Phần hai: Lược khảo tài liệu
Trong thực tế dầu động cơ chiếm một tỉ lệ khá lớn trong công nghiệp sản xuất dầu bôi trơn nói chung (khoảng 40%) và được sử dụng phổ biến.
VI. Các chỉ tiêu chất lượng của dầu nhem
Yêu cầu phẩm chất cùa dầu nhòìi
- Dầu nhờn phải bôi tron tốt trong mọi điều kiện - Độ nhớt ít thay đổi theo nhiệt độ và áp suất. - Có tính ôn định chống oxy hóa tốt.
- Không có lẫn tạp chất và nước
VI. l. Khối lưọng riêng và tỉ trọng
Khối lượng riêng (Density) đo bàng g/cm3 hay kg/m3 là khối lượng của một đơn vị thê tích. Tỉ trọng (relative density) là tỉ số khối lượng riêng của một chất
ở nhiệt độ nào đó, so với khối lượng riêng của nước ở 4°c. Ký hiệu dt/4, trong đó
t°c là nhiệt độ tại đó xác định tỉ trọng. Thông thường dùng tỉ trọng tiêu chuẩn ở 20°c ký hiệu d20/4-
Khối lượng riêng và tỉ trọng là một tính chất cơ bản và cùng với những tính chất vật lý khác nó đặc trưng cho từng loại phân đoạn sản phẩm dầu mỏ cũng như dùng để đánh giá phần nào chất lượng của dầu thô. Với dầu bôi trơn, khối lượng riêng ít có ý nghĩa để đánh giá chất lượng. Tuy nhiên một giá trị bất thường nào đó của khối lượng riêng cũng giúp ta phán đoán về sự có mặt trong dầu một phần nhiên liệu, dung môi, thậm chí một chất khí nào đó.
Phần hai: Lược khảo tài liệu
VI.3. Độ nhớt của dầu nhờn
Độ nhớt là một tính chất cơ bản và quan trọng nhất của dầu nhờn, là đại lượng kiểm tra sự thay đổi dầu trong quá trình sử dụng. Độ nhớt của dầu thay đối theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ cao, độ nhớt giảm và ngược lại. Neu dầu nhờn có độ nhớt quá lớn sẽ làm trở lực tăng, các chi tiết của động cơ sẽ bị mài mòn khi khởi động và khả năng lưu thông của dầu nhờn kém. Neu dầu nhờn có độ nhớt nhỏ sẽ làm cho khả năng bám dính lên các chi tiết của động cơ kém, dầu nhờn dễ bị đẩy ra khỏi bề mặt bôi tron hon.
Độ nhớt của các nhóm hydrocacbon thay đổi theo thứ tự' sau:
Nhóm hydrocacbon parafín< nhóm hydrocacbon thơm < nhóm naphtalen
Độ nhớt của dầu nhờn thường được đo bằng poazơ (P), centipoazơ (cP) (đối với độ nhớt động lực), hoặc stoc (St), centistoc (cSt) (đối với độ nhớt động học).
VI. 4. Chỉ số độ nhót
Chỉ số độ nhớt là trị số chuyên dùng để đánh giá sự thay đối độ nhớt của dầu bôi trơn theo nhiệt độ, đây cũng là một đặc tính quan trọng nữa của dầu nhờn. Dầu nhờn được coi là bôi trơn tốt khi độ nhớt của nó ít bị thay đổi theo nhiệt độ, ta nói ràng dầu có chỉ số độ nhớt cao. Ngược lại, nếu độ nhớt thay đổi nhiều theo nhiệt độ có nghĩa là dầu có chỉ số độ nhớt thấp.
VI. 5. Tính bay hoi của dầu nhờn
Thành phần chính yếu của dầu nhờn là các hydrocacbon có nhiệt độ sôi cao, do đó chúng rất khó bay hơi. Tuy vậy người ta vẫn phải đánh giá tính bay hơi của dầu nhờn vì có thể có những thành phần nhẹ lẫn trong dầu.
Phần hai: Lược khảo tài liệu
thiểu. Đe đánh giá tính ăn mòn và khả năng bảo vệ bề mặt kim loại của dầu nhờn, cần xác định các chỉ tiêu trị số axit tổng, kiềm tổng và kiếm nghiệm mảnh đồng
số axit tổng (Total acid number (TAN)) là chỉ tiêu đánh giá tính axit của dầu, đặc trung bởi số miligam kali hydroxit (KOH) cần thiết để trung hòa toàn bộ lượng axit có trong lgam dầu.
b. Trị số kiềm tổng (Total base number (TBN)) là số mg KOH tỉ lượng tương đương với lượng axit HC1 (hoặc HCIO4) cần thiết đế trưng hòa các bazơ chứa trong lgam dầu. Tính kiềm là chỉ tiêu rất cần thiết đê xét đoán chất lượng dầu nhờn, nhàm đảm bảo trung hòa các hợp chất axit tạo thành trong quá trình sử dụng, tránh hiện tượng rỉ sét trên bề mặt các chi tiết kim loại.
Axit tan trong nước biểu hiện sự có mặt của axit vô cơ, được phát hiện định tính theo sự đổi màu của chất chỉ thị đối với lớp nước tách khỏi dầu nhờn khi làm kiểm nghiệm. Quy định tuyệt đổi không được có axit vô cơ trong dầu.
c. Kiếm nghiệm ăn mòn mánh đồng
Hình 2: Thang đo ăn mòn mánh đồng
Tiêu chuẩn này quy định có 4 cấp màu sắc mẫu từ 1 đến 4 (hình 2): - Cấp 1 có 2 mức: la và lb.
- Cấp 2 có 5 mức: 2a, 2b, 2c, 2d, 2e. - Cấp 3 có 2 mức: 3a và 3b.
- Cấp 4 có 3 mức: 4a, 4b, 4c.
Kiểm nghiệm này nhàm phát hiện sự có mặt của các hợp chất lun huỳnh hoạt động (lưu huỳnh tự do, suníua...) có mặt trong dầu nhờn.
Theo phương pháp này, mảnh đồng được đánh bóng và ngâm ngập trong mẫu dầu. Người ta gia nhiệt đến nhiệt độ nhất định và giữ trong thời gian quy định. Nhiệt độ và thời gian thử nghiệm tùy thuộc vào từng loại dầu. Khi kết thúc thử
Phần hai: Lược khảo tài liệu
(American Society for Testing and Materials - hiệp hội thử nghiệm và nguyên liệu của Hoa Kỳ) về ăn mòn mảnh đồng sẽ có kết luận cụ thể về tính ăn mòn của dầu nhờn.
VI.7. Độ sạch của dầu nhem
Độ sạch của dầu nhờn được đánh giá qua hiện tượng nhiễm bẩn dầu bởi các tạp chất tù’ bên ngoài như nước, nhiên liệu, tạp chất co học. Độ sạch của dầu nhòn được đánh giá qua các chỉ tiêu như: nước trong dầu, hàm lượng tro và sunfat, hàm lượng cặn cacbon, cặn không tan.
VI.8. Độ ổn định oxi hóa (Oxidation stability)
Độ ổn định của dầu bôi trơn biểu hiện khả năng của dầu chống lại những tác động bên ngoài làm thay đổi chất lượng của dầu nhờn. Dầu có độ ổn định cao thì thành phần hóa học và tính chất của nó ít thay đổi.
Các họp phần hydrocacbon thơm, naphten hoặc hỗn họp thom - naphten đa vòng có nhánh alkyl ngắn rất dễ bị oxi hóa tạo thành các chất nhựa, asphalten, do đó chúng là những hợp phần không tốt trong dầu nhờn.
VI.9. Tính tạo bọt của dầu bôi tron
Hiện tượng tạo bọt của dầu nhờn có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất bôi trơn và quá trình làm việc của các động cơ, hệ thống truyền động, hệ thống thủy lực, hệ thống bánh răng cao tốc. Bọt tạo thành do dầu bị khuấy trộn cơ học khiến một lượng không khí hòa tan vào dòng chảy của dầu.
Phần hai: Lược khảo tài liệu
VII. Công nghệ sản xuất dầu nhòn gốc từ mazut
So’ đồ 1: Các phân đoạn của dầu mồ và ứng dụng
Mazut là phần cặn của quá trình chưng cất ở áp suất khí quyển có nhiệt độ sôi cao hơn 350°c. Phần cặn này có thế đem đi đốt hoặc làm nguyên liệu đê sản xuất dầu nhờn gốc. Với mục đích sản xuất dầu nhờn gốc thì ta đi đem chưng cất chân không, ta thu được phân đoạn có nhiệt độ sôi khác nhau như: Phân đoạn dầu nhờn nhẹ ( LVGO: Light Vacuum Gas Oil ) có nhiệt độ sôi từ 300°c - 350°c. Phân đoạn dầu nhờn tmng bình (MVGO: Mcdium Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ từ 350°c - 420°c. Phân đoạn dầu nhờn nặng (HVGO: Heavy Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ từ 420°c - 500°c.
Thành phần của các phân đoạn này gồm những phân tử hydrocacbon có số cacbon trong phân tử từ C21- 40 » những hydrocacbon trong phân đoạn này có trọng lượng phân tử lớn ( 1000 - 10000), cấu trúc phức tạp, bao gồm:
- Các parafm mạch thăng và mạch nhánh.
- Các hydrocacbon napten đơn hay đa vòng thường có gắn nhánh phụ là các paraíìn.
- Các hydrocacbon thom đơn hay đa vòng chủ yếu chứa mạch nhánh ankyl, nhưng chủ yếu là 1 đến 3 vòng.
Phần hai: Lược khảo tài liệu
- Các hợp chất lai hợp mà chủ yếu là lai hợp giữa napten và paraíĩn, giữa napten và hydrocacbon thom.
hợp chất chứa các nguyên tố oxy, nitơ, lun huỳnh cũng chiếm phần lớn trong phân đoạn dầu nhờn. Các hợp chất chứa kim loại cũng gặp trong phân đoạn này.
VII. 2. Quy trình công nghệ sản xuất dầu nhờn gốc từ mazut l3l VTI.2.1. Chưng cất chân không
Nguyên liệu của quá trình này là phần cặn của quá trình chưng cất ở áp suất khí quyên (mazut). Mục đích của công đoạn này là đê tách lây các phân đoạn riêng biệt dựa vào khoảng nhiệt độ sôi hay độ nhớt.
VII. 2.2. Các quá trình trích ly, chiết tách bằng dung môi
Mục đích của quá trình trích ly là chiết tách các cấu tử không mong muốn chứa trong các phân đoạn dầu nhờn mà bàng chưng cất không thể loại ra được. Các cấu tử tạp sè làm cho dầu nhờn sau một thời gian bảo quản hay sử dụng bị biến đôi màu sắc, tăng độ nhớt, xuất hiện các hợp chất có tính axit không tan trong dầu, tạo thành cặn vựa, cặn bùn trong dầu.
VII. 2.3. Quá trình tách sáp
Sáp là một hồn hợp chủ yếu là các paraíĩn phân tử lớn và một lượng nhỏ các - 2 1
Phần hai: Lược khảo tài liệu
tố o, N, s thành nước, ammoniac, suníliahydro. Các hydrocacbon thơm một phần bị hydro hóa thành naphtalen.
Phần hai: Lược khảo tài liệu
CHƯƠNG II: DÀU NHỜN SINH HỌC
I. Khái niệm
Dầu nhờn sinh học là thuật ngừ dùng để chỉ những chất bôi trơn có hai đặc diêm là dễ phân hủy sinh học và không độc cho sinh vật và môi trường sống. Dầu nhờn sinh học được tông hợp tù’ alkyl este của các axit béo với polyol thích họp như: trimethylolpropan, pentaerythriol (PT) với xúc tác thích hợp [211
Hình 3: Dầu nhờn sinh học
II. ƯU điểm và nhược điểm của dầu nhờn sinh học
II.l. Ưu điểm
Dầu nhờn sinh học có nhiều ưu điểm hơn so với dầu khoáng.
Do đi từ nguyên liệu ban đầu là dầu mờ động thực vật nên dầu nhờn sinh học là một loại họp chất hoàn toàn có khả năng tái chế. Điều này đặc biệt có ý nghĩa khi mà trừ lượng dầu mỏ trên thế giới sê cạn dần trong tương lai và giá cả của nó đang gia tăng như hiện nay. Dầu nhờn sinh học có khả năng phân hủy sinh học cao nên ít độc hơn cho sinh vật cũng như ít gây ô nhiễm môi trường như dầu khoáng.
Phần hai: Lược khảo tài liệu
II. 2. Nhược điểm
Dầu nhờn sinh học có chiều hướng dễ bị oxi hóa do các liên kết đôi trong mạch cacbon của các axit béo. Nhiều nghiên cứu gần đây trong lĩnh vực sản xuất dầu nhờn từ dầu thực vật trong đó chủ yếu là những thay đổi về phương pháp hóa học và chất phụ gia.
Dầu nhờn sinh học có giá thành cao hơn so với dầu khoáng vì tác chất làm nên dầu nhờn sinh học là những polyol rất đắt tiền. Nhưng vì những ưu điểm vượt trội của nó, nhất là ưu điểm về mặt môi trường, nên trong tương lai, chắc chắn dầu nhờn sinh học sẽ cạnh tranh được với dầu khoáng.
III. Vấn đề sử dụng và nghiên cửu dầu nhờn sinh học
trong
và ngoài nước
Đặc tính khó phân huỷ của các loại dầu bôi trơn hiện đang đe dọa nghiêm trọng đến đất đai và các nguồn nước, nhất là ở đô thị và khu công nghiệp. Hiện nay, dầu khoáng tinh chế chỉ đạt 40% yêu cầu phân hủy sinh học, những biện pháp dùng thêm phụ gia để tăng khả năng phân hủy sinh học đều chưa mang lại kết quả như mong muốn. Trước tình hình đó, các nhà khoa học đã nghiên cứu một loại dầu bôi trơn hợp sinh thái mà nguyên liệu chính là các loại dầu thực vật.
Trên thế giới hiện có hai xu hướng sử dụng dầu thực vật làm chất bôi trơn: thứ nhất là sử dụng một loại dầu thực vật tinh chế làm thành phần chính và kết họp với một số phụ gia. Thứ hai là sử dụng hỗn hợp dầu thực vật được biến tính hóa học và các este của axít béo trong dầu thực vật với các alcol béo kết hợp với phụ gia phù hợp. Phương pháp này có thể tạo ra được các loại dầu bán tổng họp.
Dầu nhờn được làm từ dầu thực vật như đậu tương, ngũ cốc, mang lại nhiều khả năng tự phân huỷ và an toàn hơn đối với môi trường. Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục nghiên cún nhũng sản phẩm sinh học có từ thập kỷ 80 này, nhưng lúc đầu chúng không được sử dụng vì không tốt bằng các sản phấm dầu mỏ hoặc do giá thành đắt hon. Hon một thập kỷ qua, sự tiến bộ về mặt công nghệ đã cải thiện được việc sản xuất dầu nhờn sinh học, và trong 5 năm qua với việc giá dầu tăng cao và sự cần thiết về an toàn năng lượng, chúng đã trở thành mặt hàng cạnh
Phần hai: Lược khảo tài liệu
Trên thế giới, các nhà khoa học đã tông hợp được dầu nhờn sinh học từ methyl ester của dầu cọ.[24l Đó là phản ứng transester hóa giữa metyl este của dầu cọ với trimethylolpropan, theo các nhà khoa học thì đây là một sản phầm có khả năng phân hủy sinh học cao so với dầu nhờn có nguồn gốc từ dầu mó. Các nhà khoa học đã thực hiện thành công phản ứng, tạo ra được 98% trieste trong sản phẩm chỉ trong thời gian 1 giờ.
Nghiên cứu của nhà hoá học Girma Biresaw làm việc tại cơ quan nghiên cứu nông nghiệp (ARS) thuộc bộ nông nghiệp Mỹ đã nghiên cứu sản xuất dầu nhờn sinh học từ dầu thực vật và ông cũng cho biết dầu nhờn sinh học cũng cần chất phụ gia đê chống lại sự thuỷ phân, nâng cao khả năng chống ăn mòn và hạn chế sự phát triển của vi khuẩn.
Trong nước, một nhóm nhà khoa học của đại học quốc gia Hà Nội đã nghiên cứu về vấn đề sử dụng dầu thực vật đế sản xuất chất bôi trơn tại Việt Nam. Các loại dầu được khảo sát là dầu dừa, dầu lạc, dầu thầu dầu, dầu hạt cao su, dầu sở. Dầu thô được xử lý bằng kiềm và than hoạt tính đê loại bó tạp chất. Ket quả cho thấy trong 5 loại dầu trên, chi có 3 loại là dầu là thầu dầu, dầu lạc và dầu sở là có thể đáp úng được các yêu cầu về độ bền oxy hóa, độ nhớt, điềm đông, ăn mòn tương đương với dầu khoáng. Dầu dừa mặc dù có độ bền oxy hóa tốt nhưng điểm đông tương đối cao và độ nhớt hơi thấp, dầu hạt cao su có độ bền oxy hóa kém và không thê dùng làm dầu gốc nếu không được biến tính hóa học. Hướng nghiên cứu mới tạo ra sản phấm dầu bôi trơn có nguồn gốc từ dầu thực vật đang được các nhà khoa học Việt Nam tiếp tục nghiên cứu. Nguyên liệu sản xuất dầu thực vật Việt Nam tương đối dồi dào, việc nghiên cứu, tạo ra sản phấm mới này sẽ mang lại giá trị kinh tế cao cho các loại cây lấy dầu nguyên liệu ở Việt Nam, phù họp với xu hướng chung của thế giới là phát triển kinh tế trong môi trường sinh thái bền vừng. B2]
Phần hai: Lược khảo tài liệu
CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ CÁ BASA VÀ PHƯƠNG PHÁP TRANSESTER HÓA ĐIÈU CHẾ DẰU NHỜN SINH HỌC
I. Giói thiêu về cá basa
•
1.1. Các đặc điểm chính của cá basa lnl
Hình 4: Cá basa
sinh sản tự nhiên.
Cá basa (còn gọi là cá bụng) là cá da trơn, có thân dài, chiều dài chuấn bằng 2,5 lần chiều cao thân. Đầu cá basa ngắn, hơi tròn, dẹp bàng, trán to, miệng hẹp và nằm hơi lệch dưới mõm, có hai đôi râu, mắt to, bụng to, lá mờ rất lớn, phần sau thân dẹp bên lưng và đầu màu xám xanh, bụng trắng bạc.
Cá basa không có cơ quan hô hấp phụ, ngưỡng oxy cao hơn cá tra nên chịu đựng
kém trong nước có hàm lượng oxy hòa tan thấp. Cá basa sống chủ yếu ớ nước ngọt, chịu được nước lợ nhẹ, chịu đựng được ở nơi nước phèn có pH > 5,5. Ngưỡng nhiệt độ của cá basa là từ 18 - 40°c, ngưỡng oxy tối thiếu là l,lmg/lít. Khu vực nuôi cá giống tập trung chủ yếu ở các địa phương như Tân Châu, Châu Đốc (An Giang) và Hồng Ngự (Đồng Tháp). Ở các vùng này, cá được nuôi thương phẩm chủ yếu trong bè trên sông nước chảy.