Nghiên cứu quá trình tái sinh dầu nhờn thải

ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
M U
Chúng ta biết rằng: với bất kỳ một cơ thể sống nào muốn sống và hoạt động đợc thì nhất
thiết phải có nguồn thức ăn để nuôi cơ thể. Đối với các trang thiết bị máy móc, động cơ cũng
vậy, dầu nhờn chính là nguồn "thức ăn" không thể thiếu và rất cần thiết cho chúng và cho một
nền công nghiệp hóa hiện đại hóa trên toàn thế giới.
Hơn thế nữa, ngày nay chúng ta đang sống trong thời đại của khoa học và công nghệ, với
nền công nghiệp hiện đại ngày càng phát triển và xâm nhập vào mọi hang cùng ngỏ hẻm trên
toàn thế giới cũng nh xu hớng quốc tế hóa đời sống kinh tế diễn ra mạnh mẽ trên toàn cầu thì
dầu nhờn đòi hỏi cần phải đợc nghiên cứu nhiều hơn để cho ra nhiều chủng loại dầu nhờn khác
nhau với số lợng và chất lợng ngày càng đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng hiện nay.
Và hầu nh là toàn bộ lợng dầu nhờn sau khi sử dụng thì lại bị thải trực tiếp ra ngoài môi
trờng. Đây quả thật là một sự lãng phí rất lớn về mặt kinh tế, bởi vì, dầu nhờn thải hoàn toàn có
thể là một nguồn t i nguyên tốt cho việc tái sử dụng. Hơn thế nữa, việc thải dầu nhờn trực tiếp ra
ngoài môi trờng lại gây nên sự ô nhiễm môi trờng rất lớn, trong khi hiện nay chiến lợt "bảo vệ
môi trờng" và khẩu hiệu "trái đất là đại gia đình" là vn vô cùng quan trọng và bức xúc của
toàn nhân loại, bởi lẽ nó là những việc làm để bảo tồn và phát triển bền vững cái nôi của con
ngời".
Hiện nay, trên thế giới có nhiều phơng pháp và công nghệ tái sinh dầu nhờn khác nhau
dựa trên các thiết bị phức tạp nh : xử lý bằng hóa chất, chng cất chân không, trích ly và hydro
hóa làm sạch. Tất cả những phơng pháp tái sinh dầu nhờn hiện đại đều cho ra dầu nhờn hoàn
toàn có thể thay thế dầu nhờn gốc ban đầu. Tuy nhiên nó đòi hỏi phải có chi phí xây dựng dây
chuyền tái sinh lớn, kỹ thuật cao và công nghệ phức tạp.
Từ trớc đến nay, việc tái sinh dầu nhờn ở Việt Nam vẫn c thực hiện bằng các phơng
pháp đơn giản và cũng cha có một quy mô hoàn chỉnh cho việc tái sinh dầu nhờn. Đứng trớc tình
hình đó, với đề tài nghiờn cỳ quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi nhúm nghiên cứu chỳng tụi
s trỡnh by cỏc quỏ trỡnh cng nh cỏc phơng pháp tái sinh dầu nhờn thải với công nghệ đơn
giản, rẻ tiền và gúp phần hạn chế ô nhiễm môi trờng do dầu nhờn thải gây ra đồng thời đem lại
hiệu quả kinh tế cao phù hợp với tình hình đất nớc ta hiện nay.
CHNG 1: TNG QUAN Lí THUYT V DU NHN
1.1. Lịch sử phát triển của dầu nhờn

Khi con ngời lần đầu tiên chế tạo ra những chiếc xe có bánh và xe cổ kéo thì chất bôi trơn
cũng đợc tìm ra và sử dụng. Và kỹ thuật cùng với chất bôi đã trở thành những yếu tố không thể
1
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
tách rời nhau. Màng dầu mỏng đợc bôi lên trên bề mặt làm việc đã tạo ra khả năng hoạt động
nhịp nhàng và lâu bền cho các cơ cấu do con ngời chế tạo ra.
Có rất nhiều chất liệu có thể dùng để bôi trơn nh mở nớc, mở động vật, dầu thực vật, dầu thảo
mộc và các sản phẩm dầu mở tổng hợp, các loại dầu mở quánh, các chất rắn kim loại nóng chảy
và thậm chí cả không khí nữa Tuy nhiên, ở đây chúng ta chỉ đề cập tới chất bôi trơn đang đ ợc
chú ý và sử dụng rộng rãi nhất trong kỹ thuật ngày nay, đó là chất bôi trơn đợc chế biến từ dầu
mỏ.
Nhà bác học Nga nổi tiến D.l.Mendeleep chính là một trong những ngời đầu tiên đặt vấn
đến đề dùng mazut để sản xuất ra dầu nhờn.
Từ năm 1867, ngời ta đã bắt đầu chế biến dầu mỏ thành dầu nhờn. Năm 1870 ở Cream
(Nga), tại nhà máy Xakhanxkidơ bắt đầu chế biến dầu nhờn từ dầu mỏ. Năm 1876-1877 Ragorin
đã xây dựng ở Bulakhan nhà máy chế biến dầu nhờn đầu tiên trên thế giới có công suất 100.000
put/năm. Nhà máy này đã sản xuất đợc 4 loại dầu nhờn: dầu cọc sợi, dầu máy, dầu trục cho toa
xe mùa hè và mùa đông. Đến năm 1879 thì Ragorzin cho xây dựng ở Conxtantinop nhà máy thứ
hai chuyên sản xuất dầu nhờn để xuất khẩu. Chính Mendeleep cũng đã làm việc ở các phòng thí
nghiệm và những phân xởng của nhà máy này vào những năm 1880 - 1881. Dới sự chỉ đạo trực
tiếp của ông, nhiều cơ sở khoa học của ngành sản xuất dầu nhờn đã xây dựng và trong vòng mấy
năm sau đó dầu nhờn đã thực sự phát triển và đánh dấu một bớc ngoặc trong lịch sử chế tạo chất
bôi trơn. Dầu nhờn đã có mặt khắp thị trờng Pháp, Anh và các nớc châu Âu, Châu Mỹ, Châu á,
thậm chí còn gây ra sự cạnh tranh khá quyết liệt giữa dầu nhờn của Nga và của Mỹ. Sau đó, các
nhà máy còn có chất lợng cao hơn cũng đợc xây, mở rộng và đã đặt nền móng cho sự thăng tiến
hùng hậu của ngành chế tạo dầu nhờn cho đến tận ngày nay.
Cũng trong thời gian đó, do công nghiệp và ngành vận tải đờng sắt phát triển mạnh mẽ,
nhu cầu về dầu nhờn tăng lên rất nhiều. Những sản phẩm dầu xuất hiện đầu tiên trên thị trờng là
dầu nhờn gốc dầu mỏ màu đen, trong khi mở động vật có màu xám và dầu thảo mộc có màu hơi
vàng. Dầu đen thì giá rẽ hơn dầu sáng từ 3 - 4 lần. Điều đó có tác dụng quyết định đối với số

phận của nó ngay từ buổi đầu tiên sử dụng loại dầu mới này tiết kiệm đợc rất nhiều. Tuy nhiên
ngay cái buổi ban đầu đó, mặt dù dầu khoáng rẽ hơn rất nhiều và có trữ lợng lớn song nó cha thể
cạnh tranh với dầu thảo mộc và mở động vật.
Thời kỳ đầu, ngời ta không sử dụng ở dạng nguyên chất dầu này mà phải pha lẫn với các
chất bôi trơn nh dầu ô liu, dầu thầu dầu, mở lợn grafit Mãi về sau ngời ta mới bắt đầu sử dụng
dầu nhờn nguyên chất một cách thận trọng hơn. Và lúc đầu do ngời ta sử dụng cha quen dầu
nhờn nguyên chất cho nên việc sử dụng gặp nhiều khó khăn và kết quả xấu nh tổn thất tăng do
ma sát các chi tiết máy bị nóng lên, xảy ra nhiều sự cố. Các công trình nghiên cứu của nhà bác
học Nga nổi tiến N.P.Petrop đã tạo điều kiện để dầu nhờn đợc sử dụng rộng rãi hơn. Trong tác
phẩm của mình, ông đã nêu lên khả năng là hoàn toàn có thể dùng dầu nhờn để thay thế cho dầu
thảo mộc và mở động vật, đồng thời nêu lên những nguyên lý bôi trơn áp dụng những nguyên
lý đó ngời ta đã thay thế việc sử dụng dầu nhờn và tất nhiên là nó đã không làm máy móc hoạt
động tồi hơn so với sử dụng dầu thảo mộc và mở động vật mà ngợc lại nó mang lại những dấu
hiệu tốt hơn.
2
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Ngày nay, với những tiến bộ khoa học kỹ thuật không ngừng con ngời đã xây dựng đợc
những tháp chng cất chân không hiện đại thay thế cho những nhà máy chng cất củ kỷ với những
tháp chng có công suất thấp và tạo ra các sản phẩm có chất lợng kém.
Những phơng tiện tinh chế mới cũng đã đợc xây dựng để chuyên sản xuất ra các loại phụ
gia cho vào dầu nhờn nhằm cải thiện và nâng cao chất lợng cho các loại dầu nhờn. Ngành sản
xuất dầu nhờn tổng hợp cũng đã vào cuộc và đang đợc phát triển không ngừng.
Chúng ta đang sống trong thời đại của khoa học và công nghệ, nền công nghiệp hiện đại
đã và đang xâm nhập vào mọi hang cùng ngỏ hẽm trên toàn thế giới và xu hớng quốc tế hóa nền
kinh tế thế giới cũng ngày còn phát triển mạnh mẽ. Tất cả những đặc điểm đã nêu trên của thời
đại đã đặt ra sự cần thiết là phải có nền công nghiệp bôi trơn tiên tiến, hiện đại và nó đang đợc
đặt ra một nhiệm vụ hết sức to lớn cho các quốc gia là phải xây dựng cho đợc một nền công
nghiệp dầu mỏ hiện đại, đáp ứng, thỏa mản nhu cầu ngày càng tăng của nền kinh tế quốc dân
đang không ngừng phát triển.
Các tập đoàn t bản lớn liên quan đến dầu nhờn nh PB, Castron, Exson, Mobil, Total Esso

đã có mặt hầu hết trên các nớc trên thế giới và hoạt động trong mọi lĩnh vực của công nghiệp dầu
mỏ nh nghiên cứu, thăm dò, khai thác vận tải, lọc dầu, tiếp thị Họ cũng đã và đang áp dụng
thành tựu mới nhất của khoa học, đa nền công nghiệp dầu mỏ hàng năm tăng trởng không ngừng
và sản xuất dầu nhờn không ngừng đợc tăng cao về mặt chất lợng cũng nh số lợng, sáng tạo thêm
nhiều chủng loại mới.
Hiện nay, để đáp ứng đợc nhu cầu đa dạng và ngày càng tăng trởng của nền kinh tế phát
triển, trên thế giới đã sản xuất ra nhiều loại dầu nhờn khác nhau. Và chỉ có những chuyên gia đi
sâu về từng loại dầu nhờn thì mới có thể hiểu sâu và hết đợc mọi chủng loại dầu nhờn hiện nay.
1.2. Tầm quan trọng của dầu nhờn :
Ngày xa, các bậc thiên tài đã tìm ra một nguyên lý rằng: Khi các bề mặt đợc bôi trơn
so với không đợc bôi trơn thì tính trợc sẽ dễ dàng hơn và bề mặt ít nóng hơn khi làm việc.
Quả thật vậy, tất cả các bộ phận máy móc lớn hay nhỏ dù có tinh chế kỹ đến thế nào thì
những bề mặt của chúng vẫn không khỏi không có những chổ gồ ghề rất nhỏ mà mắt thờng
không nhìn thấy đợc. Khi hai bề mặt phẳng chuyển động thì những chổ lồi lõm vô cùng bé đó
cũng sẽ ngăn cản nhau, tạo ra một lực cản gọi là lực ma sát, chính lực này đã làm cho các bộ
phận máy móc bị nóng lên, và khi nhiệt độ lên quá cao làm cho các mặt tinh chế chảy dính lên
trên các mặt của vật bị cọ sát. Do đó, lực ma sát tăng lên và làm cho các bộ phận máy móc bị h
hỏng. Và có lực ma sát thì làm cho các chi tiết máy móc bị mài mòn dẫn đến độ chính xác của
máy móc giảm sút, đồng thời ảnh hởng đến cả tính chính xác của công việc và năng suất của
máy móc đồng thời lại tiêu hao năng lợng (vì muốn vận hành đợc máy móc cần phải có năng l-
ợng nhng do có ma sát nên một phần năng lợng bị tiêu hao vào việc chống lại lực ma sát). Nh
vậy, lực ma sát trong những trờng hợp này là những lực ma sát có hại. Muốn giảm bớt lực ma sát
này và hậu quả của nó thì nhất thiết phải có dầu mỏ bôi trơn. Khi ta tra dầu mở bôi trơn vào các
bề mặt chi tiết thì các phân tử sẽ phân phối vào các chổ lồi lõm của mặt phẳng cọ sát, làm cho sự
ma sát giữa các phân tử sẽ hơn rất nhiều lần lực ma sát giữa hai mặt phẳng của bề mặt chi tiết.
Trong đời sống hằng ngày cũng nh trong công nghiệp, vấn đề ma sát luôn luôn đợc chúng
ta đối mặt. Bởi vì, trong thực tế có nhiều ngành kinh tế sử dụng máy móc chỉ ở mức là 30% nhng
vẫn có hao mòn máy móc. Nguyên nhân chủ yếu gây ra hao mòn cho các chi tiết máy móc là do
3
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi

lực ma sát. Không chỉ với những nớc đang phát triển nh nớc ta mà ngay cả những nớc phát triển,
tổn thất do ma sát và do mài mòn gây ra chiếm tới vài phần trăm tổng thu nhập quốc dân. Chẳng
hạn nh là:
CHLB Đức: Thiệt hại do mài mòn và do ma sát các chi tiết hàng năm từ 32-40 tỷ
DM. Trong đó ngành công nghiệp là 8,3 - 9,4 tỷ, ngành năng lợng là 2,67-3,2 tỷ, ngành giao
thông vận tải là 17-23 tỷ.
Canada: Tổn thất hàng năm do ma sát là lên đến hơn 5 tỷ USD Canada. Chi chí sửa
chữa và bảo dỡng thiết bị tăng nhanh, chiếm 46% so với chi phí đầu t ban đầu. Riêng trong
ngành lâm nghiệp, chi phí sửa chữa gấp 3,5 chi phí ban đầu đầu t.
Việt Nam: Theo ớc tính của các chuyên gia cơ khí thiệt hại do ma sát, mài mòn và chi
phí bảo dỡng hàng năm lên vài triệu USD.
Chính vì vậy, việc làm giảm tác động của lực ma sát luôn là mục tiêu quan trọng của các
nhà sản xuất máy móc, thiết bị cũng nh ngời sử dụng chúng. Để thực hiện điều này ngời ta đã
dùng dầu bôi trơn. Khi hai mặt phẳng của chi tiết chuyển động thì chúng đợc cách ly hoàn toàn
bằng một lớp màng dầu, nếu sử dụng loại dầu nhờn phù hợp với các điều kiện làm việc của máy
móc thì hệ số ma sát sẽ giảm đi 100 - 1000 lần so với khi cha có lớp dầu ngăn cản.
1.3. Chức năng của dầu nhờn
Khi cho dầu nhờn vào động cơ ta nhận thấy rằng động cơ hoạt động êm hơn, máy ít nóng
hơn, lâu mài mòn hơn Vậy dầu nhờn có chức năng nh thế nào??? Chức năng dầu nhờn nh sau:
1.3.1. Làm giảm ma sát, chống mài mòn và chống xớc:
Đây là mục đích chính của dầu nhờn, bởi vì khi máy móc làm việc thì các bộ phận máy
móc có các bề mặt chi tiết cọ sát nhau sinh ra sức cản làm cho máy móc h mòn. Với sự có mặt
của dầu nhờn thì hai bề mặt tiếp xúc nhau đợc tách ra chỉ còn ma sát nội tại của dầu nhờn, ma
sát này nhỏ hơn rất nhiều so với ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc của chỉ tiết máy. Do đó, ma sát
giảm đi đáng kể, dẫn đến độ mài mòn giảm và các bề mặt tiếp xúc đợc bảo vệ khỏi bị xớc. Nh
vậy, dầu nhờn trong động cơ có tác dụng làm cho máy trơn giảm đi sự cọ sát, giảm bớt sự mài
mòn, bị xớc của máy giúp máy hoạt động êm hơn và đảm bảo cho máy móc làm việc có công
suất tối đa.
1.3.2. Tác dụng làm mát máy:
Một tác dụng quan trọng nửa của dầu nhờn là làm mát máy và chống lại sự quá nhiệt ở

các chi tiết. Khi động cơ làm việc thì nhiên liệu cháy và sinh nhiệt, một phần nhiệt năng sinh ra
thì biến thành công, một phần nhiệt năng còn lại cần phải đa ra ngoài, hơn nữa ở bề mặt cọ sát
giữa hai chi tiết vẫn sinh ra nhiệt, những phần nhiệt này cần phải đa ra ngoài để tránh sự h hỏng
máy móc. Ngời ta dùng dầu nhờn ngoài tác dụng bôi trơn giảm ma sát thì dầu nhờn phải thu hút
nhiệt năng và truyền ra nớc làm nguội.
Dầu nhờn đổ vào trong máy luôn luôn đa vào tất cả các bộ phận của máy móc và lu động
tuần hoàn trong máy. Cho nên khi độ nhớt của dầu nhờn mà còn nhỏ thì dầu lu động trên bề mặt
chi tiết càng nhanh và nhiệt năng truyền ra càng nhiều. Trong điều kiện nhiệt độ giống nhau thì
dầu nhờn có độ dính cao, thì tính lu động kém hơn và nhiệt năng truyền ra tơng đối ít. Và ngợc
lại dầu nhờn có độ dính thấp có thể tản nhiệt tơng đối nhanh.
4
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
1.3.3 Tác dụng làm kín, khít:
Cho dù cố gắng đến mấy thì ngời ta cũng không thể nào khắc phục những chỗ hở trong
quá trình gia công và dù cố gắng đến mấy thì con ngời vẫn không thể nào làm đợc cho bề mặt
kim loại hoàn toàn nhẳn, và rồi khi hoạt động thì các bề mặt chi tiết cũng không thể nhẵn đợc
mãi. Chính những chỗ hở này đã gây nên hiện tợng xì hơi ở buồng nổ của động cơ. Và ta hình
dung rằng nếu trong xilanh không có dầu nhờn thì hơi thừa sẽ từ buồng nổ qua các khe hở nhỏ đ-
a vào trong cacte. Khi ta cho dầu nhờn vào thì dầu nhờn sẽ lắp đầy kít những khe hở nhỏ thành
màng dầu có tác dụng ngăn hơi thừa không đi qua đợc và đảm bảo đợc công suất cho động cơ.
Dầu nhờn có độ bám dính cao thì tính năng làm kín sát càng cao.
1.3.4. Tác dụng tẩy rửa:
Khi động cơ làm việc, do sự tiếp xúc của hai bề mặt kim loại sinh ra các hạt mịn kim loại
đồng thời khi máy móc hoạt động thì luôn luôn hút không khí vào, bụi cát cũng theo không khí
mà vào động cơ, khi hổn hợp đốt cháy sẽ hình thành mụi than, bản thân dầu nhờn ở những nơi có
nhiệt độ cao sẽ sinh ra hiện tợng bốc hơi, tách ly tạo thành hydrocacbya nh keo Những chất
sinh ra này luôn luôn thanh trừ khỏi bề mặt cọ sát. Công việc này sẽ do dầu nhờn đảm nhiệm.
Nhờ vào trạng thái chảy lỏng dầu đợc lu chuyển qua các bề mặt chi tiết và cuốn theo các tạp chất
có hại nêu trên và đa cào cacte dầu, rồi từ cacte đa vào bầu lọc, dầu nhờn qua bầu lọc đợc biến
thành dầu sạch còn các chất cặn bẩn thì ở lại trong bầu lọc.

1.3.5. Bảo vệ bề mặt kim loại:
Bề mặt chi tiết, máy móc khi làm việc thờng tiếp xúc với oxy, hơi nớc làm cho kim loại bị
ăn mòn. Nhờ dầu nhờn tạo thành màng mỏng phủ kín lên bề mặt kim loại nên ngăn cách đợc kim
loại với tác nhân gây ăn mòn, nhờ vậy mà bảo vệ bề mặt kim loại khỏi bị ăn mòn. Dầu nhờn còn
đợc dùng để bảo quản dụng cụ kim loại trong bảo quản và vận chuyển để chống han rỉ.
Với những chức năng u việt vừa nêu trên thì dầu nhờn ngày càng khẳng định rõ vai trò vô cùng
quan trọng của mình trong sự phát triển của ngành công nghiệp trên thế giới.
I.4. Các tính chất sử dụng của dầu nhờn:
1.4.1. Tính chất bôi trơn làm giảm ma sát:
Khi một vật chuyển động lên một vật khác thì xuất hiện lực ma sát. Chính lực ma sát này
cản trở chuyển động của các chi tiết đó. Để giảm đi sự cản trở này ngời ta dùng dầu nhờn có tính
bôi trơn tốt, tức là khả năng chảy loãng ra trên bề mặt các chi tiết. Tính chất phức tạp này gọi là
tính chất bôi trơn của dầu nhờn.
Theo nguyên lý bôi trơn, thì khi dầu đợc đặt vào giữa hai bề mặt tiếp xúc nhau, chúng sẽ
chảy loang và bám chắc vào bề mặt tạo nên một màng dầu rất mỏng đủ sức tách riêng hai bề mặt
tiếp xúc nhau. Khi hai bề mặt này chuyển động chỉ có các phân tử trong lớp dầu tiếp xúc trợt lên
nhau tạo nên ma sát chống lại lực tác dụng gọi là lực ma sát nội (hay ma sát lỏng của dầu nhờn).
Nhờ thế làm giảm ma sát của các chi tiết hoạt động trong động cơ máy móc.
Đặc trng cho ma sát nội là độ nhớt, vì vậy việc nghiên cứu đến tính chất sử dụng dầu nhờn
phải bắt đầu từ độ nhớt và đây cũng là yêu cầu cơ bản nhất đối với dầu nhờn.
Độ nhớt của dầu nhờn, đặc biệt là dầu nhờn động cơ là rất quan trọng ở nhiều khía cạnh.
Nó có ảnh hởng đến độ kín khít, tổn hao công ma sát, khả năng chống mài mòn và khả năng tạo
cặn. Do vậy, trong các động cơ chuyển động khứ hồi, độ nhớt của dầu có tác động chính đến l-
ợng tiêu hao nhiên liệu, khả năng tiết kiệm dầu, và hoạt động chung của cả động cơ.
5
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Khi sử dụng dầu nhờn, thì cần phải chọn loại dầu nhờn có độ nhớt thích hợp với môi trờng
sử dụng. Khi sử dụng dầu nhờn có độ nhớt không phù hợp sẽ gây ra những tác hại nh sau:
Nếu độ nhớt quá lớn:
Trở lực do ma sát nội tăng, động cơ phải tiêu tốn năng lợng lớn để duy trì hoạt động bình

thờng làm cho công suất của động cơ bị giảm.
Độ nhớt cao làm cho động cơ khởi động khó khăn, dầu khó lu thông vào các bề mặt ma
sát tạo ma sát bán khô, gây mài mòn nhanh chóng.
Dầu có độ nhớt lớn lu chuyển trong đờng ống khó khăn và khả năng làm mát kém.
Nếu độ nhớt quá bé:
Dầu có độ nhớt nhỏ dễ bị đẫy ra khỏi bề mặt ma sát do không chịu đợc tải trọng, dễ dẫn
đến ma sát giới hạn, gây mài mòn.
Dầu có độ nhớt nhỏ làm cho khả năng bám dính kém không có khả năng che kín. Đặc
biệt đối với những bề mặt ma sát đã dơ, mòn, dầu không lấp đợc các khe hở dẫn đến bị dò lọt khí
cháy, nhiên liệu.
Tăng lợng tiêu hao dầu nhờn do khả năng bay hơi cao.
1.4.2. Tính lu động:
Dầu nhờn, khi họat động trong môi trờng nhiệt độ thấp thì nhất thiết phải có đợc tính lu
động phù hợp để dầu nhờn có thể di chuyển từ nơi này sang nơi khác, chẳng hạn nh dầu nhờn
động cơ thì duy chuyển từ thùng chứa sang cacte và chảy ngay đợc vào bơm khi động cơ khởi
động. Trong trờng hợp này, nhiệt độ đông đặc của dầu nhờn không phải là một chỉ tiêu tin cậy để
cho biết là liệu dầu này có thể chảy đợc vào bơm dầu hay không mà cần phải tiến hành thử
nghiệm trực tiếp trên các thiết bị mô phỏng sự khởi động nguội và thiết bị thử nhiệt độ giới hạn
của bơm. Tuy nhiên trong điều kiện khí hậu Việt Nam thì tính chất này không quan trọng lắm.
1.4.3. Tính ổn định chống oxi hóa:
Tính chất này rất đáng đợc lu tâm vì các sản phẩm dầu nhờn do bị oxi hóa nên sinh ra các
chất tạo cặn, tăng cờng ăn mòn các ổ đỡ kim loại, hợp kim Pb/Cu. Hơn nữa, các sản phẩm của
quá trình oxi hóa xuất hiện làm cho dầu nhờn thay đổi màu và thay đổi một số tính chất hóa lý
của dầu nhờn nh: không khí sẽ làm khuấy trộn dầu trong cacte (đối với dầu nhờn động cơ), độ
axit tăng lên, độ nhớt tăng lên, màu của dầu nhờn tối đi, trong dầu nhờn xuất hiện các chất lắng
ở dạng nhủ v.v Đây là nguyên nhân chính làm cho các chi tiết máy móc, động cơ và hệ thống
bôi trơn bị bẩn do các lớp cặn cacbon.
Khi động cơ làm việc ở nhiệt độ cao là điều kiện cho quá trình oxi hóa xảy ra mạnh.
Ngoài ra, còn một vài yếu tố khác cũng làm cho dầu nhờn bị oxi hóa là:
- Lợng dầu chứa đợc trong cacte ít.

- Thời gian thay dầu lâu.
- Công suất ra của động cơ rất cao
Do vậy, khả năng chống oxi hóa là một yêu cầu quan trọng đối với dầu nhờn, đặc biệt là
dầu nhờn động cơ đốt trong. Khả năng chống oxi hóa của dầu nhờn thờng đợc tăng cờng bằng
cách cho thêm vào dầu các loại phụ gia chống oxi hóa.
6
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
1.4.4. Tính phân tán, tẩy rửa:
Trong quá trình làm việc, các loại cặn cơ học sinh ra luôn là mối hiểm họa đối với các
thiết bị các thiết bị máy móc đặc biệt là các động cơ đốt trong, chúng là bụi, muội than, và các
mạt kim loại. Các cặn này có thể bám trên bề mặt cần bôi trơn làm tăng ma sát giữa các bề mặt
và là nguyên nhân gây nên hiện tợng mài mòn mạnh. Không những thế, mà lợng nhiệt do ma sát
gây ra có thể gây quá nhiệt cục bộ dẫn đến động cơ hoạt động thiếu chính xác, hiệu suất cũng
giảm.
Để chống lại những hiện tợng vừa nêu trên thì ngời ta cho vào dầu nhờn các chất phụ gia
tẩy rửa và phân tán phù hợp. Các phụ gia này ngăn ngừa khả năng tạo cặn và duy trì hoạt động
của động cơ.
Các phụ gia tẩy rửa có chức năng giữ cho bên trong động cơ đợc sạch sẽ, còn các phụ gia
phân tán giữ cho các cặn cứng ở dạng keo, ngăn không cho chúng tạo thành cặn vecni, cặn lắc
hay cặn bùn. Hơn nữa, các phụ gia này còn có khả năng trung hòa, có trị số kiềm tổng TBN đạt
tới 50 - 70, để trung hòa các sản phẩm axit trong quá trình cháy nhiên liệu.
1.4.5 Khả năng chống gỉ và ăn mòn:
Dầu nhờn nói chung và dầu nhờn động cơ nói riêng thì cần phải có một số khả năng sau
đây:
- Ngăn ngừa hiện tợng gỉ và ăn mòn, do nớc ngng tụ và các sản phẩm cháy ở nhiệt độ thấp
cũng nh chế dộ hoạt động không liên tục gây ra.
- Chống lại mài mòn do các sản phẩm axit trong quá trình cháy gây ra.
- Bảo vệ các ổ đỡ hợp kim đồng - chì khỏi sự ăn mòn do các sản phẩm oxi hóa dầu gây ra.
Chỉ cần thiếu một trong các yếu tố trên cũng gây ra sự ăn mòn trong các chi tiết máy móc
động cơ, thiết bị. Do đó, các loại dầu nhờn cần phải đợc pha chế bảo đảm tốt mọi tính năng

chống mài mòn, ăn mòn. Đặc biệt trong các trờng hợp dầu nhờn động cơ xăng, khả năng chống
ăn mòn nhất là ăn mòn ổ đồng- chì và chống gỉ do nớc ngng tụ và các sản phẩm không cháy đợc
hoặc không cháy hết trong nhiên liệu gây ra là hết sức quan trọng. Dầu sử dụng cho động cơ
điezel phải có khả năng chống lại sự ăn mòn các ổ đỡ hợp kim do các axit và các sản phẩm cháy
gây ra. Trong trờng hợp này thì các chức năng chống ăn mòn gắn liền với độ kiềm các phụ gia
tẩy rửa.
1.4.6. Khả năng chống lại sự tạo muội than, tạo cặn:
Trong buồng đốt của động cơ, nhiệt độ tăng lên rất cao và mọi hợp chất hữu cơ đều có thể
rất dễ bị cháy, nhng thờng thì động cơ không đủ thời gian (quá trình xảy ra trong khoảng thời
gian 1% giây) và không đủ oxi để cháy hoàn toàn nhiên liệu và dầu lọt vào buồng đốt luôn có
điều kiện tạo thành mồ hóng, các hạt cốc, các sản phẩm cha cháy hết.
Việc tạo thành muội than trên các chi tiết động cơ bắt đầu từ việc hình thành lớp màng
keo trên các chi tiết đó. Trong động cơ khi làm việc thì những phân tử dầu mới, mồ hóng và các
hạt cốc không ngừng rơi vào màng keo. Sự thay đổi đáng kể do màng dầu bị các sản phẩm cháy
làm bẩn dẫn đến tạo thành lớp than rắn trên bề mặt kim loại gọi là muội than.
Bề dày của lớp muội than không ngừng tăng lên và chỉ tăng lên đến một độ dày nhất định
vì khi bề dày lớp muội than tăng thì mép trên của nó sẽ gần vùng nhiệt độ cao hơn và do bị nóng
nhiều hơn, những phân tử dầu mới sẽ gây ra sự thay đổi cũng nhiều hơn và cũng không có khả
năng bám chắc trên bề mặt muội. Đến một lúc nào đó lớp muội không tăng lên đợc nửa và sẽ
7
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
xuất hiện thế cân bằng cho tới khi do một số nguyên nhân nào đó mà vùng nhiệt độ cao hoặc sẽ
không tiến đến gần sát bề mặt lớp muội hoặc không tách ra xa bề mặt đó.
Việc tạo muội trong buồng đốt làm giảm hoạt động lâu bền của động cơ, tăng chi phí sử
dụng do những nguyên nhân sau:
- Nhiệt độ các chi tiết phủ muội than tăng lên và khi lợng muội than tăng lên thì thể tích
buồng đốt bị thu hẹp, làm tăng tỷ lệ nén của động cơ, khả năng trao đổi nhiêt kém đi sẽ tạo điều
kiện xảy ra cháy kích nổ.
- Khi có muội than trên các chi tiết buồng đốt sẽ hạn chế lợng hổn hợp nhiên liệu đi vào
động cơ làm giảm công suất động cơ.

- Muội than có thể phá vỡ quá trình đốt cháy bình thờng nhiên liệu trong bộ chế hòa khí
động cơ, các hạt muối bị đốt cháy đỏ lên buồng đốt sẽ có thể là nguyên nhân làm nguyên liệu
cháy sớm.
- Muội đóng ở đế supap sẽ làm supap khó đóng, làm cháy supap.
- Muội than ở bugi đánh lửa sẽ làm cho nó không đánh lửa đợc.
- Các hạt muội than từ buồng đốt rơi xuống đáy cacte dầu sẽ làm nóng vòng găng, tăng
độ mài mòn các chi tiết làm việc và các chất lắng đọng khác nhau trên các chi tiết động cơ cũng
nh trong hệ thống bôi trơn.
Nh vậy, muội than rất có ý nghĩa quan trọng đối với dầu nhờn, chúng gây ra rất nhiều tác
hại. Khi dầu nhờn có chất lợng tốt thì trong quá trình sử dụng sẽ không có hoặc ít có muội than
hình thành trên bề mặt các chi tiết. Do đó, dầu nhờn cần phải có tính chống lại sự tạo thành muội
than.
Ngoài sự tạo muội than của dầu nhờn thì chúng còn có khả năng tạo cặn. Việc tạo cặn của
dầu nhờn cũng gây ra rất nhiều tác hại cho động cơ nh là: làm tắc các rãnh dầu, đờng dầu và các
bầu lọc, làm cho các dầu mới bị giảm phẩm chất, cặn có thể quánh và rắn lại đến mức không thể
dùng phơng pháp cơ học để làm sạch do vậy dầu nhờn phải có tính chống lại sự tạo cặn.
1.5. Các chỉ tiêu chất lợng của dầu nhờn và cách xác ịnh các chỉ tiêu ó:
Mỗi sản phẩm dầu nhờn lu hành trên thị trờng đều phải đạt một số chỉ tiêu nhất định và
dựa vào những chỉ tiêu này làm cơ sở cho việc đánh giá chất lợng của các sản phẩm dầu nhờn.
Việc phân tích và đánh giá chất lợng các sản phẩm dầu nhờn thông qua các chỉ tiêu là điều rất
quan trọng, nó giúp cho chúng ta có thể có đợc đầy đủ những thông tin cần thiết và chính xác
của các loại dầu nhờn khác nhau cho phép chúng ta lựa chọn dầu nhờn phù hợp cho từng mục
đích sử dụng.
1.5.1 Trị số axit và kiềm:
Trị số axit và kiềm có liên quan đến tới trị số trung hòa, dùng để xác định độ axit và độ
kiềm của dầu nhờn (trị số trung hòa là tên gọi chung cho trị số axit tổng và trị số kiềm tổng).
Chỉ số kiềm mạnh TBN (Total Base Number): là lợng axit đã đợc tính chuyển ra số
mg KOH tơng ứng, cần thiết để trung hòa lợng kiềm có trong 1g mẫu và đợc xác định theo ph-
ơng pháp ASTM-D2896.
Chỉ số axit mạnh TAN (Total Acid Number): là số mg KOH cần thiết để trung hòa l-

ợng axit có trong 1g mẫu và đợc xác định theo phơng pháp ASTM-D664.
8
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Các chất mang tính axit có mặt trong dầu nhờn là: axit vô cơ, axit hữu cơ, este, keo, nhựa
và các chất phụ gia Các chất mang tính kiềm có mặt trong dầu nhờn là: các phụ gia tẩy rửa,
muối kim loại
Sự có mặt của axit trong dầu nhờn gây ra những tác hại nh sau: khi có nhiệt độ cao thì
chúng gây ăn mòn các chi tiết kim loại của máy móc, động cơ và ống dẫn, làm giảm tính ổn định
chống oxi hóa của dầu. Ngoài ra, chúng còn là những chất có hại cho chất lợng của dầu. Chính vì
thế mà cần phải xác định hàm lợng axit có trong dầu nhờn để tránh trờng hợp hàm lợng của
chúng quá giới hạn cho phép có trong dầu nhờn .
Có 3 phơng pháp dùng để xác định trị số trung hòa, đó là:
Phơng pháp I: ASTM-D974 (xác định trị số axit và kiềm bằng phơng pháp chuẩn độ
có dùng chất chỉ thị màu) đây là phơng pháp chủ yếu thích hợp với các loại dầu màu sáng.
Phơng pháp II: ASTM-D664 (xác định trị số axit của các sản phẩm dầu mỏ bằng ph-
ơng pháp chuẩn độ điện thế) phơng pháp này đợc dùng cho các sản phẩm tối màu.
Phơng pháp III: ASTM-D2896 (xác định trị số kiềm của các sản phẩm dầu mỏ bằng
phơng pháp chuẩn độ điện thế dùng axit Percloric) phơng pháp này đợc dùng để xác định các
hợp chất kiềm có trong các sản phẩm dầu mỏ.
Những phơng pháp ASTM-D664 và phơng pháp ASTM-D974 là thích hợp cho việc xác
định chỉ số kiềm tổng TBN và chỉ số axit mạnh TAN.
Phép xác định chỉ số axit và kiềm bằng phơng pháp chuẩn độ dùng chỉ thị màu là phép
xác định các hợp chất axit hay kiềm có trong dầu bôi trơn với điều kiện là loại dầu bôi trơn này
tan hoàn toàn hoặc gần nh tan hoàn toàn trong dung môi Toluen và alkol izo-propylic. Nó dùng
để xác định lợng kiềm hay axit cần thiết để trung hòa các thành phần axit hay kiềm có trong bất
kì loại dầu mỡ mới hay loại đã dùng rồi, trừ dầu động cơ đặc biệt là dầu điezen.
Hiện nay, có rất nhiều loại phụ gia sử dụng nhằm nâng cao phẫm chất dầu bôi trơn và tùy
thuộc vào thành phần của phụ gia mà dầu cho vào có tính axit hay kiềm. Trong một số trờng hợp
có cả axit yếu và kiềm yếu, khi tan vào trong dầu chúng không tác dụng với nhau mà chúng tác
dụng với cả hai loại axit mạnh và kiềm mạnh dùng để chuẩn độ cho cả hai trị số là axit và kiềm.

Cũng có những loại phụ gia khác có khả năng tham gia phản ứng trao đổi ion với kiềm, cho nên
trong quá trình trung hòa làm sai lệch các giá trị của phép xác định. Những hiệu ứng của phụ gia
đã che lấp mất sự thay đổi độ axit của dầu có chứa chất phụ gia.
Rất nhiều phụ gia hiện đang sử dụng cho dầu động cơ có chứa các hợp chất kiềm nhằm
trung hòa các sản phẩm axit của quá trình cháy, lợng tiêu tốn ở thành phần kiềm này là một chỉ
số về tuổi thọ sử dụng của dầu. Phép đo độ kiềm liên quan đến TBN hiện đang đợc áp dụng cho
hầu hết động cơ, đặc biệt là động cơ điezen.
Chỉ số axit tổng của dầu nhờn thải là một đại lợng đánh giá mức độ biến chất của dầu do
quá trình oxi hóa. Đối với hầu hết các loại dầu bôi trơn thì chỉ số TAN ban đầu tơng đối nhỏ và
tăng dần trong quá trình sử dụng, điều đó phản ánh đúng sự mất dần chất chống oxi hóa. Tuy
nhiên không nên sử dụng chỉ số trung hòa nh là một tiêu chuẩn duy nhất để xác định độ h hỏng
của dầu do quá trình oxi hóa, bởi vì những chỉ tiêu khác nh là độ nhớt, hàm lợng tro và tạp chất
cơ học v.v phải đợc xem xét một cách thích đáng.
9
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Trong dầu có hàm lợng lu huỳnh S cao thì dầu đó phải có TBN càng cao, thông thờng thì
TBN = 20%S . Trong khi sử dụng nếu nh TBN thay đổi khoảng 50% thì thay dầu mới và trị TAN
thay đổi khoảng 1% thì thay đổi dầu mới.
1.5.2. chỉ số xà phòng hóa:
Chỉ số xà phòng hóa biểu thị hàm lợng kiềm tác dụng với 1g dầu khi đun nóng theo một
cách nhất định. Chỉ số xà phòng hóa cho biết lợng các chất béo có trong dầu nhờn.
Các loại dầu khoáng có thể chứa các phụ gia, nh các chất béo, có thể phản ứng với kiềm
để tạo thành các xà phòng kim loại. Dầu động cơ đã sử dụng có thể chứa các axit tự do, este và
chúng có thể chuyển thành xà phòng kim loại khi đun nóng. Theo phơng pháp ASTM-D129 thì
chỉ số xà phòng hóa đợc xác định là số miligam KOH tiêu tốn cho 1g dầu trong điều kiện nhất
định
1.5.3. Độ nhớt:
Nhìn chung, mọi ngời đều công nhận rằng độ nhớt là một tính chất quan trọng và cơ bản
đối với các loại dầu bôi trơn. Độ nhớt là ma sát nội tại trong lòng chất lỏng cản trở sự chảy của
chất lỏng, đợc sinh ra bởi áp lực cơ học giữa các hạt cấu tạo nên chất lỏng.

Độ nhớt, nó là một yếu tố quan trọng quyết định trong việc tạo thành màng dầu bôi trơn ở
hai điều kiện thủy động (màng dày) và bôi trơn thủy động đàn hồi (màng mỏng). Thêm vào đó
độ nhớt còn có thể xác định khả năng khởi động động cơ dể dàng ở điều kiện lạnh và khả năng
chịu đợc sự sinh nhiệt trong ổ bi, bánh răng, xylanh, nó cũng đánh giá khả năng làm kín khít của
dầu cũng nh mức độ tiêu hao và thất thoát.
Riêng đối với dầu nhờn động cơ, đặc biệt là động cơ ô tô thì độ nhớt cũng là yếu tố ảnh h-
ởng đến sự dễ dàng khởi động và tốc độ trục khuỷu. Nếu dùng dầu có độ nhớt không phù hợp,
chẳng hạn nh là độ nhớt quá cao so với yêu cầu thì sẽ gây ra sức cản lớn khi nhiệt độ xung quanh
thấp làm giảm tốc độ động cơ và đó làm tăng lợng nhiên liệu tiêu hao kể cả ngay sau khi động cơ
đã khởi động, ngợc lại khi sử dụng loại dầu nhờn có độ nhớt thấp hơn so với độ nhớt yêu cầu thì
dẫn đến chống mài mòn và tăng lợng tiêu hao dầu. Nh vậy, đối với mỗi chi tiết máy điều cơ bản
đầu tiên là phải dùng đầu có độ nhớt thích hợp với những điều kiện vận hành máy móc khác
nhau.
Khi sử dụng các phơng tiện tải trọng nặng thì sử dụng loại dầu bôi trơn có độ nhớt cao.
Ngợc lại, những phơng tiện nhẹ, tốc độ cao thì dùng dầu có độ nhớt thấp. Độ nhớt cũng là một
chỉ tiêu quan trọng trong việc theo dõi dầu trong suốt quá trình sử dụng. Nếu biểu hiện độ nhớt
tăng lên thì là dấu hiệu của dầu bị oxi hóa còn nếu là độ nhớt giảm thì có thể là do nguyên liệu
lẫn vào hoặc là do các tạp chất khác lẫn vào.
Thông thờng sử dụng 3 loại độ nhớt sau: độ nhớt động học, độ nhớt động lực, độ nhớt quy
ớc.
1.5.3.1 Độ nhớt động lực (kí hiệu là

hoặc là
à
):
Là lực cản tác động lên chất lỏng khi có hai lớp chất lỏng chuyển động tơng đối nhau
trong khoảng cách 1cm, diện tích 1cm
2
, dới tác động của một lực là 1din, vận tốc chuyển động
1cm/giây. Đơn vị độ nhớt động lực thông thờng là Pa.s.

10
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Theo Newton: độ nhớt động lực là chính là số đo khả năng chống lại sự chảy của dầu
nhờn đợc xác định bằng tỷ số giữa ứng xuất trợt

và tốc độ trợt S theo phơng trình nh sau:
sì=

Công thức tính độ nhớt động lực nh sau:

t
ì=
Trong đó: -

là mật độ dầu ở cùng nhiệt độ đo trong thời gian chảy t, g/cm
3
- t là thời gian chảy, s
-

là độ nhớt động lực tính bằng cP hay mPas.
1.5.3.2 Độ nhớt động học (kí hiệu là

):
Là tỷ số giữa độ nhớt động lực và mật độ của chất lỏng. Nó là số đo lực cản chảy của một
chất lỏng dới tác dụng của trọng lực.
Nguyên tắc xác định độ nhớt động học là đo thời gian (tính bằng giây) của một thể tích
xác định của chất lỏng chảy qua mao quản của nhớt kế chuẩn, dới tác dụng của trọng lực ở nhiệt
độ xác định. Độ nhớt động học là tích số giữa hằng số nhớt kế và thời gian chảy của dầu. Hằng
số nhớt kế thu đợc bằng cách chuẩn trực tiếp với các chất chuẩn đã biết trớc độ nhớt hoặc từng
bậc với nớc cất. Nớc cất có độ nhớt chuẩn ở 0

o
C là 1,79 cP và ở 20
o
C là 1,002 cP.
Độ nhớt động học tính theo công thức sau:

tC
ì=
Trong đó:
-

là độ nhớt động học, tính bằng cSt hay mm
2
/s.
- C là hằng số của nhớt kế, mm
2
/s
2
.
- t là thời gian chảy, s.
1.5.3.3. Độ nhớt quy ớc:
Độ nhớt quy ớc là tỷ số giữa thời gian chảy qua nhớt kế (tính bằng giây) của 200 ml sản
phẩm dầu cần thử nghiệm ở nhiệt độ cần thiết, và thời gian chảy của 200 ml nớc cất ở 20
o
C. Giá
trị của tỷ số này biểu thị thành dộ nhớt quy ớc Engle (
0
E). Nhớt kế Engle đợc dùng để đo độ nhớt
qui ớc.
Nguyên tắc: dựa trên cơ sở so sánh thời gian chảy của 200ml chất lỏng cần xác định với

thời gian chảy của 200ml nớc cất ở 20
o
C qua nhớt kế Engle.
Giữa độ nhớt quy ớc và độ nhớt động học có mối quan hệ thực nghiệm, nó đợc biểu thị
bởi công thức gần đúng nh sau:
- Nếu độ nhớt động học

từ 1 đến 120 mm
2
/s thì:

E
31,6
E31,7
o
o
t
ì=
- Nếu độ nhớt động học

>120 mm
2
/s thì:

E4,7
o
t
ì=
hay
t

o
E

ì= 0135,0
Chú ý: công thức trên có thể dùng để tính chuyển độ nhớt động học thành độ nhớt quy ớc
dùng trong thực tế. Việc tính chuyển ngợc lại thì không nên do việc xác định độ nhớt quy ớc
không chính xác và chủ yếu là độ nhớt quy ớc là không phản ánh tính chất vật lý của chất lỏng.
11
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Nhiều phơng pháp và thiết bị đợc dùng để đo độ nhớt, nhng quan trọng nhất vẫn là những
dụng cụ mao quản, mà trong mao quản đó thời gian chảy của dầu tỷ lệ với độ nhớt động học.
Nhiều hình dạng mao quản khác đã đợc sử dụng, các chỉ tiêu kỹ thuật và các qui trình sử dụng
của tất cả các loại nhớt kế động học mao quản làm bằng thủy tinh đợc dẫn ra ở ASTM-D.446.
Có những phơng pháp xác định độ nhớt nh sau:
ASTM-D.445: dùng để xác định độ nhớt động học của các chất lỏng có màu trong
suốt và mờ đục, hay các sản phẩm dầu mỏ lỏng, đặc biệt là dầu bôi trơn, thờng đo ở nhiệt độ 40
và 100
o
C.
ASTM-D.1532: dùng để xác định độ nhớt của những chất lỏng bôi trơn hàng không ở
nhiệt độ thấp và số % chuyển đổi độ nhớt sau khoảng thời gian là 3h và 72h mẫu đợc đặt ở nhiệt
độ thấp.
ASTM-D.2893: đo độ nhớt ở nhiệt độ thấp của các chất bôi trơn hay dùng cho ôtô,
dùng nhớt kế quay Brookfield.
ASTM-D.2162: hớng dẫn dùng những nhớt kế mẫu và dầu có độ nhớt chuẩn để kiểm
tra các nhớt kế đo hàng ngày.
Thông thờng ngời ta xác định độ nhớt của dầu nhờn ở nhiệt độ là 40 và 100
o
C thì ngời ta
có thể đánh giá đợc là loại dầu nhờn đó là tốt hay xấu, có còn đợc sử dụng đợc hay không. Ngời

ta còn dùng độ nhớt để phân loại dầu bôi trơn nói chung và dầu nhờn động cơ nói riêng.
1.5.3.4. Chỉ số độ nhớt.
Độ nhớt của dầu nhờn thay đổi theo nhiệt độ, áp suất. Tuy vậy, mối tơng quan giữa nhiệt
độ và độ nhớt gọi là tính nhớt nhiệt của dầu nhờn có ý nghĩa quan trọng hơn cả.
Chỉ số nhớt kế VI (Viscosity Index) là con số ở trên thang đo qui ớc, là một trị số chuyên
dùng để đánh giá sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theo nhiệt độ. Chỉ số độ nhớt cao chứng tỏ
là dầu đó ít thay đổi theo nhiệt độ, và ngợc lại. Đối với dầu bôi trơn thì khi nhiệt độ càng tăng thì
độ nhớt càng giảm. Mức độ giảm độ nhớt của dầu nhờn khi nhiệt độ tăng là phụ thuộc vào thành
phần hóa học của dầu nhờn.
Tiêu chuẩn ASTM-D.2270 đa ra cách tính chỉ số độ nhớt của dầu bôi trơn và các sản
phẩm tơng tự từ giá trị độ nhớt động học của chúng đo ở 40
o
C và ở 100
o
C. Tiêu chuẩn này đa ra
hai cách tính, phơng pháp thứ nhất (A) áp dụng cho các sản phẩm có giá trị VI đến 100 còn ph-
ơng pháp thứ hai (B) áp dụng cho các sản phẩm có giá trị VI bằng 100 hay lớn hơn. Chỉ số VI là
một giá trị bằng số đánh giá sự thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ dựa trên cơ sở so sánh khoảng
thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ của hai loại dầu chọn lọc chuyên dùng, hai loại dầu này khác
nhau rất lớn về VI.
Loại dầu có chỉ số độ nhớt thấp thì độ nhớt của dầu thay đổi rất nhiều theo nhiệt độ (các
loại dầu Naphten), ngợc lại các loại dầu có chỉ số độ nhớt cao thì độ nhớt của dầu ít thay đổi theo
nhiệt độ (các loại dầu Parafin).
12
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Trong nhiều
trờng hợp, nếu nhiệt
độ làm việc của máy
mà ít thay đổi thì ng-
ời ta ít chú ý đến chỉ

số độ nhớt. Còn trong
trờng hợp nhiệt độ chạy máy thay đổi trong khoảng rộng, nh động cơ ôtô, thì cùng với một số
tính năng khác chỉ số độ nhớt cũng đợc coi trọng.
Trong quá trình sử dụng dầu có biểu hiện thay đổi chỉ số độ nhớt thì đó là dầu nhiễm bẩn
có lẫn các sản phẩm khác. Đôi khi quá trình oxi hóa cũng là nguyên nhân làm tăng chỉ số độ
nhớt trong quá trình sử dụng. Việc giảm chỉ số độ nhớt VI cũng có thể là có những lực phá vỡ
cấu trúc phân tử của các phụ gia Polyme có mặt trong dầu bôi trơn.
1.5.4. Màu sắc.
Sự khác nhau về màu sắc của dầu bôi trơn có nguồn gốc từ sự khác nhau về dầu thô dùng
chế biến ra nó, về khoảng nhiệt độ sôi, về phơng pháp và mức độ làm sạch trong quá trình tinh
luyện, về hàm lợng và bản chất của phụ gia pha vào trong dầu.
Màu dầu rất khác nhau: từ trong suốt đến màu sẫm hoặc màu đen kịt. Ngời ta nhận thấy
rằng dầu bị tối màu dần trong quá trình sử dụng là dấu hiệu của sự nhiễm bẩn hay sự bắt đầu của
quá trình oxi hóa. Sự sẫm màu của dầu kèm theo sự thay đổi không lớn chỉ số trung hòa và độ
nhớt thờng là dấu hiệu của sự nhiễm bẩn các chất lạ. Các tạp chất có màu có thể làm thay đổi
màu dầu một cách rõ rệt, nhng không ảnh hởng đến các thuộc tính khác. Ví dụ nh màu dầu ít có
ý nghĩa đối với dầu động cơ. Rất nhiều các dầu mới có pha phụ gia tối màu và thông thờng trong
quá trình sử dụng thì dầu của động cơ tối màu rất nhanh.
Nói chung, các phơng pháp so màu đều dựa trên cơ sở so sánh bằng mắt thờng, lợng ánh
sáng truyền qua một bề dày xác định của một loại dầu với lợng ánh sáng truyền qua của một
trong số các dãy kính màu. Theo ASTM-D1500 (màu của các sản phẩm dầu mỏ) thì phơng pháp
thử là phơng pháp xác định bằng mắt màu của các loại dầu bôi trơn và một số lợng lớn các sản
phẩm dầu mỏ khác, các loại sáp cũng nằm trong số đó.
Ngời ta dùng một nguồn ánh sáng tiêu chuẩn, còn mẫu thì đợc đặt trong buồng thử rồi so
sánh màu với các đĩa thủy tinh, màu có giá trị từ 0,5 đến 8,0.
Phép xác định màu của các sản phẩm dầu mỏ đợc sử dụng chủ yếu cho các mục đích
kiểm tra trong quá trình sản xuất và đối với ngời tiêu dùng thì màu dầu cũng là một chỉ tiêu chất
lợng quan trọng, vì ngời ta nhìn thấy đợc. Ví dụ, trong quá trình chế biến dầu gốc, màu sắc của
dầu là dấu hiệu hớng dẫn cho ngời tinh luyện biết rằng quá trình hoạt động sản xuất có tốt
không. Tuy nhiên, thuộc tính này ít có ý nghĩa vì chúng không nói lên đợc chất lợng của dầu, trừ

các trờng hợp dầu trắng trong y học và công nghiệp, vì chúng thờng dùng để pha chế hay đợc
dùng làm các sản phẩm mà độ bẩn hay màu bẩn là không đợc a chuộng.
13
Hình 2.1. Sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theo nhiệt độ;
lý giải về chỉ số độ nhớt (VI).
L - độ nhớt của dầu có VI = 0 (dầu có VI thấp dầu naphten).
H - độ nhớt của dầu có VI = 100 (dầu có VI cao dầu Parafin).
U - độ nhớt của dầu cần phải tính chỉ số độ nhớt
Độ nhớt động học
L-H
40
H (VI=100)
Nhiệt độ, oC
100
U
L (VI=0)
L-U
VI của dầu U = 100.(L-U)/(L-H)
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
1.5.5. 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.
Tỷ trọng là tỉ số giữa khối lợng riêng của một chất lỏng đã cho ở nhiệt độ qui định với khối lợng
riêng của nớc ở cùng điều kiện nhiệt độ đó. Nh vậy, nếu khối lợng riêng của nớc là bằng 1 thì tỷ
trọng của dầu và khối lợng riêng của dầu là bằng nhau ở nhiệt độ quy định đó. Trọng lợng API là
một hàm đặc biệt của trọng lợng riêng chúng liên quan với nhau theo phơng trình:

Nh vậy giá trị API sẽ tăng khi trọng lợng của dầu thay đổi theo nhiệt độ và đợc xác định ở
nhiệt độ nhất định, sau đó đa về nhiệt độ chuẩn.
Có các phơng pháp xác định khối lợng riêng và tỷ trọng nh sau:
Tiêu chuẩn ASTM-D1250 cung cấp những bảng cho phép tính chuyển khối lợng

riêng và tỷ trọng đo đợc ở bất kỳ nhiệt độ nhiệt độ nào trong khoảng từ -17,8
o
C (
o
F) đến 160
o
C
(500
o
F) về nhiệt độ tiêu chuẩn ở 15,6
o
C (60
o
F).
Phơng pháp đo ASTM-D941 (khối lợng riêng và tỷ trọng của chất lỏng đo bằng
Pycnomet Lipkin có hai capila) dùng cho các phép đo khối lợng riêng của chất lỏng bôi trơn bất
kỳ có độ nhớt nhỏ hơn 15 mm/s ở 12
o
C.
Phơng pháp ASTM-D1298 thờng dùng trong phòng thí ngiệm. Ngời ta sử dụng một
tỷ trọng kế bằng thủy tinh để xác định khối lợng riêng, tỷ trọng, hay trọng lợng API của tất cả
các sản phẩm dạng lỏng.
Phép xác định khối lợng riêng khá nhanh và dễ dàng vì các sản phẩm của phân đoạn dầu
thô nhất định thì chúng có khoảng nhiệt độ sôi và độ nhớt nhất định cho nên chúng có khối lợng
riêng trong một khoảng xác định. Ta biết rằng với các loại dầu nhờn gốc khác nhau thì có khối l-
ợng riêng khác nhau ở cùng điều kiện nhiệt độ nh nhau. Ví dụ nh các loại dầu gốc parafin có
khối lợng riêng nhỏ hơn các loại dầu gốc có chứa thành phần naphten và aromat. Chính vì vậy,
ngời ta sử dụng khối lợng riêng trong việc nhận biết các loại dầu nếu ta biết đợc khoảng nhiệt độ
chng và độ nhớt của dầu.
Phép đo khối lợng riêng kết hợp với các phép đo khác cho phép nhận biết thành phần

hydrocacbon có trong dầu nhờn gốc, nh thành phần parafin, naphten và aromatic.
Khối lợng riêng của một chất bôi trơn ít có ý nghĩa trong vịêc đánh giá chất lợng. Khối l-
ợng riêng của dầu đã sử dụng cũng gần bằng khối lợng riêng của dầu mới. Một giá trị khối lợng
riêng bất thờng cho thấy rằng dầu bị lẫn các sản phẩm khác hay một dung môi hay một chất khí.
Chẳng hạn, sự thay đổi khối lợng riêng của dầu động cơ có thể là do dầu bị nhiễm chất bẩn hoặc
có lẫn nhiên liệu vào. Tuy nhiên, khối lợng riêng và tỷ trọng đợc dùng chủ yếu là để xác lập các
chỉ tiêu về trọng lợng và thể tích trong vận chuyển, tồn chứa và mua bán. Nh vậy, ứng dụng chủ
yếu của khối lợng riêng là để chuyển đổi trọng lợng sang thể tích hay từ thể tích sang trọng lợng.
1.5.6. Điểm chớp cháy và bắt lửa:
Điểm chớp cháy của dầu đợc định nghĩa là nhiệt độ thấp nhất mà tại áp suất khí quyển là
101,3 kPa, mẫu đợc nung nóng. Khi có ngọn lửa thì sẽ chớp cháy và lan truyền tức thì trên bề
mặt mẫu.
Nhiệt độ thấp nhất mà ở đó mẫu tiếp tục cháy trong 5 giây đợc gọi là điểm bắt lửa.
14
141.5
Trọng l ợng API =
Trọng l ợng riêng 60/60
o
F
- 131.5
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Điểm bắt lửa và điểm chớp cháy của dầu mới thay đổi theo độ nhớt. Dầu có độ nhớt cao
thì sẽ có điểm chớp cháy và bắt lửa cao hơn. Thông thờng độ bắt cháy phụ thuộc vào loại dầu
thô. Dầu naphten thờng có điểm chớp cháy và bắt lửa cao hơn dầu parafin có cùng độ nhớt. Quy
luật chung là đối với các hợp chất nh nhau thì có điểm chớp cháy và bắt lửa tăng khi mà trọng l-
ợng phân tử tăng.
Mặc dù điểm chớp cháy và bắt lửa của dầu là một đặc trng sơ bộ về bản chất cháy của nó
nhng chúng chỉ là một trong những yếu tố gây ra hỏa hoạn của dầu. Để xác định điểm chớp cháy
và bắt lửa của dầu bôi trơn ngời ta thờng dùng ASTM-D.92 (xác định điểm chớp cháy và bắt lửa
cốc hở) và ASTM-D.93 (xác định điểm chớp cháy và bắt lửa cốc hở). Phơng pháp này còn đợc

dùng để xác định độ nhiễm bẩn của dầu bôi trơn bởi những lợng nhỏ các chất dể bay hơi. Trong
trờng hợp dầu động cơ điezen có sự giảm đáng kể của điễm chớp cháy, có thể xác nhận một cách
định tính rằng: việc hòa tan các nhiên liệu vào dầu đã làm giảm đáng kể độ nhớt của dầu. Để xác
định sự hòa tan nhiên liệuvào trong dầu nhờn của động cơ xăng ta có thể dùng phơng pháp
ASTM-D.322.
Đối với ngời sử dụng, trong những trờng hợp nhất định, việc xác định điểm chớp cháy và
bắt lửa là hết sức cần thiết với công tác phòng chống cháy nổ. Tuy nhiên, đó là một trong những
tính chất cần lu ý, khi đánh giá toàn bộ nguy cơ gây nổ của vật t. Hơn nữa, khi cần làm việc ở
nhiệt độ cao mà ta lại sử dụng dầu có điểm chớp cháy thấp, nghĩa là dễ bay hơi gây ra tiêu hao
lớn. Dầu mới thì có điểm chớp cháy và bắt lửa thấp hơn giá trị mà nó cần phải có thì đó là dấu
hiệu của dầu có độ nhớt thấp, có phân đọan dầu nhẹ, dung môi dễ bay hơi và xảy ra quá trình
cracking dầu do làm việc ở nhiệt độ cao. Nhng nếu dầu mới lại có điểm chớp cháy và bắt lửa cao
hơn mức bình thờng báo hiệu cho sự pha trộn cho dầu có độ nhớt cao hơn.
1.5.7. Điểm anilin.
Một hổn hợp gồm hai thành phần là hổn hợp hydrocacbon và anilin không tan trong nhau
chia thành hai lớp, khi tăng nhiệt độ lên thì hổn hợp thành đồng nhất (tan hoàn toàn). Khi làm
nguội từ từ đến một nhiệt độ xác định nào đó thì hổn hợp lại bắt đầu phân lớp, biếu hiện bằng
hiện tợng đục lên của dung dịch. Nhiệt độ ứng với thời điểm xuất hiện hiện tợng đục này thì đợc
gọi là điểm anilin.
Điểm anilin thờng đợc sử dụng để xác định hàm lợng aromat, naphten và parafin có trong
hổn hợp. Tuy nhiên, nó cũng có nhiều ý nghĩa thực tiễn khác nh việc xác định chỉ ra hiệu ứng
hòa tan của dầu vào các chất hữu cơ, mà các chất này làm kín trong hệ thống thủy lực, các chất
cách điện v.v Nói chung, dầu có điểm anilin càng thấp thì càng làm trơng nở các vật liệu làm
kín.
Điểm anilin đợc xác định theo phơng pháp ASTM-D.661 bằng cách trộn lẫn các thể tích t-
ơng đơng của dầu, anilin và n- heptan, gia nhiệt cho đến khi hỗn hợp tan trong đồng thể sau đó
làm lạnh từ từ, nhiệt độ mà tại đó hổn hợp tách thành hai pha chính là điểm anilin.
1.5.8. Cặn cacbon.
Cặn cacbon đợc tạo ra khi cho bay hơi và nhiệt phân một sản phẩm dầu mỏ. Cặn này
không phải là cặn cacbnon hoàn toàn mà nó là một loại cốc và còn bị biến đổi của quá trình

nhiệt phân. Cặn cacbon chính là sản phẩm cháy trong điều kiện thiếu không khí.
Phơng pháp xác định cặn cacbon đợc sử dụng chủ yếu cho các loại dầu gốc dùng vào việc
sản xuất dầu nhờn động cơ và một vài loại dầu xylanh nặng.
15
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Dầu nhờn đợc tinh chế nghiêm ngặt thì hàm lợng cacbon càng giảm. Vì vậy, hàm lợng
cặn cacbon còn dùng để đánh giá mức độ tinh luyện của dầu và nó cũng giúp cho việc lựa chọn
các loại dầu nhờn cho những mục tiêu thích hợp khác nhau. Nếu chúng ta sử dụng dầu nhờn có
hàm lợng cặn cacbon lớn có thể sẽ gây mài mòn và làm tắc nghẽn kim phun, tắc nghẽn hệ thống.
Lợng cặn cacbon trong dầu nhờn động cơ mà cao thì nó có thể gây ra hiện tợng kích nổ hay làm
tắc kim phun trong động cơ điezel hay có thể làm giảm thể tích của buồng đốt do nó bám dính
vào thành xylanh xupap. Các phụ gia có mặt trong dầu nhờn cũng góp phần làm ảnh hởng đến
hàm lợng cặn.
Có hai phơng pháp xác định hàm lợng cặn cacbon, thứ nhất là phơng pháp ASTM-D.524
(xác định hàm lợng cặn cacbon của các sản phẩm dầu mỏ theo Ramsbottom) mẫu đợc nung
nóng ở nhiệt độ nhất định trong một quả cầu thủy tinh có lỗ nhỏ để cho các thành phần bay hơi
bốc hết đi. Phần cặn nặng trong bóng thủy tinh tiếp tục cracking hóa và cốc hóa. Phần còn lại
đem cân và xác định hàm lợng cặn cacbon theo Ramsbottom. Phơng pháp thứ hai là ASTM-
D.189. Hai phơng pháp này chỉ khác nhau ở dụng cụ tiến hành là chính còn về nguyên tắc là đun
nóng để thực hiện quá trình cracking và cốc hóa rồi cân lợng cặn còn lại.
1.5.9. Hàm lợng tro và tro sunfat.
Hàm lợng tro đợc định nghĩa là lợng cặn không cháy hay các khoáng chất còn lại sau khi
đốt cháy một mẫu dầu nhờn. Một lợng nhỏ các tạp chất có mặt trong thành phần tro có thể là
thông tin cho phép xem xét liệu sản phẩm dầu nhờn đó có thích hợp để sử dụng cho mục đích đã
định hay không.
Thành phần chính của tro là: những oxit kim loại của Ca, Mg, Al, Fe, V, Ni, Na, và oxit
Silic do các muối thủy phân tạo thành
Tro sunfat là hàm lợng cặn còn lại sau khi than hóa mẫu, sau đó phần cặn đợc xử lý bằng
axit sunfuric và đun nóng đến khối lợng không đổi. Ngày nay, nhiều nhà sản xuất đã đa giới hạn
cực đại của hàm lợng tro sunfat vào bản đặc tính kỹ thuật của một số loại dầu nhờn động cơ.

Hàm lợng tro sunfat trong dầu nhờn động cơ khoảng từ 0,8 đến1,5% còn hàm lợng tro sunfat của
phụ gia đóng gói cho động cơ xăng là từ 7 đến 13% và cho dầu động cơ điezel là trên 17%.
Việc xác định hàm lợng tro giúp ta đánh giá đợc lợng phụ gia đa vào trong dầu bởi vì hàm
lợng tro sunfat là tro của các loại phụ gia mà ta cho vào dầu nhờn để làm tăng tính năng sử dụng
của dầu nhờn. Với hàm lợng tro lớn hơn quy định thì có thể nói rằng dầu bị nhiễm tạp chất, hoặc
do sản phẩm của quá trình mài mòn hoặc do các kim loại tan trong dầu và các loại tạp chất khác.
Nếu dầu nhờn thải có hàm lợng tro quá lớn thì khi thải ra ngoài môi trờng sẽ gây ô nhiễm môi tr-
ờng.
Có hai phơng pháp xác định hàm lợng tro:
+. Phơng pháp ASTM-D.482 dùng để xác định hàm lợng tro của các loại dầu nhờn
không có chứa phụ gia tạo tro (dầu tuabin và nhiều loại tuần hoàn có độ nhớt cao) hoặc là có
chứa phụ gia không tạo tro (dầu máy nén, dầu bánh răng, dầu động cơ khí).
+. Phơng pháp ASTM-D.874 dành riêng cho các loại dầu có chứa các phụ gia tạo tro. Ph-
ơng pháp này không nên dùng cho các dầu nhờn gốc cũng nh các loại dầu nhờn không có phụ
gia.
16
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
1.5.10. Hàm lợng Lu Huỳnh:
Lu huỳnh có thể có sẵn trong dầu khoáng hoặc dầu gốc hay là trong các phụ gia. Nó có
thể hoạt động hóa học hay ở dạng tơng đối trơ ở dạng liên kết với các hợp chất hữu cơ. Dạng lu
huỳnh hoạt động gây ăn mòn, đặc biệt đối với đồng và các hợp chất chứa đồng. Ngợc lại, một ít
hàm lợng lu huỳnh ở dạng trơ thì có tác dụng tốt, bởi vì nó làm tăng khả năng bám dính trên bề
mặt vật liệu bôi trơn.
- ASTM-D.129 (phơng pháp dùng bom) đợc áp dụng để xác định tổng hàm lợng trong
mọi loại dầu bôi trơn với điều kiện hàm lợng lu huỳnh ít nhất phải bằng 1%. Nguyên tắc của quá
trình là bật tia lửa điện để đốt cháy một lợng nhỏ mẫu trong môi trờng oxi hóa ở áp suất cao. Sản
phẩm cháy thu hồi, lu huỳnh ở dạng kết tủa với BaSO
4
và đợc đem cân.
- ASTM-D.1266 (phơng pháp đèn) dùng để xác định hàm lợng lu huỳnh tổng cộng có nồng

độ từ 0,01 đến 0,4% trong các sản phẩm dầu. Để xác định hàm lợng lu huỳnh có trong dầu bôi trơn
hay các sản phẩm dầu mỏ có hàm lợng lu huỳnh cao không thể đốt trực tiếp mà dùng phơng pháp
pha trộn.
- ASTM-D.1552 (phơng pháp nhiệt độ cao) xác định tổng hàm lợng lu huỳnh có trong
dầu bôi trơn, có hàm lợng lu huỳnh lớn hơn 0,06%.
Hậu quả không mong muốn của lu huỳnh là gây ăn mòn, chẳng hạn nh là ăn mòn tấm
đồng. Tuy nhiên, do những biểu hiện cực áp có lợi nên trong nhiều trờng lu huỳnh có mặt trong
dầu bôi trơn ở dạng phụ gia thờng kết hợp với các nguyên tố khác, nh phụ gia chịu áp, chống mài
mòn, chống oxi hóa, chống ăn mòn.
1.5.11. Hàm lợng nớc:
Hàm lợng nớc có trong dầu nhờn là lợng nớc đợc tính bằng % theo trọng lợng thể tích hay
theo ppm. Hàm lợng nớc trong dầu nhờn là một đặc trng quan trọng đối các loại dầu: dầu thủy
lực, dầu ôtô, dầu bánh răng công nghiệp, dầu tuabin, dầu xylanh, dầu công nghiệp, đặc biệt là nó
rất quan trọng đối với dầu biến thế. Nớc có trong dầu biến thế sẽ làm giảm điện áp đánh thủng
gây nguy hiểm cho máy biến thế.
Nớc có trong dầu không những đẩy nhanh sự ăn mòn và sự oxi hóa mà nó còn tạo nên nhủ
tơng. Trong một vài trờng hợp thì nớc thủy phân các phụ gia tạo nên bùn mềm và xốp. Có thể
loại nớc trong dầu nhờn bằng phơng pháp lọc, ly tâm, chng cất chân không.
1.5.12. Sức căng bề mặt:
Sức căng bề mặt đợc định nghĩa là lực bên trong tác dụng lên bề mặt chất lỏng do sức hút
của các phân tử nằm dới bề mặt. Phơng pháp tiêu chuẩn ASTM-D.971 đo sức căng bề mặt bằng
cách xác định lực cần thiết để nhất một vòng dây bạch kim ra khỏi bề mặt chất lỏng có sức căng
bề mặt lớn hơn, nghĩa là hớng lên từ mặt phân chia nớc - dầu.
Sức căng bề mặt của dầu nhờn ít có ý nghĩa so với việc dùng nó để kiểm tra chất lợng của
dầu. Tuy nhiên, phơng pháp rất có ích trong việc đánh giá chất lợng của dầu nhờn đã sử dụng.
Thông qua sức căng bề mặt có thể dự đoán khả năng bền oxi hóa của dầu nhờn.
1.5.13. sự pha tạp nhiên liệu:
Việc lẫn nhiên liệu vào dầu nhờn động cơ làm cho độ nhớt của dầu nhờn giảm xuống,
tăng khả năng mài mòn, làm giảm nhiệt độ chớp cháy làm giảm tỷ trọng Sự pha tạp chất quá
mức của nhiên liệu vào dầu còn có thể do trục trặc trong quá trình vận hành máy.

17
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Ngời ta xác định lợng nhiên liệu xăng lẫn vào trong dầu nhờn động cơ theo phơng pháp
chng cất ASTM-D.322 hoặc phơng pháp sắc kí ASTM-D.3525. Và xác định hàm lợng nhiên liệu
dầu điezel lẫn vào trong dầu nhờn động cơ theo phơng pháp ASTM-D.3524.
1.5.14. cặn không tan:
Cặn không tan trong dầu nhờn là các chất bẩn, mạt kim loại do bị mài mòn, đất cát bụi,
muội nhiên liệu và các sản phẩm oxi hóa. Các cặn muội có mặt trong dầu nhờn động cơ làm tăng
độ đặc của dầu và tạo ra các cặn bùn làm tắc các rãnh dầu, bầu lọc dẫn tới tình trạng nóng chảy
bạc lót ổ đỡ, kẹt trục khủyu. Cặn không tan làm cho dầu mới giảm phẩm chất ngay khi vừa cho
vào. Cặn bẩn lâu ngày sẽ quánh lại và đóng rắn đến mức không thể dùng các phơng pháp cơ học
để làm sạch đợc. Theo phơng pháp ASTM-D.893 có hai cách xác định hàm lợng cặn không tan là
phơng pháp ly tâm và phơng pháp dùng chất đông tụ.
1.5.15. ộ bền oxi hóa :
Độ bền oxi hóa của dầu nhờn là khả năng chống lại sự oxi hóa dầu khi dầu tiếp xúc với
không khí ở nhiệt độ cao, áp suất cao.
Quá trình oxi hóa dầu nhờn làm sinh ra các sản phẩm có hại nh là axit, cặnn, nhựa làm
tăng độ nhớt, tăng khả năng ăn mòn và làm giảm tuổi thọ của dầu. Vì thế, khả năng chống oxi
hóa cao là một yêu cầu quan trọng đối với các loại dầu, đặc biệt là tua bin, dầu biến thế vì chúng
làm việc trong thời gian rất lâu mới thay dầu.
Hầu hết, các hợp phần của dầu nhờn đều tác dụng nhanh hay chậm với oxi và quá trình
oxi hóa chủ yếu là quá trình làm biến chất dầu động cơ và dầu máy nén. Nếu dầu nhờn có độ bền
oxi hóa thấp thì thờng xuyên phải thay dầu gây nên chi phí chạy máy tăng lên.
1.6. Tính năng sử dụng và các phép thử tính năng của dầu nhờn.
1.6.1. Tính năng sử dụng của dầu nhờn :
Dầu nhờn dùng cho các trang máy móc thiết bị, động cơ hiện đại thì cần phải có đầy đủ
những tính năng sử dụng sau đây:
- Đảm bảo cho máy móc khi làm việc thì h mòn rất ít.
- Không cho các phụ tinh chế biến bằng kim loại màu và bằng hợp kim bị ăn mòn.
- Không hình thành chất sơn và không sinh ra hiện tợng kết dính với pittông.

- Bùn dầu thì có tính chất phải rất ít.
- Dầu nhờn ở trong hệ thống phải lu động dễ dàng, tức là phải đảm bảo điều kịên mở
máy dễ dàng.
- Trên các phụ tùng hình thành than tích rất nhỏ.
Nếu sử dụng dầu nhờn, chỉ không thể bảo đảm đợc 1 trong những tính chất nêu trên thì
không thể gọi là dầu nhờn tốt đợc và khi sử dụng loại dầu nh vậy thì không thể mang lại hiệu quả
kinh tế cao.
Để đáp ứng đợc nhu cầu bôi trơn của các loại dầu bôi trơn nói chung và dầu nhờn nói
riêng thì các loại dầu này không những cần phải có một phổ rộng về các thuộc tính vật lý, hóa
học mà còn phải trải qua các phép thử tính năng.
18
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
1.6.2. Các phép thử tính năng của dầu nhờn:
Quá trình nghiên cứu và sản xuất dầu nhờn luôn gắn liền với đòi hỏi thực tế cuộc sống,
với quá trình phát triển và công nghiệp hóa xã hội, đặc biệt hơn với dầu nhờn động cơ thì sản
phẩm đợc hình thành và ra đời luôn gắn liền với sự tồn tại và phát triển của các thế hệ động cơ
mà các công nghệ này, ngày nay gần nh thay đổi hàng giờ. Vì vậy, các phép thử tính năng sử
dụng của các loại dầu bôi trơn luôn đợc đặt ra, để từ đó định dạng các yêu cầu về các chất lợng
hóa lý của các loại dầu cụ thể.
Mục đích của việc xác định tính năng của dầu nhờn là giúp cho các việc sản xuất ra các
sản phẩm đồng nhất với nhau, dựa vào các phép thử tính năng của dầu nhờn thì phần nào cũng
phản ánh đợc sự biến đổi của dầu trong quá trình sử dụng và chỉ ra những nguyên nhân làm biến
đổi đó. Việc xác định tính năng sử dụng của dầu nhờn đợc thực hiện trong phòng thí nghiệm và
áp dụng tại Mỹ từ năm 1958. Có các phơng pháp thử tính năng của dầu nhờn nh sau:
1.6.2.1 Các phép thử chống mài mòn:
Một trong những chức năng chính của dầu nhờn là làm giảm độ mài mòn cơ học của các
bộ phận máy móc tiếp xúc cọ xát nhau. Sự mài mòn đợc định nghĩa là sự mất dần vật liệu không
mong muốn do một hay cả hai bề mặt không đợc bằng của các chi tiết máy tạo nên khi chúng cọ
xát vào nhau. Các điều kiện chạy máy khác nhau, các loại vật liệu khác nhau, hình dáng bề mặt,
cũng nh các yếu tố môi trờng cũng ảnh hởng đến độ mài mòn. Khả năng chống kẹt khi tải trọng

tăng cao của dầu nhờn chịu áp (EP) có liên quan chặc chẽ tới giảm sự mài mòn. Khả năng này có
liên quan đến sức chụi tải của dầu, nó ngăn cách các chi tiết máy cọ xát vào nhau, nên giảm đợc
sự mài mòn và tránh đợc hiện tợng kẹt máy. Mặt khác sức chịu tải có liên quan đến khả năng bôi
trơn của các loại dầu nhờn và có thể coi là áp suất hay tải trọng cực đại mà dầu có thể chịu đựng
đợc trong những điều kiện đã cho mà không làm hỏng các chi tiết máy.
Thuộc tính chống mài mòn của dầu nhờn thờng đợc thử nghiệm bằng máy 4 bi (ASTM-D.
41217 đặc tính chống mài mòn của các chất lỏng bôi trơn). Phơng pháp xác định này có thể xác
định tính chống mài mòn của dầu nhờn trong tiếp xúc trợt ở những điều kiện định trớc.
Ngoài ra, còn có hai phơng pháp khác xác định khả năng chịu áp EP đó là:
Thiết bị Timken dùng một vòng thép cứng quay chà xát lên một tấm thép phẳng
(ASTM-D. 2782- phép đo tính chịu áp lực của các chất lỏng bôi trơn).
Thiết bị Falex dùng một trục thép quay chà vào hai khôi thép hình chữ V (ASTM-D.
3233- phép đo tính chịu áp lực của các chất lỏng bôi trơn);
1.6.2.2. Độ ăn mòn tấm đồng:
Dầu thô có chứa các hợp chất S, phần lớn các hợp chất này đã đợc loại ra trong quá trình
sản xuất dầu nhờn gốc. Tuy nhiên, các hợp chất chứa S vẫn còn lại trong dầu nhờn gốc, chúng sẽ
gây ăn mòn nhiều kim loại khác nhau và độ ăn mòn này không phải lúc nào cũng tuơng quan với
tổng hàm lợng S có trong dầu. Hiệu ứng ăn mòn có thể rất khác nhau tùy thuộc vào thành phần
hóa học của dầu nhờn, chúng có thể có là những hợp chất rất hoạt động và cũng có thể là những
hợp chất tơng đối trơ.
Sự ăn mòn đợc định nghĩa nh là một sự oxy hóa trên bề mặt kim loại gây nên sự tổn thất
kim loại hay sự tích tụ các cặn bẩn. ổ trục làm bằng hợp kim đồng, ống lót trục bằng đồng thau,
các bộ phận chuyển động trục vít bằng đồng thau cần phải dùng loại dầu nhờn không ăn mòn.
Chính vì vậy, khi để xem một loại dầu nào đó có thích hợp cho một thiết bị có những bộ phận
19
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
kim loại dễ gây ăn mòn hay không thì ngời ta tiến hành phép thử ăn mòn tấm đồng (ASTM-
D.130). Phơng pháp này cho phép định lợng về mức độ ăn mòn của dầu lên tấm đồng tinh khiết.
Theo phơng pháp này thì tấm đồng đợc đánh bóng và ngâm ngập trong mẫu dầu. Ngòi ta gia
nhiệt đến một nhiệt độ nhất định và giữ trong một thời gian nhất định, tùy thuộc vào tong loại

dầu. Khi phép thử kết thúc, tấm đồng đợc lấy ra, rửa sạch và đem so với bảng tiêu chuẩn ASTM
về ăn mòn tấm đồng. Các điều kiện thử ngiệm đợc lựa chọn thích hợp cho việc áp dụng.
1.6.2.3. Tính tạo nhủ.
Trong rất nhiều trờng hợp các loại dầu bôi trơn khi làm việc thì có lẫn nớc vào và nếu l-
ợng nớc là không nhiều, không hoàn toàn tách ra thì chúng có thể tạo nhủ tơng. Đối với dầu
nhờn, đặc biệt là dầu nhờn động cơ thì sự tạo nhủ là điều có hại bởi vì khi phần nớc xúc với các
bộ phận bằng sắt của thiết bị thì sẽ làm han gỉ các bộ phận này, đồng thời nhủ cũng làm oxi hóa
và làm giảm khả năng bôi trơn của dầu nhờn.
Do vậy, cần phải xác định tính năng tạo nhủ của dầu nhờn. Có các phơng pháp xác định
nh sau:
Phơng pháp ASTM-D.1401
Phơng pháp ASTM-D.2741
Phơng pháp ASTM-D.2711
Phơng pháp IP 19/76
1.6.2.4. Phép thử độ bọt:
Khuynh hớng tạo bọt của dầu là một vấn đề cần xem xét nghiêm túc đối với các hệ thống
bánh răng tốc độ cao, hệ thống bơm thể tích lớn, và các hệ thống bôi trơn. Bọt đợc hình thành do
dầu bị khuấy trộn cơ học và không khí đã đi vào dòng chảy của dầu. Nếu dầu chỉ lẫn một ít các
chất hoạt động bề mặt hay chống gỉ đều dễ tạo bọt. Bọt có thể dẫn đến hỏng hóc các hệ thống cơ
học. Ngoài việc làm giảm sự bôi trơn của dầu thì khi hình thành bọt dầu sẽ gây chảy tràn dầu ra
ngoài thành bình. Do đó hầu hết các loại dầu bôi trơn đều cho thêm các phụ gia chống tạo bọt.
Tiêu chuẩn ASTM-D.892 (đặc tính tạo bọt của dầu nhờn) đa ra những đặc trng tạo bọt của
dầu mới, tức là dầu cha bị bẩn. Kết quả thu đợc sẽ là không tơng ứng nếu nh dầu bị lẫn các chất
khác nh hơi nớc ẩm, các cặn bẩn rất mịn vì những chất này làm tăng khả tạo bọt. Nội dung chủ
yếu của phép thử là thổi không khí qua một mẫu dầu đợc giử ở nhiệt độ thấp nhất định và trong
một thời gian nhất định và trong một thời gian nhất định. Ngời ta đo ngay độ tạo bọt sau khi
ngừng thổi không khí, lợng bọt đợc đo và số liệu thu đợc cho ta biết về độ tạo bọt của dầu. Sau
10 phút thì lợng bọt xẹp bớt, ngời ta có thể đo thể tích tạo bọt còn lại và coi nh đó là trị số của
tính bền bọt.
1.6.2.5. Độ bền oxi hóa:

Oxy hóa là một dạng làm hỏng hóa học các sản phẩm dầu mỏ. Độ bền của oxi hóa dầu
nhờn là một đặc trng quan trọng của dầu. Sự oxi hóa dầu nhờn phụ thuộc vào nhiệt độ, vào lợng
oxy chứa trong dầu và hiệu ứng xúc tác của những kim loại.
Nếu biết điều kiện làm việc của dầu thì ba điều kiện trên có thể đợc điều chỉnh để đa ra
phép thử gắn liền với thực tế sử dụng. Tuy nhiên, sự oxi hóa trong khi sử dụng là một quá trình
cực kì chậm, một phép thử nh vậy sẽ tốn nhiều thời gian. Để rút ngắn thời gian thử nghiệm, nói
chung ngời ta phải tăng nhiệt độ nhằm tăng tốc quá trình oxi hóa.
20
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Một trong những phơng pháp thờng đợc sử dụng nhất là ASTM-D.9473 (đặc tính oxy hóa
của các loại dầu khoáng có chứa các chất ức chế), phơng pháp này có thể áp dụng cho hầu hết
các loại dầu bôi trơn, đặc biệt là các dầu bôi trơn có phụ gia chống oxy hóa. Tuy nhiên, phơng
pháp này để xác định chủ yếu là cho dầu tuabin hơi. Bởi vậy, nó đợc nó đợc đặt biệt coi trọng
trong việc xác định độ bền oxy hóa của dầu bôi trơn có lẫn nớc.
Một phơng pháp khác (ASTM-D.2272- xác định độ bền oxi hóa của các loại dầu tuabin
bằng bom quay) là thử độ bền oxi hóa bằng bom quay, sử dụng bom có chứa oxi ở áp suất cao để
đánh giá độ oxy hóa.
Phơng pháp thử ASTM-D.2893 dùng để xác định độ bền oxi hóa của các loại dầu bôi trơn
chịu áp.
Phơng pháp ASTM-D.4742 đợc dùng để đánh giá độ bền oxi hóa của các loại dầu động
cơ cho các động cơ xăng.
Ngoài ra, còn một số phơng pháp nh IP 48/49 đa ra phép đo mức độ hỏng của dầu bằng
cách đo dộ nhớt và hàm lợng cặn cacbon trớc và sau khi oxi hóa. Hai phơng pháp khác là IP
328/89 và IP 307/89 chỉ dùng để đáng giá xác định độ bền oxi hóa của các loại dầu khoáng
khoáng cách điện mạch thẳng.
Những kết quả của phép đo độ bền oxi hóa là cơ sở để đánh giá tuổi thọ tơng đối của
những chất bôi trơn cùng loại.
1.6.2.6. Độ bền nhiệt:
Độ bền nhịêt là khả năng của một loại dầu nhờn hay của một loại phụ gia chống lại sử
phân hủy nhiệt khi để lâu ở nhiệt độ cao, sự phân hủy có thể dẫn đến tăng độ axit, tăng độ nhớt

và tăng độ cặn.
Tiêu chuẩn ASTM-D.2160 (độ bền nhiệt của các chất lỏng thủy lực) là phép xác định độ
bền nhiệt của các chất lỏng. Theo phơng pháp này dầu đợc đặt vào trong bình thủy tinh chân
không kín, chịu nhiệt độ từ 260 đến 516
o
C. Nh vậy, các sản phẩm phân hủy bị bay hơi đợc vẫn
luôn tiếp xúc với chất lỏng trong suốt quá trình thử nghiêm. Trong phép thử cải tiến thì mẫu dợc
cho vào bình thủy tinh sạch, đợc hút chân không đuổi hết khí (để tránh quá trình oxi hóa) và đun
nóng. Cần nhớ rằng phơng pháp thử này không đo nhiệt độ mà lại đo các phân đoạn bay hơi tạo
thành, nó chỉ cho ta biết phân đoạn chính xảy ra ở một nhiệt độ nhất định trong quá trình thử
nghiệm.
Sau quá trình thử nghiệm ngời ta xác định chỉ số trung hòa và độ nhớt cảu dầu.
Do mức độ phân hủy của dầu và sự tạo thành khí gây nên áp suất cao ở nhiệt độ từ 260
đến 315
o
C mà phơng pháp thử này không thích hợp đối với các chất lỏng có nớc hay các chất
lỏng sinh ra khí ở áp suất cao ở nhiệt độ đã dẫn ra ở trên.
Một lợng lớn các phép thử riêng cũng đợc dùng để đánh giá độ bền nhiệt của các loại dầu
bôi trơn chọn lọc. Thông thờng chúng đốt nóng hay cho chảy tuần hoàn trên bề mặt kim loại đốt
nóng. Thờng ngời ta hạn chế việc cho các tấm kim loại tiếp xúc với không khí, do vậy các tấm
kim loại khác nhau đóng vai trò xúc tác đợc ngâm vào trong mẫu dầu.
1.6.2.7. Chống gỉ:
Phơng pháp ASTM-D.665 (những đặc tính chống gỉ của chất ức chế khi có mặt nớc) đợc
dùng rộng rãi để đánh giá khả năng chông gỉ cho các bộ phận bằng sắt của các loại dầu khoáng
21
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
có các chất ức chế, đặc biệt là dầu tuabin hơi khi nớc và dầu bị trộn lẫn với nhau. Phơng pháp
này cũng đợc dùng cho các loại dầu khác nh dầu thủy lực và dầu bôi trơn tuần hoàn.
Trên là một vài phép thử điển hình tính năng của dầu nhờn động cơ.
1.7. Tính chất hóa học v s sn xut du nhn chung

1.7.1 Thành phần hóa học của dầu nhờn:
1.7.1.1 Các hợp chất Hydrocacbon
a) Các hydrocacbon Naphten và Parafin:
Các hydrocacbon này đợc gọi chung là nhóm hydrocacbon Naphten- Parafin là thành
phần chủ yếu có trong dầu nhờn gốc. Hàm lợng nhóm này tùy thuộc vào bản chất của dầu mỏ và
khoảng nhiệt độ sôi mà chúng chiếm từ 41-68 % trong thành phần hóa học của dầu nhờn.
Trong thành phần hóa học của dầu nhờn, hàm lợng n-parafin và iso-Parafin có ít hơn so
với các thành phần hydrocacbon khác ngay cả khi đi từ nguồn dầu mỏ họ parafinic để chế biến
dầu nhờn thì điều này vẫn đúng. Các iso-Parafin thì lại có số lợng ít hơn cả n-parafin, chúng có
cấu trúc mạch nhánh dài, ít nhánh phụ và các nhánh hầu nh là nhóm metyl.
Các hợp chất n-parafin thờng có khoảng 20 cacbon, những hợp chất n-parafin có phân tử
lợng lớn thờng là những Parafin rắn (gọi là sáp), chúng làm giảm độ linh động của dầu nhờn cho
nên cần phải làm giảm tới mức tối thiểu. Nhng ngợc lại, các iso-parafin lại là những cấu tử tốt
cho dầu nhờn vì chúng có độ nhớt thích hợp và tính nhớt nhiệt rất tốt.
Từ bảng IV.1 cho ta thấy rằng nếu mạch càng dài, nhánh phụ ở vị trí đầu mạch và có
nhánh thì chúng có trị số nhớt đặc biệt cao và là những cấu tử thích hợp cho dầu nhờn gốc có
chất lợng cao.
Bng 1.2: Chỉ số độ nhớt của iso-Parafin C
21-24
Thành phần
hydrocacbon naphten trong nhóm hydrocacbon naphten - parafin này có cấu trúc chủ yếu là các
hợp chất vòng naphten, có kết hợp các các nhánh alkyl hoặc iso alkyl và có nguyên tử cacbon
trong phân tử có thể từ 20 - 40, hoặc có khi lên đến 60, số vòng có thể từ 1 đến 5 vòng (cũng có
loại dầu đã phát hiện có số vòng đến 7 hoặc 9). Cấu trúc có thể ở 2 dạng: cấu trúc không ngng tụ
(phân tử có thể chứa từ 1 - 6 vòng) và cấu trúc ngng tụ (phân tử có thể chứa từ 2 - 4 vòng ngng
tụ). Cấu trúc nhánh của các vòng naphten cũng rất đa dạng, chúng khác nhau bởi số nhánh, chiều
dài mạch, mức độ phân nhánh của mạch và vị trí phân nhánh của mạch trong vùng. Qua thực
ngiệm ta thấy rằng :
Phân đoạn nhớt nhẹ có chứa chủ yếu là các dãy đồng đẳng của xyclohexan và
cyclopentan.

Phân đoạn nhớt trung bình chứa chủ yếu là các vòng naphten có các mạch nhánh
alkyl, iso alkyl với số vòng từ 2-4 vòng.
Hydrocacbon
Số nguyên tử cacbon
trong phân tử
Chỉ số độ nhớt
2-metyl-eicozan 21 165
3-metyl- eicozan 21 146
4-metyl- eicozan 21 145
5-metyl- eicozan 21 140
2-metyl-tricozan 24 170
2,2-dimetyl-docozan 24 163
2,4- dimetyl-docozan 24 144
2,4,6-trimetyl-heiecozan 24 118
22
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Phân đoạn nhớt nặng chứa các hợp chất vòng ngng tụ với số vòng từ 2 đến 4 vòng.
Khi nghiên cứu sự phân bố loại hydrocacbon naphten và iso - parafin trong phân đoạn dầu
nhờn, đã loại thành phần n-parafin và hydrocacbon thơm của các loại dầu mỏ thuộc họ trung
gian, đã cho ta thấy naphten chiếm toàn phần lớn trong đó nhiều nhất là loại 1, 2, 3, 4 và 5 vòng.
(xem bảng 1.3).
Bảng 1.3: Thành phần Naphten và iso-Parafin trong phân đoạn dầu nhờn đã loại n-Parafin và
thơm của dầu họ trung gian.
b) Nhóm hydrocacbon thơm và
hydrocacbon naphten - thơm:
Thành phần và cấu trúc của nhóm này
có ý nghĩa quan trọng đối với dầu nhờn gốc.
Một loạt các tính chất sử dụng của dầu nhờn nh
tính ổn định chống oxy hóa, tính bền nhiệt, tính
chống mài mòn, độ hấp thụ phụ gia phụ thuộc

chủ yếu vào tính chất và hàm lợng của nhóm hydrocacbon này. Tuy nhiên hàm lợng và cấu trúc
của chúng còn phụ thuộc vào bản chất dầu gốc và nhiệt độ sôi của các phân đoạn.
Phân đoạn nhớt nhẹ (350 - 400
o
C) có mặt chủ yếu các hợp chất dãy đồng đẳng benzen
và Naphten.
Phân đoạn nhớt nặng hơn (400 - 450
o
C) có chứa các hydrocacbon thơm đa vòng dạng
đơn hay dạng kép.
Phân đoạn có nhiệt độ sôi cao hơn chứa các chất thuộc dãy đồng đẳng của naphten,
antraxen, và một lợng lớn các hợp chất hydrocacbon đa vòng.
Các hydrocacbon thơm là những loại có 1, 2, 3 vòng thơm, còn loại có 5 vòng thơm trở
lên rất ít. Ngoài sự khác nhau về số vòng thơm ở các hydrocacbon thơm còn khác nhau bởi số
nguyên tử cacbon, mạch nhánh và vị trí nhánh. Trong nhóm này, ngời ta còn phát hiện thấy sự có
mặt của các vòng thơm ngng tụ đa vòng. Một phần là do chúng đã có mặt trong nguồn dầu
nguyên liệu ban đầu có tỷ lệ thay đổi theo nguồn gốc dầu mỏ, một phần khác thì chúng đợc hình
thành trong quá trình chng cất do phản ứng trùng ngng, trùng hợp dới tác dụng của nhiệt độ. Tuy
nhiên, đại bộ phận hợp chất thơm trong dầu nhờn là loại lai hợp, lai hợp naphten và hydrocacbon
thơm hay parafin.
Nhìn chung, các hydrocacbon naphten hay hydrocacbon thơm 1 vòng hoặc 2 vòng với
mạch nhánh parafin dài khi có cùng nhiệt độ sôi thì độ nhớt của chúng cũng xấp xĩ nhau. Khi
tăng chiều dài mạch nhánh thì độ nhớt tăng lên rõ rệt và chỉ số độ nhớt cũng tốt, đặc biệt nhánh
alkyl lại phân nhánh. Còn naphten và hydrocacbon cacbon nhiều vòng hoặc dạng lai hợp
naphten-hydrocacbon thơm thờng có độ nhớt rất cao song chỉ số độ nhớt lại rất thấp.
Nh vậy, những hợp chất này không phải là những cấu tử cần thiết cho dầu gốc để chế tạo dầu bôi
trơn có chất lợng tốt, mặt khác trong quá trình làm việc thì các hợp chất này có xu hớng tạo nhựa
mạnh làm giảm nhanh chóng tính năng sử dụng của dầu nhờn.
Loại hydrocacbon
% thể tích

iso-Parafin 26
Naphten 1 vòng 8
Naphten 2 vòng 15
Naphten 3 vòng 15
Naphten 4 vòng 13
Naphten 5 vòng 11
Naphten 6 vòng 7
Naphten 7 vòng 3
Naphten 8 vòng 1
Naphten 9 vòng 1
23

Dầu
Gốc
n-Parafin Tách sáp Sáp
Naphten một vòng và alkylbenzen
izo-Parafin
Naphten và hydrocacbon thơm hai vòng
Naphten và hydrocacbon thơm đa vòng
Trích ly bằng dung môi
Các hợp chất phi hydrocacbon
Phần chiết thu đ ợc
Hình 1.1 : Thành phần của phân đoạn cất chân không
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
Tóm lại, những hợp chất hydrocacbon có cấu trúc gồm naphten hay hydrocacbon thơm
một vòng có nhánh iso-Parafin dài, các hợp chất iso-parafin là những cấu tử tốt cho dầu nhờn vì
chúng không chỉ có độ nhớt đảm bảo mà chúng còn có chỉ số độ nhớt cao làm cho dầu nhờn có
chất lợng tốt.
c) Hydrocacbon rắn:
Ngoài các hydrocacbon trên thì còn có nhóm hydrocacbon rắn gồm dãy các parafin có

cấu trúc và phân tử khác nhau, các hydrocacbon naphten chứa từ 1 đến 3 vòng trong phân tử và
có mạch nhánh dài có cấu trúc dạng thẳng hoặc iso, các hydrocacbon thơm có số vòng và số
mạch nhánh khác nhau. Các hydrocacbon rắn đợc tách ra trong quá trình sản xuất dầu nhờn gốc
cho nên hàm lợng của chúng trong dầu nhờn là rất ít. Có hai loại hydrocacbon rắn:
Parafin là hổn hợp chủ yếu của các phân tử n-alkan với khối lợng khá cao.( lớn hơn
20 cacbon).
Xerexin là hổn hợp chủ yếu của hydrocacbon naphten rắn có mạch nhánh dạng
thẳng hoặc dạng iso, trong đó iso là chủ yếu.
Tóm lại, thành phần cụ thể của hydrocacbon trong dầu nhờn nh sau:
Bảng 1.4: Thành phần hydrocacbon trong dầu nhờn.
Hydrocacbon % thể tích trong dầu
nhờn
n-Parafin 13.7
Izo-Parafin 8.3
Naphten 1 vòng 18.4
Naphten 2 vòng 9.9
Naphten 3 vòng 16.5
Hydrocacbon thơm 1 vòng + Naphten 10.5
Hydrocacbon thơm 2 vòng + Naphten 8.1
Hydrocacbon thơm 3 vòng + Naphten 6.6
Hydrocacbon thơm nhiều vòng ngng tụ
với các chất Phi hydrocacbon
8.0
24
ỏn tt nghip Nghiờn cu quỏ trỡnh tỏi sinh du nhn thi
1.7.1.2. Các thành phần khác
a) Các hợp chất nhựa và asphanten:
Các chất nhựa và asphanten là những cấu tử không mong muốn của dầu nhờn. Sự có mặt
của chất nhựa và asphanten làm nhuốm màu dầu rất mạnh, dẫn đến dầu có màu tối. Trong quá
trình sử dụng và bảo quản dầu nhờn, khi dầu có điều kiện tiếp xúc với oxi không khí ở nhiệt độ

thờng hay nhiệt đô cao thì các hợp chất này cũng rất dễ bị oxi hóa tạo nên các sản phẩm có trọng
lợng phân tử lớn hơn tùy theo mức độ bị oxi hóa. Những hợp chất này làm tăng độ nhớt nhng
cũng tạo cặn không tan và đọng lại trong dầu nhờn, nếu khả năng oxi hóa diễn ra mạnh thì càng
tạo nhiều cacbon, cacboit, cặn cốc tạo tàn. Và khi tiến hành sản xuất dầu nhờn thì ngời ta tiến
hành loại bỏ chúng .
b) Các hợp chất phi hydrocacbon :
Các hợp chất này dới tác dụng của oxi cũng dễ tạo ra những hợp chất giống nh nhựa.
Những hợp chứa lu huỳnh trong dầu nhờn thờng là: các sunfua, diunfua các sunfua dị vòng hoặc
các sunfua nối với vòng thơm 1 vòng hay nhiều vòng ngng tụ với vòng Naphten, các thiophen và
các thiophen nhiều vòng v.v khi sử dụng để bôi trơn thì chúng sẽ tạo ra những hợp chất SO
2
và
SO
3
gây ăn mòn các chi tiết của động cơ .
Các hợp chất chứa nitơ có mặt trong dầu nhờn thờng là cacboazol, pirol và các đồng đẳng
của chúng, ngoài ra thì còn có các hợp chất pridin, quinon.
Các hợp chất chứa oxi chủ yếu là các hợp chất axit naphtenic gây ăn mòn đờng ống dẫn,
các bể chứa hợp kim Pb, Cu, Zn, Fe ngoài axit naphtenic ra thì còn có rất ít axit asphantenic.
Ngoài những hợp chất phi hydrocacbon nêu trên thì trong dầu nhờn còn có các nguyên tố
kim loại nh là: Ni, Va, Cu, Fe .v.v với số lợng không nhiều. Tuy nhiên, sự có của những hợp
chất này không hoàn toàn có hại mà nó làm tăng khả năng bám dính của dầu nhờn lên bề mặt
kim loại. Nguyên nhân có thể là do sự hấp phụ hóa học của phần có cực của chúng lên bề mặt
kim loại, trong quá trình đó các axit có thể tọa lớp với kim loại bề mặt 1 hợp chất kiểu nh xà
phòng và nhờ đó mà bám chắc vào bề mặt kim loại.
1.7.2. Đặc tính nguyên liệu dùng để sản xuất dầu nhờn:
Khi tiến hành chng cất dầu thô ở áp suất thờng, ngời ta thu đợc nhiều phân đoạn và sản
phẩm khác nhau, trong đó có phân đoạn mazut. Và ngay từ khi ngành chế biến dầu mỏ mới ra
đời, mazut đợc xem nh là không sử dụng đợc và ngời ta đã phải chi phí rất nhiều tiền của để đào
đất chôn đi hoặt đốt bỏ một lợng mazut khổng lồ. Nhng khi ngành công nghiệp dầu mỏ phát

triển, với số lợng mazut không sử dụng đợc ngày càng lớn đã buộc con ngời phải nghiên cứu
để sử dụng lại vào những mục đích có lợi. Và Mendeleep chính là một trong những ngời đã chú
ý đầu tiên vấn đề dùng mazut làm nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn.
Nh vậy, ngay từ đầu ngời ta dùng nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn là mazut. Nó là cặn
của quá trình chng cất ở áp suất thờng có nhiệt độ sôi cao 350
o
C thông qua chng cất chân không
ta thu đợc các phân đoạn dầu nhờn chia theo các khoảng nhiệt độ sôi khác nhau. Dầu nhờn thu đ-
ợc này ngời ta cho qua các bớc làm sạch tiếp theo rồi cho các chất phụ gia vào thì sẽ thu đợc dầu
nhờn thơng phẩm.
Để sản xuất dầu nhờn ngời ta còn dùng nguồn nguyên liệu là phân đoạn dầu nhờn từ quá
trình chng cất dầu thô ở áp suất chân không, ngời ta còn gọi là phân đoạn gasiol chân không có
nhiệt độ sôi từ 350 - 500
0
C đợc sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình cracking xúc tác hay cho
25