GTL bazines alyvas kaip III bazinių alyvų grupę.

Bio-Olefinai
Biologinių procesų metu angliavandeniliai susidaro sintezės metu, o biomasė ir atsinaujinantys šaltiniai naudojami kaip žaliavos. Daugelis biologinių olefinų yra išsišakoję ir nesotieji, todėl norint pašalinti dvigubus ryšius ir gauti tinkamas savybes alyvai-tepalams gaminti, reikia hidrinimo proceso.

Skysčiai iš anglies
Panašiai kaip ir GTL, anglis-skysčiai (CTL) metodas naudoja „Fischer-Tropsch“ procesus sintetinant dujas, kurios vėliau tampa žaliava, nors yra ir daugiau tiesioginių metodų, tokių kaip akmens anglies pirolizė. Tačiau „Fischer-Tropsch“ taip pat gali būti naudojamas perdirbant biomasę atsinaujinantiems angliavandeniliams sintetinti.


Polinių sintetinių bazinių alyvų tipai

Esteriai
Esteriai yra plati sintetinių bazinių medžiagų klasė ir apima mono, dvibazius, poliolio ir aromatinius esterius, kurių kiekvienas turi skirtingą molekulinę struktūrą ir savybes. Jie dažnai yra sintetinami iš mono arba daugiavalenčių alkoholių ir mono ar daugiavalenčių rūgščių, kurios visiškai gali būti gaunamos iš atsinaujinančių šaltinių. Paprastai esterio skysčiai pasižymi ypač patraukliomis savybėmis, tokiomis kaip priedų tirpumas (kurių neturi kitos sintetinės bazinės alyvos, pavyzdžiui PAO), puikus tepumas ir lakumas kaip PAO ir tinkamai pasirinkus molekulinę sudėtį gali būti potencialiai greitai biologiškai skaidomi. Tačiau esteriai kenčia nuo mažo hidrolizinio stabilumo aukštoje temperatūroje, todėl esteris suyra į rūgštis, galinčias pakenkti mechaniniams komponentams. Reaktyvinių turbinų ir specialios paskirties hidraulinių tepimo alyvų sudėtyje dažniausiai naudojami esteriai:

• Diizotrideciladipatas (DITA)
• Trimetilolpropano esteris (TMP- (C8-C10) 3)
• Pentaeritritolio tetraesteris (PE- (C5-C10) 4)

Polialkileno glikoliai (PAG)
Polialkilenglikoliai yra sintetinių polimerų šeima, gaunama iš naftos chemijos pagrindu pagamintų etileno oksido (EO) ir/arba propileno oksido (PO) monomerų. Šiuos monomerus galima gauti iš atsinaujinančių šaltinių, tokių kaip EO iš bioetanolio ir PO iš bioglicerino, išskyrus pradinę molekulę, pavyzdžiui, bio-butanolį. Priklausomai nuo pagrindo, jie gali būti tirpūs vandenyje arba netirpūs, atsparūs angliavandeniliams.
PAG dideliais kiekiais naudojami poliuretano gamyboje. PAG turi puikių specialių tepimo savybių.
Taip pat PAG bazinės alyvos turi aukštą klampos indeksą.

Estolidai
Nesočiosios arba hidroksikarboksilo riebios rūgštys, kaip atsinaujinantis (augalinis) šaltinis, pasižymi stipriomis tepimo savybėmis, kurias sunku išnaudoti tepimo produktuose dėl žemo veiksmingumo šaltyje ir blogo oksidacinio stabilumo. Tačiau paverstos estolidais jos tampa visiškai prisotintais, daugiausia angliavandenilių savybėmis pasižyminčiais antriniais esteriais su geresniu atsparumu oksidaciniam / žemos temperatūros poveikiui. Yra du (oleino) estolidų sintezės variantai:

• Polimerizacija, apimanti riebių rūgščių nesočiųjų (dvigubų ryšių) epoksidavimą.
• Hidroksi riebių rūgščių, tokių kaip ricinolio rūgštis (C18: 1-0H) iš ricinos aliejaus arba leskuerolio rūgščių (C20: 1-0H) reakcijos.

Bazinių alyvų raida ateityje
Griežtėjant aplinkosaugos reglamentams, augant susirūpinimui tvarumu ir elektrinių transporto priemonių, kurioms nereikia variklinių alyvų, populiarumui yra manoma, kad tepimo produktų pramonės ateičiai kyla pavojus. Taigi viso gamybos proceso gyvavimo ciklo analizė taps svarbesnė, nes vis daugiau įmonių visose pramonės šakose įsipareigoja sumažinti "teršalų" pėdsaką, gerindami veiklos efektyvumą ir mažindami išmetamųjų ir taršių dalelių kiekius.



UAB P. Markevičius ir Ko
Islandijos pl. 217-11, LT-49165, Kaunas, Lietuva

Darius Šeštakauskas
Tepimo produktų inžinierius
Mob. +370 687 75621
El.p. techDesk@pmarkevicius.lt


etepalai.lt
Teisinga alyva, teisingoje vietoje, teisingu laiku!