Đang tải... (xem toàn văn)
Trong cặn của quá trình chưng cất chân không bên cạnh các hydrocabon phân tử lượng cao còn chứa hàm lượng lớn chất asphalten và nhựa. Nhiều trong số các hydrocacbon kể trên là thành phần không mong muốn cho dầu nhờn, do đó nhiệm vụ là phải làm sạch các phân đoạn dầu này. Cặn chưng cất chân không được xem như một hệ keo của các hợp chất có phân tử lớn gồm asphalten, nhựa. Trong đó asphalten là những cấu tử có cấu trúc thơm đa vòng ngưng tụ có dạng phẳng, chứa khoảng từ 6 đến 20 vòng thơm, khối lượng phân tử trung bình khoảng 1000 đến 2000 đơn vị, phân tử của chúng chiếm trên 100 C và các các hợp chất chứa lưu huỳnh, nito và các kim loại. Về mặt tổng thể ta có thể nói asphalten tan trong môi trường dầu có kích thước rất nhỏ và được bao bọc bởi nhựa lơ lửng trong dầu. 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 mòn và làm xấu màu dầu (do thường có các dị nguyên tố trong chúng), là nguyên nhân xuất hiên keo làm mất tính đổng nhất của dầu. Quá trình tách asphalten với mục đích loại asphalten và các hợp chất nhựa có trong cặn chưng cất chân không ra khỏi môi trường dầu, quá trình này luôn được xem là công đoạn lọc dầu trung gian, nhất thiết phải có, nó đồng bộ trong sơ đồ công nghệ lọc dầu vì nó làm tăng giá trị cho các sản phẩm đó là các phân đoạn asphanlten, nhựa và phân đoạn dầu nhờn Quá trình tách asphalten có thể được làm bằng cách sử dụng dung môi. Hiệu quả làm sạch cặn dầu khỏi chất nhựa bằng dung môi lựa chọn đơn chất là không cao ngay cả khi bội số dung môi cao. Điều này có thể đượcgiải thích là do không phải tất cả các thành phần của nhựa hòa tan tốt trongdung môi lựa chọn. Về cơ bản các chất asphalten hòa tan hoặc phân tán trong nguyên liệu có thể được loại ra bằng cách xử lý cặn bằng axit sulfuric, cũng như alkan phân tử lượng thấp hóa lỏng như propane, butane. Phương pháp loại asphalten bằng axit sulfuric đặc biệt khi kết hợp với làm sạch tiếp xúc bằng đất sét phù hợp để sản xuất dầu nhờn từ phần cô dầu thô ít nhựa. Tuy nhiên, do chi phí axit sulfuric cao và tạo thành lượng lớn axit gudron khó sử dụng khiến cho phương pháp này kém hiệu quả. Quá trình tách asphalten và nhựa bằng alkan phân tử lượng thấp hóa lỏng được ứng dụng trong sản xuất không chỉ dùng cho dầu nhờn nhớt cao, mà cả nguyên liệu cho cracking xúc tác và hydrocracking. Dung môi được dùng rộng rãi là propan hóa lỏng nhưng trong một số nhà máy cũng sử dụng hỗn hợp propan butan. Ở nhiệt độ gần với nhiệt độ tới hạn của propan (96,8oC), độ hòa tan của các phần trong nguyên liệu dầu nhờn giảm. Điều này diễn ra là do khi nhiệt độ dung dịch gần tới vùng trạng thái tới hạn của dung môi thì khối lượng riêng của nó giảm mạnh, dẫn tới tăng mạnh thể tích mol. Chỉ số này đối với hydrocacbon phân tử lượng cao thay đổi ít do lực kéo giữa các phân tử dung môi và hydrocacbon giảm làm giảm độ hòa tan. Độ hòa tan của hydrocacbon nguyên liệu dầu nhờn trong propan trong vùng nhiệt độ cao (75 ÷ 90oC) giảm khi khối lượng riêng và phân tử lượng tăng. Nhựa và đặc biệt là asphanten là những chất hòa tan kém nhất trong propan lỏng. Trên cơ sở này đã sử dụng propan làm dung môi cho quá trình tách asphalten. Khi tiếp tục tăng nhiệt độ các hydrocacbon đa vòng phân tử lượng cao, các hydrocacbon ít vòng với mạch alkyl dài ở lại trong dung dịch. Độ hòa tan của các hydrocacbon đa vòng và nhựa ở nhiệt độ gần với nhiệt độ tới hạn của propan gần đến 0, còn độ hòa tan của hydrocacbon naphten và hydrocacbon thơm nhẹ tiếp tục giảm. Sự phụ thuộc này của khả năng hòa tan của propan vào nhiệt độ (trong vùng gần với nhiệt độ tới hạn của propan) quan sát thấy ở áp suất ứng với áp suất bão hòa của hơi propan ở nhiệt độ xác định. Việc tạo áp suất cao hơn áp suất hơi bão hòa của propan dẫn tới tăng khối lượng riêng và khả năng hòa tan của nó. Do đó, nếu ở hai nhiệt độ khối lượng riêng của propan như nhau (thí dụ, 409 kgm3), hiệu suất và tính chất của các hydrocacbon hòa tan trong propan như nhau. Thông thường quá trình tách asphalten thực hiện ở áp suất cao hơn đôi chút so với áp suất hơi bão hòa của propan hóa lỏng. Lượng dung môi cần để bão hòa nguyên liệu phụ thuộc vào thành phần nguyên liệu và nhiệt độ. Trong nguyên liệu chứa càng nhiều chất nhựa asphanten và hydrocacbon phân tử lượng cao thì lượng dung môi cần thiết cho bão hòa càng thấp. Nhiệt độ càng thấp, chi phí dung môi cho tạo hỗn hợp bão hòa càng cao. Khi tiếp tục thêm propan (ở nhiệt độ hỗn hợp cố định) tạo thành pha thứ hai gồm propan và hydrocacbon hòa tan. Như trên đã nói, ở nhiệt độ gần với nhiệt độ tới hạn, propan hòa tan một lượng hạn chế hydrocacbon. Dung dịch bão hòa hydrocacbon trong propan tạo thành bằng cách này (lớp trên) cân bằng với dung dịch bitum bão hòa (lớp dưới). Để phân tách tốt nguyên liệu trong hai pha (dầu nhờn và bitum) bội số propan so với nguyên liệu tương đối cao không thấp hơn 3 phần thể tích propan và 1 phần thể tích nguyên liệu. Do hòa tan của hydrocacbon phân tử lượng cao trong propan lỏng giới hạn, để tách các thành phần mong muốn ra khỏi nguyên liệu cần dư nhiều dung môi. Đồng thời cũng cần tiến hành tách naphten ở nhiệt độ cao khi độ hòa tan của hydrocacbon trong propan giảm. Đây là đặc điểm của propan so với nhiều dung môi khác (phenol, furfurol và các chất khác).
... dầu, q trình xem công đoạn lọc dầu trung gian, thiết phải có, đồng sơ đồ cơng nghệ lọc dầu làm tăng giá trị cho sản phẩm phân đoạn asphanlten, nhựa phân đoạn dầu nhờn Quá trình tách asphalten làm... cho việc phân tách chúng khó Nguyên liệu với thành phần phân đoạn rộng tách asphalten Trang GVHD: Th.S Nguyễn Văn Toàn nguyên liệu loại phân đoạn nhẹ Loại asphalten dầu nhiều dầu nhờn, nhận từ... chọn công nghệ tách asphalten Để tách nhựa, asphalten thông thường người ta dung phương pháp chiết với dung mơi thích hợp Viêc lựa chọn dung mơi phụ thuộc vào tính chọn lọc nó, tức vào khả phân tách