Đồ án trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Mục lục
Trang
Phần mở đầu...................................................................................................................2
Phần I: Tổng quan lý thuyết...............................................................................4
..............................................................................................................................................26
Phần ii. Tính toán công nghệ............................................................................48
Tổng lợng dòng vật chất ra khỏi thiết bị:............................................49
Phần iii. Tính xây dựng...........................................................................................51
Phần IV: An toàn lao động và bảo vệ môi trờng..................................60
Kết luận.........................................................................................................................67
Tài liệu tham khảo..................................................................................................69

SV: Chu Lĩnh Trung

1

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Phần mở đầu
Ngay từ thời kỳ đồ đồng, tức khoảng 3000 - 2000 năm trớc công
nguyên, cuộc sống con ngời đã bắt đầu có nhu cầu nâng cao về sinh hoạt.
Chính trong thời kỳ này đã bắt đầu có rất nhiều phát minh có giá trị cho tới

ngày nay nh sự xuất hiện của chữ viết, chữ số, thiên văn học Chủ yếu nhất
là chế tạo ra xe hai bánh và các cỗ xe kéo. Đó là những phơng tiện đầu tiên
đòi hỏi phải dùng các chất bôi trơn. Nh vậy, từ thời xa xa kỹ thuật và các chất
bôi trơn không thể tách rời.
Có rất nhiều chất liệu có thể dùng bôi trơn, tuy nhiên ở thời điểm đó con
ngời cha có khái niệm về dầu nhờn. Tất cả các loại máy móc đều đợc bôi trơn
bằng dầu mỡ lợn, sau đó là dầu ôliu, và dầu thảo mộc
Khi ngành chế biến dầu mỏ ra đời, con ngời đã dần dần tiếp cận và
khám phá ra những chức năng của dầu nhờn đã vợt trội so với các dầu bôi trơn
trớc đó. Có thể nói các thiết bị máy móc nếu không có dầu bôi trơn thì không
thể hoạt động đợc; và từ đó dầu nhờn đợc sử dụng phổ biến.
Hiện nay nớc ta có khoảng 8 triệu công cụ liên quan đến bôi trơn bằng
dầu mỡ với tài khoản vào khoảng vài tỷ đô la. Do chính sách đổi mới kinh tế
của Nhà nớc, tốc độ đầu t ngày càng tăng về số lợng và tài sản thiết bị có liên
quan đến sử dụng dầu bôi trơn ngày càng lớn. Vấn đề quan trọng là làm sao
sử dụng đợc các trang thiết bị có hiệu quả. Hiện nay trong nhiều ngành kinh
tế, thời gian sử dụng máy móc chỉ ở mức 30%. Trong những nguyên nhân gây
ra sự hao mòn chi tiết thì nguyên nhân mài mòn vẫn là chủ yếu.
Không chỉ ở các nớc đang phát triển mà ngay cả ở các nớc công nghiệp
phát triển, tổn thất về ma sát, mài mòn do sử dụng dầu bôi trơn và kỹ thuật bôi
trơn cha đúng đã chiếm tới vài phần trăm tổng thu nhập quốc dân.
ở nớc ta, theo đánh giá của các chuyên gia dầu khí, thiệt hại do ma sát
mài mòn và các chi phí bảo dỡng hàng năm vào khoảng vài triệu đô la Mỹ.

SV: Chu Lĩnh Trung

2

Lớp CH6 Hoá dầu

Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Tổn thất do ma sát mài mòn gây ra có nhiều nguyên nhân, nhng do
thiếu dầu bôi trơn và sử dụng dầu bôi trơn với độ nhớt và phẩm cấp không
phù hợp chiếm tới 30%. Vì vậy, sử dụng dầu bôi trơn có chất lợng phù hợp với
quy định của nhà chế tạo máy thiết bị, kỹ 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 của 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 phân đoạn dầu nhờn. Việc tách các thành
phần không mong muốn trong sản xuất dầu gốc đợc thực hiện nhờ quá trình
lọc dầu sẽ cho phép sản xuất dầu gốc chất lợng cao ngay cả với phân đoạn dầu
nhờn của dầu thô cha thích hợp cho sản xuất dầu nhờn.
Sơ đồ công nghệ chung để sản xuất dầu nhờn gốc từ dầu mỏ thờng gồm
các công đoạn chủ yếu sau:
- Chng chân không nguyên liệu cặn mazut.
- Chiết tách, trích ly bằng dung môi
- Tách hydrocacbon rắn (sáp hay petrolactum).
- Làm sạch lần cuối bằng hydro.
Trích ly là dùng một dung môi có thể hoà tan chọn lọc một hoặc một
vài nhóm cấu tử có trong phân đoạn dầu nhờn nhằm thu đợc các cấu tử quý
dùng để sản xuất dầu nhờn gốc. Phơng pháp trích ly rất đa dạng và dung môi
cũng nhiều. ở đây ta chỉ nghiên cứu công nghệ sản xuất dầu nhờn bằng phơng
pháp "Trích ly bằng dung môi chọn lọc - Phenol". Nguyên liệu là phân đoạn
dầu nhờn hay dầu cặn nặng thu đợc từ quá trình khử asphan cặn gudron.

SV: Chu Lĩnh Trung

3

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Phần I: Tổng quan lý thuyết
Chơng I:
Thành phần, tính chất và công dụng của dầu nhờn
Dầu 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, tẩy sạch bề
mặt, tránh tạo thành các lớp cặn bùn, tản nhiệt, làm mát và làm khít các bộ
phận cần làm kín Trong các chức năng kể trên thì chức năng bôi trơn là
chức năng quan trọng nhất của dầu nhờn. Bôi trơn là biện pháp làm giảm ma
sát đến mức thấp nhất, bằng cách tạo ra giữa bề mặt ma sát một lớp chất đợc
gọi là bôi trơn, hầu hết các chất bôi trơn là chất lỏng. Do vậy các chất bôi trơi
lỏng (dầu bôi trơn) đợc biết đến nhiều nhất trong ứng dụng kỹ thuật.
I.1. Thành phần của dầu nhờn gốc.

Dầu gốc chế biến từ dầu mỏ có nhiều chủng loại. Tuy vậy chúng đợc
sản xuất từ quy trình pha trộn trên cơ sở bốn loại nguyên liệu là: Phân đoạn
dầu nhẹ (Sôi trong khoảng 350 ữ 4000C), phân đoạn dầu trung bình (sôi trong
khoảng 4000C - 4500C), phân đoạn dầu nặng (sôi trong khoảng 450 oC
500oC), phân đoạn dầu cặn (sôi khoảng trên 5000C).
Thành phần chủ yếu của dầu nhờn gốc là các hợp phần hyđrocacbon,
bao gồm các nhóm khác nhau.

a. Nhóm Hydrocacbon naphten - parafin:
Đây là nhóm hydrocacbon chủ yếu có trong dầu bôi trơn, hàm lợng của
chúng có thể lên tới 40 ữ 80% tuỳ thuộc loại dầu mỏ. Nhóm này có cấu trúc
chủ yếu là hydrocacbon vòng naphten, có kết hợp với nhánh alkyl hoặc izo alkyl. Số nguyên tử cacbon trong phân tử có thể từ 20 - 70 nguyên tử cacbon.
Loại hydrocacbon này có tính bôi trơn tốt, tính ổn định hoá học tốt, do đó
chúng là thành phần tốt của dầu bôi trơn. Ngoài ra còn có các hydrocacbon

SV: Chu Lĩnh Trung

4

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

dạng n - parafin và izo - parafin với hàm lợng không lớn. Mạch cacbon không
quá 20 nguyên tử. Loại hydrocacbon này có tính ổn định tốt, tính bôi trơn ít
thay đổi theo nhiệt độ, nhng độ nhớt thấp, nhiệt độ đông đặc cao.
b. Nhóm hydrocacbon thơm và naphten - thơm.
Nhóm này bao gồm các hợp chất trong dãy đồng đẳng của benzen,
naphtalen. Đôi khi còn có đồng đẳng của phenantren. Một hợp phần nữa là các
hydrocacbon lai hợp giữa vòng naphten và vòng thơm. Nhóm hydrocacbon
này dễ bị oxy hoá tạo ra các hợp chất keo nhựa, đồng thời có tính bôi trơn thay
đổi nhiều theo nhiệt độ, do đó chúng là hợp phần làm giảm chất lợng của dầu
nhờn.
c. Nhóm hydrocacbon rắn.
Các hydrocacbon rắn có trong nguyên liệu sản xuất dầu bôi trơn, đôi

khi lên tới 40 - 50% tuỳ thuộc bản chất dầu thô. Phần lớn những hợp chất này
đợc loại khỏi dầu bôi trơn nhờ quy trình tách lọc parafin rắn. Tuỳ kỹ thuật tách
lọc mà nhóm hydrocacbon rắn này đợc tách triệt để hay không, Nhng dù sao
chúng vẫn còn tồn tại trong dầu với hàm lợng nhỏ. Sự có mặt của nhóm
hyđrocacbon này 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 chống oxy hoá.
Nhóm này có hai loại hydrocacbon rắn là parafin rắn (có thành phần
chủ yếu là cá alkan có mạch cacbon lớn hơn 20) và xerezin (là hỗn hợp các
hydrocacbon naphten có mạch nhánh alkyl dạng thẳng hoặc dạng nhánh và
một lợng không đáng kể hydrocacbon rắn có vòng thơm và mạch nhánh
alkyl).
Ngoài những thành phần chủ yếu kể trên, trong dầu bôi trơn còn có các
hợp chất hữu cơ chứa lu huỳnh, nitơ, oxy tồn tại ở dạng các hợp chất nhựa,
asphanten. Nhìn chung đây cũng là hợp phần làm giảm chất lợng của dầu bôi
trơn, chúng có mầu 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 làm sạch.

SV: Chu Lĩnh Trung

5

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

I.2. Các tính chất cơ bản của dầu nhờn.

I.2.1. 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 g/cm3 hay kg/m3. Tỷ trọng là tỷ số giữa khối lợng
riêng của một chất đã cho ở nhiệt độ quy định và khối lợng riêng của nớc ở
nhiệt độ quy định đó. Do vậy tỷ trọng sẽ có giá trị đúng bằng khối l ợng riêng
khi coi trọng lợng của nớc ở 40C bằng 1. Trong thực tế, tồn tại các hệ thống đo
15
15,6
tỷ trọng sau: d20
4 ,d 4 ,d15,6 . Trong đó chỉ số trên d là nhiệt độ của dầu hay sản

phẩm dầu trong lúc thử nghiệm, còn chỉ số bên dới là nhiệt độ của nớc khi thử
nghiệm.
Ngoài ra, trên thị trờng dầu thế giới còn sử dụng độ 0API thay cho tỷ
trọng và 0API đợc tính nh sau:
API =

0

141,5
131,5
d15,6
15,6

Khối lợng riêng là một tính chất cơ bản và cùng với những tính chất vật
lý khác nó đặc trng cho từng loại phân đoạn sản phẩm 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 đã 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, dung môi, thậm chí cả một chất khí nào
đó. Tuy nhiên cũng nh đối với nhiên liệu, sử dụng chủ yếu của khối lợng riêng
là dùng để chuyển đổi khối lợng sang thể tích và ngợc lại trong lúc pha trộn,
vận chuyển, tồn chứa, cung cấp hoặc mua bán dầu nhờn.
I.2.2. Độ nhớt của dầu nhờn.
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.
SV: Chu Lĩnh Trung

6

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Để thực hiện nhiệm vụ bôi trơn, dầu nhờn phải có độ nhớt phù hợp, phải
bám chắc lên bề mặt kim loại và không bị đẩy ra ngoài, có nghĩa là nó phải có
ma sát nội tại nhỏ.
- Khi độ nhớt quá lớn sẽ làm giảm công suất máy do tiêu hao nhiều
công để thắng lực cản 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 quá nhỏ, dầu sẽ không tạo đợc lớp màng bền vững bảo vệ
bề mặt các chi tiết máy móc nên làm tăng sự ma sát, đa đến ma sát nửa lỏng
nửa khô gây h hại máy, giảm công suất, tác dụng làm kín kém, lợng dầu hao

hụt hụt nhiều trong quá trình sử dụng.
Độ nhớt của dầu nhờn phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hoá học.
Các hydrocacbon parafin có độ nhớt thấp hơn so với các loại khác. Chiều
dài và độ phân nhánh của mạch hydrocacbon càng lớn, độ nhớt sẽ 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 centipoazơ
(đối với độ nhớt động lực) hoặc stốc (st) hoặc centistôc (cst) đối với độ nhớt
động học.
I.2.3. Chỉ số độ nhớt.
Một đặc tính cơ bản nữa của dầu nhờn đó là sự thay đổi độ nhớt theo
nhiệt độ. Thông thờng, khi nhiệt độ tăng, độ nhớt sẽ giảm. Dầu nhờn đợc coi
là dầu bôi trơn tốt khi độ nhớt của nó ít bị thay đổi theo nhiệt độ, ta nói rằng
dầu đó có chỉ số độ nhớt cao.
Ngợc lại, nếu độ nhớt thay đổi nhiều theo nhiệt độ, có nghĩa là dầu có
chỉ số độ nhớt thấp.
Chỉ số độ nhớt (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 có độ nhớt ít thay

SV: Chu Lĩnh Trung

7

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

đổi theo nhiệt độ, VI = 100; họ dầu gốc naphten có độ nhớt thay đổi nhiều
theo nhiệt độ, VI = 0. Nh vậy chỉ số độ nhớt là một đại lợng có tính quy ớc.
Chỉ số độ nhớt VI đợc tính nh sau:
VI =
Trong đó:

LU
. 100.
L H

- U là độ nhớt động học ở 40 0C của dầu có chỉ số độ nhớt cần
phải tính, mm2/s.
- L là độ nhớt động học đo ở 40 0C của một loại dầu có chỉ số độ
nhớt bằng 0 và cùng độ nhớt động học ở 100 0C 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 100 và cùng độ nhớt động học ở 1000C với dầu mà
ta cần đo chỉ số độ nhớt, mm2/s.

Ta thấy rằng:
Nếu U > L thì VI sẽ là số âm, dầu này có tính nhớt nhiệt kém.
Nếu L > U > H thì VI sẽ trong khoảng từ 0 và 100

Độ nhớt động học

Nếu H > U thì VI lớn hơn 100, dầu này có tính nhớt nhiệt tốt.

VI của dầu U =

L-U
L-H

L-H

L-U

L(VI=0)

U

H(VI=100)
40

100

Nhiệt độ, 0C

SV: Chu Lĩnh Trung
Lớp CH6 Hoá dầu
H1: Sự thay đổi độ nhớt8của dầu bôi trơn theo
nhiệt độ, lý giải về chỉ số độ nhớt (VI).


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Nếu độ nhớt động học của dầu ở 1000C nhỏ hơn hoặc bằng 70 mm2/s thì
giá trị tơng ứng của L và H cần phải tra trong bảng ASTM - D2270.

Độ nhớt động học ở 1000C, mm2/s
2,0
2,1
5,0
5,1
15,0
15,1
20,0
20,2
70,0

Giá trị L
7,994
8,64
40,23
41,99
296,5
300,0
493,2
501,5
4905

Giá trị H
6,394
6,894
28,49
29,49
149,7
151,2
229,5

233
1558

Bảng 1: Những giá trị L và H ứng với độ nhớt động học ở 1000C
Nếu độ nhớt động học ở 1000C lớn hơn 70 mm2/s thì giá trị L và H đợc
tính nh sau.
L = 0,8353 Y2 + 14,67 Y 216
H = 0,1684 Y2 + 11,85 Y 97
Trong đó Y 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.

SV: Chu Lĩnh Trung

9

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Độ nhớt ở 40 C (104 F), cst

Độ nhớt ở 100 C (212 F), cst

Chỉ số độ nhớt

Hình 2: Toán đồ để xác định chỉ số độ nhớt VI

Dựa vào chỉ số độ nhớt, ngời 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 chỉ số độ nhớt thấp

LVI

Hiện nay cũng cha có sự quy định thật rõ ràng về chỉ số độ nhớt của các
loại nói trên. Trong thực tế chấp nhận là nếu chỉ số 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 có chỉ số độ nhớt thấp, còn dầu MVI nằm giữa
hai giới hạn đó. Nhng trong chế biến dầu, từ công nghệ hydrocracking có thể
tạo ra đợc loại dầu gốc có trị số độ nhớt rất cao (> 140). Các loại dầu gốc này
đợc xếp vào loại có chỉ số độ nhớt rất cao (VHVI) hay siêu cao (XHVI). Dầu
LVI đợc sản xuất từ dầu mỏ họ naphten, nó đợc dùng khi mà chỉ số độ nhớt và

SV: Chu Lĩnh Trung

10

Lớp CH6 Hoá dầu

Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

độ ổn định oxy hoá không phải là chỉ tiêu chính đợc chú trọng nhiều. Dầu gốc
MVI đợc sản xuất từ phần cất của dầu naphten - parafin, nhng không cần tách
chiết sâu. Còn dầu gốc loại HVI thờng đợc sản xuất từ dầu họ parafin qua tách
chiết sâu bằng dung môi chọn lọc và tách sáp .
I 2.4. Điểm đông đặc, điểm vẩn đục:
Điểm đông đặc: là nhiệt độ thấp nhất mà ở đó dầu bôi trơn giữ đợc tính
linh động ở điều kiện đã cho.
Điểm vẩn đục: là nhiệt độ mà khi sản phẩm đem làm lạnh trong những
điều kiện nhất định, nó bắt đầu vẩn đục do một số cấu tử bắt đầu kết tinh .
Hầu hết dầu nhờn đều chứa một số sáp không tan và khi dầu đợc làm
lạnh, những sáp này bắt đầu tách ra ở dạng tinh thể đan cài với nhau tạo thành
một cấu trúc cứng, giữ dầu ở lrong 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 làm 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 vẩn đục không thấp hơn giới
hạn cho phép, chỉ liêu chất lợng này đặc biệt quan trọng đối với các loại dầu
sử dụng ở vùng giá rét. ở nớc ta thông thờng yêu cầu nhiệt độ đông đặc của
dầu không vợt -9oC.
I 2.5. Nhiệt độ chớp cháy của dầu nhờn:
Đặc trng cho tính 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 có thể bắt cháy khi có mồi lửa lại gần.
Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó lợng hơi thoát ra
trên bề mặt dầu có thề bắt cháy, khi có mồi lửa lại gần và cháy ít nhất

trong thời gian 5 giây.

SV: Chu Lĩnh Trung

11

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Nhiệt độ bắt cháy và chớp cháy của một số loại dầu bôi trơn thờng khác
nhau từ 5oC tới 60oC, tuỳ thuộc độ nhớt của dầu, độ nhớt càng cao thì độ cách
biệt này càng lớn.
I 2.6. Trị số axit, trị số kiềm, axit - kiềm tan trong nớc:
Trong dầu nhờn gốc đã qua chế biến vẫn chứa một lợng nhỏ axit nh axit
naphtenic, axit oxycacboxylic . . . sau một thời gian sử dụng, hàm lợng các
hợp chất này tăng lên do tác dụng oxy hoá của không khí đối với các hợp phần
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 trong nhiên liệu diezel
hoặc phụ gia chứa clo pha vào xăng. Tính axit còn do một số loại phụ gia
mang tính axit pha vào dầu.
a. Trị số axil tổng (TAN): là chỉ tiêu đánh giá tính axit của dầu, đặc trng
bởi số mgKOH cần thiết để trung hoà toàn bộ lợng axit có trong 1g dầu.
b. Axit tan trong nớc biểu hiện sự có mặt của 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 định tuyệt đối không đợc có axit vô cơ trong dầu.
c Trị số kiềm tổng (TBN): là lợng axit đã đợc tính chuyển ra số mg

KOH tơng ứng, cần thiết để trung hoà lợng kiềm có trong 1g 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 các phenolat, các sunfonat. . . Tính kiềm là chỉ tiêu
rất cần thiết để xét đoán chất lợng dầu mỏ, nhằm bảo đảm trung hoà các hợp
chất axit tạo thành trong quá trình sử dụng, chống hiện tợng gỉ sét trên bề mặt
các chi tiết kim loại. Ngoài ra trị số kiềm tổng còn dùng đánh giá khả năng tẩy
rửa, của dầu, giữ cho bề mặt kim loại không bị cặn bẩn, tránh đợc mài mòn .
I 2.7. Kiểm nghiệm ăn mòn mảnh đồng:
Sự ăn mòn đợc định nghĩa nh sự oxy hoá trên bề mặt các chi tiết, gây
nên tổn thất cho kim loại hay sự tích tụ các cặn bẩn. ổ trục làm bằng hợp kim
đồng, ống lót trục làm bằng đồng thau, các bộ phận chuyển động trục vít bằng
SV: Chu Lĩnh Trung

12

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

đồng thau cần phải đợc bôi trơn bằng các loại dầu không ăn mòn. Các loại dầu
quan trọng khác nh dầu thủy lực, dầu hàng không, dầu biến thế, dầu cắt gọt
kim loại cũng cần phải không gây ăn mòn. Vì vậy để xem một loại dầu có
thích hợp cho một thiết bị có những bộ phận kim loại dễ bị ăn mòn hay không,
ngời ta phải tiến hành phép thử ăn mòn mảnh đồng đối với sản phẩm dầu mỏ
bằng phép kiểm nghiệm độ mờ xỉn của mảnh đồng.
I.2.8. Hàm lợng tro và Tro sulfat trong dầu bôi trơn:
Hàm lợng tro có thể đợc định nghĩa là lợng cặn không cháy hay các

khoáng chất còn lại sau khi đốt cháy dầu. .
Tro Sulfat là phần cặn còn lại sau khi than hoá mẫu, sau đó phần cặn đợc xử lý bằng H2SO4 và nung nóng đến khối lợng không đổi.
Độ tro của dầu gốc nói lên mức độ sạch của dầu, thông thờng trong dầu
gốc không có tro. Đối với dầu thơng phẩm không phụ gia hoặc có phụ gia
không tro thì một lợng nhỏ độ tro xác định thấy sẽ buộc phải xem xét lại chất
lợng của dầu.
I.2.9. Hàm lợng cặn cacbon của dầu nhờn:
Cặn các bon của dầu bôi trơn là lợng cặn còn lại, đợc tính bằng phần
trăm trọng lợng sau khi dầu trải qua quá trình bay hơi, cracking và cốc hoá
trong những điều kiện nhất định.
Các loại dầu khoáng thu đợc từ bất kỳ loại dầu thô nào đều có lợng cặn
tăng theo độ nhớt của chúng. Các loại dầu cất luôn có lợng cặn cacbon nhỏ
hơn các loại dầu cặn có cùng độ nhớt. Các loại dầu parafin thờng có hàm lợng
cặn cacbon thấp hơn các loại dầu naphten.
Có thể coi trong một chừng mực nào đó, cặn cacbon đặc trng cho xu hớng tạo muội của dầu nhờn trong động cơ đốt trong .

SV: Chu Lĩnh Trung

13

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

I 2.10. Độ ổn định oxy hoá của dầu bôi trơn:
Độ ổn định của dầu bôi trơn biểu hiện khả năng của dầu chống lại
những tác động bên ngoài làm thay đổi chất lợng của dầu. Dầu có độ ổn định

cao thì thành phần hoá học và tính chất của nó ít thay đối . Thực tế nếu nhiệt
độ không vợt quá 30 - 40oC thì có thể bảo quản dầu từ 5 - 10 năm mà chất lợng của dầu không thay đổi. Chủ yếu trong điều kiện sử dụng ở động cơ dới
tác dụng của không khí, ở nhiệt độ cao 200 - 300OC, có tác động xúc tác của
kim loại, những thành phần kém ổn định của dầu sẽ tơng tác với oxy tạo nên
những sản phẩm khác nhau và tích lũy trong dầu, làm giảm chất lợng của dầu
nh làm tăng trị số axit tổng (TAN), làm tăng hàm lợng nhựa, tạo nên nhiều
chất nhựa bám ở buồng cháy. Sự thay đổi thành phần sẽ làm thay đổi độ nhớt
và làm giảm chỉ số độ nhớt của dầu .
1 3. Công dụng của dầu bôi trơn

a. Công dụng làm giảm ma sát:
Mục đích cơ bản của dầu nhờn là bôi trơn giữa các bề mặt tiếp xúc của
các chi tiết chuyển động nhằm giảm ma sát. Máy móc sẽ bị mòn ngay nếu
không có dầu bôi trơn. Nếu chọn đúng dầu bôi trơn thì hệ số ma sát giảm từ
100 đến 1000 lần so với ma sát khô. Khi cho dầu vào máy với một lớp đủ dày,
dầu sẽ xen kẽ giữa hai bề mặt. Khi chuyển động, chỉ có các phân tử dầu nhờn
trợt lên nhau. Do đó máy móc làm việc nhẹ nhàng, ít bị mòn, giảm đợc công
tiêu hao vô ích.
b. Công dụng làm mát:
Khi ma sát, kim loại nóng lên, nh vậy một lợng nhiệt đã đợc sinh ra
trong quá trình đó. Lợng nhiệt lớn hay nhỏ phụ thuộc vào hệ số ma sát, tải
trọng, tốc độ. Tốc độ càng lớn thì lợng nhiệt sinh ra càng nhiều, kim loại sẽ bị
nóng làm máy móc làm việc mất chính xác. Nhờ trạng thá. lỏng, dầu chảy qua
các bề mặt ma sát đem theo một phần nhiệt truyền ra ngoài làm cho máy móc
làm việc tốt hơn.

SV: Chu Lĩnh Trung

14

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

c. Công dụng làm sạch:
Khi làm việc, bề mặt ma sát sinh ra mùn kim loại, những hạt rắn này sẽ
làm cho bề mặt công tác bị xớc, hỏng. Ngoài ra, có thể có cát, bụi, tạp chất ở
ngoài rơi vào bề mặt ma sát. Nhờ dầu nhờn lu chuyển tuần hoàn qua các bề
mặt ma sát, cuốn theo các tạp chất đa về cacte dầu và đợc lắng lọc đi
d. Công dụng làm kín:
Trong các động cơ, có nhiều chi tiết truyền động cần phải kín và chính
xác nh piston - xylanh, nhờ khả năng bám dính tạo màng, dầu nhờn có thể góp
phần làm kín các khe hở, không cho hơi bị rò rỉ, bảo đảm cho máy làm việc
bình thờng.
e. Bảo vệ kim loại:
Bề mặt máy móc, động cơ khi làm việc thờng tiếp xúc với không khí,
hơi nớc; khí thải . . . làm cho kim loại bị ăn mòn, h hỏng. Nhờ dầu nhờn có thể
làm thành màng mỏng phủ kín lên bề mặt kim loại nên ngăn cách đợc với các
yếu tố trên, vì vậy kim loại đợc bảo vệ.

SV: Chu Lĩnh Trung

15

Lớp CH6 Hoá dầu

Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Chơng II: Công nghệ sản xuất dầu nhờn gốc

II. 1 Mục đích và ý nghĩa của quá trình.

Trông công nghệ chế biến dầu mỏ, dầu thô sau khi đã đợc xử lý qua các
quá trình tách nớc, muối và tạp chất cơ học đợc đa vào chng cất ở áp suất khí
quyển từ đó thu đợc các phân đoạn xăng, kersel, diesel và phần cặn của quá
trình chng cất gọi là cặn thô hay mazut (từ 70 - 90%).
Khi muốn chng cất sâu thêm phần cặn thô với mục đích là nhận các
phân đoạn gasoil chân không hay phân đoạn dầu nhờn phải áp dụng quá trình
chng cất ở áp suất chân không. Gasoil chân không là nguyên liệu cho quá
trình chế biến để nhận thêm xăng bằng quá trình crăcking, phân đoạn dầu
nhờn dùng để chế tạo các sản phẩm dầu mỡ bôi trơn, phần cặn còn lại gọi là
phân đoạn cặn gudron dùng để chế tạo bitum, nhựa đờng hoặc làm nguyên
liệu cho quá trình cốc hoá sản xuất cốc dầu mỏ làm tăng hiệu quả sử dụng dầu
mỏ và các sản phẩm dầu cũng nh tăng giá trị kinh tế.
II.2. Thành phần và tính chất của phân đoạn dầu nhờn.

Nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn trong nền công nghiệp chế biến dầu
mỏ và khí, trớc đây ngời ta thờng chỉ dùng cặn mazút, qua chng cất chân
không ta thu đợc các phân đoạn dầu nhờn rồi qua các bớc làm sạch tiếp theo
thì mới thu đợc dầu nhờn gốc. Về sau này khi ngành chế tạo máy móc phát
triển, và công nghệ nặng phát triển đòi hỏi chủng loại dầu nhờn ngày càng cần
phong phú và đòi hỏi số lợng cũng nh chất lợng ngày càng cao, nên các nhà
công nghệ đã nghiên cứu và tận dụng phần cặn gudron làm nguyên liệu để sản
xuất phân đoạn dầu nhờn cặn có độ nhớt cao. Nh vậy nguyên liệu chủ yếu để

sản xuất dầu nhờn là cặn mazut và cặn gudron .
Các hợp chất có mặt trong nguyên liệu gồm các loại sau:
- Parafin mạch thẳng và mạch nhánh.

SV: Chu Lĩnh Trung

16

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

- Hydrocacbon naphten đơn vòng hay đa vòng có hoặc không chứa
mạch nhánh alkyl.
- Các hydrocacbon thơm đơn vòng hay đa vòng có hoặc không chứa
mạch nhánh alkyl.
- Các hợp chất lai hợp mà chủ yếu là loại lai hợp giữa naphten và
parafin, giữa naphten và hydrocacbon thơm.
Các hợp chất dị nguyên tố chứa oxy, ni tơ, lu huỳnh .
II 2.1. Đặc tính của mazut dùng làm nguyên liệu dể sản xuất dầu nhờn
(thu các phân đoạn dầu nhờn cất):
Mazut là phần cặn của quá trình chng cất ở áp suất thờng có nhiệt độ sôi
từ 350oC trở lên. Trong phân đoạn này có chứa các hợp chất hydrocacbon với
số nguyên tử cacbon lừ C21 đến C35, hoặc có thể tới C40 do vậy những
hydrocacbon trong phân đoạn này có trọng lợng phân tử lớn và có cấu trúc
phức tạp, đặc biệt là dạng hydrocacbon lai hợp tăng lên rất nhiều.
Loại hydrocacbon n-parafin, iso-parafin thờng có số lợng ít hơn so với

naphlen hay hydrocacbon thơm và dạng lai hợp, ngay cả ở dầu thô họ
parafinic điều này vẫn đúng. Các izo - parafin lại có số lợng ít hơn n -parafin,
chúng có đặc điểm là có cấu trúc mạch chính dài, ít nhánh phụ và các nhánh
chỉ là các nhóm metyl.
Các hydrocacbon naphten là loại chiếm đa số trong phân đoạn này, số
vòng naphten có thể có từ 1 đến 4 (cũng có loại dầu đã phát hiện thấy naphten
có số vòng đến 7 hoặc 9). Xung quanh vòng naphten thờng có nhánh phụ là
các nhóm metyl và đồng đẳng. Những loại naphten 1 hay 2 vòng có nhánh phụ
là các hydrocacbon parafin dài, nhánh phụ thờng là mạch alkyl thẳng hoặc
nhánh và thờng ít nhánh.
Các hợp chất thơm ở phân đoạn dầu nhờn thờng gặp là loại 1 ,2 hay 3
vòng thơm, còn loại nhiều vòng thơm ngng tụ lại tập trung chủ yếu ở phần cặn
gudron. Đại bộ phận các hợp chất thơm ở phân đoạn dầu nhờn là loại lai hợp,
lai hợp giữa naphten và hydro cacbon thơm hay parafin.
SV: Chu Lĩnh Trung

17

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Hàm lợng các hợp chất của S, N, O tăng mạnh, hơn 50% lợng lu huỳnh
có trong dầu mỏ tập trung ở phân đoạn này, gồm các dạng nh diunfua,
thiophen Sunfua vòng . . . Các chất ni tơ thờng ở dạng đồng đẳng của pyridin,
pyrol, và cacbazol, các hợp chất oxy ở dạng axit. Các kim loại nặng nh V, Ni,
Cu, Pd,..; các chất nhựa, asphaten đều có mặt trong phân đoạn .

II 2.2. Đặc tính của cặn gudron làm nguyên liệu sản xuất dầu nhờn có độ
nhớt cao:
Gudron là phần còn lại của quá trình chng cất chân không, có nhiệt độ
sôi trên 500oC, gồm các hydrocacbon có số nguyên tử các bon lớn hơn C 41,
giới hạn cuối cùng có thể đến C80.
Thành phần của phân đoạn này rất phức tạp. Có thể chia thành ba nhóm
chính sau:
1. Nhóm chất dầu:
Nhóm chất dầu bao gồm các hydrocacbon có phân tử lợng lớn, tập trung
nhiều các chất thơm có độ ngng tụ cao, cấu trúc hỗn hợp nhiều vòng giữa
thơm và naphten, đây là nhóm chất nhẹ nhất, có tỷ trọng xấp xỉ bằng 1, hoà
tan trong xăng, n - pentan, CS2 .. nhng không hoà tan trong cồn. Trong
phân đoạn cặn, nhóm dầu chiếm khoảng 45 đến 46% .
2. Nhóm chất nhựa
Nhóm này ở dạng keo quánh; gồm hai nhóm thành phần, đó là các chất
trung tính và các chất axit.
Các chất trung tính có màu đen hoặc nâu, nhiệt độ hoá mềm nhỏ hơn
1000C, tỷ trọng lớn hơn 1, dễ dàng hoà tan trong xăng, naphta. Chất trung tính tạo
cho nhựa có tính dẻo dai và tính kết dính. Hàm lợng của nó ảnh hởng trực tiếp
đến độ kéo dài của nhựa; chiếm khoảng 10 đến 15% khối lợng của cặn gudron
Các chất axit là chất có nhóm - COOH, màu nâu sẫm, tỷ trọng lớn hơn
1, dễ hoà tan trong cloroform và rợu etylic, chất axit tạo cho nhựa có tính hoạt
động bề mặt; nó chỉ chiếm khoảng 1% trong cặn dầu mỏ.

SV: Chu Lĩnh Trung

18

Lớp CH6 Hoá dầu

Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

3. Nhóm asphanten:
Nhóm asphanten là nhóm chất rắn màu đen, cấu tạo tinh thể, tỷ trọng lớn
hơn 1 , chứa phần lớn các hợp chất dị vòng có khả năng hoà tan mạnh trong
cacbon disunphua (CS2). Đun ở 300oC không bị nóng chảy mà bị cháy thành tro.
Ngoài ba nhóm chất chính nói trên, trong cặn gudron còn có các hợp chất
cơ kim của kim loại nặng, các chất cacben, cacboit rắn, giống nh cốc, màu sẫm
không tan trong các dung môi thông thờng, chỉ tan trong pyridin .
II.3. Công nghệ sản xuất dầu nhờn gốc.

II.3.1 Sơ đồ Công nghệ chung:

SV: Chu Lĩnh Trung

19

Lớp CH6 Hoá dầu


§å ¸n tèt nghiÖp

SV: Chu LÜnh Trung

TrÝch ly dÇu nhên b»ng dung m«i chän läc

20

Líp CH6 – Ho¸ dÇu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

Việc tách các thành phần không mong muốn trong sản xuất dầu gốc đợc
thực hiện nhờ các quá trình lọc dầu sẽ cho phép sản xuất dầu gốc chất lợng
cao, ngay cả với phân đoạn dầu nhờn của dầu thô cha thích hợp cho sản xuất
dầu nhờn. Sơ đồ công nghệ để sản xuất dầu nhờn gốc từ dầu mỏ bao gồm các
công đoạn nh sau:
Các quá trình chính bao gồm:
- Chng chân không nguyên liệu cặn mazut
- Chiết tách, trích ly bằng dung môi
- Tách hydrocacbon rắn (sáp hay petrolactum)
- Làm sạch lần cuối bằng hydro hoá
II 3.2. Chng cất chân không nguyên liệu cặn mazut:
Để nhận các phân đoạn dầu nhờn cất, quá trình đầu tiên để đi vào sản
xuất dầu nhờn là quá trình chng chân không mazut để nhận các phân đoạn dầu
nhờn cất và cặn gudron. Mục đích của quá trình là nhằm phân chia hoàn thiện
các phân đoạn dầu nhờn có giới hạn sôi hẹp và tách triệt để các chất nhựa asphanten ra khỏi các phân đoạn dầu nhờn cất và gudron .

Dầu cọc sợi nhẹ

-

Gudron

Hình 4. Sơ đồ hệ thống chng cất chân không để sản xuất các
phân đoạn dầu nhờn

SV: Chu Lĩnh Trung

21

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

II 3.3. Các quá trình trích ly, chiết tách bằng dung môi:
Mục đích của quá trình trích ly là chiết tách các cấu tử không mong
muốn chứa trong các phân đoạn dầu nhờn mà bằng chng cất không thể loại ra
đợc. Các cấu tử này thờng làm cho dầu nhờn sau một thời gian bảo quản hay
sử dụng bị biến đổi màu sắc, tăng độ nhớt, xuất hiện các hợp chất có tính axit
không tan trong dầu, tạo thành cặn nhựa và cặn bùn trong dầu.
Nguyên lý của quá trình tách bằng dung môi là dựa vào tách chất hoà
tan chọn lọc của dung môi đợc sử dụng. Khi trộn dung môi với nguyên liệu ở
điều kiện thích hợp, các cấu tử trong nguyên liệu sẽ đợc phân thành hai nhóm:
nhóm các cấu tử hoà tan tốt vào dung môi tạo thành pha riêng với tên gọi là
pha chiết (extract), còn phần không hoà tan hay hoà tan rất ít vào dung môi
gọi là rafinat. Sản phẩm có ích có thể hoặc nằm trong pha extract hay pha
rafinat tuỳ theo dung môi sử dụng. Nhng trong thực tế ngời ta quen gọi pha
chứa sản phẩm là rafinat còn pha cần phải loại đi là pha extract. Dựa vào bản
chất của dung môi mà ngời ta chia thành dung môi có cực và dung môi không
cực hay dung môi hỗn hợp, nhng dù là loại nào, dung môi đợc chọn phải thoả

mãn các yêu cầu sau:
- Phải có tính hoà tan chọn lọc, tức là phải có khả năng phân tách thành
hai nhóm cấu tử: nhóm có lợi và nhóm không có lợi cho dầu gốc.
Tính chất này đợc gọi là độ chọn lọc của dung môi.
- Phải bền về hoá học, không phản ứng với các cấu tử của nguyên liệu,
không gây ăn mòn và dễ sử dụng.
- Có giá thành rẻ, dễ kiếm.
- Có nhiệt độ sôi khác xa so với các cấu tử cần tách để dễ dàng thu
hồi dung môi, tiết kiệm đợc năng lợng.
Ba loại dung môi có cực đề tách phần hydrocacbon thơm và cặn nhựa ra
khỏi các phân đoạn dầu nhờn cất hiện đang sử dụng phổ biến đó là phenol,
furfurol và N - metylpirolydon. Còn để tách các hợp chất nhựa asphan trong
phân đoạn gudron, phổ biến là dùng propan lỏng .
SV: Chu Lĩnh Trung

22

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

II. 3.3.1. Quá trình khử asphan trong phần cặn gudron:
1. Mục đích và ý nghĩa của quá trình:.
Do trong gudron có chứa nhiều các cấu tử không có lợi cho dầu gốc,
nên nếu đa trực tiếp vào trích ly sẽ không cho phép đạt chất lợng và hiệu quả
mong muốn, chính vì thế ngời ta thờng tiến hành khử asphan trớc. Trong sản
xuất dầu nhờn, phổ biến là dùng propan lỏng để khử chất nhựa - asphan trong

phân đoạn gudron.
Mục đích của quá trình này là ngoài việc tách các hợp chất nhựa asphan còn cho phép tách cả các hợp chất thơm đa vòng, đã làm giảm độ nhớt,
chỉ số khúc xạ, độ cốc hoá và nhận đợc dầu nhờn nặng có độ nhớt cao cho dầu
gốc.
2. Cơ sở lý thuyết của quá trình:.
Cơ sở lý thuyết của quá trình là các hợp chất nhựa, asphan chiếm phần
chủ yếu trong cặn gudron, chúng là các hợp chất có khả năng hoà tan kém
trong dung môi không cực. Nhờ tính chất này, ngời ta chọn dung môi
parafinic để tách chúng. Dung môi tạo điều kiện cho quá trình đông tụ các
chất nhựa - asphan và hoà tan chọn lọc hydrocacbon. Trong dung môi
parafinic, khả năng hoà tan các hợp chất hydrocacbon có thể sắp xếp theo thứ
tự giảm dần nh sau:
Naphten, parafin > Hydrocacbon thơm mộl vòng > hydrocacbon thơm
đa vòng.
Do vậy trong quá trình khử asphan, đồng thời xảy ra hai quá trình: đông
tụ, lắng các chất nhựa asphan và trích ly các hợp chất hydrocacbon. Nếu tăng
dần trọng lợng phân tử của dung môi không cực, sẽ làm tăng khả năng hoà tan
của dung môi và nh vậy sẽ làm giảm độ chọn lọc. Chính vì thế mà trong thực
tế, propan lỏng là dung môi thích hợp nhất cho quá trình này.

SV: Chu Lĩnh Trung

23

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

3. Sơ đồ công nghê tách asphan bằng Propan lỏng-:.

Hình 5. Sơ đồ tách asphan bằng propan lỏng
1. Bình chứa propan;

2. Thiết bị bay hơi;

4. Cột khử dung môi ở rafinat; 5. Lò đốt nóng;
khỏi rafinat;

7. Thiết bị lắng tách;

3. Máy nén
6. Tách dung môi

8. Cột tách dung môi khỏi

Asphan;

9. Cột tách dung môi khỏi asphan;

10. Cột trích ly;

I. propan;

II. Nguyên liệu;

IV. Rafinat;

III. Hơi nớc;

V. Asphan; VI. Chất lỏng ngng tụ .
II.3.3.2. Các quá trình tách ly bằng dung môi chọn lọc:
a. Công dụng:
Các quá trình này có nhiệm vụ tách các hợp chất hydrocacbon thơm đa
vòng, các hợp chất nhựa asphan bằng các dung môi có cực nhằm cải thiện
thành phần hoá học của dầu nhờn. Các quá trình này đợc xem nh là các quá
trình làm sạch chọn lọc dầu nhờn.

SV: Chu Lĩnh Trung

24

Lớp CH6 Hoá dầu


Đồ án tốt nghiệp

Trích ly dầu nhờn bằng dung môi chọn lọc

b. Cơ sở lý thuyết:
Các hợp chất nhựa và hydrocacbon thơm đa vòng là các hợp chất có hại,
không mong muốn có mặt trong dầu nhờn. Sự có mặt của chúng không những
làm cho chất lợng dầu kém đi, chỉ số nhớt thấp mà chúng còn làm cho màu
dầu rất xấu. Các hợp chất này bằng phơng pháp chng cất không thể loại bỏ đợc. Làm sạch dựa vào tính chất hoà tan chọn lọc của dung môi có cực, cho
phép sản xuất ra đợc dầu gốc chất lợng cao từ bất cứ dầu thô nào. Vai trò quan
trọng trong quá trình làm sạch chọn lọc là tính chất của dung môi, đó là tác
dụng của lực van der waals (lực định hớng, cảm ứng, phân tán) xảy ra giữa
dung môi và các hợp chất phân cực cần phải tách đi trong dầu nhờn. Yếu tố

quan trọng của quá trình làm sạch chọn lọc là độ chọn lọc và khả năng hoà tan
của dung môi.
Độ chọn lọc là khả năng phân tách rõ ràng các cấu tử nguyên liệu vào
rafinat, bao gồm các hợp chất có ích nh iso - parafin, naphten, lai hợp parafin naphten và các hợp chất thơm một vòng, còn phần trích ly (extract) chỉ chứa
các cấu tử có hại nh là các hợp chất đa vòng, nhựa asphan và một lợng rất nhỏ
các hợp chất có lợi.
Khả năng hoà tan của dung môi là đại lợng đợc thể hiện bằng lợng dung
môi cần thiết để hoà tan một lợng xác định các cấu tử của nguyên liệu, hay nói
cách khác là trong điều kiện để nhận rafinat có chất lợng xác định, lợng dung
môi cần thiết càng ít để nhận đợc cùng một rafinat chất lợng tơng đơng, thì
khả năng hoà tan của dung môi càng lớn Về nguyên lý, độ chọn lọc và khả
năng hoà tan là hai đại lợng ngợc nhau, tăng chỉ tiêu này sẽ dẫn tới làm giảm
chỉ tiêu kia.
Độ hoà tan của hydrocacbon trong dung môi có cực không chỉ phụ
thuộc vào cấu trúc của hydrocacbon mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ và thờng
tuân theo một số quy luật sau:
- Khi tăng số vòng trong phân tử hydrocacbon thì độ hoà tan tăng.
- Khi tăng chiều dài mạch alkyl, độ hoà tan giảm xuống.

SV: Chu Lĩnh Trung

25

Lớp CH6 Hoá dầu