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PAO合成基礎油是使用量最大、技術門檻最高的合成基礎油，在國防工業(yè)、航空航天、重型機械、高級汽車、風電、高鐵、智能制造等高端及尖端領域發(fā)揮著不可替代的作用。其中，低黏度PAO合成基礎油約占PAO總需求的80%，但其生產(chǎn)技術長期被外國壟斷。研究PAO合成基礎油自主工藝技術對提升我國高端潤滑油產(chǎn)業(yè)鏈安全、扭轉我國高檔潤滑油合成基礎油長期依賴進口的不利局面，具有重要意義。

中國石化科技部、煉油事業(yè)部瞄準這一“卡脖子”關鍵核心技術，聚焦高端潤滑油產(chǎn)業(yè)鏈強鏈補鏈，組織石科院建立PAO科研團隊，與茂名石化和工程建設公司（SEI）等單位聯(lián)合開展跨學科、跨專業(yè)攻關，發(fā)揮“產(chǎn)研設”一體化優(yōu)勢，在較短時間內(nèi)完成了成套技術開發(fā)、工藝包開發(fā)、工程設計、裝置建設和產(chǎn)品投產(chǎn)，產(chǎn)品綜合性能達到國際先進水平。

本版文圖由 徐 冰 陳子佩 蘇 朔 許玲智 侯 鳳 蕭明麗 李進鋒 提供

·什么是潤滑油基礎油？

所有的潤滑油都是由基礎油和添加劑兩部分構成的。顧名思義，基礎油就是潤滑油的基礎構成和主體成分，一般占潤滑油成分的70%~99%，對潤滑油的性能有著決定性的影響。通過在基礎油中添加少量的添加劑，能夠進一步強化其物理化學性質，或者賦予其新的特殊性能，就可以衍生出各式各樣的潤滑油。

如果將潤滑油比作一份香味撲鼻的炒飯，那么基礎油就是其中不引人注目卻不可或缺的“白米飯”，而添加劑則好比是豌豆、火腿等“配料”，通過在“白米飯”中添加各種類型的“配料”，就可以制成揚州炒飯、醬油炒飯等各種各樣的“炒飯”。好比米有小站稻、泰國香米等不同品種，潤滑油基礎油也有許多種類。

·什么是PAO合成基礎油？

PAO合成基礎油的全稱為聚α-烯烴（Poly Alpha Olefins）合成基礎油，以C8~C12線性α-烯烴為原料，經(jīng)齊聚、分離、加氫等較為復雜的工藝制成。PAO合成基礎油是最常用的合成基礎油，使用范圍最廣泛，是配制高檔、專用潤滑油理想的基礎油，是高端領域關鍵潤滑材料。在五類潤滑油基礎油中，PAO基礎油被API單獨列出作為Ⅳ類基礎油，可見其重要性。

·PAO合成基礎油有什么特點？

●黏溫性能優(yōu)異、黏度指數(shù)高

在低溫時不會明顯變稠影響設備的正常運轉，在設備快速啟動時能夠瞬間起到潤滑作用，不會出現(xiàn)潤滑的“真空”時期；在高溫時不會明顯變稀，影響油膜的附著力，從而導致潤滑性能下降，可以使?jié)櫥途哂懈玫臐櫥阅芗案叩哪茉词褂眯?，降低設備的整體機械損耗，減少零件磨損。

●揮發(fā)性低

在發(fā)動機等高溫運轉的設備中仍然能保持低揮發(fā)性，能夠有效減少潤滑油消耗和更換頻次，延長換油周期。

●傾點超低，低溫流動性和冷啟動性能好

可以提升潤滑油在寒冷環(huán)境下的性能，保障設備在冬季寒冷時期及極寒地區(qū)的正常運轉。

●耐高溫，熱氧化安定性好

可以減緩潤滑油在高溫、高速運轉及各種惡劣使用環(huán)境下的氧化變質，使?jié)櫥筒灰桌匣冑|。在相同工況下，其變質時間可以是普通礦物基礎油的3~4倍，有效延長換油周期，減小停工造成的損失，同時，可以有效延緩高溫環(huán)境下酸性物質的生成，更好保護設備，防止設備腐蝕，延長設備的使用壽命。

●安全性高

其他種類的合成基礎油中可能含有致癌物質，且通常對環(huán)境有害，而PAO合成基礎油無毒且分子不活躍，可以直接接觸人體，不會刺激皮膚和眼睛，不僅可以極大降低換油時的健康和環(huán)保風險，而且可以用于食品及紡織機械設備的潤滑，同時也可用于化妝品行業(yè)。

·潤滑油基礎油都有哪些種類？

按照美國石油協(xié)會（American Petroleum Institute，簡稱API）制定的分類規(guī)則，潤滑油基礎油共分為五大類。

Ⅰ類基礎油：采用常規(guī)溶劑精制等工藝生產(chǎn)的礦物基礎油

Ⅱ類基礎油：采用加氫精制工藝生產(chǎn)的礦物基礎油

Ⅲ類基礎油：采用加氫裂化或臨氫異構化工藝生產(chǎn)的礦物基礎油

Ⅳ類基礎油：PAO合成基礎油

Ⅴ類基礎油：其他合成基礎油

·PAO合成基礎油有哪些種類？不同種類之間有什么區(qū)別？

按照黏度分類，PAO合成基礎油可大致分為低黏度PAO和高黏度PAO兩種，低黏度PAO的100攝氏度運動黏度每秒在2~10平方毫米之間，高黏度PAO的100攝氏度運動黏度每秒在40平方毫米及以上。

按照生產(chǎn)PAO合成基礎油的催化劑類型分類，采用路易斯酸催化劑制備的稱為PAO，采用茂金屬催化劑制備的稱為mPAO，兩者在結構方面存在一定區(qū)別。

·PAO合成基礎油有什么用途？

基于優(yōu)異的綜合性能，PAO合成基礎油被廣泛應用于調制生產(chǎn)各類頂級合成潤滑油產(chǎn)品，包括合成發(fā)動機油、合成壓縮機油、合成齒輪油、合成燃氣蒸汽渦輪機油、合成變速箱油、超低溫合成液壓油、航空發(fā)動機油、航空液壓油、特種潤滑脂等，在國防工業(yè)、航空航天、重型機械、高級汽車、風電、高鐵、智能制造等高端及尖端領域發(fā)揮著不可替代的作用。

企業(yè)足音

石科院：攻克“卡脖子”技術填補國內(nèi)空白

在集團公司科技部、煉油事業(yè)部的組織下，石科院面向國家重大需求，聚焦PAO合成基礎油“卡脖子”技術開展攻關，揭示了齊聚反應機理和PAO分子結構與性能構效關系，攻破高效定向齊聚、催化劑分離回用、高沸點齊聚物精細分離、高選擇性加氫飽和等多項關鍵技術難題，申請國內(nèi)外發(fā)明專利20余件，已獲授權15件，形成了具有自主知識產(chǎn)權、以多種α-烯烴為原料高效定向清潔生產(chǎn)高品質低黏度PAO的成套技術。今年2月，石科院牽頭的“PAO生產(chǎn)技術開發(fā)與工業(yè)應用”項目榮獲中國石化2022年度科技進步獎一等獎。

2016年，石科院科研團隊完成實驗室小試；2017年，開展技術提升研究并完成全流程中試。2021年8月，采用石科院自主技術的國內(nèi)首套1.2萬噸/年低黏度PAO工業(yè)裝置成功投產(chǎn)，生產(chǎn)的PAO產(chǎn)品性能整體達到國際一流水平、部分關鍵性能國際領先，實現(xiàn)了我國高端潤滑油脂關鍵材料替代進口的產(chǎn)業(yè)化應用，得到用戶的廣泛認可，打破了國外公司長期技術壟斷，填補了國產(chǎn)高品質低黏度PAO的空白，標志著我國高端合成基礎油生產(chǎn)技術取得重大突破，有力保障了國家高端潤滑油產(chǎn)業(yè)鏈戰(zhàn)略安全，對支撐我國國防工業(yè)、航空航天、交通運輸、新能源等高端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有重大意義。

SEI：形成自有低黏度PAO成套工程技術

SEI于2018年組建了化工煉油聯(lián)合團隊，利用人才和跨界領域優(yōu)勢，建立多專業(yè)參與、內(nèi)部資源共享和協(xié)同的集智聚力機制，開展PAO工藝和工程技術的研究開發(fā)工作。通過3年的“十條龍”攻關，聯(lián)合團隊精誠協(xié)作，充分發(fā)揮各自專業(yè)技能和創(chuàng)新能力，短時間內(nèi)完成PAO生產(chǎn)技術開發(fā)、從實驗室數(shù)據(jù)直接放大到萬噸級工業(yè)裝置、建成裝置并成功投產(chǎn)運行，一舉實現(xiàn)了中國石化低黏度PAO成套生產(chǎn)技術從0到1的突破。他們開發(fā)設計出原創(chuàng)性具有自主知識產(chǎn)權的低黏度PAO成套工程技術，申請多項專利或專有技術，圓滿完成攻關任務。

茂名石化：產(chǎn)品頂替進口實現(xiàn)全產(chǎn)全銷

茂名石化組織科研攻關團隊對PAO產(chǎn)品成套生產(chǎn)技術開展研發(fā)，經(jīng)過多年的試驗和數(shù)據(jù)分析，于2021年8月順利建成我國首套PAO裝置，并一次開車成功。今年以來，他們持續(xù)改進該裝置生產(chǎn)工藝，不斷優(yōu)化生產(chǎn)裝置操作參數(shù)，克服了產(chǎn)品黏度、蒸發(fā)損失波動等困難，實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行，產(chǎn)品質量穩(wěn)定提升。茂名石化生產(chǎn)的PAO產(chǎn)品具有進口同類產(chǎn)品的指標水平，陸續(xù)替代進口，實現(xiàn)全產(chǎn)全銷。茂名石化注重“產(chǎn)銷研用”四方聯(lián)動，聯(lián)合走訪市場，服務終端客戶。在生產(chǎn)PAO的基礎上，茂名石化也開展了mPAO研發(fā)工作，并于2021年12月建成3000噸/年高黏度mPAO中試裝置，目前已生產(chǎn)銷售500噸高黏度mPAO產(chǎn)品，產(chǎn)品綜合性能達到國際先進水平。

新聞會客廳

國內(nèi)PAO具有 廣闊市場和發(fā)展?jié)摿?/span>

中國石化煉油事業(yè)部質量與特種油品管理室經(jīng)理 林 崧

問題1：目前市場上有五大種類基礎油，最暢銷的是哪一類？

答：根據(jù)API 1509規(guī)格，基礎油可分為五類，Ⅰ為傳統(tǒng)工藝礦物基礎油、Ⅱ類和Ⅲ類為加氫工藝礦物基礎油、Ⅳ類為PAO合成基礎油、Ⅴ類為其他合成基礎油。各種基礎油均有其特點，可根據(jù)潤滑油經(jīng)濟、技術指標確定配方中所使用的基礎油種類。目前，全球Ⅱ類基礎油產(chǎn)能及使用量最大，應用領域廣，Ⅱ類加氫基礎油約占基礎油總量的40%左右。

問題2：目前PAO基礎油國內(nèi)外市場情況怎么樣？

答：PAO是使用量最大、技術門檻最高的合成基礎油。全球約90%的PAO由?？松梨冢‥xxon-Mobil）、英力士（INEOS）、雪佛龍菲利普斯（Chevron-Phillips）和朗盛（Lanxess）四家生產(chǎn)商供應。?？松梨谑侨蜃畲蟮腜AO供應商，英力士是全球第二大PAO供應商，目前正在擴產(chǎn)，預計2025年后PAO產(chǎn)能將超過?？松梨?。

據(jù)Grand View Research（美國大視野研究有限公司）預測，2025年全球PAO市場需求量將達到81.52萬噸。根據(jù)IHS Markit（埃信華邁）公司統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國PAO市場需求量年均增長率在5%左右，2023年需求量預計達到9.6萬噸。國內(nèi)PAO生產(chǎn)商主要是中國石化、中國石油、道普化學、山西潞安、沈陽宏城5家公司，PAO產(chǎn)能合計6.3萬噸/年，其中中高黏度PAO產(chǎn)能3.8萬噸/年，低黏度PAO產(chǎn)能2.5萬噸/年。中國石化低黏度PAO產(chǎn)能為1.2萬噸/年、中高黏度PAO產(chǎn)能為0.3萬噸/年。

問題3：目前中國石化PAO基礎油市場開發(fā)的瓶頸在哪？亟待解決哪些問題？

答：鑒于全球PAO合成基礎油的供應長期被國外公司所主導，PAO產(chǎn)品主要依賴進口，用戶與供應商普遍已形成較為密切的產(chǎn)業(yè)鏈合作關系。同時，PAO主要應用于高端領域，作為新的PAO供應商，急需打通與用戶的合作流程，得到用戶試用認可，完成產(chǎn)品技術準入，不斷獲得產(chǎn)品應用案例，加強品牌宣傳并提高認可度，才能逐步擴大市場規(guī)模。目前中國石化低黏度PAO正不斷被用戶接受，2022年銷量5000余噸。

問題4：PAO市場前景如何？

答：隨著現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展，軍事、航空、重型機械、高級汽車、風電、高鐵、機器人等高端領域對潤滑油品質的性能要求不斷提高，合成潤滑油憑借著良好的質量穩(wěn)定性、使用壽命、油耗和環(huán)保等方面的優(yōu)勢，市場需求不斷增長。PAO是使用量最大的合成基礎油，占合成基礎油總需求量的40%以上。提高燃油效率和降低排放的需求、OEM規(guī)格要求的提高、更低黏度發(fā)動機油的使用、工業(yè)潤滑油質量的提升，進一步推動PAO需求日益增加。隨著我國“雙碳”戰(zhàn)略實施和進入高質量發(fā)展階段，合成潤滑油消費市場將穩(wěn)步增長，可以預見國內(nèi)PAO具有廣闊市場空間和很大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

同時也要看到，隨著GTL（天然氣合成油）、Ⅲ+基礎油性能不斷提升，憑借價格優(yōu)勢帶來綜合效益提升，已經(jīng)搶占了部分PAO產(chǎn)品的應用市場，因此，PAO所面臨的市場競爭也將更激烈，PAO產(chǎn)品需要在系列化、高質量、低成本等方面不斷努力。