矿物基础油是指天然原油经过常减压蒸馏和一系列精制处理而得到的基础油，目前是润滑油基础油的主要部分。世界润滑油基础油正由APII类向API II／III类转变，基础油生产正向加氢技术发展。加氢技术生产的润滑油基础油，硫、氮及芳烃含量低，黏度指数高，热氧化安定性好，挥发性低，换油期长。世界润滑油加氢基础油的需求正逐步增长。

原油的组成、分类和性质.

原油组成

原油是从地下深处开采出来的棕黑色可燃性黏稠液体，它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物。石油主要由碳、氢两种元素组成，包括烃类和非烃类两类化合物。其主要化合物为烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类，非烃类化合物有含硫、氧、氮的化合物，以及少量金属的硫化物、氧化物、氮化物、有机化合物，还有少量硫、氧、氮和金属等组成的复合有机化合物等。组成石油的化学元素主要是碳（83％～87％）、氢（11％～14％），其余为硫（0.06％～0.8％）、氮（0.02％～1.7％）、氧（0.08％～1.82％）及微量金属元素（镍、钒、铁等）。碳和氢化合形成的烃类是构成石油的主要组成部分，约占95％～99％。一般来说，硫、氧、氮的化合物对石油产品均有害处，在石油加工中应尽量除去。不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。

原油在常温下是液体烃类，其中含有蜡、沥青等固体成分。碳和氢的结合随分子中碳元素的增多而沸点提高。石油制品的碳数一般是液化石油气3～4、汽油5～10，以下是煤油、柴油、润滑油、沥青等。

原油分类按化学组成不同，原油可分为石蜡基（烷烃＞70％），环烷基（环烷＞60％），中间基（烷、环烷、芳烃含量接近）和沥青基（沥青质＞60％）等几类。另外，原油还按硫含量高低分为低硫原油（＜0.5％）、含硫原油（0.5％～1.5％）和高硫原油（＞1.5％）。通常以烷烃为主的原油称为原蜡基原油，以环烷烃、芳香烃为主的称环烃基原油，介于二者之间的称中间基原油。

原油的性质凝固点差别很大（-60、原油的性质因产地而异，密度为0.8～1.0g／mL，黏度范围很宽，30℃），沸点范围为常温到500℃以上。可溶于多种有机溶剂，不溶于水， 但可与水形成乳状液。

（1）石蜡基原油

柴油的十六烷值高。这样由石蜡基原油得到的汽油的辛烷值低，煤油有良好的燃烧性，的原洲，请合用造高黏度指数的高级润滑油和固态蜡。我国大庆原油的主要特点是含靖高，凝点高，硫含量低，属低硫石蜡基原油。

（2）环烷基原油

这种原油经过炼制得到的汽油辛烷值高，煤油的燃烧性差，柴油的十六烷值低，轻质淘滑油馏分的凝点低，是良好的电器绝缘油原料。环烷基原油是世界各类原油中最高贵的资源之一，其储量仅占原油总储量的2.2％。目前世界上只有美国、委内瑞拉和中国拥有环烷基原油资源。从环烷基原油的特点看，其润滑油馏分的化学组成以环烷烃、芳烃为主，直链石蜡烃少，凝点较低，是生产电器用油、冷冻机油的良好原料，同时也适宜于生产白油、化妆品用油以及特殊工艺用油。

（3）中间基原油

中间基原油制得的煤油品质良好，汽油辛烷值不高，可以制得润滑油、重油、沥青等。总起来说，我国原油一般偏重，轻质油品含量少。特点是含蜡较多，凝点高，硫含量低，镍、氮含量中等，钒含量极少。除个别油田外，原油中汽油馏分较少，渣油占1／3。对于不同类型的石油，加工方法有差别，得到的产品性能也不同。

基础油组成和性能

长期以来，润滑油总是通过改变添加剂的类型和加剂量来满足不断升级的产品规格要求，而基础油通常变化不大。然而，近年来，随着润滑油产品更新换代速度的加快，对润滑油提出了更加苛刻的要求。如要求润滑油能满足燃料经济性指标，对发动机提供更好的保护，换油期延长，排放更低等，这是采用常规溶剂精制基础油通过改进添加剂性能的方法，来满足新一代润滑油的性能要求变得十分困难，甚至不可能。只有采用非常规的加氢基础油，再通过与其匹配的添加剂实现性能最佳化，才能满足规格不断提高的润滑油性能要求。

基础油应具有的理化性能

矿物基础油的化学成分包括高沸点、高相对分子质量烃类和非烃类混合物。其组成一般为烷烃（直链、支链、多支链）、环烷烃（单环、双环、多环）、芳烃（单环芳烃、多环芳烃）、环烷基芳烃以及含氧、含氮、含硫有机化合物和胶质、沥青质等非烃类化合物。基础油是由不同类型烃类组成的混合物，一般包括饱和烃、芳烃以及含硫、氧、氮的极性有机化合物和胶质、沥青质等非烃化合物。烃类是构成润滑油的主体。对馏分润滑油而言，其烃类碳数分布约为C20～C40，沸点范围为350～535℃，平均相对分子质量为300～500。残渣润滑油的烃类碳数大于C4o，沸点大于500～535℃，相对分子质量大于500。非烃类成分的含量一般情况下只占很小的比例，然而对润滑油加工过程和使用性能，却起着不可忽视的影响。理想的润滑油基础油，应具有以下性能：

①适当的黏度和好的黏温性能；

②低的蒸发损失；

③优良的低温动性；

④良好的氧化安定性；

⑤适宜的对氧化产物及添加剂的溶解能力；

⑥好的抗乳化性能及空气释放值。

基础油组分与理化性能的关系

基础油不同组分对主要理化特性的影响

加工润滑油基础油的过程，不论是物理的还是化学的，实质就是调整烃类和非烃类、极性成分和非极性成分在基础油中存在的比例，最大程度保留理想组分，去除非理想组分。基础油中的各组分对润滑油的特性起着不同的作用，产生正面或负面的影响。

（2）基础油中各组分的氧化性能

氧化性能是润滑油基础油最重要的性能之一。油品氧化有抑制阶段、急剧氧化阶段和最终阶段等三个阶段。抑制阶段是由于链反应抑制剂（天然抗氧剂、抗氧剂）的作用。急剧氧化阶段是氧化速度急剧增加，表现为黏度增长，酸度增加。在最后阶段氧化速度放慢。基础油各组分的氧化性能。通过对基础油的氧化安定性及其对抗氧剂的感受性等方面的研究发现，影响基础油的氧化安定性的主要因素为基础油中烃类化合物的结构及其组成分布。对于低芳烃含量（芳烃含量小于1％）的基础油，基础油中的饱和烃化合物的含量是影响基础油氧化安定性的主要因素。对于高芳烃含量（芳烃含量大于1％）的基础油，芳烃含量是影响基础油氧化安定性的主要因素。基础油中的含硫化合物对基础油的氧化有抑制作用，含氮化合物对基础油的氧化有促进作用，尤其是碱性氮化合物的影响最为显著。同时，基础油的氧化安定性还受温度、氧压力和金属催化剂的影响。对于不同基础油来说，其对不同类型的抗氧剂感受性是不同的。

（3）基础油各种烃类的黏度指数

基础油中烷烃、异构烷烃、少环长侧链的环烷烃和芳烃具有较高的黏度指数，而多环短侧链的环烷烃和芳烃，其黏度指数则很低。将某含硫原油润滑油基础油各族烃的黏度指数。