Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng

Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng MỤC LỤC GIỚI THIỆU VỀ DẦU BÔI TRƠN 2 THÀNH PHẦN DẦU BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ 2.1 Dầu Gốc 2.2 Phụ Gia 3 DẦU BÔI TRƠN THẢI MỐI NGUY HẠI CỦA DẦU THẢI CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ DẦU THẢI Ở VIỆT NAM 5.1 Phương Pháp Tái Sinh Dầu Thải 5.2 Phương Pháp Sản Xuất Nhiên Liệu Từ Dầu Thải PHƯƠNG PHÁP CRACKING XÚC TÁC XỬ LÝ DẦU THẢI 6.1 Cơ Sở Lý Thuyết Của Quá Trình Cracking Dầu Thải 6.2 Sản Phẩm Của Quá Trình Cracking Dầu Thải 11 CÁC CHỈ SỐ CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DẦU BÔI TRƠN 13 7.1 Chỉ Số Nhớt (Viscosity Index – VI) 13 7.2 Chỉ Số Acid Tổng (TAN) 14 7.3 Hàm Lượng Cặn Cacbon 15 7.4 Hàm Lượng Lưu Huỳnh 17 7.5 Hàm Lượng Nước 18 7.6 Hàm Lượng Cặn Không Tan 18 7.7 Hàm Lượng Chì 18 KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 1 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng GIỚI THIỆU VỀ DẦU BÔI TRƠN Có 02 loại dầu bôi trơn bản, dầu bôi trơn gốc dầu mỏ dầu bôi trơn gốc tổng hợp Mỗi loại dầu bôi trơn sản xuất thích nghi với điều kiện mục đích làm việc cụ thể Và loại phản ánh khả chống oxy hóa tương thích với loại máy móc, nhu cầu môi trường khác Để tăng tuổi thọ sử dụng động việc thay dầu bôi trơn cho động điều cần ý đến Dầu động ô tô sản phẩm bôi trơn có nguồn gốc từ dầu mỏ, có thành phần hydrocacbon gần giống với xăng dầu động sử dụng với mục đích hoàn toàn khác Dầu động thiết kế với mục đích bảo vệ phận chuyển động khác động cơ, xăng dầu, sản phẩm khác từ dầu mỏ, sản xuất để sản sinh nhiệt cung cấp lượng cho động Sản phẩm bôi trơn dạng lỏng, chẳng hạn dầu động dầu thủy lực, thể rắn bán rắn mỡ băng teflon, dạng bột chẳng hạn than chì khô disulfide molybdenum tùy thuộc vào mục đích vị trí sử dụng Tất sản phẩm bôi trơn sử dụng cho máy móc thiết bị khí thiết kế để tạo vài lớp phủ bảo vệ phận chuyển động máy móc thiết bị nhằm bảo vệ phận khỏi ô nhiễm, mài mòn ma sát trình oxy hóa Các sản phẩm bôi trơn tổng hợp sản xuất thông qua số trình chế biến hóa học giúp cải thiện đáng kể tính chất chất bôi trơn khả kháng oxy hóa, số độ nhớt… Dầu động tổng hợp ưa chuộng sử dụng so với dầu động có nguồn gốc từ dầu mỏ Dầu bôi trơn tổng hợp ưa chuộng sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp chi phí sử dụng ban đầu đắt nhiêu so với loại dầu bôi trơn gốc dầu mỏ, nhiên hiệu mà dầu bôi trơn tổng hợp đem lại tương xứng, đáp ứng nhu cầu ngày cao máy móc đại Nhờ đặc tính vượt trội nên thời gian sử dụng dầu động dầu máy móc tổng hợp dài từ tiết kiệm chi phí đáng kể so với dầu gốc dầu mỏ, kéo dài tuổi thọ máy móc THÀNH PHẦN DẦU BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ Thành phần dầu bôi trơn dầu gốc phụ gia pha trộn để nâng cao chất lượng dầu bôi trơn 2.1 Dầu Gốc 2 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng Dầu gốc dầu thu sau trình chế biến, xử lý tổng hợp trình xử lý vật lý hóa học Dầu gốc thông thường gồm có hai loại là: • Dầu khoáng • Dầu tổng hợp Dầu gốc sản xuất từ dầu mỏ thông qua trình chế biến gọi dầu gốc khoáng dầu có nguồn gốc từ thực vật tổng hợp qua trình tổng hợp hóa học gọi dầu gốc tổng hợp Nhưng ngày người ta thường sử dụng dầu khoáng hay dầu tổng hợp chủ yếu Với tính chất ưu việt giá thành rẻ, sản phẩm đa dạng phong phú, dầu khoáng chiếm vị trí quan trọng lĩnh vực sản xuất dầu nhờn Phần lớn dầu gốc sử dụng dầu gốc khoáng thu từ trình chưng cất chân không sản phẩm đáy tháp chưng cất khí Thành phần dầu gốc khoáng thường chứa hydrocacbon từ C18 - C40, gồm có:  Parafin mạch thẳng mạch nhánh  Naphten có cấu trúc vòng xyclohexan gắn với mạch nhánh parafin  Aromatic đơn đa vòng có chứa mạch nhánh ankyl  Các hợp chất lai hợp phân tử có chứa ba loại hydrocacbon parafin, naphten, aromatic  Các hợp chất hữu phân tử có chứa dị nguyên tố O, S, N  Tuy nhiên, điều kiện đặc biệt điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt dầu gốc thay phần hay hoàn toàn dầu tổng hợp (các hydro, este hữu cơ…) 2.2 Phụ Gia Phụ gia chất hữu cơ, vô nguyên tố có tác dụng cải thiện hay nhiều tính chất định dầu gốc Phụ gia dùng để pha chế bôi trơn phải đảm bảo số yêu cầu chung như: tan dầu gốc, bền hóa học, tương hợp với dầu gốc loại phụ gia khác, độ bay thấp, hoạt tính kiểm tra Nồng độ phụ gia nằm khoảng 0,015%, trường hợp đặc biệt lên tới 10% Tuy chiếm tỉ lệ không lớn đóng vai trò sống định tới chất lượng loại dầu nhờn thương phẩm Dầu gốc chứa phân tử hydrocacbon nặng có tính chất hóa lý tương tự dầu thành phẩm Tuy nhiên, người ta sử dụng loại dầu tính chất hóa lý chưa đáp ứng nhu cầu bảo vệ động cơ, sau thời gian sử dụng dễ bị biến chất làm giảm phẩm chất chất lượng không thực hiên tốt vai trò Để cải thiện tính chất đó, người ta pha thêm phụ gia Các chức phụ gia là: • Làm tăng độ bền oxi hoá • Khử hoạt tính xúc tác kim loại • Chống ăn mòn • Chống gỉ • Chống tạo cặn bám cặn bùn • Giữ tạp chất bẩn dạng huyền phù • Tăng số độ nhớt 3 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng • Giảm nhiệt độ đông đặc • Làm dầu trộn lẫn với nước • Chống tạo bọt • Ngăn chặn phát triển vi sinh vật • Làm cho dầu có khả bám dính tốt • Tăng khả làm kín • Làm giảm ma sát • Làm giảm ngăn chặn mài mòn • Chống kẹt xước bề mặt kim loại Đối với dầu động có ba loại phụ gia quan trọng là: phụ gia tăng số độ nhớt, phụ gia chống oxi hóa, phụ gia chống ăn mòn Phụ gia tăng số độ nhớt Chỉ số độ nhớt tính chất quan trọng dầu, phải phù hợp với điều kiện làm việc nhiệt độ cao động Và điều kiện khởi động, phải có độ nhớt vừa phải Tuy nhiên trình sử dụng dầu bôi trơn bị oxi hóa chịu tác động khác mà làm giảm tính nhớt nhiệt khoảng nhiệt độ làm việc Do phụ gia tăng số độ nhớt giúp cho dầu nhờn có độ nhớt phụ thuộc vào nhiệt độ nên bảo vệ động nhiều điều kiện khác giúp động khới động dễ dàng Các phụ gia cải thiện số độ nhớt chia thành hai dạng bản: Dạng hydrocacbon copolymeetylenpropylen, polyizobutylen, copolimestyren – butadiene hydro hoá Dạng este polimemetacrylat, polyacrylat copolime este styrenmaleic… Phụ gia chống oxi hóa Các điều kiện xảy phản ứng oxi hóa là: nhiệt độ cao, có mặt không khí kim loại động Kim loại xúc tác cho phản ứng oxi hóa Trong 4 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng trình oxi hóa tạo chất sau: hydrocacbon dầu mỏ, andehit, axit hữu cơ, nhựa, vani, sơn, cốc Lượng dầu mát trình oxi hóa nhỏ Tuy nhiên, sản phẩm trình oxi hóa làm tính đồng dầu bùn sản phẩm không mong muốn phân tán dầu Đó nguyên nhân tạo cặn sinh phần ăn mòn động Vì phụ gia ức chế oxi hóa giúp dầu không bị phân hủy không oxi hóa điều kiện khắc nghiệt như: nhiệt độ cao, áp suất lớn động Các chất ức chế trình oxi hóa chủ yếu gồm loại sau:  Các dẫn xuất phenol 2,6 diter butyl paracresol  Amin thơm: thuộc nhóm chủ yếu diankylphenyl amin Diankyl phenylamin  Kẽm diakyldithiophotphat (ZnDDP) Phụ gia chống ăn mòn Trong trình hoạt động động không tránh khỏi ăn mòn nhiều nguyên nhân khác tiếp xúc với tác nhân axit, hợp chất hoạt động chứa S… Vì vậy, dầu bôi trơn động cần phải pha thêm phụ gia chống ăn mòn Nó có tác dụng trung hòa axit sinh trình động hoạt động bảo vệ bề mặt kim loại Một số phụ gia điển hình như: 5 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng Benzothiazol Limonen sunfua Ngoài ra, tùy thuộc vào điều kiện vận hành làm việc động mà nhà sản xuất pha thêm loại phụ gia khác Còn số phụ gia quan trọng là: ▪ ▪ ▪ ▪ Phụ gia phân tán, tẩy rửa Phụ gia hạ nhiệt độ đông đặc Phụ gia tribology Phụ gia cực áp DẦU BÔI TRƠN THẢI Do đa dạng chủng loại dầu bôi trơn mức độ nhiễm bẩn dầu khác nên thành phần dầu bôi trơn thải khác Trong trình vận hành động cơ, dầu bị lẫn tạp chất từ bên xảy trình oxy hóa thành phần phụ gia dầu Các tạp chất bị lẫn vào dầu bao gồm nước, hạt kim loại mài mòn động cơ, oxit kim loại từ trình ăn mòn kim loại, nhiên liệu bị lẫn Các sản phẩm từ trình xuống cấp dầu gồm sản phẩm trình oxy hóa dầu phụ gia dầu, bùn hỗn hợp dầu, nước, bụi, bẩn hạt cacbon từ trình cháy không hoàn toàn nhiên liệu… Trong trình làm việc dầu bôi trơn, hàm lượng cặn không tan nước dầu tăng lên, làm giảm tính chất chịu mài mòn Nước cặn không tan có ảnh hưởng đến trình xử lý dầu cracking dầu thải nên cần tách loại trình xử lý sơ Kết nghiên cứu thành phần dầu bôi trơn sử dụng dầu thải cho thấy, trình làm việc động cơ, hàm lượng hạt rắn vô silic sắt tăng lên từ – 11 lần 10 – 100 lần tương ứng so với dầu Nguy hiểm có mặt hạt muội than có kích thước từ – µm gây trình "lão hóa" dầu làm giảm tính chủ yếu dầu Khi dầu lẫn nhiên liệu, độ nhớt khả bôi trơn dầu bị giảm, đồng thời lại làm tăng trình đóng cặn cứng chi tiết động Do thành phần mức độ nhiễm bẩn khác dầu thải nên cần phân loại dầu để có quy trình xử lý khác MỐI NGUY HẠI CỦA DẦU THẢI 6 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng Mặc dù hệ thống luật pháp quy định quản lý dầu thải thích hợp ban hành, song trình khảo sát sơ thực trạng chung nhận thấy việc thực tế nghèo nàn, chắp vá Người vận chuyển, thu gom hầu hết người tái sinh dầu giấy phép văn buôn bán, giao dịch dầu thải Điều nghĩa dầu thải thải vào môi trường cách đơn giản Tính tổng lượng dầu thải Việt Nam ước tính có khoảng 50% thu hồi Trong dầu động khoảng 60 - 70%, dầu công nghiệp khoảng 30 - 60% Dầu thải thu gom khu vực địa lý rộng khu công nghiệp tỉnh thành lớn tập trung nhiều Tuy nhiên việc tái sinh dầu không tiến hành theo phương pháp thân thiện với môi trường Ngoài việc 50% lượng dầu thải (khoảng 150.000 tấn/năm) chưa tính đến Lượng dầu xử lý theo số cách song dường thải loại trực tiếp vào môi trường Do có tác động lớn đến môi trường, cụ thể sau:  Đối với nguồn đất: dầu thải chứa hợp chất chứa axit, hợp chất dị nguyên tố, thải dầu đất làm cho vi khuẩn vi sinh vật đất bị chết, chất axit tác dụng với chất khoáng tạo loại kết tủa Nhựa dầu thải đất lâu phân hủy Do đó, đổ dầu thải vào đất, đất bị biến chất, không giá trị sử dụng  Đối với nguồn nước: Dầu thải thải vào nguồn nước gây ô nhiễm nguồn nước Các axít có dầu thải làm chết động thực vật nước Do dầu thải có khối lượng riêng thấp nước nên lẫn vào nước nằm mặt nước gây tượng: tạo nhũ nhũ lâu phân huỷ Vì nguồn nước dùng  Đối với động thực vật: Chủ yếu động thực vật lấy nguồn sống từ đất nước Khi đất nước bị ô nhiễm dầu thải, nguồn cung cấp dinh dưỡng thức ăn cho chúng bị ảnh hưởng Điều tất yếu làm ảnh hưởng đến sống cá loài động thực vật  Đối với người: Dầu thải làm ô nhiễm nguồn không khí nơi thay dầu động hay nơi người tiếp xúc trực tiếp với Khí dầu thải tồn không khí, hít khí dầu thải vào người bị bệnh hô hấp, thần kinh Các chất độc hại từ dầu thải không qua trình thẩm thấu vào lòng đất mà tồn trực tiếp thực phẩm tươi sống Hậu đặc biệt nghiêm trọng người ăn phải thực phẩm dầu thải có chứa nhiều kim loại nặng kẽm, chì Chì có khả gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên, gây rối loạn tạo huyết người tiếp xúc trực tiếp khả dẫn đến gây ung thư lớn CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ DẦU THẢI Ở VIỆT NAM Cũng giới, Việt Nam từ trước tới có hướng việc xử lý dầu thải: tái sinh dầu thải để thu dầu nhờn xử lý thay đổi tính sử dụng ban đầu dầu 5.1 Phương Pháp Tái Sinh Dầu Thải 7 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng Quá trình tái sinh dầu thải Việt Nam nhiều hạn chế, công nghệ lạc hậu, quy mô nhỏ lẻ, chủ yếu thực theo giai đoạn chính: Giai Đoạn Chưng Cất Sơ Bộ Dầu thải ban đầu xử lý học (lắng, lọc) tách nước cặn không tan sau gia nhiệt để tách tiếp nước phân đoạn nhẹ Tiếp đó, dầu đưa vào tháp chưng cất khí có trang bị hệ thống điều chỉnh nhiệt độ để cất loại bỏ nước, phân đoạn nhẹ có nhiệt độ sôi tới 170oC Sau đó, dầu làm lạnh chuyển tới thiết bị đông tụ Giai đoạn Tách Cặn Tạp Chất Bằng Chất Đông Tụ Quá trình đông tụ đóng vai trò quan trọng quy trình xử lý dầu thải Nó có tác dụng tách khỏi dầu tính chất học cuối tồn dạng mịn, khó lắng lọc, đồng thời loại bỏ phần lớn phụ gia, sản phẩm phân hủy phụ gia, sản phẩm oxy hóa, atphanten, nhựa, hợp chất không bền Dầu tách hydrocacbon nhẹ bơm vào thiết bị đông tụ Gia nhiệt hệ tới 70-80oC kết hợp khuấy trộn mạnh 100-200 vòng/phút Cho hỗn hợp chất đông tụ gồm NaOH, Na2CO3, Na3PO4 vào dầu (dùng khoảng 5% khối lượng dầu thải) Giữ hệ khoảng nhiệt độ tiếp tục khuấy vòng 30 phút Sau để lắng tự nhiên từ 8-10h Lúc hệ chia thành hai phần rõ rệt: phần cặn dung dịch chất đông tụ dư có hòa tan hợp chất nhựa, asphanten, cặn không tan, sản phẩm lão hóa; phần lỏng cấu tử dầu có hòa tan lượng nhỏ chất đông tụ nhiều sản phẩm từ trình đông tụ Gạn bỏ phần cặn, phần lại tiếp tục khuấy gia nhiệt đến 80 - 90oC Dùng nước nóng để chiết chất đông tụ sản phẩm từ chúng Quá trình rửa tiến hành nhiều lần đến hệ trở nên trung tính (pH = 7) Việc kiểm tra pH dầu trước đưa sang tháp chưng cất chân không quan trọng, dầu dư nhiều chất đông tụ kiềm gây ăn mòn nghiêm trọng hệ thống chưng cất chân không sau Giai đoạn Chưng Cất Chân Không Mục đích trình tách dầu xử lý với chất đông tụ thành phân đoạn dầu bôi trơn khác nhau, từ điều chỉnh độ nhớt điểm chớp cháy dầu thành phẩm Quá trình chưng cất chân không dùng giai đoạn làm phân đoạn dầu bôi trơn nhờ loại bỏ phần phụ gia sót lại sản phẩm từ trình xử lý chất đông tụ Thông thường áp dụng trình dầu phế thải, người ta thường thu 1-2 phân đoạn cất phần cặn, không lấy tới 3-4 phân đoạn cất áp dụng với dầu thô Sở dĩ nguyên liệu đem cất dầu phế thải sau xử lý có thành phần hoá học biến thiên khoảng hẹp dầu thô nhiều Giai đoạn Tẩy Màu Bằng Chất Hấp Phụ Mục đích giai đoạn cải thiện màu mùi dầu Đây biện pháp xử lý dầu theo phương pháp hóa lý Các chất hấp phụ sử dụng có bề mặt riêng lớn, cỡ vài trăm m2/g, dùng silicagel, oxyt nhôm, sét tẩy trắng Mục đích trình cải thiện màu dầu, tách lần cuối hợp chất không bền, hợp chất tạo màu 8 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng dầu Các hợp chất chứa oxy (axit hữu cơ, este, …) chất dễ bị hấp phụ, hydrocacbon no không bị hấp phụ Các phân đoạn cất từ trình chưng cất chân không gia nhiệt tới 60÷70 C khuấy trộn với chất hấp phụ silicagel, tỷ lệ khối lượng dầu: silicagel 100:5 Thời gian tiếp xúc 45÷60 phút Để lắng hệ vòng 4-5h Phần dầu thu sản phẩm cuối o 5.2 Phương Pháp Sản Xuất Nhiên Liệu Từ Dầu Thải Công ty TNHH Hoàng Đại Ông Vũ Văn Hòa làm giám đốc - công bố nghiên cứu thành công công nghệ chế biến rác thải, dầu bôi trơn thải, cao su phế thải, … thành dầu diezel phương pháp chưng cất nhiệt độ cao kết hợp với sử dụng nhiều loại phụ gia khác Tuy nhiên, sản phẩm dầu diezel thu có số 11 tiêu quan trọng phân tích Trung tâm phụ gia sản phẩm dầu mỏ không phù hợp làm nhiên liệu Đó hàm lượng cặn cacbon, hàm lượng lưu huỳnh hàm lượng nước lớn nhiều lần so với mức độ cho phép Và đến công nghệ chưa cấp phép Một số sở Hải Phòng tiến hành xử lý dầu thải nhiệt thu nhiên liêu ̣, nhiên công nghệ chưa phát triển đồng thời nguy hiểm, dễ xảy cháy nổ Tâp đoàn Văn Đao chuyên thu gom xử lý dầ u thải, tiế n hành xử lý dầ u thải theo phương pháp nhiêt thu sản phẩm là dầ u diezel cấ p thấ p sử dung đố t lò gạch, chạy máy… PHƯƠNG PHÁP CRACKING XÚC TÁC XỬ LÝ DẦU THẢI Như trình bày, nước ta chưa có công nghệ hiệu nhằm tận thu nhiên liệu dầu thải, xuất phát từ vấn đề trên, nhóm nghiên cứu tiến hành sản xuất nhiên liệu diezel từ dầu thải theo phương pháp cracking xúc tác Hình 1: Sơ đồ nguyên tắc trình cracking xúc tác công nghiệp 6.1 Cơ Sở Lý Thuyết Của Quá Trình Cracking Dầu Thải Công nghệ cracking xúc tác quy trình kỹ thuật nhằm mục đích chế biến sâu phân đoạn nặng trung bình thành phân đoạn nhẹ, phản ứng 9 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng cracking xảy tác dụng chất xúc tác nhiệt độ cao Ngày cracking xúc tác chủ yếu thực công nghệ tầng giả sôi (FCC) công nghệ cracking xúc tác tầng giả sôi cặn (RFCC) Cùng với Reforming, Hydrotreating, cracking xúc tác trình quan trọng hàng đầu việc chế biến sâu dầu mỏ Các phản ứng xảy trình sau: • Cracking parafin: CnH2n+2 → CmH2m + CpH2p+2 • Cracking olefin: CnH2n → CmH2m + CpH2p với n = m + p • Các hydrocacbon vòng thơm có mạch nhánh bị cracking mạch nhánh dealkyl: ArCnH2n+1 → ArH + CnH2n ArCnH2n+1 → ArCmH2m-1 + CpH2p+2 Các hydrocacbon thơm không mạch nhánh khó bị cracking tính bền vững • Các xycloparafin bị cracking tạo olefin tạo thành mạch vòng có nhánh: CnH2n → CmH2m + CpH2p CnH2n → C6H12 + CmH2m + CpH2p Ngoài xảy số phản ứng phụ: • Chuyển dịch hydro: Naphten + Olefin → Aromat + parafin Tiền chất cốc aromat + olefin → cốc + parafin • Isome hóa: Olefin → Isoolefin • Chuyển dịch nhóm alkyl: C6H4 (CH3)2 + C6H6 → C6H5(CH3) + C6H5(CH3) • Phản ứng ngưng tụ: 10 10 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng • Phản ứng tái phân bố olefin phân tử lượng thấp: H2C=CHCH2CH3 → H2C=CHCH3 + H2C=CHCH2CH3 Các phản ứng chủ yếu phản ứng thu nhiệt, thuận lợi điều kiện nhiệt độ cao, phản ứng chuyển dịch hydro tỏa nhiệt nhẹ Các phản ứng thu nhiệt mạnh chiếm ưu thế, phản ứng phụ isome hóa, tái phân bố nhóm alkyl… xảy mức độ nhỏ Trước phát chất xúc tác cracking, người ta tiến hành cracking hydrocacbon theo phương pháp cracking nhiệt, phản ứng xảy theo chế gốc tự Hiên chưa có hoàn toàn về bản chấ t xúc tác cracking nên nhiều ý kiến việc giải th ích chế xúc tác trình cracking Tuy vậy, giải thích chết hình thành ion cacboni mang điên tích dương (cacbocation) giai đoạn trung gian thừa nhận nhiều Các tâm ion cacboni đươc ta ̣o phân tử hydrocacbon của nguyên liêu tác dụng với tâm axit xúc tác Tâm axit của xúc tác có loại: tâm Bronsted (H+) tâm Lewis (L) Tâm Bronsted hoat đô ̣ng có́ khả cho proton H+, tâm Lewis thi thiếu electron nên có xu hướng nhận thêm điện tử 6.2 Sản Phẩm Của Quá Trình Cracking Dầu Thải Quá trình cracking xúc tác thông thường có sản phẩm sau đây: 6.2.1 Sản Phẩm Khí Của Quá Trình Cracking Xúc Tác Hiệu suất sản phẩm khí trình cracking xúc tác thường chiếm từ 10 đến 25% phụ thuộc vào điều kiện cracking Nếu cracking điều kiện cứng (nhiệt độ cao, tốc độ nạp liệu nhỏ, bội số tuần hoàn xúc tác lớn) hiệu suất lớn Ngược lại trình thực điều kiện mềm hiệu suất khí thấp Thành phần khí cracking phụ thuộc vào chất nguyên liệu, chất xúc tác sử dụng Nếu nguyên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao sản phẩm khí chứa nhiều H2S Nếu xúc tác có tính axit cao trình cracking sâu xảy tạo nhiều khí Khi thời gian lưu nguyên liệu xúc tác vùng phản ứng dài trình tạo nhiều khí Bảng 1: Ảnh hưởng nguyên liệu đến thành phần khí cracking xúc tác Cấu tử Nguyên liệu nhẹ, % Nguyên liệu nặng, % H2 0,80 6,65 CH4 3,20 C2H6 2,40 C2H4 0,25 C3H8 11,70 10,85 C3H6 10,75 13,3 11 7,0 11 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng n-C4H10 5,30 8,75 i-C4H10 23,40 19,75 n-C4H8 12,00 11,50 i-C4H8 1,00 3,65 n-C5H12 6,30 i- C5H12 15,70 Amilen 7,20 Tổng 100,00 18,55 100,00 Trong thành phần khí cracking khí từ C3÷C5 chiếm khoảng 75 -90%, hàm lượng i-C4 chiếm hàm lượng lớn Với trình cracking xúc tác khác thành phần sản phẩm khí thu khác 6.2.2 Xăng cracking xúc tác Đây sản phẩm trình cracking xúc tác Hiệu suất xăng thu thường chiếm khoảng 30÷55% lượng nguyên liệu đem cracking Hiệu suất xăng chất lượng xăng phụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu, xúc tác chế độ công nghệ Nếu nguyên liệu có chứa hàm lượng lớn hydrocacbon naphtenic cho hiệu suất chất lượng xăng cao Nếu nguyên liệu chứa nhiều paraffin cho xăng có trị số octan thấp Nguyên liệu chứa hàm lượng lưu huỳnh lớn xăng thu cho hàm lượng lưu huỳnh cao Xăng nhận từ trình cracking xúc tác có tỷ trọng khoảng 0,72÷ 0,77; trị số octan (RON) khoảng 87÷93 Thành phần hóa học xăng cracking xúc tác khác hẳn với xăng cracking nhiệt xăng chưng cất trực tiếp, xăng cracking xúc tác có trị số octan cao Xăng cracking xúc tác cấu tử để pha xăng thương phẩm 6.2.3 Sản phẩm LCO – light cycle oil LCO sản phẩm trình cracking xúc tác có giới hạn nhiệt độ sôi khoảng 220÷350oC So sánh với nhiên liệu diezel có trị số xetan thấp hàm lượng lưu huỳnh sản phẩm cao Chất lượng LCO phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu, chất lượng xúc tác chế độ công nghệ LCO sử dụng rộng rãi sản phẩm pha trộn vào dầu đốt nhiên liệu diezel, mùa đông, giá bán LCO cao giá xăng Do đó, nhà máy lọc dầu thường điều chỉnh trình cracking xúc tác để thu phân đoạn LCO xăng cách hợp lý đáp ứng nhu cầu thị trường tăng hiệu kinh tế Chất lượng LCO đánh giá qua trị số xetan hàm lượng lưu huỳnh Căn vào hai số này, người ta tính toán lượng LCO phép pha vào dầu đốt diezel để đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng đặt 12 12 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng 6.2.4 Sản phẩm HCO – heavy cycle oil HCO sản phẩm LCO, trình cracking xúc tác HCO có nhiệt độ sôi lớn 350oC, tỷ trọng d420 = 0,890÷0,990 HCO chứa lượng lớn tạp chất, hàm lượng lưu huỳnh cao nguyên liệu đầu khoảng 1,5 lần HCO chứa nhiều vòng thơm nặng HCO thường sử dụng dòng hồi lưu tháp chưng cất nhằm truyền nhiệt cho nguyên liệu cho phận gia nhiệt tháp tách C4 HCO xử lý tiếp công đoạn hydrocracking, sử dụng pha với dầu gạn 6.2.5 Dầu gạn (decant oil) Dầu gạn sản phẩm nặng trình cracking xúc tác có nhiệt độ sôi 500oC Dầ u gan hay gọi dầu sệt, ̣ dầu đáy dầu cặn Dầu gạn sản phẩm có giá trị kinh tế thấp, nên người ta cố gắng hạn chế hiệu suất dầu gạn Hiệu suất dầu gạn phụ thuộc nhiều vào chất lương nguyên liệu cracking độ chuyển hóa Nguyên liệu giàu naphten aromat có xu hướng tạo nhiều dầu gạn nguyên liệu giàu paraffin CÁC CHỈ SỐ CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG DẦU BÔI TRƠN 7.1 Chỉ Số Nhớt (Viscosity Index – VI) Chỉ số độ nhớt VI loại dầu mức độ ảnh hưởng thay đổi nhiệt độ lên độ nhớt dầu Một VI thấp báo hiệu liên hệ thay đổi lớn độ nhớt với thay đổi nhiệt độ, nói cách khác, dầu trở lên mỏng manh nhiệt độ cao trở lên dày nhiệt độ thấp hay số độ nhớt cao báo hiệu chút thay đổi độ nhớt dải nhiệt độ rộng, quan niệm dầu cho hầu hết mục đích giữ cho độ nhớt bền suốt trình thay đổi nhiệt độ Ví dụ như: dầu nhờn ô tô, loại dầu có số độ nhớt cao chống lại mức độ đặc động nhiệt độ thấp bắt đầu loãng nhanh chóng lưu thông, chống lại việc dầu loãng động nóng lên cung cấp đủ chất nhờn ngăn ngừa ma sát hao dầu 1.7.1.2 Phương pháp xác định số độ nhớt Xác định số độ nhớt (VI) theo hai cách: Cách 1: dựa đồ thị  Trên thang độ nhớt 400C ta lấy điểm A ứng với giá trị độ nhớt dầu đo 400C  Trên thang độ nhớt 1000C ta lấy điểm B ứng với giá trị độ nhớt dầu đo 1000C  Qua điểm A, B ta kẻ đường thẳng, đường cắt thang số  độ nhớt điểm C Giá trị số độ nhớt C giá trị VI cần tìm 13 13 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng Hình 2: Đồ thị xác định số độ nhớt Cách 2: Từ giá trị độ nhớt 400C 1000C đưa vào bảng ta dễ tìm giá trị số độ nhớt (VI) Phương pháp dùng làm trọng tài Bảng 2: Bảng giá trị số nhớt theo độ nhớt động học Độ nhớt động học 100 0C, cSt Chỉ số độ nhớt VI 13,5 14,0 14,5 15,0 Độ nhớt động học 40 0C, cSt 95 134,3 141,8 149,3 157,0 96 133,2 140,5 147,9 155,6 97 131,6 139,2 146,5 104,1 98 130,8 138,0 145,1 152,6 99 129,6 136,7 143,7 151,1 100 128,4 135,4 142,3 149,6 7.2 Chỉ Số Acid Tổng (TAN) 7.2.1 Khái niệm Là lượng kiềm KOH (tính mg) cần thiết để trung hòa hết tất hợp chất mang tính axit có 1g mẫu dầu nhờn Đối với hầu hết loại dầu bôi trơn có số TAN ban đầu tương đối nhỏ tăng dần trính sử dụng Khi TAN tăng lên đánh tính chống oxy hóa dầu nhờn lúc dầu lại bị oxy hóa làm cho TAN dầu lại tiếp tục tăng lên làm giảm tuổi thọ dầu Chỉ số TAN dầu sử dụng (dầu thải) đại lượng đánh giá mức độ biến chất dầu trình oxy hóa Tuy nhiên tiêu chuẩn để xác định biến chất dầu trình oxy hóa mà phải phải xem xét đến thông số khác như: độ nhớt, hàm lượng cặn không tan cặn 14 14 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng Lưu ý: Đối với dầu có phụ gia chống mài mòn kẽm Diankyl Dithiophotphat (Zn DDP) dầu thủy lực có chứa hàm lượng axit ban đầu cao nên giá trị TAN ban đầu tiên đoán xác chất lượng dầu giai đoạn đầu sử dụng TAN thay đổi đáng kể đánh tính chống oxy hóa dầu 7.2.2 Phương pháp xác định số axít tổng (TAN) Có phương pháp sau a Phương pháp chuẩn độ với chất thị màu Hòa tan phần mẫu thử dung môi hỗn hợp (dietyl ete etanol 95% hỗn hợp etanol toluen), sau chuẩn độ axit béo tự với dung dịch kali hydroxit etanol với thị phenonphtalein Phương pháp áp dụng xác định thành phần axit kiềm có sản phẩm dầu mỏ, chất bôi trơn tan tan gần hết hỗn hợp toluen rượu izopropylic Và để xác định axit kiềm có số phân ly nước lớn 10-9; axit kiềm cực yếu có số phân ly nhỏ 10-9 không ảnh hưởng đến phép thử Nhưng số thủy phân muối lớn 10-9 chúng gây ảnh hưởng Chú thích  Trong loại dầu dầu sử dụng Các thành phần coi có tính axit bao gồm axit vô hữu este, hợp chất phenol, lacton, chất nhựa; muối kim loại nặng chất phụ gia chất tẩy rửa, chất ức chế Tương tự thành phần coi tính kiềm, bao gồm kiềm vô hữu cơ, hợp chất amin, muối axit yếu (xà phòng), muối kiềm polyaxit, muối kim loại nặng, chất phụ gia chất tẩy rửa, chất ức chế  Phương pháp áp dụng để phát thay đổi dầu trình sử dụng điều kiện ôxy hóa Mặc dù phương pháp tiến hành điều kiện cân xác định, không dựa tính kiềm axit để dự đoán tính dầu điều kiện sử dụng Không có mối tương quan chung trị số axit kiềm với độ ăn mòn gối đỡ  Không áp dụng phương pháp để xác định trị số axit cho số loại dầu dầu cắt gọt, dầu chống gỉ dầu có mầu thẫm không rõ chuyển mầu trình chuẩn độ b Phương pháp chuẩn độ điện Mẫu hòa tan hỗn hợp tôluen rượu izo propylic có chứa nước chuẩn độ điện với dung dịch rượu kali hydroxit Sử dụng điện cực thủy tinh làm điện cực thị điện cực calomen làm điện cực so sánh Các số liệu hiển thị máy vẽ thành đồ thị tay ghi tự động theo thể tích dung dịch chuẩn độ tương ứng Các điểm cuối xác định điểm uốn nhận thấy rõ đường cong chuẩn độ Nếu điểm uốn không rõ ràng điểm cuối lấy theo số đọc tương ứng máy đo dung dịch đệm không nước (axit kiềm) chuẩn bị Phương pháp dùng để phát thay đổi tương đối dầu nhờn trình sử dụng điều kiện oxy hóa mà không kể tới màu sắc tính chất khác dầu bị oxi hóa Mặc dù việc chuẩn độ tiến hành 15 15 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng điều kiện cân xác định, phương pháp không dự kiến để đo độ axit tuyệt đối dùng để dự đoán tính dầu nhờn điều kiện sử dụng 7.3 Hàm Lượng Cặn Cacbon 7.3.1 Khái niệm Là % cặn thu sau dầu trải qua trình bay hơi, crackinh cốc hóa điều kiện xác định Mục đích:  Đánh giá chất lượng dầu gốc  Chọn dầu thích hợp cho ứng dụng  Lựa chọn phụ gia 7.3.2 Phương pháp xác định hàm lượng cặn cacbon a Cặn cacbon Conradson (CCR) Hình 3: Cấu tạo lò đốt mẫu phương pháp xác định Cặn cacbon Conradson • • • • dùng cho dầu nặng đựng mẫu chén nung sứ đốt cháy mẫu – nhiệt phân – cốc hóa môi trường kín định lượng phần cặn (% m) b Cặn cacbon Ramsbottom • Dùng cho dầu nhẹ 16 16 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng • Đựng mẫu lọ thủy tinh: nhiệt phân mẫu 550oC - 20 phút - Định lượng phần cặn 7.4 Hàm Lượng Lưu Huỳnh 7.4.1 Khái niệm Lưu huỳnh có sẵn dầu gốc hay phụ gia Nó dạng hoạt động trơ kết hợp với chất khác Lưu huỳnh hoạt động loại tác dụng với kim loại đồng nhiệt độ cao hậu không mong muốn lưu huỳnh gây ăn mòn đồng Chính từ lý dầu biến người ta phải yêu cầu dầu tính ăn mòn surphure Lưu huỳnh tồn nhiên liệu dạng hợp chất lưu huỳnh phân tử Hydro carbon Trong trình cháy nổ: S + O2 → SO2 (nhiệt độ cao dạng khí) SO2 không cháy nhiệt độ cao lại phản ứng với O2 cho SO3 toả nhiệt SO2 + O2→ SO3 + 62,200 Calors SO3 + H2O (khí nạp vào buồng đốt, sinh đốt cháy Hydro nhiên liệu) → H2 SO4 Chính axít H2SO4 gây ăn mòn hóa học mài mòn xy lanh vòng bạc sec măng nhanh chóng 7.4.2 Phương pháp xác định hàm lượng lưu huỳnh Có phương pháp sau: a Phương pháp phổ huỳnh quang tán xạ tia X Mẫu đặt chùm tia X đo cường độ pic vạch lưu huỳnh K𝛼 bước sóng 5,373 A0 Lấy cường độ pic trừ cường độ đo bước sóng 5,190 A0 (hoặc 5,437 A0 sử dụng ống Rh) So sánh tốc độ đếm thực với đường chuẩn chuẩn bị trước để suy nồng độ lưu huỳnh theo phần trăm khối lượng Phương pháp có ưu điểm đo nhanh xác tổng hàm lượng lưu huỳnh có dầu mỏ sản phẩm dầu mỏ với chuẩn bị mẫu tối thiểu Thời gian cho lần phân tích điển hình từ đến phút mẫu b Phương pháp đốt Wickbold Đưa mẫu thử lỏng khí vào lửa oxy-hydro đèn hút, đốt với lượng dư oxy đáng kể Các mẫu rắn nhớt cần hòa tan hỗn hợp toluene dầu mỏ nhẹ, sau xử lý mẫu lỏng đốt dòng oxy thuyền đốt Lưu huỳnh oxit sinh chuyển thành axit sunfuric cách hấp thụ chúng vào dung dịch hydro peoxit Tùy thuộc vào hàm lượng lưu huỳnh mẫu thử, lượng ion sunfat dung dịch hấp thụ xác định phương pháp khác chuẩn độ hay trọng lượng 17 17 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng 7.5 Hàm Lượng Nước 17.5.1 Khái niệm Nước dầu bôi trơn đẩy nhanh ăn mòn oxy hoá mà gây tượng nhũ tương Trong vài trường hợp gây tượng thủy phân phụ gia tạo cặn bùn Nếu hàm lượng nước dầu nhờn công nghiệp mức vết/trace (0.1% wt) phải loại chúng phương pháp ly tâm, cất chân không lọc 7.5.2 Phương pháp xác định hàm lượng nước a Xác định nước chuẩn độ điện lượng Karl Fischer Bơm lượng mẫu vào bình chuẩn độ thiết bị điện lượng Karl Fischer có iốt dùng cho phản ứng sinh điện lượng anốt Khi tất nước chuẩn độ, lượng iốt dư phát detector điểm cuối kết thúc chuẩn độ Dựa vào phép tính tỷ lượng phản ứng, mol iốt phản ứng với mol nước, lượng nước tỷ lệ với tổng dòng điện hợp theo định luật Faraday b Phương pháp chưng cất Mẫu đun hồi lưu với dung môi không tan nước có khả cất đẳng phí với nước chứa mẫu Dung môi nước ngưng tụ tách pha liên tục bẫy lỏng: nước lắng xuống phần chia vạch bẫy dung môi quay trở lại bình chưng cất 7.6 Hàm Lượng Cặn Không Tan Hàm lượng cặn không tan: số mg cặn thu đem lọc 100ml dầu bao gồm muội, bụi, mảnh kim loại (do mài mòn), sản phẩm oxy hóa thủy phân Mục đích: đánh giá mức độ nhiễm bẩn phẩm chất (nhiệt hóa) dầu 7.7 Hàm Lượng Chì 7.7.1 Khái niệm Trong dầu bôi trơn đặc biệt dầu bôi trơn qua sử dụng có chứa nhiền kim loại nặng trình mài mòn động xảy chì, sắt, mangan, đồng, kẽm… Trong số đó, chì độc hại có nhiều tác động xấu đến môi trường sức khỏe người Độc tính chì cụ thể sau  Chì tác động lên hệ thống tổng hợp hem hemoglobin (hem tổng hợp từ glycin, sucinyl coenzym A với cofactor pyridoxal phosphat qua số trình, sản phẩm kết hợp với sắt để tạo hem) Giai đoạn đầu cuối trình tổng hợp diễn ty thể giai đoạn trung gian diễn tế bào chất enzym tham gia xúc tác giai đoạn khác trình tổng hợp nhạy cảm với chì delta-aminolevulinic-dehydrotase (ALAD), hem synthetasa, deltaaminolevulinic synthetase, uroporphyrinogen decarboxylase coproporphyrinogen oxydase 18 18 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng  ALAD bị kìm hãm nồng độ chì máu cao 10mg/dl Khi nồng độ chì máu cao 50mg/dl gây nguy mắc triệu chứng thiếu máu, thiếu sắc tố da, màng hồng cầu bền vững  Khi nồng độ chì ngưỡng 44mg/dl máu tác dụng kìm hãm enzym pyrimidin-5-nucleosidase gây chứng thiếu máu thiếu sắt  Với nồng độ chì cao 80mg/dl máu xảy bệnh não việc gây tổn thương đến tiểu động mạch mao mạch não phù não, tăng áp suất dịch não tủy, thoái hóa nơron thần kinh, biểu lâm sàng: điều hòa, vận động khó khăn, giảm ý thức, ngơ ngác, hôn mê co giật Khi phục hồi thường kèm theo di chứng động kinh, đần độn vài trường hợp bị bệnh thần kinh thị giác mù  Ở trẻ em, tác động xảy nồng độ chì máu 70mg/dl Ngoài trẻ bị triệu chứng hoạt động thái (tăng động), thiếu tập trung giảm nhẹ số IQ  Chì gây ung thư thận thông qua việc thay đổi hình thái chức tế bào ống thận giảm chức vận chuyển lượng, tiểu đường, tiểu đạm  Chì ảnh hưởng đến chức sinh sản, độc tính với giao tử đực cái, gây vô sinh, sảy thai chết sơ sinh  Các hợp chất hữu chì tetraetyl, tetrametyl chì dễ xâm nhập vào thể qua đường hô hấp (khí thải động chạy xăng pha chì), xâm nhập hệ thần kinh, gây bệnh não 7.7.2 Phương pháp xác định hàm lượng chì Hiện nay, có nhiều phương pháp khác để xác định chì phương pháp phân tích khối lượng, phân tích thể tích, điện hoá, phổ phân tử UV-VIS, phổ phát xạ nguyên tử (AES), phổ hấp thụ nguyên tử lửa không lửa (F-AAS, ETA-AAS) Sau số phương pháp xác định chì a Phương pháp phân tích khối lượng Phương pháp phân tích khối lượng phương pháp cổ điển, độ xác đạt tới 0,1% Cơ sở phương pháp kết tủa định lượng chất phân tích với thuốc thử thích hợp Chì thường kết tủa dạng PbSO4, sau sấy 7000C đưa kết tủa dạng cân (PbSO4) đem cân xác định khối lượng Phương pháp không đòi dụng cụ đắt tiền trình phân tích lâu, nhiều giai đoạn phức tạp đặc biệt phân tích lượng vết chất Vì vậy, phương pháp không dùng phổ biến thực tế để xác định lượng vết chất mà dùng phân tích hàm lượng lớn b Phương pháp phân tích thể tích Phân tích thể tích phương pháp phân tích định lượng dựa thể tích dung dịch chuẩn (đã biết xác nồng độ) cần dùng để phản ứng vừa đủ với chất cần xác định có dung dịch phân tích Đây phương pháp hóa học dùng để xác định nhanh, đơn giản nhiên không cho phép xác định lượng vết nguyên tố Với chì, dùng phép chuẩn độ trực tiếp EDTA hay chuẩn độ ngược Zn2+ chuẩn độ thay với ZnY2, thị ETOO 19 19 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng c Phương pháp cực phổ Người ta thay đổi liên tục tuyến tính điện áp vào cực để khử ion kim loại, kim loại khử khác Trong người ta dùng điện cực Hg điện cực làm việc điện cực không đổi làm điện cực so sánh Đường thu đường phụ thuộc cường độ dòng vào áp vào gọi đường VonAmpe hay sóng cực phổ Sóng có dạng bậc thang dựa vào chiều cao sóng định lượng ion kim loại cần xác định dung dịch Vì dòng giới hạn Igh điều kiện xác định tỉ lệ thuận với nồng độ ion dung dịch ghi cực phổ theo phương trình: I = k.C Phương pháp có nhiều ưu điểm: Nó cho phép xác định chất vô hữu với nồng độ 10-5- 10-6M tuỳ thuộc vào cường độ độ lặp lại dòng dư Sai số phương pháp thường 2-3% với nồng độ 10-3-10-4 M, 5% với nồng độ 105 M (ở điều kiện nhiệt độ không đổi) Tuy nhiên, phương pháp có hạn chế ảnh hưởng dòng tụ điện, dòng cực đại, ôxi hòa tan, bề mặt điện cực Để loại trừ ảnh hưởng làm tăng độ nhạy có phương pháp cực phổ đại: cực phổ xung vi phân (DDP), cực phổ sóng vuông (SQWP) chúng cho phép xác định nhiều lượng vết nguyên tố Các tác giả Từ Văn Mạc, Trần Thị Sáu sử dụng phương pháp cực phổ xung vi phân xoay chiều để xác định lượng vết kim loại Cd, Cu, Pb bia khu vực Hà Nội cho độ nhạy cao tới 1ppb8 d Phương pháp Von-Ampe hoà tan Về chất, phương pháp Von-Ampe hoà tan giống phương pháp cực phổ dựa độ lớn cường độ dòng để xác định nồng độ chất dung dịch Nguyên tắc gồm bước:  Điện phân làm giàu chất cần phân tích lên bề mặt điện cực làm việc khoảng thời gian điện cực xác định  Hoà tan kết tủa làm giàu cách phân cực ngược, đo ghi dòng hoà tan từ điện cực thị Các tác giả Lê Lan Anh, Vũ Đức Lợi…dùng phương pháp Von-Ampehoà tan điện cực màng Hg, giọt Hg treo xác dịnh hàm lượng Pb tóc, nước tiểu người nhằm chuẩn đoán lâm sàng e Phương pháp phổ hấp thụ phân tử (UV-VIS) Nguyên tắc: phương pháp xác dịnh dựa việc đo độ hấp thụ ánh sáng dung dịch phức có mầu tạo ion cần xác định với thuốc thử vô hay hữu môi trường thích hợp chiếu chùm sáng Trong khoảng nồng độ chất phân tích định độ hấp thụ quang tỉ lệ thuận với nồng độ chất phân tích, sở để định lượng chất phân tích: A =k.C 20 20 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng Phương pháp xác định nồng độ chất khoảng 10-7- 10-5M phương pháp sử dụng phổ biến Hình 4: Cấu tạo phức chì- đithizon Xác định Pb cách chuyển dạng chì-đithizon môi trường pH 8,5-9,5: Pb2++ 2H2Dz (xanh) = Pb(HDz)2(đỏ) + 2H+ Sau đó, chiết phức vào dung môi hữu CCl4 CHCl3 đem đo hấp thụ quang λ= 520 nm Giới hạn phương pháp Pb ppm Phương pháp trắc quang đơn giản, tiện lợi, độ nhạy tương đối cao nên sử dụng phổ biến để xác định kim loại có hàm lượng nhỏ Tuy nhiên, nhược điểm phương pháp không chọn lọc, thuốc thử tạo phức với nhiều ion Bằng phương pháp trắc quang, tác giả Trần Thúc Bình, Trần Tứ Hiếu, Phạm Luận xác định Cu, Ni, Mn, Zn hỗn hợp theo Phương pháp Vierod cải tiến Pyridin-azo-naphtol(PAN) với sai số < 4% bước sóng khác Các tác giả B Jankiewicz, B Ptaszyński, M Wieczorek xác định Pb mẫu đất Allotment Gardens in Lódź phương pháp quang với phức mầu hồng chì(II) - dithizonat f Phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) Khi điều kiện thường, nguyên tử không thu phát lượng bị kích thích điện tử hoá trị nhận lượng chuyển nên trạng thái có lượng cao Trạng thái không bền, chúng có xu hướng giải phóng lượng để trở trạng thái ban đầu bền vững dạng xạ Chính xạ gọi phổ phát xạ nguyên tử Tác giả Phạm Luận ứng dụng phương pháp để đưa quy trình xác định số kim loại mẫu nước với số kết sau: Giới hạn phát Na 0,05ppm, K Li 0,5ppm Pb 0,1ppm Hiện nay, người ta dùng số nguồn lượng để kích thích phổ AES: lửa đèn khí, hồ quang điện, tia lửa điện đặc biệt nguồn kích thích plasma cao 21 21 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng tần cảm ứng (ICP), tia laze có độ nhạy cao cỡ ng/ml Lần đầu tiên, tác giả Vũ Hoàng Minh, Nguyễn Tiến Lượng, Phạm Luận, Trần Tứ Hiếu áp dụng thành công phương pháp phổ ICP-AES để xác định xác nguyên tố đất mẫu địa chất Việt Nam Nhìn chung phương pháp AES có độ nhạy cao, lại tốn mẫu, phân tích đồng thời nhiều nguyên tố mẫu Vì phương pháp dung để kiểm tra đánh giá hóa chất, nguyên liệu tinh khiết, phân tích lượng vết ion kim loại độc hại lương thực, thực phẩm Tuy nhiên phương pháp cho biết hàm lượng tổng kim loại, không cho biết trạng thái liên kết mẫu, mặt khác độ xác phụ thuộc nhiều vào độ xác dãy chuẩn nên sai số không nhỏ g Phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) Nguyên tắc: Phép đo dựa hấp thụ lượng nguyên tử tự trạng thái chiếu chùm tia xạ qua đám nguyên tố môi trường hấp thụ Để tiến hành đo phải qua trình sau:  Quá trình hoá nguyên tử hoá mẫu: chọn điều kiện loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn, dungdịch) thành trạng thái nguyên tử tự  Chiếu chùm sáng xạ đặc trưng nguyên tố cần phân tích qua đám vừa điều chế Khi đó, nguyên tử đám hấp thụ tia xạ tạo phổ AAS  Thu phân ly chùm sáng chọn vạch phổ hấp thụ nguyên tố phân tích để đo cường độ thông qua hệ thống máy quang phổ Phương trình định lượng phương pháp là: D = K * Cb D: Cường độ vạch phổ K: Hệ số nguyên tử hoá mẫu C: Nồng độ nguyên tố cần phân tích b: Hằng số chất, phụ thuộc vào chất chất phân tích Cường độ vạch phổ đánh giá thông qua chiều cao pic, diện tích pic hay độ hấp thụ, … Trong khoảng nồng độ đủ nhỏ, b=1 Khi đó, phụ thuộc cường độ vạch phổ vào nồng độ nguyên tố phân tích có dạng tuyến tính, thông qua ta định lượng chất phân tích cách dễ dàng Trong phép đo phổ AAS có hai kỹ thuật là: kỹ thuật nguyên tử hoá lửa (F-AAS) kỹ thuật không lửa (ETA-AAS) Kỹ thuật ETAAAS cho độ nhậy cao, đồng thời giới hạn phát nguyên tố sử dụng phương pháp nhỏ Với kỹ thuật F-AAS tác giả 16 xây dựng quy trình hoàn chỉnh để xác định kim loại nặng: Cu, Fe, Pb, Cd, Co, Ni…trong mẫu sữa soda với hiệu suất ≥ 95% Còn tác giả 15 lại xác định lượng vết kim loại nặng nước sau sau làm giàu với độ lệch chuẩn tương đối nằm khoảng 0,8 – 2,9%, giới 22 22 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng hạn phát từ 0,006 – 0,277 ppm Cũng phương pháp AES, phương pháp AAS cho độ nhậy độ chọn lọc cao (gần 60 nguyên tố hoá học xác định với độ nhạy 10-4-10-5%, sử dụng kỹ thuật ETA-AAS đạt n.10-7%) Hơn nữa, phép đo tốn nguyên liệu, thời gian, lại không cần sử dụng hoá chất tinh khiết cao, xác định đồng thời hay liên tiếp nhiều nguyên tố mẫu Kết phân tích ổn định, sai số nhỏ nên sử dụng phổ biến để xác định nguyên tố mẫu quặng, đất, đá, nước khoáng, mẫu y học, sinh học Ngoài nhiều nước giới, phương pháp AAS trở thành phương pháp tiêu chuẩn để định lượng nhiều kim loại Tuy nhiên phương pháp phân tích cho ta biết thành phần nguyên tố chất mẫu phân tích mà không trạng thái liên kết nguyên tố mẫu h Phương pháp khối phổ plasma cao tần cảm ứng ICP- MS Khi dẫn mẫu phân tích vào lửa plasma (ICP), điều kiện nhiệt độ cao plasma, chất có mẫu bị hoá hơi, nguyên tử hoá ion hoá tạo thành ion dương có điện tích +1 electron tự Thu dẫn dòng ion vào thiết bị phân giải phổ để phân chia chúng theo số khối (m/z) tạo phổ khối nguyên tử chất cần phân tích Sau đó, đánh giá định tính định lượng phổ thu Kỹ thuật phân tích ICP-MS kỹ thuật phân tích đại Kỹ thuật nghiên cứu phát triển mạnh năm gần Với nhiều ưu điểm vượt trội nó, kỹ thuật ứng dụng rộng rãi phân tích nhiều đối tượng khác đặc biệt lĩnh vực phân tích vết siêu vết phục vụ nghiên cứu sản xuất vật liệu bán dẫn, vật liệu hạt nhân, nghiên cứu địa chất môi trường Tác giả Lord, CJ, (1991), xác định kim loại vi lượng: Li, Al, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sr, Mo, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba Pb dầu thô plasma cảm ứng khối phổ với dạng mẫu vi nhũ tương Còn tác giả Botto, R,I, (2002), xác định lượng vết kim loại: Na, P, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Y, Mo, Cd, Sn, Sb, Hg, Pb dầu mỏ, loại hắc ín naphthas sử dụng bơm trực tiếp ICP-MS KẾT LUẬN Qua seminar này, biết dầu bôi trơn gì, loại dầu bôi trơn vấn đề liên quan Dầu bôi trơn loại vật tư nguyên liệu thiếu ngành sản xuất nào, đặc biệt công nghiệp giao thông vận tải Hàng năm nước ta phải sử dụng 300 ngàn dầu bôi trơn loại, với nhịp độ phát triển kinh tế thị trường, mức độ tiêu thụ dầu nhờn hàng năm tăng khoảng 10 ÷ 15% Dầu bôi trơn qua trình sử dụng, tính chất lý hóa chúng bị suy giảm, đến mức độ chúng không đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, người ta phải thay dầu Dầu nhờn sau sử dụng 23 23 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng thải loại gọi dầu thải Gần theo quy định nghị định 115 thủ tướng phủ, dầu thải xếp vào nhóm chất thải nguy hại Dầu bôi trơn pha chế từ dầu gốc phụ gia tùy theo ứng dụng khác Nếu thu dầu gốc từ dầu thải sau xử lý pha phụ gia cần thiết thu dầu bôi trơn có tính chất dầu nguyên Tái sinh trở thành giải pháp quan trọng nhiều nước phát triển để giải vấn đề dầu thải công nghệ tái sinh tiên tiến, đại TÀI LIỆU THAM KHẢO o TIÊU CHUẨN VIỆT NAM, TCVN 2695 : 2000, Sản phẩm dầu mỏ- Xác định trị số axit kiềm- Phương pháp chuẩn độ với thị màu o TIÊU CHUẨN VIỆT NAM, TCVN 6325 : 1997(ASTM D664 – 89), Sản phẩm dầu mỏ- Xác định trị số axit- Phương pháp chuẩn độ điện o TIÊU CHUẨN QUỐC GIA, TCVN 6324 :2010 (ASTM D189-06), Sản phẩm dầu mỏ- Xác định cặn cacbon- Phương pháp Conradson o TIÊU CHUẨN QUỐC GIA, TCVN 6018 : 2007 (ASTM D 524 – 04), Sản phẩm dầu mỏ- Xác định cặn cacbon- Phương pháp Ramsbottom o TIÊU CHUẨN QUỐC GIA, TCVN 6701: 2007, Sản phẩm dầu mỏ- Phương pháp xác định lưu huỳnh phổ Huỳnh quang tán xạ tia X o TCVN 6021 : 2008 (ISO 4260 : 1987), Sản phẩm dầu mỏ hydrocacbon- Xác đinh hàm lượng lưu huỳnh- Phương pháp đốt Wickbold o TIÊU CHUẨN QUỐC GIA, TCVN 9791:2013(ASTM D 4006 – 11), Dầu thô – Xác định nước phương pháp chưng cất o Lê Lan Anh, Vũ Đức Lợi, Ngô Thị Bích Hà(2002), “ Nghiên cứu xác định hàm lượng Hg, Pb nước tiểu máu”, Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh Học, Tập 5, số 24 24 [...]... tiêu thụ dầu nhờn hàng năm tăng khoảng 10 ÷ 15% Dầu bôi trơn qua quá trình sử dụng, tính chất cơ lý hóa của chúng bị suy giảm, đến một mức độ nào đó chúng không đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, người ta phải thay bằng dầu mới Dầu nhờn sau khi sử dụng 23 23 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng được thải loại gọi là dầu thải Gần đây theo quy định nghị định 115 của thủ tướng chính phủ, dầu thải... Hg, Pb trong dầu mỏ, các loại hắc ín naphthas sử dụng bơm trực tiếp ICP-MS 8 KẾT LUẬN Qua bài seminar này, chúng ta biết dầu bôi trơn là gì, các loại dầu bôi trơn và các vấn đề liên quan Dầu bôi trơn là một loại vật tư nguyên liệu không thể thiếu được đối với bất kỳ ngành sản xuất nào, đặc biệt trong công nghiệp và giao thông vận tải Hàng năm nước ta phải sử dụng trên 300 ngàn tấn dầu bôi trơn các loại,... và các tính chất khác của dầu đã bị oxi hóa Mặc dù việc chuẩn độ được tiến hành dưới những 15 15 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng điều kiện cân bằng xác định, phương pháp này không dự kiến để đo độ axit tuyệt đối dùng để dự đoán tính năng của dầu nhờn trong điều kiện sử dụng 7.3 Hàm Lượng Cặn Cacbon 7.3.1 Khái niệm Là % cặn thu được sau khi dầu trải qua một quá trình bay hơi, crackinh và... mẫu dầu nhờn Đối với hầu hết các loại dầu bôi trơn đều có chỉ số TAN ban đầu tương đối nhỏ và tăng dần trong quá trính sử dụng Khi TAN tăng lên sẽ đánh mất tính năng chống oxy hóa của dầu nhờn và lúc đó dầu lại bị oxy hóa làm cho TAN trong dầu lại tiếp tục tăng lên và sẽ làm giảm tuổi thọ của dầu Chỉ số TAN của dầu đã sử dụng (dầu thải) là một đại lượng đánh giá mức độ biến chất của dầu do quá trình. .. của dầu do quá trình oxy hóa mà phải còn phải xem xét đến thông số khác như: độ nhớt, hàm lượng cặn không tan và cặn 14 14 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng Lưu ý: Đối với dầu có phụ gia chống mài mòn kẽm Diankyl Dithiophotphat (Zn DDP) như dầu thủy lực thì có chứa hàm lượng axit ban đầu cao nên giá trị TAN ban đầu không thể tiên đoán chính xác chất lượng của dầu và trong giai đoạn đầu sử dụng. .. định với một thuốc thử vô cơ hay hữu cơ trong môi trường thích hợp khi chiếu bởi chùm sáng Trong khoảng nồng độ chất phân tích nhất định thì độ hấp thụ quang tỉ lệ thuận với nồng độ chất phân tích, đây là cơ sở để định lượng chất phân tích: A =k.C 20 20 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng Phương pháp này xác định nồng độ chất ở khoảng 10-7- 10-5M và là phương pháp sử dụng khá phổ biến Hình 4:... Cặn cacbon Ramsbottom • Dùng cho dầu nhẹ 16 16 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng • Đựng mẫu trong lọ thủy tinh: nhiệt phân mẫu ở 550oC - 20 phút - Định lượng phần cặn 7.4 Hàm Lượng Lưu Huỳnh 7.4.1 Khái niệm Lưu huỳnh có sẵn trong dầu gốc hay phụ gia Nó có thể ở dạng hoạt động hoặc trơ khi kết hợp với các chất khác Lưu huỳnh hoạt động là loại tác dụng được với kim loại đồng ở nhiệt độ cao và... trong khoảng 0,8 – 2,9%, giới 22 22 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng hạn phát hiện từ 0,006 – 0,277 ppm Cũng như phương pháp AES, phương pháp AAS cho độ nhậy và độ chọn lọc cao (gần 60 nguyên tố hoá học có thể xác định với độ nhạy 10-4-10-5%, nếu sử dụng kỹ thuật ETA-AAS thì có thể đạt n.10-7%) Hơn nữa, phép đo tốn ít nguyên liệu, ít thời gian, lại không cần sử dụng hoá chất tinh khiết cao, có... phương pháp khác nhau như chuẩn độ hay trọng lượng 17 17 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng 7.5 Hàm Lượng Nước 17.5.1 Khái niệm Nước trong dầu bôi trơn không những đẩy nhanh sự ăn mòn và oxy hoá mà còn gây ra hiện tượng nhũ tương Trong một vài trường hợp nó còn gây ra hiện tượng thủy phân các phụ gia tạo ra cặn bùn Nếu hàm lượng nước trong dầu nhờn công nghiệp không phải ở mức vết/trace (0.1%... cuối của quá trình tổng hợp diễn ra trong ty thể và các giai đoạn trung gian diễn ra trong tế bào chất 5 enzym tham gia xúc tác ở các giai đoạn khác nhau trong quá trình tổng hợp rất nhạy cảm với chì là delta-aminolevulinic-dehydrotase (ALAD), hem synthetasa, deltaaminolevulinic synthetase, uroporphyrinogen decarboxylase và coproporphyrinogen oxydase 18 18 Dầu Bôi Trơn Động Cơ Qua Quá Trình Sử Dụng 