Hầu hết mọi chất bôi trơn được sử dụng trong các Nhà máy hiện nay đều bắt đầu từ dầu gốc. Viện Dầu mỏ Hoa Kỳ (API) đã phân loại dầu gốc thành 05 loại (API 1509, Phụ lục E). 03 nhóm đầu tiên được tinh chế từ dầu thô.
Dầu gốc nhóm IV là dầu tổng hợp toàn phần (Polyalphaolefin). Nhóm V dành cho tất cả các loại dầu gốc khác không có trong Nhóm I -IV. Trước khi tất cả các chất phụ gia được thêm vào để pha trộn thành dầu nhờn thành phẩm, dầu bôi trơn chỉ bắt đầu từ một loại dầu gốc hoặc nhiều loại trong số 05 nhóm API này.
Nhóm I
Dầu gốc nhóm I được phân loại là có ít hơn 90% Hydrocacbon bão hòa (no), lớn hơn 0,03% lưu huỳnh và có dải chỉ số độ nhớt (VI) từ 80-120. Phạm vi nhiệt độ cho các loại dầu gốc này là từ 0 đến 65,5 độ C. Dầu gốc nhóm I là dung môi – đã tinh chế, nó là một quá trình tinh chế đơn giản. Đây là lý do tại sao chúng là loại dầu gốc rẻ nhất trên thị trường.
Nhóm II
Dầu gốc Nhóm II được định nghĩa là có hơn 90% Hydrocacbon bão hòa (no), ít hơn 0,03% lưu huỳnh và có chỉ số độ nhớt từ 80-120. Chúng thường được sản xuất bằng phương pháp Hydrocracking, đây là một quá trình phức tạp hơn so với quá trình áp dụng cho dầu gốc Nhóm I. Vì tất cả các phân tử hydrocacbon của các loại dầu này đều bão hòa (no),
Dầu gốc nhóm II có đặc tính chống oxy hóa tốt hơn. Chúng cũng có màu sắc rõ hơn (trong hơn) và có giá cao hơn so với dầu gốc Nhóm I. Tuy nhiên, dầu gốc Nhóm II đang trở nên rất phổ biến trên thị trường hiện nay và có giá rất gần với dầu gốc Nhóm I.
Nhóm III
Dầu gốc Nhóm III có Hydrocabon bão hòa (no) lớn hơn 90%, ít hơn 0,03% lưu huỳnh và có chỉ số độ nhớt >120. Các loại dầu này được tinh chế phức tạp hơn nhiều so với dầu gốc Nhóm II và chúng phải hydrocracked dưới điều kiện (áp suất và nhiệt cao). Quá trình này diễn ra dài hơn để đạt được dầu gốc tinh khiết hơn.
Mặc dù được sản xuất từ dầu mỏ, nhưng đôi khi dầu gốc Nhóm III được miêu tả là hydrocacbon tổng hợp. Giống như dầu gốc Nhóm II, những loại dầu này cũng đang trở nên phổ biến hơn trên thị trường.
Nhóm IV
Dầu gốc nhóm IV là Polyalphaolefin (PAO). Các loại dầu gốc tổng hợp này được tạo ra thông qua một quá trình được gọi là (Synthesizing – Phương pháp Tổng Hợp). Chúng có phạm vi nhiệt độ rộng hơn nhiều và rất thích hợp để sử dụng trong điều kiện cực lạnh và các ứng dụng nhiệt cao.
Nhóm V
Dầu gốc nhóm V được phân loại như tất cả các loại dầu gốc khác, bao gồm Silicone, Phosphate Ester, Polyalkylene Glycol (PAG), Polyolester, phân hủy sinh học, v.v. Những loại dầu gốc này đôi khi được trộn với các loại dầu gốc khác để nâng cao đặc tính của chúng. Một ví dụ sẽ là dầu máy nén khí gốc PAO được trộn với dầu gốc Polyolester.
Este là dầu gốc Nhóm V rất phổ biến được sử dụng trong các công thức dầu nhớt khác nhau để cải thiện các đặc tính của dầu gốc hiện có. Dầu gốc Ester có thể bị sử dụng quá mức ở nhiệt độ cao và chúng cũng cung cấp khả năng tẩy rửa cao hơn so với dầu gốc tổng hợp PAO. Do đó, kết quả là tăng thời gian sử dụng dầu và thiết bị.
Nhóm dầu gốc API
Vào đầu những năm 1990, Viện Dầu mỏ Hoa Kỳ đã triển khai một hệ thống miêu tả các loại dầu gốc khác nhau. Kết quả là sự phát triển và giới thiệu các nhóm dầu gốc.
Dầu gốc Nhóm I là loại dầu gốc truyền thống cũ được tạo ra bằng công nghệ tinh chế dung môi, chúng được sử dụng để loại bỏ các cấu trúc hóa học yếu hơn hoặc các tác nhân xấu như (cấu trúc vòng, cấu trúc có liên kết đôi) khỏi dầu thô. Quy trình tinh chế dung môi là một công nghệ chính được sử dụng trong các nhà máy lọc hóa dầu, được xây dựng từ năm 1940 đến năm 1980.
Dầu gốc nhóm I thường có dải màu từ hổ phách đến vàng nâu do lưu huỳnh, nitơ và cấu trúc vòng còn lại trong dầu gốc. Chúng thường có chỉ số độ nhớt (VI) từ 90-105. Những loại dầu gốc ở mức cao nhất của thang đo thường được coi là Dầu có chỉ số độ nhớt cao (gọi là: HVI).
Điều này liên quan đến mức độ thay đổi của độ nhớt theo nhiệt độ, tức là độ nhớt loãng ra ở nhiệt độ cao hơn và đặc lại ở nhiệt độ thấp đi. Dầu gốc Nhóm I là loại phổ biến nhất được sử dụng cho nhiều ứng dụng dầu công nghiệp, mặc dù ngày càng có nhiều loại dầu gốc Nhóm II được sử dụng thay thế.
Dầu gốc nhóm II được tạo ra bằng cách sử dụng quá trình hydro hóa để thay thế cho quá trình tinh chế dung môi truyền thống. Khí hydro được sử dụng để loại bỏ các thành phần không mong muốn khỏi dầu thô. Điều này dẫn đến tạo ra một loại dầu gốc trong và không màu với rất ít lưu huỳnh, nitơ hoặc cấu trúc vòng có trong dầu gốc.
VI thường >100. Trong những năm gần đây, do thị trường, nguồn cung và khai thác tốt dẫn đến giá đã trở nên gần sát với dầu gốc Nhóm I. Dầu gốc nhóm II vẫn được coi là dầu khoáng. Chúng thường được sử dụng trong công thức dầu động cơ ô tô và công nghiệp ngày nay.
Chúng ta cũng có 1 phân loại dầu gốc nữa, gọi là Nhóm II “Plus” là một thuật ngữ được sử dụng cho dầu gốc Nhóm II có VI cao hơn một chút khoảng 115, mặc dù đây có thể không phải là thuật ngữ được API chính thức công bố.
Dầu gốc Nhóm III một lần nữa được tạo ra bằng cách sử dụng quy trình khí hydro để làm sạch dầu thô, nhưng quy trình này khắc nghiệt hơn và được vận hành ở nhiệt độ và áp suất cao hơn so với sử dụng trong quy trình tạo ra dầu gốc Nhóm II. Dầu gốc tạo ra trong suốt và không màu nhưng cũng có chỉ số VI > 120. Ngoài ra, nó có khả năng chống oxy hóa cao hơn so với dầu nhóm I.
Giá thành của dầu gốc nhóm III cao hơn nhóm I và II. Dầu gốc nhóm III được nhiều dân kỹ thuật coi là dầu khoáng vì có nguồn gốc trực tiếp từ quá trình tinh chế dầu thô. Tuy nhiên, chúng được những người khác coi là dầu gốc tổng hợp vì mục đích tiếp thị do tin rằng quy trình hydro khắc nghiệt hơn đã tạo ra các cấu trúc dầu hóa học mới mà trước đây chưa có quy trình này.
Dầu gốc nhóm I, II và III về cơ bản phản ánh sự phát triển của công nghệ lọc dầu trong 70 hoặc 80 năm qua.
Dầu gốc nhóm IV là dầu gốc tổng hợp Polyalphaolefin (PAO) đã tồn tại hơn 50 năm. Chúng là các hóa chất tinh khiết được tạo ra trong một nhà máy hóa chất chứ không phải được tạo ra bằng cách chưng cất và tinh chế từ dầu thô (như quy trình sản xuất các nhóm trên).
PAO thuộc loại hydrocacbon tổng hợp (còn gọi: SHC). Chúng có VI >120 và đắt hơn đáng kể so với dầu gốc Nhóm III do mức độ xử lý phức tạp và cao hơn để sản xuất chúng.
Dầu gốc Nhóm V bao gồm tất cả các loại dầu gốc không thuộc Nhóm I, II, III hoặc IV. Do đó, những loại dầu gốc Naphthenic, các Este tổng hợp khác nhau, Polyalkylen glycol (PAGs), Este Photphat và các loại khác thì chúng thuộc nhóm này.
Những đặc tính vật lý của Dầu Gốc
Các thử nghiệm này giúp miêu tả các đặc tính vật lý chính của dầu gốc mới:
Thay đổi việc sử dụng dầu gốc
Một nghiên cứu gần đây về việc sử dụng dầu gốc trong các nhà máy ngày nay so với hơn một thập kỷ trước cho thấy có một sự thay đổi đáng kể đã xảy ra. Dầu gốc Nhóm II ngày nay là loại dầu gốc được sử dụng phổ biến nhất trong các nhà máy dầu nhờn và khách hàng. Nó chiếm 47% công suất trong các nhà máy sản xuất dầu nhờn.
Con số này so với 21% đối với cả dầu gốc Nhóm II và III ở thập kỷ trước. Hiện tại, nhóm III chỉ chiếm dưới 1% công suất của các nhà máy. Dầu gốc nhóm I trước đây chiếm 56% công suất, so với 28% công suất trong các nhà máy ngày nay.
Hãy nhớ rằng, bạn chọn loại dầu gốc nào đi chăng nữa, chỉ cần đảm bảo nó phù hợp với ứng dụng, phạm vi nhiệt độ và điều kiện vận hành trong nhà máy của bạn là sự lựa chọn phù hợp và tối ưu nhất.