Dầu gốc, dầu tổng hợp, dầu bán tổng hợp, dầu khoáng, mineral oi, synthetic oil, semi synthetic oil

DẦU GỐC VÀ NHỮNG ĐIỀU CẦN BIẾT

I. Dầu gốc là gì?

Dầu gốc (Base Oil) là thành phần nền chiếm từ 70–99% trong công thức dầu bôi trơn. Đây là nguyên liệu chính để pha chế dầu nhớt động cơ, dầu thủy lực, dầu máy nén khí, dầu hộp số, mỡ bôi trơn và các chất lỏng công nghiệp khác.

Tuy nhiên, dầu gốc đơn thuần không có đặc tính bôi trơn hoàn hảo, mà chỉ phát huy hiệu quả khi kết hợp với phụ gia để tạo thành sản phẩm dầu nhờn hoàn chỉnh đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe.

II. Phân loại dầu gốc theo API 1509

Hiệp hội Dầu khí Hoa Kỳ (API) phân loại dầu gốc thành 5 nhóm chính, dựa trên:

Hàm lượng lưu huỳnh (S)
% hydrocarbon không bão hòa
Chỉ số độ nhớt (VI – Viscosity Index)

Nhóm	Loại	Hàm lượng Lưu huỳnh	% Hydrocarbon không bão hòa	VI (Viscosity Index)	Nguồn gốc
Group I	Dầu khoáng xử lý dung môi	> 0.03%	>10%	80–120	Dầu mỏ
Group II	Dầu khoáng hydrocracking	≤ 0.03%	≤10%	80–120	Dầu mỏ
Group III	Dầu khoáng nâng cấp	≤ 0.03%	≤10%	>120	Dầu mỏ (gần tổng hợp)
Group IV	PAO tổng hợp	Rất thấp	Không có	>125	Tổng hợp
Group V	Ester, PAG, Silicone...	Tùy loại	Tùy loại	Tùy loại	Tổng hợp / tự nhiên

III. Các loại dầu gốc phổ biến

3.1. Dầu gốc khoáng (Group I, II, III)

Nguồn gốc từ dầu thô, tinh chế bằng các phương pháp: tách dung môi, khử sáp, hydrocracking.
Ưu điểm: Giá rẻ, dễ sản xuất, phù hợp ứng dụng tiêu chuẩn.
Nhược điểm: Kém ổn định oxy hóa, nhiệt, dễ tạo cặn hơn dầu tổng hợp.

Loại phổ biến: SN150, N150.

3.2. Dầu gốc tổng hợp (Group IV, V)

PAO (Group IV): Trùng hợp từ olefin → cấu trúc ổn định, chỉ số VI cao.
Ester / PAG (Group V): Có cấu trúc phân cực cao, hiệu suất vượt trội trong điều kiện khắc nghiệt.

Ưu điểm:

Độ ổn định nhiệt – oxy hóa rất cao.
Tính lưu động tốt ở nhiệt độ thấp.
Ít bay hơi, ít tạo cặn.

Ứng dụng: Động cơ cao cấp, máy nén, ngành hàng không, thực phẩm.

3.3. Dầu bán tổng hợp (Semi-synthetic)

Pha trộn dầu khoáng (Group II/III) với một phần dầu tổng hợp (PAO/Ester).
Ưu điểm: Hiệu suất tốt hơn dầu khoáng, giá thành rẻ hơn dầu tổng hợp.
Ứng dụng: Dầu động cơ xe máy, công nghiệp vừa và nhẹ.

IV. Thành phần & Cấu trúc hóa học

4.1. Dầu gốc khoáng (Group I–III)

Paraffinic: RCH₂–CH₂–CH₃ → ổn định, VI cao.
Naphthenic: Cyclohexane → VI thấp hơn.
Aromatic: Vòng benzen, kém ổn định, thường bị loại bỏ.

4.2. Dầu gốc tổng hợp (Group IV–V)

PAO: (–CH₂–CH(CH₃)–)ₙ → ổn định cao, ít cặn.
Ester: Có nhóm COO–, phân cực, tự làm sạch, chịu nhiệt tốt.
PAG: Phân cực cao, tương thích kém, dùng riêng biệt.

V. Tính năng kỹ thuật của dầu gốc

Tính năng	Vai trò
Độ nhớt	Ảnh hưởng đến khả năng bôi trơn, bảo vệ bề mặt
Chỉ số độ nhớt (VI)	Ổn định độ nhớt khi nhiệt độ thay đổi
Độ bay hơi thấp	Giảm tổn thất dầu ở nhiệt độ cao
Ổn định oxy hóa	Chống biến chất theo thời gian
Chịu nhiệt – chống tạo cặn	Bảo vệ hệ thống, tăng tuổi thọ thiết bị
Tương thích phụ gia	Tạo hệ nhũ tốt, ổn định công thức dầu nhờn

VI. Sơ đồ quy trình sản xuất dầu gốc

6.1. Dầu gốc khoáng:

A[Dầu thô] --> B[Tách thành phần nhẹ]

B --> C[Tinh chế dung môi / Hydrocracking]

C --> D[Khử lưu huỳnh & sáp]

D --> E[Hydrofinishing / Isomer hóa]

E --> F[Dầu gốc Group I/II/III]

6.2. Dầu gốc tổng hợp:

G[Hydrocarbon nguyên chất] --> H[Phản ứng trùng hợp / Este hóa]

H --> I[Dầu gốc PAO / Ester tổng hợp]

VII. Ứng dụng theo nhóm dầu gốc

Nhóm	Ứng dụng chính
Group I	Dầu công nghiệp, động cơ đời cũ
Group II	Dầu động cơ phổ thông, dầu thủy lực
Group III	Dầu xe tải, động cơ cao cấp
Group IV (PAO)	Hàng không, môi trường khắc nghiệt
Group V (Ester, PAG)	Máy lạnh, ngành thực phẩm, dầu đặc chủng

VIII. So sánh tính năng kỹ thuật

Tính năng	G.I	G.II	G.III	G.IV (PAO)	G.V (Ester/PAG)
Giá thành	Thấp	TB	TB–Cao	Cao	Rất cao
Bền oxy hóa	TB	Tốt	Rất tốt	Xuất sắc	Tùy loại
T° thấp	Kém	TB	Tốt	Rất tốt	Rất tốt
T° cao	TB	Tốt	Rất tốt	Rất tốt	Rất tốt
Tương thích	Tốt	Tốt	Tốt	Tốt	Hạn chế
VI (chỉ số)	80–120	90–120	>120	>125	100–180

IX. Độ nhớt tiêu biểu

Loại dầu gốc	Viscosity @40°C (cSt)	Viscosity @100°C (cSt)	VI
Group I SN150	32–36	~5.4	~95
Group II N150	32–34	~5.5	~110
Group III 4cSt	~40	~7.0	125–135
Group IV PAO 4	~40	~7.1	>140

X. Ứng dụng thực tế & khuyến nghị sử dụng

Ứng dụng	Nên dùng dầu gốc	Lý do
Động cơ hiệu suất cao	Group III / IV / V	Bền nhiệt, chống mài mòn
Máy nén khí	Group II / IV	Bay hơi thấp, ổn định
Hệ thủy lực lạnh	Group III / IV / V	Lưu động tốt
Thực phẩm / Dược phẩm	Group V (Ester an toàn)	Đáp ứng NSF / FDA

XI. Tính tương hợp giữa các nhóm dầu gốc

Kết hợp	Tương hợp	Ghi chú
Group I ↔ II	OK	Phổ biến
Group II ↔ III	OK	Dễ phối trộn
Group III ↔ PAO	OK	Pha chế bán tổng hợp
PAO ↔ Ester	OK Có điều kiện	Ester cải thiện tính phân cực
Ester ↔ PAG	KHÔNG OK	Không tương hợp
PAG ↔ Hydrocarbon (I–IV)	KHÔNG OK	Tách pha, cần dùng riêng