tách sáp bằng dung môi dime

tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime tách sáp bằng dung môi dime

Trường ĐH Bà Rịa-Vũng Tàu Khoa Hóa học & CNTP

Đỗ Thanh Tâm

Lê Văn Sĩ

1 3/16/15

•

MỤ

C Đ ÍC H

II

• NGUYÊ

N L IỆ U

III

• CÁC

YẾU T

Ố HƯ ỞN

MỤC ĐÍCH

• Mục đích của quá trình khử parafin : loại bỏ các phân tử parafin có nhiệt độ kết tinh cao trong hầu hết các

loại dầu gốc nhằm mục đích làm giảm điểm vẩn đục (cloud point) và điểm chảy (pour point) của dầu gốc

• Phương pháp được sử dụng: kết tinh các phân tử parafin thành dạng rắn bằng cách làm lạnh, sau đó tách

chúng ra khỏi dầu (ở trạng thái lỏng) bằng phương pháp lọc

• Parafin rắn có rất nhiều ứng dụng thực tế: là nguyên liệu quý cho các quá trình chế biến, sản xuất các sản phẩm tiêu dùng như nến, giấy sáp, diêm hay các vật liệu chống thấm Nếu đem oxy hoá chúng, người ta nhận được các axit béo và rượu bậc cao, đó là các nguyên liệu quý để tổng hợp các chất hoạt động bề mặt là các chất có nhiều ứng dụng trong thực tế công nghiệp

CẤU TRÚC TINH THỂ PARAFIN RẮN

CÁC PHƯƠNG PHÁP TÁCH PARAFIN

+ Tách parafin bằng phương pháp làm lạnh và đồng thời sử dụng dung môi

+ Tách parafin bằng Ure (H2N-CO-NH2 )

+ Tách parafin bằng Xúc tác

+ Tách parafin bằng phương pháp hấp thụ

+ Tách parafin bằng phương pháp vi sinh

Tách parafin bằng dung môi

Yêu cầu của dung môi

• Một dung môi tốt cho quá trình khử parafin cần có các tính chất:

- Độ hoà tan và độ chọn lọc: có độ hoà tan tốt đối với dầu nhờn và có độ chọn lọc kết tủa tốt đối với parafin trong quá trình kết tinh

- Có điểm sôi thấp: sau khi tách parafin dung môi cần được loại khỏi các sản phẩm bằng phương pháp chưng cất Điểm sôi thấp cho phép tiết kiệm được năng lượng tiêu tốn trong công đoạn này

- Nhiệt hoá hơi và nhiệt dung riêng nhỏ với cùng một lý do như trên

- Không độc hại, không ăn mòn, rẻ và sẵn có.

DUNG MÔI SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH KẾT TINH TÁCH PARAFIN

• Một số loại dung môi đang được sử dụng như các hỗn hợp: Methyl-isobutyl-keton;

metyl-propyl-keton; Tricloro-ethylen; Dichloro-methan và hỗn hợp của methyl-ethyl-keton và toluen Toluen); dicloro-ethan-methylene clorua

(MEK-QUÁ TRÌNH TÁCH SÁP BẰNG DUNG MÔI DIME

• Hỗn hợp dung môi: dicloetan(40-70%)-CH3Cl (60-30%)

Ưu điểm

Có thể đạt đến vận tốc lọc cao 200kg/m2.h

Không cháy và không tạo ra hỗn hợp chất dễ nổ

Hòa tan tốt, giá thành rẻ

Nhược điểm:

không bền, bị phân huỷ ở nhiệt độ 130-140oC và tạo ra hợp chất gây ăn mòn

ẢNH HƯỞNG CỦA BẢN CHẤT NGUYÊN LIỆU

• Bản chất nguyên liệu có ảnh hưởng rất rõ ràng đến quá trình khử parafin

• Hiệu quả của quá trình lọc phụ thuộc trực tiếp vào hình dạng, cấu trúc tinh thể parafin được tạo thành trong giai đoạn kết tinh, mà cấu trúc này lại hoàn toàn phụ thuộc vào bản chất (tính chất vật lý) của nguyên liệu

• Khi nhiệt độ cất của phân đoạn cao xu hướng có mặt các hợp chất mạch vòng trong thành phần hydrocacbon rắn càng nhiều Cấu trúc tinh thể của mạch vòng thường nhỏ sẽ gây khó khăn cho quá trình tách parafin, làm giảm tốc độ lọc cũng như hiệu suất quá trình.

ẢNH HƯỞNG CỦA BẢN CHẤT NGUYÊN LIỆU

• Ảnh hưởng của nguyên liệu đối với quá trình tách parafin tuân theo những nguyên tắc sau:

1 Nhiệt độ sôi và độ nhớt của nguyên liệu đầu vào càng cao, càng khó tách hoàn toàn parafin rắn, hiệu suất quá trình kết tinh và năng suất lọc sẽ giãm Đồng thời nhiệt độ đông đặc của sản phẩm sẽ cao hơn

2 Khi Độ nhớt và hàm lượng hydrocacbon rắn của nguyên liệu càng lớn thì trong thành phần của nó có chứa nhiều các hợp chất kết tinh hơn, vì vậy cần tăng lượng dung môi sử dụng

3 Phân đoạn của nguyên liệu càng hẹp thì vận tốc lọc, hiệu suất của quá trình sẽ tăng lên và hàm lượng dầu chứa trong sáp cũng nhỏ đi

ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI

• Dung môi sử dụng trong quá trình phải đảm bảo được hai yêu cầu sau:

1 Giảm độ nhớt của nguyên liệu để đảm bảo có thể tách được parafin ra khỏi dầu Để đảm bảo được yêu cầu này dung môi cần phải có độ nhớt đủ nhỏ trong khoảng nhiệt độ rộng cho

2 Đảm bảo được tính chọn lọc Dung môi cần phải hoà tan tốt phần dầu và không hoà tan

các hợp chất kết tinh của nguyên liệu ở nhiệt độ của quá trình tách parafin

ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ DUNG MÔI/NGUYÊN LIỆU

• Nếu tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu nhỏ dẫn đến sẽ tạo ra thêm những tinh thể kích thước nhỏ

• Nếu tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu quá lớn sẽ làm giảm nồng độ của hyđrocacbon rắn trong dung dịch và khi đó

sẽ tạo ra nhiều phôi tinh thể mới

=> kết quả sẽ làm giảm kích thước của tinh thể cũng như vận tốc của quá trình lọc

+ Khi tốc độ làm lạnh là quá nhanh sẽ gây nên sự hình thành các tinh thể dạng “hình kim” có kích thước rất nhỏ,

chúng dễ làm bít tắc lưới lọc dẫn đến không cho dầu khử đi qua lưới Đồng thời trong trường hợp này hàm lượng

dầu trong “sáp” cũng nhiều hơn.

dung môi sử dụng

ẢNH HƯỞNG CỦA TỐC ĐỘ LÀM LẠNH

• Nhiệt độ sôi của phân đoạn nguyên liệu càng cao thì tốc độ làm lạnh càng nhỏ.

• Kết quả thực nghiệm cho thấy tốc độ làm lạnh đóng vai trò quan trọng nhất ở giai đoạn làm lạnh ban đầu, bởi vì tại thời điểm này bắt đầu hình thành những tâm tinh thể đầu tiên. Khi đến nhiệt độ làm lạnh cuối, khi

mà các các parafin rắn tách khỏi dung dịch dầu, vận tốc làm lạnh có thể tăng lên mà không ảnh hưởng nhiều đến kết quả của quá trình

• Khoảng giá trị tốc độ làm lạnh thích hợp cần được xác định và nó thường nằm trong khoảng từ 3-5 oC/phút

tuỳ theo bản chất nguyên liệu

ẢNH HƯỞNG CỦA TỐC ĐỘ LÀM LẠNH

• Nhiệt độ sôi của phân đoạn nguyên liệu càng cao thì tốc độ làm lạnh càng nhỏ.

• Kết quả thực nghiệm cho thấy tốc độ làm lạnh đóng vai trò quan trọng nhất ở giai đoạn làm lạnh ban đầu, bởi vì tại thời điểm này bắt đầu hình thành những tâm tinh thể đầu tiên. Khi đến nhiệt độ làm lạnh cuối, khi

mà các các parafin rắn tách khỏi dung dịch dầu, vận tốc làm lạnh có thể tăng lên mà không ảnh hưởng nhiều đến kết quả của quá trình

• Khoảng giá trị tốc độ làm lạnh thích hợp cần được xác định và nó thường nằm trong khoảng từ 3-5 oC/phút

tuỳ theo bản chất nguyên liệu

ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÀM LẠNH CUỐI

• Mục đích của quá trình khử parafin là nhằm hạ thấp điểm chảy của dầu khử bằng cách hạ thấp nhiệt độ làm lạnh lúc cuối

• Hạ quá thấp nhiệt độ làm lạnh lúc cuối sẽ có nhược điểm là tiêu tốn năng lượng, đồng thời lại còn làm giảm

ít nhiều chỉ số độ nhớt và hiệu suất thu hồi dầu khử.

• Như vậy, giá trị nhiệt độ làm lạnh lúc cuối mà quá trình khử parafin cần phải thực hiện hoàn toàn phụ thuộc vào giá trị điểm chảy của sản phẩm dầu khử thu được(thường thấp hơn 5-10 oC đối với dung môi có chứa

keton)

Quá trình tách sáp với dung môi dime

T ¸ c h d Ç u

GIAI ĐOẠN LỌC BẰNG THIẾT BỊ LỌC CHÂN KHÔNG

Sơ đồ hoạt động của thiết bị lọc chân không

1 – trống lọc chân không; 2- bình ga, 3 – bể chứa sản phẩm, 3a- bể chứa dung dich rửa, 4 – máy nén khí

I – hỗn hợp nguyên liệu sau khi làm lạnh, II – dung môi, III – dung dịch sản phẩm thu được sau khi tách sáp, IV – dung dịch rửa lạnh, V – sáp và dung môi, VI – khí trơ, VII – dung dịch rửa

nóng

GIAI ĐOẠN LỌC BẰNG THIẾT BỊ LỌC CHÂN KHÔNG

• Dầu nhờn và dung môi được trộn với nhau theo chế độ công nghệ chọn trước ở thiết bị trộn, sau đó qua thiết bị làm lạnh Hỗn hợp lạnh gồm sáp và dung môi được đưa vào bộ phận lọc chân không là thiết bị hình trụ được bọc bởi một lưới kim loại hoặc chất dẻo Trống quay chậm quanh trục nằm ngang, phần dưới đi qua bể chứa hình trụ to hơn trống lọc, nơi dầu

và sáp được dẫn vào Trống lọc chia thành nhiều ngăn được nối với bộ phận hút chân không nhờ ống nối ở đuôi trống Khi trống quay, những ống nốinày nối với ngăn nhất định Người ta tạo chân không bên trong trống Khi ngăn nào đó đi qua hỗn hợp dầu sáp thì dầu và dung môi thấm qua lớp lưới bọc rồi đi vào bên trong theo ống nối đi ra khỏi trống Sáp bị giữ lại, tạo thành lớp bám trên bề mặt lớp lưới trên bề mặt lớp vải lọc và dồn ra ngoài do chuyển động quay của trống Lớp bánh này sau đó qua bộ phận rửa bằng dung môi lạnh rồi được làm khô và cuối cùng tách ra bằng cách thổi nhẹ một luông khí từ trong trống ra phía ngoài, đẩy bánh sáp ra băng chuyền trước khi nó chạm vào dao nạo của trống lọc Dung môi được tách ra khỏi sản phẩm và tái sinh ở giai đoạn sau

GIAI ĐOẠN LỌC BẰNG THIẾT BỊ LỌC CHÂN KHÔNG

• Dung môi dime

• -Hiệu suất cao (dung môi phân cực

-Hiệu suất tương đối (độ phân cực trung

bình)

- Chất lượng cao hơn -Tốn nhiều chất làm lạnh hơn -Chất lượng sáp thấp

-Nguyên liệu lấy phân đoạn rộng -Dung môi bền nhiệt

-Độ ăn mòn thấp hơn