% Cỏc bon ở mạch parafin % Cỏc bon ở vũng thơm
2.2.1.2Chiết bằng dung mụ
Do quỏ trỡnh chưng cất phõn đoạn chưa loại bỏ hết được cỏc cấu tử khụng mong muốn, như cỏc hợp chất hydrocacbon thơm đa vũng, cỏc hợp chất nhựa làm cho chất lượng dầu kộm đi, đổi màu tăng độ nhớt, xuất hiện cỏc hợp chất cú tớnh axit khụng tan trong dầu. Việc chiết tỏch cỏc cấu tử khụng mong muốn bằng cỏc dung mụi cú cực nhằm cải thiện thành phần hoỏ học của dầu, cho phộp sản xuất ra dầu chất lượng cao từ bất kỳ dầu thụ nào kể cả loại cú hàm lượng hydrocacbon thơm đa vũng và cặn nhựa khỏ cao. Nguyờn lý của quỏ trỡnh chiết dung mụi dựa trờn việc sử dụng dung mụi mà một nhúm cấu tử, thường là cỏc hydrocacbon thơm, tan nhiều hơn trong đú. Dung mụi sử dụng phải rẻ tiền, dễ kiếm, bền hoỏ học khụng gõy ăn mũn, dễ dựng và ớt độc hại. Việc lựa chọn dung mụi phụ thuộc vào độ chọn lọc và khả năng hoà tan của dung mụi. Độ chọn lọc là khả năng phõn tỏch hai nhúm cấu tử khỏc nhau về mặt hoỏ học. Khả năng hoà tan là lượng dung mụi ớt nhất cần dựng để hoà tan một lượng xỏc định nguyờn liệu, lượng dung
mụi dựng càng ớt thỡ khả năng hoà tan càng cao, độ chọn lọc càng cao thỡ khả năng hoà tan càng thấp và ngược lại.
Nhiệt độ sụi của dung mụi phải khỏc xa so với cấu tử được chiết tỏch để cú thể thu hồi dung mụi một cỏch dễ dàng bằng chưng cất. Cỏc dung mụi thường được sử dụng trong quỏ trỡnh này, đú là: Phenol, furfurol, lưu huỳnh oxit và N – metyl- pyrolydon (NMP). Dung mụi Cụng thức Khối lượng riờng ở 20oC, kg/m3 Nhiệt độ sụi, oC Nhiệt độ đụng đặc, oC Nhiệt bay hơi, KJ/kg Độ nhớt ở động học ở 50 oC Phenol C6H6 1071 181 +41 446,23 32.4 Fufurol C5H4O2 1159 162 -39 450,55 11.5 NMP C4H9CN 1033 204 -24 493.1 10.4 Lưu huynh dioxyt SO2
Hỡnh 2.7 : sơ đồ khối quỏ trỡnh chiết dung mụi
Cơ sở cho quỏ trỡnh lọc dầu bằng dung mụi trờn là do cỏc hydrocacbon thơm dễ dàng tan trong lưu huỳnh dioxyt lỏng cũn paraffin và naphten thỡ tan kộm hơn nhiều. sản phẩm đầu tiờn được tinh chế theo cỏch này là kerosene của rumani đó cải thiện được điểm khúi. Sau khi tinh chế, dầu thu được cú hàm lượng hydrocacbon thơm thấp được gọi là rafinat đó xử lý dung mụi (dầu SN).
2.2.1.2.1. cơ sở chiết với dung mụi là lưu huỳnh đioxyt
SO2 là dung mụi đầu tiờn dựng trờn phạm vi lớn. Tuy nhiờn chỳng đó mất dần ý nghĩa vỡ độ chọn lọc khỏ thấp và khi tiếp xỳc và khi tạo với nước tạo ra axit gõy ăn mũn mạnh (H2CO3)[9]
Hỡnh 2.8: Sơ đồ cụng nghệ quỏ trỡnh chiết với dung mụi SO2 lỏng
a- chất làm khụ, b- thỏp chiết, c- thiết bị ngưng tụ, d- thiết bị thu hồi dung mụi,e- thiết bị làm khụ SO2
2.2.1.2.2. cụng nghệ chiết với dung mụi phenol
Phenol cú khả năng hoà tan cao, tạo điều kiện thuận lợi cho làm sạch nguyờn liệu khỏi cỏc cấu tử khụng mong muốn, độ chọn lọc phụ thuộc mạnh vào hàm lượng nước. cỏc paraffin cú thể tỏch riờng khỏi dung dịch bóo hũa khụng chứa nước khi them nước vào. Nhiệt độ sụi của hỗn hợp đẳng phớ là 99,5oC. Trong quỏ trỡnh này nguyờn liệu được đưa qua thỏp hấp thụ để loại bỏ cỏc vết phenol rồi sau đú đến thiết bị chiết ly tõm. Phờnol được tỏch khỏi rafinat nhờ bay hơi và lụi cuốn tiếp với hơi nước. pha chiết được chuyển từ thỏp chiết ly tõm, qua thiết bị gia nhiệt tới thỏp làm khụ để loại nước từ quỏ trỡnh đẳng phớ. Dung dịch khụng chứa nước được chuyển từ thiết bị chứa của thỏp làm khụ tới thỏp chưng cất nhanh extract và ở đú hầu hết phenol đước húa hơi.(hỡnh vẽ)
c e h f i g d a
Nguyờn li?u Hoi nu?c
Rafinat Extract Hoi nu?c Hơii nuớc b
Hỡnh 2.9: Sơ đồ chiết voi dung mụi phenol
a-thựng chứa phenol, b- thiết bị chiết, c- lũ nung rafinat, e- lũ đun núng extract, f- thỏp chưng cất nhanh, g- thỏp làm khụ, h- bỡnh chứa hỗn hợp phenol-nước, i- thỏp hấp thụ, k- thỏp tỏch phenol khỏi extract..
2.2.1.2.3. cụng nghệ chiết với dung mụi furfurol
Furfurol là dung mụi được sử dụng ở nhiều nước trờn thế giới do ớt độc hại hơn phenol. Tuy cú khả năng hoà tan kộm hơn phenol nhưng furfurol lại cú độ chọn lọc cao hơn nờn cho hiệu quả lớn hơn khi dựng fururol để làm sạch phần cất cú chứa nhiều hydrocacbon thơm. Nhược điểm chớnh của dung mụi này là tớnh oxy hoỏ, dễ tạo nhựa khi cú mặt khụng khớ và hơi nước. Để trỏnh quỏ trỡnh oxy hoỏ người ta thường bảo quản furfurol bằng khớ trơ, kiểm tra nhiệt độ chặt chẽ trong hệ thống đun núng và tỏi sinh dung mụi, khử khớ sơ bộ khỏi nguyờn liệu trước khi trớch ly, hoặc thờm chất chống oxy hoỏ đặc biệt vào furfurol. Trong quỏ trỡnh này dầu được chộn với furfurol ở gần đỉnh thỏp chiết ngược liờn tục, nhiệt độ phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ dung mụi và nguyờn liệu.( hỡnh vẽ).
Hỡnh 2.10: Sơ đồ cụng nghệ quỏ trỡnh chiết bằng furfurol
a- tỏch khớ, b- thỏp chiết ngược, c- thỏp tỏch nước khỏi furfurol, d- thỏp lụi cuốn furfurol khỏi nước, e- thỏp ỏp suất cao để tỏch furfurol, f- thỏp ỏp suất trung bỡnh tỏch furfurol từ phần chiết, g- thỏp chõn khụng để tỏch furfurol, h- thiế bị chiết, i- thỏp chõn khụng để
tỏch furfurol khỏi rafinat, k- thiết bị tỏch rafinat
Do khả năng hoà tan cỏc chất nhựa của furfurol kộm nờn dung mụi này chỉ ỏp dụng với cỏc nguyờn liệu cú chất lượng cao.
2.2.1.2.4. cụng nghệ chiết bằng dung mụi NMP
Dung mụi NMP là dung mụi mới hiện nay được sử dụng nhiều trong cụng nghệ tỏch lọc. Trong quỏ trỡnh trớch ly dựng dung mụi NMP để loại bỏ những thành phần khụng mong muốn trong cỏc phõn đoạn của dầu nhờn. Quỏ trỡnh này cho ra cỏc sản phẩm Parafinic hoặc naphtenic phự hợp cho quỏ trỡnh chế biến dầu gốc. Quỏ trỡnh này loại bỏ cú lựa chọn cỏc hợp chất thơm và cỏc hợp chất chứa dị nguyờn tố như ụxy, nitơ, lưu huỳnh. Sản phẩm của quỏ trỡnh này cú thể được tỏch sỏp để sản xuất dầu gốc cú chất lượng cao, nú được đặc trưng bởi chỉ số độ nhớt cao, chịu nhiệt tốt và ổn định ụxy hoỏ cao, màu sỏng và phản ứng tốt với cỏc chất phụ gia.
Hỡnh 2.11: Sơ đồ cụng nghệ quỏ trỡnh chiết với NMP