Tài liệu Chương 1: Dầu bôi trơn pdf

Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
1

Chơng 1
Dầu bôi trơn

1.1 Tổng quan
Dầu bôi trơn là vật liệu quan trọng trong nền kinh tế của mỗi quốc gia. Tất cả
các máy móc, thiết bị ở các dạng và các kích cỡ khác nhau sẽ không thể thực hiện
đợc chức năng của mình hiệu quả nếu không có các loại dầu bôi trơn thích hợp. Do
đó có rất nhiều chủng loại từ dầu bôi trơn có cấp chất lợng thấp đến rất cao đợc
dùng nhằm đáp ứng các nhu cầu sử dụng từ đặc biệt đến các loại dầu đa dụng, dùng
rộng ri trong nhiều lĩnh vực.
Các nớc trên thế giới sản xuất dầu bôi trơn theo các tiêu chuẩn, quy định
riêng phù hợp với điều kiện sử dụng máy móc ở nớc đó. Thông thờng việc bôi
trơn máy móc phải sử dụng dầu do nhà chế tạo ra chúng quy định.
Đất nớc ta sau nhiều năm đổi mới, cùng với xu thế hội nhập quốc tế diễn ra
nhanh chóng, nên hiện nay đang sử dụng rất nhiều máy móc do các nớc khác nhau

sản xuất. Trong thực tế, việc tuân thủ các quy định về dầu bôi trơn mà nhà chế tạo
đề ra là rất khó khăn. Vì vậy để bôi trơn các loại máy móc, thiết bị do các hng của
nớc khác nhau chế tạo, chúng ta có thể thay thế bằng các loại dầu bôi trơn có các
tính năng tơng đơng với dầu mỡ mà các hng chế tạo quy định.
Vì vậy, việc sử dụng vật liệu bôi trơn nói chung, dầu mỡ bôi trơn nói riêng và
quy trình bôi trơn phù hợp với quy định của nhà chế tạo thiết bị, sẽ góp phần rất lớn
đảm bảo cho máy móc, thiết bị hoạt động ổn định, giảm chi phí bảo dỡng, nâng
cao tuổi thọ sử dụng và độ tin cậy của chúng trong nền kinh tế.
- Dầu mỡ bôi trơn có bốn chức năng cơ bản, đó là:
+ Làm giảm ma sát, giảm cờng độ mài mòn, ăn mòn của các bề mặt ma sát
nhằm đảm bảo cho động cơ, máy móc đạt công suất tối đa.
+ Làm sạch, chống tất cả các loại mài mòn để đảm bảo tuổi thọ sử dụng của
động cơ.
+ Làm mát
+ Làm kín
Bôi trơn là biện pháp làm giảm ma sát đến mức thấp nhất, bằng cách tạo ra
giữa bề mặt ma sát một lớp chất (chất bôi trơn). Chất bôi trơn có thể ở dạng lỏng
(dầu nhờn hay còn gọi là dầu nhớt), dạng đặc (mỡ bôi trơn) hay ở dạng rắn
Trong số đó chiếm đa phần là chất bôi trơn dạng lỏng, kế đến là chất bôi trơn dạng
đặc, sau cùng là dạng rắn. Chất bôi trơn dạng này thờng chiếm rất ít và chỉ áp dụng
trong một vài trờng hợp riêng biệt nh bôi trơn các ổ trục có nhiệt độ rất cao hoặc
trong chân không, những nơi này không thể dùng dầu hay mỡ bôi trơn đợc.

Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
2

- Để đảm bảo cho dầu bôi trơn có thể thực hiện tốt các chức năng nêu trên,
dầu bôi trơn phải có phẩm chất tốt. Cụ thể là dầu bôi trơn phải có tính bám dính tốt,
phải có độ nhớt thích hợp, phải có độ bền hoá học, cơ học, sinh học , phải có độ
dẫn nhiệt tốt, không gây ăn mòn hoá học, tẩy rửa phân tán tốt các cặn, muội sinh
ra trong quá trình sử dụng động cơ, thiết bị.
- Việc lựa chọn, sử dụng dầu bôi trơn thích hợp đóng vai trò hết sức quan
trọng trong việc đảm bảo cho dầu bôi trơn thực hiện đợc các chức năng của mình
một cách tốt nhất. Cơ sở quan trọng để lựa chọn dầu bôi trơn thích hợp là dựa vào
nguyên lý bôi trơn:
+ Đối với các chi tiết làm việc có chuyển động nhanh cần dùng dầu có độ
nhớt thấp và ngợc lại.
+ Khe hở giữa các mặt tiết làm việc càng lớn thì dầu bôi trơn càng cần có độ
nhớt cao.
+ Nhiệt độ làm việc cao thì dùng dầu có độ nhớt cao.
+ Số vòng quay lớn, áp suất trên trục nhỏ thì dùng dầu có độ nhớt thấp.
+ áp suất trên trục lớn, số vòng quay nhỏ thì dùng dầu có độ nhớt cao.
+ Phạm vi thay đổi nhiệt độ lớn thì dùng dầu có tính nhiệt nhớt tốt (chỉ số độ
nhớt cao)
+ Môi trờng làm việc tiếp xúc với không khí, khí cháy ở nhiệt độ cao thì
dùng dầu có tính chống oxy hoá và chống ăn mòn.
+ Môi trờng làm việc tiếp xúc với nớc và hơi nớc thì chọn dầu có tính
chống tạo nhũ và chống tạo bọt.

+ Thời gian sử dụng dầu lâu, chọn dầu có tính chống oxy hoá tốt, tính ổn
định cao.
- Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất dầu mỡ nhờn là dầu mỏ và dầu thực vật.
Dầu gốc đợc sản xuất từ dầu mỏ thông qua các quá trình chế biến đợc gọi là dầu
gốc khoáng và dầu có nguồn gốc từ thực vật đợc tổng hợp qua các quá trình tổng
hợp hóa học đợc gọi là dầu gốc tổng hợp. Thành phần cơ bản của dầu bôi trơn là
dầu gốc và các phụ gia đợc pha trộn để nâng cao chất lợng của dầu bôi trơn. Bản
chất của dầu thô và quá trình chế biến sẽ quyết định tính chất vật lý và hoá học của
dầu gốc tạo thành.
1.2 Dầu gốc
Dầu gốc khoáng đợc sử dụng pha chế dầu bôi trơn thích hợp chủ yếu thu
đợc từ quá trình chng cất chân không sản phẩm đáy của tháp chng cất khí quyển.
Dầu gốc khoáng thờng chứa các loại hydrocacbon sau đây:
- Parafin mạch thẳng và mạch nhánh;
- Hydrocacbon no đơn và đa vòng (naphten) có cấu trúc vòng xyclohexan gắn








Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
3

với mạch nhánh parafin.
- Hydrocacbon thơm đơn vòng và đa vòng chủ yếu chứa các mạch nhánh
ankyl.
- Các hợp chất chứa vòng naphten, vòng thơm và mạch nhánh ankyl trong
cùng một phân tử.
- Các hợp chất hữu có chứa các dị nguyên tố, chủ yếu là các hợp chất chứa
lu huỳnh, oxi và và nitơ.
Các parafin mạch thẳng, dài là loại sáp rắn nên hàm lợng chúng trong dầu
bôi trơn phải giảm tới mức tối thiểu, đặc biệt là đối với dầu bôi trơn sử dụng ở nhiệt
độ thấp. Trong khi đó, các parafin mạch nhánh lại là thành phần rất tốt cho dầu bôi
trơn vì chúng có độ ổn định nhiệt và tính nhiệt nhớt tốt. Mạch nhánh càng dài thì
đặc tính này các thể hiện rõ ràng hơn hơn đối với các parafin mạch nhánh. Tơng tự
nh vậy đối với hydrocacbon vòng no và vòng thơm. Có thể nói rằng các tính chất
mong muốn này cũng có ở cả các hydrocacbon vòng naphten và vòng thơm, là
những loại có tỉ lệ số vòng trong phân tử thấp nhng mạch nhánh lại dài và mang
tính parafin.
Số vòng ngng tụ càng nhiều mà mạch nhánh parafin càng ngắn thì tính chất
nhiệt nhớt của các hydrocacbon càng kém và càng không thích hợp để làm dầu bôi trơn.
Để đáp ứng yêu cầu và nâng cao chất lợng của dầu gốc, dầu gốc cần đợc
chế biến sâu khi thu đợc từ các phân đoạn của tháp chng cất chân không nh các
quá trình: chiết, tách, hydrotreating nhằm loại bỏ các cấu tử không mong muốn
khỏi dầu gốc. Việc lựa chọn dầu gốc để pha chế dầu bôi trơn phụ thuộc vào độ nhớt,
mức độ tinh chế, độ ổn định nhiệt và khả năng tơng hợp với các chất khác nhau
(chất phụ gia) hoặc vật liệu mà dầu bôi trơn sẽ tiếp xúc trong quá trình sử dụng.
Công nghệ sản xuất dầu gốc bao gồm các bớc sau:
- Chng cất chân không
- Tách nhựa, asphalten
- Tách aromatic
- Tách parafin

- Xử lý bằng hydro
Nhìn chung, dầu gốc khoáng là thành phần chủ yếu dùng để pha chế dầu bôi
trơn, tuy vậy các tính chất của dầu gốc khoáng không đủ để cung cấp tính năng bôi
trơn thích hợp cho tất cả các loại động cơ, máy móc, thiết bị. Vì dầu gốc khoáng về
cơ bản có thành phần hóa học tơng tự nhau, điều này làm hạn chế các tính chất bôi
trơn của dầu gốc khoáng trong những điều kiện làm việc khác nhau.
Ưu và nhợc điểm của dầu tổng hợp so với dầu gốc khoáng:









Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
4

Ưu điểm:
- Cho phép điều chế ra các loại dầu gốc có các tính chất nh đ định trớc vì
chúng đợc tổng hợp bằng phản ứng hóa học từ các chất có phân tử lợng nhỏ hơn.
- Cho phép tạo ra các chất có tính chất u việt nhất dùng để làm dầu gốc cho
dầu bôi trơn, vì so với dầu gốc tổng hợp, dầu gốc khoáng dù có dùng nhiều phơng
pháp phức tạp (xử lý bằng hydro) cũng không thể tách đợc hết các cấu tử không

mong muốn ra khỏi hỗn hợp dầu gốc. Vì vậy dầu gốc khoáng chỉ đợc sử dụng để
sản xuất các loại dầu nhờn có các yêu cầu bôi trơn trung bình đại diện cho các thuộc
tính chính của dầu. Dầu gốc tổng hợp còn có thể tạo ra các tính chất riêng biệt mà
dầu gốc khoáng không có nh: hoàn toàn không cháy, hòa lẫn với nớc
- Dầu gốc tổng hợp có khoảng nhiệt độ làm việc rộng hơn nhiều so với dầu
khoáng, khoảng từ 55
0
C đến 320
0
C.
Nhợc điểm:
- Nhợc điểm lớn nhất của dầu gốc tổng hợp là đòi hỏi nhiều công đoạn tổng
hợp hóa học phức tạp, do đó giá thành dầu gốc cao.
- Không sản xuất đợc với một số lợng lớn nh dầu gốc khoáng dù nguồn
nguyên liệu lớn hơn nhiều so với dầu gốc khoáng.
- Không có các tính năng đa dạng nh dầu gốc khoáng vì trong hỗn hợp chỉ
có mặt của một số cấu tử thực hiện một loại chức năng riêng biệt nào đó.
Thành phần của dầu gốc tổng hợp chủ yếu bao gồm các phần sau:
- Hydrocacbon tổng hợp nh: Oligome olefin, các polyme, copolyme, các
ankyl của hydrocacbon thơm, polybuten, các hydrocacbon no mạch vòng
- Este hữu cơ: chủ yếu là các este diaxit, este polyol của axit béo
- Polyglycol: Chủ yếu là các polyme của etylen, propylen oxit có trọng lợng
phân tử cao hoặc cả hai.
- Este photphat: chủ yếu là các este ankyl/aryl photphat

1.2.1 Chng cất chân không
Giai đoạn thứ nhất trong công nghệ sản xuất dầu gốc là tách lấy các phân
đoạn riêng biệt có độ nhớt khác nhau. Bớc đầu này là quá trình chng cất chân
không phần cặn còn lại của quá trình chng cất khí quyển. Do đó, mục đích của
bớc này là điều chỉnh độ nhớt và nhiệt độ chớp cháy của dầu gốc. Chng cất chân

không nhằm điều chỉnh độ nhớt và nhiệt độ chớp cháy của dầu gốc.












Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
5

Hình 1: Tháp chng cất chân không sản xuất dầu nhờn

1.2.2 Tách nhựa, asphalten
Sự có mặt của nhựa, asphalten trong dầu gốc chính là nguyên nhân làm cho
dầu gốc có độ nhớt cao, chỉ số độ nhớt (VI_Viscosity Index) thấp, có độ bền oxi hoá
thấp, dễ gây ăn mòn và làm xấu màu dầu (do thờng có các dị nguyên tố trong
chúng), là nguyên nhân xuất hiện keo làm mất tính đồng nhất của dầu.
Để tách nhựa, asphalten thông thờng ngời ta dung phơng pháp chiết với dung
môi thích hợp. Việc lựa chọn dung môi phụ thuộc vào tính chọn lọc của nó, tức là vào
khả năng phân tách hai nhóm cấu tử khác nhau về mặt hoá học. Dung môi dùng phải rẻ,
sẵn có, bền về mặt hoá học trong khi sử dụng, không gây ăn mòn và dễ sử dụng. Ngày
nay, ngời ta thờng sử dụng propan làm dung môi cho quá trình chiết tách nhựa,
asphalten. Hiệu suất của quá trình chiết phụ thuộc vào ba yếu tố cơ bản: bản chất của
dung môi, nhiệt độ tiến hành và tỉ lệ dung môi trên nguyên liệu. Đối với dung môi
propan, quá trình chiết thờng đợc tiến hành ở 40 - 96
0
C với tỉ lệ dung môi: nguyên liệu
là 5 : 8.

1.2.3 Tách aromactic
Các hydrocabon thơm có chỉ số độ nhớt thấp, độ nhớt lớn, đồng thời chúng rất
kém bền, dễ bị oxi hoá làm tăng khuynh hớng tạo cốc do vậy trong quá trình sản xuất
dầu gốc ngời ta phải loại các aromatic.
Việc tách aromatic cũng đợc thực hiện bằng phơng pháp chiết. Có ba dung môi
thờng đợc sử dụng đó là furfurol, phenol và n-metyl-2pyrolydon (NMP). Nếu đem

Tháp chng cất chân không

Cặn kh
í quyển

LVGO
Gasoil chân không nhẹ
MVGO
Gasoil chân không trung bình
Cặn chân không








Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
6

dung môi hoà trộn kỹ với phân đoạn dầu sau đó để yên để cho hỗn hợp này tách lắng thì
hai pha hoặc hai lớp sẽ đợc tạo thành. Pha chiết chứa hầu nh toàn bộ dung môi cùng
với các cấu tử tan trong đó mà chủ yếu là các hydrocabon thơm; pha còn lại gồm một ít
cấu tử không tan, chủ yếu là các hydrocabon no và một ít dung môi. Sau khi tách dung

môi, phần chiết ra còn lại đều không biến đổi gì về mặt hoá học.

Hình 2: Sơ đồ chiết các Aromatic, nhựa asphalten

1.2.4 Tách parafin (tách sáp)
Hỗn hợp các parafin mạch thẳng (sáp) có nhiệt độ nóng chảy cao và hoà tan
kém trong dầu mỏ. Vì thế chúng không đợc phép có mặt trong dầu nhờn thành
phần, ngoại trừ khi hàm lợng rất thấp, hoặc các loại dầu đợc sử dụng trong những
điều kiện đặc biệt. Trên thực tế, hầu nh tất cả các loại dầu gốc khoáng đều phải qua
quá trình tách parafin.
Tách parafin là một trong những khâu quan trọng nhất và khó khăn nhất trong
quá trình sản xuất dầu gốc. Có hai quy trình chính hiện đang đợc sử dụng cho mục
đích này. Quy trình thứ nhất là làm lạnh kết tinh sáp; quy trình thứ hai là dùng quá trình
cracking chọn lọc để bẻ gy phân tử parafin tạo thành những sản phẩm nhẹ, phơng
pháp này còn đợc gọi là phơng pháp tách parafin dùng chất xúc tác.
1.2.4.1 Tách sáp bằng phơng pháp kết tinh
Sáp dầu mỏ bao gồm những hợp phần dễ tách riêng do kết tinh khi làm lạnh
phân đoạn có chứa chúng. Nh vậy bằng cách kết tinh có thể dễ dàng xử lý dầu chứa
sáp thành dầu không chứa sáp. Quá trình này dựa trên nguyên lý làm lạnh dầu để kết
Tháp chiết
Cột cất
dung
môi
trong
Rafinat
Cột cất
dung
môi
trong
phần

chiết
Nguyên liệu



phân đoạn
chng cất

Rafinat và dung môi

Dung môi

Dung môi

Phần chiết và dung môi

Rafinat

Phần chiết









Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng

Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
7

tinh parafin rắn sau đó lọc hoặc ly tâm tách riêng phần rắn ra khỏi pha lỏng. Tuy
nhiên, phơng pháp này không liên tục, đòi hỏi có áp suất cao ở nhiều khâu; độ nhớt
cao của dầu làm cho quá trình lọc rất khó khăn đặc biệt với các dầu có độ nhớt lớn;
không áp dụng phơng pháp này với nhiều loại dầu có các loại sáp vi tinh thể
Chính vì thế, để khắc phục những nhợc điểm trên ngời ta kết hợp làm lạnh với
việc sử dụng dung môi. Thông thờng ngời ta thờng sử dụng hỗn hợp các dung
môi khác nhau để làm tăng tính linh hoạt của quá trình. Hỗn hợp mytyl etyl xeton
(MEK) với metyl izo butyl xeton (MIBK) hoặc MEK với toluen hay đợc sử dụng.
1.2.4.2 Quá trình hydro cracking chọn lọc
Quá trình hydrocracking chọn lọc dùng để tách parafin từ dầu có hai loại:
loại thứ nhất chỉ dùng một loại chất xúc tác nhằm hạ nhiệt độ đông đặc; loại thứ hai
dùng hai loại chất xúc tác vừa để hạ nhiệt độ đông đặc vừa để tăng độ bền oxi hoá
của sản phẩm. Chất xúc tác đợc sử dụng là các zeolit tổng hợp. Các chất xúc tác
này có thể bẻ gy mạch hydrocacbon mạch thẳng và hydrocacbon có mạch dài một
cách chọn lọc. Phơng pháp này có nhiều u điểm hơn so với phơng pháp kết tinh
nh hiệu suất cao, không cần có công đoạn làm sạch bằng hydro, vốn đầu t thấp,
cho phép sản xuất dầu gốc có nhiệt độ đông đặc thấp từ những nguyên liệu có hàm
lợng parafin cao.

1.2.5 Làm sạch bằng hydro
Quá trình tinh chế sản phẩm dầu đ tách parafin là quá trình cần thiết nhằm
loại bỏ các chất hoạt động về mặt hoá học, có ảnh hởng đến tính chất hoá lý của
dầu gốc. Ví dụ các hợp chất chứa nitơ ảnh hởng mạnh đến màu sắc cũng nh độ
bền màu của dầu gốc vì thế phải loại bỏ chúng và đó chính là yêu cầu của quá trình

tinh chế bằng hydro.
RSH + H
2
H
2
S + RH
C
5
H
5
N + H
2
C
5
H
12

+ NH
3


Sau đó tiến hành tách loại H
2
S, NH
3
sẽ thu đợc dầu gốc có độ bền hoá lý
cao và phẩm chất tốt phù hợp hơn cho quá trình sản xuất dầu bôi trơn thơng phẩm.
1.2.6 Cách gọi tên dầu gốc Phân loại dầu gốc
- Phân loại theo thành phần: Căn cứ vào thành phần của các loại
Hydrocacbon nào chiếm u thế trong dầu gốc mà có thể phân dầu gốc thành các loại

nh: dầu khoáng farafin, dầu gốc khoáng naphten, dầu gốc khoáng aromatic. Bảng 1
cho thấy sự khác nhau về tính chất vật lý và hóa học của dầu bôi trơn có cấu trúc
khác nhau. Dầu gốc aromat đợc dẫn ra ở bảng này chỉ để so sánh mà không đợc
dùng để sản xuất dầu bôi trơn.








Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
8



Bảng 1. Đặc tính vật lý và hóa học của các loại dầu khoáng khác nhau
Tính chất/ thành phần hóa học Dầu parafin

Dầu naphten

Dầu aromat
Độ nhớt ở 40
o

C, cSt
Độ nhớt ở 100
o
C, cSt
Chỉ số độ nhớt
Tỷ trọng ở 20
0
C
Nhiệt độ chớp cháy,
o
C
Điểm anilin,
o
C
Nhiệt độ đông đặc,
o
C
Phân tử lợng, đvc
Chỉ số khúc xạ
40
6,2
100
0,8628
229
107
-15
440
1,4755
40
5,0

0
0,9194
174
73
-30
330
1,5068
36
4,0
-185
0,9826
160
17
-24
246
1,5503
Phân tích qua đất sét
% hợp chất phân cực
% thành phần thơm
% thành phần no

0,2
8,5
91,3

3,0
43
54

6,0

80
14
Loại nguyên tử cấu trúc nhóm
(phân tích cấu trúc nhóm)
% C
A

% C
N

% C
P



2
32
66


19
37
44


41
36
23

- Phân loại theo độ nhớt: Phần chng cất đợc sử dụng làm nguyên liệu cho

quá trình sản xuất dầu gốc thờng nằm trong khoảng 11 đến 150 cSt ở 40
0
C. Độ
nhớt của các phân đoạn cặn ở khoảng 140 đến 1200 cSt. Dầu gốc khoáng có cách
gọi tên tạo sự khác biệt giữa các phân đoạn đầu chng cất và dầu cặn theo độ nhớt:
+ Các phân đoạn dầu gốc trung tính SN (Sovent Neutral) đợc phân loại theo
độ nhớt Saybolt (SUS) ở 100
0
F: SN 70, SN 150, SN 500 Chẳng hạn, dầu gốc SN
150 là phân đoạn dầu chng cất có độ nhớt 150 SUS ở 100
0
F (29 cSt ở 40
0
C).
+ Các phân đoạn cặn BS (Bright Stock) đợc phân loại theo độ nhớt Saybolt ở
210
0
F: BS 150, BS 250 Chẳng hạn, dầu BS 150 là phân đoạn dầu cặn có độ nhớt
150 SUS ở 210
0
F (30,6 cSt ở 100
0
C).
- Phân loại theo chỉ số độ nhớt (VI):
+ Dầu có chỉ số độ nhớt cao (HVI): VI > 85, đợc sản xuất từ dầu gốc parafin
qua công đoạn tách chiết bằng dung môi và tách sáp.
+ Dầu có chỉ số độ nhớt trung bình (MVI): 30 < VI < 85, đợc sản suất từ cả

Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
9

hai phần cất naphten và parafin.
+ Dầu có chỉ số độ nhớt thấp (LVI): VI < 30, đợc sản suất từ phân đoạn dầu
gốc naphten và đợc dùng khi chỉ số độ nhớt và độ oxy hóa không cần thiết chú
trọng lắm.
Công nghệ hydrocracking có thể tạo dầu gốc có chỉ số độ nhớt cao hơn 140, đó
là các loại dầu có chỉ số độ nhớt rất cao (VHVI) hoặc siêu cao (SHVI) hay còn gọi là
dầu gốc bán tổng hợp. Dầu gốc bán tổng hợp là dạng trung gian giữ dầu gốc khoáng
tiêu biểu và các hydrocacbon tổng hợp, chúng tạo ra dầu gốc có tính chất tốt hơn.
- Phân loại theo nhóm: Ngoài các hệ thống phân loại đ biết, ngời ta cũng
phân loại dầu gốc theo nhóm dựa vào chỉ tiêu về hàm lợng lu huỳnh (S) và chỉ số
độ nhớt theo tiêu chuẩn API nh bảng 2.

Bảng 2. Phân loại dầu gốc theo nhóm
Dầu gốc HC no (%) Hàm lợnglu huỳnh (%)

Chỉ số độ nhớt (%)
Nhóm I

Nhóm II
Nhóm III
< 90
90
90
> 0,03
0,03
0,03
80 - 120
80 120
> 120

1.3 Phụ gia
1.3.1 Tổng quan
Phụ gia là những hợp chất hữu cơ, cơ kim và vô cơ, thậm chí là các nguyên
tố, đợc thêm vào các chất bôi trơn để nâng cao các tính chất riêng biệt vốn có hoặc
bổ sung các tính chất chứa có của dầu gốc nhằm thu đợc dầu bôi trơn có phẩm chất
tốt hơn thoả mn các yêu cầu tính năng đối với một mục đích sử dụng nào đó.
Thờng mỗi loại phụ gia đợc dùng ở nồng độ từ 0,01 đến 5%. Tuy nhiên, trong
nhiều trờng hợp một phụ gia có thể đợc đa vào ở khoảng nồng độ dao động từ
vài phần triệu đến trên 10%.
Phần lớn các loại dầu bôi trơn cần nhiều loại phụ gia khác nhau để thoả mn
tất cả các yêu cầu tính năng. Trong một số trờng hợp các phụ gia riêng biệt đợc
pha thẳng vào dầu gốc. Trong những trờng hợp khác, hỗn hợp các loại phụ gia
đợc pha trộn thành phụ gia đóng gói, sau đó sẽ đơc đa tiếp vào dầu.
Có loại phụ gia chỉ có một chức năng nhng cũng có nhiều phụ gia có thể
đảm nhiều chức năng. Nh phụ gia ZnDDP có chức năng chống oxi hoá, giảm mài
mòn, ức chế ăn mòn. Do vậy sẽ có phụ gia đơn chức và phụ gia đa chức.
Các loại phụ gia khác nhau có thể hỗ trợ lẫn nhau, gây ra hiệu ứng tơng hỗ,

Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
10
hoặc hiệu ứng đối kháng. Trờng hợp sau có thể làm giảm hiệu lực của phụ gia, tạo
ra những sản phẩm phụ không tan hoặc những sản phẩm có hại khác. Những tơng
tác này do hầu hết các phụ gia đều là các hoá chất hoạt động vì thế chúng tác dụng
qua lại ngay trong phụ gia đóng gói hoặc trong dầu tạo ra các chất mới.
Dầu gốc ảnh hởng đến phụ gia qua hai tính năng chính: tính tơng hợp và
tính hoà tan. Tinh hoà tan đặc trng cho khả năng giữ các phụ gia trong dầu, không
cho chúng tách ra của dầu gốc. Tính tơng hợp đặc trng cho khả năng tơng thích
của dầu gốc với phụ gia, không làm giảm hiệu lực của phụ gia, đặc trng cho khả
năng bảo toàn cấu trúc phân tử và hiệu quả tác dụng của phụ gia. Tính hoà tan và
tính tơng hợp phụ thuộc vào bản chất của dầu gốc. Dầu gốc tổng hợp có tính tơng
hợp tốt song có tính hoà tan kém còn dầu gốc khoáng thì ngợc lại, có tính hoà tan
tốt còn tính tơng hợp kém.
Trong quá trình sử dụng, dầu bôi trơn rất dễ bị biến chất làm giảm phẩm chất
chất lợng. Các phụ gia đợc sử dụng để ngăn chặn các quá trình vật lý, hoá học xảy
ra làm giảm chất lợng của dầu bôi trơn. Các chức năng chính của phụ gia là (16):
- Làm tăng độ bền oxi hoá

- Khử hoạt tính xúc tác của kim loại
- Chống ăn mòn
- Chống gỉ
- Chống sự tạo cặn bám và cặn bùn
- Giữ các tạp chất bẩn ở dạng huyền phụ
- Tăng chỉ số độ nhớt
- Giảm nhiệt độ đông đặc
- Làm dầu có thể trộn lẫn với nớc
- Chống sự tạo bọt
- Ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật
- Làm cho dầu có khả năng bám dính tốt
- Tăng khả năng làm kín
- Làm giảm ma sát
- Làm giảm và ngăn chặn sự mài mòn
- Chống sự kẹt xớc cac bề mặt kim loại

1.3.2 Giới thiệu một số loại phụ gia điển hình
1.3.2.1 Phụ gia chống oxi hoá dầu
Hầu hết các hợp phần của dầu bôi trơn đều tác dụng nhanh hoặc chậm với oxi
tạo thành quá trình oxi hoá. Khả năng bền oxi hoá của các hợp chất hydrocabon
tăng dần theo thứ tự:








Dơng Viết Cờng

Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
11
Hydrocabon không no < hợp chất dị nguyên tố < hydrocacbon thơm <
naphten < parafin.
Tốc độ của quá trình oxi hoá chịu ảnh hởng của nhiều yếu tố nh bản chất
của dầu gốc, nhiệt độ, hiệu ứng xúc tác của kim loại, sự khuấy trộn, nồng độ oxi
trong dầu. Cơ chế của phản ứng oxi hoá là cơ chế gốc xảy ra theo 3 giai đoạn: giai
đoạn khơi mào, giai đoạn phát triển mạch và giai đoạn tắt mạch.
Giai đoạn khơi mào:
2RH + O
2
> 2R
*
+ H
2
O
2

Giai đoạn phát triển mạch:
R
*
+ O
2
> ROO
*

ROO
*
+ RH > ROOH + R
*

ROOH >RO
*
+ O
*
H
RO
*
+ RH > ROH + R
*

OH
*
+ RH > H
2
O + R
*

2ROOH > ROO
*
+ ROO
*
+ H
2
O
RRHCO

*
> RCHO + R
*

RRRCO
*
> RRCO + R
*

Giai đoạn tắt mạch: các gốc tự do kết hợp với nhau tạo ra các sản phẩm bền
khác nhau:
R
*
+ R
*
> R-R
R
*
+ R
*
> R- CH=CH
2
+ RH
2RO
*
> ROOR
2ROO
*
> ROOR + O
2

Mặt khác, trong quá trình sử dụng trong dầu bôi trơn luôn có mặt các ion kim
loại, đây cũng là xúc tác đẩy nhanh quá trình oxy hóa dầu. Sự có mặt của chúng
đóng vai trò nh tác nhân cho quá trình khơi mào và quá trình phát triển mạch:
Giai đoạn khơi mào:
M
(n+1)+
+ RH > M
n+
+ H
+
+ R
*

M
n+
+ O
2
> M
(n+1)+
+ O
2
*-

Giai đoạn phát triển mạch:
M
(n+1)+
+ ROOH > M
n+
+ H

+
+ ROO
*

M
n+
+ ROOH > M
(n+1)+
+ OH
*
+ RO
*

Song song với quá trình oxi hoá luôn xảy ra quá trình polime hoá các hợp
chất trung gian chứa các liên kết bội để tạo ra nhựa, asphalten, cặn bùn Quá trình
biến tính của dầu luôn xảy ra ở cả nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao. ở nhiệt độ thấp là
sự hình thành các sản phẩm nh peoxit, rợu, andehyt, xeton và nớc. Dới điều








Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng

BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
12
kiện nhiệt độ cao các dạng axit đợc hình thành sau cùng của quá trình biến tính
dầu. Dầu bị oxi hóa sẽ làm tăng độ nhớt và khả năng bay hơi, tạo cặn bùn và dầu
vecni. Mặt khác axit cũng đợc hình thành từ phản ứng của gốc tự do ankyl peoxit
với andehyt hoặc xeton, đây chính là tiền đề của quá trình hình thành cặn bùn của
dầu nhờn.
- Phản ứng tạo các axit từ xeton và andehyt ở nhiệt độ >120
0
C.


- Phản ứng tạo các ngng tụ aldol từ xeton và andehyt ở nhiệt độ >120
0
C.

Dựa vào cơ chế của phản ứng oxi hoá, ngời ta chia các phụ gia chống oxi hoá theo
cơ chế tác dụng của chúng. Đó là phụ gia ức chế theo cơ chế gốc và phụ gia phân hủy.
- Phụ gia ức chống oxy hóa theo cơ chế gốc là các chất có khả năng tác dụng với
các gốc tự do tạo sản phẩm bền ngăn chặn quá trình oxi hoá tiếp tục xảy ra, các chất có
khả năng chống tạo cặn cacbon phụ gia loại này còn đợc xem nh các chất chống
oxi hóa sơ cấp. Cơ chế hoạt động của chúng là nhờng một nguyên tử H qua các phản
ứng với gốc ankyl và/hoặc với các gốc ankyl peoxit làm gián đoạn cơ chế phát triển
mạch của quá trình oxi hóa dầu. Sản phẩm tạo thành là các gốc bền nh: gốc ankyl sẽ
thành HC, gốc ankyl peoxit trở thành hydropeoxit. Chất chống oxi hóa sơ cấp đợc
dùng pha chế vào trong dầu nhờn là các dẫn xuất của phenol và amin thơm. Tuy nhiên,
sự chuyển hóa của nguyên tử H từ nguyên tử oxi hoặc nguyên tử nitơ đến gốc có các
dạng quinon hoặc quinon amin không thể bảo vệ đợc hết các gốc tự do của chuỗi phản
ứng. Cơ chế chung của các chất chống oxy hóa sơ cấp có thể đợc biểu diễn nh sau:
R

*
+ InhH > RH + Inh
*









Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
13
Inh
*
+ R
*
> InhR (bền)

* Cơ chế hoạt động của phụ gia chống oxy hóa gốc phenol
Một chất điển hình của phụ gia chống oxy hóa gốc phenol là 3,5-di-t-butyl-4-
hydroxytoluene (2,6-di-t-butyl-4-methylphenol), gọi tắt là BHT.

Dựa vào các phản ứng trên thì hằng số tốc độ phản ứng của gốc ankyl với oxy

tạo thành ankyl peoxit lớn hơn nhiều so với hằng số tốc độ của gốc ankyl với BHT.
Điều đó có nghĩa trong sự có mặt của oxy thì phản ứng của gốc ankyl với BHT rất ít
xảy ra. Thay vào đó BHT và các dẫn xuất của phenol khác nhờng một nguyên tử H
cho gốc ankyl peoxit và bẫy chúng.


Cần chú ý rằng các gốc dẫn xuất của phenol là bền bởi các hiệu ứng không
gian và cấu trúc cộng hởng. Cấu trúc cộng hởng của gốc Cyclohexadien có thể kết
hợp với một gốc ankyl peoxit thứ hai để tạo thành cyclohexadien ankyl peoxit, chất
này bền ở nhiệt độ nhỏ hơn 120
0
C. Phản ứng dới đây chỉ ra rằng ở nhiệt cao hơn
cyclohexadien ankyl peoxit có thể bị phân hủy thành gốc alkoxy, gốc ankyl và 2,6-
di-t-butyl-1,4-benzoquinon.








Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
14

Hai gốc phenol cấu trúc cộng hởng có thể bị thay đổi ở giai đoạn tắt mạch
của phản ứng theo cơ chế gốc. Một gốc phenol có thể nhờng một nguyên tử H cho
gốc phanol khác để tạo thành một phân tử BHT và một phân tử metylen
cyclohexadien.

* Cơ chế hoạt động của phụ gia chống oxy hóa gốc amin thơm.
Chất phụ gia chống oxy hóa gốc amin thơm thờng đợc sử dụng là alkylat
diphenylamin. Cơ chế phản ứng của chất ức chế oxy hóa bằng alkylat diphenylamin
đợc bắt đầu thật kỳ lạ với một nguyên tử H đợc tách ra bởi sự có mặt của các gốc
ankyl, ankyl peoxit và alkoxyl nh dới đây.









Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
15
Do sự tập trung phần lớn của các gốc ankyl peoxit nên chúng có thể phản ứng
đợc alkylat diphenylamin để tạo thành một phần gốc amin và phần lớn các ankyl
hydropeoxit. Dới đây là 5 bớc xảy ra theo cơ chế ức chế oxi hóa của các amin
thơm ở nhiệt độ thấp (< 120

0
C).


ở bớc thứ 2 gốc amin phản ứng với một gốc ankyl peroxy thứ hai tạo thành
gốc nitroxyl và một gốc ankoxy. Gốc nitroxyl luôn bền qua ba dạng cấu trúc cộng
hởng theo cơ chế dới đây:

ở các bớc 3,4 và 5 các gốc nitroxyl tiếp tục phản ứng với các gốc ankyl
peoxit tạo thành hỗn hợp nitroxyl peoxit (bớc 3), nitroxyl cyclohexadien (bớc 4)
và ở bớc 5 nitroxyl cyclohexadien phân hủy thành 1,4 benzoquinon và ankylat
nitrosobenzen.
ở nhiệt độ thấp (<120
0
C) gốc nitroxyl cũng có thể phản ứng với một gốc
ankyl để tạo thành N-sec-alkoxy diphenylamin trung gian. Chất trung gian này dới
tác dụng nhiệt sẽ sắp xếp lại thành một xeton và hoàn nguyên alkylat diphenylamin.








Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng

BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
16

Tuy nhiên ở nhiệt độ cao (>120
0
C) , gốc nitroxyl có thể phản ứng với một
nguyên tử H đợc tách ra từ gốc ankyl tạo thành N- hydroxyl dephenylamin và
anken. N- hydroxyl dephenylamin sau đó có thể phản ứng với gốc ankyl peoxit để
hoàn nguyên gốc nitroxyl và một ankyl hydropeoxit

* Tính tơng hỗ giữa chất ức chế oxi hóa gốc amin thơm và gốc các dẫn xuất của
phenol.
Trong nhiều trờng hợp khác nhau, giữa các phụ gia luôn có sự ảnh hởng
lẫn nhau thể hiện qua tính tơng hỗ và tính đối kháng. Trong trờng hợp này, tính
tơng hỗ giữa phụ gia gốc amin thơm và phụ gia gốc dẫn xuất của phenol đợc thể
hiện ở phản ứng dới đây:

- Phụ gia chống oxi hoá bằng cách phân huỷ các hydropeoxit (hydropeoxit là
một trong những chất sinh ra gốc tự do thúc đẩy quá trình oxi hoá) tạo sản phẩm bền








Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng

BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
17
đợc xem nh là chất chống oxy hóa thứ cấp hay còn gọi là các phụ gia phân huỷ.
Hợp chất của lu huỳnh và/hoặc hợp chất của phốt pho thờng đợc sử dụng nhằm
giảm bớt các hydropeoxit trong phản ứng chuỗi gốc để tạo thành các ancol. Các chất
chống oxi hóa thứ cấp thờng đợc sử dụng là Zinc dialkyldithiophosphate,
phosphites, và các thio khác
Kẽm dialkyldithiophosphate (ZDDP) là phụ gia đợc sử dụng sử dụng từ rất
lâu và đợc điều chế bởi Herbert C. Freuner thuộc hiệp hội dầu mỏ California thuộc
Los Angeles. Theo đó thì ZDDP đợc tổng hợp nh sau:


ở bớc đầu của phản ứng ức chế ăn mòn, ZDDP phản ứng nhanh với
hydropeoxit tạo thành muối bazơ ZDDP nh dới đây:

Gốc diankyldithiophotphoryl tiếp tục phản ứng với hydropeoxit tạo axit
diankyl dithiophotphoric, axit này lại tiếp tục phản ứng nhanh với ROOH để tạo ra
các sản phẩm là các chất không hoạt động trong chuỗi phản ứng ức chế oxi hóa. Hệ
thống các phản ứng một chiều đó sẽ làm giảm sự có mặt của các gốc hydropeoxit
một cách đáng kể.


Sản phẩm của các phản ứng ức chế oxy hóa bao gồm: disulfide, các đồng
đẳng của mono và trisulfide và các hợp chất có dạng nh: (RO)
n
(RS)
3-n
P=S và

(RO)
n
(RS)
3-n
P=O. Các sản phẩm này cho thấy chúng rất ít hoạt động giống nh các








Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
18
chất ức chế oxy hóa hoặc các chất chống mòn khác.
Các nhà khoa học cũng phát hiện ra sự có mặt của các ion hoạt động, những
ion này sẽ là tác nhân làm các axit diakyl dithiophotphoric.

ở những nơi có sự tập trung của ZDDP thấp, có thể sẽ xảy ra phản ứng thủy
phân ZDDP thành muối kẽm trung tính và axit diakyl dithiophotphoric. ở nhiệt độ
cao hơn 125
0
C diakyl dithiophotphoryl disulfide sẽ bị phân hủy tạo thành gốc diakyl
dithiophotphoryl, những gốc mà sau đó sẽ phản ứng đợc với ROOH để tạo ra nhiều

axit diakyl dithiophotphoric. Vì vậy, có rất nhiều cách khác nhau có thể dùng để tạo
thành các axit diakyl dithiophotphoric.
ZDDP trung tính cũng có thể phản ứng đợc với ROOH theo cơ chế chuyển
dịch electron, khi đó sẽ kéo theo sự ổn định (giảm khả năng hoạt động) của các gốc
hydropeoxit trung gian, kết quả là tạo ra các sản phẩm diakyl dithiophotphoryl
disulfide không hoạt động.

















Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
19

Bảng 3: Một số loại phụ gia chống Oxy hoá
Loại phụ gia Tên phụ gia Công thức hoá học
2,6 diter butyl
paracresol


Các dẫn xuất của
Phenol
4,6 diankyl phenol

Diankylphenylamin

Diankylphenyl_
Alphanaptylamin

Phenyl_
Alphanaptylamin

Amin thơm
Diamin thơm

Dẫn xuất của Urê
R = C
8
C
12

Các Phenol có chứa N
hoặc S
Phenol Sunfua

R = C
8
C
12
và
x = 1 hoặc 2

Kẽm
Điankyldithiôphotphat
(ZnDDP)
ZnDDP









Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
20
1.3.2.2 Phụ gia thụ động hoá kim loại
Các bề mặt kim loại (Cu, Fe ) là các chất xúc tác lý tởng cho quá trình oxi
hoá, là quá trình không mong muốn xảy ra trong quá trình sử dụng dầu bôi trơn. Do

vậy phải vô hiệu hoá hoạt tính xúc tác của chúng.
Các phụ gia thụ động hoá kim loại bám lên trên bề mặt kim loại dựa trên sự
hình thành phức chất (phức Chelat) ngăn cản sự tiếp xúc trực tiếp giữa bề mặt kim
loại với dầu bôi trơn do vậy thụ động hoá đợc kim loại. Đối với các hạt kim loại
trong khối dầu thì các phụ gia này tác dụng với nó hình thành phức chất rồi lắng
xuống. Đối với các bề mặt kim loại các phụ gia này hấp phụ lên bề mặt nó tạo thành
một màng bảo vệ ngăn cản hoạt tính xúc tác của kim loại.
Các phụ gia điển hình là N-salixilidenetylamin hoặc N,N
disalixilidenetylamin, EDTA (etylendiamin tetra axetic), benzotriazon
- N-salixilidenetylamin:
- N,N disalixilidenetylamin:

1.3.2.3 Phụ gia ức chế ăn mòn
Trong quá trình làm việc, các bề mặt kim loại tiếp xúc với dầu bôi trơn rất dễ
bị ăn mòn bởi các tác nhân có tính axit nh các axit hữu cơ hoặc vô cơ, các hợp chất
hoạt động chứa S, các peoxit do vậy dầu bôi trơn phải có phụ gia ức chế ăn mòn.
Các phụ gia này hấp phụ lên bề mặt kim loại tạo thành một màng bảo vệ (màng
này còn có tác dụng thụ động hoá kim loại). Màng bảo vệ này sẽ phải dính chặt lên
bề mặt kim loại tránh bị tróc ra bởi các chất phân tán hoặc tẩy rửa.
Các phụ gia điển hình là ZnDDP, limonen sunfua, pinen photphosunfua,
benzothiazol
- Limonen sunfua: - Pinen photphosunfua:

- Benzothiazol:

Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
21
1.3.2.4 Phụ gia ức chế gỉ
Trong quá trình sử dụng dới điều kiện làm việc dầu có thể bị lẫn (hoặc trực
tiếp làm việc với môi trờng nớc) hoặc dới sự có mặt của các tạp chất dầu các bề
mặt kim loại có thể bị gỉ. Với sắt, gỉ là sự hình thành sắt hydroxyt, gỉ là một dạng
đặc biệt quan trọng của ăn mòn bề mặt.
Các chất ức chế gỉ ngăn nớc thấm qua màng hữu cơ bảo vệ. Điều này đạt đợc
bằng cách sử dụng các hợp chất phân cực đợc hấp phụ chọn lọc trên bề mặt kim
loại và tác dụng nh màng ngăn chống ẩm. Nói chung, các chất ức chế gỉ tác dụng
bằng cách phủ lên bề mặt kim loại một màng đẩy nớc.
Các phụ gia điển hình có thể kể tên là axit ankyl suxinic, amin photphat,
sunfonat, ankylthioaxetic
- Axit ankyl suxinic: - Amin Photphat - Sunfonat:


Các amin hữu cơ và axit ankyl suxinic đợc dùng trong trờng hợp hàm lợng
trong dầu nhỏ còn sunfonat kim loại và amin photphat đợc sử dụng khi hàm lợng
nớc trong dầu lớn. Do khi hàm lợng nớc lớn thì độ phân cực của axit tăng làm
tăng tính axit sẽ dễ gây ra hiện tợng ăn mòn.

1.3.2.5 Phụ gia tẩy rửa
Dầu bôi trơn làm việc dới điều kiện khắc nghiệt có thể xuất hiện sự cháy của
nhiên liệu hay sự oxi hoá dầu bôi trơn. Đây chính là nguyên nhân gây ra các sản
phẩm axit và một lợng lớn cặn bẩn chúng có thể làm tăng độ nhớt của dầu, gây
ăn mòn, làm dầu mất tính đồng nhất, lắng đọng lên bề mặt kim loại làm tổn hao
công suất Chính vì vậy, cần phải có phụ gia ngăn không cho các cặn bẩn bám trên
bề mặt kim loại hoặc lôi kéo các cặn bẩn ra khỏi bề mặt kim loại và phân tán chúng
trong dầu dới dạng huyền phù.
Với phụ gia tẩy rửa, các phụ gia này sẽ hấp phụ lên các cặn bẩn và lôi kéo
chúng ra khỏi bề mặt mà chúng bám dính, giữ chúng ở trạng thái lơ lửng trong khối
dầu. Còn phụ gia phân tán hấp phụ lên cặn bẩn làm cặn bẩn không tụ đợc với nhau,
giảm khả năng sa lắng, tránh tạo căn bẩn.
Các phụ gia tẩy rửa thờng hay đợc sử dụng là canxi sunfonat trung tính,
canxi sunfonat kiềm và canxi sunfonat kiềm cao ngoài ra còn có phenolat, salixylat,
photphonat Các chất đợc sử dụng làm phụ gia phân tán có công thức hóa học








Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
22

chung theo các dạng dới đây:

Trong đó: a = c = 1 và b = 2 nếu M là kim loại kiềm hóa trị 1
a = c = 2 và b= 1 nếu M là kim loại kiềm hóa trị 2
Các phụ gia tẩy rửa rất dễ bị thuỷ phân tạo ra hydroxit không tan và axit làm
giảm trị số kiềm tổng của dầu:
Me
2+
+ 2HOH > Me(OH)
2
+ 2H
+

Điều chế một số phụ gia phân tán:
- Sunfonat của kim loại Ca hoặc Mg và cấu trúc Mixen của phụ gia tẩy rửa
kiềm cao:

Để điều chế các sunfonat ta thờng bắt đầu từ Benzen hoặc các naphtalen
đợc sunfonic hóa bởi tác nhân SO
3
hoặc Oleum

Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
23
Từ các axitankyl benzensunfonic ta có thể dễ dàng điều chế đợc các
sunfonat kim loại trung tính, kiềm và kiềm cao:

Sunfonat trung tính
Các loại sunfonat kiềm có công thức nh:

Và các loại Sunfonat kiềm cao đợc điều chế nh dới đây:













Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng

BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
24
- Ankyl phenolat: bao gồm các phenolnat bình thờng, phenolat có cầu
metylen và phenolat có cầu sunfua (sunfua ankylphenolat kim loại). Để điều chế các
Akylphenolat thờng đợc bắt đầu từ phenol nh dới đây:

Từ đó ta có thể điều chế đợc các phenolat trung tính, kiềm và kiềm cao:
Các dạng Phenolat kiềm có công thức hóa học nh sau:

Và cách điều chế các phenolat kiềm cao:









Dơng Viết Cờng
Dơng Viết CờngDơng Viết Cờng
Dơng Viết Cờng


BM. Lọc Hóa dầu Sản phẩm dầu mỏ & Phụ gia
25
Hoặc nh:

- Ankylsalixylat: Đợc dùng nhiều cho dầu động cơ nh chất tẩy rửa và chất
chống oxy hóa. Chúng cho phép thỏa mn phần lớn chức năng tẩy rửa. Đặc biệt là
tính năng ngăn cản cặn bám trên pittông động cơ diezen.
Có thể điều chế các Ankylsalixylat nh dới đây:

Ankylsalixylat trung tính: