مرکز دانلود خلاصه کتاب و جزوات دانشگاهی

فهرست مطالب

فصل اول

1-1- تاريخچه بهران.... .. 1

1-2- كليات عملكرد شركت نفت بهران... 2

1-2-1- واحد استخراج مواد آروماتيك توسط حلال فورفورال... ... 2

1-2-2- واحد موم زدايي توسط حلال تولوئن و .... .. 2

1-2-3- واحد تصفيه توسط گاز هيدروژن......... .. 2

1-2-4- واحد توليد ضد يخ... .... 3

1-2-5- واحد توليد واكس كم روغن........ ... 3

1-2-6- واحد پايلوت.. ....... 3

1-2-7- واحد تسهيلات ............................................................................................................................... 3

1-2-8- واحد آزمايشگاه................................................................................................................................ 4

1-2-9- واحد پژوهش.................................................................................................................................... 4

1-2-10- واحد ظرفسازي و پركني............................................................................................................ 5

1-2- 11- لوبكات............................................................................................................................................ 5

فصل دوم

2-1- مقدمه....................................................................................................................................................... 6

2-2- ساخت روغن پايه از برش مواد نفتي ............................................................................................ 7

2-2-1- تقطير.................................................................................................................................................. 7

2-2-2- تصفيه و پالايش شيميايي............................................................................................................ 7

2-2-3- آسفالت گيري................................................................................................................................... 7

2-2-4- موم گيري.......................................................................................................................................... 7

2-3- تقطير نفت خام..................................................................................................................................... 7

2-3-1- تقطير در فشار (يك اتمسفر)....................................................................................................... 8

2-3-2- تقطير در خلاء ................................................................................................................................ 8

2-4- دستگاه هاي تفكيك و تقطير روغن (لوب تاور)........................................................................... 9

2-5- شناخت هيدروكربورهاي روغن پايه................................................................................................ 10

2-5-1- گروه پارافينيك................................................................................................................................ 11

2-5-2- هيدروكربورهاي نفتنيك و مشخصات آنها................................................................................ 12

2-5-3- هيدروكربورهاي آروماتيك و خواص آنها.................................................................................. 13

2-5-4- توزيع هيدروكربورها و انواع روغن پايه.................................................................................... 13

2-6- واحد روغن سازي................................................................................................................................. 16

2-6-1- استخراج مواد آروماتيك ونفتينيك........................................................................................... 17

2-6-1-1- تصفيه با اسيد............................................................................................................................. 17

2-6-1-2- استخراج با فورفورال ................................................................................................................ 18

2-6-1-3- عوامل مؤثر در جداسازي مواد آروماتيكي از لوب كات.................................................... 20

2-6 -1-4- خواص فورفورال ...................................................................................................................... 22

2-6-1-5- دستگاههاي عمده...................................................................................................................... 24

2-6-2- روش هاي ديگر تصيه (حلال گاز هيدروژن)........................................................................... 25

2-6-3- عمليات آسفالت گيري................................................................................................................... 26

2-6-4- عمليات موم گيري.......................................................................................................................... 27

2-6-4-1- كارخانه موم گيري..................................................................................................................... 28

2-6-4-2- خواص حلال ( MEX و تولوئن)........................................................................................... 29

2-6-4-3- عوامل مؤثر در كيفيت و كميت محصول............................................................................. 30

2-6-4-4- دستگاه هاي عمده ................................................................................................................... 33

2-6-4-5- روش موم گيري با اوره ........................................................................................................... 34

2-6-4-6- روش هيدروكراكتيگ................................................................................................................ 34

2-7- توليد روغن از طريق تصفيه دوم...................................................................................................... 34

2-7-1- روغنهاي مصرف شده ................................................................................................................... 35

2-7-2- ناخالصي هاي موجود در روغن مصرف شده............................................................................ 35

2-7-3- روشهاي معمول احياء روغنهاي مصرف شده.......................................................................... 36

2-7-4- دستگاه هاي جداسازي گريز از مركز......................................................................................... 36

2-7-5- دستگاه صافي لبه دار..................................................................................................................... 36

2-7-6- تصفيه شيميايي با مواد قليائي و صاف نمودن آن ................................................................ 36

2-7-7- تصفيه با خاك مخصوص............................................................................................................... 37

2-7-8- تصفيه با اسيد سولفوريك............................................................................................................. 37

2-7-9- خنثي نمودن بوسيله آهك و تصفيه با خاك مخصوص....................................................... 37

فصل سوم

3-1- طبقه بندي استانداردهاي روغن...................................................................................................... 38

3-1-1- تعريف روانكاري............................................................................................................................... 39

3-2- شرايط اصلي روان كننده خوب........................................................................................................ 39

3-3- انواع روان كننده................................................................................................................................... 39

3-4- روغنهاي روان كننده نفتي................................................................................................................. 40

3-5- انواع روانكاري........................................................................................................................................ 41

3-5-1- روانكاري با لايه ضخيم ................................................................................................................. 41

3-5-1-1- روانكاري هيدرواستاتيك ........................................................................................................ 41

3-5-1-2- روانكاري هيدروديناميك ........................................................................................................ 42

3-5-2- روانكاري با لايه نازك .................................................................................................................... 42

3-5-3- روانكاري حدي................................................................................................................................. 42

3-5-4- روانكاري خشك............................................................................................................................... 42

3-5-5- روانكاري غلطان................................................................................................................................ 42

3-6- تركيبات ساختار يك روغن صنعتي .............................................................................................. 43

3-6-1- بررسي علل اضمحلال كيفيت روغن......................................................................................... 43

3-6-2- كاهش خصوصيات مواد افزودني................................................................................................. 43

3-6-2-1- كاهش اثر بازدارنده هاي اكسيداسيون................................................................................. 44

3-6-2-2- كاهش ويسكوزيته روغن.......................................................................................................... 44

3-6-2-3- كاهش بازدارنده هاي رنگ زدگي.......................................................................................... 45

3-6-2-4- بازدارنده هاي كف...................................................................................................................... 45

3-7- اصطلاحات روانكاري............................................................................................................................ 46

3-8- آزمونهاي مهم فيزيكي و شيميايي روغنهاي روان كننده.......................................................... 47

3-8-1- ويسكوزيته ....................................................................................................................................... 47

شرح آزمون

3-8-1-1- كاربرد و مزاياي اندازه گيري گرانروي در دماهاي فوق الذكر........................................ 52

3-8-2- شاخص ويسكوزيته ........................................................................................................................ 52

شرح آزمون

3-8-3- نقطه آنيلين...................................................................................................................................... 57

شرح آزمون

3-8-4- دانسيته ............................................................................................................................................. 58

شرح آزمون

3-8-5- عدد خنثي شدن............................................................................................................................. 60

3-8-5-1- عدد اسيدي كل......................................................................................................................... 60

3-8-5-2- TBN............................................................................................................................................. 61

شرح آزمون

3-8-5-3- TAN............................................................................................................................................ 61

شرح آزمون

 

3-8-6- ضريب شكست................................................................................................................................. 61

شرح آزمون

3-8-7- نقطه ريزش....................................................................................................................................... 62

شرح آزمون

3-8-8- نقطه اشتعال ................................................................................................................................... 63

شرح آزمون

3-8-9- نقطه احتراق..................................................................................................................................... 64

شرح آزمون

3-8-10- كف ................................................................................................................................................. 64

شرح آزمون

3-8-11- خوردگي مس................................................................................................................................ 66

شرح آزمون

3-8-12- توانايي تحمل بار ......................................................................................................................... 67

شرح آزمون

3-8-13- مقدار آب ....................................................................................................................................... 68

3-8-14- عدد صابوني شدن........................................................................................................................ 68

3-8-15- خاكستر........................................................................................................................................... 68

3-8-16- نقطه ابري شدن............................................................................................................................ 69

3-8-17- خاصيت امولسيون و دمولسيون .............................................................................................. 70

3-8-18- پايداري در مقابل اكسيداسيون................................................................................................. 70

فصل چهارم

4-1- عمليات فلزكاري .................................................................................................................................. 72

4-2- انواع سيالات عمليات فلزكاري.......................................................................................................... 72

4-2-1- روغن معدني خالص....................................................................................................................... 72

4-2-2- روغن چرب خالص.......................................................................................................................... 72

4-2-3- روغن معدني و چرب مخلوط شده............................................................................................. 73

4-2-4- مخلوط روغن معدني و روغن چرب گوگرد دار شده............................................................ 73

4-2-5- روغنهاي معدني گوگرد دار........................................................................................................... 73

4-2-6- روغنهاي معدني كلردار و گوگرد دار.......................................................................................... 73

4-2-7- روغن معدني كلردار........................................................................................................................ 74

4-3- روغنهاي برش........................................................................................................................................ 74

4-4- روغنهاي حل شونده (روغنهاي امولسيون شونده)....................................................................... 75

4-4-1- امولسيونهاي معدني........................................................................................................................ 75

4-4-2- سيالات نيمه سنتتيك.................................................................................................................. 75

4-4-3- روغنهاي سنتتيك........................................................................................................................... 75

4-5- امولسيفاير............................................................................................................................................... 76

4-6- روغنهاي امولسيون شونده.................................................................................................................. 76

4-6-1- مزاياي روغنهاي امولسيون شونده............................................................................................... 77

4-6-2- معايب روغنهاي امولسيون شونده............................................................................................... 77

4-7- امولسيونهاي شيميايي نيمه سنتتيك............................................................................................ 78

4-7-1- مزاياي سيالات نيمه سنتتيك..................................................................................................... 78

4-8- سيالات سنتتيك.................................................................................................................................. 78

4-8-1- مزاياي سيالات سنتتيك............................................................................................................... 79

4-9- وظايف سيال روانكار............................................................................................................................. 79

4-10- معيار انتخاب نوع سيال عمليات فلزكاري ................................................................................. 79

4-11- سختي اعمال سيالات برش............................................................................................................ 80

4-11-1- اعمال سبك................................................................................................................................... 80

4-11-2- اعمال نيمه سخت........................................................................................................................ 80

4-11-3- اعمال سخت.................................................................................................................................. 81

4-11-4- اعمال خيلي سخت...................................................................................................................... 82

مقاله اي در مورد سيالات برش.............................................................................................................. 93-82

پروژه ....................................................................................................................................................... 102-94

واژه نامه انگليسي................................................................................................................................. 107-103

منابع............................................................................................................................................................... 108

 

 

1-1- تاريخچه شركت نفت بهران:

شركت نفت بهران يكي از بزرگترين توليدكنندگان انواع روغن موتور، روغن هاي صنعتي، مواد اوليه لاستيك سازي و مواد پارافيني مي‎باشد و يكي از سه شركت توليد كننده روغن هاي صنعتي در ايران مي‎باشد كه نقش بسيار مهمي در پيشرفت صنايع كشور بر عهده دارد.

اين شركت در سال 1341 در شهر ري در جنب ساختمان فعلي پژوهشگاه صنعت نفت و با مشاركت بخش خصوصي و تحت امتياز چند مليتي ESSO و وابسته به شركت اكسون و با نام شركت توليد روغن تهران شروع به كار نمود.

در ابتدا اين شركت با دريافت روغن پايه از پالايشگاه آبادان و اختلاط آن با مواد افزودني به توليد روغن موتور مشغول بود ولي در سال 1347 پالايشگاه آن با ظرفيت سالانه 30000 تن روغن پايه آماده بهره برداري گرديده و روغن پايه پس از اختلاط با مواد افزودني مناسب به انواع گوناگون روغن هاي موتور و روغن هاي صنعتي مورد نياز صنايع تبديل مي گردد.

تا قبل از انقلاب اين شركت محصولات خود را تحت آرم ESSO و با نامهاي تجاري كمپاني اكسون آمريكا به بازار عرضه مي گرديد. پس از قطع رابطه با آمريكا برنامه ريزي و سياست گذاري جهت اداره شركت توسط بنياد مستضعفان و جانبازان انقلاب اسلامي راساً به عهده گرفته شد و كارها بر پايه مديريتي پويا استوار گرديد. در پي تحولات فوق نام شركت در سال 1363 به پالايشگاه روغن تهران و در سال 1369 همراه با گسترش دامنه فعاليت هاي اصلي شركت به ويژه در زمينه نفت و پتروشيمي به شركت نفت بهران(سهامي عام) تغيير يافت هم اكنون با اجراي برنامه توسعه پالايشگاه و افزايش سطح كيفيت و ظرفيت توليد انواع روغن و ديگر محصولات بالغ بر 100 ميليون ليتر در سال گرديده است. از نظر سود دهي رتبه دوم را در ميان شركت هاي سازمان يافته بنياد مستضعفان و جانبازان داشته است. اين شركت داراي صادرات روغن موتور وكس (WAX) به كشورهاي ايتاليا. روماني، پاكستان و لبنان و … مي‎باشد.

از جمله محصولات ساخته شده در بهران مي‎توان از انواع روغن هاي برش، روغن هاي عمليات ماشين كاري فلزات روغن هاي گريفيت دار براي مصرف در درجه حرارت هاي بالا، روغن هاي كمپرسورهاي پيستوني و … را نام برد. محصولات ويژه براساس سفارش و با توجه به مقدار مورد نياز قابل توليد هستند.

1-2- كليات عملكرد در شركت نفت بهران

خوراك واحد روغن سازي ماده اي بنام لوبكارت است كه يكي از محصولات برج تقطير در خلاء پالايشگاه نفت است. لوبكات بعلت دارا بودن مواد آروماتيك و پارافينيك سنگين نامطلوب و نداشتن مشخصات فيزيكي لازم در سه واحد جداگانه مورد پالايش قرار مي‎گيرد.

1-2-1- واحد استخراج مواد آروماتيك توسط حلال فورفورال

دراين واحد برجي بنام RDC (برج استخراج) از اختلاط لوبكات و فورفورال دو فلز جدا تشكيل مي‎شود. آروماتيكها در فورفورال حل شده و بعلت اختلاف دانسيته ازفلز روغني (رافينيت) جدا مي‎شود. از بالاي برج مخلوط رافينيت و حلال و از پايين برج آروماتيكها (اكستراكت) EXTERACT و حلال خارج مي‎شوند. پس در دو سيستم بازيابي حلال از رافينيت و اكستراكت جدا مي‎شود. رافينيت بعنوان خوراك واحد M.E.X و اكستراكت بعنوان محصول جانبي جهت ساخت روغنهاي صنعتي استفاده مي‎شود.

1-2-2- واحد موم زدايي توسط حلال تولوئن و M.E.K

رافينيت حاصله از واحد فورفورال ضمن اختلاط با مخلوط حلال هاي تولوئن و M.E.K در حلالهاي برودتي سرد شده و كريستالهاي پارافيني سنگين (واكس) تشكيل مي‎شوند. پس مخلوط روغن و حلال ضمن عبور از فيلترهاي خلاء مرحله اول و مرحله دوم از كريستالهاي واكسي تفكيك گشته و جهت بازيابي حلال به سيستم هاي بازيابي هدايت مي گردند.

محصول به دست آمده خوراك واحدها يدرو بوده و فوم حاصله پس از كاهش درصد روغن بعنوان پارافين ‌و نمونه به بازار عرضه مي گردد.

1-2-3- واحد تصفيه توسط گاز هيدروژن

محصول بدست آمده از واحد M.E.K ضمن اختلاط با هيدروژن در فشار و درجه حرارت بالا وارد راكتور شده و از نظر رنگ و ثبات حرارتي بهبود مي يابد. در اين واحد مواد ناخواسته بوسيله واكنش شيميايي از روغن جدا شده و تركيبات غير اشباع به تركيبات اشباع تبديل مي گردند. محصول بدست آمده از اين واحد بعنوان روغن پايه جهت ساخت انواع روغنهاي موتور و صنعتي بكار مي رود.

در اين واجد جهت تأمين مشخصات فيزيكي مورد نظر مطابق با استانداردهاي جهاني و براي توليد انواع مختلف روغن هاي موتور صنعتي با توجه به نوع روغن توليدي روغن پايه با مواد افزودني مناسب مخلوط مي گردند.

1-2-4- واحد توليد ضد يخ

شركت نفت بهران در حال حاضر دو نوع ضد يخ به كمك 2000 تن در سال و با سطح كيفيت با استانداردهاي ملي ايران 338 بنام ضد يخ و ضد جوش بهران بهمن با استانداردهاي جهاني BS- 6580 انگلستان بنام بهران پلور را توليد و به بازار عرضه مي نمايد.

1-2-5- واحد توليد وكس كم روغن :

اين شركت به منظور بهبود كيفيت و پاسخگويي به نياز صنايع و طرح توليد واكس كم روغن بطريق تعريق و همچنين رنگبري از واكس را در دست اجرا دارد. ظرفيت توليد اين واحد تا پايان سال 1378 به 3000 تن در سال افزايش يافته است.

1-2-6- واحد پايلوت :

شركت نفت بهران طرح رنگبري روغن جهت استفاده در صنايع غذايي، دارويي، شيميايي و نساخي را در دست مطالعه و بررسي دارد كه اين تحقيقات در حد پايلوت به نتيجه مطلوب رسيده است.

1-2-7- واحد تسهيلات (توليد آب، بخار، هوا و برق)

وظيفه تأمين تسهيلات مورد نياز از واحدها از قبيل آب صنعتي آب سرد ، بخار ، هوا، برق و سوخت را واحد تسهيلات جانبي به عهده دارد. آب پالايشگاه در حال حاضر به ميزان متوسط 25 مترمكعب در ساعت از خط لوله آب شهري پالايشگاه تهران تأمين مي‎شود. آب نرم (آب معدني) توسط 4 مخزن سختي گير با توليد متوسط 20 متر مكعب در ساعت توليد مي‎شود و جهت سرد كردن آب برگشتي از واحد ها، 4 برج خنك كننده وجود دارد كه اغلب 2 و يا 3 برج در سرويس مي‎باشد.

براي تأمين بخار فشار بالا از 4 رنگ بخار با ظرفيت اسمي 68 تن در ساعت استفاده مي‎شود و از كندانس برگشتي از واحدها بخار فشار پايين توليد مي‎شود. اين بخار در كوره رافينيت واحد فورفورال به بخار مافوق گرم تبديل شده و به مصارف مورد نظر مي رسد.

وظيفه توليد هوا در پالايگشاه به عهده 4 دستگاه كمپرسور به ظرفيت كل اسمي SCEM 1500 مي‎باشد مصرف هوا شامل هوا جهت وسائل ابزار دقيق مصارف واحد مي‎باشد.

برق پالايشگاه از دو منبع برق شهر و نيروگاه تأمين مي‎شود. حدودا 1300 كيلو وات از برق شهر و 1475 كيلو وات از واحد نيروگاه مصرف ميگردد.

1-2-8- آزمايشگاه:

بطور كلي آزمايشاتي كه د ر آزمايشگاه انجام مي‎شود به دو دسته عادي و ويژه تقسيم مي گردند. آزمايشات عادي كه بر روي روغن پايه و محصولات انجام مي‎شود شامل مشخصات فيزيكي از قبيل رنگ مقدار آب، چگالي، گرانروي، كف، نقطه ريزش، نقطه اشتعال و خاصيت جدا شدن از آب در روغن هاي هيدروليك مي‎باشد و آزمايشات ويژه كه عموما توسط قسمت كارشناسي آزمايشگاه انجام مي‎شود مشخصاتي مانند T.B.N (عدد كل قليايي) اندازه گيري مقدار روي و خاكستر باقي مانده مي‎باشد. اين قسمت در زمينه سرويس دادن به ساير قسمتهاي شركت نيز فعاليت دارد.

1-2-9- آزمايشگاه پژوهشي:

اين قسمت در ساخت محصولات جديد ارتقاء كيفيت محصولات ساخت نمونه هاي جديد با نمونه روغنهاي خارجي مورد مصرف در صنايع بهبود پروسس شييميايي و ارائه خدمات كارشناسي غير روتين به داخل و خارج كشور فعاليت دارد. اين واحد تحت مديريت بازاريابي و فروش فعاليت مي نمايد.

از ديگر فعاليتهاي واحد پژوهش مي توانيم به ارائه محصولات خاص كه در صنايع مصرف خاصي دارد و همچنين راه يافتن راه كارها و فرآيندهاي جديد براي توليد محصولات اشاره مي‎كند.

 

 

1-2-10- واحد ظرفسازي و پركني

ضد يخ و روغن هاي صنعتي و موتور توليدي در قسمت مخلوط كني با توجه به توانايي ظرفسازي و پركني در زمينه ساخت ظروف و خطوط پركن موجود در ظروف دراين قسمت بسته بندي شده و به بازار عرضه مي‎شوند.

1-2-11- لوبكات Lobcut :

پس از اينكه ته مانده برج خلاء را در قسمت آسفالت زدايي پالايشگاه از آسفالت عاري كردند به عنوان خوراك ورودي براي اين چرخه صنعتي آورده مي‎شود كه به اين خوراك اصطلاحاً لوبكات گفته مي‎شود.

اين برش داراي مواد Ar ، نفتينيك، هيدروكربن هاي اشباع نشده و پارافينيك ها مي‎باشد.

اين خوراك ورودي را بر حسب ويسكوزيته سينماتيك آن در به دسته هاي مختلف تقسيم بندي مي كنند و لوبكات را به وسيله يك ضريب نشان دهندة مقدار ويسكوزيتة آن است نشان مي دهند مانند لوبكات 36 ، لوبكات 32، لوبكات 55.

رنگ لوبكات بستگي به هيدروكربن هاي Ar دارد. هر چه مقدار آروماتيك بيشتر باشد رنگ لوبكات تيره تر است بعضي اوقات لوبكات ورودي از لحاظ رنگ در رنج وسيعتري تغيير مي‎كند كه براي منظور روغن سازي مناسب نيست كه در اين حالت ابتدا آن را تقطير كرده بعد جداسازي را انجام مي دهند تا لوكات مورد استفاده در روغن سازي به دست آيد. بعد از اينكه لوبكات وارد پالايشگاه شد برحسب درجه اي كه دارند در تانك هاي بزرگي ذخيره مي‎شوند. به علت بالا بودن ويسكوزيته بايد هميشه گرم نگه داشته شود. براي اين منظور در داخل مخازن لوله هايي تعبيه شده است كه بخارات از داخل آنها رد مي‎شود كه باعث انتقال حرارت مي‎شود. از لحاظ رعايت مسائل ايمني و جلوگيري از آتش سوزي روي مخازن لوبكات را به وسيله گاز خنثي مي پوشانند تا از تماس هوا با ماده نفتي جلوگيري كند.

 

 

 

2-1- مقدمه

آنچه كه امروزه تحت نام روغن جهت روانكاري و يا كاربردهاي مخصوص ديگر همچون هيدروليك سيستم هاي حرارتي، عايق الكتريكي و يا برش فلزات به كار مي رود مي بايد داراي خصائص عديده اي باشد.

مشخصه هاي عمومي كه هر روغني بايد داشته باشد همان مشخصه هاي اصلي است كه ابتدا مد نظر بوده مثلا اصطكاك قطعات را به منظور حركت دو قطعه كاهش دهد ويا اينكه حرارت حاصل در سيستم كه بطرق مختلف بوجود مي‎آيد تحمل به نوعي برطرف نمايد و يا اينكه به نحوي آب بندي ايجاد كند كه از نفوذ ذرات خارجي جلوگيري نموده و يا برعكس ذرات ريزي كه از سائيدگي حاصل مي‎شود از محل شركت دو قطعه برداشته و از محيط عمل خارج نمايد.

وليكن تعدادي از مشخصه ها خيلي اختصاصي است و بستگي به نوع عملكرد آن دارد مثلا روغنهايي كه در تراشكاري بكار مي رود و بايد آب بخوبي مخلوط شده و از اكيسد شدن قطعات بسيار داغ فلزي در مجاورت هوا و آب جلوگيري به عمل آورده و ضمناً عمر متغير برش را بهبود بخشد.

به منظور ساخت يك روغن كه بتواند كليه مشخصات لازم را برحسب عملكرد داشته باشد دو ماده اصلي به نام روغن و يا به مواد افزودني را با يكديگر مخلوط مي نمائيم.

روغن پايه ماده اي است نفتي و يا سنتتيك synthetic (مصنوعي) كه در حدود 95-90 درصد روغن را بر حسب نوع روغن تمام شده تشكيل مي‎دهد (در بعضي موارد از اين مقدار كمتر است) و مي‎توان نيازهاي يك روغن را تا حدودي بر حسب آن عملكرد برطرف نمايد.

ركن اساسي هر روغن تمام شده ماده اي به نام روغن پايه است و بعد از مخلوط شدن با مواد ديگر تبديل به روغن محصول مي گردد.

براي تهيه اين ماده در حال حاضر سه راه وجود دارد كه عبارت است از استفاده از برش مواد نفتي، تصفيه روغنهاي مصرف شده و تهيه مصنوعي آنها (سنتتيك) كه در فصول بعدي به تفصيل به روشهاي تهيه آنها خواهيم پرداخت.

مواد افزودني تعدادي مواد شيميائي با تركيبات مخصوص است كه افزودن آنها به مقدار معين به روغن پايه خواص روغن را ترميم و تصحيح نموده و علاوه بر آن تعدادي مشخصه مخصوص كه درروغن پايه وجود ندارد و يا ضعيف مي‎باشد به مجموع روغن مي‎دهد.

2-2- ساخت روغن پايه از برش مواد نفتي

اين نوع روغن هاي پايه كه امروزه اكثراً مورد مصرف قرار مي‎گيرد از نفت خام و بر طبق مراحل زير حاصل مي گردد.

2-2-1- تقطير

به منظور تنظيم يك برش خاص نفتي كه گرانروي ونقطه اشتعال معيني داشته باشد.

2-2-2- تصفيه و پالايش شيميائي:

در طي اين عمليات مشخصه تغييرات گرانروي بازاء تغير درجه حرارت تصحيح شده و ضمناً عمر روغن افزايش مي يابد.

2-2-3- آسفالت گيري:

اين عمليات كه بر روي ته مانده از برج تقطير در خلاء صورت مي‎گيرد مشخصه عملكرد روغن در درجه حرارت هاي مختلف را بهبود مي بخشد.

2-2-4- موم گير:

كه مشخصه روغن را در درجه حرارت پائين تصحيح و تغيير مي‎دهد.

2-3- تقطير نفت خام

اولين مرحله اي كه بر روي نفت خام صورت مي‎گيرد تقطير است.

نفت خام كه از چاه استخراج مي گردد ابتدا تحت عمليات جداسازي مواد سبك و گوگردي قرار مي‎گيرد تا جهت انتقال به پالايشگاه ها آماده و مناسب باشد.

نفت خام پس از اين مرحله توسط تلمبه ها و سيستم مخصوص به مخازن پالايشگاه وارد مي‎شود.

جداسازي مواد نفتي بر مبناي اختلاف نقاط جوش آنها مي‎باشد بدين ترتيب كه اگر نفت خام را تا درجات بالا گرم كنيم كه كليه ماد آن بخار شود و بعد به تدريج سرد نمائيم به ترتيب مواد از سنگين به سبك شروع به تقطير نموده و تا زماني كه به درجه حرارت محيط اطراف بر سيم كليه مواد (غير از گازهاي خيلي سبك) مجدداً به صورت مايع در خواهند آمد.

بر اين اساس نفت خام را در پالايشگاه تحت عمليات تقطير (در فشار و تعويض خانه ها يا در خلاء) به ترتيب زير قرار مي دهند.

2-3-1- تقطير در فشار (يك اتمسفر)

نفت خام تا درجه حرارت 600 الي 650 درجه فارنهايت حرارت داده مي‎شود تا جهت جداسازي برشهاي گوناگون به برج تقطير در فشار اتمسفر وارد شود اگر اين درجه حرارت بيشتر گرم شود امكان تجزيه مواد نفتي مي‎باشد.

برج تقطير داراي تعدادي سيني فلزي سوراخ دار مي‎باشد كه اجازه مي‎دهد بين مايع تقطير شده كه از بالا به پائين مي ريزد و بخار مواد نفتي كه در حال بالا رفتن است تبادل انرژي (حرارت) و جرم انجام گرفته و به صورت تعادل در آيد. مضافاً به اينكه توسط وسائل كنترل كننده سعي مي گردد درجه حرارت سيني ها بر حسب نقطه جوش مواد نفتي ثابت نگهداري شود تا همان مواد نفتي بخصوص برروي آن تقطير و برحسب نياز و طراحي خارج گردد.

انواع رايج سيني هاي يك برج از نوع فنجاني سوراخ دار، شير دار مي‎باشد.

در طي اين عمليات نفت خام تبديل به برش هاي زير مي گردد.

- برش مواد سبك شامل گازهاي سبك، گازهاي آشپزخانه، بنزين سبك و سنگين

- برش نفتا

- برش نفت سفيد

- برش گازوئيل

- ته مانده برج تقطير در اتمسفر

2-3-2- تقطير در خلاء:

ته مانده برج تقطير در فشار اتمسفريك داراي موادي است كه لازم است مجدداً تحت عمليات تقطير قرار گيرد ولي همان طوري كه قبلاً ذكر گرديد براي تقطير اين باقيمانده لازم است درجه حرارت از 700 درجه فارنهايت بالاتر رود.

در چنين درجه حرارتي قبل از آنكه مواد شروع به تبخير نمايند تعدادي مواد نفتي تجزيه خواهند شد (شكست مولكولي حرارتي) و بدين لحاظ نمي توان آنها را از يكديگر جدا نمود.

براي جداسازي اين مواد بر مبناي نقطه جوش از خاصيت تقليل نقطه جوش در اثر تقليل فشار استفاده و تقطير در شرايط خلاء صورت مي‎گيرد و بدين سبب ديگر لازم نخواهد بود، كه درجه حرارت را بالاتر برد.

در عمل ته مانده برج تقطير را بدون آنكه مخازن بين راه داشته باشد در يك كوره مجدداً گرم نموده و به برج تقطير در خلاء وارد مي نمايند و همان طور كه ذكر شد مواد نفتي كه بخار شدن در شرايط فشار اتمسفر احتياج به درجه حرارت بالاتر از 700 تا 800 درجه فارنهايت داشتند اينك در تحت شرايط خلاء در زير حرارت 700 درجه فارنهايت شروع به بخار شدن مي نمايند.

برش هاي زير از اين برج حاصل مي‎شود:

- گازهاي سبك كه جهت سوخت در كوره هاي پالايشگاه مصرف و يا در مشعل پالايشگاه سوزانده مي‎شود.

- مواد سبك نفتي كه مشخصات معيني ندارد و در كوره ها به عنوان سوخت معمولي مصرف مي‎شود.

- گازوئيل سنگين

- خوراك دستگاه هاي ايزوماكس

- خوراك دستگاههاي روغنسازي كه بعضي مواقع به عنوان سوخت مصرف مي گردد (لوبكات)

- ته مانده برج تقطير در خلاء كه خوراك دستگاه هاي آسفالت گيري و توليد برايت استاك است و در غير اينصورت به مصرف سوخت مي رسد.

2-4- دستگاه هاي تفكيك و تقطير روغن «لوب تاور»

آنچه كه از برج تقطير نفت خام در خلاء به عنوان خوراك دستگاههاي روغنسازي، توليد مي گردد مخلوطي از مواد سبك و سنگين روغن است و مي بايد مجدداً درشرايط دقيقتر تحت خلاء تقطير گردد تا از نظر گرانروي تفكيك گردد.

به همين علت مواد فوق به يك كوره وارد شده و پس از گرم شدن به برج تقطير روغن «لوب تاور» مي رود.

برشهايي كه از اين برج حاصل مي‎شود به شرح زير مي باشد :

- گازهاي سبك و غيرقابل مايع شدن كه در كوره ها و يا مشعل پالايشگاه سوزانده مي‎شود.

- مواد نفتي سبك كه مختصات معيني ندارد و در كوره ها و يا مشعل پالايشگاه سوزانده مي‎شود.

- برش روغن سبك كه براي كنترل مختصات خوراك واحد ايزوماكس عودت مي گردد.

- برش روغن سبك (روغن 10.20) به عنوان خوراك دستگاه هاي روغن سازي مصرف ميگردد.

- برش سنگين كه براي كنترل مختصات خوراك دستگاه هاي ايزوماكس عودت داده مي‎شود.

- برش روغن سنگين (روغن 30.40) كه بعنوان خوراك دستگاههاي روغن سازي مصرف مي گردد.

دراين مرحله قصد مهم در تقطير تنظيم اشتعال و گرانروي مي‎باشد زيرا اين پارامترها در مشخصه و تنوع برش روغن ها تأثير خواهد داشت.

لازم به توضيح است كه دريافت برش 10 و 20 همزمان امكان ندارد و برحسب شرايط تابستاني و زمستاني برشهاي (10.30) و يا (20.40) از اين برج دريافت مي‎شود. نقطه اشتعال يك برش نفتي مستقيما به موادي كه نقطه جوش پائين دارند بستگي دارد وحتي اگر درصد بسيار كمي از اين مواد در برش نفتي وجود داشت باشد تأثير بسزايي در نقطه اشتعال خواهد گذاشت. براي ورغنهايي كه از يك حوزه نفتي مي باشند گرانروي نيز تابعي از نقاط جوش مواد و همچنين جرم مولكولي آنهاست.

درتقطير در خلاء گرانروي پارامتر تعيين كننده است زيرا در اين مرحله تنظيم نقطه جوش بسيار مشكل است.

2-5- شناخت هيدروكربورهاي روغن پايه

اكثر تركيباتي كه در مواد نفتي وجود دارد تركيباتي از هيدروژن و كربن هستند. علاوه بر اين تركيبات كه به نام هيدروكربورها ناميده مي‎شوند تركيبات ديگري نيز كه شامل مقادير جزئي گوگرد، اكسيژن، نيتروژن، هستند وجود دارد.

اكسيژن اكثرا در شكل اسيدهاي نفتنيك و ازت در شكل روغنهاي پايه نفتنيكي وجود دارد. گوگرد مي‎تواند هم به صورت گوگرد محلول آزاد يا هيدروژن نفتنيكي و يا تركيبات آلي وجود داشته باشد. مقداري تركيبات فلزي نيزدر حد چند قسمت در ميليون قسمت به صورت تركيبات آلي وجود دارند.

ابتدا لازم است هيدروكربورهاي اصلي كه از نفت خام حاصل مي‎شود ارزيابي و شناسايي نمائيم. اين هيدروكربورها در سه گروه اصلي طبقه بندي مي‎شوند و مشخصات هر روغن پايه بر حسب اينكه چه درصدي از آنها در روغن وجود داشته باشد تغيير مي نمايد.

2-5-1- گروه پارافينيك

گروه پارافينيك شامل تركيبات هيدروكربور اشباع شده خطي زنجيره اي و يا شاخه اي مي باشند.

پارافين هاي شاخه اي كه از نظر شيميايي قابل توجه مي باشند و به مقدار زياد در برش روغنها از نفت خام پارافينيك به دست مي‎آيد.

پارافين هاي زنجيره اي خطي كه از وزن مولكولي برخوردار هستند نقطه ريزش را بالا مي برند و بايد توسط عمليات موم گيري جد اشوند.

روغنهايي كه در آنها بيشتر هيدروكربورهاي پارافينيك اجزاء تشكيل دهنده آنست داراي خواص زير مي باشند:

وزن مخصوص كم براي گرانروي معين:

براي روغنهايي با گرانروي معين و يكسان آنكه وزن مخصوص كمتري دارد داراي هيدروكربور پارافينيك بيشتري است، چنين روغني در حد گرانروي روغنهاي موتور داراي وزن مخصوص مابين 88/0 و 890/0 مي‎باشد.

تغييرات كم گرانروي نسبت به درجه حرارت

اين خاصيت توسط مشخصه اي به نام انديس گرانروي نشان داده مي‎شود.

روغنهايي كه از خانواده پارافين هستند انديس گرانروي بالائي دارند و معمولاً در روغن موتورها در حد 100 مي‎باشد.

روغنهايي كه به طور طبيعي داراي انديس بالائي هستند مطلوب مي باشند ولي امروزه با مصرف مواد افزودني اين مشخصه را بهبود مي بخشند.

فراريت كم براي يك گرانروي معين:

هر چه ميزان هيدروكربورهاي پارافينيك بيشتر باشد محدوده تقطير در حد بالايي است و نقطه اشتعال بالائي در يك گرانروي معين دارند.

قدرت حلاليت كم

يكي از مختصات روغنهاي پارافينيك قدرت نسبي كم آنها براي حل كردن مواد حاصل از اكسيداسيون است.

بدين ترتيب مقاوم تر در مقابل اكسيداسيون نسبت به روغنهاي نفتنيك مي باشند كه تركيبات حاصل از اكسيداسيوان را ته نشين مي نمايد.

اين مشخصه با نقطه آنيلين نشان داده مي‎شود كه براي پارافين ها حدود 100-90 درجه سانتيگراد است.

2-5-2- هيدروكربورهاي نفتينيك و مشخصات آنها :

اين دسته ازهيدروكربورها از اين نظر كه هيدروكربور اشباع شده هستند مشابه پارافين ها هستند و از اتصال گروه هاي متيلن كه در يك حلقه تنظيم شده اند تشكيل گرديده اند.

يك چنين حلقه كربني بسته را به نام مونوسيكليك و موقعي كه بيشتر از يك حلقه باشد پلي سيكليك ناميده مي‎شود.

اين امكان وجود دارد كه يك زنجير پارافيني نيز به يك گوشه آن حمله كرده و نسبت اتم هاي كربن جانبي به كربن هاي داخل گروه به نحوي باشد كه در مشخصات آن تأثير بگذارد و بدين لحاظ در انتخاب آن براي يك روغنكاري مخصوص بايد مد نظر قرار بگيرد.

در روغنهايي كه درصد مواد نفتنيك بيشتر است خواص زير مشهود است:

وزن مخصوص نسبي زياد براي گرانروي معين

براي ورغنهاي موتور معمولاً در حد 9/0 مي باشد.

تغييرات زياد در گرانروي نسبت به درجه حرارت.

انديس گرانروي نسبتاً پايين است و حدود 90-40 مي‎باشد.

فراريت زياد نسبت به برش هاي پارافيني در يك گرانروي معين:

نقطه اشتعال آنها نسبتاً پايين است.

قدرت حلاليت زياد :

نقطه آنيلين نسبت به پارافين ها پائين تر است و بدينسان اجزاء اكسيد شده را در خود بيشتر حل مي نمايد و براي اين مزيت است كه در بعضي از مواقع با روغنهاي پايه پارافين مخلوط مي‎شود .

اين قدرت حل كنندگي طبيعي مي‎تواند تا اندازه اي به عمل پاك كنندگي مواد افزودني كمك نمايد و موقعي كه روغن خيلي شديد اكسيد شده است مفيدتر است.

2-5-3- هيدروكربورهاي آروماتيك و خواص آنها :

هيدروكربورها دراين نوع حلقوي بسته مي‎باشند كه مشخصه نيمه اشباع دارند. تركيبات جانبي مي‎تواند هيدروكربورهاي زنجيره اي باشد و بدينسان تعداد بي شماري از تركيبات مختلف بوجود آورد.

اين نوع ساختمان راحتتر از تركيبات پارافيني و نفتنيكي واكنش مي نمايد و به تركيبات جانبي خورنده رزيني و آسفالتي تبديل مي‎شود.

نقطه آنيلين خيلي پائين است زيرا قدرت حلاليت بالايي دارند و بدليل نقاط ضعيف ياد شده در بالا زياد مورد توجه قرار نمي گيرد.

بالاخره خاصيت ديگر آن تشكيل امولسيون راحتتر با آب بخاطر كشش سطحي كمتر مي‎باشد.

جدول ج-1 مشخصات سه گروه اصلي هيدروكربورها را در روغنهاي روان كننده نشان مي‎دهد.

جدول ج-2 مشخصات هيدروكربورها و رابطه آنها را با شكل ساختماني در روغنهاي روان كننده مشخص مي نمايد.

2-5-4- توزيع هيدروكربورها وانواع روغن پايه:

همانطور كه قبلا ذكر گرديد مقدار هر يك از هيدروكربورهايي كه در گروه هاي مختلف هستند مشخصات كلي روغن پايه را معين مي نمايد.

مثلا جدول زيرتركيبات شيميايي در سه نوع روغن پايه را نشان مي‎دهد.

روغن	درصد اتم كربن پارافين ها	درصد اتم كربن آروماتيك ها	درصد اتم كربن نفتينيك ها
الف ب ج	50 6/58 8/65	2/14 7/7 3/6	8/35 7/33 9/27

جدول ج 1

مشخصات اصلي سه گروه هيدروكربورها كه در روغن روانكاري تأثير مي گذارد.

پارافينيك (وزن مخصوص كم تر)	نفتينيك (وزن مخصوص زياد)	آروماتيك (وزن مخصوص زيادتر)
نقطه ريزش بالايي دارند و توسط عمليات موم گيري و مواد افزودني بهبود مي يابند. انديس گرانروي بالا فراريت خيلي‎كم و بدين‎ترتيب نقطه اشتعال بالا دارند. مقدار كربن باقيمانده متوسطي‎دارندكه درشكل‎گرانول‎خواهد بود. اكسيداسيون به كندي صورت مي‎گيرد. ابتدا اسيد فرار كه كم و بيش خورنده ميباشد توليد مي نمايد (بيشتر روي ياتاقانهايي كه از نوع سرب و مس و كاردميم - نيكل و يا كاردميم نقره است اثر مي گذارند) و سپس تركيبات گرانروي بالا را در خود حل مي كند قدرت حلاليت براي تركيبات آلي كه از باقيمانده احتراق و سوخت حاصل مي‎شود ندارد. پارافين هاي سبك كه در اثر اكسيداسيون پلي مريزه مي‎شوند رسوب مي دهند. نقطه آنيلين بالا	نقطه ريزش پائيني دارند. اما در درجه حررات كم نيمه پلاستيك هستند (هيچگونه رابطه اي بين فشار و جاري شدن ندارند) انديس گرانروي پائين و نيمه پلاستيك هستند فراريت آنها زياد است و بنابراين نقطه اشتعال كمتري دارند و كربن باقيمانده آنها كمتر است و بيشتر در شكل پودر مي‎باشد. اكسيداسيون صورت مي‎گيرد كه كمي درجه حرارت بالاخورنده است اما ابتدا در حالت معلق بوده و سپس شكل لجن در خواهد آمد. قدرت حلاليت براي تركيبات شيميايي كه در اثر كاركرد روغن بوجود مي‎آيد دارد و بميزان كمتري براي تركيبات حاصل از سوخت و احتراق موتورهاي ديزلي نيز مؤثر است. نقطه آنيلين پائين	----------   انديس گرانروي خيلي پائين مثلا زير صفر دارند فراريت خيلي زياد و مقدار كربن باقيمانده نيز خيلي زياد است.   براي اكسيداسيون بسيار مستعد است با رسوب نامحلول خواهد بود.   قدرت حلاليت براي تركيبات شيميايي بوجود آمده در كاركرد بالاتر از 180 درجه سانتيگراد دارد. اعضا آنها بنزن است كه حلال مخصوصي است كه ميتواند تركيبات رزين و آسفالت را در خود حل نمايد. نقطه آنيلين خيلي پائين و حل كننده طبيعي لاستيك است.

جدول : ج-2

رابطه بين مشخصات و شكل ساختماني هيدروكربورها

نوع هيدروكربورها	مشخصات اصلي
پارافين زنجيره اي مستقيم	گرانروي با درجه حرارت تغيير بسيار كمي دارد مقاوم دربرابر اكسيداسيون است. نقطه ريزش بالايي دارد.
پارافين زنجيره اي شاخه اي	گرانروي با درجه حرارت بسيار كم تغيير مي‎كند مقاوم در برابر اكسيداسيون ممكن است نقطه ريزش پائيني داشته باشد
حلقه هاي نفتينيك با شاخه هاي جانبي كوتاه‎پارافين‎زنجيره‎اي	مقاومت خوب در برابر اكسيداسيون نقطه ريزش پائين گرانروي با درجه حرارت بسيار متغير است حالت پلاستيكي درشرايط سرد دارد
حلقه هاي آروماتيك با شاخه هاي جانبي كوتاه پارافين زنجيره اي	نقطه ريزش بر طبق ساختمان مولكولي متغيير است مقاومت و ثبات حرارتي دارد گرانروي بشدت با حرارت تغيير مي‎كند بسهلوت اكسيد مي‎شود
حلقه هاي نفتينيك با شاخه هاي جانبي بلند پارافيني	گرانروي با درجه حرارت كمي تغيير دارد مقاوم دربرابر اكسيداسيون است ممكن است نقطه ريزش پائيني داشته باشد
حلقه هاي آروماتيك با شاخه هاي جانبي بلند پارافيني	گرانروي با درجه حرارت تغيير كمي دارد ممكن است در برابر اكسيداسيون مقاومت خوبي داشته باشد (اگر تعداد سيكل ها زياد نباشد) ممكن است نقطه ريزش پائيني داشته باشد.

 

اختلاف جزئي كه در تقسيم تعداد اتم كربن در اين سه نوع روغن وجود دارد اثر مهمي در مشخصه و خاصيت روغن دارد.

مثلا : روغن پايه كه از نفت حوزه پنسيلونيا كه معمولاً بالاترين مقدار پارافين را دارد از نظر تقسيم مواد شيميايي به شرح زير است:

اتم هاي كربن در شكل پارافين 78-75 درصد

اتم هاي كربن در شكل نفتينيك 20-13 درصد

اتم هاي كربن در شكل آروماتيك 10-6 درصد

2-6- واحد روغن سازي

برشهاي حاصل از تقطير در خلاء كه از دستگاه برج تفكيك وتقطير در خلائ حاصل مي گردد داراي تركيبات نامطلوبي است كه براي روغن كاري مناسب نيستند و ميبايستي در تحت عمليات تصفيه قرار گرفته و از بين برده مي‎شوند.

به عنوان مثال اين تركيبات وجودشان در وغن سبب مي گردد كه بعد از مدت زمان كوتاهي كه در كار قرار مي گيرند سياه شده و گرانروي آن افزايش يافته و توليد اسيد نموده و موادي را بوجود اورد كه در روغن به صورت لجن نامطلوب باقي مي ماند.

اين تركيبات تعدادي به طور طبيعي در نفت خام ورودي بر حسب حوزه نفتي وجود دارد و تعدادي مثل الفين ها در مراحل تقطير در ديواره هاي كوره ها و در اثر حرارت بالا توليد مي گردند با از بين بردن يك چنين موادي اين امكان وجود خواهد آمد كه روغنهاي روان كننده در سطح بسيار عالي از نظر كيفيت از نفت خام به دست مي‎آيد وبدين ترتيب آنها را از موادي مانند آروماتيك و موم كه براي ر وغنكاري نامناسب مي باشند عاري نمائيم.

عملياتي كه امروزه بر روي برش روغن حاصل از تقطير روغن انجام مي‎گيرد عبارتست از:

- استخراج مواد آروماتيك

- عمليات موم گيري

- تصفيه نهايي

ذيلا به تشريح هر يك از مواد فوق مي‎پردازيم:

 

 

2-6-1- استخراج مواد آروماتيك و نفتينيك

همانطور كه در مباحث قبل مشخص گرديد خاصيت هيدروكربورها از نوع آروماتيك و نفتينيك و مشتقات آنها اين است كه گرانروي آنها در اثر تغيير درجه حرارت متغيير است و درجه اين حساسيت برحسب نوع شاخه هاي جانبي و بلند و كوتاه بودن آن متغير است ولي آنچه كه مشخص است اين است كه نسبت به هيدروكربورهاي پارافيني تغييرات گرانروي شديدتر است.

يكي از خواصي كه براي اكثر روغنها مورد نياز مي‎باشد اين است كه بتواند فيلم نازك روغن را ما بين سطوح قطعات فلزي حفظ نمايد و نگهداري ضخامت اين فيلم بستگي مستقيم به گرانروي روغن دارد.

بدين ترتيب لازم است كه روغن گرانروي خود را در درجه حرارت هاي مختلف حفظ نمايد و همانطور كه ذكر گرديد گروه آروماتيك و تا اندازه اي نفتينيك اين خاصيت را نداشته و براي روغنكاري مناسب بايد از محيط خارج گردند.

در حال حاضر سه نوع فرآيند پالايش براي اين منظور قابل اجرا است:

- تصفيه با اسيد سولفوريك و جداسازي مواد تشكيل دهنده

- استخراج مواد آروماتيك با حلال

- عمليات هيدروژنه كردن

مزيت عمده اين روشها اين است كه پايداري و ثبات كيفيت روغنها را تصحيح مي نمايد و مشخصه گرانروي - درجه حرارت را بهبود مي بخشد. عمليات پالايش همچنين تركيباتي نظير حلقوي گوگرددار (هترو سيكليك هاي گوگردي مثل مشتقات تيوفن) را از بين برده و به عنوان باز دارنده اكسيداسيون به طور طييعي عمل مي نمايد.

در حقيقت عمليات پالايش و ميزان عمق آن اثر متقابل روغن را در برابرباز دارنده هاي سنتتيك بهبود مي بخشد.

2-6-1-1- تصفيه با اسيد :

يكي از عمليات تصفيه درسالهاي قبل كه اينك با متدهاي مدرن جايگزين شده است تصفيه برش هاي نفتي با اسيد سولفوريك و اولئوم است.

در اين روش علاوه بر بهبود رنگ خواصي نظير ثبات رنگ و عمر روغن بهتر شده و به علت خارج شدن مواد آروماتيك وزن مخصوص روغن كاهش يافته و ضريب گرانروي بالا مي رود.

نقطه ريزش تا اندازه اي بالاتر مي رود زيرا مواد استخراج شده تا حدودي به عنوان ماده كاهش دهنده نقطه ريزش به طور طبيعي عملي مي نمودند.

يكي از نقاط ضعف اين روش توليد پس مانده لجن اسيدي به مقدار زياد است كه به لحاظ اثرات منفي در محيط زيست نمي توان در هر محلي تخليه نمود عمليات خنثي سازي توسط هيدروكسيد كلسيم انجام مي گردد و درصد نسبت وزني اسيد نسبت به روغن اگر حدود 10 درصد باشد بهتر خواهد بود و اضافه بر آن بهبود زيادي نخواهد داشت.

تصفيه با روش اسيد سولفوريك در نوع تصفيه خشك و مرطوب است و ناميدن اين دو بخش به لحاظ نوع خنثي كردن اسيد از طريق هيدروكسيد كلسيم (تصفيه خشك) و يا خنثي نمودن اولئوم با محلول قليائي كاستيك (تصفيه مرطوب) مي‎باشد.

امروزه فرآيند تصفيه با اسيد سولفوريك براي توليد روغن سفيد بودن رنگ و بو و طعم كه مصارف داروئي براي انسان دارد مورد استفاده قرار مي‎گيرد. اين عمليات اگر با روغن هاي سنگين انجام گيرد بسيار پرخرج خواهد بود.

2-6-1-2- استخراج با حلال فورفورال

اين نوع تصفيه به روشي اطلاق مي گردد كه خارج نمودن آروماتيك و بقيه عناصر نامطلوب روغن توسط استخراج مايع به مايع انجام مي پذيرد.

حلالهاي مناسب عبارتند از فنل، فورفورال، اكسيد سولفورو، وان - ام- پي، آنيلين نيترو بنزن و …

مبناهاي اين كار اولين بار توسط Edeleanu (ادي لانو) در سال هاي 1907 تا 1912 با حلال اكسيد سولفور و مواد آروماتيك استخراج گرديده (حلاليت پارافين و نفتينيك در آن كم است)

بقيه روشها كه در آن حلال استفاده مي گردد و بعدا توسعه پيدا نمود و بر مبناي اين روش پايه گذاري شده است.

پالايش با فورفورال :

عبارتست از جداسازي فيزيكي كه از خاصيت حلاليت متفاوت مواد آروماتيكي با فورفورال نسبت به مواد پارافيني و نفتينيكي استفاده مي‎شود.

فورفورال كه يك آلدئيد به فرمول مي‎باشد.

مايعي بدون رنگ و با بوي بادام تلخ است و در مقابل نور هوا تيره مي گردد نقطه جوش آن 162 درجه سانتيگراد است و از فرايند عمومي استخراج با حلال مراحل زير را شامل مي‎شود.

هواگيري و خشك كردن خوراك: وجود آب روي حلال فنل و هوا مشكلاتي را براي موادي مثل اكسيد سولفور و فورفورال ايجاد مي نمايد.

- استخراج با حلال: معمولاً روش جريانهاي معكوس براي تماس مايع استفاده مي گردد و در بعضي از مواقع بر عكس آن خواهد بود ( مثل آسفالت گيري با گاز پروپان).

- جدا كردن حلال ازروغن كه توسط حرارت و تقطير و بخار شدن انجام مي گردد اين عمليات معمولاً به سهولت صورت مي‎گيرد زيرا روغن و حلال تفاوت نقطه جوش زيادي دارند.

(البته جدا كردن بنزين و سولفوردي اكسيد استثناء است)

- خالص نمودن روغن: روغن آخرين مقادير باقيمانده حلال را درطي عمليات در برج عريان كننده از دست خواهد داد و اگر داراي مقادير ناچيز آب باشد تحت بخار شدن در شرايط خلاء نيز قرار مي‎گيرد.

- خالص نمودن حلال: در اين مرحله ب را از حلال مثلا فورفورال جدا مي سازند و يا حلال را از حلالهاي ديگر تفكيك مي نمايند.

پالايش با فورفورال

پالايش با فورفورال عبارتست از جداسازي فيزيكي كه از خاصيت حلاليت متفاوت مواد آروماتيكي پارافيني و نفتيني با فورفورال استفاده مي‎شود. بدين ترتيب از اختلاط فورفورال با لوب كات دو فاز مختلف تشكيل مي‎شود. مقاديري از لوب كات كه عمدتاً مواد آروماتيكي است در فورفورال حل شده و به نام اكستراكت ناميده مي‎شود كه فاز پاييني را در برج RDC تشكيل مي‎دهد.

فاز ديگر مقاديري فورفورال مي‎باشد كه در بقيه لوب كات حل شده است و به نام رافيت مشهور مي‎باشد. رافينينت عمدتاً از مواد پارافيني و نفتينك و موجود در لوب كات تشكيل مي يابد. مراحل بعدي جداسازي فورفورال از محلول اكستراكت و رافينيت مي‎باشد كه با توجه به اختلاف درجه جوش فورفورال و اكستراكت (و پارافينيت) از طريق تقطير كمك بخار انجام مي گيرد.

2-6-1-3- عوامل مؤثر در جداسازي مواد آروماتيكي از لوب كات

الف- تعداد مراحل اختلاف فورفورال با روغن :‍

افزايش تعداد مراحلي كه لوب كات در يك درجه حرارت معين با فورفورال مخلوط گشته و اكستراكت دوباره با فورفورال مخلوط مي گردد در مقدار توليد رافينيت و كاهش مقدار اكستراكت مؤثر مي‎باشد. در عمل برج اختلاط و جداسازي اكستراكت (EXTRACTIONTOWER) يا از لايه هايي R SCIING RINGS تشكيل يافته و يا مجهز به ROTAHXG DISC CONTACTOR (RDC) مي باشند. درهر حال جريان متقابل فورفورال و لوبكات موجب مي‎گردد لوب كات با فورفورال تماس كافي پيدا نمايد. اين برجها كه به صورت عمودي قرار دارند رافينيت بخاطر وزن مخصوص پائين تر به طرف بالاي برج حركت نموده و فورفورال به سمت پائين حركت مي نمايد. در برجهايي كه به صورت لايه هايي از RASCHIG پر مي باشند ارتفاع برج و تعداد لايه ها و ضخامت Rasching ring معرف تعداد مراحل اختلاط فورفورال با ر وغن مي‎باشد كه همواره ثابت مي‎باشد مگر تغيير اساسي در برج ايجاد گردد. در مقابل برجهايي كه مجهز به RDC مي باشند سرعت چرخش DISC ها كه قابل كنترل مي‎باشد دفعات اختلاط فورفورال با روغن را معين مي نمايند. افزايش تعداد دفعات در درجه حرارت ثابت براي توليد روغن با كيفيت معين نياز به نسبت فورفورال به روغن كمتري داشته و بازده بيشتري را موجب مي گردد. در مورد فورفورال افزايش دفعات اختلاط با روغن حتي به بيش از شش مرحله تأثير جزئي بر بازده نخواهد داشت.

ب- نسبت فورفورال به روغن :

افزايش نسبت فورفورال به لوب كات در حالي كه بقيه متغيرها ثابت باشند موجب بهبود كيفيت رافينت (انديس گرانروي بالاتر)، كاهش راندمان (نسبت به رافينت به لوب كات)، افزايش هزينه هاي تصفيه و كاهش ظرفيت كارخانه ميگردد. افزايش نسبت فورفورال به روغن موجب افزايش كار در قسمت جداسازي فورفورال گشته كه نه تنها هزينه ها را افزايش مي‎دهد بلكه در صورت محدوديت سيستم بازيابي فورفورال موجب كاهش ظرفيت كارخانه مي گردد.

ج- درجه حرارت:

افزايش درجه حرارت در بر ج اختلاط و جداسازي در حاليكه بقيه متغيرها ثابت باشد موجب بهبود كيفيت رافينيت (انديس گرانروي بالاتر) و كاهش راندمان مي گردد. محدوديت از نظر درجه حرارت بالا حلاليت تمام لوب كات در فورفورال و چنانچه درجه حرارت خيلي پائين باشد مشكل بستن مواد مومي و مشكلات سيال بودن رافينت مي‎باشد.

دو متغير درجه حرارت و نسبت فورفورال به لوب كات در كارخانجات روغن سازي بسادگي قابل كنترل بوده و از عواملي هستند كه براي كنترل كيفيت وبازده كارخانه به كار برده مي‎شوند . با افزايش تدريجي نسبت فورفورال به لوب كات و كاهش درجه حرارت براي توليد رافينت با كيفيت ثابت بهبود در راندمان بتدريج كاهش يافته و اين امر در تهيه رافينت با كيفيت بالاتر بسيار محسوس تر است.

د- اختلاف درجه حرارت در مقاطع مختلف برج:

كاهش تدريجي درجه حرارت از بالاي برج تا پائين موجب مي گردد مواد پارافيني حل شده در فورفورال به تدريج جدا شده و به سمت بالاي برج هدايت شود كاهش درجه حرارت در پائين برج و حفظ اختلاف درجه حرارت بيشتر بين بالا و پائين برج موجب كيفيت پائين تر برج و حفظ اختلاف درجه حرارت بيشتر بين بالا و پايين برج موجب كيفيت پائين تر رافينيت (انديس گرانروي پائين تر) و توليد رافينيت بيشتر نسبت به لوب كات تغذيه شده مي گردد. پائين ترين حد درجه حرارت قسمت پائين برج بستگي به ظرفيت دستگاههاي تبادل حرارتي كه مقاديري از مواد داخل برج را سرد مي نمايند. اختلاف درجه حرارت در طول برج اختلاط و جداسازي اكستراكت همچون يك رفلاكس داخلي (INTERNAL REFLUX) عمل مي نمايد.

 

 

هـ - باز گرداندن مقداري اكستراكت:

تأثير مشابه اختلاف درجه حرارت در پائين و بالاي برج را مي‎توان از طريق باز گرداندن مقدار اكستراكت كه قسمتي از فورفورال آن جدا شده باشد به قسمت پائين برج اختلاط و جداسازي اكستراكت انجام داد. در نتيجه مقاديري مواد پارافيني كه قبلا در فورفورال حل شده اند از فورفورال جدا شده و به قسمت بالاي برج هدايت مي‎شود نتيجتاً موجب كاهش كيفيت و توليد بيشتر رافينيت نسبت به لوب كات مي گردد. از آنجائيكه مقادير بيشتري فورفورال مي بايست مجدداً به قسمت بازيابي فورفورال ارسال گردد ممكن است موجب محدوديت در ظرفيت كارخانه گردد.

به طوري كه ملاحظه مي‎شود متغيرهاي زيادي مي‎توانند در كيفيت و مقدار رافينيت مؤثر باشند و تأثير هر يك نيز متفاوت مي‎باشد. بنابراين ممكن است شرايطي را پيدا نمود كه در عين حال كه موجب افزايش كيفيت مي‎شود كميت رافينيت نيز افزايش يابد و يا اينكه يكي از آنها ثابت بوده و ديگري بهبود يابد. بدين ترتيب شرايطي كه متغيرهاي مختلف مي بايست دارا باشند تا توليد رافينيت در حداكثر راندمان و با كيفيت ثابت باشد براي لوب كاتهاي مختلف تعيين مي گردد از طرف ديگر كيفيت و راندمان توليد رافينيت تنها نكات مورد توجه در تصفيه روغن نمي باشد غالباً حداكثر توليد رافينيت و حداقل هزينه هاي توليد نيز مورد توجه قرار مي‎گيرد كه مي‎توان از طريق تغيير در شرايط متغيرها چنين نتايجي را نيز به دست آورد. بنابراين براي انواع لوب كات و كيفيتي كه رافينيت هاي مختلف از نظر انديس گرانروي مي بايست دارا باشند شرايط بهينه براي متغيرهاي مختلف از قبل تعيين گشته و كارخانه را همواره با توجه به اين شرايط و نوع لوب كاتي كه تغذيه مي گردد به كار مي گيرند.

2-6-1-4- خواص فورفورال

وزن مولكولي 1/96

وزن مخصوص در 68 درجه فارنهايت 160/1

حرارت لازم براي تبخير بي تي يوبراي هر پوند 188 در 340 درجه فارنهايت

حرارت لازم براي تبخير بي تي يو براي هر پوند 165 در 450 درجه فارنهايت

نقطه جوش درجه فارنهايت 323

ضريب حرارتي بي تي يو هر پوند و براي هر درجه فارنهايت 504/0 در 340 درجه فارنهايت

نقطه ذوب درجه فارنهايت 7/32-

نقطه اشتعال درجه فارنهايت 135 تا 140

كشش سطحي در 68 درجه فارنهايت دين در هر سانتي متر 44 تا 49

انديس شكست نور در 68 درجه فارنهايت 526/1

حد پائين شرايط انفجاري با هوا درصد 1/2 در 275 درجه فارنهايت

گرانروي در 77 درجه فارنهايت سنتي پويز 49/1

حلاليت در 122 درجه فارنهايت درصد وزني 5 آب در فورفورال

حلاليت در 122 درجه فارنهايت درصد وزني 10 فورفورال در آب

نقطه جوش آزتروپ فورفورال/ آب درجه فارنهايت 208

مقدار فورفورال در آزتروپ فورفورال / آب درصد وزني 35

فورفورال ممكن است موجب سر درد افراد گردد كه با قرار گرفتن در هواي آزاد رفع مي گردد. در اثر تماس با پوست ممكن است موجب تحريك گردد كه پس از شستشو با آب برطرف مي‎شود. وزن مخصوص بالاي آب موجب مي گردد كه فاز اكستراكت براحتي در پائين برج جمع گردد و كشش سطحي آن از ايجاد امولسيون با لوب كات جلوگيري مي نمايد. نقطه جوش نسبتاً پائين آن موجب مي‎شود كه به راحتي از رافينيت و اكستراكت جدا گردد. يكي از معايب فورفورال اكسيده و پوليمرايز شدن آن خصوصاً در حرارتهاي بالا و چنانچه در معرض نور قرار داده شود در اين صورت رنگ آن تيره شده اسيدهاي آلي و چنانچه حرارت خيلي بالا باشد كك نيز ايجاد مي گردد. بنابراين در كارخانجات فورفورال سعي مي نمايند از ورود هوا به سيستم فورفورال جلوگيري نموده و فورفورال را بيش از 445 تا 450 درجه فارنهايت حرارت نمي دهند. گاهي اوقات مقداري مواد بازي براي خنثي نمودن اسيد توليد شده در سيستم تزريق مي نمايند و براي جلوگيري از ورود هوا معمولاً مخازن را از گازي خنثي به عنوان پوشش پر مي نمايند و لوب كات ورودي به كارخانه را نيز از دستگاه DEAERATOR عبور مي دهند.

2-6-1-5- دستگاه هاي عمده

دستگاه Dcaerator شامل برجي است كه از تعدادي plate تشكيل يافته و فشار داخل آن پائين تر از فشار اتمسفري نگهداشته مي‎شود و لوب كات از بالاي برج وارد و از پائين خارج مي گردد. بدين ترتيب هوا و گازي كه همراه لوب كات باشد خارج مي گردد برج اختلاط و جداسازي اكستراكت Extraction tower به طوري كه قبلاً ذكر گرديد يا شامل لايه هايي از RASCIIING RINGS مي باشد و يا مجهز به RDC است. لوب كات از وسط برج و فورفورال در بالاتر از وارد برج مي گردد. فورفورال به خاطر سنگيني به پائين برج آمده و مواد آروماتيكي موجود در لوب كات را در خود حل و به صورت اكستراكت از پائين برج خارج مي نمايد. مواد پارافيني و نفتيني كه در فورفورال حل نشده اند مقداري فورفورال را در خود حل نموده از بالاي برج خارج مي گردد.

براي جداسازي فورفورال موجود در فاز رافينيت حرارت آن را افزايش داده و به وسيله خلاء Stripping به وسيله بخار آب (معمولاً Super Heat ) حتي مقادير جزئي فورفورال را از رافينيت در برج خاصي كه بدين منظور تعبيه گرديده خارج مي نمايند.

فاز اكستراكت كه در فورفورال حل مي‎باشد كمي بالاتر از نقطه جوش فورفورال گرم مي‎شود L. P Flash Tower مي گردد. در اين برج مقادير عمده فورفورال به صورت بخار از بالاي برج خارج گشته و اكستراكت با مقاديري فورفورال از پائين برج خارج مي‎شود. سپس اكستراكت تا حدود 450 درجه فارنهايت گرم شده و وارد برج H. P Flash Tower كه تحت 20 تا 35 Psig فشار مي‎باشد مي گردد. در اين برج مقادير عمده اي فورفورال از بالاي برج خارج گشته و اكستراكت كه هنوز كمي فورفورال دارد از پائين خارج مي‎شود سپس مشابه رافينيت آخرين قطرات فورفورال نيز در يك برج Flash Stripper در خلاء از اكستراكت خارج گشته و اكستراكت به مخازن انتقال مي يابد.

فورفورال حاصل از برجهاي Flash Tower در مخزن خاصي جمع آوري و دوباره براي تغذيه به برج اختلاط و جداسازيي اكستراكت آماده مي گردد. فورفورال مرطوب كه به وسيله بخار از Stripper ها خارج مي گردد در مخزن دو قسمتي به نام قسمت جدا كننده Decanter جمع مي‎شود.

جداسازي فورفورال از آب نيز با يك سري تقطير و Steam stripping انجام مي گردد.

- كنترل و راندمان كارخانه

كنترل واحد فورفورال براساس توليد رافينيت با انديس گرانروي معين انجام مي‎گيرد ولي چون آزمايش انديس گرانروي روي رافينيت قبل از عبور از دستگاه موم گيري ميسر نيست معمولاً عوامل متغير در كاركرد واحد با وزن مخصوص رافينيت (و يا ضريب شكست نور) تنظيم مي نمايند.

2-6-2- روش هاي ديگر تصفيه (حلال و گاز هيدروژن)

از حلالهاي ديگر مي توان حلال فنل را نام برد كه شبيه به روش فورفورال است و ليكن استخراج با حلال آن- ام- پي كه يك حلال با مشخصه قدرت انتخاب بسيار زياد است در سالهاي اخير مورد استفاده قرار گرفته است و به علت همين قدرت انتخاب بيشتر اجازه مي‎دهد كه در شرايط پائين تر عمليات انجام شود. در اين روش نسبت حلال كمتري به كار مي رود و هزينه عمليات پائين تر است.

بر طبق مدارك فني واحدهاي موجود فورفورال مي‎توانند به سيستم آن- ام- پي تبديل شوند.