Химический состав масел и их эксплуатационные свойства

Анализ индивидуального состава вакуумных дистиллятов сопряжен с трудностями из-за большого количества гибридных углеводородов. Анализ группового химического состава современными физико-химическими методами (хроматография, все виды спектроскопии) показал, что основной составляющей вакуумных дистиллятов являются нафтеновые углеводороды различной степени цикличности (от 1 до 5 колец на молекулу): производные циклопентана и циклогексана. Предполагается, что содержание пятичленных нафтеновых углеводородов превышает в два раза содержание шестичленных нафтенов, однако это предположение не подтверждено данными ИК-спектроскопии. В масляных фракциях легких парафинистых нефтей нафтеновые углеводороды представлены монои бициклическими структурами, в то время как масляные фракции тяжелых смолистых нефтей содержат полициклические нафтеновые углеводороды.

Ароматические углеводороды являются второй основной составляющей вакуумных погонов. Ароматические углеводороды представлены моно-, би-, и трициклическими углеводородами, а также углеводородами, молекулы которых содержат более четырёх колец. Ароматические углеводороды исследованы более полно, чем нафтеновые. Парафиновые углеводороды С₂₀-С₃₅ присутствуют в вакуумных дистиллятах всех нефтей. В масляных фракциях различных нефтей присутствуют жидкие и кристаллические (твердые) углеводороды. Жидкие парафины представлены углеводородами изостроения, нормальные парафины являются твердыми. Парафиновые углеводороды обладают очень низкими значениями вязкости, но имеют очень высокий индекс вязкости. С ростом молярной массы растет температура плавления парафинов.

Твердыми углеводородами в масляных фракциях могут быть не только нормальные парафины, но и углеводороды нафтенового, ароматического и нафтено-ароматического типа. Содержание твердых углеводородов в вакуумных дистиллятах возрастает с повышением температуры кипения вакуумных дистиллятах, одновременно меняется и характер твердых углеводородов. В низкокипящих масляных фракциях углеводороды представлены в основном парафиновыми углеводородами нормального строения. По мере повышения температуры кипения содержание твердых нормальных парафинов падает, и возрастает количество твердых изопарафиновых и циклических углеводородов.

Основными показателями качества смазочных масел являются: уровень вязкости и вязкостно-температурные свойства; температура застывания; устойчивость к окислению кислородом воздуха (химическая стабильность); стабильность при рабочих температурах (термостабильность); смазывающие, защитные и антикоррозионные свойства. Наилучшими вязкостно-температурными свойствами обладают изопарафиновые и нафтеновые УВ, химически стабильны малоциклические нафтены, нафтено-ароматические компоненты и высокомолекулярные сернистые соединения. Смазывающая способность максимальна у ароматических соединений и смол. Однако они обладают низкими вязкостно-температурными и антиокислительными характеристиками и подлежат удалению.