Grundöle (auchBasisöle) werden verwendet, umMineralölprodukte einschließlichSchmierfetten,Motorölen undKühlschmiermitteln herzustellen. Die Produkte unterscheiden sich unter anderem in derViskosität bei verschiedenen Temperaturen.
Grundöl wird ausRaffination aus Rohöl hergestellt, indem leichte und schwere Kohlenwasserstoffe durchDestillation voneinander getrennt werden. Erstere werden zu Benzin und anderen Brennstoffen verarbeitet, währendBitumen und Grundöle zur schwereren Fraktion gehören.[1]
Es gibt weltweit viele Vorkommen von Rohölen, aus denen Grundöle hergestellt werden. Am gebräuchlichsten ist eine Artparaffinisches Rohöl, obwohl es auchnaphthenische Rohöle gibt, deren Produkte eine bessere Löslichkeit und sehr gute Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen haben. Durch die Nutzung des Verfahrens derHydrierung, werdenSchwefel undAromaten entfernt und ergeben mitWasserstoff unter hohem Druck sehr reine Grundöle, die sich bei besonders hohen Qualitätsanforderungen eignen.[2]
Additive sind chemische Substanzen und werden dem Grundöl zugesetzt, um die Qualitätsanforderungen an die Endprodukte beispielsweise hinsichtlichInhibitoren gegen Rost- undKorrosion,Detergens,Dispergiermittel undTensiden zur Reinigung und Schutz metallischer Oberflächen zu erfüllen. Einige Motoröle enthalten mehr als zwanzig Prozent Additive.[3]
In Grundölen können aufgrund des Herstellungsprozesses Spuren von Verunreinigungen durchpolycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) enthalten sein, z. B.Benzo[a]pyren. Kühlschmierstoff-Kreisläufe mit mehr als 50 ppm Benzo[a]pyren gelten als krebserzeugend und der Kühlschmierstoff ist möglichst schnell auszutauschen.
Der Basisölgehalt in Kühlschmierstoffen liegt in der Regel unter 5 %. Auch sind die für eine Benzo[a]pyren-Bildung erforderlichen extremen Temperaturen aufgrund des hohen Wasseranteils von > 95 % sehr selten. In Zweifelsfällen – etwa bei wassergemischten Kühlschmierstoffen mit Hochdruckzusätzen und Standzeiten über einem Jahr – sollte eine Bestimmung des Benzo[a]pyren-Gehalts erfolgen. In Kreisläufen nichtwassermischbarer Kühlschmierstoffe liegen die Konzentrationen trotz der längeren Standzeiten aufgrund der noch höheren Temperaturen weit unter der Konzentrationsgrenze von 50 ppm.[4]
1993 hat dasAmerican Petroleum Institute (API) die Grundöle in fünf Hauptgruppen kategorisiert.[5] Diese Aufgliederung basiert auf der Raffinationsmethode und den Eigenschaften des Grundöls, unter anderem hinsichtlich der Viskosität und des Anteils an gesättigten Verbindungen und dem Schwefelgehalt.
Aus den 1930er Jahren stammt der am wenigsten verfeinerte Typ, der von Solvent Refining hergestellt wird. Dieses Grundöl besteht normalerweise aus konventionellemPetroleum. Eine Verbesserung des Raffinationsprozesses in den 1960er Jahren, die Hydrobehandlung genannt wurde, machte dieses Grundöl stabiler, weniger reaktiv und länger haltbar als die früheren Grundöle.
Die API definiert als Gruppe I „Grundsubstanzen, die weniger als 90 Prozentgesättigte Verbindungen und / oder mehr als 0,03 ProzentSchwefel enthalten und einenViskositätsindex von mindestens 80 und maximal 120 haben“.
Ab 1971 wurde ein besseresPetroleum Grundöl, das teilweise durchHydrocracking produziert werden kann. Alle Verunreinigungen werden aus dem Öl entfernt, was zu einer klareren Farbe führt.
Das API definiert die Gruppe II als „Grundsubstanz mit mindestens 90 Prozentgesättigten Verbindungen und maximal 0,03 ProzentSchwefel sowie einenViskositätsindex mindestens 80 und weniger als 120“.
Aus dem Jahr 1993 stammt der höchstwertigste Grad derPetroleum-Grundöle, die vollständig durchHydrocracken, Hydroisomerisierung undHydrodesulfurierung hergestellt werden,[6] die diese Ölechemisch reiner machen.
Die API definiert die Gruppe III als „Grundsubstanz mit mindestens 90 Prozentgesättigte Verbindungen und maximal 0,03 ProzentSchwefel sowie einenViskositätsindex mindestens 120“.
Diese Gruppe kann beschrieben werden alstechnologisch synthetische Öle oder durchhydrogecracktesynthetische Öle. EinigeMineralölkonzerne nennen ihre Produkte jedoch unter dieser Gruppe „synthetisches Öl“.[7]
Aus dem Jahr 1974, besteht aussynthetischen Ölen, hergestellt ausPolyalphaolefinen(PAO). Grundöle der Gruppe IV haben einenViskositätsindex im Bereich von 125–200.
Poly-Alpha-Olefine(PAO) Öle sind bei extremen Temperaturen viel stabiler, wodurch sie für den Einsatz bei sehr kaltem Wetter (wie im Nordwesten der USA undNordeuropa) sowie sehr heißem Wetter (wie imMittleren Osten) geeignet sind.
Aus den 1940er Jahren stammend, kann jede Art von Grundöl anders als in den zuvor definierten Gruppen erwähnt werden.
Dazu gehören unter anderem,naphthenische Öle[8] undEster.
Inoffizielle Grundölklassifizierungen werden vomAmerican Petroleum Institute (API) nicht anerkannt, sie werden jedoch häufig verwendet zur Vermarktung vonMotorenölen undAutomatikgetriebeölen.
Aus den 1990er Jahren stammend, eine verfeinerte Note vonPetroleum Grundöl der Gruppe III, hergestellt durchHydrodesulfurierung. Grundöle der Gruppe II+ haben einen hohen WertViskositätsindex am oberen Ende der API-Gruppe II. Der Viskositätsindex beträgt mindestens 110–115.
Ursprünglich aus dem Jahr 2015 umGas zu Flüssigkeiten (GTL) Prozess zu produziert. Grundöle der Gruppe III+ haben einen sehr hohen WertViskositätsindex (VHVI) am oberen Ende des Bereichs der API-Gruppe III. Der Viskositätsindex beträgt mindestens 130–140.
Besteht aussynthetischen Öle hergestellt aus innerenPolyinterolefinen (PIO).
Öle mit Polyinterolefinen (PIO) ähneln Polyalphaolefinen(PAO), aber verwenden sie verschiedene Chemikalien im Syntheseverfahren, um einen noch höheren Viskositätsindex (VI) zu erhalten.[9]