润滑油上游产品分析

第一节 润滑油基础油市场 分析

一、润滑油基础油概述

矿物润滑油基础油又称中性油。中性油粘度等级以37.8℃（100）的赛氏粘度（秒）表示，标以100N、150N、500N等；而把取自残渣油制得的高粘度油，则称作光亮油（bright oil），以98.9（210℉）赛氏粘度（秒）表示，如150BS、120BS等。我国于70年代起，制定出三种中性油标准，即石蜡基中性油、中间基中性油和环烷基中性油三大标准，分别以SN、ZN和DN加以标志。例如：75SN、100SN、150SN、200SN、350SN、500SN、650SN和150BS。但是，SN油的粘度以40℃的运动粘度，BS则以100℃运动粘度划分。这些中性油的规格标准已在国内实行了一段时期，对于润滑油总体生产技术起了促进和提高作用。

中国石化总公司从90年代起按照国际上通用的中性油分类方法，并根据国内原油性质和粘度指数，把中性油分为UHVI（超高粘度指数，粘度指数>140）、VHVI（很高粘度指数，粘度指数>120）、HVI（高粘度指数，粘度指数>80）、MVI（中粘度指数，粘度指数40-80）和LVI（低粘度指数，粘度指<40）四大类。另外，根据大跨度多级内燃机油、液力传动油、高性能极压工业齿轮油等高档油品对中性油的性质要求，又订出了HVIS和MVIS两类深度精制的中性油标准，以及HVIW和MVIW两类深度脱蜡的中性油标准。这些中性油的氧化安定性、抗乳化性、蒸发损失和倾点等指标均较前面几种中性油规定了更高的要求。

二、我国润滑油基础油生产现状

1、生产厂家众多

近年来我国润滑油基础油 行业 发展迅速，生产厂家主要在中石油和中石化两大系统，按产品类别生产企业分为：

1）以大庆原油为依托生产石蜡基中性油的厂家如：大连石油化工公司、大庆石化总厂、大庆石油天然气化工总厂、抚顺石油二厂、锦西石化总厂、燕山石化公司炼油厂、高桥石化公司炼油厂、茂名石化公司炼油厂等。

2）生产中间基基础油的厂家有：济南炼油厂、荆门炼油厂、兰州炼油厂、玉门炼油厂、南阳油田炼油厂，锦西炼化总厂。

3）生产中间基、环烷基基础油的厂家有：独山子炼油厂、克拉玛依炼油厂、大港炼油厂、辽河油田石化总厂等

在我国润滑油基础油构马中，以大庆油为代表的石蜡基基础油占55%～56%，是生产内燃机油的优质原料；以新疆油为代表的中间基基础油和环烷基基础油分别占25%～30%和10%～15%，是生产工业用油和电器用油的优质原料。与国外相比，我国石蜡基基础油所占比例较低，而中间基基础油比例较高，在很大程度上影响了内燃机油的更新换代。

2、产品结构不合理

我国是润滑油的主要生产国，润滑油基础油生产能力居世界第三位。20世纪90年代以来，我国润滑油基础油的生产发展迅猛，1994年我国基础油综合产能为305万t/a，目前已达到441.3万t/a，增加了44.7%。由于产能增长过快，导致我国基础油产品市场过剩。目前中石油和中石化两大集团大约有24个润滑油基础油生产厂，总产能为441.3万t/a，其中中石化为143.8万t/a，占基础油总量的32.6%；中石油为297.5万t/a，占67.4%。2001年，我国基础油总产量约为290.1万t，其中中石油为204万t，约占国内总产量的70.3%；中石化为86.1万t/a，约占国内总产量的29.7%。

尽管我国基础油需求年平均增长率高于全球水平为2%～3%，但2010年需求量将不超过440万t，因此预计未来10年我国基础油产能仍将保持过剩态势。虽然我国基础油总能力过剩，但高粘度指数基础油生产能力偏低，中粘度基础油生产能力过大。按API基础油分类来衡量，Ⅰ类基础油生产能力过大，Ⅱ类以上基础油生产能力严重不足。预计到2005年市场对加氢处理、加氢裂化等Ⅱ、Ⅲ类基础油的需求将达到总需求的15%以上，2010年将达到20%～30%。

3、工艺技术落后

1）传统工艺亟待改进

目前我国大部分基础油生产企业仍沿用传统工艺，技术落后，污染严重，与发达国家相比差距很大，新工艺、新技术的推广已经成为甚而油 行业 发展的趋势，如：减压蒸馏装置应推广高效填料，采用高真空、低炉温、窄馏分切割等技术，降低基础油挥发性，满足下一代高档润滑油的需求；溶剂精制工艺应推广N—甲基吡咯烷酮，采用多效蒸发、惰性气体气提等溶剂回收工艺及先进控制技术，提高精制效率及收率，实现节能降耗；溶剂脱蜡工艺应采用新溶剂、混合溶剂，改善蜡结晶结构，采用先进控制技术及仿真技术，降低操作费用，提高效率、收率；溶剂脱沥青装置，应继续在超临界抽提、组合工艺等新技术应用、溶剂选择、抽提塔改造、降低能耗等方面做工作，提高装置综合经济效益；对于补充精制装置，应提高加氢补充精制技术的应用范围，并应用络合脱氮等技术作补充，减少白土精制比例，以提高收率、改善环境。

2）加氢技术发展迅速

随着润滑油工业的不断发展，加氢技术已经成为发展的关键。我国从90年代初开始采取引进国外和国内自主开发两种方式发展我国润滑油加氢技术，目前国内润滑油加氢技术可以归纳为4种：一是法国石油 研究 院（IFP）加氢处理技术；二是雪佛龙（Chevron）异构脱蜡技术；三是石油化工 研究 院（RIPP）润滑油加氢处理与传统工艺组合技术；四是抚顺石油化工 研究 院（PRIPP）加氢处理技术。估计未来5年内我国润滑油加氢能力将达到180万t/a，将占润滑油基础油总加工能力的41%左右。

第二节 润滑油添加剂市场 分析

一、润滑油添加剂概述

加入润滑剂中的一种或几种化合物，以使润滑剂得到某种新的特性或改善润滑剂中已有的一些特性。

添加剂按功能分主要有抗氧化剂、抗磨剂、摩擦改善剂（又名油性剂）、极压添加剂、清净剂、分散剂、泡沫抑制剂、防腐防锈剂、流点改善剂、粘度指数增进剂等类型。市场中所销售的添加剂一般都是以上各单一添加剂的复合品，所不同的就是单一添加剂的成分不同以及复合添加剂内部几种单一添加剂的比例不同而已。

现在市场中有众多宣称能提高机油保护功能的添加剂，而且不同品牌以不同的作用机理进行宣传。下面简单介绍几种类型：

1）石墨、二硫化钼类固体悬浮型主要起减摩抗磨作用，但只能应用于固体润滑和低速大负荷设备，当发动机转数超过1000r/min时它们没有任何作用。另外，它在润滑油中的状态不稳定，在一定的时间及温度条件下会发生析出现象。其析出物会造成油路的堵塞，并加速油泥的形成。

2）特氟龙树脂微粒型作为抗磨剂曾在美国应用广泛，但由于它在低温下会沉积在油道、油泵集滤器上造成堵塞，以及沉积在活塞环槽内使其失去活性，并加速油泥的形成，现在美国很少推荐使用。

3）含铜、铅等重金属微粒的镀膜类能在摩擦表面形成一层金属膜，起抗磨及抗极压作用，但是必须使用滤芯孔径略大的机油滤清器，否则会被被过滤出来，堵塞机油泵及油路。再有，长时间使用它会在活塞及缸体表面形成膜状物，造成两者粘结，易出现粘环等现象。

4）磁性油精类是一种表面金属磁化剂，主要起减摩、抗磨作用。该类产品有效作用时间太短，需不断添加，费用较高，而且会干扰汽车上的电子元件的正常工作。

5）含氯型“氯”是一种良好的极压剂，但不适合发动机高温高速的工作环境，而且会在适宜条件下产生酸，对发动机中的金属产生潜在危险。此外，氯添加剂可能会与润滑油中已有添加剂发生匹配问题，引起其他副作用。

6）无铅、无氟、无氯的化学成膜剂类能同时表现出抗极压性、抗氧化性及一定的抗磨性。由于它在金属表面形成的化学反应膜作用持久，因而能有效延长润滑油和金属机件寿命。

润滑油的添加剂的种类有：

1）清净分散剂：吸附氧化产物，将其分散在油中。由浮游性组分抗氧化、抗腐蚀、组合、合成；

2）抗氧抗腐剂：提高油品氧化安全性——防止金属氧化、催化陈旧延缓油品氧化速度隔绝酸性物与金属接触生成保护膜具有抗磨性；

3）抗磨剂：在摩擦面的高温部分能与金属反应生成融点低；

4）油性剂：都是带有极性分子的活性物质，能在金属表面形成牢固的吸附膜，在边界润滑的条件下，可以防止金属摩擦面的直接接触；

5）增粘剂：又称增稠剂，主要是聚俣型有极高分子化合物，增粘剂不仅可以增加油品的粘度，并可改善油品的粘温性能；

6）防锈剂：是一些极性化合物，对金属有很强的吸附力，能在金属和油的界面上形成紧密的吸附膜以隔绝水分、潮气和酸性物质的侵蚀；防锈剂还能阻止氧化、防止酸性氧化物的生成，从而起到防锈的作用；

7）抗泡剂：使气泡能迅速地溢出油面，失去稳定性并易于破裂，从而缩短了气泡存在的时间。

二、世界润滑油添加剂的现状和发展趋势

北美2003年润滑油添加剂工业的总值接近15亿美元。按其最终用途分，汽车发动机油用添加剂占47%，工业发动机油用添加剂占16%，液压油用添加剂占8%，二冲程发动机油用添加剂占3%，齿轮油用添加剂占2%，金属加工油用添加剂占2%，润滑脂用添加剂占1%，其它工业油用添加剂占21%。因为汽车发动机油添加剂市场最大，所以添加剂工业的三大巨头Infineum、Lubrizol和ChevronOronite的业务重点都在此。如果按添加剂的类型分，清净剂/分散剂占34%，粘度指数改进剂占21%，抗氧剂占13%，抗磨剂占11%，防腐剂占8%，消泡剂占4%，降凝剂占3%，其它添加剂占6%。清净剂/分散剂和粘度指数改进剂合计占55%。

由国际润滑油标准化和论证委员会（ILSAC0）提出的汽车发动机油GF-4规格的建议正在进行广泛讨论，预计在2004年实施的GF-4规格将比其前身GF-3和GF-2更加严格，最重要的变化之一是降低磷含量，因为大量事实证明，磷会引起尾气转化催化剂中毒。按照设计方案，GF-4汽油机油也要提高氧化安定性、高温抗磨性、高温沉积物控制和用后油的泵送性。最初，ILSAC提出将磷含量降低到0.05%，但最终确定最大磷含量为0.08%。为了满足抗氧化、抗磨和控制沉积物的要求，必须在配方中添加更多的抗氧剂。

降低磷和硫含量，无疑要减少二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）的用量，而ZDDP是润滑油常用的抗磨和抗氧剂。虽然可以用有机和无机化学品替代，可是ZDDP的价格性能都是其他替代品无法比拟的。因此，预计减少ZDDP的用量是逐步的。对清净剂也将有重大影响。不少公司正在倾向于开发无硫化合物。硫的来源包括ZDDP、清净剂（磺酸盐、硫化酚盐）、防腐剂和抗氧剂。

润滑油基础油的发展趋势是向Ⅱ、Ⅱ+和Ⅲ类油转变。这些油有更好的分散性，生成油泥很少，因此能保持发动机更清洁。提高燃料经济性的要求也使配方转向低粘度油。发动机油规格更严，基础油质量更好，添加剂配方也必须重新设计，以使其与高质量的基础油有配伍性。但是，这不一定就表明添加剂的用量要增加。GF-4优于GF-3是因为沉积物控制改善、油耗减少、与尾气转化催化剂的配伍性改善，燃料经济性提高。沉积物控制和油耗是基础油的函数，不是添加剂的函数。因此，对添加剂的要求影响不大。CH-4重负荷发动机油的试验表明，Ⅱ类基础油有其固有的烟炱分散优势，Ⅱ类基础油比Ⅰ类基础油的氧化速度要慢。这就意味着在用Ⅱ类基础油的重负荷发动机油中分散剂的组成可以减少。用Ⅱ类基础油调制各种发动机油对添加剂要求的差异性不大，因此，一种添加剂配方可以用多种Ⅱ类基础油调制发动机油而不牺牲发动机油的性能。

美国的润滑油添加剂市场前景暗淡，可是亚洲市场的潜力很大。亚太地区特别是中国添加剂市场前景光明。中国繁荣的汽车市场已导致润滑油和添加剂需求明显增长。美国每1000人有750辆轿车，而中国每1000人不到8辆轿车。如果中国每1000人拥有100或150辆轿车，中国的润滑油和添加剂市场就会非常巨大。目前ChevronOronite公司由其新加坡办事处为中国市场服务，并要扩大亚太市场。

Infineum和Lubrizol（路博润）公司都已经直接与中国公司合资，成功地进入中国添加剂市场。路博润2001年底与中国石油合资成立了路博润兰炼添加剂公司。Infineum与高桥石化公司合资在上海浦东新区成立了高级润滑油添加剂公司。预计，中国润滑油添加剂的需求增长速度比GDP快8%～10%。

三、我国润滑油添加剂生产现状

1、清净分散剂技术现状及发展趋势

在润滑油添加剂中，清净剂是应用较为广泛的一种润滑油添加剂，其用量占润滑油添加剂的一半左右。它的主要作用是中和内燃机油中的酸，增溶和分散油泥，保持发动机的清洁。

20世纪30年代末至40年代中期，出现了酚盐、磺酸盐及水杨酸盐等金属清净剂。50年代Shell公司、Lubrizol公司率先研制出高碱金属清净剂，解决了由于大功率增压柴油机、船用柴油机燃烧高硫燃料引起的活塞沉积增加、缸套磨损等问题。此后，Lubrizol、Chevron、Shell公司又先后开发了低、中、高及超高碱值酚盐、磺酸盐及水杨酸盐等金属清净剂，以满足调配各种油品需求。进入90年代，由于发动机小型化、大功率、高速度的发展，传统的金属清净剂已不能满足要求，另外环境法规的苛刻也使得原来有毒的灰分高的含硫磷氯添加剂使用受到限制，各国纷纷开发 研究 新型的金属清净剂，如镁盐、过碱性清净剂等。

目前我国生产的低、中、高碱值石油磺酸钙产品的总生产能力为40000吨/年，生产的低、中、高碱值的合成磺酸钙产品的生产能力为150000吨/年，生产的中、高碱值硫化烷基酚钙产品的生产能力为100000吨/年。生产的水杨酸钙产品生产能力为60000吨/年，生产的低、中、高碱值环烷酸钙产品的生产能力为5000吨/年。同国外的钙镁盐金属清净剂相比，我国的磺酸盐品种少，产品质量不高，生产周期长，颜色差，不能满足润滑油的需求。中、高碱值硫化烷基酚钙产品性能与国外同类产品相当，但颜色和粘度还有较大差距。水杨酸钙产品主要为中碱值产品，产品单一，颜色深，溶剂损失大，反应周期长。但改性烷基水杨酸盐、高碱值烷基水杨酸钙优于国外同类剂。

无灰分散剂的主要作用是控制汽油发动机油泥生成，控制柴油机油沉积，中和燃烧生成物中的酸。20世纪50年代初期由于金属清净剂对抑制低温油泥生成的效果不理想，1955年美国杜邦公司开发了聚合物型无灰分散剂，但它们的热稳定性不好，改善低温油泥效果不理想。60年代开发了非聚合物型丁二酰亚胺无灰分散剂，目前以丁二酰亚胺为基础的无灰分散剂已成为主流，其用量占80%以上。

我国分散剂的 研究 开发起步较晚，1985年分散剂的量占添加剂总量的0.1%，1994年上升到16.49%。品种从20世纪80年代的双、多挂丁二酰亚胺无灰分散剂发展到目前的单、双、多挂、高分子量丁二酰亚胺无灰分散剂和聚异丁烯丁二酸酯型分散剂。目前丁二酰亚胺无灰分散剂的生产仍以氯化工艺为主，只有不到5%的厂家采用对环境污染小的热加合工艺，并且丁二酰亚胺品种少，颜色深，粘度大。近年来，国内又先后研制了高分子量无灰分散剂、酯类无灰分散剂、双酐性无灰分散剂、多酰胺无灰分散剂、超高碱烷基水杨酸钙（镁）等新型无灰分散剂，并有部分产品投入工业化生产。这些产品为研制下一代复合剂创造了条件。无灰分散剂的 研究 发展方向是更好的油泥和漆膜控制能力，优良的烟炱分散能力，改善低温性能，低温粘度小，与其它添加剂相容性好，耐水性好，并可生物降解。

2、增粘降凝剂技术现状及发展趋势

增粘降凝剂是一类用量较大，开发较早，目前仍广泛使用的润滑油添加剂。降凝剂的总体用量较少且品种没有太多的改变。国外在20世纪50年代为改善油品的粘温性能使用了聚甲基丙烯酸酯（PMA）和聚异丁烯（PIB）。60年代末70年代初开发了乙丙共聚物（OCP）和苯乙烯-双烯共聚物，其中OCP已工业化，其销售量占60%以上。OCP的发展以Exxon为代表，其系列化产品已应用于各种油品中。由于分散性的VII能减少无灰分散剂的用量，避免了因解决低温油品问题，增加无灰分散剂用量而引起的粘度增加。因此，近年来分散型VII 研究 的较多。另外，具有分散性，抗氧性，抗磨性的多功能VII的 研究 也引起国外各大公司的注意。

我国对于粘度指数改进剂的研发速度很快，目前已生产应用的有聚异丁烯、聚甲基丙烯酸酯和乙烯-丙烯共聚物。国内VII的用量与国外相当，但品种不平衡，其中聚异丁烯的用量达到80%以上。聚异丁烯的剪切稳定性和低温性能差，在配制低粘度多级油时受到限制。近年来，随着低档油晶的淘汰，OCP的用量逐步上升，并且品种在逐步多样化。

随着发动机的法规越来越苛刻，发动机机油对所使用的油溶性的高聚物的要求也越来越高。研制增稠能力强，剪切稳定性好，又不使清净性变差的环保型、可生物降解的高分子聚合物是今后粘度指数改进剂的发展方向。

3、抗氧抗腐剂技术现状及发展趋势

抗氧抗腐剂是润滑油中主要的添加剂之一，主要包括酚型抗氧剂、胺型抗氧剂、硫磷型抗氧剂及其它类型抗氧剂。随着汽车向高速、高负荷方向发展，对油品提出了更高的抗氧化要求。同时，传统矿物油在精制过程中除去了天然的抗氧剂，必须加入更多的抗氧剂。

传统抗氧剂中T501的销售量最多，其使用温度低，易挥发，仅适用于100℃以下的润滑油。为了改善高温性能，高分子酚型抗氧剂如双酚抗氧剂、S-连双酚抗氧剂、酚酯型抗氧剂在内燃机油中得到广泛应用，尤其酚酯型抗氧剂在高档油品（CF4、CI4）中有明显的效果。胺类抗氧剂成本较高，但高温抗氧性好，有生成沉淀的趋势和潜在的毒性，曾一度使用受到限制。早期的N-苯基-a萘胺及衍生物因证明是致癌物被淘汰后，胺型抗氧剂毒性大的说法减少了，在某些领域的使用已超过酚型抗氧剂。ZDDP系列抗氧剂具有抗氧、抗磨、抗腐等多种性能，是内燃机油中主要的添加剂之一，由于其所含磷易使催化转化器中的催化剂中毒，目前采取加入含铜辅助抗氧剂的方法，为研制低磷内燃机油创造了有利条件。随着环保及原料材质的日益苛刻化，研制多功能、低灰或无灰的高温抗。

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