فرایند تولید روغن پایه :

بعد از پالایش کردن نفت خام در مراحل تقطیر اتمسفریک، تقطیر در خلاء و برج روغن برشی به نام لوبکات (برش روغن) حاصل می شود که این ماده در واقع خوراک پالایشگاه روغن است و طی مراحل زیر به روغن تبدیل می شود.

۱- واحد استخراج با حلال

به منظور جلوگیری از تغییرات شدید گرانروی روغن با تغییر دما، ترکیبات آروماتیک می‌ بایست از لوبکات حذف گردند. جهت جداسازی این ترکیبات معمولا از روش استخراج با حلال استفاده می شود.

در این روش با استفاده از حلال هایی مانند فنل فورفورال اقدام به جداسازی ترکیبات آروماتیکی موجود در روغن می نمایند. این عملیات موجب افزایش مقاومت روغن در مقابل اکسیداسیون، بهبود رنگ و ظاهر روغن، افزایش شاخص گرانروی و افزایش سازگاری روغن با لاستیک ها می گردد.

محصول این واحد رافینیت (روغن عاری از آروماتیک ها) می باشد که برای تولید روغن پایه به واحد موم زدایی فرستاده می شود. قسمت آروماتیکی جدا شده از لوبکات را اکسترکت می نامند که ماده اولیه تهیه دوده است.

۲- واحد موم زدایی یا واکس زدایی

جداسازی مواد پارافینیک خطی درشت مولکول که به آنها پارافین وکس نیزگفته می شود، برش روغنی را با مخلوطی از حلال هایی مانند تولوئن و M.E.K مجاور نموده و با سرد کردن مخلوط و استفاده از فیلتر، مقادیر بالایی از ترکیبات پارافینیک خطی درشت مولکول را جدا می‌نماید. این عمل موجب بهبود خواص در سرمای روغن می گردد.

این واحد به دلیل استفاده از حلال متیل اتیل کتون به واحد M.E.K نیز معروف است.
محصول واحد موم گیری، روغنی مات ولی بدون واکس است که به W.F.O معروف است.

۳- واحد تصفیه با هیدروژن

برای افزایش کیفیت و کاهش ناخالصی‌های روغن پایه جهت تولید روغن های موتور و صنعتی با سطوح کیفیت بالا این روغن پایه را به واحد تصفیه هیدروژن می فرستند تا در دما و فشار بالا در راکتور مخصوصی با افزودن هیدروژن، ترکیبات غیر اشباع را اشباع کرده و ناخالصی هایی را از روغن پایه خارج سازند. محصول این واحد H.F.O نامیده می شود.

با توجه به شرایط عملیاتی، روش هیدروژناسیون را می توان به سه فرایند مجزا تقسیم کرد:

۱-۳) تصفیه با هیدروژن که فرایند ملایمی است که موجب حذف مقدار کمی از ترکیبات گوگردی و نیتروژن موجود در برش روغنی قبل بهبود ظاهر، رنگ، بو و پایداری ۵UV روغن و تا حدی بهبود خواص پایداری در برابر اکسیداسیون و حرارتی روغن و همچنین بهبود در خواص جدا پذیری از آب و آزادسازی هوا در روغن پایه می گردد.

۲-۳) شکست مولکولی با هیدروژن که در فرایند با ایجاد فشار و دمای بالاتری نسبت به روش قبل ضمن حذف ترکیبات ناخواسته حاوی گوگرد، هیدروژن و اکسیژن، موجب اشباع پیوندهای دوگانه و تجدید ساختار بعضی مولکول های هیدروکربنی موجود در برش روغنی می گردد.

۳-۳) ایزومریزاسیون با هیدروژن که در این فرایند، مولکولهای درشت، مولکول خوراک اولیه که معمولا پارافین وکس می باشند، تحت فشار و دمای بسیار بالا شکسته شده و به مولکول های سبک دلخواه تبدیل میگردند.

روغن های پایه ای که بر اساس تکنولوژی های قدیمی Solvent Dewaxing و Solvent Refining تولید می شوند در گروه یک و روغن پایه های مدرن تر که از فناوری تولید Hydroprocessing بهره می‌برند در گروه دو و سه (در صورتیکه شاخص گرانروی آنها از ۱۲۰ بیشتر باشد) قرار می گیرند. روغن پایه های گروه ۴ از پلی آلفا الفین ها تشکیل شده است و دیگر روغن های پایه در گروه ۵ قرار دارند .

روغن موتور از دو جزء تشکیل شده است:‏

‏۱ – روغن پایه
‏۲ – مواد افزودنی

روغن موتور ها به طور متوسط از ۸۰ درصد ر روغن پایه و ۲۰ درصد مواد افزودنی تشکیل می شوند .
روغن موتور، روانکاری قسمت‌های متحرک موتور را انجام دهد تا اصطکاک کاهش یابد ولی از آنجایی‌‌که روغن به تنهایی برای حفاظت موتور کافی نمی‌باشد، بنابراین از مواد دیگری به منظور‎ ‎جلوگیری از خراب شدن روغن پایه تحت شرایط دمایی موتور و هم چنین حفاظت بیشتر موتور استفاده می‌نمایند. ‏این افزودنی‌ها که در فرمولاسیون روغن موتور وجود دارند ، عبارتند از:

پاک‌کنندها – متفرق‌کنندها – بازدارنده‌های خوردگی – بازدارنده‌های زنگ‌زدگی – عوامل ضد سایش – پائین آورنده کف – بهبود دهنده های شاخص گرانوی – پائین آورنده های نقطه ریزش – اصلاح کننده های اصطحکاک

وظایف روغن موتور

روغن موتورهای مدرن، توسط مهندسین وشیمی دان ها به دقت فرموله، تولید و توسعه داده می شوند تا چندین وظیفه مهم را به انجام برسانند. عملکرد کارامد و موثر موتورهای وسایل نقلیه به انجام این وظایف توسط روغن موتورها بستگی دارد. این وظایف عبارتند از:

* استارت راحت و آسان
* روانکاوی قطعات موتور و جلوگیری از سایش
* کاهش اصطکاک
* محافظت از موتور در مقابل زنگ زدگی و خوردگی
* تمیز نگه داشتن قطعات موتور
* کاهش رسوبات در محفظه احتراق موتور
* حذف و مقابله با دوده
* خنک کردن قطعات موتور
* آببندی فشارهای احتراق
* جلوگیری از تولید کف

در حال حاضر روغن‌های موتور به سه نوع کلی تقسیم می‌شوند:

الف : مینرال
ب : نیمه سنتتیک
ج : سنتتیک

الف ـ مینرال : روغنی است که برپایه نفت خام ساخته می‌شود و سال‌هاست در خودروها به کار می‌رود و همه ما با آن آشنایی داریم.

ب: نیمه سنتتیک : مخلوطی است از روغن سنتتیک و مینرال (معدنی). این نوع روغن کیفیت روغن‌های سنتتیک را ندارد اما در شرایط سخت نظیر دماهای بالا و یا بار زیاد عملکرد بهتری نسبت به نوع مینرال از خود نشان می‌دهد و بیشتر در وانت‌ها و SUVها مصرف می‌شود.
ج ـ سنتتیک : روغنی است که از ترکیبات شیمیایی یا پولیمراسیون هیدروکربن‌ها (Olefins) تولید می‌شود نه از تصفیه نفت خام.

بیشتر روغن‌های سنتتیک از مزایای زیر برخوردارند:

۱. کاهش مصرف روغن به دلیل عمر بیشتر آن
۲. غیرخورنده و غیرسمی بودن
۳. تبخیر شوندگی پایین
۴. دمای سوختن بال
۵. مقاومت در برابر اکسیداسیون بالا
۶. دارا بودن شاخص ویسکوزیته بالا به صورت طبیعی (عکس‌العمل سریع در مقابل تغییرات دما)
۷. کاهش مصرف سوخت تا ۴/۲ درصد
۸. نقطه روان شدن پایین
۹. قابلیت استفاده از روغن‌های با گستره ویسکوزیته زیاد بدون نگرانی از شکست پلیمرها (در ادامه توضیح داده خواهد شد

عیب این نوع روغن‌ها نیز قیمت بالای آنها و عدم تطابق کامل با موتورهای دارای تکنولوژی قدیمی است.
برای آگاهی از این که کدام روغن برای خودروی شما مناسب است، بهترین منبع و مأخذ دفترچه راهنمای خودرو یا برچسب‌های داخل محفظه موتور است. استفاده از روغن مینرال یا نیمه سنتتیک برای موتوری که تنها استفاده از روغن سنتتیک در آن توصیه شده، می‌تواند برای موتور خطرآفرین باشد اما در مقابل استفاده از روغن‌های سنتتیک یا نیمه سنتتیک برای موتورهایی که برای استفاده از نوع مینرال طراحی شده‌اند (موتورهای قدیمی) با تمهیدات خاصی، از نظر تولیدکنندگان روغن‌های سنتتیک بلامانع است، اما بسیاری از متخصصان به دلایل زیر این کار را نیز اشتباه و مضر می‌دانند:
** هر یک از انواع مختلف روغن‌های سنتتیک با توجه به فرمول شیمیایی، قابلیت تطابق با برخی انواع لاستیک‌ها و الاستومرها را ندارد و در نتیجه اگر از روغن سنتتیکی با فرمول خاصی برای موتورهای با واشرها و درزبندهایی که با آن فرمول روغن سازگار نباشد، استفاده شود باعث نشتی روغن و مسائلی از این قبیل خواهد شد (روغن‌های مینرال سبب تورم واشرها و جلوگیری از نشتی آنها می‌شوند اما روغن‌های سنتتیک در مورد برخی انواع واشرها فاقد این خاصیت هستند و حتی بعضی از آنها باعث خورده شدن برخی از انواع واشرها می‌شوند.

سیستم طبقه بندی API

در سیستم طبقه بندی API، روغن موتورها به دو گروه بنزینی و دیزلی تقسیم می شوند. برای مشخص کردن روغن هایی که برا ی سرویس دهی به موتورهای بنزینی در نظر گرفته شده از حرف S (مخفف کلمه لاتین Service) و برای تمایز روغن موتورهای دیزلی از حرف C (مخفف کلمه لاتین Commercial) استفاده می شود. در این سیستم برای تفکیک سطوح کارایی در هر دو گروه از ترتیب حروف الفبای انگلیسی استفاده می شود. تاکنون سطوح کیفیت روغن موتورهای بنزینی به ترتیب افزایش سطح کیفیت از SA شروع و به SN (سال ۲۰۱۰) ختم می شد، سطوح کیفیت روغن های دیزلی نیز از CA شروع و تا سری CJ-4 (سال ۲۰۱۰) ادامه یافته است.

گرانروی یکی از عامل های روانکاوی می باشد. از نقطه نظر دمای محیط و دمای عملیاتی موتور، این عامل از مشخصه های اولیه و اساسی در انتخاب روغن برای موتورها می باشد. حتی قبل از برپایی سیستم های طبقه بندی بر اساس سطح کارایی، تنها پارامتر انتخاب روان کننده ها، گرانروی بوده است. بر این اساس، نخستین بار انجمن مهندسین خودرو آمریکا (SAE) سیستم طبقه بندی روان کننده ها را بر مبنای محدوده گرانروی روغن ها در دماهای مختلف، ارائه کرد. در این سیستم طبقه بندی روغن ها به دو دسته کلی همراه با حروف W مانند ۵W40، و فاقد حرف Wمانند SAE 40، تقسیم می شوند. روغن هایی که با حرف W (مخفف کلمه Winter به معنای زمستان) مشخص می شوند، برای کاربرد در دماهای پایین در نظر گرفته شده اند. این روغن ها بر اساس حداکثر گرانروی در دماهای زیر صفر (بیانگر استارت سرد خودروها) و حداقل گرانروی کینماتیک در دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد (بیانگر کارکرد طبیعی موتور در حالت گرم) طبقه بندی شده است.

آن دسته از روغن هایی که فاقد حرف W باشند، برای کار در دماهای بالا، بر حسب محدوده گرانروی در دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد و حداقل گرانروی در دمای ۱۵۰ درجه سانتی گراد تحت تنش برشی ۱۰۶S-1،درجه بندی شده است.

روغن های مولتی گرید یا چند درجه ای در این سیستم به روغن هایی گفته می شود که در دماهای پایین خصوصیات روغن های زمستانه (Wدار) و در دماهای بالا ویژگی روغن های تابستانه (فاقد حرف W) را دارا بوده و با ذکر هر دو درجه مربوطه مشخص می شوند. به طور نمونه، روغن ۵W-40 در دماهای پایین گرانروی روغن ۵W و در دمای های بالا مشخصات و ویژگی های روغن ۴۰ را دارد.

سیستم های طبقه بندی روغن موتورها در اروپا ACEA

انجمن تولیدکنندگان خودروی اروپا یکی دیگر از مراکزی است که سیستمی برای طبقه بندی روغن موتور ارائه کرده است. این کمیته تا حد امکان آزمایش های موتوری خود را با موتورهای ساخت کارخانجات اروپایی انجام می دهد.
روغن موتورهای مصرفی در بازارهای اروپا، بر اساس روش دسته بندی سازمان ACEA (سال ۲۰۱۰)، به کلاس (سری) مختلف تقسیم بندی می شوند:
** روغن موتورهای بنزینی (کلاس A)
** روغن موتورهای دیزلی سبک (کلاس B)
** روغن موتورهای دیزلی سنگین (کلاس C)

شرایط آب و هوای

شرکت های خودروسازی جهان ، در دفترچه راهنمای خود به شکل صریح بیان کرده اند که مشتری می تواند علاوه بر روغن های اصلی مورد تایید خودروساز، از روغن موتور سایر شرکتهای معتبر دنیا نیز استفاده نماید. لیکن بایستی شرایط آب و هوایی به طور کامل مد نظر قرار گیرد. برای نمونه زمستان ۴۰- درجه سوئد با زمستان ۵- درجه در ایران کاملا از نظر شرایط آب و هوایی متفاوت است و گرید روغن موتور مصرفی نیز متفاوت است و لذا طبق این جدول در ایران روغن ۵W-40 را پیشنهاد می نمایند.

در پایان لازم می دانم به این نکته اشاره کنم که روغن موتور بایستی استاندارد مورد تائید شرکت موتور ساز را داشته مگر اینکه خودروساز استاندارد خاصی را برای نوع موتور تعریف نکرده باشد.

اما مهمترین نکته در انتخاب روغن موتور، شرایط دمایی یا همان درجه حرارت محیطی می باشد. بی شک یکی از مهمترین شاخصه های تاثیر گذار در انتخاب روغن موتور، درجه هوا می باشد.