[发明专利]一种计算润滑油基础油粘度指数的方法

说明书

本发明涉及一种计算润滑油基础油粘度指数的方法：分别采用高分辨质谱和核磁共振对待测润滑油基础油进行分析，得到碳原子数分布信息和平均碳原子数信息，并根据得到的信息确定待测润滑油基础油的分子结构信息；对于待测润滑油基础油中的每个组分：根据分子结构信息和基团贡献法，分别确定待测润滑油基础油中的每个组分i在40℃和100℃的粘度；根据待测润滑油基础油的分子组成，采用调合修正法计算待测润滑油基础油在40℃和100℃的粘度；根据和计算待测润滑油基础油的粘度指数VI。本发明建立了基于分子组成的基础油粘度和粘度指数的计算方法，可以计算得到较为准确的粘度和粘度指数。

技术领域

本发明涉及一种计算润滑油基础油粘度指数的方法。

背景技术

API III类基础油属于高档基础油，VI值大于120，凝点低于-18℃。以矿物油为原料采用加氢裂化-加氢异构的全加氢工艺，是API III类基础油的主要生产过程，异构脱蜡降凝工艺是开发和研究的重点。

为了深入研究加氢异构转化过程对于基础油粘度指数的影响，通常将原料油和基础油通过实沸点蒸馏切割为窄馏分，对窄馏分进行质谱(MS)分析，得到链烷烃、不同环数环烷烃和烷基苯的含量，了解原料油和基础油的窄馏分VI与烃含量的变化，从而推测反应状况，但未能了解转化过程中各烃类化合物的变化以及这种变化对粘度指数的定量贡献；有时也会建立窄馏分终馏点与VI的关联关系，但这种关联又会受到烃含量差异的干扰，毕竟终馏点只是窄馏分分子构成的宏观体现之一。核磁共振(NMR)的测定可以得到基础油组成的异构程度和平均碳原子数的信息，当以之对VI的影响作为判据进行研究时，可能会出现一种现象：平均碳原子数对VI的影响与链烷烃含量对VI影响的结果冲突。近年来，气相色谱-场电离/飞行时间质谱仪(GC-FI/TOF MS)应用在基础油样品的高分辨质谱分析中，可以获得链烷烃、不同环数环烷烃的碳原子数分布信息，从碳原子数的丰富信息中可以分别了解链烷烃和环烷烃侧链各自的平均碳原子数信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种计算润滑油基础油粘度指数的方法，该方法能够基于分子组成实现对润滑油基础油的粘度和粘度指数进行预测计算，计算得到的粘度和粘度指数的准确性高。

为了实现上述目的，本发明提供一种计算润滑油基础油粘度指数的方法，该方法包括：

分别采用高分辨质谱和核磁共振对待测润滑油基础油进行分析，得到碳原子数分布信息和平均碳原子数信息；

根据所述碳原子数分布信息和所述平均碳原子数信息，确定所述待测润滑油基础油的分子结构信息；

--所述碳原子数分布信息为高分辨质谱的碳原子分布信息，所述平均碳原子数信息为核磁共振的碳原子分布信息；

--所述分子结构信息包括：链烷烃的支链数，单环环烷烃的侧链数和侧链上的支链数，双环环烷烃的侧链数和侧链上的支链数，三环环烷烃的侧链数和侧链上的支链数，四环环烷烃的侧链数和侧链上的支链数，五环环烷烃的侧链数和侧链上的支链数；

对于所述待测润滑油基础油中的每个组分：根据所述分子结构信息，分别确定组分i在40℃的粘度v_i,40℃和100℃的粘度v_i,100℃；

根据所述待测润滑油基础油的分子组成，采用式(1)和式(2)分别计算所述待测润滑油基础油在40℃的粘度v_mix,40℃和100℃的粘度v_mix,100℃，

--式(1)和式(2)中，x_i为所述待测润滑油基础油中组分i的摩尔分数；k_i为组分i的调合因子，i为1至m中的任意整数，m为所述待测润滑油基础油中的组分个数；

根据式(3)和式(4)计算所述待测润滑油基础油的粘度指数VI，