Nghiên cứu phương án xử lý và tận dụng dầu nhờn động cơ thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA # " NGUYỄN CHÍ ĐỨC NGHIÊN CỨU PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ TẬN DỤNG DẦU NHỜN ĐỘNG CƠ PHẾ THẢI Chuyên ngành : KỸ THUẬT HÓA HỌC Mã số : 2.10.00 LUẬN ÁN CAO HỌC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NĂM 2002 ĐỀ TÀI ĐƯC THỰC HIỆN Tại TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ………………………………… o O o………………………………… Hướng Dẫn Khoa Học: PGS TS PHAN MINH TÂN TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC Chấm Phản Biện: Cán chấm phản biện 1: …………… ………………………………………………… Cán chấm phản biện 2: ……… … …………………………………………………… LUẬN ÁN CAO HỌC bảo vệ HỘI ĐỒNG LUẬN ÁN CAO HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Ngày Tháng 10 Năm 2002 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh phúc oOo NHIỆM VỤ LUẬN ÁN CAO HỌC Họ tên học viên: Ngày, Tháng, Năm sinh: Chuyên ngành: NGUYỄN CHÍ ĐỨC 24/05/1974 KỸ THUẬT HOÁ HỌC Phái : Nam Nơi sinh: Sài Gòn I - TÊN ĐỀ TÀI : THẢI NGHIÊN CỨU PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ VÀ TẬN DỤNG DẦU NHỜN ĐỘNG CƠ PHẾ II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG • Tìm hiểu dầu mỡ nhờn, dầu nhờn động qua sử dụng • Khả gây ô nhiễm số phương án xử lý dầu nhờn thải • Nghiên cứu đề xuất phương án xử lý tận dụng dầu nhờn động thải thích hợp với điều kiện Việt nam ; với hướng nghiên cứu : ¾ Nhiên liệu, ¾ Nguyên liệu dầu mỡ bôi trơn III - NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 17/01/2002 IV - NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 24/09/2002 V - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS PHAN MINH TÂN TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC VI - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: ………………… ………………………………………………… VII - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: ………………… ………………………………………………… CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS.PHAN MINH TÂN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ NHẬN XÉT TS NGUYỄN VĂN PHƯỚC ………………………………………………… CÁN BỘ NHẬN XÉT ……………………………………………… … Nội dung đề cương Luận Án Cao Học thông qua hội đồng chuyên ngành Ngày PHÒNG QLKH - SĐH Tháng Năm 2002 CHỦ NHIỆM NGÀNH PGS TS MAI HỮU KHIÊM LỜI CÁM ƠN Tác giả xin trân trọng cám ơn Thầy hướng dẫn • PGS Phan Minh Tân • TS Nguyễn Văn Phước Đã tận tình hướng dẫn, đóng góp ý kiến, truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý báu, tạo điều kiện thuận lợi để luận văn hoàn thành Xin chân thành cám ơn tất Thầy, Cô giáo lớp Cao học Hoá học trường Đại Học Bách Khoa suốt trình đào tạo trang bị cho kiến thức cần thiết Chân thành cám ơn Thầy Cô, Anh Chị thuộc phòng ban chức năng, phòng QLKH – SĐH tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành khoá học Chân thành cám ơn Thầy nhận xét phản biện đóng góp nhiều ý kiến qúy báu cho luận văn Cuối xin cám ơn tất bạn bè, đồng nghiệp Khoa Hoá Khoa Môi Trường… nhiệt tình ủng hộ giúp đỡ suốt trình học tập công tác vừa qua Tp Hồ Chí Minh, Ngày 20 Tháng 09 Năm 2002 NGUYỄN CHÍ ĐỨC LỚP CAO HỌC CNHH – K.08 Tóm tắt : Hiện dầu nhờn chất bôi trơn chủ yếu ngành công nghiệp dân dụng Số lượng dầu nhờn sử dụng cho mục đích bôi trơn Việt Nam lớn khoảng 180.000 /năm Dầu nhờn qua sử dụng loại chế thải độc hại dùng không mục đích thải trực tiếp vào môi trường, gây lãng phí ảnh hưởng nặng nề đến môi trường sinh thái đặc biệt nguồn nước Do cần phải có biện pháp xử lý dầu nhờn thải cách thích hợp để không gây tác hại đến môi trường mà tận dụng nguồn nguyên liệu quý giá Abstract : Nowadays, lubricant is the most popular lubricating in industrial and civil activities The amount of lubricant used in Vietnam, about 180.000 tons/year Waste lubricating oil is hazardous waste and the sources of serious pollutant hadn’t used for right purpose or directly emittant to environment It cause waste and environmental pollution especially in soil and water Therefore, there is a need to develop an appropriate treatment technology for waste lubricating oil so that we not only protect the environment but also reuse this valuable resource MUÏC LUÏC Trang MỤC LỤC MỞ ĐẦU………………………………………………………………………………………………………………………………………….01 Phần I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU I.1 : GIỚI THIỆU VỀ DẦU NHỜN I.1.1 Quá trình hình thành phát triển dầu nhờn …………………………………………….03 I.1.2 Thành phần hoá học chức dầu nhờn………………………………………….….05 I.1.3 Công nghệ sản xuất dầu nhờn từ dầu gốc…………………………………………………………….20 I.2 : GIỚI THIỆU VỀ MỢ NHỜN I.2.1 Công dụng mỡ nhờn…………………………………………………………………………………………… 23 I.2.2 Thành phần cấu tạo mỡ nhờn…………………………………………………………………………….24 I.2.3 Công nghệ sản xuất mỡ nhờn…………………………………………………….………………………………25 I.2.4 Phân loại đặc tính mỡ nhờn………………………………………………………………………………….28 I.3 : DẦU NHỜN ĐỘNG CƠ PHẾ THẢI I.3.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ dầu nhờn nước……………………………………….32 I.3.2 Đánh giá chất lượng dầu nhờn sử dụng……………………………………………………………34 I.3.3 Khả gây ô nhiễm biện pháp quản lý dầu nhờn thải…………………………37 I.4 : XỬ LÝ VÀ TÁI SỬ DỤNG DẦU NHỜN ĐỘNG CƠ PHẾ THẢI I.4.1 Khả sử dụng dầu nhờn thải………………………………………………………………………………43 I.4.1.1 Làm chất đốt, nhiên liệu……………………………………………………………………………… 43 I.4.1.2 Nguyên liệu để sản xuất sản phẩm có giá trị………………………… ……44 I.4.2 Hướng làm nhiên liệu lỏng……………………………………………………………………………………….…44 I.4.3 Hướng tái sinh làm dầu mỡ nhờn………………………………………………………………………………45 I.4.3.1 Cơ sở trình tái sinh dầu nhờn thải…………………………………………… 45 I.4.3.2 Bản chất trình tái sinh dầu nhờn thải………………………………………46 I.4.3.3 Các phương pháp tái sinh dầu nhờn thải…………………………………………………46 Phần : THỰC NGHIỆM II.1 Lựa chọn phương án xử lý dầu nhờn động thải……………………………………………49 II.2 Đặc tính dầu nhờn động thải……………………………………………………………………………….51 II.2.1 Chuẩn bị mẫu thử nghiệm………………………………………………………………………51 II.2.2 Các thông số khảo sát………………………………………………………………………………………52 II.3 Xử lý dầu nhờn động thải ………… …………………………………………………………………………56 II.3.1 Xử lý dầu nhờn động thải H2SO4 Shell ATC … 56 II.3.2 Xử lý dầu nhờn động thải NaOH, Na2CO3, H2SO4 số hoá chất khác …………………………………………………………………………………… 58 II.3.3 Hoá chất thiết bị sử dụng…………………………………………………… … 62 II.4 Tái sử dụng dầu nhờn động thải…….………………………………………………………………… 63 II.4.1 Tái sử dụng dầu nhờn động thải làm nhiên liệu………………………………63 II.4.2 Tái sử dụng dầu nhờn động thải làm dầu động cơ………………………….65 II.4.3 Tái sử dụng dầu nhờn động thải làm mỡ nhờn……… …………………… 67 Phần : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN III.1 Xử lý dầu nhờn động thải………………………………………………………………………………………69 III.2 Tái sử dụng dầu nhờn động thải làm nhiên liệu………………… ………………………83 III.3 Tái sử dụng dầu nhờn động thải làm dầu động cơ………………………… ………….86 III.4 Tái sử dụng dầu nhờn động thải làm mỡ nhờn……… ……………………………………89 Phần : KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ PHỤ LỤC Phụ lục : Các phương pháp tiêu chuẩn xác định thông số tiêu Phụ lục : Kiểm soát ô nhiễm không khí đốt dầu FO - "Xử lý trước đường ống" - "Xử lý sau đường ống" Phụ lục : Giới thiệu số phương pháp xử lý dầu nhờn nước DANH MỤC CÁC BẢNG THỐNG KÊ Bảng : Tình hình tiêu thụ dầu nhờn động Việt Nam Bảng : Phân loại mỡ nhờn theo NLGI Bảng : Một số công ty sản xuất dầu nhờn có công suất lớn Bảng : Thống kê số lượng dầu nhờn động thải trung bình tháng Bảng : Các nguyên nhân giảm chất lượng dầu nhờn tác hại Bảng : Quy định dầu nhờn thải Bảng : Tiêu thụ nhiên liệu lỏng Việt Nam giai đoạn 1997 - 2001 Bảng : Nhiệt trị số loại nhiên liệu Bảng : Địa điểm lấy mẫu dầu nhờn thải Bảng 10 : Các tính chất chủ yếu mẫu dầu nhờn thải Bảng 11 : Các tính chất dầu nhờn thải hỗn hợp Bảng 12 : Đặc tính số loại hoá chất sử dụng Bảng 13 : Đặc tính số loại phụ gia sử dụng Bảng 14 : Ảnh hưởng nhiệt độ hàm lượng hoá chất đến hiệu xử lý dầu nhờn thải Bảng 15 : Kết phân tích dầu chưa sử dụng, dầu nhờn thải dầu nhờn thải sau xử lý Bảng 16 : Ảnh hưởng nhiệt độ hàm lượng kiềm đến hiệu xử lý dầu nhờn thải Bảng 17 : Ảnh hưởng nhiệt độ hàm lượng acid đến hiệu xử lý dầu nhờn thải Bảng 18 : Ảnh hưởng nhiệt độ hàm lượng acid đến hiệu xử lý dầu nhờn thải Bảng 19 Bảng 20 Bảng 21 : Ảnh hưởng nhiệt độ hàm lượng acid đến hiệu xử lý dầu nhờn thải : Ảnh hưởng nhiệt độ hàm lượng Lubrizol ADC Đến hiệu xử lý dầu nhờn thải : Nhiệt độ lượng hoá chất tối ưu để xử lý dầu nhờn thải Bảng 22 Bảng 23 Bảng 24 : kết phân tích dầu nhờn thải dầu nhờn thải xử lý (dầu nhờn tái sinh) : Kết Quả Phân Tích Của FO Và Dầu Nhờn Thải (DNT) : Ảnh hưởng tỷ lệ dầu nhờn thải đến tính chất hỗn hợp pha trộn với FO Bảng 25 Baûng 26 Baûng 27 Baûng 28 Baûng 29 Baûng 30 Bảng 31 Bảng 32 Bảng 33 Bảng 34 : Sự biến đổi độ nhớt theo nhiệt độ : Tính sơ hiệu kinh tế việc phối trộn dầu nhờn thải với FO làm nhiên liệu đốt : Thành phần dầu động RWL - HDX50 : Kết phân tích dầu động loại HDX50 : Giá Dầu Động Cơ HDX50 Của Một Số Công Ty : Tính sơ hiệu kinh tế việc xử lý dầu nhờn thải làm dầu động : Thành phần mỡ nhờn GREASE - Cα : Kết phân tích mỡ nhờn Canxi : Giá mỡ nhờn Canxi số công ty : Tính sơ hiệu kinh tế việc xử lý dầu nhờn thải làm mỡ bôi trơn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 3.1 Ở HONG KONG: DẦU NHỜN THẢI KHỬ NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP LY TÂM CHƯNG CẤT Ở 100oc - 160oc CHƯNG CẤT Ở 330oc - 350oc CÔ ĐẶC DẦU XỬ LÝ NƯỚC TÁCH DẦU NHẸ TÁCH CHẤT BẨN GRAPHITE SỬ DỤNG CÁC CHẤT CẶN ĐÁY ĐÓNG THÙNG ASPHALT SỬ DỤNG LOẠI BỎ NHIÊN LIỆU 3.2 Ở ĐỨC : DẦU THẢI DD BÃO HOÀ Na2CO3 Na2SO4 H2SO4 6% KHUẤY TRỘN Lắng ổn nhiệt 80oC KHUẤY TRỘN Lắng ổn nhiệt 80oC TÁCH ASPHALT XỬ LÝ HYDRO DẦU THƯƠNG MẠI 3.3 Ở BỒ ĐÀO NHA: Sử dụng phương pháp màng lọc siêu mịn để tiến hành nghiên cứu quy trình tái chế dầu bôi trơn Người ta sử dụng CO2 siêu tới hạn làm tác nhân giảm độ nhớt để tăng độ thấm màng giảm mức tiêu hao lượng Độ hòa tan CO2 sth dầu lớn nên làm giảm đáng kể độ nhớt dầu, cho phép vận hành quy trình điều kiện áp suất nhiệt độ thích hợp với quy mô công nghiệp (P