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日益增长的高粘度PAO市场

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  不少生产商正在致力于开发PAO和LAO,随之出现的是各种特别的产品。日臻完善的PAO对改善你的润滑油有没有好处?  

  十年前,高粘度的聚α-烯烃(PAO)仅占总份额的8%,粘度从40厘斯到100厘斯不等。当时PAO的全球年产量为38.5万吨,其粘度主要在4到10厘斯之间。  

  如今,全球PAO年产量已经超过了50万吨。API Ⅳ类基础油中,有四分之一属于高粘度基础油,而且其比例还在增加。尽管粘度越大,分子量也越大,但是现在的润滑油调和设备已经能够处理135厘斯、150厘斯,甚至300厘斯的高粘度润滑油了。

  英力士(Ineos Oligomers)

  英力士低聚物公司对高粘度PAO的发展作出了贡献。它朝着PAO生产龙头的宝座又迈上了一个新台阶。三年前,英力士在一个试验工厂开始制造高粘度PAO,后来又委托给了一个代加工工厂。去年,英力士表示,今年将在美国休斯顿附近的德克萨斯州拉波特地区新建一套PAO生产装置。

  英力士拉波特地区的高粘度PAO生产装置采用了茂金属催化剂技术,初始产能为每年2万吨。该工厂已经有过两次生产低粘度PAO的经验,这套新的装置有助于工厂实现多样化的生产。这个计划旨在解决高粘度原料的紧缺情况,其产品属于Durasyn品牌,粘度分别是50、100和135厘斯。

  做出这项决定后,这个化学巨头并没有止步。五月,它在美国德克萨斯州Chocolate Bayou的化工区计划采用一套崭新的线性α-烯烃(LAO)生产装置,其产品具有各种粘度。这个装置将在2018年投入使用,产能为每年42万吨。Chocolate Bayou是英力士在比利时的弗吕和加拿大的乔费尔之后成立的第三个LAO生产点。

  LAO由乙烯制备而来,它是生产PAO的主要烃原料,因此,产业链上游整合对英力士大有好处。拉波特工厂的低粘度LAO可以用来生产表面活性剂、清净剂和聚乙烯,而从十四烯得到的癸烯可以让英力士继续建立低粘度PAO的生产线。低粘度PAO的生产线预计在2018或者2019年启动。虽然工厂的具体位置还没有公布,但是人们猜测可能在拉波特或者Chocolate Bayou。

  埃克森美孚化工(ExxonMobil Chemical)

  与此同时,埃克森美孚化工也不甘沉寂。它推出了一个300厘斯的新品——SpectraSyn EliteTM300,其粘度指数为241。 

  这个产品由埃克森美孚化工2014年在德克萨斯州贝城建立的工厂生产。该厂高粘度茂金属PAO的年产量为5万吨。这个工厂已经生产过65和150厘斯的PAO,现在它的茂金属平台被选中来生产粘度更高的产品。

  美孚全球市场拓展经理Jack Hazel称,高粘度产品不只有重量发生了改变。他认为膜厚度、剪切稳定性和温度特性也得到了改善,这些对生产工业齿轮润滑油、发动机油、润滑脂和动力传动系统润滑油都有十分重要的作用。他说,这些特性改善了之后,生产出来的成品粘度合适,这样在节省能源的同时,也减少了磨损。 

  “从2015年第四季度开始,我们一直坚持着SpectraSyn EliteTM 300的研发工作,今年1月和3月还进行了现场测试。”Jack Hazel接着说:“这个PAO新品的粘度很大,倾点为-33℃。而仅次于它的PAO产品在-25℃凝固了,所以这个产品相当不错。”

  埃克森美孚化工化学工程师Mike Sheehan表示,这种极高粘度的产品对于调配ISO VG32到VG1000甚至更高等级产品的调油厂具有吸引力。“如果使用的是只有40厘斯的PAO,那么你无法生产出ISO1000或者ISO1500这样的高等级润滑油了。”他指出:“如果用40厘斯的PAO生产ISO320等级的润滑油,那么该PAO得占总原料的92%。但是如果采用的是300厘斯的PAO,那么原料不需要这么多了。选择粘度更高的PAO能够减少原料,节省成本。另外,我们也有很多客人说他们只有一个储存罐来保存高粘度PAO。这也是选择更高粘度原料的原因。” 

  “事实上,假如你用300厘斯的基础油来取代40厘斯的,那么你可以在制造ISO VG300润滑油的时候节省40%(高粘度)原料。”埃克森美孚化工合成油全球市场经理Brad Rinderknecht强调说:“这样你既可以减少调油过程中的损耗,又可以生产出更好的产品。”在严格的KRL圆锥滚子轴承实验中,人们通过剪切稳定性测试来选择合适粘度的齿轮油。使用SpectraSyn EliteTM 300时齿轮能够在20℃下连续工作100个小时,而且测试结束后的剪切损失低到无法测出。

  上海纳克(Shanghai NACO)

  作为亚洲的PAO 商业化装置——上海纳克有力抓住了市场发展大潮的先机。

  2014年初,上海纳克的PAO工厂在上海化学工业区建成投产,为PAO市场注入了新的活力。上海这家工厂主要制造中高粘度PAO,年产能为1.5万吨,品牌名称为 “Sinosyn”,其主力产品粘度在40到100厘斯之间,同时该工厂还规模化生产烷基化合成基础油(如烷基萘,二烷基苯等)。这些合成基础油是用于调配车用润滑油、工业齿轮油和润滑脂的理想原料。

  2015年12月,上海纳克与山西潞安集团在中国山西省长治市建成一家各持股 50% 的合资工厂,该工厂主要生产高粘度PAO(PAO150等),是世界采用费托α-烯烃生产PAO的装置。

  2015年初,上海纳克首批合成基础油产品正式发往了北美的休斯顿、芝加哥和新泽西等地。之后,上海纳克分别在日本、韩国、印度、俄罗斯、澳大利亚和德国等地确定合作伙伴,出口订单与日俱增。

  而在中国国内,上海纳克正利用自产合成基础油的原料优势,推出各类型合成型车用润滑油,积极介入中国庞大的汽车养护市场。2016年一季度,上海纳克在中国内地推出一款超长换油周期的全合成柴油发动机润滑油——纳克极能S6 CI-4 15W-40。2016年5月,再度发布以Sinosyn合成润滑技术研制的纳克金极能系列汽油发动机润滑油,使用高品质的合成基础油调配的合成润滑油其换油周期可达到普通矿物润滑油的2至3倍。

  值得说明的是,与另外几家跨国巨头相比,上海纳克的高粘度PAO具有明显的价格优势,因此,对中国润滑油成品制造商具有很大吸引力,缓解了中国因合成油价格昂贵导致使用比例过低的问题。同时,作为一家中国本土的润滑油公司,在质量同等的前提下,上海纳克还可为特定企业定制特定粘度级别的产品。

  上海纳克的副总经理刘中文表示,随着近两年来上海纳克PAO产品线的不断丰富,公司正向制造领域大步迈进,未来也将致力于满足中国市场对高品质润滑油和添加剂不断增长的需求。

  雪佛龙菲利普斯化工(Chevron Phillips Chemical )

  雪佛龙菲利普斯化工也抓住了润滑油和润滑脂市场亟需高粘度PAO的热潮。  

  雪佛龙利用专利的茂金属催化工艺来生产65、100、150厘斯的茂金属PAO。在德克萨斯州帕萨迪纳的代工厂中,高粘度PAO的年产能为0.9万吨;在德克萨斯州锡达河口和比利时贝灵恩的工厂中,低粘度PAO的年产能为10.8万吨。 

  5月,在摩擦学者和润滑工程师协会的发表会上,雪佛龙的全球PAO技术服务经理Ken Hope提醒与会者,由于过去十年里生产APIⅠ类基础油的工厂不断减少,导致光亮油供应紧缺,因此包括PAO在内的各种高粘度基础油现在需求很大。除了PAO之外,较高粘度的中性油、聚亚烷基二醇、烷基萘、聚异丁烯等等也是常用的高粘度基础油,但是这些材料的缺点也是有目共睹的。 

  在这些高粘度基础油当中,茂金属PAO性能优越,具有强大的竞争力。举个例子,雪佛龙的Synfluid 100厘斯茂金属PAO有很强的抗氧化性,其倾点为-42℃,粘度指数为190。它的粘度指数比同样粘度等级下的普通PAO高了20。 

  霍普在报告中还指出,近期的研究结果表示茂金属PAO还具有其他优点。人们在ASTM D892润滑油起泡性能的标准试验中发现,Synfluid 100茂金属PAO比一般的PAO更难出现起泡现象。“起泡的润滑油负载能力下降,无法泵起,所以泡沫特性也是润滑油生产商考虑的指标。”他说:“为什么茂金属PAO不容易起泡?其中的原因我们也不清楚。但是试验结果显示它们是不一样。”要想挖掘其中的奥妙,人们还得继续实验。 

  增稠性能也是一大问题。数据显示,如果生产商把茂金属PAO与低粘度PAO或者矿物油混合搅拌,那么得到的成品会具有较高的粘度指数和较低的倾点(少于-50℃),因此,高粘度基础油虽然往往很昂贵,添加少量却能大大减少成本。

  尽管当下高粘度PAO大受欢迎,但是雪佛龙仍然坚持开发低粘度PAO。三月底,雪佛龙的董事会决定在锡达河口的工厂生产低粘度PAO,产能为一年1万吨,其利润在20%。现在正在筹备建设,预计在2017年中开始动工。近期锡达河口工厂的PAO年产量比原来的增加了10万吨,得益于雪佛龙实现了上游整合,以后低粘度PAO的生产可以获得足够的原料。 

  埃克森美孚化工Brad Rinderknecht认为,润滑油市场现在青睐的产品,因此产品多样化变得十分重要。他说:“2015年见证了PAO销售额破纪录;2016年季度的销售额也十分稳定,甚至在各个地区的销售额都稍稍超过了之前的。去年,人们曾一度为低粘度基础油的供应担心,如今看来市场已经趋向平衡了。” 

  他还说,其实高粘度茂金属PAO的试验工厂缓解了市场的紧缺。“很多生厂商倾向于使用癸烯,但是它的供应量较少。过度依赖癸烯的生产商会有不少麻烦。”

  相反,生产茂金属PAO一般可以使用多种烃作为原料,可以是C8到C12或者C8到C14,这意味着生产原料变得更充裕了。“如果人人都拿癸烯当作原料,那么PAO的供应量会减少15万吨。这样的话PAO该有多么缺乏?”

  幸运的是,LAO和PAO新品供应正在不断进入市场。目前看来,癸烯的紧缺暂时还不会构成威胁。
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