công nghệ chế biến dầu nhờn quá trình kết tinh parafin

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU
NHỜN
ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU
Năm 2010

QUÁ TRÌNH KẾT TINH PARAFIN
•
Mục đích của quá trình khử parafin: loại bỏ các phân tử
parafin có nhiệt độ kết tinh cao trong hầu hết các loại dầu gốc
nhằm mục đích làm giảm điểm vẩn đục (cloud point) và điểm chảy
(pour point) của dầu gốc.
•
Phương pháp được sử dụng: kết tinh các phân tử parafin
thành dạng rắn bằng cách làm lạnh, sau đó tách chúng ra khỏi dầu
(ở trạng thái lỏng) bằng phương pháp lọc.
=> đây là lĩnh vực có ưu thế của quá trình kết tinh so với các
phương pháp lọc tách vật lý khác và do đó trong thực tế quá
trình này đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các loại dầu
gốc có chất lượng cao.

CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH
PARAFIN KHÁC

Các phương pháp khác được sử dụng trong quá trình
tách parafin ra khỏi dầu nhờn gốc:
+ Tách parafin bằng phương pháp làm lạnh kết
tinh parafin
+ Tách parafin bằng phương pháp làm lạnh và
đồng thời sử dụng dung môi
+ Tách parafin bằng Ure (H

2
N-CO-NH
2
)
+ Tách parafin bằng Xúc tác
+ Tách parafin bằng phương pháp hấp thụ
+ Tách parafin bằng phương pháp vi sinh

PHÂN LOẠI QUÁ TRÌNH KHỬ TÁCH
PARAFIN

Tuỳ theo mức độ khử parafin ta có thể phân chia thành:
+ Quá trình khử parafin bình thường: loại bỏ vừa phải
parafin để nhận được dầu gốc có nhiệt độ đông đặc từ -10 đến
-15
o
C
+ Quá trình khử parafin triệt để: loai bỏ khắt khe parafin để
thu được dầu gốc có nhiệt độ đông đặc -30
o
C hoặc thấp hơn.

Parafin cũng là cấu tử có chỉ số độ nhớt tốt, nên mức độ tách
quá sâu parafin là điều không cần thiết. Hơn nữa chi phí tách triệt
để parafin tốn kém hơn nhiều.
=> Do đó trong công nghiệp, người ta tiến hành tách vừa đủ để
đáp ứng nhu cầu cần thiết, rồi sau đó pha thêm phụ gia chống
đông cho dầu gốc

NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM


Nguyên liệu: của công đoạn khử tách parafin là dung dịch
đến từ phân xưởng trích ly chọn lọc sau khi đã loại bỏ các hợp
chất thơm không cần thiết.

Sản phẩm từ công đoạn tách parafin bao gồm:
- Dầu gốc đã khử parafin
- Sản phẩm parafin rắn có tên gọi là “Sáp“

Parafin rắn có rất nhiều ứng dụng thực tế: là nguyên liệu quý
cho các quá trình chế biến, sản xuất các sản phẩm tiêu dùng
như nến, giấy sáp, diêm hay các vật liệu chống thấm. Nếu đem
oxy hoá chúng, người ta nhận được các axit béo và rượu bậc
cao, đó là các nguyên liệu quý để tổng hợp các chất hoạt động
bề mặt là các chất có nhiều ứng dụng trong thực tế công nghiệp

SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH KẾT TINH

Tuy nhiên, thường thì hàm lượng dầu còn lại trong sáp là khá
cao (10-25%) đối với hầu hết các ứng dụng của parafin.
=> Vì vậy, nó cần được trải qua các công đoạn xử lý bổ sung
để khống chế hàm lượng dầu còn lại trong parafin sản phẩm
phải nhỏ hơn 0,5-2%V. Công đoạn này có tên gọi là khử dầu
mềm

Tỷ lệ của các sản phẩm thu được từ 2 quá trình trên, thông
thường là:
+ Dầu khử parafin : 75%;
+ Dầu mềm : 13%;
+ Parafin : 12%

PARAFIN RẮN (WAX)

Parafin wax: là hỗn hợp parafin có số nguyên tử cacbon cao
từ C
17
trở lên ở nhiệt độ thường thường ở dạng tinh thể rắn trong
dầu.

Các parafin rắn có điểm sôi khoảng dưới nhiệt độ môi
trường (~25
o
C)

MẠNG TINH THỂ CỦA PARAFIN WAX
Macrocrystalline , Microcrystalline of Wax

Parafin wax: thường được phân chia thành hai nhóm chính
+ Marcrocrystalline paraffin
+ Microcrystalline paraffin

PHÂN LOẠI PARAFIN RẮN

CẤU TRÚC TINH THỂ PARAFIN RẮN

CẤU TRÚC TINH THỂ PARAFIN RẮN

CẤU TRÚC TINH THỂ PARAFIN RẮN

QUÁ TRÌNH KẾT TINH KHỬ PARAFIN

BẰNG DUNG MÔI

Quá trình khử tách parafin trong dầu nhờn được sử
dụng nhiều nhất hiện nay dựa trên phương pháp kết
tinh với sự có mặt của dung môi. Dung môi, tồn tại
ở dạng lỏng, sẽ cải thiện đáng kể các điều kiện cân
bằng nhiệt động của hệ.

Đối với quá trình khử tách parafin (tách sáp) bằng
phương pháp kết tinh có thể sử dụng được hàng
trăm dung môi khác nhau, phân cực cũng như không
phân cực hoặc hỗn hợp giữa chúng.
=>Tuy nhiên chỉ một vài loại có thể được ứng dụng
trong sản xuất công nghiệp.

DUNG MÔI SỬ DỤNG TRONG QUÁ
TRÌNH KẾT TINH KHỬ TÁCH PARAFIN

Một dung môi tốt cho quá trình khử parafin cần có các tính
chất:
- Độ hoà tan và độ chọn lọc: có độ hoà tan tốt đối với dầu nhờn
và có độ chọn lọc kết tủa tốt đối với parafin trong quá trình kết
tinh.
- Có điểm sôi thấp: sau khi tách parafin dung môi cần được loại
khỏi các sản phẩm bằng phương pháp chưng cất. Điểm sôi thấp
cho phép tiết kiệm được năng lượng tiêu tốn trong công đoạn này.
- Nhiệt hoá hơi và nhiệt dung riêng nhỏ với cùng một lý do như
trên.
- Điểm đông đặc thấp: dung môi cần giữ được trạng thái lỏng
trong suốt thời gian lọc.

- Không độc hại, không ăn mòn, rẻ và sẵn có.

DUNG MÔI SỬ DỤNG TRONG QUÁ
TRÌNH KẾT TINH KHỬ TÁCH PARAFIN

Có rất nhiều dung môi hoặc hỗn hợp dung môi đáp ứng được
các yêu cầu kỹ thuật đã nêu ở trên, trong đó có một số quá trình
ra đời từ xa xưa nhưng do các nguyên nhân về môi trường cũng
như kinh tế mà hiện không còn được sử dụng nữa như:
+ Năm 1927: sử dụng hỗn hợp của aceton và benzen;
+ Năm 1930: sử dụng hỗn hợp của chlorure-ethylen và benzen,
=> hiện cả 2 quá trình này không còn được sử dụng nữa do độc
tính của dung môi này quá cao, không đáp ứng được yêu cầu
về an toàn và môi trường
+ Năm 1932: sử dụng Propan,
=> hiện không còn được sử dụng do thiết bị phải làm việc dưới
điều kiện áp suất để propan có thể hóa lỏng hoàn toàn.

DUNG MÔI SỬ DỤNG TRONG QUÁ
TRÌNH KẾT TINH KHỬ TÁCH PARAFIN

Một số loại dung môi còn đang được sử dụng như các
hỗn hợp của Methyl-isobutyl-keton; metyl-propyl-
keton; Tricloro-ethylen; Dichloro-methan và hỗn hợp
của methyl-ethyl-keton và toluen (MEK-Toluen).

Trong thực tế, ta thường dùng nhất là hỗn hợp của
methyl-ethyl-keton (MEK) và Toluen. Trong tổng số
các quá trình tách parafin hiện nay, hỗn hợp dung môi
MEK-Toluen chiếm tới 80% dung môi sử dụng.