Thiết kế phân xưởng trích ly sản xuất dầu nhờn bằng dung môi furfurol năng suất 450.000 tấn trên năm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (911.16 KB, 104 trang )
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mơi
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HỮU CƠ - HĨA DẦU
---------*****--------
ĐỒ N TT NGHIP
Đề tài:
THIT K PHN XNG TRCH LY SN XUT DU NHN
BNG DUNG MễI FURFUROL
NNG SUT 450.000 TN/NM
Giáo viên híng dÉn: TS. Lê Văn Hiếu
Sinh viªn thùc hiƯn : Qch Văn Hịa
: Hóa Dầu I – K48
Líp
HÀ NỘI 05 /2008
Sv : Qch Văn Hịa.
1
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung môi
LỜI CẢM ƠN !
Em xin bày tỏ lời cảm ơn đến các thầy ,cô giáo trong bộ môn Công
nghệ hưu cơ – hóa dầu ,đặc biêt là thầy giáo TS. Lê Văn Hiếu đã hướng
dẫn em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này .
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng do thời gian và kiến thức có hạn
nên bản đồ án cịn nhiều thiếu sót.
Em rất mong thầy ,cơ giáo hướng dẫn,góp ý để quyển đồ án tốt
nghiệp của em được hoàn thiện hơn .
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội ,ngày 20 tháng 5 năm 2008
Sinh viên thực hiện
Quách Văn Hòa
Sv : Quách Văn Hòa.
2
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mơi
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
*******************
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên : Quách Văn Hòa
Lớp : Hóa Dầu I - K48
Khoa : Cơng Nghệ Hóa Học
Ngành học : Cơng Nghệ Hữu Cơ – Hóa Dầu
1. Đề tài thiết kế :
Thiết kế phân xưởng trích ly sản xuất dầu nhờn bằng dung môi furfurol
Năng suất 450.000 tấn/năm .
2. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn :
-Tổng quan lý thuyết về dầu nhờn
- Tính tốn cơng nghệ :
- Thiết kế xây dựng
- Tính tốn kinh tế
- An tồn lao động và tự động hóa
3. Các loại bản vẽ :
- Bản vẽ dây chuyền công nghệ A0 , 1 bản
- Bản vẽ thiết bị chính A1 , 1 bản
- Bản vẽ mặt bằng xây dựng A0 , 1 bản
4. Cán bộ hướng dẫn :
TS. Lê Văn Hiếu
Ngày giao đề tài :
Ngày tháng năm 2008
Ngày hoàn thành đề tài :
Ngày tháng năm 2008
5. Thông qua khoa .
Ngày tháng năm 2008
CHỦ NHIỆM KHOA
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
( Ký và ghi rõ họ tên )
( Ký và ghi rõ họ tên )
Sv : Qch Văn Hịa.
3
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
Phần nhận xét và đánh giá của cán bộ hớng dẫn
1.Tinh thần,thái độ của sinh viên trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp
2. Chất lợng của đồ án tốt nghiệp
3. Đánh giá kết quả
Cho điểm của cán bộ hớng dẫn:
(Điểm ghi bằng số và chữ)
Ngày tháng năm 2008
Cán bộ hớng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)
TS.Lê Văn Hiếu
Sv : Quỏch Vn Hũa.
4
Lp Húa Du I K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
MC LC
Trang
H NI 05 /2008.....................................................1
I.2.2. Các thành phần khác..............................................................................16
I.2.2.1. Các chất nhựa asphanten..................................................................17
1. Bình chứa propan; 2. Thiết bị bay hơi; 3. Máy nén..................................37
4. Cột khử dung môi ở rafinat; 5. Lò đốt nóng;........................................................37
6. Tách dung môi khỏi rafinat; 7. Thiết bị lắng tách;.............................................37
8. Cột tách dung môi khỏi Asphan;
9. Cột tách dung môi khỏi asphan;.............37
10. Cột trích ly..........................................................................................................37
I. propan; II. Nguyên liệu; III. Hơi nớc;
IV. Rafinat;....................................37
.................................................................................................................................50
............................................................................................................................50
Hình 10 . Sơ đồ công nghệ hydro hoá làm sạch .....................................50
II.3.Quá trình tách asphan bằng propan [1]..............................................................50
II.4. Xu hớng cải tiến công nghệ sản xuất dầu gốc..........................................53
Công nghệ sản xuất dầu gốc vừa nêu là công nghệ truyền thống và ngày
càng đợc cải thiện nhằm tạo ra sản phẩm có chất lợng cao hơn, hiệu suất lớn hơn
và kinh tế hơn. Một trong những hớng cải tiến là áp dụng các quá trình xử lý bằng
hydro, có xúc tác, chẳng hạn nh quá trình hydrocracking và hydroizome hoá. ....53
Nhờ quá trình hydrocracking cho phép sản xuất đợc loại dầu nhờn có nhiệt
độ đông đặc thấp và chỉ số độ nhớt rất cao. Tuỳ theo điều kiện công nghệ
ngời ta chia hydrocracking thành ba loại sau:...........................................................53
1 . Hydrocracking khe khắt tiến hành ở ¸p suÊt hydro rÊt cao, tõ 200.........53
®Õn 250 at (20 đến 25 MPa)..................................................................................53
2. Hydrocracking với độ khắt khe vừa phải tiến hành ở áp suất hydro.........53
từ 100 đến 150 at......................................................................................................53
3. Hydrocracking ở điều kiện mềm tiến hành ở áp suất hydro từ 30.........53
đến 70 at....................................................................................................................53
Quá trình hydrocracking hay dùng là loại 1 và 2, còn hydrocracking mềm
chính là quá trình hydro hoá làm sạch vừa nêu trên................................................53
Khi tiến hành hydrocracking để sản xuất dầu nhờn, ngời ta làm thay đổi
thành phần hoá học và cấu trúc của nguyên liệu theo hớng tăng các hydrocacbon
có chỉ số độ nhớt cao, nhiệt độ đông đặc thấp và độ ổn định oxy hoá cao.
Sản phẩm chính của quá trình sẽ là các hợp chất một vòng loại naphten hay hợp
Sv : Quỏch Vn Hịa.
5
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
chất thơm có mạch nhánh alkyl dài phân nhánh hoặc các iso - parafin từ C20
đến C40 có các nhánh phân nhánh. Vì thế khi tiến hành quá trình
hydrocracking, ngoài các phản ứng hydrogenolyse các hợp chất dị nguyên tố nitơ,
oxy, lu huỳnh, các phản ứng mong muốn cần xảy ra là:..........................................54
1. Hydro hoá các hợp chất thơm đa vòng thành naphten.........................................54
Chỉ số nhớt -60
+ 20..................................54
Nhiệt độ đông đặc > + 500C
< + 200C .....................54
2. Tiếp tục dehydro khử vòng các naphten đa vòng, hydrocacbon thơm và
hydrocacbon lai hợp loại naphten thơm thành hydrocacbon đơn vòng:..................54
Chỉ số nhớt 20
100 - 140..................................................54
Nhiệt độ đông đặc + 200C
< 00C .............................................54
3. Hydroizone hoá các hydrocacbon parafin..............................................................54
Chỉ số nhớt 125
119..........................................................55
Nhiệt độ đông đặc + 190C
- 40 0C ............................................55
Nh vậy trong quá trình phản ứng xảy ra, đà đồng thời nâng cao chỉ số nhớt
và giảm nhiệt độ đông đặc của dầu nhên ..........................................................55
Ch¬ng III..................................................................56
CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU NHỜN GỐC VỚI DUNG MễI
FURFUROL...........................................................................................................56
III.1. Mục đích và ý nghĩa của quá trình trích ly bằng dung môi furfurol
[1,3].....................................................................................................................56
Mục đích của quá trình trích ly là chiết tách các cấu tử không mong muốn
chứa trong các phân đoạn dầu nhờn mà chng cất không thể loại ra đợc. Các cấu
tử này thờng là các chất nhựa, phi hydrocacbon, các hydrocacbon thơm mạch bên
ngắn ngng tụ cao thờng làm cho dầu nhờn sau một thời gian bảo quản hay sử dụng
lại biến đổi màu sắc, tăng độ nhớt, xuất hiện các hợp chất có tính axit không
tan trong dầu, tạo cặn nhựa và cặn bùn trong dầu................................................56
Nguyên lý của quá trình tách bằng dung môi chọn lọc là dựa vào tính chất
hoà tan có chọn lọc của dung môi đợc sử dụng. Khi trộn dung môi vào nguyên liệu
ở điều kiện thích hợp, các cấu tử của nguyên liệu sẽ phân thành hai nhóm:
nhóm hoà tan tốt trong dung môi tạo thành pha riêng gọi là pha trích (extrack);
còn phần không hoà tan hay hoà tan rất ít trong dung môi gọi là rafinat. S¶n
phÈm cã Ých cã thĨ n»m trong pha trÝch hay rafinat tuỳ thuộc vào loại dung môi
sử dụng. Với dung môi furfurol thì sản phẩm có ích không hoà tan vào dung môi
này, nên chủ yếu trong pha trích là những cấu tử có hại đối với dầu nhờn..........56
Do đó quá trình trích ly bằng dung môi chọn lọc đặc biệt có ý nghĩa trong
việc sản xuất dầu nhờn. Quá trình này làm tăng độ ổn định, chống oxy hoá cho
dầu nhờn, tăng chỉ số độ nhớt, giảm tỷ trọng, giảm độ nhớt, giảm độ cốc hoá, làm
Sv : Quỏch Văn Hịa.
6
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
sáng màu cho dầu nhờn. Tuy nhiên, nhiệt độ đông đặc của dầu nhờn lại tăng lên.
.....................................................................................................................................56
III.2. Sơ đồ nguyên tắc của quá trình trích ly lỏng - lỏng.[1,12]..................57
Hình 12: Sơ đồ nguyên tắc của quá trình trích ly............57
Quá tr×nh trÝch ly láng - láng bao gåm 3 giai đoạn..............................................57
- Giai đoạn 1 : Trộn lẫn dung dịch đầu với dung môi thứ: Cấu tử phân bố
trong hỗn hợp đầu sẽ đi vào dung môi thứ cho đến khi đặt đợc cân bằng giữa
hai pha.........................................................................................................................57
- Giai đoạn 2 : Tách hai pha, hai pha phân lớp nên tách ra rất dễ dàng, một pha
gồm dung môi thứ và cấu tử phân bố gọi là dung dịch trích. Một pha gồm dung
môi đầu và một ít cấu tử phân bố còn lại (có thể có lẫn một ít dung môi thứ)
gọi là dung dịch rafinat.............................................................................................58
Thờng thì các cấu tử trong dung dịch đầu và dung môi thứ có hoà tan một
phần vào nhau nên mỗi pha tối thiểu gồm 3 cấu tử................................................58
- Giai đoạn 3 : Hoàn nguyên dung môi: Tách dung môi ra khỏi dung dịch
rafinat và dung dịch trích........................................................................................58
Nh vậy để tách một hỗn hợp lỏng đồng nhất bằng phơng pháp trích ly thì
phức tạp hơn chng luyện, nhng trong nhiều trờng hợp thì trích ly có nhiều u
điểm hơn ..................................................................................................................58
- Trích ly đợc tiến hành ở nhiệt độ thờng nên thích hợp với những chất dễ bị
phân huỷ ở nhiệt độ cao..........................................................................................58
- Có thể tách đợc dung dịch đẳng phí và những dung dịch có độ bay hơi tơng
đối gần nhau..............................................................................................................58
- Với những dung dịch pha loÃng thì trích ly sẽ tiết kiệm hơn............................58
* Nguyên tắc trích ly.............................................................................................58
Để khảo sát nguyên tắc của quá trình trích ly ta giả thiết dung môi đầu và
dung môi thứ hoà tan hạn chế vào nhau. Khi đó thành phần mỗi pha trích ly
gồm 3 cấu tử. Do đó để đơn giản ta chọn biểu đồ pha trên toạ độ tam giác đều.
Trên đỉnh của tam giác biểu diễn cấu tử phân bố (M), dung môi đầu (L) dung
môi thứ (G) tinh khiết 100%.....................................................................................58
Mỗi điểm nằm trên các cạnh của tam giác đều biểu diễn thành phần của
dung dịch hai cấu tử. Mỗi điểm nằm trong tam giác đều biểu diễn thành phần
của dung dịch gồm ba cấu tử..........................................................................59
......................................................................................................60
Hình 13: Biểu đồ pha hệ ba cấu tử.........................................60
Hỗn hợp hai cấu tử M vµ L hoµn toµn tan lÉn vµo nhau, dïng dung môi thứ G
có khả năng hoà tan chọn lọc M để tách chúng ra gọi là trích ly..........................60
Hỗn hợp đầu giả sử gồm hai cấu tử L và M hoà tan hoàn toàn vào nhau, có
thành phần đợc biểu diễn ở F0 trên cạnh ML. Nếu ta thêm dung môi thứ G vào
Sv : Quỏch Vn Hũa.
7
Lp Húa Du I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
hỗn hợp F0, ta thu đợc hỗn hợp 3 cấu tử mà thành phần của hỗn hợp này đợc biểu
diễn ở điểm N nằm trên đờng thẳng F0G, vị trí của điểm N tuỳ thuộc vào tỷ
lợng G/F0.....................................................................................................................60
Giả sử ở điểm N, hỗn hợp N là hỗn hợp dị thể, không hoà tan vào nhau
phân thành 2 pha. Pha rafinat gồm hầu hết là L, một phần dung môi thứ G và
cấu tử phân bố M. Pha trích gồm hầu hết là G, một phần là M và L. Trong đó
nồng độ của cấu tử phân bố trong pha trích EE' lớn hơn trong rafinat RR'..........60
Tách dung dịch rafinat ra khỏi dung dịch trích (thờng bằng phơng pháp gạn)
rồi thêm dung môi thứ G vào rafinat, ta đợc một hệ 3 cấu tử mới có thành phần đợc biểu diễn ở N1. Hỗn hợp N1 là hỗn hợp không đồng nhất sẽ phân thành hai
pha rafinat R1 và pha trích E1.................................................................................61
Rõ ràng thành phần của dung môi đầu trong R1 sẽ lớn hơn trong R, tiếp tục
quá trình nh trên ta tìm cách tách dung môi thử ra khỏi rafinat thì cuối cùng ta thu
đợc rafinat gồm hầu hết là dung môi đầu..............................................................61
Cấu tử cần tách M có độ tinh khiết tối đa sau khi đà tách hết dung môi G
chỉ đạt đến điểm Fm. Tuy nhiên để đạt đợc hiệu quả tách cao hơn ta có thể
thay đổi điều kiện của quá trình nh giảm nhiệt độ (tăng kích thớc của vùng dị
thể), chọn dung môi có kích thớc vùng dị thể lớn hơn, có độ dốc đờng liên hợp lớn
hơn..............................................................................................................................61
II. Cân bằng vật chất của thiết bị trÝch ly..........................................72
II.2. ChiỊu cao cđa th¸p trÝch ly [10, 11]......................................................81
III.3.1. Các hạm mục của phân xởng............................................................101
Tng din tớch mt bng phân xưởng : 15000 m2.................................102
Diện tích đất làm sân , đường đi là , đương ống là : 6000 m2 ..........103
III.3.2. Giải pháp kết cấu chịu lực nhà sản xuất cột móng, dầm móng, mái
...........................................................................................................................103
Phn IV.....................................................................................................................104
TNH TON KINH T.............................................................104
IV.1. Mc đích và ý nghĩa của tính tốn kinh tế ................................................104
IV.2. Nội dung tính toán kinh tế......................................................................105
IV.2.1. Xác định chế độ công tác của phân xởng........................................105
IV.2.2. Nhu cầu về nguyên liệu, nhiên liệu và năng lợng.........................105
a. Nhu cầu về nguyên liệu.........................................................................105
b. Nhu cầu về điện năng.............................................................................105
IV.2.3. Tính chi phí nguyên vật liệu và năng lợng.......................................107
IV.2.4. Tính vốn đầu t cố định.......................................................................108
a. Vốn đầu t xây dựng: Vxd........................................................................108
b. Vốn đầu t cho thiết bị, máy móc: Vtb......................................................108
IV.2.5. Nhu cầu về lao động...........................................................................109
Sv : Qch Văn Hịa.
8
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
IV.2.6. Quỹ lợng công nhân viên trong phân xởng......................................111
IV.2.7. Tính khấu hao.....................................................................................112
IV.2.9. Thu hồi sản phẩm phụ.......................................................................113
IV.2.10. Tính giá thành sản phẩm.................................................................113
V.1.3. An toàn điện..........................................................................................117
V.3. Tự động hóa.................................................................................................122
Sv : Qch Văn Hịa.
9
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
M U
Trên thế giới hiện nay dầu nhờn vấn là chất bôi trơn chủ yếu trong các ngành
công nghiệp và dân dụng. Với vai trò quan trọng của mình, dầu nhờn đà trở thành
một loại vật liệu công nghiệp không thể thiếu. Cựng với sự phát triển của xà hội các
loại máy móc, thiết bị, công cụ đợc đa vào ứng dụng trong công nghiệp và dân
dụng ngày càng nhiều dẫn đến mức tiêu thụ dầu mỡ bôi trơn tăng lên không ngừng
trong những năm qua. Theo thống kê, mức tiêu thụ dầu mỡ bôi trơn trên thế giới
hiện nay khoảng 40 triệu tấn mi năm và ở nớc ta tuy mức tiêu thụ dầu mỡ bôi trơn
thấp hơn rÊt nhiỊu so víi c¸c níc ph¸t triĨn nhng cịng đt ở mức khoảng 100.000
tấn mỗi năm đối với mức tăng trởng 4 -8 % / năm. Đây quả là một con số không
nhỏ. Toàn bộ lợng dầu nhờn này hầu nh là nhập từ nớc ngoài dới dạng thành phần
hoặc dới dạng dầu gốc cùng với các loại phụ gia råi tù pha chÕ.
Khoa häc kỹ thuËt ngµy cµng phát triển thì cng nhiều công cụ máy móc mới
càng phát triển. Khi đó thì những máy móc này đòi hỏi dầu mỡ bôi trơn ngày càng
tốt chỉ số độ nht cao và chỉ số độ nht phải ít thay đổi theo nhiệt độ nhất là phải
đáp ứng đợc yêu cầu: Chống mài mòn, bảo vệ kim loại, chống oxy hoá .Bên cạnh
đó khoa học k thuật máy móc càng phát triển thì đòi hỏi công nghệ sản xuất dầu
nhờn ngày càng hiện đại hơn. Bởi vì sử dụng dầu mỡ bôi trơn tốt sẽ làm giảm hao
phí năng lợng do ma sát gây ra từ 15 đến 20 %.
nớc ta theo đánh giỏ của các chuyên gia dầu khí, thiệt hại do ma sát mài mòn
và các chi phí bảo dỡng hàng năm khoảng vài triệu USD. Tổn thất do ma sát và mài
mòn có nhiều nguyên nhân, nhng do thiếu dầu bôi trơn và sử dụng dầu bôi trơn vớ
Sv : Quỏch Vn Hũa.
10
Lp Húa Du I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
độ nht và phẩm cấp không phù hợp chiếm 30 %. Vì vậy sử dụng đầu bôi trơn có
chất lợng phù hợp với quy định của chế tạo máy thiết bị , k thuật bôi trơn đúng có
vai trò lớn để đảm bảo thiết bị làm việc liên tục, ổn định, giảm chi phí bảo dỡng
nhằm nâng cao tuổi thọ động cơ, hiệu suất sử dụng và độ tin cậy của máy móc. Tuy
nhiên để sản xuất dầu nhờn đảm bảo những yêu cầu trên, cần tách các cấu tử không
mong muốn trong sản xuất dầu nhờn đợc thc hiện nhờ quá trình tách lọc dầu sẽ cho
phép sản xuất dầu gốc có chất lng cao.
Qua đây ta thấy rằng công nghệ chng cất chân không để sản xuất dầu nhờn
gốc từ dầu thô gồm các phân đoan chủ yếu sau:
- Chng cất chân không từ nguyên liệu cặn mazut.
- Chiết tách , trích ly bằng dung môi
- Tách hydrocacbon rắn
- Làm sạch cuối cùng bằng hydro
Quá trình trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc là một quá trìch sử dụng
một dung môi để hoà tan cấu tử cần tách khỏi dầu nhờn mà những chất này làm cho
chất lợng dầu nhờn kém đi. Đồng thời qua đó ta tách ra những cấu tử có lợi cho dầu
nhờn . Trích ly là một phơng pháp làm sạch rÊt phỉ biÕn hiƯn nay nhÊt lµ trÝch ly
b»ng dung môi chọn lọc để tạo ra loại dầu nhờn tốt cho công nghiệp. Do đó bởi vì
nhu cầu sử dụng dầu nhờn ngày càng cao cho nên nhà công nghệ phải nghiên cứu
và tính toán để nghiên cứu ra thiết bị sản xuất ể tạo ra những loại dầu nhờn ngày
càng tốt hơn. đây ta chỉ nghiên cứu công nghệ sản xuất dầu nhờn bằng dung môi
chọn lọc furfurol. Dung môi này chỉ áp dụng cho nguyên liệu dầu nhờn ít cặn và số
lợng hydrocacbon thơm ít khi đó ta thu đợc dầu nhờn với chất lợng cao.
Sv : Qch Văn Hịa.
11
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
Phần I
TNG QUAN Lí THUYT
Chơng I
THNH PHN TNH CHT V CễNG DNG CA
DU NHN
I.1. Mục đích và ý nghĩa cđa viƯc sư dơng dÇu nhên [ 4, 5, 6]
DÇu nhờn có tầm quan trọng rất lớn trong việc bôi trơn các chi tiết chuyển động,
giảm ma sát, giảm mài mòn và ăn mòn các chi tiết máy, tẩy sạch bề mặt tránh tạo
thành các lớp cặn bùn, tản nhiệt làm mát và làm khít các bộ phận cần làm khít.
Trong đời sống hàng ngày, chúng ta luôn đối mặt với lực ma sát chúng xuất hiện
giữa các bề mặt tiếp xúc của tất cả mọi vật và chống lại sự chuyển động của vật này
sang vật khác .Mặt khác đối với sự hoạt động của các máy móc , thiết bị , lực ma sát
gây ra cản trở lớn . Trªn thÕ giíi hiƯn nay xu thÕ cđa x· hội sử dụng máy móc càng
đòi hỏi máy móc phải bền nhng nguyên nhân gây ra hao mòn các chi tiết máy móc
vẫn là sự mài mòn .Không chỉ ở c¸c níc ph¸t triĨn , tỉn thÊt do ma s¸t và mài mòn
gây ra chiếm tới vài phần trăm tổng thu nhập quốc dân . cng Hoà Liên Bang Đức
thiệt hại do ma sát mài mòn các chi tiết máy hàng năm từ 30 đến 40 tỷ , trong đó
ngành công nghiệp là 8,3 đến 9,4 tỷ , ngành năng lợng là 2,67 đến 3,2 tỷ. Ngành giao
thông vận tải là 17 đến 23 tỷ. Canađa tổn thất loại này hàng năm lên tới 5 tỷ đô la
Canađa. Chi phí sữa chữa bảo dỡng thiết bị tăng nhanh chiếm 60% chi phí đầu t ban
Sv : Quỏch Vn Hũa.
12
Lp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
đầu. nớc ta theo ớc tính của chuyên gia cơ khí, thiệt hại do ma sát, mai mòn và chi
phí bảo dỡng hàng năm tới vài triệu USD ,chính vì vậy việc làm giảm tốc độ ma sát
luôn là mục tiêu quan trọng của các nhà sản xuất ra các loại máy móc thiết bị, cũng
nh những ngời sử dụng chúng .Để thực hiện điều này ngời ta sử dụng chủ yếu dầu
hoặc mỡ bôi trơn. Dầu nhờn hoặc mỡ bôi trơn làm giam ma sát giữa các bề mặt tiếp
xúc bằng cách cách ly các bề mặt này để chống lại sự tiếp xúc trc tiếp giữa hai bề
mặt kim loại. Khi dầu nhờn đợc đặt giữa hai bề mặt tiếp xúc nên tạo ra một màng
dầu rất mỏng đủ sức tách riêng ra hai bề mặt kh«ng cho tiÕp xóc trùc tiÕp víi nhau.
Khi hai bỊ mặt này chuyển động, chỉ có các lớp phân tử trong lớp dầu giữa hai bề
mặt tiếp xúc trợt lên nhau tạo nên một lực ma sát chống lại lực tác dụng gọi là ma sát
nội tại của dầu nhờn, lực ma sát này nhỏ và không đáng kể so với lực ma sát sinh ra
khi hai bề mặt tiếp xúc khô với nhau .Nếu hai bề mặt này đợc cách ly hoàn toàn bằng
một lớp màng dầu phù hợp thì hệ số ma sát giảm đi đến 100 đến 1000 lần so với khi
cha có lớp dầu ngăn cách. Dầu nhờn cho động cơ là loại dầu quan trọng nhất trong
các loại dầu bôi trơn ,tính trung bình chúng chiếm khoảng 40% tổng các loại dầu bôi
trơn sản xuất trên thế giới . Việt Nam dầu nhờn động cơ chiếm 60% dầu nhờn bôi
trơn. S đa dạng của kích cỡ động cơ và đối tợng sử dụng dẫn đến các yêu cầu bôi
trơn khác nhau. Cùng với việc làm giảm ma sát trong chuyển động, dầu nhờn còn có
một số chức năng khác góp phần cải thiện nhiên liệu , nhợc điểm của máy móc, thiết
bị. Chức năng của dầu nhờn đợc trình bày nh sau:
- Bôi trơn để làm giảm lực ma sát và cờng độ mài mòn, ăn mòn các bề mặt tiếp
xúc, làm cho máy móc hoạt động êm ,qua đó đảm bảo cho máy móc có công suất
làm việc tối đa và tuổi thọ động cơ đợc kéo dài.
-Làm sạch , bảo vệ động cơ và các thiết bị bôi trơn, chống lại sự mài mòn, đảm
bảo cho máy móc hoat động tốt hơn .
- Làm mát động cơ, chống lại sự quá nhiệt cđa chi tiÕt.
Sv : Qch Văn Hịa.
13
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
- Làm khít động cơ do dầu nhờn có thể lấp kín đợc những chỗ hở không thể nào
khắc phục đựơc trong qua trình chế tạo và gia công máy móc .
- Giảm mức tiêu thụ năng lợng của thiết bị, giảm chi phí bảo dỡng, sửa chữa
cũng nh thời gian chết do hỏng hóc thiết bị.
I.2.Thành phần hoá học của dầu nhờn [4, 5, 6, 8]
Dầu mỏ là thành phần chính để sản xuất dầu nhờn, thành phần chính của nó là
hydrocacbon và phi hydrocacbon. Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất dầu nhờn là phần
cất ở nhiệt độ sôi trên 3500c từ dầu mỏ (Phân đoạn gazoil chân không ). Vì vậy hầu
hết các hợp chất có mặt trong phân đoạn này đều có mặt trong thành phần của dầu
nhờn . Trong phân đoạn này, ngoài thành phần chủ yếu là hỗn hợp của nhóm
hydrocacbon chữa các nguyên tử ôxy, lu huỳnh, niken và kim loại (niken, vanadi )
những hợp chất nói trên có những tính chất khác nhau. Có những phần có lợi cho dầu
nhờn, song cũng có những thành phần có hại cần phải loại bỏ.
I.2.1.Các hợp chất hydrocacbon
I.2.1.1. Các hợp chất hydrocacbon naphten và parafin
Các nhóm hydro cacbon này đợc gọi chung là các nhóm hydrocacbon naphtenparafin. ây là nhóm hydrocacbon chủ yếu có trong dầu gốc, từ dầu mỏ. Hàm lợng
của nhóm này tuỳ thuộc vào bản chất của dầu mỏ và khoảng nhiệt độ sôi chiếm từ 41
đến 86 %. Nhóm hydro cacbon nµy cã cÊu tróc chđ u lµ hydro cacbon vòng
naphten (vòng 5-6 cạnh), có kết hợp các nhánh alkyl hoặc izo alkyl và số nguyên tử
cacbon trong phân tử có thể từ 20 đến 70 cấu trúc vòng có thể ở hai dạng : cấu trúc
không ngng tụ ( phân tử có thể chứa từ 1-6 vòng), cấu trúc ngng tụ ( phân tử có thể
chứa từ 2-6 vòng ngng tụ). Cấu trúc nhánh của các vòng naphten này cũng rất đa
dạng chúng khác nhau bởi một số mạch nhánh ,chiều dài của mạch , mức độ phân
nhánh của mạch và vị trí thế của mạch trong vòng. Thông thêng ngêi ta nhËn thÊy
r»ng:
Sv : Qch Văn Hịa.
14
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
-Phân đoạn nhờn nhẹ có chứa chủ yếu là các dÃy đồng đẳng của xyclo hexan,
xyclo pentan.
-Phân đoạn nhờn trung bình chủ yếu các vòng naphten có các mạch nhánh
alkyl, izo-alkyl với số vòng từ 2-4 vòng .
-Phân đoạn nhờn cao phát hiện thấy các hợp chất các vòng ngng tụ từ 2-4 vòng .
Ngoài hydro cacbon vòng naphten, trong nhóm này còn có các hydrocacbon
dạng n-paraphin và izo-paraphin. Hàm lợng của chúng không nhiều và mạch cacbon
thờng chứa không quá 20 nguyên tử cacbon và nếu số nguyên tử cacbon lớn hơn 20
thì paraphin sẽ ở dạng rắn và đợc tách ra trong qua trình sản xuất dầu nhờn.
I.2.1.2 . Nhóm hydro cacbon thơm và hydrocacbon naphten-thơm
Loại này phổ biến ở trong dầu chúng thờng nằm ở phân đoạn có nhiệt độ sôi
cao. Thành phần cấu trúc của nhóm hydrocacbon này có ý nghĩa quan trọng đối với
dầu gốc. Một loạt các tính chất sử dụng của dầu nhờn nh tính ổn định chống oxy hoá,
tính nht nhiệt, tính chống bào mòn, tính hấp thụ phụ gia phụ thuộc vào tính chất và
hàm lợng của nhóm hydro cacbon này. Tuy nhiên hàm lợng và cấu trúc của chúng
còn tuỳ thuộc vào bản chất dầu gốc và nhiệt độ sôi của các phân đoạn.
-Phân đoạn nhờn nhẹ (350-4000C) có mặt chủ yếu các hợp chất các dÃy đồng
đẳng benzen và naphtalen .
- Phân đoạn nhờn nặng hơn (400-4500C) phát hiện thấy hydrocacbon thơm 3
vòng dạng đơn hoăc kép .
- Trong phân đoạn có nhiệt độ sôi cao hơn có chứa các chất thuộc dÃy đồng đẳng
naphtalen, phenatren, antraxen và một số lợng đáng kể loại hydrocacbon đa vòng .
Các hydrocacbon thơm ngoài khác nhau về số lợng vòng thơm, còn khác nhau
bởi số nguyên tử cacbon ở mạch nhánh và vị trí của nhánh trong nhóm này còn phát
hiện sự có mặt của vòng thơm ngng tụ đa vòng. Một phần của chúng tồn tại ngay
trong dầu gốc với tỷ lệ tuỳ theo nguồn gốc của dầu mỏ còn một phần đợc hình thành
trong quá trình chng cất do phản ứng trùng ngng , trùng hợp dới tác dụng cđa nhiƯt.
Sv : Qch Văn Hịa.
15
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
Một thành phần nữa trong nhóm hydrocacbon thơm là một hydrocacbon hỗn hợp
naphten-aromat. Loại hydrocacbon này làm giảm phẩm chất của dầu nhờn thơng
phẩm vì chúng có tính nhớt nhiệt kém và rất dễ bị oxy hoá tạo ra các chất keo nhựa
trong qua trình làm việc của động cơ và máy móc.
I.2.1.3. Nhóm hydrocacbon rắn
Các hydrocacbon rắn có trong nguyên liệu sản xuất dầu nhn đôi khi lên tới 40
ữ 50% tuỳ thuộc bản chất của dầu thô. Phần lớn các hợp chất này đợc loại khỏi dầu
bôi trơn nhờ quy trình lọc tách parafin rắn . Tuỳ theo kĩ thuật lọc mà nhóm
hydrocacbon rắn đợc tách triệt để hay không , nhng dù sao chúng vẫn còn tồn tại
trong dầu với hàm lợng rất nhỏ. Sự có mặt của nhóm hydrocacbon này trong dầu
nhờn làm tăng nhiệt độ đông đặc, giảm khả năng sử dụng dầu ở nhiệt độ thấp nhng
lại làm tăng tính ổn định của độ nhớt theo nhiệt độ và tính ổn định oxy hoá.
Nhóm này có hai loại hydrocacbon rắn là parafin rắn (có thành phần chủ yếu là
các ankan có mạch lớn hơn 20) và xerezin (là hỗn hợp của các hydrocacbon naphten
có mạch nhánh alkyl dạng thẳng hoặc dạng nhánh và một lợng không đáng kể
hydrocacbon rắn có vòng thơm và alkyl).
Ngoài những thành phần chủ yếu nói trên , trong dầu bôi trơn còn có hợp chất
hữu cơ nh: lu huỳnh, nitơ, oxy, tồn tại ở dạng các hợp chất nhựa ,asphanten. Nhìn
chung đây là những hợp chất có nhiều thành phần làm giảm chất lợng của dầu bôi
trơn , chúng có màu sẫm , dễ bị biến chất , tạo cặn trong dầu khi làm việc ở nhiệt độ
và áp suất cao , chúng đợc loại khỏi dầu nhờ quá trình tách lọc và làm sạch .
I.2.2. Các thành phần khác
Trong phân đoạn dầu nhờn, bên cạnh thành phần hydrocacbon còn có các thành
phần khác nh: nhựa asphanten, hợp chÊt chøa lu hnh, nit¬, oxy...
Sv : Qch Văn Hịa.
16
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mơi
I.2.2.1. C¸c chÊt nhùa asphanten
C¸c chÊt nhùa-atphanten bao gåm: Chất nhựa trung tính, asphanten,
sunfuacacbon, các axit atphantic, cacbon và cacboit. Đặc điểm của các hợp chất này
là có độ nhớt lớn nhng chỉ số nhớt lại rất thấp. Mặt khác các chất nhựa có khả năng
nhuộm màu rất mạnh, nên sự có mặt của chúng trong dầu sẽ làm cho màu của dầu bị
tối. Trong quá trình bảo quản và sử dụng, khi tiếp xúc với oxy không khí ở nhiệt độ
thờng hoặc nhiệt độ cao, nhựa đều rất dễ bị oxy hoá tạo nên các sản phẩm có trọng lợng phân tử lớn hơn tuỳ theo mức độ bị oxy hoá. Những chất này làm tăng cao độ
nhớt và đồng thời tạo cặn không tan đọng lại trong các động cơ đốt trong, nếu hàm lợng chất nhựa bị oxy hoá càng mạnh thì chúng càng tạo ra nhiều loại cacbon,
cacboit, cặn cốc, tạo tàn. Vì vậy việc loại bỏ các tạp chất nhựa ra khỏi phân đoạn dầu
nhờn trong quá trình sản xuất là một khâu công nghệ rất quan trọng.
I.2.2.2. Các hợp chất của lu huỳnh, nitơ, oxy
Những hợp chất chứa S nằm lại trong dầu nhờn chủ yếu là lu huỳnh dạng
sunfua khi đợc dùng để bôi trơn các động cơ đốt trong sẽ bị cháy tạo thành SO2 và
SO3 gây ăn mòn các chi tiết động cơ. Những hợp chất chứa oxy, chủ yếu là các hợp
chất axit naphtenic có trong dầu gây ăn mòn các đờng ống dẫn dầu, thùng chứa làm
bằng các hợp kim của Pb, Cu, Zn, Sn, Fe. Những sản phẩm ăn mòn này lại lắng đọng
lại trong dầu, làm bẩn dầu và góp phần tạo cặn đóng ở các chi tiết của động cơ.
Tóm lại, các hơp chất phi hydrocacbon là những hợp chất có hại làm ảnh hởng
đến chất lợng của dầu gốc. Để tăng thời gian sử dụng, cũng nh các tính năng sử dụng
của dầu nhờn ngời ta phải pha thêm vào dầu gốc các phụ gia khác nhau, tùy thuộc
vào từng lĩnh vực cụ thể mà nhà sản xuất sẽ thêm vào các phụ gia tơng ứng. Do đó
thành phần hoá học của dầu nhờn rất phức tạp. Ví dụ theo [3] dầu nhờn động cơ sử
dụng phổ biến trên thế giới có công thức tỉng qu¸t nh sau:
Sv : Qch Văn Hịa.
17
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
Bảng 1: Công thức hóa học tổng quát của dầu nhờn động cơ
Thành phần
Phần trăm theo khối lợng
Dầu gốc (SAE 30 – 40)
71,5% - 96,2%
Phơ gia tÈy rưa
2% - 10%
Phụ gia phân tán
1% - 9%
Zn Đithiophốtphát
0,5% - 3%
Chất chống oxyhóa
0,1% - 2%
Chất giảm ma sát
0,1% - 3%
Chất chống bọt
2 15ppm
Chất hạ điểm đông đặc
0,1% - 1,5%
I.3.Các tính chất cơ bản của dầu nhờn [ 4, 5, 6, 8 ]
I.3.1. Khối lợng riêng và tỷ trọng
Khối lợng riêng là khối lợng của một đơn vị thể tích của một chất ở nhiệt độ tiêu
chuẩn , đo bằng gam/cm3 hay kg/m3. Tỷ trọng là tỷ số giữa khối lợng riêng của một
chất đà cho ở nhiệt độ qui định và khối lợng riêng của nớc ở nhiệt độ qui định đó. Do
vậy tỷ trọng có giá trị đúng bằng khối lợng riêng khi coi trọng lợng của nớc ở 40c
15
bằng 1. Trong thế giới tồn tại các hệ thống đo tû träng nh sau : d 420 , d 4 , d15 , 6 .
15 , 6
Trong đó các chỉ số trên d là nhiệt độ của dầu hay sản phÈm dÇu trong lóc thÝ
Sv : Qch Văn Hịa.
18
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
nghiệm, còn chỉ số dới là nhiệt độ của nớc khi thử nghiệm. Ngoài ra trên thị trờng
dầu thế giới còn sử dụng độ 0 API thay cho tỷ trọng và 0 API đợc tính nh sau :
0
141,5
API = d 15 , 6 -131,5
15 , 6
Khối lợng riêng là một tính chất cơ bản và cùng với những tính chất vật lý khác
nó có đặc trng cho từng loại phân đoạn dầu mỏ cũng nh dùng để đánh giá phần nào
chất lợng của dầu thô . Đối với dầu bôi trơn, khối lợng riêng ít có ý nghĩa để đánh
giá chất lợng . Khối lợng riêng của dầu đà qua sử dụng không khác nhau là mấy so
với dầu cha qua sử dụng. Tuy nhiên một giá trị bất thờng nào đó của khối lợng riêng
cũng có thể giúp ta phán đoán về sự có mặt trong dầu một phần nhiên liệu. Sử dụng
chủ yếu của khối lợng riêng là dùng để chuyển đổi sang thể tích và ngợc l¹i trong lóc
pha trén, vËn chun, tån chøa, cung cÊp họăc mua bán dầu nhờn.
I.3.2. Độ nhớt của dầu nhờn [5 , 6]
Độ nhớt của một số phân đoạn dầu nhờn là một đại lợng vật lý đặc trng cho trở
lực do ma sát nội tại của nó sinh ra khi chuyển động. Do vậy độ nhớt có liên quan
đến khả năng bôi trơn của dầu nhờn.
Để thực hiện nhiệm vụ bôi trơn, dầu nhờn có độ nhớt phù hợp, bám chắc lên bề mặt
kim loại và không bị đẩy ra ngoài có nghĩa là ma sát nội tại nhỏ.
Khi độ nhớt quá lớn sẽ làm giảm công xuất máy do tiêu hao nhiều công để thắng trở
lực của dầu, khó khởi động máy, nhất là vào mùa đông nhiệt độ môi trờng thấp, giảm
khả năng làm mát máy, làm sạch máy do dầu lu thông kém.
Khi độ nhớt nhỏ, dầu sẽ không tạo đợc lớp màng bền vững bảo vệ bề mặt các chi
tiết máy nên làm tăng sự ma sát, đa đến ma sát nửa lỏng nửa khô gây h hại máy,
giảm công xuất, tác dụng làm kín kém, lợng dầu hao hụt nhiều trong quá trình sử
dụng.
Độ nhớt của dầu nhờn phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hóa học. Các
hydrocacbon parafin có độ nhớt thấp hơn so với các loại khác. Chiều dài và độ phân
Sv : Qch Văn Hịa.
19
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
nhánh của mạch hydrocacbon càng lớn độ nhớt sẻ tăng lên. Các hydrocacbon thơm
và naphten có độ nhớt cao. Đặc biệt số vòng càng nhiều thì độ nhớt càng lớn. Các
hydrocacbon hỗn hợp giữa thơm và naphten có độ nhớt cao nhất.
Độ nhớt của dầu nhờn thờng đợc tính bằng Paozơ (P) hay centipaozơ(cP). Đối với độ
nhớt động lực đợc tính bằng stốc (St) hoặc centi stốc (cS t).
I.3.3. Chỉ số độ nhớt [ 1, 2, 4]
Một đặc tính cơ bản nữa của dầu nhờn đó là sự thay ®ỉi cđa ®é nhít theo nhiƯt
®é. Th«ng thêng khi nhiƯt độ tăng độ nhớt sẽ giảm. Dầu nhờn đợc coi là dầu bôi trơn
tốt khi độ nhớt của nó ít thay đổi theo nhiệt độ, ta nói rằng dầu đó có chỉ số độ nhớt
cao. Ngựơc lại nếu độ nhớt thay đổi nhiều theo nhiệt độ, có nghĩa là dầu cã chØ sè ®é
nhít thÊp. ChØ sè ®é nhít (VI) là trị số chuyên dùng để đánh giá sự thay đổi độ nhớt
của dầu bôi trơn theo nhiệt độ. Quy ớc dầu gốc parafin độ nhớt ít thay đổi theo nhiệt
độ , VI=100.
Họ dầu gốc naphten có độ nhớt thay ®ỉi nhiỊu theo nhiƯt ®é VI =0. nh vËy chØ sè
®é nhít cã tÝnh quy íc .
chØ sè ®é nhít VI đợc tính nh sau:
VI =
L U
ì 100
LH
Trong đó :
U: là độ nhớt động học ở 400C của dầu có chỉ số độ nhớt cần phải tính, mm2/s.
L: là độ nhớt động học ở 400C của một dầu có chỉ số độ nhớt bằng 0 và cùng với
độ nhớt động học ở 1000c với dầu cần tính chỉ số độ nhớt ,mm2/s.
H: là độ nhớt động học đo ở 40 0C của một loại dầu có chỉ số độ nhớt bằng
100và cùng với độ nhớt động học ở 1000C với dầu mà ta cần đo chỉ số độ nhớt, mm2/
s.
Ta thÊy r»ng:
Sv : Qch Văn Hịa.
20
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
Nếu U-L >0 thì VI sẽ là số âm, dầu này có tính nhiệt kém.
Nếu L>U>H thì VI trong khoảng 0 đến100.
H (VI=0)
VI của dầu =
L- U
L- U
Độ nhớt động học
Độ nhớt động học
Nếu H-U>0 thì VI>100, dầu này có tính nhiệt rất tốt.
L-H
L-H
Hình1: Sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theo nhiệt độ, lý giải về trị số độ
nhớt (VI)
Nếu độ nhớt động học của dầu ở 1000C nhỏ hơn hoặc bằng 70 (mm2/s) thì giá trị tU
ơng ứng của L-H cần phải tra trong ASTM – D2270
H(VI=10)
100
40
Sv : Qch Văn Hịa.
21
0
NhiƯt ®é 0C
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
Bảng 2: Những giá trị L-H ứng với độ nhớt động học ở 1000C
Độ nhớt động học ở 100oC mm2/s
Giá trị L
Giá trị H
2,0
7,994
6,394
2,1
8,64
6,894
5,0
40,23
28,49
5,1
41,99
29,49
15,0
296,5
149,7
15,1
300,0
151,2
20,0
493,2
229,5
20,2
501,5
233
70,0
490,5
1,558
Nếu độ nhờn động học ở 1000C lớn hơn 70 mm2/s thì giá trị L-H đợc tính nh sau:
L=0,8353Y2+14,57Y-216
H=0,1684Y2+11,85Y-97
Trong đó :
Y: là độ nhớt động học ở 1000c của dầu cần tính chỉ số độ nhớt mm2/s.
Ngoài ra có thể xác định chỉ số độ nhớt VI theo toán đồ sau:
Độ nhớt ở 400c ,cSt
Sv : Qch Văn Hịa.
22
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
10
20
2. 5 3
4
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mơi
30
5
40
50
60
70
80
90
100
150
200
300
400
600
6
8
10
15
20
30
§é nhít ë 100 C(212 F),cst
40
50
ChØ sè độ nhớt
10
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
220
240
260
Hình 2: toán đồ để xách định chỉ số ®é nhít VI.
Dùa vµo chØ sè ®é nhít , ngêi ta phân dầu nhờn gốc thành các loại nh sau:
- Dầu gốc có chỉ số độ nhớt cao
HVI.
- Dầu gốc có chỉ số độ nhớt trung bình
MVI
- Dầu gốc có chØ sè ®é nhít thÊp
LVI.
HiƯn nay cịng cha cã quy định rõ ràng về chỉ số độ nhớt của các loại dầu gốc
nói trên. Trong thực tế chấp nhận là chỉ số độ nhớt (VI ) của dầu nhờn cao hơn 85 thì
đợc gọi là dầu có chỉ số độ nhớt cao. Nếu chỉ số độ nhớt thấp hơn 30 thì dầu đó xếp
vào loại dầu có chỉ số độ nhớt thấp, còn dầu (MVI) nằm giữa hai giữa hai giới hạn đó
thì có chỉ số độ nhớt trung bình. Nhng trong chế biến dầu, từ công nghệ hydro
cracking có thể tạo ra dầu gốc có chỉ số độ nhớt cao (>140). Các loại dầu này đợc
xếp vào loại có chỉ số độ nhớt cao (VHVI) hay siêu cao(XHVI). Dầu (LVI) đợc sản
xuất từ họ dầu mỏ naphten. Nó đợc s dng khi mà chỉ số ổn định oxy hoá không
phải là chỉ tiêu chính đợc chú trọng nhiều. Du gốc (MVI) đợc sản xuất từ dầu chng
Sv : Quỏch Văn Hịa.
23
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
cất naphten-parafin, nhng không cần tách chiết sâu. còn dầu gốc (HVI) thờng đợc
sản xuất từ họ dầu parafin qua tách chiết sâu bằng dung môi chọn lọc và tách sáp.
I.3.4. Điểm đông đặc, màu sắc [4, 5, 8]
Điểm đông đặc là nhiệt độ thấp nhất mà ở đó dầu bôi trơn không giữ đợc tính linh
động và bị đông đặc, ở nhiệt độ nhất định nào đó sẽ đông lại và làm cho động cơ khó
khởi động. Khi sản phẩm đem làm lạnh trong những điều kiện nhiệt độ nhất định, nó
bắt đầu vẩn đục do một số cấu tử bắt đầu kết tinh.
Màu sắc là một tính chất có ý nghĩa đối với dầu nhờn. Dầu có thể có nhiều màu
sắc khác nhau nh : vàng nhạt, vàng thẫm, đỏ.
Trong một số trờng hợp màu sắc đợc coi là dấu hiệu để nhận biết sự nhiễm bẩn
hoặc oxy hóa sản phẩm, nếu bảo quản dầu không tốt gây ra sự chuyển màu sắc nâu,
đen và nó biểu thị chất lợng đà giảm sút.
Hầu hết dầu nhờn đều chứa một số lợng sáp không tan và khi dầu đợc làm lạnh,
những sáp này bắt đầu tách ra ở dạng tinh thể đan sen với nhau tạo thành cấu trúc
cứng, giữ dầu ở trong các túi rất nhỏ của các cấu trúc đó, khi cấu trúc tinh thể của sáp
này tạo thành đầy đủ thì dầu không luân chuyển đợc nữa. Để giảm nhiệt độ đông đặc
của dầu ngời ta dùng phụ gia hạ nhiệt độ đông đặc.Yêu cầu dầu nhờn có nhiệt độ
đông đặc và điểm đục không thấp hơn giới hạn cho phép, chỉ tiêu và chất lợng này
đặc biệt quan trọng đối với loại dầu sử dụng ở vùng giá rét. nớc ta yêu cầu nhiệt độ
đông đặc của dầu không quá - 90C.
I.3.5. Nhiệt độ chớp cháy của dầu nhờn [4, 5, 8]
Đặc trng cho khả năng an toàn cháy nổ của dầu nhờn là nhiệt độ bắt cháy và chớp
cháy .
Nhiệt độ bắt cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó hơi dầu thoát ra trên bề mặt dầu,
khi có mồi lửa lại gần thì bắt cháy .
Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó lợng hơi thoát ra trên bề mặt dầu
có thể bắt cháy, khi mồi lửa lại gần và cháy ít nhất trong thời gian 5 gi©y.
Sv : Qch Văn Hịa.
24
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
Đồ án tốt nghiệp
furfurol
Phân xưởng trích ly dầu nhờn bằng dung mụi
Nhiệt độ bắt cháy và chớp cháy của một số loại dầu bôi trơn thờng khác nhau từ 5 ữ
600C, tuỳ thuộc độ nhớt của dầu, độ nhớt càng cao thì độ cách biệt càng lớn .
Việc nghiên cứu và hiểu biết về nhiệt độ chớp cháy và bắt lửa có ý nghĩa quan
trọng trong việc đánh giá phẩm chất dầu nhờn .Nhiệt độ chớp cháy và bắt cháy thấp
là đặc trng cho tính an toàn của dầu nhờn.
I.3.6 .TrÞ sè axit ,trÞ sè kiỊm ,axit-kiỊm tan trong níc [4, 5,8 ]
Trị số axit chính là trị số trung hoà và đợc dùng để xác định độ axit và độ kiềm
của dầu bôi trơn .
Trị số trung hoà là tên gọi chung cho trị số axit tổng ( TAN )và trị số kiềm tổng
( TBN) .
Trong dầu nhờn gốc ®· qua chÕ biÕn vÉn chøa mét lỵng nhá axit nh axit
naphtenic , axit oxycacboxylic, sau mét thêi gian dµi sử dụng, hàm lợng các hợp chất
này tăng lên do tác dụng oxy hoá của không khí đối với các hợp chất dễ phản ứng
trong dầu . Ngoài ra cũng có thể có một lợng nhỏ axit hữu cơ nhiễm vào dầu nhờn từ
các hợp chất chứa lu huỳnh, tổng nhiên liệu điezen hoặc phụ gia chứa clo pha vào
xăng. Tính axit còn do một số loại phụ gia mang tính axit pha vào dầu .
Trị số axít tổng (TAN) là chỉ tiêu đánh giá tính axit của dầu , đặc trng bởi số mg
KOH cần thiết để trung hoà toàn bộ lợng axit có trong một (g) dầu .
Trị sè tan trong níc biĨu hiƯn sù cã mỈt cđa axit vô cơ, đợc phát hiện định tính theo
sự đổi màu của chất chỉ thị đối với lớp nớc tách khỏi dầu nhờn khi làm kiểm nghiệm.
Quy đinh tuyệt đối không đợc có axit vô cơ trong dầu.
Trị số kiềm tổng (TBN) là lợng axit tính chuyển sang số mg KOH tơng ứng, cần
thiết để trung hoà lợng kiềm có 1 g mẫu. Tính kiềm trong dầu tạo ra bởi các phụ gia
có tính tẩy rửa, phụ gia phân tán , đó là những hợp chất cơ kim nh phenollat,
sunfonat .Tính kiềm là chỉ tiêu cần thiết để tiên đoán chất lợng dầu mỏ, nhằm bảo
đảm trung hoà các hợp chất axit tạo thành trong quá trình sử dụng ,chống hiƯn tỵng rØ
Sv : Qch Văn Hịa.
25
Lớp Hóa Dầu I – K48 ĐHBKHN
