石油产品添加剂思考题

第三章 润滑油基础油的生产工艺

1.润滑油基础油生产中为什么要进行溶剂精制？溶剂精制的采用什么原理？有哪些溶剂可用？我国常用什么溶剂？

目的：除去多环短侧链芳烃、胶质、环烷酸以及含硫、氮、氧的化合物等润滑油的非理想组分。提高油品的抗氧化安定性、改善颜色、降低残炭。 原理：利用某些有机溶剂对润滑油料中的理想组分和非理想组分具有不同的溶解度(胶质＞多环芳烃＞少环芳烃＞环烷烃＞烷烃)。

可用溶剂:NMP（N-甲基吡咯烷酮）、糠醛、苯酚，我国常用糠醛。

2.润滑油为什么要脱蜡？有哪些脱蜡方法？蜡对润滑油有何影响？溶剂脱蜡的原理是什么？

脱蜡目的：保证润滑油的低温流动性能，如凝点、低温泵送性能等。

脱蜡方法:冷榨脱蜡、溶剂脱蜡、吸附脱蜡、尿素脱蜡、细菌脱蜡、催化脱蜡（临氢降凝）

对润滑油的影响：石蜡主要是正构烷烃，温度降低后容易从油中结晶析出并逐渐形成三维空间网状结构，从而使润滑油的流动性变差 原理：（1）油料在低温下冷冻结晶。

（2）蜡与油的固-液分离(主要用过滤，也用离心)。

（3）加入各种溶剂，降低脱蜡油料溶液的粘度，同时创造良好的结晶条件，便于蜡晶与脱蜡油液的精确分离。

3.润滑油为什么要补充精制？补充精制的方法有哪些？它们的产品有何特点？

原因：溶剂精制、溶剂脱蜡后，质量基本达到要求，但仍残留少量的溶剂及一些有害物质(胶质、沥青质、含硫化合物、含氮化合物、有机酸、水等极性物质)，影响油品的色度、安定性、抗乳化性等，需要将这些物质从润滑油中脱除。 方法：白土补充精制(我国常用)、加氢补充精制 产品特点：

加氢补充精制：工艺简单、操作方便、油品收率高、无白土污染等优点，发展很快。但是某些特种润滑油品的生产仍必须白土精制才能满足要求。 白土补充精制：脱硫能力差、脱氮能力强、精制油凝点回升小、光安定性比加氢精制油好。缺点是：自动化程度低、操作繁重、废白土难处理。

4.加氢处理润滑油、异构脱蜡润滑油、溶剂精制润滑油分别有何特点？

加氢处理润滑油：润滑油基础油收率高、粘度指数高、挥发度低于溶剂精制油、对添加剂的感受性较好、广安定性差。

异构脱蜡润滑油：粘度指数高，凝固点低，氧化安定性好，颜色浅。 溶剂精制润滑油：氧化安定性差、残炭值降低、颜色浅、低温流动性好。

第四章 摩擦与润滑

1.埃蒙顿-库仑定律的内容是什么？

1）摩擦与两物体的接触面的大小无关；2）摩擦阻力与垂直负荷成正比；3）在动摩擦中，摩擦阻力与滑动速度无关。

2.金属表面层的结构是怎样的？

最外面的一层是脏污层如手汗油污、灰尘等，其厚度约为300A；

第二层是吸附分子层,是从周围大气中吸附来的气体、液体分子，厚3-30A； 第三层是氧化层，是金属表面与空气中的氧化合而成的,厚度为100-200A； 第四层是加工变质层又叫贝比层或微细结晶层,约厚10000A； 再下面就是金属基体.。

3.真实接触面与负荷之间成什么关系？

实际上，大部分经过机械加工的金属表面的微凸体高度分布都接近于高斯定律，因之实际接触面积Ａ与负荷Ｗ是成正比的，即：Ａ＝ＫＷ

4.产生摩擦的机理有哪些？

1）机械啮合理论：认为摩擦力缘于接触面的粗糙程度，相互接触的两面的粗糙峰相互啮合、碰撞以及产生的塑性和弹性形变，特别是硬的粗糙峰嵌入软表面后在滑动过程中产生的形变会引起较大的摩擦力；

2）分子作用理论：由于分子的活动性和分子作用力可以使固体粘附在一起产生滑动阻力，且随实际接触面积的增大而增大；

3）粘着理论：金属表面间的摩擦首先是在接触点发生了粘结．当两表面相对运动时，必须要有足够大的切向力来剪断这些粘结点．另外，较硬的金属表面的微凸体会在软的金属表面上犁出沟来．粘结和犁沟就是引起摩擦的原因，剪断粘结点和犁沟时所需的切向力就是用来克服摩擦阻力的。

5.润滑可分为哪些形式？

气体润滑是用空气、氢气、氦气等作润滑剂； 液体静压润滑是利用外部设备，向摩擦表面间供给一种具有压力的液体将两摩擦表面分开，并由液体的压力平衡外载荷； 液体动压润滑则是由摩擦面间的相对运动，使收敛形缝隙中的粘性液体产生压力用以平衡外负荷,并使液体形成足够厚的油膜将两摩擦表面完全隔开。

液体动压润滑又包括一般载荷下的情形即流体动力润滑和重载荷下的弹性流体动力润滑，此外还有边界润滑。

6.什么叫流体动力润滑？什么叫弹性流体动力润滑？

流体动力润滑是利用粘性液体能牢固地粘附在机械表面，机械运转时,液体被带入机械间隙中的作用实现的；

弹性流体动力润滑是在较大压力下,考虑到压力对零件弹性变形和润滑油粘度影响的润滑。

7.轴承特性因数的公式说明了什么？

说明润滑油粘度越大、轴的转速越大、负荷越小，则更容易形成流体动力润滑。

8.画出司垂帕克曲线并标出润滑的分区。

9.载荷对润滑油的粘度有何影响？对弹性流体动力润滑的形成有何作用？

高压力的一重要影响是使润滑油的粘度变大，载荷增加，润滑油粘度也增加； 在弹性流体动力润滑中，由于在很高压力下粘度的增大和表面变平的联合作用，产生了增效应，使摩擦表面间得以保持住足够候的油膜，在油膜中并能产生较大的压力，足以和赫兹压力抗衡,保证了油膜不被挤出，防止了机件表面的磨损。

10.边界润滑靠什么形成？

在负荷增大或粘度、转速降低、粗糙度太大的情况下,液体动压油膜将会变薄，当油膜厚度变薄到小于摩擦面微凸体的高度时,两摩擦面较高的微凸体将会直接接触，其余的地方被一到几层分子厚的极性吸附油膜即边界膜隔开，由这层边界膜提供的润滑叫边界润滑。

第五章 清净分散剂

1.清净分散剂有哪些作用？

用在内燃机油中起酸中和、洗涤、分散、增溶作用，抑制发动机气缸、活塞等处形成漆膜和积炭、防止粘环,减少磨损和金属部件腐蚀，抑制低温油泥的聚集。

2.清净分散剂有哪些品种？这些品种有何优缺点？

金属清净剂：

1）磺酸盐：优点—成本低，高温清净效果好，中和能力强,防锈性好；缺点—对油品氧化有促进作用。

2）硫化烷基酚盐：优点—抗氧化抗腐蚀能力优异，高温清净性和酸中和能力强；缺点—分散能力较差。

3）烷基水杨酸盐：清净性很好，中和能力很强，高温下稳定，并具有一定的抗氧化和抗腐蚀性能，它与其它添加剂复合适用于各种汽、柴油机油。与硫化烷基酚钙相比，清净性更强些，但抗氧抗腐蚀性差一些。

4）硫磷酸盐：其低温分散性能比磺酸盐和烷基酚盐好，缺点是热稳定性较差。

5）环烷酸盐：扩散性能优异，清净性较差。 无灰分散剂：

1）聚合型无灰分散剂：油溶性的带有含氮基团的高聚物与金属清净剂有较好的协合效应，而且对于改善低温油泥有好的效果。

2）丁二酰亚胺型无灰分散剂：有的改善低温油泥的效果显著，有的改善高温漆膜的作用好。（视具体化合物有异）。

3）丁二酸酯：具有很好的抗氧和高温稳定性，在高强度发动机运转中可有效控制沉淀物生成。

4）无灰膦酸酯：具有优良的耐热性，分散油泥的能力较丁二酰亚胺差一些，但生成漆膜的倾向小。

5）苄胺：具有较好的分散性和沉积控制，还具有一定的抗氧性。

3.清净分散剂的作用机理是什么？为什么内燃机油中要加入清净分散剂？

1、增溶作用：使润滑油氧化及燃料不完全燃烧生成的非油溶性胶质增溶于油内。

2、分散(胶溶)作用：吸附于金属表面成为一层覆盖膜,从而阻止胶质及烟灰粘附于金属表面上；吸附于烟灰及其它非油溶性的固态粒子表面成为一层复盖膜,从而阻止它们聚集成较大粒子和在金属表面上沉积。

3、酸中和作用：中和由润滑油氧化和燃料不完全燃烧所生成的酸性氧化产物或酸性胶质，使其失去活性，并变为油溶性,而难以再缩聚成为漆膜沉积物；中和含硫燃料燃烧生成的SO2、SO3及硫酸以抑制其促进烃类氧化生成沉积物的作用；抑制这些酸性产物促进活塞环及钢套间的腐蚀磨损作用。

4. 洗涤作用：在油中呈胶束的清净剂对生成的胶质和积炭有很强的吸附能力，它能将粘附在活塞上的漆膜和积炭洗涤下来而分散在油中。

4.磺酸盐是如何合成的？

（1）磺化：磺化过程主要是将烷基苯或润滑油中的烷基芳烃与磺化剂作用以

制取油溶性磺酸。

(2)钙化：钙化过程主要是将烷基苯磺酸或石油磺酸先与氧化钙(或氢氧化钙)进行中和反应得到中性磺酸钙(或称正盐)，然后再在过量氧化钙与助催化剂存在下，制取中碱性磺酸盐或高碱性磺酸盐。

5.分散剂与清净剂的结构有何不同？

清净剂的分子结构中都有金属存在，以提高清净剂的碱度；分散剂分子中无金属元素，且有非极性长链，油溶性较好。

6.清净剂的碱性是如何划分的？

清净剂的碱性根据碱值（即与1g碱式盐(或正盐)产品中碱性组分等物质量的KOH毫克数相近，实为中和1g碱式盐(或正盐)产品所需盐酸量,以其等物质量的KOH毫克数值表示）表示。

第六章 抗氧化添加剂

1.润滑油中为什么要加入抗氧化添加剂？

氧化引起的润滑油性质变化：

1.粘度增长：由于温度高，与氧气和金属接触，易使润滑油氧化，在氧化初期，生成醛、酮、醇、酸等，进一步氧化就生成高分子聚合物，致使润滑油粘度变大，油中出现沉淀物。另外由于金属的催化作用，也会使润滑油的氧化加剧，促进胶质生成和粘度的增加。使得润滑油泵供油不足，出现润滑失败，甚至拉缸、烧瓦。

2. 氧化产物的腐蚀性：润滑油氧化会生成酸性物质，使得油品的酸值升高，易对内燃机造成腐蚀。

2.润滑油氧化经历哪些动力学过程？

（1）氧化的诱导期：这期间没有明显的氧化产物产生，中间产物(过氧化物)慢慢积累(量变蕴涵着质变，表面平静)；

(2)加速期：中间产物到一定浓度，氧化分支链反应成主导地位，氧化反应加速进行(量变到质变)；

(3)迟缓期:产物对反应起阻止作用(走向反面)。

3.润滑油氧化的产物有哪些？

醇、醛、酮、羧酸、聚酯、聚醚、胶质、沥青质、漆膜。

4.抗氧化添加剂有哪几类？每类都有哪些代表性的化合物？

1）抗氧抗腐剂：

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