薛洪健，焦祖凱，王　凱，馬莉莉，張　卉，曹逸飛，秦一鳴（中海油（青島）重質(zhì)油加工工程技術(shù)研究中心有限公司，山東青島266500）

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光穩(wěn)定劑在加氫潤滑油基礎(chǔ)油中的應(yīng)用進(jìn)展

薛洪健，焦祖凱，王凱，馬莉莉，張卉，曹逸飛，秦一鳴
（中海油（青島）重質(zhì)油加工工程技術(shù)研究中心有限公司，山東青島266500）

摘要：對加氫潤滑油基礎(chǔ)油的光穩(wěn)定性機(jī)理，典型的光穩(wěn)定劑如紫外線吸收劑、激發(fā)態(tài)猝滅劑、氫過氧化物分解劑、自由基捕獲劑的組成與作用機(jī)理進(jìn)行了總結(jié)。對能夠改善加氫潤滑油基礎(chǔ)油光穩(wěn)定性的光穩(wěn)劑進(jìn)行了綜述，提出了光穩(wěn)定劑在加氫潤滑油基礎(chǔ)油中應(yīng)用方面的研究建議。

關(guān)鍵字：光穩(wěn)定劑；加氫潤滑油；基礎(chǔ)油；應(yīng)用進(jìn)展

加氫潤滑油基礎(chǔ)油與“老三套”工藝生產(chǎn)的潤滑油基礎(chǔ)油相比具有殘?zhí)康汀⒌蚝康?、熱穩(wěn)定性和低溫流動性好，對添加劑感受性好等優(yōu)勢。但通過加氫工藝生產(chǎn)的潤滑油基礎(chǔ)油，大都光穩(wěn)定性較差［1］。在受到日光照射或紫外線輻射情況下，加氫潤滑油基礎(chǔ)油往往會有顏色變化，甚至出現(xiàn)沉淀物等缺點，制約了油品的性能和應(yīng)用。通常研究認(rèn)為，油品中的氮化合物、重芳烴以及部分飽和的多環(huán)芳烴是造成加氫潤滑油基礎(chǔ)油光穩(wěn)定性差的主要原因［2］。研究人員使用了化學(xué)改質(zhì)法、調(diào)合法等不同方法以期改善加氫潤滑油基礎(chǔ)油的光穩(wěn)定性［3］。上述方法各有優(yōu)劣，在加氫潤滑油基礎(chǔ)油中加入光穩(wěn)定劑是一種成本低廉、快速簡單的提高基礎(chǔ)油光穩(wěn)定性方法。

光穩(wěn)定劑是一種添加到高分子材料、橡膠及各類化學(xué)產(chǎn)品中化合物，用來減弱或者消除紫外線的破壞作用，從而起到增強使用性能延長使用壽命的作用。

1　加氫潤滑油基礎(chǔ)油光氧化機(jī)理

照射向受體的光可被反射、散射和吸收，光氧化過程僅發(fā)生于可被吸收的光存在的情況下。目前，加氫潤滑油基礎(chǔ)油的光氧化機(jī)理普遍認(rèn)為其符合自由基機(jī)制，分為鏈引發(fā)、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止等階段［4］。具體過程可描述為，加氫基礎(chǔ)油中飽和烴、芳烴和膠質(zhì)的部分官能團(tuán)由于紫外線作用，激發(fā)至自由基態(tài)，然后在氧氣作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，該過程可能伴隨熱氧化過程。

2　光穩(wěn)定劑分類及作用機(jī)理

根據(jù)光穩(wěn)定劑在光氧化過程中的起到的不同作用，通?？煞譃椋鹤贤饩€吸收劑、激發(fā)態(tài)猝滅劑、自由基捕獲劑、氫過氧化物分解劑。不同種類穩(wěn)定劑介紹如下：

2.1紫外線吸收劑

紫外線吸收劑是目前應(yīng)用最廣的一類光穩(wěn)定劑，它能強烈地、選擇性地吸收高能量的紫外光，而自身又具有高度的耐光性，將吸收的能量轉(zhuǎn)換為熱能或無害的低能輻射釋放或消耗，防止官能團(tuán)被紫外光能量激發(fā)。按照化學(xué)種類可細(xì)分為：苯并三唑類、二苯甲酮類、水楊酸酯類、苯甲酸酯類及環(huán)芳烴等。

2.2激發(fā)態(tài)猝滅劑

含鎳配合物是應(yīng)用較多的激發(fā)態(tài)猝滅劑，這類穩(wěn)定劑吸收紫外光的能力很弱，在起到穩(wěn)定作用時本身無大的化學(xué)變化發(fā)生，但它能轉(zhuǎn)移分子激發(fā)態(tài)的能量，從而防止了自由基的產(chǎn)生，減少了光氧化過程。

2.3自由基捕獲劑

自由基捕獲劑能夠清除自由基，阻止自動氧化鏈反應(yīng)的發(fā)生，提高材料的光穩(wěn)定性。這類穩(wěn)定劑最常用的為受阻胺光穩(wěn)定劑，此類化合物對紫外線基本無吸收作用，但能夠捕獲自由基、分解產(chǎn)生的過氧化物，將激發(fā)態(tài)能量傳遞出去，達(dá)到高度的光穩(wěn)定性。

2.4氫過氧化物分解劑

氫過氧化物分解劑通過緩滯活性鏈的增長，起到穩(wěn)定作用，硫代雙酚型配合物是作用顯著的氫過氧化物分解劑。

3　光穩(wěn)定劑在加氫潤滑油基礎(chǔ)油中的應(yīng)用

在加氫潤滑油基礎(chǔ)油中加入合適的光穩(wěn)定劑是一種快速解決基礎(chǔ)油光穩(wěn)定性的簡便方法。光穩(wěn)定劑在各種材料中的應(yīng)用和研究日益廣泛，但是加氫潤滑油基礎(chǔ)油密切相關(guān)的光穩(wěn)定劑的報道、專利并不多。

李建明等［5］將苯并三唑型光穩(wěn)定劑、受阻胺型光穩(wěn)定劑和抗氧劑的單劑及進(jìn)行復(fù)配后，分別加入到蘭州煉油廠HVIWH125基礎(chǔ)油中，解決了基礎(chǔ)油光穩(wěn)定性較差的問題，光穩(wěn)定劑和抗氧劑在復(fù)配后，用量更少，即可達(dá)到光穩(wěn)定性要求。

李華等［1］研究了加氫處理潤滑油基礎(chǔ)油的組成及其與光穩(wěn)定性的關(guān)系，探討了加氫處理潤滑油基礎(chǔ)油中部分加氫多環(huán)芳烴的存在與其光穩(wěn)定性差之間的關(guān)系?？疾炝硕郊淄悺⒈讲⑷蝾?、受阻胺類光穩(wěn)定劑以及幾種抗氧劑對加氫處理潤滑油基礎(chǔ)油光穩(wěn)定性的影響。經(jīng)研究得到，加氫油的光穩(wěn)定性主要是受油品中的部分多環(huán)芳烴影響；添加抗氧劑或者光穩(wěn)定劑單劑時，油品的光穩(wěn)定性改善不大，將各類型的光穩(wěn)定劑和抗氧劑進(jìn)行復(fù)配，得到的復(fù)合穩(wěn)定劑能夠明顯地提高基礎(chǔ)油的光穩(wěn)定性，同時也使其熱穩(wěn)定性得到了提升，降低了成本，方便易行。

張科良、徐家業(yè)［6］將自制的紫外輻射吸收劑、受阻胺類光穩(wěn)定劑和抗氧劑添加到蘭州石化總廠生產(chǎn)的125N加氫潤滑油基礎(chǔ)油，研究了其對基礎(chǔ)油光穩(wěn)定性的影響。其自制的光穩(wěn)定劑和抗氧劑對125N加氫潤滑油基礎(chǔ)油的光穩(wěn)定性起到了一定的改善效果，但上述添加劑復(fù)合使用改善效果更為顯著。

Mobil Co.以氨基和硝基為鄰位或者對位的芳胺作為光穩(wěn)定劑，具有改善作用良好，但其加入造成油品顏色加深。Atlantic Richfield Co.認(rèn)為脂肪胺類化合物是一種效果優(yōu)良的光穩(wěn)定劑，與芳胺相比價格更為經(jīng)濟(jì)，且對提升油品的光穩(wěn)定性作用更為顯著。

4　建議

加氫潤滑油基礎(chǔ)油的光穩(wěn)定劑基本仍為通用型，品種也不多。隨著環(huán)保需求的日益強烈，順應(yīng)潤滑油添加劑無灰化發(fā)展的趨勢，適用于加氫潤滑油基礎(chǔ)油的專用型無灰化的光穩(wěn)定劑的開發(fā)研制是越來越強烈的愿望和切實需求。

根據(jù)目前潤滑油基礎(chǔ)油光穩(wěn)定劑的研究開發(fā)現(xiàn)狀，繼續(xù)篩選現(xiàn)有光穩(wěn)定劑，同時擴(kuò)大適用于加氫潤滑油基礎(chǔ)油的光穩(wěn)定劑的品種和數(shù)量，積極開展添加劑的復(fù)配研究。同時，對光穩(wěn)定劑的結(jié)構(gòu)與性能等基礎(chǔ)性研究工作繼續(xù)深入開展，從光氧化機(jī)理和潤滑油基礎(chǔ)油的結(jié)構(gòu)和組成入手，研究開發(fā)加氫潤滑油基礎(chǔ)油專用型高效光穩(wěn)定劑。

參考文獻(xiàn)

［1］李華，鄧遠(yuǎn)利，張輝.復(fù)合穩(wěn)定劑在加氫處理潤滑油基礎(chǔ)油中的應(yīng)用［J］.潤滑油，2008，23（4）：1- 6.

［2］李建明，王會東.加氫裂化潤滑油基礎(chǔ)油用光穩(wěn)定劑［J］.精細(xì)石油化工進(jìn)展，2002，3（3）：39- 43.

［3］王會東.加氫潤滑油基礎(chǔ)油的安定性研究進(jìn)展［J］.潤滑油，2002，17（4）：6.

［4］張景河.現(xiàn)代潤滑油與燃料添加劑［M］.北京：中國石化出版社，1991.105- 106.

［5］李建明，王東會.光穩(wěn)定劑在加氫裂化潤滑油基礎(chǔ)油中的應(yīng)用研究［J］.精細(xì)石油化工進(jìn)展，2003，4（4）：30.

［6］張科良，徐家業(yè).加氫潤滑油基礎(chǔ)油光穩(wěn)定劑的研制［J］.高?；瘜W(xué)工程學(xué)報，2006，20（2）：310- 314.

Application progress in light stabilizer for hydrotreated lube base oil

XUE Hong-jian，JIAO Zu-kai，WANG Kai，MA Li-li，ZHANG Hui，CAO Yi-fei，QIN Yi-ming
（CNOOC Heavy Oil Processing Engineering Research Center Co.，Ltd.，Qingdao 266500，China）

Abstract：Light stability mechanism of hydrotreated lube base oil，composition and mechanism of various types of ordinary typical light stabilizers，including ultraviolet absorbent，excited state quenchers，hydrogen peroxide decompositers，free-radical catchers，are summarized. Suggestions on the research and application of light stabilizers which added to hydrotreated lube base oil were proposed.

Key words：light stabilizer；hydrotreated lube oil；base oil；research progress

中圖分類號：TE624.8+2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tq. 20160643

收稿日期：2016- 03- 28

作者簡介：薛洪健（1988-），男，助理工程師，從事潤滑油產(chǎn)品開發(fā)及工藝研究工作。