Việc tách các thành phần không mong muốn trong sản xuất dầu gốc đợc thực hiện nhờ quá trình lọc dầu cho phép sản xuất dầu gốc chất lợng cao, ngay cả với phân đoạn dầu nhờn của dầu thô cha thích hợp cho sản xuất dầu nhờn. Sơ đồ công nghệ chung để sản xuất dầu nhờn gốc từ dầu mỏ thờng bao gồm các công đoạn nh chỉ ra ở hình sau, hình 1
Phần chiết asphanten
Sáp
Phụ gia Dầu thơng phẩm
Mazut Chng cất chân
không Dầu cất
nhẹ Dầu cất trung Dầu cất nặng Cặn gudron Chiết bằng
dung môi Tách asphan bằng Dầu cất
nhẹ Dầu cất trung Dầu cất nặng Dầu cặn
Tách sáp
Làm sạch bằng H2 Dầu gốc
Hình 1: Sơ đồ công nghệ sản xuất dầu gốc.
Công nghệ chung để sản xuất dầu nhờn gồm các quá trình sau: Chng chân không nguyên liệu cặn mazut;
Chiết tách, trích ly bằng dung môi;
Tách hydrocacbon rắn (sáp hay petrolactum); Làm sạch cuối cùng bằng hydro hoá.
1.1. Chng chân không nguyên liệu cặn Mazut.
Để nhận các phân đoạn dầu nhờn cất, qúa trình đầu tiên để đi vào sản xuất dầu nhờn là quá trình chng cất chân không để nhận các phân đoạn dầu nhờn cất và cặn gudron ( sau khi khử asphanten trong gudron để nhận đợc các phân đoạn nhờn cặn).
Mục đích của quá trình chng cất chân không nhằm phân chia các phân đoạn dầu nhờn có giới hạn số hẹp và tách triệt để các chất nhựa- asphanten ra khỏi các phân đoạn dầu nhờn vào gudron. Đồng thời đìêu chỉnh độ nhớt và nhiệt độ chớp cháy của các phân đoạn dầu gốc.
Nếu phân chia các phân đoạn không triệt để thì sẽ làm xấu đi các tính chất của dầu nhờn và làm giảm các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế các quá trình làm sạch trong hệ thống sản xuất dầu nhờn chung.
Nếu chng cất mà phân chia phân đoạn kém thì giảm hiệu suất rafinat, giảm tốc độ chọn lọc ở phân xởng khử parafin dẫn đến giảm hiệu suất của quá trình khử parafin và còn làm tăng sự tạo cốc trên xúc tác ở quá trình làm sạch hydro. Chng cất chân không cho phép nhận các phân đoạn dầu bôi trơn có độ nhớt khác nhau. Phần dầu nhẹ nhất, có độ nhỏ nhất thu đợc ở đỉnh tháp và phân đoạn nặng nhất thu đợc từ đáy tháp. Đối với các dầu mỏ khác nhau về thành phần các cấu tử nên chúng không cho phép nhân.
Các phân đoạn dầu nhờn có chất lợng mong muốn. Nhng nhờ công nghiệp chế biến dầu hiện đại, ngời ta có thể dầu gốc chất lợng tốt từ bất kì dầu thô nào, song giá thành sản phẩm sẽ rất khác nhau và sẽ càng cao nếu nguyên liệu không thuận lợi.
Nguyên liệu của quá trình chng cất chân không mazút để nhận dầu nhờn th- ờng liên hợp với chng cất ở áp suất thờng.
1.2. chiết tách , trích ly bằng dung môi .
Mục đích của quá trình trích ly là chiết tách các cấu tử không mong muốn chứa trong phân đoạn dầu nhờn mà bằng chng cất không thể tách ra đợc. Các cấu tử này thờng làm cho dầu sau một thời gian bảo quản hay sử dụng se bị biến mầu sắc , tăng độ nhớt , xuất hiện các hợp chất có tính a xít không tan trong dầu ,tạo thành cặn nhựa và cặn bùn trong dầu .
Nguyên liệu quá trình tách bằng dung môi là dựa vào tính chất hoà tan chọn lọc của dung môi đợc sử dụng.Khi trộn dung môi với nguyên liệu điều kiện thích hợp , các cấu tử trong nguyên liệu sẽ đợc phân thanh pha riêng biệt với tên gọi là pha chiết (extract), còn phần không hoà tan rất ít vào dung môi gọi là rafinat.sản phẩm có ích có thể hoặc nằm trong pha extract hay pha rafinat tuy thuộc vào dung môi sử dụng .
Nguyên liẹu cho quá trình này là các phân đoạn dầu nhờn và cặn gudron thu đợc từ quá trình chng cát chân không. Cặn gudron trớc khi đợc đem đi trích ly bằng dung môi chọn lọc cần phải qúa trình khử asphan.
1.2.1. Quá trình khử asphan trong phần cặn gudron .
Trong gudron có nhiều các cấu tử không có lợi cho dầu gốc , nên nếu ta đa vào trực tiếp trích ly thì không cho phé đạt đợc chất lợng nh ta mong muốn,chính vì thế mà ngời ta tiến hành khử asphan trớc .Trong sản xuất dầu nhờn ,phổ biến sử dụng propan lỏng để khử chất nhựa asphan trong phân đoạn gudron.
Quá trình này , ngoài việc tách các hợp chất nhựa –asphan còn cho phét tách cả các hợp chất thơm đa vòng làm giảm độ nhớt , chỉ số khúc xạ ,độ cốc hoá và nhận đợc dầu nhờ nặng có độ nhớt cao cho dầu gốc.
Sản phẩm của quá trình này là phân đoạn dầu nhờn cặn nặng ,có độ nhớt cao.phân đoạn này qua một số phân đoạn tiếp theo ta thu đợc phân đoạn dầu nhờn đa đi pha chế hay đa làm dầu nhờn sử dụng cho máy móc có tải trọng lớn cần thiết phải có độ nhớt cao .
Sản phẩm phụ của qua trình này là anphanten-phần tách lấy để đa đi làm nhựa rải đờng ,làm giáy giầu,giấy chống thấm .
Quá trình này thờng đợc đặt liên hợp với phân xởng chân không cặn mazut .
1.2.2.Các quá trình trích ly bằng dung môi chọn lọc.
Làm sạch bằng dung môi chọn là qua trình cần tách cấu tử cần thải ra khói dầu nhờn nh ;các hydrocacbon thơm đa vòng và hydrocacbon naphten thơm có mạch bên ngắn ,các hydrocacbon không no, hợp chất chứa lu huỳnh , nitơ, các chất nhựa…
Các hợp chất nhựa và hydrocacbon thơm đa vòng là hợp chất có hại, không mong muốn có mặt trong dầu nhờn .Sự có mặt của chúng khong những làm cho dầu rất xấu .Các hợp chất này bằng phơng chng cất không thể loại bỏ đợc .Làm sạch dựa vào tính chất hoà tan chọn lọc của dung môi có cực ,cho phép sản xuất ra dầu nhờn chất lợng cao từ bất cứ loại dầu nào.Vai tro qua trọng trong quá trình là tác dụng của lực van der waals(lực định hớng ,cảm ứng ,phân tán ) xảy ra giữa dung môi và các hợp chất phân cực cần phải tách đỉ trong dầu nhờn .Yừu tố quan trọng trong quá trình làm sạch chọn lọc là đọ chọn lọc và khả năng hoa tan của dung môi .
Nguyên liệu cho quá trình là các phân đoạn của dầu nhờn cất (có khoảng nhiệt độ sôi 300 – 4000C ;350 – 4200C ;370 – 5000C thu đợc t quá trìnhchwng cất chân không mazut ). Các phân đoạn dầu nhơn cặn (có nhiệt độ sôi tren ng propan ).5000C thu đợc từ quá trình khử asphanten trong gudron bằng propan lỏng).
Do đó các quá trình trích ly bằng dung môi chọn lọc thờng đợc bố chí liên hợp với phân xởng chng cất chân không cặn mazut và phân xởng khử asphanten trong gudron bằng propan lỏng.
Các loại dung môi và các quá trình công nghệ sẽ đợc em trình bầy ở phần II.
1.3. Tách hydrocacbon rắn (sáp hay petro lactum).
Sáp là một hỗn hợp mà chủ yếu là cac parafin phân tử lớn và một lợng nhỏ các hydrocacbon khác có nhiệt độ nóng chảy cao (chúng dẽ kết tinh ở nhiệt độ thấp) và kém hoà tan vào trong dầu nhờn ở nhiệt độ thấp . Vì thế chúng cần phải tách ra khỏ dầu nhờn.
Nguyên liệu : đa phần dầu gốc chế tạo dầu mỏ đều phải qua khâu tách sáp, xử lý tách parafin, chỉ ngoại trừ khi làm lợng parafin không ảnh hởng tới độ linh
động của dầu nhờn (khi dầu làm việc ở các vùng khác nhau có nhiệt độ khác nhau )
Để chế tạo đợc dầu nhờn làm việc ở nhiệt độ thờng là một quá trình bắt buộc đối với tất cả các loại nguyên liệu.
+ Phơng pháp tách sáp .
-Lam lạnh để tiến hành tách sáp bằng phơng pháp khết tinh , nhiệt độ giảm xuống dẫn đến sáp kết tinh thì độ nhớt phải tăng .Tìm dung môi không hoà tan sáp dẫn đên độ nhớt giảm do đó dung môi phải phân cực mạnh .
-Tach sáp bằng cách cracking chọn lọc để bẻ gẫy parfin tạo thành sản phẩm .Quá trình này đợc gọi là qua trình tách parfin dùng xúc tác.
Tuỳ theo mức độ khử parfin mà ngời ta có thể phân thành quá trình khử bình thờng hay quá trình khử parfin triệt để.
1.4.Quá trình làm sạch bằng hydro.
Quá trinh tinh chế sản phảm đã tách sáp là quá trình cần thiết nhằm loại bỏ các chất hoạt động bề mặt hoá học, có ảnh hởng đế độ mầu của dầu gốc.Ví dụ, các hơp chất của nitơ có ảnh hởng cất mạnh đến mầu săc cũng nh độ bền của dầu gốc,vì thế phải loại bỏ chúng và chính là yêu cầu của của quá trình tinh chế bằng hydro.
Nguyên liệu đợc tiếp xúc với hydro trong điều kiện nhiệt độ từ 300- 370 0C, áp suất 40-60 át, trên xúc tác cobon-molipden (Mo – Co ). Nguyên liệu dầu nhờn chứa các hợp chất của nguyên tố O, N, S đợc chuyển thành nớc, amoniac và sunfuahydro (H2S). Các hydrocacbon thơm một phần bị hydro hoá thành naphten.
Tính chát hydro sau khi bị hydro hoá làm sạch đợc thay đổi nh sau : +Làm giảm độ nhớt : 0 – 2
+Làm tăng chỉ số độ nhớt: 0 – 2 +Hạ tháp nhiệt độ đông đặc,C0 : 0 – 2 +Tăng sáng mầu : 1 – 2
Tóm lại, các quá trình sản xuất dầu gốc đợc tiến hành qua bốn công đoạn chứa nêu trên.Nhng đối với mỗi loại dầu mỏ khác nhau thì ta sẽ điều chỉnh, chọn
lựa chế độ công nghệ, các loại dung môi sao cho đạt đợc sản phẩm mong muốn, với chi phí nhỏ nhất .