Минералка или синтетика: что нужно знать о базовом масле

При выборе моторного масла есть несколько ключевых моментов: вязкость, рекомендации производителя, допуски и, наконец, ваши финансовые возможности. Прежде чем разбираться в тонкостях подбора, выясним, как масло получают, очищают и перерабатывают, а также как все эти процессы влияют на качество готового продукта.

Из нефти — в масло

Углеводороды в составе нефти имеют различную молекулярную массу и, как следствие, разные температуры кипения. Этот показатель важен при первичной переработке нефти, также называемой"перегонкой«, которая позволяет поделить нефть на фракции. Сырая нефть подогревается в печи до 350°С и подаeтся в атмосферную колонну в виде смеси газа и жидкости.

В атмосферной колонне нефть разделяется на фракции в зависимости от температуры кипения каждой из них:

1. На самом верху выделяется газовая фракция, из которой в дальнейшем с помощью синтеза получают пластик, полиэтилен, резину и другие материалы.
2. Ниже выделяется бензиновая фракция. Впоследствии из неe получится то самое топливо, которое мы заливаем в автомобиль.
3. Следом выделяется керосиновая фракция, которая используется в качестве моторного топлива для авиации и крупной техники.
4. Под ней находится газойлевая фракция, используемая в производстве дизельного топлива.

После выделения этих фракций в атмосферной колонне остаeтся мазут, который перемещается в вакуумную колонну. Далее уже мазут подвергается аналогичному разделению под вакуумом. Из мазута выделяют:

• несколько масляных фракций;
• гудрон, который представляет собой почти твeрдый остаток: он оседает на дне колонны. Из гудрона получают так называемые остаточные масла и битум, который используется в строительстве дорог.

На сегодняшний день действует международная классификация американского института нефти (API — American Petroleum Institute), по которой все производимые базовые масла делятся на пять групп в зависимости от происхождения, количества в них ненасыщенных углеводородов, серы и присущего им индекса вязкости:

Масла I, II и III групп получаются непосредственно из нефти и называются минеральными. Отличаются они степенью и способами очистки.

I — полученные методом селективной очистки и депарафинизации растворителями нефти;
II — полученные с помощью гидроочистки;
III — полученные благодаря процессам гидроизомеризации, гидрокрекинга и каталитической гидроизодепарафинизации;

Для каждой следующей группы новые процессы очистки не заменяют старые, а добавляются к ним. Проходя каждую стадию, масло становится на порядок чище — от первой к третьей группе. Подробнее о процессах очистки расскажем далее.

При производстве базовых масел IV и V групп задействуют технологии органического синтеза, поэтому их относят к синтетическим:

IV — масла на основе полиальфаолефинов.
V — масла на основе различных химических соединений, не вошедших в предыдущие группы.

Группа I

Чтобы получить базовое масло первой группы, масляную фракцию необходимо подвергнуть очистке.

1. Селективная очистка растворителями снижает содержание ароматических углеводородов, чтобы повысить стабильность конечного продукта.
2. Депарафинизация, как видно из названия, снижает содержание парафинов. Благодаря этому замедляется скорость застывания масла при низких температурах.

Получившиеся масло имеет свой набор сильных и слабых свойств.

Достоинства:

• простой процесс создания таких масел;
• низкая стоимость производства;
• хорошая растворимость присадок.

Недостатки:

• слабая окислительная стабильность;
• высокая способность к образованию отложений;
• работа в узком диапазоне температур;
• сильный запах нефтепродуктов.

Стоит сказать, что из-за простоты производства на эти масла приходится до 70% мирового объeма смазочных материалов. Это самая распространeнная группа масел.

Группа II

Для получения базовых масел второй группы в дополнение к уже перечисленным процессам добавляется гидроочистка. Гидроочистка снижает содержание примесей серы и азота. В противном случае они образуют агрессивные соединения, разрушающие двигатель (к ним относятся коррозия, серная кислота).

Достоинства:

• меньше примесей серы, азота, тяжeлых металлов и ароматических углеводородов по сравнению с первой группой;
• более однородная структура сырья;
• более высокий индекс вязкости;
• низкая испаряемость масла;
• улучшенная термоокислительная стабильность.

Недостатки:

• всe ещe низкий индекс вязкости в сравнении с III группой (от 80 до 120 против 120+);
• более высокая себестоимость в сравнении с I группой.

Группа III

Для получения базовых масел третьей группы сырьe подвергают дополнительным процессам. К ним относятся:

• гидроизомеризация,
• гидрокрекинг,
• каталитическая гидроизодепарафинизация.

Благодаря специальной технологии, применяемой специалистами ЛУКОЙЛ, в процессе гидроизомеризации минеральное сырьe подвергается очень глубокой переработке на молекулярном уровне. Такая очистка позволяет получать масла группы III+ (VHVI-масла, от английского Very High Viscosity Index — «очень высокий индекс вязкости»). Они состоят из углеводородов с низкой температурой застывания.

Масла группы III+ отличаются следующими характеристиками.

Достоинства:

• высокий индекс вязкости (больше 140);
• стойкость к окислению;
• наименьшее содержание примесей и ароматических углеводородов;
• низкая испаряемость (уменьшается расход масла на угар).

Недостатки:

• стоимость производства (примерно в 2,5 раза выше масел первой группы).

По своим свойствам масла группы III+ очень близки к «чистой синтетике», а по ряду показателей превосходят еe.

Группа IV

Учeные до сих пор активно дискутируют над вопросом: хватит ли человечеству ископаемых ресурсов. Работая на опережение, химики создали особые соединения — полиальфаолефины, сокращeнно ПАО, которые уже сейчас могут стать альтернативой нефти как источника.

Получают полиальфаолефины путeм реакций синтеза из этилена. ПАО производят на сложных химических установках, «сшивая» короткие молекулы компонентов природного газа в более длинные, которые называются деценами. Итоговые масла и смазочные материалы обладают исключительными характеристиками.

Достоинства:

• очень высокая окислительная стабильность;
• малая испаряемость;
• высокий индекс вязкости;
• высокая температурная толерантность: от −70 °C до +180 °C.

Недостатки:

• плохая способность к смешиванию с присадками;
• малая область применения.

В отличие от масел на минеральной основе, синтетические базовые масла плохо растворяют присадки. При этом без присадок базовое масло будет значительно хуже работать, его придeтся чаще менять, чтобы избежать образования пены, окисления масла и других неприятных последствий. Подробнее о свойствах присадок мы расскажем в будущей статье.

Необходимость использовать полностью синтетические масла существует только в автоспорте. Высокофорсированные двигатели нуждаются в особых маслах и смазках, поскольку значительную часть времени работают на предельных режимах.

Группа V

В пятую группу могут входить любые соединения, которые не вписываются в первые четыре.

Среди прочих, к пятой группе относятся масла на основе сложных эфиров, так называемые эстеры. Эстеры являются полностью синтетическим базовым маслом, во многом превосходящим ПАО, которое образует прочную масляную плeнку на металлических деталях благодаря полярности молекул.

Чаще всего эти масла используют в комплексе с другими базовыми маслами для улучшения свойств смазки. Готовых продуктов на основе пятой группы не производят из-за слишком высокой стоимости на всех этапах создания.

Что выбрать: «минералку» или «синтетику»?

Прямого и однозначного ответа на этот вопрос быть просто не может. Для каждого вида техники есть свои рекомендации производителя, свои допуски, условия эксплуатации, возраст или износ самого агрегата. Те масла, которые подойдут для нового турбированного двигателя, будут хуже работать, например, в двигателе с пробегом более 100.000 км.

Главное преимущество минеральной основы — доступность для потребителя и широкое распространение. Козырь в рукаве «чистой синтетики» — уникальные температурные условия, при которых эти масла продолжают работать.

При этом готовые продукты, которые основаны исключительно на маслах I группы, сегодня практически не встречаются. Это утверждение верно и для масел на основе IV группы — они слишком дорогие в производстве, крайне плохо растворяют комплекс присадок и, как следствие, требуют частой замены.