Thiết kế phân xưởng sản xuất Vinylclorua

MUÛC LUÛC Trang MÅÍ ÂÁÖU.....................................................................................................................1 PHÁÖN I .TÄØNG QUAN LYÏ THUYÃÚT DÁÖU NHÅÌN VAÌ BÄI TRÅN. ....................2 I. TÄØNG QUAN VÃÖ DÁÖU NHÅÌN.. ...........................................................................3 I.1. MA SAÏT VAÌ NGUYÃN LYÏ BÄI TRÅN. ...........................................................3 I.2. VAI TROÌ CUÍA DÁÖU NHÅÌN TRONG HOAÛT ÂÄÜNG CUÍA ÂÄÜNG CÅ. .........6 I.3. NHÆÎNG TÊNH CHÁÚT LY Ï- HOAÏ CUÍA DÁÖU NHÅÌN BÄI TRÅN ...................9 I.4. TÊNH CHÁÚT CAÏC LOAÛI DÁÖU GÄÚC CÅ BAÍN DUÌNG TRONG PHÄÚI TRÄÜN DÁÖU NHÅÌN . ................................................................................................12 I.4.1. DÁÖU GÄÚC CHÃÚ BIÃÚN TÆÌ DÁÖU MOÍ. ...........................................................12 I.4.1.1. Cäng nghãû saín xuáút dáöu gäúc. ........................................................................12 I.4.1.2. Thaình pháön hydrocacbon cuía dáöu gäúc. ........................................................16 I.4.2. DÁÖU GÄÚC TÄØNG HÅÜP. .................................................................................17 I.4.2.1. Nhoïm hydrocacbon täøng håüp. ......................................................................18 I.4.2.2. Nhoïm caïc este hæîu cå. ..................................................................................18 I.4.2.3. Nhoïm este phosphat......................................................................................18 I.4.2.4. Nhoïm polyalkyl glycol. ................................................................................18 I.5. TÊNH CHÁÚT CAÏC LOAÛI PHUÛ GIA DUÌNG TRONG PHÄÚI TRÄÜN. ...............19 I.5.1. Giåïi thiãûu phuû gia. ...........................................................................................19 I.5.2. Caïc chuíng loaûi phuû gia. ...................................................................................20 I.6. PHÁN LOAÛI DÁÖU NHÅÌN DUÌNG CHO ÂÄÜNG CÅ ÄTÄ THEO TIÃU CHUÁØN QUÄÚC TÃÚ ...........................................................................................24 I.6.1. Phán loaûi dáöu âäüng cå theo cáúp cháút læåüng API..............................................24 I.6.2. Phán loaûi dáöu nhåìn âäüng cå theo cáúp âäü nhåït SAE. .......................................26 II. CAÏC CHÃÚ ÂÄÜ MAÌI MOÌN BÃÖ MÀÛT...................................................................28 II.1. GIÅÏI THIÃÛU......................................................................................................28 II.2. MAÌI MOÌN KÃÚT DÊNH. ....................................................................................28 II.3. MAÌI MOÌN (L’USURE ABRASIVE)................................................................34 II.4. MAÌI MOÌN ÀN MOÌN........................................................................................39 II.5. MAÌI MOÌN DO MOÍI (L’USURE PAR FATIGUE). .........................................42 II.6. MAÌI MOÌN PHÆÏC HÅÜP. ...................................................................................44 II.6.1. Àn moìn tiãúp xuïc. ............................................................................................44 II.6.2. Maìi moìn läù träúng............................................................................................46 II.7. MAÌI MOÌN TRONG ÂÄÜNG CÅ.......................................................................48 II.7.1. Sæû maìi moìn trong hãû thäúng xupaïp. ................................................................48 II.7.2. Sæû maìi moìn trong hãû thäúng Piston - xecmàng - xylanh .................................48 II.7.3. Sæû àn moìn äø âåî. ..............................................................................................49 III. CAÏC CHÃÚ ÂÄÜ BÄI TRÅN.................................................................................50 III.1. CHÃÚ ÂÄÜ MA SAÏT KHÄ. ................................................................................50 III.2. CHÃÚ ÂÄÜ BÄI TRÅN GIÅÏI HAÛN....................................................................50 III.3. CHÃÚ ÂÄÜ BÄI TRÅN LÆU CHÁÚT..................................................................54 III.3.1. Chãú âäü hydrodynamique (HD)......................................................................54 III.3.2. Chãú âäü thuyí âäüng hoüc âaìn häöi (EHD). .........................................................56 III.4. CHÃÚ ÂÄÜ BÄI TRÅN HÄÙN HÅÜP. ...................................................................56 III.5. ÂÆÅÌNG CONG STRIBECK. .........................................................................56 III.6. LYÏ THUYÃÚT TÊNH TOAÏN LÅÏP PHIM DÁÖU. ..............................................58 III.6.1. Cáúu truïc bãö màût cuía caïc chi tiãút. tiãúp xuïc .....................................................58 III.6.2. Caïc giaí thuyãút tênh toaïn låïp phim dáöu bäi trån.............................................59 IV. ÂÄÜNG CÅ XÀNG VAÌ HÃÛ THÄÚNG BÄI TRÅN ÂÄÜNG CÅ...........................67 IV.1. ÂÀÛC TRÆNG KYÎ THUÁÛT CUÍA ÂÄÜNG CÅ XÀNG...................................67 IV.1.1. Âàûc træng vãö cáúu taûo cuía âäüng cå xàng bäún thç............................................67 IV.1.2. Âàûc træng vãö hoaût âäüng cuía âäüng cå xàng bäún thç. ......................................71 IV.2. CÁÚU TAÛO HÃÛ THÄÚNG BÄI TRÅN ÂÄÜNG CÅ XÀNG BÄÚN THÇ..............72 IV.2.1. Vai troì cuía hãû thäúng bäi trån âäüng cå. .........................................................72 IV.2.2. Caïc kiãøu hãû thäúng bäi trån âäüng cå. .............................................................72 IV.3. CAÏC CHI TIÃÚT CÁÖN BÄI TRÅN. .................................................................82 PHÁÖN II. PHÄÚI TRÄÜN DÁÖU NHÅÌN 15W- 40. ......................................................84 I. GIÅÏI THIÃÛU..........................................................................................................84 II. CÄNG ÂOAÛN TÊNH TOAÏN PHÄÚI TRÄÜN. ........................................................85 II.1. CÅ SÅÍ CHOÜN DÁÖU GÄÚC VAÌ PHUÛ GIA........................................................85 II.2. SO SAÏNH TÊNH KINH TÃÚ CUÍA CAÏC TÄØ HÅÜP PHÄÚI TRÄÜN. .....................99 PHÁÖN III. CAÏC PHEÏP THÆÍ DÁÖU NHÅÌN ÂÄÜNG CÅ. .......................................101 I. GIÅÏI THIÃÛU. ......................................................................................................102 II. TÁÖM QUAN TROÜNG CUÍA CAÏC PHEÏP THÆÍ ÂÄÜNG CÅ TRONG PHOÌNG THÊ NGHIÃÛM. ...................................................................................................102 III. CAÏC PHÆÅNG PHAÏP THÆÍ NGHIÃÛM ÂÄÜNG CÅ XÀNG BÄÚN THÇ CHUÍ YÃÚU HIÃÛN NAY. .............................................................................................103 PHÁÖN IV. TAÏC ÂÄÜNG MÄI TRÆÅÌNG. ..............................................................108 I. GIÅÏI THIÃÛU........................................................................................................109 II. PHÆÅNG PHAÏP THÆÛC HIÃÛN AN TOAÌN MÄI TRÆÅÌNG. ...........................110 III. TAÏI SINH DÁÖU NHÅÌN. ..................................................................................111 III.1. GIÅÏI THIÃÛU. .................................................................................................111 III.2. BAÍN CHÁÚT CUÍA TAÏI SINH DÁÖU THAÍI. ..................................................111 III.3. CAÏC PHÆÅNG PHAÏP TAÏI SINH DÁÖU THAÍI. ...........................................112 III.4. SÅ ÂÄÖ CÄNG NGHÃÛ TAÏI SINH DÁÖU THAÍI. ............................................116 III.5. NHÆÎNG HIÃØU BIÃÚT KHI SÆÍ DUÛNG DÁÖU BÄI TRÅN. ...........................117 PHUÛ LUÛC. KÃÚT LUÁÛN. MÅÍ ÂÁÖU. Caïch âáy 100 nàm, tháûm chê con ngæåìi váùn chæa coï khaïi niãûm vãö dáöu nhåìn. Táút caí caïc loaûi maïy moïc luïc báúy giåì âãöu âæåüc bäi trån bàòng dáöu måí låün vaì sau âoï duìng dáöu Äliu. Khi dáöu Äliu khan hiãúm thç ngæåìi ta chuyãøn sang sæí duûng caïc loaûi dáöu thaío mäüc khaïc. Vê duû : Âãø bäi trån coüc såüi maïy dãût ngæåìi ta sæí duûng âãún dáöu coü. Khi ngaình chãú biãún dáöu moí ra âåìi, saín pháøm chuí yãúu taûi caïc nhaì maïy chãú biãún dáöu moí laì dáöu hoía, pháön coìn laûi laì mazuït (chiãúm 70 - 90%) khäng âæåüc sæí duûng vaì coi nhæ boí âi. Khi ngaình cäng nghiãûp dáöu moí phaït triãøn våïi säú læåüng càûn mazuït caìng ngaìy caìng låïn, buäüc con ngæåìi phaíi nghiãn cæïu âãø sæí duûng laûi vaìo muûc âêch coï låüi. Luïc âáöu ngæåìi ta láúy càûn dáöu moí chæng cáút hoàûc dáöu moí âæåüc pha thãm vaìo dáöu thaío mäüc hoàûc måî låün våïi tyí lãû tháúp âãø taûo ra dáöu bäi trån, nhæng chè êt láu sau nåìiii ta âaî biãút duìng caïc saín pháøm dáöu moí âãø chãú taûo ra dáöu nhåìn. Nàm 1970 åí Creem (Nga) taûi nhaì maïy Xakhanxkidå báút âáöu chãú âæåüc dáöu nhåìn tæì dáöu moí. Nhaì baïc hoüc Nga näøi tiãúng D.L.Mendeleeïp laì mäüt trong nhæîng ngæåìi âáöu tiãn chuï yï âãún váún âãö duìng mazuït âãø chãú ra dáöu nhåìn. Nàm 1870 - 1871 Ragorzin âaî xáy dæûng mäüt xæåíng thê nghiãûm dáöu nhåìn quy mä nhoí. Luïc âáöu chæng taïch âæåüc 1 - 1.5% dáöu hoía vaì sau âoï tæì càûn coìn laûi chãú âæåüc dáöu nhåìn. Nàm 1876 - 1877 Ragorzin xáy dæûng åí Balakhan nhaì maïy chãú biãún dáöu nhåìn âáöu tiãn trãn thãú giåïi coï cäng suáút 100000 put/nàm. Nhaì maïy âaî saín xuáút âæåüc ba loaûi dáöu nhåìn sau : - Dáöu coüc såüi. - Dáöu maïy. - Dáöu truûc cho toa xe muìa heì vaì muìa âäng. càûn coìn laûi trong thaïp chæng cáút âæåüc duìng âãø cho vaìo caïc baïnh xe thay cho càûn chæng cáút. Phaït huy kãút quaí âoï. Nàm 1879 Ragorzin âaî cho xáy dæûng åí Conxtantinop nhaì maïy thæï hai chuyãn saín xuáút dáöu nhåìn âãø xuáút kháøu. Cuìng våïi ngaình cäng nghiãûp vaì ngaình váûn taíi âæåìng sàõt phaït triãøn maûnh meî, nhu cáöu vãö dáöu nhåìn tàng lãn ráút nhanh. Caïc nhaì maïy saín xuáút dáöu nhåìn coï cháút læåüng ngaìy mäüt cao hån âæåüc xáy dæûng laûi, måí räüng vaì âàût nãön moïng cho sæû thàng tiãún huìng háûu cuía ngaình chãú taûo dáöu nhåìn. Ngaìy nay våïi nhæîng tiãún bäü khoa hoüc khäng ngæìng, con ngæåìi âaî xáy dæûng âæåüc nhæîng thaïp chæng cáút chán khäng hiãûn âaûi thay thãú cho nhæîng nhaì maïy chæng cáút cuî kyí våïi nhæîng thaïp chæng cáút coï cäng suáút tháúp. Nhæîng phæång tiãûn tinh chãú måïi, trãn cå såí sæí duûng âáút tràõng vaì caïc dung mäi choün loüc khaïc âaî âæåüc aïp duûng. Mäüt säú nhaì maïy måïi cuîng âæåüc sæí duûng âãø chuyãn saín xuáút ra caïc cháút phuû gia dáöu cho vaìo dáöu nhåìn.Nhàòm caíi thiãûn vaì náng cao cháút læåüng cho caïc loaûi dáöu nhåìn.Ngaình saín xuáút dáöu nhåìn täøng håüp âaî vaì âang âæåüc phaït triãøn khäng ngæìng. Hiãûn nay trãn thãú giåïi coï hån 5000 chuíng loaûi dáöu nhåìn, phuû thuäüc vaìo tæìng âiãöu kiãûn mäi træåìng, âëa lyï, diiãöu kiãûn hoaût âäüng... Cuía caïc táûp âoaìn saín xuáút låïn nhæ BP, Castrol, Exson, Mobil, Total, Esso... Hoü cuîng âang aïp duûng nhæîng thaình tæûu måïi nháút cuía khoa hoüc kyî thuáût. Dæa ngaình cäng nghiãûp dáöu moí haìng nàm tàng træåíng khäng ngæìng vaì saín xuáút dáöu nhåìn cuîng khäng ngæìng âæåüc náng cao vãö cháút læåüng cuîng nhæ säú læåüng, saïng taûo thãm nhiãöu loaûi dáöu måïi trong tæång lai. PHÁÖN I TÄØNG QUAN LYÏ THUYÃÚT DÁÖU NHÅÌN VAÌ BÄI TRÅN. I. TÄØNG QUAN VÃÖ DÁÖU NHÅÌN. I.1 MA SAÏT VAÌ NGUYÃN LYÏ BÄI TRÅN. viãûc tçm hiãøu vãö ma saït vaì nguyãn lyï bäi trån laì cäng viãûc âáöu tiãn cáön thiãút træåïc khi âi vaìo nghiãn cæïu dáöu nhåìn vaì cháút læåüng dáöu nhåìn. Nãúu nàõm væîng âæåüc hai váún âãö naìy thç måïi coï thãø dãù daìng tiãúp cáûn vaì tçm hiãøu aính hæåíng cuía dáöu nhåìn âäúi våïi quaï trçnh hoaût âäüng cuía caïc thiãút bë maïy moïc, âäüng cå. I.1.1 Så læåüc vãö ma saït. khi mäüt váût dëch chuyãøn trãn bãö màût cuía mäüt váût khaïc thç seî xuáút hiãûn mäüt læûc goüi laì læûc ma saït . Læûc âoï caín tråí laûi chênh chuyãøn âäüng cuía váût thãø áúy. trong mäüt säú træåìng håüp thç læûc ma saït cuîng coï êch. Vê duû : Læûc ma saït duìng trong caïc cäø phanh, caïc truyãön âäüng dáy âai... Trong nhiãöu træåìng håüp khaïc thç ma saït ráút coï haûi. Vê duû : Chuyãøn hoïa nàng læåüng tæì daûng naìy sang daûng khaïc, cå nàng biãún thaình nhiãût nàng... Âãø khàõc phuûc âæåüc hiãûn tæåüng ma saït [phaíi tiãu täún mäüt pháön nàng læåüng khaï låïn. Coï nhiãöu daûng ma saït : -Ma saït træåüt : Khi mäüt váût ràõn chuyãøn âäüng træåüt trãn mäüt váût khaïc. Bãö màût cuía chuïng tiãúp xuïc våïi nhau thç seî sinh ra læûc ma saït goüi laì læûc ma saït træåüt. - Ma saït làn : khi mäüt váût hçnh cáöu, hçnh troìn, hçnh truû troìn làn trãn bãö màût cuía mäüt váût khaïc vaì hai váût tiãúp xuïc våïi nhau tai mäüt âiãøm hoàûc mäüt âæåìng thàóng thç sinh ra læûc ma saït goüi laì ma saït làn. Ma saït træåüt thæåìng låïn gáúp 10 - 100 láön ma saït làn (trong træåìng håüp ma saït khä). Nguyãn nhán cuía ma saït khä : - Do sæû liãn kãút cå hoüc cuía caïc chäø läöi (vi nháúp nhä ) trãn bãö màût váût ràõn - Do taïc âäüng tæång häø giæîa caïc phán tæí cuía caïc bãö màût laìm viãûc taûi caïc âiãøm tiãúp xuïc. Hiãûn tæåüng ma saït luän keïo theo sæû hao phê cäng suáút nhàòm khàõc phuûc ma saït vaì laìm toía nhiãût, gáy maìi moìn caïc chi tiãút laìm viãûc. Sæû hao phê cäng suáút , toía nhiãût vaì maìi moìn laì ba baín âäöng haình khäng råìi nhau vaì khäng chè riãng âäúi våïi ma saït khä maì laì táút caí cuía caïc daûng ma saït. Tuìy theo âiãöu kiãûn vaì daûng ma saït maì mäùi mäüt trong säú caïc baín âäöng haình âoï coï thãø ráút låïn hoàûc chè caím nháûn âæåüc maì thäi. Trong khi cäú gàõng giaím båït hao phê sæïc âãø khàõc phuûc ma saït, con ngæåìi âaî aïp duûng nhiãöu biãûn phaïp khaïc nhau. Mäüt thàõng låüi låïn cuía con ngæåìi laì phaït hiãn ràòng khi caïc bãö màût laìm viãûc âæåüc bäi trån bàòng dáöu thç ma saït giaím xuäúng ráút nhiãöu, tháûm chê ma saït træåüt åí caïc bãö màût âæåüc bäi trån coï thãø nhoí hån ma saït làn næîa (trong mäüt säú âiãöu kiãûn nháút âënh). Khi coï hai bãö màût chuyãøn âäüng lãn nhau âæåüc ngàn caïch båíi mäüt låïp dáöu thç seî xuáút hiãûn ma saït æåït, tæïc laì ma saït trong baín thán låïp dáöu giæîa caïc phán tæí dáöu. Læåüng täøn tháút nàng læåüng trong ma saït æåït so våïi ma saït khä thç nhoí hån ráút nhiãöu. Ma saït æåït so våïi ma saït khä coï nhiãöu æu âiãøm hån nhæ : - Âäü maìi moìn caïc chi tiãút giaím âi ráút roî rãût. - Täøn tháút cäng suáút chäúng ma saït giaím âi. - Caïc chi tiãút bë noïng êt hån. - Caïc váût ma saït coï thãø chëu âæåüc taíi troüng låïn hån. - Náng cao âäü bãön vaì keïo daìi thåìi gian hoaût âäüng cuía caïc chi tiãút laìm viãûc. Khi thiãút kãú vaì chãú taûo maïy moïc, thç nhæîng nhaì thiãút kãú vaì chãú taûo seî phaíi cäú gàõng âãø âaût âæåüc mäúi làõp gheïp cuía caïc chi tiãút coü xaït maì khi laìm viãûc chuïng âæåüc ngàn caïch båíi mäüt låïp dáöu sao cho noï âæåüc ma saït æåït täút nháút. I.1.2 Så læåüc vãö nguyãn lyï bäi trån. Trãn thæûc tãú, ngæåìi ta coï thãø sæí duûng caïc váût liãûu bäi trån åí daûng khê, daûng loíng, daûng næîa ràõn, daûng ràõn. - Caïc cháút bäi trån daûng khê (khäng khê, cacbonic, heli, caïc khê dáùn xuáút halogen cuía hydrocacbon vaì mäüt säú khê hæîu cå khaïc ) âæåüc duìng cho caïc maïy moïc coï taíi troüng nhoí, quay våïi täúc âäü låïn nhæ maïy siãu ly tám, duìng cho maïy moïc hoaût âäüng åí nhiãût âäü cao nhæ âäüng cå âáøy phaín læûc, tãn læîa, duìng trong ngaình cäng nghiãûp thæûc pháøm, dãût, hoïa cháút nåi maì táút caí moüi sæû nhiãùm báøn cáön âæåüc loaûi træì. - Caïc cháút bäi trån daûng loíng âæåüc duìng nhiãöu nháút trong caïc maïy moïc, thiãút bë chëu taíi troüng låïn nhæ caïc loaûi âäüng cå, tuäúc bin håi næåïc, caïc baïnh ràng quay nhanh...Trong træåìng håüp bäi trån æåït sæû ngàn caïch caïc bãö màût ma saït âæåüc thæûc hiãûn bàòng mäüt låïp maìng thuíy âäüng læûc mäùi khi coï âiãöu kiãûn cho pheïp vaì nhæ váûy âàûc tênh quan troüng nháút cuía cháút bäi trån loíng laì âäü nhåït. - Caïc cháút bäi trån næîa ràõn. Caïc cháút bäi trån næîa ràõn, coï thãø åí daûng deío hay daûng huyãön phuì hoàûc nhuî tæång. Daûng cháút bäi trån deío nhæ caïc cháút beïo gäúc âäüng thæûc váût, caïc cháút beïo âaî xaì phoìng hoïa, petroleum, caïc saín pháøm täøng håüp ...Caïc loaûi xaì phoìng kim loaûi nhæ xaì phoìng nhäm, canxi, natri, liti, chç ...Âæåüc duìng nhiãöu trong saín xuáút måî nhåìn gäúc dáöu moí. Trong saín xuáút caïc maïy näng, lám, maïy moïc xáy dæûng cáön duìng nhiãöu caïc loaûi måî nhåìn bäi trån daûng deío, caïc cháút bäi trån næîa ràõn nhæ caïc häùn håüp huyãön phuì, nhuî tæång cuía mäüt säú chãú pháøm phán taïn vi dë thãø trong næåïc âæåüc duìng nhiãöu trong gia cäng kim loaûi. - Caïc cháút bäi trån daûng ràõn. Caïc cháút bäi trån daûng ràõn âæåüc duìng nhiãöu trong caïc âiãöu kiãûn âàûc biãût nhæ âiãöu kiãûn bãn ngoaìi khê quyãøn traïi âáút, sáu dæåïi loìng næåïc, trong pin nguyãn tæí hoàûc åí nhiãût âäü cao. Caïc cháút bäi trån ràõn thæåìng laì caïc kim loaûi mãöm nhæ chç, thiãúc, âäöng ...åí daûng táúm laï ráút moíng, caïc håüp cháút muäúi kim loüa hoàûc muäúi phæïc nhæ caïc sulfua, clorua, phosphat, iodua ... Trong säú caïc daûng váût liãûu bäi trån chiãúm âa pháön laì daûng loíng vaì kãú âãún laì daûng deío. Do âoï åí âáy ta chè quan tám xeït âãún nguyãn lyï bäi trån âäúi våïi cháút loíng. Cháút loíng âãø bäi trån goüi laì dáöu nhåìn hay dáöu bäi trån. Yãu cáöu træåïc hãút laì dáöu nhåìn phaíi coï khaí nàng chaíy loang trãn bãö màût kim loaûi. Tênh cháút phæïc taûp naìy thæåìng goüi våïi nhiãöu tãn nhæ : Tênh bäi trån, khaí nàng bäi trån, tênh baïm dênh... Vaì ngaìy nay thç chuïng ta quen sæí duûng noï våïi khaïi niãûm laì tênh cháút bäi trån. Dáöu nhåìn coï tênh cháút bäi trån thç dãù chaíy loang trãn bãö màût kim loaûi, âi vaìo nhæîng khe håí nhoí vaì baïm chàõc lãn bãö màût. Ngæåüc laûi, nãúu noï khäng coï tênh cháút âoï thç khäng coï khaí nàng chaíy loang trãn bãö màût lim loaûi vaì khäng thãø chaíy âæåüc vaìo caïc khe nhoí. Læûc liãn kãút giæîa caïc phán tæí våïi nhau cuîng laì tênh cháút cáön thiãút cuía dáöu nhåìn duìng laìm cháút bäi trån. Læûc liãn kãút giæîa caïc phán tæí cuía dáöu nhåìn caìng låïn thç læûc ma saït giæîa caïc phán tæí chuyãøn âäüng cuía dáöu nhåìn caìcng låïn.Læûc ma saït trong cuía dáöu bäi trån, tæïc laì læûc ma saït sinh ra giæîa caïc phán tæí chuyãøn âäüng cuía dáöu bäi trån goüi laì âäü nhåït. N.P.Petrop âaî hçnh thaình nãn män khoa hoüc nghiãn cæïu chuyãøn âäüng cuía dáöu bäi trån goüi laì thuyãút bäi trån thuíy âäüng hoüc. AÏp duûng lyï thuyãút bäi trån thuíy âäüng hoüc vaìo thiãút kãú, chãú taûo vaì sæí duûng maïy moïc ngæåìi ta âaî khàóng âënh âæåüc caïc yãúu täú cå baín sau : -Säú læåüng ma saït cuía caïc chi tiãút laìm viãûc phuû thuäüc vaìo âiãöu kiãûn laìm viãûc chuí yãúu cuía chuïng. - bãö daìy cuía låïp phim dáöu âãø âaím baío bäi trån. - Taïc duûng laìm maït cuía dáöu nhåìn. - Dáöu coï âäü nhåït phuì håüp våïi tæìng âiãöu kiãûn laìm viãûc. Âãø thæûc hiãûn bäi trån äø âåî våïi læåüng hao phê cäng suáút do ma saït nhoí nháút cáön phaíi tênh âãún haìng loaût yãúu täú : Âäü nhåït cuía dáöu, taíi troüng trãn äø âåî, täúc âäü chuyãøn âäüng cuía caïc chi tiãúaìm viãûc, diãûn têch caïc bãö màût laìm viãûc, khe håí giæîa caïc chi tiãút laìm viãûc, tçnh traûng nhiãût âäü cuía äø âåî ... Ngaìy nay, coï nhiãöu phæång phaïp tênh toaïn bäi trån loíng cho caïc chi tiãút ma saït, nhæng âãöu dæûa trãn cå såí nhæîng nguyãn lyï bäi trån thuíy âäüng do Petrop âæa ra. Trong thæûc tãú, nãúu khäng âãö cáûp âãún caïc tênh toaïn chuïng ta cuîng coï thãø æïng duûng nhæîng nguyãn lyï cå baín ruït ra tæì lyï thuyãút bäi trån thuíy âäüng nhæ sau : - Trong træåìng håüp ma saït loíng, nãúu âäü nhåït cuía dáöu, täúc âäü træåüt cuía caïc chi tiãút laìm viãöc vaì bãö màût tiãúp xuïc cuía chuïng tàng thç læåüng täøn tháút do ma saït seî tàng lãn. - Âäü nhåït cuía dáöu tàng lãn, taíi troüng cuía caïc chi tiãút laìm viãûc giaím thç âäü bãön bäi trån loíng seî tàng lãn. - Âäúi våïi caïc chi tiãút laìm viãûc coï chuyãøn âäüng nhanh cáön duìng dáöu coï âäü nhåït tháúp vaì ngæåüc laûi. - Khe håí giæîa caïc chi tiãút laìm viãûc caìng låïn thç dáöu bäi trån caìng cáön coï âäü nhåït cao. - Taíi troüng trãn caïc chi tiãút laìm viãûc caìng låïn thç âäü nhåït caìng cao. I.2 Vai troì cuía dáöu nhåìn trong hoaût âäüng cuía âäüng cå. Trong quaï trçnh hoaût âäüng cuía âäüng cå, dáöu nhåìn coï saïu cäng duûng nhæ sau : Bäi trån, chäúng maìi moìn, chäúng àn moìn kim loaûi, laìm maït vaì laìm saûch âäüng cå.Dæåïi âáy ta seî xem xeït saïu cäng duûng âoï. I.2.1 Dáöu nhåìn bäi trån maïy. Trong táút caí caïc cäng duûng cuía dáöu nhåìn thç cäng duûng quan troüng nháút laì bäi trån caïc bãö màût coï chuyãøn træåüt giæîa caïc chi tiãút, laìm giaím ma saït, do âoï giaím täøn tháút cå giåïi trong âäüng cå nãn laìm tàng hiãûu suáút coï êch cuía toaìn âäüng cå, tæïc laì tàng tênh hiãûu quaí kinh tãú cho hoaût âäüng cuía âäüng cå. Nguyãn nhán cuía viãûc giaím ma saït laì do khi bäi trån seî coï sæû thay thãú ma saït træûc tiãúp giæîa caïc chi tiãút maïy bàòng ma saït näüi taûi cuía maìng cháút bäi trån ngàn caïch caïc chi tiãút maïy. Ma saït näüi taûi giæîa caïc maìng cháút loíng naìy luän nhoí hån ráút nhiãöu so våïi caïc daûng ma saït khaïc. Vê duû caïc hãû säú ma saït âäüng hoüc giæîa caïc truûc theïp. - Ma saït træûc tiãúp khäng coï dáöu bäi trån : 0,8 - 1,0. - Coï dáöu âäüng váût åí chãú âäü bäi trån giåïi haûn : 0,05 - 0,10. - Coï dáöu nhåìn åí chãú âäü bäi trån thuíy âäüng : 0,001 - 0,01. - Coï dáöu åí chãú âäü bäi trån thuíy ténh : 0,000001 - 0,001. I.2.2 Dáöu nhåìn laìm giaím maìi moìn maïy. Cäng duûng bäi trån cuía âáöu nhåìn laì giaím ma saït, khäng chè tàng hiãûu suáút hæîu êch cuía âäüng cå maì coìn taïc duûng ngàn chàûn täúi âa sæû maìi moìn xaíy ra åí caïc nåi coï nhæîng chuyãøn dëch tæång âäúi giæîa caïc bãö màût våïi täúc âäü tháúp, åí giæîa nhæîng bãö màût chëu taíi cao ... trong nhæîng træåìng håüp naìy maìng dáöu bäi trån dãù coï khaí nàng bë phaï huîy nãn yãu cáöu trong dáöu bäi trån phaíi coï nhæîng phuû gia chäúng maìi moìn. Khi âoï åí âiãöu kiãûn nhiãût âäü vaì aïp læûc cao dáöu váùn coï khaí nàng taûo thaình trãn caïc chi tiãút kim loaûi mäüt maìng cháút baío vãû bãön væîng, chuïng seî træåüt doüc theo nhau maì khäng gáy hiãûn tæåüng maìi moìn caïc bãö màût kim loaûi. I.2.3. Dáöu nhåìn chäúng àn moìn kim loaûi. Næåïc laì mäüt nguyãn nhán gáy nãn sæû gè seït cuía caïc chi tiãút âæåüc chãú taûo tæì håüp kim coï chæïa sàõt. Mäùi mäüt thãø têch nhiãn liãûu âäút chaïy trong âäüng cå sinh ra hån mäüt thãø têch næåïc. Màûc duì pháön låïn pháön låïn læåüng næåïc naìy åí thãø håi vaì thoaït ra qua äúng xaí, tuy nhiãn váùn coìn mäüt êt âäüng laûi trong loìng xylanh hay loüt qua xecmàng vaì ngæng laûi trong cacte. Hiãûn tæåüng naìy thæåìng xaíy ra khi thåìi tiãút laûnh hay khi âäüng cå chæa âæåüc sæåíi áúm. Thãm vaìo âoï caïc saín pháøm phuû sinh ra do nhiãn liãûu chaïy chæa hoaìn toaìn, nhæîng khê chaïy coï tênh àn moìn cuîng loüt qua xecmàng räöi ngæng laûi hoàûc haìo tan trong dáöu åí cacte. Ngoaìi ra coìn caïc cháút axêt âæåüc taûo thaình do sæû oxy hoïa dáöu, vç váûy khaí nàng taûo rè seït vaì àn moìn caìng troí nãn tráöm troüng. Caïc chi tiãút cáön âæåüc baío vãû chäúng laûi sæû àn moìn vaì chäúng gè. Maìng dáöu bäi trån phuí trãn bãö màût caïc chi tiãút chëu ma saït coï taïc duûng chäúng rè seït cho caïc maïy moïc trong thåìi gian hoaût âäüng, nháút laì åí nhæîng bäü pháûn áøm æåït. Ngoaìi ra chuïng coìn coï taïc duûng haûn chãú täúi âa sæû lan truyãön cuía caïc axêt sinh ra trong quaï trçnh chaïy cuía caïc nhiãn liãûu coï chæïa nhiãöu læu huyình.Tuäøi thoü cuía âäüng cå phuû thuäüc mäüt pháön vaìo khaí nàng trung hoìa cuía dáöu maïy âäúi våïi nhæîng håüp cháút coï taïc duûng àn moìn. Âãø dáöu nhåìn baío âaím âæåüc chæïc nàng naìy phaíi duìng caïc loaûi phuû gia mang tênh kiãöm, coï taïc duûng trung hoìa caïc axêt taûo ra khi nhiãn liãûu chaïy. Thäng thæåìng trong quaï trçnh sæí duûng dáöu nhåìn, haìm læåüng phuû gia naìy sæî giaím dáön, khi tyí lãû phuû gia tháúp dæåïi haìm læåüng cho pheïp thç dáöu khäng coìn âuí pháøm cháút næîa vaì phaíi thay thãú. I.2.4 Dáöu nhåìn laìm maït maïy. Do ma saït, taûi caïc bãö màût laìm viãûc nhæ Piston - xylanh, truûc khuíyu - baûc loït ... Âãöu phaït sinh nhiãût. Màût khaïc mäüt säú chi tiãút nhæ Piston, voìi phun coìn nháûn nhiãût cuía khê chaïy truyãön âãún. Do âoï nhiãût âäü åí mäüt säú chi tiãút ráút cao, coï thãø phaï hoíng âiãöu kiãûn laìm viãûc cuía âäüng cå nhæ gáy ra boï keût, giaím âäü bãön cuía caïc chi tiãút, gáy kêch näù åí âäüng cå xàng, giaím hãû säú naûp ... Do âoï nhàòm giaím nhiãût âäü cuía caïc chi tiãút maïy cáön coï hãû thäúng laìm maït trong quaï trçnh hoaût âäüng cuía âäüng cå. Trãn thæûc tãú, hãû thäúng næåïc laìm maït chè laìm maït âæåüc khoaíng 60% caïc chi tiãút cáön âæåüc laìm maït. Næåïc laìm maït pháön trãn cuía âäüng cå nhæ caïc âènh xylanh, loìng xylanh, caïc van. Coìn truûc khuíyu, caïc äø âåí, truûc cam, caïc baïnh ràng, piston vaì nhiãöu cuûm chi tiãút khaïc âæåüc laìm maït bàòng dáöu maïy. Dáöu maïy coï nhiãût âäü tháúp åí cacte, theo hãû thäúng bäi trån âæåüc dáùn âãún caïc chi tiãút coï nhiãût âäü cao âãø taíi båït nhiãût vaì dáöu cacte laûi âæåüc laìm maït nhåì bäü taín nhiãût khäng khê. Dáöu bäi trån laì phæång tiãûn chênh âãø laìm maït piston. Nhæîng säú liãûu thæûc nghiãûm cho tháúy nhiãût âäü chaïy khoaíng 1090 - 1650 0C. Nhæîng pháön chênh cuía van coï nhiãût âäü khoaíng 540 - 1095 0C, nhiãût âäü piston lãn tåïi 5400C. Trong khi âoï thiãúc vaì chç âæåüc duìng âãø chãú taûo caïc chi tiãút baûc âåí coï nhiãût âäü noïng chaíy tháúp 232 0C vaì 327 0C. Dáöu åí cacte coï nhiãût âäü trong khoaíng 90 - 140 0C âæåüc âæa tåïi äø âåí âãø háúp thuû båït nhiãût tai âáy, duy trç mäüt nhiãût âäü äøn âënh khoaíng120 - 135 0C. Chæïc nàng laìm maït naìy âoìi hoíi dáöu phaíi chëu nhiãût cao, coï tênh cháút äøn âënh, khäng bë biãún cháút do taïc duûng cuía oxy trong khäng khê åí nhiãût âäü cao. Do âoï trong thæûc tãú trong dáöu nhåìn, ngæåìi ta coï cho thãm mäüt säú phuû gia chäúng oxy hoïa. I.2.5 Dáöu nhåìn laìm kên maïy. Ngoaìi taïc duûng bäi trån maïy, chäúng àn moìn kim loaûi, laìm giaím maìi moìn maïy, laìm maït maïy coìn coï taïc duûng laìm kên maïy. Thæûc tãú bãö màût cuía xecmàng, raính xecmàng vaì thaình xylanh khäng bàòng phàóng chênh vç thãú håi âäút tæì trong buäöng âäút coï aïp suáút cao loüt ra ngoaìi vaìo cacte nåi coï aïp suát tháúp, laìm giaím cäng suáút cuía âäüng cå. Dáöu maïy coï chæïc nàng láúp vaìo caïc läø träúng giæîa bãö màût xecmàng vaì thaình xylanh coï taïc duûng laìm kên, ngàn caín täúi âa khäng cho caïc loaûi khê noïng trong quaï trçnh âäút chaïyâi qua xecmàng cuía piston âi vaìo cacte. I.2.6 Dáöu nhåìn laìm saûch maïy. Trãn bãö màût chi tiãút coï ma saït, trong quaï trçnh laìm viãûc thæåìng coï vaíy ràn troïc ra khoíi bãö màût. Dáöu bäi trån seî cuäún träi caïc váøy troïc, sau âoï giæî laûi trong báöu loüc cuía hãû thäúng bäi trån, traïnh cho bãö màût chi tiãút coï ma saït bë caïo xæåïc. Trong âäüng cå Diesel hay âäüng cå duìng xàng pha chç, khi nhiãn liãûu chaïy taûo ra muäüi than hay muäüi chç, hçnh thaình càûn buìn vaì càûn cæïng baïm trãn thaình piston nhiãöu gáy chaïy xecmàng, laìm tàõc ngheín caïc bäü loüc, âæåìng dáùn dáöu bäi trån. Càûn buìn âæåüc taûo thaình do sæû kãút håüp giæîa håi næåïc, buûi, saín pháøm xuäúng cáúp vaì nhiãn liãûu chaïy dåí. Caûn cæïng laì saín pháøm laì saín pháøm cuía quaï trçnh oxy hoïa caïc håüp cháút keïm äøn âënh coï trong dáöu taûi nhiãût âäü vaì aïp suáút cao. Caïc bäü pháûnbåm, xecmàng, piston, äø âåí ráút dãù daìng âoïng càûn cæïng. Càûn buìn vaì càûn cæïng âãöu gáy taïc haûi låïn cho âäüng cå. Dáöu nhåìn våïi sæû coï màût cuía phuû gia táøy ræía seî coï taïc duûng ngàn caín sæû têch tuû cuía càûn buìn, càûn cæïng, giæî cho bãö màût caïc chi tiãút luän âæåüc saûch seî vaì taûo âiãöu kiãûn cho âäüng cå hoaût âäüng täút hån. Ngoaìi saïu chæïc nàng chênh âaî kãø ra åí trãn, dáöu nhåìn coìn coï mäüt säú chæïc nàng nhæ: - Truyãön nàng læåüng trong hãû thäúng thuíy læûc hoüc. - Giaím xäúc vaì giaím tiãúng äön. - Cho pheïp chuyãøn âäüng nhæîng cå cáúu âæåüc bäi trån taûi moüi nhiãût âäü. - Thuû âäüng våïi læîa, chäúng suíi boüt, vi khuáøn, taío, náúm ... I.3TÊNH CHÁÚT CAÏC LOAÛI DÁÖU GÄÚC CÅ BAÍN DUÌNG TRONG PHÄÚI TRÄÜN DÁÖU NHÅÌN. I.3.1 Dáöu gäúc chãú biãún tæì dáöu moí. Noïi chung, mäüt caïch truyãön thäúng phæång phaïp saín xuáút dáöu gäúc tæì dáöu moí bao gäöm nàm quaï trçnh xæí lyï cå baín sau âæåüc kãút håüp våïi nhau theo nhiãöu caïch tuìy thuäüc vaìo baín cháút cuía dáöu thä, khaí nàng cuía nhaì maïy loüc dáöu vaì yãu cáöu vãö âàûc træng, tênh cháút dáöu gäúc cáön saín xuáút. Så âäö cå baín saín xuáút dáöu gäúc. Pháön chiãút Càûn chæng cáút khê øn quyã Chæng cáút chán khäng Dáöu cáút nheû Dáöu cáút trung bçnh Dáöu cáút nà Càûn ûng gudron Taïch Asphal bàòng propane Chiãút bàòng dung mäi Dáöu cáút nheû Dáöu cáút trung bçnh Dáöu cáút nàûng Dáöu càûn Taïch saïp Laìm saûch bàòng H2 Saïp Dáöu gäúc · Chæng cáút chán khäng. Gazole (6 - 10%) Distillat trung bçnh (10 -20%) Dáöu + Dung mäi Så âäö thaïp chæng cáút chán khäng Pháön càûn cuía quaï trçnh chæng cáút khê quyãøn âæåüc âæa qua quaï trçnh chæng cáút chán khäng, cho pheïp thu âæåüc caïc phán âoaûn hydrocarbure coï säú nguyãn tæí cacbon täøng quaït trong khoaíng C25 - C60.Muûc âêch cuía bæåïc naìy laì âiãöu chènh âäü nhåït vaì nhiãût âäü chåïp chaïy cuía dáöu gäúc. Dáöu thä täút nháút cho viãûc saín xuáút dáöu gäúc laì dáöu coï chæïa nhiãöu hydrocarbon naphtene. · Khæí asphal pháön càûn chæng cáút chán khäng. Do trong gudron coï chæïa nhiãöu caïc cáúu tæí khäng coï låüi cho dáöu gäúc (10 - 50% dáöu ráút nàûng vaï asphal ), nãn nãúu âæa træûc tiãúp vaìo trêch ly seî khäng cho pheïp âaût cháút læåüng vaì hiãûu quaí mong muäún. Chênh vç thãú ngæåìi ta tiãún haình khæí asphal træåïc. Trong saín xuáút dáöu nhåìn, phäø biãún duìng propane loíng âãø khæí cháút nhæûa - asphal trong phán âoaûn càûn chæng cáút chán khäng. Asphal âæåüc taïch båíi propane loíng dæåïi aïp suáút 36 - 42 at. Propane tan trong dáöu vaì laìm kãút tuía asphal. Nhæûa âæåìng + dung mäi (haìm læåüng êt ) Propane Pha loaîng nguyãn liãûu båíi mäüt pháön dung mäi 900 C 600 C 35 bar 75 mm Hg 250/3000 C 120 mm Hg Distillat nheû (10 -20%) Càûn RAT (40%) nhiãn liãûu chæng cáút khê quyãøn Distillat nàûng (10 -20%) 350/3900 C Càûn RSV (35 -45%) ·Caïc quaï trçnh trêch ly chiãút taïch bàòng dung mäi. Muûc âêch cuía quaï trçnh trêch ly laì chiãút taïch caïc cáúu tæí khäng mong muäún chæïa trong caïc phán âoaûn dáöu nhåìn maì bàòng chæng cáút chán khäng khäng thãø loaûi ra âæåüc. Caïc cáúu tæí naìy thæåìng laìm cho dáöu sau mäüt thåìi gian baío quaín hay sæí duûng bë biãún âäøi maìu sàõc, tàng âäü nhåït, xuáút hiãûn caïc håüp cháút coï tênh axêt khäng tan trong dáöu, taûo thaình càûn nhæûa vaì càûn buìn trong dáöu. Dung mäi âæåüc choün phaíi thoía maîn caïc yãu cáöu sau : - Phaíi coï tênh hoìa tan choün loüc. Tênh cháút naìy coìn âæåüc goüi laì âäü choün loüc cuía dung mäi. - Phaíi bãön vãö hoïa hoüc, khäng phaín æïng våïi caïc cáúu tæí nguyãn liãûu, khäng gáy àn moìn vaì dãù sæí duûng. - Coï gia thaình reí, dãù kiãúm. - Coï nhiãût âäü säi khaïc nhiãût âäü säi khaïc xa so våïi nhiãût âäü säi cuía caïc cáúu tæí cáön taïch âãø dãù daìng thu häöi dung mäi, tiãút kiãûm âæåüc nàng læåüng. Ba loaûi dung mäi coï cæûc âãø taïch pháön hydrocarbone thåm vaì càûn nhæûa ra khoíi caïc phán âoaûn dáöu nhåìn âæåüc sæí duûng phäø biãún âoï laì Phenol, furfurol vaì N- methylpirolydon. Raffinat + 15% dung mäi 900 C Dung mäi Nguyãn liãûu 700 C Extrait + 90% dung mäi ·Quaï trçnh taïch saïp. Saïp laì mäüt häùn håüp maì chuí yãúu laì caïc parafine phán tæí låïn vaì mäüt læåüng nhoí caïc hydrocarbon khaïc coï nhiãût âäü moïng chaíy cac (chuïng dãù kãút tinh åí nhiãût âäü tháúp) vaì keïm hoìa tan vaìo dáöu nhåìn åí nhiãût âäü tháúp. Vç thãú chuïng cáön phaíi taïch ra khoíi dáöu nhåìn. Coï hai loaûi quy trçnh cäng nghãû xæí lyï taïch parafine hiãûn nay âang âæåüc sæí duûng trong cäng nghiãûp âãø saín xuáút dáöu nhåìn. Y Quaï trçnh thæï nháút nháún maûnh vaìo taïc duûng cuía häùn håüp dung mäi hoìa tan dáöu nhæng âäöng thåìi kãút tuía paraphine. Quaï trçnh kãút tua naìy vaì quaï trçnh loüc tiãúp sau âoï âæåüc thæûc hiãûn åí nhiãût âäü tháúp vaì coï chi phê ráút låïn. Y Quaï trçnh thæï hai laì quaï trçnh xuïc taïc hydrocraquage coï taïc duûng chuyãøn hoïa, âäöng phán hoïa caïc n - parafine thaình i-parafine taûo saín pháøm. · Quaï trçnh laìm saûch bàòng hydro. quaï trçnh tinh chãú saín pháøm dáöu moí âaî taïch saïp laì quaï trçnh cáön thiãút nhàòm loaûi boí caïc cháút hoaût âäüng vãö màût hoïa hoüc, coï aính hæåíng låïn âãúnn âäü maìu cuía dáöu gäúc. Thæåìng caïc håüp cháút nitå coï aính hæåíng ráút maûnh âãún maìu sàõc cuîng nhæ âäü maìu cuía dáöu gäúc. Vç thãú phaíi loaûi boí chuïng, vaì âoï chênh laì yãu cáöu cuía quaï trçnh tinh chãú bàòng hydro. Nguyãn liãûu tiãúp xuïc våïi hydro trong âiãöu kiãn coï xuïc taïc, nhiãût âäü vaì aïp suáút cao. Thæåìng sæí duûng nhiãût âäü tæì 300 - 3700 C vaì aïp suáút tæì 40 - 60 at. Xuïc taïc thæåìng duìng laì Co - Molipden. Våïi cäng nghãû saín xuáút dáöu gäúc khäng ngæìng âæåüc caíi tãún nhàòm taûo ra caïc saín pháøm coï cháút læåüng täút hån, coï hiãûu quaí cao hån, kinh tãú hån.Mäüt trong nhæîng hæåïng caíi tiãún chuí yãúu cäng nghãû saínc xuáút dáöu gäúc laì viãûc aïp duûng caïc quaï trçnh xæí lyï bàòng hydro nhæ : Hydrocracking, hydroisome hoïa ... Bàòng caïch âoï coï thãø saín xuáút dáöu gäúc coï cháút læåüng cao, coï chè säú âäü nhåït cao, âäü äøn âënh hoïa hoüc täút, nhiãût âäü âäng âàûc tháúp. I.4.1.1 Thaình pháön hydrocarbon cuía dáöu gäúc. Dáöu gäúc chãú biãún tæì dáöu moí coï nhiãöu chuíng loaûi. tuy váûy, chuïng âæåüc saín xuáút tæì quy trçnh pha träün trãn cå såí bäún loaûi nguyãn liãûu laì : - Phán âoaûn dáöu nheû : Säi khoaíng 350 - 4000 C. - Phán âoaûn dáöu trung bçnh : Säi trong khoaíng 400 - 4500 C. - Phán âoaûn dáöu nàûng : Säi trong khoaíng 450 - 5000 C. - Phán âoaûn dáöu càûn : Säi khoaíng trãn 5000 C. Thaình pháön hoïa hoüc chuí yãúu cuía dáöu gäúc laì håüp pháön hydrocarbon, bao gäöm caïc nhoïm khaïc nhau vaì mäùi nhoïm coï nhæîng tênh cháút khaïc nhau. Nhoïm hydrocarbo naphten - parafine. Âáy laì nhoïm hydrocarbon chuí yãúu coï trong dáöu bäi trån, haìm læåüng cuía chuïng coï thãø lãn tåïi 40 -80% tuìy thuäüc loaûi dáöu moí.Nhoïm naìy coï cáúu truïc chuí yãúu laì hydrocarbon voìng naphten, coï kãút håüp våïi nhaïnh alkyl hoàûc iso-alkyl. Säú nguyãn tæí carbon trong phán tæí coï thãø tæì 20 - 70 nguyãn tæí carbon. Loaûi hydrocarbon naìy coï tênh bäi trån täút, tênh äøn âënh hoïa hoüc täút, do âoï chuïng laì tháön pháön täút cuía dáöu bäi trån. Ngoaìi ra coìn coï caïc hydrocarbon daûng n - parafine vaì iso - parafine våïi haìm læåüng khäng låïn. Loaûi hydrocarbon naìy coï tênh äøn âënh täút, tênh bäi trån êt thay âäøi theo nhiãût âäü, nhæng âäü nhåït tháúp, nhiãût âäü âäng âàûc laûi cao. Nhoïm hydrocarbon thåm vaì naphten thåm. Nhoïm naìy bao gäöm caïc håüp cháút trong daîy âäöng âàóng cuía benzen, naphten. Âäi khi coìn coï âäöng âàóng cuía phenatren vaì antraxen. Mäüt håüp pháön næîa laì caïc hydrocarbon häùn taûp, bao gäöm trong phán tæí caí voìng thåm vaì naphten. Nhoïm hydrocarbon naìy dãù bë oxy hoïa taûo ra caï håüp cháút keo nhæûa, âäöng thåìi coï tênh bäi trån thay âäøi nhiãöu theo nhiãût âäü, do âoï chuïng laì håüp pháön laìm giaím cháút læåüng dáöu thæång pháøm. Nhoïm hydrocarbon ràõn. Caïc hydrocarbon ràõn coï trong nguyãn liãûu saín xuáút dáöu bäi trån, âäi khi lãn tåïi 40 - 50% tuìy thuäüc baín cháút cuía dáöu thä. Sæû coï màût cuía nhoïm hydrocarbon naìy laìm tàng nhiãût âäü âäng âàûc, giaím khaí nàng sæí duûng dáöu åí nhiãût âäü tháúp, nhæng laûi laìm tàng tênh äøn âënh cuía âäü nhåït theo nhiãût âäü vaì tênh äøn âënh chäúng oxy hoïa. Ngoaìi nhæîng thaình pháön kãø trãn trong dáöu bäi trån coìn coï caïc håüp cháút hæîu cå chæïa læu huyình, nitå, oxy täön taûi åí daûng caïc håüp cháút nhæûa, asphalten. Âáy cuîng laì nhæîng håüp pháön laìm giaím cháút læåüng cuía dáöu bäi trån. Chuïng coï maìu sáøm, dãù bë biãún cháút, taûo càûn trong dáöu khi laìm viãûc åí nhiãût âäü vaì aïp suáút cao.Tuy váûy, sæû coï màût cuía chuïng våïi haìm læåüng nhoí thêch håüp trong dáöu thæång pháøm laì cáön thiãút laì cáön thiãút vç laìm tàng tênh baïm dênh cuía daìu âäúi våïi bãö màût kim loaûi, giuïp chäúng àn moìn, maìi moìn caïc chi tiãút maïy.Nhçn chung, dáöu gäúc âæåüc saín xuáút tæì dáöu moí coï nhæîng nhæåüc âiãøm sau : Tênh äøn âënh hoïa hoüc, tênäø000n âënh nhiãût khäng cao, khaí nàng laìm viãûc åí nhæîng nhiãût âäü tháúp khäng täút, khäng âaïp æïng âoìi hoíi bäi trån trong phaûm vi nhiãût âäü räüng... I.4.2 DÁÖU GÄÚC TÄØNG HÅÜP. Dáöu gäúc täøng håüp coï tênh æu viãût hån laì coï thãø laìm viãûc trong pháûm vi nhiãût âäü räüng hån, trå vãö màût hoïa hoüc, êt tiãu hao, tiãút kiãûm nàng læåüng khäng gáy âäüc haûi Dáöu täøng håüp ngaìy caìng coï nhiãöu æïng duûng trong caïc lénh væûc khaïc nhau nhæ duìng laìm dáöu nhåìn âäüng cå, dáöu baïnh ràng, dáöu phanh. Trong ngaình haìng khäng duìng dáöu täøng håüpâãø bäi trån tuäúc bin khê hoàûc laìm dáöu thuíy læûc. Trong cäng nghiãûp duìng laìm dáöu maïy neïn, cháút loíng thuíy læûc chäúng chaïy. Coï bäún nhoïm chuí yãúu cuía dáöu täøng håüp laì caïc hydrocarbon täøng håüp, caïc este hæîu cå, caïc este phosphat vaì caïc polyglyol. I.4.2.1 Nhoïm hydrocarbon täøng håüp. Caïc hydrocarbon täøng håüp âæåüc saín xuáút nhåì caïc quaï trçnh polyme hoïa caïc oleïfine, alkyl hoïa caïc oleïfine hay caïc clo - parafine ...Trãn thæûc tãú thæåìng duìng caïc cháút nhæ polyisobutene, caïc olgom cuía caïc oleïfine, caïc polyalkylbenzen. Vãö màût cháút læåüng nhoïm dáöu täøng håüp naìy khäng thua keïm dáöu chãú biãún bàòng cäng nghãû hydrocracking vaì khaí nàng tiãúp nháûn phuû gia cuía chuïng khaï täút. I.4.2.2 Nhoïm caïc este hæîu cå. Caïc este hæîu cå duìng laìm dáöu nhåìn täøng håüp bao gäöm caïc este diaxêt vaì este polyol. a) Caïc este diaxêt. Dáöu täøng håüp gäúc este diaxêt coï nhiãût âäü âäng âàûc ráút tháúp -50 âãún -600 C, âäü bãön nhiãût cao vaì khaí nàng táøy ræía täút. Caïc este diaxêt âæåüc âiãöu chãú tæì phaín æïng cuía diaxêt våïi ræåüu chæïa mäüt nhoïm chæïc hydroxyt. Caïc axêt thæåìng duìng laì adipic, axêt azelaic, axêt sebasic. Caïc ræåüu duìng laì 2- etylhexyl, trimetylhexyl, isodexyl vaì tridexyl. b) Caïc este polyol. Âæåüc âiãöu chãú tæì polyglycol vaì monoaxêt no. Dáöu täøng håüp gäúc este polyol coï nhiãût âäü âäng âàûc -30 âãún -700 C. Chè säú âäü nhåït tæì 120 - 160, âäü bãön nhiãût khaï cao. I.4.2.3 Nhoïm este phosphat. Âàûc træng chung cuía caïc este phosphat laì tênh chëu nhiãût cao hån nhiãöu so våïi dáöu khoaïng vaì tênh bäi trån cuîng täút hån, traïnh âæåüc sæû beïn læía thæåìng xaíy ra âäúi våïi nhæîng dáöu khoaïng thäng thæåìng. Dáöu naìy coï nhiãût âäü âäng âàûc tæì -50 C âãún -200 C. I.4.2.4 Nhoïm polyalkyl glycol. Laì nhæîng håüp cháút polyme âæåüc täøng håüp trãn cå såí caïc monome. Caïc polyalkyl glycol coï hai loaûi : Tan vaì khäng tan trong næåïc. a) Polyalkyl glycol tan trong næåïc âæåüc duìng laìm dáöu phanh thuyí læûc, laìm cháút loíng thuyí læûcchëu læîa trong gia cäng càõt goüt kim loaûi, trong chãú biãún cao su täøng håüp... b) Polyalkyl glycol khäng tan trong næåïc duìng pha chãú caïc loaûi dáöu thuyí læûc cäng nghiãûp, dáöu bäi trån caïc maïy neïn laûnh kiãøu truûc vêt... Nhoïm polyalkyl glycol laì nhoïm cháút bäi trån tuyãût våìi, chuïng sæí duûng täút åí nhiãût âäü mäi træåìng tháúp nhæng âäöng thåìi cuîng âaím baío bäi trån täút åí nhiãût âäü ráút cao. I.5 TÊNH CHÁÚT CÅ BAÍN CUÍA CAÏC LOAÛI PHUÛ GIA DUÌNG TRONG PHÄÚI TRÄÜN DÁÖU NHÅÌN. Phuû gia laì nhæîng håüp cháút hæîu cå, cå kim, vä cå tháûm chê caïc nguyãn täú hoaï hoüc âæåüc pha vaìo saín pháøm dáöu måí våïi näöng âäü thäng thæåìng 0.01- 5% khäúi læåüng.Trong vaìi træåìng håüp, mäüt säú phuû gia dao âäüng tæì vaìi pháön triãûu âãún trãn 10%. Coï thãø sæí duûng tæìng phuû gia riãng biãût, cuîng coï thãø duìng häùn håüp mäüt säú phuû gia âæåüc pha träün thaình phuû gia âoïng goïi sau âoï seî âæåüc âæa tiãúp vaìo dáöu. Mäüt säú phuû gia coï taïc duûng náng cao nhæîng pháøm cháút âaî coï sàôn cuía dáöu, mäüt säú khaïc taûo cho dáöu coï nhæîng pháøm cháút måïi cáön thiãút. Caïc loaûi phuû gia khaïc nhau coï thãø häø tråü láùn nhau taûo ra hiãûu æïng tæång häø, nhæng cuîng coï nhæîng phuû gia coï hiãûu æïng âäúi khaïng nhau nghéa laì laìm giaím taïc duûng cuía nhau, tæång taïc våïi nhau taûo ra nhæîng saín pháøm khäng tan hoàûc aính hæåíng xáúu tåïi pháøm cháút cuía dáöu. Hiãûn trãn thë træåìng coï nhiãöu nhaîn hiãûu phuû gia khaïc nhau, gäöm nhæîng nhoïm chênh sau : Phuû gia chäúng oxy hoaï, phuû gia tàngchè säú âäü nhåït, phuû gia haû âiãøm âäng, phuû gia táøy ræía, phuû gia chäúng taûo boüt, phuû gia khæí nhuí. I.5.1 Phuû gia tàng chè säú âäü nhåït. Phuû gia naìy tan âæåüc trong dáöu, chuïng laì caïc polyme coï taïc duûng laìm tàng âäü nhåït cuía dáöu.Âàc biãût chuïng coï thãø laìm tàng ráút êt âäü nhåït cuía dáöu åí nhiãût âäü tháúp, nhæng åí nhiãût âäü cao laûi laìm tàng âäü nhåït cuía dáöu mäüt caïch âaïng kãø. Nguyãn nhán cuía âàûc tênh trãn laì do åí nhiãût âäü tháúp caïc phán tæí polyme åí daûng xoàõn laûi chuïng laìm âäü nhåït cuía dáöu tàng ráút êt. Ngæåüc laûi åí nhiãût âäü cao caïc phán tæí polyme åí daûng duäøi ra vaì laìm tàng âaïng kãø âäü nhåït cuía dáöu. Caïc phuû gia naìy âæåüc chia laìm hai nhoïm, nhoïm hydrocarbon vaì nhoïm este. - Nhoïm hydrocarbon coï caïc loaûi : Copolyme etylen - propylen, polyisobutylen, copolyme styren - isopren. - Nhoïm este coï caïc loaûi :Polymetacrylat, polyacrylat vaì caïc copolyme cuía este styrenmaleic. I.5.2 Phuû gia haû nhiãût âäü âäng âàûc. Dáöu khoaïng coï thãø chæïa saïp parafine. Khi cháút bäi trån bë laìm laûnh, saïp seî kãút tinh thaình caïc tinh thãø coï cáúu truïc kiãøu læåïi màõt caïo vaì ngàn caín sæû chaíy cuía dáöu. Caïc cháút haû âiãøm âäng laì caïc phuû gia haû tháúp nhiãût âäü âäng âàûc cuía dáöu bäi trån do laìm cháûm quaï trçnh taûo thaình caïc tinh thãø coï kêch thæåïc låïn cuía parafine ràõn nhåì chuïng bao boüc xung quanh hoàûc cuìng kãút tinh våïi parafine. Do âoï chè taûo thaình caïc tinh thãø nhoí thay vç caïc tinh thãø låïn åí daûng caïc âaïm váùn xäúp hçnh thaình khi khäng coï caïc phuû gia haû âiãøm âäng. Sæû biãún âäøi hçnh daûng parafine ràõn nhæ váûy laìm giaím khaí nàng caïc tinh thãø chäöng cheïo, âan caìi vaìo nhau caín tråí doìng chaíy cuía dáöu, nhåì thãú dáöu váùn læu chuyãøn täút khäng bë âäng cæïng laûi. Pháön låïn caïc phuû gia haû nhiãût âäü âäng âàûc coï chæïa caïc saín pháøm polyne hoaï vaì ngæng tuû. Trong säú chuïng coï mäüt säú loaûi âäöng thåìi laì phuû gia caíi thiãûn âäü nhåït. Nhæîng phuû gia loaûi naìy thæåìng âæåüc duìng laì : - Polyacrylat vaì polymetacrylat tæì C12 âãún C24. - Caïc polyme alphaolefine vaì caïc copolyme. I.5.3 Phuû gia chäúng taûo boüt. Sæû taûo boüt aính hæåíng xáúu tåïi tênh cháút bäi trån cuía dáöu vaì laìm tàng sæû oxy hoaï cuía chuïng do khäng khê träün maûnh vaìo dáöu. Trong thæûc tãú, sæû taûo boüt cuía dáöu laì mäüt váún âãö hãút sæïc lo ngaûi. Khi taûo boüt laìm cho dáöu bë tháút thoaït nhiãöu, ngàn caín sæû læu thäng tuáön hoaìn cuía dáöu, gáy nãn hiãûn tæåüng bäi trån khäng âáöy âuí, laìm tàng thåìi gian phaín häöi cuía hãû thäúng thuyí læûc. Khaí nàng haûn chãú sæû taûo boüt cuía dáöu khaïc nhau roî rãût vaì phuû thuäüc vaìo baín cháút cuía dáöu thä, baín cháút phæång phaïp chãú biãún vaì âäü nhåït cuía dáöu. Âãø haûn chãú sæû taûo boüt coï thãø sæí duûng phuû gia chäúng taûo boüt Silicon loíng, âàûc biãût laì polymetyl siloxan : CH3 ( Si O)n CH3 Laì cháút chäúng taûo boüt hiãûu quaí nháút våïi näöng âäü pha chãú tæì1-20 ppm. Thäng thæåìng näöng âäü cháút pha chãú chäúng taûo boüt laì 3-5 ppm âäúi våïi dáöu âäüng cå vaì 15- 20 ppm âäúi våïi dáöu truyãön âäüng ätä. Ngoaìi ra nhæîng cháút nhæ polymetacrylat, etanolamin, naphtalen alkyl hoaï ... cuîng laì nhæîng phuû gia chäúng taûo boüt thêch håüp cho dáöu. I.5.4 Phuû gia khæí nhuî vaì taûo nhuî. PHÁÖN II. PHÄÚI TRÄÜN DÁÖU NHÅÌN. I.Giåïi thiãûu. Phäúi träün laì kháu cuäúi cuìng cuía quaï trçnh saín xuáút dáöu nhåìn. Dáöu gäúc sau khi saín xuáút ra tæì dáöu khoaïng, tæì dáöu täøng håüp hoàûc tæì dáöu taïi sinh khäng âaïp æïng âæåüc nhæîng yãu cáöu sæí duûng. Do âoï ngæåìi ta bäø sung vaìo caïc phuû gia våïi näöng âäü thêch håüp sao cho hiãûu quaí sæí duûng vaì hiãûu quaí kinh tãú cao nháút. Viãûc phäúi träün âæåüc thæûc hiãûn trong caïc thiãút bë khuáúy träün coï caïnh khuáúy, coï gia nhiãût . Dáöu sau khi âæåüc phäúi träün coï cháút læåüng âaïp æïng yãu cáöu âæåüc âoïng goïi vaì cung cáúp cho thë træåìng. II.Tiãún haình tênh toaïn phäúi träün. Dáöu nhåìn âa cáúp 15W - 40 phaíi phuì håüp våïi nhæîng raìng buäüc theo cáúp âäü A3- 98 theo tiãu chuáøn ACEA.Giåïi haûn âäü nhåït åí âiãöu kiãûn laûnh âæåüc xaïc âënh theo SAE J 300 taûi - 150 C laì 3500 (mPa.s). Do âoï ta coï âäü nhåït âäüng hoüc cuía dáöu 15W - 40 åí -150 C laì 4000 mm2/s. a) Choün dáöu gäúc : - hydrocracking cuía caïc haîng BP vaì TOTAL Vç lyï do : Dáöu gäúc thu âæåüc coï chè säú âä nhåït cao nhçn chung tæì trong khoaíng tæì 120 ÷ 130, coï âäü bay håi thaïp hån hai láön so våïi dáöu gäúc khoaïng, âäü äøn âënh nhiãût cao. Dáöu gäúc hydrocracking thu âæåüc coï cháút læåüng cao, coï giaï thaình tháúp tæì nguyãn liãûu coï giaï thaình tháúp. Dáöu gäúc khoaïng hydrocracking chuí yãúu duìng âãø phäúi träün våïi dáöu täøng håüp hoàûc dáöu gäúc khoaïng âãø taûo ra dáöu âäüng cå coï cáúp âäü nhåït theo SAE laì 15W-xx, 5W-xx, 10W-xx. - Dáöu täøng håüp PAO. Vç lyï do : Håüp cháút naìy laì loaûi dáöu gäúc coï âäü nhåït tháúp thêch håüp cho viãûc pha chãú caïc loaûi dáöu nhåìn âäüng cå coï âäü nhåït tháúp.Noï coï thãø âæåüc xem laì mäüt dáöu gäúc khoaïng âàûc biãût coï tênh cháút saïnh ngang våïi thaình pháön täút nháút tçm tháúy trong dáöu nhåìn gäúc dáöu moí. Chuïng coï phaûm vi hoaût âäüng räüng tæì -540 C÷3150 C, bãön oxy hoaï åí nhiãût âäü 2000 C. Mäüt säú æu âiãøm cuía dáöu täøng håüp (PAO) so våïi dáöu gäúc khoaïng âæåüc cho åí baíng sau : Baíng 1 : Nhæîng æu diãøm cuía dáöu täøng håüp so våïi dáöu gäc khoaïng : Æu âiãøm kyî thuáût. Æu âiãøm æïng duûng. Âäü bãön oxy hoaï cao Nhiãût âäü laìm viãûc cao hån Âàûc træng nhiãût nhåït tháúp Khoaíng nhiãût âäü laìm viãûc räüng. Âäü bay håi tháúp Giaím thiãøu tiãu hao dáöu. Haû âiãøm âäng âàûc Laìm viãûc âæåüc åí nhiãût âäü tháúp hån Khaí nàng bäi trån täút hån Tiãút kiãm âæåüc nàng læåüng Khäng âäüc haûi Khäng gáy âäüc haûi khi tiãúp xuïc våïi thæûc pháøm b) Choün goïi phuû gia âa nàng duìng cho dáöu bäi trån cáúp âäü theo API-ASTM-SAE âäúi våïi âäüng cå xàng (SAE J183 01.08.1997) SH. Viãûc læûa choün vaì sæí duûng phuû gia cuîng liãn quan âãún dáöu gäúc sæí duûng pha chãú. Coï thãø noïi dáöu gäúc aính hæåíng lãn phuû gia qua hai khaí nàng : Y Tênh tæång håüp : Dáöu gäúc mang tênh axit, baze, trung tênh tuyì thuäüc vaìo quaï trçnh taïch loaûi, xæí lyï. Phuû gia sæí duûng cuîng mang tênh axit, baze, trung tênh ... Cho nãn chuïng aính hæåíng træûc tiãúp âãún dáöu thaình pháøm. Y Tênh hoaì tan : Dáöu gäúc coï thãø hoaì tan ráút täút hoàûc quaï xáúu våïi caïc phuû gia âæa vaìo. Tuy nhiãn sæû hoaì tan åí mæïc âäü thêch håüp seî hiãûu quaí hån. Båíi vç nãúu tênh hoaì tan quaï täút sez gáy aính hæåíng âãún khaí nàng baïm dênh cuía phuû gia lãn bãö màût kim loaûi. Nãúu tênh quaï xáúu thç sæû âäöng nháút khoï xaíy ra laìm aính hæåíng âãún khaí nàng hoaì tan cuía phuû gia trong dáöu. Goïi phuû gia âa nàng coï chæïa nhæîng loaûi phuû gia sau : - Phuû gia phán taïn khäng tro. - Phuû gia táøy ræía cå kim. - Phuû gia chäúng oxy hoïa. - Phuû gia chäúng maìi moìn. Viãûc læûa choün phuû gia âoïng goïi cho vaìo dáöu bäi trån âäüng cå xàng chuí yãúu dæûa vaìo haìm læåüng tro sulphat, vaì trë säú kiãöm täøng. Theo tiãu chuáøn ACEA A3- 98, haìm læåüng tro sulphat coï trong dáöu nhåìn âäüng cå xàng < 1,5 % khäúi læåüng. Ta coï caïc nhaîn hiãûu phuû gia sau : Y Lubrizol® 4980 N. Coï caïc âàûc tênh hoïa hoüc sau : Min % khäúi læåüng Max % khäúi læåüng Ca 2.05 2.5 P 0.75 0.92 S 3.2 Zn 0.83 1.02 N 0.60 0.72 ·Tênh haìm læåüng càûn sulphat. Dæûa vaìo haìm læåüng kim loaûi Ca, Zn coï trong phuû gia, ta xaïc âënh âæåüc haìm læåüng tro sulphat theo caïch sau : % Càûn sulphat = MZn MZnso Zn MCa MCaso Ca 44 .%.% + ⇒ %Càûn sulphat = =+ 65 161.02,1 40 136.5,2 11.026 %. Haìm læåüng phuû gia Lubrizol® 4980 N khi cho vaìo dáöu gäúc hydrocracking laì 13% (do nhaì saín xuáút quy âënh ). Khi âoï haìm læåüng càûn sulphat trong dáöu bäi trån do phuû gia âoïng goïi mang laûi laì 11,026.13/100 = 1,43 % < 1,5 % thoía maîn yãu cáöu âàût ra cuía ACEA A3 - 98. ·Tênh chè säú kiãöm BN. - Tênh chè sä