ПАО масла или моторные масла сделанные на основе синтеза попутных нефтяных газов, принадлежат к разряду классической синтетики. Пришли они в гражданское применение из авиации, ведь наверху под куполом неба не слишком тепло, хоть и немного ближе к солнцу. Поэтому и требовалось, что бы смазочные материалы не только выдерживали нагрузки, но и не замерзали на большой высоте. Для этого как нельзя, более лучше, подходит ПАО база или ПолиАльфаОлефиновое базовое масло.
ПАО база имеет большие преимущества перед маслами на минеральной основе. Она выдерживает огромные нагрузки, высокие обороты, попадание топлива практически без ухудшения качества масла, очень долго сохраняет все свои основные технические параметры, прекрасно выдерживает термические нагрузки. Но ко всем достоинствам всегда есть какой нибудь недостаток, при всех своих замечательных свойствах ПАО база практически не в состоянии растворить в себе присадки. Для растворения присадок в ПАО маслах используют минеральную базу, с которой присадочный комплекс прекрасно смешивается. Так что не бывает в мире ПАО масел состоящих только из синтетики, в любом случае какой о процент минеральной основы присутствует.
Еще одно неприятное свойство ПАО базовых масел или масел 4-ой группы, это низкая полярность или практически ее отсутствие. То есть молекулы ПАО масла не «прилипают» к металлическим поверхностям и после выключения могут спокойно стремиться стечь в картер. Также не очень хорошо относятся к резинотехническим уплотнителям в виде сальников и прокладок. Для борьбы с подобным явлением используют специальные вещества, которые придают определенную полярность молекулам масла, укрепляя пленку и придавая свойства «прилипания» к металлу. Как правило, раньше для этих целей использовали представителей 5-ой группы базовых масел, так называемые сложные эфиры или эстеры. Эстеры даже в небольшом количестве существенно влияют на свойства ПАО базового масла и избавляют его от вышеописанных недостатков. На сегодняшний день, многие производители переходят на алкалированные нафталины. По сути, они так же как и эстеры избавляют ПАО базовое масло от недостатков, но это более современное поколение присадок. Таким образом классическое синтетическое масло – это масло в базе которого содержится большой процент ПАО базового масла.
Но синтетикой сейчас называют не только моторное масло, сделанное на ПАО основе, а и масло сделанное из сырой нефти путем глубокой очистки и химического катализа. Это производное HC синтеза -Гидрокрекинговое моторное масло. Гидрокрекинговое автомобильное масло отличается во – первых, более низкой ценой, а во – вторых, своими преимуществами и своими недостатками, которые как и в ПАО маслах являются зеркальным отражением достоинств. По сути, гидрокрекинг долгое время относили к минеральным маслам высокой степени очистки и это верно, ведь сделано оно именно из минеральной основы.
Но в 1999 году произошло историческое событие в виде решения американского суда по иску Exxon Mobil к Castrol. Тем кто не знал, а думаю таких большинство, поясню. Кастрол стал писать на своих канистрах с гидрокрекинговыми маслами, слово «Synthetic», чем вызвал возмущение специалистов Mobil. Произошло знаменитое противостояние между двумя достойными производителями. Решение суда подивило многих и по сути внесло исторические изменения на рынок смазочных материалов. В вольном переводе оно гласило, что надпись на канистре «Синтетика» это вопросы маркетинга, а вовсе не вопросы технического описания товара. После этого решения взошла звезда Гидрокрекинга на рынка синтетических продуктов. Масса компаний стали называть синтетикой продукты гидрокрекинговой очистки базового масла. Ну а так как технология производства более недорогая, нежели процесс синтеза из газа, то и цена такого продукта стала огромным конкурентным преимуществом, перед классической синтетикой на ПАО. Рынок смазочных материалов наполнился канистрами с надписями «Full Synthteic», «100% Synthetic», «Synthetic», которые по своему составу были смесью 3-й группы гидрокрекинговых базовых масел и второй или первой группой минеральных масел, но формально это была синтетика. Если не ошибаюсь, то по нашему стандарту достаточно 37% гидрокрекингового масла, что бы продукт мог называться синтетическим. В целом гидрокрекинговые масла вплотную по своим свойствам приблизились к ПАО маслам и по сути уже смело могут называться синтетикой, но есть ряд технических особенностей благодаря которым, ПАО базовые масла останутся недостижимым уровнем для гидрокрекинговой базы, по крайней мере на данном уровне технического развития химической отрасли.
Итак, мы знаем, что синтетическим автомобильным масло может называться, как классическое ПАО масло, так и продукция сделанная из нефти или гидрокрекинговое масло. С недавних пор, в кагорту синтетики пришла еще одна новая – старая технология, а именно GTL или Gas to Liquid. GTL базовые масла это продукция сделанная путем синтеза природных газов. Несмотря на то, что сделано оно из газа, но по международной классификации все же относится к 3-й группе базовых масел и имеет обозначение VHVI+. Моторные масла на GTL базовом масле это по сути компромисс по всем параметрам между достоинствами ПАО и гидрокрекинговых базовых масел. GTL технологии удалось впитать в себя большинство достоинств ПАО и гидрокрекинга и практически избежать их недостатков. Сама GTL технология известна давно, например в годы Второй мировой войны немецкие химики с ее помощью делали синтезированное горючее для боевой техники, по сути из подручных материалов. Но эта технология была достаточно дорога в использовании и не получала до недавнего времени широкого применения. Пионером на глобальном рынке можно по праву считать концерн Shell и его «дочку» Pennzoil. Обкатав на американском рынке и усовершенствовав составы Шелл построил огромный завод в Катаре на объем более миллиона баррелей GTL масла в год, что позволяет не только закрывать собственные потребности в маслах этой группы, но и продавать для сторонних производителей. Да и цена самой базы стала более демократичной, что позволяет ее применять без страха существенного повышения розничной стоимости готового продукта.
Как быть простому автолюбителю при выборе синтетики? Здесь все зависит от условий эксплуатации. В большинстве случаев при правильном подборе по вязкости и допускам можно ограничиться «бюджетной», но качественной гидрокрекинговой синтетикой. Если же вашему автомобилю приходиться работать в условиях, которые большинство назовут суровыми или экстремальными, то выбор однозначно за ПАО синтетикой или автомобильными маслами на GTL базе.
Из природного газа. По словам руководителя компании, это позволило производить стойкие к запредельным нагрузкам смазывающие материалы высшего качества с более длительным сроком службы.
Зачем нужно моторное масло из газа
Запасы нефти на Земле ограничены. Поэтому нефтяные компании вкладывают огромные средства в разработку новых технологий производства ГСМ. Так, ежегодные инвестиции Shell превышают 1 млрд $. Работы над синтезом жидких продуктов из газа (технология GTL) велись ещё с 70-х годов прошлого столетия.
В 1980 году в Амстердаме была создана работающая установка по каталитической переработке газа. Тогда стало понятно, что появление товарного продукта – это лишь вопрос времени. И в 2012 году в Катаре был введен в строй завод, производящий масло из газа по технологии Shell Pure Plus. Для этого предприятия было зарегистрировано свыше 3500 патентов.
Как производится масло из газа
В оборудование GTL (Gas To Liquid - газ в жидкость) на вход подаётся метан и кислород. На данном этапе имеется большой плюс - газ не имеет примесей, содержащихся в сырой нефти. После этого смесь поступает в реактор, где синтезируются жидкие углеводороды.
Далее по аналогии с нефтепродуктами полуфабрикат поступает в гидрокрекинговую колонну, разделяющую его на фракции. Изменяя состав основы, можно «запрограммировать» свойства будущей продукции - от базового моторного масла до сырья для изготовления пластиков или косметики.
Для потребителя высокая стабильность полученного материала - это длительный срок службы и высокая степень защиты двигателя. Новинка прошла тестирование в моторах Формулы-1, где нагрузки на пары трения максимальны. Так получился уникальный продукт, получивший название .
Преимущества масла из газа
Сотрудничество с «Феррари» позволило протестировать новые масла в режимах максимальных оборотов от 12,5 до 18 тысяч в минуту (обычный «гражданский» поршневой двигатель редко развивает до 6500, а РПД – 9500 об. в минуту). Новые масла первыми стали применяться в ДВС Ferrari и Mazerati. Причем если в королевских гонках мотор должен выхаживать не менее 300 км, то для машин, пусть и эксклюзивных, но участвующих в дорожном движении, межсервисный интервал существенно больше.
Исследователи разобрали мотор, прошедший 100 000 километров на новом масле. Днища поршней, головка блока цилиндров и картер не имели смолистых отложений, характерных для обычных «нефтяных» масел. Это ещё один «плюс» в копилку GTL.
Масло из газа в вашем двигателе
Если вы следите за высокими технологиями, используете автомобиль на пределе его возможностей, то «Шелл Хеликс Ультра» - это ваш выбор. Прочные молекулярные цепочки поддерживают устойчивую масляную плёнку на движущихся деталях (масляный клин) на самых высоких оборотах и температурных нагрузках. При этом внутри двигатель остаётся чистым. А при переходе на «Ультру» с других смазок продукты износа вымываются уже после первой-второй замены.
На сегодняшний день « » - единственный производитель моторного масла из газа. Но возможно, что в ближайшее время на прилавках появится и ответ от конкурентов - ведущих нефтяных компаний.
Бодрого мотора и качественного масла!
Можно ли обратить порося в карася, то есть природный газ в моторное масло? Я видел, как это происходит, - в головном технологическом центре концерна Shell в Амстердаме.
Получать масло и топливо не из нефти придумали давно, а основы нынешней промышленной технологии GTL (Gas-To-Liquid, «газ в жидкость») заложили в 1925 году немецкие химики Фишер и Тропш из Института кайзера Вильгельма. Бедная нефтью Германия тогда готовилась к следующей войне, и в поисках источника топлива немцы придумали, как в промышленных масштабах получать жидкие углеводороды из каменного угля. Его нагревали, пропусканием водяного пара получали из него синтез-газ, а затем - углеводороды.
Первый промышленный реактор немцами был запущен в 1935 году, а к концу Второй мировой войны в Германии на семнадцати заводах производилось до семи миллионов тонн «газопродуктов» - на синтетическом топливе передвигалось больше половины наземной техники вермахта и почти вся авиация люфтваффе. Из угля немцы делали масла, смазки и даже синтетические мыло и маргарин. Любопытно, что после войны в СССР из Германии было вывезено восемь заводов, но запущены были только две немецкие установки - в Новочеркасске и Ангарске, тихо почившие в бозе в начале девяностых.
0 / 0
Союзники подошли к делу рачительнее - после войны немецкие ученые продолжали работать над синтетическими топливами в Бюро горной промышленности США, и сегодня технологию Фишера-Тропша, в основном для получения топлива, используют компании Exxon Mobil, ChevronTexaco, BP.
Но всех обставил концерн Royal Dutch Shell - в его ассортименте теперь есть не только топливо, но и моторное масло Shell Helix Ultra с базой, полученной без единой капли нефти - по технологии PurePlus с использованием процесса GTL.
Голландцы серьезнее других занялись поисками альтернативого сырья еще в 1973 году, когда из-за войны между Израилем, Египтом и Сирией страны ОПЕК ввели эмбарго на поставки нефти в США, отчего за один день цена нефти удвоилась, а в течение года выросла четырехкратно. В 1983 году в головном исследовательском центре в Амстердаме уже работал пилотный заводик, а в 1993 году Shell открыл работающее на газе местного месторождения крупное предприятие в малайзийском Бинтулу. А в 2012 году, получив доступ к морским скважинам второго по величине в мире месторождения природного газа и вложив 20млрд долларов, Shell запустил мегазавод Pearl GTL в Катаре.
Отработавший 100 тысяч километров на масле Shell с базой PurePlus мотор 1.8 тестового Мерседеса С-класса имеет минимум износа и отложений
GTL-синтетика выходит недорогой: при нынешних котировках нефти и газа себестоимость не выше нефтяных гидрокрекинговых минеральных масел. И намного ниже, чем у синтетических масел на основе полиальфаолефинов (ПАО) и тем более еще более дорогих эстеров, то есть сложных полиэфиров.
А хороши ли GTL-масла? Как уверяют голландцы, по низкотемпературным качествам они не хуже, чем масла на базе ПAO и полиэфиров. Сейчас в лабораториях Shell вовсю тестируется «газомасло» вязкости 0W-16 и идут работы над 0W-10 - в обоих случаях температура застывания ниже -50°С.
Чистейшая GTL-синтетика бесцветна и почти не имеет запаха
помимо моторных масел используется в косметике Nivea, Olaz и Shiseido
0 / 0
Смазывающие свойства - на уровне полиэфиров и намного выше, чем у ПАО. Лучше, чем у ПАО, и способность растворять присадки. Нет и главного недостатка полиэфиров - гигроскопичности, то есть склонности поглощать воду, ухудшающую смазывающие и антикоррозионные свойства. И, само собой, синтетическая база хорошо сопротивляется окислению и плохо испаряется - то есть масло на GTL-базе должно будет отличаться относительно низким угаром.
А недостатки? Главный, как и у ПАО, - низкая полярность: масло плохо «держится» за металл и быстро стекает со стенок цилиндров в картер, что особенно неприятно при запусках в мороз. Но, как и у ПАО, это «лечится» добавкой полярных алкилированных нафталинов.
С апреля масло Shell Helix Ultra выпускается исключительно на «газовой» базе PurePlus. К концу года на полученную по технологии GTL базу перейдет и мотоциклетная серия масел Shell Advance, а затем «газомасло» в том или ином количестве будет в составе баз всей линейки моторных масел Shell - в том числе и тех, что производятся в российском Торжке.
Интересно, последуют ли примеру голландцев другие нефтехимические гиганты - и как это повлияет на мировые цены на нефть?
Вопреки названию технологии из газа первым делом получают не жидкость, а твердое вещество - белоснежный и почти непахнущий парафин. Сначала выделенный из природного газа исходный метан частично сжигается, превращаясь в синтез-газ, смесь монооксида углерода (угарного газа) и водорода. А дальше в реакторе в присутствии катализатора с содержанием драгметаллов (формула катализатора - и есть главный секрет процесса!) из синтез-газа получается чистейший, без всяких примесей, расплавленный парафин (sincrude, «синтез-нефть»). Дальше - изомеризация, то есть обычный гидрокрекинг, как у нефтехимиков: длинные цепочки молекул парафинов «режутся» до нужного размера - и получаются нафта (прямогонный бензин), дизтопливо или масло
Как известно, автомобильные масла классифицируются не только по вязкости, наличию и уровню различных присадок, но еще и по химическому составу. Согласно этой классификации выделяют минеральное, полусинтетическое и синтетическое масла.
Базовые масла на основе, которых делают конечный продукт, разделяют на несколько групп:
Первая группа - обычное минеральное масло , получаемое из тяжелых фракций нефти с помощью различных растворителей.
Вторая группа - , которые прошли процедуру обработки, за счет этого была повышена стабильность базового масла, в нем становится меньше вредных примесей. Минеральные масла этой группы используются для старых моторов легковых автомобилей, для грузового транспорта, больших промышленных и судовых двигателей, когда необходим недорогой смазочный материал.
Третья группа - масла, полученные с помощью процесса гидрокрекинга. Гидрокрекинг – это название технологии, при помощи которой минеральная основа очищается от примесей и прогоняется для разрыва длинных углеводородных цепочек и насыщается молекулами водорода. При применении этого метода масляная основа видоизменяется на молекулярном уровне таким образом, что состав становится чем-то средним между натуральным и синтезированным. У этого, относительно недавно, появившегося типа масла есть свои положительные качества: во-первых, его стоимость будет ниже, чем у ПАО синтетики, во-вторых, качество его будет несравненно лучше, нежели у минеральных составов. Изначально эти масла относили к глубокоочищенным минеральным маслам или к полусинтетике (по версии некоторых производителей). Но в 1999 году был прецедент, когда компания Exxon Mobil обратилась в суд с иском к компании Castrol, на чьих канистрах с гидрокрекинговым маслом появилась надпись «Synthetic». Решение суда было для многих неожиданным - суд решил, что надпись «Synthetic» - это маркетинговый ход, а не техническое описание товара. После этого решения многие производители стали писать на своих канистрах с гидрокрекинговым маслом «Synthetic». Так как технология производства масел 3 группы много дешевле чем производство классической синтетики на ПАО, эти масла обрели огромную популярность, особенно в свете решения американского суда.
Четвертая группа - полностью синтетические Эти масла получают синтезом нефтяных газов бутилена и этилена. Эта технология позволяет получить почти идеальный состав углеводородных молекул, поэтому масла на основе обладают уникальными свойствами – способны выдерживать огромные нагрузки, большие обороты, высокие температуры, попадание топлива, без вреда для качества, при этом они более долговечны и стабильны. Гидрокрекинговые масла по многим параметрам могут приблизиться к ПАО, но сохранять эти передовые характеристики в течении длительного срока, они не могут.
Основные минусы ПАО масел – это высокая цена, неспособность растворять в себе присадки и неполярность, т.е ПАО составы не остаются на поверхности. Для растворения присадок в ПАО масла добавляют минеральную основу, а для устранения неполярности – Эстеры – масла 5 группы.
Зачастую бывает сложно отличить ПАО масла от гидрокрекинга, т. к. на той и другой канистре можно увидеть надпись «Синтетика». Только для масел, продаваемых на территории Германии, производителей обязывают указывать на банке «HC – синтез» для гидрокрекинга или «синтетика» для ПАО масел. Есть косвенные признаки, по которым можно определить наличие ПАО в масле. Это температура вспышки – для ПАО масел она может быть 240 °C и выше, когда для гидрокрекинга меньше 225 °C. Тоже касаемо температуры застывания ниже -45°C для ПАО и выше – 38° для гидрокрекинга. Но все это лишь косвенные признаки, определить по ним со 100% вероятностью, что мы имеем ПАО базу или гидрокрекинг, конечно нельзя.
Пятая группа – Эстеры , эфиры, сложные спирты. Для производства товарных масел используются Эстеры - синтетические соединения, полученные из растительного сырья. Эстеры полярны, поэтому остаются на металлических поверхностях и снижают износ. Используют их совместно с маслами предыдущей 4-й группы, получая полностью синтетический продукт, забравший в себя все достоинства ПАО масел и Эстеров. Имея очень стабильную молекулярную структуру, эти масла могут достигать заданных параметров с малым количеством присадок, что очень хорошо для малозольных масел Low Saps, где количество присадок строго регламентировано, так как большинство присадок при сгорании превращается в золу.
Еще об одной группе масел стоит упомянуть отдельно. Технология, берущая свое начало со времен второй мировой войны, кода в Германии ее использовали для изготовления масел для военной техники. Эта технология называется GTL (Gas to Liquid из газа в жидкость). Для производства масел по этой технологии используют природный газ, но технология производства отличается от производства ПАО масел из газа, процесс больше похож на сжижение газа и глубокую очистку, как для гидрокрекинговых масел, поэтому масла GTL относят к базовым маслам 3-й группы. По свойствам и качествам масла GTL находятся между маслами 3 и 4 групп, представляя разумный компромисс между стоимостью и достоинствами. В наше время компания Шелл первой начала производство масел по этой технологии, изначально на заводе своей дочерней компании Pennzoi в Америке и позже на своем новом заводе в Катаре. Все масла Шелл Ультра произведены по этой технологии.
Вообще, GTL-технология уже много лет показывает себя вполне жизнеспособной. Кстати, а как именно и кому пришла идея получать масло не из нефти?
История
Основа технологии GTL была заложена в 1925-м году немецкими химиками Фишером и Тропшем. Идея получила развитие, и в 1935-м году технология начала работать в промышленных масштабах. Все объяснялось острой необходимостью: Германия готовилась к войне, требовалось большое количество горюче-смазочных материалов, но страна не была богата нефтью. С природным газом дело тоже обстояло не очень, поэтому в качестве исходного сырья выступал каменный уголь. Причем тут Gas to Liquid? Из угля сначала получали синтез-газ, в уже из него − жидкие углеводороды.К концу Второй мировой войны в Германии работало семнадцать заводов по производству синтетического горючего, а в год производилось около 7 млн. тонн горюче-смазочных материалов. На "угольном" топливе передвигалась почти вся авиация Люфтваффе, и около половины наземной техники Вермахта. Кстати, из угля делали не только топливо и смазки, но и синтетическое мыло, и даже маргарин.
Развитие
После войны восемь немецких заводов GTL было вывезено в СССР, запущены из них только два, которые работали вяло, и тихо закрылись в начале 1990-х годов. А вот союзники СССР − в частности, США − оказались практичнее. Немецким ученым было предложено переехать в Америку, и продолжить работу над темой GTL в Бюро горной промышленнос¬ти США. Результаты этой работы нашли практическое применение. Сегодня технологию Фишера-Тропша для получения топлива используют такие американские производители, как ВР, Exxon Mobil и ChevronTexaco.А вот концерн Royal Dutch Shell начал производить по технологии GTL не только топливо, но и масла. Толчком к дальнейшему развитию технологии опять послужила неблагоприятная ситуация, а именно − эмбарго на поставки нефти в США, которое ввели страны ОПЕК в 1973-м году. В результате этого эмбарго цена нефти в Америке в один день удвоилась, а в течение года выросла в четыре раза.
GTL технология снова выручила. В 1983-м году в Голландии уже работал экспериментальный завод Shell по производству газовых масел, в 1993-м году концерн запустил завод в Малайзии − на базе местных весьма не бедных газовых скважин, а в 2012-м году − огромный промышленный комплекс в Катаре, на втором по величине в мире месторождении природного газа.
Так что, все сказанное выше − очередное подтверждение того, что если вдруг когда-нибудь начнутся проблемы с нефтью, жизнь точно не остановится. Особенно, если учесть, что кроме упомянутого газа, модного нынче электричества и водорода существует еще множество других источников энергии. Но это − тема отдельного рассказа.