Danh sách thành viên nhóm IV Lớp 08CDHH Danh sách thành viên nhóm IV Lớp 08CDHH STT Họ Và Tên Mã Số Sinh Viên 1 Nguyễn Văn Toàn 3004080042 2 Võ Thị Phương Trang 3004080136 3 Đinh Ngọc Trân 3004080043[.]
Danh sách thành viên nhóm IV Lớp 08CDHH STT Họ Và Tên Mã Số Sinh Viên Nguyễn Văn Toàn 3004080042 Võ Thị Phương Trang 3004080136 Đinh Ngọc Trân 3004080043 Hoàng Thị Thùy Trinh .3004080044 Đỗ Hữu Trình .3004080045 Nguyễn Thành Trung 3004080046 Võ Tiến Trung 3004080048 Trần Thanh Trước .3004080049 Hà Văn Tuấn .3004080137 10 Lê Thanh Tuấn 3004080050 11 Nguyễn Trần Tuyên 3004080051 12 Nguyễn Trần Đại Việt 3004080053 13 Hoàng Thế Vinh 3004080054 14 Trần Thị Hồng Yến 3004080055 15 Trương Thị Hải Yến 3004080056 Mục lục Giới thiệu chung Mục đích dầu gốc: II Thành phần hóa học dầu gốc: II.1 Các Hydrocacbon Naphten Parafin: .4 II.2 Nhóm hydrocacbon thơm hydrocacbon naphten –thơm: .5 II.3 Hydrocacbon rắn: III Phân loại dầu gốc: III.1 Phân loại theo độ nhớt: III.2 Phân loại theo số độ nhớt (VI): III.3 Phân loại theo nhóm: IV Công nghệ sản xuất dầu gốc: IV.1 Sơ đồ hệ thống sản xuất dầu gốc chung : IV.2 Q trình trích ly chiết dung môi: 10 IV.3 Quá trình tách sáp: 10 IV.4 Làm axit sunfuric đất sét: 11 IV.5 Quá trình tách atphan propan: 11 IV.6 Làm hydro: 12 Giới thiệu chung Dầu gốc gọi dầu nhờn gốc, chưng cất từ sản phẩm phân đoạn mazut(dầu FO) trình chưng cất sơ khởi dầu mỏ Phân đoạn mazut phân đoạn cặn chưng cất khí quyển, dùng làm ngun liệu đốt cho lị cơng nghiệp hay sử dụng làm ngun liệu cho q trình chân khơng Nhà bác Nga tiếng D.l.Mendeleep người đặt vần đề dùng mazut để sản xuất dầu gốc, năm 1867 người ta bắt đầu chế biến dầu mỏ thành dầu gốc Không giống sản phẩm hóa chất hóa dầu khác, khơng có tiêu chuẩn công nghiệp cho dầu gốc Trong lĩnh vực sử dụng dầu động cơ, số độ nhớt, điểm đơng đặc, độ ổn định ơxy hóa thành phần bay tiêu quan trọng, có tính chất quan trọng khác cho dầu gốc sử dụng ứng dụng bôi trơn công nghiệp Hiệp hội dầu khí Mỹ (API – American Petroleum Institute) phân chia nhóm dầu gốc sau: - Nhóm I: Hydrocarbon no 0,03%; Chỉ số độ nhớt theo Hiệp hội kỹ sư ô tô SAE (Society of Automotive Engineers) = > 80 – 120 Phổ biến thị trường nhóm 150SN, 500SN (solvent neutral) 150BS (bright stock) - Nhóm II: Hydrocarbon no > 90% lưu huỳnh 80 – 120 Nhóm có đặc tính chống ơxy hóa tốt - Nhóm III: Hydrocarbon no > 90% lưu huỳnh 120 Nhóm sản xuất qui trình đặc biệt isohydromerization - Nhóm IV: Các Polyalphaolefins (PAO) - Nhóm V: Ngồi nhóm esters, naphthenic, PAG… Ở Bắc Mỹ, nhóm 3, gọi dầu tổng hợp (synthetic lubricants), nhóm thường gọi hydrocarbon tổng hợp hay SHC – Synthesised Hydrocarbons Tại Châu Âu, nhóm 4, xếp vào hydrocarbon tổng hợp Bên cạnh đó, cơng nghiệp dầu nhớt người ta bổ sung thêm nhóm cơng nghệ bao gồm: - Group I+ có Chỉ số độ nhớt từ 103 – 108 - Group II+ có Chỉ số độ nhớt từ 113 – 119 - Group III+ có Chỉ số độ nhớt > 140 Mục đích dầu gốc: Mục đích sử dụng dầu gốc sản xuất dầu bôi trơn chủ yếu để sản xuất dầu bơi trơn, có hàng ngàn loại dầu bôi trơn khác Phổ biến dầu động cơ, có nhiều áp dụng dầu bơi trơn cơng nghiệp, có số dầu bơi trơn chun dụng Một lít dầu bơi trơn gồm từ 30 – 50 % dầu gốc, phần lại phụ gia Thành phần hóa học dầu gốc: Dầu gốc được sử dụng pha chế dầu bơi trơn thích hợp chủ yếu thu từ trình chưng cất chân khơng sản phẩm đáy tháp chưng cất khí Dầu gốc thường chứa loại hydrocacbon sau đây: Parafin mạch thẳng mạch nhánh Hydrocacbon no đơn đa vịng (naphten) có cấu trúc vịng xyclohexan gắn với mạch nhánh parafin Hydrocacbon thơm đơn vòng đa vòng chủ yếu chứa mạch nhánh ankyl Các hợp chất chứa vòng naphten, vòng thơm mạch nhánh ankyl phân tử Các hợp chất hữu có chứa dị nguyên tố, chủ yếu hợp chất chứa lưu huỳnh, oxi nitơ Để đáp ứng yêu cầu nâng cao chất lượng dầu gốc, dầu gốc cần chế biến sâu thu từ phân đoạn tháp chưng cất chân khơng q trình: chiết, tách, hydrotreating nhằm loại bỏ cấu tử không mong muốn khỏi dầu gốc Việc lựa chọn dầu gốc để pha chế dầu bôi trơn phụ thuộc vào độ nhớt, mức độ tinh chế, độ ổn định nhiệt khả tương hợp với chất khác (chất phụ gia) vật liệu mà dầu bơi trơn sẽ tiếp xúc q trình sử dụng II.1 Các Hydrocacbon Naphten Parafin: Các hydrocacbon gọi chung nhóm hydrocacbon naphtenParafin thành phần chủ yếu có dầu gốc Hàm lượng nhóm tùy thuộc vào chất dầu mỏ khoảng nhiệt độ sôi mà chúng chiếm từ 41%- 68% thành phần hóa học dầu nhờ gốc Các hợp chất n-parafin thường có khoảng 20 cacbon, hợp chất nparafin có phân tử lượng lớn thường Parafin rắn (gọi sáp), nên hàm lượng chúng trong dầu bôi trơn phải giảm tới mức tối thiểu, đặc biệt đối với dầu bôi trơn sử dụng nhiệt độ thấp Trong đó, parafin mạch nhánh lại thành phần tốt cho dầu bơi trơn vì chúng có độ ổn định nhiệt tính nhiệt nhớt tốt Mạch nhánh dài đặc tính thể rõ ràng parafin mạch nhánh Từ bảng (1) ta thấy mạch dài, nhánh phụ vị trí đầu mạch có nhánh chúng có trị số nhớt đặc biệt cao cấu tử thích hợp cho dầu nhờn gốc có chất lượng cao Bảng (1): Chỉ số nhớt Iso-Parafin C21-24 Hydrocacbon 2-metyl-eicozan Số nguyên tử cacbon phân Chỉ số độ nhớt tử 21 165 3-metyl- eicozan 21 146 4-metyl- eicozan 21 145 5-metyl- eicozan 21 140 2-metyl-tricozan 24 170 2,2-dimetyl-docozan 24 163 2,4- dimetyl-docozan 24 144 2,4,6-trimetyl-heiecozan 24 118 Thành phần hydrocacbon napten nhóm hydrocacbon napten-parafin có cấu trúc chủ yếu hợp chất vịng naphten, có kết hợp nhánh alkyl iso alkyl vá có nguyên tử cacbon phân tử từ 20 – 40, có lên đến 60, số vịng từ đến vịng (cũng có loại dầu phát có số vịng đến 9) Cấu trúc dạng : cấu trúc khơng ngưng tụ (phân tử chứa từ đến vòng )và cấu trúc ngưng tụ (phân tử 2-4 vịng ngưng tụ) Cấu trúc nhánh vòng napten đa dạng, chúng khác số nhánh, chiều dài mạch,mức độ phân nhánh mạch vị trí phân nhánh mạch vùng II.2 Nhóm hydrocacbon thơm hydrocacbon naphten –thơm: Thành phần cấu trúc nhóm có ý nghĩa quan trọng dầu nhờn gốc Một loạt tính chất sử dụng dầu nhờn tính ổn định chống oxy hóa, tính bền nhiệt, tính chống mài mòn, độ hấp thụ phụ gia phụ thuộc chủ yếu vào tính chất hàm lượng nhóm hydrocacbon Các hydrocacbon thơm loại có 1,2,3 vịng thơm, cịn loại có vịng thơm trở lên Ngồi khác số vịng thơm hydrocacbon thơm khac số nguyên tử cacbon, mạch nhánh vị trí nhánh Trong nhóm này, người ta cịn phát thấy có mặt vòng thơm ngưng tụ đa vòng Một phần chúng có mặt nguồn dầu nguyên liệu ban đầu có tỉ lệ thay dổi theo nguồn gốc dầu mỏ, phần khác chùng hình thành trình chưng cất phàn ứng trùng ngưng, trùng hợp tác dụng nhiệt độ Tuy nhiên đại phận hợp chất dầu nhờn loại lai hợp, lai hợp naphten hydrocacbon thơm hay prafin Nhìn chung hydrocacbon naphten hay hydrocacbon thơm vòng vịng với mạch nhánh parafin dài có nhiệt độ sơi độ nhớt chúng xấp sỉ Khi tăng chiều dài mạch nhánh độ nhớt tăng lên rõ rệt số độ nhớt tốt, đặc biệt nhánh ankyl lại phân nhánh Còn naphten hydrocacbon cacbon nhiều vòng dạng lai hợp naphten – hydrocacbon thơm thường có độ nhớt cao song số độ nhớt lại thấp Như hợp chất cấu tử cần thiết cho dầu gốc để chế tạo dầu bơi trơn có chất lượng tốt , mặc khác trình làm việc hợp chất có xu hướng tạo nhựa mạnh làm giảm nhanh chóng tính sử dụng dầu nhờn Hình 3: cho biết thành phần có phần cất chân không từ dầu thô cấu tử có lợi cấu tử có hại cần phải loại bỏ sản xuất dầu nhờn gốc Tóm lại hợp chất hydrocacbon có cấu trúc gốm naphten hay hydrocacbon thơm vịng có nhánh iso-Parafin dài, hợp chất iso-parafin cấu tử tốt cho dầu nhờn chúng khơng có độ nhớt đảm bảo mà chúng cịn có số độ nhớt cao làm cho dầu nhờn có chất lượng tốt II.3 Hydrocacbon rắn: Ngồi hydrocacbon cịn có nhóm hydrocacbon rắn gồm dãy paraffin có cấu trúc phân tử khác nhau, hydrocacbon napten chừa từ đến vịng phân tử có mạch nhánh dài có cấu trúc dạng thẳng iso, hydrocacbon thơm có số vòng số mạch nhánh khác Các hydrocacbon tách trình sản xuất dầu nhờn gốc hàm lượng chùng dầu nhờn Có hai loại hydrocacbon rắn: Parafin hỗn hợp chủ yếu cùa phân tử n-alkan với khối lượng cao (lớn 20 cacbon) Xerexin hỗn hợp chủ yếu hydrocacbon naphten rắn có mạch nhánh dạng thẳng dạng iso, iso chủ yếu Các thành phần khác: Ngồi cịn có thành phần : nhựa, asphanten, hợp chất phi hydrocacbon Phân loại dầu gốc: Phân loại theo thành phần: Căn vô thành phần loại Hydrocacbon no chiếm ưu dầu gốc mà phân dầu gốc thành loại như: dầu khoáng farafin, dầu gốc khoáng naphten, dầu gốc khoáng aromatic III.1 Phân loại theo độ nhớt: Phần chưng cất sử dụng làm nguyên liệu cho trình sản xuất dầu gốc thường nằm khoảng 11 đến 150 cSt 40oC Độ nhớt phân đoạn cặn khoảng 140 đến 1200 cSt Dầu gốc khống có cách gọi tên tạo khác biệt phân đoạn đầu chưng cất với dầu cặn theo độ nhớt: Các phân đoạn dầu gốc trung tính SN (Sovent Neutral) phân loại theo độ nhớt Saybolt (SUS) 100oF: SN 70, SN 150, SN 500… Chẳng hạn, dầu gốc SN 150 phân đoạn dầu chưng cất có độ nhớt 150 SUS 100oF (29 cSt 40oC) Các phân đoạn cặn BS (Bright Stock) phân loại theo độ nhớt Saybolt 2100F: BS 150, BS 250… Chẳng hạn, dầu BS 150 phân đoạn dầu cặn có độ nhớt 150 SUS 2100F (30,6 cSt 10oC) III.2 Phân loại theo số độ nhớt (VI): Dầu có số độ nhớt cao (HVI): VI > 85, sản xuất từ dầu gốc parafin qua công đoạn tách chiết dung môi tách sáp Dầu có số độ nhớt trung bình (MVI): 30 < VI < 85, sản suất từ hai phần cất naphten parafin Dầu có số độ nhớt thấp (LVI): VI < 30, sản suất từ phân đoạn dầu gốc naphten dùng số độ nhớt độ oxy hóa khơng cần thiết trọng Cơng nghệ hydrocracking tạo dầu gốc có số độ nhớt cao 140, loại dầu có số độ nhớt cao (VHVI) siêu cao (SHVI) hay gọi dầu gốc bán tổng hợp Dầu gốc bán tổng hợp dạng trung gian giữ dầu gốc khoáng tiêu biểu hydrocacbon tổng hợp, chúng tạo dầu gốc có tính chất tốt III.3 Phân loại theo nhóm: Ngồi hệ thống phân loại biết, người ta phân loại dầu gốc theo nhóm dựa vơ tiêu hàm lượng lưu huỳnh (S) số độ nhớt theo tiêu chuẩn API Công nghệ sản xuất dầu gốc: IV.1 Sơ đồ hệ thống sản xuất dầu gốc chung : Để đáp ứng yêu cầu thành phần dầu gốc cần có, dầu gốc cần phải sản xuất từ dầu thơ qua q trình chưng cất, dung môi ,dùng dung môi tách sáp sử lý tinh chế Việc lựa chọn dầu gốc để pha chế thành dầu nhờn thương phẩm phụ thuộc vào độ nhớt, mức độ tinh chế, ổn định nhiệt khả tổng hợp hợp chất khác (phụ gia) vật liệu mà dầu tiếp xúc trình sử dụng Thơng thường dầu gốc pha từ dầu chưng cất phân đoạn thu từ dầu chưng cất phần cặn Trong thành phần hóa học dầu nhờn ta đề cập đến thành phần mong muốn dầu gốc Chúng bao gồm iso – Parafin phân tử có hai vòng gắn với mạch nhánh Parafin Các hợp chất khác hydrocacbon có cấu trúc vịng naphten, vịng aromat dị vịng thành phần khơng mong muốn ( chúng có tính nhớt nhiệt ) Vì cần phải tách cấu tử trình lọc dầu Việc tách thành phần khơng mong muốn q trình sản xuất dầu nhờn gốc nhờ trình lọc dầu cho phép sản xuất dầu gốc có chất lượng cao, với thành phần phân đoạn dầu thô thích hợp cho mục đích Sơ đồ cơng nghệ chung để sản xuất dầu nhờn gốc từ dầu mỏ thường, bao gồm công đoạn hình VI.2, q trình sau: Chưng cất chân khơng ngun liệu Chiết, tách, trích ly dung môi Tách hydrocacbon rắn ( sáp hay petrolactum) Làm lần cuối hydro hóa Q trình tách asphenten dung mơi propan thường áp dụng để sản xuất dầu nhờn có độ nhớt cao từ nguyên liệu cặn gudron xếp vào q trình chiết, trích ly dung mơi IV.2 Q trình trích ly chiết dung mơi: Khi tiến hành chưng cất loại hết cấu tử khơng mong muốn Chúng có dầu nhờn gốc sau thời gian bảo quàn hay sử dụng bị biến đổi màu sắc, tăng độ nhớt, xuất hợp chất có tính axit khơng tan dầu tạo thành cặn nhựa cặn bùn tan dầu nhớn Vì dung dung mơi diều kiện thích hợp thíc cấu tử bị phân thành hai nhóm: nhóm cấu tử hịa tan tốt dung môi tạo thành pha riêng với tên gọi pha chiết ( extract), phần cịn lại khơng hịa tan hịa tan vào dung mơi gọ Raffinat Sản phẩm có ích nằm pha chiết hay nằm pha Raffinat Nhưng thực tế người ta quen gọi pha chứa sản phẩm pha Raffinat pha cần loại Extract Dựa vào bảng chất dung môi mà ta chia thành dung môi có cực dung mơi khơng có cực dung mơi khơng có cực hay dung mơi hổn hợp Nhưng loại dung mơi chọn phải thoản mản yêu cầu sau : Phải có tính hịa tan chọn lọc , tức phải có khả phân tách chúng thành hai nhóm cấu tử: nhóm có lợi cho dầu nhờn gốc Tính chất cịn gọi độ chọn lọc dung mơi Phải bền bề mặt hóa học, khơng phản ứng với cấu tử nguyên liệu không gây ăn mịn dễ sử dụng Có giá thành rẻ dễ kiếm Có nhiệt độ sơi khác xa với cấu tử cần tách để dễ dàng thu hồi dung môi, tiết kiệm lượng Ba loại dung mơi có cực thích hợp cho việc tách hydrocacbon thơm cặc nhựa khỏi dầu nhờn cất sử dụng phổ biến là: phenol, furfurol, Nmetylpirolydon Còn để tách nhựa asphanten phân đoạn gudron người ta dùng phổ biến propan lỏng IV.3 Quá trình tách sáp: Sáp dầu mỏ hỗn hợp parafin mạch thẳng hydrocacbon khác có nhiệt độ nóng chảy cao hoàn tan dầu nhiệt độ thấp Vì chúng khơng phép có mặt dầu nhờn thành phần, ngoại trừ hàm lượng thấp, loại dầu sử dụng điều kiện khơng phải nhiệt độ thấp ( ví dụ điều kiện nhiệt độ phịng, diều kiện khí hậu nhiệt đới) Trên thực tế trừ số laoi5 dầu gốc tách từ số loại dầu thơ có hàm lượng parafin thấp, cịn tất loại dầu bơi trơn phải trải qua tách parafin, không chúng khơng có độ linh động hợp lý nhiệt độ môi trường Tách sáp khâu quan trọng khó khăn q trình chế biến dầu nhờn gốc Có hai quy trình sử dụng để tách sáp, là: Qui trình thứ : làm lạnh để kết tinh sáp dùng dung mơi để hịa tan thành phần dầu đủ cho phép lọc nhanh để tách sáp khỏi dầu Qui trình thứ hai: dùng cracking chọn lọc để bẻ gãy phân tử parafin tạo thành sản phẩm nhẹ Phương pháp gọi phương pháp tách parafin dung xúc tác Q trình cịn gọi tách parafin xúc tác Tuy nhiên trình tách sáp xúc tác chưa áp dụng rộng rãi mà giai đoạn nghiên cứu thử ngiệm bán công nghiệp IV.4 Làm axit sunfuric đất sét: Tinh chế axit tinh chế cổ điển công nghiệp dầu mỏ Nói cách sơ lược q trinh gồm giai đoạn khấy trộn dầu với axit sunfuric đậm đặc, tách dầu khỏi cặn bùn axit lắng gạn ly tâm cuối tách chất có tính axit tan dầu cách dùng xút rửa dùng loại đất sét thích hợp để xừ lý Việc xừ lý axit thời gian dài trình tinh chế dầu khốn quan trọng Tuy nhiên q trính có số nhược điểm mà cần thay trình xử lý hydro IV.5 Quá trình tách atphan propan: Thơng thường, để sản xuất dầu nhờn gốc đưa thẳng phân đoạn dầu cất nhẹ sang thiết bị chiết tách dung môi, phân đoạn dầu cặn tháp chưng cất chân khơng lại đòi hỏi phải tách atphan để tách hợp chất nhựa, atphan số hydrocacbon thơm đa vòng Nhờ q trình mà dầu thu có độ nhớt thấp giàm xu hướng tạo dạng cặn, dạng cốc Bình thường dùng dung mơi propan cho q trình tách atphan dùng etan hat butan IV.6 Làm hydro: Cần phải có khâu xử lý hydro cuối trình làm dầu gốc axit đất sét có nhiều yếu điểm Q trình tốn kiếm, mức tiêu tốn hóa chất cao mức độ tiêu tốn chân tay lớn Quá trình tinh chế sản phẩm dầu tách parafin cần thiết để loại bỏ hợp chất hoạt động bề mặt hóa học có ảnh hưởng đến độ màu dầu gốc Ở diểm cần phải nhấn mạnh việc xử lý cặn axit vả đất sét vấn đề phức tạp Các hợp chất chứa nitơ ảnh hưởng đến màu sắc độ bền màu dầu gốc loại bỏ chúng yêu cầu trình tinh chế cuối Sau qua bước xử lý tinh chế ta thu dầu nhờn gốc Tài Liệu Tham Khảo Tài liệu tham khảo: Công nghệ chế biến dầu mỏ - Lê Văn Hiếu – NXB KHKT Tham khảo số website: www.sinhviencnhh.net ... 140 Mục đích dầu gốc: Mục đích sử dụng dầu gốc sản xuất dầu bơi trơn chủ yếu để sản xuất dầu bôi trơn, có hàng ngàn loại dầu bơi trơn khác Phổ biến dầu động cơ, có nhiều áp dụng dầu bơi trơn... sản xuất dầu gốc, năm 1867 người ta bắt đầu chế biến dầu mỏ thành dầu gốc Không giống sản phẩm hóa chất hóa dầu khác, khơng có tiêu chuẩn cơng nghiệp cho dầu gốc Trong lĩnh vực sử dụng dầu động... trơn cơng nghiệp, có số dầu bơi trơn chun dụng Một lít dầu bôi trơn gồm từ 30 – 50 % dầu gốc, phần lại phụ gia Thành phần hóa học dầu gốc: Dầu gốc được sử dụng pha chế? ?dầu bơi trơn thích hợp