การผลิต น้ำมันหล่อลื่น

          น้ำมันหล่อลื่น ผลิตจากการผสมน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน (Base Oil) กับสารเพิ่มคุณภาพ (Additives) ในสัดส่วนต่างๆ กัน เพื่อให้คุณสมบัติตามต้องการ เหมาะสมกับสภาพการใช้งานต่างๆ น้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน ที่นิยมนำมาผลิตน้ำมันหล่อลื่น โดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 2 ประเภท หลักๆ คือ

1. น้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานจากปิโตรเลียม (Petroleum Base Oils) หรือน้ำมันแร่ (MineralOil)
ใช้กันมาก เพราะหาง่ายและราคาถูก เป็นส่วนที่แยกออกมาจากหอกลั่นน้ำมันดิบ หลังจากกลั่นแยกเอาน้ำมันเชื้อเพลิงต่างๆออกไปแล้ว ส่วนที่เหลือจะนำไปกลั่นต่อในหอกลั่นสูญญากาศ (Vacuum Tower) เพื่อให้ส่วนที่เป็นน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานกลั่นแยกออก หลังจากนั้นจะนำมาผ่านกระบวนการปรับปรุงคุณภาพ กำจัดสิ่งที่ไม่ต้องการออก เพื่อทำให้น้ำมันหล่อลื่นบริสุทธิ์และมีคุณภาพดีขึ้น

2. น้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานสังเคราะห์ (Synthetic Base Oils)
เป็นน้ำมันที่สังเคราะห์ขึ้นโดยกระบวนการทางเคมีกายภาพ เพื่อให้คุณสมบัติที่เหมาะสมกับเครื่องยนต์ น้ำมันสังเคราะห์ใช้กันอยู่มีหลายชนิด แต่ราคาค่อนข้างสูง มักจะใช้กับงานที่ต้องการคุณสมบัติพิเศษ เช่น งานในอุณหภูมิสูงมากๆ หรืออุณหภูมิต่ำมากๆ เพราะน้ำมันสังเคราะห์จะมีดัชนีความหนืดสูงมาก จะมีความคงตัวในอุณหภูมิสูงๆ ได้ดี ไม่เสื่อมสลายง่าย และมีการระเหยต่ำมาก เป็นต้น

สารเพิ่มคุณภาพ (Additives) เป็นสารที่เติมลงไปในน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน เพื่อเพิ่มคุณสมบัติในด้านกายภาพและเคมีให้เหมาะสมกับชนิด และประเภทการใช้งานของเครื่องยนต์
หน้าที่หลักของสารเพิ่มสารคุณภาพ สรุปได้ 3 ประการ ดังนี้

1. ปกป้องผิวโลหะจากการสึกหรอ

2. เพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานของน้ำมันหล่อลื่น นอกเหนือจากการป้องกันการสึกหรอ เช่น สารชะล้างทำความสะอาด, สารต้านการกัดกร่อนและป้องกันสนิม, สารป้องกันการเกิดฟอง, สารลดจุดไหลเทเป็นต้น

3. ยืดอายุการใช้งานของน้ำมันหล่อลื่น

คุณสมบัติองสารเพิ่มคุณภาพที่ใช้ในน้ำมันหล่อลื่น

ประเภทของสารเพิ่มคุณภาพคุณสมบัติ
1. สารชะล้างทำความสะอาด (Detergent)ชะล้างสิ่งสกปรกออกจากผิวของชิ้นส่วนเครื่องยนต์
2. สารกระจายเขม่า (Dispersants)กระจายเขม่าและตะกอนสิ่งสกปรกไม่ให้จับตัวเป็นก้อน
3. สารป้องกันการสึกหรอ (Anti-wear Agents )ป้องกันการสึกหรอที่เกิดจาการขัดสีของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ที่มีการเคลื่อนไหว และลดแรงกระแทก
4.สารช่วยลดการเกิดฟอง (Anti Foam Agents)ช่วยยับยั้งการเกิดฟอง และช่วยได้ฟองที่เกิดขึ้นแล้วแตกตัวเร็วไม่เหลือสะสมในระบบหล่อลื่น
5. สารลดการเกิดออกซิเดชั่น (Anti Oxidation Agents)ช่วยป้องกันไม่ให้ออกซิเจนทำปฏิกิริยากับเนื้อน้ำมัน ลดการเกิดยางเหนียวและตะกอน ยับยั้งการเสื่อมคุณภาพของน้ำมันหล่อลื่น
6. สารป้องกันสนิม (Rust Inhibitors)ป้องกันการเกิดสนิมในงานที่อาจมีความชื้น หรือน้ำเข้ามาสัมผัสกับผิวโลหะ
7. สารป้องกันการกัดกร่อน (Corrosion Inhibitors)ป้องกันการกัดกร่อนของสารเคมี เช่น กรดที่เกิดจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงซึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนผิวชิ้นส่วนเครื่องยนต์
8. สารช่วยลดจุดไหลเท (Pour Point Depressants)ช่วยให้หล่อลื่นไม่แข็งตัวที่อุณหภูมิต่ำมากๆ ช่วยป้องกันไม่ให้ไขในน้ำมันเกาะตัวเป็นผลึก
9. สารลดแรงเสียดทาน (Friction Modifiers)ช่วยลดค่าความเสียดทานของผิวชิ้นส่วนเครื่องยนต์ที่สัมผัสกับน้ำมัน
10. สารช่วยเพิ่มดัชนีความหนืด (Viscosity Index Improver)ช่วยลดอัตราเปลี่ยนแปลงความหนืดของหล่อลื่น เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง
 

2.1 กระบวนการผลิตน้ำมันหลื่อลื่น (Lubricants Manufacturing)

 กระบวนการผลิตน้ำมันหล่อลื่น แบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอน
1. Raw Material Receiving Process
2. Blending Process
3. Filling Process

1. Receiving Process
Raw Material Receiving Process คือ ขั้นตอนในการรับวัตถุดิบในการผลิตน้ำมันหล่อลื่น คือ น้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน ( Base oil) และสารเพิ่มคุณภาพ (Additive) โดยทางเรือและรถบรรทุก เมื่อวัตถุดิบมาถึงก็จะเก็บตัวอย่างมาทดสอบคุณภาพ ถ้าคุณภาพผ่าน จะส่งเข้าสู่ถังเก็บ (Storage Tank) แต่ถ้าคุณภาพไม่ผ่านก็จะ Reject สินค้า หลังจากนั้นเมื่อจะนำวัตถุดิบมาดำเนินการผลิตน้ำมันหล่อลื่น ก็จะเก็บตัวอย่างมาทดสอบอีกครั้งหนึ่ง ถ้าคุณภาพผ่านจะส่งเข้าสู่กระบวนการผสม (Blending Process) แต่ถ้าคุณภาพไม่ผ่านก็จะ Reject

2. Blending Process
Blending Process คือ ขั้นตอนการผสมสารเพิ่มคุณภาพ (Additive) ต่างๆ ลงในน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน (Base oil) เพื่อช่วยให้น้ำมันหล่อลื่นมีคุณสมบัติที่เหมาะต่อการใช้งานของเครื่องยนต์และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ในขั้นตอนนี้จะดำเนินการทดสอบน้ำ ถ้าผ่านก็จะผสมกับสารเติมแต่งแล้วเข้าสู่กระบวนการผสม โดยกวนให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยใบพัด หรือใช้กระแสลมเป่ากวนให้ทั่ว นำตัวอย่างออกมาทดสอบความเป็นเนื้อเดียวกัน ถ้าไม่ผ่านกวนต่อไป แต่ถ้าผ่านวิเคราะห์คุณภาพก่อนเติมลงในภาขนะบรรจุ

3. Filling Process
คือ ขั้นตอนการบรรจุน้ำมันหล่อลื่นลงในภาชนะต่างๆ ก่อนจำหน่าย

2.2 แนวโน้มในการผลิตน้ำมันหล่อลื่น

          ปัจจุบันความต้องการใช้พลังงานของโลกยังคงสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ปัจจัยที่สำคัญ ได้แก่ การขยายตัวทางด้านเศรษฐกิจของประเทศที่กำลังพัฒนา ซึ่งมีการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงเป็นปัจจัยหลัก จึงพยายามที่จะจัดหาพลังงานให้พอเพียง โดยการใช้พลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นหรือการประหยัดพลังงาน ประกอบกับการเกิดภาวะโลกร้อน ประเทศต่างๆ จึงมีความตื่นตัวในการรักษาสิ่งแวดล้อม โดยการบังคับใช้กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดขึ้นเพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และพัฒนาพลังงานทางเลือกต่างๆ เป็นเชื้อเพลิงทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิล เป็นต้น ทิศทางการพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องยนต์จึงต้องตอบสนองต่อปัจจัยดังกล่าวน้ำมันเครื่อง หรือ น้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์ ทำหน้าที่ในการหล่อลื่นเครื่องยนต์ ดังนั้น หากเครื่องยนต์ถูกพัฒนาไปทางใด น้ำมันเครื่องก็จะถูกพัฒนาไปในทางเดียวกัน เพื่อรองรับเทคโนโลยีของเครื่องยนต์ที่เปลี่ยนไป และเมื่อพิจารณาจากภาพรวมของแรงขับดันในปัจจุบัน เครื่องยนต์รุ่นใหม่ในอนาคตจะถูกพัฒนาเพื่อรองรับความต้องการต่าง ๆ ได้แก่
– ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม เช่น การลดการปลดปล่อยมลพิษทางอากาศ การลดปริมาณการใช้เชื้อเพลิง และการลดการปลดปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เป็นต้น
– รองรับความต้องการของผู้ใช้รถยนต์ เช่น ต้องการรถยนต์ที่มีสมรรถนะสูงขึ้น ตอบสนองการขับขี่ที่ดีขึ้น ประหยัดเชื้อเพลิงมากขึ้น และลดการบำรุงรักษาเครื่องยนต์ เป็นต้นจากความต้องการข้างต้น ส่งผลให้น้ำมันเครื่องต้องได้รับการพัฒนาควบคู่ไปด้วย โดยแนวโน้มของน้ำมันหล่อลื่นในอนาคต จะให้ความสำคัญในด้านต่าง ๆ ดังนี้

1. ลดการใช้เชื้อเพลิง และยังช่วยลดการปลดปล่อยมลพิษ และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ทั้งจากการลดความหนืดน้ำมันหล่อลื่นลง และพัฒนาสารเติมแต่งเพื่อลดความเสียดทาน

2. ตอบสนองกับเทคโนโลยีการลดมลพิษของเครื่องยนต์ เช่น ลดการระเหย และใช้สารเติมแต่งที่เหมาะสม เพื่อไม่เป็นอันตรายกับอุปกรณ์บำบัดไอเสีย (เช่น Diesel Particulate Filter : DPF ,Selective Catalytic Reduction : SCR และ Catalyst อื่น ๆ )

3. มีมาตรฐาน และคุณภาพสูงขึ้น นอกจากให้รองรับกับข้อ 1 และ 2 แล้ว ยังหวังผลให้เครื่องยนต์นั้นสะอาด และทนทานมากขึ้น (Engine Robustness) ทนต่อการเสื่อมสภาพมากขึ้น เพื่อยืดอายุการใช้งานยาวนาน (Extended Drain Interval) และเพื่อรักษาสิ่งแวดล้อมจากการลดปริมาณหล่อลื่นใช้แล้วโดยการพัฒนาน้ำมันหล่อลื่นนั้น จะต้องพัฒนาทั้งน้ำมันหล่อลื่นพื้นฐาน และสารเติมแต่งไปพร้อมกัน ดังนั้น แนวโน้มการใช้น้ำมันหล่อลื่นพื้นฐานคุณภาพสูง หรือการใช้น้ำมันสังเคราะห์จะสูงขึ้นตามไปด้วยในส่วนของประเทศไทยนั้น พลังงานทดแทน นับเป็นอีกหนึ่งปัจจัยที่ส่งผลต่อการใช้พลังงานสำหรับยานยนต์ ที่เป็นผลมาจากปัจจัยเศรษฐกิจพื้นฐานของการเป็นประเทศเกษตรกรรม และปัจจัยภายนอกจากความไม่มีเสถียรภาพของสถานการณ์พลังงาน จึงเป็นอีกแรงขับดันหนึ่งของการพัฒนาเครื่องยนต์ และน้ำมันหล่อลื่น