น้ำมันพื้นฐาน มีกี่กลุ่ม?

การแบ่งกลุ่มน้ำมันพื้นฐาน ตามมาตราฐาน API

สารบัญ

1. น้ำมันพื้นฐาน (Based oils) มีกี่ประเภท

2. เกณฑ์การแบ่งกลุ่มของน้ำมันพื้นฐาน

3. คุณสมบัติเด่นของน้ำมันพื้นฐานแต่ละกลุ่ม

4. รายละเอียดของน้ำมันพื้นฐานแต่ละกลุ่ม

บทความนี้เป็นความรู้ต่อยอดจากเรื่องความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับน้ำมันหล่อลื่นอุตสาหกรรม สำหรับใครที่ยังไม่ได้อ่านเรื่องนี้สามารถคลิ๊กลิงค์เพื่อทำความเข้าใจเนื้อหาพื้นฐานปูพื้นก่อนเข้าสู่เนื้อหานี้

การแบ่งกลุ่มของน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน (Based oils) นั้นสามารถแบ่งออกได้เป็น 5 กลุ่ม โดยสถาบันปิโตรเลียมแห่งสหรัฐอเมริกา (American Petroleum Institute : API) หรือเรียกชื่อย่อว่า API ได้กำหนดมาตราฐานขึ้นมาเพื่อแบ่งกลุ่มของน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน (Base Oil Classification) ตามตารางด้านล่าง

API based oil categories (API 1509, Appendix E)

เกณฑ์ในการแบ่งกลุ่มของน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานนั้นจะอ้างอิงจาก 3 ปัจจัยนี้เพื่อใช้ในการแบ่ง

• • ปริมาณซัลเฟอร์ (Sulfur percentage) หรือปริมาณของกำมะถันที่อยู่ในน้ำมันพื้นฐาน ค่านี้บ่งบอกอะไร? ยิ่งเปอร์เซ็นต์ของซัลเฟอร์น้อยน้ำมันจะยิ่งมีความบริสุทธิ์สูง (Purity of oils) และลดความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนของระบบเมื่อมีการนำน้ำมันไปใช้งาน ปริมาณซัลเฟอร์ในน้ำมันเป็นเรื่องที่เลี่ยงได้ยากจากน้ำมันปิโตรเลียมที่มาจากธรรมชาติแม้จะผ่านการกลั่นมาเพื่อให้ความบริสุทธิ์ของน้ำมัน และลดปริมาณซัลเฟอร์แล้วก็ตามแต่ก็ไม่สามารถเอาออกไปได้ทั้งหมด ในทางปฎิบัติซัลเฟอร์ในน้ำมันนั้นมีประโยชน์ในหน้าที่ของการรับอุณหภูมิ และช่วยเรื่องคุณสมบัติทางกลในบางด้าน แต่หากมีมากจะเป็นผลเสียต่อซีลยางในระบบ และกัดกร่อนทองแดง ทองเหลือง เป็นต้น จะสังเกตุได้จากตารางด้านบนหากเป็นน้ำมัน Group ที่สูงขึ้นจะกำหนดปริมาณซัลเฟอร์เอาไว้ไม่ให้เกิน 0.03%
  • ความอิ่มตัว (Saturates percentage) ค่าความอิ่มตัวนั้นวันออกมาเป็นเปอร์เซ็นต์ เป็นดัชนีในการชี้วัดเรื่องการป้องกันการเสื่อมสภาพของน้ำมัน %ความอิ่มตัวมากก็จะป้องกันการเสื่อมสภาพได้มาก จากตารางด้านบน %ความอิ่มตัวมากกว่า 90% จะถูกจัดอยู่ในกลุ่ม 2 และ กลุ่ม 3
  • ดัชนีความหนืด (Viscosity Index) เป็นตัวชี้วัดการเปลี่ยนแปลงของความหนืดน้ำมันกับอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป ในทางปฎิบัติของการผลิตน้ำมันหล่อลื่นอุตสาหกรรมจะมีการเติมสารปรับปรุงคุณภาพ (additives) เข้าไปเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของน้ำมันหล่อลื่น ในส่วนของการปรับค่าความหนืดของน้ำมันจะมีการเติมสาร Viscosity modifier เข้าไปเพื่อให้สามารถนำไปใช้งานได้ตามวัตถุประสงค์

กลุ่ม 1-3 นั้นเป็นน้ำมันปิโตรเลียมที่ได้มาจากกระบวนการกลั่น (Refinery process) เป็นน้ำมันพื้นฐานชนิดน้ำมันแร่ (Mineral oils) ส่วนกลุ่มที่ 4 และ กลุ่มที่ 5 จะได้มาจากการสังเคราะห์ทางเคมี หรือที่เรียกว่าน้ำมันสังเคราะห์ (Synthetic oils) โดยที่น้ำมันสังเคราะห์นั้นจะมีคุณสมบัติในหลายๆด้านที่โดดเด่นกว่าน้ำมันพื้นฐานชนิดน้ำมันแร่ เนื่องจากถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อแก้ข้อจำกัดของน้ำมันพื้นฐานชนิดน้ำมันแร่ และมีความคงทนต่อการเสื่อมสภาพที่มากกว่า แต่ราคาจะสูงกว่าน้ำมันปิโตรเลียมจึงนิยมใช้กับบางงานที่ต้องการคุณสมบัติพิเศษ

คุณสมบัติเด่นของน้ำมันพื้นฐานแต่ละกลุ่ม

คุณสมบัติเด่นของน้ำมันพื้นฐานแต่ละกลุ่ม

น้ำมันพื้นฐานแต่ละกลุ่มมีคุณสมบัติทางกายภาพ (Physical properties) และคุณสมบัติทางเคมี (Chemical properties) ที่แตกต่างกัน ในทางอุตสาหกรรมการเลือกกลุ่มของน้ำมันพื้นฐานเพื่อมาผลิตเป็นผลิตภัณฑ์จึงมีการคำนึงถึงปัจจัยด้านคุณสมบัติการใช้งาน, ประสิทธิภาพ และราคาของผลิตภัณฑ์ ประกอบกัน

ปัจจัยที่มีผลเรื่องราคาของผลิตภัณฑ์ น้ำมันพื้นฐานยิ่งกลุ่มสูงขึ้นราคาก็จะขยับสูงขึ้นตาม เนื่องมาจากในน้ำมัน 1 ถังจะมีน้ำมันพื้นฐานอยู่ 80% – 96% ขึ้นอยู่กับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการผลิต และสารปรับปรุงคุณภาพที่มีการใส่เข้าไปเพื่อเพิ่มคุณสมบัติต่างๆ

ด้วยเทคโนโลยีการผลิตน้ำมันหล่อลื่นอุตสาหกรรมในปัจจุบันที่มีการพัฒนาแต่ละผู้ผลิตน้ำมันมีเทคโนโลยีการผลิตที่ไม่หนีกันมากนัก ผู้ผลิตที่สามารถคุมต้นทุนของน้ำมันพื้นฐาน (Based oil) ได้จะสามารถทำราคาสินค้าได้ดีซึ่งเป็นผลดีต่อผู้บริโภค ในกลุ่มของน้ำมันพื้นฐานชนิดน้ำมันแร่ (กลุ่ม 1-3) บางผลิตภัณฑ์จะมีการนำน้ำมันพื้นฐานกลุ่ม 1 และกลุ่ม 2 หรือกลุ่ม 2 และกลุ่ม 3 มาผสมกันเพื่อใช้ในการผลิตเนื่องมาจากต้องการคุณสมบัติเด่นของน้ำมันพื้นฐานแต่ละกลุ่ม และเรื่องของราคาที่ย่อมเยาลงมากว่าการใช้น้ำมันพื้นฐานกลุ่ม 2 หรือกลุ่ม 3 เพียงอย่างเดียว โดยที่ยังสามารถคงคุณสมบัติตามมาตราฐานเอาไว้ได้ และราคาของผลิตภัณฑ์สามารถแข่งขันได้

• • กลุ่ม 1 (Group I) เป็นน้ำมันแร่ ที่ผ่านกระบวนการกลั่นพื้นฐาน 1 รอบ เป็นที่นิยมใช้ในงานอุตสาหกรรมเนื่องจากหาง่าย มีราคาที่ถูก และคุณสมบัติทั่วไปใช้งานได้ดีพอสมควร
  • กลุ่ม 2 (Group II) เป็นน้ำมันแร่ คุณสมบัติจะคล้ายกันกับกลุ่ม 1 และในปัจจุบันราคาไม่ต่างจากกลุ่ม 1 มากนัก แต่จะมีคุณสมบัติต้านทานการเสื่อมสภาพของน้ำมัน (Anti-oxidant) ที่ดีกว่า เป็นที่นิยมในงานอุตสาหกรรมเช่นเดียวกันกับกลุ่ม 1
  • กลุ่ม 3 (Group III) เป็นน้ำมันแร่ ที่ผ่านกระบวนการกลั่นมากกว่าน้ำมันพื้นฐานกลุ่ม 2 ทำให้มีความบริสุทธิ์มากกว่า มีคุณสมบัติเด่นในเรื่องการทนแรงดัน และทนอุณหภูมิสูง
  • กลุ่ม 4 (Group IV) เป็นน้ำมันสังเคราะห์ที่นิยมใช้งานในอุตสาหกรรม ทนอุณหภูมิได้สูงมาก ทนความร้อนและความเย็นได้สูงมาก มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน
  • กลุ่ม 5 (Group V) คือกลุ่มที่นอกเหนือจากกลุ่ม 1 ถึง กลุ่ม 4 การใช้งานจะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการเป็นหลัก เป็นน้ำมันสังเคราะห์ ตัวอย่างของน้ำมันพื้นฐานในกลุ่มนี้เช่น PAOS (Polyalphaolefins), Alkelated Aromatic, Di-Esters, Polyol Esters, Phosphate Esters, Polyglycols, Silicones, Silicate Ester เป็นต้น