nghiên cứu tổng hợp dầu nhờn sinh học gốc từ mỡ cá basa

Dưới sự chỉ đạo trực tiếp của Ông, nhiều cơ sở khoa học của ngành sản xuất dầu nhờn đã được xây dựng và chỉ trong vòng may năm sau đó, ngành chế tạo dầu nhờn đã thực sự phát triển và đá

TRUONG DAI HOC CAN THO

KHOA CONG NGHE

LUAN VAN TOT NGHIEP DAI HOC

NGHIEN CUU TONG HOP DAU NHON SINH

HỌC GÓC TU MO CA BASA

TS BÙI THỊ BỬU HUẾ ĐOÀN THỊ TRÚC LY

MSSV: 2041641

Lớp: Công Nghệ Hoá Học Khoá: 30

—> [càano tháng 11 năm 2008

sẽ không thể nào quên từ bây giờ và mãi mãi về sau

Em xin chân thành cảm ơn đến tất cả quý thầy cô trong bộ môn Công Nghệ

Hóa Học - Khoa Công Nghệ và bộ môn Hóa — Khoa Khoa Học của trường Đại

Học Cần Thơ, quý thây cô đã tận tâm truyền đạt những kiến thức quý báo giúp em

tự tin giải quyết một vẫn đề khoa học

Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn đến gia đình là điểm tựa vững chắc

về mặt tinh thần cho em trong suốt bốn năm rưỡi đại học và xin chân thành cảm

ơn đến tất cả những người bạn đã động viên, giúp đỡ em hoàn thành luận văn này

X1n chân thành cảm on!

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÂN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Cần Thơ,ngày tháng năm 2008

PHIẾU ĐÈ NGHỊ ĐÈ TÀI TÓT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN

Năm học: 2008 - 2009

I Họ và tên SVTH: Đoàn Thị Trúc Ly, MSSV: 2041641

2 Tên đề tài (là đề tài LVTN hay TLTN và tên đề tài): Nghiên cứu tông hợp

dầu nhờn sinh học gốc từ mỡ cá basa

3 Địa điểm: Phòng thí nghiệm Hóa Hữu Cơ - Bộ Môn Hóa Học - Khoa Khoa

Học - Trường Đại Học Cần Thơ

4 Họ và tên CBHD: TS Bùi Thị Bửu Huê

5 Mục tiêu của đề tài:

Hiện nay, dầu nhờn là chất bôi trơn chủ yếu trong nghành công nghiệp và

dân dụng Mỗi năm Việt Nam tiêu thụ khoảng 120.000 tấn dầu bôi trơn mà toàn

bộ lượng dầu này phải nhập từ nước ngoài đưới dạng dầu thành phẩm hoặc dầu gốc cùng với các phụ gia Trong khi đó, hầu như toàn bộ lượng dầu nhờn đã qua

sử dụng lại dùng không đúng mục đích hoặc thải trực tiếp vào môi trường gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường

Đông Bằng Sông Cửu Long mỗi năm tiêu thụ khoảng 400.000 tấn cá tra, cá basa với lượng mỡ khoảng 60.000 tấn Tuy nhiên nếu lượng mỡ này không tận dụng mà thải ra môi trường thì sẽ gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường theo chiều hướng xấu

Trước thực trạng trên cần phải có những nghiên cứu tận dụng các nguồn phế phẩm trên nhằm góp phần bảo vệ môi trường Đã có nhiều nghiên cứu trong

và ngoài nước về tông hợp dâu nhờn sinh học từ các nguôn nguyên liệu như dâu

dừa, dầu lặc, dầu thâu dầu, nhưng chưa thấy đề cập đến nguồn mỡ cá basa

Chính vì vậy chúng tôi chọn hướng nghiên cứu là “Nghiên cứu tông hợp dầu nhờn

sinh học gốc từ mỡ cá basa” Nghiên cứu này không những giải quyết được vẫn đề

ô nhiễm môi trường mà còn góp phân vào việc tìm ra các sản phẩm mới, sạch thân thiện với môi trường hơn Ngoài ra, nó còn giải quyết được phần nào về vẫn đề xã hội do cạn kiệt nguồn dầu mỏ hiện nay

Các nội dung chính và giới hạn của đề tài:

- Nội dung chính:

+ Khảo sát điều kiện tối ưu cho quá trình epoxy hóa và đihydroxy hóa

+ Hoàn thiện điều kiện tối ưu cho phản ứng traneste hóa để điều chế dầu nhờn

sinh học

+ Đánh giá chất lượng sản phẩm

+ Khảo sát điều kiện phản ứng estolide hóa

+ Khảo sát điều kiện tốt nhất của phản ứng este hóa với 2-ethylhexyl alcohol + Kiểm định chất lượng sản phẩm

- Giới hạn của dé tai:

Chỉ nghiên cứu ở phạm vị nhỏ trong phòng thí nghiệm Khảo sát lượng xúc tác, thời gian phản ứng, nhiệt độ của phản ứng epoxy hóa, hydroxy hóa và estolide hóa

6 Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài:

Cần phải hộ trợ hóa chất, thiết bị, kinh phí khi thực hiện đề tải

7 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tàì: 500.000 VND

SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ Ý KIÊN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Ý KIÊN CỦA BỘ MÔN Y KIEN CUA HOI DONG LV VA TLTN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÂN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BO MON CONG NGHE HOA -

Can Tho, ngay thang năm 2008

NHAN XET VA DANH GIA CUA CAN BO HUONG DAN

1 Cán bộ hướng dẫn: TS Bùi Thị Bửu Hué

2 Đề tài: “Nghiên cứu tông hợp dầu nhờn sinh học gốc từ mỡ cá basa”

3 Sinh viên thực hiện: Đoàn Thị Trúc Ly

MSSV: 2041641 Lớp: Công nghệ hóa học - Khóa 30

4 Nội dung nhận xét

a Nhận xét về hình thức

b Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp

-_ Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

Cần Thơ, ngày thang năm 2008

Cán bộ hướng dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÂN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

6 Đề tài: “Nghiên cứu tông hợp dầu nhờn sinh học gốc từ mỡ cá basa”

7 Sinh viên thực hiện: Đoàn Thị Trúc Ly

MSSV: 2041641 Lớp: Công nghệ hóa học - Khóa 30

8 Nội dung nhận xét

e Nhận xét về hình thức

f Nhận xét về nội dung của luận văn tốt nghiệp

-_ Đánh giả nội dung thực hiện của đề tài:

ø Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài

Cần Thơ, ngày thang năm 2008

Cán bộ phản biện

MUC LUC ROX

10) OVA CO) en TT HT ng ng TT ng TK TT kh ch nh kh nh i PHIẾU ĐÈ NGHỊ ĐỀ TÀI LUẬN VAN TOT NGHIEP 00 000ccccceseceeeeesuees ii

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Vv NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN - vii

MỤC LỤC - - C10212 2111211011 111111111111 111 nh ch ch vàn ix DANH SÁCH HÌNH VÀ SƠ ĐÔ L - CC C10211 1H11 ky xa xiii

CHU VIET TAT TRONG LUAN VAN cccceccecceccecceccucetececeecceceeeeesss xiv

PHAN MỘT: GIỚI THIỆU CHỮNG 2 2 2S++E+SEE£E£EE+E£E£E+EErErEzrkrrzrxee 1 PHAN HAI: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU . ¿5© < 2+2 E£+E+E£E££E+ZE2EE£E£EeExz 4

CHƯƠNG I TÔNG QUAN VỀ DẦU NHỜN - - St EE+kEEEErkekererkrrrrs 5

T Khái niệm - - cọ Họ kh vế 5

IL Lịch sử phát triển của dầu nhờn LÍŸÌ, - s+s£ss+k£E+E£ESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEkrkerkrkrerree 5

II Thành phần dầu nhờn - - - SE +k£ESE+E£E£EE+EEEEEEEEEEEe+EEEEEeEerkrkererkrkerered 6

II Dâu gốc chế biến từ đầu mỏ - - +5 k‡E+E+EEESEEEEEESEkrkEEsEerkrkrrererree 7 HIL2 Dầu nhờn tổng hợpp -¿- + +< + S2+S+EE+k£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrrrkrkrrkd 9 II.2.I Nhóm hydrocacbon tổng hợpp - ss-s+ss+k+xeEsrerxersrereerered 10

II2.2 Nhóm các este hỮU CƠ - SH He 1]

II ZN lo 099 2/4900 11

IV Công dụng và tính chất đầu nhờn lŸÏ - -s-sk+ESkEkEESEkEEEEEEEEEEEEEkrkeEererkrrerered 13 IV.I Công dụng 21am ma Sất (SE nhe 13 IV.2 Công dụng làm mát .- - - - - G111 nọ ng 14

TV.4 WỄ ốc 14

IV.5 Chức năng bảo vệ bề mặt kim loại + 2E +E+E+E+E+E+E+E+ESEserexererersree 14

V _ Phân loại dầu nhờn -++2++++E+tttEktttEktttrkrttrrrttrrtriirrrirrrirrrke 15 V.1 _ Phân loại dầu nhờn theo độ nhớt -+7-++2-++rx+rrerrrerrrrrrrrrrree 15 V.1 Phân loại dầu nhờn theo tính năng 2-22 s+s+EEx+x+EvExrkeeerereerr 16 V.3 Phân loại dầu nhờn theo ý nghĩa sử dụng - + sE>xckekerreexrrs 17

VI Những chỉ tiêu về chất lượng của dầu nhờn 2-2 2 s+z+s+Ez+k+xz+xzxzzxez 17

Jong ii 19

VI3_ Nhiệt độ bắt cháy . - e1 TtEE HT HT TT TH ng nh, 19

VL4_ Khối lượng riêng và tỈ trỌng -¿- ++s+se+k+E+EkEEE+EEEEEEEerkrkerkrkerkrrerkd 19

VI5_ Tính bay hơi của đầu nhờn - 2-5-5222 +z£E+EE£keEEEEErkeErkerkrsrrereered 20

VI.6 Tính bảo vệ kim loại của dầu nhờn . -2 2s +sE+E+E+E+E+EvEvErErErtrtrererees 20 VI.7 Độ sạch của dầu nhờn ¿+6 s+k+k+k+E+E+ESESESESEEESEEEEEEEEEkEEEkEErErkerrrerxie 20

VL8 D6 én định oxy hóa (Oxidation Stability) . - 5s +kessrsrxrkersrererrees 20

VI.9_ Tính tạo bọt của đầu bôi trơn - set test +eEeEsEEvEeEvEvErErErersrsrererees 21

VI.10 Tính tạo nhũ và tính tách nhũ của dầu bôi trơn -+ ~-e 21 VII Công nghệ sản xuất dầu nhờn gốc từ maZut 2-2 s+2s+x+x+EtE+EeErkrserered 21 MiBiRc.oe ao 21 VII2_ Quy trình công nghệ sản xuất dầu nhờn gốc từ mzut - -s- 5s: 22 VIL2.1 Chưng cất chân không 2-2 2k2 +k+E+EE£EeEE£EeEEEEeEErkerkreered 22

VII.2.2 Cac quá trình trích ly, chiết tách bằng dung môi . 23

i6 th on on 23 VIIL2.4 Quá trình làm sạch bằng hidro - s6 ke +k‡xeEEexeEereexed 23 CHƯƠNG II DẦU NHỜN SINH HỌC - 2 S2 EE£E£EE£eEz£EEErkerreered 25

im 26

II Một số phương pháp hĩa học được ứng dụng trong tổng hợp dầu nhờn sinh hoc 27 IHII Phương pháp traneste hĩa - - «Ăn ng re 27 IH.1.1 Sử dụng XÚC TAC XIẲ - - ng ykn 29

a ƯuđiỂm CS TT TEEE TRE 1111111111111 ke 29

la 4.‹ỹäÂHÄ,ÀHDH) 29 IH.1.2 Sử dụng xúc tác DaZƠ - . HH HH ng 29

a ƯuđiỂm CS TT TEEE TRE 1111111111111 ke 29

l3”) 29

a ƯUđiỂm G SH L*SHE SE TRE 1111111 1x ke, 30

l3”) 30 IIL1.4 Sử dụng xúc táC Z€ỌI{ cà SH ng ng xin 31 HIL2 Phương pháp epoxy hĩa (Epoxidation) LhÊÌ, -scssxxcxerxrkerrkerxrkerererrered 31

A UU GiGi eceeeececece cscs csccsesccscsscsesscetsssssseetssssssestessstssestsassnssestsasstesese 33

b NAO GIG eeceeecseeecsseescsseecsseccsscessseecsseessneesaseesuseesuseesueeesueeesueeesneessees 33 II3 Phương pháp estolide hĩa LÍÝÌ, se kExk 1x EExckEEcEEE cv HE cv ngư ch, 33 CHƯƠNG III GIOI THIEU VE CA BASA -5-5ccccccssrrrrrrrrrrrrrrrrrree 35 [ Giới thiệu về CA basa ecseeecseesseesseeecseeeseescseeesntecnseesseesnesesseesntecnesesneesneeeaeeeseeesesees 35

L1 Các đặc điểm chính của cá basa LÍ Ì oo 2 tt gsEsESESESESEvErE ket re sex rererereree 35

L2 Thành phần hĩa học của mỡ cá basa 5- 5+ Ss+k£xeESEEeEeEsrererrsrerxee 36 1.3 Các loại axit béo trong mỡ cá DaSa - ng ng ren 37

Il Ứng dụng của mỡ cá basa - + <+sSxE# SE EEEESEEEEEEEEEEEEETErErErrxrerererree 38 57.9827 09-10108)16/2112) 0n - ẪA 39

CHƯƠNG I NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU -: 40

Il Phương pháp nghiên CỨU - Ă G5 2208891 1 3110111 11H ng nh 45

I1 Đánh giá chất lượng nguyên liệu ¿5-2 +5 eEsEE£E£keErkrxrkrrsrkd 45

II.1.1 Chuẩn bị nguyên liệu - 2222 +E+E+ES+E£E+E+ErEererereererereerered 45 ILI1.2 Xử lý sơ bộ nguyên lIỆu .-.- 5G Ss kerreg 45 II.143 Chỉ số axit àĂĂ Hee 46

I3 Tổng hợp dầu nhờn sinh học theo quy trình I 2s 2 szssxszssxe2 54

IENNNHS4G Shin an So 57 IIL3.2 Khảo sát lượng XÚC tẶC HH HH kh 57

1.4 Tổng hợp dầu nhờn sinh học theo quy trình II - 2-5 2 szsxszsszs2 59

IL5 Đánh giá chất lượng sản phẩm . 2 + +s+s£EEE£EEEEErEEEEEErkerxrerkerrrerxee 62 PHÂN BỒN: KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ - 55c 5csrtisrrrrirrrrrrrrrrred 64 IV.900I7089:7.90.4:7.0 001015 .dđHLH 67 PHAN PHU LUC

DANH SÁCH HÌNH VÀ SƠ ĐÔ

Hình II.3: Phản ứng epoxy hóa axit béo không no của dâu thực vật 32

Hình II.5: Phương trình phản ứng hình thành tallow - oleic estolide 2- 34 ethylhexyl esters

Hình III.3: Câu trúc của mono, di, trieste 51

Hình III.7: Dầu nhờn sinh học tông hợp từ qui trình I 59 Hình IHII.§: Bản móng thu được sau quá trình estolide hóa 60

Hình III.10: Dầu nhờn sinh học tông hợp từ qui trình II 62

Sơ đồ

Sơ đồ II.1: Sơ đỗ chưng cất, chế hóa và ứng dụng của dâu mỏ 22

Sơ đồ III.1: Quy trình I điều chế dầu nhờn sinh học gốc từ mỡ cá basa 41

Sơ đồ IIL2: Quy trình II điều chế dâu nhờn sinh học gốc từ mỡ cá basa 43

Bảng Bảng II.1: Thành phân hydrocacbon trong dâu nhờn (mỏ Poncacity) 8

Bảng III.3: Kết quả một số chỉ tiêu đạt được ở qui trình I 63

Bảng IIL4: Kết quả một số chỉ tiêu đạt được ở qui trình II 63

CHU VIET TAT TRONG LUẬN VAN

PHAN MOT

GIỚI THIỆU CHUNG

SVTH: Đoàn Thị Trúc Ly

A Đặt vấn đề

Chúng ta đang sống trong thời đại khoa học và công nghệ, nền công nghệ hiện

đại đã và đang xâm nhập vào mọi khía cạnh trên thế giới và xu hướng quốc tế hóa đời

sống kinh tế cũng ngày càng phát triển mạnh mẽ Sự phát triển ấy đòi hỏi phải có sự bền vững Để có sự phát triển bền vững thì môi trường cũng phải bền vững theo chiêu hướng tốt Tuy nhiên, nạn ô nhiễm môi trường vẫn là vẫn đề bức xúc của xã hội Trong đó các sản phẩm từ dầu mỏ như dầu nhờn đã qua sử dụng, các khí thải từ các động cơ, các phế phẩm từ ngành chế biến lương thực thực phẩm như mỡ cá tra,

cá basa đã góp phần không nhỏ vào sự ô nhiễm môi trường

Đồng Bằng Sông Cửu Long mỗi năm tiêu thụ khoảng 400.000 tấn cá tra, cá basa với lượng mỡ khoảng 60.000 tấn Tuy nhiên nếu lượng mỡ này không tận dụng mà thải ra môi trường thì sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường theo chiều hướng xấu

Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về việc tận đụng nguồn nguyên liệu phế phẩm

từ mỡ cá tra, cá basa để điều chế biodiesel, nhưng việc tận dụng nguồn nguyên liệu

này đề điều chế dầu nhờn sinh học vẫn còn mới mẻ Trước thực trạng đó cần phải có những nghiên cứu tận dụng các nguồn phế phẩm trên góp phần bảo vệ môi trường Chính nguyên nhân đó, đã thúc đây em chọn đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp dầu nhờn sinh học gôc từ mỡ cá basa”, đê làm luận văn tôt nghiệp khóa học của mình

B Mục tiêu nghiên cứu

Khảo sát các điều kiện tối ưu cho phản ứng traneste hóa, epoxy hóa, estolide

hóa và este hóa đề điều chế 2 loại dầu nhờn sinh học ốc từ mỡ cá basa:

- Este cua cac axit béo voi TMP

- Estolide este của axIt béo với 2-EH

Đánh giá chất lượng của 2 sản phẩm dầu nhờn gốc tông hợp được

PHAN HAI

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

SVTH: Đoàn Thị Trúc Ly

CHUONG I TONG QUAN VE DAU NHON

I Khái niệm

Dầu nhờn được chế luyện từ dầu mỏ, nó có thể có màu nâu den hay màu lục Nó

có độ sôi khoảng 350°C và tỉ trọng d = 0.88 - 0.95

II Lịch sử phát triển của dầu nhờn Ì !3Ì

Cách đây 100 năm, thậm chí con người vẫn chưa có khái niệm về dầu nhờn Tất

cả các loại máy móc lúc bấy giờ đều được bôi trơn bằng mỡ lợn và sau đó dùng đầu ôliu Khi dầu ôliu khan hiếm thì người ta chuyên sang sử dụng các loại dầu thảo mộc khác

Khi ngành chế biến dầu mỏ ra đời, sản phẩm chủ yếu tại các nhà máy chế biến

dầu mỏ là dầu hỏa, phần còn lại là mazut (chiếm 70 - 90 %) không được sử dụng và coi như bỏ đi Nhưng khi ngành công nghiệp dầu mỏ phát triển thì lượng cặn mazut càng ngày càng lớn, buộc con người phải nghiên cứu để sử dụng nó vào mục đích có lợi Lúc đầu người ta lẫy cặn đầu mỏ pha thêm vào dầu thảo mộc hoặc mỡ lợn với tỉ lệ thấp

để tạo ra dầu bôi trơn, nhưng chỉ ít lâu sau người ta đã biết dùng cặn dầu mỏ đề chế tạo

ra dầu nhờn

Năm 1870 ở Creem (Nga), tại nhà máy Xakhanxkiđơ bắt đầu chế tạo được dầu nhờn từ dầu mỏ, nhưng chất lượng thấp Nhà bác học người Nga nổi tiếng Mendeleep chính là một trong những người chú ý đầu tiên đến vẫn đề dùng mazut để chế tạo ra dầu nhờn

Năm 1870 - 1871, Ragorzin đã xây dựng một xưởng thí nghiệm nhỏ về dầu

nhờn

Năm 1876 - 1877, Ragorzin xây dựng ở Balakhan một nhà máy chế biến đầu

nhờn đầu tiên trên thế giới có công suất 100.000 put/năm Nhà máy này đã sản xuất

được bốn loại dầu nhờn: dầu cọc sợi, dầu máy, dầu trục cho toa xe mùa hè và mùa đông Dưới sự chỉ đạo trực tiếp của Ông, nhiều cơ sở khoa học của ngành sản xuất dầu

nhờn đã được xây dựng và chỉ trong vòng may năm sau đó, ngành chế tạo dầu nhờn đã

thực sự phát triển và đánh dâu một bước ngoặt trong lịch sử chế tạo chất bôi trơn

Chúng ta đang sống trong thời đại khoa học và công nghệ, nền công nghiệp hiện đại đã và đang xâm nhập vào mọi hang cùng, ngõ hẻm trên thế giới và xu hướng quốc

tế hóa nên đời sống kinh tế cũng ngày càng phát triển mạnh mẽ Tắt cả những đặc điểm

nêu trên của thời đại đã đặt ra một nhiệm vụ hết sức to lớn cho các quốc gia là phải xây

dựng được một nền công nghiệp dầu mỏ hiện đại để đáp ứng và thỏa mãn các nhu cầu ngày càng tăng của nền kinh tế thé giới

Hiện nay, nền công nghiệp dầu mỏ hằng năm tăng trưởng không ngừng và sản xuất dầu nhờn cũng không ngừng được nâng cao về mặt chất lượng cũng như số lượng, sáng tạo thêm nhiều chủng loại đầu nhờn mới

HI Thành phần của dầu nhờn

Dau nhờn đề bôi trơn cho các loại động cơ đó là hỗn hợp bao gồm dầu gốc và phụ gia, hay người ta thường gọi là dầu nhờn thương phẩm Phụ gia thêm vào với mục

đích là giúp cho dầu nhờn thương phẩm có được những tính chất phù hợp với chỉ tiêu

đề ra mà dầu gốc không có được Dầu gốc là dầu thu được sau quá trình chế biến dầu

mỏ và xử lý tông hợp bằng các quá trình xử lý vật lý và hóa học

HI.1 Dầu gốc chế biến từ dầu mỏ

Dâu gốc chế biến từ dầu mỏ có nhiều chủng loại Mazut là phần cặn của quá trình chưng cất dầu mỏ ở áp suất khí quyền là nguyên liệu chính để sản xuất dầu nhờn sốc, nhưng về sau khi ngành công nghiệp nặng và chế tạo máy móc phát triển, đòi hỏi lượng dâu nhờn ngày càng nhiều và chủng loại ngày càng phong phú cũng như tiêu chuẩn về chất lượng ngày càng cao, nên người ta đã nghiên cứu tận dụng phần cặn của quá trình chưng cất chân không dầu mỏ có tên gọi là cặn gudron làm nguyên liệu để

sản xuất dầu nhờn gốc có độ nhớt cao Tóm lại, nguyên liệu chính để sản xuất dầu

nhờn gốc là cặn mazut và gudron Tuy vậy chúng được sản xuất từ quy trình pha trộn trên cơ sở bốn loại nguyên liệu:

+ Phân đoạn dầu nhờn nhẹ (LVGO: Light Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ sôi từ 300°C - 350°C

+ Phan doan dau nhon trung binh (MVGO: Medium Vacuum Gas Oil) cé nhiệt d6 sdi tr 350°C - 420°C

+ Phan đoạn dau nhờn nang (HVGO: Heavy Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ sôi

tir 420°C - 500°C

+ Phân đoạn dâu cặn (bright stock): s6i khoang trén 500°C

Thành phân của hydrocacbon có trong dầu nhờn được trình bày ở bảng II.1

Thông thường có bốn loại dầu gốc tương ứng với bốn phân đoạn chưng cất nói trên là: dầu gốc SN 150, dau gic SN 300, dầu gốc SN 450, và dầu gốc cặn BS 150

Với: $N (Solvent Neutral - chỉ dầu trung tính làm sạch bang dung môi)

BS (Bright Stock - dầu cặn)

150; 300; 450 chỉ độ nhớt qui ước ở 100°F (37.8°C)

Cần lưu ý rằng bốn phân đoạn dầu nhờn với độ sôi đã chỉ ra ở trên chỉ mang tính chất tương đối Trong sản xuất, tùy thuộc loại dầu thô đem đi chế biến cũng như những yêu cầu về kĩ thuật và kinh tế, người ta có thể chia bốn phân đoạn dầu nhờn theo

những phạm vi độ sôi khác nhau sao cho hợp lý và kinh tế nhất

Hydrocacbon thom 1 vong + naphten 10.5

Hydrocacbon thom 2 vong + naphten 8.1

Hydrocacbon thom 3 vong + naphten 6.6

Bang IL.1: Thanh phan hydrocacbon trong dau nhờn (m6 Poncacity)

Thanh phan của các phân đoạn này gồm những phân tử hydrocacbon có số cacbon trong phân tử từ C21 - C40 Những hydrocacbon trong phân đoạn này có trọng lượng phân tử lớn (1000 - 10000), câu trúc phức tạp, bao gồm:

Ngoài những thành phần kể trên trong dầu bôi trơn còn tồn tại các hợp chất nhựa, asphalten Đây là những thành phần làm giảm chất lượng của dầu bôi trơn, chúng

có màu sâm, dê bị biên chât, tạo cặn trong dâu khi làm việc ở nhiệt độ cao và áp suât

cao Tuy nhiên, sự có mặt của chúng với hàm lượng nhỏ sẽ làm tăng tính bám dính của

dâu nhờn đôi với bê mặt kim loại, giúp chông lại khả năng ăn mòn, mài mòn của các

chỉ tiết máy

111.2 Dau nhén tong hợp

Dâu nhờn sản xuất từ dầu mỏ vẫn chiếm ưu thế do nó có những ưu điểm như: công nghệ sản xuất dầu đơn giản, giá thành rẻ Nhưng ngày nay, để đáp ứng yêu cầu cao của dầu nhờn bôi trơn, người ta bắt đầu quan tâm đến dầu nhờn tông hợp nhiều hơn

Dầu nhờn tổng hợp ra đời do sự đòi hỏi phát triển của công nghệ chế tạo động

cơ và các loại thiết bị Chế độ làm việc của các bề mặt ma sát, các chỉ tiết máy ngày

càng khắc nghiệt và phức tạp hơn Trong điều kiện đó dầu nhờn gốc khoáng biểu hiện

những nhược điểm không dễ khắc phục như tính ôn định hóa học thấp, tính ôn định

nhiệt không cao, khả năng làm việc ở nhiệt độ thấp không tốt, không đáp ứng đòi hỏi bôi trơn tốt trong phạm vi nhiệt độ rộng, Do đó từ những năm 30 của thế kỷ 20,

người ta đã đề xuất sử dụng một số hợp chất hữu cơ để bôi trơn, đó là dầu nhờn tông

hợp

Dau nhờn tổng hợp là dầu được tạo ra bằng các phản ứng hóa học, do đó nó có những tính chất được định ra trước Nó có thể có những tính chất tốt nhất của đầu khoáng, bên cạnh nó còn có các tính chất khác đặc trưng như là: không cháy, không hòa tan lẫn trong nước

Ưu điểm của dầu nhờn tổng hợp là có khoảng nhiệt độ hoạt động rộng từ - 55°C đến 320°C, có độ bền nhiệt lớn, nhiệt độ đông đặc thấp, chỉ số độ nhớt cao Chính những ưu điểm này mà dầu nhờn tổng hợp ngày càng được sử dụng nhiều, nhất là trong các động cơ phản lực

Có hai phương pháp chính đề phân loại dầu nhờn tông hợp:

Phương pháp l1: dựa vào một số tính chất đặc thù để phân loại như: độ nhớt,

khối lượng riêng

Phương pháp 2: dựa vào bản chất của chúng

Theo phương pháp 2 người ta chia dầu nhờn tông hợp thành những loại chính sau:

+ Hydrocacbon tông hợp

+ Ester hữu cơ

+ Poly glycol

+ Ester photphat

Bốn hợp chất chính này chiếm trên 40% lượng dầu tổng hợp tiêu thụ trên thực tế

IH.2.1 Nhóm hydrocacbon tông hợp

Hydrocacbon tổng hợp được sản xuất nhờ quá trình polyme hóa các olefin, alkyl hóa các olefin hay các clo - parafin bằng benzen, ngưng tụ - khử clo các dẫn xuất clo - parafin Trên thực tế thường dùng các chất như polyizobuten, các oligome của các olefin, các polyalkylbenzen Bản chất hóa học của chúng là các hydrocacbon khá tinh khiết

Hydrocacbon tổng hợp là loại dầu tông hợp phát triển nhanh nhất, chúng thường được sản xuất từ các nguyên liệu lẫy từ dầu thô Khác với dầu bôi trơn gốc khoáng, các

hydrocacbon có giới hạn sôi hẹp, nhiệt độ đông đặc thấp, độ nhớt ít thay đổi theo nhiệt

độ Về chất lượng dầu tổng hợp này không thua kém dầu chế biến bằng công nghệ hydrocracking Ngoài ra khả năng tiếp nhận phụ gia của chúng khá tốt Một trong những loại dâu tổng hợp thuộc nhóm này được dùng phổ biến là dầu polyalphaolefin (PAOs) dùng bôi trơn trong động cơ ô tô và trong công nghiệp, rất phố biến ở Mỹ và Châu Âu

II.22 Nhóm các es(e hữu cơ

Các este hữu cơ dùng làm dầu nhờn tổng hợp bao gồm các este diaxit và các este của các polyol có công thức hóa học như sau:

Các este diaxit được điều chế từ phản ứng của diaxit với rượu béo đơn chức

Dầu tổng hợp sốc este diaxit có nhiệt độ đông đặc rất thấp, độ bền nhiệt cao và

khả năng tây rửa tốt Chúng được dùng chủ yếu làm dầu gốc hoặc một thành phân của dầu gốc trong pha chế các dầu động cơ ô tô và dầu máy nén khí

Các este của các polyol được điều chế từ polyglycol và mono carboxylic axit no Các axit điển hình được dùng có từ 5 - 10 nguyên tử cacbon lẫy từ nguồn gốc động thực vật Dầu tổng hợp gốc este polyol có nhiệt độ đông đặc - 30°C tới - 70°C, chỉ số

độ nhớt 120 - 160, độ bền nhiệt khá cao Chúng được dùng phô biến nhất đề pha chế

dau máy bay phản lực kiêu mới, pha chê dầu động cơ ô tô, máy nén khí

HIL2.3 Nhóm polyglycol

Nhóm polyalkyl glycol (PAGs) là những hợp chất polyme được tổng hợp trên

cơ sở các monome, mà chất đơn giản nhất trong nhóm này là etylen glycol, ngoài ra còn có những polyme của etylen hoặc propylen oxit hoặc của cả hai Cũng có dạng polyglycoete như:

H—OCHạ—CH2n—OH

Các polyalkyl glycol có hai loại là tan trong nước và không tan trong nước + Polyalkyl glycol tan trong nước được đùng rộng rãi làm đầu phanh (dầu thăng) thủy lực, làm chất lỏng thủy lực chịu lửa trong gia công cắt gọt kim loại, trong chế biến cao su tông hợp

+ Polyalkyl không tan trong nước dùng pha chế các loại dầu thủy lực công

nghiệp, dầu bôi trơn các máy nén lạnh kiểu trục vít Chúng được sử dụng tốt ở nhiệt

độ môi trường thấp, đồng thời cũng đảm bảo bôi trơn ở nhiệt độ rất cao

IH.2.4 Nhom este phosphat

Uu diém cia este phosphat 1a tinh chiu nhiét cao hon nhiéu so véi dầu khoáng

và tính bôi trơn cũng tốt hơn Một lượng đáng kế sản phẩm loại này được dùng làm chất bôi trơn cho máy nén những nơi ở nhiệt độ cao, tránh sự bén lửa thường xảy ra đối với những loại đầu khoáng thông thường Cấu trúc điển hình của este phosphat như sau:

O (A)—R——O—P—O——R—(A?

O—R—(An

R: nhom alkyl Ar: nhom thom Ngoài ra còn có các nhóm dầu tổng hợp khác như các chất chứa halogen chủ

yếu là: flo, clo, các hợp chất hữu cơ chứa silic như: este silicat, silicon và các silan, các amin thơm, những dẫn xuất của cacbamit, các hợp chất dị vòng chứa nitơ, bo,

phospho Tóm lại dâu nhờn gốc tông hợp ngày càng phát triển về chủng loại và tăng nhanh về khối lượng sử dụng

IV Công dụng và tính chất dầu nhờn !*

Trong động cơ dầu nhờn có nhiều công dụng như: giảm ma sát giữa hai bộ phận tiếp xúc trực tiếp với nhau, giải nhiệt làm mát, làm kín, chống ăn mòn Tuy nhiên, tác dụng cơ bản nhất của nó vẫn là giảm ma sát nên độ nhớt là chỉ tiêu ảnh hưởng quan trọng nhất đến chất lượng của một sản pham dầu nhờn thương mại

Độ nhớt của dầu nhờn thay đổi theo nhiệt độ Khi nhiệt độ cao, độ nhớt giảm và ngược lại Dầu nhờn có độ nhớt thấp dễ di chuyên hơn so với dầu nhờn có độ nhớt cao

Ngoài ra, do trọng lượng của các phân tử câu thành nên dầu nhờn có liên quan trực tiếp đến độ nhớt của nó nên người ta thường gọi thành dầu nặng hay dầu nhẹ Dầu nhẹ dùng

để chỉ loại có độ nhớt thấp, dầu nặng chỉ dầu có độ nhớt cao

Trên thực tế, dầu nhẹ dé bơm và luân chuyển qua động cơ nhanh hơn Ngược

lại, dầu nặng thường có độ nhớt cao, đi chuyển chậm hơn nên lưu lượng dầu qua bơm

lại thấp hơn

IV.1 Công dụng giảm ma sát

Mục đích cơ bản của dầu nhờn là làm trơn giữa các bề mặt tiếp xúc của các chỉ tiết chuyên động nhằm giảm ma sát Máy móc sẽ bị mài mòn ngay nếu không có dầu bôi trơn Nếu chọn đúng dầu bôi trơn thì hệ số ma sát giảm từ 100 đến 1000 lần so với không sử dụng dầu bôi trơn Khi cho dầu nhờn vào máy với một lớp đủ dày, dầu nhờn

sẽ xen kẽ giữa hai bề mặt Khi chuyển động, chỉ có các phân tử dầu nhờn trượt lên

nhau, do đó máy móc sẽ làm việc nhẹ nhàng, ít bị mòn, giảm được công tiêu hao vô

Khi ma sát, kim loại nóng lên, như vậy một lượng nhiệt đã được sinh ra trong quá trình đó Lượng nhiệt lớn hay nhỏ phụ thuộc vào hệ số ma sát, tải trọng, tốc độ

Tốc độ càng lớn thì lượng nhiệt sinh ra càng nhiều, kim loại sẽ bị nóng khiến máy móc làm việc mắt chính xác Nhờ trạng thái lỏng, dầu chảy qua các bề mặt ma sát đem theo một phân nhiệt truyền ra ngoài, làm cho máy móc làm việc tốt hơn

IV.3 Công dụng làm sạch

Khi làm việc bê mặt ma sát sinh ra mùn kim loại Những hạt răn này làm cho bê

mặt ma sát bị xước, hỏng Ngoài ra, có thê có cát, bụi, tạp chât ở ngoài rơi vào bê mặt

ma sát Nhờ dầu nhờn lưu chuyên tuần hoàn qua các bê mặt ma sát, cuôn theo các tạp

chất đưa về cacte dầu ở đó sẽ được lắng đọng và lọc đi

IV.4 Lam kin

Trong các động cơ, có nhiều chi tiết truyền động cần phải kín và chính xác như piston-xilanh Nhờ khả năng bám dính tạo màng, dầu nhờn có thể góp phân làm kín các khe hở, không cho hơi bị rò rỉ, bảo đảm cho máy làm việc bình thường

IV.5 Chức năng bảo vệ bề mặt kim loại

Sự tiếp xúc các chi tiết máy với các tác nhân gây ăn mòn như: oxy, độ âm của

không khí, khí thải hay khí cháy từ nhiên liệu đốt trong động cơ hay các lò đốt, môi trường làm việc dẫn đến bề mặt vật liệu bị oxy hóa hay bị ăn mòn Vì vậy, dầu nhờn có

tác dụng tạo lớp màng bao phủ bề mặt các chỉ tiết ngăn cách sự tiếp xúc với các yếu tố

môi trường, vì vậy kim loại được bảo vệ

V Phân loại dầu nhờn

V.1 Phân loại dầu nhờn theo độ nhớt

Độ nhớt đóng vai trò quan trọng trong tính chất của mỗi loại dầu nhờn động cơ Nếu đánh giá theo độ nhớt của hiệp hội kỹ sư ô tô Mỹ SAE (Society of Automotive Engineers), đầu có chữ ““W” là loại đa cấp dùng trong tất cả các mùa Nhưng tùy thuộc vào sản phâm dau nhờn đó là đơn cấp hay đa cấp Dầu đa cấp có độ nhớt thỏa mãn ở

điêu kiện nhiệt độ khác nhau, còn dâu đơn câp chỉ đáp ứng ở một nhiệt độ nào đó

ine MOTOR OIL

Hình II.1: Ký hiệu chỉ loại dẫu nhờn “10W -30” của Castrol được bán ở Mỹ

Hệ thống phân loại của SAE khá phức tạp, nó liên quan tới nhiều khái niệm

khác nhau Tuy nhiên, có thể chỉ ra những yếu tổ chính Đối với dầu đa cấp, sau chữ

SAE là các ký hiệu như 5W, 10W hay 15W, 20W Những số đứng trước chữ “W” dùng

đề chỉ khoảng nhiệt độ mà loại dầu động cơ đó có độ nhớt đủ để khởi động xe lúc lạnh

Đề xác định nhiệt độ khởi động theo ký tự này, chỉ cần lẫy 30 trừ đi các số đó nhưng

theo nhiệt độ âm Ví dụ, dầu 10W sẽ khởi động tốt ở âm 20°C, dầu 15W khởi động tốt

ở âm 15C

Các loại dầu nhờn được dùng ở các nước hàn đới thường là loại 5W, 10W, 15W

nhưng đa số các sản phẩm ở Việt Nam chỉ là loại 15W hay 20W Mặc du khong có ý

nghĩa quan trọng khi khởi động vì thời tiết ở Việt Nam thường không quá lạnh, các nhà sản xuất phải thêm vào các chất phụ gia nên dầu có số càng nhỏ thì càng đắt Loại 15W

và 20W có mức giá trung bình nên được các hãng dầu nhờn nhập vẻ hoặc sản xuất ở

Việt Nam

Đứng sau chữ “W” ở loại dầu đa cấp có thể là số 40, 50 hoặc 60 Đây là ký tự

dùng để chỉ khoảng độ nhớt ở 100°C của các loại đầu nhờn Thông thường, số cảng lớn

thì độ nhớt càng cao và ngược lại Ví dụ, như động cơ ôtô chang hạn, chỉ số này ở khoảng 30, 40 hoặc 50 là đủ Với những động cơ hoạt động ở vùng nhiệt độ cao, chỉ sé

này phải cao hơn, khoảng trên 60 Do sự thay đổi nhiệt độ nên tùy thuộc vào mùa mà người ta dùng loại 40 hoặc 50 Trong mùa đông, trời lạnh, nhiệt độ động cơ thấp nên

chỉ cần dùng loại nhỏ như 30, 40 Ở mùa hè, nhiệt độ động cơ cao nên có thé dung loai

50

Do đặc tính của dầu đa cấp nên người ta thường gọi nó là “dầu bốn mùa” Khi

có chữ “W”, khách hàng có thể hiểu nó dùng được cho cả mùa đông và mùa hè

Ngoài loại dầu đa cấp, nhiều nhà sản xuất cho ra cả loại đầu đơn cấp và chỉ có

ký hiệu như SAE 40, SAE 50 Loại dầu nhờn này thường được dùng cho các loại động

cơ 2 kỳ, máy nông nghiệp, công nghiệp

V.2 Phân loại dầu theo tính năng

Khi phân loại theo tiêu chuẩn này, các nhà sản xuất lại thông nhất phân theo tiêu chuẩn của Viện dầu mỏ Mỹ API (American Petroleum Institute) Các ký tự sau chữ “S” hay “C” có thứ tự càng lớn trong bảng chữ cái thì càng tốt

API phân ra theo cấp S (Service) dùng để chỉ loại dầu đỗ vào động cơ xăng và C (Commercial) cho các động cơ điesel Hiện tại, với động cơ xăng, API phân ra nhiều

loại với thứ tự tiến dần từ SA, SB, SC tới mới nhất là SM Đối với động cơ diesel, API

chia thành CA, CD, CC tdi CG, CH va CI Càng vé sau, chat lượng sản phẩm càng tốt

do các nhà sản xuất phải thêm vào những chất phụ gia đặc biệt đề thích nghi với những công nghệ động cơ mới

V.3 Phân loại theo ý nghĩa sử dụng

Theo ý nghĩa sử dụng dâu nhờn sẽ có hai loại chính đó là:

+ Dâu nhờn sử dụng cho mục đích bôi trơn (là dầu nhờn động cơ)

+ Dâu nhờn không sử dụng cho mục đích bôi trơn (là dầu nhờn công nghiệp) Trong thực tế, dầu nhờn động cơ chiếm một tý lệ khá lớn trong công nghiệp sản xuất dầu bôi trơn nói chung và được sử dụng phố biến

VI Những chỉ tiêu về chất lượng của dầu nhờn

Đề thực hiện tốt những công dụng trên, dầu nhờn phải đạt một số chỉ tiêu cần

thiết như độ nhớt, chỉ số độ nhớt, nhiệt độ bắt cháy, hàm lượng axit và bazơ tổng

Ngoài ra, còn có những chỉ tiêu như hàm lượng nước, khả năng tạo bọt, khả năng phá

nhũ, cặn không tan, hàm lượng kim loại

Yêu cầu phẩm chất của dầu nhờn

+ Dầu nhờn phải bôi trơn tốt trong mọi điều kiện

+ Độ nhờn ít thay đổi theo nhiệt độ và áp suất

là chỉ tiêu có ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng của một sản phẩm dầu nhờn thương

mại

Độ nhớt là một tính chất cơ bản và quan trọng nhất của dầu nhờn, là đại lượng

kiểm tra sự thay đổi của dầu nhờn trong quá trình sử đụng Độ nhớt của dầu thay đôi

theo nhiệt độ Khi nhiệt độ cao độ nhớt giảm và ngược lại Nếu dầu nhờn có độ nhớt

quá lớn sẽ làm tăng trở lực, các chi tiết của động cơ sẽ bị mài mòn khi khởi động và

khả năng lưu thông của dầu nhờn kém Nếu dầu nhờn có độ nhớt nhỏ sẽ làm cho khả năng bám dính lên các chỉ tiết của động cơ kém, dầu nhờn dễ bị đây ra khỏi bề mặt bôi

trơn hơn

Đề thực hiện nhiệm vụ bôi trơn, dầu nhờn phải có độ nhớt phù hợp, phải bám

chắc trên bề mặt kim loại và không bị đây ra ngoài, có nghĩa là nó phải có ma sát nội

tại nhỏ

Độ nhớt của đầu nhờn phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hóa học: các

hydrocacbon parafin có độ nhớt thấp hơn so với các loại khác Chiều dài và độ phân nhánh của mạch hydrocacbon càng lớn, độ nhớt sẽ càng tăng lên Các hydrocacbon

thơm và naphten có độ nhớt cao Đặc biệt, số vòng càng nhiều thì độ nhớt càng lớn

Các hỗn hợp hydrocacbon thơm và naphten có độ nhớt cao nhất

Độ nhớt của dầu nhờn thường được đo bằng poazo (P), centipoazo (đối với độ nhớt động lực), hoặc stoc (St), centistoc (cSt) (đối với độ nhớt động học)

Khi động cơ có tốc độ cao, tải trọng nhỏ gọn, nên chọn dầu có độ nhớt thấp và

ngược lại Khi thay đổi quá 25% giá trị độ nhớt hoặc một cấp SAE thì cần thay dầu

VI.2 Chỉ số độ nhót

Chỉ số độ nhớt là trị số chuyên dùng đề đánh giá sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi

trơn theo nhiệt độ, đây cũng là một đặc tính cơ bản của dau nhờn Thông thường, khi

nhiệt độ tăng độ nhớt sẽ giảm Dầu nhờn được coi là dầu bôi trơn tốt khi độ nhớt của

nó it bi thay đôi theo nhiệt độ, ta nói rằng dầu có chỉ số độ nhớt cao Ngược lại, nếu độ

nhớt thay đôi theo nhiệt độ có nghĩa dầu có chỉ số độ nhớt thấp

VI3 Nhiệt độ bắt cháy

Cho biết nhiệt độ an toàn để phòng cháy Trong quá trình sử dụng, nhiệt độ

chớp cháy của dầu nhờn giảm thấp do có lẫn nhiên liệu Đỗi với dầu động cơ, khi nhiệt

độ này thấp hơn 190°C thì nên thay dầu

VI4 Khối lượng riêng và tỉ trọng

Khối lượng riêng đo bằng g/cm' hay kg/m° là khối lượng của một đơn vị thể

tích Tỉ trọng 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 d„ 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 d;ø¿

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 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

Thành phan chinh yếu của dầu nhờn là 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

VI.6 Tinh bảo vệ kim loại của dầu nhờn

Các hợp phần hydrocacbon của đầu nhờn không có tính ăn mòn, nhưng một số

tạp chất lẫn trong dầu có tính ăn mòn kim loại, cần phải hạn chế đến mức tối thiêu

VI7 Độ sạch của dầu nhờn

Độ sạch của dâu nhờn được đánh giá qua hiện tượng nhiễm bân dâu bởi các tạp

chât từ bên ngoài như nước, nhiên liệu, tạp chât cơ học Độ sạch của dâu được đánh giá

qua các chỉ tiêu như: nước trong dâu, hàm lượng tro và sunfat, hàm lượng cặn cacbon, cặn không tan

VI.8 Độ ốn định oxy hóa (Oxidation Stability)

Độ ôn định của dầu bôi trơn biểu hiện khả năng của dầu chỗng 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 đối

Các hợp phần hydrocacbon thơm, naphten hoặc hỗn hợp thơm - naphten đa vòng có nhánh alkyl ngăn rất đễ bị oxy hóa tạo thành nhựa, asphalten, do đó chúng là những hợp phần không tốt trong dầu nhờn

VI.9 Tinh 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 thong banh rang cao tốc Bọt tạo thành đo dầu bị khuấy trộn cơ học khiến một lượng không khí hòa

tan vào dòng chảy của dâu

VI.10 Tính tạo nhũ và tính tách nhũ của dầu bôi trơn

Nước và hơi nước hiện diện trong dầu sẽ làm cho dầu bị nhũ hóa, nhất là những loại đầu có chứa phụ gia Phần nước này sẽ gây han gỉ và làm giảm tính ổn định oxy hóa, cũng như giảm tính bôi trơn của dâu

VH Công nghệ sản xuất dầu nhờn gốc từ mazut

VH.1 Giới thiệu về mazut

Quá trình tông hợp mazut trong công nghiệp được trình bày trong sơ đồ II.1 Mazut là phần cặn của quá trình chưng cất dầu mỏ ở áp suất khí quyền có nhiệt

độ sôi cao hơn 350°C Phần cặn này có thé dem đi đốt hoặc làm nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn gốc Với mục đích sản xuất dầu nhờn gốc thì đem đi chưng cất chân

không, thu được phân đoạn có nhiệt độ sôi khác nhau

etre an ak Tach tag cre

or Oh | [= 1H Dik deliver egg et chute hes eet | :

Sơ đô II.1: Sơ đồ chưng cất, chế hóa và ứng dụng của dầu mó

VII.2 Quy trình công nghệ sản xuất dầu nhờn gốc từ mazut Ê!

VII.2.1 Chưng cất chân không

Nguyên liệu của quá trình này là phần cặn của quá trình chưng cất dầu mỏ ở áp suất khí quyên (mazut) Mục đích của công đoạn này là để tách lẫy các phân đoạn riêng

biệt dựa vào khoảng nhiệt độ sôi hay độ nhớt

VIH2.2 Các quá trình trích ly, chiết tách bằng dung môi

Mục đích của quá trình trích ly là chiết tách các cầu tử không mong muốn chứa trong các phân đoạn dầu nhờn mà bằng chưng cất không thê loại ra được Các cầu tử tạp sẽ làm cho dầu nhờn sau một thời gian bảo quản hay sử dụng bị biến đổi màu sắc, tăng độ nhớt, xuất hiện các hợp chất có tính axit không tan trong dầu, tạo thành cặn

vựa, cặn bùn trong dâu

VII.2.3 Qua trinh tach sap

Sáp là một hỗn hợp chủ yếu gồm các parafin phân tử lớn và một lượng nhỏ các

hydrocacbon khác có nhiệt độ nóng chảy cao và kém hòa tan trong dầu nhờn ở nhiệt độ

thấp Vì thế chúng cần được tách ra khỏi dầu nhờn

Có nhiêu phương pháp đề tách sáp như:

+ Tách sáp bằng phương pháp kết tinh

+ Tách sáp bằng dung môi chọn lọc

VIL.2.4 Quá trình làm sạch bằng hidro

Đa số quá trình làm sạch bằng hidro thường dùng xúc tác coban - molipden (Co

- Mo) Mục đích của quá trình này là nhằm chuyển hóa các hợp chất có các nguyên tố

O, N, S tương ứng thành nước, ammoniac, sunfulanhydro Các hydrocacbon một phần

bị hydro hóa thành naphten

Hiện nay, dầu khoáng tinh chế chỉ đạt khoảng 40% yêu cầu về khả năng 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 Đặc tính khó phân hủy của các loại đầu bôi trơn hiện đang đe dọa nghiêm trọng đến đất đai và các nguồn nước, nhất là ở đô thị

và các khu công nghiệp Chính vì vậy việc tìm ra một loại dâu bôi trơn có khả năng

phân hủy sinh học cao đang trở nên ngày càng cấp thiết Một trong những nghiên cứu gần đây là tổng hợp một loại dầu bôi trơn hợp sinh thái từ nguồn nguyên liệu chính là

các loại dâu thực vật, mỡ động vật

CHUONG II DẦU NHỜN SINH HỌC

I Khai niệm

Dầu nhờn sinh học là thuật ngữ dùng đề chỉ những chất bôi trơn có hai đặc điểm

là dễ phân hủy sinh học, không độc cho sinh vật và môi trường sống

Dâu nhờn sinh học được tổng hợp từ alkyl este của các axit béo với este của các polyol thích hợp như: trimethylolpropan, pentaerythriol (PT) với xúc tác thích hợp l“* Đây chỉ là một dạng sản phẩm được ứng dụng làm chất bôi trơn Ngoài ra, còn có

nhiều phương pháp biến đổi cầu trúc của các axit béo để ứng dụng làm dầu nhờn Ví dụ

như: estolide hóa, epoxy hóa

Hình II.2: Dầu nhờn sinh học

H Ưu điểm và nhược điểm của dâu nhờn sinh học