Bài tập Hóa dầu hay có hướng dẫn chi tiết dành cho sinh viên Đại học, cao đẳng

1.Trình bày nguồn gốc và thành phần của dầu mỏ (dầu thô)? ......................... 2
2.Trình bày phân đoạn xăng, bản chất của quá trình cháy trong động cơ
xăng? ................................................................................................................. 6
3. Trình bày thành phần ứng dụng của phân đoạn Kerosen và gasoil nhẹ? .... 8
4. Trình bày thành phần, ứng dụng của phân đoạn keroin nặng và phân đoạn
grudon. ............................................................................................................ 11
5.Trình bày cơ sở lí thuyêt của quá trình chưng cất, các thông số công nghệ
ảnh hưởng tới quá trình? ................................................................................ 13
6.Trình bày thành phần, tính chất của phân đoạn dầu nhờn? Sơ đồ chưng của
quá trình sản xuất dầu nhờn gốc?................................................................... 14
7.Vẽ sơ đồ và thuyết minh quá trình chưng cất chân không sản xuất dầu nhờn
gốc? ................................................................................................................. 17
8.Trình bày quá trình trích ly, chiết tách dung môi bằng dầu nhờn gốc? ...... 18
9.Trình bày quá trình tách sáp trong quá trình sản xuất? .............................. 21
10. Trình bày cơ sở lí thuyết của quá trình chế biến nhiệt? ........................... 23
11.Trình bày quá trình crackinh nhiệt. Vẽ sơ đồ và thuyết minh? ................. 25
12.Trình bày cơ sở lý thuyết của quá trình cracking xúc tác.......................... 28
13. Xúc tác của quá trình cracking xúc tác .................................................... 29
14.Trình bày chế độ công nghệ của quá trình cracking xúc tác ..................... 31
15.vẽ và thuyết minh dây chuyền công nghệ cracking xúc tác với lớp xúc tác
chuyển động?................................................................................................... 32
16. Trình bày nguyên liệu và sản phẩm của quá trình refoming xúc tác ....... 34
17. Trình bày chế độ công nghệ, vẽ sơ đồ, thuyết minh quá trình refoming xúc
tác .................................................................................................................... 37
18.Trình bày xúc tác của quá trình reforming? .............................................. 39
19.Trình bày cơ sở lí thuyết và quá trình công nghệ của quá trình hidro
cracking (vẽ 1 cấp)? ........................................................................................ 41

1

20. vẽ sơ đồ công nghệ, thuyết minh quy trình công nghệ isome hóa n-butan44
1.Trình bày nguồn gốc và thành phần của dầu mỏ (dầu thô)?
a) Nguồn gốc của dầu mỏ
Nguồn gốc vô cơ của dầu mỏ
- Dầu mỏ được hình thành từ cacbua kim loại: Al4C3, CaC2… thủy phân
vào H2O để tạo thành C2H2.
Al4C3 + H2O  C2H2 + Al(OH)3
- Trên cơ sở các chất khởi đầu là CH4 và C2H2. Dưới tác động của các
yếu tố như nhiệt độ, áp suất cao, xúc tác là các khoáng sét, nó dần chuyển
hóa thành các HC và dầu mỏ. Thuyết này tồn tại trong khoảng thời gian
khá dài. Tuy nhiên chất có một số điểm chưa giải thích được:
 Dầu mỏ đều xuất phát từ CH4 và C2H2 nên chất phải có thành phần
giống nhau nhưng thực tế chất có thành phần khác nhau.
 Trong dầu mỏ có chứa các chất porphyrin có nguồn gốc từ động thực
vật, các chất có tính quang hoạt mà ở điều kiện tự nhiên, tổng hợp chất rất
khó khăn. Vỏ quả đất cũng có hàm lượng cacbua kim loại rất ít, nhiệt độ ít
khi vượt quá 200

vì khi áp suất phải rất cao.

Nguồn gốc hữu cơ của dầu mỏ
- Xác động thực vật ở trên cạn bị các dòng sông cuốn trôi ra biển. Các
chất dễ phân hủy bị hòa tan trong nước hoặc tạo thành khí bay hơi. Các
chất khó phân hủy như protein, chất béo, xác, dầu nhựa, …sẽ dần lắng
đọng, nên lớp trầm tích ở đáy biển đây chính là vật liệu hữu cơ đầu tiên
của dầu khí. Các chất này trải qua hàng triệu năm biến đổi tạo thành các
dầu mỏ.
- Ngoài các yếu tố vi khuẩn còn có các yếu tố khác tác động đến quá
trình biến động của dầu mỏ như nhiệt độ, áp suất, sự có mặt của các chất
xúc tác là các khoáng sét, tạo điều kiện thuân lợi cho quá trình phân hủy

các chất này chuyển hóa thành dầu.
- Do động thực vật ở các nơi khác nhau cho nên thành phần của chúng
khác nhau, dẫn đến dầu mỏ cũng có thành phần khác nhau.
2


- Nó có nguồn gốc từ động thực vật nên các chất quang hoạt có sắn trong
bảng tuần hoàn.
- ở trong vỏ quả đất, dầu mỏ tồn tại ở trạng thái lỏng, nó có thể di chuyển
tự do. Do vậy, nó thường mắc ở các lớp đá ong hay còn gọi là bẫy dầu tạo
thành các mỏ dầu.
b) Thành phần hóa học
 Thành phần nguyên tố
- Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp trong đó có hàng trăm các cấu tử khác
nhau, hòa tan lẫn vào nhau. Mỗi loại dầu mỏ đã được đặc trừng bởi thành
phần riêng xong về bản chất chúng đều có các HC là thành phần chính
chiếm từ 60-90% trọng lượng, trong dầu còn lại là các chất chứa O, N, S,
các phức cơ kim, nhựa asphanten. Trong khí còn chứa các khí trơ như N,
Ar. Tuy dầu mỏ trên thế giới khác nhau về thành phần hóa học nhưng lại
giống nhau về thành phần nguyên tố: C trong khoảng 83-87%, H từ 1114%, còn lại là các nguyên tố khác. Dầu mỏ càng chứa nhiều HC, chứa ít
các chất dị nguyên tố thì càng có giá trị kinh tế cao
 Thành phần hóa học của dầu mỏ
 Thành phần parafin
- Đây là thành phần HC phổ biến nhất trong dầu thô, cháy tồn tại ở cả 3
dạng: dạng khí, dạng lỏng, dạng rắn. Đối với các cấu tử khí khi khai thác
dầu thô do áp suất giảm, chúng thoát ra khỏi dầu gọi là khí đồng hành.
- Xét về cầu tạo parafin có 2 loại: n-parafin chiếm phần lớn từ 20-35%
về thể tích, chúng có số nguyên từ C từ C1  C45. Các iso-parafin chỉ nằm
ở phần nhẹ và có nhiệt độ sôi trung bình ở dầu. Chúng thường có cấu trúc
đơn giản: mạch chính dài, mạch phụ ít và ngắn thường là nhóm metyl, có

số nguyên tử nhẹ của dầu mỏ. Nó làm tăng trị số octan và khả năng chống
cháy kích nổ.
 HC: naphtenic (xycloankan)
- Đây là một trong số HC quan trọng, phổ biến nhất trong dầu mỏ. Hàm
lượng của chúng có thể thay đổi từ 30-60% trọng lượng, chúng tồn tại ở
cấu trcus 1 vòng 5 hoặc 6 cạnh, cũng có thể tồn tại ở cấu trúc 2 hoặc 3
vòng. Đây là loại nguyên liệu rất tốt cho động cơ. Khi làm nhiên liệu nó

3


làm giảm khả năng cháy kích nổ làm nguyên liệu trong dầu nhờn với các
cấu tử 1 vòng có nhành dài sẽ cho ta độ nhớt và chỉ số độ nhớt cao.
 HC thơm (aromatic)
Loại có cấu trúc 1 vòng và đồng đẳng của chúng thường nằm ở phần nhẹ,
là các cấu tử làm tăng khả năng chống cháy kích nổ của xăng. Các cấu tử 1
vòng dài cho ta độ nhớt và chỉ số độ nhớt cao. Ở phần nhiệt độ sôi trung
bình và cao có các cấu tử 3 hoặc 4 vòng thơn. ở phần cặn có mức độ
ngưng tụ vòng thơm rất lớn giống như nguồn gốc nguyên liệu ban đầu như
benzen,
toluen,
xilen,
naphtalen

, antraxen

, pyren

.

 Hidro cacbon hỗn hợp giữa naphten và aromatic
- Loại này tương đối phổ biến trong dầu chúng thường làm ở phần có
nhiệt độ sôi cao, cấu trúc gần giống với vật liệu hữu cơ ban đầu như

tetralin

, indan

, xiclohexin benzen

 Hợp chất chứa dị nguyên tố S
- Đây là loại tạp chất phổ biến nhất trong dầu mỏ, chúng làm xấu đi chất
lượng phổ biến trong dầu thô. Thông thường loại có ít hơn 5% S là loại
dầu thô tốt. Hợp chất S tồn tại ở một số dạng như

mecactan(

) ,tiophen

S

, S tự do như H2S…

 Các chất chứa dị nguyên tố N: có rất ít trong dầu mỏ chiến từ 0,01-1%
trọng lượng. Chúng nằm ở phần có nhiệt độ sôi cao, những chất này
thường có xu hướng tạp phức với các ion kim loại như Ni, Paradi, 1 số

4

chất như pyridin

N

, quinolin

N

, pyrol

N
H

, indol

N
H
 Các chất chứa oxy

- Thường tồn tại dưới dạng axit, xeton, benzen, ete, este. Chúng thường
CH3
nằm ở phần có nhiệt độ sôi trung bình và cao: crezol
OH
naphton

OH và

-

.

 Các kim loại nặng
- Không nhiều từ 1 phần vạn đến 1 phần triệu, thường ở dạng phức cơ
kim như Ni, Paradi. Ngoài ra còn một lượng nhỏ Fe, Cu, Zn, Mg, Ti…
Nếu hàm lượng kim loại nhiều sẽ gây ngộ độc xúc tác trong quá trình chế
biến. Ngoài ra khi dùng làm nhiên liệu đốt lò sẽ gây ra hiện tượng thủng lò
do tạo thành hợp kim có nhiệt đô sôi thấp.
 Các hợp chất vi lượng asphanten
- Là dưỡng chất chứa đồng thời các nguyên tố C, O, S,.. với phân tử
lượng từ 500-6000 đvC. Chúng có màu sẫm nặng hơn H2O, không tan
trong H2O. Chúng có cấu trúc vòng thơm có độ nhưng tụ cao, nó làm xấu
đi chất lượng của dầu mỏ, thường tập trung ở phần cặn, phần nặng. Sự có
mặt của chúng làm cho sản phẩm bị sẫm màu, khi cháy không cháy hết tạo
tàn, tạo muội làm ngộ độc xúc tác trong quá trình chế biến.
 Nước lẫn trong dầu mỏ
Trong dầu mỏ bao giờ cũng tồn tại một lượng nước nhất định ở dạng nhũ
tương. Nước có được là do lẫn trong vật liệu hữu cơ ban đầu và nước từ
môi trường ngấm vào. Trong nước có lẫn một lượng muối khoáng nhất
định. Ngoài ra có lẫn cá oxit kim loại ở dạng không phân ly như keo, nhũ

5


tương. Khi khai thác dầu để lắng, nước sẽ tách dần ra khỏi dầu. Trong
trường hợp tạo thành hệ huyền phù bền vững thì phải dùng chất phá nhũ.
2.Trình bày phân đoạn xăng, bản chất của quá trình cháy trong động cơ
xăng?
a) Thành phần của phân đoạn
- Với nhiệt độ sôi nhỏ hơn 180 , phân đoạn xăng gồm các HC từ C5 đến
C10. Cả 3 loại parafin và naphtelic, aromatic đều có mặt trong phân đoạn.

Tuy nhiên thành phần và số lượng của chất rất khác nhau phụ thuộc vào
nguồn gốc của dầu mỏ.
- Các hợp chất dị nguyên tố O, N, S cũng có mặt trong phân đoạn nhưng
hàm lượng ít, chủ yếu là các chất dễ phân hủy như mecactan, pyridin,
phenol và đồng đẳng, các chất nhựa và asphanten chưa có mặt trong phân
đoạn
b) Xăng và nhiên liệu cho động cơ xăng
 Động cơ xăng
- Bản chất của quá trình cháy trong động cơ xăng: khi động cơ hoạt động
bình thường, pittong từ điểm chết dưới đi lên điểm chết trên thực hiện chu
trình nén. Khi đến điểm chết trên bugi điểm lửa, quá trình cháy diễn ra.
Mặt lửa lan truyền đều đặn hết lớp này tới lớp khác với tốc độ 15-40m/s.
Nếu mặt lửa lan truyền đều đặn với tốc độ quá lớn, quá trình cháy xảy ra
hầu như cùng một lúc trong xylanh gọi là quá trình cháy không bình
thường còn gọi là cháy kích nổ. Bản chất của quá trình cháy kích nổ là rất
phức tapj nhwung nguyên nhân chính là do trong nguyên liệu chứa các cấu
tử dễ bị oxi hóa như n-parafin. Chúng kết hợp với oxi tạo ra hợp chất
peroxit rồi phân hủy tạo gốc tự do, khơi mào cho phản ứng chuỗi, phản
ứng dây chuyền làm cho khối nguyên liệu trong xilanh bốc cháy ngay cả
khi mặt lửa chưa lann truyền tới. Tốc độ lan truyền rất lớn có thể đạt được
300m/s. Nhiệt độ tăng cao áp suất tăng đột ngột kèm theo hiện tượng nổ
tạo nên sóng xung kích đập lên thành xilanh pittong gây nên các tiếng gõ
kim loại bất thường.
 Trị số octan

6


- Có 2 phương pháp chính để xác định trị số octan là phương pháp
nghiên cứu (RON) và phương pháp motơ (MON). Sự khác nhau chủ yếu

của 2 phương pháp này là số vòng quay của motơ thử nghiệm với phương
pháp RON là 600 vòng/phút và phương pháp MON là 900 vòng/phút.
Thường trị số octan RON cao hơn theo MON. Sự chênh lệch này phản ánh
một mức độ nào đó tính chất cảu nhiên liệu thay đổi khi chế độ làm việc
của động cơ thay đổi cho nên sự chênh lệch này còn gọi là độ nhạy của
nhiên liệu đối với sự thay đổi chế độ làm việc của động cơ. Do vậy chênh
lệch giữa RON và MON càng ít càng tốt.
- Tính chất chống cháy kích nổ của một số cấu tử:
 Các cấu tử parafin mạch nhánh, aromatic, naphtenic chỉ cháy được
khi bugi điểm lửa cho nên có khả năng chống cháy kích nổ tốt.
 Các n-parafin dễ dàng cháy ngay cả khi mặt lửa chưa lan truyền tới
gây nên sự cháy kích nổ.
- Trị số octan trên đường
Do trị số octan phụ thuộc vào chế độ làm việc thực tế của động cơ cho
nên người ta xác định sự thay đổi trị số octan khi chế độ làm việc thay đổi
gọi là trị số octan, trên đường kí hiệu là Ođ.
Ođ = RON – s2/a
Trong đó s: độ nhạy là hiệu số giữa RON và MON
a: là 1 hệ số phụ thuộc vào tỉ số nén của động cơ có giá trị từ
4,6-6,2
- Trị số octan theo phản ứng cất R-100

xăng gồm nhiều thành phần có

nhiệt sộ sôi khác nhau và khả năng chống cháy kích nổ. Các cấu tử có
nhiệt độ sôi thấp thường có trị số octan thấp. Nếu trong hệ thống pittong
xilanh nạp những cấu tử có nhiệt độ sôi thấp tạo ra áp suất hơi cao trong hệ
thống, nó sẽ dẫn tới sự cháy kích nổ khi gia tốc. Để xác định người ta
chưng cất mẫu của xăng thep RON ở nhiệt độ nhỏ hơn 100

rồi đưa vào

xác định trị số octan.
 Xăng máy bay
- Là loại xăng cao cấp không thể lấy từ một loại xăng thuần nhất mà nó
là hỗn hợp của 1 số thành phần đặc biệt nhằm thu được xăng có phẩm chất
tốt. Xăng máy bay phải đạt được 1 số chỉ tiêu như sau: trị số octan phải lớn
7


hơn 100 và trị số này phải đảm bảo cho động cơ máy bay hoạt động ở 2
chế độ thừa xăng thiều không khí (hỗn hợp giàu) và thiếu xăng thừa không
khí (hỗn hợp nghèo). Khi máy bay cất cánh đồi hỏi sử dụng công suất tối
đa lượng xăng trong hỗn hợp phải được tăng tối đa, hoạt động ở chế độ
giàu khi bay ở độ cao nhất định, động cơ giảm công suất hoạt động ở chế
độ nghèo. Trị sô octan trong trường hợp hoạt động ở 2 chế độ giàu và
nghèo gọi là chỉ số phẩm độ.
- Thành phần cất của phân đoạn xăng phải hẹp để tránh có nhiều cấu tử
nhẹ tạo nút hơi trong hệ thống cấp liệu và tránh cso nhiều cấu tử nặng khi
cháy không hoàn toàn tạo tàn, tạo muội
- Hàm lượng olefin phải nhỏ (<3%) để tránh trường hợp tạp nhựa làm
cho xăng bị biến màu không bảo quản được lâu.
- Hàm lượng các hợp chất dị nguyên tố phải rất ít để tránh tạo màu cho
sản phẩm và khi cháy tạo ra các khí gây ăn mòn thiết bị.
3. Trình bày thành phần ứng dụng của phân đoạn Kerosen và gasoil nhẹ?
a) Phân đoạn kerosen
 Thành phần của phân đoạn
- Trong phân đoạn hầu hết là n-parafin rất ít iso-parafin. Các hợp chất
naphten và aromatic ngoài cấu trúc một vòng nhiều nhánh phụ còn có
mặt các hợp chất 2 hoặc 3 vòng,

- Bắt đầu có mặt các hợp chất HC lai hợp giữa naphten và thơm như
tetralin và đồng đẳng của chúng
- Các hợp chất dị nguyên tố như O, N, S tăng dần trong phân đoạn.
 Ứng dụng của phân đoạn.
- Làm nguyên liệu cho động cơ máy bay phản lực
- Nguyên lí hoạt động của động cơ phản lực: nhờ năng lượng dòng khí
để biến đổi cơ năng chạy tuabin. Máy nén hút không khí và nén tới áp
suất cao áp khảng hơn 20 lần. Không khí nén được đưa vào buồng
cháy, ở đây nhiên liệu được phun và bay hơi hòa trộn với không khí tạo
thành hỗn hợp cháy sau đó bật tia lửa điện để đốt cháy hỗn hợp. Hỗn
hợp sau cháy tăng thể tích rất lớn, sinh công để chạy tuabin biến đổi nội
năng của dòng khí thành công cơ học. Cơ năng này được dùng để chạy
8


máy nén khí ban đầu. Phần động năng còn lại được giãn nở, qua tuy-e
phụt ra ngoài với tốc độ rất lớn tạo ra một phản lực tác động nên động
cơ, làm động cơ tiến về phía trước.
- Ảnh hưởng của bản chất nguyên liệu đến quá trình cháy
 Nhiên liệu phản lực phải có tốc độ cháy lớn, dễ dàng tự bốc cháy
có nhiệt năng lớn, cháy điều hòa có ngọn lửa ổn định, cháy hoàn
toàn không tạo tàn, tạo cặn.
 Nhiệt cháy của nhiên liệu phản lực phải > 10200 Kcal/kg. Do
vậy các n-parafin sẽ đảm bảo được điều kiện này. Mặt khác máy
bay hoạt động ở độ cao, nhiệt độ môi trường cso thể xuống đến 50 cho nên nhiên liệu phải có độ linh hoạt cao không bị kết
tinh ở nhiệt độ thấp.
 Về độ linh động: naphten có độ linh đông cao hơn dễ kết tinh
gây mất an toàn cho mấy bay.
 Nhiên liệu cháy hoàn toàn không tạo cốc, tạo tàn vì khi cháy sẽ
làm tắc vòi phun. Về điều này HC thơm không đảm bảo được.

 Các chất chứa dị nguyên tố O, N, S ảnh hưởng rất xấu tới chất
lượng nguyên liệu vì tạo ra các khí SOx, NOx gây ăn mòn ở nhiệt
độ thấp tạo cặn bám trong buồng đốt. Các chất chứa N thường
kém ổn định dễ biến màu.
 Kerosen làm dầu hỏa dân dụng
- Dầu hỏa loại này thường được sử dụng trong thắp sáng và nung nấu
được đánh giá thông qua chiều cao của ngọn lửa hun khói. Khi thắp ở
ngọn lửa tiêu chuẩn nguyên liệu sáng đẹp rõ đều, chiều cao của ngon
lửa lớn hơn 20mm. Khi đó parafin và naphten đáp ứng được yêu cầu
này.
- Trong nhiên liệu phải chứa ít S vì khi cháy tạo ra các khí độc ảnh
hưởng đến sức khỏe người lao động đồng thời nó còn làm cho bóng
đèn bị mờ không đảm bảo cường độ chiếu sáng.
b) Phân đoạn gasoil nhẹ
 Thành phần phân đoạn

9


- Phần lớn là n-parafin, iso-parafin rất ít. Ở cuối phân đoạn n-parafin có
nhiệt độ kết tinh thấp, chúng làm mầm mống gây mất tính phân đoạn ở
nhiệt độ thấp.
- Các hợp chất thơm, naphten cấu trúc 2 vòng là chủ yếu, đã xuất hiện
cấu trúc 3 vòng, cấu trúc hỗn hợp 2 loại này tăng.
- Các hợp chất dị nguyên tố của O, N, S tăng mạnh ở trong phân đoạn
này.
 Ứng dụng của phân đoạn.
- Bản chất quá trình cháy: khi pittong từ điểm chết dưới lên điểm chết
trên thực hiện quá trình nén không khí, bơm cao áp thu nhiên liệu dưới
dạng sương mù hòa trộn với không khí, nó không cháy ngay mà phải có

thời gian để oxi hóa sâu tạo thành các hợp chất chứa oxy trung gian, có
khả năng tự bốc cháy. Thời gian này gọi là thời gian cảm ứng hay thời
gian trễ, thời gian trễ càng ngắn càng tốt. Khi đó nhiên liệu sẽ cháy
điều hòa. Trong thành phần của nhiên liệu parafin sễ bị oxi hóa, dễ tự
bốc cháy thỏa mãn điều này, iso-parafin và các hợp chất thơm khó bị
oxi hóa, thời gian trể dài, khả năng tự bốc cháy kém.
- Do động cơ ddiezeen chỉ nén không khí cho nên chúng có tỷ số nén cao
(14/1

17/1). Trong khi đó động cơ xăng có tỷ số nén thấp tối đa chỉ

đạt được 10/1. Như vậy cùng 1 lượng nguyên liệu động cơ ddiezeen
cho công suất lớn hơn, khỏe hơn.
- Trị số xetan: là một đơn vị đo quy ước, đặc trưng cho khả năng bắt lửa
của nhiên liệu diezen, nó là một số nguyên có giá trị đúng bằng giá trị
của hỗn hợp chuẩn gồm n-xetan, -metyl naphtalen có cùng khả năng
tự bắt cháy. Dùng thang chia từ 0-100 với 100% n-xetan cho trị số
xetan =100, 100% -metyl naphtalen cho trị số xetan=0, có khả năng tự
bắt cháy kém.
- Các HC khác nhau có trị số xetan khác nhau, mạch thẳng càng dài trị số
xetan càng cao và ngược lại. HC thơm nhiều vòng trị số xetan càng
thấp.
- Phân đoạn gasoil chưng cất trực tiếp bao giờ cũng có trị số xetan cao
>55. Do vậy không cần qua quá trình chế biến hóa học nào cả mà có
thể sử dụng ngay làm nhiên liệu cho động cơ ddiezeen. Đối với động
10


cơ hoạt động nhở hơn 500 v/ph đòi hỏi trị số xetan từ 45-50, còn đốt
cháy từ 50-100 v/ph đòi hỏi trị số xetan > 50.

- Nếu trị số xetan cao quá sẽ gây lãng phí nguyên liệu, còn thấp quá sẽ
gây khó cháy, khó bị oxi hóa, thời gian trễ kéo dài dẫn đến khối nhiên
liệu cháy một lúc gây tỏa nhiệt mạnh, áp suất tăng vọt, động cơ rung
giật.
- Các chất chứa S làm cho nguyên liệu bị xấu đi vì khi cháy chúng tạo ra
các khí gây ăn mòn thiết bị taọ cặn bám vào pittong và xi lanh. Các
chất chứa oxi la axit gây ăn mòn. Khi hòa tan vào nhiên liệu gây biến
màu, đóng cặn tăng độ mài mòn. Các chất nhựa không cháy hoàn toàn
bị phân hủy trên xi-lanh tạo cốc gây mài mòn, làm giảm độ kín khít của
pittong và xilanh.
4. Trình bày thành phần, ứng dụng của phân đoạn gasoil nặng và phân
đoạn grudon.
a) Gasoil nặng.
 Thành phần phân đoạn : n-parafin và isoparafin rất ít; chủ yếu là
naphten và thơm. Cấu trúc hóa học giữa naphten và thơm tăng trong phân
đoạn này, các hợp chất dị nguyên tố O, N, S tăng mạnh có ở trong phân
đoạn này nhiều nhất.
 ứng dụng:
Ứng dụng trong phân đoạn dùng để bôi trơn giữa 2 bề mặt kim loại của
các chi tiết nhằm làm giảm ma sát. Các chi tiết máy sẽ bị mòn ngay nếu ko
có dầu bôi trơn. Khi cho dầu bôi trơn vào trong động cơ với 1 lớp đủ dày
sẽ xen kẽ giữa 2 bề mặt kim loại, khi đó các phân tử dầu nhờn sẽ trượt lên
nhau. Do vậy, máy móc sẽ làm việc nhẹ nhàng, ít bị mài mòn và giảm
công tiêu hao vô ích .
- Làm mát : Do dầu nhờn ở trạng thái lỏng lưu chuyển qua các bề mặt
ma sát đem theo 1 phần nhiệt truyền ra ngoài theo cách tản nhiệt .
- Ứng dụng làm sạch : Khi làm việc bề mặt ma sát sinh ra mùn kim loại ,
những hạt rắn làm cho bề mặt bị xước, hỏng . Ngoài ra , còn có các hạt cát,

11

bụi bám lên bề mặt. Dầu nhờn sẽ lưu chuyển qua bề mặt ma sát nó sẽ quấn
theo rồi được lắng và lọc đi.
- Làm kín :Nhờ khả năng bám dính, tạo màng, dầu nhờn góp phần làm
kín các khe hở đặc biệt trong hệ thống pittong và xi lanh không cho hơi bị
rò rỉ đảm bảo cho động cơ hoạt động bình thường .
-Bảo vệ bề mặt : bề mặt thiết bị sẽ tiếp xúc với không khí , hơi nước, khí thải
làm cho chúng bị ăn mòn ,hư hỏng ,dầu nhờn sẽ tạo 1 lớp mỏng trên bề mặt
ngăn cách sự tiếp xúc của bề mặt các chi tiết với các yếu tố môi trường bên
ngoài .

b)

Phân loại dầu nhờn: được chia làm 2 loại chính
Dầu nhờn có tính chất bôi trơn gọi là dầu động cơ .
Dầu nhờn ko có tính chất bôi trơn gọi là dầu nhờn công nghiệp .
Phân đoạn cặn dầu mỏ (grudon).

 Thành phần phân đoạn: rất phức tạp nhưng có thể chia làm 3 nhóm
chính:
- Nhóm chất dầu : gồm các HC(hidrocacbon) có phân tử lượng lớn; tập
trung nhiều hợp chất thơm có độ nhưng tụ cao, cấu trúc hóa học nhiều
vòng thơm và naphten , có tỉ trọng xấp xỉ 1 hòa tan trong xăng và npentan.
- Nhóm chất nhựa: là chất ở dạng keo quánh gồm các chất trung tính và
axit . Chất trung tính có màu đen hoặc nâu, nhiệt độ mềm hóa < 100˚C. Tỉ
trọng >1, hòa tan trong xăng và n-pentan. Các chất axit chứa nhóm –
COOH màu nâu sẫm, tỉ trọng >1, hòa tan trong rượu clorofom và rượu
metylic. Các chất axit tạo ra nhựa có tính hoạt động bề mặt, khả năng kết
dính của bitum phụ thuộc lượng axit trong nhựa.

- Nhóm asphanten: Là nhóm màu đen, cấu tạo tinh thể, tỉ trọng>1, có khả
năng hòa tan trong đisunfua Cacbon; đun ở 300˚ ko bị nóng chảy mà bị
cháy thành tro.
- Trong cặn còn có các chất cơ kim của kim loại nặng, các chất giống
như cốc.
 Ứng dụng:
- Sản xuất bitum, than cốc, bồ hóng , nhiên liệu đốt lòa.
12


- Sản xuất bitum là quan trọng nhất trong đó thành phần asphanten quyết
định thành phần chất rắn của bitum, thành phần nhựa quyết định tính chất
dẻo và tính kết dính.
- Thành phần dầu làm tăng khả năng chịu thời tiết ,gió mưa.
5.Trình bày cơ sở lí thuyêt của quá trình chưng cất, các thông số công nghệ
ảnh hưởng tới quá trình?
a) Cơ sở lí thuyết của quá trình chưng cất:
Chưng cất đơn giản bằng cách chưng bay hơi 1 lần hoặc bay hơi nhiều
lần của 1 hỗn hợp chất lỏng.
Chưng cất phức tạp là quá trình chưng cất có hồi lưu hoặc có tinh luyện.
Qúa trình chưng cất trong chân không hoặc chưng cất với hơi nước do 1
số thành phần trong dầu thô có nhiệt độ sôi cao,Trong quá trình chưng chúng
dễ dàng phân hủy làm xấu đi chất lượng của dầu, giảm độ nhớt độ bền OXH
và gây ăn mòn thiết bị. Do vậy, tiến hành chưng ở áp suất thấp hoặc quấn theo
hơi nước sẽ giảm nhiệt độ sôi của cấu tử, hạn chế quá trình phân hủy.
b) Các thông số công nghệ ảnh hưởng tới quá trình.
Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu suất và chất lượng sản
phẩm đó là: nhiệt độ, áp suất và phương pháp chưng cất.
Chế độ công nghệ phụ thuộc vào chất lượng của dầu thô ban đầu, phụ thuộc
vào yêu cầu, mục đích cần thu dc sản phẩm, chủng loại sản phẩm.

 Chế độ nhiệt của tháp chưng:
- Nhiệt độ là yếu tố quan trọng của tháp chưng luyện. Khi thay đổi nhiệt
độ của tháp sẽ điều chỉnh dc chất lượng và hiệu suất của sản phẩm. Chế
độ nhiệt gồm nhiệt của nguyên liệu đầu vào, nhiệt đáy tháp, đỉnh tháp,
và trong tháp.
- Nhiệt độ của nguyên liệu vào phụ thuộc vào thành phần và chất lượng
dầu thô ban đầu nhưng chủ yếu tránh nhiệt độ vào quá cao gây phân
hủy nhiệt.
- Nhiệt độ của đáy tháp phụ thuộc vào phương pháp bay hơi và % hồi
lưu ở đáy tháp.Nếu nhiệt độ quá cao, thành phần ở áp suất tháp dễ bị
phân hủy.Nếu nhiệt độ quá thấp trong sản phẩm đáy còn có cấu tử nhẹ .
13


- Nhiệt độ ở đỉnh tháp: nhằm mục đích đảm bảo lượng hơi ở sản phẩm
chính và lượng hồi lưu, một phần sản phẩm sẽ dc tách ra ngoài. Do vậy,
có 2 loại hồi lưu là hồi lưu nóng và hồi lưu nguội.
 Áp suất của tháp chưng:
- Nếu tháp chưng tiến hành chưng cất ở áp suất thường thì áp suất tuyệt
đối trong tháp lớn hơn áp suất khí quyển 1 chút. Tại các điểm lấy sản
phẩm có sự thay đổi áp suất. Do vậy, người ta phải lắp bộ phận điều
chỉnh áp suất ở mọi thiết bị ngưng tụ.
- Nếu tiến hành chưng cất ở áp suất thường khống chế ở khoảng 10-70
mmHg, ko thể khống chế ở áp suất sâu quá, khi đó mất an toàn , khó
chế tạo thiết bị với công suất lớn.
 Các điểm cần chú ý khi khống chế chế độ làm việc trong tháp.
- Khi thay đổi áp suất sẽ làm thay đổi nhiệt độ sôi của hỗn hợp.Khi áp
suất tăng, nhiệt độ sôi sẽ tăng .
- Nếu các điều kiện khác ko đổi áp suất trong tháp tăng lên sẽ tăng nhiều
cấu tử nhẹ trong hỗn hợp sản phẩm.

- Nếu nhiệt độ đáy tháp quá thấp, sản phẩm đáy chứa nhiều cấu tử nhẹ
gây lãng phí.
- Nếu nhiệt độ nhiên liệu đầu vào quá thấp, lượng hồi lưu ở đĩa sẽ ít ->
lượng lỏng trong tháp sẽ tăng.
- Nhiệt độ sản phẩm đỉnh quá cao, khi đó sẽ nhiều sản phẩm nặng và
ngược lại.
 Các loại tháp chưng
- Tháp đệm
- Tháp chóp
- Tháp đĩa lỗ
6.Trình bày thành phần, tính chất của phân đoạn dầu nhờn? Sơ đồ chưng
của quá trình sản xuất dầu nhờn gốc?

-

Thành phần của phân đoạn
Parafin mạch thẳng và mạch nhánh.
Naphtalen một vòng hoặc nhiều vòng có hoặc không có nhánh.
HC thơm một vòng, nhiều vòng có hoặc không có nhánh ankyl.
Các hợp chất lại giữa naphten và thơm.
Các chất chứa dị nguyên tố O, N, S.
14


 Thành phần của phân đoạn
Tính chất quan trọng nhất của dầu nhờn là độ nhớt, tính chất nhớt thay đổi
theo nhiệt độ (chỉ số độ nhớt); khi nhiệt độ thay đổi độ nhớt ít thay đổi là
dầu nhờn có chỉ số độ nhớt cao. Các tính chất này được quyết định bởi
thành phần các HC có trong dầu gốc.
- Thành phần parafin có hàm lượng iso-parafin rất ít, chủ yếu là n-parafin

với số nguyên tử C từ C21 đến C40. Nó là tác nhân gây mất tính linh động
của dầu nhờn. Một số iso-parafin có mạch phân tử dài, mạch nhánh ngắn
chủ yếu là metyl; nó cùng là cấu tử tốt nâng cao độ nhớt nhưng thực tế chỉ
số độ nhớt lại thấp.
- Naphten có cấu trúc từ 1-5 vòng có thể từ 7-9 vòng, loại 1-2 vòng có
nhành dài cho ta độ nhớt và chỉ số độ nhớt cao.
- Các hợp chất thơm cấu trúc 2-3 vòng là chủ yếu, loại 1-2 vòng có
nhánh dài cho ta độ nhớt và chỉ số độ nhớt cao.
- Cũng có cấu trúc lai hợp giữa naphten và thơm nhưng chỉ số độ nhớt
không cao.
- Các hợp chất dị nguyên tố có nhiều trong phân đoạn dầu nhờn là các
chất có hại, tạo màu cho sản phầm gây ra các phản ứng oxi hóa, gây xấu đi
chất lượng của dầu gốc trong quá trình bảo quản tích trữ và sử dụng.
 Sơ đồ quá trình chưng cất chân không của dầu nhờn gốc
- Nguyên liệu: phần cặn của quá trình chưng cất khí quyển (mazut). Do
vậy, chưng cất chân không cho phép chưng cất phân đoạn dầu bôi trơn có
độ nhớt khác nhau, phân đoạn nhẹ nhất ở đỉnh tháp có độ nhớt nhỏ nhất,
phần cặn ở đáy đỉnh tháp chính là cặn gudron. Trong các phân đoạn sẽ có
mặt của tất cả các cấu tử có trong phân đoạn dầu mỏ đem chưng cất.

15


Cặn mazut

Chưng cất chân không

Dầu cất
nhẹ

Dầu cất
trung
bình

Dầu cất
nặng

Cặn
Gudron

Tách asphan

Phần
chiết

Dầu cất
nhẹ

Chiết bằng dung môi

Dầu cất
trung
bình

Tách sáp

bằng propan

Dầu cất

Cặn

nặng

Gudron

Sáp

Làm sạch bằng hidro

Dầu gốc
16


Quá trình chưng cất ở áp suất chân không cho phép thu được dầu nhờn với
chất lượng khác nhau tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu dầu thô ban đầu. Loại
nguyên liệu tốt nhất là nguyên liệu có chứa naphten và thơm 1 vòng có nhánh
dài và các iso-parafin phân tử lượng lớn. Dầu thô có chất lượng thấp là loại
chứa naphten và thơm đa vòng. Hỗn hợp giữa naphten và thơm có độ ngưng
tụ cao.
7.Vẽ sơ đồ và thuyết minh quá trình chưng cất chân không sản xuất dầu
nhờn gốc?

Thuyết minh
Trong quá trình chưng cất chân không độ nhớt là hàm số của khoảng nhiệt
độ sôi và trọng lượng phân tử. Tuy nhiên để khống chế nhiệt độ sôi rất khó
khăn. Khắc phục bằng cách chưng cất quấn theo hơi nước trong các tháp
17

bay hơi phụ. Dầu mazut (phần cặn của dầu mỏ) đưa vào thiết bị trao đổi
nhiệt đến nhiệt độ ổn định để chưng luyện. Ở mỗi phân đoạn lấy sản phẩm
từng phân đoạn. Tạo điều kiện sôi cho quá trình quấn theo hơi nước. Ở
phần giữa tháp thu được dầu nhớt 2,3,4. Đáy tháp thu cặn gudron, đỉnh
tháp dầu nhờn 1. Phần hơi được hệ thống xử lí chân không, nước bay hơi ở
100

 thu được nước ở phân đoạn này lớn ở phía dước thu được nước,

lớp phía trên thu được phân đoạn gasoill nhẹ.
8.Trình bày quá trình trích ly, chiết tách dung môi bằng dầu nhờn gốc?
- Mục đích của quá trình trích ly là chiết tách các cấu tử ko mong muốn
trong phân đoạn dầu nhờn mà bằng phương pháp chưng cất ko thể loại bỏ
được, các cấu tử này làm xấu đi chất lượng của dầu nhờn sau 1 thời gian
bảo quản, và sử dụng như biến đổi màu sắc, tăng độ nhớt, xuất hiện các
chất có tính axit tan trong dầu tạo thành cặn nhựa, cặn bùn ở trong dầu
nhờn.
- Nguyên lí của quá trình tách bằng dung môi: dựa vào khả năng hòa tan
chọn lọc của dung môi được sử dụng; nguyên liệu sẽ được phân thành 2
nhóm: nhóm các cấu tử hòa tan tốt vào dung môi gọi là pha chiết (extract);
các phần tử không hòa tan hay hòa tan rất ít vào dung môi hay còn gọi là
rafinat. Sản phẩm có ích có thể nằm ở pha extract hay pha rafinat nhưng
thường người ta quen gọi sản phẩm là rafinat.
- Dựa vào bản chất của dung môi, người ta chia dung môi thành 2 loại:
dung môi có cực và dung môi không cực.
- Khi sử dụng dung môi cần phải thỏa mãn 1 số yêu cầu như:
 Phải có tính hòa tan chọn lọc.
 Phải có độ bền hóa học, ko phản ứng với các cấu tử nguyên liệu, ko
gây ăn mòn và dễ sử dụng.
 Dung môi có giá thành rẻ, dễ kiếm.

 Dung môi có nhiệt độ sôi khác xa so với cấu tử cần tách để dễ dàng
thu hồi dung môi, tiết kiệm năng lượng.

18


- Để tách các HC thơm và cặn nhựa thường dùng phổ biến 3 loại dung
môi có cực là phenol, furfuron, n-metyl piroliden; còn để tách các asphan
trong phần cặn phổ biến dùng propan lỏng.
 Qúa trình khử asphan trong cặn của gudron.
- Mục đích của quá trình: tách các hợp chất nhựa asphanten và 1 số chất
thơm đa vòng để thu được dầu nhờn nặng có độ nhớt cao cho dầu gốc.
- Cơ sở lý thuyết của quá trình :
 Các hợp chất nhựa và asphanten chiếm phần lớn trong cặn gudron.
Nó hòa tan kém trong dung môi ko cực cho nên lựa chọn parafin để
tách chúng. Dung môi này tạo đk cho quá trình đông tụ nhựa và
asphanten đồng thời hòa tan chọn lọc hidrocacbon.


Trong quá trình khử asphan xảy ra đồng thời 2 quá trình : Đông tụ
lắng các chất nhựa asphanten và trích ly các hợp chất HC.Nếu tăng
dần khối lượng phân tử của dung môi ko phân cực sẽ làm tăng khả
năng hòa tan của dung môi do đó độ chọn lọc giảm.

 Propan lỏng là chất ko màu, ko mùi nhưng độc với thần kinh TW
của người và động vật. Nó có tính chất đặc biệt ở nhiệt độ từ 4060˚C, hòa tan rất tốt parafin. Khi nhiệt độ tăng độ hòa tan giảm,
nhiệt độ hòa tan tới hạn ở 96,8˚C. Ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ này
tất cả các HC đều không tan nhưng ở khoảng nhiệt độ 40-96,8˚C các
chất nhựa và asphanten hầu như ko hòa tan trong propan lỏng.
- Thông số công nghệ của quá trình.

 Yếu tố nhiệt độ: ảnh hưởng đến rất lớn khả năng hòa tan dung môi
của propan,Khi nhiệt độ cao hơn 50˚C khả năng hòa tan giảm đi
nhưng lại cải thiện dc chất lượng sản phẩm như giảm độ nhớt, độ
cốc hóa làm màu sắc sản phẩm sáng hơn. Trong quá trình khử ở
đỉnh tháp trích ly ở nhiệt độ 75 85˚C. Đáy tháp từ 50 60˚C.


Tỉ lệ của propan/nguyên liệu. Do xảy ra đồng thời 2 quá trình lắng,
đông tụ các chất nhựa asphanten và trích ly HC cho nên tỉ lệ
propan/nguyen liệu là 1 thông số rất quan trọng. Khi tiến hành khảo
sát từ 50 90˚C thay đổi tỉ lệ này từ 1/1  10/1 sẽ tồn tại 1 điểm
thích hợp mà tại đó tỉ lệ dung môi là nhỏ nhất nhưng chất lượng
dầu nhờn là tốt nhất. Ngoài ra,nó còn phụ thuộc vào chất lượng
19


nguyên liệu ban đầu. Nếu chứa nhiều nhựa và asphanten đòi hỏi tỷ
lệ dung môi thấp từ 2/1 3/1, nhưng nếu nhựa và asphanten thấp đò
hỏi tỷ lệ dung môi cao từ 4/1 6/1.
 Áp suất trong tháp trích ly: để đảm bảo propan ở trạng thái lỏng, áp suất
trong tháp trích ly 36 42at, nếu áp suất cao tỉ trọng propan tăng làm tăng
độ hòa tan của gốc sẽ làm độ cốc hóa tăng, màu sản phẩm sẫm hơn và độ
nhớt cao hơn.
 Các quá trình trích ly bằng dung môi chọn lọc:
- Vai trò của quá trình: dùng dung môi chọn lọc để tách các HC thơm đa
vòng, các hợp chất nhựa asphanten nhằm cải thiện thành phần hóa học
của dầu nhờn.
- Cơ sở lí thuyết của quá trình:
 Nhựa và các HC thơm đa vòng là hợp chất có hại không mong
muốn có mặt trong dầu nhờn, chúng làm xấu đi chất lượng của dầu

chỉ số độ nhớt thấp, làm tối màu sản phẩm bằng các phương pháp
chưng cất ko thể tách loại được chúng mà phải dựa vào độ hòa tan
chọn lọc trong dung môi có cực.
 Độ chọn lọc là khả năng phân tách rõ ràng các cấu tử nguyên liệu
vào pha rafinat như iso-parafin, naphten 1 vòng có nhánh dài, còn
các cấu tử có hại như các hợp chất đa vòng, nhựa asphanten không
bị hòa tan.
 Khả năng hòa tan của dung môi là đại lượng dc thể hiện bằng lượng
dung môi cần thiết để hòa tan 1 lượng xác định các cấu tử của
nguyên liệu. Độ hòa tan phụ thuộc cấu trúc của HC, nhiệt độ, và nó
có thể tuân theo một số quy luật sau:
 Khi tăng số vòng nguyên tử HC thì độ hòa tan tăng
 Khi tăng chiều dài mạch ankyl thì độ hòa tan giảm.,
 Khi tăng số nguyên tử C trong naphten thì độ hòa tan giảm.
 Độ hòa tan của HC thơm >naphten khi có cùng số nguyên tử C.
 HC lai hợp giữa thơm và naphten có độ hòa tan > naphten có
cấu trúc tương ứng.
 Parafin có độ hòa tan nhỏ nhất.

20


 Hiện nay sử dụng phổ biến nhất, 3 loại dung môi có cực để tách các
hợp chất nhựa và thơm đa vòng ra khỏi nguyên liệu đó là phenol,
furfuronn, n-metyl pirolyden.
9.Trình bày quá trình tách sáp trong quá trình sản xuất?
Sáp là hỗn hợp parafin có phân tử lượng lớn, nhiệt độ nóng chảy cao, dễ
kết tinh ở nhiệt độ thấp, kém hòa tan trong dầu nhờn ở nhiệt độ thấp. Vì vậy,
cần tách sáp ra khỏi dầu nhờn.
 Qúa trình tách sáp bằng phương pháp kết tinh:

- Tiến hành làm lạnh các phân đoạn dầu nhờn, khi đó sáp kết tinh và
được trích bằng phương pháp lọc ở áp suất cao. Sau 1 thời gian, sáp
được giữ lại trên lưới lọc đủ dày, dầu nhờn chảy qua rất khó khăn. Khi
đó, cần phải xả áp và tháo bỏ các bánh sáp thô ra khỏi lưới lọc.
- Nhược điểm:
 Quá trình làm việc gián đoạn, nhiều khâu phải sử dụng áp suất
cao.
 Độ nhớt của dầu tách sáp lớn gây trở ngại cho quá trình lọc.
 Ko áp dụng dc cho cho nguyên liệu là dầu cặn vì tách sáp ko triệt
để do các vi tinh thể parafin tạo ra trong quá trình ko thể tách
bằng phương pháp lọc.
 Tách sáp bằng dung môi chọn lọc.
- Để khắc phục được các nhược điểm của phương pháp kết tinh, tiến
hành sử dụng dung môi làm tăng độ linh động của dầu nhờn, sáp hòa
tan vào dung môi ở nhiệt độ cao nên thường phải tiến hành ở nhiệt độ
thấp và lựa chọn dung môi phù hợp.
- Dung môi tách sáp thỏa mãn 1 số yêu cầu sau:
 Dung môi ít, ko hòa tan sáp.
 Hòa tan tốt dầu nhờn ở nhiệt độ kết tinh của sáp.
 Sáp có thể kết tinh ở dạng tinh thể lớn để dễ dàng tách bằng
phương pháp lọc
 Dung môi có nhiệt độ sôi thấp để dễ tách ra khỏi dầu, tiết kiệm
năng lượng
21


 Dung môi phải dễ kiếm, rẻ tiền, ko độc hại, ít ăn mòn thiết bị
 Tỉ lệ dung môi/nguyên liệu thấp, giảm chi phí vận hành
Một số dung môi thường sử dụng là các keton, HC thơm và các dẫn xuất clo
hữu cơ.

Sơ đồ công nghệ quá trình tách

- Dung môi và dầu nhờn dc trộn với nhau theo chế độ công nghệ đã chọn
trước. Sau đó qua thiết bị làm lạnh sử dụng các tác nhân là NH3, etan,
propan, etylen. Hỗn hợp làm lạnh gồm sắt và dung môi dc đưa vào bộ
phận lọc thùng quay chân ko hình tang trống để lọc sáp kết tinh. Sáp
trên bề mặt trống dc hệ thống dao gạt, gạt ra ngoài rồi chuyển về bộ
22


phận thu hồi dung môi từ sáp ướt. Phần dịch lọc ở tâm trống được hút
ra ngoài dẫn qua bộ phân thu hồi dung môi từ dầu tách sáp. Dầu sạch
dc đưa đi quá trình tinh chế tiếp theo, dung môi qua hệ thống trao đổi
nhiệt rồi dẫn vào hệ thống kết tinh để pha loãng hỗn hợp nhiên liệu ban
đầu.
 Chế độ công nghệ:
- Chất lượng nguyên liệu ban đầu: nguyên liệu sẽ quyết định các yếu tố
công nghệ khác
 Nhiệt độ sôi và độ nhớt của nguyên liệu càng lớn, càng khó tách
hoàn toàn các parafin rắn, tốc độ lọc càng nhỏ thì nhiệt độ đông
đặc của dầu nhờn đã tách sáp càng cao.
 Độ nhớt và hàm lượng HC trong nguyên liệu càng lớn thì càng
phải tăng hàm lượng dung môi pha loãng.
 Thành phần của phân đoạn nguyên liệu càng hẹp thì tốc độ lọc và
hiệu suất dầu nhờn thu dc càng cao. Đồng thời hàm lượng dầu
còn lại trong sáp sẽ nhỏ.
- Thành phần của dung môi :
 Hàm lượng keton trong hỗn hợp dung môi keton và thơm thường
khống chế theo tỉ lệ đối với Keton và Toluen từ 40-60%. Riêng
với axeton và toluen từ 25-40%

 Nếu dầu càng nhớt tỷ lệ parafin rắn thu được càng nhiều thì hàm
lượng keton phải càng lớn
- Nhiệt độ làm lạnh cuối: đối với hỗn hợp sau khi vào bộ phận lọc nhiệt
độ hỗn hợp trong khoảng 5-10˚C.Khi đó, hiệu quả tách sáp là tốt nhất.
10. Trình bày cơ sở lí thuyết của quá trình chế biến nhiệt?
a) Sự biến đổi của các hợp chất parafin.
- Do trong quá trình phản ứng không có xúc tác, liên kết C-C kém bền
nhiệt hơn liên kết C-H cho nên ở vùng nhiệt độ cao chủ yếu là liên kết
C-C bị bẻ gãy mạch tạo ra parafin và olefin với các nguyên tử có số
nguyên tử C<4. Liên kết C-H dễ bị bẻ gãy mạch hơn liên kết C-C, khi
đó chủ yếu là phản ứng đề hidro hóa tạo ra các phân tử olefin.
 Giai đoạn tạo gốc tự do:
23


- Do liên kết C-C kém bền nhiệt ở nhiệt độ cao nó bị tách và tạo gốc tự
do.
R 1 -R

2

C 10 H 22

R 1 + R *2
C *4 H9 + C6*H13

- Ở nhiệt độ cao khoảng 600 , các gốc H, CH3, C2H5 có khả năng bền
ở nhiệt độ này và trong khoảng thời gian ngắn, còn các gốc lớn hơn
chúng tiếp tục bị phân ly tạo thành các gốc nhỏ hơn
C*4H9

C4H8 + *H
C6*H13
C4H8 + C2*H5
 Phản ứng phát triển mạch của các gốc tự do: Các gốc tự do được tạo
thành tiếp tục bị phân hủy cho ta cấu tử nhỏ hơn chủ yếu từ C1 đến C4.
 Giai đoạn dừng phản ứng: do các gốc tự do kết hợp lại với nhau tạo
thành các phân tử trung hòa kết thúc chuỗi phản ứng.
b) Sự biến đổi của các hợp chất olefin.
- Dưới tác dụng của nhiệt độ, áp suất cao, các olefin tạo thành có thể xảy
ra phản ứng trùng hợp tạo oligome, polime. Khi tăng nhiệt độ, tốc độ phản
ứng trùng hợp giảm xuống thay thế bằng phản ứng phân hủy.
- Nếu thời gian lưu ở nhiệt độ cao càng lớn thì quá trình phân hủy xảy ra
càng mạnh.
- Ngoài phản ứng trùng hợp và phân hủy, olefin còn tham gia phản ứng
ngưng tụ ankin hóa với các naphten và HC thơm. Sản phẩm cuối cùng thu
được là rượu và cốc.
c) Sự biến đổi của hydrocacbon naphten.
Naphten có độ bền nhiệt cao hơn parafin khi có cùng số nguyên tử
C.Trong mạch khi tăng nhiệt độ các phân tử naphten xảy ra một số phản ứng:
 Bẻ gãy mạch nhánh ankin.
 Đề hydro hóa tạo ra olefin vòng sau đó tiếp tục đề hydro hóa để
tạo hydro cacbon thơm, cuối cùng có thể tạo cốc.
 Phân hủy các naphten đa vòng thành naphten đơn vòng.
 Phân hủy naphten đơn vòng thành olefin, parafin, diolefin.
d) Sự biến đổi của hydrocacbon thơm.
24


- Khi nhiệt độ tăng, nhiệt độ biến đổi theo một số hướng
 Khử nhánh ankin

 Các gốc thơm ngưng tụ lại với nhau tạo thành chất có khối lượng
phân tử lớn, nhiều vòng thơm, cuối cùng là tạo gốc
11.Trình bày quá trình crackinh nhiệt. Vẽ sơ đồ và thuyết minh?
- Quá trình cracking nhiệt nhờ vào nhiệt độ cao, áp suất cao để chuyển
hóa nguyên liệu thành các dạng rắn, lỏng, khí. Thành phần của sản
phẩm phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất, thời gian tiếp xúa ở vùng nhiệt
độ cao.
- Trong quá trình biến đổi nhiệt có 2 vấn đề cần giải quyết:
 Ngăn ngừa sự tạo cốc trong thiết bị phản ứng (thiết bị trao đổi
nhiệt)
 Đảm bảo hiệu quả sử dụng cao các thiết bị trong dây chuyền
Để đảm bảo giải quyết 2 vấn đề này người ta tập trung nghiên cứu động
học và cơ chế của quá trình từ đó tìm ra được điều kiện công nghệ tối ưu
thông qua các mô hình hóa và quá trình thực nghiệm
 Thông số công nghệ của quá trình:
- Nhiệt độ: nhiệt độ là thông số công nghệ quan trọng nhất ảnh hưởng tới
quá trình cracking nhiệt. Khi tăng nhiệt độ tốc độ phản ứng phân hủy tăng
lên nhưng khi nhiệt độ giảm phản ứng trùng hợp lại tăng, thời gian tiếp
xúc ở vùng nhiệt độ cao dài quá trình phân hủy diễn ra mạnh nên thường
khống chế thời gian tiếp xúc ở vùng nhiệt độ cao ngắn
- Áp suất: khi tiến hành phản ứng ở pha lỏng thì áp suất không ảnh
hưởng nhiều tới quá trình nhưng khi tiến hành ở pha khí, hơi thì áp suất
tăng làm tăng nồng độ các tác nhân, tạo điều kiện cô các phản ứng kết hợp
như polyme hóa, hidro hóa, izome hóa.
- Nguyên liệu: phổ biến nhất dùng phân đoạn cặn mazut của quá trình
chưng cất trực tiếp, gasoil nặng của quá trình cracking xúc tác, phân đoạn
cặn nặng của quá trình làm sạch.
 Sơ đồ quá trình

25