Dầu nhờn hay dầu nhớt là loại dầu dùng để bôi trơn cho các động cơ. Dầu nhờn là hỗn hợp bao gồm dầu gốc và phụ gia. Phụ gia thêm vào với mục đích là giúp cho dầu nhờn có được những tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được.
Vậy lịch sử hình thành của chúng như thế nào?
Nguồn gốc của Dầu Nhớt
Khởi đầu của những sản phẩm Dầu Nhớt hiện đại ngày nay chính là Dầu Thô. Chúng ta gọi là dầu thô và nhiên liệu hóa thạch vì chúng là hỗn hợp của hydrocacbon được hình thành từ tàn tích của động vật và thực vật sống cách đây hàng triệu năm trong môi trường biển trước khi có sự tồn tại của khủng long.
Trải qua hàng triệu năm, tàn tích của những loài động vật và thực vật này được bao phủ bởi nhiều lớp cát, phù sa và đá. Nhiệt và áp suất từ các lớp này đã biến phần còn lại thành thứ mà ngày nay chúng ta gọi là dầu thô hoặc dầu mỏ.
Dầu thô và các hydrocacbon khác tồn tại ở thể lỏng hoặc khí . Sản phẩm dầu mỏ là nhiên liệu được sản xuất từ dầu thô và hydrocacbon chứa trong khí tự nhiên. Các sản phẩm dầu mỏ cũng có thể được sản xuất từ than đá, khí đốt tự nhiên và sinh khối.
Sản phẩm làm từ dầu thô
Sau khi dầu thô được lấy ra khỏi mặt đất, nó được đưa đến một nhà máy lọc dầu, nơi các phần khác nhau của dầu thô được tách ra thành các sản phẩm dầu mỏ có thể sử dụng được. Các sản phẩm dầu mỏ này bao gồm xăng, các sản phẩm chưng cất như nhiên liệu diesel và dầu sưởi, nhiên liệu máy bay phản lực, nguyên liệu hóa dầu, sáp, dầu bôi trơn và nhựa đường.
Các nhà máy lọc dầu chế biến dầu thô thành nhiều sản phẩm dầu mỏ khác nhau. Các đặc tính vật lý của dầu thô quyết định cách các nhà máy lọc dầu biến nó thành các sản phẩm có giá trị cao nhất.
Các đặc tính vật lý của dầu thô quyết định cách các nhà máy lọc dầu xử lý nó. Nói một cách dễ hiểu, dầu thô được phân loại theo tỷ trọng ( trọng lực API ) và hàm lượng lưu huỳnh. Dầu thô ít đặc hơn (nhẹ hơn) (có trọng lượng API cao hơn) thường có tỷ trọng hydrocacbon nhẹ lớn hơn. Các nhà máy lọc dầu có thể tạo ra các sản phẩm có giá trị cao như xăng, nhiên liệu điêzen, và nhiên liệu máy bay từ dầu thô nhẹ với quá trình chưng cất đơn giản.
Khi các nhà máy lọc dầu sử dụng phương pháp chưng cất đơn giản trên các loại dầu thô đặc hơn (nặng hơn) (với trọng lượng API thấp hơn), chúng sẽ tạo ra các sản phẩm có giá trị thấp. Dầu thô nặng đòi hỏi quá trình chế biến bổ sung, tốn kém hơn để tạo ra các sản phẩm có giá trị cao. Một số loại dầu thô cũng có hàm lượng lưu huỳnh cao, đây là một đặc tính không mong muốn về cả quá trình chế biến và chất lượng sản phẩm.
Các nhà máy lọc dầu không chỉ sử dụng dầu thô
Ngoài dầu thô, các nhà máy lọc dầu và các cơ sở pha trộn thêm các loại dầu và chất lỏng khác trong quá trình chế biến để tạo ra thành phẩm bán cho người tiêu dùng. Các loại dầu và chất lỏng khác này bao gồm chất lỏng ngưng tụ trong các giếng khí đốt tự nhiên (được gọi là chất ngưng tụ cho thuê ); chất lỏng của nhà máy khí đốt tự nhiên từ quá trình xử lý khí đốt tự nhiên; khí hóa lỏng từ chính nhà máy lọc dầu; và các loại dầu chưa hoàn thành được sản xuất bằng cách tinh chế một phần dầu thô, chẳng hạn như dầu naphthas và dầu nhẹ hơn, dầu hỏa và dầu khí nhẹ, dầu khí nặng và chân không. Chân không là cặn từ dầu thô còn lại sau khi chưng cất tất cả trừ các thành phần nặng nhất.
Lịch sử phát triển của Dầu Nhớt
Lịch sử của chất bôi trơn bắt đầu từ hàng nghìn năm trước, sớm nhất là vào năm 2400 trước Công nguyên một bức tượng Ai Cập đến mộ của Tehuti-Hetep, El-Bersheh đã được vận chuyển với sự hỗ trợ của chất bôi trơn lỏng (dầu / nước) để giảm ma sát giữa xe trượt và mặt đất / cát. Đến năm 1400 trước Công nguyên, người Ai Cập sử dụng mỡ động vật để bôi trơn trục xe ngựa.
Tuy nhiên, sự hiểu biết lý thuyết vững chắc về hoạt động của chất bôi trơn chỉ có được khi phát triển định luật chảy nhớt do Ngài Isaac Newton phát hiện năm 1687. Dựa trên định luật chảy nhớt, Giáo sư Osborne Reynolds đã phát triển phương trình cổ điển của bôi trơn màng mỏng . Phương trình này là cơ sở của lý thuyết bôi trơn thủy động cổ điển và là lý thuyết bôi trơn được sử dụng rộng rãi nhất.
Đầu thế kỷ 20, chỉ có dầu khoáng, dầu thực vật hoặc mỡ và mỡ bôi trơn hầu hết được coi là chất bôi trơn. Tuy nhiên, gần đây chất bôi trơn rắn, dầu tổng hợp, chất bôi trơn gốc nước và khí cũng được đưa vào khái niệm chất bôi trơn. Việc mở rộng khái niệm đã đi kèm với sự hiểu biết nhiều hơn về tính năng của chất bôi trơn và những hạn chế của nó.
Dầu Nhờn bôi trơn theo cơ chế nào?
Tất cả các bề mặt trong tự nhiên đều thô ráp, ít nhất là ở cấp độ hiển vi (hoặc thậm chí ở cấp độ nguyên tử). Khi hai bề mặt gồ ghề trượt vào nhau (hoặc lăn), các vân của bề mặt gần nhau và liên kết với nhau, dính chặt và tạo ra ma sát . Mục tiêu của bất kỳ phương pháp bôi trơn nào là ngăn cách các bề mặt cọ xát bằng một lớp bôi trơn, ngăn (hoặc ít nhất là giảm thiểu) sự tiếp xúc trực tiếp của các thành phần kim loại đó. Bằng cách chọn chất bôi trơn thích hợp, ma sát và độ mài mòn của vật liệu có thể được kiểm soát.
Giảm ma sát là mục tiêu chính của quá trình bôi trơn , nhưng có nhiều lợi ích khác của quá trình này. Màng bôi trơn có thể giúp ngăn ngừa sự ăn mòn bằng cách bảo vệ bề mặt khỏi nước và các chất ăn mòn khác. Ngoài ra, chúng còn đóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát ô nhiễm trong hệ thống.
Những Phụ Gia đi kèm Chất Bôi Trơn để tạo thành Dầu Nhớt
Dầu nhớt có chứa dầu có các chất phụ gia tăng cường, thêm hoặc triệt tiêu các đặc tính bên trong dầu gốc. Số lượng phụ gia phụ thuộc vào loại dầu và ứng dụng mà nó sẽ được sử dụng. Các chất phụ gia này là các phân tử hữu cơ dài, kết dính với nhau trong điều kiện lạnh và tách ra trong môi trường nóng hơn.
Quá trình này thay đổi độ nhớt của dầu và cho phép dầu chảy tốt hơn trong điều kiện lạnh mà vẫn duy trì các đặc tính ở nhiệt độ cao. Vấn đề duy nhất với các chất phụ gia là chúng có thể bị cạn kiệt, và để khôi phục chúng trở lại mức đủ, thường thì lượng dầu phải được thay thế.
- Phụ gia chống mài mòn (AW): giảm mài mòn do sự phát triển của lớp bảo vệ trên bề mặt (kẽm dialkyldithiophosphate).
- Phụ gia chịu cực áp (EP): bảo vệ các thành phần không bị co lại do hình thành lớp phủ trên bề mặt (graphit, molypden disulfide).
- Các chất điều chỉnh ma sát: được sử dụng để kiểm soát ma sát, thường được làm từ các hạt rắn (graphit, molypden disulfide, vonfram disulfide, v.v.).
- Chất ức chế ăn mòn: bảo vệ bề mặt khỏi sự tấn công của các chất hoạt động hóa học, chẳng hạn như oxy, bằng cách tạo ra một lớp chống ăn mòn.
- Chất cải thiện chỉ số độ nhớt: được sử dụng để ngăn chặn hoặc giảm thiểu sự giảm chỉ số độ nhớt của chất bôi trơn ở nhiệt độ cao hơn.
Ngoài ra còn có 1 số phụ gia khác như:
- Chất phân tán
- Chất tẩy rửa
- Chất chống oxy hóa
- Phụ gia chống tạo bọt
- Chất ức chế điểm đổ
Nguồn: Tổng hợp
