QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ - Chương 3 : ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH KẾT TINH TRONG CÔNG NGHỆ LỌC DẦU

TỔNG QUAN 3.1.1. Mục đích của quá trình khử parafin Khi ra khỏi công đoạn trích ly bằng dung môi, dung dịch lọc (hay chính là dầu gốc trong tương lai), đã được tách loại hầu hết các hợp chất thơm có trong nó. Do vậy chỉ số độ nhớt của nó đã được nâng lên đến giá trị yêu cầu. Dung dịch lọc chủ yếu bao gồm các phân tử: Hợp chất parafin có mạch thẳng, dài, ít nhiều phân nhánh và các hợp chất naphten. Trong đó, các hợp chất parafin mạch thẳng ít phân nhánh có...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
QUÁ TRÌNH LỌC TÁCH VẬT LÝ - Chương 3 : ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH KẾT TINH TRONG CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 61 Chương 3 : ỨNG DỤNG QUÁ TRÌNH KẾT TINH TRONG CÔNG NGHỆ LỌC DẦU 3.1. TỔNG QUAN 3.1.1. Mục đích của quá trình khử parafin Khi ra khỏi công đoạn trích ly bằng dung môi, dung dịch lọc (hay chính là dầu gốc trong tương lai), đã được tách loại hầu hết các hợp chất thơm có trong nó. Do vậy chỉ số độ nhớt của nó đã được nâng lên đến giá trị yêu cầu. Dung dịch lọc chủ yếu bao gồm các phân tử: Hợp chất parafin có mạch thẳng, dài, ít nhiều phân nhánh và các hợp chất naphten. Trong đó, các hợp chất parafin mạch thẳng ít phân nhánh có khuynh hướng kết tinh ngay ở nhiệt độ thường sẽ cản trở sự chảy của dầu bôi trơn. Trong khi đó, dầu nhờn cần thoả mãn khả năng lưu biến trong hộp carter ở nhiệt độ thấp (- 20oC chẳng hạn). Như vậy, cần phải loại bỏ các phân tử parafin có điểm kết tinh cao trong hầu hết các loại dầu gốc. Mục đích của quá trình tách parafin là làm giảm điểm vẩn đục (cloud point) và điểm chảy (pour point) của dầu gốc nhận được từ quá trình trích ly các hợp chất thơm bằng cách loại bỏ các phân tử parafin có nhiệt độ kết tinh cao. Để thực hiện điều đó, phương pháp được sử dụng là kết tinh các phân tử parafin thành dạng rắn bằng cách làm lạnh, sau đó tách chúng ra khỏi dầu (ở trạng thái lỏng) bằng phương pháp lọc. Đây rõ ràng là lĩnh vực có ưu thế của quá trình kết tinh so với các phương pháp lọc tách vật lý khác và do đó trong thực tế quá trình này đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các loại dầu gốc có chất lượng cao. 3.1.2. Nguyên liệu và sản phẩm Nguyên liệu của công đoạn khử parafin là dung dịch lọc đến từ phân xưởng trích ly các hợp chất thơm. Sản phẩm từ công đoạn tách parafin bao gồm: - Dầu gốc đã khử parafin - Sản phẩm có tính parafin có tên gọi là Gatsch hay Slack War. Gatsch có thể được bán ngay (mà không cần tinh chế) cho một số ứng dụng đặc biệt (chẳng hạn như để sản xuất các vật liệu chống thấm). Tuy nhiên, thường thì hàm lượng dầu còn lại trong gatsch là khá cao (10-25%) đối với hầu hết các ứng dụng của parafin. Vì vậy, nó cần được trải qua các công đoạn xử lý bổ sung để khống chế hàm lượng dầu còn lại trong parafin sản phẩm phải nhỏ hơn 0,5-2%V. Đây là công đoạn có tên gọi là khử dầu mềm (déshuilage) mà nó có cùng một nguyên lý như quá trình khử parafin, đó chính là quá trình kết tinh. Sau đó đến công đoạn tách parafin rắn bằng phương pháp lọc. Sự khác nhau giữa hai quá trình là ở nhiệt độ vận hành. Thực vậy, nhiệt độ sẽ vào khoảng từ -15 đến -25 oC (tuỳ thuộc vào yêu cầu điểm chảy cần đạt được. Nhiệt độ thấp để kết tinh cả phần dầu mềm, còn nếu chỉ cần kết tinh parafin thì +2 đến +5 là đủ) đối với quá trình tách parafin trong khi đó quá trình khử dầu mềm được thực hiện trong khoảng từ +2 đến +15 oC (nhiệt độ cao hơn để kết tinh parafin ra khỏi dầu mềm lỏng). Sau quá trình khử dầu mềm ta nhận được các sản phẩm sau: - Sản phẩm trung gian giữa dầu khử và parafin có tên gọi là dầu mềm (base molle). - Parafin (tên gọi chung). Sau đó, sản phẩm này có thể còn phải trải qua 1 quá trình tách 62 lọc nữa để phân thành cire và parafin (tên gọi riêng). Tỷ lệ của các sản phẩm thu được từ 2 quá trình trên, thông thường là: dầu khử parafin : 75%; dầu mềm : 13%; parafin : 12% Sự khác biệt giữa Cire và parafin có thể tóm tắt như sau: - Parafin là một chất rắn cứng, đại tinh thể (tinh thể có kích lớn) có màu trắng, tuỳ theo chất lượng mà có thể nóng chảy ở các nhiệt độ khác nhau và luôn lớn hơn 50oC. - Cire là một chất rắn dễ dát mỏng thuộc loại vi tinh thể (tinh thể có kích thước nhỏ) có màu từ trắng đến vàng sẫm, nóng chảy ở trên 70oC. Thường thì các parafin được tạo thành từ các phân đoạn nhẹ (có độ nhớt ở 100oC nhỏ hơn 20 mm2/s). Trong khi đó, Cire là sản phẩm từ các cặn nặng (có độ nhớt ở 100oC và khoảng 35 mm2/s). Cire và parafin có rất nhiều ứng dụng thực tế như: - Tráng lên giấy carton, lên hộp, lên bể chứa...;-Cách nhiệt;-Sản xuất nến;-Làm chất chống thấm;-Sản xuất keo dán;-Sản xuất xi đánh đồ gỗ .v.v. Hình 9.1 mô tả các sản phẩm thu được từ quá trình khử parafin. Đường thẳng chéo chia biểu đồ thành 2 miền. Miền phía trên biểu diễn thành phần và hiệu suất parafin, miền phía dưới-của dầu khử. Độ nghiêng của đường thẳng phân pha sẽ càng bé khi độ chọn lọc (của dung môi) càng cao. Trong thực tế, đường cắt phân pha là đường cong chấm chấm, điều đó có nghĩa là sản phẩm sẽ chứa nhiều tạp chất hơn. Bảng 9.1 nêu lên các tính chất vật lý của dầu khử, gatsch, parafin và dầu mềm thu được từ quá trình khử parafin mà nguyên liệu là dầu lọc nhẹ (đã trích ly aromatic) của dầu thô Biển Bắc. Sau quá trình khử parafin, dầu khử c ...