润滑油一般由基础油和添加剂组成。基础油是润滑油的主要成分，决定了润滑油的基本性能。添加剂可以弥补和改善基础油性能的不足，赋予一些新的性能，是润滑油的重要组成部分。

润滑油基础油主要分为三类:矿物基础油、合成基础油和生物基础油。矿物基础油应用广泛，用量较大(约95%以上)。然而，在某些应用中，须使用合成基础油和生物油基础油混合的产品，这使得这两种基础油发展迅速。
矿物油基础油是从原油中提炼出来的。润滑油基础油的主要生产工艺包括常减压蒸馏、溶剂脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢精制。1995年，我国对现行润滑油基础油标准进行了修订，主要修改了分类方法，增加了低倾点和深度精制两项特殊基础油标准。生产矿物润滑油最重要的是选择最好的原油。
矿物基础油的化学组成包括高沸点、高分子量烃和非烃混合物。其组成一般为烷烃(直链、支链、多支链)、环烷烃(单环、双环、多环)、芳烃(单环芳烃、多环芳烃)、环烷基芳烃、含氧、氮、硫的有机化合物以及胶质、沥青质等非烃类化合物。生物基油(植物油)越来越受欢迎。它可以生物降解，快速减少环境污染。合成润滑油具有低温性能优异、润滑性能好、使用寿命长的特点，可应用于高负荷、高速、高真空、高能辐射、强氧化介质等环境。既然世界上所有的工业企业都在寻找减少环境污染的措施，而这种“天然”润滑油就有这一特点，虽然植物油的成本高，但增加的成本足以抵消使用其他矿物油和合成润滑油带来的环境治理成本。
基础油的理想组分是支链烷烃(异链烷烃)和长烷基侧链的单环环烷烃，非理想组分是稠合芳烃和稠合环烷烃。传统的溶剂精制工艺是选择性地提取和去除多环烃和其他低粘度指数的杂环化合物(如硫、氮化合物、胶体等)。从而增加油品的粘度指数，提高颜色和抗氧化稳定性。这种物理分离方法只能保留原料原有的理想成分，但对基础油收率、粘度指数等性能的改善有限。润滑油加氢处理是深度加氢转化的一种方法，使多环烃成为理想组分，几乎完全脱除杂环化合物，从而基础油收率高，油品各项质量指标的改善更为明显。
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