Tổng hợp chất bôi trơn cho dung dịch khoan dầu khí từ dầu hạt cao su bằng xúc tác dị thể

Tổng hợp chất bôi trơn cho dung dịch khoan dầu khí từ dầu hạt cao su bằng xúc tác dị thể

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU VÕ THANH HÀ Vũ ng Tà u KHOA HĨA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Rị a- NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT BÔI TRƠN CHO DUNG DỊCH KHOAN DẦU KHÍ TỪ DẦU HẠT CAO SU BẰNG XÚC TÁC DỊ THỂ Người hướng dẫn ThS DIỆP KHANH ThS NGUYỄN TRẦN THANH Tr ườ ng ĐH Bà ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU, NĂM 2012 TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA- VŨNG TÀU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HÓA HỌC VÀ CNTP Độc lập- Tự do- Hạnh phúc MSSV: 0852010037 Ngày, tháng, năm sinh: 20/02/1989 Nơi sinh: ĐắkLắk Vũ ng Họ tên sinh viên: Võ Thanh Hà Tà NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP u *o0o* Ngành: Công nghệ kỹ thuật hóa học I TÊN ĐỀ TÀI: Tổng hợp chất bơi trơn cho dung dịch khoan dầu khí từ dầu hạt cao su xúc tác dị thể a- II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tìm hiểu cơng trình nghiên cứu biến tính dầu thực vật làm chất bôi trơn trước  Nghiên cứu lựa chon loại xúc tác dị thể tốt thay cho xúc tác đồng thể sử dụng  Khảo sát thơng số ảnh hưởng đến q trình biến tính để lựa chon thông số tối ưu Bà Rị  III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: 05/02/2012 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 27/07/2012 ĐH V HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS Diệp Khanh ườ ng CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Tr TRƯỞNG BỘ MÔN ThS Nguyễn Trần Thanh Bà Rịa – Vũng tàu, Ngày 02 tháng 08năm 2012 SINH VIÊN THỰC HIỆN TRƯỞNG KHOA MỞ ĐẦU u Ngành khoan, thăm dị khai thác dầu khí ngành mũi nhọn Tà nước nói chung tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu nói riêng Để q trình khoan, thăm dị khai thác mỏ dầu khí tầng địa chất phức tạp trở nên đễ dàng hơn, bên cạnh sử dụng thiết bị khoan đại hố Vũ ng phẩm trợ giúp khơng phần quan trọng Trong thành phần đóng vai trị thiết yếu hố phẩm chất bôi trơn cho dung dịch khoan Chất bơi trơn cho dung dịch khoan có nhiều loại, phổ biến chất bơi trơn có nguồn gốc từ dầu thực vật có độ an tồn cao thân thiện với môi trường Tuy nhiên, dầu thực vật lại dễ bị ơxy hóa khơng khí khả bôi trơn kém, nên hạn chế nhiều khả ứng dụng a- Để giải vấn đề trên, cần biến tính nguồn nguyên liệu dầu thực vật rẻ tiền, dễ kiếm nhằm thu dầu có tính bơi trơn cao, đáp ứng tối đa yêu cầu tiêu chuẩn kỹ thuật hành Sau khảo sát số loại dầu thực vật Rị chúng tơi nhận thấy dầu hạt cao su (DHCS) đáp ứng tốt yêu cầu đặt Vì thế, đề tài chọn DHCS làm nguyên liệu cho q trình Bà biến tính Việc tổng hợp chất bôi trơn cho dung dịch khoan từ DHCS phương pháp metanol phân với xúc tác dị thể KOH/γ-Al2 O3 CaO phương pháp so với phương pháp dùng hệ xúc tác đồng thể (KOH) Trung tâm Ứng dụng Chuyển ĐH giao Công nghệ- Viện Dầu khí Việt Nam nghiên cứu Sử dụng xúc tác dị thể góp phần quan trọng nhằm tiết kiệm nguyên liệu lượng, đồng thời làm xanh hóa q trình hóa học Bởi vì, xúc tác dị thể có khả tái sử dụng nhiều lần, khả tách khỏi hỗn hợp phản ứng dễ dàng nên giảm thiểu việc thải chất ng gây nhiễm mơi trường Q trình nghiên cứu tổng hợp chất bôi trơn thực qua bước: Tổng ườ hợp chất xúc tác; ép hạt cao su; biến tính DHCS; đánh giá chất lượng sản phẩm; xác Tr định thông số tối ưu thông qua việc khảo sát nhằm thu sản phẩm tốt i LỜI CẢM ƠN u Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp xin gửi lời cảm ơn đến: Tà Thầy Diệp Khanh Thầy Nguyễn Trần Thanh tận tình bảo, giúp đỡ trực tiếp em q trình nghiên cứu để hồn thành đồ án tốt nghiệp Trong q trình làm việc, em khơng ngừng tiếp thu thêm kiến thức bổ ích mà cịn học Vũ ng tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu Đây điều cần thiết cho em trình học tập công tác sau Các thầy cô giáo trường Đại học Bà Rịa- Vũng Tàu nói chung Thầy giáo Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức quý báu năm học vừa qua Với vốn kiến thức tiếp thu q trình học tập khơng tảng cho trình a- nghiên cứu để hồn thành đồ án tốt nghiệp mà cịn hành trang quý báu để em bước vào đời cách vững vàng tự tin Các Anh chị phịng kỹ thuật- Cơng ty cổ phần CHEMICO Vũng Tàu tạo Rị điều kiện thuận lợi sở vật chất, giúp đỡ em tài liệu kiến thức chuyên môn thời gian em nghiên cứu kiểm tra kết công ty Bà Và cuối cùng, xin gửi lời cám ơn chân thành đến bố mẹ, gia đình bạn bè, người giúp đỡ động viên tơi sống q ĐH trình học tập làm đồ án tốt nghiệp Vũng Tàu, ngày 07 tháng 07 năm 2012 Tr ườ ng SVTH: Võ Thanh Hà ii MỤC LỤC i u LỜI MỞ ĐẦU ii Tà LỜI CÁM ƠN MỤC LỤC iii vi Vũ ng DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH KỸ HIỆU CỤM TỪ VIẾT TẮT vii viii CHƯƠNG I GIỚI THIỆU 1.1 Tình hình cung ứng sử dụng chất bôi trơn cho dung dịch khoan a- 1.2 Tổng quan dung dịch khoan .2 1.2.1 Các loại dung dịch khoan .2 Rị 1.2.2 Các chức dung dịch khoan .2 1.3 Tổng quan dầu thực vật 1.3.1 Giới thiệu số dầu thực vật Bà 1.3.2 Thành phần hoá học dầu thực vật .5 1.3.3 Tính chât lý học dầu thực vật ĐH 1.3.4 Tính chất hố học dầu thực vật .8 1.3.4.1 Phản ứng xà phịng hố .8 1.3.4.2 Phản ứng thuỷ phân 1.3.4.3 Phản ứng ancol phân ng 1.3.4.4 Phản ứng khử 1.3.4.5 Phản ứng làm ôi thiu dầu Tr ườ 1.3.4.2 Phản ứng đồng hoá .9 1.3.4.3 Phản ứng oxy hoá 1.3.4.4 Phản ứng trùng hợp .9 1.4 Sơ lược cao su dầu cao su 1.4.1 Sơ lược cao su .9 iii 1.4.2 Quả hạt cao su 10 u 1.4.3 Đặc tính dầu hạt cao su 10 Tà CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan chất bôi trơn cho dung dịch khoan 13 2.1.1 Tình hình nghiên cứu sử dụng chất bơi trơn Việt Nam 13 Vũ ng 2.1.2 Các phương pháp biến tính tạo chất bơi trơn 13 2.1.3 Nguyên liệu cho trình biến tính dầu hạt cao su 15 2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình biến tính .17 2.2 Xúc tác cho q trình biến tính 18 a- 2.2.1 Xúc tác KOH/γ-Al2O3 19 2.2.2 Cơ chế phản ứng xúc tác KOH/γ-Al2O3 .19 Rị 2.2.3 Xúc tác CaO .20 2.2.4 Cơ chế phản ứng xúc tác CaO 20 CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Bà 3.1 Cách điều chế xúc tác 23 3.1.1 Hoá chất dụng cụ 23 ĐH 3.1.2 Tổng hợp Boehmite 23 3.1.3 Điều chế γ- Al2O3 dạng hạt phương pháp nhỏ giọt 25 3.1.4 Tổng hợp xúc tác KOH/γ-Al2O3 25 3.1.5 Tổng hợp xúc tác CaO 26 ng 3.1.6 Phương pháp XRD để phân tích sản phẩm 26 3.2 Q trình biến tính tạo chất bơi trơn 27 ườ 3.2.1 Yêu cầu nguyên liệu để chuyển hoá 27 Tr 3.2.2 Cách tổng hợp chất bôi trơn xúc tác dị thể 29 3.2.3 Thiết bị trình biến tính 30 3.2.4 Các bước tiến hành .31 3.2.5 Quá trình tách tinh chế sản phẩm 31 iv 3.2.6 Đánh giá tiêu sản phẩm 08H1-LUB 33 u 3.2.6.1 Các thông số kỹ thuật 33 Tà 3.1.6.2 Cách xác định thông số .33 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 4.1 Kết tổng hợp xúc tác 38 Vũ ng 4.1.1 Đặc tính γ– Al2O3 38 4.1.2 Đặc tính KOH/γ-Al2O3 39 4.1.3 Đặc tính CaO 39 4.2 Biến tính dầu hạt cao su .40 a- 4.2.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng tời khả bôi trơn 40 4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ metanol/dầu 42 Rị 4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ NP-9 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 Tr ườ ng ĐH PHỤ CHƯƠNG Bà TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 v DANH MỤC BẢNG Tà u Trang BẢNG 1.1: Liệt kê số dầu thực vật giới BẢNG 1.2: Các axit béo có thành phần loại dầu Vũ ng BẢNG 1.3: Hàm lượng loại axit béo dầu mỡ động thực vật BẢNG 1.4: Tính chất hố lý dầu hạt cao su 11 BẢNG 1.5: Thành phần axit béo dầu hạt cao su 11 BẢNG 1.6: Tính chất, độ giảm ma sát sản phẩm dầu hạt cao su axit béo biến tính dung dịch khoan 14 BẢNG 2.1: Các thông số kỹ thuật chất bôi trơn 31 a- BẢNG 3.1: Mối quan hệ thời gian phản ứng với khả bôi trơn sử dụng xúc tác CaO 39 BẢNG 3.2: Mối quan hệ thời gian phản ứng với khả bôi trơn Rị sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 39 BẢNG 3.3: Mối quan hệ tỉ lệ mol metanol/dầu tới khả bôi trơn Bà sử dụng xúc tác CaO 41 BẢNG 3.4: Mối quan hệ tỉ lệ mol metanol/dầu tới khả bôi trơn sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 42 BẢNG 3.5: Mối quan hệ tỉ lệ chất NP-9 tới khả bôi trơn lượng ĐH lại sàng sử dụng xúc tác CaO 43 BẢNG 3.5: Mối quan hệ tỉ lệ chất NP-9 tới khả bôi trơn lượng Tr ườ ng lại sàng sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 43 vi DANH MỤC HÌNH Tà u Trang HÌNH 2.1: Sơ đồ điều chế nhôm hydroxit 24 HÌNH 2.2: Thiết bị ép dầu hạt cao su 27 Vũ ng HÌNH 2.3: Hạt cao su chưa bóc vỏ 27 HÌNH 2.4: Hệ thống phản ứng biến tính DHCS 30 HÌNH 2.5: Máy EP/lubricity Tester để xác định độ giảm ma sát 35 HÌNH 3.1: Giản đồ XRD Beohmite 37 HÌNH 3.2: Giản đồ XRD γ-Al2O3 tổng hợp từ Beohmite 37 HÌNH 3.3: Giản đồ XRD KOH/γ-Al2O3 38 a- HÌNH 3.4: Giản đồ XRD CaO 38 HÌNH 3.3: Ảnh hưởng thời gian phản ứng với khả bôi trơn sử dụng xúc tác CaO 40 Rị HÌNH 3.4: Ảnh hưởng thời gian phản ứng với khả bôi trơn sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 40 Bà HÌNH 3.5: Ảnh hưởng tỉ lệ mol metanol/dầu tới khả bôi trơn sử dụng xúc tác CaO 41 HÌNH 3.6: Ảnh hưởng tỉ lệ mol metanol/dầu tới khả bôi trơn sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 42 ĐH HÌNH 3.7: Ảnh hưởng tỉ lệ chất NP- tới khả bơi trơn lượng cịn lại sàng sử dụng xúc tác CaO 44 HÌNH 3.8: Ảnh hưởng tỉ lệ chất NP- tới khả bôi trơn lượng Tr ườ ng lại sàng sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 44 vii u KÍ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT : Dầu hạt cao su CBT : Chất bôi trơn XRD : X- Ray Diffraction (Nhiễu xạ X– Ray) BET : Xác định diện tích bề mặt SEM : Hiển vi điện tử quét DG : Diglycerit MG : Monoglycerit TG : Triglycerit FFA : Các axit béo tự Tr ườ ng ĐH Bà Rị a- Vũ ng Tà DHCS viii Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Trường ĐHBRVT CHƯƠNG IV u KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Tà 4.1 Kết tổng hợp xúc tác 4.1.1 Đặc tính γ- Al2O3 Dựa vào giản đồ XRD, cho thấy tổng hợp thành cơng tiền chất Boehmite (có píc đặc trưng ứng với góc 2θ= 14,5o, 28,2 o 38,2o; hình 3.1) với độ Vũ ng kết tinh cao, khơng lẫn pha lạ Và γ- Al2O3 (có píc đặc trưng ứng với góc Bà Rị a- 2θ = 36o, 46,5o 67,5o; hình 3.2), với độ kết tinh không cao Tr ườ ng ĐH Hình 3.1: Giản đồ XRD Beohmite Hình 3.2: Giản đồ XRD γ-Al2O3 tổng hợp từ Beohmite Chuyên ngành Hố dầu 38 Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Trường ĐHBRVT 4.1.2 Đặc tính xúc tác KOH/γ-Al2O3 u Xúc tác sau tẩm XRD để xác định cấu trúc tinh thể Kết Tà XRD cho thấy sau γ- Al2O3 tẩm KOH thi cấu trúc tinh thể không bị thay đổi nhiều, cường độ píc đặc trưng γ-Al2O3 giảm xuống Có thể mơi trường bazơ làm cho cấu trúc tinh thể γ-Al2O3 bị thay đổi Kết cho thấy hình a- Vũ ng 3.3 Rị Hình 3.3 Giản đồ XRD KOH/γ- Al2O3 4.1.3 Đặc tính xúc tác CaO Bà Kết XRD cho thấy xuất píc đặc trưng góc 2θ = 32,2o, 37,5 o 53,8o, chứng tỏ vỏ trứng gà có thành phần chủ yếu CaCO3 nên sau nung ta thấy pha tinh thể chủ yếu CaO Ngồi cịn xuất số píc với hàm lượng thấp CaCO3 Ca(OH)2 CaO phản ứng với CO2 H2O ngồi khơng khí Do cần Tr ườ ng ĐH phải bảo quản xúc tác bình hút ẩm sau nung Chuyên ngành Hố dầu Hình 3.4 Giản đồ XRD CaO 39 Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Trường ĐHBRVT 4.2 Biến tính dầu hạt cao su u Trong q trình biến tính có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng biến tính Tà DHCS nhiệt độ phản ứng, thời gian phản ứng, tỉ lệ xúc tác/dầu, tỉ lệ Metanol/dầu, tốc độ khuấy [2, 3, 5] Bên cạnh đó, tiêu chuẩn CBT cịn ảnh hưởng nhiều thơng số [5], thơng số quan trọng định đến tính chất CBT khả làm giảm moment xoắn (tính bơi trơn) hàm lượng cịn lại Vũ ng sàng 125x125 µm Trong nghiên cứu này, tơi khảo sát yếu tố ảnh hưởng chủ yếu đến thơng số cho kết sau: 4.2.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian phản ứng tới khả bôi trơn Thời gian phản ứng nhân tố ảnh hưởng tới khả bơi trơn Đối với phản ứng hố học, thơng thường thời gian tăng phản ứng nhanh a- đạt hiệu cân (phản ứng thuận nghịch) Trong thí nghiệm này, q trình biến tính khảo sát với thời gian thay đổi từ 60 phút đến 150 phút Các điều kiện khác cố định sau: Tỉ lệ mol metanol/dầu: 3:1 - Hàm lượng xúc tác: 4% - Tốc độ khuấy trộn: 600 vòng/phút - Nhiệt độ phản ứng: 60oC Bà Rị - Kết trình bày bảng 3.1(CaO) bảng 3.2 (KOH/γ-Al2O3): ĐH Bảng 3.1: Mối quan hệ thời gian phản ứng với khả bôi trơn sử dụng xúc tác CaO STT Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Thời gian phản ứng sử dụng xúc tác CaO 60 phút 90 phút 120 phút 150 Phút Nhiệt độ phòng 60 68 66 62 Nung 150oC 70 75 62 54 ng Khả giảm moment xoắn, % Tr ườ Bảng 3.2: Mối quan hệ thời gian phản ứng với khả bôi trơn sử dụng xúc tác KOH/γ- Al2O3 STT Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Thời gian phản ứng sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 60 phút 90 phút 120 phút 150 Phút Chuyên ngành Hoá dầu 40 Khoa Hoá học Công nghệ Thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 68 70 66 62 72 78 68 Tà 64 u Khả giảm Nhiệt độ phòng moment xoắn, Nung 150 oC % Trường ĐHBRVT Từ số liệu bảng 3.1 bảng 3.2 ta lập biểu đồ ảnh hưởng thời gian phản ứng đến khả bôi trơn sử dụng xúc tác CaO (Hình 3.5) KOH/γ-Al2O3 Rị a- Vũ ng (Hình 3.6) : Tr ườ ng ĐH Bà Hình 3.5: Ảnh hưởng thời gian tới khả giảm moment xoắn sử dụng xúc tác CaO Hình 3.6: Ảnh hưởng thời gian tới khả giảm moment xoắn sử dụng xúc tác KOH/γ -Al2O3 Chuyên ngành Hố dầu 41 Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Trường ĐHBRVT Từ biểu đồ ta nhận thấy tăng thời gian phản ứng làm tăng tính bơi u trơn sản phẩm Nhưng mà đạt tính bơi trơn cao 90 phút CaO 120 Tà phút KOH/γ-Al2O3 sau giảm dần Điều tăng thời gian phản ứng hiệu suất tạo MG DG nhiều, tăng tạo thành metyleste [4], làm giảm tính bơi trơn Bên cạnh tính bazơ CaO cao nên tốc độ phản ứng nhanh hơn, dùng CaO khả tham gia phản ứng xà Vũ ng phòng hố nhiều nên tính bơi trơn KOH/ γ-Al2O3 4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ metanol/dầu tới khả bơi trơn Theo phương trình phản ứng tỷ lệ metanol/dầu cần thiết để tạo chất bôi trơn tốt 3:2 Tuy nhiên thực tế phản ứng trao đổi este khơng xảy hồn tồn với tỉ lệ mol phản ứng thuận nghịch Trong trình phản ứng lượn a- Metanol thường lấy dư q trình chuyển hố theo chiều thuận tạo nhiều mono di-glycerit cho chất bôi trơn tốt Xuất phát từ điều đó, nghiên cứu tơi khảo sát tỉ lệ mol metanol/dầu tăng từ 3:1 đến 5:1 Các điều kiện khác cố Rị định sau: Thời gian phản ứng: 90 phút (CaO), 120 (KOH/γ-Al2O3) - Hàm lượng xúc tác: 4% - Tốc độ khuấy trộn: 600 vòng/phút - Nhiệt độ phản ứng: 60oC Bà - Kết trình bày bảng 3.3 (CaO) bảng 3.4 (KOH/γ-Al2O3): ĐH Bảng 3.3: Mối quan hệ tỉ lệ mol Metanol/dầu tới khả bôi trơn sử dụng xúc tác CaO Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Tỉ lệ mol Metanol/DHCS sử dụng xúc tác CaO 90 phút 2:1 3:1 4:1 5:1 Nhiệt độ phòng 62 68 66 60 Nung 150 oC 66 75 70 58 ng STT Tr ườ Khả giảm moment xoắn, % Bảng 3.4: Mối quan hệ tỉ lệ mol Metanol/dầu tới khả bôi trơn sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 Chuyên ngành Hoá dầu 42 Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm Trường ĐHBRVT Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu Tỉ lệ mol Metanol/DHCS sử dụng KOH/γ-Al2O3 120 phút Nhiệt độ phòng 60 70 66 Nung 150oC 64 78 68 58 54 Vũ ng Khả giảm moment xoắn, % u STT Tà Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Từ số liệu bảng 3.3 3.4 ta lập biểu đồ ảnh hưởng tỉ lệ metanol/dầu đến khả bôi trơn sử dụng xúc tác CaO (Hình 3.7) KOH/γ-Al2O3 Bà Rị a- (Hình 3.8) : Tr ườ ng ĐH Hình 3.7: Ảnh hưởng tỉ lệ mol metanol/dầu tới khả giảm moment xoắn sử dụng xúc tác CaO Hình 3.8: Ảnh hưởng tỉ lệ mol metanol/dầu tới khả giảm moment xoắn sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 Chuyên ngành Hoá dầu 43 Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Trường ĐHBRVT Từ biểu đồ trên, ta thấy tăng tỉ lệ mol metanol/dầu khả giảm u moment xoắn cao (tăng tính bơi trơn tốt nhất), mà đạt khả giảm moment Tà xoắn cao tỉ lệ metanol/dầu 3:1 sau giảm dần Điều giải thích tăng tỉ lệ mol tác chất làm tốc độ phản ứng thuận lớn hơn, xác suất tiếp xúc tác chất tăng lên làm phản ứng xảy mãnh liệt triệt để Nhưng tăng lượng metanol hàm lượng nước nhiều hơn, làm q trình xà phịng hố tăng lên làm tạo metyleste [4, 5], điều làm giảm tính bơi trơn Vũ ng giảm tính bơi trơn Bên cạnh đó, lượng metanol nhiều làm cho phản ứng dễ dàng 4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng NP-9 đến tính bơi trơn Chất bơi trơn gốc sau biến tính xong, khả giảm moment xoắn đạt yêu cầu tiêu hàm lượng lại sàng lớn so với tiêu chuẩn, tơi a- thêm chất NP-9 (Nonyl Phenol Ethoxylate) vào nhằm cải thiện tiêu NP-9 chất hoạt động bề mặt, giúp cho khả dính bết giảm xuống đáng kể Nhưng hàm lượng nhiều giảm khả bôi trơn Vỉ cần phải tính tốn hàm lượng Rị NP-9 hợp lý, vừa đảm bảo lượng dính bết sàng đạt tiêu chuẩn mà khả giảm moment xoắn thay đổi không đáng kể Để khảo sát chọn tỉ lệ thể tích NP-9 thêm vào chất bơi trơn từ 0% đến 2% NP-9 Kết thu bảng 3.5 3.6 Bà Bảng 3.5: Mối quan hệ tỉ lệ chất NP-9 với khả bôi trơn lượng lại sàng sử dụng xúc tác CaO Mẫu sử dụng xúc tác CaO Mẫu Mẫu Mẫu 0% ĐH STT Lượng thể tích NP-9 cho vào CBT 0.5% 1% 2% Nhiệt độ phòng 68 66 62 54 moment xoắn, % Nung 150oC 75 70 64 60 42 1.12 0.56 ng Khả giảm Lượng cịn lại sàng 125x125µm, g Tr ườ Bảng 3.6: Mối quan hệ tỉ lệ chất NP-9 với khả bơi trơn lượng cịn lại sàng sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 STT Mẫu sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 Chuyên ngành Hoá dầu 44 Mẫu Mẫu 0% Lượng thể tích NP-9 cho vào CBT Mẫu 0.5% 1% 2% Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 68 Lượng cịn lại sàng 125x125µm, g 54 70 64 60 40 3h 62 75 Nung 150oC 66 3.5 1.09 u moment xoắn, (%) Nhiệt độ phòng Tà Khả giảm Trường ĐHBRVT 0.32 Từ số liệu bảng 3.5 3.6 ta lập biểu đồ ảnh hưởng tỉ lệ NP-9 đến Vũ ng khả bơi trơn lượng cịn lại sàng sử dụng xúc tác CaO (Hình 3.9) xúc Bà Rị a- tác KOH/γ-Al2O3 (Hình 3.10) sau: Tr ườ ng ĐH (9.a) (9.b) Hình 3.9: Ảnh hưởng tỉ lệ NP-9 đến khả bôi trơn (9.a) lượng cịn lại Chun ngành Hố dầu sang (9.b) sử dụng xúc tác CaO 45 Khoa Hoá học Công nghệ Thực phẩm Trường ĐHBRVT ĐH Bà Rị a- (10.a) Vũ ng Tà u Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khố III – Năm 2008- 2012 (10.b) Hình 3.7: Ảnh hưởng tỉ lệ NP- đến khả bơi trơn (10.a) lượng ng cịn lại sang (10.b) sử dụng xúc tác KOH/γ-Al2O3 Từ biểu đồ ta nhận thấy tăng tỉ lệ NP-9 vào chất bơi trơn khả dính ườ bết sàng giảm, ngược lại khả bôi trơn giảm xuống Vì để lựa chọn tỉ lệ NP-9 thích hợp vừa đáp ứng tiêu ta chọn tỉ lệ NP-9 thêm vào 0,5% Điều giải thích sau, tăng hàm lượng NP- làm giảm khả bám dính Tr hạt sét với làm cho lượng lại sàng giảm, ngược lại lại làm cho khả bám dính chất bơi trơn bề mặt kim loại làm tính bơi trơn Chuyên ngành Hoá dầu 46 Khoa Hoá học Công nghệ Thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Trường ĐHBRVT CHƯƠNG V u KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Tà 5.1 Kết luận Từ kết nghiên cứu tổng hợp xúc tác, rút kết luận sau: Chúng tổng hợp thành công tiền chất Boehmite từ phèn đơn công nghiệp Vũ ng Al2(SO4)3.18H2O với độ kết tính cao tạo γ-Al2O3 dạng hình phương pháp nhỏ giọt mơi trường dầu nhờn với kích thước hạt thu 1- 1,5 mm Thông qua việc khảo sát thông số ảnh hưởng đến trình biến tính, chúng tơi thu kết sau: + Thời gian phản ứng: Sản phẩm có khả bôi trơn tốt xúc tác CaO 90 phút xúc tác KOH/γ-Al2O3 120 phút a- + Tỉ lệ metanol/dầu: Sản phẩm có khả bôi trơn tốt loại xúc tác 3:1 Ngoài sau sản phẩm biến tính xong bổ sung thêm 0,5% NP- cho Rị thấy sản phẩm khơng có hàm lượng lại sàng giảm đáng kể mà khả bơi trơn cịn tốt (đạt tiêu chuẩn RD CP 61-11) Bà - Sử dụng chất xúc tác KOH/γ-Al2O3 tốt so với sử dụng xúc tác CaO khả giảm moment xoắn nhiều hơn, dễ dàng cho việc thu hồi xúc tác KOH/γ-Al2O3 phản ứng xà phịng hố - Việc nghiên cứu biến tính DHCS từ xúc tác dị thể mở hướng tổng ĐH hợp chất bôi trơn cho dung dịch khoan so với phương pháp dung xúc tác đồng thể KOH trước Với việc sử dụng xúc tác dị thể có ưu điểm khả tái sử dụng nhiều lần, việc tách khỏi phản ứng dễ dàng, giảm thiểu khả ô nhiễm môi trường nước thải có độ kiềm cao Với phương pháp giúp giảm giá thành sản xuất, làm xanh hố ng q trình hố học 5.2 Kiến nghị ườ Do hạn chế thời gian thiết bị nghiên cứu nên đề tài chưa khảo sát toàn diện phản ứng biến tính DHCS với xúc tác KOH/γ - Al2O3 CaO, đề nghị cần Tr tiếp tục nghiên cứu để hồn thiện đề tài nghiên cứu này: - Với việc tổng hợp thành công chất bôi trơn cho dung dịch khoan so với tiêu chuẩn tai khả bơi trơn chưa cao Vì để có chất bơi trơn cho dung dịch khoan tốt nhất, đạt yêu cầu cần nghiên cứu cho thêm lượng nhỏ chất phụ gia Chuyên ngành Hoá dầu 47 Khoa Hoá học Công nghệ Thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Trường ĐHBRVT phù hợp nhằm tăng khả bôi trơn Nhưng chất phụ gia phải khơng ảnh hưởng u nhiều đến tính chất khác chất bơi trơn dung dịch khoan lượng xúc tác, nhiệt độ phản ứng, tinh chế sản phẩm sau phản ứng, Tà - Khảo sát tiếp yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng chuyển hóa: tốc độ khuấy, hàm - Khảo sát thêm khả tái sử dụng xúc tác CaO KOH/γ-Al2O3 Thông qua việc bổ sung lên chất mang γ-Al2O3 sau q trình sử dụng Vũ ng khảo sát để tính tốn khả tái sử dụng xúc tác tính tốn lượng KOH cần - Kiểm tra tất thông số chất bôi trơn tạo thành ứng dụng vào thực tế Tr ườ ng ĐH Bà Rị a- giếng khoan Chuyên ngành Hoá dầu 48 Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Trường ĐHBRVT TÀI LIỆU THAM KHẢO u Tiếng Việt Tà PGS TS Đinh Thị Ngọ, TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2008) “Nhiên liệu q trình xử lý hóa dầu” Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Trần Thanh Long (2011).“Tổng hợp vật liệu γ-Al2O3 tạo hạt phương pháp Vũ ng nhỏ giọt” Đồ án tốt nghiệp Phạm Công Đức (2011).“Nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ dầu dừa sử dụng xúc tác dị thể MgO/NaOH” Đồ án tốt nghiệp Lê Thị Thanh Hương (2011).“Nghiên cứu tổng hợp biodiesel phản ứng ancol phân từ mỡ cá da trơn xúc tác axit bazơ” Luận án tiến sĩ kỹ thuật Nguyễn Bích Thanh (2010).“Nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ vỏ trứng gà phế a- thải” Đề tài nghiên cứu Khoa học Trường Đại học Tôn Đức Thắng Tr 1- Xí nghiệp Vietsopetro (2011) Hướng dẫn phân tích thơng số kỹ thuật hoá phẩm khoan theo tiêu chuẩn RD 61-11 Viện NIPI, Vũng Tàu Tr 71- 74 Rị Đinh Văn Hải (2010) “Tổng hợp dung môi sinh học từ dầu hạt cao su Đồ án tốt nghiệp, Đại học Bách khoa Đà Nẵng Bà Trần Văn Toại (2009) “Nghiên cứu sản xuất thử chất bôi trơn từ dầu thực vật cho dung dịch khoan dầu khí” Báo cáo nhiệm vụ KHCN- Tổng cơng ty Dầu khí Việt Nam, số 63- 72 Đỗ Kim Thành (2009).“Thành phần công dụng dầu cao su” Thông tin ĐH Khoa học Cơng nghệ cao su thiên nhiên, TP.Hồ Chí Minh 7- 10 10 Lê Huy Hoàng ( 2011) “Sản xuất chất bôi trơn cho dung dịch khoan” Báo cáo kiến tập Tr 7- 11 11 Nguyễn Thị Mai Duyên, Lê Thị Thanh Hương (2011) “Điều chế xúc tác dị thể ng CaO/Na2SiO3 cho phản ứng tổng hợp Biodiesel từ mỡ cá tra” Hội nghị khoa học lần Trường Đai học Công nghiệp TP.HCM Tr 240- 248 ườ 12 Đặng Ngọc Lương (2010) Tổng hợp biodiesel từ dầu phế thải Luận văn thạc sỹ Tr 6- 11 Tiếng Anh Tr 13 Dae-Won Lee ,Young-Moo Park and Kwan-Young Lee (2009) “Heterogeneous Base Catalysts for Transesterification in Biodiesel Synthesis” Research Institute of Clean Chemical Engineering Systems, Korea University Chuyên ngành Hoá dầu 49 Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Trường ĐHBRVT 14 Lan M smallwood (1996) Handbook of organic solvent properties Halsted press u an imprint of john Willey and Sons Inc, New York Tà 15 Shuli Yan, Houfang Lu and Bin Liang (2007) “Supported CaO Catalysts Used in the Transesterification of Rapeseed Oil for the Purpose of Biodiesel Production” College of Chemical Engineering 16 Oguzhan ILGEN, Ayse Nilgun AKIN (2009) “Development of alumina supported Vũ ng alkanline catalysts used for biodiesel production” The Scientific and Technological Research Council of Turkey 281-287 17 Kupčinskas, R Kreivaitis, J Padgurskas, V Makarevičienė (2012) “ Modification of rapeseed oil and lard by monoglycerides and free fatty acids” ISSN 1392 - 1207 Mechanika Lithuanian University of Agriculture Volume 18 113-118 Int J Environ Sci Tech., (1), 203-221 a- 18 Refaat, A A., (2011) “ Biodiesel production using solid metal oxide catalysts” 19 Hongbin Ma, Shufen Li, Boyang Wang, Ruihong Wang, Songjiang Tian, (2008) Rị “Transesterification of Rapeseed Oil for Synthesizing Biodiesel by K/KOH/γ - Al2O3 Tr ườ ng ĐH Bà as Heterogeneous base Catalyst” J Am Oil Chem Soc, 85 263 – 270 Chuyên ngành Hoá dầu 50 Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Trường ĐHBRVT Tr ườ ng ĐH Bà Rị a- Vũ ng Tà u PHỤ CHƯƠNG Chuyên ngành Hoá dầu 51 Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm Trường ĐHBRVT Tr ườ ng ĐH Bà Rị a- Vũ ng Tà u Đồ án tốt nghiệp Đại học – Khoá III – Năm 2008- 2012 Chuyên ngành Hoá dầu 52 Khoa Hố học Cơng nghệ Thực phẩm ... dò, khoan giếng dầu khí thiên nhiên Dung dịch khoan dùng cho giếng khoan đơn giản giếng nước Có nhóm dung dịch khoan gồm: dung dịch khoan gốc nước, dung dịch khoan gốc dầu dung dịch khoan gốc khí. .. ĐỀ TÀI: Tổng hợp chất bôi trơn cho dung dịch khoan dầu khí từ dầu hạt cao su xúc tác dị thể a- II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tìm hiểu cơng trình nghiên cứu biến tính dầu thực vật làm chất bơi trơn trước... bọt Dung dịch khoan nước Dung dịch khoan gốc dầu 1.2.2 Các chức dung dịch khoan Vũ ng Dung dịch khoan gốc polymer tổng hợp (olefin este) Rửa lỗ khoan nâng mùn khoan lên khỏi giếng a- Giữ mùn khoan