دانلود گزارش کارآموزی بررسی سیالات برش
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 202 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 108 |
گزارش کارآموزی بررسی سیالات برش در 108 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
فصل اول
1-1- تاریخچه بهران....................................................................................................................................... 1
1-2- کلیات عملکرد شرکت نفت بهران................................................................................................... 2
1-2-1- واحد استخراج مواد آروماتیک توسط حلال فورفورال......................................................... 2
1-2-2- واحد موم زدایی توسط حلال تولوئن و M.E.K................................................................... 2
1-2-3- واحد تصفیه توسط گاز هیدروژن............................................................................................. 2
1-2-4- واحد تولید ضد یخ........................................................................................................................ 3
1-2-5- واحد تولید واکس کم روغن....................................................................................................... 3
1-2-6- واحد پایلوت..................................................................................................................................... 3
1-2-7- واحد تسهیلات .............................................................................................................................. 3
1-2-8- واحد آزمایشگاه............................................................................................................................... 4
1-2-9- واحد پژوهش................................................................................................................................... 4
1-2-10- واحد ظرفسازی و پرکنی.......................................................................................................... 5
1-2- 11- لوبکات.......................................................................................................................................... 5
فصل دوم
2-1- مقدمه...................................................................................................................................................... 6
2-2- ساخت روغن پایه از برش مواد نفتی ............................................................................................ 7
2-2-1- تقطیر................................................................................................................................................. 7
2-2-2- تصفیه و پالایش شیمیایی........................................................................................................... 7
2-2-3- آسفالت گیری.................................................................................................................................. 7
2-2-4- موم گیری......................................................................................................................................... 7
2-3- تقطیر نفت خام.................................................................................................................................... 7
2-3-1- تقطیر در فشار (یک اتمسفر)...................................................................................................... 8
2-3-2- تقطیر در خلاء ............................................................................................................................... 8
2-4- دستگاه های تفکیک و تقطیر روغن (لوب تاور).......................................................................... 9
2-5- شناخت هیدروکربورهای روغن پایه............................................................................................... 10
2-5-1- گروه پارافینیک............................................................................................................................... 11
2-5-2- هیدروکربورهای نفتنیک و مشخصات آنها............................................................................... 12
2-5-3- هیدروکربورهای آروماتیک و خواص آنها................................................................................. 13
2-5-4- توزیع هیدروکربورها و انواع روغن پایه................................................................................... 13
2-6- واحد روغن سازی................................................................................................................................ 16
2-6-1- استخراج مواد آروماتیک ونفتینیک......................................................................................... 17
2-6-1-1- تصفیه با اسید............................................................................................................................ 17
2-6-1-2- استخراج با فورفورال .............................................................................................................. 18
2-6-1-3- عوامل مؤثر در جداسازی مواد آروماتیکی از لوب کات.................................................. 20
2-6 -1-4- خواص فورفورال .................................................................................................................... 22
2-6-1-5- دستگاههای عمده.................................................................................................................... 24
2-6-2- روش های دیگر تصیه (حلال گاز هیدروژن).......................................................................... 25
2-6-3- عملیات آسفالت گیری.................................................................................................................. 26
2-6-4- عملیات موم گیری......................................................................................................................... 27
2-6-4-1- کارخانه موم گیری................................................................................................................... 28
2-6-4-2- خواص حلال ( MEX و تولوئن)......................................................................................... 29
2-6-4-3- عوامل مؤثر در کیفیت و کمیت محصول........................................................................... 30
2-6-4-4- دستگاه های عمده ................................................................................................................. 33
2-6-4-5- روش موم گیری با اوره ......................................................................................................... 34
2-6-4-6- روش هیدروکراکتیگ.............................................................................................................. 34
2-7- تولید روغن از طریق تصفیه دوم..................................................................................................... 34
2-7-1- روغنهای مصرف شده .................................................................................................................. 35
2-7-2- ناخالصی های موجود در روغن مصرف شده........................................................................... 35
2-7-3- روشهای معمول احیاء روغنهای مصرف شده......................................................................... 36
2-7-4- دستگاه های جداسازی گریز از مرکز........................................................................................ 36
2-7-5- دستگاه صافی لبه دار.................................................................................................................... 36
2-7-6- تصفیه شیمیایی با مواد قلیائی و صاف نمودن آن ............................................................... 36
2-7-7- تصفیه با خاک مخصوص.............................................................................................................. 37
2-7-8- تصفیه با اسید سولفوریک............................................................................................................ 37
2-7-9- خنثی نمودن بوسیله آهک و تصفیه با خاک مخصوص...................................................... 37
فصل سوم
3-1- طبقه بندی استانداردهای روغن...................................................................................................... 38
3-1-1- تعریف روانکاری.............................................................................................................................. 39
3-2- شرایط اصلی روان کننده خوب....................................................................................................... 39
3-3- انواع روان کننده.................................................................................................................................. 39
3-4- روغنهای روان کننده نفتی................................................................................................................ 40
3-5- انواع روانکاری........................................................................................................................................ 41
3-5-1- روانکاری با لایه ضخیم ................................................................................................................ 41
3-5-1-1- روانکاری هیدرواستاتیک ....................................................................................................... 41
3-5-1-2- روانکاری هیدرودینامیک ....................................................................................................... 42
3-5-2- روانکاری با لایه نازک ................................................................................................................... 42
3-5-3- روانکاری حدی................................................................................................................................ 42
3-5-4- روانکاری خشک.............................................................................................................................. 42
3-5-5- روانکاری غلطان............................................................................................................................... 42
3-6- ترکیبات ساختار یک روغن صنعتی ............................................................................................. 43
3-6-1- بررسی علل اضمحلال کیفیت روغن........................................................................................ 43
3-6-2- کاهش خصوصیات مواد افزودنی................................................................................................ 43
3-6-2-1- کاهش اثر بازدارنده های اکسیداسیون............................................................................... 44
3-6-2-2- کاهش ویسکوزیته روغن........................................................................................................ 44
3-6-2-3- کاهش بازدارنده های رنگ زدگی......................................................................................... 45
3-6-2-4- بازدارنده های کف.................................................................................................................... 45
3-7- اصطلاحات روانکاری........................................................................................................................... 46
3-8- آزمونهای مهم فیزیکی و شیمیایی روغنهای روان کننده......................................................... 47
3-8-1- ویسکوزیته ...................................................................................................................................... 47
شرح آزمون
3-8-1-1- کاربرد و مزایای اندازه گیری گرانروی در دماهای فوق الذکر....................................... 52
3-8-2- شاخص ویسکوزیته ....................................................................................................................... 52
شرح آزمون
3-8-3- نقطه آنیلین..................................................................................................................................... 57
شرح آزمون
3-8-4- دانسیته ............................................................................................................................................ 58
شرح آزمون
3-8-5- عدد خنثی شدن............................................................................................................................ 60
3-8-5-1- عدد اسیدی کل........................................................................................................................ 60
3-8-5-2- TBN........................................................................................................................................... 61
شرح آزمون
3-8-5-3- TAN........................................................................................................................................... 61
شرح آزمون
3-8-6- ضریب شکست................................................................................................................................ 61
شرح آزمون
3-8-7- نقطه ریزش...................................................................................................................................... 62
شرح آزمون
3-8-8- نقطه اشتعال .................................................................................................................................. 63
شرح آزمون
3-8-9- نقطه احتراق.................................................................................................................................... 64
شرح آزمون
3-8-10- کف ................................................................................................................................................ 64
شرح آزمون
3-8-11- خوردگی مس............................................................................................................................... 66
شرح آزمون
3-8-12- توانایی تحمل بار ........................................................................................................................ 67
شرح آزمون
3-8-13- مقدار آب ..................................................................................................................................... 68
3-8-14- عدد صابونی شدن....................................................................................................................... 68
3-8-15- خاکستر.......................................................................................................................................... 68
3-8-16- نقطه ابری شدن.......................................................................................................................... 69
3-8-17- خاصیت امولسیون و دمولسیون ............................................................................................ 70
3-8-18- پایداری در مقابل اکسیداسیون............................................................................................... 70
فصل چهارم
4-1- عملیات فلزکاری ................................................................................................................................. 72
4-2- انواع سیالات عملیات فلزکاری......................................................................................................... 72
4-2-1- روغن معدنی خالص...................................................................................................................... 72
4-2-2- روغن چرب خالص......................................................................................................................... 72
4-2-3- روغن معدنی و چرب مخلوط شده............................................................................................ 73
4-2-4- مخلوط روغن معدنی و روغن چرب گوگرد دار شده........................................................... 73
4-2-5- روغنهای معدنی گوگرد دار.......................................................................................................... 73
4-2-6- روغنهای معدنی کلردار و گوگرد دار......................................................................................... 73
4-2-7- روغن معدنی کلردار....................................................................................................................... 74
4-3- روغنهای برش....................................................................................................................................... 74
4-4- روغنهای حل شونده (روغنهای امولسیون شونده)...................................................................... 75
4-4-1- امولسیونهای معدنی....................................................................................................................... 75
4-4-2- سیالات نیمه سنتتیک................................................................................................................. 75
4-4-3- روغنهای سنتتیک.......................................................................................................................... 75
4-5- امولسیفایر............................................................................................................................................... 76
4-6- روغنهای امولسیون شونده................................................................................................................. 76
4-6-1- مزایای روغنهای امولسیون شونده.............................................................................................. 77
4-6-2- معایب روغنهای امولسیون شونده.............................................................................................. 77
4-7- امولسیونهای شیمیایی نیمه سنتتیک........................................................................................... 78
4-7-1- مزایای سیالات نیمه سنتتیک.................................................................................................... 78
4-8- سیالات سنتتیک................................................................................................................................. 78
4-8-1- مزایای سیالات سنتتیک.............................................................................................................. 79
4-9- وظایف سیال روانکار............................................................................................................................ 79
4-10- معیار انتخاب نوع سیال عملیات فلزکاری ................................................................................ 79
4-11- سختی اعمال سیالات برش........................................................................................................... 80
4-11-1- اعمال سبک................................................................................................................................. 80
4-11-2- اعمال نیمه سخت...................................................................................................................... 80
4-11-3- اعمال سخت................................................................................................................................. 81
4-11-4- اعمال خیلی سخت.................................................................................................................... 82
مقاله ای در مورد سیالات برش.............................................................................................................. 93-82
پروژه ....................................................................................................................................................... 102-94
واژه نامه انگلیسی................................................................................................................................. 107-103
منابع............................................................................................................................................................... 108
-1- تاریخچه شرکت نفت بهران:
شرکت نفت بهران یکی از بزرگترین تولیدکنندگان انواع روغن موتور، روغن های صنعتی، مواد اولیه لاستیک سازی و مواد پارافینی میباشد و یکی از سه شرکت تولید کننده روغن های صنعتی در ایران میباشد که نقش بسیار مهمی در پیشرفت صنایع کشور بر عهده دارد.
این شرکت در سال 1341 در شهر ری در جنب ساختمان فعلی پژوهشگاه صنعت نفت و با مشارکت بخش خصوصی و تحت امتیاز چند ملیتی ESSO و وابسته به شرکت اکسون و با نام شرکت تولید روغن تهران شروع به کار نمود.
در ابتدا این شرکت با دریافت روغن پایه از پالایشگاه آبادان و اختلاط آن با مواد افزودنی به تولید روغن موتور مشغول بود ولی در سال 1347 پالایشگاه آن با ظرفیت سالانه 30000 تن روغن پایه آماده بهره برداری گردیده و روغن پایه پس از اختلاط با مواد افزودنی مناسب به انواع گوناگون روغن های موتور و روغن های صنعتی مورد نیاز صنایع تبدیل می گردد.
تا قبل از انقلاب این شرکت محصولات خود را تحت آرم ESSO و با نامهای تجاری کمپانی اکسون آمریکا به بازار عرضه می گردید. پس از قطع رابطه با آمریکا برنامه ریزی و سیاست گذاری جهت اداره شرکت توسط بنیاد مستضعفان و جانبازان انقلاب اسلامی راساً به عهده گرفته شد و کارها بر پایه مدیریتی پویا استوار گردید. در پی تحولات فوق نام شرکت در سال 1363 به پالایشگاه روغن تهران و در سال 1369 همراه با گسترش دامنه فعالیت های اصلی شرکت به ویژه در زمینه نفت و پتروشیمی به شرکت نفت بهران(سهامی عام) تغییر یافت هم اکنون با اجرای برنامه توسعه پالایشگاه و افزایش سطح کیفیت و ظرفیت تولید انواع روغن و دیگر محصولات بالغ بر 100 میلیون لیتر در سال گردیده است. از نظر سود دهی رتبه دوم را در میان شرکت های سازمان یافته بنیاد مستضعفان و جانبازان داشته است. این شرکت دارای صادرات روغن موتور وکس (WAX) به کشورهای ایتالیا. رومانی، پاکستان و لبنان و … میباشد.
از جمله محصولات ساخته شده در بهران میتوان از انواع روغن های برش، روغن های عملیات ماشین کاری فلزات روغن های گریفیت دار برای مصرف در درجه حرارت های بالا، روغن های کمپرسورهای پیستونی و … را نام برد. محصولات ویژه براساس سفارش و با توجه به مقدار مورد نیاز قابل تولید هستند.
1-2- کلیات عملکرد در شرکت نفت بهران
خوراک واحد روغن سازی ماده ای بنام لوبکارت است که یکی از محصولات برج تقطیر در خلاء پالایشگاه نفت است. لوبکات بعلت دارا بودن مواد آروماتیک و پارافینیک سنگین نامطلوب و نداشتن مشخصات فیزیکی لازم در سه واحد جداگانه مورد پالایش قرار میگیرد.
1-2-1- واحد استخراج مواد آروماتیک توسط حلال فورفورال
دراین واحد برجی بنام RDC (برج استخراج) از اختلاط لوبکات و فورفورال دو فلز جدا تشکیل میشود. آروماتیکها در فورفورال حل شده و بعلت اختلاف دانسیته ازفلز روغنی (رافینیت) جدا میشود. از بالای برج مخلوط رافینیت و حلال و از پایین برج آروماتیکها (اکستراکت) EXTERACT و حلال خارج میشوند. پس در دو سیستم بازیابی حلال از رافینیت و اکستراکت جدا میشود. رافینیت بعنوان خوراک واحد M.E.X و اکستراکت بعنوان محصول جانبی جهت ساخت روغنهای صنعتی استفاده میشود.
1-2-2- واحد موم زدایی توسط حلال تولوئن و M.E.K
رافینیت حاصله از واحد فورفورال ضمن اختلاط با مخلوط حلال های تولوئن و M.E.K در حلالهای برودتی سرد شده و کریستالهای پارافینی سنگین (واکس) تشکیل میشوند. پس مخلوط روغن و حلال ضمن عبور از فیلترهای خلاء مرحله اول و مرحله دوم از کریستالهای واکسی تفکیک گشته و جهت بازیابی حلال به سیستم های بازیابی هدایت می گردند.
محصول به دست آمده خوراک واحدها یدرو بوده و فوم حاصله پس از کاهش درصد روغن بعنوان پارافین و نمونه به بازار عرضه می گردد.
1-2-3- واحد تصفیه توسط گاز هیدروژن
محصول بدست آمده از واحد M.E.K ضمن اختلاط با هیدروژن در فشار و درجه حرارت بالا وارد راکتور شده و از نظر رنگ و ثبات حرارتی بهبود می یابد. در این واحد مواد ناخواسته بوسیله واکنش شیمیایی از روغن جدا شده و ترکیبات غیر اشباع به ترکیبات اشباع تبدیل می گردند. محصول بدست آمده از این واحد بعنوان روغن پایه جهت ساخت انواع روغنهای موتور و صنعتی بکار می رود.
در این واجد جهت تأمین مشخصات فیزیکی مورد نظر مطابق با استانداردهای جهانی و برای تولید انواع مختلف روغن های موتور صنعتی با توجه به نوع روغن تولیدی روغن پایه با مواد افزودنی مناسب مخلوط می گردند.
1-2-4- واحد تولید ضد یخ
شرکت نفت بهران در حال حاضر دو نوع ضد یخ به کمک 2000 تن در سال و با سطح کیفیت با استانداردهای ملی ایران 338 بنام ضد یخ و ضد جوش بهران بهمن با استانداردهای جهانی BS- 6580 انگلستان بنام بهران پلور را تولید و به بازار عرضه می نماید.
1-2-5- واحد تولید وکس کم روغن :
این شرکت به منظور بهبود کیفیت و پاسخگویی به نیاز صنایع و طرح تولید واکس کم روغن بطریق تعریق و همچنین رنگبری از واکس را در دست اجرا دارد. ظرفیت تولید این واحد تا پایان سال 1378 به 3000 تن در سال افزایش یافته است.
1-2-6- واحد پایلوت :
شرکت نفت بهران طرح رنگبری روغن جهت استفاده در صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی و نساخی را در دست مطالعه و بررسی دارد که این تحقیقات در حد پایلوت به نتیجه مطلوب رسیده است.
1-2-7- واحد تسهیلات (تولید آب، بخار، هوا و برق)
وظیفه تأمین تسهیلات مورد نیاز از واحدها از قبیل آب صنعتی آب سرد ، بخار ، هوا، برق و سوخت را واحد تسهیلات جانبی به عهده دارد. آب پالایشگاه در حال حاضر به میزان متوسط 25 مترمکعب در ساعت از خط لوله آب شهری پالایشگاه تهران تأمین میشود. آب نرم (آب معدنی) توسط 4 مخزن سختی گیر با تولید متوسط 20 متر مکعب در ساعت تولید میشود و جهت سرد کردن آب برگشتی از واحد ها، 4 برج خنک کننده وجود دارد که اغلب 2 و یا 3 برج در سرویس میباشد.
برای تأمین بخار فشار بالا از 4 رنگ بخار با ظرفیت اسمی 68 تن در ساعت استفاده میشود و از کندانس برگشتی از واحدها بخار فشار پایین تولید میشود. این بخار در کوره رافینیت واحد فورفورال به بخار مافوق گرم تبدیل شده و به مصارف مورد نظر می رسد.
وظیفه تولید هوا در پالایگشاه به عهده 4 دستگاه کمپرسور به ظرفیت کل اسمی SCEM 1500 میباشد مصرف هوا شامل هوا جهت وسائل ابزار دقیق مصارف واحد میباشد.
برق پالایشگاه از دو منبع برق شهر و نیروگاه تأمین میشود. حدودا 1300 کیلو وات از برق شهر و 1475 کیلو وات از واحد نیروگاه مصرف میگردد.
1-2-8- آزمایشگاه:
بطور کلی آزمایشاتی که د ر آزمایشگاه انجام میشود به دو دسته عادی و ویژه تقسیم می گردند. آزمایشات عادی که بر روی روغن پایه و محصولات انجام میشود شامل مشخصات فیزیکی از قبیل رنگ مقدار آب، چگالی، گرانروی، کف، نقطه ریزش، نقطه اشتعال و خاصیت جدا شدن از آب در روغن های هیدرولیک میباشد و آزمایشات ویژه که عموما توسط قسمت کارشناسی آزمایشگاه انجام میشود مشخصاتی مانند T.B.N (عدد کل قلیایی) اندازه گیری مقدار روی و خاکستر باقی مانده میباشد. این قسمت در زمینه سرویس دادن به سایر قسمتهای شرکت نیز فعالیت دارد.
1-2-9- آزمایشگاه پژوهشی:
این قسمت در ساخت محصولات جدید ارتقاء کیفیت محصولات ساخت نمونه های جدید با نمونه روغنهای خارجی مورد مصرف در صنایع بهبود پروسس شییمیایی و ارائه خدمات کارشناسی غیر روتین به داخل و خارج کشور فعالیت دارد. این واحد تحت مدیریت بازاریابی و فروش فعالیت می نماید.
از دیگر فعالیتهای واحد پژوهش می توانیم به ارائه محصولات خاص که در صنایع مصرف خاصی دارد و همچنین راه یافتن راه کارها و فرآیندهای جدید برای تولید محصولات اشاره میکند.
1-2-10- واحد ظرفسازی و پرکنی
ضد یخ و روغن های صنعتی و موتور تولیدی در قسمت مخلوط کنی با توجه به توانایی ظرفسازی و پرکنی در زمینه ساخت ظروف و خطوط پرکن موجود در ظروف دراین قسمت بسته بندی شده و به بازار عرضه میشوند.
1-2-11- لوبکات Lobcut :
پس از اینکه ته مانده برج خلاء را در قسمت آسفالت زدایی پالایشگاه از آسفالت عاری کردند به عنوان خوراک ورودی برای این چرخه صنعتی آورده میشود که به این خوراک اصطلاحاً لوبکات گفته میشود.
این برش دارای مواد Ar ، نفتینیک، هیدروکربن های اشباع نشده و پارافینیک ها میباشد.
این خوراک ورودی را بر حسب ویسکوزیته سینماتیک آن در به دسته های مختلف تقسیم بندی می کنند و لوبکات را به وسیله یک ضریب نشان دهندة مقدار ویسکوزیتة آن است نشان می دهند مانند لوبکات 36 ، لوبکات 32، لوبکات 55.
رنگ لوبکات بستگی به هیدروکربن های Ar دارد. هر چه مقدار آروماتیک بیشتر باشد رنگ لوبکات تیره تر است بعضی اوقات لوبکات ورودی از لحاظ رنگ در رنج وسیعتری تغییر میکند که برای منظور روغن سازی مناسب نیست که در این حالت ابتدا آن را تقطیر کرده بعد جداسازی را انجام می دهند تا لوکات مورد استفاده در روغن سازی به دست آید. بعد از اینکه لوبکات وارد پالایشگاه شد برحسب درجه ای که دارند در تانک های بزرگی ذخیره میشوند. به علت بالا بودن ویسکوزیته باید همیشه گرم نگه داشته شود. برای این منظور در داخل مخازن لوله هایی تعبیه شده است که بخارات از داخل آنها رد میشود که باعث انتقال حرارت میشود. از لحاظ رعایت مسائل ایمنی و جلوگیری از آتش سوزی روی مخازن لوبکات را به وسیله گاز خنثی می پوشانند تا از تماس هوا با ماده نفتی جلوگیری کند.
2-6-1- استخراج مواد آروماتیک و نفتینیک
همانطور که در مباحث قبل مشخص گردید خاصیت هیدروکربورها از نوع آروماتیک و نفتینیک و مشتقات آنها این است که گرانروی آنها در اثر تغییر درجه حرارت متغییر است و درجه این حساسیت برحسب نوع شاخه های جانبی و بلند و کوتاه بودن آن متغیر است ولی آنچه که مشخص است این است که نسبت به هیدروکربورهای پارافینی تغییرات گرانروی شدیدتر است.
یکی از خواصی که برای اکثر روغنها مورد نیاز میباشد این است که بتواند فیلم نازک روغن را ما بین سطوح قطعات فلزی حفظ نماید و نگهداری ضخامت این فیلم بستگی مستقیم به گرانروی روغن دارد.
بدین ترتیب لازم است که روغن گرانروی خود را در درجه حرارت های مختلف حفظ نماید و همانطور که ذکر گردید گروه آروماتیک و تا اندازه ای نفتینیک این خاصیت را نداشته و برای روغنکاری مناسب باید از محیط خارج گردند.
در حال حاضر سه نوع فرآیند پالایش برای این منظور قابل اجرا است:
- تصفیه با اسید سولفوریک و جداسازی مواد تشکیل دهنده
- استخراج مواد آروماتیک با حلال
- عملیات هیدروژنه کردن
مزیت عمده این روشها این است که پایداری و ثبات کیفیت روغنها را تصحیح می نماید و مشخصه گرانروی - درجه حرارت را بهبود می بخشد. عملیات پالایش همچنین ترکیباتی نظیر حلقوی گوگرددار (هترو سیکلیک های گوگردی مثل مشتقات تیوفن) را از بین برده و به عنوان باز دارنده اکسیداسیون به طور طییعی عمل می نماید.
در حقیقت عملیات پالایش و میزان عمق آن اثر متقابل روغن را در برابرباز دارنده های سنتتیک بهبود می بخشد.
2-6-1-1- تصفیه با اسید :
یکی از عملیات تصفیه درسالهای قبل که اینک با متدهای مدرن جایگزین شده است تصفیه برش های نفتی با اسید سولفوریک و اولئوم است.
در این روش علاوه بر بهبود رنگ خواصی نظیر ثبات رنگ و عمر روغن بهتر شده و به علت خارج شدن مواد آروماتیک وزن مخصوص روغن کاهش یافته و ضریب گرانروی بالا می رود.
نقطه ریزش تا اندازه ای بالاتر می رود زیرا مواد استخراج شده تا حدودی به عنوان ماده کاهش دهنده نقطه ریزش به طور طبیعی عملی می نمودند.
یکی از نقاط ضعف این روش تولید پس مانده لجن اسیدی به مقدار زیاد است که به لحاظ اثرات منفی در محیط زیست نمی توان در هر محلی تخلیه نمود عملیات خنثی سازی توسط هیدروکسید کلسیم انجام می گردد و درصد نسبت وزنی اسید نسبت به روغن اگر حدود 10 درصد باشد بهتر خواهد بود و اضافه بر آن بهبود زیادی نخواهد داشت.
تصفیه با روش اسید سولفوریک در نوع تصفیه خشک و مرطوب است و نامیدن این دو بخش به لحاظ نوع خنثی کردن اسید از طریق هیدروکسید کلسیم (تصفیه خشک) و یا خنثی نمودن اولئوم با محلول قلیائی کاستیک (تصفیه مرطوب) میباشد.
امروزه فرآیند تصفیه با اسید سولفوریک برای تولید روغن سفید بودن رنگ و بو و طعم که مصارف داروئی برای انسان دارد مورد استفاده قرار میگیرد. این عملیات اگر با روغن های سنگین انجام گیرد بسیار پرخرج خواهد بود.
2-6-1-2- استخراج با حلال فورفورال
این نوع تصفیه به روشی اطلاق می گردد که خارج نمودن آروماتیک و بقیه عناصر نامطلوب روغن توسط استخراج مایع به مایع انجام می پذیرد.
حلالهای مناسب عبارتند از فنل، فورفورال، اکسید سولفورو، وان - ام- پی، آنیلین نیترو بنزن و …
مبناهای این کار اولین بار توسط Edeleanu (ادی لانو) در سال های 1907 تا 1912 با حلال اکسید سولفور و مواد آروماتیک استخراج گردیده (حلالیت پارافین و نفتینیک در آن کم است)
بقیه روشها که در آن حلال استفاده می گردد و بعدا توسعه پیدا نمود و بر مبنای این روش پایه گذاری شده است.
پالایش با فورفورال :
عبارتست از جداسازی فیزیکی که از خاصیت حلالیت متفاوت مواد آروماتیکی با فورفورال نسبت به مواد پارافینی و نفتینیکی استفاده میشود.
فورفورال که یک آلدئید به فرمول میباشد.
مایعی بدون رنگ و با بوی بادام تلخ است و در مقابل نور هوا تیره می گردد نقطه جوش آن 162 درجه سانتیگراد است و از فرایند عمومی استخراج با حلال مراحل زیر را شامل میشود.
هواگیری و خشک کردن خوراک: وجود آب روی حلال فنل و هوا مشکلاتی را برای موادی مثل اکسید سولفور و فورفورال ایجاد می نماید.
- استخراج با حلال: معمولاً روش جریانهای معکوس برای تماس مایع استفاده می گردد و در بعضی از مواقع بر عکس آن خواهد بود ( مثل آسفالت گیری با گاز پروپان).
- جدا کردن حلال ازروغن که توسط حرارت و تقطیر و بخار شدن انجام می گردد این عملیات معمولاً به سهولت صورت میگیرد زیرا روغن و حلال تفاوت نقطه جوش زیادی دارند.
(البته جدا کردن بنزین و سولفوردی اکسید استثناء است)
- خالص نمودن روغن: روغن آخرین مقادیر باقیمانده حلال را درطی عملیات در برج عریان کننده از دست خواهد داد و اگر دارای مقادیر ناچیز آب باشد تحت بخار شدن در شرایط خلاء نیز قرار میگیرد.
- خالص نمودن حلال: در این مرحله ب را از حلال مثلا فورفورال جدا می سازند و یا حلال را از حلالهای دیگر تفکیک می نمایند.
پالایش با فورفورال
پالایش با فورفورال عبارتست از جداسازی فیزیکی که از خاصیت حلالیت متفاوت مواد آروماتیکی پارافینی و نفتینی با فورفورال استفاده میشود. بدین ترتیب از اختلاط فورفورال با لوب کات دو فاز مختلف تشکیل میشود. مقادیری از لوب کات که عمدتاً مواد آروماتیکی است در فورفورال حل شده و به نام اکستراکت نامیده میشود که فاز پایینی را در برج RDC تشکیل میدهد.
فاز دیگر مقادیری فورفورال میباشد که در بقیه لوب کات حل شده است و به نام رافیت مشهور میباشد. رافینینت عمدتاً از مواد پارافینی و نفتینک و موجود در لوب کات تشکیل می یابد. مراحل بعدی جداسازی فورفورال از محلول اکستراکت و رافینیت میباشد که با توجه به اختلاف درجه جوش فورفورال و اکستراکت (و پارافینیت) از طریق تقطیر کمک بخار انجام می گیرد.
2-6-1-3- عوامل مؤثر در جداسازی مواد آروماتیکی از لوب کات
الف- تعداد مراحل اختلاف فورفورال با روغن :
افزایش تعداد مراحلی که لوب کات در یک درجه حرارت معین با فورفورال مخلوط گشته و اکستراکت دوباره با فورفورال مخلوط می گردد در مقدار تولید رافینیت و کاهش مقدار اکستراکت مؤثر میباشد. در عمل برج اختلاط و جداسازی اکستراکت (EXTRACTIONTOWER) یا از لایه هایی R SCIING RINGS تشکیل یافته و یا مجهز به ROTAHXG DISC CONTACTOR (RDC) می باشند. درهر حال جریان متقابل فورفورال و لوبکات موجب میگردد لوب کات با فورفورال تماس کافی پیدا نماید. این برجها که به صورت عمودی قرار دارند رافینیت بخاطر وزن مخصوص پائین تر به طرف بالای برج حرکت نموده و فورفورال به سمت پائین حرکت می نماید. در برجهایی که به صورت لایه هایی از RASCHIG پر می باشند ارتفاع برج و تعداد لایه ها و ضخامت Rasching ring معرف تعداد مراحل اختلاط فورفورال با ر وغن میباشد که همواره ثابت میباشد مگر تغییر اساسی در برج ایجاد گردد. در مقابل برجهایی که مجهز به RDC می باشند سرعت چرخش DISC ها که قابل کنترل میباشد دفعات اختلاط فورفورال با روغن را معین می نمایند. افزایش تعداد دفعات در درجه حرارت ثابت برای تولید روغن با کیفیت معین نیاز به نسبت فورفورال به روغن کمتری داشته و بازده بیشتری را موجب می گردد. در مورد فورفورال افزایش دفعات اختلاط با روغن حتی به بیش از شش مرحله تأثیر جزئی بر بازده نخواهد داشت.
ب- نسبت فورفورال به روغن :
افزایش نسبت فورفورال به لوب کات در حالی که بقیه متغیرها ثابت باشند موجب بهبود کیفیت رافینت (اندیس گرانروی بالاتر)، کاهش راندمان (نسبت به رافینت به لوب کات)، افزایش هزینه های تصفیه و کاهش ظرفیت کارخانه میگردد. افزایش نسبت فورفورال به روغن موجب افزایش کار در قسمت جداسازی فورفورال گشته که نه تنها هزینه ها را افزایش میدهد بلکه در صورت محدودیت سیستم بازیابی فورفورال موجب کاهش ظرفیت کارخانه می گردد.
ج- درجه حرارت:
افزایش درجه حرارت در بر ج اختلاط و جداسازی در حالیکه بقیه متغیرها ثابت باشد موجب بهبود کیفیت رافینیت (اندیس گرانروی بالاتر) و کاهش راندمان می گردد. محدودیت از نظر درجه حرارت بالا حلالیت تمام لوب کات در فورفورال و چنانچه درجه حرارت خیلی پائین باشد مشکل بستن مواد مومی و مشکلات سیال بودن رافینت میباشد.
دو متغیر درجه حرارت و نسبت فورفورال به لوب کات در کارخانجات روغن سازی بسادگی قابل کنترل بوده و از عواملی هستند که برای کنترل کیفیت وبازده کارخانه به کار برده میشوند . با افزایش تدریجی نسبت فورفورال به لوب کات و کاهش درجه حرارت برای تولید رافینت با کیفیت ثابت بهبود در راندمان بتدریج کاهش یافته و این امر در تهیه رافینت با کیفیت بالاتر بسیار محسوس تر است.
د- اختلاف درجه حرارت در مقاطع مختلف برج:
کاهش تدریجی درجه حرارت از بالای برج تا پائین موجب می گردد مواد پارافینی حل شده در فورفورال به تدریج جدا شده و به سمت بالای برج هدایت شود کاهش درجه حرارت در پائین برج و حفظ اختلاف درجه حرارت بیشتر بین بالا و پائین برج موجب کیفیت پائین تر برج و حفظ اختلاف درجه حرارت بیشتر بین بالا و پایین برج موجب کیفیت پائین تر رافینیت (اندیس گرانروی پائین تر) و تولید رافینیت بیشتر نسبت به لوب کات تغذیه شده می گردد. پائین ترین حد درجه حرارت قسمت پائین برج بستگی به ظرفیت دستگاههای تبادل حرارتی که مقادیری از مواد داخل برج را سرد می نمایند. اختلاف درجه حرارت در طول برج اختلاط و جداسازی اکستراکت همچون یک رفلاکس داخلی (INTERNAL REFLUX) عمل می نماید.
-8-3- نقطه آنیلین Aniline point
منظور از انجام این آزمایش عبارت است از پائین ترین درجه حرارتی که در آن حجم های مساوی آنیلین و نمونه مورد نظر با هم مخلوط میشوند و تشکیل یک فاز را می دهند یا کاملاً در هم حل میشوند.
این نقطه بین نقطه جوش و نقطه انجماد مربوط به آنیلین و نمونه قرار دارد.
می دانیم که هر چه میزان مواد آروماتیک و ترکیبات حلقوی و غیر اشباع موجود در روغن بیشتر باشد میزان انحلال آن در آنیلین که خود یک ماده آروماتیک است بیشتر میباشد در نتیجه اختلاط روغن و آنیلین در دمای پائین تری صورت خواهد گرفت و مخلوط روغن و آنیلین با سرعت بیشتری تشکیل یک فاز را میدهد و در مورد روغن های اشباع شده وبا درصد آروماتیک کم برعکس می باشد و این دما بالا خواهد رفت پس با تعیین نقطه آنیلین میتوان درصد مواد آروماتیک و ترکیبات حلقوی یک روغن را تشخیص داد.
شرح دستگاه
در این آزمایش د و نوع دستگاه برای تعیین نقطه آنیلین مورد استفاده قرار می گیرد.
1) نوع دستی ساده که از دو لوله آزمایش و یک ترمومتر و همزن استفاده میشود.
2) دستگاه دیگری مشتمل بر یک بشر به عنوان حمام گرم کننده یک لوله کوچک حاوی ماده نمونه و آنیلین و یک همزن و یک لامپ جهت روشن کردن محلول باشد.
حمام گرم کننده دارای یک همزن مغناطیسی با روکش تفلون است. در داخل ظرف گرم کننده و محلول ترمومتر جهت مشخص کردن درجه حرارت وجود دارد. سیستم گرم کننده دستگاه الکتریکی بوده و در ضمن برای سرد کردن آن از یک مبرد استفاده میشود.
شرح آزمون
این آزمایش به دو طریق انجام میشود که بستگی به نوع فرآورده نفتی دارد.
1) در روش اول نقطه آنیلین عبارت است از حداقل درجه حرارت برای بدست آوردن یک فاز از حجم های مساوی نمونه و آنیلین
2) نقطه آنیلین مخلوط که عبارت است از حداقل درجه حرارت تعادل لازم برای بدست آوردن یک فاز از مخلوط حاصل از دو حجم آنیلین و یک حجم نمونه و یک حجم نرمان هپتان
روش نخست برای فرآورده های روشن و روش دوم برای فرآورده های نیمه رنگی و تیره به کار می رود.
روش عملی برای هر دو طریق یکی است با این تفاوت که در قسمت نخست 10ml آنیلین و 10 ml فرآورده را با هم مخلوط می کنند ولی در روش دیگر 10ml فراورده و 5ml نرمال هپتان مخلوط می کنند.
1) در روش دستی مخلوط را به روش ذکر شده آماده کرده و روی منبع حرارتی که به صورت حمام گرم است قرار می دهند و حرارت دادن را شروع می کنند و به تدریج مخلوط را به هم می زنند و در یک لحظه نوری که از پشت شیشه آزمایش به آن می تابند از مخلوط رد میشود. (یعنی از حالت hazy) و دو فازی در میآید و یک فازی و شفاف میشود ) که این درجه حرارت را خوانده و به عنوان نقطه آنیلین گزارش می کنند.
2) سیستم دستگاهی :
ابتدا سرعت همزن را آنچنان تنظیم می کنند که جریان یکنواختی از مخلوط فراورده آنیلین را در درون محفظه مقابل لامپ بریزد اگر چنانچه فراورده از نوع تیره است سرعت پمپ کردن را آهسته تر میکند به طوریکه مخلوطی که به وسیله پمپ در درون محفظه می ریزد تولید قشر نازکی میکند ولتاژ را چنان تنظیم می کنند که نور کافی جهت روشن کردن مخلوط بدهد. سرعت گرم کردن باید حدود 2/1 درجه سانتی گراد در هر دقیقه باشد پس از اینکه در اثر گرم کردن دو فاز یکی شدند و نور از مخلوط عبور کرد (از حالت hazy در آمد) آن دما را به عنوان نقطه آنیلین گزارش می کنند.
3-8-4- دانسیته ASTM- D- 1550-16
دانسیته عبارت است از مقدار جرم در واحد حجم در درجه حرارت معین : . دانسیته هیدروکربن ها معمولاً از یک کمتر است و با افزایش تعداد کربن این مقدار در سری همولوگ افزایش می یابد.
به ازاء تعداد معینی کربن دانسیته نیز افزایش می یابد. دانسیته یک مخلوط را به آسانی میتوان از رابطه زیر بدست آورد:
اما در کشور آمریکایی مقدار دانسیته برحسب درجه API داده میشود که بوسیله انسیتو نفت آمریکا پیشنهاد شده رابطه بین وزن مخصوص و دانسیته برحسب API از فرمول زیر پیروی میکند:
چون اندازه گیری دانسیته به روش هیدرومترهای شناور معمولاً در درجات مختلف انجام میگیرد. روش دیگر برای تعیین دانسیته استفاده از پیکنومتر است که روش دقیقتری است.
شرح آزمون
از هیدرمترهایی استفاده میشود که دارای اندازه های متفاوت است که بر حسب شرایط اعداد روی آنها متفاوت است. اعداد تا سه رقم بعد از اعشار را نشان میدهد با انتخاب یک هیدرومتر مناسب و قرا ر دادن آن در مایع مقدار عددی را که هیدرومتر نشان میدهد می خوانند بعد بوسیله یک دماسنج دمای متوسط مایع را پیدا می کنند.
در آزمایشگاه مقدار متوسطی برای یک پارامتر به نام K بر حسب نوع روغن و مواد موجود در آن وجود دارد که این مقدار 0.00032 به دست آمده است.
فرمول مقابل مقدار عددی درست را برای تمام موارد پالایشگاه به ما میدهد که فرمول کلی برابر است با : که t0 دمای نمونه برحسب فارنهایت است که ما با ترمومتر بر حسب اندازه می گیریم.
بعد آن را به فارنهایت تبدیل می کنیم.
3-8-5- عدد خنثی شدن Neutralization Number
ASTM D974, ASTM D664, ASTM D2896
عدد خنثی شدن یک روغن عبارت است از مقدار (برحسب mg) باز (koH) یا اسیدی (HC104 , HCl) که برای خنثی کردن مواد اسیدی یا بازی موجود در یک گرم روغن لازم است و واحد آن (چه برای قلیائیت روغن و چه برای اسیدیته آن) است.
یک روغن پایه خوب پالایش شده معمولاً Neut. No بیش از ندارد. مگر اینکه روغن پایه حاصله از تصفیه مجدد روغنهای کارکرده باشد و اسید سولفوریکی که برای تصفیه آن به کار رفته است کاملاً خنثی نشده باشد)
ولی روغنهای موتور و انواع ماشین آلات صنعتی بعلت دارا بودن مواد افزودنی ممکن است خاصیت اسیدی یا بازی یا هر دو (درآن واحد)داشته باشد. از این گذشته روغنها پس از مدتی کار کردن بعلت تجزیه و نیز اکسید شدن عموما تولید اسید نموده و به سمت اسیدی شدن تغییر می یابند.
Neut . No در روغنها به صورت های اسیدیته قوی (strong Acid No=SAN) اسیدیته کلی (Total Acid No= TAN)، قلیائیت قوی (Strong Base No= SBM) و قلیائیت کل (Total Base No= TBN) بیان میشود .
3-8-5-1- عدد اسیدی کل: TAN (Total acid Number)
چنین عددی تمام اجزای اسیدی اعم از افزوده ها گازها احتراق وارد شده به روغن و مواد اکسنده راشامل میشود.
TAN عامل کمکی است که برای رساندن PH نمونه مورد آزمایش به رقم11 با تیراسیون لازم است.
عدد خنثی در مورد روغن های تصفیه شده کار نکرده 1% یا کمتر است.
اسیدهای قوی موجود در محلول را میتوان با تیتراسیون اسیدی که در یک گرم روغن وجوددارد گزارش کرده تعداد میلی گرم پتاس که برای رساندن PH نمونه مورد آزمایش به عدد 4 لازم است. عدد اسیدی قوی SAN اثر اسیدهای ضعیف و برخی از افزوده ها از تفاوت بین TAN و SAN (Strong Acid Number).
اثر اسیدهای ضعیف و برخی از افزوده ها از تفاوت بین TAN و SAN به دست میآید.
3-8-5-2- شرح آزمون TBN :
ابتدا یک بشر حاوی 100 میلی لیتر حلال تیتراسیون ریخته (titration solvent) و به آن 10 میلی لیتر با فراز نوع (stoka) می ریزند. الکترود دستگاه PH متر را به داخل محلول Blank (شاهد) قرار داده و دستگاه را روی mv (میلی ولت) تنظیم می کنند و در اثر عبور جریان عقربه روی عدد ثابتی می ایستد.
در بشر دیگری 100ml حلال تیتراسیون را می ریزند و 0.5 gr روغن یا به مقدار کمتر از ماده افزودنی می ریزند.
حال الکترود دستگاه PH متر را داخل این بشر قرار داده و آنقدر اسید کلریدریک الکلی اضافه می کنند تا عقربه دستگاه دوباره عدد مورد نظر را نشان دهد و مقدار حجم اسید مصرفی را از روی بورت می خوانند و توسط فرمول مقابل عدد بازی کل (TBN) را بدست می آورند.