Đồ án môn học : Thiết kế tháp trích ly dầu nhờn bằng dung môi furfurol
M U
Trờn th gii hin nay du nhn vn l cht bụi trn ch yu trong cỏc
ngnh cụng nghip v dõn dng. Vi vai trũ quan trng ca mỡnh, du nhn
ó tr thnh mt loi vt liu cụng nghip khụng th thiu. Cng vi s phỏt
trin ca xó hi cỏc loi mỏy múc, thit b, Cụng c c a vo ng dng
trong cụng nghip v dõn dng ngy cng nhiu dn n mc tiờu th du
m bụi trn tng lờn khụng ngng trong nhng nm qua. Theo thng kờ,
mc tiờu th du m bụi trn trờn th gii hin nay khong 40 triu tn mi
nm v nc ta tuy mc tiờu th du m bụi trn thp hn rt nhiu so vi
cỏc nc phỏt trin nhng cng t mc khong 100.000 tn mi nm i
vi mc tng trng 4 8 % / nm. õy qu l mt con s khụng nh. Ton
b lng du nhn ny hu nh l nhp t nc ngoi di dng thnh phn
hoc di dng du gc cựng vi cỏc loi ph gia ri t pha ch.
Khoa hc k thut ngy cng phỏt trin thỡ nhiu cụng c mỏy múc
mi cng phỏt trin. Khi ú thỡ nhng mỏy múc ny ũi hi du m bụi trn
ngy cng tt ch s nhn cao v ch s nhn phi ớt thay i theo
nhit nht l phi ỏp ng c yờu cu: Chng mi mũn bo v kim
loi, chng oxy hoỏ .
nc ta theo ỏnh gió ca cỏc chuyờn gia du khớ, thit hi gio ma sỏt
mi mũn v cỏc chi phớ bo dng hng nm khong vi triu ụ la. Tn tht
gio ma sỏt v mi mũn cú nhiu nguyờn nhõn, nhng gio thiu du bụi trn
v s dng du bụi trn v nhn v phm cp khụng phự hp chim 30
%. Vỡ vy s dng u bụi trn cú cht lng phự hp vi quy nh ca ch
to mỏy thit b, k thut bụi trn ỳng cú vai trũ ln m bo thit b
lm vic liờn tc, n nh, gim chi phớ bo dng nhm nõng cao tui th
ng c, hiu sut s dng v tin cy ca mỏy múc. Tuy nhiờn sn
xut du nhn m bo nhng yờu cu trờn, cn tỏch cỏc cu t khụng mong
mun trong sn xut du nhn c thc hin nh quỏ trỡnh tỏch lc du s
múc, thit b, lc ma sỏt gõy ra cn tr ln. Trờn th gii hin nay xu th ca
xó hi s dng mỏy múc cng ũi hi mỏy múc phi bn nhng nguyờn nhõn
gõy ra hao mũn cỏc chi tit mỏy múc vn l s mi mũn .Khụng ch cỏc
nc phỏt trin, tn tht do ma sỏt v mi mũn gõy ra chim ti vi phn
trm tng thu nhp quc dõn . cng Ho Liờn Bang c thit hi do ma
sỏt mi mũn cỏc chi tit mỏy hng nm t 30 n 40 t, trong ú ngnh cụng
nghip l 8,3 n 9,4 t, ngnh nng lng l 2,67 n 3,2 t. Ngnh giao
thụng vn ti l 17 n 23 t. Canaa tn tht loi ny hng nm lờn ti 5 t
ụ la Canaa. Chi phớ sa cha bo dng thit b tng nhanh chim 60% chi
phớ u t ban u. nc ta theo c tớnh ca chuyờn gia c khớ, thit hi
do ma sỏt, mai mũn v chi phớ bo dng hng nm ti vi triu USD chớnh
vỡ vy vic lm gim tc ma sỏt luụn l mc tiờu quan trng ca cỏc nh
sn xut ra cỏc loi mỏy múc thit b,cng nh nhng ngi s dng
chỳng . thc hin iu ny ngi ta s dng ch yu du hoc m bụi trn.
Du nhn hoc m bụi trn lm giam ma sỏt gia cỏc b mt tip xỳc bng
cỏch cỏch ly.Cỏc b mt ny chng li s tip xỳc trc tip gia hai b mt
kim loi khi du nhn c t gia hai b mt tip xỳc nờn to ra mt mng
du rt mng sc tỏch riờng ra hai b mt khụng cho tip xỳc trc tip vi
nhau. Khi hai b mt ny chuyn ng, ch cú cỏc lp phõn t trong lp du
gia hai b mt tip xỳc trt lờn nhau to nờn mt lc ma sỏt chng li lc
tỏc dng gi l ma sỏt ni ti ca du nhn, lc ma sỏt ny nh v khụng ỏng
k so vi lc ma sỏt sinh ra khi hai b mt tip xỳc khụ vi nhau .Nu hai b
mt ny c cỏch ly hon ton bng mt lp mng du phự hp thỡ h s ma
sỏt gim i n 100 n 1000 ln so vi khi cha cú lp du ngn cỏch. Du
nhn cho ng c l loi du quan trng nht trong cỏc loi du bụi trn ,tớnh
trung bỡnh chỳng chim khong 40% tng cỏc loi du bụi trn sn xut trờn
Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49
2
Đồ án môn học : Thiết kế tháp trích ly dầu nhờn bằng dung môi furfurol
du m. Hm lng ca nhúm ny tu thuc vo bn cht ca du m v
khong nhit sụi chim t 41 n 86 %. Nhúm hydro cacbon ny cú cu
trỳc ch yu l hydro cacbon vũng naphten (vũng 5-6 cnh), cú kt hp cỏc
nhỏnh ankyl hoc izo ankyl v s nguyờn t cacbon trong phõn t cú th t 20
n 70 cu trỳc vũng cú th hai dng : cu trỳc khụng ngng t ( phõn t cú
th cha t 1-6 vũng). Cu trỳc ngng t ( phõn t cú th cha t 2-6 vũng
ngng t). Cu trỳc nhỏnh ca cỏc vũng Naphten ny cng rt a dng chỳng
khỏc nhau bi mt s mch nhỏnh ,chiu di ca mch, mc phõn nhỏnh
ca mch v v trớ th ca mch trong vũng. Thụng thng ngi ta nhn thy
rng:
-Phõn on nhn nh cú cha ch yu l cỏc dóy ng ng ca xyclo
hexan, xyclo pentan.
-Phõn on nhn trung bỡnh ch yu cỏc vũng naphten cú cỏc mch
nhỏnh ankyl,izo ankyl vi s vũng t 2-4 vũng .
Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49
3
Đồ án môn học : Thiết kế tháp trích ly dầu nhờn bằng dung môi furfurol
-Phõn on nhn cao phỏt hin thy cỏc hp cht cỏc vũng ngng t t
2-4 vũng .
Ngoi hydro cacbon vũng naphten, trong nhúm ny cũn cú cỏc
hydrocacbon dng n-paraphin v iso paraphin. Hm lng ca chỳng khụng
nhiu v mch cacbon thng cha khụng quỏ 20 nguyờn t cacbon v nu
s nguyờn t cacbon ln hn 20 thỡ paraphin s dng rn v c tỏch ra
trong qua trỡnh sn xut du nhn.
I.2.2. Nhúm hydro cacbon thm v hydro cacbon naphten-thm.
Loi ny ph bin trong du chỳng thng nm phõn on cú nhit
sụi cao. Thnh phn cu trỳc ca nhúm hydrocacbon ny cú ý ngha quan
trng i vi du gc. Mt lot cỏc tớnh cht s dng ca du nhn nh tớnh
n nh chng oxy hoỏ, tớnh nhn nhit, tớnh chng bo mũn, tớnh hp th ph
cũn tn ti trong du vi hm lng rt nh. S cú mt ca nhúm
hydrocacbon ny trong du nhn lm tng nhit ụng c, gim kh nng
s dng du nhit thp nhng li lm tng tớnh n nh ca nht theo
nhit v tớnh n nh oxy hoỏ.
Nhúm ny cú hai loi hydrocacbon rn l parafin rn (cú thnh phn ch
yu l cỏc ankal cú mch ln hn 20) v xerezin (l hn hp ca cỏc
Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49
4
Đồ án môn học : Thiết kế tháp trích ly dầu nhờn bằng dung môi furfurol
hydrocacbon naphten cú mch nhỏnh ankyl dng thng hoc dng nhỏnh v
mt lng khụng ỏng k hydrocacbon rn cú vũng thm v alkyl).
Ngoi nhng thnh phn ch yu núi trờn, trong du bụi trn cũn cú
hp cht hu c nh : lu hunh, Nit, oxy, tn ti dng cỏc hp cht nha
,asphanten. Nhỡn chung õy l nhng hp cht cú nhiu thnh phn lm gim
cht lng ca du bụi trn, chỳng cú mu sm, d b bin cht, to cn trong
du khi lm vic nhit v ỏp sut cao, chỳng c loi khi du nh quỏ
trỡnh tỏch lc v lm sch .
I.3. Cỏc tớnh cht c bn ca du nhn .
I.3.1 Khi lng riờng v t trng .
Khi lng riờng l khi lng ca mt n v th tớch ca mt cht
nhit tiờu chun, o bng gam/cm
3
hay Kg/m
3
. T trng l mt t s gia
khi lng riờng ca mt cht ó cho nhit qui nh v khi lng riờng
ca nc nhit qui nh ú. Do vy t trng cú giỏ tr ỳng bng khi
lng riờng khi coi trng lng ca nc 4
0
d
-131,5
Khi lng riờng l mt tớnh cht c bn v cựng vi nhng tớnh cht vt lý
khỏc nú cú c trng cho tng loi phõn on du m cng nh dựng ỏnh
giỏ phn no cht lng ca du thụ. i vi du bụi trn ,khi lng riờng
ớt cú ý ngha ỏnh giỏ cht lng. Khi lng riờng ca du ó qua s
dng khụng khỏc nhau l my so vi du cha qua s dng. Tuy nhiờn mt
giỏ tr bt thng no ú ca khi lng riờng cng cú th giỳp ta phỏn oỏn
v s cú mt trong du mt phn nhiờn liu. S dng ch yu ca khi lng
riờng l dựng chuyn i sang th tớch v ngc li trong lỳc pha trn, vn
chuyn, tn cha, cung cp hc mua bỏn du nhn.
I.3.2. nht ca du nhn.
nht ca mt s phõn on du nhn l mt i lng vt lý c
trng cho tr lc do ma sỏt ni ti ca nú sinh ra khi chuyn ng. Do vy
nht cú liờn quan n kh nng bụi trn ca du nhn.
thc hin nhim v bụi trn, du nhn cú nht phự hp, bỏm chc
lờn b mt kim loi v khụng b y ra ngoi cú ngha l ma sỏt ni ti nh.
Khi nht quỏ ln s lm gim cụng xut mỏy do tiờu hao nhiu cụng
thng tr lc ca du, khú khi ng mỏy, nht l vo mựa ụng nhit mụi
Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49
5
§å ¸n m«n häc : ThiÕt kÕ th¸p trÝch ly dÇu nhên b»ng dung m«i furfurol
trường thấp, giảm khả năng làm mát máy, làm sạch máy do dầu lưu thông
kém.
Khi độ nhớt nhỏ, dầu sẽ không tạo được lớp màng bền vững bảo vệ bề
mặt các chi tiết máy nên làm tăng sự ma sát, đưa đến ma sát nửa lỏng nửa khô
gây hư hại máy, giảm công xuất, tác dụng làm kín kém, lượng dầu hao hụt
nhiều trong quá trình sử dụng.
Độ nhớt của dầu nhờn phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hóa học. Các
C của dầu có chỉ số độ nhớt cần phải tính,
mm
2
/s.
L: là độ nhớt động học ở 40
0
C của một dầu có chỉ số độ nhớt bằng 0
và cùng với độ nhớt động học ở 100
0
c với dầu cần tính chỉ số độ nhớt ,mm
2
/s.
H:là độ nhớt động học đo ở 40
0
C của một loại dầu có chỉ số độ nhớt
bằng 100và cùng với độ nhớt động học ở 100
0
C với dầu mà ta cần đo chỉ số
độ nhớt, mm
2
/s.
Ta thấy rằng:
Nếu U-L >0 thì VI sẽ là số âm, dầu này có tính nhiệt kém.
Nếu L>U>H thì VI trong khoảng 0 đến100.
Nếu H-U>0 thì VI>100, dầu này có tính nhiệt rất tốt.
Sv : Bïi Thµnh Tµi Líp : Ho¸ dÇu 1_K49
6
§å ¸n m«n häc : ThiÕt kÕ th¸p trÝch ly dÇu nhên b»ng dung m«i furfurol
Hình1: Sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theo nhiệt độ, lý giải về
§å ¸n m«n häc : ThiÕt kÕ th¸p trÝch ly dÇu nhên b»ng dung m«i furfurol
Nếu độ nhờn động học ở 100
0
C lớn hơn 70 mm
2
/s thì giá trị L-H được tính
như sau:
L=0,8353Y
2
+14,57Y-216
H=0,1684Y
2
+11,85Y-97
Trong đó :
Y: là độ nhớt động học ở 100
0
c của dầu cần tính chỉ số độ nhớt
mm
2
/s.
Dựa vào chỉ số độ nhớt, người ta phân dầu nhờn gốc thành các
loại như sau:
Sv : Bïi Thµnh Tµi Líp : Ho¸ dÇu 1_K49
Độ nhớt động học ở 100
o
C mm
2
/s Giá trị L Giá trị H
2,0 7,994 6,394
iu kin nhit nht nh, nú bt u vn c do mt s cu t bt u kt
tinh.
Mu sc l mt tớnh cht cú ý ngha i vi du nhn. Du cú th cú
nhiu mu sc khỏc nhau nh : vng nht, vng thm, .
Trong mt s trng hp mu sc c coi l du hiu nhn bit s
nhim bn hoc oxy húa sn phm, nu bo qun du khụng tt gõy ra s
chuyn mu sc nõu, en v nú biu th cht lng ó gim sỳt.
Hu ht du nhn u cha mt s lng sỏp khụng tan v khi du c
lm lnh, nhng sỏp ny bt u tỏch ra dng tinh th an sen vi nhau to
thnh cu trỳc cng, gi du trong cỏc tỳi rt nh ca cỏc cu trỳc ú, khi
cu trỳc tinh th ca sỏp ny to thnh y thỡ du khụng luõn chuyn
c na. gim nhit ụng c ca du ngi ta dựng ph gia h nhit
ụng c.
Yờu cu du nhn cú nhit ụng c v im c khụng thp hn gii hn
cho phộp, ch tiờu v cht lng ny c bit quan trng i vi loi du s
dng vựng giỏ rột. nc ta yờu cu nhit ụng c ca du khụng quỏ -
9
0
C.
I.3.5. Nhit chp chỏy ca du nhn .
c trng cho kh nng an ton chỏy n ca du nhn l nhit bt
chỏy v chp chỏy .
Nhit bt chỏy l nhit thp nht m ti ú hi du thoỏt ra trờn b
mt du, khi cú mi la li gn thỡ bt chỏy .
Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49
9
Đồ án môn học : Thiết kế tháp trích ly dầu nhờn bằng dung môi furfurol
Nhit chp chỏy l nhit thp nht m ti ú lng hi thoỏt ra trờn
b mt du cú th bt chỏy, khi mi la li gn v chỏy ớt nht trong thi gian
cn thit trung ho lng kim cú 1 g mu. Tớnh kim trong du to ra bi
cỏc ph gia cú tớnh ty ra, ph gia phõn tỏn, ú l nhng hp cht c kim
nh phenollat, sunfonat Tớnh kim l ch tiờu cn thit tiờn oỏn cht
lng du m, nhm bo m trung ho cỏc hp cht axit to thnh trong quỏ
trỡnh s dng ,chng hin tng g sột trờn b mt cỏc chi tit kim loi. ngoi
ra tr s kim tng cũn dựng ỏnh gớa kh nng ty ra ca du ,gi cho b
mt kim loi khụng b cn bn ,trỏnh mi mũn.
I.3.7. Hm lng tro v tro sun fat trong du bụi trn.
Tro l phn cũn li sau khi t chỏy c tớnh bng (%)khi lng cỏc
thnh phn khụng th chỏy c nú sinh ra t ph gia cha kim loi,t cht
bn v mt kim loi b mi mũn .
Hm lng tro cú th nh ngha l lng cn khụng chỏy hay cỏc
khoỏng cht cũn li sau khi t chỏy du .
Tro sunfat l phn cn cũn li sau khi than hoỏ mu ,sau ú phn cn c
x lý bng H
2
SO
4
v
nung núng n khi lng khụng i .
Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49
10
Đồ án môn học : Thiết kế tháp trích ly dầu nhờn bằng dung môi furfurol
tro ca du gc núi lờn mc sch ca du ,thụng thng trong du
gc khụng tro. i vi du thng phm khụng ph gia hoc cú ph gia
khụng tro, mt lng nh tro c xỏc nh thy s phi xem xột li cht
lng du .
I.3.8. Hm lng cn cacbon ca du nhn.
I.4. Cụng dng ca du bụi trn.
I.4.1. Cụng dng lm gim ma sỏt.
Mc ớch c bn ca du nhn l bụi trn cỏc b mt tip xỳc ca cỏc
chi tit chuyn ng nhm gim ma sỏt .Mỏy múc s mũn ngay nu khụng cú
du bụi trn. Nu chn ỳng du bụi trn thỡ h s ma sỏt s gim t 100-
1000 ln so vi ma sỏt khụ. Khi cho du vo mỏy vi mt lp du dy, du
s xen k gia hai b mt, khi chuyn ng, ch cú cỏc phn t du nhn trt
lờn nhau. Do ú mỏy múc lm vic nh nhng, ớt b mi mũn, gim c cụng
tiờu hao vụ ớch .
I.4.2. Cụng dng lm mỏt.
Khi cú ma sỏt thỡ b mt kim loi núng lờn, nh vy mt lng nhit ó
sinh ra trong quỏ trỡnh lm vic, lng nhit ln hay nh ph thuc vo h s
ma sỏt, ti trng ,tc . Tc cng ln thỡ lng nhit sinh ra cng nhiu,
kim loi s b núng lm cho mỏy múc d b hng trong khi lm vic. Nh
Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49
11
Đồ án môn học : Thiết kế tháp trích ly dầu nhờn bằng dung môi furfurol
trng thỏi lng, du chy qua cỏc b mt ma sỏt em theo mt phn nhit
truyn ra ngoi lm cho mỏy múc lm vic tt.
I.4.3. Cụng dng lm sch.
Khi lm vic, b mt ma sỏt sinh ra ht kim loi mn, nhng ht rn ny s
lm cho b mt b xc, hang. Ngoi ra ,cú th cú cỏt, bi tp cht ngoi ri
vo b mt ma sỏt, nh du nhn lu chuyn tun hon qua b mt ma
sỏt,cun theo cỏc tp cht a v cacte du v c lng lc .
I.4.4.Cụng dng lm kớn.
Trong cỏc ng c, cú nhiu chi tit truyn ng cn phi kớn v chớnh
xỏc nh pittụng - xi lanh, nh kh nng bỏm dớnh to mng du nhn cú th
gúp phn lm kớn cỏc khe h, khụng cho hi b rũ r, bo m cho mỏy múc
lm vic bỡnh thng .
-Các hợp chất dị nguyên tố chứa oxy nitơ,lưu huỳnh.
Sv : Bïi Thµnh Tµi Líp : Ho¸ dÇu 1_K49
13
Đồ án môn học : Thiết kế tháp trích ly dầu nhờn bằng dung môi furfurol
II.2. Cụng ngh sn xut du nhn gc.
II.2.1 S cụng ngh truyn thng sn xut du nhn .
Vic tỏch cỏc thnh phn khụng mong mun trong sn xut du gc
c thc hin nh cỏc quỏ trỡnh lc du s cho phộp sn xut du gc cú cht
lng cao, ngay c vi phõn on du nhn ca du thụ cha thớch hp cho
sn xut du nhn ,s cụng ngh sn xut du nhn gc t du m bao
gm cỏc cụng on sau:
- Chng chõn khụng nguyờn liu ma zut
- Chit tỏch, trớch li bng dung mụi
- Tỏch hydrocacbon rn( sỏp hay prolactrum)
- Lm sch ln cui bng hydro hoỏ
II.2.2. Chng ct chõn khụng nguyờn liu cn mazut .
Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49
Mazut
Chng chõn khụng
Duct
nh
Du ct trung Du ct nng Cn gudron
Chit bng
Dung mụi
Tỏch asphanten
bng propan
Du ct nh
Du ct trung
rafinat tu theo dung mụi s dng. Nhng trong thc th ngi ta quen gi
pha cha sn phm l pha rafinat cũn pha cn phi loi l pha l pha (estrack).
Da vo bn cht ca dung mụi m ngi ta chia thnh dung mụi cú cc v
dung mụi khụng cú cc hay dung mụi hn hp, nhng dự l loi no, dung
mụi c chn phi tho món cỏc yờu cu sau:
Phi cú tớnh ho tan chn lc, tc l phi cú kh nng phõn tỏch thnh hai
nhúm cu t l nhúm cú li v nhúm khụng cú li cho du gc. Tớnh cht ny
c gi l chn lc ca dung mụi ,thờm na dung mụi phi bn v hoỏ
hc,khụng phn ng vi cu t ca nguyờn liu ,khụng gõy n mũn v d s
dng, cú giỏ thnh r v d kim.
Cú nhit sụi khỏc xa so vi cỏc cu t cn tỏch, d dng thu hi
dung mụi, tit kim c nng lng.
Ba loi dung mụi cú cc tỏch phn hydrocacbon thm v cn nha ra
khi cỏc phõn on du nhn ct hin nay ang s dng ph bin ú l
phenon, furfurol v, N-metylpirolydon. Cũn tỏch cỏc hp chn nha
asphan trong phõn on gudron ph bin l dựng prophan lng.
II.2.3.1. Quỏ trỡnh kh asphan trong phn cn gudron .
1.Mc ớch v ý ngha ca quỏ trỡnh:
Trong gudron cú th cha cỏc cu t khụng cú li cho du gc nu a
trc tip vo trớch ly s khụng cho t cht lng hiu qa mong mun, chớnh
vỡ th ngi ta thng tin hnh kh asphan trc. Trong quỏ trỡnh sn xut
du nhn, ph bin l dựng propan lng kh cht nha asphan trong phõn
on gudron .
Mc ớch ca quỏ trỡnh ny l ngoi vic tỏch cỏc hp cht nha asphan
cũn cho phộp tỏch cỏc hp cht thm a vũng lm gim nht, ch s
Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49
15
Đồ án môn học : Thiết kế tháp trích ly dầu nhờn bằng dung môi furfurol
khỳc x, cc hoỏ v nhn ng du nhn nng cú nhn cao cho du
ho tan ca dung mụi.
chn lc l kh nng phõn tỏch rừ rng cỏc cu t nguyờn liu vo
rafinat bao gm cỏc hp cht cú ớch izo parafin, naphten lai hp parafin
naphten v cỏc hp cht thm mt vũng, cũn phn trớch ly ch cú cỏc cu t
cú hi nh l cỏc hp cht a vũng, nha asphan v mt lng rt nh cỏc
hp cht cú li.
Kh nng ho tan ca dung mụi l i lng c th hin bng lng
dung mụi cn thit ho tan mt lng xỏc nh cỏc cu t ca nguyờn liu,
hay núi cỏch khỏc l trong iu kin nhn rafinat cú cht lng xỏc nh,
lng dung mụi cn thit cng ớt nhn c cựng mt lng rafinat cht
Sv : Bùi Thành Tài Lớp : Hoá dầu 1_K49
16
Copyright: Tài liệu đại học ©