Nội dung và phương pháp nghiên cứu về khả năng sử dụng , nguyên liệu nội địa để chế tạo dầu mỡ

Nội dung và phương pháp nghiên cứu về khả năng sử dụng , nguyên liệu nội địa để chế tạo dầu mỡ

2.1 Nội dung nghiên cứu,

Đề tài được thực hiện với những nội dung sau:

* Nghiên cứu khả năng sử dụng một số nguyên liệu nội địa, như dâu thực vật, phân đoạn nặng của dầu mô Việt Nam để chế tạo dầu mỡ bảo

quản

" Thị nghiệm khả năng bảo vệ của các mẫu dẫu mỡ bảo quân bằng phương pháp gia tốc và tự nhiên

° Đưa ra thành phần dầu mỡ phù hợp với môi trường khí hậu nhiệt đổi

ẩm, có ảnh hưởng của của điều kiện biển

“ Khảo sát ảnh hưởng của úc chế ăn mòn lên tính năng bảo vệ của các mâu dẫu mỡ bảo quản

* Khảo sát bản chất quá trình úc chế của phụ gia đối với dầu mỡ bảo quân trên nên dầu mỏ Việt Nam

2 2 Chế tạo mẫu đầu mỡ bao quan

2.2.1 Nguyên liệu

Các nguyên liệu sau đây được lựa chọn để tiến hành nghiên cứu chế tạo

các mẫu đầu mỡ bảo quan:

a Phân đoạn nặng dâu mô Việt Nam

Việt Nam là một quốc gia sản xuất dầu mỏ, tuy vậy, cho đến nay vẫn

chưa có nến công nghiệp lọc hóa đầu Nhà máy lọc đầu Cát Lái (thuộc SAIGONPETRO) là cơ sở sản xuất trong nước đầu tiên bước đầu chế biến nguồn nguyên liệu này, cho ra các sản phẩm như: ete dầu mổ, dâu hỏa, dầu diesel vA phan đoạn nặng cặn chưng cất khí quyển (ký hiệu FO) Công suất ban đầu của nhà máy là 40.000 tấn/năm Trong thực tế, phân doan nang FO

(chiếm 55,8 % sản lượng) chỉ được sử dung lam nhiên liệu rẻ tiền Theo số liệu

của ngành dầu khí, phân đoạn này có thành phần theo nhiệt độ sôi được trình bay trong Bang 1

16

Bang 1 Thanh phan phan đoạn đầu EO (SAIGONPETRO)

TT Nhiệt độ sôi (“C) — | Thành phdn (khối lượng) Tỉ lệ (%)

Neudn: SAIGONPETRO Với thành phần trên, đầu FO có những tính chất hóa lý nêu trong Bảng 2

Bảng 2 Tính chất hóa lý của phân đoạn FO (SAIGONPETRO)

Tỉ trọng 15/5, ke Nhiệt độ nóng chảy,

BS nhdt 6 20°C, CS:

BPS nhdt d 50°C, CSe

°C

BS nhdt 6 106°C, CSr

Hàm lượng lưu huỳnh, %

Hàm lượng cốc, %

Hàm lượng paraphin, % Điểm chớp cháy, ˆC

b Phân đoạn nặng dầu điệp thạch

0,945 44,7

2919

365

43 0,18 1,31 51,6

146

Phần thường được sử dụng với mục đích này là phân đoạn chưng cất mazut nhẹ và mazut nặng của dầu điệp thạch với những tính chất như trình bày

trong Bảng 3 [17]

Bắng 3 Đặc tính các phần cất của đầu điệp thạch

230 — 320°C 320 — 360°C

3 Thành phần, % khối lượng

8 | Thanh phan nguyên tố, % khối lượng

c Đầu thực vật Việt Nam

Ở Việt nam nguồn dẫu thực vật rất tiểm tầng Tuy nhiên, việc sử dụng chúng với mục đích chế tạo đầu mỡ bảo quần còn ít được để cập tới Qua khảo

sát nguồn nguyên liệu, tham khảo các tài liệu [29, 30] và đánh giá sơ bộ khả

năng bảo vệ, một loạt dầu thực vật như dầu hại cao su, đầu trai, dầu rái, dầu

dừa đã được nghiên cứu với mục đích trên [16] Trong khuôn khổ công trình

này chỉ trình bày phần nghiên cứu liên quan tới dau diva

18

Đầu dừa sử dụng thuộc loại dầu không khô (chỉ số tốt nhỏ hơn 95) và có

thành phần hóa học như sau (%) [15]:

Chi sé xa phong, mgKOH/g 258

d Phụ gia úc chế ăn mòn

Phụ gia ức chế ăn mòn dude dé c4p 6 day 1a ddu nitro héa Dau nitro

hóa được điều chế bằng phần ứng nitro hóa đầu khoáng (độ nhớt khodng 10

mm2/§) vdi HNO, 60% Ti lé axit/dau IA 3/10 Phan Ứng được thực hiện trong

khoảng 5 giờ ở SÓPC Sau khi để lắng, axít dư được tách ra Tiếp theo, bổ sung 10% axít stearic, trung hòa bằng CaO ở 60 ~ 70°C cho đến phản ứng kiểm yếu, Sau đó nâng nhiệt độ lên để đuối hết nước và tách cặn bằng phương pháp li

tâm {9, 18] Dầu nhận được có các chỉ tiêu sau:

8 Dé nhdt dong hoc, 100°C, mm’/s 60 ~ 65

, Trị số kiểm tổng, mạKOH/g >3,5

2.2.2 Chế tạo mẫu đầu mỡ bảo quản

Hai phương án chế tạo dầu mỡ từ nguồn nguyên liệu trong và ngoài nước được trình bày trong phân kết quả và biện luận Quy trình chế tạo mẫu được thực hiện theo tài liệu [18] Các hợp phần của dầu mỡ được khuấy trộn trong bình phần ứng ở nhiệt độ 70 — 80C trong | gid Sau đó tiếp tục khuấy đồng thời làm lạnh bình phần ứng đến nhiệt độ phòng

19

2.3 Đối tượng thử nghiệm ăn mòn và phương pháp xử lý bề mặt Thép cacbon với thành phần nêu trong Báng 4 đã được lựa chọn làm đối

tượng khảo sát trong các phép đo điện hóa cũng như trong quá trình thử

nghiệm khả năng bảo vệ của dầu mỡ bảo quản Vật liệu này đã được xử lý bể

mặt phà hợp với tiêu chuẩn ASTM G1-90 [31], Trong các phép đo điện hóa và

tổng trở, điện cực làm việc (working electrode) được gia công từ loại thép trên,

có diện tích bể mặt 1 cm’ vA được che chấn chung quanh bằng nhựa epoxy

Các mẫu thép thử gia tốc và tự nhiên có kích thước (100x50x5) mm

Bang 4: Thanh phan héa hee cda thép ( % )

0,14+0,22 | 0,30+0,65 | 0,15+0,35 | <0,05 < 6,04 < 0,30 < 0,30

Thanh phdn dung dịch tẩy gỉ được pha chế theo tiêu chuẩn ASTM Gi -

90 bao gầm :

® Axit clohydric (d= 1,1 g/cm’ ), ml 500

Trong tất cả các phương pháp thử nghiệm gia tốc, khảo sát điện hóa và

tổng trở, sử dụng mẫu thép được phủ màng dầu mỡ theo quy trình sau [26]: Đầu mỡ cần nghiên cứu được đun nóng đến nhiệt độ 70-80°C và giữ ổn

định tại nhiệt độ này trong 30 phút Mẫu kim loại sau khi đã xử lý cơ học đến

ít nhất là V8 (đối với phép đo điện hóa và tổng trở cần xử lý cơ học theo đúng tiêu chuẩn) được rửa sạch bằng nước cất, dung môi và sấy khô trong bình hút

ẩm và nhúng vào đầu mỡ ở nhiệt độ 70-§0°C trong thời gian từ 10 — 15 phút để đạt sự cân bằng nhiệt độ với môi trường dầu mỡ Nhiệt độ 70-80°C là cần thiết

để giữ cho màng được phủ đểu và mỏng Giữ mẫu ngay trên cốc nóng để chỉ

còn một màng mỏng bám trên bể mặt mẫu Sau đó lấy mẫu ra và để ổn định trong vòng ít nhất 1 giờ

Đổi với trường hợp đo điện hóa và tổng trở, điện cực phủ mỡ hoàn chỉnh

có dạng như Hình 1

Hình 1 : Sơ đồ mặt cắt điện cực có màng mỡ

1 Màng dầu mỡ, 2 Bê mặt điện cực, 3 Cách điện, 4 Dây dẫn

2.4 Các phương pháp thử nghiệm gia tốc

2.4.1 Phương pháp thử mù muối

Thử nghiệm thử mù muối được sử dụng theo tiêu chuẩn [32] với chế độ phun liên tục Thiết bị thử là tủ SSC 1000 của hãng Weisstechnik (Đức) Mù muối được phun với chế độ như sau:

e Lugng phun, ml/n/80 cm’: 1-2

e Apsuat phun, bar : 0,6 - 1,5

e Mẫu đặt theo phương thẳng đứng

Mẫu sau khi được chuẩn bị như trình bày trong mục 2.3 được cho vào tủ

mù muối và tiến hành thử nghiệm với chu kỳ 8 giờ phun 16 giờ nghỉ nhưng vẫn

21

duy trì chế độ nhiệt theo tiêu chuẩn Chế độ thử nghiệm này được duy tì cho đến khi phát hiện điểm ăn mòn đâu tiên của mẫu thép phủ mỡ

2.4.2 Phương pháp nhiệt Ẩm không đổi

Thứ nghiệm nhiệt ẩm không đổi được tiến hành theo chế độ của tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1611 (33, 34] Thiết bị thử nghiệm là tú SSC 1000 của

Hãng Weissiechnik (Đức) Chế độ ẩm bão hòa được duy trì với dung địch là

hỗn hợp nước + glyxerin có thành phần phù hợp với yêu cầu độ Ẩm

e Nhiệt độ,°C : 40 (+ 1C - 172C)

Mẫu thép phủ mang dầu mỡ được thử nghiệm trong tủ nhiệt ẩm cho đến

lúc xuất hiện dấu hiệu ăn mòn đầu tiên Dấu hiệu ăn mòn được tính trong vùng

bể mặt cách mép mẫu từ 1 em trổ lên

2.4.3 Phương pháp nhúng mẫu trong nước biển

Mẫu thép có màng dầu mỡ được nhúng trong dung dịch nước biển ở nhiệt độ 30°C, Phương pháp nhúng mẫu tiến hành dựa theo tiêu chuẩn ASTM

G31-72 [35] Định kỳ quan trắc mẫu để phát hiện thời điểm xuất hiện vết ăn mòn đầu tiên Khu vực đánh giá là vùng bể mặt cách mép mẫu từ l1 cm trở

lên

2.4.4 Phương pháp thứ nghiệm trong môi trường SƠ;

Mẫu thép phủ màng dầu mỡ được thử nghiệm trong môi trường khi SO,

và độ ẩm 75% phù hợp với tiêu chuẩn [36] Thử nghiệm được tiến hành cho tới

thời điểm xuất hiện vết ăn mòn đầu tiên

2.4.5 Phương pháp thử nghiệm day HBr

Mẫu thép sau khi xử lý sạch như mục 2.3, được nhúng vào dung dịch HBr, sau đó nhỏ giọt một dầu mỡ xuống bể mặt nhằm kiểm tra khả năng đẩy

chất điện ly Kết quả thử nghiệm được tính qua % diện tích bể mặt bị ăn mòn

sau 4 giờ [37]

2.5 Thứ nghiệm tự nhiên và thứ nghiệm trên trang bị

Việc thứ nghiệm trong điều kiện tự nhiên được tiến hãnh tại các tại các

trạm phơi mẫu TP Hồ Chí Minh, Vũng Tàu, Nha Trang, Huế và Cần Thơ với những thông số kỹ thuật như trong Phụ lục 4 Các thông số khí hậu kỹ thuật

của trạm được đo đạc như sau [35]:

Các thông số khí hậu, nhiệt độ, độ Ẩm được đo tự động 20 phút một lần bằng Data logger Tinytag của hãng Gemini Data Loggers Ltd ( Anh ) và xử lý

bằng phần mềm Gemimi ( Anh ), Lượng mưa được đo bằng thiết bị chuẩn Bức

xạ được tính toán theo phương trình Amstrong dựa trên số liệu đo thời gian

nắng Hệ số kinh nghiệm được lấy từ kết quả nghiên cứu của Đài khí tượng thay văn TPHCM [39] Nông độ muối trong khí quyển được xác định bằng phương pháp nến ướt (wet candle ) theo ISO/DIS 9225

Đặc tính khí hậu kỹ thuật của trạm được đánh giá bằng cách tiến hành

xử lý, thu thập, tổng hợp các số liệu các thông số khí tượng và ô nhiễm môi trường trong những năm gần đây

Trong một số trường hợp, tốc độ ấn mòn được xác định theo phương

pháp hao hụt trọng lượng, và từ đó tính mức độ bảo vệ theo công thức:

9

Z(%)=

Với: Vp là tốc độ ăn mòn thép không được phủ bảo vệ và W là tốc độ ăn

mòn thép có lớp phú bảo vệ

23

2.6 Phương pháp điện hóa đo đường cong phân cực thế động

Để đánh giá hiệu quả bảo vệ của dầu mỡ bảo quản có chất ức chế cũng

như khảo sát các quá trình điện hóa, đã tiến hành đo đường cong phân cực theo

ASTM G5-94 và ASTM G59-91 [40, 41] Potentiostat Wenking LT-78 kết nối với máy vi tính theo sơ đồ trên Hình 2 Chế độ đo được thực hiện như sau:

e_ Tốc độ quét I mV/s cho tat cA cdc lan do D6 nhay: 0,1

e Chế độápthế: +0,03V trong phương pháp điện trở phân cực:

: +0,25Y trong phương pháp ngoại suy Tafel :

8

ý

[|

Hình 2 : Sơ đồ hệ thống đo đường cong phân cực

MÁY TÍNH

1 Điện cực so sánh ( RE ) 3, Dung dịch nghiên cứu

3 Điện cực làm viéc ( WE ) 7 May do

4 Điện cực đối ( CE ) 8 Máy tính

Tốc độ ăn mòn ¿„„„ xác định theo phương trình Stern-Geary (2) trong phương pháp điện trở phân cực với hệ số b„ và b, lấy từ phép ngoại suy Tafel

Hiệu quả ức chế y được tính theo công thức (3) Mỗi phép đo ít nhất 5 lần

¬A AE (2)

‘com = 9 303.(b, +b.) Aq

24

i

S— SL oe hay = R, = 22

7= 3)

| corr

VGL icon 1A toc dO An mon khi có ức chế và ?„„ là tốc độ ăn môn khi

không có ức chế

2.7 Phương pháp đo tổng trở

Tổng trở được khảo sát bằng hệ đo điện hóa ba điện cực Potentiometer được kết hợp với Potentiostat Wen king 72 của Đức để xác định giá trị điện thế

ăn mòn biến đổi theo thời gian cho đến khi ốn định Tổng trổ điện hóa được đo trên máy Solatron Schlumberger 1250 và thiết bị chuyển đối trterface 1286

Sơ đỗ đo tổng trở được giới thiệu trong Hình 3 Điện cực làm việc có điện tích 0,5 en’ được chế tạo từ thép và xử lý phù bợp với tiêu chuẩn ASTM

G 1-90 Thực hiện chế độ đo potentostatic tại vùng thế ăn mòn từ tần số 65 kHz đến 0,01 Hz Thí nghiệm tiến hành ở nhiệt độ phòng, trong dung dich

NaCl 0,5M Cac kết quả tính toán được thực hiện theo tài liệu {42-45}

interface 1286

Responce

Analyser

Hình 3: Sơ để hệ thống đo tổng trở điện hóa

25