Nghiên cứu quá trình oxy hoá cặn dầu tạo bitum nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường

Nghiên cứu quá trình oxy hoá cặn dầu tạo bitum nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường Nghiên cứu quá trình oxy hoá cặn dầu tạo bitum nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường Nghiên cứu quá trình oxy hoá cặn dầu tạo bitum nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC CƠNG NGHỆ HĨA HỌC NGHIÊN CỨU Q TRÌNH OXY HĨA CẶN DẦU TẠO BITUM NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ KINH TẾ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG 2005 - 2007 Hà Nội 2007 HÀ NỘI, 2007 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘ - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH OXY HÓA CẶN DẦU TẠO BITUM NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ KINH TẾ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG NGÀNH: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÃ SỐ:23.04.3898 NGUYỄN THỊ LAN HƯƠNG Người hướng dẫn khoa học : PGS TS ĐINH THỊ NGỌ HÀ NỘI 2007 -1- Luận văn thạc sĩ khoa học MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quát cặn dầu 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh cặn dầu 1.1.3 Thành phần cặn dầu 11 1.2 Lý thuyết q trình oxy hố nhiên liệu nặng 15 1.2.1 Lý thuyết chung phản ứng oxy hoá hydrocacbon 15 1.2.2 Lý thuyết trình oxy hóa cặn dầu 18 1.3 Giới thiệu Bitum 21 1.3.1 Thành phần hoá học bitum 23 1.3.2 Cấu trúc hoá lý Bitum 26 1.3.3 Một số tính chất đặc trưng Bitum 27 1.3.4 Ứng dụng bitum oxy hoá 29 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 31 2.1 Xác định thành phần cặn dầu phương pháp hóa học 31 2.1.1 Chưng cất tách nước 31 2.1.2 Xác định tạp chất học cacboit phương pháp trích ly 34 2.1.3 Xác định asphanten 36 2.1.4 Xác định hàm lượng nhựa 37 2.2 Tách cặn dầu từ dung dịch chất tẩy rửa 38 2.2.1 Nguyên tắc 38 2.2.2 Hoá chất dụng cụ 38 2.2.3 Trình tự thí nghiệm 39 Nguyễn Thị Lan Hương -2- Luận văn thạc sĩ khoa học 2.3 Thực phản ứng oxy hóa cặn dầu tạo bitum sử dụng cho nhũ tương 42 2.3.1 Nguyên tắc 42 2.3.2 Thiết bị dụng cụ 42 2.3.3 Q trình oxy hố cặn dầu 43 2.4 Xác định tiêu chất lượng bitum 44 2.4.1 Độ xuyên kim 44 2.4.2 Xác định nhiệt độ hoá mềm 46 2.4.3 Độ giãn dài 48 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51 3.1 Thành phần cặn dầu 51 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách dầu 52 3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 52 3.2.2 Ảnh hưởng chất điện ly nhiệt độ thường 55 3.3 Tìm điều kiện tối ưu để oxy hóa cặn dầu tạo bitum nhằm sử dụng chế tạo nhũ tương 57 3.3.1 Ảnh hưởng tốc độ sục khơng khí 58 3.3.2 Ảnh hưởng tốc độ khuấy 60 3.3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian………………………… 62 3.3.4 Khảo sát ảnh hưởng H2SO4 đặc đến chất lượng sản phẩm 69 3.3.5 Đề xuất chế oxy hóa cặn dầu tạo bitum…………………… 71 KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 Nguyễn Thị Lan Hương -3- Luận văn thạc sĩ khoa học MỞ ĐẦU Nhu cầu súc rửa bồn bể chứa xăng dầu, tàu dầu yêu cầu bắt buộc ngành công nghiệp khai thác, tồn chứa vận chuyển dầu mỏ Theo định kỳ từ 2÷5 năm (tùy thuộc mức độ vận chuyển), tàu chở dầu, bồn bể chứa phải tiến hành công tác súc rửa Mỗi lẫn súc rửa thải lượng lớn cặn dầu, chúng chứa hydrocacbon sản phẩm khác nhựa, atphan, hợp chất mạch vịng độc hại khác Do đó, khơng có biện pháp xử lý triệt để cặn dầu nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường trầm trọng Hiện nước ta phương pháp xử lý cặn dầu phương pháp đốt bỏ, chôn lấp hay phân hủy tự nhiên … hạn chế, tiêu tốn nhiều thời gian, tiền gây ảnh hưởng thứ cấp đến môi trường xung quanh Khắc phục nhược điểm trên, nhóm chúng tơi nghiên cứu xử lý hỗn hợp sau tẩy rửa cách độc đáo: Tách riêng phần cặn dầu để oxy hóa tạo bitum, xử lý phần nước thải Việc xử lý tận dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền, nâng cao hiệu kinh tế mà tạo cơng nghệ khép kín, góp phần vào việc giảm thiểu tác động tới môi trường đáp ứng mục tiêu cho phát triển bền vững Với mục đích trên, đề tài tập trung vào điểm sau: - Nghiên cứu, tìm điều kiện tối ưu cho trình tách cặn dầu từ hỗn hợp sau tẩy rửa - Nghiên cứu, tìm điều kiện tối ưu cho q trình oxy hóa cặn dầu thành Bitum sử dụng cho chế tạo nhũ tương - Đề xuất chế oxy hóa cặn dầu thành Bitum Nguyễn Thị Lan Hương -4- Luận văn thạc sĩ khoa học CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quát cặn dầu 1.1.1 Tác hại cặn dầu [1, 2, 11] Cặn dầu thực thể tách rời với sản phẩm dầu mỏ Khi ngành công nghiệp dầu khí phát triển mạnh mẽ theo lượng cặn dầu sinh từ q trình khai thác, chế biến, vận chuyển hay tồn chứa gia tăng ngày lớn Theo quan quản lý Vietsopetro, hàng năm lượng cặn dầu sinh khoảng 1500÷1600 vận chuyển đến công ty Sông Thu - Đà Nẵng để nhập kho chờ xử lý Ngoài ra, hàng năm cơng ty cịn tiến hành nạo vét, vệ sinh tàu dầu cho đối tác nước ngoài, lượng cặn dầu lên đến vài nghìn Bên cạnh đó, số khu cơng nghiệp lọc hóa dầu nước ta hình thành, đó, lượng cặn dầu sinh tăng cách đáng kể, khơng kiểm sốt chặt chẽ, cặn dầu gây tác hại vô nghiêm trọng a) Tác hại cặn dầu sử dụng làm nhiên liệu Trong nhiêu liệu, chất nhựa (khơng hồ tan) với nước, cặn bẩn gỉ kim loại tạo thành chất kết tủa dạng nhũ tương bền vững, nguyên nhân gây mài mòn chi tiết kim loại, làm tắc bẩn chế hồ khí, tắc vịi phun nhiên liệu động Nước nhiên liệu làm tăng khả oxy hoá dầu, làm giảm khả toả nhiệt nhiên liệu Ngồi nước cịn hồ tan muối khống axit, bazơ có nhiên liệu, gây tượng ăn mòn, tạo gỉ chi tiết kim loại bồn bể chứa dầu Các axit hữu cơ, peroxit sản phẩm oxy hoá khác sinh trình tạo cặn nhựa, asphanten làm biến đổi màu sắc, độ ổn định phẩm chất nhiên liệu theo chiều hướng xấu b) Đối với trình chế biến dầu Nguyễn Thị Lan Hương -5- Luận văn thạc sĩ khoa học Trong trình chế biến dầu, tạp chất học làm tăng bào mòn ống dẫn, chúng kết tụ bề mặt thiết bị lò ống, làm giảm hệ số dẫn nhiệt, kích thích q trình cốc hố dầu c) Đối với q trình vận chuyển, tồn chứa Đối với trình vận chuyển, tồn chứa dầu, cặn dầu lắng đọng đáy tank chứa, tạo thành lớp cặn dầy chặt lên bề mặt bồn bể chứa Hiện tượng đóng cặn làm cho bồn bể chứa khó vệ sinh, chúng cịn làm giảm chất lượng nhiên liệu hiệu suất chứa đựng nhiên liệu lần tồn chứa d) Tác hại cặn dầu môi trường Cặn dầu cần quản lý xử lý triệt để có khả gây nhiễm trầm trọng môi trường đất, nước không khí Cặn dầu gây nhiễm khơng khí bay phân đoạn nhẹ điều kiện nhiệt độ mơi trường tác động vào Ơ nhiễm môi trường nước dầu nước bị chuyển hoá thành hợp chất độc hại người thuỷ sinh phenol dẫn xuất phenol Đối với bã thải rắn, việc đổ hay chôn lấp bừa bãi làm giảm chất lượng đất, làm chết xanh, gây ô nhiễm nước mặt, nước ngầm, làm ảnh hưởng đến loài sinh vật nước dầu tạo thành màng mỏng che kín bề mặt nước - đất, ngăn cản q trình trao đổi oxy khơng khí với mơi trường nước ẩm đất- khơng khí, nước- khơng khí Ngoài ra, để cặn dầu trời, gặp sét, tự bốc cháy gây hoả hoạn cố môi trường khác [13,14,32] 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh cặn dầu Cặn dầu phát sinh trình sau:  Quá trình khai thác, chế biến dầu mỏ  Quá trình tồn chứa dầu mỏ, xăng dầu thương phẩm hệ thống bồn bể chứa Nguyễn Thị Lan Hương -6- Luận văn thạc sĩ khoa học  Quá trình vận chuyển dầu mỏ, xăng dầu thương phẩm đường bộ, đường thuỷ, đường sắt, đường ống, xà lan, tầu chở dầu, ôtô xitec, tuyến ống dẫn dầu Các nguồn phát sinh cặn dầu minh họa theo sơ đồ [11]: Khai thác, chế biến Cặn Tàu chở dầu Cặn Bồn chứa dầu sáng Các kho xăng dầu Bồn chứa dầu FO Cặn Phương tiện vận chuyển ôtô, xitec, phuy Trạm xăng dầu Cặn Hỡnh 1.1 S biu din nguồn gốc phát sinh cặn dầu a) Sự tạo thành cặn dầu trình chế biến dầu mỏ Trong trình chế biến dầu mỏ, phần cặn dầu tồn chủ yếu dạng dầu cặn FO hay bitum, bitum loại sản phẩm nặng thu từ dầu mỏ đường chưng cất hay oxy hoá tất loại cặn sinh q trình chế biến dầu mỏ Do vậy, xem trình chế biến dầu mỏ thành sản phẩm khác không sinh cặn dầu trực tiếp mà cặn dầu sinh trình vận chuyển tồn chứa dầu thô trước đưa vào chế biến [1,6,12] b) Sự tạo thành cặn dầu trình vận chuyển, tồn chứa dầu mỏ, xăng dầu thương phẩm hệ thống bồn bể chứa [11] Nguyễn Thị Lan Hương -7- Luận văn thạc sĩ khoa học Trong trình vận chuyển tồn chứa, phẩm chất dầu mỏ sản phẩm dầu bị phần nhẹ (bay hơi), nhiễm bẩn khác nhập vào phương tiện chưa tháo cặn chưa rửa sạch, bơm chuyển tiếp loại sản phẩm khác đường ống, lẫn nước, hố nhựa tác dụng oxy khơng khí nhiệt độ Cho dù tồn chứa, vận chuyển dầu hình thức (đường bộ, đường sắt, đường thuỷ, tuyến ống) sau thời gian định, tuỳ theo phẩm chất sản phẩm đó, thời gian, nhiệt độ tồn chứa vòng lưu chuyển mà tượng tích tụ, lắng đọng ngày tăng Hai nguyên nhân làm xuất cặn dầu q trình tồn chứa vận chuyển tính thiếu ổn định nhiên liệu trình bảo quản trình xuất nhập nước, tạp chất học lẫn theo sản phẩm dầu vào bồn bể chứa  Sự ổn định nhiên liệu trình tồn chứa [1,6] Trong trình vận chuyển hay tồn chứa sản phẩm dầu mỏ, tính chất ổn định sản phẩm dầu mỏ tiêu quan trọng nhiên liệu, biểu thị thành phần, tính chất ln ln cố định nhiên liệu Đây nguyên nhân tạo cac lớp cặn dầu khơng mong muốn, bám dính bề mặt bồn bể chứa đường ống hay tầu chở dầu Yêu cầu đề cho loại nhiên liệu dầu mỏ khơng quy định điều kiện sử dụng chúng động cơ, mà nhiều yếu tố sử dụng khác nữa, trước hết điều kiện bảo quản Điều quan trọng phải cho từ lúc sản xuất nhiên liệu đem sử dụng vào động cơ, nhiên liệu giữ phẩm chất ban đầu chúng, có nghĩa ổn định lý tính hố tính khơng thay đổi suốt trình vận chuyển tồn chứa lâu dài Nguyễn Thị Lan Hương -8- Luận văn thạc sĩ khoa học Đối với nhiên liệu lỏng, ổn định lý tính thể cố định thành phần cất áp suất hơi, muốn phải đảm bảo độ kín khít phương tiện chứa đựng, khơng để phần nhẹ Sự ổn định hoá học nhiên liệu có nghĩa khả giữ vững tiêu chất lượng chúng tác động yếu tố bên khác (như oxy khơng khí, nhiệt độ, ảnh hưởng xúc tác kim loại, ánh sáng ) Trong trình vận chuyển, vấn đề tiếp xúc sản phẩm dầu với oxy khơng khí điều kiện khơng thể tránh khỏi, điều kiện định, xảy phản ứng oxy hoá sản phẩm dầu Kết phản ứng oxy hoá dẫn đến tính chất hố lý sản phẩm dầu bị thay đổi điều làm cho phẩm chất sản phẩm hẳn Tốc độ oxy hố, mức độ oxy hố tính chất sản phẩm oxy hoá phụ thuộc vào yếu tố đây:  Bản chất hoá học loại sản phẩm đó, cụ thể tính chất hợp chất hố học có sản phẩm, hàm lượng hợp chất hỗn hợp quan hệ chúng với tác động oxy khơng khí  Các điều kiện bên ngồi nhiệt độ, áp suất bề mặt tiếp xúc sản phẩm với oxy  Có lẫn chất có khả làm tăng nhanh giảm chậm trình oxy hố Sự ổn định hố học nhiên liệu chủ yếu xác định cấu tạo phân tử chúng, cấu tạo phân tử có nhiều hydrocacbon chưa no tính ổn định kém, nhiên liêu bị oxy hoá trùng hợp nhanh, tạo nên chất nhựa axit, đồng thời làm biến đổi ln thành phần hố học chúng  Q trình oxy hóa nhiên liệu (tạo thành nhựa) xảy Có thể coi sản phẩm ban đầu q trình oxy hố peroxit Nguyễn Thị Lan Hương Luận văn thạc sĩ khoa học - 70 - Tại 220oC, sau giờ, với có mặt H2SO4 bitum thu có tiêu độ giãn dài cao (614mm) Điều giải thích sau: H2SO4 đặc chất oxy hố mạnh Khi bổ sung vào phản ứng oxy hoá, H2SO4 khơng làm tăng tốc độ phản ứng mà cịn đưa nguyên tử S vào sản phẩm, góp phần làm tăng tính dẻo Bitum tạo thành Do vậy, sau 1,5 phản ứng, nhiệt độ 220oC, chất lượng bitum cải thiện rõ rệt Tóm lại, sau khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến q trình oxy hóa, chúng tơi tìm điều kiện tối ưu để sản xuất Bitum nhằm mục đích sản xuất nhũ tương Bitum Các tiêu chất lượng Bitum oxy hóa tạo điều kiện tối ưu có giá trị độ xuyên kim độ chảy mềm tương đương với tiêu Bitum thương phẩm mác 60/70 Hàn Quốc Điều thể bảng 3.16 Bảng 3.16 So sánh chất lượng Bitum thu oxi hóa cặn dầu Bitum thương phẩm mác 60/70 Hàn Quốc Chỉ tiêu bitum PP CTBT Dùng oxy kk Dùng oxy kk+ axit H2SO4 Bitum thương phẩm mác 60/70 Nhiệt độ chảy Độ xuyên kim, Độ giãn dài, mềm, oC (0.1 mm) (mm) 51 109 609 54 97 620 46÷57 80÷100 Min 1000 Tuy nhiên, độ giãn dài mẫu Bitum oxy hóa có giá trị thấp hơn, đạt 620mm (trong mẫu bitum Hàn Quốc đạt giá trị thấp 1000mm) Nguyên nhân hàm lượng nhựa bitum tạo thành Nguyễn Thị Lan Hương - 71 - Luận văn thạc sĩ khoa học thấp, chưa đủ để đảm bảo tính dẻo cần thiết Bitum làm nguyên liệu để sản xuất nhũ tương Do vậy, để cải thiện độ giãn dài cho bitum thu được, ta bổ sung hàm lượng định chất phụ gia mà thành phần nhựa có khả hòa tan tốt bitum nhiệt độ pha trộn cao su tự nhiên, Polyvinylaxetat (PVA)… Khi hòa tan tốt vào bitum, chất nhựa có hàm lượng vừa đủ để tạo nên vỏ bọc nhân asphaten, làm tăng cường liên kết hạt keo bitum (mixen), đồng thời làm cho hệ thống keo bitum ổn định hơn, đó, bitum có độ quánh độ dẻo tốt hơn, đáp ứng yêu cầu làm nguyên liệu để sản xuất nhũ tương bitum 3.3.5 Đề xuất chế phản ứng oxy hóa cặn dầu thành Bitum Theo kết phân tích thành phần cặn dầu phương pháp hóa học, cặn dầu FO chứa 13.01% nhựa; 10.66% asphanten, 57.29% dầu Trong đó, loại bitum tốt, chịu thời tiết tốt, có độ bền cao phải có thành phần 25% nhựa; 15÷18% asphanten; 52÷54% dầu [1] Như vậy, có gia tăng đáng kể hàm lượng nhựa (từ 13.01% lên 25%) asphanten (từ 10.66% lên 15÷18%); giảm hàm lượng dầu (từ 57.29% xuống 52÷54%) Đồng thời, độ dài mạch C hợp chất cặn FO từ C30÷C50 chưa đảm bảo độ dài mạch C tương ứng Bitum [2,15] Q trình oxy hóa cặn dầu oxy khơng khí khơng đưa thêm lượng nguyên tử oxy vào thành phần cặn mà làm tăng số lượng nguyên tử cacbon hợp chất lên đến khoảng từ C50÷C80 để đáp ứng tiêu chất lượng bitum thương phẩm Như vậy, trình phản ứng chắn xảy q trình oxy hóa ghép mạch hợp chất có mạch C cịn ngắn để tạo thành cấu tử có mạch C dài Từ biện luận đây, ta dự đốn phản ứng oxy hóa cặn dầu thành bitum phản ứng oxy hóa ghép mạch theo chế gốc tự Nguyễn Thị Lan Hương - 72 - Luận văn thạc sĩ khoa học Dưới tác dụng nhiệt độ, phản ứng oxy hóa khởi đầu việc hoạt hóa phân tử oxy Sau đó, với tạo thành peroxit, phản ứng với hydrocacbon sinh gốc tự có khả tiếp tục phản ứng Cơ chế phản ứng oxy hóa ghép mạch sau: (R-, R’-: gốc hydrocacbon, mạch hở mạch vòng) Như vậy, lượng đáng kể nguyên tử oxi đính vào mạch C, dẫn đến giảm lượng dầu mỡ, tăng lượng nhựa Ngồi ra, cịn xảy phản ứng phân tử mang nối đôi Các phản ứng đưa nguyên tử O vào mạch mà xảy ghép mạch, làm tăng chiều dài mạch so với trước R – CH = CH – R + O2 R – CH – CH – R O Cơ chế trình ghép mạch biểu diễn sau: Nguyễn Thị Lan Hương - 73 - Luận văn thạc sĩ khoa học Trong q trình khơng có chuyển lượng từ gốc tới gốc mà cịn có thay đổi khối lượng gốc Gốc tự dạng lớn mạch tồn tắt mạch va chạm với gốc khác hay nguyên nhân Một cách tổng quát ta thể chế ghép mạch sau: (M: đơn phân tử) Như vậy, phản ứng oxy hóa ghép mạch khơng có tác dụng nối phân tử lại với mà góp phần tạo vật liệu có khối lượng phân tử cao Cơ chế dẫn tới việc tăng hàm lượng nhựa, asphaten phản ứng chuyển hóa dầu thành nhựa, nhựa chuyển hóa thành asphaten, làm thay đổi cấu hóa keo lưu biến bitum Mặt khác, từ phân tích 3.4.5, H2SO4 có vai trị to lớn việc làm tăng chất lượng Bitum, cụ thể, độ giãn dài tăng từ 609 đến 620mm Ở đây, axit sunfuric đậm đặc đóng vai trị chất oxy hoá mạnh, thúc đẩy phản ứng oxy hoá cặn dầu thành Bitum Sản phẩm tạo có chứa nguyên tử lưu huỳnh như: Nguyễn Thị Lan Hương - 74 - Luận văn thạc sĩ khoa học R – CH – CH – R, R – CH2 – S – S – CH2 – R, R – CH2 – S – CH2 – R S Những hợp chất có cầu nối disulfua hay sulfua (-S-S-, C S ), có tác dụng liên kết phân tử lại với nhau, làm tăng tính dẻo Bitum Tuy nhiên, hàm lượng nguyên tử S lớn, tạo nhiều liên kết -S-S-S- tạo khối rắn cứng, khơng có khả đàn hồi Do vậy, q trình oxy hóa nên cho hàm lượng thích hợp H2SO4 Nguyễn Thị Lan Hương - 75 - Luận văn thạc sĩ khoa học KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, thu số kết sau: Tìm điều kiện tối ưu cho trình tách cặn dầu từ hỗn hợp sau tẩy rửa  Nhiệt độ lắng tách 60oC, thời gian 3h, hiệu suất lắng tách đạt 91.09%  Nếu cho thêm chất điện ly tách dầu nhiệt độ thường Chất điện ly tối ưu cho trình H2SO4 5%, đó, hiệu suất đạt 97.27% Xác định điều kiện oxy hố tối ưu để oxy hóa cặn dầu: Thời gian 1,5 giờ; Nhiệt độ 220±3oC; Tốc độ khuấy trộn 500 vịng/phút; Tốc độ thể tích khơng khí 3.0 ml/(phút.ml cặn dầu) Đã xác định tiêu bitum oxy hóa:  Bitum oxy hố dùng oxy khơng khí: Độ xun kim 109 (0.1mm); Nhiệt độ chảy mềm 510oC; Độ giãn dài 609mm  Bitum oxy hoá dùng chất oxy hoá H2SO4 oxy khơng khí: Độ xun kim 97(0.1mm); Nhiệt độ chảy mềm 540oC; Độ giãn dài 620mm Đề xuất chế phản ứng oxy hóa cặn dầu thành Bitum: Phản ứng xảy theo chế oxy hóa ghép mạch Cơ chế giúp giải thích việc hình thành cấu tử có khối lượng phân tử lớn, mạch C dài tương ứng với mạch C Bitum, tạo bitum oxy hóa có chất lượng cao, làm nguyên liệu để chế tạo nhũ tương Nguyễn Thị Lan Hương - 76 - Luận văn thạc sĩ khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tài liệu tiếng Việt PGS TS Đinh Thị Ngọ (2001), Hoá học dầu mỏ khí, nhà xuất KH KT, Hà Nội Kiều Đình Kiểm (2000), Các sản phẩm sầu mỏ hoá dầu, nhà xuất bàn KH KT, Hà Nội Bộ khoa học Công nghệ (1995), TCVN 2692- 1995 (ASTM D9590) Sản phẩm dầu mỏ bitum, xác định hàm lượng nước, phương pháp chưng cất, Hà Nội Khoa CN Hố học, Bộ mơn tổng hợp hữu hố dầu (1999), Bài thí nghiệm dầu mỏ, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Lê Văn Hiếu (2000),Công nghệ chế biến dầu mỏ, Nhà xuất KH KT, Hà Nội Phạm Duy Hữu, Ngô Xuân Quang (2000), Vật liệu xây dựng, Nhà xuất Giao thông vận tải, Hà Nội Bộ Vật tư, Tổng công ty xăng dầu (1974), Bảo quản phẩm chất xăng dầu trình tồn chứa vận chuyển, Tài liệu lưu hành nội bộ, Hà Nội Trần Mạnh Trí (1979), Hố học dầu mỏ khí, Đại học Bách Khoa Hà Nội Nguyễn Hữu Phú, Phạm Ngọc Thạch, Đinh Văn Hoan (1976), Hoá lý hoá keo, Khoa chức, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội 10 Trịnh Văn Thân (1987), Nghiên cứu sản xuất bitum vào số ngành kinh tế, Nhà xuất KH KT, Hà Nội 11 Phạm Thanh Huyền, Nguyễn Hồng Liên, Cơng nghệ tổng hợp hữu cơ- hố dầu, Nhà xuất KH KT , Hà Nội 2006 Nguyễn Thị Lan Hương - 77 - Luận văn thạc sĩ khoa học 12 Trần Mạnh Trí (1996), Dầu khí dầu khí Việt Nam, Nhà suất KH KT, Hà Nội 13 PGS TS Đặng Đình Bạch (Chủ biên) 2006, TS Nguyễn Văn Hải, Giáo trình Hóa học Mơi trường, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 14 Lê Huy Bá (2000), Độc học môi trường, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP HCM 15 Nguyễn Lệ Tố Nga (2002), Xác định thành phần cặn dầu phương pháp tẩy rửa chúng, Luận văn Thạc sĩ ngành Cơng nghệ hữu hóa dầu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 16 Phạm Thị Vinh Nga (2004), Nghiên cứu chế tạo nhũ tương Bitum không sử dụng chất hoạt động bề mặt, Luận văn Thạc sĩ cơng nghệ Hóa học, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 17 Nguyễn Thị Kim Liên (1999), Nghiên cứu chế tạo nhũ tương Bitum, Luận văn Thạc sĩ công nghệ Hữu – Hóa dầu, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 18 PGS TSKH Phan Đình Châu (2005), Các trình tổng hợp hữu cơ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 19 Trần Quốc Sơn (1979), Cơ sở lý thuyết hóa hữu - Cơ chế phản ứng, Nhà xuất giáo dục, T II 20 Nguyễn Thị Thanh, Dương Văn Tuệ, Vũ Đào Thắng, Hồ Cơng Xinh, Hồng Trọng m (1999), Hóa học hữu cơ, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật, Tập 21 Dỗn Minh Tâm, Vũ Đức Chính (9-1995), Giới thiệu vật liệu làm đường nhũ tương nhựa đường dùng xây dựng đường ô tô, Viện khoa học kỹ thuật giao thông vận tải, Hà Nội Nguyễn Thị Lan Hương - 78 - Luận văn thạc sĩ khoa học 22 Nguyễn Trần Tuân (1995), Nhũ tương nhựa đường, Tạp chí Giao thơng vận tải 23 Trần Thị Bình (1994), Tình hình xu hướng phát triển ngành chế biến dầu khí giới phương án chế biến dầu khí Việt Nam, Trung tâm thơng tin-tư liệu dầu khí 24 Colos F (1995), Nhũ tương nhựa Bitum Đại cương ứng dụng, Nguyễn Xuân Mẫn dịch, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật  Tài liệu tiếng Anh 25 American Society for Testing and Materials (1981), ASTM D 47381 (Reapproved 1995), Philadelphia 26 American Society for Testing and Materials (2000), ASTM D65-00, Philadelphia 27 American Society for Testing and Materials (2001), ASTM D5-95, ASTM D36-95, ASTM D113-86, Philadelphia 28 American Society for Testing and Materials (1999), ASTM D95-99, Philadelphia 29 Wolfgang Gerhartz (1985), Ullman’s encyclopedia of industrial chemistry, Vol A3, interscience Encyclopedia, New York 30 Wolfgang Gerhartz (1985), Ullman’s encyclopedia of industrial chemistry, A19, interscience Encyclopedia, New York 31 Cram et al(1978), Low- temperature oxidation method for the recovery of heavy oils and bitumen, United State patents, No.4114690, 1- 32 G D Pitt, H D Parker (1987), Pollution control instrumentation for oil and effluents Nguyễn Thị Lan Hương - 79 - Luận văn thạc sĩ khoa học 33 B Wiberg Kenneth (1965), Oxidation in organic chemistry, New York 34 V Ya Shtern; d M F Mullins, B P Mullins (1965), The gas-phase oxidation of hydrocarbons 35 W A Waters (1964), John Wiley and Sons, Mechanisms of oxidation of organic compounds - [VIII], New York 36 Ross Stewart (1964), Oxidation Mechanisms: Applications to Organic chemistry, New York, Vol XI 37 W Mansfield Clark (1960), Oxidation-reduction potentials of organic systems, Baltimore: The Williams & Wilkins co 38 Wash (1968), Oxidation of organic compounds: Proceedings Vol Liquid-phase, base-catalyzed and heteroatom oxidations, radical initiation and interactions, inhibition Amer Chemical Soc., Vol XVII 39 Catalysis today: Methane activation, Proceedings of the European Workshop, Bochum, F.R.G., May 2-3, 1988 40 Akzo Nobel, Bitumen Emulsion Technical Bulletin, Asphalt Applications 41 Kirt-Othmer (1952), Encyclopedia of chemical technology, Vol 2, interscience Encyclopedia, New York 42 Kirt-Othmer (1952), Encyclopedia of chemical technology, Vol 7, interscience Encyclopedia, New York 43 Kirt-Othmer (1952), Encyclopedia of chemical technology, Vol 8, interscience Encyclopedia, New York 44 Asphalt Institute, A basic asphalt emulsion manual, Manual Series No.19, Second Edition, 1-3 Nguyễn Thị Lan Hương - 80 - Luận văn thạc sĩ khoa học 45 Nawy D (1974), Emulsion and emulsion technology, N.Y Marcel Dekker 46 Popescu R (1997), Bitumen emulsion with polymers, Communications of the world congress on emulsion, Bordeaux Nguyễn Thị Lan Hương - 81 - Luận văn thạc sĩ khoa học TÓM TẮT Cùng với phát triển mạnh mẽ ngành công nghiệp dầu khí lượng cặn dầu sinh từ q trình khai thác, chế biến, vận chuyển hay tồn chứa dầu mỏ ngày gia tăng Nếu khơng có biện pháp xử lý triệt để lượng cặn dầu gây tác hại vô nghiêm trọng Hiện nay, phương pháp xử lý cặn dầu phương pháp đốt bỏ, chôn lấp hay phân hủy tự nhiên cịn gặp nhiều hạn chế, khơng gây lãng phí nguồn nguyên liệu dầu mỏ ngày cạn kiệt mà cịn tác động khơng nhỏ đến mơi trường xung quanh Luận văn nghiên cứu trình oxi hóa cặn dầu thành Bitum sử dụng cho chế tạo nhũ tương Với mục đích trên, đề tài tập trung vào điểm sau: - Nghiên cứu, tìm điều kiện tối ưu cho trình tách cặn dầu từ hỗn hợp sau tẩy rửa - Nghiên cứu, tìm điều kiện tối ưu cho trình oxy hóa cặn dầu thành Bitum sử dụng cho chế tạo nhũ tương - Đề xuất chế oxy hóa cặn dầu thành Bitum Từ khoá: oxy hoá, cặn dầu, nhũ tương bitum, chất tẩy rửa, bảo vệ môi trường Nguyễn Thị Lan Hương - 82 - Luận văn thạc sĩ khoa học ABSTRACT The cleaning of oil tanks, vessels, and pipelines is a compulsory request in oil production and transportation industry Depending on the frequency of transportation, oil tanks must be cleaned every to years, which produces a large amount of oil residue and leads to environmental contamination Conventional technologies to treat these oil residues such as burning, landing, and natural degradation are quite limited, time consuming, expensive and not environmentally friendly This essay studies the oxidation process of oil residual into bitumen which is applied as raw material for producing emulsion To aim this target, this essay focuses on: - Study and find out the optimal conditions of the process of oil separation from cleaning mixture - Study and find out the optimal conditions of the process of oxidizing oil residual into bitumen applied as raw material for producing emulsion - Propose the mechanism of oxidation reaction of oil residual into bitumen Keyword: oxidation, oil residual, bitumen emulsion, detergent, environment protection Nguyễn Thị Lan Hương - 83 - Nguyễn Thị Lan Hương Luận văn thạc sĩ khoa học ... GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘ - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU Q TRÌNH OXY HĨA CẶN DẦU TẠO BITUM NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ KINH TẾ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG... Sự tạo thành cặn dầu trình chế biến dầu mỏ Trong trình chế biến dầu mỏ, phần cặn dầu tồn chủ yếu dạng dầu cặn FO hay bitum, bitum loại sản phẩm nặng thu từ dầu mỏ đường chưng cất hay oxy hoá. .. gây hoả hoạn cố môi trường khác [13,14,32] 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh cặn dầu Cặn dầu phát sinh q trình sau:  Quá trình khai thác, chế biến dầu mỏ  Quá trình tồn chứa dầu mỏ, xăng dầu thương phẩm