Chuyên đề nguyên liệu dầu mỡ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BỘ MÔN ĐỘNG CƠ ooOoo CHUYÊN ĐỀ NHIÊN LIỆU DẦU MỢ Giảng viên biên soạn: Th S Đỗ Quốc Ấm TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG NĂM 2005 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn MỤC LỤC Chương 1: Giới thiệu dầu khí chế biế n dầu khí 1.1.Thành phần dầu mỏ khí tự nhiên 1.2.Vài nét công nghệ chế biế n dầu khí Chương 2: Nhiên liệu trê n động xăng 13 2.1 Quá trình cháy động xăn g 13 2.2 Các tiêu chất lượng xăng 15 2.3 Phân loại xăng ôtô 20 Chương : Nhiên liệu Diesel 25 3.1 Quá trình cháy động điêzen 25 3.2 Thành phần nhiên liệu điêzen 3.3 Các tiêu chất lượng dầu điêzen ( Diesel Oil – DO ) 28 3.4 Phân loại nhiên liệu điêzen 35 h Chương 4: Những kiến thức dầu nhờn Min41 Chi 4.1 Cô ng dụ ng dầu nhờn hoạt động động 41 P Ho uat T 4.2 Thành phần dầu nhờn 43 y th am K 4.3 Các đặc tính dầu nhớt 48 u ph DH S g 4.4 Phân loại dầu bôi trơn 51 ruon t©T 4.5 Các lọai dầu chuyên dụyrigh ng 58 Cop Chương 5: Mỡ nhờn 63 5.1 Cô ng dụ ng thành phần mỡ nhờn 63 5.2 Các tiêu chất lượng mỡ nhờn 65 Những yếu tố ảnh hưởng tới tính chất mỡ nhờ n 69 Phân loại mỡ nhờn 71 5 Nhãn hiệu yê u cầu kỹ thuật mỡ nhờn 77 Chương : Chất tẩy rửa: 81 6.1 Sự hình thành cặn công dụng chất tẩy rửa dầu bôi trơn 6.2.Thành phần chế hoạt động phụ gia tẩy rửa 6.3.Thành phần chế hoạt động phụ gia phân tán Tài liệu tham khảo Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 81 81 82 84 27 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ DẦU KHÍ VÀ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ Dầu khí tên gọi tắt dầu mỏ (dầu thô ) hỗn hợp khí thiên nhiê n Dầu mỏ thườn g thể lỏng nhớt, có loại dầu nhiệt đô thường đông đặc lại Dầu mỏ có màu sắc thay đổi từ vàng nhạt tới đen sẫm, có ánh huỳ nh quang Độ nhớt dầu mỏ thay đổi khoảng rộng, từ tới 100 cSt (10-6m2/sec) Độ nhớt lớn hàng trăm lần so với nước tỷ trọng lại thấp Theo ý kiến chung đa số nhà khoa học giới, nguồn dầu khí có nguồ n gốc hữu Dầu khí sản phẩm phân hủy xác động thực vật lớp trầm tích, tác dụng phá hủy vi khuẩn hiếu khí Dầu mỏ hình thành di chuyển khỏi nơi xuất ban đầu tác động quy luật địa-vật lý, hóa-lý tự nhiên Dầu mỏ ngừng dịch chuyển tồn nơi có điều kiện địa chất thích hợp, hình thành vỉa dầu Các vỉa dầu thường sâu lòn g đất khoảng 2.000m trở lên Muốn khai thác dầu mỏ, người ta phải khoan nhữ ng giế ng khoan tới vỉa dầu Dầu mỏ tự phun lên áp suất cao giếng dầu hút lên kỹi thuậh phương tiện Min t Ch bơm hút phù hợp P Ho uat T n Ở vỉa dầu, áp suất lớn, Khí dầu mỏ tồn hai dạng: khí đồng hành khíKy th nhiê thiên hau pdầmmỏ, áp suất giảm chúng chuyển thành lượng khí dầu mỏ hòa tan dầu Khi khai thác H Su thể khí kèm theo dầu, gọi khí đồng hàuong Dõn g có nhữn g mỏ khí tồn riêng khô ng có dầu, gọi nh Cũ © Tr khí thiên nhiên ight yr Cop Dầu mỏ khí thiê n nhiên có ý nghóa trọng đại phát triển kinh tế quốc dân Từ dầu khí người ta chế biến thàn h loại nhiên liệu cung cấp năn g lượng cho hoạt động phần lớn chủng loại động cơ, thiết bị, máy móc Ngoài nhiên liệu, từ dầu mỏ người ta sản suất loại dầu mỡ khác nhau, loại nhựa đường Cũng từ nhiên liệu dầu khí người tạo lập ngành công nghiệp hù ng mạnh vào bậc giới ngành công nghiệp hóa dầu 1.1.Thành phần dầu mỏ khí tự nhiên Để hiểu chất dầu mỏ, trứơc hết cần xem xét thành phần nguyên tố cấu tạo nên dầu mỏ nguyên tố dầu mỏ tồn hợp chất nào? 1.1.1.Thành phần nguyên tố dầu mỏ khí tự nhiên Những nguyên tố chủ yếu tạo nên hợp phần dầu mỏ cacbon (C) hydro (H) Hàm lượng cacbon chiếm 83,5 - 87% hydro chiếm 11,5 – 14% khối lượng dầu mỏ Hàm lượng hydro dầu mỏ cao hẳn so với khoáng vật có nguồn gốc động, thực vật phân hủy khác, than bùn 8% Chính hàm lượng hydro cao so với cacbon giải thích nguyên nhân dầu mỏ tồn trạng thái lỏng Cũng với cacbon hydro, tất loại dầu mỏ có lưu huỳn h, oxy nitơ Tổng hàm lượng S, O, N vượt – 3% khối lượng Trong số nguyên tố này, nitơ chiếm phần nhỏ, khỏang 0,001 – 0,3% Hàm lượng oxy khoảng 0,1 – 1%, nhiên có loại dầu nhiều nhựa oxy chiếm tới – 3% Hàm lượng lưu huỳnh chiếm phần chủ yếu Ở loại dầu lưu huỳnh, hàm lượng S chiếm 0,1 – 1% khối lượng (dầu mỏ Việt Nam có lưu huỳn h, hàm lượng S nhỏ 0,1%) Loại dầu nhiều lưu huỳnh có hàm lượng S tới – 3% khối lượng số dầu mỏ Mêhico hàm lượng lưu huỳnh lên tới 3,65 – 5,30%, dầu Uzơbekistan 3,2 – 6,3% Dầu mỏ lưu huỳn h dầu ngọt, có giá trị kinh tế cao, ngược lại, dầu mỏ nhiều lưu huỳnh dầu chua, giá trị thấp Tồn dầu mỏ với hàm lượng thấp có số nguyên tố khác, chủ yếu kim loại Vanadi (V), niken (Ni), saét(Fe), magie (Mg), crom (Cr), titan (Ti), coban (Co), kali (K), canxi (Ca), natri (Na) Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn phốtpho (P) silic (Si) Hàm lượng nhữn g nguyên tố nhỏ , tồn số nguyên tố gây khó khăn cho dây chuyền cho công nghệ chế biế n dầu, hợp chất vanadi niken ảnh hưởn g đến đa số chủ ng loại xúc tác hóa dầu Các nguyên tố kim loại thường tồn dạng hợp chất kim, cấu tạo phức tạp có phần cặn dầu 1.1.2.Thành phần hóa học dầu mỏ khí tự nhiên Thành phần chủ yếu tạo nên dầu khí hydrocacbon Hydrocacbon nhữ ng hợp chất hữu cấu tạo hai nguyên tố hóa học hydro(H) cacbon(C) Những phân tử chất hydrocacbon khác số lượng nguyên tử cacbon cách xếp nguyên tử C, từ hình thành nê n nhóm hydrocacbon với cấu trúc hóa học khác có tính chất dị biệt 1.1.2.1 Nhóm hydrocacbon parafin (còn gọi nhóm hydrocacbon al-kan hay hydrocacbon no) bao gồm hydrocacbon có công thức tổng quát CnH2n+2 Trong n số cacbon có mạch phân tử Ở phân tử hydrocacbon parafin, nguyên tử cacbon liên kết với tạo nên mạch cacbon hở, liên kết đơn bền vững nên có tên hydrocacbon no Ở nhiệt độ áp suất thường (250C 1bar), hydrocacbon parafin trạng thái khác : _Thể khí (khi n=1,2,3,3) khí metan (CH4 ), etan (C2 H6), propan (C3 H8), butan (C4 H10) _Thể lỏng (khi n=5 n=17), hexan (C6 H14), heptan (C7 H16), octan (C8H18), nonan h Min Chi (C9H20), decan (C10H22), xetan (C16H34)… P Ho uat T _Thể rắn (khi n=18) trở lên octadecan (C18H38), nonadecan (C19H40), ecozan (C20H42) y th am K v…v… u ph DH S có dầu mỏ Khi nằm vỉa dầu Cả ba trạng thái nhóm hydrocacbon parafin g ruon hydrocacbon khí thể hòa tan ight © T u thô Khi khỏi vỉa trình khai thác, áp suất dầ yr C khí, khí đồng hành có thành phần khí metan (CH4 ), etan giảm chúng chuyển thành thểop (C2H6 ), propan (C3H8), butan (C4H10) phần pentan (C5 H12) Trong mỏ khí tự nhiên thàn h phần khí bao gồm hydrocacbon từ C1 tới C5 , nhiề u thành phần nhẹ metan Các hydrocacbon parafin rắn hòa tan hydrocacbon thể lỏng Như hiểu dầu mỏ thể hỗn hợp hydrocacbon, hydrocabon khí rắn hòa tan hydrocacbon lỏng Hydrocacbon parafin có hai dạng cấu tạo hóa học: _Các nguyên tử cacbon liên kết thành mạch thẳng gọi dạng normal (n-parafin hay n-alkan) n-octan (n-C8 H18) _Các nguyên tử bon liên kết thành mạch nhánh gọi dạng izo (izo-parafin hay izoalkan) izooctan (2.2.4-trimetylpentan) CH3 CH3-CH2-CH2-CH2-CH2 -CH2 -CH2-CH3 CH3 -C-CH2-CH-CH3 CH3 CH3 (n – C8H8 ) (izo – C8H8) n - octan izo octan Các hydrocacbon parafin có tính ổn định hóa học có khả tham gia phản ứng 1.2.2.2 Nhóm hydrocacbon naphten (hydrocacbon vòng no) bao gồm hydrocacbon có công thức tổng quát CnH2n Trong n số cacbon mạch phân tử Ở phân tử hydrocacbon naphten, nguyên tử cácbon liên kết với tạo nên vòng cabon kín liên kết đơn bền vững, nên có tên Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn hydrocacbon vòng no Loại hydrocacbon naphten chủ yế u vòng năm cacbon vòng sáu cacbon có tên laø cyclopentan vaø cyclohexan H2C CH2 CH2 H2C H2C CH2 H2C CH2 CH2 CH2 Cyclo petan CH2 Cyclo hexan Ngoaøi tồn nhiều dẫn suất kết hợp gôùc alkyl (ký hiệu R) với vòng no gọi alkyl cyclopentan alkyl cyclohexan R CH2 R H2C CH h CH H2C Min Chi P Ho uat T h H2C CH2 Ky t Ham C CH2 ph H Su ng D CH2 Truo ht © CH2 Alkyl cyclipentanCopyrig Alkyl cyclohexan Các hydrocabon naphten có tính ổn định hóa học Loại hydrocacbon naphten có mạch nhánh alkyl dài có độ nhớt cao 1.2.2.3.Nhóm hydrocacbon aromat (hydrocacbon thơm) bao gồm hydro cac bon có công thức tổng quát CnH2n-6 Trong n số cacbon mạch phân tử Ở nhóm hydrocacbon aromat, có chất benzen với công thức nguyên C6H6 Trong phân tử benzen, sáu nguyên tử cacbon liên kết thành vòng có ba liên kết đơn ba liên kết đôi xếp liên hợp với Trên sở vòng benzen hình thành hydrocacbon thơm khác chủ yếu cách nguyê n tử hydro bằn g gốc alkyl với độ dài cấu trúc mạch khác CH CH CH3 HC CH HC C HC CH HC CH CH (C6H6 ) Benzen CH (C6H5 – CH3) Metyl benzen (toluen) Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn CH3 CH R HC C HC CH CH3 CH (C6H5 – R) (C8H10) Xylen Alkyl (R) benzen Các phân tử hydrocacbon thơm ngưng tụ cấu tạo nhiều vòng benzen có mặt dầu mỏ với hàm lượng vài phần trăm Các hydrocacbon thơm có khả tham gia phản ứng hóa học mạnh, dễ bị oxy hóa biến chất Ngoài dầu mỏ tồn hydrocacbon lai tạp Trong thành phần chúng có h Min Chi vòng no, vòng thơm nhánh alkyl P Ho 1.2.2.4 Nhóm hydrocacbon olefin có tên hydrocacbon alken hay hydrocacbon không no, bao uat T h Ky t gồm hydrocacbon có công thức tổng quát CnH2n pham Su Trong n số cacbon mạch ong n H Ở phân tử hydrocacbon olefin, nguyên tử phâD tử u © Tr cacbon liên kết với tạo nên mạch cacbon hở, liên kết đơn liên kết đôi bền ight yr Co vững Do olefin có hoạtptính cao, ổn định, bền Các olefin có cấu trúc mạch thẳng (normal) nhánh (izo) Các hydrocacbon olefin khôn g có mặt dầu thô khí thiên nhiên, lại tồn với hàm lượ ng đán g kể sản phẩm chế biế n từ dầu mỏ, loại khí, loại xăng nhiên liệu khác thu từ số dây chuyền cô ng nghệ chế biến sâu nhà máy lọc dầu CH3 CH2 = CH2 CH3 – CH = CH2 CH3 – C – CH = C – CH3 CH3 CH3 (C2H4 ) (C3H6 ) (C8H16) Etylen Propylen Izo octen (2.2.4-trimetyl penten) 1.1.2.5 Những thàn h phần khác Trong khí dầu mỏ hợp phần hydrocacbon có khí khác khí cacbonnic (CO2), khí nitơ (N2), khí sunfua hydro (H2S) khí trơ argon (Ar), heli (He)… Trong dầu có nhữn g thành phần phức tạp chất nhựa asphalten hợp chất thơm ngưng tụ , có khối lượng phân tử cao nhựa chất nhựa có khối lượ ng phân tử 600-1000, cò n asphalten có khối lượng phân tử lên tới 1000-2500 cao Nhựa asphalten có tính ổn định hóa học kém, dễ bị oxy hóa, dễ làm sản phẩm dầu mỏ biến chất, đổi màu, dễ tạo cốc làm ảnh hưởn g xấu trình xúc tác chế biến dầu Ngoài nhựa-asphlten dầu thô có hợp chất chứa lưu huỳnh, nitơ kim loại nặng Đây đề u tạp chất làm giảm chất lượng dầu, gây độc hai cho trình chế biến dùng xúc tác, đồng thời gây ăn mòn kim loại ô nhiễm môi trườ ng Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn 1.2.Vài nét côn g nghệ chế biến dầu khí Nghành công nghiệp chế biến dầu khí phát triển nhanh, sau chiến tranh giới lần thứ hai Theo đánh giá chung tương lai lâu dài, dầu khí chiếm vị trí quan trọng lónh vực lượng nguyên liệu hóa học mà không loại nguyên liệu thay Phần sẽø trình bày hiể u biết chung trình chế biến dầu khí Dầu mỏ sau khai thác qua khâu xử lý tách nước, tách muối đưa vào nhà máy lọc dầu để chế biến thành sản phẩm đa dạng phong phú Những công đoạn chủ yếu trình lọc dầu chưng cất, chuyển hóa xúc tác, chuyển hóa nhiệt, tách lọc… nguồn nguyên liệu thích hợp nhằm thu loại sản phẩm cần thiết, có giá trị kinh tế cao 1.2.1 Chưng cất dầu mỏ Chưng cất dầu mỏ chế biến trực tiếp dầu mỏ tháp chưng cất với điều kiện áp suất nhiệt độ khác để tách dầu mỏ thành phân đoạn riên g biệt có phạm vi độ sôi thích hợp Trong trình chưng cất không xảy biến đổi hóa học thành dầu mỏ Quá trình chưng cất tiến hành theo hai giai đoạn: 1.2.1.1 Chưng cất khí Dầu mỏ đưa vào lò ống, dầu nấu nóng lên tới 330-3500, chuyển thàn h di chuyển lên tháp tinh cất Tháp có cấu tạo đóa vật liệu nhồi để tăng cường trình trao h Min Chic chiều nhau, nhờ đổi nhiệt chất hai luồng vật chất thể lỏng thể vận chuyển o ngï P H at T um vi độ sôi khác Tuy nhiên phân chia hỗn hợp dầu mỏ thành phân đoạn có phạ y th am K tương đối, thay đổi, phụ thuôïc cần lưu ý rằng, phạm vi độ sôi phân đoạn h Su p vào yêu cầu chất lượng sản phẩm, vào đặc tính DH thô chưng cất tính toán cụ thể nhà dầu g ruon sản xuất nhằm thu hiệu quảight © T cao Những phân đoạn chủ yếu chưng cất khí kinh tế yr Cop là: - Xăng thô (naphtha) từ 40 đến 2000C - Dầu hỏa (kerosinc) từ 140-3000 C - Phân đoạn điêzen (gas oil) từ 230-3500 C - Cặn chưng cất (residue) độ sôi >3500C Phân đoạn naphta cò n gọi xăng chưng cất, dùng pha chế với loại xăng khác làm xăng thương phẩm Ngoài chưng cất xăng thô thành phân đoạn có phạm vi sôi hẹp naphta nhẹ, naphta cac1oai bình, naphta nặng dùn g làm nguyê n liệu cho trình chế biến sau Phân đoạn kerosin (KO) tinh chế dung làm nhiên liệu phản lực Ngoài dùng kerosin làm khí đốt hay làm nguyên liệu cho dây chuyề n công nghệ khác Phân đoạn gas oil dù ng làm nhiên liệu cho động diezen (DO), đồ ng thời dùng làm nguyên liệu cho trình chế biến sau Phân đoạn cặn chưng chất khí gọi cặn mazut (resi-duc) dùng làm nhiên liệu đốt lò (FO) chuyển vào tháp chưng cất khí – chân không để tách làm phân đoạn nặng có phạm vi độ sôi khác 1.2.1.2 Chưng cất khí – chân không Cặn chưng cất khí đưa vào tháp chưng cất khí chân không Tại dây mazut phân chia thành phân đoạn phần cặn: -Phân đoạn nhẹ (lingt fraction) -Phân đoạn trung bình (midle fraction) -Phân đoạn nặng (heavy fraction) -Phần cặn (vacuum residue hay gudron), có độ sôi > 5000C Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Ba phân đoạn sử dụng làm nguyên liệu chế biế n ba loại dầu nhờn gốc Phần cặn chưng cất chân không dùng làm nguyên liệu tách lọc dầu nhờn cặn (bright stok) hay nguyên liệu sản xuất bitum, làm nguyên liệu cho công nghệ chế biến sau: Sơ đồ tinh cất khí chân không trình bày hình Xăng Dầu thô Pđ nhẹ Pđ trung bình Pđ nặng Dầu hỏa Dầu thô Su g DH Gurdon ruon C T ht © yrig op uat T y th am K Gasoil ph Chi P Ho h Min Mazut Hình 1: Sơ đồ chưng cất dầu mỏ 1- Lò ống; – Tháp tinh cất; 3- Bộ phận làm lạnh; 4- Bộ phận tách lỏng khí; 6- Bộ phận trao đổi nhiệt; 7- Bơm; 8- Cột hoá 1.2.2.Các trình chế biến sâu dầu mỏ Quá trình chưng cất dầu mỏ trình bày chủ yếu dựa vào tính chất vật lý bay ngưng tụ Trong trình chưng cất không xảy chuyển hóa thành phần hydrocacbon có dầu hiệu suất chất lượng sản phẩm chưng cất không đáp ứng yêu cầu sử dụng Để nâng cao chất lượng hiệu suất loại sản phẩm có giá trị kinh tế, cần có nhữ ng trình gồm số dây chuyền côn g nghệ chủ yếu trình chế hòa nhiệt trình chế biến nhiệt - xúc tác 1.2.2.1 Các trình chế hóa nhiệt a) Cracking nhiệt Cracking trình bẻ gãy mạch cacbon- cacbon hydrocacbon Trong côn g nghệ dầu mỏ, trình ứng dụ ng dể biế n đổi phân đoạn nặng thành sản phẩm nhẹ tương ứn g với khoảng sôi sản phẩm xăng, kerosen, diesel Có thể thực phản ứng tác dụng nhiệt độ (cracking nhiệt) xúc tác (cracking xúc tác) Cracking nhiệt trình phân huỷ tác dụng nhiệt, thực nhiệt độ 470-540 o ä C, áp suất 20-70 at Mục tiêu trình nhằm thu hồi xăng từ phần nặng thu hồi số olefin sử Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn dụng cô ng nghiệp tổng hợp hoá dầu Nguyên liệu công nghệ phần cặn chưng cất mazut gudron phần cặn trình chế biến sâu khác 1.2.2.2 Các quy trình chế hóa nhiệt – xúc tác Các quy trình chế hóa tác dụng nhiệt đơn cho sản phẩm giá trị, người ta sáng tạo công nghệ kết hợp sử dụng nhiệt với chất xúc tác để nâng cao chất lượng sản phẩm thu đựơc Các chất xúc tác đựoc sử dụng có tác dụng: - Tăng tốc độ phản ứn g - Làm giảm nhiệt độ cần thiết phản ứng - Tăng tính chọn lọc (hướng phản ứng theo hướng cần thiết) a) Cracking xúc tác Mục đích cracking xúc tác nhằm biến đổi phân đoạn dầu mỏ có phân tử lượng lớn thành cấu tử xăng có chất lượng cao Ngoài thu thêm sản phẩm phụ khác khí, nhiên liệu diezen Các chất xúc tác thường dùng alumino silicat dạng vô định hình tinh thể zeolit Nguyê n liệu sử dụng cặn mazut phân đoạn gas oil chưng cất trực tiếp chế biến sau b) Reforming xúc tác (platforming) nh i Mi Chhỗn hợp hydrocacbon Dây chuyền reforming xúc tác nhằm thu xăng có chất lượn.gHcao, P o thơm khí hydro kỹ thuật nhờ trình chuyể n hóa xúc tác cáuaphân đoạn naphta chưng cất c tT h Ky t chế biến sau Xúc tác sử dụng hệ đơn kim am i, nhị kim loại đa kim loại, chủ yếu loạ h Su p bạch kim (Pt) nên có tên platforming, vớong DtHkích hoạt xúc tác dạng axit flor (F) clo i chấ u © Tr (Cl) ight yr Nguyê n liệu dùn g choCop reforming xúc tác tùy thuộc vào nhu cầu sản phẩm nên khác nhau: - Để sản xuất xăng dùng phân đoạn naphta rộng (60 – 90 oC tới 1800 C) - Để sản xuất hydrocacbon thơm benzen, tulen xylen dùng phân đoạn naphta hẹp có phạm vi độ sôi tương öùng laø 62 – 850C, 85 – 1050C vaø 105 – 140 - Yêu cầu nguyên liệu hàm lượng lưu huỳnh khô ng 0,0001 – 0.0005% thể tích hàm lượng nitơ khôn g 0,0001% Sản phẩm thu gồm: -Hỗn hợp khí chứa thành phần nhiều metan, etan, propan butan, dùng làm nhiên liệu tách lọc thành hợp phần thích hợp dùng cho tổng hợ p hóa dầu - Reformat hỗn hợp lỏng có thành phần nhóm hydrocacbon thơm 40 – 65%, hydrocacbon phrafin vaø naphten 34 – 60%, cò n nhóm hydrocacbon không no 0,5 – 1,1% Sản phẩm dùng làm hợp phần pha chế xăn g thương phẩm, gọi xăng reforming có tính ổ n định hóa học tốt Cũng hàm lượng hydrocacbon thơm cao nên dùng làm nguyên liệu tách lọc loại hydrocacbon thơm: benzen, toluen xylen làm nguyên liệu cho hóa dầu -Khí hydro kỹ thuật có chứa tới 75 – 85% thể tích khí hydro nguyên chất, dùng làm nguồn cung cấp hydro cho quy trình công nghệ khác làm hydro, hydrocracking, đồng phân hóa… c) Hydrocracking Quy trình hydrocracking nhằm bẻ gãy mối nối C-C có tham gia hydro Dưới ản h hưởng khí hydro hợp chất chứa lưu huỳnh nitơ, oxy có nguyê n liệu hoàn toàn loại bỏ, hợp chất không no no hóa Do sản phẩm hydrocracking sản phẩm sáng màu có độ tính ổn định cao, phần cặn dầu Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Nguyeâ n liệu cho quy trình hydrocracking phong phú , sử dụng từ phần nhẹ naphta đến phân đoạn nặng chưng cất chân không, phân đoạn gas oil quy trình chế biến sau, loại dầu mazut Sản phẩm thu bao gồm: Hỗn hợp khí chủ yếu khí hydrocacbon no propan butan, dùng làm nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu sau xử lý tách lọc - Naphta hydrocraking có tính ổn định chống oxy hóa tốt, dùng pha chế xăng máy bay Người ta thường chưng cất naphta thành hai phân đoạn: xăng nhẹ ( sôi dầu tới 85 0C) dùng pha chế xăng thương phẩm Phần nặng(85 – 1800C) dùng làm nguyên liệu cho quy trình reforming - Kerosin có tính ổn định tốt dùn g làm hợp phần cho nhiên liệu phản lực -Gas oil dùng làm hợp phần cho nhiên liệu diezen 1.2.3 Các trình chế biế n khí Công nghệ chế biến dầu mo û(khí thiên nhiên, khí đồng hành, khí thu chưng cất dầu trình chế biến khác) phát triển nhanh có nhiều thuận lợi, đỡ phức tạp kỹ thuật lại rẻ tiền so với chế biến phần dầu nặng nhiều tạp chất Nghành công nghiệp đa dạng phong phú Dưới xem xét số dây chuyền cô ng nghệ có liên quan tới việc chế biến khí dầu mỏ thành nhiên liệu, chủ yếu loại xăng h Min Chi 1.2.3.1 Làm khí Ho t TP uược làm cẩn thận nhằm Các hỗn hợp khí hydrocacbon trước vào chế biến phải y th am K loại bỏ gần triệt để chất độc hydro sunfuah(H2 S), hợp chất mecracptan nhẹ (RHS), khí up DH S cacbonic (CO2) g ruon Quy trình làm có nhiềuight thuật khác nhau: hỹ © T yr a) Làm hóCop t, nghóa thực phản ứng hóa học chất cần loại bỏ a chấ thể khí hóa chất thích hợp dạng lỏng rắn b) Làm phương pháp hấp phụ chất khí cần loại bỏ chất hấp phụ thể rắn than hoạt tính, zeolit… Sau trình làm sạch, tùy thuộc kỹ thuật làm loại bỏ 85 – 99% chất tạp khí lẫn vào hỗn hợp khí hydrocacbon 1.2.3.2 Làm khô khí Ngoài việc loại bỏ khí tạp trên, yêu cầu hỗn hợp khí phải thật khô Kỹ thuật làm khô khí phân thành nhóm: a) Hấp thụ nước chất hút ẩm thể rắn silicagen, nhôm oxy hoạt tính, b) Hấp thụ nước chất hút ẩm thể lỏng dietylenglycol… c) Ngưng tụ nước đóng băng tạo tinh thể nước đá kỹ thuật né n làm lạnh 1.2.3.3 Chưng cất khí Quy trình chưng cất khí nhằm mục đích thu khí hydrocacbon nguyên chất riêng biệt phân đoạn khí có độ cao Nguyê n liệu đưa vào thiết bị chưng cất khí chia thành hai nhóm: a) Nhóm hydrocacbon no bao gồm khí thiên nhiên, khí đồng hành, khí chưng cất dầu thô áp suất khí quyển, khí reforming xúc tác khí hydrocracking b) Nhóm hydrocacbon không no bao gồm khí cracking nhiệt, cracking xúc tác, khí lò cốc hóa, khí steam cracking Sản phẩm thu từ thiết bị chưng cất khí đa dạng nguồ n nguyên liệu thiế u cho quy trình sản xuất xăng tổng hợp chế biến hóa dầu Sản phẩm từ thiết bị chưng cất hydrocacbon no: Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn 5.3.1.1 Ảnh hưởng cation xà phòng Các cation xà phòng gốc axit béo có ảnh hưởng tới khả làm đặc, tính chịu nước chịu nhiệt mỡ - Tính chịu nhiệt mỡ nhờn xà phòng có gốc axit béo theo chiều hướ ng giảm dần với thứ tự cation kim loại sau: stearic, xếp Li > Na > Ba > Ca > K > Zn > Pb - Tính chịu nước mỡ nhờ n xếp theo chiều hướng giảm dần dãy sau: Pb > Ca > Li > K > Na - Độ nhớt ổn định học mỡ gốc xà phòng, với cation khác có chiều thay đổi sau: Li > Na > Ca > Al Chỉ có xà phòn g kim loại kiềm, nhôm canxi, magie, thủy ngân, niken, có khả năn g tạo thành cấu trúc với dầu nhờn Xà phòng kim loại chì, kẽm có khả tạo mỡ kết tinh xà phòng nhanh nê n cấu trúc mỡ nhờn trường hợp không tạo thành ý muốn h Min Chi Bản chất gốc axit béo xà phò ng định tới khà năn g o m đặc, tính ổn định hoá P H uat T học, ổn định cấu trúc ổn định nhiệt mỡ nhờn y th am K u ph Độ ổ n định cấu trúc mỡ nhờn phụ thuộcS DH chủ yếu vào độ tan xà phòn g dầu Độ ong tan phụ thuộc chất xà phòngru dầu nhờ n hoà tan Độ tan xà phòng dầu t © T h yrig nhờn tăng theo chiề u dài mạchocacbon gốc axit tạo xà phòng C p 5.3.1.2.Những ảnh hưởng gốc axit béo - Xà phòng với gốc axit béo có mạch cacbon nhỏ 16 khó có khả tạo mỡ mỡ tạo thành nhiệt độ cao Nguyên loại xà phòng tan dầu nhờ n - Xà phòng với gốc axit béo có mạch cacbon lớn 18 tan tốt dầu, nê n có khả tạo mỡ tốt, mạch dài nên tính ổn định hóa học mỡ lại Kết thực tế cho thấy, xà phòng có gốc axit béo với mạch cacbo từ 16 tới 18 thích hợp với việc tạo cấu trúc cho mỡ bảo quan chất lượng cho mỡ thành phẩm Ngoài số nguyên tử cacbon mạch, cấu tạo mạch cacbon gốc axit ảnh hưởng tới tính chất mỡ Xà phòng gốc axit no dễ làm đặc mỡ, mỡ tạo có tính ổn định nhiệt tính ổn định oxy hóa tốt Ngược lại xà phòng không no ( có liên kết đôi mạch cacbon ) khó làm đặc mỡ, mỡ tạo có tinh chịu nhiệt chịu oxy hóa Để đánh giá tính “ không no “ gốc axit béo, người ta dùng trị số iốt Trị số iốt cao tính “không no” mạnh Yêu xà phòng làm đặc cho mỡ có trị số iốt thấp 70 mg 5.3.2 n h hưởng yếu tố khác 5.3.2.1 nh hưởng dầu nhờn Dầu nhờn chiếm tỉ lệ cao hợp phần mỡ, tính chất dầu ảnh hưởng rõ rệt tới hình thành tính chất mỡ Kinh nghiệm thực tế cho thấy rằng: - Dầu nhờn dùng để sản xuất mỡ có độ nhớt động học thích hợp, trung bình vào khoảng 10 – 50 cSt 50oC Dầu có độ nhớt bé lớn khó tạo thành khung cấu trúc cho mỡ, nên chất lượng mỡ tạo thành không tốt Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 70 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn - Dầu nhờ n có gốc parafin tạo mỡ nhờ n có tính ổn định nhiệt oxy hóa cao Gốc naphten dầu nhờn cặn tạo mỡ có cấu trúc ổ n định Dầu nhờn có trị số độ nhớt cao tạo loại mỡ nhờn mềm bóng Ngoài yêu cầu dầu nhờn có độ bám dính tốt, chống ăn mòn kim loại, tính bôi trơn tốt chất lượng mỡ nhờn tạo thành cao 5.3.2.2 nh hưởng chất ổn định cấu trúc Việc thêm vào mỡ nhờn thành phần cấu tử thứ ba với vai trò ổn định cấu trúc cần thiết Các chất ổn định cấu trúc thường dùng nước, rượu, glyxêrin, phênolamin Các chất có khả làm tăng độ tan xà phòng dầu nhờn làm bền 1iên kết xà phòng với dầu nhờn, tạo cấu trúc tốt cho mỡ nhờn Sự có mặt chất ổn định cấu trúc với tỷ lệ hợp lý có tác dụng tạo mỡ hoàn thiện nên mỡ có chất lượng tốt Sử dụng chất để ổn định cấu trúc cho loại mỡ tỷ lệ vừa phải vấn đề cần tiến hành khảo sát cụ thể không công thức chung cho loại mỡ Ví dụ với mỡ xà phòng canxi lượng nước 3% khối lượng có tác dụng ổn định cấu trúc mỡ tốt, vượt 3% có cấu trúc làm cấu trúc mỡ Ngược lại, cho nước vào mỡ nhôm, kết ngược lại, cấu trúc mỡ bị phá hủy hoàn toàn h Min Chi o P lượ Người ta thường pha vào mỡ nhờ n số phụ gia để cải thiện chấ.tH ng mỡ thông thường có uat T loại phụ gia chống oxy hóa, chống xước, chố ng mài mòK, bảo vệ bề mặt kim loại, phụ gia làm n y th am h đặc tạo cấu trúc, phụ gia làm biến dạng điều u p tạo cấu trúc mỡ, phụ gia chống tạo bọt chỉnh DH S g Có thể dùng phụ gia rời phụ gia trọn góon ru i t©T righ Việc dùn g phụ gia py ng trường hợp phải tính đế n ảnh hưở ng chúng tới tính chất từn g Co từ loại mỡ mà lựa chọn cho phù hợp Đối với mỡ có phản ứng kiềm yếu nên dùng hợp chất amian làm phụ gia cống oxy hóa, với mỡ có phản ứng axit lại phải chọn phụ gia gốc phenol Ngoài hàm lượng phụ gia phải phù hợp Hàm lượng phụ gia thấp không tác dụng, cao gây phá hủy giảm hiệu qua 5.3.2.3) nh hưởng phụ gia chất độn 5.3.2.4 nh hưởng lượng kiềm tự axit béo không xà phòng hóa Trong gốc mỡ xà phòng có mốt lượng kiềm tự (< 0,2%), tồn dạng glyxêrat, chất ổn định cấu trúc cho mỡ nhờ n Ngoài cò n lượng axit béo không xà phòng hóa yếu tố quan trọ ng định chất lượng mỡ nhờn mỡ nhờn 5.3.2.5 nh hưởng yếu tố công nghệ Xây dựng công trình nấu mỡ hợp lý đảm bảo yêu cầu kỹ thuật phù hợp với nguồn nguyên liệu đầu vào có ảnh hưởng lớ n đến chất lượng mỡ tạo thành Thực tế cho thấy , nấu mỡ nồi kín áp suất cao cho mỡ có chất lượng cao so với mỡ nấu nồi nhỏ Ngoài thời gian nấu, nhiệt độ nấu mỡ, phương thức tốc độ khuấy trộn … vấn đề thiết thực phải xác định qua thực tế cho phù hợp ,nhằm nâng cao chất lượng loại mỡ thành phẩm Phân loại mỡ nhờn Trên trình bày tính chất lý hóa chủ yếu mỡ nhờn ý nghóa tính chất việc lựa chọn, sử dụng mỡ Tuy thực tế mỡ có nhiều nhãn hiệu, để thuận tiện cho việc lựa chọn sử dụng chúng, cần phải xem xét phân loại mỡ nhờ n, tham khảo TCVN 5688 – 1992 phân loại mỡ nhờn Trong thực tế dùng số phân loại sau Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 71 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn 5.4.1 Phân loại mỡ nhờn theo chất làm đặc Dựa theo chất chất làm đặc phân chia mỡ nhờn làm bốn nhóm: 5.4.1.1 Mỡ nhờn gốc xà phòng Nhóm mỡ có chất làm đặc loại xà phòng Xà phòng dùng mỡ muối axit béo ( có mạch cacbon thích hợp C 12 - C18 ) với loại như: natri (Na), canxi (Ca), nhôm (Al), liti (Li) … có công thức tổng quát là: (RCOO)xMe Là gốc axit béo, ví dụ RCOO -: gốc C17H35COO – axit stearic C17H35COOH gốc C15H31COO – axit palmitic C15H31COOH Me +x : Ion kim loại, ví dụ Na+, Li+, Ca+, Al3+ … X : Hóa trị kim loại 1, Có loại xà phòng sau thường dùng công nghệ chế biến mỡ nhờn: a) Xà phòng kim loại kiềm ( Li, natri, kali ), dùng phổ biến nhấMlà h nhờn gốc xà t in mỡ Chi nhiệt độ nóng chảy phòng liti, dùng mỡ nhờn gốc xà phòn g kali Mỡ gốc xà phònP natri có g Ho at mỡ ung T gốc xà phòng liti vừa chịu cao, chịu nhiệt chịu nước Ngày thay th y bằ am K nhiệt vừa chịu nước ph H Su Dcanxi, bari, … ) Mỡ gốc xà phòng canxi có nhiệt độ g b) Xà phòng kim loại kiềm thổ ( magiê, ruon t©T độ nóng chảy trung bình, chịu igh t chịu nước tốt nhiệ yr Coploại khác ( kẽm, nhôm , chì …).Mỡ gốc xà phòng nhôm có tính chịu c) Xà phòng kim nước kể nước mặn d) Xà phòng hỗn hợp hai kim loại mỡ nhờn gốc xà phò ng natri canxi, mỡ nhờn gốc xà phòng liti canxi v.v… Đồng thời người ta phân biệt mỡ nhờ n gốc xà phòng thông thường mỡ nhờn xà phòn g phức 5.4.1.2 Mỡ nhờn gốc sáp ( Hydrocacbon rắn ) Nhóm mỡ nhờn có chất làm đặc hydrocacbon rắn có nhiệt độ nóng chảy cao parafin, serezin, petrolatum, ozokerit, loại sáp tự nhiên sáp tổng hợp khác Sáp dùng mỡ chia làm hai loại: a) Loại thạch lạp ( parafin rắn ) có nhiệt độ nóng chảy thấp b) Loại địa lạp ( ozokerit ) có nhiệt độ nón g chảy cao Mỡ gốc sáp có tính ổn định tốt nên thường đựoc dùng làm mỡ bảo quản Ví dụ mỡ pháo sản phẩm Liên Xô ( cũ ), sản xuất nhờ làm đặc dầu khoáng petrolatum ( 60 – 70 % ) vaø xerezin ( 5% ), có chứa 0,2% NaOH Nhiệt độ nhỏ giọt khô ng 50 oC 5.4.1.3 Mỡ nhờn gốc vô Nhóm mỡ có chất làm đặc chất vô có độ phân tán cao Phụ thuộc vào việc sử dụng loại chất làm đặc vô người ta phân loại mỡ mỡ nhờn silicagen, mỡ nhờn đất sét, mỡ nhờn bentonit, mỡ graphit Loại mỡ khô ng bị nóng chảy, có độ ổn định cao, thông thường dùng làm mỡ bôi trơn chuyên dù ng cho số ngành công nghiệp hóa chất, ximăng, sành sư, sắt thép, có nhiệt độ làm việc lên tới 200 oC Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 72 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn 5.4.1.4 Mỡ nhờn gốc hữu Nhóm mỡ có chất làm đặc chất hữu rắn có bề mặt riêng lớn, chịu nhiệt độ cao kháng nước tốt Trong nhóm nhiều loại mỡ có thành phần dầu khoáng dầu tổn g hợp với chất làm đặc khác nhau: a) Mỡ trùn g hợp có chất làm đặc polyme polyetylen, plypropylen, polytrafloroetylen, polytriflorocloroetylen b) Mỡ ureat có chất làm đặc dẫn xuất ankyl, axyl, aryl, urê, có khả làm việc khoản g nhiệt độ rộng từ – 70 tới 200o C c) Mỡ ureit có chất làm đặc ureit, sản phẩm tương tác polyizoxyanat với amin axit abietic d) Mỡ bột màu có chất làm đặc bột màu phtaloxyamin, indrantren, izovilantron, Loại mỡ có tính ổn định cao, chịu nhiệt, làm việc khoảng 250 – 300 oC có lên tới 500 oC Ngoài có mỡ bitum, mỡ bồ hóng v.v Phân loại mỡ nhờn theo công dụng 5.4.2.1 Phân loại theo GOST 23258 Liên Xô (cũ) Dựa vào công dụ ng, chia loại mỡ nhờn theo bố n nhóm sau: a) Mỡ bôi trơn chủ yếu nhằm chống lại ma sát, bổ sung cho chức củainhu bôi trơn Mỡ dầ hi M Cchức bôi trơn dùng bôi trơn chi tiết máy mà bôi trơn thể lỏng không thực hiệ n Ho TP uait trang thiết bị, máy móc b) Mỡ bảo quản với chức bảo vệ bề mặt kimth loạ y am Kt kim loại không han gỉ, hư hại, mỡ chống tác dụng không khí, nước, chất ăn mòn … đểpbề mặ h Su có tên mỡ bảo vệ Có loại mõ bảo quản g Dg, mỡ bảo quản dẻo … lỏn H ruon t T c) Mỡ làm kín với chức năn grchình© làm kín khớp nối ren đường ống dẫn, cụm h y ig nắp bít, đệm lót, chổCopi hệ thố ng bơm loại máy móc thiết bị … Có loại mỡ nố khớp nối ren, mỡ làm kín máy bơm, mỡ chân không d)Mỡ cáp loại mỡ chuyên dùng cho việc chống ăn mòn mài mòn hệ thống cáp cáp mỏ, cáp khoan, cáp cần cẩu, thang máy loại máy nâng Có loại mỡ cáp điện dùng bôi trơn ốp tiếp xúc mối nối ray nhằm đảm bảo độ dẫn điện ổ n định mối nối Loại mỡ cáp thép có khả làm việc khoảng nhiệt độ từ –30 – 40 oC, dùng để bôi trơn cáp trình làm việc luô n tiepá xúc với nước ngành vận chuyển gỗ hay hàn g hóa theo đườn g thủy 5.4.2.2.Phân loại mỡ nhờn theo công dụng Dựa theo khả sử dụng loại mỡ nhờn phân biệt chúng thành hai nhóm mỡ nhờn thông dụng mỡ nhờn chuyên dụng a) Mỡ nhờn thông dụn g loại mỡ dùng hầu hết loại xe máy với phạm vi nhiệt độ sử dụng khoảng 50 – 200 oC Chúng phân biệt theo nhiệt độ nón g chảy, gồm ba phân nhóm _ Mỡ nhờn nóng chảy thấp Các loại mỡ nhờn có độ nhỏ giọt từ 40 – 70 oC, sử dụng cho loại máy móc có nhiệt độ làm việc thấp Có loại mỡ Chiatim 201, 203, 205 Liên Xô (cũ) Mỡ Chiatim 201, 203 có pha thêm phụ gia chống oxy hóa, chống mài mòn tương đương với mỡ Aeroshell 6B ( hãng shell ), mỡ Beacon P 290 ( hãng Esso ) dùng cho thiết bị công suất nhỏ, nhiệt độ thấp Mỡ Chiatim 205 có chất làm đặc làxerezin, dùng vòn g đệm chắn dầu, mối nối ren thiết bị dỡ hàng làm việc môi trường ăn mò n _ Mỡ nhờn nóng chảy trung bình Nhóm mỡ có độ nỏ giọt từ 65-100 o C, dùng nhiệt độ làm việc khoảng 80 oC Thành phần gồm dầu nhờn xà phòng canxi Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 73 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Ở nước ta, trước thường dùng mỡ YC – có độ nhỏ giọt 75oC, độ xuyên kim 25 oC từ 230 – 290, thích hợp cho vú mỡ gầm xe ôtô, ổ đỡâ masát nhẹ Tương đương với YC – có nhãn hiệu _ Hãng Shell có mỡ Undergteas 2, Undergrease _ Hãng BP có mỡ Grease C _ Hãng Castrol có mỡ Castrol Heavy _ Hãng dầu Hunggari có mỡ 90 Ngoài YC – có mỡ Ycc – A ( gọi mỡ chì ) có pha thêm 10% bột graphit nhằm tăng tính dính bám chịu lực, có nhiệt độ nhỏ giọt 77oC độ xuyên kim 25oC 250 Mỡ dùng nhíp xe, dây cáp phanh, phận chuyển động máy kéo … Tương đương có nhãn hiệu: _ Hãng Shell có mỡ loại Barbatia 2, 3, _ Hãng dầu Hungari có mỡ loại AG – 80 _ Mỡ nhờn có nhiệt độ nóng chảy cao Nhóm mỡ có nhiệt độ nhỏ giọt 100oC, có thành phần gồm dầu nhờ n chất làm đặc xà phòng natri ( hỗn hợp natri – canxi ) Loại mỡ chiu nhiệt tốt, chịu nước Ở nước ta trước thường dùng loại mỡ nhờn thuộc nhóm mỡ nhờn YTh mỡ nhờn – Min ChioC, nhiệt độ sử dụng YTB ( mỡ – 13 ), NK –50 Mỡ YT – có nhiệt độ nhỏ giọt tối thiểu 150 P Ho không 130o C, dù ng cho môtơ điện, ổ bi máy kéo xe điện, tkhôn g dùn g nơi ẩm ướt Nhãn hiệ u uat T y h am K tương tương: u ph DH S _ Hãng Shell: mỡ Narita – g ruon _ Hãng Esso: mỡ Andox – C ight © T yr C mỡ _ Hãng dầu Hungari: op 100 Hiện mỡ có nhiệt độ nóng chảy cao chế biến chủ yếu từ xà phò ng liti Loại làm việc dãy nhiệt độ rộng từ –30 tới 150oC Ví dụ loại mỡ hãng dầu: _ Hãng BP có BP Grease L, BP Energrease L 21 – M & L – M, BP Energrease LS & LS – EP … _ Haõng Castrol coù Castrol LM, Castrol Spheerol AP, Castrol Spheerol EPL, Castrol MS – … _ Hãng Caltex có Starplex, Utra Duty Grease, Molytex Grease EP - 2, Marfak All Purpose … _ Công ty PVPDC có mỡ PV Grease MU – 2, Lithum EP – … b) Mỡ nhờn chuyên dụng Mỡ nhờn chuyên dụng loại mỡ dùng cho phận máy móc theo quy định nhà thiết kế chế tạo máy mà không thay rộng rãi loại mỡ khác Thuộc nhóm mỡ gồm mỡ hàng hải, mỡ đường sắt, mỡ công nghiệp, mỡ động máy bay … Có nhữn g loại mỡ công nghiệp với chất làm đặc khoáng sét, bentonít, chất màu … khôn g nóng chảy bền vững, dùng loại máy móc công nghiệ p hóa chất, sành sứ, gạch ngói, ximăng, sắt thép, với nhiệt độ làm việc lên 200o C _ Hãng BP coù BP Energrease HTG – 2, BP Grease BHT 252 … _ Hãng Castrol có mỡ Castrol Spheerol BM, Castrol Spheerol BNS … _ Hãng Caltex có Thermatex EP … 5.4.3 Phân loại mỡ nhờn theo NLGI Viện Dầu nhờn quốc gia Mỹ NLGI ( National Lubricating Grease Institute ) phối hợp với Hiệp hội Kỹ sư ôtô – SAE ( Society of Automotive Engineers ) Hiệp hội Thử nghiệm Vật liệu Hoa Kỳ – ASTM ( American Society for Testing and Materals ) phát triển hệ thống cho việc định, mô tả, phân loại đặc tính mỡ dùng cho ôtô ( xem bảng 25 ) Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 74 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Bảng 25: Phân loại mỡ nhờn theo NLGL STT Cấp NLGI 000 Độ xuyên kim ASTM 25oC/0,1mm 445 – 475 Dạng 00 400 – 430 Cực mềm 355 – 385 Rất mềm 310 – 340 Mềm 265 – 295 Mềm vừa 220 – 250 Rắn vừa 175 – 205 Rắn 130 – 160 Rất rắn 85 – 115 Cực rắn Nửa lỏng Chi P Ho h Min uat T y th mỡ nhờn ổ bi ma bánh xe, hai Hệ thống phân mỡ làm hai loại, ba cấpm K g cho dùn Su p m nhờn ma khung gầm cấp dùng cho mỡ nhờn khung gầm kết hợp cho g DH ruon 5.4.3.1.Loại phục vụ cho khung gầm T ht © yrigm a) Cấp NLGI LA cho khung gầ Cop Điển hình cho phận khung gầm khớp cacđăng xe khách, xe tải số xe khác tải nhẹ, dùng cho loại xe thay mỡ ứng dụng khô ng quan trọng Như số số cấp phục vụ, điểm nhỏ giọt cho cấp NLGI LA tối thiểu phải 80oC Có thử nghiệm khác xác định rõ thấp cấp b) Cấp NLGI LB cho khung gầm Điển hình cho phận khung gầm khớp cacđăng xe khách, tải số xe khác tải nhẹ tới khắc nghiệt, gặp hoạt động nhữn g điều kiện mà bao gồm định kỳ thay mỡ ké o dài, tải cao, rung động mạnh, để hở, nước chất nhiễm bẩn dễ xâm nhập Như số cấp phục vu, điểm nhỏ giọt cho cấp NLGI LB tối thiểu phải 150oC Có thử nghiệm khác xác định rõ cấp 5.4.3.2 Loại phục vụ cho ổ trục bánh xe a) Cấp NLGI cho ổ trục bánh xe Điển hình cho ổ trục bành xe xe khách, xe tải số xe khác tải nhẹ, gặp hoạt động xe thay mỡ thường xuyê n ứng dụng khô ng quan trọng Như số cấp phục vụ, điểm nhỏ giọt cấp NLGI GA tối thiểu phải 80 oC Có thử nghiệm khác xác định rõ cấp b) Cấp NLGI GB cho ổ trục bánh xe Điển hình cho hoạt động bạc đạn ổ trục bánh xe xe khách, xe tải số xe khác xe tải tới mức trung bình, gặp hầu hết xe hoạt động thành phố bình thường trê n đường cao tốc phục vụ cho công trường Như số cấp phục vụ, điểm nhỏ giọt cho cấp NLGI gb tối thiểu 175 oC Có thử nghiệm khác xác định rõ cấp c) Cấp NLGI GC cho ổ trục bánh xe Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 75 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Điển hình cho hoạt động bạc đạn ổ trục bánh xe xe khách, xe tải số xe khác xe tải tới khắc nghiệt, gặp số xe hoạt động điều kiện đưa đến nhiệt độ cao bạc đạn Điều bao gồm nhữ ng xe hoạt động chế độ dừng – chạy thường xuyên chế độ phanh khắc nghiệt Có thử nghiệm khác xác định rõ cấp này.Để phân biệt đặc tính loại mỡ xem xét bảng 29 30 Bảng 26 Đặc tính chủ yếu loại mỡ Đặc tính STT Loaïi mỡ ( chất làm đặc ) Nhiệt độ sử Nhiệt độ dụng nhỏ giọt Khả chịu Kết cấu o cao ( C) nước ( oC ) 82 > 80 ( * ) Nhẵn,mịn Tốt 107 188 Mịn Tốt 77 82 Mịn Tốt inh M Chi t 150 260 Mịn Ho Tố TP 150 190 Nhẵn,sợiuat Khá đến tốt th y am K 120 170 Xấu đến u ph DH S y Mịn 120 khôg g chả n Tuyệt hảo ruon t © T 160 Nhẵn Tuyệ hảo igh r160 Xà phòng nhôm Xà phòng bari Xà phòng canxi Xà phòng phức canxi Xà phòng liti Xà phòng natri Vô Hữu y Cop ( * ) Nhiệt độ chảy mềm Bảng 27 Đặc tính chủ yếu loại mỡ S T T Loại mỡ (chất làm đặc) Xà phòng canxi Xà phòng natri Xà phòng liti Xà phòng liti (phứchợp) Xà phòng nhôm (phức hợp) Bentonit (đất sét) Kỵ nước Rất tốt Kém Tốt Rất tốt Rất tốt tốt Đặc tính Sử dụng Tác dụng Chống an toàn nước ăn mòn (oC) Rất bền Tốt 50 – 60 Kém bền Tốt 90 – 100 Tới 90oC Tốt 90 – 130 Bền Rất tốt 150 – 175 Rất bền Bền Rất tốt Khá Tách dầu Khá Khá Tốt Tốt Rất tốt Tính bền oxy hóa Khá Khá Tốt Rất tốt 150 – 175 150 –175 Rất tốt Khá Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Rất tốt Khaù 76 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn 5 Nhãn hiệu yêu cầu kỹ thuật mỡ nhờn Nhãn hiệu chủng loại mỡ chủ yếu nước ta trích dẫn bảng 31 Bảng 28 Nhãn hiệu loại mỡ nhờn STT (1) I Nhãn hiệu (2) Công ty PVPDC Grease MU – 2 Lithium EP – II - Mỡ Grease MU – mỡ đa dụng gốc xà phòng liti, có khả chịu nhiệt chịu nước tốt Mỡ dùng rộn g rãi cho mỡ bơm mỡ sáp Loại mỡ công ty thườ ng đặt sản xuất nước theo công thức tiêu chuẩn mỡ Agip MU – ( Italia ) - Mỡ Lithium EP – mỡ gốc liti vạn công ty thường nhập từ nước Có tính chịu nước, chịu nhiệt, ổn định hoá học, chịu tải tốt Thích hợp cho thiết bị công nghiệp vận h tải Min Chi Cana – 13 - Mỡ Cana – 13 mỡ gốc xà phòn g hỗn P Hocanxi natri hợp at T thung điện, ma ôtô Dùng bôi trơn ổ trục lăn, ổ trục củy độ Ka pham phận chịu ma H Su sát tương tự ng D uo © Tr ight chì số mỡ tổng hợp gốc canxi, chịu ẩm cao, có Mỡ phấn chì số - Mỡrphấn y Cop thừa – 11% bột graphit Dùng bôi trơn nhíp ôtô, tàu hỏa, máy kéo, hộp bánh răn g có tải trọng lớn, chịu mài mòn va đập mạnh Tương đưong mỡ Ycc – A Liên Xô (cũ) Công ty BP BP Grease C Mỡ BP Grease C mỡ gốc xà phòng canxi, chịu nước, chịu nhiệt Được dùng cho bề mặt trượt nhiệt độ bình thườn g, tải trọng vừa phải khung gầm thiết bị chịu rung nhẹ, nhiệt độ làm việc không 60oC BP Specis Đặc tính công dụng (3) - Mỡ BP Specis FM mỡ gốc phức canxi Có tính bền học, chịu tải trọng rung độ ng mạnh Có tính bền nhiệt cao, dải nhiệt độ sử dụng từ – 20 tới 160oC Có tính chống mài mòn, ăn mòn bám dính tốt Đặc biệt không làm biến tính loại thực phẩm, dùng phận cần bôi trơn thiết bị, máy móc ngành công nghiệp thực phẩm BP Grease L (1) (2) - Mỡ BP Grease L la mỡ gốc xà phòng liti có khả chịu nhiệt, chịu tải trọng chống oxy hóa tốt Dùng bôi trơn ổ bi, bạc đạn chịu tải dải nhiệt độ làm việc từ – 20oC tới 150oC Còn dùng cho vòng bi, ổ đũa có tốc độ cao môtơ điện, máy công cụ dệt, chế biến gỗ, máy xây dựng (3) Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 77 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn BP Energrease L 21 – M & L2–M - Mỡ BP Energrease L 21 – M & L – M mỡ gốc xà phòn g liti có pha thêm phụ gia molipden disulfua chống ngẹt máy Dùng cho loại ôtô khớp điều khiể n điểm treo Có thể dùng thay loại mỡ graphit máy móc công nghiệp BP Energrease LS & LS – EP - Mỡ BP Energrease LS – EP mỡ gốc xà phòng liti có chất lượng cao Dù ng bôi trơn bạc đạn vòng bi, chịu tải với tốc độ, làm việc dải nhiệt độ rộ ng từ – 30o C tới 130oC BP Energrease HTG – - Mỡ BP Energrease HTG – loại mỡ polyme gốc đất sét, có phụ gia Dù ng cô ng nghiệp hóa chất, sành sứ, gạch ngói, ximăng, sắt thép nhiệt độ làm việc lên tới 200o C III Coâng ty Castrol Castrol LM, Castrol AP – 3, Castrol Spheerol EPL – 2, Castrol MS – castrol Heavy IV castrol spheerol BN, castrol BNS Coâng ty Caltex marfak mltipurpose mltifak EP RPM Grease SRI (1) V (2) Coâng ty Mobil - Các nhãn hiệu mỡ nhờn Castrol LM, CastrolSpheerolinh – 3, AP M Chi gốc xà Castrol Spheerol EPL – 2, castrol MS – nhóm mỡ P Ho uat T hợp cho điều phòng liti có cô ng dụng riêy g, thích n th am K kiện bôi trơn khác u ph HS ng D uo © Tr - Mỡrcastrol Heavy mỡ gốc xà phòng canxi ight y Cop - Mỡ castrol spheerol BN castrol spheerol BNS gốc mỡ bentonit - Mỡ marfak Multipurpose Công ty caltex mỡ ôtô đa dụng,c ó chúa sầu khoáng cấp IS 220, chất làm đặc xà phòng liti, có chất ức chế oxy hóa chống ăn mòn Sử dụn g cho ôtô thiết bị công nghiệp ( ổ bi ổ đũa ổ lăn ) yêu cầu loại mỡ chuyên dụng mỡ cực áp - Mỡ multifak EP mỡ chịu cực áp dụng công nghiệ p, đa dụng, chức loại dầu gốc khoáng inh chế kỹ, chất làm đặc xà phòng liti, có pha oại phụ gia cực áp chất ức chế chống gỉ oxy hóa Cũng thích hợ p sử dụng loại mỡ ôtô đa dụng cho máy thiết bị công nghiệp - RPM greasesri loại mỡ pha chế đặc biệt từ dầu gốc parafin tinh lọc kỹ với chất làm đặc polyme tổng hợp không tro chất ức chế chống gỉ chống oxy hóa Mỡ dùng bôi trơn ổ kim, ổ đũa, ổ cầu đỡ, làm việc với tốc độ cao ( 10.000 vò ng / phút ) hay nhiệt độ cao, tiếp xúc nước, kể nước mặn (3) Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 78 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Mobilux 1,2,3 - Mỡ Mobilux 1,2,3 mỡ công nghiệp đa dụng, gốc xà phò ng liti, sử dụng rộng rãi côn g nghiệ p Mỡ có chứa phụ gia chống oxy hóa chống gỉ Giữ kết cấu mỡ dãy nhiệt độ từ –20 đến +30oC Mobiltemp 0, 1,2 &78 - Mỡ Mobiltemp 0, 1, & 78 mỡ công nghiệp chịu nhiệt độ cao ( từ 150 – 175 o C ) Có khả ổ n định cấu thể tốt nhiệt độ cao, chống oxy hóa chống ăn mòn không khí ẩm Mobilplex - Mỡ Mobilplex mỡ chịu áp lực cực trị đa dụng, gốc xà phòng canxi phức hợp Có khả chố ng mài mòn tải trọng lớn hay va đập, vừa chịu nước vừa chịu nhiệt h Min Chi Ho Để hiểu thêm yêu cầu kỹ thuật loại mỡ nhờn có thểttham TP o baûng 29: uat khaû y h am K u ph Bảng 29 Mỡ BP ng DH S C – Grease uo © Tr ight opyr Tên tiêu C Phương pháp Kết Phân loại NLGI Độ xuyên kim ( 25oC /0,1 mm Độ nhỏ giọt (oC) n mòn mảnh đồng Hàm lượng tro ( % khối lượng ) _ ASTM D ASTM D ASTM D ASTM D 278 80 1a 1,8 271 556 130 874 Bảng 30 Mỡ BP Grease L Tên tiêu Phân loại NLGI Độ xuyên kim ( 25oC /0,1 mm Độ nhỏ giọt (oC) n mòn mảnh đồng Độ bền oxy hóa 100 h/99o C (KG/cm) Tách dầu 24 h/100 oC (%khối lượng ) Khuynh hướng rò gỉ (g) Độ nhiễm nước ( % khối lượng ) Phương pháp Mỡ L2 L3 L4 _ ASTM D 217 ASTM D 566 IP 112 ASTM D 942 278 190 khoâng 0,4 220 200 khoâng 0,4 190 200 khoâng 0,4 ASTM D 1742 ASTM D 1263 ASTM D 1264 3,0 2,0 3,0 2,0 1,2 2,5 2,0 1,2 2,5 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 79 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Bảng 31 Mỡ BP Energrease L 21 – M & L – Mỡ nhờn Tên tiêu Phương pháp Mỡ L 21 – M L2–M Phân loại NLGI _ 2 Độ xuyên kim 25oC/0,1 mm ASTM D 217 265/295 265/295 Maøu _ Đen Nâu Điểm nhỏ giọt (oC) ASTM D 556 190 190 Hàm lượng nước ( % khối lượng ) ASTM D 95 Vết Vết Cấu trúc _ Mượt Mượt h Min Chi P Ho uat T y th K ham Bảng32 Mỡ Multifak EP côu g ty Caltex S np g DH ruon T ht © yrig Cop Multifak Tên tiêu Nhiệt độ nhỏ giọt (o C) 180 195 195 205 Độ nhớt (cSt) - 40 oC 208 208 208 208 - 100 oC 18,2 18,2 18,2 18,2 Độ xuyên kim sau nhào trộn 25oC 370 325 280 235 Chất làm đặc (liti) (%khối lượng) 7,5 10 5.Tải Timken OK (kg) 18 18 18 18 Caáp NLGI Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 80 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Chương 6: CHẤT TẨY RỬA VÀ PHÂN TÁN 6.1 Sự hình thành cặn công dụng chất tẩy rửa dầu bôi trơn 6.1.1.Hiện tượng tạo sơn(vec-ni) Khi độ ng hoạt động bề mặt chi tiết có nhiệt độ cao thân pit-tông vùng rãn h xec-măng có đọng lại cacbon dạng màng mỏng, bám bề mặt chi tiết lấp lánh lớp phủ gọi lớp sơn( số tài liệu g vecni) Lớp sơn có tính dẫn nhiệt kém, bám bề mặtcác chi tiết làm cho chi tiết nhiệt Hiện tượng hình thành lớp sơn nguyên nhân sau - Do oxy hoá lớp dầu mỏng mặt chi tiết có nhiệt độ cao - Do sản phẩm oxy hoá từ nơi khác cuả động bám lên bề mặt chi tiết Để hạn chế hình thành lớp sơn Người ta cho vào dầu phụ gia chống oxy hoá tẩy rửa Nế u lớp dầu 250oC sau 20 phút biến thành sơn, có phụ gia chống oxy hoá thời gian kéo dài 80-100 phút Khi cho phụ gia tẩy rửa vào dầu sản phẩm oxy hoá h a tạo bề Min vừ Chicơ tạo sơn mặt chi tiết máy bị nhanh chóng khắc phục nguy P Ho uat T Hiện tượng tạo cặn động y th am K m khác tích lại dầu Khi động làm việc dầu bị bẩn nhiềphsản phẩ u H Su Dc điều kiện định chất pha trộn lẫn muội than, hạt mài mòn, nước, bụi tronggcá ruon © xuố t g T ng cac-te chứa dầu, đườn g ống dẫn dầu , h tạo thành chất sền sệt glắn yri Cop c đường ống dẫn dầu dẫn đến cố nguy hiểm cho động Để bầu lọc dầu điều làm tắc cá hạn chế tạo cặn dầu có chất chống tạo cặn chúng giúp phân tán cặn thành chất lơ lửng dầu không cho chúng liên kết với Ngoài chất tẩy rửa chất phân tán có khả trung hoà axit có dầu( trị số kiềm tổng chúng lên đến 50-70) 6.2.Thành phần chế hoạt động phụ gia tẩy rửa Chất tẩy rửa môt loại phu gia dầu bôi trơn, chúng thườ ng pha vào dầu bôi trơn với tỷ lệ 2-10% khối lượng Các loại phụ gia thường Sulphonate, Sulphurised Phenate, Salicylate kim loại kiềm (Ba, Ca, Na ) Chỉ số kiềm tổng TBN chúng từ 50-70 để trung hoà thành phần axit chứa daàu Sulphonate MSO3 Sulphurised Phenate MO Sn MO Salicylate MO CO2 H M: Calcium hay Magnesium Hình 4: Cấu trúc phụ gia tẩy rửa Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 81 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn Cấu trúc chất tẩy rửa minh hoạ đơn giản hình Chún g bao gồm đuôi hydrocacbon đầu mạch vòng có đính ion kim loại hình vẽ Các Ion kim loại phân cực đóng vai trò tạo liên kết vời nhữ ng tạp chất hình vẽ Phần đuôi hydrocacbon giúp cho phân tử tan dầu gốc Cơ chế hoạt động ng minh hoạ hình vẽ Chi P Ho h Min Hình 5: Cơ chế hoạt động phụ gia tẩy rưả T huat Ky t pham H Su tán 6.3.Thành phần chế hoạt động phụngia phân gD Truo dầu bôi trơn ng làm ức chế trình tạo Chất phân tán đóng vai trò ichất©phụ gia ght opyrn quan trọng bao gồm: C độn g Các phụ gia phân tá • Ankenyl polyamin suxinimit • Ankylhroxybenzyl polyamin • Este polyhroxy-suxinic • Poly-aminamit- imidazolin • Polyamin suxinimit • Este- photphonat Cấu trúc chúng gần giống cấu trúc chất tẩy rửa Cầu nối Chuỗi hydrocacbon tan dầu Phần phân cực Hình 6: Cấu trúc phụ gia chống bám cặn Phần phân cực có lực lớn với cặn bẩn, ng liên kết với cặn bẩn tạo thành vành đai xung quanh cặn điề u khiến cặn không liên kết lại với nhau, không tạo mảng bám động Phần cấu nối đóng vai trò liên kết phần phân cực chuỗi Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn 82 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn hydrocacbon tan dầu Tính phân cực có hiệ n diện nguyên tử nitơ, photpho có dầu Cặn Hình 7: Cơ chế hoạt động phụ gia chống bám cặn ight opyr C uo © Tr HS ng D uat T u ph y th am K Chi P Ho Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn h Min 83 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Liên đoàn xuất ôtô v/o Autoexport moscou, Nhiê n liệu xăng dầu mỡ, Tổng công ty nhập máy, 1976 [2] C Kajdas, Dầu mỡ bôi trơn, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2000 [3] Viện hoá học công nghiệp, Sổ tay sử dụng dầu mỡ bôi trơn, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1991 [4] Nguyễn Ngọc An, Nhiên liệu dầu mỡ dùng cho xe máy, Nhà xuất công nhân kỹ thuật,1977 [5] PGS.TS Đinh Thị Ngọ, Hoá học dầu mỏ khí, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 [6] Nguyễn Đình Phổ, n mòn bảo vệ kim loại, Trường Đại học bách khoa TP H Chí Minh,1980 h Min [7] Vũ Tam Huề, Nguyễn Phương Tùng, Hướ ng dẫn sử dụn g nhiên liệu dầu mỡ, Nhà xuất Chi P Ho khoa học kỹ thuật, 2000 uat T y th [8] Castrol , Oil and engines, 2000 am K ph [9] Caùc tài liệu hướng dẫn sử dụn g dầu nhớDcủSucông ty Castrol, Ford,… tHa g ruon t©T h yrig Cop Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn ... dụng làm nguyên liệu chế biế n ba loại dầu nhờn gốc Phần cặn chưng cất chân không dùng làm nguyên liệu tách lọc dầu nhờn cặn (bright stok) hay nguyên liệu sản xuất bitum, làm nguyên liệu cho... sôi 2050C làm nhiên liệu diezen -Phân đoạn propan propylen PPF hình thàn h trình chế biến, lại hồi lưu dùng tiếp làm nguyên liệu 1.2.4 Chế biến dầu mỡ nhờn Dầu mỡ nhờn gọi dầu mỡ bôi trơn loại sản... GIỚI THIỆU VỀ DẦU KHÍ VÀ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ Dầu khí tên gọi tắt dầu mỏ (dầu thô ) hỗn hợp khí thiên nhiê n Dầu mỏ thườn g thể lỏng nhớt, có loại dầu nhiệt đô thường đông đặc lại Dầu mỏ có màu sắc