công nghệ chế biến dầu nhờn

Chất bôi trơn đa phần ở dạng lỏng dầu nhờn, phần còn lại làdạng đặc mỡ, và ở tỉ lệ rất ít là dạng rắn chỉ dùng trong các ổtrục hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc trong chân không... 1.1.2 Tín

ThS Lê Thị Thu Dung

 Với sự phát triển của ngành công nghiệp dầu mỏ 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 cặn dầu mỏ được pha thêm vào dầu thực vật hoặc mỡ lợn với

tỉ lệ thấp để tạo ra dầu bôi trơn, nhưng từ năm 1867 cặn dầu mỏ được chế ra dùng làm 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 Từ 1880 ngành chế tạo dầu nhờn đã thực sự phát triển và đánh dấu một bước ngoặt trong lịch sử chế tạo chất bôi trơn.

 Hiện nay, dầu nhờn có mặt trên toàn thế giới với sự đa dạng về sản phẩm & chủng loại Dầu nhờn phát triển mạnh mẽ nhờ sự cạnh tranh giữa các tập đoàn lớn và theo yêu cầu ngày càng cao của các động cơ.

CÔNG DỤNG CỦA DẦU NHỜN

 Bôi trơn (giảm ma sát) các chi tiết chuyển động;

 Giảm sự mài mòn hay ăn mòn các chi tiết máy;

 Tẩy sạch bề mặt linh kiện, chi tiết máy móc, động cơ;

 Tránh tạo các lớp cặn bùn trong quá trình vận hành;

 Trám và làm khít các bề mặt cần làm kín;

 Tản nhiệt, làm mát máy móc, động cơ;

 Truyền nhiệt trong các hệ thống gia nhiệt;

 Chống sét gỉ

Trong số các tính năng trên, bôi trơn là chức năng quan trọngnhất của dầu nhờn Bôi trơn là biện pháp làm giảm ma sát đếnmức thấp nhất bằng cách tạo ra giữa các bề mặt ma sát một lớpchất gọi là chất bôi trơn

Chất bôi trơn đa phần ở dạng lỏng (dầu nhờn), phần còn lại làdạng đặc (mỡ), và ở tỉ lệ rất ít là dạng rắn (chỉ dùng trong các ổtrục hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc trong chân không)

1.1 THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA DẦU NHỜN

 Dầu nhờn để bôi trơn cho các động cơ hoạt động vận

 Dầu thực vật chỉ dùng trong một số trường hợp đặc biệt, chủ yếu là phối

trộn với dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp để đạt được một số chức năng nhất

định

 Ngày nay người ta thường sử dụng dầu khoáng hay dầu tổng hợp là chủ

yếu

 Với tính chất ưu việt như giá thành rẻ, sản phẩm đa dạng và phong phú, dầu

khoáng đã chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh vực sản xuất dầu nhờn

 Trong ngành công nghiệp sản xuất dầu nhờn hiện đại, dầu tổng hợp giữ một

vị trí quan trọng và ngày càng được quan tâm nhiều bởi tính chất ưu việt

DẦU GỐC KHOÁNG TỪ CẶN MAZUT

CẶN MAZUT là phần cặn của quá trình chưng cất khí quyển có nhiệt độ sôi cao hơn 350°C Phần cặn này có

thể đem đi đốt hoặc làm nguyên liệu để sản xuất dầu gốc Để sản xuất dầu gốc người ta đem mazut chưng cấtchân không thu được phân đoạn có nhiệt độ sôi khác nhau:

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

• Phân đoạn dầu trung bình (MVGO: Medium Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ từ 350°C - 420°C

• Phân đoạn dầu nặng (HVGO: Heavy Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ từ 420°C - 500°C

Thành phần của các phân đoạn này gồm những phân tử

hydrocarbon có số cacbon từ C21-40, những hydrocacbon

trong phân đoạn này có trọng lượng phân tử lớn (1000 –

10000 đvC), cấu trúc phức tạp, bao gồm:

• Các parafin mạch thẳng và mạch nhánh

• Các hydrocarbon naphten đơn hay đa vòng, có

cấu trúc vòng xyclohexan thường gắn với mạch

nhánh parafin

• Các hydrocarbon thơm đơn hay đa vòng chủ yếu

chứa mạch nhánh ankyl, nhưng chủ yếu là 1 đến 3

vòng

• Các hợp chất lai hợp mà chủ yếu là giữa naphten

và parafin, giữa naphten và hydrocarbon thơm

Cặn khí quyển

Dầu cọc sợi nhẹ

Dầu cọc sợi nặng

Dầu bôi trơn nhẹ

Dầu bôi trơn nặng

Cặn chân không

1.1.2 Tính chất vật lý và hóa học của dầu gốc khoáng

Các phân đoạn dầu thô thích hợp cho sản xuất dầu gốc sẽ cho ra các sản phẩm có khoảng nhiệt độ sôi khác nhaunhờ quá trình chưng cất chân không Chúng chứa các loại hydrocacbon sau đây:

1 Parafin mạch thẳng và mạch nhánh

• Các parafin mạch thẳng dài là loại sáp rắn nên hàm lượngcủa chúng trong dầu bôi trơn phải giảm tới mức nhỏ nhất,đặc biệt là các dầu bôi trơn sử dụng ở nhiệt độ thấp

• Iso-parafin: thành phần rất tốt cho dầu bôi trơn vì chúng có

độ ổn định nhiệt và tính nhiệt nhớt tốt

2 Hydrocacbon no đơn và đa vòng (napten)

• Dầu thô tốt nhất cho sản xuất dầu gốc

3 Hydrocacbon thơm đơn và đa vòng (aromatic)

• Chủ yếu chứa các mạch nhánh ankyl

• Số vòng ngưng tụ càng nhiều mà mạch parafin càng ngắn thìtính nhiệt nhớt càng kèm và càng không thích hợp dầu bôitrơn

4 Các hợp chất lai hợp khó chế biến

5 Các hợp chất hữu cơ có chứa các dị nguyên tử,thường gây ra sự lão hóa dầu

HRCB Số nguyên tử C trong phân tử Chỉ số độ nhớt 2- metyleicozan

165 146 145 140 170 163 144 118 CHỈ SỐ ĐỘ NHỚT CỦA IZOPARAFIN C21 VÀ C24

1.1.3 Phân loại dầu gốc khoáng

 Trong thực tế, dầu gốckhoáng là hỗn hợp củacác phân tử đa vòng cóđính mạch nhánhparafin

 Việc phân loại dầu gốctheo bản chất hóa họctùy thuộc vào nhómnào chiếm ưu thế nhưsau:

• Dầu parafin

• Dầu napten

• Dầu aromat

CẶN GUDRON là phần cặn còn lại của quá trình chưng cất chân không, có nhiệt độ sôi trên 500°C Trong

phần này tập trung các cấu tử có số nguyên tử carbon từ C41 trở lên, thậm chí có cả C80, có trọng lượngphân tử lớn, có cấu trúc phức tạp Do đó, thành phần của phân đoạn này không được chia theo từng hợpchất riêng biệt mà phân làm bốn nhóm:

Nhóm chất nhựa

• Gồm hai thành phần là các chất trung tính và axit.Các chất trung tính có màu nâu hoặc đen, nhiệt độhóa mềm nhỏ hơn 100°C, tỷ trọng lớn hơn 1

• Hòa tan được trong các dung môi như nhóm dầunhưng nó là hợp chất có cực nên có thể tách rabằng các chất như than hoạt tính hay silicagen dễdàng hòa tan trong xăng, naphta

• Chất trung tính tạo cho nhựa có tính dẻo dai vàtính kết dính Hàm lượng của nó ảnh hưởng trựctiếp đến độ kéo dài của nhựa

• Chiếm khoảng 10%-15% khối lượng cặn Gudron

Nhóm chất dầu:

• Bao gồm các hydrocarbon có phân tử lượng lớn,

tập trung nhiều các hợp chất thơm có độ ngưng

tụ cao, cấu trúc hỗn hợp nhiều vòng giữa

hydrocarbon thơm và naphten

• Đây là nhóm chất nhẹ nhất có tỷ trọng xấp xỉ

bằng 1

• Nhóm chất này hòa tan được các dung môi nhẹ

như parafin và xăng, nhưng người ta không thể

tách nó bằng các chất như silicagen hay là than

hoạt tính vì đây là những hợp chất không có cực

• Trong phân đoạn cặn Gudron, nhóm này chiếm

khoảng 45%-46%

 Nhóm dầu, nhựa, asphanten tồn tại ở trạng thái hệ keo, trong đó nhóm nhựa tan trong dầu tạo thành mộtdung dịch thật sự gọi là môi trường phân tán Asphanten không tan trong nhóm dầu nên tồn tại ở trạngthái pha phân tán.

Nhóm Asphanten

• Là nhóm chất rắn màu đen, cấu tạo tinh thể, tỷ trọng lớn

hơn 1

• Chứa hầu hết hợp chất dị vòng có khả năng hòa tan mạnh

trong Carbon Disunfua (CS2), nhưng không hòa tan trong

các dung môi nhẹ như parafin hay xăng, ở 300°C không bị

nóng chảy mà bị cháy thành tro

Các hợp chất cơ kim của kim loại nặng

• Gồm: Các hợp chất carbon,cacboit…

• Các hợp chất này không tan trongcác dung môi thông thường, chỉ tantrong pyridine

 Dầu gốc sản xuất từ dầu mỏ (dầu khoáng) vẫn chiếm ưu thế do có những ưu điểm như: công nghệ sảnxuất 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 tổng hợp nhiều hơn

PHÂN LOẠI DẦU GỐC THEO TIÊU CHUẨN API (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE)

Ghi chú: Chỉ số Độ nhớt (VI: Viscosity Index) là một chỉ tiêu về chất lượng dầu nhờn, là trị số thể hiện sự biến đổi của Độ nhớt Động học (Kinematic Viscosity) theo nhiệt độ Độ nhớt giảm xuống theo sự tăng lên của nhiệt độ Dầu

có Chỉ số Độ nhớt (VI) càng cao thể hiện sự biến đối Độ nhớt Động học theo nhiệt độ củaloại dầu đó càng ít.

PHÂN LOẠI DẦU GỐC THEO ĐỘ NHỚT

 Dầu gốc SN (Solvent Neutral) từ các phân đoạn chưng cất, phân loại theo độ nhớt Saybolt SUS

(Saybolt Universal Second) ở 40oC (100oF): SN50, SN70, SN150, SN250, SN500

 Dầu gốc BS (Bright Stock) từ phân đoạn cặn, phân loại theo độ nhớt Saybolt SUS (Saybolt Universal

Second) ở 100oC (210oF): BS150, BS250

DẦU TỔNG HỢP

Dầu tổng hợp là dầu được tạo ra bằng các phản ứng hóa học từnhững hợp chất ban đầu, do đó có những tính chất được định ratrước Nó có thể có những tính chất tốt nhất của dầu khoáng,bên cạnh đó còn có các tính chất đặc trưng khác như:

• Không cháy

• Không hòa tan lẫn trong nước

• Khoảng nhiệt độ hoạt động rộng từ -55°C đến 320°C

(Ưu điểm lớn nhất của dầu tổng hợp)

1 dựa vào một số tính chất đặt thù để phân loại như: độ nhớt,khối lượng riêng

2 dựa vào bản chất của dầu, theo đó chia dầu tổng hợp thànhnhững loại chính sau: hydrocarbon tổng hợp, este hữu cơ,poly glycol, và este photphat Bốn hợp chất chính này chiếmtrên 40% lượng dầu tổng hợp tiêu thụ trên thực tế

SẢN XUẤT DẦU GỐC KHOÁNG

 Để đáp ứng yêu cầu về thành phần của dầu gốc cần có,chúng cần được sản xuất từ dầu thô và qua các quátrình xử lý: chưng cất chân không, chiết bằng dungmôi, tách sáp, xử lý, tinh chế…

 Các cấu tử mong muốn của dầu gốc thường bao gồm:

SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT DẦU GỐC

2.1 CHƯNG CẤT CHÂN KHÔNG

2.1.1 Nguyên liệu

 Phân đoạn dầu nhờn (hay phân đoạn gasoil nặng) là sản phẩm chưng cất trong chân không củaphần cặn dầu mỏ, sau khi tách các phân đoạn xăng, kerosene và gasoil Ba phân đoạn này thườngkhông màu, hoặc màu nhạt nên được gọi là phân đoạn các sản phẩm trắng

 Phần cặn còn lại có màu sẫm đến nâu đen, gọi là cặn mazut Mazut được sử dụng, hoặc trực tiếplàm nhiên liệu lỏng cho các lò công nghiệp (hiện nay thì ứng dụng này rất ít), hoặc được chưng cấttiếp tục trong chân không (để tránh phân hủy do nhiệt) để thu gasoil nặng và cặn gudron

 Phân đoạn gas oil nặng được sử dụng vào các mục đích sau:

• Dùng làm nguyên kiệu để sản xuất dầu nhờn

• Dùng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm “trắng”

 Khi phân đoạn này được sử dụng để làm nguyên kiệu để sản xuất dầu nhờn, thì phân đoạn được gọi là phân đoạn dầu nhờn.

 Khi phân đoạn được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm “trắng” phân đoạn được gọi là phân đoạn gasoil nặng (hay gasoil chân không).

2.1.2 Mục đích

 Nguyên lý: Giai đoạn thứ nhất trong

công nghệ sản xuất dầu gốc là tách lấy

các phân đoạn riêng biệt dựa vào độ

nhớt và khoảng nhiệt độ sôi

 Chưng cất chân không tạo ra các sản

phẩm dầu bôi trơn có độ nhớt khác

nhau Phần dầu nhẹ nhất ở trên đỉnh

tháp, phân đoạn nặng thu được dưới

đáy tháp

 Không phải tất cả các loại dầu mỏ đều

cho dầu bôi trơn có chất lượng tốt Dầu

thô tốt nhất cho sản xuất dầu gốc là

dầu có hàm lượng napten cao

 Mục đích: Điều chỉnh độ nhớt và nhiệt

độ chớp cháy

SƠ ĐỒ HỆ THỐNG CHƯNG CẤT CHÂN KHÔNG

2.1.4 Sơ đồ công nghệ tháp chưng cất chân không

Nguyên liệu: 400 0 C: bắt đầu phân hủy

450 0 C: phân hủy mạnh

 Làm mất mát dầu Tạo cốc bám dính trên thiết bị chưng cất, làm bẩn sản phẩm chưng cất

 Chưng cất áp suất thấp: giảm nhiệt độ.

- Chưng cất chân không ướt:

50-70mmHg Lôi cuốn hơi nước

- Chưng cất chân không khô:

Đỉnh tháp: 3-5mmHg Đáy tháp: 25-30mmHg

- Nhiệt độ làm việc:

Đỉnh tháp: 130-140 0 C Đáy tháp: 350-400 0 C

2.1.5 Tháp chưng cất

• Chưng cất chân không: độ bền nhiệt các

cấu tử trong dầu phụ thuộc chủ yếu vào

nhiệt độ và thời gian lưu

• Đối với các phân đoạn có nhiệt độ sôi

cao, người ta cần tránh sự phân huỷ

chúng (giảm độ nhớt, độ bền oxy

hoá…) bằng cách hạn chế nhiệt độ

(320o- 420oC) chưng cất

• Nếu nhiệt độ sôi cao hơn nhiệt độ phân

huỷ chúng ta dùng chưng cất chân

không hay chưng cất hơi nước Hơi

nước làm giảm áp suất hơi riêng phần

làm chúng sôi ở nhiệt độ thấp hơn

2.1.6 Đĩa chưng cất (Tray)

 Trong công nghệ dầu khí, hơi nguyên liệu sẽ bay lên đỉnh tháp và phần lỏng

sẽ chảy xuống phần dưới tháp Sự tiếp xúc giữa hai dòng này được thực hiện một cách đặc biệt nhờ các đĩa.

 Tại các đĩa xảy ra quá trình trao đổi nhiệt giữa dòng hơi và dòng lỏng Đồng thời tại đây cũng xảy ra quá trình trao đổi chất, phần nhẹ trong pha lỏng bay hơi theo pha hơi, phần nặng trong pha hơi ngưng tụ theo dòng lỏng.

 Có rất nhiều dạng đĩa khác nhau được sử dụng tuỳ vào loại nguyên liệu Nhưng mục đích chung nhằm đảm bảo sự tiếp xúc giữa pha lỏng và pha hơi phải lớn để quá trình phân tách hiệu quả.

Đĩa nhiều lỗ (Sieve Trays) Đĩa chụp (Bubble–Cap Trays)

Đĩa Van (Valve Trays)

Đặc trưng Kiểu đĩa

Công suất

Độ hiệu dụng

Vùng làm việc ổn định*

Áp suất đĩa (atm.103)

Giá thành tương đối

Tính dễ làm sạch

1 1

2 – 3,5

7 – 10 1

Rất khó

1 1

2 – 2,5

7 – 10 0,6 Khó

1,2

1 – 1,1

3 – 4

5 – 8 0,65 Khó

1,2

1 -1,1

2 – 3

3 – 4 0,6 Rất dễ

1,2 0,8

2 – 3

2 – 5 0,5 Khó ĐẶC TRƯNG SO SÁNH CỦA MỘT SỐ KIỂU ĐĨA

* Tính theo tỉ số giữa lưu lượng cực đại và lưu lượng cực tiểu

* Những nguyên tắc cơ bản cần lưu ý:

 Khi lưu lượng hơi và lỏng thay đổi nhiều nên chọn đĩa van

 Khi nguyên liệu bẩn, dễ phân hủy, nhiệt độ làm việc cao nên chọn đĩa dễ lau chùi, sửa chữa

 Khi áp suất làm việc thấp nên chọn đĩa có áp suất đĩa bé Sẽ rất có lợi với đĩa có tấm chắn định hướng

 Khi chế độ làm việc ổn định có thể dùng đĩa chụp, đĩa chữ S

2.1.7 Chân không và kỹ thuật chân không

mô về thăng giáng lượng tử

 Còn về mặt kỹ thuật, người ta định nghĩa chân không là vùng không gian có mật độ vật chất thấp hơn so vớimật độ vật chất trong không khí, hay nói cách khác, đó là vùng không gian có áp suất tuyệt đối thấp hơn ápsuất khí quyển tiêu chuẩn (p<pa¬)

 Để tiện cho việc nghiên cứu, người ta tạm phân chia chân không thành 4 loại:

- Chân không thấp ( p > 100 Pa)

- Chân không trung bình (100 Pa > p > 0,1 Pa)

- Chân không sâu (0,1 Pa > p > 10-5 Pa)

- Chân không rất sâu ( p < 10-5 Pa)

2.1.8 Thiết bị tạo chân không:

Chân không tạo thành nhờ thiết bị ngưng tụ khí áp hoặc máy bơm chân không (bơm piston, bơm rotary, bơmphun hoặc bơm tia) mắc nối tiếp với nhau

a Hệ thiết bị ngưng tụ khí áp - bơm phun.

 Trong hệ này hơi thoát ra từ đỉnh tháp

chân không, ngưng tụ ngay lập tức trong

thiết bị ngưng tụ khí áp và sau đó được

hút bằng máy bơm chân không (thường

bơm phun hơi)

 Áp suất dư trong thiết bị ngưng tụ khí áp

phụ thuộc vào nhiệt độ nước thải, nhưng

không thấp hơn áp suất hơi nước bão hòa

ở nhiệt độ nào đó

 Nước từ thiết bị ngưng tụ khí áp bị nhiễm

sản phẩm dầu và hợp chất lưu huỳnh

(thường 5,5% so với mazut)

 Vì vậy để giảm dòng nước nhiễm bẩn trong nhà máy nước thải được sử dụng lại Tuy nhiên, khi đó nhiệt độnước đổ vào thiết bị ngưng tụ khí áp sẽ tăng đôi chút và phải trang bị thêm phụ kiện cho hệ cấp nước

b Hệ bơm phun - thiết bị ngưng tụ khí áp.

 Trong sơ đồ này hơi từ trên thápchân không đưa trực tiếp vàobơm phun, còn độ sâu của chânkhông không phụ thuộc vàonhiệt độ của nước thoát ra từthiết bị ngưng tụ khí áp

 Nhờ đó có thể tạo chân khôngsâu hơn (áp suất dư đạt 5 ÷ 10mmHg)

 Độ sâu chân không phụ thuộcvào đối áp tại cửa ra của bơmphun, vì vậy để tạo chân khôngsâu cần mắc nối tiếp vài bơmphun

2.1.9 Sự Stripping

 Đối với chưng cất dầu thô, dòng trích ngang luôn có lẫn sản phẩm đỉnh.

 Để loại bỏ các cấu tử nhẹ này, người ta thực hiện quá trình tái hoá hơi riêng phần các phần nhẹ Quá trình này gọi là quá trình stripping.

 Quá trình này được thực hiện trong những cột nhỏ từ 4-10 đĩa, đặt bên cạnh tháp chưng cất khí quyển và thường dùng hơi nước trực tiếp.

 Ngoài ra có thể stripping bằng nhiệt (phân đoạn Kerozen).

2.1.10 Sự hồi lưu (Relux)

 Nhằm tạo ra dòng lỏng có nhiệt độ thấp đi từđỉnh tháp xuống đáy tháp để trao đổi nhiệt vớidòng hơi Từ đó làm cho quá trình trao đổi chấttách phân đoạn được triệt để và thu được chấtlượng distillat mong muốn

 Tỉ lệ dòng hoàn lưu phụ thuộc vào nhiều yếu

tố, trong đó yếu tố kinh tế là bài toán quyếtđịnh

 Khi tỉ lệ hoàn lưu tăng, số mâm giảm nhưngđường kính tháp tăng lên Chủ yếu có 3 dạngsau:

• Hồi lưu nóng: Sử dụng dòng hồi lưu ởtrạng thái lỏng sôi

• Hồi lưu lạnh: Nhiệt độ dòng hồi lưu ởdưới điểm lỏng-sôi

• Hồi lưu vòng: Lấy các sản phẩm ở cácmâm dưới hồi lưu lên các mâm trên saukhi đã làm lạnh

2.2 Đặc điểm công nghệ tháp chưng cất chân không

 Chế biến mazut trong chân không thu được các disttilat dầu nhờn có nhiệt độ sôi, độ nhớt và các tính chất khác khác nhau, cặn của quá trình này là semigudron hoặc gudron Các sơ đồ chưng cất chân không được chia thành nhóm nhiên liệu và dầu nhờn.

• Trong nhóm sơ đồ nhiên liệu từ mazut thu phân đoạn rộng có nhiệt độ sôi đến

5500C gọi là gasoil chân không, là nguyên liệu cho cracking xúc tác hoặc hydrocracking.

• Trong nhóm công nghệ thứ 2 thu được phân đoạn dầu nhờn, sau khi chế biến (xử

lý bằng hydro, làm sạch lựa chọn, loại parafin bằng xúc tác hoặc loại parafin ở nhiệt độ thấp trong dung môi, làm sạch tiếp xúc…) có thể thu được các dầu nhờn gốc khác nhau.

 Trong các nhà máy chưng cất chân không nguyên liệu mazut hiện đại có 2 loại sơ đồ công nghệ:

• Chưng cất bay hơi 1 bậc tất cả các phân đoạn và phân tách nó trong 1 tháp chân không

• Chưng cất mazut bay hơi hai bậc và phân tách phân đoạn chưng cất trong 2 tháp chân không.

 Để thu được gasoil chân không với khoảng sôi 350-5000C làm nguyên liệu cho cracking xúc tác hoặc hydrocracking thì chưng cất 1 bâc đạt yêu cầu.

 Nếu cần phải thu được nguyên liệu để sản xuất dầu nhờn thì tốt hơn nên chọn hệ thống chưng cất chân không 2 tháp Trong tháp thứ nhất tách được phân đoạn dầu nhờn rộng, trong tháp thứ hai - chưng cất tiếp nó thành các phân đoạn dầu nhờn hẹp.

Sơ đồ công nghệ tháp chưng cất chân không

Áp suất dư trong tháp K-10, mm Hg 60 ≥ 50

Áp suất hơi vào máy phun chân không, atm

2.2 XỬ LÝ VỚI DUNG MÔI

không mong muốn

 nhằm cải thiện thành phần hóa học

Lọc

Các hợp chất lưu

huỳnh

Giảm độ bền khi cất chứa Ăn mòn, tạo mùi khó chịu

Các hợp chất khôngbền như olefin, các HC thơm không bền, cáchợp chất chứa N

Giảm độ bền khicất chứa

Nhựa, asphan Tạo cặn bùn

Sáp

Tính chất dòng chảy kém ở nhiệt

độ thấp

Kết tinh chọn lọc

2.2.3 Nguyên lý

 Nguyên lý của quá trình tách bằng dung môi là dựa vào tính

chất hòa tan chọn lọc của dung môi được sử dung.

 Khi trộn dung môi với nguyên liệu ở điều kiện thích hợp ,

các cấu tử trong nguyên liệu được phân thành hai pha:

• Rafinat – Pha nhẹ: dung dịch rafinat

• Extract – Pha nặng: dung dịch chiết

 Sản phẩm có ích có thể nằm trong pha extract hoặc rafinat

tùy theo dung môi sử dụng.

DUNG MÔI

2.2.3 Lựa chọn dung môi

 Dựa vào bản chất của dung môi mà người ta phân chia thành dung môi có cực và dung môi không cực.

 Dung môi được lựa chọn phải thỏa mãn các yếu tố:

• Phải có tính hòa tan chọn lọc, tức là có khả năng phân tách thành hai nhóm cấu từ: nhóm có lợi và nhóm không có lợi cho dầu gốc  độ chọn lọc của dung môi

• Phải bền về hóa học, không phản ứng với các cấu tử của nguyên liệu, không gây ăn mòn và dễ sử dụng.

a Khả năng hòa tan của dung môi

 Là đại lượng được thể hiện bằng lượng dung môi cần thiết để hòa tan một lượng xác định các cấu tử của nguyên liệu.

 Theo khả năng hòa tan các HRCB, dung môi chia thành 2 nhóm chính:

• Nhóm 1: các dung môi ở nhiệt độ thường có thể trộn lẫn các chất lỏng của nguyên liệu ở mọi tỷ lệ Là các hợp chất không phân cực (HRCB lỏng có phân tử lượng thấp, etyl eter, chloroform

• Nhóm 2: các dung môi hòa tan các thành phần HRCB trong dầu thô phụ thuộc vào

nhiệt độ và tỷ lệ của chúng (dung môi lựa chọn) Là các hợp chất có moment lương

cực cao như Phenol, furfulrol, etylenglycol…

 Bên cạnh bản chất hóa học, cấu trúc phân tử của HRCB cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ tới hạn hòa tan (vd: khi tăng số vòng trong HRCB thì nhiệt độ tới hạn hòa tan giảm mạnh

và tăng khi tăng chiều dài mạch alkyl)

b Độ chọn lọc

 Độ chọn lọc của dung môi là đặc trưng cho khả năng tách của chất này ra khỏi chất khác của nguyên liệu.

 Thông thường moment lưỡng cực càng cao thì khả năng hòa tan càng cao.

 Các nhóm chức có ảnh hưởng đến độ lựa chọn của dung môi được sắp xếp theo thứ tự:

𝑁𝑂2 > 𝐶𝑁 > 𝐶𝐻𝑂 > 𝐶𝑂𝑂𝐻 > 𝑂𝐻 > 𝑁𝐻2

 Trong công nghiệp, để tăng khả năng hòa tan, thường sử dụng dung môi phụ trợ

là các dung môi không phân cực (BTX…) đồng thời làm giảm nhiệt độ tới hạn.