công nghệ chế biến dầu nhờn thành phần và tính chất hóa lý của dầu gốc khoáng (tiếp theo) (2)

Dầu gốc: bao gồm dầu gốc khoáng và dầu gốc tổng hợp Nhược điểm của dầu gốc tổng hợp: + Nhược điểm lớn nhất là đòi hỏi công đoạn tổng hợp phức tạp, do đó giá thành cao + Không sản xuất

0933178377

CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU

NHỜN

ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU

Năm 2010

1 Phân loại theo trạng thái của chất bôi trơn: 4 loại (khí, lỏng, mở và rắn)

2 Nguyên lý bôi trơn: độ : 4 chế độ bôi trơn (thuỷ động, màng mỏng, hổn hợp,

thuỷ động đàn hồi)

3 Dầu nhờn là hỗn hợp bao gồm dầu gốc và phụ gia

4 Chức năng cơ bản của dầu nhờn:

- Làm giảm ma sát, giảm cường độ mài mòn của các bề mặt ma sát nhằm đảm bảo cho động cơ, máy móc đạt được công suất tối đa

- Làm sạch

- Làm mát

- Làm kín

- Chức năng bảo vệ bề mặt

5 Dầu gốc: bao gồm dầu gốc khoáng và dầu gốc tổng hợp

Nhược điểm của dầu gốc tổng hợp:

+ Nhược điểm lớn nhất là đòi hỏi công đoạn tổng hợp phức tạp, do đó giá thành cao

+ Không sản xuất được quy mô lớn như dầu gốc khoáng

+ Không có tính năng đa dạng như dầu gốc khoáng vì trong hỗn hợp chỉ có mặt của một số cấu tử thực hiện một số tính năng riêng biệt nào đó mà thôi

2.Thành phần và tính chất hoá lý của

dầu gốc khoáng

CÁC TÍNH CHẤT HÓA LÝ CỦA DẦU

THÀNH PHẦN DẦU GỐC KHOÁNG

 Nguyên liệu chính để sản xuất dầu nhờn là phân đoạn

cặn sau chưng cất khí quyển có nhiệt độ sôi từ 300o

THÀNH PHẦN DẦU GỐC KHOÁNG

THÀNH PHẦN DẦU GỐC KHOÁNG

CÁC TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN

CỦA DẦU NHỜN

nhiệt của nó (chỉ số độ nhớt) Các tính chất này được quyết định bởi

thành phần của các hợp chất hydrocacbon chứa trong dầu gốc.

 Độ nhớt: Là yếu tố quyết định chế độ bôi trơn: chiều dày màng dầu và mất mát do ma sát

 Nếu dầu có độ nhớt quá lớn :

• Trở lực tăng

• Mài mòn khi khởi động

• Khả năng lưu thông kém

ĐỘ NHỚT ĐỘNG LỰC HỌC

 Là một đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực ma sát nội tại của nó sinh ra khi chuyển động => Do vậy độ nhớt có liên quan đến khả năng bôi trơn của dầu nhờn

 Định luật Newton: Lực ma sát nội tại F sinh ra giữa 2 lớp chất lỏng có sự chuyển động tương đối với nhau sẽ tỷ lệ với diện tích tiếp xúc A của bề mặt chuyển động và gradient tốc độ biến dạng du/dy bởi hệ số µ, chính là độ nhớt động lực học

ĐỘ NHỚT ĐỘNG LỰC HỌC

ĐỘ NHỚT ĐỘNG LỰC HỌC

ĐỘ NHỚT ĐỘNG HỌC

 Độ nhớt động học: là độ nhớt kỹ thuật của dầu, được xác định bằng tỷ số giữa độ nhớt động lực µ với tỷ trọng ρ của dầu

 Độ nhớt qui ước: đối với loại độ nhớt này thì tuỳ thuộc vào thiết bị sử dụng để đo mà ta có các tên gọi và các kết quả khác nhau như độ nhớt Engler (oE), độ nhớt Saybolt (SSU),

độ nhớt Redwood

Thiết bị đo độ nhớt Saybolt 1 Where centistokes are greater than 50

C - hằng số hiệu chuẩn của nhớt kế, (mm 2 /s)/s,

t 1,2 - thời gian chảy, s.

1 cSt = 1 mm²/giây = 10 -6 m²/giây

 Tính toán độ nhớt động lực học, η, từ độ nhớt động học đã được tính, γ, và tỷ

trọng, ρ, bằng công thức sau:

η = γ x ρ x 10 -3 trong đó:

CÁCH TÍNH ĐỘ NHỚT ĐỘNG LỰC

HỌC THEO ASTM D-445

NHỚT KẾ MAO QUẢN

CHỈ SỐ ĐỘ NHỚT

 Chỉ số độ nhớt (VI) là trị số chuyên dùng để đánh giá sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theo nhiệt độ

+ Dầu nhờn được coi là dầu bôi trơn tốt khi độ nhớt của nó it

thay đổi theo nhiệt độ => ta nói rằng dầu đố có chỉ số độ nhớt cao

+ Ngược lại, nếu chỉ số độ nhớt thay đổi nhiều theo nhiệt độ

=> có nghĩa là dầu có chỉ số độ nhớt thấp

 Xác định VI: so sánh sự thay đổi độ nhớt của dầu theo

nhiệt độ với sự thay đổi độ nhớt của 2 loại dầu chuẩn

 Quy ước:

Dầu gốc Parafin có độ nhớt ít thay đổi theo nhiệt độ, VI = 100 (H)Dầu gốc Naphten có độ nhớt thay đổi nhiều theo nhiệt độ,VI= 0 (L)

U L VI







1 – Nếu độ nhớt động học của dầu ở 100ºC nhỏ hơn 2mm²/giây (cSt)=>

3 - Nếu độ nhớt động học ở 100ºC lớn hơn 70 mm²/giây (cSt), hãy tính giá trị L và H như sau:

Y - độ nhớt động học ở 100ºC của dầu có chỉ số độ nhớt đang cần tính toán, mm²/giây (cSt).

21667

.148353

.111684

Từ Bảng 1 (bằng cách nội suy) L = 119.94

Từ Bảng 1 (bằng cách nội suy) H = 69.48

Điền vào công thức 3 và làm tròn đến số chẵn gần nhất:

43.92100

)]

48.6994

.119/(

)30.7394

.119



VI

43 92



VI

CÁCH TÍNH CHỈ SỐ ĐỘ NHỚT THEO ASTM D2270

B - Dầu có Chỉ số độ nhớt cao hơn hoặc bằng 100

B - Dầu có Chỉ số độ nhớt cao hơn hoặc bằng 100

100]

00715

0/)1)log

VI

,log/

)log

1 – Nếu độ nhớt động học của dầu ở 100ºC nhỏ hơn 2mm²/giây (cSt)=> không xác định được chỉ số độ nhớt

2 – Nếu độ nhớt động học của dầu ở 100ºC nhỏ hơn hoặc bằng 70 mm²/giây (cSt)

Chọn từ Bảng 1 các giá trị tương ứng H Nếu giá trị đo được không thấy ghi,

nhưng nằm trong khoảng của Bảng 1, có thế lấy được bằng cách nội suy của

.111684

THÍ DỤ VỀ CÁCH TÍNH CHỈ SỐ ĐỘ

NHỚT

Thí dụ về Cách tính- Số đo độ nhớt động học ở 40ºC của dầu có

chỉ số độ nhớt đang cần tính = 22.83 mm²/giây (cSt); độ nhớt động học ở 100ºC của dầu có chỉ số độ nhớt đang cần tính = 5.05 mm²/giây (cSt):

Từ Bảng 1 (bằng cách nội suy) H = 28.97

Điền vào Công thức 8 (giải logarithms):

Điền vào công thức 7 và làm tròn đến số chẵn gần nhất:

14708

0 ] 05 5 log / ) 83 22 log 97

28



N

37 156 100

] 00715

0 / ) 1 40307

1 [(

100 ]

00715

0 / ) 1 ) 14708

0 log [((

156



VI

ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐỐI VỚI

ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐỐI VỚI

ĐỘ NHỚT ĐỘNG HỌC

Sự thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ: Độ nhớt giảm nhanh khi tăng nhiệt độ

– Ex: loại dầu khoáng parafin, độ nhớt giảm 6 lần khi tăng T từ 40 lên 100 o C

– Sự giảm độ nhớt khi nhiệt độ tăng phụ thuộc vào cấu trúc hóa học của dầu

ĐỘ NHỚT VÀ CHỈ SỐ ĐỘ NHỚT CỦA

MỘT SỐ HỢP CHẤT

ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT ĐỐI VỚI

ĐỘ NHỚT

Độ nhớt của các phân đoạn dầu mỏ tăng theo độ tăng của áp suất và nó phụ thuộc vào thành phần của phân đoạn đó.

TÍNH CHẤT CÁC CẤU TỬ TRONG DẦU

– Điểm chảy >>> Nhiệt độ môi trường

Ex: Điểm chảy C19H40:36,6oC; C25H52:53,5oC

=>Khi nghiên cứu các tính chất sử dụng của phân đoạn dầu

nhờn thì người ta thấy các hợp chất n-parafin với phân tử lượng lớn thường là parafin rắn (hay còn gọi là sáp), chúng làm giảm

độ linh động của dầu nhờn nên hàm lượng của chúng phải

giảm tới mức cần thiết, đặc biệt với các dầu bôi trơn làm việc ở nhiệt độ âm

TÍNH CHẤT CÁC CẤU TỬ TRONG DẦU

KHOÁNG

 Paraffin phân nhánh:

– VI thấp hơn so với n-paraffin

– Điểm chảy giảm khi mức độ phân nhánh tăng

– Chiều dài và độ phân nhánh của mạch hydrocacbon càng lớn, độ nhớt sẽ tăng lên

– Paraffin có ít nhánh dài thi thuận lợi hơn Paraffin nhiều nhánh ngắn

=> Các iso-parafin lại là thành phần rất tốt trong dầu nhờn

vì chúng có độ nhớt thích hợp và tính chất nhớt nhiệt rất tốt

TÍNH CHẤT CÁC CẤU TỬ TRONG DẦU

KHOÁNG

 Naphten và hydrocacbon thơm đơn vòng:

Với cùng số nguyên tử cacbone:

– VI thấp hơn n–paraffin

– điểm chảy thấp hơn n–paraffin

– Các hydrocacbon thơm và naphten có độ nhớt cao hơn

paraffin

Ex: điểm chảy C6H5CH3:-94,99oC; C6H6 : 5,53oC

=> Các hợp chất Napthen và hydrocacbon thơm một vòng có

nhánh iso-parafin dài vừa có độ nhớt đảm bảo mà còn có

bôi trơn, cho phép chế tạo được dầu nhờn chất lượng cao

TÍNH CHẤT CÁC CẤU TỬ TRONG DẦU

– Các hydrocacbon hỗn hợp giữa thơm và napthen có độ nhớt cao nhất

=> Các hợp chất Napthen và hydrocacbon thơm nhiều vòng hoặc lai hợp giữa chúng thường có độ nhớt rất cao, song chỉ số độ nhớt lại rất thấp Mặc khác các hợp chất này có xu hướng tạo nhựa mạnh, làm giảm

nhanh chóng tính năng sử dụng của dầu nhờn Vì vậy các hợp chất này

là những cấu tử không phải là cần thiết cho dầu gốc để chế tạo dầu

nhờn chất lượng cao

TÍNH CHẤT CÁC CẤU TỬ TRONG DẦU

KHOÁNG

cũng chiếm phần lớn trong phân đoạn dầu nhờn

+ Tạo màu sẫm cho sản phẩm

+ Làm giảm độ ổn định oxy hoá của sản phẩm

+ Làm giảm độ chống ăn mòn của dầu nhờn

=> Vì thế trong quá trình sản xuất dầu nhờn người

ta phải áp dụng các biện pháp khác nhau để loại chúng ra khỏi dầu gốc

TÍNH CHẤT CÁC CẤU TỬ TRONG DẦU

KHOÁNG

THÀNH PHẦN CỦA PHÂN ĐOẠN CẤT

Trích ly bằng dung môi

Phần chiết

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU

NHỜN

THANK YOU