ما هو الفرق بين زيت الأساس البارافيني والنافثيني؟ مقارنة التطبيقات والتركيب الكيميائي

يُعد زيت الأساس (Base Oil) هو النواة الحيوية لأي مادة تشحيم، حيث يشكل أكثر من 90% من تركيبة زيوت المحركات، الشحوم (الـگريس)، والسوائل الصناعية. النوعان الأساسيان لزيوت الأساس المعدنية هما البارافيني (Paraffinic) والنافثيني (Naphthenic). على الرغم من أن كليهما مستمد من النفط الخام، إلا أن هناك اختلافات جوهرية في التركيب الكيميائي والخصائص الفيزيائية، وبالتالي في التطبيق النهائي. يمكن أن يؤثر الاختيار الخاطئ بينهما على أداء نظام التزييت بالكامل.

التركيب الكيميائي: منشأ الاختلافات

يكمن الاختلاف الرئيسي بين زيوت الأساس البارافينية والنافثينية في الترتيب الجزيئي للهيدروكربونات المكونة لها:

تحتوي الزيوت البارافينية (التي تشكل مجموعات API I و II و III) على محتوى شمع عالٍ بسبب تركيبتها السلسلية، مما يجعلها تتصلب عند درجات الحرارة المنخفضة (نقطة انسكاب عالية). ومع ذلك، أدت عمليات التكرير المتقدمة إلى معالجة هذه المشكلة وتمنحها مؤشر لزوجة (VI) أعلى.

في المقابل، تحتوي الزيوت النافثينية على شمع قليل جداً أو معدوم، وذلك بفضل تركيبتها الحلقية والمضغوطة. تمنح هذه الخاصية الزيوت النافثينية نقطة انسكاب (Pour Point) منخفضة بشكل استثنائي.

الخصائص والأداء: التأثير على مادة التشحيم

يؤثر الاختلاف الهيكلي بشكل مباشر على أداء هذه الزيوت في بيئات التشغيل المختلفة:

1. مؤشر اللزوجة (Viscosity Index – VI)

• البارافيني: يتميز بمؤشر لزوجة أعلى (عادة فوق 90). هذا يعني أن لزوجته تتغير بدرجة أقل مع تغيرات درجة الحرارة، مما يوفر ثباتًا أفضل في درجات الحرارة العالية.
• النافثيني: لديه مؤشر لزوجة أقل (عادة تحت 90). تتغير لزوجته بدرجة أكبر مع تقلبات درجات الحرارة.

2. الأداء في درجات الحرارة المنخفضة (نقطة الانسكاب)

• البارافيني: يتطلب عملية إزالة الشمع لتحقيق نقطة انسكاب منخفضة بسبب محتواه الشمعي.
• النافثيني: يتمتع بشكل طبيعي بنقطة انسكاب أقل بكثير، مما يوفر سيولة ممتازة في الطقس البارد.

3. القابلية للذوبان (Solvency)

• البارافيني: لديه قابلية ذوبان منخفضة نسبيًا، ويتطلب إضافات أقوى لإذابة المواد المضافة أو مركبات الحمأة/الرواسب.
• النافثيني: يتميز بقابلية ذوبان ممتازة، ويذيب المواد المضافة بفعالية ويحافظ على نظافة الأجزاء الداخلية للمحرك.

التطبيقات: متى وأين نستخدم كل نوع؟

تحدد اختلافات الخصائص مسار تطبيق كل زيت أساس:

تُعد الزيوت البارافينية هي الخيار الأساسي لإنتاج زيوت المحركات عالية الأداء والزيوت الصناعية العامة بفضل استقرارها الحراري العالي ومؤشر اللزوجة المناسب.

تتفوق الزيوت النافثينية في التطبيقات المتخصصة التي تتطلب أداءً ممتازاً في الطقس البارد (مثل زيوت التبريد وزيوت المحولات)، ويتم تفضيلها في عمليات التصنيع التي تعتمد بشكل كبير على قابليتها العالية للذوبان.

الخلاصة: الاختيار الذكي

يكمن الاختلاف الرئيسي بين زيت الأساس البارافيني والنافثيني في ترتيبهما الجزيئي، مما يترجم إلى مؤشر لزوجة أعلى واستقرار حراري أكبر للبارافيني، ونقطة انسكاب منخفضة وقابلية ذوبان ممتازة للنافثيني. وبينما تهيمن الزيوت البارافينية (المجموعتان II و III) على السوق بسبب التقدم في التكرير، تظل الزيوت النافثينية لا غنى عنها في التطبيقات المتخصصة التي تكون فيها السيولة الباردة والذوبانية ذات أهمية حاسمة.

الأسئلة الشائعة (FAQ)

هل زيت الأساس البارافيني أفضل من النافثيني؟

ليس بالضرورة. تعتبر الزيوت البارافينية (خاصة المجموعة II و III) أفضل لزيوت المحركات والعديد من الزيوت الصناعية عالية الأداء بسبب مؤشر اللزوجة (VI) العالي وثباتها ضد الأكسدة. ومع ذلك، تتفوق الزيوت النافثينية في تطبيقات مثل زيوت المحولات أو زيوت المعالجة التي تتطلب نقطة انسكاب منخفضة جدًا وقابلية ذوبان عالية.

ما هو نوع زيت الأساس الذي تنتمي إليه المجموعات I و II و III؟

يتم تصنيف المجموعات I و II و III من قبل API بشكل أساسي على أنها زيوت أساس بارافينية، حيث يتم الحصول عليها من تكرير النفط الخام ذي المحتوى البارافيني العالي وتخضع لعملية إزالة الشمع.

أي زيت أساس يعتبر أكثر طبيعية؟

يعتبر كلا النوعين زيوت أساس معدنية ويتم تكريرهما من النفط الخام. ولكن من الناحية الهيكلية، فإن الهيدروكربونات البارافينية (السلسلية) أبسط، بينما الهيدروكربونات النافثينية (الحلقية) أكثر تعقيدًا.