trắc nghiệm môn công nghệ chế biến dầu nhờn có đáp án và nội dung ôn tập bám sát đề thi

trắc nghiệm môn công nghệ chế biến dầu nhờn có đáp án và nội dung ôn tập bám sát đề thi 60. Phụ gia không làm tăng hàm lượng kim loại tổng:a. Phụ gia hạ điểm đôngb. Phụ gia chống gỉc. Phụ gia hạ điểm đôngd. Phụ gia tẩy rửa61. Phân loại theo cấp độ nhớt SAF dầu sau đây đa dụnga. SAE15W40b. Sae50c. Sae25wd. Sae20w62. Phân loại dầu gốc theo tiêu chuẩn API, dầu gốc nhóm III là dầu có hàm lượng hydrocacbon no:>= 90%63. Phụ gia chống oxy hóa cho dầu nhờn:2,6 –đi tertbuty4 metylphenol64. Phụ gia không phải là phụ gia thụ động kim loại:Zinc dialkydithiophosphater.65. Theo chỉ số API dầu nhờn dùng cho động cơ diesel là:API SGCD66. Chỉ số SAE là chỉ số phân loại dầu theo độ nhớt ở:100oC và 18oC67. Trong quá trình khử asphaten cặn gudron để thu dầu gốc, nhiệt độ đỉnh tháp tích li như thế nào so với đáy thápCao hơn68. Trong công nghệ tách asphaten nếu tăng nhiệt độ đỉnh tháp thìHiệu suất khử asphaten giảm69. Trong công nghệ tách asphaten nếu giảm nhiệt độ đáy tháp thìKhả năng tách nhựa và asphaten giảm70. Mục đích của quá trình trích li bằng dung môi có cực để thu dầu gốc nhằmLoại bỏ hidrocacbon thơm đa vòng các chất nhựa, asphatlen71. Sự có mặt của bọt trong dầu là nguyên nhân gây nênTăng tính oxy hóa72. Quá trình isome hoa để thu dầu gốc thường thực hiện ở phản ứng pha:Lỏng hơi73. Theo chỉ số API, dầu nhờn dùng cho động cơ xăngAPI SM74. Nguyên nhân làm thay đổi chỉ số độ nhớt của dầu nhờnSự phá hủy của phụ gia cải thiện chỉ số dầu nhờnảnh hưởng của phụ gia tẩy rửaảnh hưởng của phụ gia tạo bọt75. Phụ gia không phải là phụ gia phân tánPolyacrylat

PHẦN I: NỘI DUNG ÔN TẬP

Phần II: câu hỏi thi trắc nghiệm (bên dưới)

Dầu mỡ bôi trơn có bốn chức năng cơ bản, đó là:

+ Làm giảm ma sát, giảm cường độ mài m.n, ăn m.n của các bề mặt ma sát

nhằm đảm bảo cho động cơ, máy móc đạt công suất tối đa

+ Làm sạch, chống tất cả các loại mài m.n để đảm bảo tuổi thọ sử dụng của

+ Nhiệt độ làm việc cao th dùng dầu có độ nhớt cao

+ Số v.ng quay lớn, áp suất trên trục nhỏ th dùng dầu có độ nhớt thấp

+ Áp suất trên trục lớn, số v.ng quay nhỏ th dùng dầu có độ nhớt cao

+ Phạm vi thay đổi nhiệt độ lớn th dùng dầu có tính nhiệt nhớt tốt (chỉ số độ nhớt cao)

+ Môi trường làm việc tiếp xúc với không khí, khí cháy ở nhiệt độ cao th dùng dầu có tính chống oxy hoá và chống ăn m.n

+ Môi trường làm việc tiếp xúc với nước và hơi nước th chọn dầu có tính chống tạo nhũ và chống tạo bọt

+ Thời gian sử dụng dầu lâu, chọn dầu có tính chống oxy hoá tốt, tính ổn định cao

˗ Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất dầu mỡ nhờn là dầu mỏ và dầu thực vật

Dầu gốc được sản xuất từ dầu mỏ thông qua các quá tr.nh chế biến được gọi là dầu gốc khoáng và dầu có nguồn gốc từ thực vật được tổng hợp qua các quá tr.nh tổng hợp hóa học được gọi là dầu gốc tổng hợp

Thành phần cơ bản của dầu bôi trơn là dầu gốc và các phụ gia được pha trộn

để nâng cao chất lượng của dầu bôi trơn

Dầu gốc khoáng thường chứa các loại hydrocacbon sau đây:

- Các hợp chất chứa v.ng naphten, v.ng thơm và mạch nhánh ankyl trong cùng một phân tử

- Các hợp chất hữu có chứa các dị nguyên tố, chủ yếu là các hợp chất chứa lưu huỳnh, oxi và nitơ

Thành phần của dầu gốc tổng hợp chủ yếu bao gồm các phần sau:

- Hydrocacbon tổng hợp như: Oligome olefin, các polyme, copolyme, các ankyl của hydrocacbon thơm, polybuten, các hydrocacbon no mạch v.ng…

- Este hữu cơ: chủ yếu là các este diaxit, este polyol của axit béo…

- Polyglycol: Chủ yếu là các polyme của etylen, propylen oxit có trọng lượng phân tử cao hoặc cả hai

- Este photphat: chủ yếu l các este ankyl/aryl photphat…

Công nghệ sản xuất dầu gốc bao gồm các bước sau:

- Chưng cất chân không

- Cho phép tạo ra các chất có tính chất ưu việt nhất dùng để lm dầu gốc cho dầu bôi trơn, v so với dầu gốc tổng hợp, dầu gốc khoáng dù có dùng nhiều phương pháp phức tạp (xử l bằng hydro) cũng không thể tách được hết các cấu tử không mong muốn ra khỏi hỗn hợp dầu gốc V vậy dầu gốc khoáng chỉ được sử dụng để sản xuất các loại dầu nhờn có các yêu cầu bôi trơn trung b.nh đại diện cho các thuộc tính chính của dầu Dầu gốc tổng hợp c.n có thể tạo ra các tính chất riêng biệt mà dầu gốc khoáng không có như: hoàn toàn không cháy, h.a lẫn với nước…

- Dầu gốc tổng hợp có khoảng nhiệt độ làm việc rộng hơn nhiều so với dầu

khoáng, khoảng từ – 550C đến 3200C

Nhược điểm:

- Nhược điểm lớn nhất của dầu gốc tổng hợp là đ.i hỏi nhiều công đoạn tổng hợp hóa học phức tạp, do đó giá thành dầu gốc cao

- Không sản xuất được với một số lượng lớn như dầu gốc khoáng dù nguồn

nguyên liệu lớn hơn nhiều so với dầu gốc khoáng

- Không có các tính năng đa dạng như dầu gốc khoáng v trong hỗn hợp chỉ có mặt của một số cấu tử thực hiện một loại chức năng riêng biệt nào đó

☺Chưng cất chân không

Giai đoạn thứ nhất trong công nghệ sản xuất dầu gốc là tách lấy các phân đoạn

riêng biệt có độ nhớt khác nhau Bước đầu này là quá tr.nh chưng cất chân không phần cặn c.n lại của quá tr.nh chưng cất khí quyển Do đó, mục đích của bước này là điều chỉnh độ nhớt và nhiệt độ chớp cháy của dầu gốc Chưng cất chân không nhằm điều chỉnh độ nhớt và nhiệt độ chớp cháy của dầu gốc

☺Tách nhựa, asphalten

Sự có mặt của nhựa, asphalten trong dầu gốc chính là nguyên nhân làm cho

dầu gốc có độ nhớt cao, chỉ số độ nhớt (VI_Viscosity Index) thấp, có độ bền oxi hoá thấp, dễ gây ăn m.n và làm xấu màu dầu (do thường có các dị nguyên tố

trong chúng), là nguyên nhân xuất hiện keo làm mất tính đồng nhất của dầu

Để tách nhựa, asphalten thông thường người ta dùng phương pháp chiết với

dung môi thích hợp Việc lựa chọn dung môi phụ thuộc vào tính chọn lọc của nó, tức là vào khả năng phân tách hai nhóm cấu tử khác nhau về mặt hoá học Dung môi dùng phải rẻ, sẵn có, bền về mặt hoá học trong khi sử dụng, không gây ăn m.n và dễ sử dụng Ngày nay, người ta thường sử dụng propan làm dung môi cho quá tr.nh chiết tách nhựa, asphalten Hiệu suất của quá tr.nh chiết phụ thuộc vào

ba yếu tố cơ bản: bản chất của dung môi, nhiệt độ tiến hành và tỉ lệ dung môi trên nguyên liệu Đối với dung môi propan, quá tr.nh chiết thường được tiến hành ở

40 - 960C với tỉ lệ dung môi: nguyên liệu là 5 : 8 (cao nhất 5:10)

☺Tách aromactic

Các hydrocabon thơm có chỉ số độ nhớt thấp, độ nhớt lớn, đồng thời chúng rất kém bền, dễ bị oxi hoá làm tăng khuynh hướng tạo cốc do vậy trong quá tr.nh sản xuất dầu gốc người ta phải loại các aromatic

Việc tách aromatic cũng được thực hiện bằng phương pháp chiết Có ba dung môi thường được sử dụng đó là furfurol, phenol và n-metyl-2pyrolydon (NMP) Nếu đem dung môi ho trộn kỹ với phân đoạn dầu sau đó để yên để cho hỗn hợp này tách lắng th hai pha hoặc hai lớp sẽ được tạo thành

Pha chiết chứa hầu như toàn bộ dung môi cùng với các cấu tử tan trong đó mà chủ yếu là các hydrocabon thơm; pha c.n lại gồm một ít cấu tử không tan, chủ yếu là các hydrocabon no và một ít dung môi Sau khi tách dung môi, phần chiết

ra c.n lại đều không biến đổi g về mặt hoá học

☺Tách parafin (tách sáp)

Hỗn hợp các parafin mạch thẳng (sáp) có nhiệt độ nóng chảy cao và hoà tan

kém trong dầu mỏ V thế chúng không được phép có mặt trong dầu nhờn thành phần, ngoại trừ khi hàm lượng rất thấp, hoặc các loại dầu được sử dụng trong những điều kiện đặc biệt Trên thực tế, hầu như tất cả các loại dầu gốc khoáng đều phải qua quá tr.nh tách parafin

Tách parafin là một trong những khâu quan trọng nhất và khó khăn nhất trong quá tr.nh sản xuất dầu gốc

Có hai quy tr.nh chính hiện đang được sử dụng cho mục đích này Quy tr.nh

thứ nhất là làm lạnh kết tinh sáp; quy tr.nh thứ hai là dùng quá tr.nh cracking chọn

lọc để bẻ g.y phân tử parafin tạo thnh những sản phẩm nhẹ, phương pháp này c.n được gọi là phương pháp tách parafin dùng chất xúc tác

Tách sáp bằng phương pháp kết tinh

Sáp dầu mỏ bao gồm những hợp phần dễ tách riêng do kết tinh khi làm lạnh

phân đoạn có chứa chúng Như vậy bằng cách kết tinh có thể dễ dàng xử l dầu chứa sáp thành dầu không chứa sáp Quá tr.nh này dựa trên nguyên l làm lạnh dầu để kết tinh parafin rắn sau đó lọc hoặc ly tâm tách riêng phần rắn ra khỏi pha lỏng Tuy nhiên, phương pháp này không liên tục, đ.i hỏi có áp suất cao ở nhiều khâu; độ nhớt cao của dầu làm cho quá tr.nh lọc rất khó khăn đặc biệt với các dầu

có độ nhớt lớn; không áp dụng phương pháp này với nhiều loại dầu có các loại sáp vi tinh thể

Chính v thế, để khắc phục những nhược điểm trên người ta kết hợp làm lạnh với việc sử dụng dung môi Thông thường người ta thường sử dụng hỗn hợp các dung môi khác nhau để làm tăng tính linh hoạt của quá tr.nh Hỗn hợp metyl etyl xeton (MEK) với metyl izo butyl xeton (MIBK) hoặc MEK với toluen hay được

sử dụng

Quá tr.nh hydro cracking chọn lọc

Quá tr.nh hydrocracking chọn lọc dùng để tách parafin từ dầu có hai loại:loại thứ nhất chỉ dùng một loại chất xúc tác nhằm hạ nhiệt độ đông đặc; loại thứ hai dùng hai loại chất xúc tác vừa để hạ nhiệt độ đông đặc vừa để tăng độ bền oxi hoá của sản phẩm Chất xúc tác được sử dụng là các zeolit tổng hợp

Phương pháp này có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp kết tinh như

hiệu suất cao, không cần có công đoạn làm sạch bằng hydro, vốn đầu tư thấp, cho phép sản xuất dầu gốc có nhiệt độ đông đặc thấp từ những nguyên liệu có hàm lượng parafin cao

Làm sạch bằng hydro

Quá tr.nh tinh chế sản phẩm dầu để tách parafin là quá tr.nh cần thiết

nhằmloại bỏ các chất hoạt động về mặt hoá học, có ảnh hưởng đến tính chất hoá

l của dầu gốc

Ví dụ các hợp chất chứa nitơ ảnh hưởng mạnh đến màu sắc cũng như độ bền màu của dầu gốc v thế phải loại bỏ chúng và đó chính là yêu cầu của quá tr.nh tinh chế bằng hydro

Phân loại dầu gốc

- Phân loại theo thành phần: Căn cứ vào thành phần của các loại Hydrocacbon no

chiếm ưu thế trong dầu gốc mà có thể phân dầu gốc thành các loại như: dầu

khoáng farafin, dầu gốc khoáng naphten, dầu gốc khoáng aromatic

- Phân loại theo độ nhớt: Phần chưng cất được sử dụng làm nguyên liệu cho quá

tr.nh sản xuất dầu gốc thường nằm trong khoảng 11 đến 150 cSt ở 400C Độ nhớt của các phân đoạn cặn ở khoảng 140 đến 1200 cSt Dầu gốc khoáng có cách gọi tên tạo sự khác biệt giữa các phân đoạn đầu chưng cất và dầu cặn theo độ nhớt: + Các phân đoạn dầu gốc trung tính SN (Sovent Neutral) được phân loại theo độ nhớt Saybolt (SUS) ở 1000F: SN 70, SN 150, SN 500… Chẳng hạn, dầu gốc SN

150 là phân đoạn dầu chưng cất có độ nhớt 150 SUS ở 1000F (29 cSt ở 400C) + Các phân đoạn cặn BS (Bright Stock) được phân loại theo độ nhớt Saybolt ở 2100F: BS 150, BS 250… Chẳng hạn, dầu BS 150 là phân đoạn dầu cặn có độ nhớt 150 SUS ở 2100F (30,6 cSt ở 1000C)

- Phân loại theo chỉ số độ nhớt (VI):

+ Dầu có chỉ số độ nhớt cao (HVI): VI > 85, được sản xuất từ dầu gốc parafin qua công đoạn tách chiết bằng dung môi và tách sáp

+ Dầu có chỉ số độ nhớt trung b.nh (MVI): 30 < VI < 85, được sản suất từ cả

hai phần cất naphten và parafin

+ Dầu có chỉ số độ nhớt thấp (LVI): VI < 30, được sản suất từ phân đoạn dầu

gốc naphten và được dùng khi chỉ số độ nhớt v độ oxy hóa không cần thiết chú trọng lắm

Công nghệ hydrocracking có thể tạo dầu gốc có chỉ số độ nhớt cao hơn 140, đó

là các loại dầu có chỉ số độ nhớt rất cao (VHVI) hoặc siêu cao (SHVI) hay c.n gọi là dầu gốc bán tổng hợp Dầu gốc bán tổng hợp là dạng trung gian giữ dầu gốc khoáng tiêu biểu và các hydrocacbon tổng hợp, chúng tạo ra dầu gốc có tính chất tốt hơn

- Phân loại theo nhóm: Phân loại dầu gốc theo nhóm dựa vào chỉ tiêu về hàm

lượng lưu huỳnh (S) và chỉ số độ nhớt theo tiêu chuẩn API

Câu hỏi: V sao phải tách acromat và parafin và xử l bằng hydro trong quá

tr.nh chế biến dầu nhờn?

- Tách acomat: v acromat có độ nhớt cao, chỉ số độ nhớt thấp, dễ bị oxi hóa, kém bền gây tạo cốc

- Tách parafin: v parafin dễ dàng biến đổi độ nhớt theo nhiệt độ, là tăng

nhiệt độ đông đặc của dầu

- Xử l bằng hydro: tránh gây ăn m.n biến đổi hóa học trong quá tr.nh chế

biến

Câu hỏi: V sao phải tách nhựa và asphaten và chưng cất trong chân không

trong quá tr.nh chế biến dầu nhờn?

- Tách nhựa và asphaten v là hợp chất đa v.ng, dễ ngưng tụ, có sự hiện diện của N và và các nhóm chức gây ăn m.n và làm giảm hoạt tính xúc tác

- Chưng cất chân không: v giảm tiêu tốn năng lượng, không bị bẽ g.y mạch khi đạt nhiệt độ sôi Chi phí thiết bị thấp

Câu hỏi: Phân biệt giữa pha rafinat và pha chiết?

- Pha rafinat: dung môi và dầu

- Pha extrac (chiết): dung môi và (nhựa aspaten hoặc acromat)

Câu hỏi: Khi tăng nhiệt độ tại sao độ nhớt của dầu nhờn giảm?

- Khi tăng nhiệt độ, độ nhớt giảm do khả năng h.a tan của propan giảm đi,

chỉ h.a tan được những cấu tử có khối lượng bé →sản phẩm dầu nhờn có

khối lượng phân tử thấp→độ nhớt nhỏ→ khả năng thu hồi giảm

Câu hỏi: v sao tăng nhiệt độ th hiệu suất thu hồi giảm?

Do độ h.a tan của propan giảm

Câu hỏi: V sao nhiệt độ đỉnh tháp lớn hơn nhiệt độ đáy tháp hấp thụ?

- Nhiệt độ đỉnh tháp lớn nhằm tăng tính chọn lọc của dầu

- Nhiệt độ đáy tháp thấp: ổn định khả năng đông tụ, tăng hiệu suất

Câu hỏi: Ảnh hưởng của áp suất trong quá tr.nh chế biến dầu nhờn?

- Khi tăng áp suất →tăng độ nhớt dung môi→tăng hiệu suất thu hồi dầu

nhờn

- Không sử dụng áp suất đẻ điều chỉnh hiệu suất của quá tr.nh

PHỤ GIA

1 Phụ gia chống oxy hóa

Phụ gia này nhằm mục đích nhằm mục đích làm chậm quá tr.nh ôxy hóa của dầu (tăng độ bền ôxy hóa), khắc phục hiện tượng cháy v.ng găng, giảm bớt hiện tượng ăn m.n chi tiết và tạo cặn Có hai nhóm phụ gia chống ôxy hóa:

Phụ gia k.m h.m quá tr.nh ôxy hóa dầu ở một lớp dày ngay trong khối dầu: nhóm này quan trọng nhất là chất ức chế ôxy hóa, đó là

· Các hợp chất có chứa nhóm phenol hay nhóm amin, cũng có thể chứa 2 nhóm đồng thời như các phenol có chứa nitơ hoặc lưu huỳnh, các kẽm di-ankyl

dithiophotphat

(ZnDDP), các hợp chất của phốt pho, lưu huỳnh… Các chất ức

chế này có nồng độ thấp, khoảng 0,005 đến 0,5 %.C), ngoài ra c.n có tác

dụng bảo vệ, chống rỉ cho ổ đỡ

· Các chất thơm nhiệt được dùng là các hợp chất hữu cơ có chứa phốt pho, lưu huỳnh, kẽm ( tri-butylaphotphit, di-tiophotphat kẽm…).°Phụ gia k.m h.m quá tr.nh ôxy hóa dầu ở lớp mỏng trên bề mặt kim loại, đó là các chất thơm nhiệt, được pha với tỷ lệ 0,5 – 3%, chúng sẽ làm chậm quá tr.nh ôxy hóa dầu ở lớp mỏng trên chi tiết động cơ ở nhiệt độ tương đối cao (200-300

Các loại chất thơm nhiệt dường như là chất thơm quan trọng nhất v khi động

cơ ngừng hoạt động là lúc dầu nhừng tuần hoàn và khi đó chất thơm tẩy rửa cũng ngừng hoạt động c.n chất thơm nhiệt th ngược lại, sẽ hoạt động mạnh hơn, nó không cho lớp dầu mỏng trên các chi tiết chưa nguội có khả năng biến thành sạn

2 Phụ gia thụ động hóa kim loại

- Làm vô hiệu hóa hoạt tính xúc tác của các bề mặt kim loại(Cu,Fe )

- Các phụ gia thụ động hoá kim loại bám lên trên bề mặt kim loại dựa trên sự h.nh thnh phức chất (phức Chelat) ngăn cản sự tiếp xúc trực tiếp giữa bề

mặt kim loại với dầu bôi trơn do vậy thụ động hoá đƯợc kim loại

- Đối với các hạt kim loại trong khối dầu th các phụ gia này tác dụng với nó h.nh thành phức chất rồi lắng xuống Đối với các bề mặt kim loại các phụ

gia này hấp phụ lên bề mặt nó tạo thành một màng bảo vệ ngăn cản hoạt

tính xúc tác của kim loại

- Các phụ gia điển h.nh l N-salixilidenetylamin hoặc N,N’

disalixilidenetylamin, EDTA (etylendiamin tetra axetic), benzotriazon

3 Phụ gia ức chế ăn m.n

- Trong quá tr.nh làm việc, các bề mặt kim loại tiếp xúc với dầu bôi trơn rất

dễ bị ăn m.n bởi các tác nhân có tính axit như các axit hữu cơ hoặc vô cơ,

các hợp chất hoạt động chứa S, các peoxit do vậy dầu bôi trơn phải có

phụ gia ức chế ăn m.n

- Các phụ gia này hấp phụ lên bề mặt kim loại tạo thành một màng bảo vệ

(màng này c.n có tác dụng thụ động hoá kim loại) Màng bảo vệ này sẽ

phải dính chặt lên bề mặt kim loại tránh bị tróc ra bởi các chất phân tán

hoặc tẩy rửa

- Các phụ gia điển h.nh l ZnDDP, limonen sunfua, pinen

photphosunfua,benzothiazol

4 Phụ gia ức chế gỉ

- Các chất ức chế gỉ ngăn nước thấm qua mng hữu cơ bảo vệ Bằng cách sử dụng các hợp chất phân cực được hấp phụ chọn lọc trên bề mặt kim loại với tác dụng như màng ngăn chống ẩm

- Các chất ức chế gỉ tác dụng bằng cách phủ lên bề mặt kim loại một màng

đẩy nước Các phụ gia điển h.nh có thể kể tên là axit ankyl suxinic, amin

photphat,sunfonat, ankylthioaxetic

- Các amin hữu cơ và axit ankyl suxinic được dùng trong trường hợp hàm lượng trong dầu nhỏ c.n sunfonat kim loại và amin photphat được sử dụng khi hm lượng nước trong dầu lớn Do khi hàm lượng nước lớn th độ phân cực của axit tăng làm tăng tính axit sẽ dễ gây ra hiện tượng ăn m.n

5 Phụ gia tẩy rửa

- Với nồng độ 2 – 10 %, các chất tẩy rửa có thể ngăn cản, loại trừ các cặn không tan trong dầu, cặn sạn, cacbon và các hợp chất ch trên các bộ phận của động cơ đốt trong Chúng tác dụng bằng cách hấp thụ lên các hạt không tan, giữ chúng lại trong dầu nhằm giảm tối thiểu cặn lắng và giữ sạch các chi tiết của động cơ

- Tác nhân quan trọng nhất có tính tẩy rửa là các phụ gia có chứa kim loại, chúng bao gồm:

· Nhóm ưa dầu thường là các hydrocabon mạch di giúp cho phụ gia có

thể tan tốt trong dầu gốc được sử dụng

· Nhóm phân cực thường chứa cá nguyên tố N, O, hoặc P

- Như vậy các chất phân tán được sử dụng đều có chứa các nhóm chức như amin, imít, amít hoặc các nhóm hydroxyl-ester nên các polymer như poly metacrylat cũng cho khả năng phân tán

- Mặt khác, do chúng có tính nhớt (chất tăng chỉ số độ nhớt) nên chúng được

sử dụng như các phụ gia phân tán nhiều tác dụng Lượng chất phân tán được sử dụng nói chung phụ thuộc vào lượng chất rắn cần phải phân tán trong dầu và thường là chiếm từ 0,1 đến 2%

- Các dầu bôi trơn cacte chất lượng hàng đầu hiện nay có chứa tới 8% các phụ gia phân tán không tro Hiệu quả của các chất phân tán là kết quả của

sự tác động qua lại đặc biệt giữa tác nhân được chặn và chất phân tán

7 Phụ gia tăng chỉ số nhớt

- Phụ gia được sử dụng để làm tăng chỉ số nhớt là các polymer tan được trong dầu có tác dụng tăng độ nhớt của dầu mỏ, nghĩa là làm cho tốc độ thay đổi độ nhớt của dầu theo nhiệt độ giảm đi ( tăng chỉ số độ nhớt ) cũng như để tạo ra các loại dầu mùa đông Các phụ gia này được chia làm hai nhóm: dạng hydrocacbon và dạng ester

Dạng hydrocacbon có các loại :

· copolymer etylen-Propylen, Polyizobutylen,copolymer styren- butadiene dơ hydro hóa, copolymer styrene-izopren

Dạng ester gồm :

· polymetacrylat, polyacrylat và các copoly của ester styrenmaleic

- Các chất cải thiện chỉ số độ nhớt được sủ dụng rộng r.i nhất hiện nay là các polymer của etylen-propylen ( có thể lên đến 10%) và polyizobutylen ( hàm lượng nhỏ 0,2 – 0,5%)

8 Phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc

- Dầu gốc khoáng có thể chứa sáp Khi dầu bôi trơn được sử dụng hay bảo quản trong môi trường nhiệt độ thấp sáp sẽ kết tinh thành các tinh thể có cấu trúc kiểu lưới và ngăn cản sự chảy của dầu Chính v vậy trong nhiều loại dầu bôi trơn cần có phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc

- Mục đích:

· làm chậm quá tr.nh tạo thành các tinh thể sáp bằng cách bao bọc xung

quanh hoặc cùng kết tinh với sáp thúc đẩy quá tr.nh tạo thnh các tinh

thể nhỏ hơn thay cho các đám sáp vẩn xốp h.nh thnh khi không có các

phụ gia

· không gây ảnh hưởng tới nhiệt độ kết tủa,lượng và mạng tinh thể sáp

tách ra

- Hầu hết các phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc l các polime, trong đó có một

số phụ gia cũng có tác dụng cải thiện chỉ số độ nhớt Dải trọng lượng phân

tử của các phụ gia này thấp hơn so với phụ gia cải thiện chỉ số độ nhớt

thường từ 5000 – 100000 đvC Điển h.nh có thể kể tên là các polime

ankylmetacrylat, các polime alphaolefin và các copolime, naphtalen được ankyl hoá, ankylphenol mạch dài

- Các phụ gia tạo bọt hấp phụ lên bọt làm giảm sức căng bề mặt của bọt khiến cho các bọt tụ lại với nhau thành bọt lớn nổi lên bề mặt và vỡ ra làm thoát không khí ra ngoài

9 Phụ gia chống tạo bọt

- Bọt do không khí trộn mạnh vào dầu nhờn ảnh hưởng xấu tới tính chất bôi trơn, làm tăng sự ôxy hóa của chúng, làm dầu bị tổn thất, ngăn cản sự lưu thông của dầu trong sự tuần hoàn, gây ra hiện tượng bôi trơn không đầy đủ

- Để tránh hoặc giảm sự tạo bọt người ta sử dụng các loại phụ gia chống bọt

thấp hơn so với phụ gia cải thiện chỉ số độ nhớt thường từ 5000 – 100000

đvC

- Điển h.nh có thể kể tên là các polime ankylmetacrylat, các polime

alphaolefin và các copolime, naphtalen được ankyl hoá, ankylphenol mạch dài

- Các phụ gia tạo bọt hấp phụ lên bọt làm giảm sức căng bề mặt của bọt

khiến cho các bọt tụ lại với nhau thành bọt lớn nổi lên bề mặt và vỡ ra làm

thoát không khí ra ngoài

- là hợp chất silicon và hydro có khả năng làm tan sủi bọt nhưng tỷ lệ này rất nhỏ: 0,001-0,004% Phụ gia cho dầu nhờn bôi trơn là một hợp phần của

công nghệ chất bôi trơn hiện đại, đặc biệt là đối với dầu động cơ

Các phụ gia chống tạo bọt thường được sử dụng là các silicon lỏng, đặc biệt

là polymetylsiloxan: -((CH3)2 – Si- O)-n là chất chống tạo bọt hiệu quả rất tôt Thông thường các silicon được pha với nồng độ từ 1 đến 20 phần triệu

· Một điều cần lưu là phụ gia phân tán là chất tạo bọt rất tốt nên đối với các dầu bôi trơn có pha phụ gia phân tán th bắt buộc phải pha phụ gia chống tạo bọt

10 Phụ gia tribology

- làm giảm ma sát, mi m.n và ngăn cản sự hư hại của bề mặt tiếp xúc Phụ

gia tribology phát huy tác dụng ở hai chế độ bôi trơn: bôi trơn mng mỏng

hỗn hợp và bôi trơn giới hạn

- Phụ gia tribology là một nhóm chất cực kỳ quan trọng được pha vào hầu

hết các dầu bôi trơn, đặc biệt là dầu bánh răng và dầu động cơ Chúng có

chức năng làm biến tính ma sát (phụ gia biến tính ma sát FM), giảm mài

m.n (phụ gia chống mi m.n AW) và chịu tải trọng cao (phụ gia cực cáp

EP)

a Phụ gia chống mài m.n, AW (Anti-Wears)

Trong thực tế có ba dạng mài m.n chính: mài m.n dính (sự tiếp xúc trực tiếp kim loại với kim loại), mài m.n hạt (mài m.n do sự có mặt của các hạt) và mài m.n hoá học (do sự tấn công của các chất gây ăn m.n, các chất có tính axit)

Sự tiếp xúc kim loại với nhau có thể ngăn cản được khi cho hợp chất tạo màng vào dầu bôi trơn và nhờ có sự hấp phụ vật l hoặc phản ứng hoá học mà thường

bị biến dạng do chảy dẻo dẫn tới sự phân bố tải trọng khác đi mà nó bảo vệ được

bề mặt kim loại

· Sự mài m.n dính trong hệ thống bôi trơn xảy ra khi ở các điều kiện tải

trọng,tốc độ và nhiệt độ cao, màng dầu bôi trơn trở nên mỏng đến mức các

chỗ mấp mô trên bề mặt tiếp xúc với nhau

b ZnDDP (Kẽm điankydithiophotphat)

Các hợp chất có photpho nh− tricresyl photphat và các hợp chất của lưu

huỳnh như sunfua, disunfua, molipden dithiocacbonat là các phụ gia chống

mài m.n dính rất tốt

Sự mài m.n hạt là do các hạt, các tạp chất từ bên ngoài đưa vào hoặc do các phần tử từ mi m.n dính gây ra

Cơ chế chủ yếu của sự mài m.n vật liệu là sự cắt vi mô của các vật cứng

Mài m.n hạt có thể ngăn cản được bằng cách lọc để tách các hạt rắn, cứng ra khỏi dầu

· Các phụ gia chống tạo bọt thường được sử dụng là các silicon lỏng, đặc biệt

là polymetylsiloxan: -((CH3)2 – Si- O)-n là chất chống tạo bọt hiệu quả rất

tôt Thông thường các silicon được pha với nồng độ từ 1 đến 20 phần triệu

· Một điều cần lưu là phụ gia phân tán là chất tạo bọt rất tốt nên đối với các dầu bôi trơn có pha phụ gia phân tán th bắt buộc phải pha phụ gia chống tạo bọt

c Phụ gia tribology

Làm giảm ma sát, mài m.n và ngăn cản sự hư hại của bề mặt tiếp xúc

Phụ gia tribology phát huy tác dụng ở hai chế độ bôi trơn: bôi trơn mng mỏng hỗn hợp và bôi trơn giới hạn

Phụ gia tribology là một nhóm chất cực kỳ quan trọng được pha vào hầu hết các dầu bôi trơn, đặc biệt là dầu bánh răng và dầu động cơ Chúng có chức năng làm biến tính ma sát (phụ gia biến tính ma sát FM), giảm mài m.n (phụ gia chống

mi m.n AW) và chịu tải trọng cao (phụ gia cực cáp EP)

d Phụ gia chống mài m.n, AW (Anti-Wears)

Trong thực tế có ba dạng mài m.n chính: mài m.n dính (sự tiếp xúc trực tiếp kim loại với kim loại), mài m.n hạt (mài m.n do sự có mặt của các hạt) và mài m.n hoá học (do sự tấn công của các chất gây ăn m.n, các chất có tính axit)

Sự tiếp xúc kim loại với nhau có thể ngăn cản được khi cho hợp chất tạo màng vào dầu bôi trơn và nhờ có sự hấp phụ vật l hoặc phản ứng hoá học mà thường

bị biến dạng do chảy dẻo dẫn tới sự phân bố tải trọng khác đi mà nó bảo vệ được

bề mặt kim loại

· Sự mài m.n dính trong hệ thống bôi trơn xảy ra khi ở các điều kiện tải

trọng,tốc độ và nhiệt độ cao, màng dầu bôi trơn trở nên mỏng đến mức các

chỗ mấp mô trên bề mặt tiếp xúc với nhau

· Sự mài m.n hạt là do các hạt, các tạp chất từ bên ngoài đưa vào hoặc do

các phần tử từ mi m.n dính gây ra

· Cơ chế chủ yếu của sự mài m.n vật liệu là sự cắt vi mô của các vật cứng

Mài m.n hạt có thể ngăn cản được bằng cách lọc để tách các hạt rắn, cứng

ra khỏi dầu

· Mài m.n hoá học do có các phản ứng hoá học xảy ra trên bề mặt kim loại

kết hợp với tác động cọ xát làm cho chỗ kim loại bị ăn m.n bị cắt tách ra

Các axit mạnh được tạo thành trong quá tr.nh sử dụng dầu bôi trơn có thể

tấn công vào bề mặt kim loại tạo ra các hợp chất mà chúng dễ bị bóc ra khi

có sự chà xát

Dạng mài m.n này có thể hạn chế được bằng việc sử dụng các chất tẩy rửa dạng kiềm cao do có tác dụng trung ho các sản phẩm mang tính axit tồn tại trong dầu

e Phụ gia cực áp EP (Extreme pressure)

Ngăn ngừa hiện tượng kẹt xước, hàn dính giữa các bề mặt kim loại

khi đang hoạt động dưới áp suất cực lớn (chịu tải trọng rất nặng)

Các phụ gia cực áp tác dụng với các bề mặt kim loại ma sát tạo ra các

hợp chất mới có ứng suất cắt thấp hơn kim loại gốc nên lớp phủ mới h.nh thành chịu trượt cắt trước tiên và nhiều hơn so với kim loại

Các phụ gia cực áp được sử dụng rộng rai là các loại dầu béo được

sunfua hoá, các este, các hydrocacbon như polybuten, dibenzyl disunfua, dibutyl disunfua

11 Phụ gia biến tính ma sát FM (Friction Modifiers)

Là chất làm giảm hệ số ma sát và đạt được sự trượt phẳng nhẵn hoặc

làm tăng hệ số ma sát để đạt được sự dừng trượt, làm tăng độ bền của màng dầu và nhờ đó giữ cho bề mặt kim loại tách rời nhau và ngăn không cho lớp dầu bị phá huỷ

Được sử dụng chủ yếu trong dầu động cơ và dầu bánh răng truyền

động động cơ

- Phụ gia thuộc loại này bao gồm các hợp chất chứa O, N, S, Mo, Cu và một

số nguyên tố khác Các phụ gia này làm tăng độ bền của màng dầu chủ yếu

do hiện tượng hấp phụ vật l nhờ đó làm giảm ma sát

- Hợp chất phụ gia FM mạch dài như axit béo, este béo hoặc amin, amit béo được sử dụng.Độ dày và hiệu quả của màng dầu bảo vệ phụ thuộc vào độ dài của mạch cacbon (mạch càng dài th độ dày càng lớn),độ phân cực của nhóm chức, cấu trúc, dầu gốc, kim loại học và nhiệt độ

- Các chất phụ gia loại này thường được sử dụng là: olioleylamit, glyxeron mono oleate, molitden dithio cacbamat

12 Phụ gia tạo nhũ, khử nhũ

Khi dầu bôi trơn phải làm việc trong môi trường bắt buộc có sự có

mặt của nước th phụ gia tạo nhũ hoặc khử nhũ sẽ phải được sử dụng

- Chất tạo nhũ là những chất hoạt động bề mặt để phân tán nước trong dầu hoặc

dầu trong nước

- Từ hệ nước trong dầu ta thu được hệ thuỷ lực chông cháy, chất bôi trơn dùng trong khoan đá và một vài loại môi trường dùng trong kéo sợi kim loại

- Các chất tạo nhũ thường dùng là các ankenyl suxinimit, các muôi sunfonat, các

axit béo và muối của axit béo, polyankylen glycol, etanol amin Có ba

nhóm chất

tạo nhũ: chất tạo nhũ anion, chất tạo nhũ cation v chất tạo nhũ không ion

- Các chất khử nhũ bao gồm triankyl photphat, polyetylen glycol, ankyl

Độ nhớt là một chỉ tiêu quan trọng và cơ bản của dầu bôi trơn, nó là một

tính chất quyết định độ dày màng dầu, nó làm giảm ma sát và mài m.n giữa hai bề mặt tiếp xúc Nó có ảnh hưởng đến độ khít, tổn hao công ma sát, khả năng chống mài m.n, khả năng chống tạo cặn, khả năng làm mát các chi

tiết làm việc…

Trong động cơ, độ nhớt đóng vai tr quyết định lượng tiêu hao nhiên liệu,

khả năng tiết kiệm dầu và hoạt động của động cơ

Các loại nhớt kế thường dùng:

+ Canno Fenske, D.ng chảy tối thiểu 250-s, 200-s

+ BS/IP/RF h.nh chữ U

2 Điểm đông đặc- ASTM D97

- Điểm đông đặc: là nhiệt độ thấp nhất mà dầu nhớt c.n có thể rót chảy được

- Đây là đặc trưng cho tính chảy của dầu nhớt ở nhiệt độ thấp, rất quan trọng đối với các nước ôn đới vào mùa đông khi xe hoặc thiết bị làm việc ngoài

trời phải khởi động trong thời tiết giá lạnh

· L thuyết về điểm đông đặc (tự học trang 44 sách dầu bôi trơn)

- Một số phương pháp đo điểm đông đặc ngoài D97 là: ASTM D117, D396, D1659, D2500, D3245

Phương pháp tiến hành ASTM D97

• Người ta cho 40 ml dầu vào trong ống thuỷ tinh đậy nắp kín có gắn nhiệt

kế

• Trước hết đun nóng hỗn hợp đến 45 o C

• Làm lạnh với tốc độ xác định cho đến nhiệt độ lớn hơn khoảng 9 o C so với nhiệt độ điểm chảy dự đoán th ta bắt đầu thí nghiệm

• Đặt ống nghiệm sang trang thái nằm ngang,

• Nếu dầu trong ống nghiệm bị chảy th tiếp tục làm lạnh xuống thêm 3 o C nữa

• Lặp lại thao tác trên cho đến khi dầu trong ống nghiệm không chảy

• khi đặt ông nghiệm nằm ngang trong v.ng 5 giây th ta dừng thí nghiệm

• Điểm đông đặc bằng giá trị của nhiệt độ khi dừng thí nghiệm cộng thêm

3oC

3 Điểm chớp lửa ASTM-D92

- Điểm chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất dưới áp suất khí quyển mà hơi dầu sẽ chớp cháy khi gặp ngọn lửa

- Điểm chớp cháy cốc hở dùng để đánh giá nguy cơ cháy của dầu nhớt khi tồn trữ, đong rót; điểm chớp cháy cốc kín dùng để đánh giá t.nh trạng của dầu

nhớt khi đang sử dụng trong máy móc

- Đối với cùng một loại dầu nhớt, điểm chớp cháy cốc hở cao hơn điểm chớp cháy cốc kín từ 15 đến 20oC

• Cắm nhiệt kế vào cốc cách đáy cốc 6.4 mm

• Châm ngọn lửa thử và điều chỉnh ngọn lửa có đường kính 3,2-4,8 mm

• Gia nhiệt cốc với tốc độ 14 0C đến 17 0C / phút

• Khi nhiệt độ của mẫu cách nhiệt độ chớp cháy dự đoán 56 0C th giảm tốc

Đơn vị : mgKOH/g

- Độ kiềm tổng (BN) là thông số quan trọng thể hiện khả năng bảo vệ động cơ của dầu nhờn

- Độ kiềm của dầu nhờn sẽ giảm dần trong quá tr.nh sử dụng

- Nếu độ kiềm của dầu nhờn không c.n th dầu nhờn không c.n khả năng bảo

vệ động cơ

- Đôi khi dùng để kiểm tra chất lượng của dầu nhờn

- BN trong dầu nhờn tương ứng với hàm lượng lưu huỳnh có trong nhiên liệu (%S)

theo công thức: BN = 7 + %Sx11

Dung Môi

Với phương pháp khác nhau th pha khác nhau

+ A: 80ml cloruabenzen + 40ml axit axetic

+ B: 40ml cloruabenzen + 20ml axit axetic

Máy Chuẩn Độ Điện Thế

Sử dụng điện cực thủy tinh và điện cực so sánh(calomel)

Điện cực thủy tinh không chính xác khi nồng độ PH >12

• Cho mẫu và dung môi vào beaker ,khoáy đến khi tan hoàn toàn

• Cắm đầu điện cực vào sao cho đầu của điện cực ngập trong dung môi

• Tiếp tục khoáy

• Cho HClO4 0.1N vào buret Chỉnh máy chuẩn độ điện thế

• Tiến hành chuẩn độ

• Cho lần lần lượt 0.1ml chất chuẩn , tùy theo sự thay đổi của hiệu điện

• thế mà có thể tăng hoặc giảm hàm lượng chất chuẩn

• Nếu hiệu điện thế thay đổi < 0.005V th dừng chuẩn độ

• Ghi lại kết quả

- Dụng cụ :Phù kế có giá trị phân chia trên thang 0,0001 đến 0,0005 g/cm3

Nhiệt kế 0÷50oC, độ chia 0,5oC

- Hóa chất: dầu hỏa, dầu DO, dầu nhờn…

Coi thêm l thuyết trong sách thực hành và dầu bôi trơn

6 Cặn khụng tan-ASTM 893

Trong quá tr.nh động cơ làm việc dầu luôn bị bẩn do nhiều sản phẩm khác nhau tích lại trong dầu như: nước, mồ hóng, nhiên liệu, các hạt muội than, bụi, các hạt do mài m.n, các sản phẩm oxy hóa, xà ph.ng kim loại…

Thành phần của cặn thường phụ thuộc vào điều kiện sinh ra nó Thường cặn gồm 50 đến 70% dầu và 5 đến 15% nước, c.n lại là nhiên liệu, sản phẩm oxy hóa

và các hạt rắn

- Các cặn này bao gồm:

· Lớp vecni mỏng vững chắc, không tan được, đóng trên các chi tiết chuyển động trong động cơ xăng

· Cặn lắc đóng trên các chi tiết chuyển động trong động cơ diesel

· Cặn bùn là loại cặn mềm, tích tụ trên bề mặt các chi tiết không chuyển

động trong động cơ

· Vecni, cặn lắc là loại cặn ở nhiệt độ cao, c.n cặn bùn là loại cặn ở nhiệt độ thấp Có thể phân biệt và xác định:

· Cặn không tan trong dung môi không cực (pentan): đó là cặn cơ học và

lượng nhựa đường thực tế

· Căn không tan trong dung môi có cực (toluen): đó là cặn cơ học

Quy tr.nh xác định :

- Cân khoảng 10 gam mẫu đa gia nhiệt khoảng 600C cho đều mẫu, cho vào ống ly tâm đẻ rửa sạch sấy khô ở 100-50C đến trọng lượng không đổỉ, cho tiếp khoảng 100 ml dung môi pentan (lần 1) và toluen (lần 2), nút ống ly tâm lại và cho vào máy ly tâm theo chế độ đa đặt trước

- Cứ thế lặc lại 2 đến3 lần cho cặn sạch dầu, rồi cho vào sấy ở 1050C đến trọng lượng không đổi Nếu dầu trong pentan và toluen không tách được, người ta phải dùng chế độ đông tụ và lặp lại như trên

7 Hàm lượng kim loại ASTM 4628

Kim loại có trong dầu nhờn dưới các dạng sau:

- Dạng phân tán trong dầu đa sử dụng dưới các hạt mài m.n và các hạt gỉ, hạt

- Dùng chất chuẩn đa có nồng độ chuẩn để dựng đường chuẩn

- Mẫu chuẩn được pha long bằng dầu hoả tinh khiết

- Mẫu dầu cần phân tích cũng được chế hóa bằng cách pha lỏng như đường chuẩn và phải nằm trong đường chuẩn

- dung dịch này được đem phân tích bằng cách đốt chúng trong ngọn lửa

axetylen/oxy không khí của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Từ đó ta xác

định hàm lượng kim loại có trong mẫu dầu

8 Hàm lượng nước ASTM D95

- Hàm lượng của nước chứa trong các sản phẩm dầu mỏ được tính

bằng phần trăm khối lượng, thể tích hay ppm của nước có trong sản phẩm dầu mỏ

- Sự có mặt của nước trong dầu bôi trơn đẩy nhanh quá tr.nh gây ăn

m.n, gỉ chi tiết máy, tăng quá tr.nh oxy hóa dầu và c.n gây tạo nhũ làm mất tác dụng của phụ gia chứa trong dầu

- Trong một vài trường hợp, nước c.n làm thủy phân các phụ gia, tạo nên những bùn mềm xốp

- V vậy, hàm lượng nước trong dầu mới cũng như dầu đang sử dụng phải được khống chế rất nghiêm ngặt Với những loại dầu đặc biệt như dầu biến thế chẳng hạn, không được phép có mặt của nước

- Nếu dùng ống đong th tráng ống đong 1 lần 50ml và 2 làn 25ml

dung môi xylen

- Nếu là mẫu rắn th cân trực tiếp vào vào b.nh cầu rồi thêm 100ml

dung môi xylen

- Thêm vào mảnh thủy tinh hoặc đá bọt làm tâm sôi tránh hiện tượng sôi sục mạnh

Xem thêm trong tập thí nghiệm hóa dầu

CÁC PHÉP THỬ TÍNH NĂNG

1 Phép thử chống mài m.n và chịu áp cao

Phép thử chống mài m.n

Mục đích

-Xác định tính chống mài m.n của dầu bôi trơn trong tiếp xúc trượt

-Xác định tính chịu tải của các loại dầu bôi trơn

a Hiện tượng mài m.n :