đồ án tốt nghiệp các phương pháp chế tạo nhũ tương bitum caption.DOC

Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp lời cảm ơn ! Em xin chân thành cảm ơn Thầy giáo.TS. Lê Văn Hiếu, Cô Giáo.PGS.TS.Nguyễn Thị Minh Hiền cùng toàn thể các Thầy, Cô giáo trong bộ môn Công Nghệ Hữu Cơ - Hoá Dầu đã hết lòng giúp đỡ, tận tình chỉ bảo cho em về kiến thức khoa học và phơng pháp nghiên cứu để em hoàn thành bản đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn Thạc sĩ. Nguyễn Hàn Long, Kỹ S. Hoàng Hữu Hiệp, Thạc sĩ .Lê Anh Vũ, Kỹ S. Nguyễn Hà Hạnh và các Anh, Chị phòng thí nghiệm hữu- cơ hoá dầu đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình em làm nghiên cứu tại phòng. Xin chân thành cảm ơn Bạn Khúc Quang Trung đã làm cùng đề tài với tôi, và tất cả các bạn sinh viên trong lớp hoá dầu 3, các em sinh viên cao đăng đã luôn nhiệt tình giúp đỡ, động viên tôt trong quá trình nghiên cứu. Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè những ngời thân đã nuôI dỡng, giúp đỡ tôi trởng thành nh ngày hôm nay. Một lần nữa xin cảm ơn tất cả mọi ngời ! Hà Nội, Ngày 30-4-2004 Sinh Viên: Đặng Văn Hà Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 1 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Mục lục Lời mở đầu 5 Phần 1. Tổng Quan 7 Chơng 1. Tổng quan về bitum dầu mỏ 7 I. Những kiến thức chung về bitum dầu mỏ 7 II . Các tính chất của bitum trong xây dựng và trong sản xuất 11 III. ứng dụng của Bitum dầu mỏ 15 Chơng 2. Nhũ tơng Bitum 17 I. Lý thuyết chung về nhũ tơng bitum 17 I.1. Định nghĩa 17 I.2. Phân loại nhũ tơng 18 I.3. ứng dụng của nhũ tơng bitum 19 I.4.Ưu điểm của nhũ tơng bitum trong xây dựng đờng ôtô 21 II.Phơng pháp chế tạo nhũ tơng bitum 21 II.1. Phơng pháp ngng tụ 21 II.2. Phơng pháp phân tán 22 III. Chất nhũ hoá 22 III.1. Định nghĩa 22 III.2. Phân loại 23 IV. Vấn đề ổn định nhũ tơng 26 V. Một số chỉ tiêu quan trọng của nhũ tơng bitum trong chế tạo và kiểm định 33 V.1. Độ nhớt của nhũ tơng 33 V.2. Độ ổn định khi lu trữ 35 V.3. Tốc độ phân tách và hiệu thế Zeta 36 V.4. Tính bám dính 37 V.5. Tính đồng nhất 38 VI. Lựa chọn chất nhũ hoá 38 VII. Công nghệ chế tạo nhũ tơng bitum 41 VII.1. Qui trình chế tạo nhũ tơng bitum 41 VII.2. Vấn đề chọn chất nhũ hoá cho phù hợp 41 Phần II. Thực Nghiệm 43 Chơng 1. Quá trình tổng hợp chất nhũ hoá 43 I. Quá trình thuỷ phân dầu 45 I.1 Thuỷ phân dầu lạc và dầu sở 46 I.1.1. ảnh hởng của lợng Las 46 I.1.2. ảnh hởng của lợng H 2 SO 4 47 I.1.3. ảnh hởng của lợng H 2 O 47 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 2 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp I.1.4. ảnh hởng của nhiệt độ 47 I.1.5. ảnh hởng của thời gian 47 I.1.6. Các yếu tố ảnh hởng khác 48 I.2. Thuỷ phân dầu hớng dơng 48 I.2.1. ảnh hởng của nhiệt độ 49 I.2.2. ảnh hởng của thời gian 49 I.2.3. ảnh hởng của lợng KOH 50 I.2.4. Các yếu tố ảnh hởng khác 50 II. Quá trình tổng hợp chất nhũ hoá 50 II.2.1 . ảnh hởng của nhiệt độ 50 II.2.2. ảnh hởng của tỷ lệ axit/diethanolamin 51 II.2.3. ảnh hởng của thời gian 51 III. Các phơng pháp đánh giá quá trình thuỷ phân dầu và tổng hợp chất nhũ hoá 52 Chơng 2. Quá trình chế tạo nhũ tơng bitum 54 I. Chế tạo nhũ tơng bitum 54 I.1. ảnh hởng của chất nhũ hoá 54 I.2. ảnh hởng của bitum 54 I.3. ảnh hởng của độ PH 55 I.4. ảnh hởng của thời gian khuấy trộn 55 I.5. ảnh hởng của tốc độ khuấy trộn 56 I.6. ảnh hởng của lợng CaCl 2 đến chất lợng nhũ 56 I.7. ảnh hởng của lợng dầu hoả 57 II. Sơ đồ chế tạo 61 III. Các phơng pháp kiểm định chất lợng nhũ tơng bitum 62 Chơng 3. Hoá chất và thiết bị thí nghiêm 67 Phần III. Kết quả và thảo luận 69 I. Quá trình thuỷ phân dầu 69 I.1. Kết quả thuỷ phân dầu lạc và dầu sở 69 I.2. Kết quả thuỷ phân dầu hớng dơng 80 II. Quá trình tổng hợp chất nhũ hoá 84 III. Chế tạo nhũ tơng bitum 86 III.1. Kết quả ảnh hởng của chất nhũ hoá 86 III.2. Kết quả ảnh hởng của lợng bitum 91 III.3. Kết qủa ảnh hởng của tốc độ khuấy trộn 93 III.4. Kết quả ảnh hởng của độ PH 94 III.5. Kết quả ảnh hởng của CaCl2 95 III.6. Kết quả ảnh hởng của kích thớc hạt 96 III.7. Kết quả đo độ nhớt 96 Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 3 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp III.8. Kết quả xác định chỉ số phân tách 97 III.9. Kết quả chụp SEM 98 IV Kết qủa nghiên cứu đối với chất nhũ hoá của Mỹ (DF-41 99 IV.1. Kết quả nghiên cứu ảnh hởng của lợng chất nhũ hoá DF-41 99 IV.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hởng của lợng Bitum 100 IV.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hởng của PH 101 IV.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hởng của lợng CaCl 2 102 V. So sánh hai chất nhũ hoá 102 Kết luận Phơng hớng Lời mở đầu gày nay trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nớc, toàn đảng, toàn dân, toàn quân ta trong mọi ngành nghề đang cố gắng nỗ lực hết sức thi đua nhau sản xuất đa nớc ta từ một nớc nông nghiệp lạc hậu từng bớc phấn đấu đến năm 2020 cơ bản trở thành một nớc công nghiệp phát triển, muốn vậy chúng ta phải tập trung xây dựng cơ sở hạ tầng, vật chất kỹ thuật ngày càng khang trang hiện đại đòi hỏi sự đầu t tiền của, công sức của mọi ngành, mọi cấp. N Hoà cùng khí thế phát triển mạnh mẽ của nớc ta trong thế kỷ mới thì Bộ giao thông vận tải. Bộ khoa học công nghệ và môi trờng đã trực tiếp chỉ đạo phải xây dựng đợc một mạng lới giao thông hoàn chỉnh, thông suốt có chất l- ợng cao góp phần quan trọng thúc đẩy sự phát triển của các ngành khác nh th- ơng mại, du lịch, vận tải hành khách, nhằm thu hút nguồn đầu t từ nớc ngoài. Đối với một đất nớc đã phải trải qua chiến tranh, cơ sở hạ tầng còn yếu kém nh nớc ta, mạng lới giao thông vẫn cha đáp ứng nhu cầu cho vận tải lu thông hàng hoá thì việc xây dựng và nâng cấp là rất cần thiết để phù hợp với xu thế phát triển kinh tế và xã hội. Để đạt đợc những chỉ tiêu trên thì khi xây dựng và phát triển chúng ta phải đảm bảo đợc những yêu cầu cần thiết nh : Mặt đờng phải nhẵn bóng, bền đẹp, có tính ổn định cao để đáp ứng nhu cầu giao thông đi lại, chống chịu đợc áp lực của các luồng xe chạy liên tục ngày đêm, đảm bảo đợc lu thông an toàn, kinh tế hiệu quả và các điều kiện khí hậu khắc nghiệt nh ở nớc ta: ma, gió, nắng, bão Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 4 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Chính vì vậy mà vấn đề thiết kế và đảm bảo vật liệu thi công trong điều kiện cho phép hiện nay đóng một vai trò quan trọng. Tuỳ thuộc từng loại đờng mà kết cấu, vật liệu và khả năng thi công có thể khác nhau. Tuy mới đợc áp dụng vào ngành giao thông từ Thế Kỷ 19 nhng Bitum dầu mỏ đã trở thành một ngành nguyên liệu quan trọng hàng đầu trong công nghệ làm đờng vì nó đáp ứng đợc mọi yêu cầu về kỹ thuật, cũng nh kinh tế. Trong các công trình giao thông thì Bitum đợc sử dụng theo hai dạng sau + Công nghệ nhựa nóng: Trớc đây công nghệ này là chủ đạo, khi thi công cần đun nóng nhựa lên nhiệt độ thích hợp để làm chúng chảy lỏng rồi mới thi công đợc. + Công nghệ nhựa nguội: Sử dụng nhựa đờng dạng nhũ tơng là nhựa đờng ở trạng thái phân tán cao trong nớc đợc ổn định bởi chất nhũ hoá làm cho nhựa đờng vẫn ở trạng thái lỏng ngay ở điều kiện bình thờng. Vì vậy khi thi công nhựa đờng ở dạng nhũ tơng thì không cần phải đun nóng. Nhng với những đặc tính u việt của mình mà ngày nay công nghệ nhựa nguội ngày càng đợc sử dụng rộng rãi. Và nó đợc gọi dới một cái tên. Đó là nhũ t- ơng bitum. Ban đầu vào năm 1906, Schade van Westrum đã phát minh và nhận đợc bằng sáng chế về nhũ tơng. Nó trở nên phổ biến cho đến ngày nay bởi khả năng bám dính với nhiều loại bề mặt rắn khác nhau của chúng. Nhũ tơng Bitum đ- ợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực nh duy tu bảo dỡng, sửa chữa, rải lớp láng mặt, lớp bám dính và lớp bảo dỡng chống thấm nhập. Cũng nh tới thấm nhựa, gia cố và cấp phối ở dạng trộn nguội, và rải nguội. Bởi vì khi sử dụng nhũ tơng bitum thì việc thi công các công trình giao thông sẽ rất dễ dàng, thuận tiện. Không cần đun nóng, không gây ô nhiễm môi tr- ờng, an toàn cho công nhân và ngời đi đờng. Có thể cho phép tiến hành thi công trên mặt đờng ẩm ớt vào mùa ma.Tiết kiệm đợc từ 15-30% so với công nghệ nhựa nóng.Trong nhũ tơng bitum có chứa nớc nên khả năng lèn chặt mặt đờng đợc dễ dàng hơn.Thế cho nên việc nghiên cứu và chế tạo nhũ tơng bitum tại việt nam là rất cần thiết để đáp ứng đòi hỏi, yêu cầu hiện nay. Trong điều kiện của nớc ta hiện nay và trong khuôn khổ bản đồ án tốt nghiệp này, em xin trình bày phần tổng quan lý thuyết về nhũ tơng bitum và các ph- ơng pháp nghiên cứu chế tạo ổn định nhũ tơng bitum cation phù hợp với hoàn cảnh nớc ta. Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 5 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Phần I : Tổng quan Chơng 1 : tổng quan về bitum dầu Mỏ I. Những kiến thức chung về bitum dầu mỏ Bitum là một vật liệu xây dựng công trình đợc sử dụng rất rộng rãi, song ngay đối với những ngời thờng xuyên tham gia vào các công việc có sử dụng Bitum, đặc biệt là trong lĩnh vực xây dựng và bảo trì đờng giao thông, các đặc tính của nó vẫn còn là những điều bí ẩn. Tình trạng này nảy sinh do các cơ sở giáo dục nhìn chung là không cung cấp đầy đủ các chơng trình học phù hợp trong chơng trình đào tạo cả về đại cơng cũng nh chuyên ngành. Hậu quả là trong thực tiễn, việc sử dụng bitum về bản chất vẫn còn mang tính thủ công nhiều hơn là tính công nghệ. Trong bối cảnh đó chúng ta cần có những nghiên cứu sâu hơn về bitum, để có những kiến thức sâu sắc về chúng, để sử dụng một cách hiệu quả hơn, kinh tế hơn. Để tìm hiểu về bitum trớc hết ta đi tìm hiểu nguồn gốc, thành phần và phơng pháp sản xuất bitum. I.1. Nguồn gốc, xuất xứ của bitum. Bitum là sản phẩm khá quan trọng trong các ngành công nghiệp hoá chất nói chung và hoá dầu nói riêng. Bitum có nhiều nguồn gốc khác nhau, có thể từ than nhng chủ yếu vẫn là sản phẩm của công nghệ chế biến dầu thô và hoá dầu. Bitum dầu mỏ tại nhiệt độ thờng ở dạng rắn, khi tăng nhiệt độ lên khoảng trên 70 o C thì bắt đầu chảy mềm chuyển sang dạng nửa lỏng tuỳ theo từng loại dầu nhiệt độ chảy mềm có thể khác nhau. Bitum dầu mỏ không tan trong nớc, thành phần bao gồm nhiều loại cacbuahydro và các dẫn xuất lu huỳnh, oxy, nitơ, Bitum dầu mỏ chủ yếu đợc sản xuất từ phần cặn của quá trình chng cất trực tiếp các loại dầu mỏ có nhiều nhựa, quá trình chng cất chân không, cũng có thể lấy từ các quá trình hydrocracking, cracking nhiệt, cracking xúc tác, cốc hoá, các quá trình khử atfan, chiết, lọc, rửa và tinh chế dầu nhờn. I.2.Vấn đề sản xuất bitum dầu mỏ hiện nay Có 3 phơng pháp sản xuất bitum từ dầu mỏ là + Cô đặc các thành phần cặn từ dầu mỏ + Tách asphan trong quá trình khử atphan từ các thành phần dầu mỏ cô đặc. + Dùng không khí để oxyhoá ở nhiệt độ cao các phần cặn của quá trình chế biến dầu mỏ nh cặn gudron, các cặn chiết, asphan Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 6 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Theo phơng pháp sản xuất, Bitum đợc chia làm 2 loại: Bitum đợc chế biến theo phơng pháp cô đặc và phơng pháp tách đợc gọi là bitum gốc. Bitum đợc chế biến theo phơng pháp thứ 3 đợc gọi là Bitum oxy hoá Bitum gốc đợc sản xuất trong thiết bị chân không thông thờng, ngoài ra để tận thu các phân đoạn dầu nhờn từ trong phần cặn của dầu mỏ, ngời ta còn trang bị thêm tháp cất chân không, thiết bị bốc hơi Bitum đợc sản xuất theo phơng pháp này là loại sản phẩm mềm dễ nóng chảy, có độ lún kim khá lớn. Từ những loại Bitum nói trên, có thể chế biến thành các loại Bitum rắn hơn bằng phơng pháp oxy hoá. Quá trình oxy hoá gudron hoặc Bitum gốc đợc thực hiện bằng cách thổi khí ở nhiệt độ cao khi đi qua chúng. Do kết quả các phản ứng oxy hoá và trùng hợp xảy ra dới tác dụng của oxy một phần cacbuahydro dâù nhờn chuyển thành nhựa rồi sau đó trở thành asphaten. Quá trình oxy hoá và trùng hợp càng sâu thì lợng nhựa và atphan thu đợc càng nhiều. Trong quá trình oxy hoá xảy ra phản ứng dẫn đến việc gia tăng hàm lợng các atphan, để nâng cao nhiệt độ chảy mềm của Bitum và nhựa giúp cải thiện đợc tính chất kết dính và tính dẻo của bitum thơng phẩm. Hàm lợng các thành phần dầu trong các quá trình đó cũng đợc giảm đi. Loại Bitum đợc chế biến bằng phơng pháp oxy hoá có tính đàn hồi và ổn định nhiệt tốt hơn loại Bitum gốc. Trong cùng một nhiệt độ nh nhau, loại Bitum oxy hoá có độ mềm lớn hơn Bitum gốc (độ lún kim cao hơn), nhng đối với cùng một độ lún kim nh nhau thì nhiệt độ chảy mềm của Bitum oxy hoá lại tơng đối cao hơn. Nếu nhiệt độ chảy mềm và hàm lợng các chất bay hơi trong nguyên liệu gốc bằng nhau thì loại Bitum đợc chế biến bằng phơng pháp oxy hoá có khả năng chịu đựng thời tiết tốt hơn và có trị số xà phòng hoá nhỏ hơn loại Bitum gốc. Bitum đợc chế biến từ phần cặn cracking thờng có phẩm chất xấu hơn Bitum chế biến từ phần cặn chng cất dầu mỏ trực tiếp một ít. Các chất không hoà tan nh cacben và cacboit trong phần cặn cracking làm giảm sút tính kết dính của Bitum và phá hoại tính đồng nhất của chúng. Những bitum này có độ giãn dài thấp, có hàm lợng chất không hoà tan cao và khối lợng hao hụt lớn, nếu gia nhiệt. Ngành công nghiệp chế biến dầu mỏ thờng sản xuất ra các loại Bitum thơng phẩm sau đây: - Bitum nhựa đờng. Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 7 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp - Bitum xây dựng. - Bitum chuyên dùng (dùng cho các sản phẩm sơn nhuộm. Matit ắc qui, và công nghiệp điện tử). - Bitum có độ nóng chảy cao (dùng cho chế tạo cao su rabrac). Bitum dầu mỏ đợc sử dụng rộng rãi trong nền kinh tế quốc dân, đặc biệt là đối với các nớc có nền công nghiệp phát triển vì nó có các đặc tính kỹ thuật thoả mãn đợc các yêu cầu trong xây dựng, giao thông, làm đờng xá, cầu cống, vật liệu cho các công trình thuỷ lợi, chống thấm cho các đờng hầm, đờng ống, trong ngành sản xuất vật liệu tấm lợp, trong công nghiệp điện và nhiều ngành công nghiệp khác. Tuy nhiên do Bitum đợc dùng nhiều cho việc làm nhựa dải đờng cho nên ngày nay khi nói đến nhựa đờng và thuật ngữ Bitum- Nhựa đờng đã trở thành tên gọi quen thuộc khi gọi tên Bitum. I.3. Những thành phần hoá học của bitum dầu mỏ. Bitum là hỗn hợp phức tạp của các hydrocacbon có phần tử lớn (Alkan, naphtalen, các loại mạch vòng ), các chất nhựa atphaten, một lợng nhỏ các chất có cấu trúc tơng tự hợp chất dị vòng, và các nhóm chức năng có lu huỳnh, nitơ và nguyên tử oxy. Bitum cũng chứa một lợng nhỏ các dẫn xuất kim loại nh vanadi, niken, sắt, magie,và canxi dới dạng muối hữu cơ, oxyt, hoặc các cấu trúc porphyrin. Nó có màu đen, hoà tan trong benzene, clorofooc, và mội số dung môi khác. Các phân tích thành phần nguyên tố các loại Bitum đợc sản xuất từ các nguồn dầu thô khác nhau cho thấy hầu hết các loại Bitum chứa: Cácbon : 82%-88% . Hydro : 8%-11% Lu huỳnh : 0%-6% Oxy : 0%-1% Nitơ : 0-1% Thành phần của bitum gồm 3 nhóm chính: Nhóm atphanten, nhóm nhựa, nhóm dầu nhờn. Ngoài ra còn có các nhóm phụ khác là: Nhóm cacbon, nhóm cacboit, nhóm axit atphan và các anhydrite, nhóm parafin. Nhóm atphanten đảm bảo cho bitum có độ rắn và độ chảy mềm cao. Nhựa làm tăng tính chất kết dính và tính đàn hồi của bitum. Dầu nhờn là môi trờng pha loãng, có tác dụng hoà tan nhựa và làm trơng nở atphanten. Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 8 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Trong bitum, các hydrocacbon có cấu tạo rất phức tạp, dạng hỗn hợp của mạch cacbon thẳng vòng naphten, vòng thơm, vòng ngng tụ. Chất nhựa atphanten cũng là những chất có cấu trúc rất phức tạp, có phân tử lợng lớn. Một loại bitum tốt, chịu thời tiết tốt, có độ bền cao phải có thành phần nh sau: 25% nhựa, 15-18% atphanten, 52-54% dầu. Tỷ lệ dầu / nhựa vào khoảng 2/5. Cặn dầu mỏ có chứa nhiều parafin rắn là nhiên liệu xấu nhất trong sản xuất Bitum. Bitum sẽ có độ bền thấp, tính gắn kết kém do có nhiều hydrocacbon không phân cực. Ngợc lại cặn dầu mỏ loại aromatic hoặc naphaten- aromatic là nguyên liệu rất tốt để sản xuất Bitum. Các bitum có chất lợng cha tốt có thể biến tính để thu đợc Bitum có chất lợng cao hơn bằng cách oxy hoá bằng không khí ở 170-260 0 C. Trong quá trình oxy hoá, một số bộ phận dầu sẽ chuyển sang nhựa, nhựa sẽ chuyển thành atphanten, do đó có thể thay đổi đợc thành phần của loại Bitum không tốt. II. Các tính chất của Bitum trong xây dựng đờng và trong sản xuất. Do có nhiều loại Bitum khác nhau đợc sản xuất, nên cần phải xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của các phẩm cấp Bitum khác nhau. Phẩm chất của Bitum nói chung đợc xác định bằng cách kết hợp các tính chất hoá lý sau đây: II.1.Độ quánh của Bitum Tính quánh của Bitum đợc thay đổi trong một phạm vi khá rộng. Nó ảnh hởng nhiều đến tính chất cơ học của hỗn hợp vật liệu khoáng với chất kết dính, đồng thời quyết định công nghệ chế tạo và thi công loại vật liệu sử dụng Bitum. Độ quánh của Bitum phụ thuộc vào hàm lợng các nhóm cấu tạo và nhiệt độ môi trờng. Khi hàm lợng nhóm atphan tăng lên và hàm lợng nhóm chất dầu giảm, độ quánh của Bitum tăng lên. Khi nhiệt độ môI trờng tăng cao, nhóm chất nhựa sẽ bị chảy lỏng, độ quánh của Bitum giảm xuống. Các tính chất này đảm bảo cho bitum có độ xuyên thấm cần thiết vào trong cốt liệu, pha trộn với các khoáng chất và bao phủ hoàn toàn các hạt rắn trong quá trình xử lý mặt đờng. Ngời ta dùng chỉ tiêu độ xuyên kim để đánh giá độ quánh của bitum, đơn vị đo của độ quánh là bằng độ ( 1 độ bằng 0,1mm). Tính đồng nhất của độ lún kim trong Bitum phân loại theo độ kim lún hay của Bitum thổi khí đợc xác định bằng thí nghiệm độ xuyên kim. Trong thí nghiệm này một chiếc kim có kích thớc đợc sử dụng xuyên vào một mẫu Bitum, dới một trọng lợng xác định Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 9 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp (100g) ở một nhiệt độ xác định (25 0 C) và trong một thời gian xác định (5 giây). Độ sâu của chiếc kim đâm vào mẫu nhựa đờng gọi là độ kim lún. II.2. Độ giãn dài Độ giãn dài biểu thị khả năng dính, dẻo, đàn hồi của Bitum và nó còn cho biết tỷ lệ giữa các thành phần Bitum. Hay còn qui định là độ giãn dài hay tính dẻo.Tính dẻo đặc trng cho khả năng biến dạng dới tác dụng của nhiệt độ và ngoại lực. Nó phụ thuộc vào nhiệt độ và thành phần của nhóm. Khi nhiệt độ tăng thì tính dẻo cũng tăng và ngợc lại.Trong trờng hợp đó, Bitum dùng làm mặt đờng hay trong kết cấu khác có thể bị nứt. Những loại Bitum đợc coi là tốt nếu có khả năng giãn dài lớn Tính dẻo của bitum đợc tính bằng cm khi kéo căng một mẫu có tiết diện qui định ở 25 0 C với tốc độ kéo là 5cm/phút. Độ kéo dài càng lớn thì tính dẻo của Bitum càng cao. II.3. Thành phần cất phân đoạn Thành phần cất phân đoạn biểu thị tỷ lệ các phân đoạn sôi trong một nhiệt độ cụ thể nào đó và xác định tốc độ đông đặc của Bitum. II.4. Độ bền đối với n ớc. Độ bền đối với nớc hay khả năng chịu nớc của Bitum đợc xác định qua hàm l- ợng các hợp chất tan trong nớc. II.5. Nhiệt độ chảy mềm Nhiệt độ chảy mềm biểu thị khả năng chịu nhiệt của Bitum, là nhiệt độ mà tại đó mẫu Bitum tiêu chuẩn sẽ chảy và biến dạng. Nhiệt độ chảy mềm càng cao thì Bitum càng chứa nhiều atphanten và khả năng chịu nhiệt càng tốt. II.6.Nhiệt độ chớp cháy của Bitum Nhiệt độ chớp cháy của Bitum là nhiệt độ mà tại đó các chất dầu nhẹ trong Bitum bốc hơi bão hoà lẫn vào môi trờng xung quanh tạo nên một hỗn hợp dễ cháy, khi ta đa ngọn lửa lại gần thì ngọn lửa bùng cháy và lan nhanh khắp mặt Bitum. Nhiệt độ chớp cháy của Bitum biểu thị mức độ an toàn phòng cháy của nó. II.7. Tính ổn nhiệt. Khi nhiệt độ thay đổi tính cứng và tính dẻo của Bitum thay đổi, sự thay đổi càng nhỏ thì Bitum có tính ổn nhiệt càng cao. Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 10 [...]... nhũ tơng liên quan đến độ phân tán giữa các pha trong nhũ tơng Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 34 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp VII.Công nghệ chế tạo nhũ tơng VII.1 Qui trình chế tạo nhũ tơng bitum Asphan Chất pha loãng Chất nhũ hoá Pha phân tán Nớc Pha liên tục Máy khuấy Nhũ T hợp VII.2 Vấn đề chọn chất nhũ hoá cho phùơng Trên thế giới vấn đề lựa chọn chất nhũ hoá hiện nay đã đợc giải quyết tốt. .. Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 27 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp V Những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá quá trình chế tạo và kiểm tra chất lợng nhũ tơng bitum V.1 Độ nhớt của nhũ tơng bitum Độ nhớt của bitum là một trong những yếu tố ảnh hởng quan trọng trong quá trình chế tạo nhũ tơng bitum Yếu tố trội của độ nhớt là độ đậm đặc của pha bị phân tán Một số tác giả đã đa ra một số phơng trình để biểu... công nghiệp so với phơng pháp phân tán II.2 Phơng pháp phân tán Phơng pháp phân tán để chế tạo nhũ tơng bitum gồm hai dạng Quá trình nhũ hoá xảy ra một cách tự nhiên với dầu có khả năng nhũ hoá hay hoà tan, hoặc quá trình nhũ hoá xaỷ ra do có lực tác dụng bằng thiết bị nhũ hoá để phân tán một pha lỏng thành những hạt nhỏ vào pha lỏng kia III Chất hoạt động bề mặt Có nhiều cách định nghĩa chất hoạt... các giọt của pha phân tán bị kéo dài ra, chuyển thành màng, rồi sau đó các màng mới đợc tạo thành này bao bọc lấy môi trờng phân tán của nhũ tơng ban đầu, dần dần đã biến môi trờng phân tán trỏ thành pha phân tán Một điều lý thú là do sự phân tán không đồng đều chất nhũ hoá trong các khu vực nhỏ khác nhau của hệ mà trong sự đảo tớng có thể suất hiện cái gọi là đa nhũ tơng, tức là các gịot dầu của nhũ. .. là Bitum, môi trờng phân tán là nớc - Nhũ tơng nghịch: Pha phân tán là nớc, môi trờng phân tán là bitum I.2.2 Phân loại theo tính chất hoạt động bề mặt Chủ yếu là các loại sau - Nhũ tơng cation hoạt tính + Độ pH của nhũ tơng 1-6 + Các chất hoạt động bề mặt là muối alkylamin, muối amoni bậc 4, các muối amin ôxit - Nhũ tơng Anion hoạt tính + Độ pH của nhũ tơng 8-12 + Các chất hoạt động bề mặt là các. .. phá nhũ VI Lựa chọn chất nhũ hoá Trong quá trình chế tạo nhũ tơng luôn có sự tạo thành cả hai dạng nhũ tơng dầu- nớc và nớc dầu Chỉ do sự bền vững cao mà một trong hai nhũ tơng mới có thể tồn tại, đó là nhũ tơng ứng với bản chất chất nhũ hoá đem dùng Nh vậy việc lựa chọn chất nhũ hoá là hết sức quan trọng, nó quyết định phẩm chất và tính hiệu quả của nhũ tơng chế tạo sau này Để cho sự hấp phụ các ion... loại nhũ tơng bitum, mỗi một nớc, hay hãng sản xuất lại có cách phân loại khác nhau, nhng tựu lại có thể phân loại theo các cách: Phân loại nhũ tơng theo kiểu và loại, theo tốc độ phân tách, theo hàm lợng nhựa chứa trong nhũ tơng Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 14 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp I.2.1 Phân loại theo pha phân tán và môi trờng phân tán Chủ yếu là hai loại - Nhũ tơng thuận: Pha phân tán... nghệ chế tạo cũng nh bản chất của chúng còn cha đợc các nhà sản xuất đầu t đề cập đến Ngoài ra nh đã trình bày trong các phần trên, nhũ tơng đợc ổn định nhờ lớp điện tích kép bao quanh giọt nhũ Vậy có thể sử dụng thêm các chất sẵn có và rẻ tiền để làm tăng thêm độ ổn định của nhũ tơng bitum nh các muối vô cơ (CaCl2 chẳng hạn), các axit Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 35 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp. .. Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Khi thêm chất điện ly vào pha nớc, có sự thay đổi rõ ràng trong đờng cong thế Bán kính lớp phân tán sẽ giảm do sự tăng nồng độ ion ngợc dấu và sự nén điện tích kép Lớp điện tích kép bao quanh giọt nhũ ý nghĩa rất lớn đối với sự ổn định của hạt nhũ tơng, do nó ngăn cản các giọt nhũ tiến lại gần nhau, kết tụ và phá vỡ nhũ tơng IV.3 ổn định nhũ tơng Để ổn định nhũ tơng một cách hiệu... chất nhũ hoá trên bề mặt giọt nhũ tơng bị khử hấp phụ Do đó mà chúng kết hợp lại tạo thành các giọt có kích thớc lớn hơn Đặng Văn Hà- Lớp Hoá Dầu 3- K44 26 Trờng ĐHBK Hà Nội Đồ án tốt nghiệp Lúc này nhũ tơng bị lắng đọng và phân tách nhanh chóng Nh vậy lực hấp thụ của chất nhũ hoá đối với pha phân tán có vai trò rất quan trọng trong quá trình ổn định nhũ tơng, ngăn cản quá trình kết tụ của các giọt nhũ . là hết sức thuận lợi. II. Phơng pháp chế tạo nhũ tơng bitum. Có hai phơng pháp chế tạo nhũ tơng bitum : Phơng pháp ngng tụ và phơng pháp phân tán. II.1. Phơng pháp ngng tụ Khi chất lỏng M đợc. Phơng pháp này ít đợc sử dụng trong công nghiệp so với phơng pháp phân tán. II.2. Phơng pháp phân tán Phơng pháp phân tán để chế tạo nhũ tơng bitum gồm hai dạng. Quá trình nhũ hoá xảy ra một cách. 51 III. Các phơng pháp đánh giá quá trình thuỷ phân dầu và tổng hợp chất nhũ hoá 52 Chơng 2. Quá trình chế tạo nhũ tơng bitum 54 I. Chế tạo nhũ tơng bitum 54 I.1. ảnh hởng của chất nhũ hoá 54 I.2.