Как мы уже говорили, начало синтетическим маслам положила необходимость применения в авиации морозоустойчивых масел. Следует сказать, что для авиационных двигателей потребовались смазочные материалы, обладающие термоокислительной стабильностью при высоких температурах. С каждым усовершенствованием конструкции и увеличением мощности турбореактивного двигателя самолёта или ракеты температура достигала всё больших величин. 250–300 градусов Цельсия в подшипнике скольжения турбины достаточно быстро окисляли привычное минеральное масло, при этом образовывались вредные отложения.
Из множества видов синтетических основ наиболее удовлетворяющими по многим параметрам оказались именно полиальфаолефины (ПАО). Сырьём для ПАО служат децены – непредельные линейные углеводороды, родственники этилена, по внешнему виду напоминающие сжиженный газ. Получают их на специализированных заводах, часто в качестве побочных продуктов. В химической реакции из нескольких комбинаций деценовых молекул образуется ряд олигомеров.
В химии олигомер (греч. [?][?][?][?]ο[?] – малый, немногий, незначительный; [?]έ[?]ος – часть) – это молекула в виде цепочки из небольшого числа одинаковых составных звеньев. Этим олигомеры отличаются от полимеров, в которых число звеньев теоретически не ограничено. Верхний предел молекулярной массы олигомера зависит от его химических свойств. Свойства олигомеров сильно зависят от изменения количества повторяющихся звеньев в молекуле и природы концевых групп; с момента, когда химические свойства перестают изменяться с увеличением длины цепочки, вещество называется полимером.
Из олигомеров путём дистилляции получают базовые масла различных классов вязкости. Масло, полученное в результате такого процесса, не содержит примесей и практически прозрачно.
Технологические процессы, используемые при производстве светлых масел, существенно влияют на свойства получаемых продуктов. Специальные термины, встречающиеся в описаниях зарубежных моторных масел, могут дать представление о глубине переработки нефтяного сырья.
Базовые масла обычных технологий получают из одного или смеси нескольких минеральных компонентов, прошедших обработку по классической схеме: селективная очистка (или экстракция растворителями) – депарафинизация растворителями – очистка адсорбентами. Использование обычных технологий позволяет получать базовые масла со свойствами, достаточными для производства на их основе моторных масел начального уровня качества. В зависимости от химического состава используемой в качестве сырья нефти различают два типа базовых масел обычных технологий – парафиновые и нафтеновые.
Базовые масла новейших технологий получают из минеральных компонентов, прошедших стадии гидрообработки, а также путём частичного или полного замещения минеральных компонентов синтетическими.
Процессы гидрообработки могут частично или полностью заменить классические методы обработки нефтяного сырья. Минеральные компоненты, получаемые с использованием этих процессов, называются гидропроцессинговыми. Качество гидропроцессинговых базовых компонентов зависит от совершенства и глубины процессов переработки. На этом основании различают гидроочищенные (hydrotreated) и гидрокрекинговые (hydrocracked) базовые компоненты.
Применение лёгкой гидроочистки без использования высоких давления и температуры может служить дополнением классических методов очистки с целью удаления остатков нежелательных соединений (серы, азота, олефинов), улучшения цвета и запаха рафинатов.
Более глубокие процессы гидроочистки с использованием высокого давления, специальных температурных режимов и селективных катализаторов позволяют достичь лучших результатов, чем при использовании классических методов.
Каталитический гидрокрекинг (catalytic hydrocracking) и последующая гидроизомеризация (hydroisomerization) являются наиболее сложными гидрогенизационными процессами, позволяющими получать гидрокрекинговые базовые масла, приближающиеся по основным свойствам к синтетическим. По этой причине некоторые иногда называют эти масла гидросинтетическими.
Не отставать от прогресса!
За рубежом и в России происходит постепенный процесс обновления автомобильного парка за счёт увеличения производства и продажи новых и постепенного выхода из строя старых транспортных средств. Возрастающие требования к смазочным материалам со стороны автопроизводителей ограничивают возможности использования минеральных масел в современных автомобилях. Базовые масла, полученные с использованием классических методов обработки, уже не могут обеспечить необходимых свойств моторных и трансмиссионных масел.