LỜI MỞ ĐẦU
Việc nâng cao hiệu quả sử dụng dầu nhờn và dâù bôi trơn luôn là mối quan
tâm lớn của các nhà chuyên môn trong nhiều lĩnh vực có liên quan. Để có được
hiệu quả cao nhất trong sử dụng các trang thiết bị kỹ thuật, các máy móc, công cụ
đòi hỏi phải có các loại dầu nhờn và dầu bôi trơn có chất lượng tốt, người sử dụng
phải có phương pháp bôi trơn đúng và đảm bảo các yều kỹ thuật .
Sử dụng đúng các loại dầu bôi trơn là tiền đề quan trọng cho việc nâng cao
tuổi thọ của các máy móc, thiết bị, giúp chúng ta phát huy được công suất hoạt
động và các chi phí sản xuất khác .
Để nâng cao hiệu quả sử dụng dầu nhờn và dầu bôi trơn, bên cạnh các giải
pháp mang tính liên nghành thì việc kiểm tra đánh giá chất lượng của các loại dầu
sử dụng là một vấn đề có ý nghĩa to lớn . Việc đánh giá đúng đắn và nhanh chóng
chất lượng của các loại dầu, cũng như chiều hướng biến đổi chất lượng của dầu
trong quá trình sử dụng là một vấn đề cấp thiết. Đó là cơ sở cho việc áp dụng, cải
tiến, các giải pháp phù hợp trong công nghệ sản xuất, bảo quản, tồn chứa, sử dụng
dầu nhờn và dầu bôi trơn .
Đối với tất cả các loại dầu đang sử dụng hiện nay, quá trình ôxy hoá các
thành phần của dầu luôn là nguyên nhân quan trọng gây biến chất và rút ngắn tuổi
thọ làm việc của dầu trong sử dụng. Do vậy, việc tìm ra các chất chống ôxy hoá
cho dầu nhờn nói chung và dầu bôi trơn nói riêng là rất cần thiết.
Mục đích đặt ra trong khuôn khổ luận văn này là: “Nghiên cứu tổng hợp
một số hợp chống ôxy hoá cho dầu nhờn và dầu bôi trơn động cơ, thuộc họ
amin” và nhằm làm sáng tỏ sự ảnh của một số nhóm thế đến tính kháng ôxy hoá
của amin đối với dầu nhờn nói chung và cũng như đối với dầu bôi trơn động cơ nói
riêng…Phần 1 :Tổng quan
Chương1:Dầu nhờn và dầu bôi trơn động cơ
I.Nguồn gốc và thành phần của dầu :
Dầu gốc là thành phần chính đảm nhận chức năng bôi trơn. Chúng có nhiều

)
2
iso - parafin
CH
2
CH
3
(H
3
C)
2
HC
CH
2
CH(CH
3
)
2
Xycloalkan
CH
2
CH
2
CH
2
CH
3
(H
3
C)

Dầu gốc khoáng thường được phân loại và gọi tên dựa vào độ nhớt và chỉ số
độ nhớt.
a. Theo độ nhớt:
Có hai nhóm bao gồm: nhóm dầu chưng cất có độ nhớt từ 11
÷
150 cSt ở 40
0
C
và nhóm dầu cặn có độ nhớt ở vào khoảng 140
÷
1200cSt ở 40
0
C.
Trong giao dịch buôn bán quốc tế, người ta thường dùng cách phân loại của
Mỹ. Theo cách phân loại này: dầu chưng (ký hiệu là N) được phân loại theo độ
nhớt Saybolt Claiversal Seconds (SUS) ở 100
0
F. Tương tự dầu cặn (ký hiệu là BS)
được phân loại theo SUS ở 210
0
F.
Theo đó, dầu gốc là 150N là phân đoạn dầu chưng cất có độ nhớt là 150 SUS
ở 100
0
F (29 cSt ở 40
0
C) và 150 BS là phân đoạn dầu cặn có độ nhớt 150 SUS ở
210
0
F (30,6 cSt ở 100

Dầu gốc tổng hợp bao gồm các hydrocacbon tổng hợp: Este hữu cơ,
polyglycol mà tiêu biểu là poly alpha olefin (PAO), poly ankylen glycol (PAG),
este polyol, dieste (DE), este phophat, vv….
Cấu trúc của các dầu tổng hợp điển hình:
(H
2
C CH CH
2
)
n
CH
3
poly alpha olefin
C
8
H
17
O C C
8
H
16
O
C
O
C
8
H
17
Dieste
H

H
73
OPO
Phophat este
(CH R)
2
R
,
Alkyl benzen
(CF CF
2
)n
Cl
Clo triflo etylen
(Si O)n
CH
3
CH
3
Silicon
(CF CF
2
CF
3
O)n
Per flo alkyl polyeste
(O )n
Poly phenyl este
3. Dầu gốc thực vật:
Dầu gốc từ dầu thực vật đang được quan tâm và sử dụng ngày càng nhiều. Hai

Tách sáp
D u g cầ ố
D u g cầ ố
Tuỳ theo yêu cầu đặt ra về mặt cấu trúc của các hydrocacbon (theo xu
hướng có lợi), người ta có thể sử dụng các giải pháp công nghệ khác nhau như:
reforming, cracking, alkyl hoá, đồng phân hoá, polyme hoá, hydro hoá,vv….
Công nghệ chung để sản xuất dầu nhờn gốc từ dầu mỏ bao gồm các công
đoạn chính:
+ Chưng cất chân không nguyên liệu cặn mazut.
+ Chiết tách, trích ly bằng dung môi.
+ Tách hydrocacbon rắn ( sáp hay petrolactum ).
+ Làm sạch lần cuối bằng hydro.
Qua qúa trình tách asphan bằng propan thường dùng để sản xuất dầu nhờn từ
nguyên liệu cặn gudron có độ nhớt cao cũng chính là quá trình tách, triết, trích ly
bằng dung môi.
Để có được dầu nhờn ta hãy đi vào từng công đoạn sản xuất dầu nhờn cụ thể:
1. Chưng cất chân không:
Từ sơ đồ chung, ta thấy công đoạn trong sản xuất dầu nhờn gốc là chưng cất
chân không để tách lấy các phân đoạn riêng biệt dựa vào khoảng nhiệt độ sôi hay
độ nhớt. Nguyên liệu của quá trình này là phần cặn của quá trình chưng cất khí
quyển AD (gọi là mazut). Do đó mục đích của công đoạn này là điều chỉnh độ nhớt
và nhiệt độ chớp cháy của phân đoạn dầu gốc. Phần cặn từ quá trình chưng cất khí
quyển (còn gọi là cặn rộng) được đưa thẳng đến tháp chân không, tại đây phần cặn
này được tách thành các phân đoạn dầu bôi trơn khác nhau, và phần cặn chân
không ( phần cặn hẹp ).
Chưng cất chân không tạo ra các sản phẩm dầu bôi trơn có độ nhớt khác nhau.
Phần nhẹ nhớt thu được ở phía trên của tháp phân đoạn và dầu nặng thu được từ
đáy tháp. Tất cả dầu bôi trơn chưng cất phản ánh thành phần hoá học tổng quát của
các loại dầu mỏ đem sử dụng. Kết quả cho thấy không phải tất cả các loại dầu mỏ
đều có thể thu được dầu gốc chất lượng cao từ bất cứ loại dầu mỏ nào, song giá

Nguyên lý của quá trình tách bằng dung môi dựa vào tính chất hoà tan chọn
lọc của dung môi được sử dụng.
Việc lựa chọn dung môi phụ thuộc vào tính chọn lọc của nó tức là dựa vào khả
năng phân tách hai nhóm cấu tử:
_ Nhóm cấu tử hoà tan tốt vào trong dung môi tạo thành pha riêng gọi là pha
chiêt.
_ Còn nhóm cấu tử không tan hay hoà tan ít vào dung môi gọi là raphinat.
Dung môi phải rẻ, sẵn có và bền về hoá học, không gây phản ứng với các cấu tử
nguyên liệu, không gây ăn mòn trong khi sử dụng.
Có ba dung môi được sử dụng để chiết tách phần hyđrocacbon ra khỏi nguyên
liệu dầu nhờn đó là:
_ Phenol, n – metyl-2-pyrolydon, furfuol.
Sơ đồ chưng cất của quá trình tách chiết bằng dung môi:
Dung môi tuần hoàn

Rafinat và
dung môi
Nguyên liệu
Phân đoạn chưng cất
Tháp chi tế
C t c t dung ộ ấ
môi trong
rafinat
C t c t dung môi ộ ấ
trong ph n chi tà ế
Sản phẩm rafinat

Phần chiết và dung môi Phần chiết
3. Quá trình khử asphan bằng propan trong phần cặn gudron:
Do trong gudron có chứa nhiều cấu tử không có lợi cho dầu gốc nên nếu đưa

tích cực. Các tinh thể sáp tạo thành từ phương pháp này lớn và quánh đặc hơn so
với phương pháp khác, do đó độ chọn lọc cao hơn và tách dầu triệt để hơn nên làm
giảm được chi phí tổng và chi phí vận hành, làm tăng hiệu suất tách dầu.
+ Quá trình tách sáp bằng hydrocracking chọn lọc:
Quá trình này còn được gọi là quá trình tách parafin xúc tác, quá trình
hydrocracking chọn lọc dùng để tách parafin từ dầu có hai loại:
Loại 1: Chỉ dùng một loại xúc tác nhằm hạ nhiệt độ đông đặc.
Loại 2: Dùng hai loại xúc tác vừa để hạ nhiệt độ đông đặc, vừa để tăng độ bền
oxy hoá của sản phẩm.
Để loại parafin tức là hạ nhiệt độ đông đặc, ở cả hai quy trình người ta dùng
xúc tác là loại zeolit tổng hợp có tính chọn lọc hình học.
Sơ đồ công nghệ tách sáp dùng dung môi chọn lọc:
Dung môi rửa sạch
Nguyên liệu
Dung môi pha loãng
Làm sạch
Lọc chân
không quay
Phần lọc lạnh
Sáp ướt
Dầu tách sáp Sáp mềm
Thi t b k tế ị ế
tinh
Thi t b l mế ị à
l nh b m tạ ề ặ
H th ng l mệ ố à
mát
Thu h i dung môi t ồ ừ
d u táchầ
Thu h i dung môi t ồ ừ

Hạ thấp nhiệt độ đông đặc,
0
C 0 – 2.
Tăng độ sáng màu 1 – 2.
Sơ đồ công nghệ hydro hoá làm sạch:
Máy nén
hydro Khí tuần hoàn

Phần nhẹ
Dầu nhờn Dầu gốc
Lò ống
Lò ph n ngả ứ
Lò ch ng c tư ấ
Chương 2: Các chỉ tiêu cơ bản của dầu nhờn
Dầu nhờn gốc dầu mỏ cấu tạo bởi các thành phần hydrocacbon và các dẫn
xuất của chúng. Trong qúa trình lưu chuyển sẽ chịu tác động lớn của môi trường, sẽ
làm thay đổi tính chất của dầu nhờn. Vì vậy người ta phải đánh giá chất lượng của
dầu nhờn dựa trên những tính chất cơ bản sau:
Độ nhớt:
Là một tính chất quan trọng của dầu nhờn và là yếu tố trong việc tạo thành
màng bôi trơn ở hai điều kiện bôi trơn thuỷ động và bôi trơn thuỷ động đàn hồi.
Dầu bôi trơn phải có độ nhớt thích hợp với điều kiện vận hành máy móc, nó quyết
định lượng tiêu hao nhiên liệu, khả năng tiết kiệm dầu và hoạt động của động cơ.
Nếu độ nhớt lớn sẽ làm giảm sự mài mòn, nhưng sẽ làm giảm tốc độ của trục nên
làm tiêu hao nhiên liệu một cách vô ích. Ngược lại, nếu dầu nhờn có độ nhớt nhỏ,
sẽ làm tăng masát gây mài mòn chi tiết và tăng lượng tiêu hao của dầu. Vì vậy phải
chọn độ nhớt phù hợp với từng động cơ và điều kiện làm việc của chúng.
Thông thường các phương tiện có chế độ tải trọng nặng, tốc độ thấp thì sử
dụng dầu bôi trơn có độ nhớt cao, còn phương tiện nhẹ, tốc độ cao thì sử dụng dầu
có độ nhớt thấp.

tác dụng với cả hai loại axít mạnh và kiềm mạnh, được dùng chuẩn độ cho cả hai trị
số axít và trị số kiềm. Cũng có những phụ gia có khả năng phản ứng với kiềm trong
quá trình trung hoà, làm sai lệch phép xác định trị số axít. Do vậy, việc xác định trị
số trung hoà có thể ít có ý nghĩa đối với một số dầu chứa phụ gia.
Nhiều phụ gia hiện nay, đang được sử dụng cho dầu động cơ, đặc biệt là phụ
gia tẩy rửa có chứa hợp chất kiềm nhằm trung hoà sản phẩm axít của quá trình
cháy, lượng tiêu hao thành phần kiềm này là chỉ số về tuổi thọ sử dụng của dầu.
Độ bền oxy hoá:
Đây là một chỉ tiêu đặc trưng và quan trọng của dầu nhờn, sự oxy hoá của dầu
nhờn phụ thuộc vào nhiệt độ, lượng oxy hoá chứa trong dầu và khả năng xúc tác
của kim loại. Các sản phẩm do oxy hoá dầu sẽ sinh ra chất tạo cặn, axít, làm tăng
độ nhớt, làm tăng độ ăn mòn. Do vậy khả năng chống oxy hoá cao là một nhu cầu
quan trọng đối với những loại dầu làm việc trong điều kiện có nước, nhiệt độ cao,
áp suất lớn, thời gian thay dầu lâu.
Phương pháp ASTM – D943 xác định đặc trưng oxy hoá của các loại dầu
nhờn chứa chất ức chế là phương pháp sử dụng nhiều nhất, có thể áp dụng hầu hết
cho các loại dầu đặc biệt, loại có chứa phụ gia oxy hoá và dầu có lẫn nước.
Màu sắc của dầu nhờn:
Sự khác nhau về màu sắc của dầu bôi trơn có nguồn gốc từ sự khác nhau về
dầu thô dùng chế biến ra nó, về khoảng nhiệt độ sôi, về phương pháp và mức độ
làm sạch trong quá trình tinh luyện, về hàm lượng và bản chất của phụ gia vào các
dầu đó. Màu dầu rất khác nhau, từ trong suốt đến sẫm màu hoặc đen kịt. Sự sẫm
màu của dầu nhờn kèm theo sự thay đổi không lớn của trị số trung hoà và độ nhớt,
và thường là dấu hiệu của sự nhiễm bẩn các chất lạ. Các tạp chất có màu có thể làm
màu dầu thay đổi rõ rệt, nhưng không làm ảnh hưởng đến các thuộc tính khác.
6. Tỷ trọng:
Tỷ trọng là tỷ số giữa khối lượng riêng của một chất đã cho ở một nhiệt độ
quy định (ở 15
0
C hay 20

khoảng 30
0
C.
Điểm chớp cháy và bắt lửa của dầu thay đổi theo độ nhớt. Dầu có độ nhớt cao
sẽ có điểm chớp cháy và bắt lửa cao hơn. Thông thường điểm chớp cháy và bắt lửa
phụ thuộc loại dầu thô ban đầu. Dầu naphten có điểm chớp cháy và bắt lửa thấp
hơn dầu parafin cùng độ nhớt. Đối với các hợp chất tương tự nhau, thì điểm chớp
cháy và bắt lửa tăng khi trọng lượng phân tử tăng.
Dầu nhờn thường được xác định điểm bắt cháy cốc hở theo ASTM – D92 và
cốc kín theo ASTM- D93. Phương pháp này được sử dụng để phát hiện một lượng
nhỏ các chất dễ bay hơi lẫn trong dầu.
9. Điểm anilin:
Điểm anilin của dầu được coi là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó hai thể tích tương
đương của dầu và anilin có thể hoà tan vào nhau.
Điểm anilin hỗn hợp là nhiệt độ tại đó hai thể tích tương đương của dầu và
n- Hecxan trộn vào nhau được hoà tan trong một lượng anilin tương đồng.
+ Các hợp chất Ar: Có điểm anilin thấp nhất.
+ Các hợp chất parafin: Có điểm anilin cao nhất.
Điểm anilin được dùng để xác định hàm lượng Ar có trong hỗn hợp có trong
thực tế. Chỉ tiêu này cho ta biết khả năng hoà tan các chất hữu cơ với dầu, đặc biệt
điểm anilin cho biết độ chịu đựng của các vật liệu bịt kín với dầu.
10. Ăn mòn đồng:
Nhiều loại dầu nhờn phải làm việc trong điều kiện tiếp xúc với đồng hoặc hợp
kim đồng trong suốt thời gian làm việc. Vì vậy, điều cần thiết là sản phẩm đó
không được ăn mòn đồng.
Ăn mòn đồng được xác định theo phương pháp ASTM- D130 ở những nhiệt
độ sôi khác nhau trên 100
0
C và những khoảng thời gian khác nhau tuỳ thuộc vào
từng loại dầu sao cho thích hợp với điều kiện làm việc của dầu đó.

các hợp chất hữu cơ. Dạng lưu huỳnh hoạt động gây ăn mòn đặc biệt với đồng và
các hợp chất của đồng. Ngược lại, với hàm lượng nhỏ dạng trơ (ví dụ: RSH) lại có
tác dụng tốt vì nó hấp thụ trên bề mặt vật liệu bôi trơn.
Hậu quả không mong muốn của lưu huỳnh là gây ăn mòn, chẳng hạn như ăn
mòn đồng. Tuy nhiên, do những hiệu ứng cực áp có lợi trong nhiều trường hợp lưu
huỳnh có mặt trong dầu bôi trơn ở dạng phụ gia thường kết hợp với các nguyên tố
khác như phụ gia chịu áp, chống mài mòn, chống oxy hoá, chống ăn mòn ….
14. Hàm lượng cặn không tan:
Là lượng cặn không tan trong dung môi mạnh, thường là pentan và toluen
(mạt kim loại, keo, nhựa, bụi, đất cát). Một số ở dạng keo nhựa không tan trong
pentan mà tan trong toluen.
Lượng cặn không tan trong toluen chỉ dùng khi lượng cặn không tan trong
pentan lớn hơn 0,1% trọng lượng. Lượng cặn không tan sẽ làm tăng độ đặc của dầu
trong động cơ .
15. Hàm lượng của nước:
Hàm lượng nước của dầu là lượng nước được tính bằng phần trăm theo trọng
lượng thể tích hay phần triệu (ppm). Hàm lượng nước trong dầu bôi trơn không
những đẩy nhanh sự ăn mòn và sự ôxy hoá mà nó còn tạo nên nhũ tương. Trong
một vài trường hợp, nước thuỷ phân các phụ gia tạo nên các bùn mền, xốp. Có thể
loại nước bằng các phương pháp như: ly tâm, lọc hay chưng cất chân không.
16. Sức căng bề mặt:
Sức căng bề mặt được định nghĩa là lực bên trong tác dụng lên bề mặt chất
lỏng do sức hút của các phân tử nằm dưới bề mặt chất lỏng.
Sức căng bề mặt thường được xác định theo phương pháp ASTM – D971, đưa
ra cách đo sức căng bề mặt của dầu khoáng so với nước. Theo phương pháp này,
sức căng bề mặt được xác định bằng lực cần thiết để nhấc một vòng dây bạch kim
ra khỏi bề mặt chất lỏng của sức căng bề mặt lớn hơn, nghĩa là hướng lên từ mặt
phân chia nước dầu.
Việc xác định sức căng bề mặt của dầu mới có ý nghĩa so với việc dùng nó để
kiểm tra chất lượng của dầu. Tuy nhiên, phương pháp này rất có ích trong việc