Đồ án tốt nghiệp
LỜI MỞ ĐẦU
Dầu mỏ được con người biết đến và sử dụng vào thế kỷ 18 với mục đích thắp sáng. Năm
1853 tại Mỹ xuất hiện giếng khoan đầu tiên đây là bước chuyển mình và đi lên của ngành
khai thác và chế biến dầu mỏ.
Đến năm 1992, thế giới đã có tới 100 loại dầu mỏ khác nhau thuộc sở hữu của 48 quốc
gia trong đó có Việt Nam. Quốc gia có sản lượng dầu mỏ lớn nhất là Arập xêút chiếm 26%
tổng sản lượng dầu mỏ trên thế giới.
Cho đến nay khi chưa có sự thống nhất nhưng đa số dư luận khoa học cho rằng: Dầu mỏ
có nguồn gốc hữu cơ. Tuỳ thuộc vào tuổi của dầu, độ sâu và tính chất địa lý mà dầu mỏ có
thể khác nhau. Nhưng đặc điểm chung của dầu đều tồn tại ở thể lỏng sánh và dính. Dầu thô
có màu tối hay gặp là màu nâu và đen, có mùi đặc trưng khó ngửi. Dầu mỏ không tan trong
nước nhẹ hơn nước. Thành phần của dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp chứa chủ yếu là
hydrrocacbon (80 – 85%C, 10 – 14%H).
Công nghiệp dầu khí là một ngành công nghiệp có những bước thay đổi và phát triển
không ngừng, đặc biệt là những năm cuối thể kỷ 20. Công nghiệp dầu khí đã và đang trở
thành ngành công nghiệp mũi nhọn, bên cạnh đó là sự phát triển không ngừng của một số
nguyên liệu trong ngành công nghiệp hoá dầu, song không thể không nhắc đến nguyên liệu
mazut, là một trong những nguyên liệu có đặc tính quan trọng để sản xuất ra dầu nhờn.
Mazut có tên gọi là dầu cặn, được sử dụng phổ biến cho ngành tổng hợp hoá dầu và các
ngành công nghiệp khác. Nguyên liệu Mazut đã góp phần tạo ra sự thay đổi lớn về cơ cấu
phát triển các chủng loại và chất lượng sản phẩm của ngành công nghiệp hoá dầu.
Ngày nay nguyên liệu Mazut được sử dụng với mục đích chủ yếu là giải quyết nhu cầu
nguyên liệu cho động cơ và nguyên liệu cho công nghiệp. Do có nhiều tính năng ưu việt
trong khi sử dụng, mà các dạng nguyên liệu cổ truyền không có được, đó là: Dễ bảo quản và
vận chuyển, dễ sử dụng ở quy mô công nghiệp hiện đại, nên nhu cầu sử dụng nguyên liệu
Mazut ngày càng tăng nhanh.
Cùng với sự phát triển đất nước nói chung, cũng như sự phát triển không ngừng của
ngành công nghiệp dầu khí nói riêng, thì nguyên liệu mazut đã được ứng dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực, công nghiệp sản xuất khác nhau và là nguyên liệu không thể thiếu của: Lò
nung xi măng, gốm, sứ, các lò sấy lương thực, thực phẩm, các lò hơi nhà máy điện…
0
C.
• Phân đoạn dầu nhờn trung bình: 350 ÷ 420
0
C.
• Phân đoạn dầu nhờn nặng: 320 ÷ 500
0
C.
• Phân đoạn dầu nhờn cặn: > 500
0
C.
Các phân đoạn này đều trải qua quá trình trích ly (hay làm sạch) bằng dung môi chọn lọc
(có thể dùng phenol hay fufurol…). Sau đó tiếp tục tới quá trình kết tinh (hay khử) parafin
Nguyễn Công Chính Trang 3
Đồ án tốt nghiệp
nhẹ để giảm nhiệt độ đông đặc của dầu nhờn và cuối cùng làm sạch lần cuối bằng các chất
dung môi có lẫn từ các quá trình trên và tách hết các chất axit. Kết thúc hệ thống là giai đoạn
pha trộn các cấu tử dầu nhờn với các tỷ lệ khác nhau và pha trộn với các phụ gia với các
chức năng khác nhau nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng.
Loại sơ đồ công nghệ sản xuất dầu nhờn đơn giản nhất là loại để nhận dầu nhờn đi từ dầu
mỏ thuộc loại ít lưu huỳnh, ít parafin và ít nhựa. Ở Liên Xô người ta sử dụng sơ đồ công
nghệ như hình 1a để sản xuất dầu nhờn.
Hình 1a. Sơ đồ công nghệ sản xuất dầu iítparafin và ít lưu huỳnh.
Nguyễn Công Chính Trang 4
Đồ án tốt nghiệp
Để nhận dầu nhờn có chỉ số độ nhớt cao dùng đặc biệt cho một số máy móc, người ta đã
nghiên cứu và ứng dụng quá trình làm sạch dầu nhờn bằng hydrocraking và hydro hoá. Quá
trình hydrocracking để sản xuất dầu nhờn với nguyên liệu là các phân đoạn dầu nhờn cất có
độ nhớt cao và phân đoạn dầu nhờn cặn lấy từ quá trình khử asphanten trong gudron thay thế
cho quá trình làm sạch bằng dung môi chọn lọc cho ta sản phẩm dầu nhờn có chỉ số độ nhớt
dầu thô nào, song giá thành sản phẩm sẽ rất khác nhau và sẽ càng cao nếu nguyên liệu không
thuận lợi. Loại dầu thô tốt nhất cho việc sản xuất dầu gốc là các phân đoạn dầu nhờn có chứa
nhiều hydrocacbon naphten và các hydrocacbon thơm một vòng có nhánh, parafin dài phân
nhánh và các izo-parafin. Còn dầu thô xấu nhất là loại dầu chứa nhiều hydrocacbon đa vòng
và các hydrocacbon thơm ngưng tụ cao.
Nguyễn Công Chính Trang 6
Đồ án tốt nghiệp
Khi chưng cất chân không, độ nhớt là hàm số của khoảng nhiệt độ sôi và cũng là hàm số
của trọng lượng phân tử. Độ nhớt là một tham số quan trọng bởi vì khi chưng cất chân
không khó có thể điều chỉnh chính xác nhiệt độ cất như trong chưng cất khí quyển. Do vậy
nhiều khi không đảm bảo tuyệt đối chính xác nhiệt độ chớp cháy của phân đoạn dầu nhờn
nào đó. Để điều chỉnh thông số này, người ta phải tiến hành tách các cấu tử có nhiệt độ sôi
thấp bằng cách chưng cất lôi cuốn theo hơi nước trong các tháp bay hơi phụ.
Phần cặn từ quá trình chưng cất khí quyển (gọi là phần cặn rộng) được đưa thẳng tới tháp
chân không, tại đây phần cặn nào được tách thành các phần cất dầu bôi trơn khác nhau và
phần cặn cất chân không (phần cặn hẹp) Trong vài thập kỷ gần đây, công nghệ chưng cất
chân không đã được phát triển một cách đáng kể. Mục tiêu chủ yếu là tận dụng tối đa các
phần cất có giá trị và giảm mức tiêu thụ năng lượng của các thiết bị.
Hình 2. Sơ đồ hệ thống chưng cất chân không có thu các phân đoạn dầu nhờn gốc
I.2. Quá trình chiết bằng dung môi.
Việc tách bằng chưng cất được dựa trên sự khác biệt về khoảng nhiệt độ sôi mà không
cho phép phân chia về mặt hoá học như parafin, aromat và naphten. Tuy nhiên tính chất của
sản phẩm phụ thuộc vào bản chất hoá học của các cấu tử cũng như các tính chất vật lý của
chúng. Do quá trình chưng cất phân đoạn chưa loại bỏ hết được các cấu tử không mong
muốn, thường làm cho dầu nhờn sau một thời gian sử dụng bị đổi màu, tăng độ nhớt, xuất
hiện các hợp chất có tính axit không tan trong dầu được gọi là cặn bùn. Việc chiết tách các
cấu tử không mong muốn bằng dung môi cho phép sản xuất ra được dầu gốc chất lượng cao
Nguyễn Công Chính Trang 7
Đồ án tốt nghiệp
từ bất kỳ loại dầu thô nào, kể cả từ loại có hàm lượng hydrocacbon đa vòng thơm và cặn
Mục đích của quá trình này là ngoài việc tách các hợp chất nhựa - asphan, còn cho phép
tách cả các hợp chất thơm đa vòng vì các hợp chất này đã làm giảm độ nhớt, chỉ số khúc xạ,
độ cốc hoá và nhận được dầu nhờn nặng có độ nhớt cao cho dầu gốc.
Cơ sở lý thuyết của quá trình là các hợp chất nhựa, asphan chiếm phần chủ yếu trong cặn
gudron, chúng là các hợp chất có khả năng hoà tan kém trong dung môi không cực. Nhờ tính
chất này, người ta chọn dung môi parafin để tách chúng.
Dung môi tạo điều kiện cho quá trình đông tụ các chất nhựa – asphan và hoà tan chọn lọc
hydrocacbon. Trong dung môi parafin, khả năng hoà tan các hợp chất hydrocacbon có thể
sắp xếp theo thứ tự giảm dần như sau:
Naphten, parafìn > hydrocacbon thơm một vòng > hydrocacbon đa vòng.
Do vậy trong quá trình khử, đồng thời xảy ra hai quá trình: đông tụ, lắng các chất nhựa -
asphan và trích ly các hợp chất hyđrocacbon. Nếu tăng dần trọng lượng phân tử của dung
môi không cực, sẽ làm tăng khả năng hoà tan của dung môi và như vậy sẽ làm giảm độ chọn
lọc. Chính vì thế trong thực tế propan lỏng là dung môi thích hợp nhất cho quá trình này.
Propan lỏng là một chất lỏng không màu, không mùi nhưng độc với thần kinh trung ương
của người và động vật. Propan lỏng có một tính chất đặc biệt là trong khoảng nhiệt độ từ 40
đến 60
0
C nó hoà tan parafin rất tốt, nhưng khả năng này giảm khi nhiệt độ tăng cho đến khi
đạt đến nhiệt độ hoà tan tới hạn của prôpan (96,8
0
C) tất cả các hydrocacbon đều không tan
trong propan. Trong khoảng 40 ÷ 96,8
0
C các hợp chất nhựa. - asphan có phân tử lượng cao
hầu như không tan trong propan, vì thế tính chất này sẽ quyết định chế độ công nghệ khử
asphan bằng propan. Quá trình tách bằng chưng cất các phân đoạn chủ yếu dựa vào trọng
lượng phân tử, còn chiết tách bằng dung môi thì đưa vào chủng loại phân tử. Quá trình tách
asphan nằm ở vị trí trung gian giữa hai quá trình này, vì tách asphan phụ thuộc vào cả trọng
lượng phân tử và chủng loại cấu trúc phân tử.
chọn lọc và khả năng hòa tan của dung môi .
Độ chọn lọc là khả năng phân tách rõ ràng các cấu tử nguyên liệu và rafinat, bao gồm các
hợp chất có ích như iso-parafin, naphten, lai hợp parafin - naphten và các hợp chất thơm một
vòng. Còn phần trích ly (extract) chỉ chứa các cấu tử có hại như là các hợp chất đa vòng,
nhựa asphan và một lượng rất nhỏ các hợp chất có lợi.
Khả năng hòa tan của dung môi là đại lượng được thể hiện bằng dung môi cần thiết để
hòa tan một lượng xác định các cấu tử của nguyên liệu, hay nói cách khác là trong điều kiện
để nhận rafinat có chất lượng xác định, lượng dung môi cần thiết càng ít để nhận được cùng
một rafinat chất lượng tương đương, thì khả năng hòa tan của dung môi càng lớn.
Về nguyên lý, độ chọn lọc và khả năng hòa tan là hai đại lượng ngược nhau, tăng chỉ tiêu
này sẽ dẫn tới làm giảm chỉ tiêu kia. Độ chọn lọc là khả năng hoà tan của mỗi một dung môi
không phải là đại lượng cố định mà chúng phụ thuộc vào thành phẩn hoá học của nguyên
liệu. Độ hòa tan của hydrocacbon trong dung môi có cực không chỉ phụ thuộc vào cấu trúc
của hydrocacbon mà còn phụ thuộc vào nhiệt độ và thường tuân theo một số quy luật sau:
Nguyễn Công Chính Trang 11
Đồ án tốt nghiệp
• Khi tăng số vòng trong phân tử hydrocacbon thì độ hòa tan tăng.
• Khi tăng chiều dài mạch alkyl, độ hòa tan giảm xuống.
• Độ hòa tan giảm khi tăng số nguyên tử cacbon trong naphten.
• Độ hòa tan của hydrocacbon thơm sẽ lớn hơn naphten khi có cùng số nguyên tử
cacbon trong vòng.
• Hydrocacbon lai hợp naphten - thơm có độ hòa tan cao hơn so với naphten có cấu
trúc tương tự.
• Hyđrocacbon parafin có độ hòa tan nhỏ nhất.
Như trên đã nói, ngày nay người ta đâng sử dụng phổ biến ba loại dung môi có cực để
tách các hợp chất nhựa và thơm đa vòng ra khỏi nguyên liệu dầu nhờn là phenol, furfurol là
N-metylpyrolidon (NMP).
Bảng 1. Một số tính chất của các dung môi
Chỉ tiêu Phenol Fufurol NMP
Khối lượng riêng ở 20
Hình 5. Sơ đồ nguyên lý chung của quá trình chiết tách bằng dung môi
Trong ba loại dung môi, các nhà máy của Nga, dung môi chủ yếu dùng cho quá trình làm
sạch chọn lọc là phenol. Phenol có khá năng hoà tan cao, tạo điều kiện thuận lợi cho làm
sạch nguyên liệu dầu nhờn, nhất là loại có chứa nhiều cặn và độ nhớt cao đồng thời dung
môi này cũng rẻ tiền và dễ kiếm. Tuy nhiên, phenol lại rất độc hại đối với người, do đó đặt
vấn đề bảo vệ môi trường và bảo hộ lao động.
Ở nhà máy khác trên thế giới lại hay dùng quá trình làm sạch bằng fufurol do ít độc hại
hơn so với phenol. Và tuy có khả năng hoà tan kém hơn phenol, nhưng dung môi này lại có
độ chọn lọc cao hơn. Điều này sẽ cho hiệu quả lớn hơn khi dùng fufurol để làm sạch phần
cất chứa nhiều hydrocacbon hơn. Dung môi này được sử dụng rộng rãi để nâng cao chỉ số độ
nhớt và tính năng, chống oxy hoá của các phân đoạn dầu chưng cất và dầu cặn. Tính oxy hoá
mạnh và dễ tạo nhựa khi có mặt không khí và nước là nhược điểm chính của dung môi
fufurol. Để tránh quá trình oxy hoá nó, trong công nghiệp người ta hay áp dụng các biện
pháp sau :
• Bảo quản fufurol trong môi trường khí trơ.
• Kiểm tra chặt chẽ nhiệt độ trong hệ thống đun nóng và tái sinh dung môi.
• Khử khí sơ bộ khỏi nguyên liệu trước khi tiến hành trích ly
• Có thể thêm chất chống oxy hoá đặc biệt và fufurol.
Nguyễn Công Chính Trang 13
Đồ án tốt nghiệp
Bảng 2 này so sánh một số tính chất của rafinat được tách chiết bằng fufurol với phân
đoạn dầu chưng cất.
Tính chất Dầu chưng cất gốc naphten Rafinat
Độ nhớt, mm
2
/s
Ở 40
0
C 93 77
Ở 100
Trong thực tế, đa phần dầu gốc chế tạo từ dầu mỏ đều phải qua khâu tách sáp, xử lý tách
parafin trừ khi hàm lượng parafin thấp không ảnh hưởng tới độ linh động của dầu.
Tách parafin là một khâu quan trọng và khó khăn trong quá trình sản xuất dầu nhờn gốc.
Có hai loại quy trình công nghệ hiện đang được sử dụng trong công nghiệp sản xuất dầu
nhờn, đó là:
- Làm lạnh để kết tinh sáp và dùng dung môi để hoà tan phần dầu đủ cho phép lọc nhanh
tách sáp khỏi dầu nhờn.
- Cracking chọn lọc để bẻ gãy parafin tạo sản phẩm hay qúa trình này còn gọi là quá trình
tách parafin dùng xúc tác.
Tùy theo mức độ khử parafin mà người ta có thể phân thành quá trình khử parafin bình
thường hay quá trình khử parafin triệt để. Trong qúa trình khử parafin bình thường, người ta
nhận được sản phẩm có nhiệt độ đông đặc từ -10 đến -15
0
C (-18
0
C). Còn ở quá trình tách
triệt để (tách sâu), sản phẩm dầu nhờn gốc thường có nhiệt độ đông đặc từ -30
0
C và thấp
hơn. Nhiệt độ đông đặc của dầu sau khi tách sáp phụ thuộc vào chế độ tách sáp nhất là nhiệt
độ và loại dung môi được sử dụng. Tuy nhiên việc tách parafin để đạt được nhiệt độ đông
đặc cực thấp là không cần thiết vì các sản xuất này gây ra sự hao hụt dầu rất lớn, hơn nữa chi
phí để tách triệt để parafin rất tốn kém. Mặt khác, parafin lại là thành phần có chỉ số độ nhớt
rất cao.
I.3.2. Tách sáp bằng phương pháp kết tinh.
Sáp là hỗn hợp có nhiệt độ kết tinh thấp, do vậy khi tiến hành làm lạnh phân đoạn dầu
nhờn thì sáp được tách ra do chúng bị kết tinh. Với phương pháp kết tinh có thể xử lý dầu
nhờn chứa sáp thành dầu nhờn không chứa sáp.
Quá trình này dựa vào nguyên lý làm lạnh dầu để kết tinh parafin rắn, sau đó lọc hoặc ly
tâm tách riêng phần rắn khỏi pha lỏng. Ở các nhà máy kiểu cũ dầu được làm lạnh trong
- Pha trộn dầu nhờn cần tách sáp với dung môi rồi làm lạnh.
- Lọc hỗn hợp đã làm lạnh để tách sáp.
- Thu hồi dung môi và tái sử dụng chúng.
Nguyễn Công Chính Trang 16
Đồ án tốt nghiệp
Hình 7: Sơ đồ công nghệ tách sáp bằng phương pháp dùng dung môi chọn lọc
Từ sơ đồ hình 7 cho thấy, dầu nhờn và dung môi được trộn với nhau theo chế độ công
nghệ chọn trước ở thiết bị trộn, sau đó qua thiết bị làm lạnh (với tác nhân làm lạnh có thể
dùng amoniac, propan, etan hay etylen). Hỗn hợp lạnh gồm sáp và dung môi được đưa vào
bộ phận lọc quay chân không hình trống để lọc tách sáp kết tinh. Bộ phận lọc quay chân
không là thiết bị hình trụ được bọc bởi một lớp kim loại hoặc lưới bằng chất dẻo. Trống
quay chậm quanh trục nằm ngang, phần dưới đi qua bể chứa hình trụ to hơn trống lọc nơi để
dầu và sáp được dẫn vào. Trống lọc được chia thành nhiều ngăn bởi các vách ngăn đi từ tâm
ra ngoài thành, mỗi ngăn được nối với bộ phận hút chân không nhờ ống nối ở đuôi trống.
Khi trống quay, những ống này nối với mỗi ngăn nhất định. Khi ngăn nào đó đi qua hỗn hợp
sáp dầu thì dầu và dung môi thấm qua lớp áo bọc và lưới rồi vào bên trong theo ống lối ra
khỏi trống. Sáp bị giữ lại tạo thành lớp bám trên bề mặt vải lọc và bị dồn ra xung quanh do
chuyển động quay của trống. Lớp bánh sáp này sau đó qua bộ phận rửa bằng dung môi lạnh
rồi chuyển qua bộ phận làm khô và cuối cùng sáp tách ra bằng cách thổi nhẹ một luồng khí
từ trong ống ra phía ngoài đẩy bánh sáp ra băng chuyền. Dung môi được thu hồi và tái sinh
từ phần sáp và phần lọc rồi lại được đưa trở lại chu trình.
Nguyễn Công Chính Trang 17
Đồ án tốt nghiệp
Trong các dây chuyền sản xuất hiện đại, người ta thường dùng lọc hai cấp để tách triệt để
sáp và tách dầu lẫn vào sáp. Để tái sinh dung môi cấp để tách triệt để sáp và tách dầu lẫn vào
sáp. Để tái sinh dung môi thường người ta tiến hành bằng chưng cất theo hơi nước ở 3 đến 4
tháp chưng.
I.4. Qúa trình hydrocracking chọn lọc.
Quá trình này còn gọi là quá trình tách parafin xúc tác. Quá trình hydro cracking chọn
lọc dùng để tách parafin từ dầu, có hai loại :
Quá trình được tiến hành trong thiết bị khuấy trộn trong đó hỗn hợp dầu vớt axit được
trộn bằng cách sục không khí hoặc dùng bơm tuần hoàn trộn. Tiếp theo cặn bùn axit tạo
thành được lắng tách trong bế lắng. Thông thường thiết bị trộn là thùng thép hình trụ phía
trong lót lớp chì, đáy hình côn để dễ lắng và tháo cặn bùn axit .
Hình 8 mô tả một cách sơ lược quá trình làm sạch bằng axit và đất sét. Quá trình này liên
tục cho công suất lớn và có tính kinh tế hơn.
Việc xử lý bằng axit sunfuric dẫn đến sự tách một phần hoặc hoàn toàn các hợp chất
không no, các hợp chất chứa lưu huỳnh, nitơ, oxy, các chất nhựa, các hợp chất có dạng
asphan nên đã cải thiện được độ ổn định chống oxy hoá, lượng cặn cacbon, khả năng phá
nhũ, chỉ số trung hoà, màu và mùi của dầu.
Một loạt các quá trình ảnh hưởng khác nhau tới hiệu qủa của việc xử lý dầu khoáng bằng
axit sunfuric. Hoạt tính của các hydrocacbon đối với axit sunfuric giảm từ olefin cho tới hợp
chất aromat, naphten và parafin, thông thường người ta dùng H
2
SO
4
nồng độ 98%. Nhiệt độ
thích hợp của quá trình xử lý bằng axit ở khoảng 30 ÷ 60
0
C. Nó phụ thuộc vào bản chất và
độ nhớt của dầu gốc, nồng độ axit đem dùng và loại sản phẩm cần tạo ra.
Hình 8: Sơ đồ quá trình làm sạch bằng axit - đất sét
Nguyễn Công Chính Trang 19
Đồ án tốt nghiệp
Xét về mặt kinh tế thì lượng axit dùng càng thấp càng tốt, tuy nhiên lượng này dao động
trong phạm vi rộng tuỳ thuộc vào chủng loại dầu thành phẩm khác nhau. Ví dụ, dầu cọc sợi,
lượng axit sunfuric dùng 1 ÷ 3% trọng lượng.
Dầu khoáng sau khi tinh chế bằng axit cần phải dùng đất sét để tách chất tạo ra sau phản
ứng và tách các vết cặn bùn còn sót lại . Thông thường các loại đất sét đã hoạt hoá bằng cách
xử lý axit để tăng hoạt tính của chúng được đem dùng như là chất hấp phụ. Nhiệt độ xử lý
tẩy màu. Nguyên liệu dầu có chứa các hợp chất của các nguyên tố O, N, S được chuyển hoá
thành nước, amoniac (NH
3
) và hydrosunfua (H
2
S). Các hydrocacbon thơm một phần bị
hydro hoá thành naphten.
Quá trình làm sạch bằng hydro có thể dùng cho nhiều chủng loại dầu.
Tính chất của dầu nhờn sau khi hydro hoá làm sạch được thay đổi như sau:
Làm giảm độ nhớt : 0 ÷ 2
Làm tăng chỉ số độ nhớt : 0 ÷ 2
Hạ thấp nhiệt độ đông đặc : 0 ÷ 2
Tăng độ sáng màu : 1 ÷ 2
Nguyễn Công Chính Trang 21
Đồ án tốt nghiệp
II. TÍNH CHẤT VÀ CÔNG DỤNG CỦA DẦU NHỜN.
II.1. Tính chất của dầu nhờn.
II.1.1. Độ nhớt.
Độ nhớt của một số phân đoạn dầu nhờn là một đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực do
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.
Để thực hiện nhiệm vụ bôi trơn, dầu nhờn phải có độ nhớt thích hợp, phải bám chắc trên
bề mặt kim loại và không bị đẩy ra ngoài, có nghĩa là nó phải có ma sát nội tại nhỏ.
Độ nhớt của dầu nhờn phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hoá học.
Các hydrocacbon parafinic có độ nhớt thấp hơn so với các loại khác.
Chiều dài và độ phân nhánh của hydrocacbon càng lớn, độ nhớt sẽ tăng lên.
Các hydrocacbon thơm và naphten có độ nhớt cao. Đặc biệt, số vòng naphten càng nhiều
thì độ nhớt càng lớn. Các hydrocacbon hỗn hợp giữa thơm và naphten có độ nhớt cao nhất.
Độ nhớt của dầu nhờn thường được đo bằng poazơ (P), centipoazơ (CP) đối với độ nhớt
động lực), hoặc Stốc (St), Centistốc (cSt) (đối với độ nhớt động học).
xác định chỉ số độ nhớt.
* Quy trình 1: áp dụng cho dầu có VI ≤ 100. Ta có:
100
)(
)(
×
−
−
=
HL
UL
VI
Trong đó:
L: Là độ nhớt động học ở 40
0
C của một loại dầu có chỉ số độ nhớt bằng 0 và có cùng độ
nhớt động học ở 100
0
C với dầu cần tính chỉ số độ nhớt (cSt).
U: là độ nhớt động học ở 40
0
C của dầu cần tính chỉ số độ nhớt (cSt).
H: là độ nhớt động học ở 40
0
C của một loại dầu có chỉ số độ nhớt bằng 100 và có cùng
độ nhớt động học ở 100
0
C với dầu cần tính chỉ số độ nhớt (cSt).
+ Nếu độ nhớt động học của dầu ở 100
0
Nguyễn Công Chính Trang 23
Đồ án tốt nghiệp
Y
UH
N
lg
)lg(lg
−
=
+ Nếu độ nhớt động học của dầu ở 100
0
C ≤ 70cSt, thì giá trị H được lấy trong bảng
ASTM D2270. Nếu độ nhớt động học ở 100
0
C > 70 cSt thì được tính như sau:
H = 0,1684 . Y
2
+ 11,85 . Y - 97
II.1.3. Điểm chớp cháy.
Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ tại đó, khi phân đoạn dầu mỏ được đốt nóng, hơi
hydrocacbon sẽ thoát ra tạo với không khí xung quanh một hỗn hợp mà nếu đưa ngọn lửa
đến gần chúng sẽ bùng cháy rồi phụt tắt như một tia chớp. Nhiệt độ thấp nhất mà ở đó mẫu
tiếp tục cháy được trong 5 giây được gọi là điểm bắt cháy.
Điểm chớp cháy của dầu mới thay đổi theo độ nhớt, dầu có độ nhớt cao hơn sẽ có điểm
chớp cháy cao hơn. Thông thường điểm chớp cháy phụ thuộc vào loại dầu thô. Dầu naphten
có điểm chớp cháy thấp hơn dầu parafin có cùng độ nhớt. Quy luật chung là đối với các hợp
chất tương tự nhau thì điểm chớp cháy sẽ tăng khi trọng lượng phân tử tăng.
Để xác định điểm chớp cháy ta có hai phương pháp, đó là phương pháp cốc hở và
phương pháp cố kín, từ đó phát hiện sự nhiễm bẩn dầu bôi trơn bởi một lượng nhỏ của các
hợp chất dễ bay hơi.
II.1.5. Điểm đông đặc
Điểm đông đặc là nhiệt độ thấp nhất mà ở đó dầu bôi trơn giữ được tính động ở điều kiện
đã cho. Để xác định điểm đông đặc theo phương pháp ASTM-D97 trước tiên dầu được đun
nóng để đảm bảo các cấu tử trong dầu tan hoàn toàn, sau đó làm lạnh theo tốc độ quy định,
cứ sau 3
0
C lại kiểm tra tính linh động của dầu một lần. Nhiệt độ đông đặc của dầu được xác
định bằng cách lấy nhiệt độ mà tại đó dầu không linh động nữa khi nghiêng bình đựng nó rồi
cộng thêm 3
0
C.
Hầu hết dầu nhờn đều chứa một số sáp không tan và khi dầu được làm lạnh những sáp
này bắt dầu tách ra ở dạng tinh thể đan cài với nhau tạo thành một cấu trúc cứng giữ dầu ở
trong các túi rất nhỏ của các cấu trúc đó. Khi cấu trúc tinh thể của sáp này tạo thành đầy đủ
thì dầu không luân chuyển được nữa. Để làm giảm nhiệt độ đông đặc của dầu người ta dùng
phụ gia hạ nhiệt độ đông đặc vì các phụ gia này chỉ có tác dụng ngăn cản sự lớn lên và bao
bọc của cất trúc tinh thể sáp.
II.1.6. Hàm lượng lưu huỳnh
Nguyễn Công Chính Trang 25
Copyright: Tài liệu đại học ©