D = AP nEXP(B/T)
BITUM 6.1 Thành phần hố học của Bitum
6.1.2. Thành phần hố học của Bitum
Cũng giống như tất cả các sản phẩm dầu mỏ khác, trong thành phần của Bitum chứa nhiều các hợp chất của cacbon và hydro, nhưng trong Bitum thì hàm lượng các hợp chất dị nguyên tố (hợp chất ngồi cacbon và hydro cịn chứa thêm các nguyên tố khác như lưu huỳnh, oxy, nitơ) cũng chứa một hàm lượng đáng kể. Bởi vậy, thành
việc phân tách Bitum thành các nhĩm chất nhờ vào khả năng hồ tan của chúng trong các dung mơi khác nhau. Sau đây ta sẽ nghiên cứu các quá trình này.
6.1.2.1. Quá trình xử lý Bitum bằng dung mơi
Dựa vào việc lựa chọn các dung mơi, ta cĩ thể tách Bitum thành các nhĩm chất khác nhau theo trọng lượng phân tử của chúng.
Khi cho Bitum hồ tan trong dung mơi sulfua cacbon (CS2) thì ta thu được một hàm lượng nhỏ (thường khơng quá 2%) chất rắn khơng tan, chất này được gọi là cacboit. Thực tế thì cacboit khơng hồ tan trong bất kỳ dung mơi nào, nĩ là một dạng của cacbon trong thiên nhiên như cacbon graphit. Trong dầu mỏ nguyên khai khơng cĩ mặt của dạng hợp chất này, chúng chỉ xuất hiện trong quá trình chế biến, nhất là các quá trình với sự cĩ mặt của oxy ở nhiệt độ cao.
Cho Bitum hồ tan trong dung mơi tetracloruacacbon (CCl4), phần khơng tan thu được tiếp tục hồ tan trong dung mơi sulfua cacbon (CS2), khi đĩ ta thu được hai phần. Phần thứ nhất khơng tan trong dung mơi sulfua cacbon (CS2) đĩ chính là cacboit, phần thứ hai tan trong dung mơi sulfua cacbon (CS2) được gọi là cacben (thường thì hàm lượng của cacben khơng quá 0.2%). Cũng tương tự như cacboit, cacben khơng cĩ trong dầu mỏ nguyên khai chúng chỉ hình thành trong quá trình chế biến.
Nếu cho Bitum vào tan trong dung mơi là các hydrocacbon no nhẹ như pentan, hexan, heptan, octan thì phần tan trong các dung mơi này được gọi là malten phần khơng tan là một chất rắn màu đen được gọi là asphalten. Trọng lượng của asphalten lớn hơn của malten. Tuy nhiên ranh giới này khơng được rỏ ràng, trọng lượng phân tử của malten nằm trong khoảng từ 400 đến 11000, cịn trọng lượng phân tử của asphalten từ 800 đến 100000 tuỳ thuộc vào dung mơi hồ tan và nguồn gốc dầu mỏ.
Ngồi các loại dung mơi trên thì người ta cịn cĩ thể dùng một số dung mơi khác để tiến hành trích ly Bitum. Khi dùng butanol-I để hồ tan Bitum sau đĩ dùng heptan và aceton ở nhiệt độ thấp để tiếp tục trích ly thì ta sẽ thu được các sản phẩm như sơ đồ sau:
Nhựa Asphalten Trích ly bằng heptan Dầu Naphten Dầu parafin Trích ly bắng aceton ở - 32oC Dầu Asphalten Trích ly bằng Butanol-I BITUM
Như vậy, chỉ cần một quá trình trích ly đơn giản ta cĩ thể thu được ba nhĩm chất khác nhau đĩ là asphalten, nhựa, và dầu. Với cùng một loại nguyên liệu thì hàm lượng các hợp chất này cũng thay đổi nhiều chúng phụ thuộc vào loại dung mơi trích ly và điều kiện tiến hành. Ví dụ: với nguyên liệu là dầu của Mêxico, khi dung mơi là pentan thì lượng asphalten thu được là: 33.5% nhung khi dung mơi là n-heptan thì hàm lượng này chỉ cĩ 25.7%. khi nhiệt độ trích ly tăng lên thì lượng asphalten thu được sẽ giảm.
6.1.2.2. Quá trình xử lý Bitum bằng dung mơi và chất hấp phụ
Khi cho các nhĩm chất thu được bằng phương pháp trích ly như trên chảy qua các cột hấp phụ như đất sét, sicagel . . . thì dầu, nhựa đơi khi cả asphalten sẻ được tách ra, như vậy nhờ vào quá trình này ta cĩ thể thu dược các họ Parafinc, Naphtenic, Aromatic một hay nhiều vịng, các hợp chất phức hợp của lưu huỳnh . . .
Ngồi ra thì người ta cĩ thể kết hợp các phương pháp nêu trên với việc chưng cất chân khơng để phân chia Bitum thành các nhĩm chất nhỏ hơn, tuy nhiên khơng bao giờ thu được các hợp chất tinh khiết.