Thực tập tốt nghiệp tại công ty cổ phần dầu mỏ APP

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

Phần đánh giá:
•

Ý thức thực hiện:.......................................................................................

•

Nội dung thực hiện:..................................................................................

•

Hình thức trình bày:...................................................................................

•

Tổng hợp kết quả:......................................................................................

•

Điểm bằng số:......................Điểm bằng chữ:...........................................
Hà Nội, ngày ..... tháng ..... năm 2018
Giáo Viên Hướng Dẫn

TS.Nguyễn Minh Việt

TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

1


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

MỤC LỤC

Lời Mở Đầu
Đối với mỗi sinh viên, tích lũy kiến thức lí thuyết qua sách vở, bài giảng trên
lớp là rất quan trọng và cần thiết, nhưng thật là thiếu sót nếu không biết những lí
thuyết đó được ứng dụng trong thực tế như thế nào.Là sinh viên năm thứ 4
chuyên ngành công nghệ hóa dầu, chúng em đã được học khá nhiều kiến thức
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

2


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

về các quá trình hóa học, các thiết bị phục vụ cho công nghệ hóa chất, chính vì
vậy đợt thực tập tại Công ty cổ phần phát triển phụ gia và sản phẩm dầu mỏ
APP lần này là một cơ hội rất tốt cho chúng em củng cố, kiểm tra lại vốn kiến
thức của mình, và cũng giúp chúng em biết những kiến thức lí thuyết rời rạc
đơn lẻ đã được kết hợp thực tế như thế nào.
Sau đây là bản báo cáo sơ lược mà em đã tìm hiểu được trong thời gian vừa
qua.Vì thời gian thực tập ngắn nên những gì chúng em tìm hiểu được còn rất
hạn chế, kính mong thầy cô giáo xem và cho ý kiến đánh giá để em củng cố lại
lần nữa những kiến thức của mình.
Cuối cùng, em xin trân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa công nghệ hóa
học, các thầy cô trong tổ bộ môn hóa dầu trường Đại học công nghiệp Hà Nội,
Ban Lãnh đạo công ty, các anh chị kĩ thuật viên của các phân xưởng và đặc biệt
là thầy giáoT.S Nguyễn Minh Việtngười đã dẫn dắt, tận tình hướng dẫn chỉ bảo
chúng em hoàn thành tốt đợt thực tập này!
Em xin trân thành cảm ơn!
Hà nội, tháng 2 năm 2018
Sinh viên thực tập
Trần Thị Vân

A – TỔNG QUAN VỀ DẦU NHỜN
I – Khái quát về dầu nhờn:

1. Định nghĩa dầu nhờn:
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

3


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

Dầu nhờn là loại dầu dùng để bôi trơn cho các động cơ. Dầu nhờn là hỗn hợp
bao gồm dầu gốc và phụ gia, hay người ta thường gọi là dầu nhờn thương
phẩm. Phụ gia thêm vào với mục đích là giúp cho dầu nhờn thương phẩm có
được những tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được.
Cách đây 150 năm, thậm chí con người vẫn chưa có khái niệm về dầu nhờn.
Tất cả các loại máy móc lúc bấy giờ đều được bôi trơn bằng dầu mỡ lợn và sau
đó dùng dầu ôliu. Khi dầu ôliu khan hiếm thì người ta chuyển sang sử dụng
các loại dầu thảo mộc khác. Ví dụ, để bôi trơn cọc sợi máy dệt người ta sử
dụng đến dầu cọ.
Khi ngành chế biến dầu mỏ ra đời, sản phẩm chủ yếu tại các nhà máy chế biến
dầu mỏ là dầu hỏa, phần còn lại là mazut ( chiếm 70 – 90 %) không được sử
dụng và coi như bỏ đi. Nhưng khi ngành công nghiệp dầu mỏ phát triển thì
lượng cặn mazut càng ngày càng lớn, buộc con người phải nghiên cứu để sử
dụng nó vào mục đích có lợi. Lúc đầu người ta lấy cặn dầu mỏ pha thêm
vào dầu thực vật hoặc mỡ lợn với tỉ lệ thấp để tạo ra dầu bôi trơn, nhưng chỉ ít
lâu sau người ta đã biết dùng cặn dầu mỏ để chế tạo ra dầu nhờn.
Năm 1870 ở Creem (Nga), tại nhà máy Xakhanxkiđơ bắt đầu chế tạo được dầu
nhờn từ dầu mỏ, nhưng chất lượng thấp. Nhà bác học người Nga nổi

tiếng D.I.Mendeleev chính là một trong những người chú ý đầu tiên đến vấn
đề dùng mazut để chế tạo ra dầu nhờn. Năm 1870 – 1871, Ragorzin đã xây
dựng một xưởng thí nghiệm dầu nhờn nhỏ, và đến năm 1876 – 1877, Ragorzin
xây dựng ở Balakhan nhà máy chế biến dầu nhờn đầu tiên trên thế giới có
công suất 100.000 put/năm. Nhà máy này đã sản xuất được bốn loại dầu nhờn:
dầu cọc sợi, dầu máy, dầu trục cho toa xe mùa hè và mùa đông. Các mẫu dầu
nhờn của Ragorzin đã được mang đến triển lãm quốc tế Pari năm 1878 và đã
gây được nhiều hấp dẫn đối với chuyên gia các nước. Phát huy kết quả đó,
năm 1879, Ragorzin cho xây dựng ở Conxtantinôp 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 xưởng của nhà máy này vào những năm
1880 – 1881. Dưới sự chỉ đạo trực tiếp của ông, nhiều cơ sở khoa học của
ngành sản xuất dầu nhờn đã được xây dựng và chỉ trong vòng mấy năm sau
đó, ngành chế tạo dầu nhờn đã thực sự phát triển và đánh dấu một bước ngoặt
trong lịch sử chế tạo chất bôi trơn.
Các tác phẩm nghiên cứu của nhà bác học Nga nổi tiếng N.P.Petrop đã tạo
điều kiện để dầu nhờn được sử dụng rộng rãi hơn. Trong các tác phẩm của
mình, ông đã nêu lên khả năng có thể dùng hoàn toàn dầu nhờn thay thế cho
dầu thực vật và mỡ động vật, đồng thời nêu lên những nguyên lý bôi trơn.
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

4


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

Cùng với những tiến bộ khoa học không ngừng, con người đã xây dựng được
những tháp chưng cất chân không hiện đại thay thế cho những nhà máy chưng
cất cũ kỹ, đây là bước phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp dầu mỏ.
Chúng ta đang sống trong thời đại khoa học và công nghệ, nền công nghiệp
hiện đại đã và đang xâm nhập vào mọi hang cùng, ngõ hẻm trên thế giới và xu
hướng quốc tế hóa nên đời sống kinh tế cũng ngày càng phát triển mạnh mẽ.
Tất cả những đặc điểm nêu trên của thời đại đã đặt ra một nhiệm vụ hết sức to
lớn cho các quốc gia là phải xây dựng được một nền công nghiệp dầu mỏ hiện
đại, đáp ứng và thỏa mãn các nhu cầu ngày càng tăng của nền kinh tế thế giới.
Các tập đoàn tư bản lớn liên quan đến dầu nhờn như: Shell, ExxonMobil, BP, Chervon, Total, v.v... đã có mặt trên hầu hết các nước trên thế giới.
Họ cũng đã và đang áp dụng rộng rãi những thành tựu mới nhất của khoa học,
đưa nền công nghiệp dầu mỏ hằng năm tăng trưởng không ngừng và sản xuất
dầu nhờn cũng không ngừng được nâng cao về mặt chất lượng cũng như số
lượng, sáng tạo thêm nhiều chủng loại dầu nhờn mới.

2. Ý nghĩa dầu nhờn:

Dầu nhờn giúp cho việc hoạt động của động cơ, đặc biệt là các pittong trở nên
dễ dàng hơn. Ngoài ra, dầu nhờn còn tạo một lớp màng mỏng bao phủ lên
pittong vừa tránh gây ăn mòn cũng như tránh cho pittong không tiếp xúc trực
tiếp với các tác nhân như: không khí, nước, cặn, bụi,...
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 được gọi là bôi trơn, hầu hết
các chất bôi trơn là chất lỏng. Do vậy các chất bôi trơi lỏng (dầu bôi trơn) được
biết đến nhiều nhất trong ứng dụng kỹ thuật.

3.


Các loại dầu nhờn:
Dầu nhờn động cơ đốt trong: dầu nhờn dùng cho động cơ đốt trong 4 kỳ
và 2 kỳ (sau đây gọi tắt là dầu nhờn động cơ).

TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

5


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA






4.

KHOA CÔNG NGHỆ

Dầu gốc khoáng: Dầu được sản xuất từ dầu mỏ quá quá trình chưng cất
và xử lý
Dầu tổng hợp: Dầu được tạo ra bằng các phản ứng hóa học từ các hợp
chất ban đầu
Dầu bán tổng hợp: Sản phẩm pha trộn giữa dầu gốc khoáng và dầu tổng

hợp
Dầu nhờn động cơ 4 kỳ: Dầu nhờn được sử dụng cho động cơ đốt trong
4 kỳ (động cơ bốn chu trình)
Dầu nhờn động cơ 2 kỳ: Dầu nhờn được sử dụng cho động cơ đốt trong 2
kỳ (động cơ hai chu trình).

Phân loại dầu nhờn:
a. Theo độ nhớt:

Ở phương pháp phân loại theo độ nhớt, các nhà sản xuất dầu nhớt thống nhất
dùng cách phân loại của Hiệp hội kỹ sư ôtô Mỹ SAE (Society of Automotive
Engineers). Các phân loại của SAE tùy thuộc vào sản phẩm dầu đó là đơn cấp
hay đa cấp. Dầu đa cấp có độ nhớt thỏa mãn ở nhiều điều kiện nhiệt độ khác
nhau còn dầu đơn cấp chỉ đáp ứng ở một nhiệt độ nào đó.
Hệ thống phân loại của SAE khá phức tạp, nó liên quan tới nhiều khái niệm
khác nhau. Tuy nhiên, có thể chỉ ra những yếu tố chính. Đối với dầu đa cấp,
sau chữ SAE là tiền tố như 5W, 10W hay 15W, 20W. Những số đứng trước
chữ "W" dùng để chỉ khoảng nhiệt độ mà loại dầu động cơ đó có độ nhớt đủ
để khởi động xe lúc lạnh. Để xác định nhiệt độ khởi động theo ký tự này, bạn
chỉ cần lấy 30 trừ đi các số đó nhưng theo nhiệt độ âm. Ví dụ, dầu 10W sẽ
khởi động tốt ở âm 20 độ C, dầu 15W khởi động tốt ở âm 150C .
Các loại dầu động cơ ở các nước hàn đới thường là loại 5W, 10W, 15W nhưng
đa số các sản phẩm ở Việt Nam chỉ là loại 15W hay 20W. Mặc dù không có ý
nghĩa quan trọng khi khởi động vì thời tiết ở Việt Nam thường không quá lạnh,
nhưng để đạt được các yêu cầu khởi động lạnh, các nhà sản xuất phải thêm
vào các chất phụ gia nên dầu có số càng nhỏ thì càng đắt. Loại 15W và 20W
có mức giá trung bình nên được các hãng dầu nhờn nhập về hoặc sản xuất ở
Việt Nam.
Đứng sau chữ "W" ở loại dầu đa cấp có thể là chữ 40, 50 hoặc 60. Đây là ký tự
dùng để chỉ khoảng độ nhớt ở 100 độ C của các loại dầu nhờn. Thông thường,

số càng to thì độ nhớt càng lớn và ngược lại. Ví dụ, với xe hoạt động không
quá khắc nghiệt như động cơ ôtô chẳng hạn, chỉ số này ở khoảng 30, 40 hoặc
50 là đủ. Với những động cơ hoạt động ở vùng nhiệt độ cao, chỉ số này phải
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

6


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

cao hơn, khoảng trên 60. Do sự thay đổi nhiệt độ nên tùy thuộc mùa mà người
ta dùng loại 40 hoặc 50. Trong mùa đông, trời lạnh, nhiệt độ động cơ thấp nên
chỉ cần dùng loại nhỏ như 30, 40. Ở mùa hè, nhiệt độ động cơ cao nên có thể
dùng loại 50.
Do đặc tính của dầu đa cấp nên người ta thường gọi nó là "dầu bốn mùa". Khi
có chữ "W", khách hàng có thể hiểu nó dùng được cho cả mùa đông và mùa
hè.
Ngoài loại đa cấp, nhiều nhà sản xuất cho ra cả loại dầu đơn cấp và chỉ có ký
hiệu như SAE 40, SEA 50. Loại dầu này thường được dùng cho các loại động
cơ 2 kỳ, máy nông nghiệp, công nghiệp...
b.

Theo tính năng:

Khi phân loại theo tiêu chuẩn này, các nhà sản xuất lại thống nhất phân theo
tiêu chuẩn của Viện dầu mỏ Mỹ API (American Petroleum Institute).

API phân ra theo cấp S (Service) dùng để dành cho dầu đổ vào động cơ xăng
và C (Commercial) cho các động cơ diesel. Hiện tại, với động cơ xăng, API
phân ra nhiều loại với thứ tự tiến dần từ SA, SB, SC tới mới nhất là SM. Đối
với động cơ diesel, API chia thành CA, CD, CC tới CG, CH và CI. Càng về
sau, chấ2t lượng sản phẩm càng tốt do các nhà sản xuất phải thêm vào những
chất phụ gia đặc biệt để thích nghi với những công nghệ động cơ mới.
Trên các sản phẩm dầu động cơ thương mại, các nhà sản xuất thường ghi đầy
đủ 2 cách phân loại này. Tùy thuộc vào đặc điểm động cơ mà những hãng xe
hơi khuyến cáo người tiêu dùng sử dụng loại dầu nào. Bạn có thể tự đánh giá
hay lựa chọn cho mình, nhưng tốt hơn cả hãy hỏi ý kiến của các chuyên gia
hay nhờ kỹ thuật viên của hãng tư vấn.
5.

Thành phần dầu nhờn:
a. Dầu gốc:

Dầu gốc là dầu thu được sau quá trình chế biến, xử lý tổng hợp bằng các quá
trình xử lý vật lý và hóa học. Dầu gốc thông thường gồm có ba loại là: dầu
thực vật, dầu khoáng và dầu tổng hợp.
Dầu thực vật chỉ dùng trong một số trường hợp đặc biệt. Nó chủ yếu là phối
trộn với dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp để đạt được một số chức năng nhất
định. Nhưng ngày nay người ta thường sử dụng dầu khoáng hay dầu tổng hợp
là chủ yếu. Với tính chất ưu việt như giá thành rẻ, sản phẩm đa dạng và phong
phú, dầu khoáng đã chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh vực sản xuất dầu
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

7

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

nhờn, nhưng dầu tổng hợp cũng được quan tâm nhiều bởi tính chất ưu việt của
nó.
b.

Dầu gốc khoáng:

Trước đây, thông thường người ta dùng phân đoạn cặn mazut là nguyên liệu
chính để sản xuất dầu nhờn gốc. Nhưng về sau này khi ngành công nghiệp
nặng và chế tạo máy móc phát triển, đòi hỏi lượng dầu nhờn ngày càng cao và
chủng loại ngày càng phong phú cũng như tiêu chuẩn về chất lượng ngày càng
cao, nên người ta đã nghiên cứu tận dụng phần cặn của quá trình chưng cất
chân không có tên gọi là cặn gudron làm nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn
gốc có độ nhớt cao. Tóm lại nguyên liệu chính để sản xuất dầu nhờn gốc là
cặn mazut và gudron.
c.

Cặn mazut:

Mazut là phần cặn của quá trình chưng cất khí quyển có nhiệt độ sôi cao hơn
350°C. Phần cặn này có thể đem đi đốt hoặc làm nguyên liệu để sản xuất dầu
nhờn gốc. Để sản xuất dầu nhờn gốc người ta đem mazut chưng cất chân
không thu được phân đoạn có nhiệt độ sôi khác nhau:




Phân đoạn dầu nhờn nhẹ ( LVGO: Light Vacuum Gas Oil ) có nhiệt độ
sôi từ 300°C - 350°C.
Phân đoạn dầu nhờn trung bình ( MVGO: Medium Vacuum Gas Oil ) có
nhiệt độ từ 350°C - 420°C.
Phân đoạn dầu nhờn nặng ( HVGO: Heavy Vacuum Gas Oil ) có nhiệt
độ từ 420°C - 500°C. Thành phần của các phân đoạn này gồm những
phân tử hydrocacbon có số cacbon từ C21-40, những hydrocacbon trong
phân đoạn này có trọng lượng phân tử lớn ( 1000 – 10000), cấu trúc
phức tạp, bao gồm:
• Các parafin mạch thẳng và mạch nhánh.
• Các hydrocacbon napten đơn hay đa vòng thường có gắn nhánh
phụ là các parafin.
• Các hydrocacbon thơm đơn hay đa vòng chủ yếu chứa mạch
nhánh ankyl, nhưng chủ yếu là 1 đến 3 vòng.
• Các hợp chất lai hợp mà chủ yếu là lai hợp giữa napten và
paraffin, giữa napten và hydrocacbon thơm.
• Các hợp chất phi hydrocacbon như các hợp chất chứa các nguyên
tố oxy, nitơ, lưu huỳnh cũng chiếm phần lớn trong phân đoạn dầu
nhờn. Các hợp chất chứa kim loại cũng gặp trong phân đoạn này.

TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

8


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA
d.

KHOA CÔNG NGHỆ

Cặn gurdon:

Cặn gudron là phần cặn còn lại của quá trình chưng cất chân không, có nhiệt
độ sôi trên 500°C. Trong phần này tập trung các cấu tử có số nguyên tử cacbon
từ C41 trở lên, thậm chí có cả C80, có trọng lượng phân tử lớn, có cấu trúc
phức tạp. Do đó người ta không chia thành phần của phân đoạn này theo từng
hợp chất riêng biệt mà người ta phân làm ba nhóm như sau:






TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

Nhóm chất dầu: Nhóm chất dầu bao gồm các hydrocacbon có
phân tử lượng lớn, tập trung nhiều các hợp chất thơm có độ
ngưng tụ cao, cấu trúc hỗn hợp nhiều vòng giữa hydrocacbon
thơm và napten, đây là nhóm chất nhẹ nhất có tỷ trọng xấp xỉ
bằng 1. Nhóm chất này hòa tan được các dung môi nhẹ như
paraffin và xăng, nhưng người ta không thể tách nó bằng các
chất như silicagen hay là than hoạt tính vì đây là những hợp
chất không có cực. Trong phân đoạn cặn gudron, nhóm dầu
chiếm khoảng 45 – 46%.
Nhóm chất nhựa: Nhóm nhựa hòa tan được trong các dung
môi như nhóm dầu nhưng nó là hợp chất có cực nên có thể

tách ra bằng các chất như than hoạt tính hay silicagen. Nhóm
chất nhựa gồm hai thành phần là các chất trung tính và axit.
Các chất trung tính có màu nâu hoặc đen, nhiệt độ hóa mềm
nhỏ hơn 100°C, tỷ trọng lớn hơn 1, dễ dàng hòa tan trong
xăng, naphta. Chất trung tính tạo cho nhựa có tính dẻo dai và
tính kết dính. Hàm lượng của nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ
kéo dài của nhựa, chiếm khoảng 10 – 15% khối lượng cặn
gudron. Các chất axit là chất có nhóm-COOH, màu nâu sẫm,
tỷ trọng lớn hơn 1, dễ dàng hòa tan trong clorofom và rượu
etylic, chất axit tạo cho nhựa có tính hoạt động bề mặt, chiếm
1% trong cặn dầu mỏ.
Nhóm asphanten: Nhóm asphanten là nhóm chất rắn màu đen,
cấu tạo tinh thể, tỷ trọng lớn hơn 1, chứa hầu hết hợp chất dị
vòng có khả năng hòa tan mạnh trong cacbon disunfua (CS2),
nhưng không hòa tan trong các dung môi nhẹ như parafin hay
xăng, ở 300°C không bị nóng chảy mà bị cháy thành tro.
Trong quá trình thì nhóm dầu, nhựa, asphanten tồn tại ở trạng
thái hệ keo, trong đó nhóm nhựa tan trong dầu tạo thành một
dung dịch thật sự, người ta gọi là môi trường phân tán.
Asphanten không tan trong nhóm dầu nên tồn tại ở trạng thái
pha phân tán. Ngoài ba nhóm chất trên, trong cặn godron còn
tồn tại các hợp chất cơ kim của kim loại nặng, các hợp chất

9


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

cacbon, cacboit, các hợp chất này không tan trong các dung
môi thông thường, chỉ tan trong pyridine.
e.

Dầu nhờn tổng hợp:

Dầu nhờn sản xuất từ dầu mỏ vẫn chiếm ưu thế do nó có những ưu điểm như:
công nghệ sản xuất dầu đơn giản, giá thành rẻ. Nhưng ngày nay, để đáp ứng
yêu cầu cao của dầu nhờn bôi trơn, người ta bắt đầu quan tâm đến dầu tổng
hợp nhiều hơn. Dầu tổng hợp là dầu được tạo ra bằng các phản ứng hóa học từ
những hợp chất ban đầu, do đó nó có những tính chất được định ra trước. Nó
có thể có những tính chất tốt nhất của dầu khoáng, bên cạnh nó còn có các tính
chất khác đặc trưng như là: không cháy, không hòa tan lẫn trong nước.
Ưu điểm của dầu tổng hợp là có khoảng nhiệt độ hoạt động rộng từ -55°C đến
320°C, có độ bền nhiệt lớn, có nhiệt độ đông đặc thấp, chỉ số độ nhớt cao…
Chính những ưu điểm này mà dầu tổng hợp ngày càng được sử dụng nhiều,
nhất là trong các động cơ phản lực. Có hai phương pháp chính để phân loại
dầu nhờn tổng hợp:



f.

Phương pháp 1: dựa vào một số tính chất đặc thù để phân loại
như: độ nhớt, khối lượng riêng.
Phương pháp 2: dựa vào bản chất của chúng, người ta chia dầu
tổng hợp thành những loại chính sau: hydrocacbon tổng hợp,
este hữu cơ, poly glycol, và este photphat. Bốn hợp chất chính
này chiếm trên 40% lượng dầu tổng hợp tiêu thụ trên thực tế.

Phụ gia cho dầu nhờn:

Dầu nhờn thương phẩm để sử dụng cho mục đích bôi trơn là hỗn hợp của dầu
gốc và phụ gia. Do đó, chất lượng của dầu bôi trơn ngoài sự phụ thuộc rất
nhiều vào dầu gốc, nó còn phụ thuộc vào phụ gia.
Phụ gia là những hợp chất hữu cơ, vô cơ, thậm chí là những nguyên tố hóa học
được thêm vào chất bôi trơn, nhằm nâng cao hay mang lại những tính chất
mong muốn. Thông thường, hàm lượng phụ gia đưa vào là 0,01 – 5%, trong
một số trường hợp phụ gia được dùng từ vài phần triệu cho đến vài phần trăm.
Do là những hợp chất hoạt động, vì vậy khi tồn tại trong dầu phụ gia có thể tác
dụng với nhau và làm mất chức năng của dầu nhờn. Ngược lại, chúng cũng có
thể tác động tương hỗ với nhau tạo ra một tính chất mới có lợi cho dầu nhờn,
do đó việc phối trộn các phụ gia cần phải được nghiên cứu kỹ lưỡng để loại
trừ những hiệu ứng đối kháng và nâng cao tính tác động tương hỗ. Sự tác động
tương hỗ giữa phụ gia và dầu gốc cũng là một yếu tố cần được quan tâm khi
sản xuất dầu nhờn.
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

10


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

Ngày nay, để đạt được các tính năng bôi trơn thì dầu có chứa nhiều phụ gia
khác nhau. Chúng có thể được pha riêng lẻ vào dầu nhờn hoặc phối trộn lại

với nhau để tạo thành một phụ gia đóng gói rồi mới đưa vào dầu nhờn.
Yêu cầu chung cho phụ gia:









Dễ hòa tan trong dầu.
Không hoặc ít hòa tan trong nước.
Không ảnh hưởng đến tốc độ nhũ hóa của dầu.
Không bị phân hủy bởi nước và kim loại.
Không bị bốc hơi ở điều kiện làm việc của hệ thống dầu nhờn.
Không làm tăng tính hút ẩm của dầu nhờn.
Hoạt tính có thể kiểm tra được.
Không độc, rẻ tiền, dễ kiếm.

II – Phương pháp chế biến dầu nhờn:
Công nghệ sản xuất dầu nhờn gốc từ dầu mỏ bao gồm các quá trình chính sau:

•
•

Chưng 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 hóa.

1.

Chưng 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 chưng 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.

2.

Các qua trình chiết tách, trích lý 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 chưng cất không thể loại ra được. Các
cấu tử này thường làm cho dầu nhờn sau một thời gian bảo quản hay sử dụng bị

TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

11


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

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 được sử dụng. Khi trộn dung môi với nguyên liệu ở điều kiện
thích hợp, các cấu tử trong nguyên liệu sẽ được 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. Nhưng trong thực tế người 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 người ta chia thành dung môi có cực và dung môi không cực hay dung môi
hỗn hợp, nhưng dù là loại nào, dung môi được 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 được 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 được năng lượng.

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.
a.

Quá trình khử asphan trong phần cặn gurdon:

Trong gudron có nhiều các cấu tử không có lợi cho dầu gốc , nên nếu ta đưa
vào trực tiếp trích ly thì không cho phép đạt được chất lượng như ta mong
muốn,chính vì thế mà người ta tiến hành khử asphan trước .Trong sản xuất dầu
nhờn ,phổ biến sử dụng propan lỏng để khử chất nhựa asphan trong phân đoạn
gudron.Quá trình này , ngoài việc tách các hợp chất nhựa –asphan còn cho phét
tách cả các hợp chất thơm đa vòng làm giảm độ nhớt , chỉ số khúc xạ ,độ cốc
hoá và nhận được dầu nhờ nặng có độ nhớt cao cho dầu gốc.
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

12


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

Sản phẩm của quá trình này là phân đoạn dầu nhờn cặn nặng ,có độ nhớt
cao.phân đoạn này qua một số phân đoạn tiếp theo ta thu được phân đoạn dầu
nhờn đưa đi pha chế hay đưa làm dầu nhờn sử dụng cho máy móc có tải trọng
lớn cần thiết phải có độ nhớt cao .

Sản phẩm phụ của qua trình này là anphanten-phần tách lấy để đưa đi làm nhựa
rải đường ,làm giáy giầu,giấy chống thấm .
Quá trình này thường được đặt liên hợp với phân xưởng chân không cặn mazut.

b.

Các quá trình tách bằng dung môi chọn lọc:

Làm sạch bằng dung môi chọn lọc là quá trình cần tách cấu tử cần thải ra khói
dầu nhờn như ;các hydrocacbon thơm đa vòng và hydrocacbon naphten thơm
có mạch bên ngắn ,các hydrocacbon không no, hợp chất chứa lưu huỳnh , nitơ,
các chất nhựa…
Các hợp chất nhựa và hydrocacbon thơm đa vòng là hợp chất có hại, không
mong muốn có mặt trong dầu nhờn .Sự có mặt của chúng khong những làm cho
dầu rất xấu .Các hợp chất này bằng phương chưng cất không thể loại bỏ được
.Làm sạch dựa vào tính chất hoà tan chọn lọc của dung môi có cực ,cho phép
sản xuất ra dầu nhờn chất lượng cao từ bất cứ loại dầu nào.Vai trò quan trọng
trong quá trình là tác dụng của lực Vanderwaals(lực định hướng ,cảm ứng ,phân
tán ) xảy ra giữa dung môi và các hợp chất phân cực cần phải tách đỉ trong dầu
nhờn .Yếu tố quan trọng trong quá trình làm sạch chọn lọc là đọ chọn lọc và khả
năng hoa tan của dung môi .
Nguyên liệu cho quá trình là các phân đoạn của dầu nhờn cất (có khoảng nhiệt
độ sôi 300 – 4000C ;350 – 4200C ;370 – 5000C thu được tư quá trìnhchwng cất
chân không mazut ). Các phân đoạn dầu nhơn cặn (có nhiệt độ sôi tren ng
propan ).5000C thu được từ quá trình khử asphanten trong gudron bằng propan
lỏng).
Do đó các quá trình trích ly bằng dung môi chọn lọc thường được bố trí liên
hợp với phân xưởng chưng cất chân không cặn mazut và phân xưởng khử
asphanten trong gudron bằng propan lỏng.

TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

13


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA
3.

KHOA CÔNG NGHỆ

Quá trình tách sáp:

Sáp là một hỗn hợp mà chủ yếu là các parafin phân tử lượng lớn và một lượng
nhỏ các hydrocacbon khác có nhiệt độ nóng chảy cao (chúng dễ kết tinh ở nhiệt
độ thấp) và kém hoà tan vào dầu nhờn có nhiệt độ thấp. Vì thế chúng cần phải
tách ra khỏi dầu nhờn.
a.

Quá trình tách sáp bằng phương pháp kết tinh:

Khi tiến hành làm lạnh phân đoạn dầu nhờn, sáp được tách ra do chúng bị kết
tinh. Như vậy bằng cách kết tinh có thể sử lý dầu nhờn chứa sáp. Quá trình này
dựa vào nguyên lý kết tinh parafìn rắn bằng cách làm lạnh, sau đó tách chúng
khỏi dầu nhờ lọc hay ly tâm. Trong các dây truyền sản xuất trước đây, dầu được
làm lạnh ở các dàn lạnh, sau đó hỗn hợp đặc chứa dầu và sáp được chuyển qua
bộ phận lọc ép áp suất. Tại đây những tinh thể sáp được giữ lại, còn dầu nhờn
được chảy qua khi lớp sáp đủ dày, xả áp và tháo các bánh sáp thô ra. Phương
pháp này có các nhược điểm sau:





b.

Làm việc gián đoạn và rất nhiều khâu phải dùng đến áp suất.
Độ nhớt của dầu tách sáp lớn, gây trở ngại cho quá trình lọc,
đặc biệt là các loại dầu có độ nhớt cao.
Không áp dụng được cho nguyên liệu là dầu cặn vì tách sáp
không triệt để do các vi tinh thể parafin được tạo ra trong quá
trình không thể tách ra bằng lọc.

Quá trình tách sáp bằng dung môi chọn lọc:

Để khắc phục các nhược điểm trên, người ta sử dụng dung môi để tăng độ linh
động của dầu nhờn. Do sáp cũng có thể hoà tan vào dung môi, nên phải tiến
hành Ở nhiệt độ thấp và phải chọn dung môi thích hợp. Một dung môi tách sáp
tốt phải thoả mãn các yêu cầu sau:






Ít (hay không) hoà tan sáp.
Hoà tan tốt dầu nhờn ở lại nhiệt độ kết tinh của sáp.
Sáp ở dạng tinh thể lớn để dễ tách bằng lọc.
Có nhiệt độ sôi thấp để dễ tách khỏi dầu, tiết kiệm năng lượng.
Dung môi phải dễ kiếm, rẻ không độc hại và không gây ăn

mòn.

TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

14


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA


KHOA CÔNG NGHỆ

Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu dầu thấp để giảm chi phí vận
hành.

4.

Quá trình làm sạch bằng hydro:

Quá trình tinh chế sản phẩm dầu đã tách sáp là quá trình cần thiết nhằm loại bỏ
các chất hoạt động về mặt hoá học, có ảnh hưởng đến độ màu của dầu gốc. Ví
dụ, các hợp chất nitơ có ảnh hưởng rất mạnh đến màu sắc cũng như độ bền
màu của dầu gốc, vì thế phải loại bỏ chúng và đó chính là yêu cầu của quá
trình tinh chế bằng hydro.
Tính chất của dầu nhờn sau khi hydro hoá làm sạch được thay đổi như sau:
Làm giảm độ nhớt

0-2

Làm tăng chỉ số nhớt

0–2

Hạ thấp nhiệt độ đông đặc, 0C

0–2

Tăng sáng màu (độ)

1–2

III – Đặc tính cơ bản, các chỉ tiêu đánh giá, ma sát và nguyên lý bôi trơn:
1.

Đặc tính cơ bản:
a. Độ nhớt và sức bám dầu bôi trơn:
 Độ nhớt là phẩm chất quan trọng của dầu:
• Dầu có độ nhớt lớn thì đặc ,chảy khó.
• Dầu có độ nhớt loãng, chảy dễ.
 Sức bám của dầu là khả năng dính bám của dầu vào các chi
tiết máy:
• Dầu có độ nhờn lớn, độ bám cao cản trở sự chuyển
•

động của các chi tiết máy.
Dầu có độ nhờn bé, độ bám thấp không bảo đảm việc
bôi trơn tốt.

TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

15


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA


KHOA CÔNG NGHỆ

Bởi vậy, việc lựa chọn loại dầu bôi trơn thích hợp cho từng bộ
phận máy là quan trọng để tăng tuổi thọ của máy, đảm bảo
động cơ làm việc bình thường. Độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ,
nhiệt độ càng cao độ nhớt càng giảm.

b.

Tính ổn định của dầu nhờn:

Dầu nhờn có tính ổn định tốt có nghĩa là chịu sự thay đổi của nhiệt độ, không
khí và nước.

c.

Tính ăn mòn:

Dầu nhờn không được lẫn tạp chất cơ học hoặc axít, bazơ hay nước lã. Các tạp
chất này tăng sẽ làm kém phẩm chất của dầu nhờn và làm mòn nhanh các bề

mặt tiếp xúc.

2.

Các chỉ tiêu đánh giá:
a. Độ nhớt:

Độ nhớt là một tính chất quan trọng và cơ bản của dầu bôi trơn. Độ nhớt là
một yếu tố trong việc tạo thành màng bôi trơn thuỷ động và hỗn hợp. Thêm
vào đó, độ nhớt quyết định khả năng khởi động dễ dàng ở điều kiện lạnh. Nó
cũng đánh giá khả năng làm kín của dầu, cũng nh mức độ tiêu hao và thất
thoát. Như vậy, đối với mỗi chi tiết máy, điều cơ bản đầu tiên là phải dùng dầu
bôi trơn có độ nhớt thích hợp.
Nói chung, các phương tiện tải trọng nặng, tốc độ thấp thì phải sử dụng các
dầu bôi trơn có độ nhớt cao, còn những phương tiện tải trọng 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 quá trình sử dụng. Nếu độ nhớt tăng thì đó là biểu hiện
của dầu bị oxi hóa. Còn nếu độ nhớt giảm thì có thể là nhiên liệu hay các tạp
chất khác lẫn vào dầu.
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

16


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

Độ nhớt có thể được xác định theo phương pháp ASTM D445, ASTM D2602
và ASTM D2893.
b.

Chỉ số độ nhớt:

Đây là đại lượng đặc trưng cho tính nhớt nhiệt của dầu bôi trơn. Dầu có chỉ số
độ nhớt càng cao thì ảnh hưởng của nhiệt độ lên độ nhớt động học càng nhỏ và
ngược lại.
Chỉ số độ nhớt được xác định theo phương pháp ASTM D 2270.

c.

Nhiệt độ chớp cháy và nhiệt độ bắt lửa:

Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ mà tại đó hơi dầu tạo ra bị đốt cháy tức thời và
duy trì ngọn lửa trong thời gian nhỏ hơn 5s khi xuất hiện ngọn lửa trên bề mặt
mẫu. Nhiệt độ bắt lửa là nhiệt độ mà tại đó hơi dầu tạo ra bị đốt cháy trong
thời gian lớn hơn 5s.
Nhiệt độ chớp cháy được dùng để chỉ ra mức độ lẫn nhiên liệu vào dầu bôi
trơn.
Người ta thường xác định nhiệt độ chớp cháy và nhiệt độ bắt lửa theo các
phương pháp ASTM D92 và ASTM D 93.

d.

Nhiệt độ đông đặc:

Nhiệt độ đông đặc là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó dầu bôi trơn giữ được tính
linh động ở điều kiện đã cho. Nhiệt độ đông đặc cho biết giới hạn nhiệt độ

thấp nhất mà dầu bôi trơn có thể sử dụng được. Nhiệt độ đông đặc được xác
định theo phương pháp ASTM D97.

e.

Trị số axit (TAN) và trị số kiềm (TBN):

Trị số axít (TAN) cho biết lượng KOH (tính bằng miligam) cần thiết để trung
hòa hết tất cả các hợp chất mang tính axit có trong 1 gam dầu mẫu. Trị số kiềm
(TBN) được hiểu là lượng axít HCL, được qui chuyển sang lượng KOH tương
đương (tính bằng miligam) cần thiết để trung hòa hết các hợp chất mang tính
kiềm có mặt trong 1 gam dầu mẫu.
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

17


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

Trị số axít là đại lượng cho phép ta đánh giá mức độ oxi hóa của dầu bôi trơn.
Còn trị số kiềm biểu thị lượng chất phụ gia kiềm còn có hiệu quả trong dầu bôi
trơn.
Để xác định trị số axít và kiềm, người ta dùng ba phương pháp: ASTM D664,
ASTM D974 và ASTM D1296.

f.

Hàm lượng nước:

Hàm lượng nước của dầu là lượng nước được tính bằng phần trăm theo trọng
lượng thể tích hay ppm. Hàm lượng nước được xác định theo các phương
pháp: ASTM D95, ASTM D96 và ASTM D1744.
Hàm lượng nước trong dầu bôi trơn là một đại lượng quan trọng đối với loại
dầu thuỷ lực, dầu ô tô, dầu bánh răng, dầu tua bin. Đặc biệt là nó cực kì quan
trọng với dầu biến thế.
Nước trong dầu bôi trơn có thể là nguyên nhân gây ra sự ăn mòn, tạo cặn bùn
và do đó, làm xấu đi các tính chất bôi trơn của dầu.

g.

Hàm lượng cặn cacbon:

Cặn cacbon là lượng cặn còn lại sau khi cho bay hơi và nhiệt phân dầu bôi
trơn ở những điều kiện xác định. Phép xác định cặn cacbon giúp cho việc lựa
chọn các loại dầu hiđrocacbon dùng vào những mục tiêu thích hợp.
Cặn cacbon được xác định theo các phương pháp: ASTM D189 và ASTM
D524.

h.

Độ bền oxy hóa:

Độ bền oxy hóa là một chỉ tiêu quan trọng của dầu bôi trơn. Các sản phẩm của
quá trình oxi hóa là các chất cặn, axít, làm tăng độ nhớt, tăng cường sự mài
mòn.
Để xác định đặc tính oxi hóa của các loại dầu bôi trơn, người ta sử dụng các

phương pháp: ASTM D943, ASTM D2272, ASTM D2893 và ASTM D4742.

i.

Các phép thử chống mài mòn và chịu áp cao:

TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

18


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

Mét trong những chức năng chính của dầu bôi trơn là làm giảm độ mài mòn
của các bộ phận máy tiếp xúc cọ xát với nhau. Các điều kiện chạy máy khác
nhau, loại vật liệu khác nhau, hình dáng bề mặt, cũng như các yếu tố môi
trường đã ảnh hưởng đến độ mài mòn.
j.

Độ tạo bọt:

Khuynh hướng 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 hệ thống bôi
trơn văng. Sự tạo bọt có thể dẫn tới hỏng hóc các hệ thống cơ học, làm giảm
hiệu suất của dầu bôi trơn. Để đánh giá độ tạo bọt, người ta sử dụng phương
pháp ASTM D892.

Ngoài các chỉ tiêu kể trên, còn có các chỉ tiêu khác cũng đáng giá chất lượng
dầu nhờn:

















3.

Màu sắc.
Lượng cặn không tan.
Tro.
Tro sunfat.
Tỉ khối.
Hàm lượng lưu huỳnh.
Hàm lượng kim loại.
Chỉ số xà phòng hóa.
Chỉ số kết tủ

Phân tử lượng.
Sức căng bề mặt.
Mức độ hoà tan nhiên liệu.
Điểm anilin.
Độ ăn mòn tấm đồng.
Độ bền nhiệt.
Khả năng chống gỉ.

Ma sát và nguyên lý bôi trơn:
a. Ma sát:

Ma sát là một loại lực cản xuất hiện giữa các bề mặt vật chất, chống lại xu
hướng thay đổi vị trí tương đối giữa hai bề mặt. (Nói đơn giản là các lực cản
trở chuyển động của một vật, tạo ra bởi những vật tiếp xúc với nó, được gọi là
lực ma sát.)Lực ma sát làm chuyển hóa động năng của chuyển động tương đối
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

19


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

giữa các bề mặt thành năng lượng ở dạng khác. Việc chuyển hóa năng lượng
thường là do va chạm giữa phân tử của hai bề mặt gây ra chuyển
động nhiệt hoặc thế năng dự trữ trong biến dạng của bề mặt hay chuyển động
của các electron, được tích lũy một phần thành điện năng hay quang năng.

Trong đa số trường hợp trong thực tế, động năng của các bề mặt được chuyển
hóa chủ yếu thành nhiệt năng.

b.

Nguyên lý bôi trơn:

Tùy theo tải trọng, vận tốc giữa hai bề mặt và tính chất của chất bôi trơn mà
các chế độ bôi trơn sau sẽ được hình thành:








Bôi trơn thủy động : xảy ra khi tải trọng nhỏ và vận tốc lớn. Dầu
được rút vào giữa hai bề mặt và chảy thành lớp, bề dầy lớp dầu
lớn hơn độ lồi lõm của các bề mặt. Chế độ bôi trơn này là hiệu
quả nhất vì giảmtối đa ma sát giữa hai bề mặt kim loại, chỉ còn
ma sát nhớt của các lớp dầu. Máy móc trong các điều kiện làm
việc bình thường được tính toán để bôi trơn ở chế độ này.
Bôi trơn màng mỏng : là trường hợp ngược lại của bôi trơn thủy
động. Lúc này các bề mặt bị ép sát vào nhau do tải trọng lớn mà
vận tốc lại rất nhỏ, chính là những lúc máy móc khởi động hoặc
xuất hiện những tải trọng va chạm. Lớp dầu sẽ không đủ dầy để
ngăn cách các bề mặt, do đó ma sát và mài mòn rất lớn. Đây là
chế độ bôi trơn khắc nghiệt và đòi hỏi dầu nhớt phải có các phụ
gia chống mài mòn hiệu quả.

Bôi trơn hỗn hợp : là trung gian giữa hai chế độ trên. Bề dầy lớp
dầu tương đương với độ lồi lõm cùa hai bề mặt nên không ngăn
cách chúng hoàn toàn.
Bôi trơn thủy động đàn hồi : là trường hợp đặc biệt khi áp suất
giữa hai bề mặt rất lớn, ví dụ các chỗ tiếp xúc giữa các bánh răng,
mấu cam. Áp suất cực cao (cực áp) làm cho lớp dầu “rắn lại”,
khiến cho các bề mặt bị biến dạng. Các biến dạng này nếu quá
lớn sẽ làm mòn rỗ các bề mặt. Dầu nhớt cần có phụ gia cực áp để
bảo vệ cho các bề mặt trong điều kiện này. Trong khi máy móc
làm việc thì vận tốc, tải trọng và nhiệt độ có thể thay đổi nên các
chế độ bôi trơn nói trên sẽ thay đổi tương ứng như mô tả trong
giản đồ Stribeck bên dưới.

TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

20


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

IV – Nguyên liệu sản xuất dầu nhờn:
1.

Dầu gốc:

Hiện tại nhà máy nhập rất nhiều chủng loại dầu gốc, chủ yếu là dầu gốc

khoáng, trong đó có 1 số loại dầu gốc chính như: SN500, BN 150, BS 70,
SN700 USC, SN 700...được nhập từ cầu cảng biển, thông qua đường ống dẫn
đi vào bể chứa.

2.

Phụ gia:

Phụ gia là những hợp chất hữu cơ, cơ kim và vô cơ, thậm chí là các nguyên tố
được thêm vào các chất bôi trơn để nâng cao các tính chất riêng biệt vốn có
hoặc bổ sung các tính chất chưa có của dầu gốc nhằm thu được dầu bôi trơn có
phẩm cấp tốt hơn thỏa mãn các yêu cầu tính năng đối với mục đích sử dụng
nào đó. Thường mỗi loại phụ gia được dùng ở nồng độ từ 0,01 đến 5%. Tuy
nhiên, trong nhiều trường hợp phụ gia có thể được đưa vào ở khoảng nồng độ
dao động từ vài phần triệu đến 10%.
Phần lớn các loại dầu bôi trơn cần nhiều loại phụ gia khác nhau để thỏa mãn
tất cả các yêu cầu tính năng. Trong một số trường hợp các phụ gia riêng biệt
được pha thẳng vào dầu gốc. Trong những trường hợp khác, hỗn hợp các loại
phụ gia được pha trộn thành phụ gia đóng gói, sau đó sẽ được đưa tiếp vào
dầu.
Có loại phụ gia chỉ đảm nhiệm một chức năng nhưng cũng có nhiều loại phụ
gia đảm nhận nhiều chức năng cùng một lúc ví dụ ZnDDPcos chức năng
chống oxy hóa, giảm mài mòn, ức chế ăn mòn. Do vậy sẽ có phụ gia đơn chức
và phụ gia đa chức.
Các loại phụ gia khác nhau có thể hỗ trợ lẫn nhau, gây ra hiệu ứng tương hỗ,
hoặc hiệu ứng đối kháng. Trường hợp sau có thể làm giảm hiệu lực của phụ
gia, tạo ra những sản phẩm phụ không tan hoặc những sản phẩm có hại khác.
Những tương tác này do hầu hết các phụ gia đều là các chất hoạt động vì thế
chúng tác động qua lại ngay trong phụ gia đóng gói hoặc trong dầu tạo ra các
chất mới.

TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

21


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

Dầu gốc ảnh hưởng đến phụ gia qua hai tính năng chính: tính tương hợp và
tính hòa tan. Tính hòa tan đặc trưng cho khả năng giữ các phụ gia trong dầu,
không cho chúng tách ra khỏi dầu gốc. Tính tương hợp đặc trưng cho khả năng
tương thích của dầu gốc với phụ gia, không làm giảm hiệu lực của phụ gia, đặc
trưng cho khả năng bảo toàn cấu trúc phân tử và hiệu quả tác dụng của phụ
gia. Tính hòa tan và tính tương hợp phụ thuộc vào bản chất của dầu gốc. Dầu
gốc tổng hợp có tính tương hợp tốt song tính hòa tan lại kém còn dầu gốc
khoáng thì ngược lại, tính hòa tan tốt còn tính tương hợp kém.
Trong quá trình sử dụng, dầu bôi trơn rất dễ bị biến chất làm giảm phẩm cấp
chất lượng. Các phụ gia được sử dụng để ngăn chặn các quá trình vật lý cũng
như hóa học xảy ra làm giảm chất lượng của dầu bôi trơn. Một số chức năng
chính của phụ gia là:


















Làm tăng độ bền oxy hóa
Khử hoạt tính xúc tác của kim loại
Chống ăn mòn
Chống gỉ
Chống sự tạo cặn bám và cặn bùn
Giữ các tạp chất bẩn ở dạng huyền phù
Tăng chỉ số độ nhớt
Giảm nhiệt độ đông đặc
Làm dầu có thể pha trộn lẫn với nước
Chống sự tạo bọt
Ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật
Làm cho dầu có khả năng bám dính tốt
Tăng khả năng làm kín
Làm giảm ma sát
Làm giảm và ngăn chặn sự mài mòn
Chống kẹt xước các bề mặt kim loại

Một số phụ gia điển hình như:








TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

Phụ gia phân tán.
Phụ gia tẩy rửa.
Phụ gia chống oxy hóa dầu.
Phụ gia ức chế ăn mòn.
Phụ gia ức chế gỉ.
Phụ gia thụ động hóa kim loại.
Phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc.
22


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA




a.

KHOA CÔNG NGHỆ

Phụ gia chống tạo bọt.

Phụ gia cải thiện chỉ số độ nhớt.
Phụ gia chống mài mòn.

Phụ gia phân tán:

Các chất phân tán là các chất có khả năng ngăn ngừa hoặc làm chậm quá trình
tạo cặn và lắng đọng trong điều kiện hoạt động ở nhiệt độ thấp. Như vậy chắc
năng cơ bản của chất phân tán là làm yếu lực kết cấu giữa các tiểu phân riêng
biệt với nhau, tạo điều kiện làm tan rã các kết tủa xốp và các khối kết tụ, do đó
cho phép từng tiểu phân có thể tồn tại như một thực thể riêng biệt. Nói cách
khác, các chất phân tán có một ái lực mạnh với các tiểu phân gây bẩn dầu và
chúng bao quanh mỗi tiểu phân bằng các phân tử tan trong dầu, nhờ đó giữ
được các cặn tron dầu không bị kết tụ và đóng cặn lại trong động cơ. Với phụ
gia phân tán là ankenyl polyamin sunxinimit, ankylhydroxylbezyl polyamin…
Các phụ gia phân tán có cấu tạo gồm 2 phần cơ bản: nhóm ưa dầu và nhóm
phân cực. Hai phần được nối với nhau bằng nhóm nối.Nhóm ưa dầu thường là
các hydrocabon mạch dài giúp cho phụ gia có thể tan tốt trong dầu gốc đươc sử
dụng. Nhóm phân cực thường chứa các nguyên tố ví dụ N, O hoặc P.

b.

Phụ gia tẩy rửa:

Dầu bôi trơn làm việc dưới điều kiện khắc nghiệt có thể xuất hiện sự cháy của
nhiên liệu hay sự oxy hóa dầu bôi trơn. Đây chính là nguyên nhân chính gây ra
các sản phẩm axit và một lượng cặn bẩn… chúng có thể làm tăng độ nhớt của
dầu, gây ăn mòn, làm mất dần tính đồng nhất, lắng đọng trên bề mặt kim loại
làm tổn hao công suất… Chính vì vậy, cần phải có phụ gia ngăn không cho các
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

23


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

cặn bẩn bám trên bề mặt kim loại hoặc lôi kéo các cặn bẩn ra khỏi bề mặt kim
loại và phân tán chúng trong dầu dưới dạng huyền phù.
Với phụ gia tẩy rửa, các phụ gia này sẽ hấp phụ lên các cặn bẩn và lôi kéo
chúng ra khỏi bề mặt mà chúng bám dính, giữ chúng ở trạng thái lơ lửng trong
dầu. Còn phụ gia phân tán hấp phụ lên cặn bẩn làm cặn bẩn không tụ được với
nhau, giảm khả năng sa lắng, tránh tạo cặn bẩn.
Các phụ gia tẩy rửa thường được sử dụng là canxi sufonat trung tính, canxi
sunfonat kiềm và canxi sunfonat kiềm cao ngoài ra còn có phenolat, salixylat,
phophonat…

c.

Phụ gia chống oxy hóa dầu:

Hầu hết các hợp phần của dầu bôi trơn đều tác dụng nhanh hoặc chậm với oxy
tạo thành quá trình oxy hóa. Khả năng bền oxy hóa của các hợp chất
hydrocacbon tăng dần theo thứ tự:
Hydrocabon không no < Hợp chất dị nguyên tố < Hydrocabon thơm< naphten <
Parafin.
Tốc độ của quá trình oxi hóa chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như bản chất của
dầu gốc, nhiệt độ , hiệu ứng xúc tác của kim loại, sự khuấy trộn, nồng độ oxi

trong dầu. Cơ chế phản ứng oxy hóa là cơ chế gốc xảy ra theo 3 giai đoạn:




TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

Giai đoạn khơi mào.
Giai đoạn phát triển mạch.
Giai đoạn tắt mạch.

24


ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
HÓA

KHOA CÔNG NGHỆ

Mặt khác trong quá trình bôi trơn luôn có mặt các ion kim loại, đây cũng là xúc
tác đẩy nhanh quá trình oxy hóa dầu. Sự có mặt của chúng đóng vai trò làm tác
nhân cho quá trình khơi mà và phát triển mạch.
Song song với quá trình oxy hóa luôn xảy ra các quá trình polyme hóa các hợp
chất trung gian chứa các liên kết bội để tạo ra nhựa, asphaten, cặn bùn… Quá
trình biến tính của dầu luôn xảy ra ở cả nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao.Ở nhiệt độ
thấp là sự hình thành các sản phẩm như peroxit, rượu, andehyt, xeton và
nước.Dưới điều kiện nhiệt độ cao các axit được hình thành sau cùng của quá
trình biến tính dầu. Dầu bị oxi hóa sẽ làm tăng độ nhớt và khả năng bay hơi cao,
tạo cặn bùn và dầu vecni. Mặt khác axit cũng được hình thành từ phản ứng của

gốc tự do ankyl peroxit với andehyt hoặc xeton, đây chính là tiền đề của quá
trình hình thành cặn bùn của dầu nhờn.
Dựa vào cơ chế phản ứng oxy hóa, người ta chia các phụ gia chống oxy hóa
theo cơ chế tác dụng của chúng. Đó là phụ gia ức chế theo cơ chế gốc và phụ
gia phân hủy.
Phụ gia chống oxy hóa theo cơ chế gốc là các chất có khả năng tác dụng với các
gốc tự do tạo sản phẩm bền ngăn chặn quá trình oxy hóa tiếp tục xảy ra, các
chất có khả năng chống tạo cặn cacbon… phụ gia loại này còn được xem như
các chất chống oxy hóa sơ cấp. Cơ chế hoạt động của chúng là nhường một
nguyên tử H qua các phản ứng với gốc alkyl và/hoặc với các gốc ankyl peoxit
làm gián đoạn cơ chế phát triển mạch của quá trình oxy hóa dầu. Sản phẩm tạo
thành là các gốc bền như: gốc alkyl sẽ thành HC, gốc ankyl peoxit trở thành
hydropeoxit. Chất chống oxi hóa sơ cấp được dùng pha chế vào trong dầu nhờn
là các dẫn xuất của phenol và amin thơm. Tuy nhiên, sự chuyển hóa của nguyên
tử H từ nguyên tử oxi hoặc nguyên tử nitơ đến gốc có các dạng quinon hoặc
quinon amin không thể bảo vệ được hết các gốc tự do của chuỗi phản ứng.
TRẦN THỊ VÂN
MSV: 0941540165

25