Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu chế tạo phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc cho dầu mỡ bôi trơn trên cơ sở copolyme acrylat Nghiên cứu chế tạo phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc cho dầu mỡ bôi trơn trên cơ sở copolyme acrylat Nghiên cứu chế tạo phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc cho dầu mỡ bôi trơn trên cơ sở copolyme acrylat 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
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - TRẦN THỊ BÍCH HỒNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO PHỤ GIA GIẢM NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC CHO DẦU MỠ BÔI TRƠN TRÊN CƠ SỞ COPOLYME ACRYLAT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà nội - 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Thị Bích Hồng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO PHỤ GIA GIẢM NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC CHO DẦU MỠ BÔI TRƠN TRÊN CƠ SỞ COPOLYME ACRYLAT Chuyên ngành: Hóa Hữu Cơ Mã số: 60 44 27 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Phạm Ngọc Lân Hà nội - 2011 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Phụ gia polyme giảm nhiệt độ đông đặc cho dầu bôi trơn 1.1.1 Cơ học chất lỏng chế hoạt động PPD 1.1.2 Ứng xử chất lỏng Bingham 1.1.3 Ứng xử nhớt cao 1.2 Chất giảm điểm đông PPD Cơ chế tác dụng 1.2.1 Hóa học PPD Điều kiện thử nghiệm phụ gia PPD 10 1.2.3 Nguyên lý chọn PPD tượng tăng nhiệt độ đông đặc 11 1.3 Tình hình nghiên cứu PPD nước 13 1.4 Tình hình nghiên cứu PPD nước 16 1.5 Phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc Polymetacrylat (PMA) 17 Chương 2: THỰC NGHIỆM 20 2.1 Hóa chất, nguyên liệu 20 2.2 Thiết bị phương pháp phân tích 21 2.3 Các qui trình tổng hợp monome copolyme 24 2.3.1 Tổng hợp alkyl acrylat 24 Đồng trùng hợp alkyl acrylat 27 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Phản ứng chế tạo este từ ancol mạch dài với axit metacrylic 29 3.1.1 Ảnh hưởng tỷ lệ mol axit metacrylic đến hiệu suất phản ứng 30 3.1.2 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất phản ứng 31 3.1.3 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất phản ứng 31 3.1.4 Nghiên cứu cấu trúc acrylat 32 3.1.5 Một số tính chất đặc trưng alkyl acrylat 34 3.2 Nghiên cứu tổng hợp copolyme acrylat 35 3.2.1 Khối lượng phân tử copolyme acrylat 37 3.3 Thử nghiệm đánh giá khả phụ gia copolyme giảm nhiệt độ đông đặc dầu mỡ bôi trơn dầu khác 39 3.3.1 Thành phần phụ gia copolyme 39 3.3.2 Nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn TCT xác định máy Newlab 1300/1 phương pháp thủ công 40 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu 3.3.3 Sự phụ thuộc khả giảm nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn vào thời gian lưu giữ mẫu 41 3.3.4 Ảnh hưởng nồng độ phụ gia lên khả hạ nhiệt độ đông đặc chúng 42 3.3.5 Phân tích khí thải từ động diesel sử dụng BDF có phụ gia 2P 44 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC 50 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Một số tính chất đặc trưng ancol ………………… 18 Bảng 3.1: Một số tính chất vật lý monome acrylat…………… Bảng 3.2: Độ nhớt tương đối khối lượng phân tử (KLPT) copolyme 2P……………… 34 Bảng 3.3: Thành phần phụ gia copolyme làm phụ gia hạ điểm đông cho dầu bôi trơn………………………………………………………… 30 36 Bảng 3.4: Nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn TCT xác định phương pháp……………………………………………………………… 37 Bảng 3.5: Sự phụ thuộc khả hạ nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn vào thời gian lưu mẫu……………………………… Bảng 3.6: Sự phụ thuộc giảm khả điểm đông dầu bôi trơn TCT mẫu 2P vào thời gian phản ứng thời gian lưu mẫu 39 Bảng 3.7: Ảnh hưởng nồng độ phụ gia lên nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn TCT, thời gian lưu mẫu: 20 ngày………………………… 38 40 Bảng 3.8: Ảnh hưởng nồng độ phụ gia 2P lên nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn TCT, biodiesel chất tuyển quặng TQ – VH, thời gian lưu mẫu: 20 ngày…………………………………………………… 40 10 Bảng 3.9: Kết phân tích khí thải từ động diesel sử dụng BDF có phụ gia 2P……………………………………………………………… 42 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1: Quan hệ độ nhớt nhiệt độ dầu khống Hình 1.2: Cấu trúc chiều dạng hình kim platelete tinh thể… Hình 1.3: Mạng lưới gel cấu trúc hình kim…………………… 4 Hình 1.4: Sơ đồ cấu trúc PPD polyme dạng hình lược…………… Hình 1.5: Mơ tả cấu trúc ba chiều PPD……………… Hình 1.6: Kết tinh PPD với cấu trúc dạng hình kim… Hình 1.7: PPD cản trở tạo thành gel mạng lưới……………… Hình 1.8: Ảnh hưởng hàm lượng PPD lên điểm đông loại dầu…………………………………………………… 11 Hình 1.9: Tăng điểm đơng dùng nhiều PPD…………… 11 10 Hình 1.10: Chất phụ gia copolyme PMA……………………… 16 11 Hình 2.1: Thiết bị Newlab 1300/1 xác định nhiệt độ đông đặc dầu 21 12 Hình 2.2: Sơ đồ thiết bị phản ứng tổng hợp monome alkyl acrylat…… 22 13 Hình 3.1: Quan hệ tỷ lệ axit metacrylic/ancol hiệu suất phản ứng……………………………………………………………………… 26 14 Hình 3.2: Quan hệ thời gian hiệu suất phản ứng…………… 27 15 Hình 3.3: Phổ IR acrylat-C10 29 16 Hình 3.4: Phổ 1H-NMR acrylat-C14……………… 30 17 Hình 3.5: Sơ đồ phản ứng trùng hợp monome alkyl acrylat ……… 31 18 Hình 3.6: Phổ IR homopolyme 32 19 Hình 3.7: Phổ 1H-NMR homopolyme……………………… 33 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu MỞ ĐẦU Tất loại động cần dầu bơi trơn để hoạt động bình thường, khơng bị mài mịn, ổn định với thời gian Đối với áp dụng dầu bôi trơn khác nhau, ví dụ chất lỏng truyền động (ATF), dầu máy, chất lỏng thủy lực… dầu gốc sáp loại dầu bôi trơn ưa chuộng nhiều Các loại dầu gốc sáp từ dầu mỏ bao gồm hydrocacbon no khơng chứa vịng thơm Dầu gốc sáp, gọi dầu gốc, chất bơi trơn tốt nhất, chúng bền mặt hóa học, bền với oxi hóa có số độ nhớt tốt Tuy nhiên dầu gốc sáp, chất nó, chứa chi phân tử mạch cacbon thẳng gồm từ 14 nguyên tử cacbon trở lên, thường gọi vật liệu sáp, gây rắc rối cho khả bơm nhiệt độ thấp, mà chúng trở nên nhớt chảy dễ dàng bị gel hóa kết dầu khó chuyển động khơng thể chuyển động qua hệ thống máy cần bôi trơn Một phương pháp khắc phục có hiệu tượng “đông đặc” dầu bôi trơn nhiệt độ thấp cho thêm lượng nhỏ chất phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc (Pour Point Depressant, PPD) Những phụ gia gọi chất cải thiện tính chảy chất biến tính tinh thể sáp, phân tử polyme (copolyme) cho vào dầu khống bơi trơn để cải thiện tính chảy nhiệt độ thấp Ở nước ta mùa đông, nhiệt độ thường xuống thấp 15oC, gây khó khăn lớn cho dầu mỡ bơi trơn hoạt động bình thường Hàng năm nước ta phải sử dụng lượng ngoại tệ lớn để nhập phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc cho loại dầu (dầu thô khai thác dầu mỡ bôi trơn), nhiều không chủ động nguồn cung cấp Do đề tài nghiên cứu tìm cơng nghệ thích hợp chế tạo phụ gia giảm nhiệt độ đơng đặc cho dầu bơi trơn, có giá hợp lý, chất lượng đảm bảo, tiến tới giảm thiểu thay lượng phụ gia phải nhập hàng năm cần thiết, có ý nghĩa khoa học, ý nghĩa kinh tế thực tiễn cao Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Phụ gia polyme giảm nhiệt độ đông đặc cho dầu bơi trơn PPD dùng để biến tính kiểm soát tượng kết tinh sáp dầu khoáng Khi nhiệt độ giảm xuống thấp cấu tử sáp bắt đầu hình thành tinh thể nhỏ dạng vỉa Các vỉa tinh thể thông thường phát triển, tạo thành mạng lưới, khóa phân tử lại với nhau, bẫy hiệu phân tử chất lỏng cịn lại Việc chảy chất lỏng gặp trở ngại lớn bị ngừng lại, trừ có lực đủ mạnh phá vỡ cấu trúc sáp tinh thể Kiểm sốt q trình kết tinh dầu bôi trơn ngăn cản tạo thành tinh thể, hệ làm giảm nhiệt độ đông đặc dầu PPD dùng để trì tính lỏng dầu bôi trơn điều kiện làm lạnh khác nhau, để nới rộng khoảng nhiệt độ làm việc dầu bôi trơn điều kiện môi trường lạnh Khoảng nhiệt độ làm việc nới rộng đến hàm số phức tạp hóa học sáp, hàm lượng dầu, có hay khơng phụ gia khác dầu, điều kiện làm lạnh, nhiệt độ cuối tất nhiên hóa học nồng độ PPD [11] 1.1.1 Cơ học chất lỏng chế hoạt động PPD Các dầu khoáng hiểu chất lỏng niutơn, có nghĩa ứng xử theo phương trình sau: Ứng suất trượt = tốc độ trượt x độ nhớt (shear stress = shear rate x viscosity) Thực nghiệm cho thấy phương trình cho dầu khoáng nhiệt độ cao điểm sương dầu Điểm sương nhiệt độ số cấu tử sáp dầu khoáng bắt đầu kết tinh kết tủa khỏi dung dịch dẫn đến bề ngồi có dạng đục mờ Đồ thị quan hệ log – log độ nhớt nhiệt độ hình 1.1 Trần Thị Bích Hồng Log-log độ nhớt Hóa hữu Điểm sương Log nhiệt độ, oC Hình 1.1 Quan hệ độ nhớt nhiệt độ dầu khoáng Theo dõi đồ thị hình 1.1 ta thấy cao nhiệt độ tạo sương, độ nhớt giảm tuyến tính với nhiệt độ Ở nhiệt độ thấp điểm sương, nhiệt độ thấp độ nhớt tăng mạnh Thấp điểm sương lạ quan sát thấy hai ứng xử không niuton kchất lỏng niuton này: Ứng xử chất lỏng Bingham hoặc/và ứng xử nhớt cao 1.1.2 Ứng xử chất lỏng Bingham Ứng xử chất lỏng Bingham chất lỏng không di chuyển điều kiện trượt thấp, trừ có số lượng bổ sung vào hệ thống Phương trình sau mô tả ứng xử chất lỏng Bingham: Ứng suất trượt = (Tốc độ trượt - ứng suất dẻo) x độ nhớt [Shear stress = (Shear rate – Yield stress) x Viscosity] Sự không chảy chất lỏng tương tự ứng xử ban đầu quan sát mở chai nước sốt cà chua Khi chai nước sốt cà chua quay ngược đầu đáy chai, nước sốt cà chua không chảy khỏi chai kết tụ yếu số thành phần phân tử nước sốt cà chua Tuy nhiên, cấp thêm lượng cho hệ thống cách vỗ vỗ vào đáy chai làm cho sốt cà chua chuyển Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu dịch Tương tự vậy, dầu khoáng nhiệt độ lạnh thường khơng chảy chúng có chứa phân tử có chất tinh thể nhiệt độ thấp Đầu tiên, tinh thể chiều (platelete) tạo sau cấu trúc ba chiều dạng hình kim hình thành Cấu trúc dạng hình kim có chứa platelete thể hình 1.2 Hình 1.2 Cấu trúc chiều dạng hình kim platelete tinh thể Các cấu trúc dạng hình kim xen lớp vào nhau, tạo thành mạng lưới tinh thể giữ lấy phân tử dầu không tinh thể mạng gel, cản trở dịng chảy dầu (xem hình 1.3) Hình 1.3 Mạng lưới gel cấu trúc hình kim Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu Bảng 3.4 Nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn TCT xác định hai phương pháp Phương pháp Nhiệt độ đông đặc (oC) Khơng Có phụ gia, 1000ppm phụ gia 1P 2P 3P 4P 5P 16 -1 -1 16,5 -2 -1 Phương pháp I* Phương pháp II** *) Đo máy Newlab 1300/1 **) Đo phương pháp thủ công Từ bảng 3.4 ta thấy hai phương pháp đo cho ta kết gần Cần ý điều người đo mẫu phải quan sát khả chảy dầu hai phương pháp, nên người đo mẫu phải tự đo hai phương pháp để so sánh với 3.3.3 Sự phụ thuộc khả giảm nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn TCT vào thời gian lưu giữ mẫu Để làm thí nghiệm chúng tơi sử dụng mẫu copolyme sau phản ứng xác định khả giảm điểm đông chúng Nồng độ phụ gia dùng 1000ppm Kết trình bày bảng 3.5 37 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu Bảng 3.5 Sự phụ thuộc khả giảm nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn TCT vào thời gian lưu giữ mẫu Nhiệt độ đông đặc (oC) Lưu mẫu 1h 1ngày 3ngày 5ngày ngày 10 ngày 20ngày 25ngày Mẫu 1P 9 3 3 2P 5 -2 -2 3P 4 -1 4P 5 0 5P 6 4 Từ bảng 3.5 ta thấy hiệu giảm điểm đông phụ gia thử nghiệm phụ thuộc lớn vào thời gian lưu mẫu sau chuẩn bị Càng để lâu hiệu giảm nhiệt độ đông đặc tăng Thực nghiệm cho thấy giữ lâu 20 ngày phụ gia giảm điểm đông với hiệu cao Sau 20 ngày khả giảm điểm đông không tốt Thời gian lưu mẫu dầu dài phụ gia cần có đủ thời gian để hịa tan trở thành đồng dầu Ta thấy mẫu 2P mẫu có khả giảm nhiệt độ đơng đặc dầu bôi trơn TCT tốt Cụ thể, sau 20 ngày chuẩn bị mẫu, phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc loại dầu bôi trơn TCT thử nghiệm xuống đến -2oC, sử dụng nồng độ 1000ppm Bảng 3.6 nêu lên kết khả giảm nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn phụ thuộc vào thời gian phản ứng thời gian lưu mẫu 2P Ta thấy với mẫu 2P thời gian phản ứng thời gian lưu mẫu 20 ngày thích hợp 38 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu Bảng 3.6 Sự phụ thuộc khả giảm điểm đông dầu bôi trơn TCT mẫu 2P vào thời gian phản ứng thời gian lưu giữ mẫu Nhiệt độ đông đặc (oC) T.gian p.ư, giờ 5 5 ngày 5 5 ngày 5 4 ngày 3 ngày 4 2 10 ngày 0 20 ngày -2 -2 25 ngày -2 -2 T.gian lưu mẫu 3.3.4 Ảnh hưởng nồng độ phụ gia lên khả hạ nhiệt độ đông đặc chúng Độ ổn định pha dầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm nhiệt độ, áp suất cấu tử, đặc biệt parafin mạch dài phân đoạn asphalt có cực [26] Sự kết tủa parafin khỏi dầu tan hạn chế tạo nên kết tủa parafin-dầu Để khắc phục vấn đề nồng độ sáp khác dầu, phụ gia thêm vào dầu thử nghiệm Nồng độ phụ gia PPD phụ thuộc vào đặc tính dầu Sự tương tác PPD parafin dầu quan trọng phụ gia làm việc tốt chúng phù hợp tốt với phân bố parafin dầu [13] Trong nghiên cứu này, loại dầu bôi trơn TCT Công Ty dầu Phụ gia thuộc Tổng Cơng Ty Hóa Chất Việt Nam cung cấp dùng để đánh giá tính chất phụ gia tổng hợp Sự thay đổi nồng độ PPD hữu hiệu cho dầu bôi trơn chi phối thành phần parafin dầu (n-parafin, isoparafin naphten) Người ta biết n–parafin có điểm nóng chảy tương đối cao 39 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu diện chúng làm cho sáp có cấu trúc rắn khỏe Mặt khác isoparafin có điểm chảy thấp tan tốt dầu trì tan nhiệt độ thấp Việc nữa, isoparafin kết tủa khơng tạo tinh thể khỏe Để nghiên cứu tính hữu dụng copolyme tổng hợp được, chúng thêm vào mẫu dầu với lượng 250 – 2000ppm so với dầu Ảnh hưởng nồng độ copolyme lên nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn nêu bảng 3.7 Bảng 3.7 Ảnh hưởng nồng độ phụ gia lên nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn TCT, thời gian lưu mẫu: 20 ngày Nhiệt độ đông đặc (oC) nồng độ (ppm) Mẫu Polyme Không 250 500 1000 2000 P.G.* 1P 16 16 14 2P 16 16 -2 -3 3P 16 16 -1 -2 4P 16 16 11 0 5P 16 16 13 Ghi chú: *) : Không phụ gia Từ bảng 3.7 ta thấy phụ gia nồng độ 250ppm khơng có hiệu ứng giảm nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn TCT Hiệu ứng giảm nhiệt độ đông đặc dầu TCT biểu rõ nồng độ 1000ppm Nồng độ cao (2000ppm) không cải thiện nhiều khả giảm nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn TCT Đối với Biodiesel chất tuyển quặng TQ-VH, nghiên cứu khả giảm nhiệt độ đông đặc mẫu phụ gia 2P Kết trình bày bảng 3.8 40 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu Bảng 3.8 Ảnh hưởng nồng độ phụ gia 2P lên nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn TCT, biodiesel chất tuyển quặng TQ-VH, thời gian lưu mẫu: 20 ngày Nhiệt độ đông đặc (oC) nồng độ (ppm) Mẫu Dầu Không 250 500 1000 2000 P.G.* Dầu TCT 16 16 -2 -3 Biodiesel 16 16 -1 -2 TQ-VH 16 16 -5 -6 Ghi chú: *): Không phụ gia Từ bảng 3.8 ta thấy mẫu 2P với nồng độ 1000ppm có khả giảm nhiệt độ đông đặc hiệu ba loại dầu Điều giải thích, ví dụ, đầu bơi trơn TCT 1000ppm nồng độ thích hợp có tương hợp tốt chi alkyl acrylat polyme mạch số cacbon trung bình sáp dầu Tất nhiên, giải thích trên, khả giảm nhiệt độ đơng đặc có hiệu phụ gia phụ thuộc lớn vào cấu trúc gradient chúng Số liệu bảng 3.8 cho thấy khả mẫu phụ gia 2P giảm nhiệt độ đông đặc Biodiesel dầu tuyển quặng TQ-VH tốt, xuống đến -1oC -5oC tương ứng Đây kết ấn tượng, có ý nghĩa ứng dụng cao kết đạt Việt Nam nghiên cứu chế tạo phụ gia giảm điểm đông cho ba loại dầu 3.3.5 Phân tích khí thải từ động diesel sử dụng BDF có phụ gia 2P Trong thí nghiệm phụ gia 2P cho vào biodiesel với nồng độ 300ppm 1000ppm, dùng mẫu diesel có phụ gia chạy động diesel máy phát điện Nhiệt độ nơi thử nghiệm 17oC Để so sánh, mẫu diesel khơng có phụ gia mẫu petrodiesel thử nghiệm 17oC Một mẫu biodiesel khơng 41 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu Hình 3.8: Phân tích khí thải từ động máy phát điện chạy biodiesel chứa phụ gia 2P có phụ gia khác đun nóng lên đến 40oC, khuấy 10 phút đưa vào thử nghiệm Hàm lượng khí thải từ động diesel phân tích trực tiếp máy “Gas Analyzer" (Kane International Ltd., UK) (Xem hình 3.8) Kết xác định loại khí thải trình bày bảng 3.9 Bảng 3.9 Kết phân tích khí thải từ động diesel sử dụng BDF có phụ gia 2P CO2, % Vol 3,3 NO, ppm 88 Nhiệt độ môi trường, oC Petrol Diesel CO, % Vol 0,14 BDF không phụ gia 0,1 3,5 91 17 BDF + phụ gia 2P (300ppm) 0,07 3,3 78 17 BDF + phụ gia 2P (1000ppm) 0,07 3,3 90 17 BDF khơng phụ gia (Đun nóng 0,07 3,4 80 40 TT Mẫu thử 40oC, 10 phút) 42 17 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu Từ bảng 3.9 ta thấy nhiệt độ lạnh 170C, dầu petrodiesel thải khí CO cao (0,14%Vol.), BDF thải (0,10%Vol.), thải mẫu BDF có phụ gia 2P (300ppm 1000ppm) lượng CO BDF đun nóng (40oC, 10 phút) thải Ở nhiệt độ lạnh, 17oC, BDF đốt cháy thải CO tương đối cao (0,10%Vol.), petrodiesel, điều dễ hiểu, độ nhớt BDF tăng lên, cháy khơng hồn tồn động Mẫu BDF (mẫu 5) đun nóng, có độ nhớt thấp, cháy hồn tồn động cơ, nên thải lượng CO thấp (0,07%Vol.) Tác dụng phụ gia 2P nhìn thấy rõ mẫu (300ppm), làm giảm độ nhớt BDF xuống đến mức BDF đốt cháy hoàn toàn, thải lượng CO thấp (0,07%Vol) 43 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu KẾT LUẬN Đã nghiên cứu xác định điều kiện cho phản ứng tổng hợp monome alkyl acrylat từ ancol với axit acrylic: CH2 CH COOR Trong R C10H21-, C12H25-, C14H29-, C16H33-, C18H37- hỗn hợp gốc alkyl ancol Các điều kiện là: - Nhiệt độ 110oC, thời gian phản ứng: - Tỷ lệ mol axit acrylic/ancol = 1,3/1 - Nồng độ xúc tác axit p-toluensulfonic: 1,4%KL so với ancol, - Hydroquinon: 1,6%KL so với ancol - Dung môi: toluen Cấu trúc monome alkyl acrylat thu được khẳng định phổ hồng ngoại phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Đã tổng hợp copolyme (1P, 2P, 3P, 4P 5P) phản ứng đồng trùng hợp gốc alkyl acrylat hỗn hợp chúng với metylmetacrylat theo tỷ lệ khác Cấu trúc hóa học tính chất độ nhớt, khối lượng phân tử copolyme thu được nghiên cứu khẳng định Đã thử nghiệm khả giảm nhiệt độ đông đặc loại dầu (dầu bôi trơn TCT, biodiesel, chất tuyển quặng TQ-VH) phụ gia copolyme tổng hợp Lần Việt Nam chế tạo mẫu phụ gia copolyme 2P với tỷ lệ thành phần cấu trúc thích hợp, với nồng độ 1000ppm, giảm nhiệt độ đơng đặc dầu bôi trơn TCT đến -2oC, dầu biodiesel đến -1oC chất tuyển quặng TQ-VH đến -5oC Khả giảm độ nhớt dầu biodiesel phụ gia 2P gián tiếp khẳng định kết phân tích hàm lượng khí CO thải thấp từ động sử dụng biodiessel có phụ gia 2P, nồng độ 300ppm 44 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Lưu Văn Bôi, Nguyễn Thị Sơn (2008), “Tổng hợp copolime ankyl acrylat-anhidrit maleic amit hóa làm chất phụ gia gỉam nhiệt độ đơng đặc dầu thơ giàu parafin”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, 24, tr 187-191 Phạm Ngọc Lân, Lưu Văn Bôi, Trần Thị Bích Hồng, Nguyễn Thị Phương Thu Lê Minh Ngân (2011), “Tổng hợp nghiên cứu tính chất copolyme sở Alkyl(meth)acrylat axit acrylic làm phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc cho dầu mỡ bôi trơn”, Tạp Chí Hóa Học, 49, tr 440-445 Tiếng Anh Ashbaugh H.S, Fetters L.J, Admson D.H, Prud Home R.K, J Rheol, (2002) 46, pp 763 Barthell E, Capelle A, Chmelir M and Dahman K, Brit Pat, (1982) 2082604 Chmelir M and Dahman K, Brit Pat, (1982) 208, pp 2604 El-Gamal I.M., Atta A.M and Sabbagh A.M, Fuel, (1997) Vo.76, No 14/15, pp 1471-1478 Englehardt F, Rigel U, Bicker R, Heier K H and Boem R., Ger Pat., (1984), 3, pp, 237-308 Ghosh P, Pantar AV, Sarma AS, Chem J Tech, (1998), Ind, 5, pp 371-375 Ghosh P, Nandi D, Das T, Chem J Pharm Res (2010), “Synthesis and Characterization and viscosity studies of homopolymer of methylmethacrylate and its copolymer with styrene and 1-decene”, J Chem Pharm Res., 2(4), pp 122-133 10 Hochheiser M S, (1986), Rohm and Haas: History of a Chemical Company Philadelphia, PA: University of Pennsylvania Press 45 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu 11 Kinker B.G, (2000), “Fluid viscosity and viscosity classification” In G Totten, ed., Handbook of Hydraulic Fluid Technology New York: Marcel Dekker, pp 318–329 12 Kurata MT, Sunashima.Y, Polymer Handbook,Wiley, (1999), New York 13 Manka J S., Zigler K L., (2000), World Oil, pp 222 14 Miler K.D and Parker L.C, Pat US., (1974), 3, pp 853-497 15 Oh Max, (1996), Publication RM-96 1202, Pour point depressants, a treatise on performance and selection, Horsham, PA 16 Pat U.S, (1927) No 1,637,475, Davis et al., Aug., 17 Pat U.S, (1962), No 3,061,544, Martinek, Oct 30 18 Pat U.S, (1968), No 3,393,078, Lockhart et al, Jul 16 19 Pat U.S, (1984), No 4,435,309, House, Mar 20 Pat U.S (1991), No, 5039437, Martella et al., 21 Pat U.S, (1992), No.5082,470, Martella et al 22 Rasha A El-Ghazawy, Reem K Farag, (2010), “Synthesis and characterization of new Depressants based on maleic anhydride- alkyl acrylate Terpolymers”, J of Appl Polym Sci., Vol.115, pp 72-78 23 Subrahamanyam B, Baruah S D, Rahman M, Das N N, Polym J (1992), Sci., Part A: Polymer Chemistry, Vol 30,pp 2273-2276 24 Sheng Han, Yuping Song, Tianhui Ren, (2009), “Impact of alkyl Methacrylate – Maleic anhydride Copolymers as Pour Point Depressat on Crystallization Behavior of Diesel Fuel”, Energy & Fuels, 23, pp 2576-2580 25 Toho Chem Ind Co., Jpn Pat., (1981), 81, pp 120-795 26 Yen T.F., Chilinaring G.V., (1994), “Asphaltenes and Asphalt”, Elsevier, New York, Chapter 1, pp 476-479 46 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu PHỤ LỤC 47 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu THƠNG TIN VỀ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên: Trần Thị Bích Hồng Giới tính: Nữ Ngày sinh: 04/11/1981 Nơi sinh: Hưng Đông – Thành phố Vinh – Tỉnh Nghệ An Quyết định công nhận học viên cao học theo định số 3568/QĐCTSV ngày 31/12/2009 Các thay đổi q trình đào tạo: ( khơng ) Tên đề tài luận văn: Nghiên cứu chế tạo phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc cho dầu mỡ bôi trơn sở copolime acrylat Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 60 44 27 10 Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Ngọc Lân 11 Tóm tắt luận văn: -Đã nghiên cứu xác định điều kiện cho phản ứng tổng hợp monome alkyl acrylat phản ứng este hóa alkyl ancol có số nguyên tử cacbon khác với axit acrylic -Đã tổng hợp copolyme phản ứng đồng trùng hợp gốc alkyl acrylat hỗn hợp chúng với metylmetacrylat -Đã thử nghiệm khả giảm nhiệt độ đơng đặc cấu trúc hóa học tính chất độ nhớt, khối lượng phân tử copolyme nghiên cứu khẳng định.ủa loại dầu (dầu bôi trơn TCT, biodiesel, chất tuyển quặng VH) phụ gia copolyme tổng hợp Lần Việt Nam chế tạo mẫu phụ gia copolyme 2P với tỷ lệ thành phần cấu trúc thích hợp, nồng độ 1000ppm, giảm nhiệt độ đơng đặc dầu bơi trơn TCT đến 2oC, dầu biodiesel đến -1oC chất tuyển quặng đến -5oC - Giới thiệu suất sứ, thành phần dầu bôi trơn, dầu gốc sáp vấn đề khó khăn, thường gặp dầu gốc sáp nhiệt độ môi trường xuống thấp như: Dầu trở nên q nhớt khơng thể chảy dễ dàng có 48 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu thể bị gel hóa kết dầu khó chuyển động chuyển động qua hệ thống máy cần bôi trơn - Phương pháp khắc phục hiệu tượng dầu bôi trơn nhiệt độ thấp cho thêm lượng nhỏ chất phụ gia để cải thiện tính chảy chất biến tính tinh thể sáp dầu bôi trơn - Chất phụ gia phân tử polyme (copolyme) dùng để biến tính kiểm soát tượng kết tinh sáp dầu - Các qui trình để tổng hợp chất phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc hiệu suất phản ứng ảnh hưởng thay đổi thành phần, cấu trúc, nhiệt độ phản ứng - Đã thử nghiệm chất phụ gia dầu bôi trơn, dầu biodiesel hợp chất tuyển quặng cho kết tốt Cụ thể làm cho nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn giảm từ 15oC xuống -2oC, dầu Biodiesel từ 16oC xuống -3oC chất tuyển quặng từ 16oC xuống -5oC 12 Khả ứng dụng thực tiễn: Có thể hỗ trợ cho nhiều loại dầu mỡ bơi trơn nhiều loại máy móc, sản suất rộng rãi nguyên vật liệu rẻ, dễ tìm 13 Những hướng nghiên cứu ( khơng) 14 Các cơng trình cơng bố có liên quan đến luận văn: Bài báo “ Tổng hợp nghiên cứu tính chất copolime sở ankyl - ( met ) acrylat axit acrylic làm phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc cho dầu mỡ bôi trơn ” PGS.TS Phạm Ngọc Lân, PGS TSKH Lưu Văn Bơi, Trần Thị Bích Hồng Tạp chí hóa học ( 2ABC ) – 2011 Ngày 21 tháng 11 năm 2011 Học viên Trần Thị Bích Hồng 49 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu INFORMATION ON MASTER IS THESIS Full name: Tran Thi Bich Hong Sex: Female Date of birth: 04 – 11 – 1981 Place of birth: Hung Dong – Vinh – Nghe An Admission decision number: 3568/QD – CTSV Date 31 - 12 – 2009 6.Changes in academic process: ( no changes ) Official thesis title: Research and manufacture of additives for reducing the freezing temperature lubricants based on copolime acrylat Major: Organic Chemistry Code: 60 44 27 10 Supervisors: Prof Dr Pham Ngoc Lan 11 Summary of the findings of the thesis: -Has research and determine the conditions for fusion acrylat alkyl monomers by esterification reaction of alkyl ancol have different numbers of carbon atoms with acrylic acid -the copolymers were synthesized by co-polymerization reaction of alkyl acrylat origin and mixtures thereof with metylmetacrylat -The chemical structure and properties of viscosity, molecular weight of the copolymers were investigated and confirmed -Have the ability to reduce test freezing temperature of the oil (TCT lubricants, biodiesel, quality ore flotation VH) by the additive copolymers synthesized For the first time in Vietnam have made copolymers form 2P admixture at the rate of appropriate structural components, the concentration of 1000ppm, can reduce the freezing temperature lubricants TCT to-2 ° C, oil and biodiesel to-1 ° C and quality ore flotation to-5oC 50 Trần Thị Bích Hồng Hóa hữu - Introduce the origin and composition of lubricating oil, wax oil and common difficulties of wax oil when the ambient temperature is low, such as the oil becomes too viscous that it can not flow easily or is gelled As the result, it is difficult for oil to move or the oil can not move through the system of the machine which needed to be lubricated - The effective method to overcome the above phenomenon of lubricating oil at low temperature is adding the small amount of additives to improve the flow and substance which denatures the crystalline wax in the oil - The additives are polymer molecules used to denature and control the phenomenon of crystallization of wax in the oil - How are the processes of synthesizing additives to reduce the freezing temperature and reaction performance influenced when changing the compositions, structure and reaction temperature? - Testing the additives upon lubricating oil, bio-diesel oil and compound of ore floatation was given good results In detail, it made the freezing temperature of lubricating oil, bio-diesel oil, and compound of ore floating reduce from 150 C to -20 C, 160C to -30 C, 160C to -50 C respectively 12 Practical applicability: Can support a variety of lubricants of various types of machines, production may be largely because the materials are cheap, easy to find 13 Further research directions: ( No) 14 Theis – related publications: The article "Synthesis and properties of copolime research based ankyl - (meters) acrylat and acrylic acid as an additive to lower the freezing temperaturelubricants" Prof Dr Pham Ngoc Lan, Prof Dr Luu Van Boi, Tran Thi Bich Hong Journal of Chemical Sciences (2ABC) - 2011 Date: – 12 – 2011 Signature Full name: Tran Thi Bich Hong 51 ... cho loại dầu (dầu thô khai thác dầu mỡ bôi trơn) , nhiều không chủ động nguồn cung cấp Do đề tài nghiên cứu tìm cơng nghệ thích hợp chế tạo phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc cho dầu bôi trơn, có giá... lĩnh vực chế tạo chất phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc parafin dầu thơ nói chung dầu, mỡ bơi trơn nói riêng Các kết nghiên cứu cơng nghệ chế tạo chất phụ gia chủ yếu công bố dạng patent Trên sở phân... HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - Trần Thị Bích Hồng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO PHỤ GIA GIẢM NHIỆT ĐỘ ĐÔNG ĐẶC CHO DẦU MỠ BƠI TRƠN TRÊN CƠ SỞ COPOLYME ACRYLAT Chun