I. Thành phần hoá học của dầu nhờn.[2]
2.3. Tách sáp
Sáp dầu mỏ là một hỗn hợp parafin mạch thẳng và một lợng nhỏ các hydrocacbon khác có nhiệt độ nóng chảy cao và hoà tan kém trong dầu ở nhiệt độ thấp, vì vậy cần phải loại ra khỏi dầu nhờn. Trên thực tế, đa phần dầu gốc từ dầu mỏ đều phải qua quá trình tách sáp, trừ một số loại dầu có hàm lợng parafin thấp và làm việc ở nhiệt độ cao. Tách sáp là một trong những khâu quan trọng nhất và khó khăn nhất trong quá trình chế biến dầu gốc. Có hai quy trình chính hiện đang sử dụng là
+ Làm lạnh sáp để kết tinh sáp có dùng dung môi
+ Cracking chọn lọc bẻ gẫy mạch parafin thành các sản phẩm nhẹ với hydro.
Việc tách triệt để parafin để đạt nhiệt độ đông đặc cực thấp là không cần thiết vì gây ra sự hao hụt dầu lớn, chi phí cao. Hơn nữa parafin cũng có chỉ số nhớt tốt. Quá trình tách sáp bằng phơng pháp kết tinh dựa trên nguyên lý làm lạnh dầu để kết tinh parafin rắn sau đó lọc hoặc ly tâm tách riêng phần rắn khỏi pha lỏng. Nhng phơng pháp này có nhợc điểm là không liên tục, khó lọc do độ nhớt cao của dầu nhất là các dầu nặng và có sự tạo thành các loại sáp vi tinh thể. Để khắc phục có thể dùng dung môi để giữ tính linh động thu đợc phần lọc có độ nhớt thấp ở nhiệt độ làm lạnh, cho phép lọc liên tục với hiệu quả cao
Một dung môi tách sáp tốt phải thoả mãn các yêu cầu sau: + ít hay không hoà tan sáp.
+ Hoà tan tốt dầu nhờn tại nhiệt độ kết tinh sáp. + Sáp ở dạng tinh thể lớn để dễ tách bằng lọc.
+ Có nhiệt độ sôi thấp để dễ tách khỏi dầu, tiết kiệm năng lợng. + Dung môi phải dễ kiếm, rẻ, không độc hại và không gây ăn mòn. + Tỷ lệ dung môi / nguyên liệu dầu thấp để giảm chi phí vận hành.
Các dung môi chính đợc sử dụng là xêton, propan, và các dẫn xuất của Clo. ở đây ta dùng dung môi xêton
Nguyên lý hoạt động
Nguyên liệu chứa sáp qua hệ thống làm lạnh sơ bộ đi vào thiết bị kết tinh Dilchill . Đồng thời dung môi qua bộ phận gia nhiệt và qua hệ thống làm lạnh quay trở lại bộ phận gia nhiệt, một phần dung môi lạnh sạch đợc tháo ra ngoài, phần còn lại đợc đa vào tháp kết tinh Dilchill. Dới các điều kiện khuấy trộn mạnh hầu hết quá trình kết tinh xảy ra ở trong tháp này. Hỗn hợp dạng bùn của sáp, dung môi xêton, dầu sau đó đợc đa qua thiết bị làm lạnh quét mặt đi vào thiết bị lọc sáp dạng thùng quay một hoặc hai bậc, dung môi lạnh sạch lấy ra lúc đầu đợc bổ xung vào trong quá trình lọc. Tại thiết bị phần thu đợc gồm
dung môi và dầu đợc đa qua bộ phận gia nhiệt sau đó qua bộ phận thu hồi dung môi tại đây dung môi đợc thu lại và phần dầu đã tách sáp đợc lấy ra ngoài. Phần còn lại của thiết bị là bùn sáp đợc qua thiết bị đun nóng để tách dầu có trong sáp sau đó đa vào thiết bị lọc tách dầu hai bậc cả hai thiết bị lọc này đều đợc bổ xung dung môi lạnh sạch. Tại thiết bị lọc thứ nhất dung môi và dầu đợc qua bộ phận thu hồi dung môi tại đây dung môi đợc thu lại và dầu đợc đa ra ngoài. Phần sáp còn lại trong thiết bị lọc thứ nhất tiếp tục đợc đa sang thiết bị lọc thứ hai, ở đây sáp và dung môi đợc đa qua bộ phận thu hồi dung môi thu lại dung môi và sáp đợc đa ra ngoài. Phần sáp còn lại có chứa dầu lại đợc đa về thiết bị đun nóng và tiếp tục những quá trình trên đến khi nào thu đợc lợng dầu tối đa.
Công nghệ này yêu cầu bề mặt lọc ít, ít cần rửa màng lọc để đạt đợc lợng dầu tơng tự trong sáp theo yêu cầu, quá trình làm lạnh thấp hơn và bề mặt lọc của thiết bị làm lạnh kết tinh đợc quét sạch, điều này có nghĩa chi phí chạy máy thấp hơn
Nguyên lý hoạt động
Cặn chng ở áp suất khí quyển đợc đa vào tháp chng cất chân không tại đây nó đợc tách thành các phần cất dầu bôi trơn có độ nhớt khác nhau và phần cặn hẹp. Phần nhẹ nhất thu đợc ở đỉnh trên cùng của tháp và tăng dần tỷ trọng từ trên xuống dới. Việc tiến hành trong tháp chng cất chân không là để giảm nhiệt độ quá trình chng cất tránh phân huỷ dầu ở nhiệt độ cao. Phân đoạn nặng nhất thu đợc ở đáy tháp (cặn gudron) đợc qua bộ phận tách nhựa, đa nhựa ra ngoài phần dầu còn lại đa sang quá trình xử lý hydro và chng cất lại. Các phân đoạn còn lại nh dầu cất nhẹ, dầu cất trung, dầu cất nặng đợc qua thiết bị triết bằng
dung môi, phần chiết đợc lấy ra ngoài ở đáy tháp. Phân đoạn nhẹ không cần qua xử lý hydro và chng cất lại vì ở phân đoạn này không chứa các thành phần phức tạp và nhiệt độ tơng đối thấp. Các phân đoạn còn lại đợc đa qua quá trình xử lý hydro và chng cất lại, ở quá trình này phần dầu nhẹ nhất đợc đa ra ngoài các phần còn lại đợc tiếp tục đa sang công đoạn tách sáp, ở công đoạn này sau quá trình tách sáp chúng ta thu đợc các phân đoạn dầu khác nhau, ở đỉnh tháp dầu trung tính 125, đến 250 và500 còn phần cặn Brai thu đợc ở đáy tháp ( phân đoạn dầu bôi trơn nặng có độ nhớt cao để sản xuất dầu động cơ ), sáp đợc lấy ra ngoài ở đáy tháp.
Khi sử dụng công nghệ này, công suất tăng đáng kể có thể đạt tới 60%. Hiệu suất và năng suất ít thay đổi với nguyên liệu ban đầu so với khi sử dụng trích ly bằng dung môi.
Chơng IV
biện pháp tái sinh làm sạch dầu nhờn[8,9]
Tái sinh dầu nhờn thải cho phép không những tiết kiệm đáng kể nhiên liệu mà còn giải quyết đợc vấn đề ô nhiễm môi trờng, một vấn đề mà cả thế giới quan tâm, hiện nay trên thế giới có tới 15 ữ 20 công nghệ tái sinh khác nhau từ đơn giản nhất nh phơng pháp axit cổ điển đến hiện đại nh phơng pháp đa tầng sử dụng kiểu tẩy bằng dung môi lựa chọn hoặc bằng hydro, các phơng pháp đa tầng tạo ra dầu gốc rất hoàn hảo nhng vốn đầu t xây dựng dây truyền tái sinh lớn, công nghệ phức tạp, đòi hỏi kỹ thuật cao. Từ trớc tới nay việc tái sinh dầu nhờn thải của ta đợc thực hiện bằng phơng pháp axit. Do đặc điểm của phơng pháp cũng nh cha hoàn chỉnh về công nghệ nên hiệu quả tái sinh thấp gây ô nhiễm môi trờng. Việc áp dụng các phơng pháp hiện đại cha thể thực hiện đợc do cơ sở vật chất khoa học kỹ thuật của ta còn quá nghèo nàn, lạc hậu.