Nghiên ứu sản xuất phụ gia biến ma sát (giảm ma sát) ho dầu bôi trơn động ơ từ nguyên liệu axit béo nguồn gố parafin oxy hoá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN CÔNG LONG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHỤ GIA BIẾN TÍNH MA SÁT (GIẢM MA SÁT) CHO DẦU BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ TỪ NGUYÊN LIỆU AXIT BÉO NGUỒN GỐC PARAFIN OXY HÓA LUẬN VĂN THẠC SỸ HÓA HỌC HÀ NỘI, 2009 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204917971000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN CÔNG LONG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT PHỤ GIA BIẾN TÍNH MA SÁT (GIẢM MA SÁT) CHO DẦU BÔI TRƠN ĐỘNG CƠ TỪ NGUYÊN LIỆU AXIT BÉO NGUỒN GỐC PARAFIN OXY HÓA CHUYÊN NGÀNH: CƠNG NGHỆ HỮU CƠ – HĨA DẦU VÀ KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN HỮU TRỊNH HÀ NỘI, 2009 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài: “ Nghiên cứu sản xuất phụ gia biến tính ma sát (giảm ma sát) cho dầu bôi trơn động từ axit nguồn gốc parafin oxy hóa” chưa cơng bố, số liệu từ thực nghiệm, hoàn toàn chân thực Hà nội, ngày 05 tháng 10 năm 2009 Nguyễn Công Long LỜI CẢM ƠN Sau thời gian dài làm việc nghiêm túc, luận văn thạc sỹ với đề tài “Nghiên cứu sản xuất phụ gia biến tính ma sát (giảm ma sát) cho dầu bôi trơn động từ nguyên liệu axit béo nguồn gốc parafin oxy hóa” hoàn thành hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Hữu Trịnh Tôi xin chân thành gửi lời cám ơn tới giáo viên hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Hữu Trịnh, người tận tình bảo tơi suốt q trình làm luận văn Tơi xin chân thành cám ơn tập thể thầy cô giáo Khoa Cơng nghệ Hóa học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn, đóng góp ý kiến giá trị cho luận văn Tôi xin chân thành cám ơn Viện đào tạo sau Đại học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Ban giám đốc nhân viên Trung tâm phụ gia dầu mỏ - Viện Hóa học Cơng nghiệp Việt Nam tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành tốt luận văn thạc sỹ Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới quan tâm, động viên gia đình bạn bè suốt thời gian qua Nhờ đó, tơi có đủ thời gian nghị lực để hoàn thành luận văn HỌC VIÊN Nguyễn Công Long MỤC LỤC Danh mục chữ viết tắt sử dụng luận văn Danh mục bảng Mở đầu Chương 1: Tổng quan 1.1 Ma sát nguyên lý bôi trơn 1.1.1 Sơ lược ma sát 1.1.2 Sơ lược nguyên lý bôi trơn 1.2 Tầm quan trọng dầu bôi trơn 1.3 Phụ gia 1.3.1 Đặc tính phụ gia 1.3.2 Các chủng loại phụ gia 1.3.3 Phụ gia TRIBOLOGY 1.3.3.1 Phụ gia chống mài mòn 1.3.3.2 Phụ gia cực áp 1.3.3.3 Phụ gia biến tính ma sát 1.3.3.4 Một số phụ gia TRIBOLOGY sử dụng giới 1.4 Dầu động 1.4.1 Phân loại dầu bôi trơn động 1.4.1.1 Phân loại theo tiêu chuẩn Nga 1.4.1.2 Phân loại theo cấp chất lượng API 1.4.1.3 Phân loại theo cấp độ nhớt SAE 1.4.1.4 Phân loại theo đặc chủng dầu động 1.4.2 Dầu bôi trơn động giới Việt Nam 1.5 Cơ sở trình oxy hóa 1.5.1 Cơ chế phản ứng oxy hóa 1.5.2 Động học phản ứng oxy hóa 1.5.3 Hóa học chế q trình oxy hóa parafin để tạo axit béo hợp chất chứa oxy khác 1.5.4 Ảnh hưởng hợp chất hydrocacbon thơm đến tốc độ phản ứng oxy hóa parafin 8 8 10 10 12 13 14 16 17 20 20 21 21 21 22 23 24 26 27 30 5 Ảnh hưởng độ dài mạch hydrocacbon parafin 1.6 Cơ sở tổng hợp hợp chất amít 1.7 Sơ lược tình hình sản xuất phụ gia biến tính ma sát giới 35 36 31 34 nước 37 Chương 2: Thực nghiệm phương pháp nghiên cứu 2.1 Lựa chọn phương pháp tổng hợp dẫn xuất amít 2.2 Nguyên liệu 2.2.1 Axit béo q trình oxy hóa parafin 2.2.2 Khí amoniac 2.3 Phương pháp tổng hợp amít từ axit béo q trình oxy hóa parafin khí amoniac làm phụ gia biến tính ma sát 2.4 Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho phản ứng tổng hợp 2.4.1 Khảo sát nhiệt độ phản ứng giai đoạn 2.4.2 Khảo sát tốc độ sục khí amoniac 2.4.3 Khảo sát thời gian sục khí amoniac 2.4.4 Khảo sát nhiệt độ tách nước 2.4.5 Khảo sát thời gian tách nước 2.5 Pha chế dầu động bốn mùa 15W-40 có sử dụng phụ gia biến tính ma sát 2.6 Các phương pháp nghiên cứu 2.6.1 Xác định độ nhớt động học 2.6.2 Xác định trị số axit 2.6.3 Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc hở 2.6.4 Xác định hàm lượng nước 2.6.5 Đánh giá khả chống mài mòn, ma sát theo phương pháp mài mòn bi 2.6.6 Đánh giá khả chống mài mòn, ma sát theo phương pháp mài mòn khối 2.6.7 Phổ IR nghiên cứu nhóm chức sản phẩm 2.6.8 Xác định hiệu suất phản ứng 39 39 39 39 40 Chương 3: Kết thảo luận 3.1 Kết nghiên cứu điều kiện tối ưu cho phản ứng tổng hợp amít 3.1.1 Nhiệt độ phản ứng 55 55 55 3.1.3 Thời gian sục khí Nhiệt độ tách nước 3.1.5 Thời gian tách nước 3.2 Đánh giá tính chất lý hóa phụ gia điều chế 41 42 42 42 42 43 43 44 46 46 48 49 50 52 53 53 54 57 57 58 59 3.2.1 Kết phổ hồng ngoại thu 3.2.2 Kiểm tra tính chất lý hóa sản phẩm 3.3 Đánh giá khả chống mài mòn, ma sát phụ gia tạo 3.3.1 Đánh giá khả chống mài mòn, ma sát phương pháp mài mòn bi 3.3.2 Đánh giá khả chống mài mòn, ma sát phương pháp mài mòn khối 3.3.3 Đánh giá khả chống mài mòn, ma sát dầu pha chế dầu cấp thị trường 3.4 Quy trình cơng nghệ sản xuất phụ gia biến tính ma sát 60 61 62 Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục 69 70 73 75 76 77 62 63 64 67 -4- DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN API: American Petroleum Institute ASTM: American Sociaty for Testing and Material AW: Anti Wear BS: Bright Stock COC: Cleveland opend cup EP: Extream Pressure FM: Friction Modify IR: Infrared Radial KF: Karl Fisher SAE: Society of Automotive Engineers SN: Sovent Neutral TAN: Total acid number TBN: Total base number Nguyễn Công Long Công nghệ Hữu – Hóa dầu Khí -5- DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại theo tiêu chuẩn Nga 21 Bảng 1.2: Các nhóm dầu động phạm vi sử dụng 21 Bảng 1.3: Phân loại dầu động theo tiêu chuẩn API 22 Bảng 1.4: Phân loại theo đặc chủng dầu động 24 Bảng 2.1: Các đặc trưng lý hóa axit béo q trình oxy hóa parafin 40 Bảng 2.2: Các tiêu hóa lý dầu SN500 SN700 44 Bảng 2.3: Phụ gia cải thiện số độ nhớt SAP 171 44 Bảng 2.4: Phụ gia tẩy rửa phân tán SAP 007 45 Bảng 2.5: Phụ gia đóng gói SAP 2090 45 Bảng 2.6: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng tạo amít 55 Bảng 2.7: Ảnh hưởng tốc độ sục khí amoniac đến hiệu suất phản ứng 56 Bảng 2.8: Ảnh hưởng thời gian sục khí amoniac 57 Bảng 2.9: Ảnh hưởng nhiệt độ đến khả tách nước 57 Bảng 2.10: Ảnh hưởng thời gian tách nước 58 Bảng 2.11: Tính chất lý hóa đặc trưng sản phẩm tạo thành 61 Bảng 2.12: Kết thử nghiệm hàn dính theo phương pháp ASTM 4172 63 Bảng 2.13: Kết thử nghiệm mài mòn theo phương pháp ASTM 2714 64 Bảng 2.14: Tính chất hóa lý dầu bốn mùa CF4 15W-40 pha chế dầu 15W-40 Mobil Delvac 1300 Super thị trường Nguyễn Cơng Long Cơng nghệ Hữu – Hóa dầu Khí 65 -6- MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Ngày nay, động đại ngày tinh sảo phức tạp chúng địi hỏi chất lượng dầu bôi trơn cho động phải có nhiều tính ưu việt để nâng cao tuổi thọ công suất động Một tính khơng thể thiếu dầu động cao cấp khả giảm mài mòn ma sát, cấp dầu cao khả giảm mài mịn, ma sát lớn Hiện nay, Việt Nam có nhiều dầu bôi trơn cho động pha chế, sản xuất cơng ty nước nước ngồi lúc phụ gia biến tính ma sát dùng để pha chế vào dầu động nhập từ nước ngoài, nước chưa sản xuất Với suy nghĩ để tạo phụ gia biến tính ma sát từ nguồn ngun liệu rẻ, sẵn có (Viện Hóa học Cơng nghiệp Việt Nam có dây chuyền oxy hóa parafin để sản xuất thuốc tuyển quặng apatit với công suất 500 tấn/năm, axit béo q trình oxy hóa nói dùng làm nguyên liệu cho nghiên cứu sản xuất phụ gia biến tính ma sát) quan trọng có tính chất tương đương với phụ gia nhập nước ngồi, từ giảm giá thành phụ gia sản phẩm dầu bôi trơn cho động Dưới hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Hữu Trịnh, tiến hành thực đề tài: “ Nghiên cứu sản xuất phụ gia biến tính ma sát (giảm ma sát) cho dầu bôi trơn động từ nguyên liệu axit béo nguồn gốc parafin oxy hóa” nhằm tạo loại phụ gia mong muốn Nguyễn Cơng Long Cơng nghệ Hữu – Hóa dầu Khí