Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động cơ thải

Bộ giáo dục đào tạo Trường Đại học bách khoa hà nội Luận văn thạc sĩ khoa học U Đề tài : Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải U Ngành : công nghệ hoá học Mà số : Đỗ thị huệ Người hướng dẫn khoa học: Ts nguyễn hữu trịnh Hà nội 2006 Mc Lc Trang Trang phụ bìa Lời cám ơn Mục lục Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu …………………………………………………………… Phần I:Tổng quan ………………………………………………… I.1 Giới thiệu chung …………………………………………… I.2 Mục đích, ý nghĩa việc sử dụng dầu nhờn ………… I.3 Thành phần hoá học dầu nhờn ……………………… I.4 Một số tính chất dầu nhờn …………………… 11 I.5 Các tính chất sử dụng dầu nhờn …………………… I.6 Sử thay đổi tính chất dầu nhờn trình sử dụng ………………………………………………………………… I.7 Các phương pháp chế biến dầu nhờn động thải………… Phần II: Phương pháp nghiên cứu ………………………………… 23 29 36 43 II.1 Phương pháp đông tụ …………………………………… 44 II.1.1 Giai đoạn lắng lọc sơ …………………………… 44 II.1.2 Giai đoạn đông tụ …………………………………… 45 II.1.3 Giai đoạn rửa nước khử ………… 49 II.1.4 Giai đoạn hấp phụ 49 …………………………………… II.1.5 Quy trình thực nghiệm chế biến dầu động thải phương pháp đông tụ kết hợp phương pháp hấp phụ 54 ………………… II.2 Phương pháp axit 56 ………………………………………… II.2.1 Giai đoạn lắng lọc sơ …… …………………… 56 II.2.2 Giai đoạn xử lý axit sunfuaric ………………… 56 II.2.3 Giai đoạn trung hoà kiềm …………………………… 60 II.2.4 Giai đoạn hấp phụ ………………………………… 61 II.2.5 Quy trình thực nghiệm chế biến dầu động thải phương pháp axit kết hợp phương pháp hấp phụ 62 …………………… Phần III: Kết thảo luận …………………………………… 64 III.1 Phương pháp đông tụ …………………………………… 64 III.1.1 Khảo sát ảnh hưởng kiềm hai hệ đông tụ ………………………………………………………………… III.1.2 Khảo sát khả đông tụ dầu thải hệ đông tụ ……………………………………………………………… 64 67 III.1.3 Khảo sát trình hấp phụ ………………………… 73 III.1.4 Chất lượng dầu sau chế biến …………………… 75 III.1.5 Quy trình chế biến dầu nhờn động thải phương pháp đơng tụ hồn chỉnh ………………………………… 77 III.2 Phương pháp axit ……………………………………… 79 III.2.1 Giai đoạn xử lý axit sunfuaric ………………… 79 III.2.2 Giai đoạn trung hoà kiềm ………………………… 81 III.2.3 Giai đoạn hấp phụ ………………………………… 81 III.2.4 Quy trình chế biến dầu nhờn động thải phương pháp axit hoàn chỉnh …………………………………… 82 III.3 So sánh phương pháp axit phương pháp đông tụ …… 84 Kết luận …………………………………………………………… 85 Tài liệu tham khảo ………………………………………………… 87 Phụ lục …………………………………………………………… 88 Danh mục bảng Bảng 1.1: Cơng thức hố học tổng quát dầu nhờn động Bảng 1.2: Một số giá trị L H ứng với độ nhớt động học 1000C Bảng 3.1: Chất lượng dầu động thải Bảng 3.2: ảnh hưởng lượng kiềm tới q trình đơng tụ mẫu Bảng 3.3: ảnh hưởng lượng kiềm tới q trình đơng tụ mẫu Bảng 3.4: ảnh hưởng lượng kiềm tới q trình đơng tụ mẫu Bảng 3.5: ảnh hưởng lượng thuỷ tinh lỏng tới trình đơng tụ Bảng 3.6: ảnh hưởng lượng nhựa thơng tới q trình đơng tụ Bảng 3.7: Thành phần hệ đông tụ Bảng 3.8: ảnh hưởng thành phần chất hệ đông tụ đến khả đông tụ Bảng 3.9: Thành phần hiệu suất đông tụ hệ đông tụ Bảng 3.10: ảnh hưởng khối lượng chất hấp phụ đến khả hấp phụ Bảng 3.11: Chất lượng dầu nhờn sau chế biến phương pháp đông tụ Bảng 3.12: Kết khảo sát lượng axit Bảng 3.13: ảnh hưởng thời gian tiếp xúc Bảng 3.14: Chất lượng dầu nhờn sau chế biến phương pháp axit Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1.1: Sự thay đổi độ nhớt dầu bôi trơn theo nhiệt độ, lý giải số độ nhớt Hình 1.2: Toán đồ để xác định số độ nhớt VI Hình 2.1: Quy trình thực nghiệm chế biến dầu động thải phương pháp đơng tụ Hình 2.2: Quy trình thực nghiệm chế biến dầu động thải phương pháp axit Hình 3.1: Quy trình chế biến dầu động thải phương pháp đơng tụ hồn chỉnh Hình 3.2: Quy trình chế biến dầu động thải phương pháp axit hoàn chỉnh Đồ thị 3.1: Đánh giá ảnh hưởng lượng thuỷ tinh lỏng đến hiệu suất đông tụ Đồ thị 3.2: Đánh giá ảnh hưởng lượng nhựa thông đến hiệu suất đông tụ Đồ thị 3.3: Đánh giá ảnh hưởng thành phần h n hiu sut ụng t Luận văn cao học Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Mở đầu Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật, dầu khí không nhiên liệu, nguồn lượng thiếu mà nguyên liệu dùng để tạo nhiều sản phẩm cho xà hội, cần thiết cho quốc phòng, công nghiệp, giao thông vận tải, xây dựngcho đời sống hàng ngày Dầu khí thực có vai trò định tốc độ phát triển kinh tế nhiều nước giới, đặc biệt nước có công nghiệp phát triển Chúng ta sống thời đại khoa học công nghệ, công nghiệp đại đà xâm nhập vào nơi, chỗ giới xu hướng quốc tế hóa đời sống kinh tế giới ngày phát triển mạnh mẽ Máy móc, thiết bị, hoạt động giao thông vận tải ngày nhiều với chất lượng ngày nâng cao Tất đặc điểm nêu thời đại đặt cần thiết phải có công nghiệp bôi trơn tiên tiến, đại, thoà mÃn nhu cầu ngày tăng số lượng chất lượng kinh tế quốc dân không ngừng phát triển Hiện giới, dầu nhờn chất bôi trơn chủ yếu nghành công nghiệp dân dụng Với vai trò quan trọng vậy, dầu nhờn đà trở thành loại vật liệu công nghiệp thiếu nhà máy, xí nghiệp, cho trình vận hành trang thiết bị, máy móc, công cụ Cùng với phát triển xà hội, thiết bị máy móc ngày đưa vào ứng dụng công nghiệp dân dụng đa dạng, nhu cầu dầu bôi trơn không ngưng tăng năm qua Theo thống kê, toàn giới sử dụng năm gần bốn mươi triệu tấn, 60% dầu động Khu vực sử dụng nhiều Châu âu 34%, Châu 28%, Bắc Mỹ 25%, 13% lại khu vực khác Các nước Châu - Thái Bình Dương, hàng năm sử dụng gần triệu Tăng trưởng hàng năm từ đến 8% Nhật Bản đứng đầu 29.1%, Trung Quốc 26%, ấn Độ Đỗ Thị Huệ Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Luận văn cao học Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải 10%, Hàn Qc 8%, óc 5%, Th¸i Lan 4.6%, Indonesia 4.5%, Malayxia 1.8%, ViƯt Nam 1.5% (kho¶ng 120 000 tÊn) ë ViƯt Nam toàn lượng dầu nhờn ta phải nhập từ nước dạng thành phẩm dạng dầu gốc với loại phụ gia tự pha chế Trong toàn dầu thải thải trực tiếp môi trường, lÃng phí lớn dầu thải nguồn nguyên liệu sử dụng công nghiệp gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng điều diễn Nếu lượng dầu thải chế biến cho phép tiết kiệm đáng kể nguồn nguyên liệu mà giải nạn ô nhiễm môi trường, vấn đề xúc nước phát triển Do vậy, việc nghiên cứu để đưa phương pháp chế biến dầu thải phù hợp với điều kiện Việt Nam vần đề đáng quan tâm Hiện giới có nhiều công nghệ chế biến dầu thải khác dựa thiết bị đại, phức tạp xử lý đặc biệt hóa chất, chưng cất chân không, ly tâm, trích ly hydro hóa làm Tất phương pháp đại cho sản phẩm dầu gốc hoàn toàn thay dầu khoáng ban đầu Tuy nhiên đòi hỏi vốn đầu tư x©y dùng d©y chun chÕ biÕn lín, kü tht cao, công nghệ phức tạp, công nhân, kỹ sư vận hành có trình độ chuyên môn cao nước ta, vấn đề chế biến dầu thải chưa thật quan tâm Việc chế biến dầu thải không tập trung, quy mô nhỏ, sử dụng phương pháp đơn giản Quy trình thu gom chưa hợp lý, lại sử dụng phương pháp không hoàn chỉnh công nghệ, gây ô nhiễm môi trường Nhiều xưởng chế biến tư nhân gây cháy nổ nghiêm trọng ý thức phòng chống cháy nổ bảo vệ môi trường Do việc nghiên cứu để đưa phương pháp chế biến dầu thải phù hợp với điều kiện Việt Nam vấn đề đáng quan tâm Bởi vì, phát triển bền vững đạt dựa sở khoa học công nghệ Đỗ Thị Huệ Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Luận văn cao học Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải vững mục tiêu nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ phục vụ phát triển kinh tế, phát triển đất nước Dầu nhờn động nhóm dầu quan trọng loại dầu bôi trơn Tính trung bình, chúng chiếm khoảng 40% tổng loại dầu bôi trơn sản xuất giới Việt Nam, dầu nhờn động chiếm khoảng 70% lượng dầu bôi trơn Vì đề tài này, chủ yếu tập trung khảo sát xây dựng quy trình chế biến dầu động thải phương pháp đông tụ kết hợp hấp phụ phương pháp axit kết hợp hấp phụ Đỗ Thị Huệ Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Luận văn cao học Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Phần I Tổng quan I.1.Giới thiệu chung Ngay từ thời xa xưa, kỹ thuật chất bôi trơn đà trở thành yếu tố tách rời Màng dầu mỏng bôi lên bề mặt làm việc tạo khả hoạt động nhịp nhàng lâu bền cho cấu người chế tạo chất bôi trơn người thành tựu sáng tạo kỳ diệu kỹ thuật ngày Lịch sử không lưu lại cách đầy đủ tên tuổi bặc thiên tài khứ, người phát rằng: Khi bề mặt bôi trơn so với không bôi trơn tính trượt dễ dàng bề mặt nóng làm việc Có nhiều chất liệu dùng để bôi trơn mỡ nước, mỡ động vật sản phẩm dầu mỡ tổng hợp, loại dầu mỡ quánh, chất rắn, kim loại nóng chảy chí không khí Tuy nhiên, đề cập chất bôi trơn ý sử dụng rộng rÃi kỹ thuật ngày nay, dầu nhờn động Dầu động nhóm dầu quan trọng loại bôi trơn Tính trung bình chúng chiếm khoảng 40% tổng loại dầu bôi trơn sản xuất giới Việt Nam dầu động chiếm khoảng 70% lượng dầu bơi trơn Vì dầu nhờn là: Thức ăn thiếu cần thiết cho trang thiết bị, máy móc cho công nghiệp hoá hiện đại.[2] I.2 Mục đích, ý nghĩa việc sử dụng dầu nhờn Trong đời sống hàng ngày công nghiệp, phải đối mặt với lực gọi lực ma sát Chúng xuất bề mặt tiếp xúc tất vật chống lại chuyển động vật so vật khác Đặc biệt hoạt động máy móc, thiết bị, lực ma sát gây cản trở lớn Đỗ Thị Huệ Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Luận văn cao học Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Hiện nay, nhiều ngành kinh tÕ, thêi gian sư dơng m¸y mãc chØ ë mức 30% nguyên nhân chủ yếu gây hao mòn chi tiết máy móc mài mòn Không nước phát triển mà nước công nghiệp phát triển, tổn thất ma sát mài mòn gây chiếm tới vài phần trăm tổng thu nhập quốc dân 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 lượng 2,67 3,2 tỷ, ngành giao thông vận tải 17 đến 23 tỷ Canada, tổn thất loại hàng năm lên đến tỷ USD Canada Chi phí sửa chữa, bảo dưỡng thiết bị tăng nhanh, chiếm 46% so với chi phí đầu tư ban đầu Riêng ngành lâm nghiệp, chi phí sửa chữa gấp 3,5 lần chi phí đầu tư ban đầu nước ta, theo ước tính chuyên gia khí, thiệt hại ma sát, mài mòn chi phí sửa chữa hàng năm lên tới vài triệu USD [2] Chính 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 điều này, người ta chủ yếu sử dụng dầu mỡ bôi trơn Dầu mỡ bôi trơn làm giảm lực ma sát bề mặt tiếp xúc cách cách ly bề mặt để chống lại tiếp xúc trực tiếp 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 chúng tiếp xúc trực tiếp với Khi hai bề mặt chuyển động, có lớp phân tử lớp dầu hai bề mặt tiếp xúc trượt lên tạo lên 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 lý hoàn toàn lớp màng dầu phù hợp hệ số ma sát giảm khoảng 100 đến 1000 lần so với chưa có lớp dầu ngăn cách [1] Đỗ Thị Huệ Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Luận văn cao học Tiến hành khảo sát ảnh hưởng thành phần hệ đông tụ đến khả đông tụ sau: lấy 300 ml dầu thải xử lý với 15% khối lượng hệ A; B; C; D, kết thể bảng 3.8 U Bảng 3.8 ảnh hưởng thành phần chất hệ đến khả đông U tụ 11B A Hàm lượng (%m) 15 B 15 C 15 D 15 Hệ Hiệu suất Hiện tượng (%V) 30 Tách lớp ít, tạo nhũ tương mạnh Có tách lớp, mầu dầu sáng 80 không Có tách lớp, tạo nhũ tương mạnh, mầu 64 dầu sáng 32 Tách lớp không rõ Từ kết bảng 3.7; 3.8 đồ thị 3.3 cho thấy hiệu suất trình đông tụ tăng dần lượng dung dịch Na PO tăng đạt cực đại ổn định møc R R R R 75 ± 5%, l­ỵng dung dịch Na PO tiếp tục tăng hiệu suất lại giảm Điều R R R R cã thĨ Na PO ®iƯn ly cho ion có điện tích kích thước lớn tức R R R R tương tác tĩnh điện lớn có khả keo tụ tốt Một tượng khó khắc phục sử dụng hệ đông tụ tạo nhũ mạnh dầu nước Mặc dù đà hạn chế lượng nước cách pha dung dịch 40% ( khó pha dung dịch chất điện ly với nồng độ cao khả hòa tan nước chúng) dầu thu sau trình đông tụ chứa nhiều nước có mầu sáng đục nhũ tương dầu nước Ngoài trình khử nước dầu sau đông tụ với hệ có tượng trào mạnh lượng chất hoạt động bề mặt định dầu Với hệ đông tụ thứ hiệu suất đông tụ tốt sử dụng hệ có thành phần là: 15% khối lượng Na CO - 40%, 75% khèi l­¬ng Na PO - 40%, 10% khèi l­ỵng LAS R R R R R R R R Na Để giảm khả tạo nhũ nhằm tăng hiệu suất đông tụ thêm chất chống nhũ hóa tốt, kết hợp với tốc độ khuấy chậm diện tích cánh khuấy lớn Đỗ Thị Huệ 71 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Luận văn cao học Kết luận : Qua khảo sát hệ đông tụ có thành phần thay đổi chọn thành phần hệ đông tụ mang lại hiệu đông tụ tốt nhất, kết đưa bảng 3.9 U Bảng 3.9 : Thành phần hiệu suất đông tụ hệ đông tụ U 12B Hệ đông tụ 13B Hệ 1:15%V NaOH 33% +5%V thủ tinh láng HƯ 2: 15%V NaOH 33% +0.3%m nhùa th«ng HƯ 3: 15%m Na CO 40% +75%m Na PO 40% + 10% m LAS-Na R R R R R R R R HiÖu suÊt (%V) 93 85 80 Tõ b¶ng 3.9 thÊy r»ng hiƯu suất đông tụ cao từ chọn hệ để tiếp tục khảo sát III.1.3 Khảo sát trình hấp phụ Đỗ Thị Huệ 72 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Luận văn cao học Dầu thu sau xử lý đông tụ chưa đạt độ mầu cần thiết lẫn hợp chất nhựa, tiến hành làm chất hấp phụ - Al O , silicagel vµ cao lanh Kết đưa R R R R bảng 3.10 U Bảng 3.10 ảnh hưởng khối lượng chất hấp phụ tới khả hấp phụ U Chỉ sè 1B MÉu 12g 9g 6g 3g 6g 9g 15g 6g 9g 12g DÇu sau hÊp phơ víi γ - Al O R R R DÇu sau hÊp phơ cao lanh DÇu sau hÊp phơ silicagel víi víi MÇu (ASTM color) 3.5 4.0 4.5 6.0 6.5 6.0 5.0 7.0 6.5 5.5 HiÖu suÊt 78 83 85 90 80 70 65 97 94 93 ChØ sè ®é nhít (VI) 93,9 95,7 96,7 102,0 94.2 99.2 128.3 90.3 90.8 99.5 §é nhít (Cst) 40 o C 100 o C 136,18 140,20 135,32 141,91 146.88 138.22 129.76 153.46 127.21 147.36 13,61 14,00 13,76 14,64 14.82 13.68 15.82 14.98 13.92 14.77 P P P P Tõ b¶ng 3.10 chóng có nhận xét sau: Đối với chất hấp phô γ - Al O thÊy r»ng sau hấp phụ, tiêu mầu R R R R dầu tốt nhiều so với dầu trước hấp phụ đặc biệt so với dầu thải Tăng lượng - Al O khả hấp phụ tăng Tuy nhiên lượng - Al O R R R R R R R R tăng tiêu mầu dầu tăng chậm mà chi phí tăng Một yếu tố khác cần phải quan tâm độ nhớt số độ nhớt dầu sau hấp phụ Độ nhớt dầu sau biến đổi lớn sau trình hấp phụ Nhưng số độ nhớt dầu giảm đáng kể tăng lượng - Al O Điều R R R R khả hấp phụ lớn γ - Al O mµ mét sè phơ gia tăng R R R R số độ nhớt dầu bị hấp phụ Việc giảm số độ nhớt dầu làm giảm chất lượng dầu Dầu thương phẩm thường có số độ nhớt cao 95 Vì lượng - Al O tối ưu dùng để hấp phụ dầu 9g cho 100ml dầu R Đỗ Thị Huệ R R R 73 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Luận văn cao học Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Đối với chất hấp phụ cao lanh thấy tăng lượng cao lanh khả hấp phụ tăng, tức mầu dầu sáng, hiệu suất thu dầu giảm, nên dùng đủ lượng cao lanh Ngoài độ nhớt dầu kích thước rÃnh xốp caolanh lớn làm phần dầu chui vào lỗ xốp bị giữ lại đấy, làm giảm hiệu suất thu dầu Kết ta thấy nên dùng caolanh víi tû lƯ 15g cho 100ml dÇu cÇn hÊp phụ Đối với chất hấp phụ silicagel thấy rằng: tăng lượng silicagel tiêu mầu tăng mhưng hiệu suất giảm, điều giải thích sau:Silicagel có bề mặt riêng lớn, rÃnh xốp nhỏ gây cản trở cho trình khuếch tán hợp chất tới bề mặt.Từ kết nên dùng silicagel với tỷ lệ 10 ữ12g cho 100ml dầu cần hấp phô  KÕt luËn: ChÊt hÊp phô γ - Al O cho hiƯu qu¶ hÊp phơ lín nhÊt, sau R R R R đến silicagel cuối cao lanh Thông thường khả hấp phụ chất đánh giá theo diện tích bề mặt riêng chất Tuy nhiên trường hợp cụ thể, tùy thuộc vào chất chất bị hấp phụ đặc điểm trình hấp phụ, diện tích bề mặt riêng không đóng vai trò định mà kích thước, đặc điểm r·nh cÊu tróc tinh thĨ cđa chÊt hÊp phơ yếu tố định hiệu trình hấp phụ Trong chất hấp phụ silicagel có bề mặt riêng lớn sau đến γ - Al O R R R R sau cao lanh Trong trường hợp γ - Al O lµ chÊt hÊp phơ cã R R R R cÊu tróc c¸c r·nh xèp phù hợp việc hấp phụ hợp chất nhựa, axit hữu Silicagel có bề mặt riêng lớn kích thước rÃnh xốp cấu trúc nhỏ nên gây cản trở cho trình khuếch tán hợp chất tới bề mặt Còn cao lanh, Mặc dù kích thước rÃnh xốp lớn, diện tích bề mặt lại nhỏ nhiều so với hai chất hấp phụ nên khả hấp phụ Tuy nhiên - Al O silicagel R R R R chất tổng hợp có giá thành cao, cao lanh lại hợp chất tự nhiên Đỗ Thị Huệ 74 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Luận văn cao học sẵn nước ta nên giá thành rẻ, việc sử dụng cao lanh trình làm kinh tế cả, nhiên sử sử dụng silicagel có ưu điểm chế biến Vậy chọn - Al O đà hoạt hoá với tû lƯ 9g cho 100ml dÇu R R R R cần hấp phụ làm chất hấp phụ III.1.4 Chất lượng dầu sau chế biến Từ kết thực nghiệm thấy hệ đông tụ gồm 15%V NaOH 33% +5%V thủ tinh láng vµ 9g γ - Al O cho 100ml ®ã R R R R dầu có chất lượng tốt Chất lượng dầu sau chế biến đánh giá qua số tiêu như: Độ nhớt dầu 40 o C 100 o C từ tính số độ nhớt (VI) P P P P Độ mầu dầu Hàm lượng cặn cacbon Trị số kiềm tổng (TBN) Nhiệt độ chớp cháy cốc hở Nhiệt độ chớp cháy cốc kín Các tiêu xác định Viện Hóa học Công nghiệp Chất lượng dầu chế biến đưa bảng 3.10 (trích phụ lục) U Bảng 3.11 : Chất lượng dầu sau chế biến phương pháp đông tụ U Mẫu Chỉ tiêu Độ nhớt 40 o C (Cst) 100 o C ChØ sè ®é nhít (VI) P P P Đỗ Thị Huệ P Dầu thải Dầu sau chế biÕn 87,36 9,80 140.2 14 84,35 95.7 75 C«ng NghƯ Hoá Học 2004 - 2006 Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Luận văn cao học Độ mầu (ASTMcolor) Cặn cacbon (%kl) TBN(mg/g) Nhiệt độ chớp cháy cốc hë (o C) P 8.0 1,42 4,1 0.1 1.2 180 267 P So sánh hàm lượng cặn cacbon dầu thải dầu chế biến cho thấy sau chế biến hàm lượng cặn cacbon giảm lần có hàm lượng cặn cacbon thấp (0,1%) hoàn toàn đáp ứng yêu cầu dầu nhờn động Từ số liệu nhiệt độ chớp cháy cốc kín, độ mầu hàm lượng cặn cacbon dầu sau chế biến khẳng định dầu Giá trị hàm lượng kiềm tổng (TBN) thấp khoảng 1.2, điều cho thấy dầu sau chế biến hoàn toàn sử dụng làm dầu gốc để pha thành dầu thương phẩm Tổng hiệu suất trình đạt 77% dầu chất lượng tốt, hoàn toàn sử dụng làm dầu gốc dùng trực tiếp làm dầu nhờn thương phẩm cho động sử dụng dầu nhờn có phẩm chất không cao III.1.5 Quy trình chế biến dầu nhờn động thải phương pháp đông tụ hoàn chỉnh Có thể nói phương pháp đông tụ phù hợp với mô hình chế biến dầu động thải quy mô nhỏ, gián đoạn Nó cho phép thu dầu có chất lượng cao mà không đòi hỏi đầu tư lớn vào thiết bị, hóa chất dùng để xử lý dầu rẻ, dễ kiếm nên hoàn toàn chủ động Phương pháp phù hợp với điều kiện Việt Nam Sau trình nghiên cứu, xin đề xuất quy trình hoàn chỉnh cho phương pháp chế biến dầu nhờn động thải đông tụ kết hợp làm hấp phụ.(trang sau) Đỗ Thị Huệ 76 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Luận văn cao học U Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Hình 3.1 Quy trình chế biến dầu nhờn động thải phương pháp đông U tụ hoàn chỉnh III.2.Phương pháp axit III.2.1.Giai đoạn xử lý axit sufuaric III.2.1.1.Nồng ®é axit Chóng t«i chän nång ®é axit 98% cè định suốt trình nghiên cứu III.2.1.2.Khảo sát ảnh hưởng lượng axit Để tìm lượng axit H SO đưa vào cho thích hợp, đà R R R R tiến hành nghiên cứu với thể tích H SO cho vào dầu thải khác nhau: R R R R 4%V; 5%V; 6%V; 7%V; 8%V ë nhiƯt ®é 50 o C MÉu cố định 100 ml dầu P Đỗ Thị Huệ 78 P Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Luận văn cao học thải sau đà khử nước cặn Thời gian khuấy 40 phút, tốc độ khuấy cho mẫu từ 60 - 80 vòng/phút thời gian để lắng cho mẫu dầu (18 giờ) Kết cho bảng 3.12 sau: U Bảng 3.12: Kết khảo sát lượng axit Dầu th¶i (ml) MÉu U H SO (%V) R R R HiÖu suÊt (%V) 100 21 100 50 100 68 100 60 100 30 14B Nhận xét Khả đông tụ kém, bắt đầu có thay đổi màu dầu Có đông tụ, dầu có màu sáng Đông tụ tốt dầu có màu sáng Có đông tụ màu dầu sáng Khả đông tụ giảm Kết luận: Với nhiệt độ tiến hành 50 o C, nång ®é axit 98%, thêi gian P P khuÊy 40 phút lượng axit cho vào tối ưu 6%V, hiệu suất thu 68%, dầu có màu ®á s¸ng nhÊt U NhËn xÐt : U Møc ®é tách chất nhựa, atphan khỏi dầu nhờn tăng lên tăng lượng axit Khả đông tụ dầu cho axit vào tăng dần tăng lượng axit, tăng đến giá trị định khả đông tụ lại giảm xuống, điều giải thích sau: Nếu sử dụng lượng axit thấp không đủ lượng để khử hết chất có hại dầu nhờn ngược lại lượng axit cao không khử khử chất có hại mà khử chất có lợi dầu nhờn Việc dư thừa axit dầu sau chế biến gây tác hại vừa tốn hoá chất lại khó trung hoà hết lượng axit dư thừa dầu Đỗ Thị Huệ 79 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Luận văn cao học III.2.1.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian tiếp xúc Chúng lấy lượng mẫu cố định 300ml dầu thải đà khử nước cặn, tiến hành khuấy cốc thuỷ tinh loại 500ml với thông số: lượng axit 6%V H SO 98%, nhiệt độ 50 o C với thời gian khuÊy kh¸c R R R R P P KÕt có bảng 3.13 sau đây: U H SO MÉu (%V) R R B¶ng 3.13 : ¶nh h­ëng cđa thêi gian tiÕp xóc U T ph¶n R R ( C) 50 50 50 50 50 P 6 6 Thêi gian HiƯu st khy, s¶n phÈm(%V) NhËn xÐt 2B øng o P 30 40 50 60 70 50 73 76 60 20 Cã keo tô nh­ng kÐm Keo tô tèt Keo tụ tốt, độ màu sáng Có keo tụ, màu tối Khả keo tụ giảm Kết luận: thời gian tốt trình 50 phút U NhËn xÐt : Thêi gian tiÕp xóc cã ¶nh h­ëng đến trình xử lý Khi thời gian U xử lý chưa đủ trình phản ứng xảy không tốt dẫn đến hiệu suất sản phẩm thấp Nhưng thời gian khuấy dài xuất hiện tượng nhũ, chất cặn bẩn có hội hoà tan vào dầu đà làm làm cho hiệu suất giảm III.2.2 Giai đoạn trung hoà kiềm: Trong trình nghiên cứu tham khảo tiến hành trung hoà sau: Lấy 200 ml sản phẩm dầu đà xử lý axit cho vào cốc thuỷ tinh ®Ĩ ỉn ®Þnh nhiƯt 80 o C Sau ®ã cho từ từ 2%V NaOH 15% vào kết hợp với khuấy P P vòng 30 phút khả trung hoà axit dầu tốt Sau để lắng vòng lọc bỏ cặn bẩn Kết cho thấy dầu hết axit, có mầu sáng, không tạo nhũ hiệu suất đạt 95% III.2.3 Giai đoạn hấp phụ: Đỗ Thị Huệ 80 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Luận văn cao học Sau trung hoà kiềm, tiến hành cho dầu thải hÊp phơ b»ng 15g cao lanh cho 100ml dÇu cÇn hÊp phơ hc 9g γ - Al O cho 100ml dÇu cÇn R R R R hÊp phơ Quá trình tiến hành sau: Đun nóng dầu đến 120 o C, sau ®ã cho tõ P P tõ chất hấp phụ đà hoạt hoá vào Chất lượng dầu sau chế biến đánh giá qua số tiêu: Độ nhớt 40 o C 100 o C từ tính số độ nhớt.Độ mầu P P P P Các tiêu xác định phòng thí nghiệm trường Cao Đẳng Kinh Tế - Kỹ thuật - Thương Mại Chất lượng dầu sau chế biến thể bảng 3.14 U Bảng 3.14 : Chất lượng dầu sau chế biến phương pháp axit U ChØ sè 4B MÉu DÇu sau hÊp phơ víi 9g γ - Al O DÇu sau hÊp phơ víi 15g cao lanh R R HiƯu st MÇu (ASTM color) 95 5.0 85 6.0 100 o C ChØ sè ®é nhít (VI) 90 8.95 76 90.8 9.02 79 §é nhít (Cst) 40 o C P P P P R Qua b¶ng 3.13 thÊy r»ng dïng 9g γ - Al O cho 100ml dÇu cÇn hÊp phụ R R R R có hiệu suất, mầu sắc cao dùng 15g cao lanh cho 100ml dầu cần hấp phụ Tuy nhiên tiêu độ nhớt số tiêu khác chưa cao, tổng hiệu suất trình chế biến sử dụng 9g γ - Al O lµ 61%, tỉng hiƯu R R R R suất trình chế biến sư dơng 15g cao lanh lµ 55% III.2.4 Quy trình chế biến dầu nhờn động thải phương pháp axit hoàn chỉnh Phương pháp axit sunfuric kết hợp với phương pháp hấp phụ phù hợp với mô hình chế biến quy mô nhỏ Nó cho phép đầu tư không lớn, trình vận hành đơn giản Tuy nhiên chất lượng dầu chưa cao, mặt khác tiêu tốn hoá chất, bà thải trình không tận dụng mà Đỗ Thị Huệ 81 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Luận văn cao học Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải gây ô nhiễm môi trường Theo phương pháp chế biến dầu thải không phù hợp với Việt Nam Tuy nhiên đưa quy trình chế biến dầu nhờn động thải phương pháp axit kết hợp với phương pháp hấp phụ sau: (trang sau) Đỗ Thị Huệ 82 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Luận văn cao học U Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Hình 3.2 : Quy trình chế biến dầu nhơn động thải phương pháp axit U hoàn chỉnh III.3 So sánh phương pháp axit phương pháp đông tụ Phương pháp đông tụ sử dụng hoá chất độc hại, tốn hoá chất có hiệu suất cao so với phương pháp axit Sản phẩm dầu phương pháp đông tụ có chất lượng tốt nhiều, tương đương với dầu gốc sử dụng bổ sung thêm phụ gia pha trộn theo tỷ lệ phù hợp Cặn trình chế biến dầu phương pháp đông tụ tận dụng làm nhiên liệu đốt lò sản xuất bitum nhựa đường, cặn trình chế biến axit gây ô nhiễm môi trường Chế biến dầu phương pháp đông tụ phù hợp với tình hình Việt Nam Đỗ Thị Huệ 83 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Luận văn cao học Kết luận Từ kết qủa nhận đến số kết luận sau: Chế biến dầu nhờn phương pháp đông tụ có nhiều ưu điểm phù hợp với tình hình nước ta Đối với trình chế biến dầu nhờn động thải phương pháp axit có quy trình chế biến đơn giản phù hợp với quy mô nhỏ, thao tác thủ công Quá trình chế biến dầu nhờn động thải phương pháp axit hiƯu qu¶ tèt nhÊt sư dơng 6% thĨ tÝch H SO 98%, nhiƯt ®é xư lý axit ë 50 o C, trung R R R R P P hoà với 2%V NaOH 15% nhiệt độ 80 OC, sư dơng chÊt hÊp phơ γ - Al O víi P P R R R R hàm lượng 9g cho 100 ml dầu cần hấp thụ Dầu nhờn sau chế biến phương pháp axit có hiệu suất 61% dầu tối, chất lượng dầu chưa phù hợp với dầu gốc, cặn trình gây ô nhiễm môi trường v.v Chế biến phương pháp đông tụ đạt hiệu tốt sử dụng hệ đông tụ gồm: 15%V dung dịch NaOH 33%, thủ tinh láng cã thĨ tÝch b»ng 5%V, sư dông 9g γ - Al O 100 ml dÇu cÇn hÊp phơ R R R R Dầu nhờn thải sau chế biến phương pháp đông tụ có tổng hiệu suất 77%, dầu sáng, chất lượng phù hợp với dầu gốc, cặn trình sử dụng làm nhiên liệu đốt lò sản xuất bitum nhựa đường Để trình chế biến dầu có hiệu quả, nên có chương trình thu gom hợp lý, khuyến cáo người dân sử dụng dầu thời gian đảm bảo chất lượng, sau thu gom đến điểm định Trong trình thu gom không đổ lẫn loại dầu khác nhau, không làm biến chất dầu thêm Đỗ Thị Huệ 85 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải Luận văn cao học Tài liệu tham khảo C Kaijdas Dầu mỡ bôi trơn NXB Khoa học Kỹ thuật Đỗ Huy Định Hội thảo dầu bôi trơn (lần thứ hai) Hà Nội 1993 PGS TS Đinh Thị Ngọ Hóa học dầu mỏ khí NXB Khoa học Kỹ thuật 2004 Nguyễn Đức Thọ Nghiên cứu xử lý dầu nhờn thải nhận sản phẩm có giá trị Luận văn cao học Kiều Đình Kiểm Các sản phẩm dầu mỏ hóa dầu Tổng công ty xăng dầu NXB Khoa học Kỹ thuật Phạm Văn Cối Tái sinh tất loại dầu nhên NXB Gi¸o dơc – 1970 Bé vËt t­ Tổng công ty xăng dầu Bảo quản phẩm chất xăng dầu trình tồn chứa vận chuyển Bùi Huê Cầu Tái sinh dầu nhờn phế thải Tổng công ty xăng dầu 1991 Nguyễn Thị Thu Hóa keo NXB Đại học sư phạm 10 Các sản phẩm thương phẩm dầu mỏ, Petrolimex, 11 Nguyễn Hữu Phú Hoá lý (tập 4) ĐHBK Hà Nội, 1971 12 ĐoànTthiên Tích Dầu khí Việt Nam NXB ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2001 13 Trần Mạnh Trí Dầu khí dầu khí Việt Nam NXB Khoa học kỹ thuật vµ kü thuËt Hµ Néi, 1996 14 Asia-Pacific Fuel – Lubes Market 1997 Đỗ Thị Huệ 86 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 Luận văn cao học Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải 15 G H Bolt, M F De Boodt, M H B Hayes, M B McBride Internations at the soil colloid – soil solution interface NATO ASI Series 16 Pennsylvania used oil recycling program Pennsylvania Energy Office – 1992 17 Australian Government Department of the Environment and Heritage Used oil recycling 2004 18 Kathleen Hartnett White, Chairman, R B “Ralph” Marquez, Commissioner, Larry R Soward, Commissioner, Glenn Shankle, Executive Director The used oil recycling handbook Texas Commission on Environmental Quality 19 Dennis L Bachelder Recycling Used Engine Oil by Re-refining American Petroleum Institute 20 D.V.Brook Lubricant Base Oils Lubrication Engineering, March, 1987 21 J.H Gary, G.E Handwerk, Petroleum Refining (Technology and Economics) Marcel Dekker, Inc, New York and Basel, 1984 22 J.A Schey, Tribology in metalworking, Friction, Lubrication and wear, American Society of Metals, Metals Park Ohio, 1983 23 Wiley - VCH - Ullmanns Encyclopedia of industrial chemistry - 2004 Đỗ Thị Huệ 87 Công Nghệ Hoá Học 2004 - 2006 ... Quy trình thực nghiệm chế biến dầu động thải phương pháp axit Hình 3.1: Quy trình chế biến dầu động thải phương pháp đông tụ hồn chỉnh Hình 3.2: Quy trình chế biến dầu động thải phương pháp axit... cao học Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải vững mục tiêu nghiên cứu khoa học phát triển công nghệ phục vụ phát triển kinh tế, phát triển đất nước Dầu nhờn động nhóm dầu quan trọng loại dầu bôi... học Nghiên cứu chế biến dầu nhờn động thải sản xuất dầu nhờn, người ta phải áp dụng biện pháp khác để loại chúng khỏi dầu gốc Dầu gốc thành phần dầu nhờn thương phẩm, có thành phần phụ gia Dầu