Nghiên cứu tổng hợp phụ gia hạ điểm đông cho dầu thô việt nam từ copolyme ankul acrylat anhydrit maleic biến tính

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oo oo NGUYỄN VĂN TOÀN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PHỤ GIA HẠ ĐIỂM ĐÔNG CHO DẦU THÔ VIỆT NAM TỪ COPOLYME ANKYL ACRYLATANHYDRIT MALEIC BIẾN TÍNH Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa dầu LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2011 CƠNG TRÌNH NÀY ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: Tiến sĩ: Nguyễn Vĩnh Khanh Cán chấm nhận xét 1: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Cán chấm nhận xét 2: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… Luận văn thạc sĩ bảo vệ trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày … tháng … năm 2010 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1……………………………………………………………………………… 2……………………………………………………………………………… 3……………………………………………………………………………… 4……………………………………………………………………………… 5……………………………………………………………………………… Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC - CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -o0o Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Văn Tồn Giới tính : Nam 5/ Nữ Ngày, tháng, năm sinh: Nơi sinh : Bình Định 01/01/1983 Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa dầu Khố (Năm trúng tuyển): 2009 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tổng hợp phụ gia hạ điểm đông cho dầu thô Việt Nam từ copolyme ankyl acrylat - anhydrit maleic biến tính 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Nghiên cứu tổng hợp loại copolymer ankyl acrylat -anhydrit maleic amit hóa - Khảo sát khả tác động copolyme lên nhiệt độ đông đặc dầu thô Việt Nam 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/2011 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/2011 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi đầy đủ học hàm, học vị ): Tiến sĩ Nguyễn Vĩnh Khanh Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) KHOA QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơnTS Nguyễn Vĩnh Khanh tận tình hướng dẫn cung cấp trang thiết bị cần thiết giúp tơi hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn thầy cô giáo môn Kỹ thuật Hóa dầu tồn thể thầy giáo trường Đại Học Bách Khoa TP HCM tận tình dạy bảo suốt thời gian học tập trường Tơi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình người bạn giúp đỡ suốt trình học tập trường thời gian thực luận Trong thời gian hoàn thành luận cố gắng chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, tơi mong nhận góp ý thầy hướng dẫn thầy cô giáo hội đồng Nguyễn Văn Toàn ABSTRACT Stearyl acrylate and stearyl methacrylate were synthesized by esterification of acrylic and methacrylic acids with stearyl alcohol and characterized by Fourier Transform Infra Red (FTIR) spectroscopy The two synthesized esters were purified and copolymerized with maleic anhydride in 1:1 molar ratio individually The synthesized copolymers were purified and amidated with stearyl amine in a molar ratio of 1:0.75 respectively on the basis of maleic anhydride in the copolymer All copolymers were characterized by Fourier Transform Infra Red (FTIR) spectroscopy and Gel Permeation Chromatography (GPC) The pour point of Bach Ho crude oil with these prepared additives were studied Comparison of morphologies and structures of wax crystals in crude oils added with and without a additive was done by Scanning Electron Microscope (SEM) which show the modification in wax crystal morphology due to additives TÓM TẮT Stearyl acrylat stearyl metacrylat tổng hợp phản ứng este hóa axit acrylic metacrylic với stearyl ancol chúng nhận dạng nhóm chức phổ hồng ngoại Các este sau tinh chế trùng hợp với anhydrit maleic với tỷ lệ mol 1:1 Sản phẩm copolyme sau tinh chế phản ứng amit hóa với stearyl amin với tỷ lệ mol 1:0,75 tính theo anhydrit có copolyme Tất copolyme nhận dạng thành phần nhóm chức, khối lượng phân tử phương pháp phổ hồng ngoại (FTIR) sắc ký thẩm thấu gel (GPC) Đã khảo sát điểm đông dầu thô Bạch Hổ sau thêm loại phụ gia So sánh hình dạng cấu trúc tinh thể sáp mẫu dầu thô trước sau cho phụ gia hình hình ảnh SEM cho thấy có thay đổi sau cho phụ gia MỤC LỤC MỞ ĐẦU U Chương I: TỔNG QUAN I ĐẶC ĐIỂM DẦU THÔ VIỆT NAM VÀ PHỤ GIA HẠ ĐIỂM ĐÔNG DẦU THÔ I.1.1 Đặc điểm dầu thô Việt Nam I.1.2 Hiện tượng kết đọng parafin - nhựa -asphanten dầu thô I.1.2.1 Hiện tượng kết đọng parafin .5 I.1.2.2 Thành phần chất kết đọng I.1.3 Tác động phụ gia hạ điểm đông đến tính lưu biến dầu thơ I.1.3.1 Thành phần phụ gia hạ điểm đông .7 I.1.3.2 Cơ chế tác động phụ gia hạ điểm đông lên thành phần parafin I.2 TỔNG PHỤ GIA HẠ ĐIỂM ĐÔNG TRÊN CƠ SỞ COPOLYME ANKYL ACRYLATE - ANHYDRIT MALEIC BIẾN TÍNH .8 I.2.1 Một số nghiên cứu tổng hợp phụ gia hạ điểm đông cho dầu thô sở copolyme Ankyl Acrylat-Anhydrit Maleic biến tính .8 I.2.2 Lý thuyết trình tổng hợp copolyme sở copolyme Ankyl AcrylatAnhydrit Maleic biến tính I.2.2.1 Phản ứng este hóa I.2.2.2 Phản ứng trùng hợp gốc 15 I.2.2.3 Phản ứng amit hóa 21 Chương II: THỰC NGHIỆM .23 II Hóa chất dụng cụ thí nghiệm 23 II.1.1 Hóa chất 23 II.1.2 Dụng cụ thí nghiệm 23 II.2 Thực nghiệm 24 II.2.1 Nghiên cứu phản ứng este hóa hai axit acrylic metacrylic với stearyl ancol 24 II.2.2 Nghiên cứu phản ứng copolymer hóa hai loại alkyl acrylate với anhydrit maleic .25 II.2.3 Nghiên cứu phản ứng amit hóa hai loại copolymer với stearyl amin 26 II.2.4 Phương pháp phân tích sản phẩm 27 II.2.5 Khảo sát ảnh hưởng copolyme lên nhiệt độ đông đặc cấu trúc tinh thể parafin dầu thô 29 Chương III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 III.1 Điều chế este ankyl acrylate 31 III.2 Tổng hợp copolyme ankyl acrylat anhydrit maleic 39 III.3 Amit hóa copolyme 44 III.4 Đặc điểm dầu thô 48 III.5 Ảnh hưởng phụ gia lên nhiệt độ đông đặc dầu thô 49 III.6 Phân tích cấu trúc tinh thể parafin dầu thơ qua hình ảnh SEM 52 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO .55 PHỤ LỤC .59 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Một số tính chất loại dầu thô Việt Nam tiêu biểu-2 Bảng 1.2: Sự phân bố n-parafin loại dầu thô Việt Nam -4 Bảng 3.1: Hiệu suất phản ứng theo thời gian tăng tỷ lệ mol stearyl ancol/axit acrylic - 34 Bảng 3.2 Hiệu suất phản ứng theo thời gian tăng tỷ lệ mol stearyl ancol/axit metacrylic - 35 Bảng 3.3: Bảng phân tích pic phổ IR stearyl acylat stearyl metacrylat 38 Bảng 3.4: Hiệu suất sản phẩm khối lượng phân tử copolyme stearyl acrylat-anhydrit maleic (SAM) stearyl metacrylat-anhydrit maleic (SMM) - 41 Bảng 3.5: Bảng phân tích pic phổ IR copolyme stearyl acrylat-anhydrit maleic (SAM) stearyl metacrylat-anhydrit maleic (SMM) - 43 Bảng 3.6: Khối lượng phân tử copolyme stearyl acrylat-anhydrit maleic stearyl amin (SAMS) stearyl metacrylat-anhydrit maleic stearyl amin (SMMS) - 46 Bảng 3.7: Bảng phân tích pic phổ IR copolyme stearyl acrylat-anhydrit maleic stearyl amin (SAMS) stearyl metacrylat-anhydrit maleic stearyl amin (SMMS) - 47 Bảng 3.8: Kết phân tích số tính chất dầu thô Bạch Hổ - 49 Bảng 3.9: Nhiệt độ đông đặc dầu thô sử dụng phụ gia pha Toluen 50 Bảng 3.10: Nhiệt độ đông đặc dầu thô sử dụng phụ gia pha dung môi toluen, dầu DO iso-octan - 51 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Hiện tượng lắng đọng parafin - Hình 1.2: Hiện tượng lắng đọng parafin đường ống - Hình Hệ thống thiết bị phản ứng - 24 Hình 3.1 Ảnh hưởng tỷ lệ mol stearyl ancol/ axit acrylic đến thời gian hiệu suất phản ứng - 34 Hình 3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ mol stearyl ancol/ axit metacrylic đến thời gian hiệu suất phản ứng - 35 Hình 3.3: So sánh hiệu suất phản ứng hai loại axit acrylic metacrylic với stearyl ancol - 36 Hình 3.4: phổ IR stearyl acylat stearyl metacrylat - 37 Hình 3.5: Phổ IR copolyme stearyl acrylat-anhydrit maleic (SAM) stearyl metacrylat-anhydrit maleic (SMM) - 42 Hình 3.6.: Phổ IR copolyme stearyl acrylat-anhydrit maleic stearyl amin (SAMS) stearyl metacrylat-anhydrit maleic stearyl amin (SMMS) - 46 Hình 3.7 Ả nh hưởng phụ gia pha toluen lên nhiệt độ đơng đặc dầu thơ -49 Hình 3.8: Ả nh hưởng phụ gia lên cấu trúc parafin dầu thô -51 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 LÝ LỊCH Họ tên: NGUYỄN VĂN TOÀN Ngày sinh: 01/01/1983 Nơi sinh: BÌNH ĐỊNH Q trình học tập cơng tác: Từ năm 2001 – 2006: sinh viên đại học Bách Khoa Hà Nội Từ năm 2007 – 2009: nhân viên kỹ thuật công ty sơn Bạch Tuyết Từ năm 2009 – 2011: học viên cao học truờng đại học Bách Khoa TP HCM ... QUAN I ĐẶC ĐIỂM DẦU THÔ VIỆT NAM VÀ PHỤ GIA HẠ ĐIỂM ĐÔNG DẦU THÔ I.1.1 Đặc điểm dầu thô Việt Nam Dầu thô Việt Nam thuộc loại dầu nhẹ đến trung bình Một số tính chất loại dầu thơ Việt Nam thuộc... số nghiên cứu tổng hợp phụ gia hạ điểm đông cho dầu thô sở copolyme Ankyl Acrylat- Anhydrit Maleic biến tính .8 I.2.2 Lý thuyết trình tổng hợp copolyme sở copolyme Ankyl AcrylatAnhydrit Maleic. .. Hóa dầu Khố (Năm trúng tuyển): 2009 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu tổng hợp phụ gia hạ điểm đông cho dầu thô Việt Nam từ copolyme ankyl acrylat - anhydrit maleic biến tính 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Nghiên