I. Thành phần hoá học của dầu nhờn.[2]
2.2. Chiết bằng dung môi.[3]
Do quá trình chng cất phân đoạn cha loại bỏ hết đợc các cấu tử không mong muốn, nh các hợp chất hydrocacbon thơm đa vòng, các hợp chất nhựa
làm cho chất lợng dầu kém đi, đổi màu tăng độ nhớt, xuất hiện các hợp chất có tính axit không tan trong dầu. Việc chiết tách các cấu tử không mong muốn bằng các dung môi có cực nhằm cải thiện thành phần hoá học của dầu, cho phép sản xuất ra dầu chất lợng cao từ bất kỳ dầu thô nào kể cả loại có hàm lợng hydrocacbon thơm đa vòng và cặn nhựa khá cao. Nguyên lý của quá trình chiết dung môi dựa trên việc sử dụng dung môi mà một nhóm cấu tử, thờng là các hydrocacbon thơm, tan nhiều hơn trong đó. Dung môi sử dụng phải rẻ tiền, dễ kiếm, bền hoá học không gây ăn mòn, dễ dùng và ít độc hại. Việc lựa chọn dung môi phụ thuộc vào độ chọn lọc và khả năng hoà tan của dung môi. Độ chọn lọc là khả năng phân tách hai nhóm cấu tử khác nhau về mặt hoá học. Khả năng hoà tan là lợng dung môi ít nhất cần dùng để hoà tan một lợng xác định nguyên liệu, lợng dung môi dùng càng ít thì khả năng hoà tan càng cao, độ chọn lọc càng cao thì khả năng hoà tan càng thấp và ngợc lại.
Nhiệt độ sôi của dung môi phải khác xa so với cấu tử đợc chiết tách để có thể thu hồi dung môi một cách dễ dàng bằng chng cất. Có 3 dung môi thờng đ- ợc sử dụng trong quá trình này, đó là: Phenol, furfurol và
N – metyl- pyrolydon (NMP).
Phenol có khả năng hoà tan cao, tạo điều kiện thuận lợi cho làm sạch nguyên liệu khỏi các cấu tử không mong muốn, rẻ tiền, dễ kiếm nhng độc hại. Phenol thờng đợc sử dụng cho các quá trình ở các nhà máy của Liên bang Nga.
Furfurol đợc sử dụng ở nhiều nớc trên thế giới do ít độc hại hơn phenol. Tuy có khả năng hoà tan kém hơn phenol nhng furfurol lại có độ chọn lọc cao hơn nên cho hiệu quả lớn hơn khi dùng fururol để làm sạch phần cất có chứa nhiều hydrocacbon thơm. Nhợc điểm chính của dung môi này là tính oxy hoá, dễ tạo nhựa khi có mặt không khí và hơi nớc. Để tránh quá trình oxy hoá ngời ta thờng bảo quản furfurol bằng khí trơ, kiểm tra nhiệt độ chặt chẽ trong hệ thống đun nóng và tái sinh dung môi, khử khí sơ bộ khỏi nguyên liệu trớc khi trích ly, hoặc thêm chất chống oxy hoá đặc biệt vào furfurol.
Do khả năng hoà tan các chất nhựa của furfurol kém nên dung môi này chỉ áp dụng với các nguyên liệu có chất lợng cao. Vì vậy, ngày nay các quá trình
này dần dần đợc thay thế bằng dung môi NMP có khả năng hoà tan tốt hơn, có độ chọn lọc cao hơn và đặc biệt là ít độc hại hơn.
Sau đây là công nghệ trích ly NMP của công ty Bechetel
Công nghệ tách lọc MP của công ty bechtel là một quá trình trích ly dùng dung môi NMP để loại bỏ những thành phần không mong muốn trong các phân đoạn của dầu nhờn. Quá trình này sản xuất ra các sản phẩm Parafinic hoặc naphtenic phù hợp cho quá trình chế biến dầu gốc. Quá trình này loại bỏ có lựa chọn các hợp chất thơm và các hợp chất chứa dị nguyên tố nh ôxy, nitơ, lu huỳnh. Sản phẩm của quá trình này có thể đợc tách sáp để sản xuất dầu gốc có chất lợng cao, nó đợc đặc trng bởi chỉ số độ nhớt cao, chịu nhiệt tốt và ổn định ôxy hoá cao, màu sáng và phản ứng tốt với các chất phụ gia.
1: Tháp trích ly. 2: Tháp tách hai bậc. 3,4: Tháp chng hơi nớc. 5: Tháp chng cất tách nớc. 6,7,8,9: Bộ phận gia nhiệt. 10,11: Thiết bị đun nóng. 12,13,14: Thiết bị ngng tụ 15,16,17: Thùng chứa 66
Nguyên lý hoạt động
Dầu nguyên liệu và dung môi NMP đợc đa vào tháp trích ly (1) tại nhệt độ đã điều chỉnh và tỉ lệ dòng theo yêu cầu theo dòng ngợc chiều để tiến hành trích ly ở thể lỏng – lỏng. Dung môi đi từ trên xuống, dầu đi từ dới lên. Dung môi và pha trích qua bộ phận trao đổi nhiệt (6) và (7) đi vào tháp tách hai bậc (2). Dới tác động của sự bốc hơi nhiều bậc ở các áp suất khác nhau dung môi đ- ợc tách ra khỏi pha trích ở dạng hơi của các bậc ở tháp tách (2). Dung môi này đợc đa qua các bộ phận trao đổi nhiệt (6), (7), (8) và đa vào tháp chng cất tách nớc (5). Nớc đợc bay hơi ra ở đỉnh tháp (5) qua thiết bị ngng tụ (14) đi vào thùng chứa (17) và nớc đợc tháo ra ngoài, một phần đợc quay lại tháp (5) ở dạng hồi lu. Dung môi đợc thu hồi ở đáy tháp (5) đợc đa trở lại tháp trích ly (1).
Dòng dầu tinh chế (Rafinate) có lẫn dung môi đi ra ở đỉnh tháp trích ly(1) qua thiết bị trao đổi nhiệt (9) qua thiết bị đun nóng (11) và đa vào tháp chng hơi nớc (4). Phần trích ở tháp tách thứ hai của tháp tách (2) sau khi tách dung môi đợc đa vào thiết bị đun nóng, sau đó đa tới tháp tách thứ nhất của tháp tách (2). Sau khi tách dung môi ở tháp (2) cũng đợc đa sang tháp chng hơi nớc (3), nớc và dung môi ở tháp (3),(4) đợc qua thiết bị ngng tụ làm lạnh (12), (13) vào thùng chứa (15), (16) sau đó đi vào tháp (5) ở đây dung môi đợc tách nớc và quay về tháp trích ly (1). Dầu đã tinh chế ở tháp (4) qua thiết bị trao đổi nhiệt (9) đợc lấy ra ngoài. Phần triết đợc lấy ra ngoài ở đáy tháp (3).