Tiểu luận công nghệ chế biến dầu nhờn
LỜI MỞ ĐẦU
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. Cùng với đó là sự
phát triển của ngành công nghiệp cơ khí, máy móc, đỏi hỏi yêu cầu quan trọng trong
quá trình vận hành và bảo dưỡng thiết bị, máy móc. Trong đó, dầu nhờn đóng vai trò
quan trọng là những sản phẩm mang tích chiến lược. Sự tồn tại của chúng có tính
quyết định đến sự phát triển về kinh tế của từng quốc gia
Tất 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, đáp
ứng và thỏa mãn các nhu cầu ngày càng tăng của nền kinh tế thế giới.
Vì vậy, việc sử dụng vật liệu bôi trơn nói chung, dầu nhờn bôi trơn nói riêng và
quy trình bôi trơn phù hợp với thiết bị, sẽ góp phần rất lớn đảm bảo cho máy móc,
thiết bị hoạt động ổn định, giảm chi phí bảo dưỡng, nâng cao tuổi thọ sử dụng. Trong
đó, việc tách các paraffin (sáp) là một trong những khâu quan trọng nhất vì chúng ảnh
hưởng đến chất lượng dầu nhờn thành phẩm. Vì thế chúng không được phép có mặt
trong dầu nhờn thành phẩm.
Trang 1
Tiểu luận công nghệ chế biến dầu nhờn
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ DẦU NHỜN
1.1 Khái niệm
1.1.1 Dầu nhờn
Dầu nhờn là loại dầu dùng để bôi trơn cho các động cơ. Dầu nhờn 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.
Thành phần cơ bản chủa dầu nhờn gồm dầu gốc và phụ gia thích hợp.
1.1.2 Dầu gốc
Dầu gốc là dầu không có phụ gia, gồm các hidrocacbon tự nhiên và tổng hợp khác
nhau. Là nguyên liệu chính để sản xuất dầu nhờn. Dầu gốc được chia thành những loại

− Làm cho dầu có khả năng bám dính tốt.
− Tăng khả năng làm kín.
− Làm giảm ma sát.
− Làm giảm và ngăn chặn sự mài mòn.
− Chống lại sự kẹt làm xước các bề nặt kim loại.
1.2 Mục đích
Mục đích cơ bản nhất của dầu nhờn là sử dụng làm một chất lỏng bôi trơn giữa các
bề mặt tiếp xúc giữa của các chi tiết có sự chuyển động tương đối với nhau nhằm làm
giảm ma sát, giảm mài mòn, nhờ đó làm giảm tiêu hao năng lượng để thắng lực ma sát
sinh ra khi các chi tiết này làm việc, và giảm hư hỏng các bề mặt tiếp xúc do mài mòn,
cọ xát.
1.3 Chức năng của dầu nhờn
− Công dụng làm giảm ma sát
Máy móc sẽ mòn ngay khi hoạt động mà không có dầu bôi trơn, khi cho dầu vào
máy với một lớp đủ dày, sẽ tạo màng dầu phân tách hai bề mặt vật liệu khi có sự
chuyển động, dầu sẽ xen kẽ giữa hai bề mặt, khi chuyển động chỉ có các phần tử dầu
Trang 3
Tiểu luận công nghệ chế biến dầu nhờn
trượt lên nhau. Do đó máy móc làm việc nhẹ nhàng, giảm mài mòn, giảm công tiêu
hao.
− Công dụng làm sạch
Khi làm việc, bề mặt ma sát sinh ra hạt kim loại mịn, những hạt rắn này sẽ làm cho
bề mặt bị xước. Ngoài ra, có thể có cát, bụi, tạp chất ở ngoài rơi vào bề mặt tiếp xúc và
những chất bẩn sinh ra trong quá trình cháy. Nhờ dầu nhờn lưu chuyển tuần hoàn qua
bề mặt vật liệu cuốn theo các tạp chất đưa về cacte dầu và được lắng đọng.
− Công dụng làm mát
Khi động cơ làm việc, ma sát giữa các bề mặt kim loại làm kim loại nóng lên, một
lượng nhiệt đã được sinh ra, cộng thêm lượng nhiệt do quá trình đốt cháy nhiêu lệu.
Lượng nhiệt sinh ra càng nhiều, kim loại sẽ bị nóng làm cho máy móc dẽ bị hỏng khi
đang làm việc. Nhờ trạng thái lỏng của dầu chảy qua các bề mặt ma sát đem theo một

− Chiết tách, trích ly bằng dung môi
− Tách sáp
− Làm sạch bằng hydro hóa
Trong thành phần dầu nhờn chưng cất ra từ dầu mỏ còn có các hidrocacbon rắn,
trong đó các loại parafin mạch thẳng, dài là loại sáp rắn, chúng đề có tính chất là dễ
đông đặc ở dạnh rắn khi nhiệt độ thấp. Vì vậy chúng phải được tách lọc trong quá trình
sản xuất dầu nhờn, hàm lượng của chúng trong dầu bôi trơn phải phải giảm tới mức tối
thiểu.
2.2 Quy trình tách sáp
Sáp là một hỗn hợp mà chủ yếu là các parafin phân tử lượng lớn và một lượng nhỏ
các hudrocacbon khác có nhiệt độ nóng chảy cao và kém hòa tan vào dầu nhờn có
nhiệt độ thấp. Vì thế, chúng cần được tách ra khỏi dầu nhờn, ngoại trừ khi các loại dầu
được sử dụng ở điều kiện không phải nhiệt độ thấp (điều kiện nhiệt độ phòng, điều
kiện khí hậu nhiệt đới). Nhưng trên thực tế, hầu hết các loại dầu gốc khoáng đều phải
trải qua quá trình tách parafin.
Trong phân đoạn dầu nhờn, nếu có nhiều parafin người ta phải loại bỏ chúng ra vì
chúng làm cho dầu nhờn khi sản xuất ra từ phân đoạn này rất dễ bị mất tính linh động
ở nhiệt độ thấp.
Tách parafin là một khâu khó khăn và rất quan trọng trong quy trình sản xuất dầu
nhờn. Có hai quy trình công nghệ đang được sử dụng trong công nghiệp sản xuất dầu
nhờn, đó là:
− Quy trình thứ nhất là làm lạnh đến kết tinh sáp và dùng dung môi hòa tan
để tách sáp ra khỏi dầu nhờn.
− Quy trình thứ hai là cracking chọn lọc để bẻ gãy parafin để tạo thành
những sản phẩm nhẹ, phương pháp này còn được gọi là phương pháp tách
Trang 6
Tiểu luận công nghệ chế biến dầu nhờn
parafin dùng xúc tác. Tuy nhiên, quá trình tách sáp bằng xúc tác chưa được áp
dụng rộng rãi mà mới chỉ ở giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm bán công
nghệp.

− Ít hay không hào tan sáp.
− Hòa tan tốt trong dầu nhờn ở tại nhiệt độ kết tinh sáp.
− Dung môi làm sáp ở dạng tinh thể lớn để dễ tách bằng phương pháp lọc.
− Dung môi có nhiệt độ sôi thấp để dễ tách khỏi dầu, sẽ tiết kiệm năng
lượng.
− Dung môi phải dễ kiếm, dẻ tiền, không gây ăn moàn thiết bị và không
độc hại đến môi trường.
− Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu dầu thấp để giảm chi phí vận hành.
Tùy vào loại nguyên liệu khác nhau, người ta còn sử dụng hỗn hợp dung mooisao
cho thích hợp với từng loại dầu nhờn. Một số loại dung môi thường được sử dụng
trong phương pháp này gồm các dung môi chính là các keton, hidrocacbon thơm và
các dẫn xuất clo. Dùng hỗn hợp hai loại dung môi sẽ cho hiệu quả tốt hơn, phổ biến
nhất là dùng dung môi keton – hidrocacbon thơm như hỗn hợp của metyl etyl keton
(MEK) với tuluen hay metyl etyl keton (MEK) với metyl izobuty keton (MIBK).
Bảng tính chất của các dung môi dùng để tách sáp
Chỉ tiêu Axeton MEK MIBK Toluen
Khối lượng phân tử 58 72 100 92
Khối lượng riêng ở
25
o
C, kg/m
3
788,5 799,7 862,3
Nhiệt độ nóng chảy,
o
C -95 -86 -85 -95
Nhiệt độ nóng sôi,
o
C 56 80 117 111
Hỗn hợp đẳng phí với

sáp này sau đó qua bộ phận rửa bằng dung môi lạnh rồi được đưa qua bộ phận làm khô
và cuối cùng sáp được tách ra bằng cách thổi nhẹ một luồng khí từ trong ống ra phía
ngòa, đẩy bánh sáp ra băng chuyền. Trong các dây chuyền sản xuất hiện đại, người ta
thường dùng lọc hai cấp để tách triệt để sáp và để tránh dầu lẫn vào sáp.
Dung môi được thu hồi và tái sinh từ phần sáp và phần lọc rồi lại được đưa trở lại
chu trình, dung môi được thu hồi sẽ được đưa vào trống quay để tiếp tục tách sáp. Để
tái sinh dung môi người ta thường tiến hành chưng cất ở 3 đến 4 tháp chưng.
2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách sáp bằng dung môi chọn lọc
− Chất lượng của nguyên liệu
Chất lượng của nguyên liệu sẽ quyết định các yếu tố công nghệ khác và tuân theo
một số yêu cấu sau:
Nhiệt độ sôi và độ nhớt của nhiên liệu càng lớn, càng khó tách hàn toàn các
parafin rắn, tôc sđộ lọc càng nhỏ và nhiệt độ đông đặc của dầu nhờn đã tách sáp sẽ
càng cao. Vì thế quá trình tách sáp với dầu cặn sẽ có tốc độ lọc nhỏ hơn và năng suất
thiết bị thấp hơn.
Độ nhớt và hàm lượng hidrocacbon rắn trong nguyên liệu càng lớn thì càng đòi
hỏi phải tăng lượng dung môi pha loãng.
Thành phần phân đoạn của nguyên liệu càng hẹp thì tốc độ lọc cũng như hiệu suất
dầu nhờn sẽ cao hơn và hàm lượng dầu còn lại trong sáp mền cũng nhỏ hơn.
− Thành phần dung môi
Hàm lượng koten trong dung môi koten – hidrocacbon thơm thường được khống
chế như sau: Trong hỗn hợp MEK – toluene là 40 đến 60%, còn trong hỗn hợp axeton
Trang 10
Tiểu luận công nghệ chế biến dầu nhờn
– toluene là 20 đến 40%, khi sử dụng keton và hỗn hợp MEK và MIBK hàm lượng
keton theo tỷ lệ thể tích là 3/1.
− Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu và chế độ pha loãng
Dầu càng nhớt hàm lượng parafin rắn càng nhiều thì tỷ lệ dung môi cần dùng càng
lớn. Tỷ lệ thích hợp phải được xác định bằng thực nhiệm. Khi tách sáp nguyên liệu
cặn, người ta thường pha loãng một lần và cho dung môi vào ngay. Còn khi tách sáp là

cacbon dài một cách chon lọc. Xúc tác zeolit có kích thước mao quản khoảng 6A
o
làm
cho quá trình cracking tăng lên đối với các n-parafin, tốc độ cracking sẽ giảm nhanh
nếu hàm lượng parafin có mạch nhánh tăng.
2.7 Quá trình hydrocracking chọn lọc
Nhờ quá trình hydrocracking cho phép sản xuất được loại dầu nhờn có nhiệt độ
đông đặc thấp và chỉ số độ nhớt cao. Tùy theo điều kiện công nghệ người ta chia
hydrocracking thành ba loại sau:
− Hydrocracking khe khắt tiến hành ở áp suất cao từ 200 đến 250 at.
− Hydrocracking với chế độ khe khắt vừa phải tiến hành ở áp suất 100 đến
150 at.
− Hydrocracking ở điều kiện mềm tiến hành ở áp suất từ 30 đến 70 at.
Nguyên liệu cho quá trình hydrocracking là phần dầu nhờn cất, phần dầu nhờn đã
tách nhựa – asphan và hỗn hợp của chúng. Do khả năng linh động của quá trình mà
người ta có thể sử dụng nguyên liệu có độ nhớt cao. Sản phẩm nhận được sau
hydrocracking được dùng để chế tạo dầu gốc. Đặc điểm nổi bật của dầu gốc nhận được
bằng phương pháp này là có màu sắc đẹp và có chỉ số độ nhớt cao. Hiệu suất và các
tính chất của dầu gốc nhận được băng hydrocracking như sau:
Chỉ tiêu Quá trình hydrocracking
Chế độ khắt khe Chế độ vừa phải
Hiệu suất, % so với
nguyên liệu
Độ nhớt ở 100
o
C
Chỉ số độ nhớt
Độ cốc hóa, %
Màu sắc
60