CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU NHỜN ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU Năm 2010 QUÁ TRÌNH TÁCH SÁP BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH LÀM LẠNH  Tiến hành làm lạnh phân đoạn dầu nhờn, sáp được tách ra do chúng bị kết tinh => bằng cách kết tinh có thể xử lý dầu nhờn chứa sáp.  Quá trình dựa vào nguyên lý kết tinh parafin rắn bằng cách làm lạnh ở dàn lạnh, sau đó tách khỏi dầu nhờ lọc hay ly tâm. + Dưới tác dụng của áp suất ép lọc, tinh thể sáp được giữ lại còn dầu nhờn được chảy qua. Khi lớp sáp đủ dày, xả áp và tháo các bánh sáp thô ra. + Dưới tách dụng của lực ly tâm sẽ phân tách sáp ra khỏi dung dịch dầu nhờn QUÁ TRÌNH TÁCH SÁP BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH LÀM LẠNH  Nhược điểm của phương pháp kết tinh làm lạnh: + Làm việc gián đoạn và rất nhiều khâu phải dùng tới áp suất; + Độ nhớt của dầu tách sáp lớn, gây trở ngại cho quá trình lọc, đặc biệt là các loại dầu có độ nhớt cao + Không áp dụng được cho các nguyên liệu là dầu cặn vì tách sáp không triệt để, do các vi tinh thể parafin được tạo ra trong quá trình không thể tách ra hết bằng lọc CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH KẾT TINH KHỬ PARAFIN 1. Bản chất nguyên liệu 2. Thành phần dung môi 3. Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 4. Nhiệt độ làm lạnh cuối 5. Tốc độ làm lạnh ẢNH HƯỞNG CỦA BẢN CHẤT NGUYÊN LIỆU  Bản chất nguyên liệu có ảnh hưởng rất rõ ràng đến quá trình khử parafin.  Hiệu quả của quá trình lọc phụ thuộc trực tiếp vào hình dạng, cấu trúc tinh thể parafin được tạo thành trong giai đoạn kết tinh, mà cấu trúc này lại hoàn toàn phụ thuộc vào bản chất (tính chất vật lý) của nguyên liệu.  Khi nhiệt độ cất của phân đoạn cao xu hướng có mặt các hợp chất mạch vòng trong thành phần hydrocacbon rắn càng nhiều. Cấu trúc tinh thể của mạch vòng thường nhỏ sẽ gây khó khăn cho quá trình tách parafin, làm giảm tốc độ lọc cũng như hiệu suất quá trình. ẢNH HƯỞNG CỦA BẢN CHẤT NGUYÊN LIỆU  Ảnh hưởng của nguyên liệu đối với quá trình tách parafin tuân theo những nguyên tắc sau: 1. Nhiệt độ sôi và độ nhớt của nguyên liệu đầu vào càng cao, càng khó tách hoàn toàn parafin rắn, hiệu suất quá trình kết tinh và năng suất lọc sẽ giãm. Đồng thời nhiệt độ đông đặc của sản phẩm sẽ cao hơn. 2. Khi Độ nhớt và hàm lượng hydrocacbon rắn của nguyên liệu càng lớn thì trong thành phần của nó có chứa nhiều các hợp chất kết tinh hơn, vì vậy cần tăng lượng dung môi sử dụng 3. Phân đoạn của nguyên liệu càng hẹp thì vận tốc lọc, hiệu suất của quá trình sẽ tăng lên và hàm lượng dầu chứa trong sáp cũng nhỏ đi. ẢNH HƯỞNG CỦA BẢN CHẤT NGUYÊN LIỆU Phân đoạn sôi 375-515 o C 380-460 o C Nhiệt độ làm lạnh -28 -28 Thời gian làm lạnh 120 48 Hiêu suất 65 73 Nhiệt độ đông đặc của sản phẩm -20 -20 Phần dầu trong sáp 40 25 ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI  Dung môi sử dụng trong quá trình phải đảm bảo được hai yêu cầu sau: 1. Giảm độ nhớt của nguyên liệu để đảm bảo có thể tách được parafin ra khỏi dầu. Để đảm bảo được yêu cầu này dung môi cần phải có độ nhớt đủ nhỏ trong khoảng nhiệt độ rộng cho đến nhiệt độ kết tinh 2. Đảm bảo được tính chọn lọc. Dung môi cần phải hoà tan tốt phần dầu và không hoà tan các hợp chất kết tinh của nguyên liệu ở nhiệt độ của quá trình tách parafin ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI  Dung môi không phân cực: propan, pentan, butan, toluen, benzen …  Dung môi phân cực: aceton, metyl-etyl- keton, metyl-isobutyl-keton, metyl-propyl- keton … DUNG MÔI KHÔNG PHÂN CỰC  Dung môi không phân cực: trước đây người ta sử dụng chủ yếu là propan, butan, pentan lỏng.  Hydrocacbon rắn ở gần nhiệt độ đông đặc vẫn tan trong dung môi, và khả năng hoà tan của dung môi phụ thuộc vào khối lượng phân tử của chúng.  Vì khả năng hoà tan parafin rắn trong dung môi không phân cực cao nên để tách hoàn toàn parafin rắn ra khỏi sản phẩm cần phải làm lạnh sâu hơn. => Gradien nhiệt độ quá trình tách parafin sẽ cao hơn, đối với propan lỏng nhiệt độ này khoảng từ 15-25 o C. Hiệu quả kinh tế của qua trình giảm xuống vì tiêu tốn nhiều năng lượng cho quá trình làm lạnh [...]... môi rồi làm lạnh (giai đoạn kết tinh) 2 Lọc hỗn hợp đã làm lạnh để tách sáp (giai đoạn lọc) 3 Tái sinh, thu hồi dung môi để sử dụng lại (giai đoạn hoàn nguyên dung môi) SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TÁCH SÁP BẰNG DUNG MÔI Dung môi rửa lạnh Nguyên liệu Thiết bị kết tinh Thiết bị làm lạnh bề mặt Hệ thống làm lạnh Dầu tách sáp Thu hồi dung môi từ sáp ướt Thu hồi dung môi từ dầu tách sáp Lọc chân không quay Sáp mềm... nhiều đến kết quả của quá trình  Khoảng giá trị tốc độ làm lạnh thích hợp cần được xác định và nó thường nằm trong khoảng từ 3-5 oC/phút tuỳ theo bản chất nguyên liệu Hiệu suất quá trình, % Vận tốc lọc, kg/m2.h ẢNH HƯỞNG CỦA TỐC ĐỘ LÀM LẠNH Vận tốc làm lạnh, oC/h Ảnh hưởng của tốc độ làm lạnh đôi với quá trình tách parafin 1 – hiệu suất của quá trình tách 2 – vận tốc lọc ––– dầu cất; dầu cặn ẢNH... sản phẩm dầu khử thu được(thường thấp hơn 5-10 oC đối với dung môi có chứa keton) (Cần lưu ý rằng tiêu chuẩn kỹ thuật về điểm chảy của dầu nhờn ở mỗi vùng khí hậu trên thế giới là khác nhau và thông thường ở xứ ôn đới, điểm chảy là thấp và ở xứ nhiệt đới là cao) SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ TÁCH SÁP BẰNG DUNG MÔI  Sơ đồ công nghệ tách sáp bằng dung môi bao gồm ba công đoạn: 1 Pha trộn dầu nhờn cần tách sáp với... Sáp mềm GIAI ĐOẠN KẾT TINH  Giai đoạn kết tinh hay giai đoạn làm lạnh bằng dung môi: thực hiện quá trình khử parafin bằng cách làm lạnh cho hỗn hợp đầu gồm nguyên liệu (là dầu đã khử aromatic từ quá trình trích ly trước đó) và dung môi (MEK-Toluen) Kết thúc giai đoạn này, hỗn hợp đi ra là 1 hỗn hợp lỏng-rắn bao gồm 2 pha: + 1 pha lỏng đồng nhất chứa phần lớn dầu khử (~90% lượng dầu khử) và 1 lượng... cặn ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ LÀM LẠNH CUỐI    Mục đích của quá trình khử parafin là nhằm hạ thấp điểm chảy của dầu khử bằng cách hạ thấp nhiệt độ làm lạnh lúc cuối Hạ quá thấp nhiệt độ làm lạnh lúc cuối sẽ có nhược điểm là tiêu tốn năng lượng, đồng thời lại còn làm giảm ít nhiều chỉ số độ nhớt và hiệu suất thu hồi dầu khử Như vậy, giá trị nhiệt độ làm lạnh lúc cuối mà quá trình khử parafin cần phải... ẢNH HƯỞNG CỦA TỐC ĐỘ LÀM LẠNH  Nhiệt độ sôi của phân đoạn nguyên liệu càng cao thì tốc độ làm lạnh càng nhỏ  Kết quả thực nghiệm cho thấy tốc độ làm lạnh đóng vai trò quan trọng nhất ở giai đoạn làm lạnh ban đầu, bởi vì tại thời điểm này bắt đầu hình thành những tâm tinh thể đầu tiên Khi đến nhiệt độ làm lạnh cuối, khi mà các các parafin rắn tách khỏi dung dịch dầu, vận tốc làm lạnh có thể tăng lên... Nhiệt độ làm lạnh, oC -55 -55 Vận tốc lọc, kg/m2.h 70 90 Hiệu suất, % 65 69 Nhiệt độ đông đặc của sản phẩm -47 -45 ẢNH HƯỞNG CỦA TỐC ĐỘ LÀM LẠNH Tốc độ làm lạnh trong giai đoạn làm lạnh có ảnh hưởng đến kích thước của tinh thể và do vậy sẽ ảnh hưởng đến giai đoạn lọc tách dầu khử ra khỏi parafin Thực nghiệm thu được kết quả sau: + Khi tốc độ làm lạnh là quá chậm sẽ gây nên sự hình thành các tinh thể... dạng “hình xoắn ốc nhiều lớp” làm bít tắc không cho dầu khử đi qua lớp tinh thể sắp lớp này; + Khi tốc độ làm lạnh là quá nhanh sẽ gây nên sự hình thành các tinh thể dạng “hình kim” có kích thước rất nhỏ, chúng dễ làm bít tắc lưới lọc dẫn đến không cho dầu khử đi qua lưới Đồng thời trong trường hợp này hàm lượng dầu trong sáp cũng nhiều hơn => Tốc độ làm lạnh tối ưu của quá trình sẽ phụ thuộc vào thành... 3,6,8,10,15,16,19,21 – thiết bị đốt nóng bằng hơi; 4,7,911 – tháp tách hoàn nguyên dung môi từ dung dịch dầu sau khi tách parafin; 5,18,26 – bơm; 12,23,28,29 – hệ thống làm lạnh ngưng tụ; 13,14 – thiết bị làm lạnh dung môi khô; 17,20,21 – tháp tách dung môi ra khoi parafin rắn; 24,25 – bình tách; 27 – tháp keton I – dung dịch dầu sau khi giai đoạn kết tinh tách parafin; II – parafin rắn; III – hỗn... sản phẩm thu được sau khi tách sáp, IV – dung dịch rửa lạnh, V – sáp và dung môi, VI – khí trơ, VII – dung dịch rửa nóng GIAI ĐOẠN LỌC BẰNG THIẾT BỊ LỌC CHÂN KHÔNG GIAI ĐOẠN LỌC BẰNG THIẾT BỊ LỌC CHÂN KHÔNG  Dầu nhờn và dung môi được trộn với nhau theo chế độ công nghệ chọn trước ở thiết bị trộn, sau đó qua thiết bị làm lạnh Hỗn hợp lạnh gồm sáp và dung môi được đưa vào bộ phận lọc chân không là thiết . CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU NHỜN ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU Năm 2010 QUÁ TRÌNH TÁCH SÁP BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH LÀM LẠNH  Tiến hành làm lạnh phân đoạn dầu nhờn, sáp được tách ra do chúng bị kết. nhờn QUÁ TRÌNH TÁCH SÁP BẰNG PHƯƠNG PHÁP KẾT TINH LÀM LẠNH  Nhược điểm của phương pháp kết tinh làm lạnh: + Làm việc gián đoạn và rất nhiều khâu phải dùng tới áp suất; + Độ nhớt của dầu tách sáp. do chúng bị kết tinh => bằng cách kết tinh có thể xử lý dầu nhờn chứa sáp.  Quá trình dựa vào nguyên lý kết tinh parafin rắn bằng cách làm lạnh ở dàn lạnh, sau đó tách khỏi dầu nhờ lọc hay