BỘ CÔng thưƠng trưỜng cao đẲng công nghiệp tuy hòA
Phân đoạn cặn dầu mỏ (cặn gudon)
tải về 0.81 Mb.
|
- Điều hướng trang này:
- Ứng dụng của phân đoạn cặn gudron
Phân đoạn cặn dầu mỏ (cặn gudon)
Gudron là phần còn lại sau khi đã phân tách các phân đoạn kể trên có nhiệt độ sôi lớn hơn 5000C, gồm các hydrocacbon có số nguyên tử cacbon lớn hơn C41, giới hạn cuối cùng có thể lên đến C80. Thành phần của phân đoạn này rất phức tạp. Có thể chia thành 3 nhóm chính sau:
Nhóm chất dầu bao gồm các hydrocacbon có phân tử lượng lớn, tập trung nhiều các hợp chất thơm có độ ngưng tụ cao, cấu trúc hỗn hợp nhiều vòng giữa thơm và naphten, đây là nhóm hợp chất nhẹ nhất, có tỷ trọng xấp xỉ bằng 1, hòa tan trong xăng, n – pentan, CS2 …nhưng không hòa tan trong cồn. Trong phân đoạn cặn nhóm dầu chiếm từ 45 đến 60%.
Nhóm này ở dạng keo quánh: gồm hai nhóm thành phần đó là chất trung tính và chất axit. Các chất trung tính có màu đen hoặc nâu, nhiệt độ hóa mềm nhỏ hơn 1000C, tỷ trọng lớn hơn 1, dễ dàng hòa tan trong xăng, naphta. Chất trung tính tạo trong nhựa có tính dẻo dai và tính dính kết. Hàm lượng của nó ảnh hưởng trực tiếp đến tính kéo dài của nhựa, chiếm khoảng 10 đến 15% khối lượng của cặn gudron. Các chất axít là chất có nhóm –COOH, màu nâu sẫm, tỷ trọng lớn hơn 1, dễ hòa tan trong cloruaform và rượu etylic, chất axit tạo cho nhựa có tính hoạt động bề mặt. Khả năng kết dính của bitum phụ thuộc vào hàm lượng chất axit có trong nhựa, nó chỉ chiếm khoảng 1% trong cặn dầu mỏ.
Nhóm asphanten là nhóm chất màu đen, cấu tạo tinh thể, tỷ trọng lớn hơn 1, chứa phần lớn các hợp chất dị vòng có khả năng hòa tan mạnh trong các disunfua (CS2). Đun ở 3000C không bị nóng chảy mà bị cháy thành tro. Ngoài ba nhóm chất chính nói trên, trong cặn gudron còn có các hợp chất cơ kim của kim loại nặng, các chất cacben…không tan trong các dung môi thông thường, chỉ tan trong pyridin
Phân đoạn gudron được sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau như sản xuất bitum, than cốc, nhiên liệu đốt lò. Trong các ứng dụng trên, sản xuất bitum là ứng dụng quan trọng nhất.
Bitum là hỗn hợp phức tạp của nhiều loại chất, trong đó hàm lượng các nguyên tố thu được như sau: Bảng 4..8. Thành phần nguyên tố của bitum
Trong các nguyên tố kể trên, hàm lượng cacbon và hydro chiếm một tỷ lệ tương đối lớn. Qua đó thấy rằng nhóm dầu là bộ phận chủ yếu tạo thành bitum. Các chất asphanten quyết định tính rắn của bitum, có nghĩa là muốn bitum càng rắn thì hàm lượng asphanten càng cao. Các chất nhựa quyết định tính dẻo và khả năng gắn kết của bitum Các chất dầu làm tăng khả năng chịu đựng sương gió, nắng mưa của bitum. Một loại bitum tốt, chịu thời tiết tốt, có độ cao thì phải có thành phần như sau: 25% nhựa, 15 đến 18% asphanten, 52 đến 54% dầu. Tỷ lệ giữa asphjanten và nhựa khoảng 0,5 đến 0,6. Tỷ lệ nhựa so với dầu từ 0,8 đến 0,9. Cặn dầu mỏ chứa nhiều parafinic rắn là nguyên liệu xấu nhất để sản xuất bitum. Bitum sẽ có độ bền thấp, tính gắn kết kém do có nhiều hydrocacbon không phân cực. Ngược lại cặn dầu mỏ loại aromatic hoặc naphten – aromtic là nguyên liệu rất tốt để sản xuất bitum.
Độ xuyên kim: là đại lượng đặc trưng cho độ quánh của bitum, được tính bằng milimét chiều sâu lún xuống của kim đặt dưới tải trọng 100g trong thời gian 5 giây ở 250C. Độ lún kim càng nhỏ, bitum càng quánh. Độ dãn dài: là đại lượng đặc trưng cho tính dẻo của bitum, được tính bằng cetimet khi kéo căng một mẫu có tiết diện quy định ở 250C với tốc độ kéo là 5 cm/ phút. Độ dãn dài càng lớn thì tính dẻo của bitum càng cao. Tính ổn định nhiệt: khi nhiệt độ thay đổi, tính cứng, tính dẻo của bitum cũng thay đổi. Nếu sự thay đổi càng nhỏ thì tính ổn định của bitum càng cao. Tính ổn định với thời gian: Là khả năng của bitum chống lại tác động của môi trường xung quanh. Do ảnh hưởng của thời gian mà tính chất và thành phần của bitum thay đổi. Sự thay đổi đó gọi là sự hóa già của bitum. Tính ổn định của bitum dầu mỏ tương đối cao, thường thì sau 10 đến 15 năm sử dụng, các tính chất của nó mới thay đổi rõ rệt.
Có thể sử dụng trực tiếp phân đoạn cặn dầu mỏ làm nhiên liệu đốt lò. Nhiệt năng của nhiên liệu này vào khoảng 10.000 kcal/ kg. Tỷ lệ giữa C và H càng thấp, nhiệt năng của dầu càng cao. Nếu trong nhiên liệu này có hàm lượng các kim loại nặng lớn, khi cháy sẽ tạo thành hợp kim với sắt có nhiệt độ nóng chảy thấp, dẫn đến thủng lò. |