Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Mục lục
Lời cảm ơn
Lời mở đầu
Chương 1. Tổng quan về dầu diesel
1.1. Giới thiệu chung về diesel và động cơ diesel
1.1.1. Nhiên liệu diesel
1.1.2. Giới thiệu động cơ diesel
1.1.2.1. Động cơ diesel
1.1.2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ diesel
2.2. Thành phần
2.3. Một số chỉ tiêu hóa lý đặc trưng
2.3.1. Trị số Cetane ( Cetane N)
2.3.2Thành phần chưng cất
2.3.3 Nhiệt độ bắt cháy cốc kín
2.3.4 Hàm lượng lưu huỳnh ( S)
2.3.5 Ăn mòn đồng
2.3.6 Độ nhớt động học
2.3.7 Điểm sương
2.3.8 diem dong dac
2..9. Hàm lương tro ( Ash)
2..10. Cặn Carbon
2.3.11 Trị số axit
2.3.12 nhua thuc te
2.3.13. Nước và các tạp chất cơ học
2.3.14. Nhiệt trị
2.3.15. Tỉ trọng
3.3. Phân loại diesel

3.3.1. Phân loại của một số quốc gia
3.3.2. Tiêu chuẩn Việt Nam về diesel
Chương 4. Quá trình sản xuất dầu Diesel từ dầu nhờn thải
4.1. Tổng quan
4.1.1. Thành phần của dầu nhờn thải
4.1.2. Ảnh hưởng của dầu thải
1


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

4.1.3. Tình hình thu gom và tái chế dầu nhờn thải
4.2. Xử lý sơ bộ dầu nhờn thải cho quá trình tái chế thành nhiên liệu diesel
4.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu
4.2.2. Loại các tạp chất cơ học
4.2.3. Loại nước
4.3. Quá trình cracking dầu thải
4.3.1. Quá trình cracking nhiệt sản xuất Diesel
4.3.2. Quá trình cracking dầu thải dùng xúc tác H2SO4
4.3.3. Quá trình cracking dầu thải dùng xúc tác NaOH
4.4. Tinh chế sản phẩm Diesel của quá trình cracking dầu thải
4.4.1. Chưng cất phân đoạn thu diesel tinh khiết
4.4.2. Phương pháp hấp phụ bằng sét trắng để khử màu và mùi sản phẩm
diesel
4.4.3. Tối ưu chất hấp phụ cho quá trình tinh chế sản phẩm
4.5. Khảo sát các chỉ tiêu dầu diesel thu được sau khi tinh chế
4.5.1. Các phương pháp đo chỉ tiêu
5.4.2 Kết quả phân tích


2


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Chương 1.Tổng quan về dầu Diesel
1.1. Giới thiệu chung về diesel và động cơ diesel
1.1.1 Nhiên liệu diesel
Dầu Diesel là một loại nhiên liệu lỏng nặng hơn dầu hỏa và xăng, sử dụng cho
động cơ Diesel (đường bộ, đường sắt hay đường thủy) và một phần được sử
dụng cho các loại máy móc công nghiệp như tuabin khí, máy phát điện, máy
móc xây dựng…
Ngày nay động cơ Diesel đã phát triển mạnh mẽ, đa dạng hoá về chủng loại
cũng như kích thước và được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời
sống sản xuất và sinh hoạt của con người bởi tính ưu việt của nó so với động
cơ xăng. Do vậy, nhu cầu về nhiên liệu Diesel ngày càng tăng, điều này đã đặt
ra cho các nhà sản xuất nhiên liệu những thách thức mới, và điều này càng
khó khăn hơn bởi những yêu cầu ngày càng khắt khe của luật bảo vệ môi
trường.
Trong nhà máy lọc dầu thì nhiên liệu Diesel được lấy chủ yếu từ phân đoạn
gasoil của quá trình chưng cất dầu mỏ. Đây chính là phân đoạn thích hợp nhất
để sản xuất nhiên liệu Diesel mà không cần phải áp dụng những quá trình
biến đổi hóa học. Tuy nhiên, để đảm bảo về số lượng ngày càng tăng của
nhiên liệu Diesel và việc sử dụng một cách có hiệu quả các sản phẩm trong
nhà máy lọc dầu thì thực tế nhiên liệu Diesel luôn được phối liệu từ các nguồn
khác như: Phân đoạn gasoil của quá trình hydrocracacking, phân đoạn gasoil
từ quá trình FCC, các sản phẩm của quá trình oligome hóa, dime hóa, trime

hóa, giảm nhớt, HDS...
1.1.2. Giới thiệu động cơ diesel
1.1.2.1. Động cơ diesel
Động cơ diesel đã ra đời từ rất lâu và nhờ vào những ưu điểm vượt trội như
hiệu suất mômen xoắn cao, bền đặc biệt là tiết kiệm nhiên liệu và khả năng
duy trì công suất trong những điều kiện hoạt động rộng, động cơ diesel được
sử dụng rộng rãi trong công nghiệp như dùng làm cho động cơ xe tải, máy
xây dựng, máy nông nghiệp và công nghiệp nhẹ… Nó cũng được dùng cho
các nhà máy điện và tàu thủy…
Về nhiều khía cạnh thì động cơ diesel giống với động cơ xăng. Cả hai đều là
động cơ đốt trong và 4 thì. Những điểm cơ bản của động cơ diesel là :
3


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

- Không khí được hút vào trước trong buồng đốt và sau khi không khí được
nén ở áp suất tạo ra môi trường ở nhiệt độ rất cao thì nhiên liệu mới được
bơm cao áp phun vào.
- Nhiên liệu tự bốc cháy khi không khí được nén ở áp suất và nhiệt độ cao
trong buồng đốt.
- Công suất của động cơ diesel không bị chi phối bởi van tiết lưu điều tiết
không khí vào mà nó được quyết định bởi tỉ lệ không khí và nhiên liệu. Đây
chính là nguyên nhân mà động cơ diesel có công suất cao hơn động cơ xăng
dụng buzi đánh lửa.
- Động cơ diesel luôn hoạt động ở chế độ “cơ động“ nhất, đảm bảo lượng
không khí được đưa vào xilanh luôn cao hơn cần thiết để đốt cháy hoàn toàn
nhiên liệu.

Động cơ diesel cũng được chia thành nhiều loại, với kích thước, công suất và
tốc độ khác nhau. Về công suất, có loại chỉ vài sức ngựa nhưng cũng có loại
rất lớn vài nghìn sức ngựa với đường kính xilanh lên đến 1050 mm.
Tốc độ của động cơ thuờng tỉ lệ nghịch với công suất và kích thước của chúng
và thường nằm trong khoảng 100÷4000 vòng/phút (với động cơ ôtô có thể cao
hơn). Có thể chia động cơ diesel thành 3 cấp như sau :
Loại

Tốc độ (v/ph) Điều kiện vận hành Phạm vi sử dụng
Tải trọng lớn, tốc độ Máy đẩy tàu thủy, máy
Tốc độ thấp Nhỏ hơn 375
không đổi
phát điện
Tải trọng khá cao, Máy phụ của tàu thủy,
Tốc
độ
375 ÷ 1000
tốc độ tương đối ổn máy phát điện cố định,
trung bình
định
bơm.
Lớn
hơn Tốc độ và tải trọng Giao thông vận tải, xe
Tốc độ cao
1000
thay đổi
lửa, máy xây dựng.
Thông thường động cơ diesel hoạt động với tốc độ gần như không đổi và
thường có tải trọng cao hơn động cơ xăng.
Sự khác nhau về tốc độ quay, kích thước… dẫn tới yêu cầu về nhiên

liệu của mỗi loại động cơ diesel cũng khác nhau. Vì vậy, chọn loại nhiên liệu
phù hợp là không đơn giản, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó quan
trọng nhất là :
- Kích thước và cấu trúc của động cơ.
- Tốc độ và tải trọng.
4


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

- Bảo dưỡng.
- Giá và khả năng cung cấp nhiên liệu.
1.1.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ diesel
Để hiểu được những tác động hóa lý của nhiên liệu diesel lên tính chất sử
dụng và vận hành của động cơ diesel, trước hết chúng ta sẽ đi tìm hiểu cấu tạo
và nguyên tắc hoạt động của động cớ diesel và những đặc điểm chung nhất
của loại động cơ này.
Đặc điểm dễ nhận ra ở loại động cơ diesel là nhiên liệu được phun trực tiếp
vào buồng đốt, và cũng giống như động cơ xăng, động cơ diesel có 2 loại: 2
thì và 4 thì.
* Cấu tạo và hoạt động của loại động cơ diesel 4 thì:
- Cấu tạo:

- Nguyên tắc hoạt động :
Động cơ diesel loại 4 thì phải trải qua 4 hành trình : hút, nén, nổ, xả.
+ Thì hút: Van nạp liệu sẽ mở ra, đồng thời piston di chuyển xuống điểm chết
dưới. Khi đó, van xả đóng lại và không khí được hút vào xylanh.
+ Thì nén: Van hút đóng lại và piston bắt đầu di chuyển ngược lại từ điểm

chết dưới lên điểm chết trên. Đây là giai đoạn không khí bị nén ép, tạo ra một
môi trường có nhiệt độ rất cao. Thường thì nhiệt độlúc nay vào khoảng 540
0C.
+ Thì nổ: Vào gần cuối kì nén, nhiên liệu sẽ được bơm cao áp phun vào
buồng đốt. Trong thực tế thì khi bơm vào phải có đủ thời gian cho nhiên liệu
5


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

kịp bay hơi và kịp oxi hóa và bốc cháy. Thời gian đó rất ngắn và được gọi là
“kỳ cảm ứng“. Áp lực khi cháy nổ sẽ tạo ra lực cưỡng bức đẩy piston xuống
điểm chết dưới. Giai đoạn này cả van hút và van xả đều đóng lại. Do nhiệt độ
và áp suất cao, hỗn hợp nhiên liệu và không khí sẽ tự cháy. Quá trình cháy
này sẽ xảy ra ở bất cứ điểm nào trong không gian xylanh mà ở đó hỗn hợp
không khí và nhiên liệu thích hợp nhất.
+ Thì xả: Theo quán tính của bánh đà, piston sau khi vượt qua điểm chết dưới
sẽ tiếp tục đi lên điểm chết trên. Khi đó van xả sẽ được mở ra để xả hết hỗn
hợp khí cháy ra ngoài và cũng theo quán tính của bánh đà, sau khi xả hết khí
cháy thì piston lại tiếp tục chuyển động từ điểm chết trên xuống điểm chết
dưới và một chu trình mới lại được bắt đầu.
* Cấu tạo và hoạt động của loại động cơ diesel 2 thì
- Cấu tạo:

- Nguyên lý hoạt động: Nguyên lý hoạt động của loại này tương tự như
động cơ 4 thì. Điểm khác biệt là giai đoạn hút và xả không thực hiện được
một cách riêng rẽ. Mà quá trình xả sẽ được xảy ra ở giai đoạn cuối, khi hỗn
hợp cháy giãn nở. Hành trình này xảy ra sớm hành trình nén. Cụ thể, khi quá

trình hút đang ở giai đoạn cuối thì quá trình nén đã diễn ra. Trợ giúp cho hành
trình, hầu hết không khí được hút vào để gia tăng về mặt áp suất. Dòng không
6


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

khí đi vào và dòng khí gas đi ra khỏi xylanh được kiểm soát bởi một van nhỏ
tiêu chuẩn nằm phía đầu xylanh qua một lỗ nhỏ xuyên qua thành xylanh.
Ưu điểm: so với động cơ 4 thì cùng kích cỡ thì công suất động cơ 2 kì
lớn hơn.
Nhược điểm: Khí thải của loại này thì nhiều hơn loại 4 thì và không tiết
kiệm nhiên liệu.
Tuy nhiên, với điều kiện khắt khe về nồng độ khí thải thì hiện nay động
cơ 4 thì được sử dụng phổ biến hơn cả.
Sự cháy của nhiên liệu trong động diesel thực tế trải qua 3 gia đoạn
chính: giai đoạn cảm ứng, giai đoạn cháy, giai đoạn xả. Tất cả các giai đoạn
này đều phụ thuộc vào cấu tạo của vòi phun nhiên liệu, nhiệt độ, áp suất và
tốc độ nhiên liệu được phun vào buồng đốt, tốc độ lan truyền của ngọn lửa và
điều chủ yếu vẫn là phụ thuộc vào thành phần cũng như các tính chất hóa lý
của nhiên liệu diesel. Vì vậy vấn đề chất lượng của diesel là rất quan trọng,
cần được quy định rất cụ thể thành tiêu chuẩn và theo từng chỉ tiêu chất
lượng, sao cho phù hợp với yêu cầu của động cơ.
1.2.Thành phần
Trong quá trình chưng cất dầu mỏ thành các phân đoạn, ta thu được
phân đoạn dầu diesel có nhiệt độ sôi 250÷350oC, có chứa hydrrocacbon với
số nguyên tử cacbon từ C16- C22.
Phần lớn trong phân đoạn này là n- parafin và iso- parafin còn

hydrocacbon thơm chiếm không nhiều. Các n- parafin mạch dài có độ kết tinh
cao, chúng là nguyên nhân gây mất ổn định của phân đoạn ở nhiệt độ thấp.
Trong phân đọan diesel thì ngoài naphten và vòng thơm hai vòng là chủ yếu,
những hợp chất ba vòng bắt đầu tăng lên. Đã xuất hiện những hợp chất có cấu
trúc hỗn hợp giữa naphten và vòng thơm.
Hàm lượng các hợp chất chứa S, N và O bắt đầu tăng nhanh. Các hợp
chất của lưu huỳnh chủ yếu ở dạng dị vòng disulfua. Các hợp chất chứa oxy
dạng axit naphtenic có nhiều và đạt cực đại ở phân đoạn này. Ngoài ra còn
những chất dạng phenol như dimetyl phenol. Nhựa cũng xuất hiện nhưng ít và
trọng lượng phân tử cũng thấp, chỉ khoảng 300- 400 đ.v.c.
1.3. Một số chỉ tiêu hóa lý đặc trưng
1.3.1. Trị số Cetane (Cetane N)
7


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Trị số cetane: là một đơn vị đo quy ước cho tính đặc trưng cho tính tự bốc
cháy của nhiên liệu diesel và được đo bằng % thể tích hàm lượng n-cetane
(C16H34 trong hỗn hợp của nó với metyl naptalen có trị số cetane = 0 và ncetane có trị số cetane = 100).
Trị số cetane được xác định bằng phương pháp thử ASTM-D613 (Vol 05.04).
Trị số cetane, ngoại ý nghĩa là thước đo chất lượng cháy của nhiên liệu còn
ảnh hưởng đến sự cháy kích nổ. Yêu cầu của trị số cetane phụ thuộc thuộc
vào thiết kế, kích thước đặc điểm của sự thay đổi tốc độ và tải trọng của động
cơ, phụ thuộc vào điểm khởi động, điều kiện khí quyển.
Sự gia tăng trị số cetane khi vượt quá giá trị thực tế sẽ không cải thiện tính
năng của động cơ về mặt vật chất. Vì vậy trị số cetane nên quy định thấp tới
mức có thể để đảm bảo dễ mua.

Phương pháp tính toán thông dụng nhất là dùng công thức xác định chỉ số
cetane từ nhiệt độ sôi trung bình và tỉ trọng API. Công thức này được cụ thể
hoá thành tiêu chuẩn ASTM-D976. Để thuận tiện trong quá trình sử dụng, từ
công thức này người ta đã tính toán và đưa ra đường đặc tính, từ đó có thể tra
trực tiếp ra chỉ số cetane.
Cần lưu ý rằng phương pháp tính toán không thể thay thế được phương pháp
đo trực tiếp bằng động cơ, mà trái lại, nó chỉ là một công cụ cho phép dự đoán
trị số cetane với độ chính xác có thể chấp nhận được nếu được áp dụng cho
các loại nhiên liệu phù hợp.
3.3.2. Thành phần chưng cất
Thành phần chưng cất (hay còn gọi là độ bay hơi) của cacbuahydro trong
nhiên liệu nói chung thường có ảnh hưởng rất lớn đối với các tính năng của
các động cơ diesel, đặc biệt là các động cơ diesel tốc độ trung bình và tốc độ
cao, chúng có ảnh hưởng quan trọng tới tính an toàn.
Thành phần cất được xác định bằng phương pháp thử ASTM-D86 hoặc
TCVN 2698-2005. Trong phương pháp này, người ta tiến hành chưng cất một
mẫu nhiên liệu sau đó ghi lại mối quan hệ giữa nhiệt độ và thể tích nhiên liệu
cất được. Các tiêu chuẩn kỹ thuật của các sản phẩm dầu mỏ nói chung đều
phải bao gồm các giới hạn khẳng định các sản phẩm có độ hoá hơi phù hợp.
Yêu cầu về độ bay hơi của nhiên liệu phụ thuộc vào thiết kế, kích thước, bản
chất của sự thay đổi tốc độ và tải trọng của động cơ. Nó cũng phụ thuộc vào
8


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

sự khởi động và điều kiện khí quyển. Đối với những động cơ có sự thay đổi
thường xuyên về tốc độ và tải trọng như hoạt động của xe tải hay ôtô, thì

nhiên liệu có độ bay hơi lớn càng có tính năng tốt, đặc biệt là về khói và mùi.
Tuy nhiên cần xét thêm về hiệu quả kinh tế, nhất là khi diesel được chế tạo từ
những phần nặng hơn…
Độ bay hơi thích hợp của diesel thay đổi theo tốc độ và kích thước động cơ.
Nhiên liệu có độ bay hơi quá thấp sẽ làm giảm công suất của động cơ, tăng
mức hao phí nhiên liệu diesel, khả năng nguyên tử hoá kém. Ngược lại, nếu
nhiên liệu có độ bay hơi quá cao cũng làm giảm công suất, hiệu suất của động
cơ nhưng là do tạo nút hơi trong hệ thống của nhiên liệu và kim phun không
cung cấp đều đặn nhiên liệu với kích thước hạt phù hợp vào buồng đốt.
Nói chung, giới hạn sôi của nhiên liệu càng thấp càng tốt miễn là không ảnh
hưởng tới nhiệt độ chớp cháy, đặc tính cháy, nhiệt trị và độ nhớt của nhiên
liệu.
- Nhiệt độ sôi 10% đặc trưng cho phần nhẹ dễ bay hơi của nhiên liệu. Nhiệt
độ sôi 10% quá cao sẽ gây ra hiện tượng động cơ khó khởi động.
- Nhiệt độ sôi 50% hay còn gọi là nhiệt độ sôi trung bình (Mid-boiling point)
là chỉ tiêu hay dùng nhất khi đánh giá nhiên liệu diesel. Nó là chỉ tiêu đặc
trưng cho tính năng thay đổi tốc độ của động cơ.
Đối với các động cơ diesel cao tốc, nhiên liệu có điểm sôi trung bình cao hơn
302 0C, khi cháy tạo nhiều khói trong khí xả, khí xả có mùi khó chịu, tạo
nhiều cặn trong động cơ… Trái lại, diesel có điểm sôi trung bình quá thấp thì
thường có nhiệt trị và độ nhớt thấp. Vì vậy nhiên liệu có nhiệt điểm sôi trung
bình nằm trong giới hạn 232÷290 0C là phù hợp nhất đối với phần lớn các
đông cơ diesel cao cấp. Đối với các động cơ diesel có tốc dộ thấp hơn thì giới
hạn nhiệt độ cũng rộng hơn.
Như vậy: Nhiệt độ sôi 90% và điểm sôi cuối đặc trưng cho tính cháy hoàn
toàn của nhiên liệu.
Nếu nhiệt độ sôi 90% và sôi cuối thấp có tác dụng làm giảm cặn và giảm mức
độ lẫn nhiên liệu vào dầu bôi trơn. Nếu nhiệt độ sôi 90% và sôi cuối quá cao
thì nhiên liệu cháy không hết thải ra ngoài nhiều gây ô nhiễm môi trường, làm
tăng tiêu hao nhiên liệu và làm giảm tuổi thọ của động cơ.

1.3.3. Nhiệt độ bắt cháy cốc kín
9


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Nhiệt độ bắt cháy cốc kín là nhiệt độ thấp nhất (ở điều kiện áp suất không
khí) mẫu nhiên liệu thử nghiệm hầu như ngọn lửa xuất hiện và tự lan truyền
một cách nhanh chóng trên bề mặt của mẫu. Nhiệt độ bắt cháy đươc xác định
theo phương pháp ASTM-D93 hoặc TCVN 2693-1995 (sử dụng thiết bị cháy
cốc kín Pensky-Martens).
Nhiệt độ bắt cháy xác định xu hướng hình thành hỗn hợp có thể cháy với
không khí dưới điều kiện thí nghiệm, nó là một trong các chỉ tiêu đánh giá
mức độ đẽ bắt cháy của nhiên liệu cũng như “Thời gian cảm ứng” trong động
cơ.
Nhiệt độ chớp cháy có tác dụng quan trọng đối với quá trình vận chuyển và
tồn chứa nhiên liệu. Nhiệt độ chớp cháy quá thấp đễ gây cháy nổ. Nó cũng
cho thấy nhiên liệu bị lẫn với các loại khác có độ bay hơi cao hơn. Nhiệt độ
chớp cháy hầu như không có ý nghĩa đối với chất lượng của nhiên liệu khi
đánh giá trên góc độ tính năng kĩ thuật của các thiết bị sử dụng nó.
3.3.4. Hàm lượng lưu huỳnh (S)
Do các điều kiên cháy nổ gần như là lý tưởng, hiện tượng ngưng tụ nước và
lẫn nhiên liệu nhiều khi không còn là vấn đề quan trọng nữa. Điều quan tâm
nhất với động cơ diesel là hàm lượng lưu huỳnh có trong nhiên liệu, vì khi bị
đốt cháy chúng sẽ tạo thành dioxit và một phần dioxit sẽ bị oxy hóa tiếp để
tạo thành lưu huỳnh trioxit. Loại lưu huỳnh trioxit này khi tiếp xúc với nước,
dù với một lượng rất nhỏ lẫn trong động cơ cũng sẽ tạo thành các axit mạnh
gây ăn mòn, gỉ các chi tiết của động cơ, làm ành hưởng tới độ mài mòn, tạo

cặn và đặc biệt sẽ gây ra sự biến chất của dầu nhờn trong động cơ.
Để đảm bảo tính thông dụng tối đa của nhiên liệu diesel, hàm lượng lưu
huỳnh quy định cao tới mức thực tế có thể phù hợp với viêc xem xét bảo
dưỡng.
Tuỳ thuộc vào loại sản phẩm, nguồn gốc và phương pháp chế biến, hàm
lượng lưu huỳnh có thể được xác định theo phương pháp thử ASTM-D129
(phương pháp bom) hoặc phương pháp ống thạch anh (ASTM 1551)…
Lưu huỳnh (S) trong diesel tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, ví dụ như:
mercaptans, sulfides… Tất cả các chất này dù ít hay nhiều đều có tác động ăn
mòn.

10


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Giới hạn nồng độ lưu huỳnh cho phép trong nhiên liệu diesel tùy thuộc vào
loại động cơ diesel và điều kiện làm việc. Các động cơ tốc độ thấp hơn có thể
dùng diesel có hàm lượng lưu huỳnh cao hơn các loại có tốc độ cao vì chúng
thường có tải trọng và tốc độ không đổi, dẫn đến nhiệt độ của dầu bôi trơn,
nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ buồng đốt không thay đổi, hạn chế được tác
động có hại của sản phẩm cháy của lưu huỳnh.
Trên quan điểm kĩ thuật, hàm lượng lưu huỳnh càng thấp càng tốt. Tải trọng
và nhiệt độ làm việc của động cơ càng cao thì tác động ăn mòn càng giảm.
Nguyên nhân là ở nhiệt độ thấp hoặc động cơ lúc chạy lúc ngừng thì hơi nước
tạo ra trong quá trình cháy có xu hướng ngưng tụ và tác dụng với oxit lưu
huỳnh tạo ra chất ăn mòn mạnh là axit sulfuric.
Lưu huỳnh hoạt tính thường gây ăn mòn tại hệ thống phun nhiên liệu. Các

hợp chất của lưu huỳnh cũng tham gia vào quá trình tạo cặn trong buồng đốt
và trên đỉnh piston.
Các nhiên liệu diesel cặn nặng thường dùng cho các động cơ tốc độ thấp có
hàm lượng lưu huỳnh lên tới 3% hoặc hơn. Trong khi đó các dộng cơ diesel
cao tốc thường dùng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh dưới 1,0% trọng
lượng để giảm độ mài mòn chi tiết. Nói chung hàm lượng lưu huỳnh càng
thấp càng tốt.
Các loại dầu bôi trơn mới hiện nay có chứa các loại chất tẩy rửa và
kiềm để trung hoà axit do lưu huỳnh cháy tạo ra. Tuy nhiên, trước khi sử dụng
loại nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cao thì phải cân nhắc một số
chú ý sau :
- Chi phí mua dầu bôi trơn cao cấp.
- Độ mài mòn các chi tiết của động cơ có thể tăng.
- Khả năng thay đổi kết cấu hệ thống cung cấp nhiên liệu cho phù hợp
với loại nhiên liệu mới.
Mặc dù hàm lượng lưu huỳnh và các loại hợp chất lưu huỳnh trong
nhiên liệu thay đổi (tuỳ thuộc bản chất và nguồn gốc dầu thô) nhưng hàm
lượng lưu huỳnh tổng thường nằm trong giới hạn chấp chận được là 0,2÷1,0%
trọng lượng. Riêng lưu huỳnh mercaptan bị hạn chế ở nồng độ rất thấp vì nó
gây mùi khó chịu và có tác động ăn mòn đối với một vài nguyên tố kim loại
thường được dùng để chế tạo các chi tiết của hệ thống nhiên liệu .
11


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Có thể xác định lưu huỳnh mercaptan theo phương pháp ASTM-D3227 hoặc
ASTM-D4952 (TCVN 2685-78).

1.3.5. Ăn mòn đồng
Phép thử ăn mòn mảnh đồng nhằm xác định có tính chất định tính độ
ăn mòn của nhiên liệu diesel đối với các chi tiết được chế tạo từ đồng, hợp
kim đồng - thiếc và hợp kim đồng kẽm.
1.3.6. Độ nhớt động học
Độ nhớt là khả năng cản trở chuyển động nội tại của chất lỏng. Nó
được đo bằng cách ghi lại thời gian cần thiết để một lượng chất lỏng nhất định
chảy qua một mao quản có kích thước nhất định ở một nhiệt độ nhất định. Độ
nhớt động học được xác định ở 400C theo phương pháp thử ASTM-D445
(TCVN 3171-1995).
Độ nhớt của nhiên liệu diesel rất quan trọng vì nó có ảnh hưởng đến
khả năng bơm và phun nhiên liệu vào buồng đốt. Độ nhớt của nhiên liệu có
ảnh hưởng lớn tới kích thước và hình dạng của kim phun. Nhiên liệu có độ
nhớt quá cao rất khó nguyên tử hóa, các tia nhiên liệu không mịn và khó phân
tán trong buồng đốt. Kết quả là giảm hiệu suất và công suất động cơ. Đối với
các động cơ nhỏ, các tia nhiên liệu có thể chạm vào thành xylanh, cuốn đi lớp
dầu bôi trơn và làm tăng độ lẫn nhiên liệu trong dầu nhờn. Hiện tượng các chi
tiết bị ăn mòn nhanh chính là do nguyên nhân này.
Nhiên liệu có độ nhớt quá thấp khi được phun vào xylanh sẽ tạo thành
các hạt quá mịn không thể tới được các vùng xa kim phun và do đó hỗn hợp
(nguyên liệu + không khí) tạo thành trong xylanh không đồng nhất, nhiên liệu
cháy không đều, công suất giảm. Nhiên liệu có độ nhớt quá thấp có thể gây ra
hiện tượng rò rỉ tại bơm, làm sai lệch kết quả đong đếm dẫn tới thay đổi tỉ lệ
pha trộn không khí/nhiên liệu. Mức độ mài mòn của các chi tiết trong hệ
thống cung cấp nhiên liệu tăng khi độ nhớt của nhiên liệu giảm.
Độ nhớt của nhiên liệu diesel dung cho các động cơ cao tốc nằm trong
khoảng 1,8÷5,0cSt ở 37,80C. Thường thì các nhà sản xuất hay hạn chế cặn
dưới của độ nhớt để tránh các hiện tượng như trên. Các loại diesel có độ nhớt
cao hơn 5,8cSt thường dùng cho các động cơ tốc độ thấp hơn. Diesel có độ
nhớt đặc biệt cao được dùng cho các máy tàu thủy và phải có thêm các máy

gia nhiệt. Đối với một số động cơ, độ nhớt quy định theo giá trị min sẽ có lợi
12


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

thế vì hiện tượng mất công suất do bị dò nhiên liệu của bơm và vòi phun. Mặt
khác, độ nhớt cũng được xác định theo giá trị max nhằm phù hợp với giới hạn
của các thông số đã được xem xét trong thiết kế, kích thước của động cơ và
các đăc điểm của hệ thống bơm phun.
Động cơ tuabin khí sử dụng nhiên liệu diesel có độ nhớt quá cao sẽ dẫn
tới hiện tượng khó cháy, cháy không đều, tổn thất áp suất trên đường ống. Đối
với các nhiên liệu nặng thì thường phải khống chế nhiệt độ để có được nhiệt
độ thích hợp với thiết bị sử dụng.
1.3.7. Điểm sương
Điểm sương là một chỉ tiêu quan trọng, nó xác định nhiệt độ tại đó các
tinh thể sáp xuất hiện trong nhiên liệu ở điều kiện thử nghiệm xác định, tại
nhiệt độ đó tinh thể sáp bắt đầu kết tủa khỏi dầu diesel khi sử dụng vào động
cơ để đốt.
1.3.8. Điểm đông đặc
Điểm đông đặc của nhiên liệu là nhiệt độ thấp nhất mà nhiên liệu vẫn giữ
được các tính chất lỏng, hay nói cách khác nó là nhiệt độ thấp nhất mà ta có
thể bơm nhiên liệu.
1.3.9. Hàm lương tro (Ash)
Một lượng nhỏ diesel được đốt cho tới khi phần nhiên liệu cháy hết, cân khối
lượng mẫu còn lại ta thu được hàm lượng tro. Hàm lượng tro của mẫu được
tính bằng % khối lượng. Hàm lượng tro được xác định theo phương pháp thử
ASTM-D482 (TCVN 2690-1995).

Các chất không cháy trong nhiên liệu được chia làm hai loại: các cặn
rắn và các hợp chất kim loại tan trong nước hoặc dầu. Các chất tạo tro có thể
có mặt trong nhiên liệu diesel ở 2 dạng:
Các chất rắn bị mài mòn: Loại này có tác hại mài mòn vòi phun, bơm nhiên
liệu, piston và vòng xécmăng .
Các xà phòng kim loại tan: Ít ảnh hưởng tới độ mài mòn nhưng chúng có thể
góp phần vào việc tạo cặn trong động cơ.
Các cặn này rất giống với cặn xác định theo phương pháp nước và cặn
trong nhiên liệu. Vì hệ thống phun nhiên liệu diesel được chế tạo với độ chính
xác cao nên chúng rất nhạy cảm với các tạp chất trong nhiên liệu. Các cặn rắn

13


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

trong nhiên liệu có thể gây ra ăn mòn hoặc làm tắc hệ thống nhiên liệu với
mức độ tùy thuộc vào kích thước hệ thống này.
Các hợp chất kim loại tan trong nước hoặc dầu ít ảnh hưởng tới hệ
thống nhiên liệu nhưng chúng có thể chứa các nguyên tố kim loại có ảnh
hưởng xấu đến cánh tuabin.
1.3.10. Cặn Carbon
Cặn cacbon là lượng cặn còn lại sau khi cho bay hơi và nhiệt phân
nhiên liệu. Cặn cacbon gây ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa những điểm có cặn
và những điểm không có cặn làm tăng ứng xuất nội của buồng đốt, dẫn tới
biến dạng và nhiều khi có thể phá hủy buồng đốt. Nếu các mẩu cặn cacbon
bám trên thanh buồng đốt bong ra và theo hỗn hợp khí đi tới buồng giãn nở
thì chúng có thể va đập vào cánh tuabin. Cặn cacbon cũng là nguyên nhân gây

ra hiện tượng khí xả có màu đen và làm giảm hệ số tỏa nhiệt.
3.3.11. Trị số axit
Trị số axit của nhiên liệu diesel là số mg KOH cần thiết để trung hòa hết
lượng axit có trong 1 gam mẫu.
Trị số axit là thước đo đánh giá hàm lượng các hợp chất vô cơ và axit
tổng của nhiên liệu. Nó giúp đánh giá mức độ ăn mòn của các chi tiết kim loại
khi tiếp xúc với nhiên liệu.
3.3.12. Nhựa thực tế
Sau khi ra khỏi nhà máy lọc dầu, nhiên liệu không thể tránh khỏi việc
tiếp xúc với nước và không khí. Nếu nhiên liệu có chứa các cấu tử không ổn
định, nhất là các nhiên liệu được sản xuất từ các phân đoạn cracking, thì trong
quá trình tồn chứa, do tiếp xúc với không khí, có thể tạo nhựa và tạo cặn. Các
cặn này có thể làm tắc bầu lọc, bẩn buồng đốt, gây tắc hệ thống phun nhiên
liệu…
1.3.13. Nước và các tạp chất cơ học
Hàm lượng nước và cặn là một trong những chỉ tiêu quan trọng của
nhiên liệu. Nhiên liệu có hàm lượng nước và cặn cao sẽ ảnh hưởng tới chất
lượng tồn chứa và sử dụng.
Nước rất dễ lẫn vào nhiên liệu, khi áp suất giảm đột ngột, hơi nước
trong không khí trên bề mặt của dầu ngưng tụ lại. Ngoài ra, nước cũng có thể
lẫn vào nhiên liệu do mưa, ngập bể…
14


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Cặn thường bao gồm cặn cacbon, kim loại và các tạp chất vô cơ khác.
Cặn được tạo thành bởi một số nguyên nhân sau :

Chất bẩn có trong đường ống và bể.
Các chất bẩn lẫn trong nhiên liệu do sơ xuất trong quá trình bảo quản, bơm
chuyển và tồn chứa.
Bụi bẩn trong không khí.
Nước và tạp chất trong diesel được xác định theo phương pháp ASTM
-D1796.
1.3.14. Nhiệt trị
Nhiệt trị của một nhiên liệu là lượng nhiệt tỏa ra khi đốt cháy hoàn toàn một
đơn vị khối lượng nhiên liệu.
Với cùng một chế độ động cơ, công do động cơ phát ra phụ thuộc vào
nhiệt trị của nhiên liệu. Nhiệt trị càng cao, công suất càng lớn. Do đó, nhiệt trị
của nhiên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến tính kinh tế của thiết bị sử dụng nhiên
liệu.
1.3.15. Tỉ trọng
Tỉ trọng là đại lượng đặc trưng cho độ nặng nhẹ, đặc chắc của nhiên liệu,
được đo bằng khối lượng trên một đơn vị thể tích nhiên liệu. Tỷ trọng được
dùng để tính toán, chuyển đổi giữa thể tích và khối lượng, để chuyển đổi thể
tích ở nhiệt độ này sang thể tích ở nhiệt độ khác.
1.4. Phân loại diesel
1.4.1. Phân loại của một số quốc gia
Đối với diesel, ngoài 3 loại được phân cấp nói trên, cũng còn nhiều cách phân
loại khác. Sau đây là phân loại của một số quốc gia trên thế giới:
Liên Xô cũ
ΓOST 305 82
Chỉ tiêu
Z
L
(đông
(hè)
)

1. Tỷ trọng 0,86
0.843
ở 150C
3
2. Chỉ số 45
45

Nhật Bản – Trung Quốc –
Hàn Quốc
JIS
GB
N01

N02

Loại
ưu

Loại 1 S thấp S cao

Repor Repor Repor Repor Repor Repor
t
t
t
t
t
t
50
50
45

45
50
15


Đồ án chuyên ngành

cetan min
3.
Lưu
huỳnh %KL
max
4.
Thành
phần
cất,
0C
- 50% TT
max
90%
(96%) TT
max
5.
Chớp
cháy
kín,
0C min
6. Độ nhớt
ở
400C

(200C)
7.
Điểm
đông
đặc
0C, max
8.
Cặn
cacbon
trong 10%
cặn chưng
cất.
9. Màu sắc
max
10. Ăn mòn
đồng
3h/500C

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

0,5

0,5

0,2

0,2

0,2


0,3

0,05

280
(360
)

280
(340)

360

62

40

(3-6)

1,0

360

280
335

280
335

Repor Repor

t
t
360
360

50

50

66

66

45

(1,85)

2,7

2,5

(3,5)

(3,5)

2
– 2
–
5,8
5,8


-10

-35

+5

-7,5

-10

-10

-5 –(15)

0,3

0,3

0,1

0,1

0,2

0,3

0,1

3,0


3,0

1,0

45

0,2

N01

N01

N01

N01

N01

N01

max
11.
Hàm 0,01
lượng tro,

0,01

0,005


0,005

0,01

0,01

16


Đồ án chuyên ngành

%TL
12. Nước và
tạp chất
13. Trị số
axit,
mg 5,0
KOH/100
ml

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

5,0

Khôn
g

Khôn
g


5,0

5,0

0,1

0,1

Tiêu chuẩn Việt Nam về diesel: TCVN 5689:1998
Các chỉ tiêu chất lượng sản Phương pháp thử
phẩm
ASTM/TCVN
1.
Chỉ
số
Cetan
D.976
min
2. Hàm lượng lưu huỳnh, %
KL
D.129, D.2622
min
3. Nhiệt độ cất, oC, 90% TT
max
4. Điểm chớp lửa cốc kín, oC
min
5. Độ nhớt động học ở
40oC,cSt
(
mm2/s)

6. Cồn cacbon 10%, % KL
7. Điểm đông đặc, oC
max
- Phía bắc:
- Phía nam:
8.
Hàm
lượng
tro
max
9.Nước và tập chất cơ học,
%TT

TCVN 2698-95

Mức quy định
DO
DO 1,0%S
0,5%S
50

45

0,5

1,0

370

370


D.93/TCVN 269360
95

50

D.445

1,8- 5,0

1,8- 5,0

D189/TCVN-6324 0,3
D.97/TCVN 375395
+5
+9
D.482/TCVN
2690-95
D.2709

17

0,3
+5
+9

0,01

0,01


0,05

0,05


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

max
10. Ăn mòn đồng ở 50oC, 3h D.130/TCVN
max
2694-95
11. Nhựa thực tế, mg/100ml
TCVN 3178-79
TCVN 5689:2002

N-1

N-1

Báo cáo

Báo cáo

Các chỉ tiêu chất lượng Phương pháp thử
sản phẩm
ASTM/TCVN

Mức quy định

DO
DO
0,05S
0,25S

DO
0,5S

1.
Chỉ
min

45

45

số

Cetan

D.976/

45

D.129; D.4294;
D.2622/
TCVN
2. Hàm lượng lưu huỳnh,
6701:
2002; 0,05

0,25
% KL min
D.1266/
TCVN
2708:2002
3. Nhiệt độ cất, oC, 90% D.86/
TCVN
370
TT
max
2698-2002
4. Điểm chớp lửa cốc kín, D.3828/ TCVN
50
oC min
6608: 2000; D.93
5. Độ nhớt động học ở
40oC, cSt
D.445
1,6 – 5,5
( mm2/s)
D189/TCVN-6324:
6. Cồn cacbon 10%, % KL
1997;
max
D.4530
7. Điểm đông đặc, oC D.97/TCVN 3753max
95
D.482/TCVN
8.
Hàm

lượng
tro
2690-95;
max
D.428
9.Nước và tập chất cơ học,
D.2709
%TT max
10. Ăn mòn đồng ở 50oC, D.130/TCVN
3h max
2694: 2000
18

0,3
+9
0,01
0,05
1

0,5


Đồ án chuyên ngành

11. Khối lượng riêng, kg/l

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

D.1298/TCVN
6594: 2000


Báo cáo

Tiêu chuẩn Việt Nam về diesel: TCVN 5689:2005
Các chỉ tiêu chất lượng sản Phương pháp thử
phẩm
ASTM/ TCVN
1.
Chỉ
số
cetan
min
2. Hàm lượng lưu huỳnh
max
3. Nhiệt độ cất, 0C, 90%TT
max
4. Điểm chớp lửa cốc kín, 0C
min
5. Độ nhớt động học ở 400C,
cSt
(
mm2/g)

D.4737

Mức quy định
DO
DO 500S
2500S
46


D.2622/TCVN
500
6701: 2000; D.5453
D 86/ TCVN 2698:
360
2002
D.3828/TCVN
55
6608: 2000; D. 93
D.
445/TCVN
2 – 4,5
3171:2003

D.198/TCVN 6324:
6. Cồn cacbon 10%, KL%
1997;
max
D.4530
7. Điểm đông đặc, 0C, D.
97/TCVN
max
3753:1995
8. Hàm lượng tro, % KL D.482/ TCVN 2690:
max
1995
9. Hàm lượng nước, mg/ kg
ASTM E 203
max

10. Tạp chất dạng hạt, mg/l,
D. 2276
max
11. Ăn mòn mảnh đồng 500C,
D.130/ TCVN 26943h,
1995
max
12. Khối lượng riêng ở 150C, D. 1298/ TCVN
k 6594: 2000; D. 4052
19

46
2500
360
55

2 – 4,5

0,3

0,3

+6

+6

0,01

0,01


200

200

10

10

N-1

N-1

820 – 860

820 – 860


Đồ án chuyên ngành

g/m3
13. Độ
max

bôi

14. Ngoại quan

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

trơn,


µ,

D.6079

460

460

D.4176

Sạch,
trong

Sạch,
trong

CHƯƠNG 4
QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT DẦU DIESEL TỪ DẦU NHỜN THẢI
4.1. TỔNG QUAN
4.1.1. Thành phần hóa học của dầu nhờn thải
Dầu thải là dầu bôi trơn đã qua một thời gian sử dụng có thành phần
hóa học tương tự dầu nhờn. Tuy nhiên, trong thành phần hóa học của dầu
nhơn thải xuất hiện nhiều các hợp chất là sản phẩm của quá trình oxi hóa dầu,
quá trình phân hủy dầu ở điều kiện nhiệt độ làm việc, quá trình phân hủy của
phụ gia được pha chế vào dầu nhờn, quá trình bẻ mạch dưới tác động cơ
học…
Hầu hết các hợp phần của dầu bôi trơn đều tác dụng nhanh hoặc chậm
với oxi tạo thành quá trình oxi hoá. Khả năng bền oxi hoá của các hợp chất
hydrocabon tăng dần theo thứ tự:

20


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Hydrocabon không no < hợp chất dị nguyên tố < hydrocacbon thơm <
naphten < parafin.
Tốc độ của quá trình oxi hoá chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như bản
chất của dầu gốc, nhiệt độ, hiệu ứng xúc tác của kim loại, sự khuấy trộn, nồng
độ oxi trong dầu. Cơ chế của phản ứng oxi hoá là cơ chế gốc xảy ra theo 3
giai đoạn: giai đoạn khơi mào, giai đoạn phát triển mạch và giai đoạn tắt
mạch.
- Giai đoạn khơi mào: Dưới tác dụng của oxi, của ion kim loại dầu
nhờn có thể bị oxi hóa và tạo ra các gốc alkyl tự do, quá trình này thường xảy
ra chậm:
2RH + O2 ---> 2R* + H2O2
M(n+1)+ + RH ----> Mn+ + H+ + R*
Mn+ + O2 ---> M(n+1)+ + O2*- Giai đoạn phát triển mạch: Ở giai đoạn này, các gốc tự do tiếp tục bị
oxi hóa để tạo ra các gốc tự do mới hoặc các hợp chất peoxit, hợp chất không
no...
R* + O2 ---> ROO*
ROO* + RH ---> ROOH + R*
ROOH --->RO* + O*H
RO* + RH ---> ROH + R*
OH* + RH ---> H2O + R*
2ROOH ---> ROO* + ROO* + H2O
RR’HCO* ---> RCHO + R’*
RR’R”CO* ---> RR’CO + R”*

----------M(n+1)+ + ROOH ----> Mn+ + H+ + ROO*
Mn+ + ROOH ---> M(n+1)+ + OH* + RO*
- Giai đoạn tắt mạch: các gốc tự do kết hợp với nhau tạo ra các sản
phẩm bền khác nhau:
R* + R* ---> R-R
R* + R* ---> R’- CH=CH2 + R’’H
2RO* ---> ROOR
2ROO* ---> ROOR + O2
21


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Song song với quá trình oxi hoá luôn xảy ra quá trình polime hoá các
hợp chất trung gian chứa các liên kết bội để tạo ra nhựa, asphalten, cặn bùn...
Quá trình biến tính của dầu luôn xảy ra ở cả nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao. Ở
nhiệt độ thấp là sự hình thành các sản phẩm như peoxit, rượu, andehyt, xeton
và nước. Dưới điều kiện nhiệt độ cao các dạng axit được hình thành sau cùng
của quá trình biến tính dầu. Dầu bị oxi hóa sẽ làm tăng độ nhớt và khả năng
bay hơi, tạo cặn bùn và dầu vecni. Mặt khác axit cũng được hình thành từ
phản ứng của gốc tự do ankyl peoxit với andehyt hoặc xeton, đây chính là tiền
đề của quá trình hình thành cặn bùn của dầu nhờn.
- Phản ứng tạo các axit từ xeton và andehyt ở nhiệt độ >1200C.

- Phản ứng tạo các ngưng tụ aldol từ xeton và andehyt ở nhiệt độ
>1200C.

Bên cạnh sự oxi hóa dầu cũng luôn xảy ra quá trình phân hủy các phụ

gia. Sự phân hủy các phụ ra không bền dưới điều kiện nhiệt độ, môi trường
thường nguy hại hơn nhiều đối với dầu nhờn, vì sản phẩm của quá trình phân
hủy phụ gia luôn tạo ra các sản phẩm dạng axit hữu cơ hoặc vô cơ.

22


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Ví dụ: dưới tác động của nhiệt độ, phụ gia 2,6-di-t-butyl-4methylphenol có thể bị phân hủy theo sơ đồ dưới đây:

Hoặc:

Ngoài ra, còn phải kể đến một lượng lớn cặn bùn xuất hiện trong dầu
nhờn thải. Nó chính là nguyên nhân gây ra sự xuống cấp của dầu, nó được
sinh ra do nhiều nguyên nhân khác nhau nhưng chủ yếu là :
- Bên ngoài động cơ: chủ yếu là các loại bụi bẩn trong không khí, hơi
ẩm, nước… xâm nhập vào động cơ bằng nhiều con đường khác nhau.
- Bên trong động cơ: đây là nguyên nhân chủ yếu gây bẩn dầu. Các chất
gây bẩn này chủ yếu là do sự mài mòn của các chi tiết động cơ, cặn sinh ra do
quá trình cháy của dầu, của nhiên liệu, lớp bong tróc sơn vecni của các chi tiết
máy…

23


Đồ án chuyên ngành


Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

Dấu hiện nhận biết dầu bị biến chất trong quá trình sử dụng do các
nguyên nhân trên thường có thể nhận biết qua sự giảm độ nhớt, màu của dầu,
tính đồng nhất của dầu…
Phân tích thành phần của một số loại dầu nhờn thải, kết quả được chỉ ra
gồm các thành phần chủ yếu như sau:
- Hợp chất bền như các parafin dạng mạch thẳng, mạch nhánh.
- Các naphten có ít nhất 2 vòng chiếm khoảng 73% - 76%.
- Các olefin chiếm khoảng 5 – 7%.
- Hàm lượng aromatic chiếm khoảng từ 10 – 15%.
- Hàm lượng cặn bùn, các hợp chất peoxit …
4.1.2. Tác hại của dầu nhờn thải
Các hợp chất mới sinh ra như các hợp chất mang tính axit không tan
trong dầu sẽ thúc đẩy sự oxy hoá, mài mòn, ăn mòn ổ đỡ khi xe hoạt động ở
nhiệt độ cao. Do đó sẽ phá vỡ thiết bị, động cơ, gây hư hỏng sau một thời gian
sử dụng.
Các loại cặn sinh ra không những làm cho dầu giảm phẩm chất vốn có
của nó mà còn gây tác hại đối với động cơ. Khi động cơ hoạt động ở nhiệt độ
thấp, quãng đường ngắn các loại cặn bám dính trên bề mặt chi tiết động cơ sẽ
thúc đẩy sự ăn mòn và hư hỏng của động cơ thậm chí có thể làm kẹt hay
không làm việc của các cụm chi tiết động cơ. Các cặn rắn có ảnh hưởng tới
quá trình cháy của nhiên liệu. Nó có thể gây hiện tượng cháy sớm dẫn tới
hỏng pittông. Mặt khác nó còn làm tăng yêu cầu về trị số octan của nhiên liệu.
Việc tạo cặn còn có thể làm tắc nghẽn đường dầu và khiến cho quá trình bôi
trơn không đủ. Vì vậy, dầu nhờn sau một thời gian sử dụng cần được thay
mới nhằm bảo vệ và đảm bảo cho động cơ làm việc an toàn.
Tuy nhiên, việc thay mới dầu lại đặt ra một vấn đề là sử dụng hoặc tận
thu dầu nhờn thải sao cho hữu hiệu mà không ảnh hưởng đến môi trường. Vì
thành phần của dầu nhờn chủ yếu là các Hidrocacbon, chúng rất bền và có

khả năng tạo màng rất mỏng trên mặt nước bằng cách tạo ra các dạng nhũ
tương. Sự nguy hại của dầu thải đối với môi trường có thể xem xét trên một
số khía cạnh cụ thể sau:

24


Đồ án chuyên ngành

Trường đại học Bách Khoa Hà Nội

- Tác hại đối với nguồn đất: Đối với đất nhiễm dầu nhờn thải, dầu nhờn
tạo một lớp màng bám xung quanh các hạt đất làm cho đất không có khả năng
trao đổi chất, nước với môi trường bên ngoài. Mặt khác, các màng dầu này rất
bền, khó bị phân hủy và có mùi khó chịu nên các loại động thực vật không thể
sống và phát triển được trong các môi trường đất đã bị nhiễm dầu thải nói
chung và các hợp chất hidrocacbon nói chung. Ngoài ra, dầu nhờn thải có
chứa các axít, hoặc các hợp chất có tính axít còn có thể phản ứng với chất
khoáng trong đất tạo các loại kết tủa. Vì vậy, khi đất bị nhiễm dầu, đất đó sẽ
bị biến chất, không còn canh tác hoặc giá trị sử dụng được nữa.
+ Tác hại đối với nguồn nước: Dầu nhờn thải có khối lượng riêng nhỏ
hơn nước, không tan trong nước nên sẽ nổi trên mặt nước, gây ô nhiễm môi
trường nước. Một trong những khả năng siêu việt của dầu là có thể tạo được
các màng dầu rất mỏng nổi trên bề mặt nước, điều này sẽ dẫn đến quá trình
ngăn cho oxi không khí tiếp xúc hoặc trao đổi với môi trường bên ngoài. Vì
vậy, các động thực vật trong môi trường nước cũng không thể phát triển do
thiếu một lượng oxi cung cấp từ bên ngoài. Nếu hàm lượng dầu trong nước
nhiều, trong nước sẽ xuất hiện các dạng nhũ tương dầu trong nước hoặc nước
trong dầu, gây ô nhiễm môi trường nước. nếu đổ vào nguồn nước sẽ gây ô
nhiễm nguồn nước.

- Tác hại đối với con người: Dầu nhờn thải gây tác hại đối với con
người chủ yếu thông qua các nguồn như: ô nhiễm môi trường đất, môi trường
nước và môi trường không khí. Một trong những nguồn gây tác hại chính đối
với sức khỏe con người là không khí. Nếu người hít phải không khí nhiễm hơi
dầu hoặc thường xuyên làm việc với môi trường có hàm lượng hơi dầu cao sẽ
dẫn đến một số bệnh về hô hấp, tim mạch, máu, thần kinh… hay thậm chí gây
tử vong.
4.1.3. Tình hình thu gom và tái chế dầu nhờn thải
Dầu nhờn được sử dụng trong hầu hết tất cả các loại máy móc phục vụ
cho các ngành và trong các hoạt động phục vụ đời sống của con người. Tuy
nhiên, theo cách phân loại chung thì dầu nhờn được phân làm 2 loại chính là
dầu động cơ và dầu công nghiệp.

25