Hóa dầu - Bài 9: Nhiên liệu diesel (do)

c, các chất chống mài mòn ở áp suất cao, các cấu tử giảm ma sát và các bột màu hay thuốc nhuộm Phần lớn các loại nguyên liệu này đều có chức năng tƣơng tự nhƣ các nguyên liệu đƣa vào dầu bôi trơn. Molipden disunfit đƣợc sử dụng trong nhiều loại mỡ để dùng ở những nơi có trọng tải lớn, tốc độ trên bề mặt thấp và các chuyển động giao động có liên quan.Trong các ứng dụng này việc sử dụng molysulfied (hay còn gọi là moly) làm giảm ma sát và mài mòn. Polyethylene và Teflon đƣợc chuyển hoá cũng có thể đƣợc sử dụng trong các ứng dụng này. 5. Phân loại mỡ tồn chứa Mỡ đặc bôi trơn chế tạo từ xà phòng canxi thƣờng dùng bôi trơn cho các máy bơm nƣớc, máy nông nghiệp, trục, các đăng vì khả năng chịu nƣớc tốt. Mỡ đặc chế tạo từ xà phòng natri thƣờng dùng cho các ổ bi với tốc độ cao vì có nhiệt độ sử dụng cao. Mỡ đặc chế tạo từ xà phòng aluminium, dùng thích hợp với các máy ly tâm vì có sức bám dính tốt. Mỡ đặc chế tạo từ xà phòng litium thƣờng dùng trong máy bay sử dụng trong điều kiện nhiệt độ thấp. Mỡ bôi trơn thƣờng đƣợc phân chia theo độ cứng: độ cứng cấp 1 (dạng nhão), cấp 2 (dạng kem), cấp 3 (dạng gần nhƣ rắn). Tùy theo tốc độ quay, độ kín của ổ trục, vị trí ổ trục, nhiệt độ làm việc, môi trƣờng làm việc, mômen xoắn lúc khởi động,... mà chọn lựa mỡ với độ cứng phù hợp. Tuy nhiên, còn phải chọn loại mỡ đƣợc chế tạo từ loại nhớt có độ nhớt phù hợp với tính chất bôi trơn, để bảo đảm tạo đƣợc màng nhớt có độ dày tối thiểu nhƣng đủ độ tin cậy khi làm việc. 6. Xác định các chỉ tiêu của mỡ bôi trơn Các chỉ tiêu của mỡ bôi trơn nhƣ đã nêu trong mục 2, bao gồm: độ đặc, độ nhớt biểu kiến và điểm nhỏ giọt. Việc xác định các chỉ tiêu trên đƣợc thực hiện nhƣ sau: Độ đặc: Khi mẫu đƣợc chuẩn bị theo tiêu chuẩn ASTM D217, chóp hình côn đƣợc thả ra và cho phép lún ngập vào trong mỡ dƣới sức nặng của nó trong thời gian 5 giây. Độ sâu mà hình chóp côn đã lún vào trong mỡ đƣợc đọc với độ chính xác 1/10 mm và đƣợc ghi nhận là độ đâm xuyên của mỡ. Vì hình chóp côn sẽ lún sâu hơn trong các loại mỡ xốp hơn, độ đâm xuyên càng cao tức là mỡ càng xốp. Độ đâm xuyên theo tiêu chuẩn ASTM thƣờng đo ở 25oC. Ngoài thiết bị chuẩn (ASTM D217), các thiết bị hình côn dạng ½ và ¼ 152 (ASTM D.1403) cũng đƣợc sử dụng để đo độ đâm xuyên của các mẫu nhỏ. Hệ số cân bằng đƣợc sử dụng để hiệu chỉnh độ đâm xuyên xác định từ ASTM D.1403 về tiêu chuẩn ASTM D217. Độ nhớt biểu kiến: đƣợc xác định dựa trên tiêu chuẩn ASTM D.1092. Trong phép thử này mẫu mỡ đƣợc đẩy qua một bộ các ống mao quản với một tốc độ đƣợc đặt trƣớc. Từ kích thƣớc của ống mao quản, với tốc độ đã biết trƣớc và áp suất đẩy mỡ qua các ống mao quản trong điều kiện cân bằng ta sẽ tính đƣợc độ nhớt biểu kiến của mỡ. Các kết quả ghi nhận một cách hình ảnh là độ nhớt biểu kiến tỷ lệ nghịch với tốc độ trƣợt ở nhiệt độ không đổi hay nó tỷ lệ nghịch với nhiệt độ ở tốc độ trƣợt không đổi. Điểm nhỏ giọt: có hai quy trình đƣợc sử dụng để kiểm tra là ASTM- D.566 và ASTM-D.2265 (khác nhau ở thiết bị gia nhiệt và do vậy có giới hạn trên của nhiệt độ cũng khác nhau). Bình chứa dầu sử dụng trong ASTM-D.566 với giới hạn điểm nhỏ giọt có thể đo đƣợc là 260oC. Trong ASTM-D.2265 sử dụng là gia nhiệt khung nhôm với giới hạn đo là 330oC. Các loại mỡ đƣợc làm đặc bằng xà phòng thông thƣờng không có điểm nhỏ giọt xác định nhƣng nó có dải nhiệt độ nóng chảy ở đó nó trở nên mềm hơn. Một vài loại mỡ khác có thể không thay đổi về trạng thái nhƣng phần dầu tách ra.Trong trƣờng hợp này chỉ có những quy trình kiểm tra chuyên dùng và đƣợc khống chế để xác định nhiệt độ có thể làm cơ sở để xác định đặc tính của mỡ. 7. Thực hành: XÁC ĐỊNH ĐIỂM NHỎ GIỌT CỦA MỠ - ASTM D 566 7.1 Phạm vi áp dụng Phƣơng pháp này dùng để xác định độ nhỏ giọt của mỡ nhờn. Phƣơng pháp không dùng cho nhiệt độ > 288 C0 . Với nhiệt độ cao hơn sử dụng phƣơng pháp D2265. 7.2 Mục đích và ý nghĩa Thông thƣờng, nhiệt độ nhỏ giọt là nhiệt độ mà tại đó mỡ chuyển từ trạng thái bán rắn sang lỏng dƣới điều kiện thử. Sự thay đổi trạng thái này là điển hình cho mỡ có chứa xà phòng làm đặc loại thƣờng. Mỡ chứa các chất làm đặc khác xà phòng thông thƣờng sẽ tách dầu mà không làm thay đổi trạng thái. Phƣơng pháp này có ích giúp cho việc định danh mỡ về chủng loại và để thiết lập duy trì dấu hiệu kiểm tra chất lƣợng. Kết quả chỉ đƣợc coi nhƣ có ý nghĩa giới hạn về khía cạnh tính năng vì đây là thử nghiệm tĩnh. 153 7.3 Tóm tắt phƣơng pháp Mẫu mỡ chứa trong cốc nhỏ treo trong ống thử đƣợc gia nhiệt trong bể dầu với tốc độ định trƣớc. Nhiệt độ mà tại đó mà mẫu rơi từ lỗ ở đáy cốc đƣợc lấy trung bình với nhiệt độ của bể dầu và đƣợc ghi nhận là điểm nhỏ giọt của mỡ. 7.4 Tiến hành thực nghiệm 7.4.1 Thiết bị và hóa chất - Nhiệt kế -5 ÷ 3000C chia 10/ vạch - Mỡ - Ống đồng - Cốc thủy tinh 500 ml - Chén đựng mẫu bằng đồng mạ Crôm - Mảnh giấy lọc - Chất tải nhiệt - Bếp điện - Que khuấy - Ống nghiệm chịu nhiệt 7.4.2 Chuẩn bị thiết bị Làm sạch cốc và ống thử bằng dung môi spirit. Chỉ sử dụng cốc sạch. Khi mặt trong của cốc có dấu hiệu bị mòn, bỏ đi. Khi dùng cốc mới, kiểm tra kích thƣớc bằng cái định cỡ nắp cốc. Kiểm tra đáy bằng que 2,72 mm dễ dàng xuyên qua, còn que 2,82 mm thì không. Nếu lỗ nhỏ thì khoan rộng ra, còn lớn quá thì bỏ đi. Kiểm tra ống thử, bầu nhiệt kế và độ sạch. Kiểm tra dẫn hƣớng vòng lie, nút trên. Dung sai tổng giữa dẫn hƣớng vòng lie và thành trong của ống thử là 1,5mm. 7.4.3 Quy trình thực nghiệm Nhồi đầy mỡ vào cốc bằng cách ấn miệng rộng vào mỡ. Bỏ mỡ dƣ bằng dao. Ấn nhẹ cốc, giữ thẳng đứng với miệng nhỏ xuống dƣới. Xuyên que kim loại từ dƣới lên trên đến khi nó nhô lên 25mm. Ấn que vào cốc sao cho que kim loại tiếp xúc với đƣờng chu vi thấp và cao của cốc. Giữ tiếp xúc này, xoay cốc trên que theo ngón trỏ để tạo chuyển động xoắn xuống phía dƣới que để loại phần mỡ hình chớp dính dọc theo que. Khi cốc đạt đến điểm cuối que, rút cẩn thận que ra khỏi cốc sao cho màng phẳng không có bọt khí, có độ dày mong muốn còn giữ lại trong cốc. Đặt nút lie vào nhiệt kế. Nhờ cái định cỡ độ sâu nhiệt kế đặt trong ống thử, chỉnh lại vị trí nút lie trên của nhiệt kế sao cho đáy bầu nhiệt kế vừa khít vào cái định cỡ độ sâu. Thay cái định cỡ bằng cốc mỡ sao cho nhiệt kế đƣa vào nằm ở độ sâu đã định. Khi đó bầu nhiệt kế không chạm vào mẫu mỡ cũng nhƣ cốc. Treo ống thử vào thiết bị nhƣ chỉ dẫn. 154 Tiến hành gia nhiệt với tốc độ 4 – 7 C0 /phút đến khi đạt nhiệt độ khoảng 17 C0 dƣới điểm nhỏ giọt dự kiến. Khi đó giảm tốc độ gia nhiệt xuống 1– 1,50C/phút. Sự khác nhau giữa buồng gia nhiệt và ống thử là 1 – 2 C0 . Khi nhiệt độ tăng, mỡ sẽ đều đặn nhô ra khỏi lỗ cốc. Khi giọt mỡ rớt xuống, ghi nhiệt độ của 2 nhiệt kế và lấy giá trị trung bình chính xác đến 1 C0 làm điểm nhỏ giọt. Nếu mỡ chảy thành dạng sợi thì chỉ ghi nhận nhiệt độ khi giọt mỡ chạm đáy. Có thể thực hiện đồng thời nhiều mẫu cùng 1 lúc, miễn là hai mẫu có xấp xỉ cùng nhiệt độ nhỏ giọt. 7.5 Báo cáo kết quả Báo cáo nhiệt độ nhỏ giọt chính xác đến 1 C0 Điểm chảy của mở đƣợc tính theo công thức sau: DP = ODP + [(BT - ODP)/3] Trong đó: DP: Điểm chảy, oC ODP: Nhiệt độ điểm chảy quan sát đƣợc từ nhiệt kế,oC BT: Nhiệt độ của buồng gia nhiệt, đọc từ màn hình máy, oC. Bảng kết quả: Tên mẫu ODP BT DP 7.6 Độ chính xác Độ lặp lại: 7 C0 Độ tái lặp: 13 C0 155 BÀI 15. DẦU NHỜN TỔNG HỢP VÀ CHẤT LỎNG CHUYÊN DÙNG Mã bài: HD B15 Giới thiệu Do nhu cầu bôi trơn của thiết bị và máy móc công nghiệp ngày càng đa dạng nên đã ra đời một loại dầu nhờn mà dầu gốc đƣợc tổng hợp từ các hợp chất hữu cơ có phân tử lƣợng thấp hơn dầu khoáng. Mục tiêu thực hiện Học xong bài này học viên sẽ có khả năng: - Mô tả các đặc tính và ứng dụng của dầu nhờn tổng hợp. - Xác định các chỉ tiêu chính của dầu nhờn tổng hợp nhƣ: độ nhớt và nhiệt độ chớp cháy. - Thực hiện các thí nghiệm làm trong PTN . Nội dung chính 1. Vai trò của dầu nhờn tổng hợp Dầu nhờn chủ yếu đƣợc sản xuất từ dầu khoáng mà nguồn gốc của nó đi từ dầu mỏ. Tuy nhiên các tính chất của dầu nhờn đi từ dầu khoáng, dù đã đƣợc xử lý sâu bằng nhiều phƣơng pháp xử lý bằng hydro... cũng không thỏa mãn đƣợc các yêu cầu bôi trơn của các máy móc và thiết bị công nghiệp hiện đại của ngành hàng không, quân sự,... Vì vậy, để đáp ứng đƣợc nhu cầu trên ngƣời ta đã sáng chế ra một loại dầu nhờn mà dầu gốc đƣợc tổng hợp từ các hợp chất hữu cơ có các nhóm chức là các ester, rƣợu đa chức,... Dầu nhờn tổng hợp có nhiều ƣu điểm hơn dầu khoáng nhƣ: khoảng nhiệt độ làm việc rộng (từ - 55oC đến 320oC), vẫn giữ đƣợc tính chất bôi trơn ở nhiệt độ cực thấp, tính bền, chống lại oxy hóa, bốc hơi ở nhiệt cao, đặc biệt có các tính chất riêng nhƣ có thể hoàn toàn không cháy hoặc có thể hòa lẫn trong nƣớc,... 2. Phân loại dầu nhờn tổng hợp Hiện nay, có hai phƣơng pháp phân loại phổ biến đối với dầu nhờn tổng hợp : Hình 15.1. Dầu nhờn tổng hợp 156 - Phân nhóm theo loại dầu có cùng tính chất đặc trƣng - Phân nhóm theo tính chất hóa học cơ bản. Trong bảng dƣới đây, theo phƣơng pháp phân loại phân nhóm theo tính chất hóa học cơ bản, trinh bày 4 nhóm dầu đƣợc phân loại và các ứng dụng tƣơng ứng với từng loại trong nhóm : Bảng 15.1. Phân loại phân nhóm theo tính chất hóa học và ứng dụng Các nhóm dầu tổng hợp Ứng dụng 1. Nhóm dầu hydrocacbon tổng hợp Dầu động cơ turbin, dầu máy nén và dầu bánh răng 2. Nhóm dầu ester hữu cơ Dầu động cơ, động cơ phản lực, dầu thủy lực, dầu máy nén 3. Nhóm dầu polyglycol Dầu phanh, dầu chịu lửa, dầu máy nén khí và dầu bánh răng 4. Nhóm dầu ester photphat Dầu nhờn và chất lỏng chịu lửa. Bốn nhóm dầu trên đây chiếm trên 90% lƣợng dầu tổng hợp hiện đang đƣợc sản xuất và sử dụng. 3. Điều chế dầu nhờn tổng hợp Trong thực tế, dầu nhờn tổng hợp thu đƣợc bằng các quá trình phản ứng hóa học, mà kết quả của các quá trình này là tạo ra các hợp chất hữu cơ có những tính chất nhƣ mong muốn. Các hợp chất này có thể là các poly- - olefin, alkylbenzel, các ester hữu cơ,... Ngày nay, công nghệ sản xuất dầu tổng hợp không ngừng đƣợc cải tiến để tạo ra các sản phẩm có chất lƣợng tốt hơn bằng việc áp dụng các công nghệ xử lý bằng hydro nhƣ hydrocracking, hydroizome hóa,Nguyên liệu cho các quá trình này là phân đoạn dầu nhờn thu đƣợc bằng cách chƣng cất chân không phần cặn của dầu mỏ có mạch cacbon từ C20 đến C35. Một trong những phƣơng pháp điều chế dầu nhờn tổng hợp đó là sử dụng quá trình hydrocracking (hay còn gọi là cracking dầu mỏ bằng hydro). Hydrocracking là quá trình bẻ gãy mạch hydrocacbon có sự tham gia của hydro. Trong quá trình này, đầu tiên các mạch cacbon dài bị bẻ gãy thành các hydrocacbon ở dạng khí có mạch C-C ngắn nhƣ C2 (ethylen) hoặc C4 (butylen). Sau đó những hydrocacbon này sẽ dần dần kết hợp thành các hợp chất poly- -olefin từ ethylen, polyisobutylen từ butylen, cũng có thể các hợp chất có nối đôi, nối ba, mạch phân nhánh và mạch vòng đƣợc hình thành. Do quá trình có sự hiện diện của hydro nên sản phẩm thu đƣợc đều là các 157 hydrocacbon no. 4. Chất lỏng chuyên dùng Chất lỏng chuyên dùng đƣợc chia ra thành các nhóm chính sau đây : 4.1. Nhũ cắt gọt kim loại: Nhũ cắt gọt kim loại đƣợc sản xuất từ dầu khoáng, các chất nhũ hoá, các phụ gia chống ăn mòn kim loại, phụ gia phân tán. Nhũ cắt gọt kim loại là dung dịch chuyên dùng để làm mát và bôi trơn trong quá trình gia công cắt gọt kim loại đặc biệt là kim loại đen, rửa sạch phôi kim loại, chống han gỉ, hạn chế sự biến động do nhiệt, giảm ma sát bề mặt làm việc, tăng tốc độ gia công. 4.2. Dầu tách khuôn và dầu kéo dây đồng Dầu tách khuôn và dầu kéo dây đồng đƣợc pha chế từ dầu tổng hợp cao cấp, chất nhũ hoá và các phụ gia chống dính và chống ăn mòn. Dầu tách khuôn đƣợc dùng với nƣớc sạch cho nhũ màu trắng sữa sử dụng để bôi trơn và làm mát khuôn trong quá trình đúc áp lực nhôm, quá trình đúc cao su, kéo dây đồng. Dầu tách khuôn giúp phôi tách ra khỏi khuôn một cách dễ dàng, đảm bảo độ chính xác của các chi tiết đúc, không gây ăn mòn khuôn và phôi đúc. Dầu kéo dây đồng có tác dụng chống kẹt xƣớc, đảm bảo độ bóng và chính xác của dây, không gây ăn mòn cho dây đồng và thiết bị kéo. 4.3. Dầu tách khuôn Dầu tách khuôn đƣợc pha chế từ dầu khoáng, phụ gia chịu tải, phụ gia chống dính. Dầu tách khuôn chuyên dùng để bôi trơn đầu chày trong quá trình ép áp lực nhôm, duy trì quá trình ép đƣợc liên tục, tăng độ bền cho khuôn, tạo độ bóng cho sản phẩm. 4.4. Dầu nhũ thuỷ lực Dầu nhũ thuỷ lực đƣợc pha chế từ dầu gốc chất lƣợng cao, chất hoạt động bề mặt, phụ gia phân tán, chống ăn mòn. Dầu Nhũ thuỷ lực đƣợc dùng làm chất lỏng thuỷ lực cho cột chống lò và dàn chống thuỷ lực trong công nghiệp khai thác quặng và than. 4.5. Chất làm mát động cơ Chất làm mát động cơ đƣợc sản xuất từ ethylene glycol và các phụ gia chống ăn mòn, phụ gia chống lắng cặn và một số phụ gia khác. Chất làm mát động cơ đƣợc pha với nƣớc dùng để làm mát động cơ tránh hiện tƣợng quá nhiệt động cơ, chống ăn mòn các kim loại trong hệ thống 158 làm mát động cơ, chống lắng cặn, bôi trơn các bộ phận chuyển động... 4.6. Dầu rửa các loại Dầu rửa đƣợc tổng hợp từ các chất hoạt động bề mặt có chọn lọc đạt chỉ tiêu chất lƣợng về bảo vệ môi trƣờng. Dầu rửa dùng để tẩy rửa dầu mỡ và các chất bẩn hữu cơ khác bám trên các đồ gia dụng (nồi, xoong, bát đĩa..) và các loại quần áo bằng lụa tơ tằm, len, dạ. Dầu rửa không hại da tay, tẩy sách chất bẩn, không độc hại. Dầu rửa xe máy có tính năng tẩy rửa mạnh, đƣợc dùng để tẩy các chất dầu mỡ gốc khoáng cũng nhƣ gốc động thực vật, các chất bẩn hữu cơ, bụi, đất... bám trên xe máy. Dầu rửa xe máy không hại da tay, không gây ăn mòn kim loại, không gây tróc sơn và làm tăng độ bóng cho xe máy. Dầu rửa tổng hợp đƣợc dùng để tẩy các chất dầu mỡ gốc khoáng cũng nhƣ gốc động thực vật, các chất bẩn hữu cơ, bụi, đất... bám trên kim loại, vải vóc, đồ nhựa, cao su, thuỷ tinh, sành sứ...Dầu không gây độc hại, không gây ăn mòn kim loại, không làm hƣ hỏng vật rửa. 5. Các chỉ tiêu chất lƣợng của dầu nhờn tổng hợp và chất lỏng chuyên dùng Bảng dƣới đây là các chỉ tiêu chất lƣợng của dầu nhờn tổng hợp và chất lỏng chuyên dụng với các giá trị điển hình và phƣơng pháp thử nghiệm kiểm tra đánh giá: Bảng 15.2. Các chỉ tiêu chất lƣợng của dầu nhờn tổng hợp Chỉ tiêu Giá trị điển hình Phƣơng pháp thử Tỷ trọng ở 25ºC, kg/l 1,04 - 0,90 ASTM D1298 Độ pH (dung dịch 5% trong nƣớc) 8,5 -9,0 ASTM D1287 Nhiệt độ chớp cháy cốc hở, ºC, min > 150ºC ASTM D 92 Độ nhớt động học (cSt) : - ở 40ºC - ở 100ºC 46,5 ±0,5 9±0,5 ASTM D 445 Độ bền nhũ Đạt IP 263/70/1994 Độ ăn mòn tấm gang Đạt IP 125/82/1994 159 Độ ăn mòn tấm đồng Đạt IP 263/70/1994 6. Ứng dụng của dầu nhờn tổng hợp và chất lỏng chuyên dùng Bảng dƣới đây cho biết những ứng dụng cơ bản nhất của dầu nhờn tổng hợp và chất lỏng bôi trơn tổng hợp. Bảng 15.3. Các ứng dụng cơ bản nhất của dầu nhờn tổng hợp Lĩnh vực ứng dụng Loại dầu nhờn/chất lỏng tổng hợp 1. Với ôtô: Sản xuât các loại dầu động cơ Sản xuất các loại dầu bánh răng Sản xuất các loại dầu phanh hydrocacbon tổng hợp, ester hữu cơ hydrocacbon tổng hợp Polyglycol 2. Với ngành hành không: Sản xuât các loại dầu turbin khí Sản xuất các loại chất lỏng thủy lực ester hữu cơ Polyglycol 3. Với các ngành công nghiệp: Sản xuât chất lỏng thủy lực chống cháy Sản xuất các loại dầu turbin khí Sản xuất các loại dầu máy nén ester photphat, Polyglycol ester hữu cơ, hydrocacbon tổng hợp Polyglycol, hydrocacbon tổng hợp, ester hữu cơ, 7. Thực hành: XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG TÁCH NƢỚC CỦA DẦU NHỜN – ASTM D 1401 7.1 Phạm vi ứng dụng Phƣơng pháp này dùng để xác định khả năng tách của dầu khoáng và dầu tổng hợp từ nƣớc. 7.2 Ý nghĩa của phƣơng pháp và sử dụng Phƣơng pháp kiểm tra này đƣợc xác định khả năng tách của nƣớc trong dầu đã nhiểm bẩn. Nó có thể dùng để kiểm tra những loại dầu mới hoặc đã qua sử dụng. 7.3 Tóm tắt phƣơng pháp Cho 40ml mẫu và 40ml nƣớc cất vào ống đong và khuấy trong 5 phút ở 54oC, thời gian yêu cầu cho việc phân tách phải đƣợc báo cáo kèm theo kết quả. Nếu quá trình phân tách xảy ra hoàn toàn hoặc thể tích phần nhũ tƣơng còn lại sau 30 phút để yên là ít hơn 3ml. Đọc thể tích dầu, nƣớc và lớp nhũ 160 tƣơng tại nhiệt độ kiểm tra. 7.4 Tiến hành thực nghiệm 7.4.1 Thiết bị - hóa chất a. Thiết bị: - Ống đong: 100ml, có thang đo từ 5 – 100ml và vạch chia nhỏ nhất là 1,0ml. - Bể gia nhiệt: có thể duy trì nhiệt độ 54 1oC - Cánh khuấy máy chèo, có kích thƣớc nhƣ sau: Chiều dài : 120 1,5 mm Chiều rộng : 19 0,5 mm Bề dầy : 1,5 mm - Cánh khuấy đƣợc gắn vào motor khuấy có thể điều chỉnh đƣợc tốc độ khuấy và tốc độ có thể đạt đƣợc tốc độ 1500 15 rpm. Hình 15.2 Thiết bị xác định khả năng tách nƣớc của dầu nhờn b. Hóa chất: - Nƣớc tinh khiết - Dung môi làm sạch, hydrocacbon nhẹ (naphtha) - Axeton 161 - Hóa chất làm sạch: HCl nóng 7.4.2 Chuẩn bị mẫu Phƣơng pháp kiểm tra này rất nhạy với một lƣợng nhỏ chất bẩn, do đó phải tồn trữ mẫu cẩn thận theo tiêu chuẩn ASTM D4057. 7.4.3 Chuẩn bị thiết bị Rửa sạch ống đong bằng dung môi làm sạch, sau đó rửa lại với axeton và bằng vòi nƣớc. Làm khô ống đong đến khi không còn giọt nƣớc nào dính trên thành ống đong. Làm sạch cánh khuấy với giẻ bằng cotton đã thấm ƣớt với dung mối làm sạch, sấy khô. Cánh khuấy bị đƣợc cong hay biến dạng thì không đƣợc sử dụng. 7.4.4 Quy trình thử nghiệm Gia nhiệt nƣớc trong bể ổn nhiệt đến nhiệt độ 54 1oC và duy trì ở nhiệt độ này trong suốt quá trình thử nghiệm. Cho nƣớc cất vào ống đong đến vạch 40ml và cho tiếp mẫu cần đo vào cho đến vạch 80ml, đặt ống đong vào trong bể ổn nhiệt và để yên trong 10 phút. Lắp hệ thống cánh khuấy vào trong ống chứa mẫu đến vị trí yêu cầu. Bắt đầu khuấy và quan sát lớp nhũ tƣơng, điều chỉnh tốc độ khuấy cho đến khi đạt đƣợc tốc độ 1500 15 rpm. Sau khi khuấy 5 phút, ngƣng khuấy và lấy cánh khuấy ra khỏi ống chứa mẫu và rửa sạch cánh khuấy (lƣu ý: phải để cho giọt lỏng cuối cùng trên cánh khuấy nhỏ xuống ống đong). Di chuyển ống đong đến một vị trí khác trong bể ổn nhiệt, để yên 5 phút (kể từ khi tắt và lấy cánh khuấy ra khỏi ống chứa mẫu) sau đó lấy ống đong chứa mẫu ra khỏi bể ổ nhiệt, quan sát và ghi nhận thể tích của lớp dầu, lớp nƣớc và lớp nhũ tƣơng. 7.5 Báo cáo kết quả Kết quả báo cáo có dạng nhƣ sau: 40-40-0(20): Quá trình phân tách xảy ra hoàn toàn sau 20 phút và có nhiều hơn 3ml nhũ tƣơng tại thời điểm 15 phút. 39-38-3(20): Quá trình phân tách không xảy ra hoàn toàn, sau khi kết thúc quá trình phân tách thể tích nhũ tƣơng còn lại là 3ml. 39-35-6(60): Có nhiều hơn 3ml nhũ tƣơng còn lại trong ống đong sau 60 phút, 39ml dầu – 35ml nƣớc và 6ml nhũ tƣơng. 41-37-2(20): Quá trình phân tách xảy ra không hoàn toàn, lớp nhũ tƣơng 162 còn lại sau 20 phút phân tách ít hơn 3ml. 43-37-0(30): Lớp nhũ còn lại ít hơn 3ml sau 30 phút phân tách, thể tích lớp nhũ tại thời điểm 25 phút là 3ml. 7.6 Sai số Sai số: không yêu cầu 163 BÀI 16. CÁC LOẠI HOÁ PHẨM VÀ DUNG MÔI DẦU MỎ Mã bài: HD B16 Giới thiệu Hoá phẩm dầu mỏ là tên gọi chung cho các hoá chất đƣợc sản xuất từ dầu mỏ hay còn gọi là các sản phẩm hoá dầu. Về chủng loại, có thể nói là vô cùng đa dạng và phong phú, chiếm đến 90% các sản phẩm hữu cơ mà con ngƣời có thể sản xuất đƣợc. Mục tiêu thực hiện Học xong bài này học viên sẽ có khả năng: - Mô tả tính chất và ứng dụng của các loại hóa phẩm và dung môi dầu mỏ. - Xác định đƣợc một số tính chất chính của dung môi dầu mỏ nhƣ: Thành phần cất, thành phần hóa học, so màu saybolt, trọng lƣợng phân tử v.v.. - Thực hiện các thí nghiệm làm trong PTN hóa dầu. Nội dung chính 1. Giới thiệu chung về dung môi công nghiệp. Dung môi công nghiệp đƣợc sản xuất từ dầu mỏ, thực chất là một loại xăng đặc biệt bao gồm các hydrocacbon C4 – C10 đƣợc chƣng cất trực tiếp từ dầu thô với các giới hạn sôi nhỏ và có độ bốc hơi tốt, nên đƣợc sử dụng nhƣ các dung môi. Dung môi công nghiệp có đặc tính chung là dung môi không cực, không có hoặc có rất ít các hợp chất chứa lƣu huỳnh, nên cho phép sử dụng trong trƣờng hợp tiếp xúc với các kim loại quý, hoặc trong công nghiệp sản xuất sơn. Vì trong sơn thƣờng có thành phần muối chì hoặc oxýt chì, nếu có lƣu huỳnh, chúng sẽ tạo ra sulfua chì có màu đen, làm hỏng sơn. Dung môi công nghiệp đƣợc sử dụng nhiều trong trích ly chất dẻo, dầu thực vật, công nghiệp cao su, keo dán, công nghiệp nhuộm, công nghiệp hoá chất, công nghiệp sơn,... Dung môi công nghiệp thƣờng có những loại đƣợc phân chia theo giới hạn sôi của chúng nhƣ ở bảng sau: Bảng 16.1. Phân chia dung môi công nghiệp theo giới hạn sôi Khoảng sôi, oC Lĩnh vực sử dụng 30 - 75 Trích ly chất thơm 40 – 100 Keo dán, tẩy chất bẩn trên len dạ 164 60 – 80 Trích ly chất béo, dầu thực vật, sản xuất mỡ xƣơng 70 – 100 Trích ly chất béo, dầu thực vật, công nghiệp cao su 100 - 130 Công nghiệp cao su, nhuộm tẩy chất bẩn, in 135 – 205 Dung môi nặng cho công nghiệp sơn White spirit 2. Dung môi và xăng dung môi. Dung môi là chất lỏng dùng để hoà tan những chất khác. Dung môi nói chung đƣợc áp dụng rộng rãi để chiết dầu mỡ thực vật, để sản xuất keo trong công nghiệp cao su và chế tạo vécni và sơn dầu. Ngoài ra dung môi còn đƣợc sử dụng trong các mục đích kỹ thuật khác nhƣ rửa các chi tiết máy, giặt quần áo, tổng hợp da nhân tạo,... Dung môi nói chung bao gồm có: - Nhóm xăng dung môi, trong đó gồm có xăng dung môi dùng cho công nghiệp cao su, xăng dung môi dùng trong công nghiệp sơn và xăng dung môi dùng trong các mục đích kỹ thuật - Dung môi dầu mỏ - Ete dầu mỏ 2.1 Xăng dung môi Xăng dung môi là hỗn hợp của các parafin, các xycloparafin và các hydrocacbon thơm có giới hạn sôi giữa 150 oC đến 220 oC. Xăng dung môi là chất lỏng trong suốt, ổn định hoá học, không ăn mòn và có mùi êm dịu. Xăng dung môi đƣợc áp dụng rộng rãi để chiết dầu và mỡ thực vật, để sản xuất keo trong công nghiệp cao su, chế tạo sơn và vécni. Ngoài ra, chúng còn đƣợc sử dụng cho các mục đích kỹ thuật khác nhau nhƣ rửa các chi tiết máy, giặt quần áo, tổng hợp da nhân tạo. 2.1.1 Xăng dung môi dùng cho công nghiệp cao su Là phân đoạn có nhiệt độ sôi thấp, chƣng cất trực tiếp từ dầu mỏ hoặc từ quá trình reforming xúc tác đã đƣợc khử thơm. Xăng dung môi có giới hạn khoảng sôi hẹp (80 - 120 oC) nhằm đảm bảo cho chúng có khả năng bay hơi nhanh. Các loại xăng dung môi đƣợc dùng để chế biến keo cao su các loại khác nhau. Hàm lƣợng hydrocacbon thơm trong xăng dung môi theo tiêu chuẩn vệ sinh công nghiệp không đƣợc vƣợt quá 3%. 2.1.2 Xăng dung môi dùng trong công nghiệp sơn (White spirit) Xăng dung môi dùng trong công nghiệp sơn đƣợc sản xuất từ phân đoạn 165 xăng chƣng cất trực tiếp từ dầu mỏ và đƣợc chƣng cất lại trong khoảng sôi hẹp 165 – 200 oC. Hàm lƣợng hydrocacbon thơm đạt tới 16%. Xăng dung môi (White spirit) hay còn gọi là xăng trắng hoặc xăng thơm, thuộc họ dung môi hydrocacbon. Về bản chất, xăng dung môi (White spirit) là một sản phẩm dầu mỏ đƣợc lấy từ cuối phân đoạn xăng và đầu phân đoạn kerosene. Xăng dung môi đƣợc sử dụng chủ yếu trong công nghiệp sơn dầu và một số ngành công nghiệp khác nhƣ làm chất pha sơn, làm khô sơn cho in màu trên vải. Vì vậy, nó còn có tên là xăng pha sơn. Ngoài ra, nó còn đƣợc dùng để khử dầu mỡ trên bề mặt kim loại, pha chế chất đánh bóng, lau khô. Loại xăng này phải hoà tan tất cả các thành phần không bay hơi của sơn, bay hơi không có mùi, có vận tốc bay hơi đƣợc xác định (không bay hơi nhanh quá và cũng không bay hơi chậm quá làm ảnh hƣởng đến bề mặt của sơn). 2.1.3 Xăng dung môi dùng trong mục đích kỹ thuật Xăng dung môi dùng cho các mục đích kỹ thuật công nghiệp có thành phần phân đoạn rộng lớn hơn ứng với khoảng sôi 45 – 170 oC. Nó là xăng đƣợc chƣng cất trực tiếp, không có hydrocacbon loại C2H5-, không có chất thơm (hàm lƣợng hydrocacbon thơm không quy định). Xăng dung môi kỹ thuật đƣợc dùng làm dung môi trong ngành công nghiệp da nhân tạo, dùng để làm sạch vải, rửa kim loại và các chi tiết chống ăn mòn. Xăng này có độ sôi đầu là nhỏ nhất so với các loại xăng dung môi (không thấp hơn 45 oC), là loại chất lỏng dễ bay hơi, độc hại và dễ cháy nổ. 2.1.4 Xăng chiết Là xăng thông qua quá trình reforming bằng xúc tác, đã đƣợc tách chất thơm và có thành phần cất hẹp. Xăng chiết đƣợc dùng chủ yếu trong các nhà máy sản xuất dầu dùng phƣơng pháp chiết để thu đƣợc dầu thực vật, dùng để tách mỡ khỏi da. Ngoài ra, xăng chiết cũng đƣợc dùng làm dung môi trong công nghiệp cao su va sơn dầu (loại làm khô nhanh). 2.2 Dung môi dầu mỏ Dung môi dầu mỏ là hổn hợp chủ yếu của các hydrocacbon thơm, có thành phần cất từ 110 – 200 oC. Dung