Giỏ hàng của bạn

Số sản phẩm: 0

Thành tiền: 0

Xem giỏ hàng

Sản phẩm mới

Thống kê

Đang online 21
Hôm nay 26
Hôm qua 2
Trong tuần 28
Trong tháng 583
Tổng cộng 17,675

Nguồn gốc và thành phần của dầu nhờn

24-10-2014

Nguồn gốc và thành phần của dầu nhờn

  + Nguồn gốc của dầu nhờn.
 Nguyên liệu chính của quá trình sản xuất dầu nhờn là phân đoạn cặn sau chưng cất khí quyển có nhiệt độ sôi trên 350
. Trong phân đoạn này bao gồm những hydrocacbon có số nguyên tử cacbon từ 21- 40 hay cao hơn. Với số lượng nguyên tử cacbon lớn như thế thì trong phân đoạn này các hydrocacbon có khối lượng phân tử lớn và cấu trúc phức tạp, đặc biệt là sự tăng lên của các hydrocacbon lai hợp. Ngoài những thành phần hydrocacbon thì các thành phần có trong phân đoạn cặn sau khi chưng cất khí quyển cũng có mặt trong dầu nhờn. Trong phân đoạn này ngoài những hydrocacbon còn có các hợp chất di nguyên tố của oxy, lưu huỳnh và một số kim loại (vanadi, niken….). Các hợp chất phi hydrocacbon này là các hợp chất có hại cho dầu nhờn vì nó làm giảm độ ổn định oxy hóa của sản phẩm, làm tối màu sản phẩm. Vì vậy, trong quả trình sản xuất dầu nhờn người ta thường tìm cách loại bỏ chúng ra khỏi dầu gốc.
  + Thành phân hóa học của dầu nhờn.    
1.  Nhóm hydrocacbon naphten và paraffin

            Các hydrocacbon này được gọi chung là nhóm các hydrocacbon naphten-parafin là thành phần chính trong dầu nhờn gốc. Hàm lượng của nhóm chất này phụ thuộc vào thành phần, bản chất của dầu mỏ và khoảng nhiệt độ sôi mà chúng chiếm từ 41-86%. Nhóm hydrocacbon này có cấu trúc chủ yếu là các hợp chất hydrocacbon vòng naphten, có kết hợp các nhánh alkyl hoặc izo alkyl và có số nguyên tử cacbon trong phân tử có thể từ 20-40 hoặc có thể cao hơn, số vòng có thể từ 1 đến 5 vòng (cũng có loại dầu đã phát hiện được số vòng có thể lên đền 7 hoặc 9 vòng). Cấu trúc có thể ở 2 dạng : cấu trúc không ngưng tụ (phân tử có thể chứa từ 1-6 vòng) và cấu trúc ngưng tụ (phân tử có thể chứa từ 2-4 vong ngưng tụ). Cấu trúc nhánh của các vòng naphten cũng rất đa dạng và phức tạp, chúng khác nhau bởi số nhánh, chiều dài mạch, mức độ phân nhánh của mạch và vị trí phân nhanh của mạch trong vòng. Qua thực nghiêm ta thấy:

v Phân đoạn nhớt nhẹ có chứa chủ yếu là các dãy đồng đẳng của xyclohexan và xyclopentan.

v Phân đoạn nhớt trung bình chứa chủ yếu là các vòng naphten có các mạch nhánh alkyl, iso alkyl với số vòng từ 2-4 vòng.

v Phân đoạn nhớt nặng chứa các hợp chất vòng ngưng tụ với số vòng từ 2 đến 4 vòng.

     Trong thành phần hóa học của dầu nhờn ngoài hàm lượng của naphten còn có hàm  lượng của n-parafin và iso-parafin nhưng hàm lượng ít hơn so với các thành phần hydrocacbon khác. Các iso-parafin có số lượng ít hơn n-parafin, các hợp chất n-parafin thường có khoảng 20 nguyên tử cacbon. Những nguyên tử n-parafin có khối lượng phân tử lớn thường là những paraffin rắn(còn gọi là sáp), chúng làm giảm độ linh động của dầu nhờn nên cần phải làm giảm đến mức tối thiểu hàm lượng này trong dầu nhờn. Ngược lại thì các iso-parafin thì lại rất tốt cho dầu nhờn vì nó độ nhớt thích hợp và tính nhiệt nhớt rất tốt.
2.   Nhóm hydrocacbon thơm và hydrocacbon naphten - thơm

Thành phần và cấu trúc của nhóm hydrocacbon này có ý nghĩa quan trọng đối với dầu gốc. Một loạt các tính chất sử dụng của dầu nhờn như: tính ổn định chống oxy hóa, tính bền nhiệt, tính nhớt nhiệt, tính chống mài mòn, độ hấp thụ chất phụ gia phụ thuộc chủ yếu vào tình chất và hàm lượng của nhóm chất này. Tuy nhiên hàm lượng, tính chất và cấu trúc của chúng phụ thuộc rất nhiều vào thành phần dầu mỏ và nhiệt độ sôi của phân đoạn.

v Phân đoạn nhớt nhẹ (350-400oC) chủ yếu là hợp chất dãy đồng dẳng của

benzene và naphten.

v Phân đoạn nhớt nặng (400-450oC) người ta phất hiện ra các hydrocacbon đa vòng dạng đơn hay dạng kép.

v Trong phân đoạn có nhiệt độ sôi cao hơn có chứa các hợp chất thuộc dãy đồng đẳng của naphten, phenatren, antraxen và một số lượng đáng kể các hydrocacbon đa vòng.

Các hydrocacbon thơm là những loại có 1, 2, 3 vòng thơm, còn có 5 vòng thơm trở lên rất ít. Các hydrocacbon thơm ngoài sự khác nhau về số vòng thơm mà còn khác nhau về số nguyên tử cacbon ở mạch nhánh và vị trí nhánh. Trong nhóm này người ta còn tìm thấy sự có mặt của các vòng thơm ngưng tụ đa vòng. Một phần của chúng tồn tại ngay trong dầu gốc với tỷ lệ khác nhau phụ thuộc vào nguồn gốc của dầu mỏ, một phần nó được hình thành trong quá trình chưng cất do các phản ứng trùng ngưng, trùng hợp dưới tác dụng của nhiệt độ. Một thành phần khác nữa trong nhóm hydrocacbon là loại hydrocacbon hỗn tạp naphten-aromat, loại này làm giảm phẩm chất của dầu nhờn vì nó có chỉ số độ nhớt kém và rất dễ bị oxy hóa tạo thành các chất keo nhựa trong quá trình làm việc của đông cơ.

Nhìn chung các hydrocacbon naphten hay hydrocacbon thơm 1 vòng hoặc 2 vòng với mạch nhánh parafin dài có cùng nhiệt độ sôi thì chúng có chỉ số độ nhớt gần như nhau. Chỉ số độ nhớt tăng lên khi chiều dài mạch nhánh tăng lên, đặc biệt khi trong mạch nhánh lại có alkyl phân nhánh thì chỉ số độ nhớt tăng lên rất rõ rệt. Còn naphten và hydrocacbon nhiều vòng hoặc dạng lai hợp naphten-hydrocacbon thơm thường có độ nhớt rất cao xong chỉ số độ nhớt lại rất thấp.

Như vậy những hợp chất này là những cấu tử không thích hợp có trong thành phần để sản xuất ra dầu nhờn có chất lương tốt, mặc khác trong quá trình làm việc các hợp chất này lại dễ dàng bị tạo nhựa dẫn đến làm giảm nhanh chóng tính năng sử dụng của dầu nhờn.
3.  Nhóm Hydrocacbon rắn

            Trong thành phần dầu nhờn chưng cất ra từ dầu mỏ còn có các hydrocacbon rắn bao gồm các hydrocacbon dãy parafin có cấu trúc và khối lượng phân tử khác nhau, các hydrocacbon naphten có chứa từ 1-3 vòng trong phân tử và có mạch nhánh dài với cấu trúc dạng thẳng hoặc dạng iso, các hdrocacbon thơm có số vòng, số mạch nhánh khác nhau. Chúng đều có tính chất là rất dễ đông đặc lại ở dạng rắn khi ở nhiệt độ thấp. Vì vậy, các hydrocacbon rắn này cần được tách ra khỏi quá trình sản xuất dầu nhờn, vì thế hàm lượng của chúng trong dầu nhờn rất thấp.

Các hydrocacbon rắn này được chia làm 2 loại:

                + Parafin là hỗn hợp chủ yếu của các phân tử n-alkan có khối lượng phân tử khá cao.

                + Xerezin là hỗn hợp chủ yếu của các hydrocacbon naphten có mạch nhánh dạng thẳng hay iso, trong đó iso là chủ yếu.
4.   Các thành phần khác

Trong phân đoạn dầu nhờn ngoài thành phần là các hydrocacbon còn có các thành phần khác như các chất : nhựa, atphanten, hợp chất chứa lưu huỳnh, oxy, nitơ…….
 5. Các hợp chất nhựa và asphanten

Các hợp chất nhựa và asphanten là những cấu tử không mong muốn có trong dầu nhờn. Vì những hợp chất này sẽ làm tối màu của sản phẩm dầu và khi dầu có điều kiện tiếp xúc với oxi không khí ở nhiệt độ thường hay nhiệt độ cao thì chúng rất dễ bị oxi hóa tạo ra các sản phẩm có trọng lượng phân tử lớn. Tùy những hợp chất này sẽ làm tăng độ nhớt của dầu nhờn nhưng chúng cũng tạo ra cặn không tan và động lại trong dầu. Nếu khả năng oxi hóa diễn ra mạnh thì càng tạo nhiều cặn cacbon, cacbondioxit, cặn cốc tạo tàn[19]. Vì vậy trong quá trình sản xuất dầu nhờn người ta tìm cách loại bỏ những cấu tử ngày ra khỏi dầu gốc.
6. Các hợp chất phi hydrocacbon

Các hợp chất này dưới tác dụng của oxi cũng tạo ra những hợp chất giống như nhựa nên chúng cũng là những cấu tử không mong muồn tồn tại trong dầu nhờn. Các hợp chất của lưu huỳnh có trong dầu thường tồn ở những dạng như : như sunfua, disunfua, các sunfua dị vòng hoặc các sunfua nối với các vòng thơm 1 vòng hay nhiều vòng ngưng tụ với vòng naphten, các thiophten và thiophten nhiều vòng…Khi sử dụng để bôi trơn thì chúng sẽ tạo ra những hợp chất SO2 và SO3 gây ăn mòn các chi tiết động cơ.

Các hợp chất chứa nitơ có trong dầu thường tồn tại ở những dạng: cacboazol, pirol và các đồng đẳng của chúng, ngoài ra còn có các hợp chất pridin và quinon.

Các hợp chất chứa oxi chủ yếu là các hợp chất axit napthtenic gây ăn mòn đường ống dẫn, các bể chứa hợp kim Pb, Cu, Zn, Fe…Ngoài axit napthtenic còn có một số ít axit asphantenic.

Ngoài các hợp chất phi hydrocacbon nói trên thì trong dầu nhờn còn có chứa các nguyên tố kim loại như: Fe, Ni, Cu, Va….với số lượng không nhiều. Sự có mặt của những nguyên tố này không những có hại mà ngược lại nó còn có lợi cho dầu nhờn vì nó sẽ làm tăng khả năng kết dính của dầu nhờn lên bề mặt kim lọai. Nguyên nhân của hiện tượng này là do sự hấp phụ hóa học của những phần có cực lên trên bề mặt kim loại, quá trình này sẽ giúp cho các axit có thể tạo lớp với kim loại một hợp chất giống như kiểu xà phòng và nhờ đó sẽ bám chắc trên bề mặt kim loại
7.  Nhóm Hydrocacbon rắn

            Trong thành phần dầu nhờn chưng cất ra từ dầu mỏ còn có các hydrocacbon rắn bao gồm các hydrocacbon dãy parafin có cấu trúc và khối lượng phân tử khác nhau, các hydrocacbon naphten có chứa từ 1-3 vòng trong phân tử và có mạch nhánh dài với cấu trúc dạng thẳng hoặc dạng iso, các hdrocacbon thơm có số vòng, số mạch nhánh khác nhau. Chúng đều có tính chất là rất dễ đông đặc lại ở dạng rắn khi ở nhiệt độ thấp. Vì vậy, các hydrocacbon rắn này cần được tách ra khỏi quá trình sản xuất dầu nhờn, vì thế hàm lượng của chúng trong dầu nhờn rất thấp.

Các hydrocacbon rắn này được chia làm 2 loại:

                + Parafin là hỗn hợp chủ yếu của các phân tử n-alkan có khối lượng phân tử khá cao.

                + Xerezin là hỗn hợp chủ yếu của các hydrocacbon naphten có mạch nhánh dạng thẳng hay iso, trong đó iso là chủ yếu.
.8.   Các thành phần khác
   Trong phân đoạn dầu nhờn ngoài thành phần là các hydrocacbon còn có các thành phần khác như các chất : nhựa, atphanten, hợp chất chứa lưu huỳnh, oxy, nitơ……..
9. Các hợp chất nhựa và asphanten

Các hợp chất nhựa và asphanten là những cấu tử không mong muốn có trong dầu nhờn. Vì những hợp chất này sẽ làm tối màu của sản phẩm dầu và khi dầu có điều kiện tiếp xúc với oxi không khí ở nhiệt độ thường hay nhiệt độ cao thì chúng rất dễ bị oxi hóa tạo ra các sản phẩm có trọng lượng phân tử lớn. Tùy những hợp chất này sẽ làm tăng độ nhớt của dầu nhờn nhưng chúng cũng tạo ra cặn không tan và động lại trong dầu. Nếu khả năng oxi hóa diễn ra mạnh thì càng tạo nhiều cặn cacbon, cacbondioxit, cặn cốc tạo tàn[19]. Vì vậy trong quá trình sản xuất dầu nhờn người ta tìm cách loại bỏ những cấu tử ngày ra khỏi dầu gốc.
9. Các hợp chất phi hydrocacbon

Các hợp chất này dưới tác dụng của oxi cũng tạo ra những hợp chất giống như nhựa nên chúng cũng là những cấu tử không mong muồn tồn tại trong dầu nhờn. Các hợp chất của lưu huỳnh có trong dầu thường tồn ở những dạng như : như sunfua, disunfua, các sunfua dị vòng hoặc các sunfua nối với các vòng thơm 1 vòng hay nhiều vòng ngưng tụ với vòng naphten, các thiophten và thiophten nhiều vòng…Khi sử dụng để bôi trơn thì chúng sẽ tạo ra những hợp chất SO2 và SO3 gây ăn mòn các chi tiết động cơ.

Các hợp chất chứa nitơ có trong dầu thường tồn tại ở những dạng: cacboazol, pirol và các đồng đẳng của chúng, ngoài ra còn có các hợp chất pridin và quinon.

Các hợp chất chứa oxi chủ yếu là các hợp chất axit napthtenic gây ăn mòn đường ống dẫn, các bể chứa hợp kim Pb, Cu, Zn, Fe…Ngoài axit napthtenic còn có một số ít axit asphantenic.

Ngoài các hợp chất phi hydrocacbon nói trên thì trong dầu nhờn còn có chứa các nguyên tố kim loại như: Fe, Ni, Cu, Va….với số lượng không nhiều. Sự có mặt của những nguyên tố này không những có hại mà ngược lại nó còn có lợi cho dầu nhờn vì nó sẽ làm tăng khả năng kết dính của dầu nhờn lên bề mặt kim lọai. Nguyên nhân của hiện tượng này là do sự hấp phụ hóa học của những phần có cực lên trên bề mặt kim loại, quá trình này sẽ giúp cho các axit có thể tạo lớp với kim loại một hợp chất giống như kiểu xà phòng và nhờ đó sẽ bám chắc trên bề mặt kim loại
10.  Nhóm Hydrocacbon rắn

            Trong thành phần dầu nhờn chưng cất ra từ dầu mỏ còn có các hydrocacbon rắn bao gồm các hydrocacbon dãy parafin có cấu trúc và khối lượng phân tử khác nhau, các hydrocacbon naphten có chứa từ 1-3 vòng trong phân tử và có mạch nhánh dài với cấu trúc dạng thẳng hoặc dạng iso, các hdrocacbon thơm có số vòng, số mạch nhánh khác nhau. Chúng đều có tính chất là rất dễ đông đặc lại ở dạng rắn khi ở nhiệt độ thấp. Vì vậy, các hydrocacbon rắn này cần được tách ra khỏi quá trình sản xuất dầu nhờn, vì thế hàm lượng của chúng trong dầu nhờn rất thấp.

Các hydrocacbon rắn này được chia làm 2 loại:

                + Parafin là hỗn hợp chủ yếu của các phân tử n-alkan có khối lượng phân tử khá cao.

                + Xerezin là hỗn hợp chủ yếu của các hydrocacbon naphten có mạch nhánh dạng thẳng hay iso, trong đó iso là chủ yếu.

 Thành phần hydrocacbon trong dầu nhờn được tóm tắt ở bảng sau:

11.   Các thành phần khác

Trong phân đoạn dầu nhờn ngoài thành phần là các hydrocacbon còn có các thành phần khác như các chất : nhựa, atphanten, hợp chất chứa lưu huỳnh, oxy, nitơ……..
12. Các hợp chất nhựa và asphanten

Các hợp chất nhựa và asphanten là những cấu tử không mong muốn có trong dầu nhờn. Vì những hợp chất này sẽ làm tối màu của sản phẩm dầu và khi dầu có điều kiện tiếp xúc với oxi không khí ở nhiệt độ thường hay nhiệt độ cao thì chúng rất dễ bị oxi hóa tạo ra các sản phẩm có trọng lượng phân tử lớn. Tùy những hợp chất này sẽ làm tăng độ nhớt của dầu nhờn nhưng chúng cũng tạo ra cặn không tan và động lại trong dầu. Nếu khả năng oxi hóa diễn ra mạnh thì càng tạo nhiều cặn cacbon, cacbondioxit, cặn cốc tạo tàn[19]. Vì vậy trong quá trình sản xuất dầu nhờn người ta tìm cách loại bỏ những cấu tử ngày ra khỏi dầu gốc.
13. Các hợp chất phi hydrocacbon

Các hợp chất này dưới tác dụng của oxi cũng tạo ra những hợp chất giống như nhựa nên chúng cũng là những cấu tử không mong muồn tồn tại trong dầu nhờn. Các hợp chất của lưu huỳnh có trong dầu thường tồn ở những dạng như : như sunfua, disunfua, các sunfua dị vòng hoặc các sunfua nối với các vòng thơm 1 vòng hay nhiều vòng ngưng tụ với vòng naphten, các thiophten và thiophten nhiều vòng…Khi sử dụng để bôi trơn thì chúng sẽ tạo ra những hợp chất SO2 và SO3 gây ăn mòn các chi tiết động cơ.

Các hợp chất chứa nitơ có trong dầu thường tồn tại ở những dạng: cacboazol, pirol và các đồng đẳng của chúng, ngoài ra còn có các hợp chất pridin và quinon.

Các hợp chất chứa oxi chủ yếu là các hợp chất axit napthtenic gây ăn mòn đường ống dẫn, các bể chứa hợp kim Pb, Cu, Zn, Fe…Ngoài axit napthtenic còn có một số ít axit asphantenic.

Ngoài các hợp chất phi hydrocacbon nói trên thì trong dầu nhờn còn có chứa các nguyên tố kim loại như: Fe, Ni, Cu, Va….với số lượng không nhiều. Sự có mặt của những nguyên tố này không những có hại mà ngược lại nó còn có lợi cho dầu nhờn vì nó sẽ làm tăng khả năng kết dính của dầu nhờn lên bề mặt kim lọai. Nguyên nhân của hiện tượng này là do sự hấp phụ hóa học của những phần có cực lên trên bề mặt kim loại, quá trình này sẽ giúp cho các axit có thể tạo lớp với kim loại một hợp chất giống như kiểu xà phòng và nhờ đó sẽ bám chắc trên bề mặt kim loại.