Thiết kế dây chuyền sản xuất dầu nhờn bằng phương pháp trích ly bằng dung môi phenol

ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL Mở đầu Trong công nghiệp dân dụng, dầu nhờn chất bôi trơn chủ yếu qúa trình vận hành máy móc thiết bị, động Với vai trò quan trọng vậy, dầu nhờn trở thành loại vật liệu công nghiệp thiếu nhà máy, xí nghiệp, cho trình vận hành thiết bị máy móc, công cụ Cùng với phát triển xã hội, thiết bị máy móc ngày đưa vào ứng dụng công nghiệp dân dụng đa dạng, nhu cầu dầu bôi trơn không ngừng tăng năm qua Theo thống kê, toàn giới sử dụng năm gần 40 triệu tấn, 60% dầu động Khu vực sử dụng nhiều dầu Châu Âu 34% Châu Á28%, Bắc Mỹ 25%, 13% lại khu vực khác Các nước Châu Á - Thái Bình Dương, hàng năm sử dụng gần triệt Tăng trưởng hàng năm khoảng từ –8% Nhật Bản đứng đầu 29,1%, tiếp Trung Quốc 26%, Ấn Độ 10%, Hàn Quốc 8%, Úc 5%, Thái Lan 4,6%, Indonesia 4,5%, Malaysia 1,8% Việt Nam 1,5% (khoảng 120000 ) [23] Việt Nam phải nhập từ nước dạng dầu thương phẩm dạng dầu gốc với loại phụ gia tự pha chế Cùng với phát triển xã hội kéo theo bùng nổ phương tiện cá nhân Ví dụ Hà Nội năm có khoảng 100 nghìn xe gắn máy nhập Đây thị trường tiềm cho công nghiệp sản xuất dầu nhờn động Năm 2003, nước ta dự định đưa nhà máy lọc dầu Dung Quất ( Quảng Ngãi) vào hoạt động Nguyên liệu cho trình sản xuất dầu nhờn gốc sử dụng phần cặn trình chưng cất khí ( gọi Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận Lớp :02 V – 01 – HD ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL mazut), từ nhập từ nước dạng dầu gốc, giảm giá thành sản xuất bảo vệ môi trường cho nhà máy lọc dầu Dung Quất Với yêu cầu đó, tiến hành nghiên cứu đề tài : “ Thiết kế dây chuyền sản xuất dầu nhờn phương pháp trích ly dung môi phenol” Hiện giới công nghệ chung để sản xuất dầu nhờn gốc từ dầu mỏ gồm công đoạn sau: - Chưng chân không nguyên liệu cặn mazut; - Chiết tách, trích li dung môi chọn lọc; - Tách hydrocacbon rắn (sáp hay petrolactum); - Làm cuối hydro hoá PHẦN I: TỔNG QUAN I Mục đích, ý nghĩa việc sử dụng dầu nhờn Trong đời sống hàng ngày công nghiệp, bắt gặp với lực gọi “lực ma sát” Chúng xuất bề mặt tiếp xúc tất vật chống lại chuyển động vật so với vật khác Đặc biệt hoạt động máy móc, thiết bị, lực ma sát gây cản trở lớn Trong nhiều ngành kinh tế nay, thời gian sử dụng máy móc mức 30% nguyên nhân chủ yếu gây hao mòn chi tiết máy móc mài mòn Không nước phát triển mà nước Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận Lớp :02 V – 01 – HD ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL phát triển, tổn thất mà hao mòn gây đáng kể tổng thu nhập kinh tế quốc dân Ở CHLB Đức, thiệt hại ma sát, mài mòn chi tiết máy hàng năm từ 32 –40 tỷ DM Trong đó, ngành công nghiệp 8,3- 9,4 tỷ, ngành giao thông vận tải 17-23 tỷ…Ở nước ta, theo ước tính chuyên gia khí, thiệt hại ma sát, mài mòn chi phí bảo dưỡng hàng năm lên tới vài triệu USD…[7] Chính vậy, việc làm giảm tác động lực ma sát mục tiêu quan trọng nhà sản xuất loại máy móc thiết bị người sử dụng chúng Để thực điêu này, người ta chủ yếu sử dụng dầu mỡ bôi trơn Dầu nhờn ( mỡ nhờn ) làm giảm lực ma sát bề mặt tiếp xúc cách “cách li” bề mặt để chống lại tiếp xúc hai bề mặt kim loại Khi dầu nhờn đặt hai bề mặt tiếp xúc, chúng bám vào bề mặt tạo nên màng dầu mỏng đủ sức tách riêng hai bề mặt không cho tiếp xúc trực tiếp với Khi hai bề mặt chuyển động, có lớp phần tử lớp dầu hai bề mặt tiếp xúc trượt lên tạo nên lực ma sát chống lại lực tác dụng, gọi ma sát nội dầu nhờn, lực nhỏ không đáng kể so với lực ma sát sinh hai bề mặt khô tiếp xúc Nếu hai bề mặt cách li hoàn toàn lớp màng dầu phù hợp hệ số ma sát giảm khoảng 100 – 1000 lần so với chưa có lớp dầu ngăn cách [26] Cùng với việc làm giảm ma sát chuyển động, dầu nhờn có số chức khác góp phần cải thiện nhiều nhược điểm máy móc thiết bị Chức dầu nhờn kể đến sau: - Bôi trơn để giảm lực ma sát cường độ mài mòn, ăn mòn bề mặt tiếp xúc, làm cho máy móc hoạt động êm, qua mà bảo đảm cho máy móc làm việc với công suất tối đa - Làm mát động cơ, chống lại nhiệt chi tiết Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận Lớp :02 V – 01 – HD ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL - Làm sạch, bảo vệ động có chi tiết bôi trơn chống lại mài mòn, đảm bảo tuổi thọ sử dụng trung bình máy móc - Làm kín động dầu lấp kín chỗ khắc phục trình gia công, chế tạo máy móc - Giảm mức tiêu thụ lượng thiết bị, giảm chi phí bảo dưỡng sửa chữa thời gian chết máy hỏng hóc thiết bị I Thành phần hoá học dầu nhờn Nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn phân đoạn cặn sau chưng cất khí có nhiệt độ sôi 3500C Trong phân đoạn có chứa hợp chất hydrocacbon với số nguyên tử bon từ 21 đến 40 hay cao Do vậy, hydrocacbon phân đoạn có trọng lượng phần tử lớn có cấu trúc phức tạp, đặc biệt hydrocacbon lai hợp tăng lên nhiều Mặt khác hợp chất có mặt phân đoạn cặn sau chưng cất khí có mặt thành phần dầu nhờn Trong phân đoạn hợp chất hydrocacbon khác có hợp chất dị nguyên tố mà chủ yếu hợp chất phi hydrocacbon chứa nguyên tử Oxy, Nitơ, lưu huỳnh vài kim loại (Niken, Vanali…) Nói chung hợp chất phi hydrocacbon hợp chất có hại, chúng tạo mầu sẫm sản phẩm, làm giảm độ ổn định oxy hoá sản phẩm Vì trình sản xuất dầu nhờn, người tă phải áp dụng biện pháp khác để loại chúng khỏi dầu gốc 2.1 Các hợp chất hydrocacbon 2.1.1 Các hydrocacbon naphten parafin Các hydrocacbon gọi nhóm hydrocacbon naphten – parafin Đây nhóm hydrocacbon chủ yếu có dầu mỏ Hàm lượng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận Lớp :02 V – 01 – HD ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL nhóm tuỳ thuộc vào chất dầu mỏ khoảng nhiệt độ sôi mà chiếm từ 41% đến 86% Nhóm hydrocacbon có cấy trúc chủ yếu hợp chất hydrocacbon vùng naphten ( vòng cạnh cạnh), có kết hợp nhánh alkyl iso alkyl số nguyên tử cac bon phần tử từ 20 đến 40 hay cao Cấu trúc dạng: Cấu trúc không ngưng tụ (phân tử chứa từ đến vòng ngưng tụ) Cấu trúc nhánh raphten đa dạng Chúng khác số mạch nhánh, mức độ phân nhánh mạch vị trí mạch vòng Thông thường người ta nhận thấy rằng: - Phần nhởt nhẹ có chứa chủ yếu dãy đồng đẳng xyclohexan xyclopentan - Phân đoạn nhớt trung bình chứa chủ yếu vòng naphten có mạch nhánh alkyl, iso alkyl với số vòng từ đến vòng - Phân đoạn nhớt cao xuất hợp chất chứa vòng ngưng tụ với số vòng từ đến Ngoài hydrocacbon vòng naphten, nhóm có hydrocacbon vòng n-parafin izo – paraffin Hàm lượng chúng không nhiều mạch bon lớn 20 paraffin dạng rắn thường tách mạch trình sản xuất dầu nhờn 2.1.2 Nhóm hydrocacbon thơm hydrocacbon naphten- thơm Thành phần cấu trúc nhóm hydrocacbon có ý nghĩa quan trọng dầu gốc Một loạt tính chất sử dụng dầu nhờn tính ổn định chống oxy hoá, tính bền nhiệt, tính nhớt nhiệt, tính chống bào mòn, độ hấp thụ phụ gia phụ thuộc chủ yếu vào tịnh chất hàm lượng nhóm hydrocacbon Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL Tuy nhiên hàm lượng cấu trúc chúng tuỳ thuộc vào chất dầu gốc nhiệt độ sôi phân đoạn + Phân đoạn nhớt nhẹ ( 350oC đến 400o-C) phát thấy hydrocacbon thơm vòng dạng đơn kép + Trong phân đoạn có nhiệt độ sôi cao có chứac hợp chất thuộc dãy đồng đẳng naphten, pharatren, antraxen số lượng đáng kể loại hydrocacbon đa vòng Các hydrocacbon thơm khác số vòng thơm khác số nguyên tử cacbon mạch nhánh vị trí mạch nhánh Trong nhóm phát có mặt vòng thơm ngưng tụ đa vònng Một phần tử chúng tồn dầu gốc với tỷ lệ thay đổi tuỳ thuộc vào dầu gốc dầu mỏ, phần hình thành trình chưng cất phản ứng trùng ngưng, trùng hợp tác dụng nhiệt độ Một thành phần nhóm hydrocacbon thơm loại hydrocacbon hỗn hợp naphten – aromat, loại hydrocacbon làm giảm phẩm chất dầu thơm thương phẩm chúng có tính nhớt nhiệt dễ bị oxy hoá tạo chất keo nhựa trình làm việc dầu nhờn động 2.1.3.Các hydrocacbon rắn Trong thành phần dầu nhờn chưng cất từ dầu mỏ có hydrocacbon rắn bao gồm hydrocacbon dãy parafin có cấu trúc phân tử lượng khác nhau, cá hydrocacbon naphten có chứa từ đến vòng phân tử có mạch nhánh dài với cấu trúc dạng thẳng dạng iso, hydrocacbon thơm có số vòng, số mạch nhánh khác Chúng có tính chất dễ đông đặc lại dạng rắn nhiệt độ thấp Vì hydrocacbon rắn cần phải Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL tách lọc trình sản xuất dầu nhờn nên hàm lượng chúng dầu nhờn thường thấp Các hydrocacbon rắn chia làm loại: Parafin hỗn hợp chủ yếu hydrocacbon naphten rắn có mạch nhánh dạng thẳng izo, dạng izo chu yếu 2.2 Các thành phần khác Trong phân đoạn dầu nhờn, bên cạnh thành phần hydrocacbon có thành phần khác chất nhựa atphaten, hợp chất chứa lưu huỳnh, nitơ oxy… 2.2.1 Các chất nhựa asphanten Dựa theo tính chất hoá lý người ta phân chia chất nhựa atphaten thành nhóm: + Chất nhựa trugn bình: loại hợp chất hữu tan hoàn toàn phân đoạn dầu mỏ, ete, benzen, CCl4, khó tan cồn, tỷ trọng gần Nhựa trung bình gọi keo dầu mỏ + Atphaten: Là chất trung tính không hoà tan xăng nhẹ, khác với trung tính chúng kết tủa thể tích lớn ete dầu mỏ Asphanten hoà tan tốt benzen, CCl4 + Sunfuacacbon chất rắn, giòn, chóng chảy mềm, có màu sẫm đen, tỷ trọng lớn + Các axit atphantic: Tương tự nhựa trung tính lại mang tính axit Chúng hoà tan kiềm, rượu, CCl4, tan xăng, tỷ trọng lớn + Cacbon cacboxit: Cacbon hình thức giống atphanten khác atphanten chỗ không hoà tan benzen dung môi khác Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận Lớp :02 V – 01 – HD ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL + Các chất nhựa nằm phân đoạn dầu nhờn hợp chất mà phần cấu trúc chủ yếu vòng thơm atphanten ngưng tụ cao Đặc điểm hợp chất có độ nhớt lớn số nhớt lại thấp Mặt khác chất nhựa có khả nhuộm mầu mạnh, nên có mặt chúng dầu làm cho màu không khí nhiệt độ thường nhiệt độ cao, nhựa dễ bị oxy hoá Những chất làm tăng độ nhớt đồng thời tạo cặn không tan đọng lại động đốt trong, nên hàm lượng chất nhựa bị oxy hoá mạnh chúng tạo nhiều loại cacbon, cacboxit, cặn cốc, tạo tàn Vì việc loại bỏ tạp chất nhựa khỏi phân đoạn dầu nhờn trình sản xuất khâu công nghệ quan trọng 2.2.2 Các hợp chất lưu huỳnh, nitơ, oxy Các hợp chất tác dụng oxy tạo chất giống nhựa Ngoài hợp chất chứa S nằm lại dầu nhờn chủ yếu lưu huỳnh dạng sunfua dùng để bôi trơn động đốt bị cháy tạo thành SO2 SO3 gây ăn mòn chi tiết động Những hợp chất chứa Oxy, chủ yếu hợp chất axit naphtenic có dầu gây ăn mòn đường ống dẫn dầu, thùng chứa làm loại hợp kim Pb, Cu, Zn, Sn, Fe Những sản phẩm ăn mòn lại lắng đọng lại dầu, làm bẩn dầu góp phần tạo cặn đóng chi tiết động Tuy nhiên, có mặt hợp chất có cực dầu nhờn lại có tác dụng làm tăng độ bám dính dầu lên bề mặt kim loại Nguyên nhân hấp phụ hoá học phần tử có cực chúng lên bề mặt kim loại, trình axit tạo nên với lớp kim loại bề mặt hợp chất kiểu xà phòng nhờ bám vào bề mặt kim loại Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL Để tăng thời gian sử dụng, tính sử dụng dầu nhờn , người ta phải pha thêm vào dầu gốc phụ gia khác nhau, tuỳ thuộc vào lĩnh vực cụ thể mà nhà sản xuất thêm vào phụ gia tương ứng Do thành phần hoá học dầu nhờn phức tạp, ví dụ theo tính chất tính sử dụng dầu nhờn động sử dụng phổ biến giới có công thức tổng sau: Bảng 1: Công thức hoá học tổng quát dầu nhờn động Thành phần % theo khối lượng Dầu gốc (SEA 30 –40 ) 71,5 % - 96,2% Phụ gia tẩy rửa 2% - 10% Phụ gia phân tán 1% - 9% Zndithiôphôtphat 0,5% - 3% Chất chống oxy hoá 0,1% - 2% Chất chống ma sát 0,1% - 3% Chất chống bọt – 15ppm Chất hạ đIểm đông đặc 0,1% - 15% II Các tính chất tính sử dụng dầu nhờn 3.1 Các tính chất 3.1.1 Độ nhớt Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL Độ nhớt tính chất quan trọng dầu bôi trơn, đặc trưng cho trở lực ma sát mà toàn chất lỏng Độ nhớt yết tố điều kiện bôi trơn hai điều kịên bôi trơn thuỷ đông ( màng dày) bôi trơn thuỷ đông đàn hồi ( màng mỏng) Nó ảnh hưởng đến độ kín khít, làm mát, tổn hao công suất, khả chống mài mòn, khả tạo cặn động cơ… Do vậy, động cơ, độ nhớt dầu có tác động đến lượng tiêu hao nhiên liệu, khả tiết kiệm dầu hoạt động chung động Trong ôtô, xe máy, độ nhớt yếu tố ảnh hưởng đến dễ dàng khởi động tốc độ trục khuỷu Độ nhớt cao gây sức cản nhớt nhiệt độ xung quanh thấp, làm giảm tốc độ trục khuỷu làm tăng tiêu hao nhiên liệu, mài mòn chi tiết tăng lượng dầu tiêu hao Như vậy, chi tiết máy, điều phải dùng dầu có độ nhớt thích hợp điều kiện vận hành máy Nói chung chi tiết có tải trọng nặng, tốc độ thấp sử dụng dầu bôi trơn có độ nhớt thấp Độ nhớt tăng chứng tỏ dầu bị oxy hoá, độ nhớt giảm dầu có lẫn tạp chất khác Vì độ nhớt lấy làm sở cho hệ thống phân loại dầu động theo SEA ( năm 1911) Theo đơn vị SI độ nhớt định nghĩa lực tiếp tuyến đơn vị diện tích (N/m2) cần dùng trình chuyển động tương đối (m/S) hai mặt phẳng nằm ngang ngăn cách lớp dầu dầy 1mm, độ nhớt động tính pascal giây (Pa.S) Theo đơn vị CGS độ nhớt tính poaxo P (dyn.S/cm2) Có thể chuyển đổi hai loại đơn vị theo công thức:1 Pa.S = 10 P Ngoài poazơ chuyển đổi sang đơn vị động học thường dùng Stoc ( Sc) centimet Stoc ( cSt) mà giá trị phụ thuộc vào tỷ trọng dầu Theo đơn vị SI độ nhớt động học tính m2/S hay mm2/S Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận Lớp :02 V – 01 – HD ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL ( mm2/S =1cSt) Có nhiều phương pháp nhiều dụng cụ đo độ nhớt quan trọng dụng cụ mao quản, mà mao quản đó, thời gian chảy dầu tỷ lệ với độ nhớt động học Những tiêu kỹ thuật qui trình sử dụng loại nhớt Kế mao quản mô tả ASTMD 466 Một loại nhớt Kế khác ( nhớt Ksookfielf ) đo độ cản trở quay xylanh ngâm dầu Với hệ số chuyển đổi phù hợp, cho xi lanh khác nhau, người ta đo độ nhớt từ nhỏ tới lớn dầu 3.1.2 Chỉ số độ nhớt (VI) Chỉ số độ nhớt ( VI) trị số chuyên dùng để đánh giá thay đổi độ nhớt dầu bôi trơn theo nhiệt độ Đối với dầu bôi trơn nhiệt độ tăng độ nhớt dầu giảm Mức độ giảm độ nhớt dầu nhờn nhiệt độ tăng phụ thuộc vào thành phần dầu Loại dầu có số độ nhớt thấp độ nhớt dầu thay đổi nhiều theo nhiệt độ ( loại dầu naphten) Ngược lại với dầu này, loại dầu khác số độ nhớt cao độ nhớt dầu thay đổi theo nhiệt độ( loại dầu parafin) Đây tiêu quan trọng dầu bôi trơn Trong trình sử dụng dầu có biểu thay đổi số độ nhớt lẫn tạp sản phẩm khác Đôi số độ nhớt tăng trình Oxy hoá dầu, số độ nhớt giảm so bị phá vỡ cấu trúc phân tử phụ gia polyme dầu Đối với dầu bốn mùa số độ nhớt cần thiết, dầu có N cao gây cản nhớt khởi động máy nhiệt độ thấp, chiều dầy màng dầu làm cho khả làm kín chống ăn mòn tốt hơn, tiêu hao dầu ít…trong phạm vi nhiệt độ sử dụng rộng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL Tuy nhiên điếu kiện Việt Nam cần dùng mùa tức dầu cho động khởi động lạnh số thường yêu cầu từ 90 mm2/S trở lên Theo tiêu chuẩn ASTMD 2270 đưa cách tính số nhớt dầu bôi trơn sản phẩm tương tự từ giá trị độ nhớt động học chúng 400C 1000C Chỉ số ( VI) giá trị số đánh giá thay đổi độ nhớt theo loại dầu chọn lọc chuyên dùng Hai loại dầu có khác biệt lớn VI: loại dầu có VI thấp loại có độ nhớt thay đổi nhiều theo nhiệt độ ( loại dầu naphten) loại dầu có VI cao loại có độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ ( loại dầ parafin) § é nhí t ®éng häc L-H L-U Theo điếu có hai cách tính độ nhớt áp dụng cho hai trường hợp: L ( VI = ) H ( VI = 100 ) 100 40 Chỉ số độ nhớt dầu tính theo công thức: ( L –U)  100 VI = (L- H) Trong đó: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL L: Độ nhớt động học đo 400C loại dầu có VI =0 có độ nhở động học 1000C với dầu mà ta cần phải tính VI, mm2/S U : Độ nhớt động học 400C dầu cần tính VI, mm2/S H: Độ nhớt động học 400C dầu có VI= 100 có độ nhớt động học 1000C với dầu mà ta cần tính VI, mm2/S Nếu giá trị độ nhớt động học dầu 1000C nhỏ 70 mm2/S giá trị tương ứng H L bảng ASTMD 2270 Những giá trị không ghi bảng thuộc phạm vi bảng phương pháp nội suy tuyến tính ta nhận giá trị cần tìm Bảng 2: Giá trị L H ứng với độ nhớt động học 400C 1000C: Độ nhớt động thái học 1000C, mm2/S Giá trị L Giá trị H 2,00 7,994 6,394 2,10 8,640 6,894 5,00 40,23 28,49 5,10 41,99 29,48 15,00 296,5 149,7 15,10 300,0 151,2 20,00 493,2 229,5 20,20 501,5 233,0 70,00 49057 1558 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL +Nếu độ nhớt động học 1000C lớn 70 mm2/S giá trị L H tính sau: L = 0,8358 Y2 + 14,67 Y – 216 H = 0,1684 Y2 + 11,85 Y – 97 Trong Y - độ nhớt 1000C dầu cần tính số độ nhớt, mm2/S VI = [canti log( N –1)/ 0,007157] + 100 Trong Hay N =(logH – logU)/ logY YN = H/U + Nếu độ nhớt động học dầu ở1000C nhỏ hay 70 mm2/S giá trị H tương ứng tra từ ASTMD 2270 Nên độ nhớt đo lớn 70 mm2/S giá trị H tính sau: H = 0,1684 Y2 + 11,85 Y – 97 Ngoài số phương pháp khác dùng để xác định số độ nhớt nhanh chúng có tính chất tương đối phương pháp dùng đồ thị sử dụng bảng qui chuẩn, nội qui… 3.1.3 Trị số axit kiềm Trị số axit số kiềm liên quan đến trị số trung hoà dùng để xác định độ axit độ kiềm dầu bôi trơn Độ axit thường biểu thị qua trị số axit tổng( TAN) cho biết lượng KOH ( tính miligam) cần thiết để trung hoà tất hợp chất mang tính axit có mặt 1(g) mẫu Độ kiềm dầu bôi trơn biểu thị trị số kiềm tổng (TBN), cho biết lượng axit clohydric hay perelosic, chuyển sang lượng KOH Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL tương đương (tính miligam), cần thiết để trung hoà hết hợp chất mang tính kiềm có mặt (g) mẫu Có phương pháp xác định trị số trung hoà: Phương pháp thứ nhất: ASTMD 974 ( xác định trị số axit kiềm sản phẩm dầu mỡ phương pháp chuẩn độ có dùng thị màu) Đây phương pháp chủ yếu thích hợp loại dầu sáng màu Phương pháp thứ 2: ASTMD664 ( xác định trị số axit sản phẩm dầu mỏ phương pháp chuẩn độ điện thế) Phương pháp dùng chủ yếu cho loại dầu tối màu Phương pháp thứ 3: ASTMD2896( xác định trị số kiềm sảm phẩm dầu mỡ phương pháp chuẩn độ điện dùng axit peselosie) Phương pháp dùng để xác định hợp chất kiềm sản phẩm dầu mỡ Hiện có nhiều loại phụ gia sử dụng nhằm nâng cao phẩm chất dầu bôi trơn Tùy thuộc vào thành phần cấu tạo chất phụ gia mà dầu nhờn có tính chất axit hay kiềm Trong dầu nhờn dầu sử dụng, chất coi có tính axit gồm: axit vô hữu cơ, ete, hợp chất nhựa chất phụ gia Tương tự vậy, hợp chất coi có tính kiềm bao gồm chất kiềm vô hữu cơ, muối kim loại nặng, phụ gia…Rất nhiều phụ gia sử dụng cho dầu động có chứa hợp chất kiềm nhằm trung hoà sản phẩm axit trình cháy, lượng tiêu tốn cuả thành phần kiềm số tuổi thọ sử dụng dầu Phép đo độ kiềm liên quan đến TBN áp dụng cho hầu hết động cơ, đặc biệt dầu động có điezen Chỉ số axit tổng dầu đại lượng đánh giá mức độ biến chất dầu trình oxy hoá Đối với hầu hết loại dầu bôi trơn, số TAN có Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận Lớp :02 V – 01 – HD ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL gía trị ban đầu nhỏ tăng dần trình sử dụng dầu Mặt khác số phụ gia phụ gia chống ăn mòn có tính axit cao nên số TAN ban đầu dùng để tiên đoán xác chất lượng dầu 3.1.4 Mầu sắc Sự khác màu sắc dầu bôi trơn có nguồn gốc từ khác dầu thô dùng để chế biến nó, khoảng nhiệt độ sôi mức độ làm trình tinh luyện, hàm lượng chất phụ gia pha vào dầu Người ta nhận thấy dầu bị tối màu dần trình sử dụng dấu hiệu nhiễm bẩn hay bắt đầu trình Oxy hoá Sự xẫm màu dầu kèm theo thay đổi không lớn số trung hoà độ nhớt thường dấu hiệu nhiễm bẩn chất lạ Các tạp chất có màu làm màu thay đổi cách rõ rệt không làm ảnh hưởng đến thuộc tính khác Rất nhiều dầu có phụ gia sẫm màu thông thường trình sử dụng dầu bị tối màu nhanh nên nói chung màu sắc có ý nghĩa dầu động Nói chung, phương pháp so màu dựa sở so sánh mắt thường, lượng ánh sáng truyền qua bề dày xác định số loại dầu với lượng ánh sáng truyền qua số dãy kín màu chuẩn Người ta dùng nguồn sáng tiêu chuẩn, mẫu đặt buồng thử so sánh với màu đĩa thuỷ tinh qui định có giá trị từ 0,5 – 0,8 Phép xác định màu sản phẩm dầu mỏ sử dụng chủ yếu cho mục đích kiểm tra trình sản xuất cho biết trình tinh luyện có tốt hay không Tuy nhiên, người tiêu dùng màu dầu tiêu quan trọng người ta nhìn thấy thường dầu thương phẩm có màu xấu hay tốt không ưa chuộng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL 3.1.5 Khối lượng riêng tỷ trọng Khối lượng riêng khối lượng đơn vị thể tích chất nhiệt độ tiêu chuẩn, tỷ trọng tỷ số khối lượng riêng chất cho nhiệt độ qui định với khối lượng riêng nước nhiệt độ qui định Tỷ trọng khối lượng riêng loại dầu nhau, khối lượng nước Trọng lượng API hàm đặc biệt tỷ trọng chúng xác định theo phương trình: 141,5  100 Trọng lượng API = Tỷ trọng 60/600F Khối lượng riêng tính chất vật lý cớ với tính chất vật lý khác đặc trưng cho phân đoạn nhẹ nặng dầu mỏ đánh giá chất lượng dầu thô, từ ta đánh giá khối lượng riêng nhỏ loại dầu gốc có chứa nhiều thành phần naphten aromatia Các phương pháp xác định khối lượng riêng tỷ trọng : + Tiêu chuản châu TMD 1250 cho phép tính chuyển khối lượng riêng tỷ trọng nhiệt độ khoảng từ – 17,80C ( 00F) đến 1600C (5000F) nhiệt độ tiêu chuẩn 00F (15,60C ) Đối với dầu khoáng bôi trơn ta dùng hệ số giãn nở đưa bảng sau.( bảng 3): Bảng : Hệ số giãn nở theo nhiệt độ (0C ) dầu khoáng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận Lớp :02 V – 01 – HD ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL Hệ số giãn nở theo Tỷ trọng 15,60C Trọng lượng API 15,60C C 0,00065 1,076 – 0,967 – 14,9 0,00072 0,966 – 0,850 15 – 34,9 0,00090 0,850– 0,776 35 – 50,9 0,00108 0,775 – 0,742 51 – 65,9 + Phương pháp đo ASTMD 941 ( khối lượng riêng tỷ trọng chất lỏng đo pycromet Lipkin có capila) dùng cho phép đo khối lượng riêng chất lỏng bôi trơn có độ nhớt nhỏ 15 mm2/S 120C + Phương pháp đo ASTMD 1298 thường dùng phòng thí nghiệm Người ta thường sử dụng ty trọng kế thuỷ tinh để xác định khối lượng riêng, tỷ trọng hay trọng lượng API tất sản phẩm dạng lỏng 3.1.6 Điểm chớp cháy bắt lửa Nhiệt độ chớp cháy phản ánh hàm lượng hydrocacbon nhẹ có dầu cho biết tính nguy hiểm tượng cháy nổ bảo quản vận chuyển Nhiệt độ chớp cháy thấp, gần với nhiệt độ môi trường phải thận trọng bảo quản, bốc rỡ Phải có biện pháp đề phòng để giảm tối đa tượng cháy nổ Điểm chớp cháy dầu nhiệt độ thấp mà áp suất khí quyển, mẫu nung nóng đến bốc bắt lửa điũu kiện đặc biệt phương pháp thử Mộu bốc bốc cháy có lửa lan truyền tức lên khắp bề mặt mẫu Nhiệt độ thấp mà mẫu tiếp tục cháy Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL giây gọi điểm bắt lửa cao Với hợp chất tương tự điểm chớp cháy bắt lửa tăng trọng lượng phân tử tăng Do nhiệt độ điểm chớp cháy coi đại lượng biểu thị cho tính an toàn cháy nổ trình sử dụng bảo quản dầu bôi trơn Để xác định điểm chớp cháy bắt lửa phương pháp cốc kín Pensky – Martens 3.1.7 Hàm lượng nước Hàm lượng nước dầu lượng nước tính phần trăm theo trọng lượng, thể tích hay theo ppn (phần triệu) Nước dầu bôi trơn đẩy nhanh ăn mòn Oxi hoá mà gây nên nhũ tương Trong vài trường hợp nước làm thuỷ phân phụ gia, tạo nên bùn mềm xốp Cho nên hàm lượng nước dầu công nghiệp không vượt qúa 0,1% 3.2 Các phụ gia dầu nhờn Các chất phụ gia bao gồm nhiều loại hợp chất, đơn chất khác cho thêm vào dầu gốc để nâng cao tính chất sư dụng chúng [4,16,17,18,19,20] Phụ gia cho riêng biệt vào dầu gốc cho vào dạng phụ gia đóng gói, tức dạng hỗn hợp phụ gia pha trộn sẵn theo mực yêu cầu đặt trước tựng tính dầu thành phẩm Các phụ gia thường hợp chất có mức độ hoạt động hoá học cao Do việc cho thêm chúng vào dầu gốc cần khảo sát nghiên cứu kỹ lưỡng để có hiệu cao Việc cho thêm phụ gia cần dựa khả tạo hiệu ứng hỗ trợ hay hiệu ứng đối kháng trình làm việc dầu thương phẩm nhật Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL Có nhiều kiểu phân loại chúng: phụ gia chống oxi hoá, phụ gia biến tính ma sát, ức chế ăn mòn… Xu chung phụ gia đa chức Các phụ gia loại đồng thời cải thiện loạt tính chất sử dụng quan trọng dầu bôi trơn Một số phụ gia tiêu biểu có mặt dầu nhờn thông dụng bảng 4:[18] Bảng 4: Các phụ gia dầu nhờn Loại dầu Loại phụ gia cải thiện số độ nhớt Dầu động Phụ gia cải thiện số độ nhớt Phụ gia ức chế oxi hoá Phụ gia tẩy rửa Phụ gia phân tán Phụ gia ức chế ăn mòn Phụ gia biến tính giảm ma sát Phụ gia hạ điểm đông Phụ gia chống tạo bọt Dầu thuỷ lực Phụ gia cải thiện số độ nhớt Phụ gia ức chế oxi hoá Phụ gia chống mài mòn Phụ gia ức chế ăn mòn, ức chế gỉ Phụ gia chống tạo bọt Phu gia hạ điểm động Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD Lớp :02 V – 01 – [...]... ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL tương đương (tính bằng miligam), cần thiết để trung hoà hết các hợp chất mang tính kiềm có mặt trong 1 (g) mẫu Có 3 phương pháp xác định trị số trung hoà: Phương pháp thứ nhất: ASTMD 974 ( xác định trị số axit và kiềm của các sản phẩm dầu mỡ bằng phương pháp chuẩn độ có dùng chỉ thị màu) Đây là phương pháp chủ yếu thích... các loại dầu sáng màu Phương pháp thứ 2: ASTMD664 ( xác định trị số axit của các sản phẩm dầu mỏ bằng phương pháp chuẩn độ điện thế) Phương pháp này dùng chủ yếu cho các loại dầu tối màu Phương pháp thứ 3: ASTMD2896( xác định trị số kiềm của các sảm phẩm dầu mỡ bằng phương pháp chuẩn độ điện thế dùng axit peselosie) Phương pháp này được dùng để xác định các hợp chất kiềm trong các sản phẩm dầu mỡ Hiện...ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL ( 1 mm2/S =1cSt) Có nhiều phương pháp và nhiều dụng cụ đo độ nhớt nhưng quan trọng nhất là những dụng cụ mao quản, mà trong mao quản đó, thời gian chảy của dầu tỷ lệ với độ nhớt động học Những chỉ tiêu kỹ thuật và những qui trình sử dụng các loại nhớt Kế mao quản được mô tả trong ASTMD 466 Một loại nhớt Kế khác ( nhớt Ksookfielf... * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL Tuy nhiên đối với điếu kiện Việt Nam chỉ cần dùng một mùa tức là dầu cho động cơ không phải khởi động lạnh thì chỉ số này thường yêu cầu từ 90 mm2/S trở lên Theo tiêu chuẩn ASTMD 2270 đưa ra cách tính chỉ số nhớt của dầu bôi trơn và các sản phẩm tương tự từ giá trị độ nhớt động học của chúng ở 400C và 1000C Chỉ số ( VI) là một giá trị bằng. .. 40 Chỉ số độ nhớt dầu được tính theo công thức: ( L –U)  100 VI = (L- H) Trong đó: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD 1 Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL L: Độ nhớt động học đo ở 400C của một loại dầu có VI =0 và có cùng độ nhở động học ở 1000C với dầu mà ta cần phải tính VI, mm2/S U : Độ nhớt động học ở 400C của dầu cần tính VI,... hầu hết các loại dầu bôi trơn, chỉ số TAN có Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận Lớp :02 V – 01 – HD 1 ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL gía trị ban đầu nhỏ và tăng dần trong quá trình sử dụng dầu Mặt khác do một số phụ gia như phụ gia chống ăn mòn có tính axit cao nên chỉ số TAN ban đầu không thể dùng để tiên đoán chính xác chất lượng của dầu 3.1.4 Mầu... ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL được Có nhiều kiểu phân loại chúng: phụ gia chống oxi hoá, phụ gia biến tính ma sát, các ức chế ăn mòn… Xu thế chung hiện nay là phụ gia đa chức năng Các phụ gia loại này đồng thời có thể cải thiện một loạt các tính chất sử dụng quan trọng của dầu bôi trơn Một số các phụ gia tiêu biểu có mặt trong dầu nhờn thông dụng được... THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL 3.1.5 Khối lượng riêng và tỷ trọng Khối lượng riêng là khối lượng của một đơn vị thể tích của một chất ở nhiệt độ tiêu chuẩn, tỷ trọng là tỷ số giữa khối lượng riêng của một chất đã cho ở nhiệt độ qui định với khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ qui định đó Tỷ trọng và khối lượng riêng của một loại dầu bằng nhau, nếu khối lượng của nước bằng. .. 1600C (5000F) về nhiệt độ tiêu chuẩn ở 00F (15,60C ) Đối với dầu khoáng bôi trơn thì ta có thể dùng hệ số giãn nở đưa ra trong bảng sau.( bảng 3): Bảng 3 : Hệ số giãn nở theo nhiệt độ (0C ) đối với dầu khoáng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận Lớp :02 V – 01 – HD 1 ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL Hệ số giãn nở theo Tỷ trọng ở 15,60C Trọng lượng API... đến bốc hơi và bắt lửa trong những điũu kiện đặc biệt của phương pháp thử Mộu sẽ bốc hơi và bốc cháy khi có ngọn lửa và lan truyền tức thì lên khắp bề mặt của mẫu Nhiệt độ thấp nhất mà tại đó mẫu tiếp tục cháy Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đình Luận HD 1 Lớp :02 V – 01 – ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP * THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG TRÍCH LY DẦU NHỜN BẰNG DUNG MÔI – PHENOL được trong 5 giây được gọi là điểm bắt lửa cao hơn