Nghiên cứu tái sinh dầu nhờn bằng phương pháp chiết tách và hấp phụ

Nghiên cứu tái sinh dầu nhờn bằng phương pháp chiết tách và hấp phụ

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy TS. Huỳnh Quyền – Người trực tiếp giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thí nghiệm tại trung tâm. Cảm ơn thầy đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được học hỏi và tìm hiểu để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Trong thời gian vừa qua, mặc dù đó là quãng thời gian không dài nhưng vô cùng quý báu, giúp cho chúng em nắm bắt và hiểu rõ thêm rất nhiều về những kiến thức đã học, mở mang thêm về những kiến thức đã học, mở mang thêm về những điều chưa biết, sự giống nhau và khác nhau giữa lý thuyết và thực tiễn. Đây chính là bài học kinh nghiệm bổ ích và cần thiết cho con đường học tập cũng như làm việc của chúng em sau này. Do điều kiện về thời gian và hiểu biết có phần hạn chế nên khi thực hiện đồ án tốt nghiệp này sẽ không tránh khỏi những sai sót. Em kính mong các thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để bài đồ án được hoàn chỉnh hơn. Cuối cùng em xin kính chúc thầy sức khỏe để dìu dắt nhiều thế hệ sinh viên hơn nữa. TP.HCM, tháng 6 năm 2012 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngát TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGUYỄN VĂN NGÁT NGHIÊN CỨU TÁI SINH DẦU NHỜN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH VÀ HẤP PHỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Nghành CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC Người hướng dẫn TS. HUỲNH QUYỀN BÀ RỊA – VŨNG TÀU, NĂM 2012 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu LỜI MỞ ĐẦU Đứng trước vấn đề ô nhiễm môi trường do dầu nhớt thải thải ra và dầu nhờn thải là một nguồn tài nguyên quý nếu bỏ đi sẽ rất lãng phí như vậy thì việc tái sinh dầu nhờn nhất thiết là cần phải được nghiên cứu sao cho phù hợp với tình hình cụ thể của nước ta và được áp dụng nhanh chóng vào trong thực tế để không những tiết kiệm được đáng kể nguồn nguyên liệu, tiết kiệm kinh tế mà còn góp phần giải quyết nạn ô nhiễm môi trường, một vấn đề bức xúc của thế kỷ 21. Hiện nay, trên thế giới có nhiều phương pháp và công nghệ tái sinh dầu nhờn khác nhau dựa trên các thiết bị phức tạp như : xử lý bằng hóa chất, chưng cất chân không, trích ly và hydro hóa làm sạch. Tất cả những phương pháp tái sinh dầu nhờn hiện đại đều cho ra dầu nhờn hoàn toàn có thể thay thế dầu nhờn gốc ban đầu. Tuy nhiên nó đòi hỏi phải có chi phí xây dựng dây chuyền tái sinh lớn, kỹ thuật cao và công nghệ phức tạp. Từ trước đến nay, việc tái sinh dầu nhờn ở Việt Nam vẫn được thực hiện bằng các phương pháp đơn giản và cũng chưa có một quy mô hoàn chỉnh cho việc tái sinh dầu nhờn. Đứng trước tình hình đó, với đề tài tốt nghiệp này em tiến hành nghiên cứu phương pháp tái sinh dầu nhờn thải với công nghệ đơn giản, rẻ tiền và góp phần hạn chế ô nhiễm môi trường do dầu nhờn thải gây ra đồng thời đem lại hiệu quả kinh tế cao phù hợp với tình hình đất nước ta hiện nay. Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi lời cảm ơn tới thầy TS. Huỳnh Quyền – Người trực tiếp giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian thí nghiệm tại trung tâm. Cảm ơn thầy đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được học hỏi và tìm hiểu để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Trong thời gian vừa qua, mặc dù đó là quãng thời gian không dài nhưng vô cùng quý báu, giúp cho chúng em nắm bắt và hiểu rõ thêm rất nhiều về những kiến thức đã học, mở mang thêm về những kiến thức đã học, mở mang thêm về những điều chưa biết, sự giống nhau và khác nhau giữa lý thuyết và thực tiễn. Đây chính là bài học kinh nghiệm bổ ích và cần thiết cho con đường học tập cũng như làm việc của chúng em sau này. Do điều kiện về thời gian và hiểu biết có phần hạn chế nên khi thực hiện đồ án tốt nghiệp này sẽ không tránh khỏi những sai sót. Em kính mong các thầy cô giáo, các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để bài đồ án được hoàn chỉnh hơn. Cuối cùng em xin kính chúc thầy sức khỏe để dìu dắt nhiều thế hệ sinh viên hơn nữa. TP.HCM, tháng 6 năm 2012 Sinh viên: Nguyễn Văn Ngát Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ DẦU NHỜN . 1 1.1. Lịch sử hình thành và phát triển dầu nhờn . 1 1.2. Tầm quan trọng và chức năng của dầu nhờn 1 1.2.1. Tầm quan trọng 1 1.2.2. Chức năng 2 1.3. Các tính chất của dầu nhờn . 3 1.3.1. Tính bôi trơn 3 1.3.2. Một số tính chất khác của dầu nhờn đối với động cơ 4 1.4. Phân loại dầu nhờn . 4 1.4.1. Dầu động cơ . 5 1.4.1.1. Giới thiệu chung . 5 1.4.1.2. Các tính chất đặc trưng của dầu động cơ 5 1.4.1.3. Các phép thử tính năng . 8 1.4.1.4. Những hiện tượng đặc trưng xảy ra trong dầu nhờn trong động cơ . 9 1.4.2. Dầu nhờn công nghiệp . 13 1.4.2.1. Nhóm dầu công nghiệp thông dụng . 13 1.4.2.2. Dầu công nghiệp đặc biệt . 14 1.5. Phương pháp sản xuất dầu nhờn . 14 1.5.1. Đặc tính của nguyên liệu sản xuất dầu nhờn . 15 1.5.1.1. Đặc tính của mazut . 15 1.5.1.2. Đặc tính của cặn Gudron 16 1.5.2. Hệ thống sản xuất dầu nhờn chung . 17 1.5.2.1. Quá trình chưng chân không mazut 19 1.5.2.2. Chiết bằng dung môi 20 1.5.2.3. Quá trình khử asphan trong phần cặn Gudron . 20 1.5.2.4. Quá trình tách sáp . 21 1.5.2.5. Làm sạch bằng Hydro . 22 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu 1.6. Thành phần của dầu động cơ . 22 1.6.1. Dầu gốc 22 1.6.2. Phụ gia . 23 1.6.2.1. Khái niệm . 23 1.6.2.2. Lịch sử phát triển phụ gia . 23 1.6.2.3. Chức năng . 24 1.6.2.4. Các chất phụ gia . 24 CHƯƠNG II. CÁC ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA DẦU THẢI 35 2.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ dầu nhờn trong nước 35 2.2. Sự biến chất của dầu nhờn khi động cơ vận hành 37 2.2.1. Loãng dầu nhờn . 38 2.2.2. Dầu nhờn chứa nước 38 2.2.3. Dầu nhờn bị oxi hóa 39 2.2.4. Độ axit của dầu nhờn . 39 2.3. Mục đích của việc tái chế dầu nhờn . 40 2.3.1. Ảnh hưởng của dầu nhờn đến hệ sinh thái 40 2.3.2. Mục đích của việc tái sinh dầu nhờn . 41 CHƯƠNG III. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ DẦU NHỜN PHẾ THẢI 42 3.1. Phương pháp khử chất bẩn trong dầu nhờn bằng cách đun nóng và lọc 42 3.2. Phương pháp dùng axit và bazơ để khử tạp chất trong dầu . 44 3.3. Phương pháp tái sinh dầu rửa máy . 48 3.4. Phương pháp tái sinh dầu bằng đất tẩy . 48 3.5. Xử lý bằng dung môi 50 CHƯƠNG IV. THỰC NGHIỆM 52 4.1. Đặc tính dầu nhờn động cơ thải 52 4.1.1. Chuẩn bị các mẫu thử nghiệm . 52 4.1.2. Các thông số khảo sát 53 4.2. Xử lý dầu nhờn thải 56 4.2.1. Các dụng cụ và hóa chất thí nghiệm 56 4.2.2. Quy trình tiến hành thí nghiệm 57 4.2.3. Quá trình tiến hành và kết quả thu được . 60 CHƯƠNG V. KẾT LUẬN 67 PHỤ LỤC 68 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu TÀI LIỆU THAM KHẢO Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Một số công ty sản xuất dầu nhờn có công suất lớn . 35 Bảng 2.2. Tình hình tiêu thụ dầu nhờn động cơ tại Việt Nam 36 Bảng 2.3. Thống kê số lượng dầu nhờn động cơ thải trung bình mỗi tháng .37 Bảng 4.1. Địa điểm lấy mẫu dầu nhờn thải . 52 Bảng 4.2. Các tính chất chủ yếu của các mẫu dầu nhờn thải 54 Bảng 4.3. Các tính chất chủ yếu của các mẫu dầu nhờn thải (tt) 55 Bảng 4.4. Các tính chất của dầu nhờn thải hỗn hợp 56 Bảng 4.5. Danh mục dụng cụ thiết bị cần thiết cho nghiên cứu 57 Bảng 4.6. Danh mục hóa chất dùng cho nghiên cứu . 57 Bảng 4.7. Xác định tỉ lệ dung môi Iso Propyl Alcohol và Ethanol .60 Bảng 4.8. Một số chỉ tiêu của mẫu dầu nhờn đã được tái sinh 64 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ đồ hệ thống sản xuất dầu nhờn .18 Hình 2.1. Biểu đồ tăng trưởng lượng dầu nhờn tiêu thụ qua các năm 37 Hình 3.1. Sơ đồ phương pháp đun nóng và lọc phương pháp 1 42 Hình 3.2. Sơ đồ phương pháp đun nóng và lọc phương pháp 2 44 Hình 3.3. Sơ đồ phương pháp axit và bazơ .46 Hình 3.4. Sơ đồ phương pháp tái sinh dầu nhờn bằng đất tẩy 50 Hình 4.1. Sơ đồ tái sinh dầu nhờn bằng phương pháp dùng dung môi chiết tách 58 Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn hàm lượng cặn, nhựa theo tỉ lệ dung môi Ethanol & Isopropanol 61 Hình 4.3. Đồ thị biểu diễn khả năng hòa tan nhớt theo tỉ lệ dung môi Ethanol & Isopropanol 61 Hình 4.4. Biểu đồ UV-VIS của nhớt thải sau khi được hấp phụ . 63 Hình 4.5. Biểu đồ so sánh một số tiêu chuẩn về dầu nhờn sau khi tái sinh 65 Hình 4.6. Biểu đồ so sánh một số tiêu chuẩn của dầu nhờn sau khi tái sinh (tt) . 65 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu BM- 01- Vilas 022 CHỨNG CHỈ CHẤT LƯỢNG CERTIFICATE OF QUALITY Ngày báo cáo: 24/06/2012 Vị trí lấy mẫu: Date of report: 24 June 2012 Position of Sampling Tên sản phẩm: Nhớt thải động cơ Nguồn gốc mẫu Product name Sample source Số lô Mã số mẫu Batch no. Sample Code Bồn chứa Ngày nhận mẫu Tank name Received date Tên khách hàng Customer's name Chỉ tiêu Phương pháp Đơn vị Kết quả Item Method Unit Results Nhìn bề ngoài Visual Đen Appearance Màu sắc ASTM D 1500/03 ASTM colour Tỷ trọng tại 15 0 C ASTM D 1298/99 kg/l 0,8875 Density@ 15 0 C Độ nhớt động học tại 40 0 C ASTM D 445/03 cSt 63,8 Kinematic viscosity@ 40 0 C Độ nhớt động học tại 100 0 C ASTM D 445/03 cSt 11 Kinematic viscosity@ 100 0 C Chỉ số độ nhớt ASTM D 2270/98 94 Viscosity index Nhiệt độ bắt cháy cốc hở ASTM D 92/02 0 C 202 Flash point by COC Hàm lượng nước ASTM D 95/99 % vol 0,025 Water content Nước và tạp chất bằng ly tâm ASTM D 96/94 % vol Water and Sediment by Centrifuge Chỉ số kiềm tổng ASTM D 2896/03 mgKOH/g 5,27 Total base number Chỉ số acid tổng ASTM D 664/95 mgKOH/g Total acid number Nhiệt độ đông đặc ASTM D 97/02 0 C -17,5 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Pour point Khả năng tách nước ASTM D 1401/02 ml-ml-ml (minute) Water Separability Khả năng tạo bọt ASTM D 892/03 ml Foaming Characteristics Hàm lượng Ca ASTM D 4628/02 % wt Calcium Content Hàm lượng Zn ASTM D 4628/02 % wt Zinc Content Cặn không tan trong Pentane- Toluene ASTM D 893/97 % vol Insolubles in Pentane- Toluene Cặn Carbon Condrason ASTM D 189/97 % wt 1,2 Conradson Carbon Residue Kết luận: Kết quả trên phù hợp với tiêu chuẩn Trưởng phòng thí nghiệm Concluction Above test result meet specfication limits Chief of laboratory  Phòng thử nghiệm thực hiện lấy mẫu theo QĐ- 15- 12A lần 01 (20/12/04)  Biểu mẫu được ban hành theo QĐ-09- Vilas 022 lần 02 (01/11/07) . HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGUYỄN VĂN NGÁT NGHIÊN CỨU TÁI SINH DẦU NHỜN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH VÀ HẤP PHỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Nghành CÔNG NGHỆ. 3.3. Phương pháp tái sinh dầu rửa máy . 48 3.4. Phương pháp tái sinh dầu bằng