兰州润滑油研究开发中心联合实验室博士后工作站-论文
昆仑润滑油研发“三境界”
昆仑润滑油研发“三境界”作者：吕钊凤来源：《汽车与运动》2017年第09期近日，一汽换帅引发业界高度关注，因为那是“共和国长子”。
在润滑油领域，“共和国长子”当属中国石油润滑油公司，我国第一桶润滑油、第一种添加剂和第一种润滑脂都出自中石油。
如今，中国石油旗下的润滑油产品已整合为“昆仑”品牌。
汽车发动机是润滑油使用大户，在我国车用润滑油市场，国际巨头依然占据第一梯队，但自主品牌正在奋起直追，尤其是昆仑润滑油，作为“共和国长子”，一直引领国产润滑油技术升级。
7月20日，昆仑润滑油杯“中国心”2017年度十佳发动机评选之“润滑油与发动机技术趋势研讨会”在中国石油兰州润滑油研究开发中心举行。
来自汽车行业的众多技术专家走进昆仑润滑油研发基地，亲身感受了“共和国长子”雄厚的研发实力。
“国内多数润滑油企业只做应用性开发，我们则坚持自主配方的原创性研发。
自主研发不仅降低了企业生产成本，为企业取得了良好的经济效益，同时打破了高档复合剂的国外垄断，带动了国内添加剂产业的发展，产生了巨大的社会和间接经济效益，中国石油润滑油公司有义务、也有能力当此重任，这就是国家队的责任和担当。
”中国石油兰州润滑油研究开发中心副院长汤仲平对《汽车与运动evo》说。
原创研发：国家队的责任作为“共和国长子”，昆仑润滑油的研发实力有多强呢？据介绍，昆仑润滑油目前拥有17大类700多个牌号的润滑油（脂、剂）产品，广泛应用于航空、钢铁、汽车、化工铁路、设备制造等众多行业。
这些产品的研发主要由兰州和大连两大研发中心承担，每年研发投入高达2亿多元。
“润滑油产品研发周期较长，只有持续投入，才能积累深厚的研发基础，才能源源不断地产出。
”汤仲平介绍说，以兰州润滑油研究开发中心为例，经过50多年的积淀，已发展成为集润滑油、脂、液及添加剂、燃料油及燃料油添加剂等研究和分析、评定、技术信息和服务于一体的大型综合科研实体。
截至2016年底，兰州润滑油研究开发中心共取得科技成果790多项，获国家科技发明奖1项，国家科技进步奖2项，国家级科技成果奖30多项，省、部级科技成果奖173项，工业化转化率85%以上；申请国家专利156项，申请国外专利1项，获授权专利102项。
昆仑润滑脂
昆仑润滑脂昆仑润滑脂出自中国第一个石油工业基地——中国石油玉门油田炼油化工总厂。
中国石油玉门油田开发于1939年，已经过了70年的发展历程，是中国第一个天然石油基地。
解放前10年，累计生产原油52万吨，占当时全国原油产量的95%。
1959年，生产原油140万吨，占全国原油总产量的51%。
从六十年代起，玉门油田担负起“三大四出”（大学校、大试验田、大研究所，出产品、出人才、出经验、出技术）的重任，先后会战大庆，南下四川，跑步上长庆，二进柴达木，三战吐鲁番，曾先后向全国各油田输送骨干力量近10万人、各类设备4000多台（套），被誉为中国石油工业的“摇篮”。
著名诗人李季曾写下“苏联有巴库，中国有玉门，凡有石油处，就有玉门人”的诗篇，盛赞玉门油田。
先后投入开发的有老君庙、鸭儿峡、石油沟、白杨河、单北、青西六个油田。
系出名门实力雄厚玉门炼油化工伴随油田开发已有67年的发展历史。
经过“九?五”、“十?五”的建设和发展，主要生产装置达到了国内中上水平，综合配套加工能力300万吨/年，生产160多种油品。
其中特油系统有近40年的生产历史，装置齐全、结构合理、产品畅销全国各地，特别是15号航空液压油、3号耐醇脂、2号低温脂等10多个特油产品均为全国独家产品，在国内享有良好信誉。
目前，生产装置主要有燃料油、润滑油及特油（添加剂）三大系统，航空液压油则是国内最高水平的“拳头”产品，取代国外进口产品，填补了国内空白。
各种高、低温脂等特色产品在为国内军方、航空、航天、铁路、汽车指定专用产品。
市场覆盖钢铁、矿山、船舶、仪表等多个领域。
奉献能源创造和谐今天，玉门炼油化工总厂已经是中国石油最具规模的润滑油脂生产企业之一，年生产能力3万吨，产品包括特种油、润滑脂，已达数百种之多，尤其以航空航天用油、各类特种脂，在市场中倍受青睐。
目前昆仑润滑脂产品形成通用润滑脂、航空航天产品、真空油脂、高温/低温脂、特种/合成油脂、添加剂、金属加工用油七大系列，主要包括锂基、钙基、MP、高温脂、合成脂、低温脂、极压锂基脂、密封脂、真空封泥、封蜡、封泥、轧辊轴承脂、航空液压油、精密仪表油、真空泵油、增压泵油、扩散泵油等。
舰船用燃气轮机齿轮油的研制
舰船用燃气轮机齿轮油的研制张继平;宋敏;张杰;续景【摘要】To localize gas turbine gear oil for main retarder of naval vessel,alternative gas turbine gear oil was developed. The developed gear oil composes of PAO6 ,VHVI4 ,esters and appropriate an﹣tioxidant,antirust and anticorrosive,extreme pressure abrasion resistance additive and the quality of the gear oil meets the provisional qualification standard. The developed oil has an excellent performance in viscosity﹣temperature,oxidation stability,antirust and anticorrosion,anti﹣high temperature corrosion, hydrolytic stability and a suitable extreme pressure abrasion resistance.%为实现舰船燃气轮机主减速器润滑用油的国产化进行了替代油品的研制。
使用PAO6、VHVI4和酯类基础油，加入适当种类和比例的抗氧剂、极压抗磨剂、防锈抗腐蚀剂等研制了满足暂定质量指标的油品。
该润滑油具有良好的黏温性能、氧化安定性、防锈抗腐蚀、抗高温腐蚀、水解安定性以及适宜的极压抗磨性。
【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】6页(P69-74)【关键词】舰船;燃气轮机;齿轮油【作者】张继平;宋敏;张杰;续景【作者单位】中国石油兰州润滑油研究开发中心中国石油天然气集团公司润滑油重点实验室，兰州 730060;海军后勤技术装备研究所;中国石油兰州润滑油研究开发中心中国石油天然气集团公司润滑油重点实验室，兰州 730060;中国石油兰州润滑油研究开发中心中国石油天然气集团公司润滑油重点实验室，兰州 730060【正文语种】中文舰船动力装置的主流装备是燃气轮机，其功率总数日益增长，装船使用范围日益扩大。
润滑油脂抗磨极压添加剂研究进展
维普资讯
２０ ０ ６年 ６月
Ｊｎ ２０ ｕ ．０ ６
润
滑
油
第 ２ 卷第 ３期 ｌ
Ｖｌ ． １ Ｎｏ ３ ０ ２ ． ． １
Ｌ ｂ ｉ ｔ ｇＯｉ ｕ ｒ ａｉ ｌ ｃ ｎ
文章编号 ：０２３ １ １０ ６０ ． ２ ．９ １０ —１ ９２ ０ ）３０ ９０ ０
加剂的应用仍然பைடு நூலகம்在争议。纳米润滑添加剂的研究
起源于我国， 也出现了一些商业化的产品， 如中科院
兰州化物所和中国石油兰州润滑油研究中心共 同研 制 的有机铜添加剂 ， 国外学者认为 ， 但 纳米添加剂还
（０ ） １ｗ／ ｘ油） （ 。而且 ， 预计将在 ２ ０ ０９年问世 的 Ｇ Ｆ
一
５ 轿车发动机油将把磷 的含量控制在 ０ ０ ％以 ．５
远未达到商业应用的水平Ｌ 。 ４ Ｊ
本文主要介绍一些 已商业 化的润滑油脂抗磨 、 极压添加剂新技术 ， 包括非硫磷的有机钼添加剂 、 非
活性有机硼添加剂 、 无灰 型噻二唑衍生物和有机铋 添加剂 。 １ 非硫磷有机钼添加剂
１１ 减摩 性能 ．
内ｌ 。ＩＳ Ｃ规格是 要求在降低硫 和磷 含量 的 １ １］ Ｌ Ａ 前题下进一步提高油 品的抗磨性 ， 例如 ， Ｆ一４规 Ｇ 格要求在程序ⅣＡ实验中的平均凸轮磨损由 Ｇ 一３ Ｆ 的 １０ ２ ｍ降低到 ９ ｍ。同时 ， ０ 美国材料试验协会 （ Ｔ Ｄ一 委员会（ Ｍ） ２ 石油产品和润滑剂 ） 的重载
加氢处理润滑油基础油各组分对光安定性的影响-1
收稿日期:2002-05-09 通讯联系人:王会东文章编号:1001-8719(2003)02-0057-05加氢处理润滑油基础油各组分对光安定性的影响INFLUENC E OF EAC H COMPONENT OFHYDROTREATED LUBE OIL ON ITS LIGHT STABILITY王会东1,2,韩志群1,王仁安2,张永连1,赵锁奇2WANG Hu-i dong 1,2,H AN Zh-i qun 1,WANG Ren -an 2,ZHANG Yong -lian 1,ZHAO Suo -qi 2(1.中国石油兰州润滑油研究开发中心,甘肃兰州730060; 2.石油大学重质油加工国家重点实验室,北京102200)(1.L anz hou L ubricating Oil Resear ch &Dev elop ment I nstitute,PetroChina,L anzhou 730060,China;2.S tate K e y L abor atory o f H eavy Oil Processing ,Univ ersity of Petr oleu m ,Be ij ing 102200,China)摘要:将经紫外光照前后的加氢处理润滑油基础油分离为饱和烃、轻质芳烃、中质芳烃、重质芳烃和极性组分,分别采用薄层色谱、质谱和紫外吸收光谱分析了各组分的烃组成、硫和氮含量的变化,并通过将从原料油中分离出的各组分反加到光安定性好的饱和烃中,试验验证了加氢处理润滑油基础油中的重质芳烃和极性组分是光不安定组分,其中含有硫、氮的芳香杂环化合物光安定性差。
关 键 词:加氢处理润滑油基础油;光安定性;芳香烃组分中图分类号:T E626.3;T E624.4 文献标识码:AAbstract:H ydrotreated lube base oils before and after treated by ultraviolet radiation w ere separatedinto saturate hydrocarbons,light aromatics,medium aromatics,heavy aromatics and polar heterocy cle aromatics by liquid -solid chromatograpy.T he contents of hydrocarbons,sulfur and nitrogen in light aromatics,medium aromatics,heavy aromatics and polar heterocycle aromatics were analyzed by thin film chromatog ram,MS and U V,etc.By adding light aromatics,medium aromatics,heavy aromatics and polar heterocyclic aromatics separated from 125N hydrotreated lube base oil to saturate hydrocarbons,it w as discovered that heavy arom atics and polar heterocyclic aromatics in 125N hydrotreated lube base oil were sensitive to UV light.It was also found that some organic sulfur and nitrogen compounds in heavy aromatic hydrocarbons and polar compounds w ere the main compounds responsible for light instability.Key words:hydrotreated lube base oils;lig ht stability;aromatic component加氢处理的润滑油基础油(简称加氢油)的光安定性比溶剂精制的基础油差,这一事实已被人们普遍接受[1]。
新型硼氮型润滑油添加剂的合成及摩擦学性能
2009年2月第34卷第2期润滑与密封LUBR I CATI O N ENGI N EER I N GFeb .2009Vol 134No 12收稿日期:2008-09-08联系人:张翔,E 2mail:zhangxiang@luberdi 1com 1cn 新型硼氮型润滑油添加剂的合成及摩擦学性能张 翔 李建明 王会东 薛卫国 仇建伟(兰州润滑油研究开发中心 甘肃兰州730060)摘要:以植物油为原料合成了一种新型硼氮型润滑油添加剂,采用摩擦磨损试验机考察了它在加氢基础油和成品油中的摩擦学性能,结果表明此添加剂具有良好的抗磨减摩效果。
用扫描电子显微镜和X 射线光电子能谱仪观察分析了磨痕表面的形貌及元素,发现磨损表面含有大量的硼元素,表明在摩擦过程中,通过物理吸附和化学反应在摩擦表面生成了含硼润滑膜,起减摩和抗磨作用。
关键词:硼酸酯;润滑油添加剂;减摩;抗磨中图分类号:TE62613;TH11711 文献标识码:A 文章编号:0254-0150(2009)2-065-3Synthesis and Tr i bolog i ca l Properti es of a Novel Bora te Ester Cont a i n i n g Nitrogen a s Lubri cant Additi veZha ng Xi a ng L i J i a nm i ng W a ng Hu ido ng Xue W e i guo Q i u J ia nw e i(Petr oChina Lanzhou Lubricating O il R&D I nstitute,Lanzhou Gansu 730060,China )Abstract:A novel borate ester containing nitr ogen as lubricant additive was synthesized by vegetable oil .Friction andwear tester was emp l oyed t o evaluate the tribological p roperty in hydrogenated base oil and p r oduct oil .A s the results,the lubricant additive has excellent anti wear and fricti on 2reducing abilities .The mor phol ogies and elements of the wearing sur 2faces were observed and exam ined by means of scanning electron m icroscopy and X 2ray photoelectr on s pectr oscopy .A mass of bor on was found in the worn surface .The lubricating fil m containing bor on for med by physical ads or p tion and tribochem 2ical reaction during fricti on p r ocess reacts fricti on 2reducing and anti w ear functi ons .Keywords:borate ester;lubricant additive;friction 2reducing;anti wear 当今,润滑油产品的发展趋势是延长换油期和提高燃油经济性。
让昆仑润滑油健康发展
随着参观了中国石油兰州润滑油研究开发中心润滑油评定中心的重点实验室，聆听了润滑油与发动机技术趋势研讨会，我们对昆仑润滑油也有了进一步的了解，而在这逐步了解之中也产生了一些疑问，于是中国石油兰州润滑油研究开发中心汤仲平副院长在百忙之中抽出了时间，来与大家近距离沟通。
Q: 因为我们来这个润滑油研发中心机会比较少，比较难得，也希望能够对研发中心有个更深入的了解，请您简单介绍一下咱们这个研发中心。
A：我简单说一下我们这个研发中心的整体概况，有员工320个人，其中的一部分就是目前大家参观到的这个发动机台架实验室。
台架实验室跟大家的发动机、车结合得比较紧密，所以结合到这次活动，让大家去参观发动机台架实验室。
实验室相当于一个纽带，后面我们还有一个更大的团队，包括今天在会上也说了，润滑油产品的开发；其中，我们大概有30个人在做润滑油添加剂的开发，我们还要做润滑油配方开发：例如，工业油的，内燃机油的。
内燃机油就是车用油，还包括一些常规理化分析、模拟性能测试和台架测试。
这一块其实是有一个很大的团队在做，另外我们在克拉玛依还有一个研究所，主要是从事环烷基油产品开发与应用。
Q：咱们研发中心的主要成果有哪些呢？A：我从近几年取得的一些成果给大家做个介绍，在十二五期间，我们是在三个领域取得三项国家奖，一项国家技术发明奖，两项科技进步奖，这三个领域一个是在2009年的时候，齿轮油和添加剂这个核心技术获得的国家技术发明二等奖，这个主要是包括咱们乘用车的变速箱用油，商用车后桥和变速箱油，同时还包括各种工业齿轮油。
第二个方面就是在2010年的时候，获得了一项国家科技进步奖，这个领域主要是环烷基油和变压器油，现在在高端变压器油领域，我们的占有率在80%以上。
在2012年的时候我们这个内燃机油和添加技术获得的是国家科技进125步二等奖。
其实，除了这三个领域获得国家奖之外还有许多成果，如大家在加油站看到的汽油添加剂。
添加剂领域的开发包括像添加剂、极压抗磨剂、分散剂、抗氧剂等等。
汽车自动传动液减摩性能研究
Ａｕｔｈｏｒ：ＨＵ Ｓｈｅｎｇ—ｘｕｅ．ｍａｌｅ，ｂｏｒｎ ｉｎ １９７０，ｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅ ｓｔｕｄｅｎｔ，Ｅｎｇｉｎｅｅｒ，ｅ—ｍａｉｌ：ｈｓｈｘ＠ｌｕｂｅｒｄｉ．ｔｏｍ．
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万方数据
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蹦１添加剂对油品减摩性能的影响
可蹦看出，防锈剂、摩擦改进剂、分散剂以及含分散型 多功能粘度指数改进剂对油品的减摩特性影响较大， 抗磨荆和防腐剂对油品的减摩特性有一定的影响，而 抗氧剂２．６－二叔丁基对甲酚对油品的减摩性能影响 较小．摩擦改进剂通常为长链的极性分子，能够改善 油品的减摩特性．这是因为短链极性分子在自动传动 系统中会引起不稳定的颤动，而长链极性分子可以产
品的减摩特性较好
［３］Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
万方数据
第３期
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ＳＡＥ ｐａｐｅｒ Ｎｏ Ｃ ９４１８８７（１９９４）． Ｌ，Ｃａｓａｎｉｅ，ｌ Ｃ ｏｆ
胡盛学等：
汽车自动传动液减摩性能研究
［５］Ｓｐｒｙｓ Ｊ Ｗ．Ｖｓｕｇｈｔ
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ｆｒｉｃｔｉｏｎ—ｒｅｄｕｃｉｎｇ
ｔｈｅ ｆｒｉｃｔｉｏｎ—ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，
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ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ＡＴＦｓ ａｎｄ ｓｈｏｗｅｄ ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔ ｂｅｈａｖｉｏｒ．Ｔｈｅ ｆｒｉｃｔｉｏｎ—ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ＡＴＦｓ ｗａｓ ｍａｉｎｌｙ
低硫、低磷和低灰分(低SAPS)添加剂的发展现状及趋势
中国石油兰州润滑油研发中心
PetroChina Lanzhou Lubricant R&D Institute
1 概述
汽车的尾气排放严重影响了环境质量。 据统计，大气污染中有60%的一氧化碳、50%的氮氧化合物 和70%的烃类、有机挥发物来自汽车排放。 为了满足法规要求的排放标准，未来汽车均采用电控燃油喷 射技术，广泛安装催化转化器，柴油车还要安装颗粒物过滤器。 汽车技术的发展要求发动机油须满足低硫酸盐灰分、低磷、 低硫需求。发动机油中的磷、硫、金属大部分来自添加剂，为了 适应环保的要求，添加剂本身也应该向着低磷、低硫、低灰分的 方向发展以满足更高质量发动机油的要求。
验室，2003年10月又与中国科学院兰州化学物理研究所合作，成立石油化工新产品
联合实验室。此外，与美国西南研究院有长期的合作协议。
中国石油兰州润滑油研发中心
PetroChina Lanzhou Lubricant R&D Institute
概述 润滑油添加剂与硫、磷及灰分含量之间的关系
低SAPS型抗氧抗腐剂的发展现状及趋势 低SAPS型金属清静剂的发展现状及趋势 低SAPS型摩擦改进剂的发展现状及趋势
磷在润滑油里通常以二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）的形态出现。
而硫主要来自于基础油及含硫添加剂（如ZDDP、硫化烷基酚盐 等）。通常ZDDP提供0.1﹪的磷、0.2﹪的硫在润滑油里。
中国石油兰州润滑油研发中心
PetroChina Lanzhou Lubricant R&D Institute
2 润滑油添加剂与灰分、磷及硫含量之间的关系
手段最全、设备最新、力量最强的石油产品和润滑剂检测单位，并获得了
低温型车用尿素溶液的研究及应用
㊀第２０期㊀㊀收稿日期:２０１９－０７－１８作者简介:李海平(１９８６ )ꎬ兰州人ꎬ工程师ꎬ硕士研究生ꎬ主要研究方向为车辆用品ꎮ低温型车用尿素溶液的研究及应用李海平ꎬ刘泉山ꎬ谢建海(中国石油兰州润滑油研究开发中心ꎬ甘肃兰州㊀７３００６０)摘要:车用尿素溶液ＡＵＳ３２是由３２.５％的专用尿素和６７.５％的超纯水组成ꎬ但该浓度下的尿素溶液在低于－１１ħ的环境下会发生结晶现象ꎮ低温型车用尿素溶液具有更低的冰点ꎬ在中国北方地区的冬季具有一定的市场需求ꎮ本文对低温型车用尿素溶液开展了研究ꎬ通过改性剂筛选和理化分析确定了两种低温型车用尿素溶液配方ꎻ通过行车试验考察了两种低温型车用尿素溶液的实际使用性能ꎮ理化分析结果表明ꎬ低温型车用尿素溶液测试数据能够满足指标要求ꎻ行车试验结果表明ꎬ使用低温型车用尿素溶液时ꎬ车辆油耗和尿素消耗略低于使用ＡＵＳ３２ꎬ使用效果良好ꎮ关键词:尿素溶液ＡＵＳ３２ꎻ冰点ꎻ低温型车用尿素溶液中图分类号:ＴＱ４４１.４１㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１００８－０２１Ｘ(２０１９)２０－００５３－０３ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＬｏｗＦｒｅｅｚｉｎｇＰｏｉｎｔＡｑｕｅｏｕｓＵｒｅａＳｏｌｕｔｉｏｎＬｉＨａｉｐｉｎｇꎬＬｉｕＱｕａｎｓｈａｎꎬＸｉｅＪｉａｎｈａｉ(ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａＬａｎｚｈｏｕＬｕｂｒｉｃａｔｉｎｇＯｉｌＲ＆ＤＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＬａｎｚｈｏｕ㊀７３００６０ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅａｑｕｅｏｕｓｕｒｅａｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅｓ(ＡＵＳ３２)ｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆ３２.５％ｄｅｄｉｃａｔｅｄｕｒｅａａｎｄ６７.５％ｕｌｔｒａ－ｐｕｒｅｗａｔｅｒꎬｂｕｔＡＵＳ３２ｗｉｌｌｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｅｓｂｅｌｏｗ－１１ħ.Ｔｈｕｓꎬｔｈｅｌｏｗｆｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔａｑｕｅｏｕｓｕｒｅａｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓｃｅｒｔａｉｎｌｙｄｅｍａｎｄｅｄｉｎｗｉｎｔｅｒｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎｃｈｉｎａ.Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｏｕｓｏｎｔｈｅｔｈｅｌｏｗｆｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔａｑｕｅｏｕｓｕｒｅａｓｏｌｕｔｉｏｎ.Ｔｈｅｆｏｒｍｕｌａｗａｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈａｄｄｉｔｉｖｅｓｃｒｅｅｎｉｎｇａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ.Ｔｈｅｐｒａｃｔｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｗｏｔｙｐｅｓｌｏｗｆｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔａｑｕｅｏｕｓｕｒｅａｓｏｌｕｔｉｏｎｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｒｕｎｎｉｇｔｅｓｔ.Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｌｏｗｆｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔａｑｕｅｏｕｓｕｒｅａｓｏｌｕｔｉｏｎｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ.ＴｈｅｌｏｗｆｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔａｑｕｅｏｕｓｕｒｅａｓｏｌｕｔｉｏｎｈａｓｌｏｗｅｒｆｕｅｌａｎｄｕｒｅａｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｔｈａｎＡＵＳ３２.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ＡｑｕｅｏｕｓｕｒｅａｓｏｌｕｔｉｏｎꎻＦｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔꎻＬｏｗｆｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔａｑｕｅｏｕｓｕｒｅａｓｏｌｕｔｉｏｎ１㊀国内外低温型车用尿素溶液研究现状随着国家排放法规的日益严格ꎬＳＣＲ(选择性催化还原)技术在车用柴油机上得到越来越广泛的应用ꎬ与此同时ꎬ车用尿素溶液ＡＵＳ３２的需求量也逐年上升ꎮ众所周知ꎬＡＵＳ３２的冰点为－１１ħꎬ而中国北方地区的冬季气温通常低于－１１ħꎬ且低温天气持续时间长ꎬ导致ＡＵＳ３２的使用和存储不便ꎮ因此ꎬ低冰点的低温型车用尿素溶液有一定的市场需求ꎮ近年来ꎬ国内众多车用尿素溶液厂家已经研发出低温型车用尿素溶液并推广应用ꎬ但由于低温型车用尿素溶液还没有国家标准和行业标准ꎬ各企业在产品生产和销售中均执行各自的企业标准ꎮ如江苏可兰素汽车环保科技有限公司推出的－２０ħ㊁－２５ħ㊁３０ħ㊁３５ħ"冰畅"系列低温型车用尿素溶液ꎬ执行标准为Ｑ/３２００ＫＬＳ０５ꎮ辽宁润迪汽车环保科技股份有限公司推出的－２５ħ和－３５ħ两种低温型车用尿素溶液ꎬ执行标准为Ｑ/ＣＡＭ－２６７－２０１０ꎮ通过文献及专利调研发现[１－３]ꎬ低温型车用尿素溶液所用的冰点改性剂主要为铵类㊁酰胺类㊁以及小分子醇类化合物ꎬ通过一种或几种改性剂复配来降低尿素溶液的冰点ꎮ低温型车用尿素溶液最早在欧洲开始研究ꎬ欧洲在优化尿素水溶液的低温稳定性时试验了很多抗结冰添加剂ꎬ例如典型的发动机防冻液添加剂:乙醇㊁丙二醇和甲醇ꎬ但发现冰点下降的幅度不理想ꎮ芬兰Ｋｅｍｉｒａ公司曾研发了商品名称为ＤｅｎｏｘｉｕｍＴＭ 的低温型车用尿素溶液产品ꎬ包括Ｄｅｎｏｘｉｕｍ－２０和Ｄｅｎｏｘｉｕｍ－３０两种ꎮ ＤｅｎｏｘｉｕｍＴＭ 产品与ＡＵＳ３２产品的理化性质如下表１所示ꎮ从表１可以看出ꎬ使用低温改性剂后ꎬ两种低温型车用尿素溶液的理化性质发生变化ꎬ但ＮＨ３含量与ＡＵＳ３２相同ꎮ表１㊀ＤｅｎｏｘｉｕｍＴＭ产品及ＡＵＳ３２产品理化性质Ｔａｂ.１㊀ＰｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆＤｅｎｏｘｉｕｍＴＭａｎｄＡＵＳ３２项目Ｄｅｎｏｘｉｕｍ－２０Ｄｅｎｏｘｉｕｍ－３０ＡＵＳ３２沸点/ħ１００９９１０３冰点/ħ－２０－３０－１１ｐＨ值７.０７.０９.０密度/(２０ħꎬｇ/ｃｍ３)１.１１１.１２１.０９蒸气压/(２０ħꎬｂａｒ)０.１５３０.１４０ʈ０.１８０ＮＨ３含量/(２０ħꎬｋｇ/ｋｇ)０.２０.２０.２㊀㊀一直以来ꎬ低温型车用尿素溶液的推广应用具有一定争议ꎮ主要争议点在于使用低温型车用尿素溶液的必要性:首先ꎬ柴油车ＳＣＲ系统本身具有加热功能ꎬ可以不用成本较高的低温型车用尿素溶液ꎻ此外ꎬ有学者认为低温型车用尿素溶液会造成如有毒的非常规污染物排放ꎬ以及对ＳＣＲ系统的腐蚀性ꎮ出于技术研究目的ꎬ本文通过配方筛选ꎬ研制了冰点为分别为－２５ħ和－３５ħ的两种低温型车用尿素溶液ꎬ通过理化分析和行车试验考察了产品性能ꎮ２㊀试验试剂和方法２.１㊀试验试剂试验中所用的原材料包括生产车用尿素溶液所用的尿素和纯水ꎬ以及ＡꎬＢꎬＣꎬＤ四种低温改性剂(两种铵类ꎬ两种酰胺３５ 李海平ꎬ等:低温型车用尿素溶液的研究及应用山㊀东㊀化㊀工类)ꎮ尿素和纯水质量指标如下表２和表３所示ꎮ四种低温改性剂均为含量９８.０％以上的工业品ꎮ表２㊀专用尿素质量指标Ｔａｂ.２㊀Ｑｕａｌｉｔｙｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆｕｒｅａ项目质量指标试验方法醛含量/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ５.０ＧＢ２９５１８附录Ｄ总氮(Ｎ)(以干基计)ȡ４６.４ＧＢ/Ｔ２４４１.１缩二脲(质量分数)/％ɤ０.９ＧＢ/Ｔ２４４１.２水分(质量分数)/％ɤ１.０ＧＢ/Ｔ２４４１.３表３㊀纯水质量指标Ｔａｂ.３㊀Ｑｕａｌｉｔｙｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆｐｕｒｅｗａｔｅｒ项目质量指标试验方法电导率(２５ħ)/(ｍＳ/ｍ)ɤ０.５０ＧＢ/Ｔ６６８２可氧化物质含量(以Ｏ计)/(ｍｇ/Ｌ)ɤ０.４ＧＢ/Ｔ６６８２蒸发残渣(１０５ħʃ２ħ)含量/(ｍｇ/Ｌ)ɤ２.０ＧＢ/Ｔ９７４０ｐＨ值范围(２５ħ)５.０~７.５ＧＢ/Ｔ９７２４２.２㊀试验方法试验中所用的理化分析方法如表４所示ꎮ表４试验方法Ｔａｂ.４㊀Ｔｈｅｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄ方法名称方法号石油和石油产品及添加剂机械杂质测定法ＧＢ/Ｔ５１１化学试剂ｐＨ值测定通则ＧＢ/Ｔ９７２４ＡＵＳ３２中不溶物的含量(重量法)ＧＢ２９５１８附录ＥＡＵＳ３２中磷酸盐含量的测定ＧＢ２９５１８附录ＦＡＵＳ３２中金属含量的测定ＧＢ２９５１８附录Ｇ发动机冷却液冰点测定法ＳＨ/Ｔ００９０３㊀低温型车用尿素溶液配方考察对于常温型车用尿素溶液而言ꎬ尿素浓度直接影响ＮＯｘ转化效率ꎮ由于采用ＳＣＲ技术的发动机和汽车制造商已经在３２.５％尿素溶液作为ＮＯｘ还原剂的问题上达成一致ꎬ所以制造商都用３２.５％的尿素浓度来标定ＳＣＲ系统ꎬ以保证ＮＯｘ降低水平满足排放标准要求ꎮ随着尿素浓度的降低ꎬＮＯｘ转化率也随之降低ꎬ当低于２８％时一般就会造成ＮＯｘ排放超标[４]ꎮ对于低温型车用尿素溶液而言ꎬ加入低温改性剂使得尿素含量相应减少ꎬ为保证还原效率不受影响ꎬ应保持ＮＨ３的总量不变ꎮ从尿素与铵类以及酰胺类低温改性剂的化学结构对比可知ꎬ１ｍｏｌ尿素可产生２ｍｏｌＮＨ３ꎬ而１ｍｏｌ低温改性剂只产生１ｍｏｌ的ＮＨ３ꎮ因此ꎬ通过摩尔质量换算可得到低温改性剂添加量与ＡＵＳ３２中尿素减少量的重量比关系ꎬ以保证低温型车用尿素溶液中的ＮＨ３含量不变ꎮ在低温型车用尿素溶液配方研制过程中ꎬ首先进行了低温改性剂筛选ꎮ在尿素含量㊁改性剂含量㊁以及纯水含量均相同的情况下ꎬ对比了四种改性剂降低冰点的性能大小ꎬ结果如下图１所示ꎮ从图１可以看出ꎬ四种低温改性剂在一定添加量下均可降低尿素溶液冰点ꎬ其中改性剂Ａ在同等加量下降低冰点的性能最好ꎮ图１㊀四种低温改性剂降低冰点性能大小Ｆｉｇ.１㊀Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｒｅｄｕｃｉｎｇｆｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔ以车用尿素溶液ＡＵＳ３２(尿素含量以３２.５％计算)为基础ꎬ尿素与改性剂Ａ在不同质量配比时ꎬ混合溶液的冰点值如下表５所示ꎬ表５中冰点变化曲线如下图２所示ꎮ表５㊀尿素－改性剂Ａ混合溶液冰点考察Ｔａｂ.５㊀Ｔｈｅｆｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔｏｆｕｒｅａ－ｍｏｄｉｆｉｅｒＡｍｉｘｔｕｒｅ编号尿素/％改性剂Ａ/％纯水/％冰点/ħ１３２.５０６７.５－１１.０２Ｕ１Ａ１Ｗ１－１７.０３Ｕ２Ａ２Ｗ２－２１.７４Ｕ３Ａ３Ｗ３－２７.１５Ｕ４Ａ４Ｗ４－３３.０６Ｕ５Ａ５Ｗ５－３６.８７Ｕ６Ａ６Ｗ６－３４.８８Ｕ７Ａ７Ｗ７－３３.２㊀㊀注:８组溶液的理论氨含量相同ꎮ图２㊀尿素－改性剂Ａ混合溶液冰点变化趋势Ｆｉｇ.２㊀Ｔｈｅｆｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔｔｒｅｎｄｏｆｕｒｅａ－ｍｏｄｉｆｉｅｒＡｍｉｘｔｕｒｅ从表５和图２中冰点变化趋势可以看出ꎬ４号样和６号样可以满足－２５ħ和－３５ħ两种低温型车用尿素溶液冰点要求ꎬ因此ꎬ将４号样的比例确定为－２５ħ低温型车用尿素溶液的配方体系ꎬ将６号样的比例确定为－３５ħ低温型车用尿素溶液的配方体系ꎮ４㊀低温型车用尿素溶液的理化性质两种低温型车用尿素溶液样品的理化性质考察如下表６所示ꎬ从理化结果可以看出ꎬ两种低温型车用尿素溶液均满足指标要求ꎮ４５ ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年第４８卷㊀第２０期表６㊀两种低温型车用尿素溶液理化性质考察Ｔａｂ.６㊀Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｔｗｏｆｒｅｅｚｉｎｇｐｏｉｎｔａｑｕｅｏｕｓｕｒｅａｓｏｌｕｔｉｏｎ项目技术要求－２５ħ㊀㊀㊀㊀－３５ħ－２５ħ样品－３５ħ样品试验方法外观无色透明无色透明无色透明目测冰点/ħɤ－２５ħ㊀㊀ɤ－３５ħ－２７.１－３６.８ＳＨ/Ｔ００９０ｐＨ值(２５ħ)５~１０６.６５６.６８ＧＢ/Ｔ９７２４不溶物/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ２０３.４４.３ＧＢ２９５１８附录Ｅ磷酸盐/ｍｇ/ｋｇɤ０.５０.２２０.２４ＧＢ２９５１８附录Ｆ钙/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ０.５０.２０.１５ＧＢ２９５１８附录Ｇ铁/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ０.５０.２５<０.３１铜/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ０.２<０.１<０.１锌/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ０.２<０.１<０.１铬/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ０.２<０.１<０.１镍/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ０.２<０.１<０.１铝/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ０.５<０.１<０.１镁/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ０.５<０.１<０.１钠/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ０.５０.１５<０.１钾/(ｍｇ/ｋｇ)ɤ０.５<０.１<０.１５㊀低温型车用尿素溶液行车试验两种低温型车用尿素溶液在东北地区物流公司开展了冬季行车试验ꎬ并与常温型车用尿素溶液ＡＵＳ３２进行了对比考察ꎬ试验车辆如下图２所示ꎮ使用－２５ħ低温型车用尿素溶液的行车路线为大庆－杭州－海拉尔ꎬ全程高速路况ꎬ时速８０~１００ｋｍ/ｈꎬ载重８~３１吨ꎮ使用－３５ħ低温型车用尿素溶液的行车路线为大庆－伊春ꎬ全程高速路况ꎬ时速８０~９０ｋｍ/ｈꎬ载重１０~１８吨ꎮ行车试验统计数据如下表７所示ꎮ图３㊀行车试验车辆Ｆｉｇ.３㊀Ｔｈｅｒｕｎｎｉｎｇｔｅｓｔｃａｒｓ表７㊀低温型车用尿素溶液及ＡＵＳ３２行车试验统计数据Ｔａｂ.７㊀Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｄａｔａｏｆｒｕｎｎｉｎｇｔｅｓｔ车型尿素类型试验里程/ｋｍ平均油耗/(Ｌ/１００ｋｍ)平均尿素消耗/(Ｌ/１０００ｋｍ)司机反馈信息ＭＡＮ４８０ＡＵＳ３２－２５ħ低温型３２５００.０３６９６０.０２９.８２９.１２３.９２１.１使用低温型尿素溶液时ꎬＳＣＲ系统解放３５０ＡＵＳ３２－３５ħ低温型３０９８３.０３０９０３.０３２.７３０.８２２.５２０.７正常工作ꎬ无堵塞㊁结晶报警ꎮ㊀㊀从表７统计数据可以看出ꎬ使用低温型车用尿素溶液时ꎬ车辆平均油耗及平均尿素消耗都略低于使用ＡＵＳ３２ꎬ而且据司机反馈ꎬ使用低温型车用尿素溶液时无需等待ＳＣＲ系统解冻尿素箱ꎬ使用过程中ＳＣＲ系统也未出现堵塞㊁结晶等报警信号ꎬ感受性良好ꎮ６㊀结论通过添加低温改性剂Ａ可以得到符合指标要求的两种低温型车用尿素溶液ꎬ且低温型车用尿素溶液的ＮＨ３含量与ＡＵＳ３２相同ꎮ两种低温型车用尿素溶液在行车试验中的实际使用性能表现良好ꎬ车辆平均油耗和平均尿素消耗均低于ＡＵＳ３２ꎮ目前ꎬ低温型车用尿素溶液还需更加深入㊁系统的研究ꎬ并形成统一的标准ꎬ才能作为成熟的产品推向市场满足需求ꎮ参考文献[１]赵曙光.一种低冰点氮氧化物还原剂及其制备方法:２０１５１００１５９５８.２[Ｐ].２０１５－０６－０３.[２]石俊峰.一种抗低温尾气催化还原剂及其制备方法:２０１２１０００８０７０.２[Ｐ].２０１５－０７－１８.[３]邹建波.一种超低温尿素还原剂组合物:２０１１１０１３４６９８.２[Ｐ].２０１１－１０－１２.[４]郝春晓ꎬ陈伟程ꎬ等.车用尿素溶液质量对ＳＣＲ系统的影响[Ｊ].环境与可持续发展ꎬ２０１６ꎬ４１(１):４６－４９.(本文文献格式:李海平ꎬ刘泉山ꎬ谢建海.低温型车用尿素溶液的研究及应用[Ｊ].山东化工ꎬ２０１９ꎬ４８(２０):５３－５５.)５５ 李海平ꎬ等:低温型车用尿素溶液的研究及应用。