Grup I baz yağları, 80-120 aralığında viskozite indeksine sahip olan, solvent rafinasyon işleminden geçirilmiş baz yağlardır. Uzun zamandır piyasadaki en düşük fiyatlı baz yağ sınıfı olan Grup I baz yağlarında son dönemde ciddi fiyat ve arz dalgalanmaları görülüyor. Nynas, Grup I baz yağlarını başarıyla ikame edebilecek çok sayıda alternatif sunuyor.
Grup I baz yağları çok çeşitli alanlarda kullanılabiliyor, ancak bugün baz yağ seçerken aklımızdaki tek kriter fiyatı değil. Çevresel endişeler, arz güvenliği ile ilgili sorunlar, yüksek performans gereksinimleri gibi pek çok husus, üreticileri Grup I baz yağlarına alternatif sunabilecek stratejilere itiyor.
Nynas naftenik baz yağları çok geniş bir viskozite ve özellik yelpazesi ile sunuluyor ve yağlama gresleri, metal kesme ve çıkarma sıvıları, metal işleme sıvıları, endüstriyel yağlayıcılar ve soğutma sıvıları gibi pek çok uygulama alanında kullanılabiliyor.
Nynas ile gerçekleştirdiğimiz webinarımızda, Teknik Müdür ve Kıdemli Uzman Thomas Norrby, naftenik baz yağların Grup I baz yağlarına nasıl iyi bir alternatif olabileceğini anlattı.
Baz yağ piyasaları ve piyasa dinamikleri
Dünya çapında yaklaşık 700 petrol rafinerisi faaliyet gösteriyor, ancak bu rafinerilerin yalnızca küçük bir kısmı baz yağ üretiyor. Dünya çapında yaklaşık 150 baz yağ tesisi var. Ham petrol ve nihai ürün değer zincirinde yüksek derecede dikey entegrasyona sahipler. Baz yağlar farklı rafinasyon derecelerine sahiptir; Grup I, Grup II veya Grup III üretimi için inşa edilmiş ve uyarlanmış farklı baz yağ rafinerileri vardır. Dünyada sadece bir avuç bağımsız baz yağ tesisi vardır. Bunların sayısı küresel olarak 10'dan azdır. Bu bağımsız baz yağ tesislerinden ikisini ise Nynas işletiyor.
Baz yağ rafinasyon endüstrisi gelişiyor. Pandemiyle beraber süregelen trendler de hızlanıyor. Otomotiv endüstrisinden gelen talepler, Grup II, Grup II+, Grup III gibi daha kaliteli baz yağ talebini artırıyor ve yeni rafinaj kapasitesine yönelik yatırımları tetikliyor. Sonuç olarak, Grup I baz yağ üretim kapasitesi 2007'de yaklaşık yüzde 74 iken, 2020'de toplamın yaklaşık yüzde 30'una geriledi. Grup I'in yıllık yaklaşık dokuz milyon metrik tonu sonsuza dek ortadan kayboldu. Bununla birlikte, aynı süre içinde Grup II’de yılda yaklaşık on sekiz milyon ton ve Grup III'te yaklaşık yedi milyon ton yeni kapasite eklendi.
Farklı spesifikasyonlara ve farklı rafinasyon tekniklerine rağmen, çeşitli baz yağ grupları aynı pazarlarda rekabet ediyor ve toplam rafinasyon kapasitesi önemli ölçüde artış gösteriyor. Baz yağ pazarı son yıllarda ciddi bir büyüme göstermedi ve nihai yağlayıcı talebi durağanlaştı. Bu, baz yağ pazarında önemli bir kapasite fazlasına sebep olurken, endüstriyel yağlarda çok ihtiyaç duyulan Grup I kapasitesinde ciddi bir düşüşe yol açtı.
Peki, neden Grup 1 baz yağlarda bir arz yetersizliği var? Ham petrol bazlı ürünler, yakıtlar, baz yağlar gibi ürünlere talep giderek azalıyor. Grup I baz yağı, yakıt rafinerilerinin yan ürünüdür, ana ürün kategorisi değildir ve işin ana itici gücü değildir. Talep biçimleri de değişiyor ve dönüşüyor. Bir de ekonomik nedenler var. Bağımsız baz yağ rafinerilerinde, baz yağ rafinasyonu rafinerinin tüm maliyetini tek başına karşılamak için yeterli değildir. Ancak, tipik bir baz yağ ve yakıt rafinasyon tesisinde yakıt üretimi önemli bir katkı sağlar.
Kısa vadede Covid-19’un etkileri, ham petrol bazlı yakıt ürünleri için genel olarak daha düşük talep getirdi. Covid-19 sonrası realitede, elektrikli araçların kullanımını artırmaya yönelik çalışmalarla birlikte yakıt talebini daha da azaltan çevreyi koruma tedbirlerinden doğan değişiklikleri görebiliyoruz. Baz yağ ihtiyaçları da bununla birlikte değişiyor ve dönüşüyor. 2021'in başlarında yaşadığımız zorlu kış şartları, bulunabilirlik üzerinde kısa vadeli etkiye neden olurken, birçok uygulamada yeni formülasyon ve esneklik ihtiyacını gözler önüne serdi.
Baz yağların temel fiziksel özellikleri
Baz yağ formülatörleri ve son kullanıcı için önem taşıyan temel fiziksel özellikler vardır. Bunları viskozite, viskozite indeksi, yoğunluk, uçuculuk, parlama noktası, akma noktası ve anilin noktası olarak sıralayabiliriz. Çözücülük gücü veya çözünebilirlik de, polimerler ve reçinelerle uyumluluğu belirleyen önemli bir özelliktir. Pigment ve dolgu maddesi ıslanmasını sınırlandırır. Yağlayıcılarda, katkı maddelerini baz yağda ne kadar çözebileceğinizi ve ne kadar stabil bir karışım elde edebileceğinizi belirler. Doygunluk, baz yağın çözücülüğüyle doğrudan bağlıdır. Emülsiyon stabilitesini ve operasyonlar sırasında oksidasyon veya aşınma nedeniyle ortaya çıkabilecek yabancı maddelerin çözünürlüğünü etkiler. Aksi takdirde çamur, filtre tıkanması veya vernik oluşumu gibi durumlarla karşılaşılabilir.
Anilin noktası testi ASTM D 611, anilin noktası ne kadar düşükse, yağın o kadar polar olduğunu ve çözücülük gücünün o kadar yüksek olduğunu gösteriyor. Şekil 1’de görülebileceği üzere, aromatik yağlar, anilinin kolayca çözündüğü orta-düşük sıcaklık aralığında yer alıyor. Naftenik yağlar daha üst bir bölgede yer alıyor ve parafinik yağlarla örtüştüğü bir aralık var. Bu örtüşme çok önemli çünkü bu aralıkta kullanılabilen formülasyonların Grup I ve nafteniklerde de eşit derecede iyi sonuç vereceği anlamına geliyor.
NYBASE ürün grubunun özellikleri
Nynas’ın geniş ürün gamında, asfaltenik yağlarla karışabilen BBT sınıfı ürünler ve T, NS, S ve NYBASE sınıfı ürünlerden oluşan naftenikler bulunuyor.
NYBASE sınıfı ürünler, Grup I ikame ürünleridir. Solvent Neutral (SN) Grup I parafinik baz yağ sınıfının kinematik viskozitesi ve anilin noktası bu sınıfta da hemen hemen aynıdır. Endüstriyel yağ üreticilerinin, stabil viskozite ve çözücülük gücü sunarak ürünlerinin temel özelliklerini korumalarına olanak tanır. Bu temel özellikler Grup II baz yağlarda oldukça farklıdır. NYBASE'ler doğrudan Grup I baz yağları yerine kullanılabilir veya formülasyonda yapılacak minimum değişiklik ile kullanıma olanak tanır. Bu performans, ürün grubu pazara sunulduğundan bu yana birçok uygulamada başarıyla kanıtlanmıştır. Etiket, PDS ve diğer pazarlama materyallerinde çok az değişiklik yapılması yeterlidir.
Nynas ve diğer yağ üreticileri tarafından NYBASE ile birçok uygulama çalışması gerçekleştirildi. Burada NYBASE serisi tipik bir Solvent Neutral Grup I ile karşılaştırılıyor. Bu çalışmada Repsol ürün serisinden bir ürün kullanıldı. Baz yağların özelliklerini açıklayan birtakım parametreler var. Şekil 2’de, birçok özelliğin birbiriyle yakın değerlerde olduğu görülüyor. Örneğin, NYBASE 100, SN 100 ile aynı viskozite değerine ve aynı anilin noktasına sahip. NYBASE 150 ise, SN 150 ile aynı viskozite değeri, aynı çözücülük ve aynı anilin noktasına sahip. Ayrıca, NYBASE 500 ve SN 500’ün temel özelliklerinin birebir örtüştüğünü görüyoruz.
Grup I alternatifi olan NYBASE 500 baz yağları, SN 500 sınıfı ile aynı viskozimetrik değerleri taşıyor. VI değerinin 87, parlama noktasının COC 240 oC olduğunu gördüğümüz ürün grubu, çok iyi akma noktasına ve iyi düşük sıcaklık özelliklerine sahip. Sülfür oranı düşük olan bu baz yağların anilin noktası da 111 oC, yani tam da en kullanışlı aralıkta yer alıyor.
Heavy Neutral ürünlere alternatif olabilecek diğer yöntemler
100 ila 120 sentistokta SN 500 veya SN 600 elde etmek için alternatif yöntemler de bulunuyor. NYNAS T 400 ile VG 46 (N 220) gibi bir Grup II baz yağı harmanlanabilir. Bu ürünler farklı oranlarda kullanıldığında viskozite indeksi 80’in üzerinde olan SN 500 veya SN 600 türü ürünler elde edilecektir. Aynı şekilde, NYNAS T 600 ve benzer bir Grup II VG 46’yı uygun bir VI geliştirici katarak harmanladığınızda SN 500 veya SN 600 elde etmek mümkündür.
- SN 500 (VI 86) elde etmek için: NYNAS T 400 (%45), Grup II VG 46 (N220) (%55)
- SN 600 (VI 80) elde etmek için: NYNAS T 400 (%53), Grup II VG 46 (N220) (%47)
- SN 500 elde etmek için: NYNAS T 600 (%41), Grup II VG 46 (N220) (%59) + VI geliştirici (ca %5)
- SN 600 elde etmek için: NYNAS T 600 (%45), Grup II VG 46 (N220) (%55%) + VI geliştirici (ca %5)
Bu alternatif yöntemlerle, yeni harmanlar ve bitmiş ürün üretiminde doğrudan kullanılabilecek SN 500 ve SN 600 elde edilebilir.
Parafinik Brightstock ürünler için doğrudan alternatifler
Parafinik Brightstock ürün grubunda 500 ila 625 viskozite değeri aralığında, yani BS 160 – BS 170 alternatifi ürün elde etmek için bazı doğrudan yöntemler vardır. Bu amaçla NYNAS T 400 ve Grup II Neutral 500 ile VI geliştirici harmanlanabilir. Aynı şekilde, NYNAS T 600 ve Grup II N 500 ile VI geliştirici kullanılabilir. Bu yöntem, Mısır’da ticari olarak kullanılıyor ve çok başarılı sonuçlar elde ediliyor. VI 93 ve 500 sentistok olmak üzere aynı özelliklerde Brightstock üretiyorlar. Grup II N 500 ile daha yüksek oranda T 600 kullanarak ve uygun bir VI geliştirici ekleyerek Heavy Brightstock ürünlerinin tipik özelliklerine çok yakın değerlerde ürün elde edilebilir.
- NYNAS T 400, Grup II N 500 ve VI geliştirici
- NYNAS 600 (%50%), Grup II N 500 ve VI geliştirici (500 cSt, VI 93)
- NYNAS T 600 (%70), Grup II N 500 (%30) ve %10 VI geliştirici (620 cSt, VI 98)
Sonuç
Nynas, 70’ten 600’e kadar SUS değerinde, 14 ila 120 sentistok aralığında Grup I Solvent Neutral alternatifi olacak geniş bir ürün yelpazesine sahip. 500 SUS/100 cSt aralığında sunulan çok geniş bir ürün yelpazesi (toplamda altı farklı baz yağ). Yeniden rafine edilmiş Grup II baz yağları oldukça yaygın olarak bulunuyor ve naftenik yağlarla harmanlanarak SN 500 ve SN 600'e dönüştürülebiliyor. Parafinik Brightstock tipi ikame ürünlerde Nynas çığır açıyor. Ayrıca, 135 cSt ya da benzer viskoziteye sahip SAE 40 gibi hedef karışımların mutlaka 500 cSt Brightstock ile yapılmasının gerekmediği vurgulanmalıdır. Bunun için, baz yağ karışımlarını SAE 40 veya SAE 50 sınıfıyla veya istediğiniz başka bir sınıfı kullanarak formüle edebilirsiniz.
Baz yağ tedarikinde trend sürekli değişiyor. Yüksek viskoziteli ve yüksek çözücülük gücüne sahip Grup I baz yağlar sonsuza dek kayboluyor. Çözücülük performansı ve yüksek viskozite sunan naftenik baz yağlar ise kalıcı olma yönünde ilerliyor. Naftenik baz yağlar, Grup II ve Grup III baz yağlarla iyi bir şekilde harmanlanabiliyor. Herhangi bir Grup I baz yağının istenen özellikleri, naftenik baz yağlar ile Grup II veya Grup III baz yağların ustaca harmanlanmasıyla yeniden elde edilebiliyor. Nynas, NYBASE baz yağlar ile kullanıma hazır bir çözüm sunuyor. Çok çeşitli uygulama desteği ve yağlayıcı model çalışmaları tamamlanmış durumda. Formülasyon yönergeleri için Nynas'a danışabilirsiniz.
