Основы моторного масла GTL PAO

Работая над созданием перспективной линейки моторных масел ULTRA, химики и инженеры компании Rolf сосредоточились на поиске решения, которое позволило бы не просто соответствовать существующим отраслевым стандартам, но и превзойти их по большему числу показателей. Эффективность работы, сохранения свойств и качества моторного масла лежит на «трех китах» рецептуростроения. Это качество и сбалансированность пакета присадок, качество базового масла, являющегося рабочей средой для эффективного функционирования присадок и подбор полимерного загустителя, который должен предотвращать образования геля при низких температурах и обеспечивать сохранения вязкостных свойств при рабочих температурах двигателя. Для выбора пакетов и полимерных загустителей инженеры Rolf провели огромную работу, включающую в себя стендовые, лабораторные испытания, а также многочисленные испытания на деструкцию (разрушение) полимерной матрицы, проведенные путем испытания ультразвуком, высокими механическими нагрузками и температурой. Однако подбор базовой основы, обеспечивающей высочайшую работоспособность, отсутствие угара и расхода смазочного материала, стал одной из ключевых задач технологической команды Rolf. После долгой серии тестов мы нашли ключ к рецептуре масла с максимальным ресурсом совместив 2 синтетической основы: полиальфаолефиновые масла (ПАО) и масла GTL. Про последние, хотелось бы рассказать отдельно, отметив их уникальность и особый способ производства, подразумевающий практически полное отсутствие примесей и идеальный углеводородный состав. Кто и как стоял у истоков GTL технологии и в чем ее преимущества?

Из газа в жидкость

Все новое – хорошо забытое старое. В самом начале ХХ века, а именно в 1902 году, французские химики Поль Сабатье и Жан Батист Сандеран провели успешные опыты по синтезу метана из смеси угарного газа (СО) и водорода (Н2). Химическая реакция протекала в присутствии катализатора из порошка никеля.

Шестью годами позже их успех развил русский химик-технолог Егор Иванович Орлов, который провел ряд удачных экспериментов по созданию «синтез газа»- смеси газов CO и H2, из которых ему удалось получить прототип синтетической нефти.

Его работа, в свою очередь, легла в основу исследований Франца Фишера и Ганса Тропша, сотрудников Института кайзера Вильгельма, которые в 20-х годах прошлого столетия успешно разработали концепт масштабирования этого синтеза, для получения синтетической нефти в промышленных масштабах.

Данная технология, позволяющая получать синтетическую нефть, а в дальнейшем выделять из нее особо чистые масляные фракции получила название процесса Фишера-Тропша, который может быть заслуженно отмечен как ключевая веха в истории промышленной химии.

В конечном итоге, первый промышленный завод по выпуску жидких синтетических углеводородов был запущен в Амстердаме (Голландия) только в 1983 году, многие годы спустя. Да, масштабировать лабораторный синтез на большие производственные объемы, задача не менее сложная, чем этот синтез изобрести. Но как показала история, предпринятые усилия не были напрасными. Маховик производства жидких углеводородов из природного газа раскрутился в полную силу с запуском крупных заводов в Малайзии и Катаре, а сама технология получения масла из газа получила название GTL: gas to liquid.

Преимущества GTL

Как показали лабораторные и моторные испытания смазочных материалов, изготовленных на GTL-основе, они обладают значительными преимуществами перед широко применяемыми базовыми маслами III группы, которые несмотря на их высокое качество производятся из нефти и имеют естественные примеси. Например, по низкотемпературным характеристикам и, в частности, температуре застывания они дают результат недостижимый при использовании базовых масел нефтяного происхождения. Порог в -60°С вполне достижим. Следовательно, на их основе можно производить масла вязкостью 0W-16 и 0W-20, которые используются в самых современных двигателях внутреннего сгорания.

Помимо выдающихся низкотемпературных свойств смазочные материалы, созданные на базе GTL основы, обладают отличной стойкостью к окислению при высоких температурах. Их можно использовать в высоконагруженных, малообъемных моторах легковых автомобилей, имеющих высокую литровую мощность. Такие ДВС оснащаются системами турбонаддува, что накладывает особые требования к термоокислительной стабильности масла, которая к слову сказать, у базовой основы GTL, великолепная, превосходящая существенно масляные основы, полученные из природной нефти.

Нельзя не отметить, что одним из ключевых преимуществ базовых GTL-масел является высокая температура вспышки, которую задают легколетучие углеводороды. Так как их содержание невелико, то и испаряемость масла невысокая. Следовательно, его расход на угар будет малым по сравнению с базовыми маслами нефтяного происхождения. Эта характеристика смазочных материалов особенно важна для моторов, которые конструктивно склонны к расходу масла на угар, а также для ДВС с большими пробегами (износом).

GTL + РАО – синергия лучших

Как известно, основа моторного масла может состоять из смеси нескольких базовых масел разных групп. Это позволяет добиться значительного улучшения ее свойств и качеств, а также оптимизировать стоимость конечного продукта. Чаще всего в основу масел, изготавливаемых из продуктов синтеза нефти, для улучшения ее свойств и качеств вводят полиальфаолефины (РАО). Это также как и GTL- полностью синтетические базовые масла, которые, однако, синтезируются по другой технологии.

Они синтезируются из нефтяного газа (этилена), не содержат в своем составе посторонних примесей, состоят из абсолютно одинаковых деценовых молекул большой длины. Это наделяет масло на основе полиальфаолефинов уникальными свойствами: великолепной текучестью при низких температурах, низкой испаряемостью, отличной устойчивостью к окислению при высоких температурах.

Здесь надо отметить некоторые особенности базовой основы ПАО. Их молекулы, имея одинаковое и крайне единообразное строение, сами по себе проявляют действительно уникальные свойства в плане низко и высоко-температурных характеристик. Однако эта же особенность не позволяет им полностью растворять полярные присадки- вещества другой природы, которые снижают трение, износ и защищают детали двигателя от коррозии. Именно в этой связи, тщательно подобранная комбинация из базовой основы GTL, отлично растворяющей присадки, и основы ПАО, позволяет сочетать в себе лучшее из обеих групп базовых масел. Позволяет добиться свойств, недостижимых при использовании других комбинаций базовых основ.

Эффект синергии

1. Введение в состав полиальфаолефинов позволяет снизить и без того отличные температуры застывания масел GTL до минимальных значение. Температура застывания масла на основе на GTL + РАО может составлять до -65 ⁰С, в то время как на GTL – 50 ⁰С а на чистых ПАО- до -60 ⁰С . За счет великолепной текучести РАО и GTL при низких температурах вязкостный показатель CCS (мПас) (на тесте имитирующем проворачиваемость коленвала при низких температурах) удалось довести до 5000 сантипуаз, а в случае низковязких масел- еще ниже. Это означает, что при сильных морозах (- 30 ⁰С и ниже) стартеру мотора, который смазывается маслом на основе GTL + РАО будет легче провернуть коленчатый вал и раскрутить его до пусковых оборотов. При этом смазочный материал быстро поступит к парам трения и время их работы в условиях ограниченного смазывания будет сведено до минимума. А это, в свою очередь, положительно сказывается на ресурсе ДВС.

2. Улучшились характеристики термостабильности основы. В частности, удалось достичь отличной устойчивости к окислению при высоких температурах. Это позволяет обеспечивать защиту теплонагруженных моторов, а также силовых агрегатов, чья система охлаждения не справляется с отводом тепловой энергии из-за загрязненных радиаторов. Масла, созданные на GTL + РАО, обладают большим сроком службы, что позволяет уверенно присвоить им статус «Long Life».

3. Увеличился ресурс самого масла, так как устойчивые к окислению базовые масла рациональнее расходуют ресурс антиоксидантов, чье защитное действие фокусируется на сохранении активности пакета присадок и позволяет маслу отрабатывать более 15-20 тысяч километров пробега при уверенной защите двигателя.

ТАБЛИЦА

Сравнение характеристик масел вязкостью 5W-40 изготовленного на основах GTL и GTL + РАО