NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT TẨY RỬA ĐỂ XỬ LÝ CẶN DẦU TRONG CÁC THIẾT BỊ TỒN CHỨA VÀ PHƯƠNG TIỆN VẬN CHUYỂN

Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ B¸o c¸o khoa häc thùc hiÖn ®Ò tµi ®éc lËp cÊp nhµ n−íc giai ®o¹n 2004-2005

Tªn ®Ò tµi : Nghiªn cøu chÕ t¹o chÊt tÈy röa ®Ó xö lý cÆn dÇu trong c¸c thiÕt bÞ tån chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn

C¬ quan chñ tr× ®Ò tµi Chñ nhiÖm ®Ò tµi PGS. TS §inh ThÞ Ngä Bé chñ qu¶n

5695 26/02/2006

Bé khoa häc vµ c«ng nghÖ B¸o c¸o khoa häc thùc hiÖn ®Ò tµi ®éc lËp cÊp nhµ n−íc giai ®o¹n 2004-2005 (T¹i héi ®ång c¬ së)

Tãm t¾t b¸o c¸o ®Ò tµi:

Nghiªn cøu chÕ t¹o chÊt tÈy röa ®Ó xö lý cÆn dÇu trong c¸c thiÕt bÞ tån chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn M∙ sè: §T§L-2004/04

Thuéc ch−¬ng tr×nh KH & CN: §Ò tµi §éc lËp cÊp Nhµ N−íc Bé chñ qu¶n: Bé Gi¸o dôc vµ §µo t¹o C¬ quan chñ tr×: Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi Thêi gian thùc hiÖn : 1/2004 - 12/2005 Chñ nhiÖm ®Ò tµi: PGS. TS §inh ThÞ Ngä,

Khoa C«ng nghÖ Ho¸ häc Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ néi

Hµ néi 12/2005

C¸c ch÷ viÕt t¾t dïng trong b¸o c¸o

CTR: ChÊt tÈy röa

DT: DÇu th«ng

DL: DÇu dõa

DÇu l¹c

DS: DÇu së

DN: DÇu ng«

DC: DÇu c¸m

DTBT : DÇu th«ng biÕn tÝnh

H§BM: ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt

SCBM: Søc c¨ng bÒ mÆt

CMC : Nång ®é mixen tíi h¹n

HLB: ChØ sè c©n b»ng tÝnh −a dÇu - n−íc

APG: Alkyl polyglucozit

NI: Kh«ng ion

GC - MS: Ph−¬ng ph¸p s¾c ký khÝ kÕt hîp phæ khèi

COD: Nhu cÇu oxy ho¸ häc

BOD: Nhu cÇu oxy sinh ho¸

KO: DÇu ho¶

DO: DÇu diezel

FO: Nhiªn liÖu ®èt lß

Greasemaster: ChÊt tÈy röa cña Mü

BK-NT1: Tªn gäi chÊt tÈy röa cña ®Ò tµi

GC-MS: Ph−¬ng ph¸p s¾c ký kÕt hîp víi phæ khèi

IR: Phæ hång ngo¹i

Lêi nãi ®Çu

Song song víi sù ph¸t triÓn nh− vò b·o cña c«ng nghiÖp dÇu khÝ còng n¶y sinh ra

mét vÊn ®Ò ®¸ng quan t©m ®ã lµ cÆn bÈn x¨ng dÇu. CÆn dÇu ®−îc sinh ra trong qu¸ tr×nh

khai th¸c, chÕ biÕn, tån chøa vµ vËn chuyÓn dÇu th« hay dÇu th−¬ng phÈm. Thµnh phÇn

cña cÆn dÇu rÊt phøc t¹p, chóng lµ c¸c chÊt rÊt qu¸nh, dÝnh, b¸m chÆt vµo bÒ mÆt bån bÓ

chøa,rÊt khã tÈy röa. T¸c h¹i cña cÆn dÇu thÓ hiÖn ë c¸c ®iÓm sau ®©y:

- CÆn dÇu g©y ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn chÊt l−îng cña nhiªn liÖu vµ ®éng c¬ sö

dông: lµm gi¶m thÓ tÝch chøa cña nhiªn liÖu trong c¸c lÇn tån chøa tiÕp theo, g©y hËu

qu¶ xÊu cho ®éng c¬ sö dông, g©y ra hiÖn t−îng gØ trong bån bÓ chøa, ¨n mßn vagon

xitec vËn chuyÓn, lµm cho c¸c thiÕt bÞ vËn chuyÓn, tån chøa h− háng tr−íc thêi h¹n qui

®Þnh.

- CÆn dÇu ®ãng chÆt vµo ®−êng èng, bån bÓ, thµnh vµ ®¸y tÇu khiÕn cho viÖc n¹o

vÐt mÊt rÊt nhiÒu thêi gian, ¶nh h−ëng ®Õn tiÕn ®é vËn chuyÓn dÇu. H¬n n÷a, nÕu ®Ó l©u

ngµy, cÆn dÇu cã thÓ lµm t¾c èng dÉn.

- CÆn dÇu g©y « nhiÔm m«i tr−êng

Trªn thÕ giíi, viÖc tÈy röa bån bÓ chøa vµ xö lý cÆn dÇu ®· ®−îc nghiªn cøu hoµn

tÊt tõ l©u vµ ®· cã c«ng nghÖ æn ®Þnh. ë n−íc ta, tõ tr−íc ®Õn nay, viÖc lµm s¹ch bån bÓ

chøa x¨ng dÇu ®−îc thùc hiÖn b»ng ph−¬ng ph¸p thñ c«ng, võa cã n¨ng suÊt thÊp, võa

¶nh h−ëng ®Õn søc khoÎ cña c«ng nh©n ngµnh x¨ng dÇu. MÆt kh¸c, cÆn dÇu sau khi tÈy

röa ®Ó ph©n huû tù do trong kh«ng khÝ, hoÆc ®em ch«n d−íi ®Êt, g©y « nhiÔm trÇm träng

, ¶nh h−ëng ®Õn søc khoÎ cña céng ®ång.

Tõ tÊt c¶ c¸c vÊn ®Ò ®∙ nªu ë trªn thÊy r»ng, ph¶i chÕ t¹o ®−îc mét lo¹i chÊt tÈy

röa ®Æc chñng vµ t×m ra qui tr×nh c«ng nghÖ ®Ó lµm s¹ch cÆn dÇu trong c¸c thiÕt bÞ

tån chøa, ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn. ViÖc nµy sÏ gãp phÇn n©ng cao chÊt l−îng cña

nhiªn liÖu vµ b¶o vÖ bån bÓ chøa. MÆt kh¸c, còng cÇn ph¶i cã biÖn ph¸p xö lý cÆn

dÇu thu gom ®−îc ®Ó tr¸nh « nhiÔm m«i tr−êng. §©y còng lµ môc ®Ých ®Æt ra ngay tõ

ban ®Çu cña ®Ò tµi.

§Ó hoµn thµnh c¸c tiªu chÝ ®· ®Æt ra, trong ®Ò tµi nµy bao gåm c¸c nhiÖm vô sau :

* Tæng quan lý thuyÕt vÒ t¸c h¹i cña cÆn dÇu, c¸c ph−¬ng ph¸p tæng hîp chÊt tÈy

röa cÆn dÇu vµ biÖn ph¸p xö lý m«i tr−êng sau tÈy röa.

* X¸c ®Þnh mét c¸ch cã hÖ thèng thµnh phÇn cÆn dÇu t¹i c¸c ®Þa ®iÓm, thêi gian

tån chøa, lo¹i nhiªn liÖu tån chøa kh¸c nhau.

* Tæng hîp chÊt tÈy röa cÆn dÇu tõ dÇu thùc vËt vµ c¸c nguyªn liÖu kh¸c s½n cã ë

ViÖt nam, mµ tiªu biÓu lµ dÇu th«ng. Trong ®ã, ph¶i biÕn tÝnh dÇu th«ng ®Ó t¹o nguyªn

liÖu tèt h¬n.

* §−a ra h−íng dÉn qui tr×nh c«ng nghÖ tæng hîp CTR,

* Thö nghiÖm tÈy röa cÆn dÇu trong c¸c thiÕt bÞ tån chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn

chuyÓn t¹i H¶i Phßng Petolimex. X¸c ®Þnh c¬ chÕ tÈy röa vµ thiÕt lËp qui tr×nh c«ng

nghÖ tÈy röa c¸c lo¹i thiÕt bÞ ë trªn.

* Nghiªn cøu xö lý hçn hîp sau tÈy röa vµ ®−a ra h−íng dÉn qui tr×nh c«ng nghÖ

xö lý cÆn dÇu chèng « nhiÔm m«i tr−êng.

B¸o c¸o nµy sÏ chi tiÕt ho¸ c¸c néi dung nªu trªn d−íi gãc ®é khoa häc, cßn b¸o

c¸o vÒ c¸c lo¹i s¶n phÈm cô thÓ thu ®−îc trong §Ò tµi sÏ ®−îc thÓ hiÖn theo biÓu mÉu

HD1 vµ HD4.

Chñ nhiÖm §Ò tµi vµ tËp thÓ c¸n bé tham gia xin ®−îc c¶m ¬n s©u s¾c tíi l·nh ®¹o

Bé Khoa häc & C«ng nghÖ, Bé Gi¸o dôc & §µo t¹o, Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa Hµ Néi

®· hÕt søc quan t©m vµ t¹o ®iÒu kiÖn ®Ó §Ò tµi ®¹t ®−îc c¸c kÕt qu¶ nh− mong muèn vµ

®óng thêi h¹n; gãp phÇn ®−a khoa häc c«ng nghÖ vµo ®êi sèng vµ n©ng cao hiÖu qu¶

kinh tÕ cho n−íc nhµ.

Ch−¬ng 1: Tæng quan lý thuyÕt

I. Giíi thiÖu chung vÒ cÆn dÇu vµ bån bÓ chøa

Thùc tÕ cho thÊy, ngµnh c«ng nghiÖp dÇu khÝ cµng ph¸t triÓn m¹nh mÏ th× theo ®ã,

l−îng cÆn dÇu sinh ra tõ c¸c qu¸ tr×nh khai th¸c, chÕ biÕn, vËn chuyÓn hay tån chøa sÏ

gia t¨ng ngµy cµng lín [6,10]. Nguån gèc ph¸t sinh cÆn dÇu bao gåm:

- Qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu má.

- Qu¸ tr×nh tån chøa dÇu má, x¨ng dÇu th−¬ng phÈm trong hÖ thèng bån bÓ chøa.

- Qu¸ tr×nh vËn chuyÓn dÇu má, x¨ng dÇu th−¬ng phÈm b»ng ®−êng bé, ®−êng

thuû, ®−êng s¾t, ®−êng èng: xµ lan, tµu chë dÇu, wagon xitec, « t« xitec, tuyÕn èng dÉn

dÇu…

Thµnh phÇn cÆn dÇu còng rÊt ®a d¹ng vµ g©y ¶nh h−ëng xÊu ®Õn chÊt l−îng nhiªn

liÖu, chÊt l−îng ®éng c¬ còng nh− bån bÓ chøa. Do vËy, sù hiÓu biÕt vÒ nguyªn nh©n

sinh ra cÆn dÇu, thµnh phÇn vµ t¸c h¹i cña nã sÏ gióp cho viÖc tæng hîp ®−îc mét CTR

®Æc chñng, ®ång thêi xö lý cÆn dÇu ®−îc tèt h¬n, gãp phÇn n©ng cao hiÖu qu¶ kinh tÕ.

1.1 T¸c h¹i cña cÆn dÇu

I.1.1. T¸c h¹i cña cÆn dÇu ®èi víi ®éng c¬ [46,48]

Trong cÆn dÇu lu«n cã n−íc, nhùa, asphanten, dÇu mì cã ph©n tö l−îng lín,

cacboit, cacben vv.... N−íc lu«n lµ t¸c nh©n cã h¹i, vÝ dô, n−íc trong dÇu nhên lµm t¨ng

kh¶ n¨ng «xy ho¸ cña dÇu, lµm t¨ng qu¸ tr×nh ¨n mßn c¸c chi tiÕt kim lo¹i tiÕp xóc víi

dÇu, lµm gi¶m tÝnh b«i tr¬n. N−íc trong nhiªn liÖu lµm gi¶m kh¶ n¨ng to¶ nhiÖt cña

nhiªn liÖu, lµm t¾c bé chÕ hoµ khÝ, t¾c vßi phun nhiªn liÖu. ë nhiÖt ®é thÊp, n−íc ®ãng

b¨ng vµ lµm t¾c h¼n c¸c thiÕt bÞ läc nhiªn liÖu, lµm t¾c èng dÉn, ®Êy cã thÓ lµ nguyªn

nh©n tai n¹n cña c¸c ®éng c¬ hµng kh«ng.

C¸c chÊt nhùa kÕt tña trong nhiªn liÖu sÏ lµm gi¶m h¼n c¸c tÝnh chÊt sö dông cña

nhiªn liÖu ®ã vµ g©y hËu qu¶ xÊu cho sù ho¹t ®éng cña ®éng c¬. Nguyªn nh©n chñ yÕu

cña nh÷ng sù cè x¶y ra trong ®éng c¬ lµ do sö dông lo¹i nhiªn liÖu cã lÉn nh÷ng s¶n

phÈm «xy ho¸ sinh ra trong qu¸ tr×nh tån chøa l©u dµi. C¸c s¶n phÈm nhùa kh«ng hoµ

tan (mÆc dï sè l−îng kh«ng lín l¾m) cïng víi n−íc, cÆn bÈn vµ gØ kim lo¹i t¹o thµnh

chÊt kÕt tña d−íi d¹ng nhò t−¬ng bÒn v÷ng, lµ nguyªn nh©n chñ yÕu g©y nªn bÈn t¾c bé

läc. Khi lät vµo ®éng c¬, c¸c s¶n phÈm «xy ho¸ ®ã sÏ bÞt kÝn c¸c bé läc, ®ãng cÆn trong

hÖ thèng hót vµ sÏ dÔ dµng g©y nªn sù cè trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña ®éng c¬. Khi

cÊp nhiªn liÖu cho m¸y bay, « t« vµ m¸y kÐo, c¸c phÇn tö ®ã sÏ theo s¶n phÈm dÇu ®i

qua c¸c líp läc máng, lät vµo ®éng c¬, ph¸ ho¹i chÕ ®é lµm viÖc b×nh th−êng cña ®éng

c¬ vµ mµi mßn tr−íc thêi h¹n quy ®Þnh. Nh÷ng n¨m gÇn ®©y, do sù ph¸t triÓn v« cïng

m¹nh mÏ cña nh÷ng ®éng c¬ ®èt trong vµ ®éng c¬ ph¶n lùc, ng−êi ta ®· chÕ t¹o ra

nh÷ng lo¹i nhiªn liÖu vµ dÇu mì b«i tr¬n cã tÝnh æn ®Þnh nhiÖt cao ;viÖc tån chøa nh÷ng

lo¹i nhiªn liÖu vµ dÇu mì ®ã ®ßi hái nhiÒu yªu cÇu cao h¬n n÷a vÒ chÊt l−îng c¸c bån

bÓ chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn .

I.1.2. T¸c h¹i cña cÆn dÇu ®èi víi bån bÓ chøa [46]

Trong c¸c nhiªn liÖu ®Òu cã n−íc; hiÖn t−îng gØ sÏ xuÊt hiÖn ë nh÷ng n¬i tiÕp xóc

gi÷a n−íc víi kim lo¹i. Trong qu¸ tr×nh tån chøa t¹i bÓ, c¸c s¶n phÈm dÇu dÇn dÇn bÞ lÉn

n−íc do hÊp thô h¬i n−íc trong kho¶ng trèng chøa h¬i, do ®ã lµm cho bÓ bÞ gØ, chñ yÕu

lµ n¾p vµ c¸c tÇng thÐp phÝa trªn cña thµnh bÓ lµ n¬i tiÕp xóc th−êng xuyªn víi kh«ng

khÝ. Trong líp n−íc lãt bÓ, th−êng bao giê còng cã chøa nhiÒu lo¹i muèi kho¸ng hoµ

tan. ChÝnh lo¹i n−íc nµy lµ nguyªn nh©n g©y nªn gØ d−íi d¹ng c¸c cÆp ®iÖn ph©n gi÷a

c¸c tÊm kim lo¹i lµm ®¸y bÓ vµ tÇng d−íi thµnh bÓ víi kim lo¹i cña c¸c mèi hµn.

PhÇn lín c¸c lo¹i nhiªn liÖu ®Òu cã chøa c¸c lo¹i axit vµ kiÒm tan trong n−íc, c¸c

axit h÷u c¬ kh¸c nhau, c¸c peroxit vµ c¸c s¶n phÈm «xy ho¸ kh¸c, xuÊt hiÖn trong qu¸

tr×nh tån chøa. C¸c hîp chÊt ho¹t tÝnh ®ã trong thµnh phÇn c¸c s¶n phÈm dÇu ®Òu lµ

nguyªn nh©n g©y nªn hiÖn t−îng ¨n mßn kim lo¹i, lµm cho bÓ bÞ gØ.

Mét sè nhiªn liÖu lµ m«i tr−êng x©m thùc ®èi víi c¸c kim lo¹i ®en. Bëi vËy c¸c

lo¹i bÓ chøa, xitec vµ èng dÉn lµm b»ng kim lo¹i ®Òu bÞ ¨n mßn. Nguy hiÓm h¬n ®èi víi

kim lo¹i lµ nÕu trong nhiªn liÖu cã chøa l−u huúnh, ®Æc biÖt lµ c¸c hîp chÊt l−u huúnh

ho¹t tÝnh, mÆc dï chØ víi mét l−îng rÊt nhá, chóng còng cã thÓ g©y ¨n mßn . C¸c hîp

chÊt l−u huúnh d¹ng mercaptan vµ dihydrosunfua H2S g©y nªn gØ m¹nh h¬n c¶.

Dihydrosunfua t¸ch ra tõ c¸c s¶n phÈm dÇu, hoµ tan vµo c¸c giät n−íc, tÝch tô t¹i mÆt

trong n¾p bÓ vµ c¸c tÇng thµnh bÓ phÝa trªn, cïng víi axit trong kh«ng khÝ t¹o thµnh axit

sunfuric vµ s¾t sunfua. Chóng r¬i tõ trªn n¾p vµ thµnh bÓ xuèng lµm nhiÔm bÈn s¶n

phÈm dÇu vµ ®äng l¹i d−íi ®¸y bÓ. S¾t sunfua g©y nªn hiÖn t−îng ¨n mßn ®iÖn hãa, ph¸

huû m¹nh ®¸y vµ c¸c tÇng thµnh bÓ phÝa d−íi, lµm cho chóng háng tr−íc thêi h¹n quy

®Þnh, ngoµi ra, cßn lµm cho s¶n phÈm dÇu bÞ nhiÔm bÈn bëi nhiÒu s¶n phÈm ¨n mßn kim

lo¹i kh¸c.

Trong qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu, t¹p chÊt c¬ häc lµm t¨ng bµo mßn èng dÉn, kÕt tô

trªn bÒ mÆt trong c¸c thiÕt bÞ vµ lß èng, lµm gi¶m hÖ sè dÉn nhiÖt, kÝch thÝch qu¸ tr×nh

cèc ho¸ èng lß. C¸c t¹p chÊt c¬ häc cøng trong dÇu nhên lµm t¨ng ¨n mßn thiÕt bÞ.

1. 2 Sù t¹o thµnh cÆn dÇu

1.2.1. Sù t¹o thµnh cÆn dÇu trong qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu má [10,46,48]

Trong qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu má, phÇn cÆn dÇu tån t¹i chñ yÕu ë d¹ng dÇu cÆn FO

hay bitum (bitum lµ lo¹i s¶n phÈm nÆng nhÊt thu ®−îc tõ dÇu má hoÆc b»ng con ®−êng

ch−ng cÊt ch©n kh«ng rÊt s©u hoÆc b»ng con ®−êng khö asphan b»ng propan c¸c lo¹i cÆn

ch−ng cÊt ch©n kh«ng, hoÆc b»ng con ®−êng «xy ho¸ tÊt c¶ c¸c lo¹i cÆn sinh ra trong

qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu má). Do vËy cã thÓ xem nh− qu¸ tr×nh chÕ biÕn dÇu má thµnh c¸c

s¶n phÈm kh¸c nhau kh«ng sinh ra cÆn dÇu trùc tiÕp mµ cÆn dÇu chØ sinh ra trong qu¸

tr×nh vËn chuyÓn, tån chøa dÇu th« tr−íc khi ®−a vµo chÕ biÕn.

1.2.2. Sù t¹o thµnh cÆn dÇu trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn, tån chøa hay xuÊt nhËp

trong hÖ thèng bån bÓ chøa [10]

Trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn vµ tån chøa, phÈm chÊt cña dÇu má còng nh− c¸c s¶n

phÈm dÇu cã thÓ bÞ kÐm ®i do mÊt c¸c phÇn nhÑ (bay h¬i), do nhiÔm bÈn c¸c t¹p chÊt c¬

häc, do lÉn lén c¸c lo¹i dÇu kh¸c nhau trong khi nhËp vµo c¸c ph−¬ng tiÖn ch−a ®−îc

th¸o c¹n vµ ch−a röa s¹ch, hoÆc trong khi b¬m chuyÓn liªn tiÕp c¸c lo¹i s¶n phÈm dÇu

kh¸c nhau trong cïng mét ®−êng èng, do lÉn n−íc, ho¸ nhùa d−íi t¸c dông cña «xy

trong m«i tr−êng cã kh«ng khÝ cã t¸c ®éng cña nhiÖt ®é.

Cho dï lµ tån chøa hay vËn chuyÓn dÇu d−íi h×nh thøc nµo ®i n÷a: ®−êng bé,

®−êng s¾t, ®−êng thuû, tuyÕn èng th× sau mét thêi gian nhÊt ®Þnh, tuú theo phÈm chÊt

cña c¸c s¶n phÈm ®ã, thêi gian vµ nhiÖt ®é tån chøa, vßng l−u chuyÓn...mµ cã hiÖn

t−îng tÝch tô, tøc lµ hiÖn t−îng c¸c phÇn tö r¾n to lªn vµ l¾ng ®äng xuèng.

NhiÒu nhµ nghiªn cøu ®· kh¼ng ®Þnh r»ng, hiÖn t−îng l¾ng ®äng nhùa-parafin tuú

thuéc vµo kÝch th−íc c¸c tinh thÓ parafin, kh¶ n¨ng hîp thÓ cña chóng ; c¸c tÝnh chÊt bÒ

mÆt cña c¸c tinh thÓ vµ c¸c ®Æc ®iÓm lý-ho¸ cña m«i tr−êng dÇu má, trong ®ã sÏ x¶y ra

hiÖn t−îng l¾ng ®äng. Râ rµng lµ c¸c tinh thÓ parafin cµng nhá bao nhiªu th× chóng cµng

l¾ng ®äng chËm bÊy nhiªu (tr−êng hîp kh«ng cã qu¸ tr×nh hîp thÓ), vµ ë mét møc ®é

kÝch th−íc nhÊt ®Þnh, chóng kh«ng thÓ l¾ng ®äng ®−îc mµ ë trong tr¹ng th¸i chuyÓn

®éng Brao. VËy ng−êi ta thÊy r»ng, cÆn dÇu xuÊt hiÖn trong qu¸ tr×nh tån chøa vµ vËn

chuyÓn chÝnh lµ do hai nguyªn nh©n: thø nhÊt lµ do tÝnh thiÕu æn ®Þnh cña nhiªn liÖu

trong qu¸ tr×nh b¶o qu¶n, thø hai lµ do trong qu¸ tr×nh xuÊt nhËp: n−íc, t¹p chÊt c¬ häc

lÉn theo s¶n phÈm dÇu ®i vµo bån bÓ chøa.Ngoµi ra, trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn vµ tån

chøa, dÇu má vµ c¸c s¶n phÈm dÇu th−êng bÞ lÉn n−íc còng nh− bÞ nhiÔm bÈn nhiÒu lo¹i

t¹p chÊt c¬ häc nh− bôi, c¸t, gØ s¾t…

Khi khai th¸c vµ vËn chuyÓn dÇu, mét phÇn n−íc vµ t¹p chÊt cã lÉn trong dÇu sÏ ®i

vµo ®−êng èng vµ c¸c bÓ chøa cña c¸c nhµ m¸y. Trong qu¸ tr×nh tån chøa dÇu má, c¸c

t¹p chÊt nµy ®äng l¹i trong bÓ chøa vµ trong bé phËn l¾ng bïn cña thiÕt bÞ l¾ng. N−íc lµ

ng−êi b¹n ®−êng th−êng xuyªn cña c¸c lo¹i dÇu má nguyªn khai. N−íc cã trong dÇu th«

¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c thiÕt bÞ ch−ng cÊt.

N−íc vµ c¸c t¹p chÊt c¬ häc kh«ng nh÷ng lÉn trong dÇu má, mµ cßn lÉn trong c¸c

s¶n phÈm dÇu má n÷a, ®Æc biÖt lµ trong mazut cÆn. Hµm l−îng n−íc trong c¸c s¶n phÈm

dÇu, kÓ c¶ trong c¸c lo¹i dÇu nhên ®· ®−îc läc s¹ch, trong x¨ng, dÇu ho¶, nhiªn liÖu

ph¶n lùc vµ nhiªn liÖu diezen th−êng rÊt nhá, trõ tr−êng hîp chóng bÞ n−íc trµn vµo.

N−íc cã thÓ lät vµo c¸c bÓ chøa trong khi vËn chuyÓn c¸c s¶n phÈm dÇu b»ng ®−êng

thuû, trong khi h©m nãng, do bÓ bÞ h− háng hoÆc trong khi xuÊt tõ c¸c wagon xitec vµo

bÓ… N−íc lÉn trong dÇu má vµ c¸c s¶n phÈm dÇu d−íi d¹ng huyÒn phï gi¶n ®¬n, hoÆc

d−íi d¹ng nhò t−¬ng (thµnh nhiÒu h¹t ph©n t¸n rÊt nhá), tr−êng hîp nµy ph¶i sö dông

ph−¬ng ph¸p khö n−íc ®Æc biÖt.

Nh÷ng lo¹i dÇu nhên bÞ lÉn n−íc, kÓ c¶ tr−êng hîp lÉn n−íc d−íi d¹ng huyÒn phï

gi¶n ®¬n, sau khi ®Ó l¾ng vÉn ph¶i tiÕp tôc läc cho hÕt nh÷ng vÕt n−íc cã thÓ vÉn cßn

d−íi d¹ng h¹t rÊt nhá. Søc ®Èy cña c¸c ph©n tö dÇu lµm cho c¸c h¹t n−íc ®ã kh«ng l¾ng

xuèng ®−îc; bëi vËy ph¶i läc cho nh÷ng dÇu nµy trong l¹i (hay gäi lµ khö n−íc) lµ mét

viÖc t−¬ng ®èi khã kh¨n. Møc ®é hoµ tan cña n−íc phô thuéc vµo cÊu tróc ph©n tö cña

s¶n phÈm dÇu vµ nhiÖt ®é tån chøa cña s¶n ph¶m dÇu ®ã. N−íc kh«ng nh÷ng g©y nªn

¶nh h−ëng xÊu trong khi s¶n xuÊt vµ sö dông c¸c s¶n phÈm dÇu, mµ cßn cã ¶nh h−ëng

tíi c¸c qu¸ tr×nh ph©n tÝch c¸c chØ tiªu kh¸c.

C¸c t¹p chÊt c¬ häc: C¸c phÇn tö v« c¬ th−êng lÉn trong dÇu má vµ c¸c s¶n phÈm

dÇu d−íi d¹ng huyÒn phï. PhÇn lín c¸c t¹p chÊt c¬ häc gåm cã c¸t, ®Êt sÐt vµ bôi s¾t,

®«i khi cã thªm c¸c lo¹i muèi kho¸ng, ngoµi ra hµm l−îng t¹p chÊt th−êng thay ®æi

trong mét giíi h¹n kh¸ réng. TÊt c¶ c¸c t¹p chÊt khi lät vµo èng dÉn chØ cã mét phÇn

l¾ng ®äng l¹i trong èng, cßn phÇn lín lät vµo c¸c bÓ nhËp.

Trong nh÷ng s¶n phÈm dÇu ®· ®−îc tinh chÕ b»ng ®Êt sÐt tr¾ng, phÇn lín c¸c t¹p

chÊt c¬ häc chÝnh lµ lo¹i ®Êt hÊp thô nãi trªn; cßn trong nh÷ng s¶n phÈm dÇu ®−îc tinh

chÕ b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c th× c¸c t¹p chÊt c¬ häc bao gåm gØ s¾t vµ nhiÒu muèi

kho¸ng kh¸c nhau.

Ngoµi ra, c¸c t¹p chÊt cßn cã thÓ theo thuèc nhuém lät thªm vµo c¸c lo¹i x¨ng « t«

trong qu¸ tr×nh nhuém mµu x¨ng t¹i c¸c nhµ m¸y läc dÇu. Khi ph©n tÝch c¸c t¹p chÊt c¬

häc thu ®−îc sau khi läc lo¹i x¨ng nãi trªn, ng−êi ta thÊy r»ng, gÇn 10% lµ c¸c phÇn tö

thuèc nhuém h÷u c¬ kh«ng tan vµ 90% lµ «xit s¾t ë d¹ng bôi gØ s¾t.

C¸c s¶n phÈm dÇu s¸ng (x¨ng, dÇu ho¶, nhiªn liÖu ph¶n lùc) vËn chuyÓn b»ng

wagon xitec th−êng bÞ lÉn t¹p chÊt c¬ häc nhiÒu nhÊt. Trong ®ã cã gØ cña thµnh trong

xitec, bôi tõ kh«ng khÝ r¬i vµo trong khi xuÊt nhËp, nh÷ng m¶nh nhá jo¨ng n¾p bÞ h−

háng… KÝch th−íc cña c¸c phÇn tö t¹p chÊt trong x¨ng lµ vµo kho¶ng 70micron vµ tæng

sè c¸c phÇn tö ®ñ lo¹i to nhá trong 1l x¨ng lµ vµo kho¶ng 500.

Râ rµng lµ trong khi b¬m dÇu vµo bÓ, phÇn lín dÇu ®· bÞ ®¶o trén lªn, trong ®ã cã

c¸c h¹t gØ s¾t rÊt nhá vµ c¸c t¹p chÊt c¬ häc kh¸c ®· bÞ khuÊy tõ d−íi ®¸y lªn.

Ngoµi ra, do c¸c h¹t ng−ng kÕt lín bÞ ph©n huû còng lµm t¨ng tæng sè c¸c h¹t t¹p

chÊt lªn, nh÷ng h¹t nµy sau mét thêi gian dµi sÏ kÕt tô l¹i d−íi tr¹ng th¸i huyÒn phï

trong s¶n phÈm dÇu vµ sÏ lµm cho phÈm chÊt s¶n phÈm dÇu xÊu ®i.

Th«ng th−êng sau mét thêi gian tån chøa, møc ®é nhiÔm bÈn cña c¸c lo¹i dÇu

s¸ng trong bÓ chøa sÏ gi¶m ®i. Nh−ng còng trong thêi gian ®ã, dÇu l¹i bÞ nhiÔm bÈn bëi

gØ cña bÓ chøa vµ ®−êng èng, bëi bôi tõ kh«ng khÝ lät vµo trong qu¸ tr×nh h« hÊp lín vµ

nhá cña bÓ chøa, bëi c¸c s¶n phÈm mµi mßn cña c¸c thiÕt bÞ b¬m chuyÓn… Bëi vËy

tæng møc nhiÔm bÈn bëi c¸c t¹p chÊt c¬ häc cña s¶n phÈm dÇu vÉn cßn rÊt cao. Theo tµi

liÖu th× trung b×nh cø 100 tÊn x¨ng cã tõ 1,7÷3,9 kg t¹p chÊt l¾ng ®äng l¹i trong c¸c bÓ

chøa cña c¸c kho chøa x¨ng dÇu.

HiÖn t−îng lÉn n−íc vµ nhiÔm bÈn g©y nªn c¸c nguyªn nh©n tù nhiªn quyÕt ®Þnh

thµnh phÇn ho¸ häc cña c¸c s¶n phÈm dÇu, còng nh− nãi lªn nh−îc ®iÓm cña c¸c

ph−¬ng ph¸p tån chøa vµ xuÊt nhËp hiÖn hµnh.

Mét trong c¸c ®iÒu kiÖn b¶o qu¶n phÈm chÊt chñ yÕu c¸c s¶n phÈm dÇu lµ ph¶i

dïng bån bÓ s¹ch ®Ó tån chøa chóng; b»ng c¸ch th−êng xuyªn sóc röa cho hÕt c¸c cÆn

s¶n phÈm dÇu, n−íc, bôi c¸t, gØ kim lo¹i vµ c¸c t¹p chÊt kh¸c.

§Æc biÖt, nh÷ng lo¹i dÇu má cã nhiÒu nhùa vµ asphanten sÏ cã t¸c h¹i rÊt lín, do

c¸c chÊt nµy cã thÓ tån t¹i trong dÇu d−íi d¹ng huyÒn phï, råi sau ®ã trong qu¸ tr×nh

ch−ng cÊt, mét phÇn c¸c chÊt sÏ kÕt b¸m trªn thµnh thiÕt bÞ vµ thµnh lß èng, ®Èy nhanh

qu¸ tr×nh t¹o cèc cña dÇu má /18, 40, 41/

1.3. Thµnh phÇn cña cÆn dÇu [6, 10, 18, 19, 22]

TÝnh chÊt vµ thµnh phÇn cña c¸c lo¹i cÆn ®¸y trong bÓ chøa phô thuéc vµo nhiÒu

yÕu tè kh¸c nhau, trong ®ã chñ yÕu lµ lo¹i s¶n phÈm dÇu ®−îc tån chøa, c¸c ®iÒu kiÖn vµ

thêi h¹n tån chøa.

Tuú theo c¸c tÝnh chÊt lý häc cña chóng, c¸c lo¹i cÆn bao gåm lo¹i cøng (mµng

c¸c «xÝt, gØ kim lo¹i, vÈy gØ s¾t) hoÆc lo¹i xèp, sinh ra do c¸c s¶n phÈm «xy ho¸ kÕt tô

l¹i trªn mÆt kim lo¹i cña bÓ.

§Ó chän ®−îc ph−¬ng ph¸p sóc röa bÓ cho hîp lý, ta cã thÓ chia c¸c lo¹i cÆn ra

lµm ba nhãm: h÷u c¬, v« c¬ vµ hçn hîp cña c¶ hai nhãm trªn.

Ta th−êng thÊy cÆn v« c¬ trªn thµnh bÓ vµ mÆt trong n¾p bÓ d−íi d¹ng v¶y gØ (oxÝt

s¾t, s¾t sunfua). CÆn h÷u c¬ bao gåm c¸c hîp chÊt hydrocacbon (cacben, cacboit...) dÔ

hoµ tan trong x¨ng, trong dÇu ho¶ hoÆc c¸c chÊt dung m«i ho¸ häc kh¸c, ®ång thêi còng

gåm cÆn h¾c Ýn vµ cÆn nhùa bitum.

Theo tµi liÖu cña hai c«ng ty qu¶n lý ®−êng èng dÉn dÇu Tatarxki vµ Baskiarxki

[10] th× trong c¸c bÓ chøa dÇu má dung tÝch 5000m3 ®é cao trung b×nh cña líp cÆn ®¸y

trong mét n¨m lµ tõ 500 ÷ 800mm. Khi sóc röa c¸c bÓ nµy, ng−êi ta ph¶i bá tíi 400 ÷

450m3 dÇu cÆn trong mçi bÓ.

Trªn b¶ng 1.1 lµ thµnh phÇn gÇn ®óng cña phÇn cÆn trong c¸c bÓ chøa dÇu má

(tÝnh ra %KL):

B¶ng 1.1: Thµnh phÇn cÆn trong bÓ chøa dÇu má

Thµnh phÇn Hµm l−îng (%KL)

N−íc 18

C¸c lo¹i t¹p chÊt c¬ häc 12

DÇu mì vµ Parafin 21

C¸c s¶n phÈm dÇu láng vµ c¸c chÊt nhùa, asphanten 49

1.3.1. CÆn c¸c s¶n phÈm dÇu s¸ng

TÝnh chÊt cña c¸c lo¹i cÆn ®¸y trong c¸c bÓ chøa dÇu s¸ng cã kh¸c ®«i chót so víi

cÆn trong c¸c bÓ dÇu má nguyªn khai. T¹p chÊt chñ yÕu trong c¸c lo¹i cÆn ®¸y ë ®©y

bao gåm c¸c s¶n phÈm ¨n mßn (v¶y gØ s¾t) vµ c¸c t¹p c¬ häc. C¸c s¶n phÈm ¨n mßn

n»m lÉn trong khèi s¶n phÈm dÇu d−íi d¹ng c¸c h¹t cùc nhá trong suèt qu¸ tr×nh sö

dông bÓ. Trong ®ã c¸c s¶n phÈm «xy ho¸ chiÕm phÇn lín (®Æc biÖt lµ trong c¸c s¶n

phÈm chÕ t¹o b»ng ph−¬ng ph¸p xóc t¸c).

CÆn trong c¸c bÓ chøa dÇu nhên còng gåm c¸c s¶n phÈm ¨n mßn, c¸c t¹p chÊt c¬

häc vµ c¸c lo¹i nhò t−¬ng “dÇu lÉn n−íc’’.

1.3.2. CÆn dÇu mazut

Kh¸c víi cÆn trong c¸c bÓ chøa s¶n phÈm dÇu s¸ng, dÇu nhên vµ dÇu má nguyªn

khai, cÆn trong c¸c bÓ chøa mazut cã nh÷ng ®Æc ®iÓm riªng; bëi vËy c¸c thao t¸c sóc

röa nh÷ng bÓ nµy còng cã mét sè ®iÓm kh¸c biÖt.

Thµnh phÇn ho¸ häc cña c¸c lo¹i cÆn ®¸y trong c¸c bÓ chøa mazut kh¸c h¼n víi

cÆn cña c¸c s¶n phÈm dÇu s¸ng. PhÇn chÝnh cña cÆn nµy lµ c¸c hîp chÊt cao ph©n tö

thuéc lo¹i asphanten, phÇn cßn l¹i kh«ng tan gåm nh÷ng cacben vµ cacboit cã tû träng

lín (th−êng lín h¬n hoÆc b»ng 1). Nh×n bÒ ngoµi th× lo¹i cÆn nµy cã mµu ®en ®Æc sÖt, rÊt

nhít.

Qu¸ tr×nh l¾ng c¸c asphanten, cacben vµ cacboit t¸ch ra tõ mazut chñ yÕu liªn

quan tíi vÊn ®Ò t¨ng nhiÖt trong khi h©m nãng mazut t¹i bÓ chøa. §Æc biÖt kÐm æn ®Þnh

nhÊt lµ lo¹i cÆn cracking cã chøa trªn 1% cacboit. Tr−êng hîp h©m nãng mazut trong

qu¸ tr×nh tån chøa th× cacboit sÏ l¾ng kÕt trªn thµnh vµ ®¸y cña bÓ kim lo¹i, còng nh−

trªn bÒ mÆt cña c¸c thiÕt bÞ h©m nãng ®Æt bªn trong bÓ. Nh− vËy lµ chÝnh chÕ ®é dïng

nhiÖt ®Ó b¶o qu¶n mazut lµ mét trong nh÷ng yÕu tè quan träng ®Èy m¹nh qu¸ tr×nh t¸ch

cacboit vµ l¾ng kÕt chóng trªn c¸c bÒ mÆt kim lo¹i cña bÓ chøa.

Mét yÕu tè quan trong kh¸c g©y nªn t×nh tr¹ng t¹o thµnh cÆn trong bÓ n÷a lµ sù hót

b¸m c¸c lo¹i nhùa trung tÝnh vµ nh÷ng hydrocacbon cao ph©n tö (cã trong mazut) trªn

bÒ mÆt c¸c ph©n tö asphanten vµ cacboit. Do sù ®«ng tô cña c¸c phÇn tö nãi trªn , qu¸

tr×nh t¹o cÆn l¹i cµng m¹nh thªm.

Qua kÕt qu¶ ph©n tÝch chóng ta biÕt thµnh phÇn cña cÆn ®¸y trong c¸c bÓ chøa

mazut (tÝnh ra %KL) nh− sau / 10/:

B¶ng 1.2: Thµnh phÇn cÆn ®¸y trong bÓ chøa mazut

Thµnh phÇn Hµm l−îng (%KL)

N−íc 6,0

Asphanten 8,1

Nhùa 4,5

DÇu mì vµ Parafin 1,3

Cacboit kh«ng tan trong 36,4

benzen vµ t¹p chÊt c¬ häc

Than cèc (lÉn víi c¸c kho¸ng 45,9

t¹p kh«ng ch¸y)

Tro 5,8

L−u huúnh 3,8

Tãm l¹i, cÆn ®¸y trong c¸c bÓ chøa mazut lµ mét khèi ®Æc sÖt. C¸c chÊt nhùa,

asphanten l¾ng xuèng ®¸y bÓ, l©u dÇn dÝnh kÕt l¹i víi nhau, t¹o thµnh mét líp cÆn v÷ng

ch¾c. NÕu cÆn nµy tån t¹i l©u dµi trong bÓ th× sù kÕt dÝnh l¹i cµng t¨ng thªm vµ cÆn sÏ

trë thµnh mét lo¹i nhùa asphan cøng.ViÖc sóc röa bÓ cho s¹ch lo¹i cÆn nµy sÏ rÊt khã,

nÕu ta kh«ng sö dông c¸c biÖn ph¸p c¬ häc chuyªn dông, c¸c biÖn ph¸p ho¸ lý hay chÊt

tÈy röa ®Æc chñng.

1.4. Giíi thiÖu bån bÓ chøa [46,48]

Trong ngµnh c«ng nghiÖp dÇu khÝ th× bÒ mÆt bÞ nhiÔm bÈn bëi c¸c cÆn bÈn dÇu

chÝnh lµ c¸c lo¹i ph−¬ng tiÖn tån chøa chóng. DÇu má nguyªn khai vµ c¸c s¶n phÈm dÇu

®−îc tån chøa trong nhiÒu lo¹i ph−¬ng tiÖn kh¸c nhau: bÓ kim lo¹i næi trªn mÆt ®Êt, bÓ

bª t«ng cèt thÐp nöa næi, nöa ngÇm vµ hoµn toµn ngÇm d−íi mÆt ®Êt, tói chøa s¶n phÈm

dÇu ngÇm trong nh÷ng líp ®Êt ®¸ ®· ®−îc xö lý cho ph¼ng vµ kh«ng thÈm thÊu, c¸c lo¹i

thïng phuy nhá vv… T¹i c¸c kho trung chuyÓn cì lín, ta cßn thÊy lo¹i bÓ chøa lµm theo

kiÓu hè lín.

Tïy theo lo¹i vËt liÖu lµm bÓ, ng−êi ta chia c¸c bÓ chøa ra lµm hai lo¹i: bÓ kim lo¹i

vµ bÓ phi kim lo¹i (b»ng g¹ch, bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp).

ViÖc lùa chän ph−¬ng tiÖn tån chøa ®−îc dùa trªn c¬ së tÝnh to¸n kinh tÕ - kü

thuËt, trong ®ã ng−êi ta ph¶i tÝnh ®Õn lo¹i s¶n ph¶m ®−îc tån chøa, kh¶ n¨ng gi¶m bít

hao hôt do bay h¬i (®èi víi c¸c lo¹i dÇu s¸ng) còng nh− gi¸ thµnh thiÕt bÞ vµ gi¸ thµnh

sö dông.

BÓ kim lo¹i: Th−êng sö dông réng r·i nhÊt lµ lo¹i bÓ thÐp h×nh trô ®øng, næi trªn

mÆt ®Êt, cã ®¸y ph¼ng vµ m¸i h×nh nãn, ¸p suÊt d−¬ng lµ 200 mm cét n−íc vµ ¸p suÊt

©m lµ 25 mm cét n−íc (c¸c bÓ mÉu). BÓ ®−îc s¶n xuÊt theo c¸c dung tÝch danh ®Þnh

100, 200, 300, 400, 700, 1000, 2000, 3000 vµ 5000m3. Ngoµi ra, ng−êi ta còng ®· thiÕt

kÕ c¸c lo¹i bÓ lªn tíi 10000, 15000 vµ 20000m3 nh− kho x¨ng dÇu B12 Qu¶ng Ninh.

BÓ bª t«ng cèt thÐp: VÊn ®Ò tån chøa dÇu má vµ s¶n phÈm dÇu trong c¸c bÓ bª

t«ng cèt thÐp ch«n ngÇm g¾n liÒn víi víi viÖc gi¶i quyÕt hai nhiÖm vô c¬ b¶n d−íi ®©y:

- TiÕt kiÖm thÐp l¸.

- Gi¶m bít ®−îc nhiÒu l−îng s¶n phÈm dÇu bÞ hao hôt so víi l−îng hao hôt trong

qu¸ tr×nh tån chøa t¹i c¸c bÓ b»ng thÐp næi trªn mÆt ®Êt, d−íi ¸p suÊt th−êng.

Ng−êi ta th−êng tån chøa dÇu má vµ c¸c lo¹i dÇu s¸ng trong bÓ kim lo¹i kÝn, th¼ng

®øng hoÆc n»m ngang, trong bÓ ngÇm bª t«ng cèt thÐp cã lãt kim lo¹i vµ trong c¸c lo¹i

bÓ ngÇm kh¸c.

DÇu nhên, dÇu tèi vµ c¸c lo¹i s¶n phÈm dÇu kh¸c kh«ng cã phÇn cÊt dÔ bay h¬i

®−îc phÐp tån chøa trong c¸c bÓ kim lo¹i kh«ng kÝn, tr¸nh ®−îc m−a, n¾ng, kh«ng cÇn

xupap an toµn vµ xupap tho¸t h¬i, hoÆc tån chøa trong c¸c bÓ bª t«ng cèt thÐp.

C¸c bÓ chøa ph¶i ®¸p øng ®−îc ®Çy ®ñ c¸c yªu cÇu kü thuËt ®Ò ra cho tõng tr−êng

hîp tån chøa ®èi víi tõng lo¹i s¶n phÈm dÇu cô thÓ. Tuú theo kh¶ n¨ng thi c«ng, ph¶i

lµm sao tr¸nh ®−îc ¶nh h−ëng cña c¸c ®iÒu kiÖn bªn ngoµi t¸c ®éng tíi phÈm chÊt cña

s¶n phÈm ®−îc tån chøa.

Ngoµi ra, trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn, c¸c ph−¬ng tiÖn tån chøa lµ xµ lan, tµu chë

dÇu, wagon xitec, « t« xitec, èng dÉn dÇu hay c¸c lo¹i thïng phuy, thïng s¾t t©y, can,

chai, lä vµ tói chÊt dÎo.

C¸c bÒ mÆt kh¸c nhau ®Òu cã ¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh tÈy röa, ®ã lµ:

- BÒ mÆt tr¬n nh½n vµ bÒ mÆt sÇn sïi.

- BÒ mÆt cã vïng chÕt vµ bÒ mÆt kh«ng cã vïng chÕt.

- BÒ mÆt b×nh th−êng vµ bÒ mÆt ®· ®−îc s¬n chèng gØ, s¬n chèng «xy ho¸.

- BÒ mÆt cã cùc vµ kh«ng cã cùc.

TÝnh chÊt cña c¸c lo¹i bån bÓ kh¸c nhau sÏ dÉn ®Õn cã nh÷ng ph−¬ng ph¸p kh¸c

nhau ®Ó tÈy röa lµm s¹ch.

II. Thµnh phÇn vµ c¬ chÕ t¸c ®éng cña chÊt tÈy röa

2.1. Thµnh phÇn chÝnh trong c¸c chÊt tÈy röa th«ng th−êng

ChÊt tÈy röa dïng trong sinh ho¹t vµ trong c«ng nghiÖp cã thµnh phÇn rÊt phøc t¹p,

nh−ng cã thÓ bao gåm c¸c nhãm chÝnh nh− sau:

- ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt.

- ChÊt x©y dùng.

- ChÊt phô gia.

Mçi thµnh phÇn ®¬n lÎ trong chÊt tÈy röa ®Òu cã nh÷ng chøc n¨ng rÊt ®Æc biÖt

trong qu¸ tr×nh tÈy röa, tuy nhiªn chóng vÉn cã ¶nh h−ëng qua l¹i lÉn nhau. Ngoµi c¸c

thµnh phÇn chÝnh trªn ®©y, tuú thuéc vµo qu¸ tr×nh sö dông mµ ta cã thÓ cho thªm vµo

c¸c chÊt phô gia hoÆc bá bít nh÷ng thµnh phÇn kh«ng cÇn thiÕt [1,20,32,64,66,82]

2.1.1. ChÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt (H§BM) [23,36,77,87,90]

ChÊt H§BM chiÕm vai trß quan träng nhÊt trong thµnh phÇn chÊt tÈy röa. Nã cã

mÆt ë tÊt c¶ c¸c lo¹i chÊt tÈy röa kh¸c nhau. NhiÖm vô cña nã lµ ®¶m b¶o sù tÈy ®i c¸c

vÕt bÈn vµ nh÷ng chÊt l¬ löng trong n−íc giÆt ®Ó ng¨n c¶n sù b¸m l¹i cña chóng trªn bÒ

mÆt.

Mét ph©n tö chÊt H§BM gåm hai ®Çu: Mét ®Çu kþ n−íc (kh«ng tan trong n−íc) vµ

mét ®Çu −a n−íc (tan trong n−íc). C¸c ph©n tö nµy cã t¸c ®éng lín vµo c¸c giao diÖn

kh«ng khÝ/n−íc hoÆc dÇu/n−íc. Ng−êi ta ®Æt tªn cho chóng lµ nh÷ng t¸c nh©n bÒ mÆt,

hoÆc ®¬n gi¶n lµ chÊt H§BM, ho¹t ®éng hai mÆt. Cã bèn lo¹i chÊt H§BM: c¸c anionic,

c¸c chÊt kh«ng ion, c¸c cationic vµ c¸c chÊt l−ìng tÝnh.

-), th× chÊt

- ChÊt H§BM anionic: NÕu nhãm h÷u cùc ®−îc liªn kÕt b»ng ho¸ trÞ céng víi

-, -SO4

phÇn kþ n−íc cña chÊt H§BM mang ®iÖn tÝch ©m (-COO -, -SO3

H§BM ®−îc gäi lµ anionic: c¸c xµ b«ng, c¸c alkylbenzen sulfonat, c¸c sulfat r−îu

bÐo… lµ nh÷ng t¸c nh©n bÒ mÆt anionic.

+), s¶n phÈm ®−îc gäi lµ cationic: clorua dimetyl di-stearyl amoni lµ mét vÝ dô

- ChÊt H§BM cationic: Ng−îc l¹i, nÕu nhãm h÷u cùc mang mét ®iÖn tÝch d−¬ng (-

NR1R2R3

®iÓn h×nh cña nhãm nµy.

- ChÊt H§BM kh«ng ion (NI): C¸c chÊt H§BM NI cã nh÷ng nhãm h÷u cùc NI

ho¸ trong dung dÞch n−íc. PhÇn kþ n−íc gåm d©y chÊt bÐo. PhÇn −a n−íc chøa nh÷ng

nguyªn tö «xy, nit¬ hoÆc l−u huúnh kh«ng ion ho¸; sù hoµ tan lµ do cÊu t¹o nh÷ng liªn

kÕt hydro gi÷a c¸c ph©n tö n−íc vµ mét sè chøc n¨ng cña phÇn kþ n−íc, ch¼ng h¹n nh−

chøc n¨ng ete cña nhãm polyoxyetylen (hiÖn t−îng hydrat ho¸). Trong lo¹i nµy ng−êi ta

thÊy, chóng chñ yÕu lµ c¸c dÉn xuÊt cña polyoxyetylen hoÆc polyoxypropylen ; nh−ng

còng cÇn ph¶i thªm vµo ®©y c¸c este cña ®−êng, c¸c alkanolamit.

- ChÊt l−ìng tÝnh: C¸c chÊt l−ìng tÝnh lµ nh÷ng hîp chÊt cã mét ph©n tö t¹o nªn

mét ion l−ìng cùc. Axit xetylamino-axetic, ch¼ng h¹n, trong m«i tr−êng n−íc cho hai

+ N 2-CH2-COOH chÊt cationic trong m«i tr−êng axit. C16H33- H C16H33-NH-CH2-COO- chÊt anionic trong m«i tr−êng kiÒm.

thÓ sau ®©y:

Trong tÊt c¶ c¸c ph©n tö Êy, phÇn kþ n−íc gåm mét d©y alkyl hay d©y bÐo. Chóng

®−îc biÓu thÞ b»ng:

hoÆc R CH3-CH2-CH2-CH2--- hoÆc

+ Cationic

Bèn lo¹i chÊt H§BM cã ký hiÖu sau ®©y:

- Anionic

-+

L−ìng tÝnh (kh«ng ph©n ly)

Sù lùa chän nh÷ng chÊt H§BM dïng trong s¶n phÈm tÈy röa cã thÓ kh¸c nhau,

song mét chÊt H§BM phï hîp cho viÖc tÈy röa ®−îc mong muèn cã c¸c ®Æc tÝnh sau:

- HÊp phô chän läc.

- T¸ch ®−îc c¸c chÊt bÈn.

- §é nh¹y c¶m víi n−íc cøng thÊp.

- Cã tÝnh chÊt ph©n bè.

- Cã kh¶ n¨ng chèng chÊt bÈn t¸i b¸m trë l¹i.

- TÝnh thÊm −ít tèt.

- TÝnh hoµ tan cao.

- Cã ®Æc tÝnh t¹o bät mong muèn.

- Mïi thÝch hîp.

- B¶o qu¶n ®−îc l©u.

- Kh«ng ®éc h¹i ®èi víi ng−êi sö dông.

- Kh«ng lµm ¶nh h−ëng ®Õn m«i tr−êng.

- Nguån nguyªn liÖu dÔ kiÕm.

- TÝnh kinh tÕ hîp lý

Nh÷ng khuynh h−íng míi: HiÖn nay, nhiÒu nhµ chÕ t¹o sö dông nh÷ng chÊt

H§BM cã lîi h¬n ®èi víi m«i tr−êng, nghÜa lµ nh÷ng chÊt cã tÝnh ph©n huû sinh häc

nhiÒu h¬n nh−:

- Nh÷ng r−îu bÐo cã sulfat gèc dÇu thùc vËt (dÇu dõa): PAS.

- Nh÷ng alkyl poly glucosit: APG.

- C¸c alkyl-glucosamit.

- C¸c metyl este sulfonat.

- C¸c r−îu bÐo etoxy ho¸ víi sù ph©n phèi hÑp cña sè oxit etylen.

§èi víi mét chÊt H§BM NI b×nh th−êng cã trung b×nh 7 ph©n tö oxit etylen, con

sè nµy thay ®æi tõ 1 ÷ 15. §èi víi cïng mét chÊt H§BM NI víi mét sù ph©n phèi hÑp,

sè l−îng c¸c ph©n tö oxit etylen ë vµo kho¶ng gi÷a 3 vµ 12. Lo¹i chÊt H§BM NI nµy rÊt

c«ng hiÖu, nh−ng gi¸ thµnh cßn cao v× c¸ch thøc chÕ biÕn nã phøc t¹p h¬n.

Tû lÖ cña c¸c chÊt H§BM ®−îc sö dông: Còng khã ®Ó ®−a ra mét quy t¾c tæng

qu¸t vÒ tû lÖ cña chÊt H§BM dïng trong tÈy röa. ThËt vËy, nhiÒu yÕu tè cÇn ®−îc l−u ý

®Ó x¸c ®Þnh tû lÖ cña chóng th−êng lµ:

- Tû träng cña s¶n phÈm

- Lo¹i chÊt x©y dùng

- TÝnh chÊt cña c¸c chÊt x©y dùng

2.1.2. ChÊt x©y dùng

C¸c chÊt x©y dùng ®ãng mét vai trß trung t©m trong suèt qu¸ tr×nh tÈy röa; chøc

n¨ng cña chóng lµ lµm t¨ng ho¹t tÝnh tÈy röa vµ lo¹i bá ¶nh h−ëng cña c¸c ion Ca2+ vµ

Mg2+ cã trong n−íc vµ ®«i khi cã trong thµnh phÇn chÊt bÈn vµ bÒ mÆt nhiÔm bÈn. C¸c

chÊt x©y dùng hiÖn ®¹i ph¶i bao gåm nh÷ng tÝnh n¨ng sau:

- Lo¹i bá ®−îc ¶nh h−ëng cña c¸c kim lo¹i kiÒm thæ tõ n−íc, bÒ mÆt, chÊt bÈn.

- TÝnh n¨ng tÈy röa tèt ®èi víi c¸c chÊt mµu, chÊt bÐo, thÝch hîp víi c¸c bÒ mÆt

nhiÔm bÈn kh¸c nhau, c¶i thiÖn tÝnh chÊt cña chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt, cã ®Æc tÝnh t¹o bät

mong muèn.

- Cã kh¶ n¨ng chèng t¸i b¸m trë l¹i cña c¸c chÊt bÈn, ng¨n c¶n sù ¨n mßn bÒ mÆt

nhiÔm bÈn.

- TÝnh th−¬ng m¹i: æn ®Þnh ho¸ häc, kh«ng hót Èm, mµu vµ mïi tèi −u, phï hîp víi

c¸c thµnh phÇn kh¸c trong chÊt tÈy röa, nguyªn liÖu dÔ kiÕm.

- Kh«ng ®éc h¹i cho ng−êi sö dông.

- VÒ mÆt m«i tr−êng: Ph©n huû sinh häc tèt, kh«ng lµm « nhiÔm n−íc, kh«ng g©y

h¹i cho sinh vËt.

- Cã tÝnh kinh tÕ cao /100, 101,102, 107/

a- C¸c chÊt phøc

Trong dung dÞch chÊt tÈy röa cã nhiÒu anion cã thÓ kÕt hîp víi canxi trong n−íc

®Ó t¹o thµnh nh÷ng muèi kh«ng hoµ tan (kÕt tña). C¸c phøc hîp cã ®Æc tÝnh riªng do

chóng cã kh¶ n¨ng hoµ tan c¸c chÊt kÕt tña Êy vµ sau ®ã t¹o thµnh nh÷ng phøc hîp tan

trong n−íc. Do ®ã cã mét ph¶n øng c¹nh tranh gi÷a c¸c anion phøc hîp vµ c¸c anion kÕt

tña víi canxi. Trong mét dung dÞch chÊt tÈy röa, c¸c anion kÕt tña lµ tõ cacbonat,

alkylbenzen sulfonat vµ xµ phßng, trong lóc ®ã c¸c anion phøc hîp th× tõ TPP,

pyrophosphat, EDTA…

* C¸c phosphat: C¸c polyphosphat lµ nh÷ng t¸c nh©n phøc ho¸. Mét t¸c nh©n

phøc ho¸ lµ mét thuèc thö ho¸ häc t¹o víi ion kim lo¹i thµnh nh÷ng hîp chÊt tan trong

n−íc. ThuËt ng÷ phøc ho¸, chelat ho¸ ®−îc dïng ®Ó m« t¶ ph¶n øng Êy. D−íi ®©y lµ

- O

c«ng thøc cña mét sè phosphat chÝnh cã mÆt trong thµnh phÇn chÊt tÈy röa:

- O

Orthophosphat

O O

- -

O O

P P

- -

P P O - O -

O O

Diphosphat = Pyrophosphat

Triphosphat =Tripolyphosphat (TPP)

* Phøc hîp cña c¸c phosphat: Phøc hîp lµ s¶n phÈm cña mét ph¶n øng ho¸ häc,

trong ®ã t¸c nh©n phøc hîp t¹o cïng víi ion kim lo¹i trong dung dÞch nh÷ng phøc hîp

tan trong n−íc. CÊu tróc ho¸ häc cña c¸c phøc víi canxi:

- O

Víi Pyrophosphat cã c«ng thøc sau ®©y:

O O

P P

O O

- O

P P

O O

- O

O O

P P

O O

Víi Tripolyphosphat cã hai kh¶ n¨ng:

* C¸c t¸c nh©n kh¸c vÒ phøc hîp, ngoµi TPP lµ c¸c chÊt sau ®©y:

CH COOH

2 CH COOH

N.T.A (Nitrilo Tri-Axetic) cã c«ng thøc:

COOH

CH 2

HOOC

CH 2

CH 2 N

COOH

CH 2

HOOC

CH 2

EDTA (Ethylen Diamin Tetra-Axetat)

HOOC

CH CH

COOH

CH COOH

Axit Citric vµ axit Tartric : CH COOH

PO H 3

CH 2

H O P 3

CH 2

CH 2 N

PO H 3

CH 2

H O P 3

EDTMP (Axit Etylen Diamin Tetra Metylen Phosphonic)

b- C¸c chÊt trao ®æi ion

Tõ nhiÒu n¨m nay, viÖc sö dông nh÷ng chÊt trao ®æi ion trong nhiÒu s¶n phÈm tÈy

röa ®· gia t¨ng ®¸ng kÓ v× nh÷ng lý do m«i tr−êng. Nh÷ng nguyªn liÖu míi kh«ng tan

nµy lµ nh÷ng silico-aluminat Natri, zeolit, nguyªn liÖu x−a nhÊt lµ

Zeolt d¹ng 4A

GÇn ®©y, nh÷ng Zeolit víi phÈm chÊt míi ®· xuÊt hiÖn; ®Æc biÖt lµ Zeolit MAP mµ

tèc ®é trao ®æi Ca2+ nhanh h¬n tèc ®é trao ®æi cation cña Zeolit 4A nhê h×nh d¹ng tinh

thÓ cña nã (h×nh ph¼ng). H¬n n÷a Zeolit nµy gióp t¹o ®−îc sù æn ®Þnh vÒ c¸c t¸c nh©n

lµm tr¾ng trong chÊt tÈy röa. Sau cïng, chÊt l−îng míi nµy l¹i gióp "hÊp phô’’ nhiÒu

h¬n mét l−îng lín c¸c thµnh phÇn láng (chÊt H§BM) so víi Zeolit A. §iÒu trë ng¹i

chÝnh cña c¸c nhùa trao ®æi ion lµ chóng kh«ng cã kh¶ n¨ng "xö lý’’c¸c ion canxi trong

n−íc, nh−ng tr¸i ng−îc víi c¸c t¸c nh©n phøc hîp, chóng cã kh¶ n¨ng "gì ra’’ c¸c ion

b¸m trªn bÒ mÆt nhiÔm bÈn, ë nh÷ng vÕt bÈn.

c-Nh÷ng t¸c nh©n kiÒm

Cacbonat natri ®−îc dïng th−êng xuyªn trong thµnh phÇn chÊt tÈy röa, ®Æc biÖt

trong lÜnh vùc giÆt giò quÇn ¸o, v× nã cã mét dù tr÷ kiÒm, nã cã kh¶ n¨ng ®Öm vµ còng

cã vai trß chèng canxi trong nh÷ng ®iÒu kiÖn khã kh¨n, b»ng c¸ch lµm kÕt tña CaCO3.

Tuy nhiªn, cacbonat natri chØ lµ mét nguyªn liÖu ‘’phô’’ vµ nã kh«ng thÓ thay thÕ nh÷ng

t¸c nh©n lµm mÒm n−íc kh¸c.

2.1.3. T¸c nh©n phô trî

ChÊt H§BM, chÊt x©y dùng lµ nh÷ng thµnh phÇn quan träng, chiÕm mét l−îng lín

trong thµnh phÇn chÊt tÈy röa. Ngoµi ra mét sè c¸c t¸c nh©n phô trî còng cã thÓ ®−îc

cho thªm vµo ®Ó hç trî kh¶ n¨ng lµm s¹ch cña chÊt tÈy röa.

a-T¸c nh©n chèng t¸i b¸m

§Æc tÝnh mong muèn cña chÊt tÈy röa lµ nã tÈy ®−îc c¸c chÊt bÈn b¸m trªn c¸c bÒ

mÆt nhiÔm bÈn vµ kh«ng cho chÊt bÈn t¸i b¸m trë l¹i trªn c¸c bÒ mÆt ®ã. Chèng l¹i sù

t¸i b¸m cã thÓ thùc hiÖn ®−îc b»ng c¸ch lùa chän rÊt cÈn thËn c¸c cÊu tö trong chÊt tÈy

röa (chÊt H§BM vµ chÊt x©y dùng). Tuy nhiªn, còng cã thÓ sö dông c¸c t¸c nh©n chèng

kÕt tña ®Æc biÖt. Ho¹t ®éng cña nh÷ng t¸c nh©n nµy theo ph−¬ng thøc lµ nã t¹o ra sù

chèng l¹i hiÖn t−îng hÊp phô thuËn nghÞch trªn c¸c chÊt kÕt tña ; chóng kiÓm so¸t sù kÕt

tinh vµ ng¨n kh«ng cho chóng lín tíi mét cì tèi −u ®Ó tr¸nh sù t¸i b¸m cña chóng vµo

v¶i vãc. Trªn c¸c vÕt bÈn d¹ng h¹t, chóng gia t¨ng ®iÖn tÝch ©m trong n−íc giÆt, t¹o mét

lùc ®Èy lín h¬n gi÷a c¸c h¹t, qua ®ã tr¸nh ®−îc sù ng−ng kÕt dÉn ®Õn sù t¸i b¸m trªn bÒ

mÆt.

T¸c nh©n chèng t¸i b¸m ®−îc sö dông tõ l©u, mét trong c¸c chÊt phæ biÕn ®ã lµ

cacboxy-methyl celllulose (CMC). GÇn ®©y c¸c dÉn xuÊt cña tinh bét cacboxy methyl

còng ®ãng vai trß t−¬ng tù. Tuy nhiªn nh÷ng hîp chÊt nµy chØ t¸c dông hiÖu qu¶ ®èi víi

v¶i lµ cotton. §iÒu nµy dÉn ®Õn sù cÇn thiÕt ph¶i sö dông nh÷ng chÊt chèng t¹o kÕt tña

lo¹i míi. Mét vµi chÊt H§BM ®· ®−îc t×m ra rÊt thÝch hîp, ®ã lµ c¸c chÊt kh«ng ion

CH OR2

- CH 3 - CH 2CH3 - CH 2CH2OH - CH 2CHOHCH 3 - CH 2CH2CHOHCH 3

cellulose ete cã c«ng thøc nh− sau :

b- T¸c nh©n t¨ng vµ chèng bät

Bät lµ mét nhò t−¬ng cña hai pha kh«ng hoµ trén (ch¼ng h¹n pha n−íc vµ kh«ng

khÝ) tån t¹i nh− mét nhò t−¬ng dÇu - n−íc. Bät cã thÓ g©y ta thuËn lîi hay khã kh¨n.

- ThuËn lîi: Nã lµ mét chØ thÞ cña hiÖu qu¶ cña mét s¶n phÈm vµ nã cã thÓ cho mét

c¶m gi¸c tho¶i m¸i.

- BÊt lîi: VÒ mÆt thÈm mü : bät trong c¸c dßng n−íc trµn ra.

Tuy nhiªn hiÖu qu¶ cña mét s¶n phÈm tÈy röa kh«ng liªn hÖ trùc tiÕp víi l−îng

bät. Mét s¶n phÈm kh«ng bät còng cã thÓ cã hiÖu qu¶ h¬n nh÷ng s¶n phÈm kh¸c nhiÒu

bät.

* C¸c t¸c nh©n lµm t¨ng bät

Ng−êi ta cã thÓ c¶i biÕn ®Æc tÝnh t¹o bät cña s¶n phÈm tuú theo nhu cÇu cña ng−êi

tiªu dïng. Cã hai kh¶ n¨ng:

- Sù lùa chän c¸c chÊt H§BM t¹o bät hay kh«ng t¹o bät: Mét chÊt H§BM hay

mét hçn hîp chÊt H§BM cã thÓ lµm thµnh mét hÖ thèng t¹o bät. MÆt kh¸c, sù thªm mét

chÊt phô gia cã thÓ t¹o mét l−îng lín bät víi mét chÊt H§BM Ýt bät. Ng−îc l¹i, mét

chÊt H§BM víi kh¶ n¨ng t¹o bät cao cã thÓ bÞ biÕn c¶i thµnh mét hÖ thèng kh«ng t¹o

bät qua viÖc sö dông mét chÊt ªm bät. Th«ng th−êng sè l−îng bät t¨ng víi nång ®é ®¹t

tèi ®a quanh nång ®é micelle tíi h¹n (CMC). TÊt c¶ c¸c yÕu tè cã kh¶ n¨ng c¶i biÕn

CMC cã thÓ t¨ng hoÆc gi¶m kh¶ n¨ng t¹o bät cña mét chÊt H§BM. C¸c yÕu tè ®ã lµ:

• NhiÖt ®é.

• Sù cã mÆt cña mét chÊt ®iÖn gi¶i (muèi v« c¬).

• CÊu tróc cña ph©n tö chÊt H§BM.

- Sö dông nh÷ng phô gia lµm t¨ng bät: Cã nhiÒu chÊt phô gia cã thÓ lµm thay ®æi

c¸c ®Æc tÝnh mixen ho¸ cña mét chÊt H§BM vµ nh− vËy, lµm biÕn ®æi sù æn ®Þnh vµ kh¶

n¨ng t¹o bät cña s¶n phÈm.

Theo mét sè t¸c gi¶ / 32,82,87,88/, viÖc thªm vµo mét sè hîp chÊt h÷u c¬ ®èi cùc

cã thÓ lµm gi¶m CMC cña nh÷ng chÊt H§BM. ViÖc sö dông hîp chÊt cã mét d©y

cacbon th¼ng cã cïng chiÒu dµi gièng nh− chiÒu dµi cña chÊt H§BM lµ ph−¬ng thøc

hiÖu nghiÖm nhÊt ®Ó lµm æn ®Þnh bät cña mét chÊt H§BM. C¸c chÊt lµm t¨ng bät sau

®©y ®−îc xÕp theo thø tù hiÖu lùc t¨ng dÇn.

Ete glyxerol< Ete sulfonyl

* C¸c t¸c nh©n chèng bät

C¸c t¸c nh©n chèng bät lµm gi¶m hoÆc lo¹i trõ bät cña s¶n phÈm. Chóng t¸c ®éng

hoÆc b»ng c¸ch ng¨n c¶n sù t¹o bät, hoÆc b»ng c¸ch lµm t¨ng tèc ®é ph©n huû chóng.

Trong tr−êng hîp thø nhÊt, ®ã lµ nh÷ng ion v« c¬ nh− canxi, cã ¶nh h−ëng ®Õn sù æn

®Þnh tÜnh ®iÖn hoÆc gi¶m nång ®é c¸c anion (b»ng kÕt tña). Trong tr−êng hîp thø hai, ®ã

lµ nh÷ng hîp chÊt v« c¬ hoÆc h÷u c¬, sÏ ®Õn thay thÕ c¸c ph©n tö c¸c chÊt H§BM cña

mµng bät, nh− vËy lµm cho bät Ýt æn ®Þnh.

Nh÷ng h¹t keo kh«ng −a n−íc (®Êt sÐt, silic…) cã thÓ ®−îc sö dông nh− lµ nh÷ng

chÊt chèng bät. C¸c h¹t nµy sÏ n»m trong mµng bät vµ trë nªn kh«ng ®ång nhÊt. PhÇn

mµng tiÕp xóc víi c¸c h¹t kþ n−íc trë nªn máng dÇn vµ sau cïng tù t¹o mét lç ë ®ã vµ

bät bÞ ph¸ bÓ.

Ng−êi ta còng sö dông c¸c hîp chÊt h÷u c¬ chèng t¹o bät nh− Stearyl phosphat,

dÇu vµ s¸p, c¸c silicon. C¸c hîp chÊt h÷u c¬ nµy t¸c ®éng theo c¬ chÕ tr¶i réng. C¸c

phÇn tö cña chóng di ®éng vÒ phÝa bÒ mÆt cña mµng bät ®Ó thay thÕ c¸c phÇn tö cña c¸c

chÊt H§BM. Nh− vËy, mét bÒ mÆt cã bät ®−îc thay thÕ bëi mét bÒ mÆt Ýt bät h¬n. §iÒu

nµy chØ cã thÓ thùc hiÖn ®−îc bëi nh÷ng hîp chÊt cã mét søc c¨ng bÒ mÆt kÐm, cã kh¶

n¨ng "tr¶i réng’’ trªn c¸c bÒ mÆt cña dung dÞch.

2.2. Thµnh phÇn chÊt tÈy röa cÆn dÇu [45, 47, 70, 78, 85, 91]

§©y lµ chÊt tÈy röa ®Æc biÖt sö dông ®Ó tÈy s¹ch c¸c vÕt bÈn dÇu mì b¸m dÝnh trªn

c¸c bÒ mÆt cøng. Nh÷ng s¶n phÈm nµy cã c¸c tÝnh n¨ng rÊt ®éc ®¸o mµ c¸c s¶n phÈm

kh¸c kh«ng cã ®−îc. Thµnh phÇn cña nã bao gåm c¸c cÊu tö chiÕt xuÊt tõ thùc vËt, cã

nguån gèc h÷u c¬, dÔ ph©n huû sinh häc trong ®iÒu kiÖn tù nhiªn cña m«i tr−êng, cã thÓ

th¶i trùc tiÕp vµo nguån n−íc mÆt vµ c¸c hÖ thèng th¶i c«ng céng, kh«ng ¨n mßn kim

lo¹i, chØ tÈy dÇu mì mµ kh«ng lµm ¶nh h−ëng tíi c¸c líp s¬n phñ, nhùa cao su vµ c¸c

líp s¬n phñ kim lo¹i kh¸c. §©y còng lµ tiªu chÝ hµng ®Çu ®Æt ra cho c¸c lo¹i chÊt tÈy

röa cÆn dÇu hiÖn nay. Thµnh phÇn cña chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu th−êng bao gåm:

2.2.1. Tinh dÇu th«ng [2,15,16,34,39]

Tinh dÇu th«ng lµ mét chÊt láng kh«ng mÇu, cã mïi ®Æc tr−ng, vÞ cay, kh«ng tan

trong n−íc, tan trong benzen theo bÊt k× tû lÖ nµo. DÇu th«ng lµ thµnh phÇn chñ yÕu

cña CTR cÆn bÈn x¨ng dÇu. §Ó thµnh phÇn nµy ph¸t huy hÕt t¸c dông, cÇn ph¶i cã

nh÷ng ph−¬ng ph¸p biÕn tÝnh hiÖu qu¶. Do vËy, ®Æc tr−ng vµ tÝnh chÊt cña dÇu th«ng sÏ

®−îc ®−a ra tû mû h¬n ë riªng mét phÇn sau.

2.2.2. Axit dicacboxylic.[8, 35, 42]

Axit dicacboxylic ®−îc miªu t¶ b»ng c«ng thøc tæng qu¸t nh− sau:

HOOC-(CH2)n- COOH.

C¸c axit nµy lµ nguyªn liÖu ®Çu quan träng trong c«ng nghiÖp s¶n xuÊt polyamide

hay diester vµ polyester. C¸c ester ®−îc s¶n xuÊt b»ng ph¶n øng gi÷a axit dicacboxylic

víi r−îu ®¬n chøc, t¹o thµnh c¸c chÊt dÎo hay dÇu nhên. Bªn c¹nh ®ã, axit dicacboxylic

a- Axit Oleic.

nh− lµ chÊt trung gian trong rÊt nhiÒu c¸c ph¶n øng tæng hîp h÷u c¬.

C«ng thøc ph©n tö : CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH.

Axit Oleic lµ chÊt láng kh«ng mµu, kh«ng mïi, kh«ng vÞ, ®iÓm nãng ch¶y cña nã

lµ 14 oC. Axit Oleic cã cÊu t¹o cis, ®ång ph©n trans cña nã lµ axit Elaidic, nãng ch¶y

ë51 OC. D−íi t¸c dông cña axit Nitro, axit Oleic ®ång ph©n ho¸ thµnh axit Elaidic:

CH-(CH2)7-CH3 CH-(CH2)7-CH3 HNO2

CH-(CH2)7- COOH HOOC-(CH2)7-CH

Khi khö ho¸ nèi ®«i etylen cña axit Oleic b»ng c¸ch hydro ho¸ cã mÆt c¸c chÊt

xóc t¸c, sÏ cho axit Stearic.

Muèi kiÒm cña axit Oleic dÔ tan h¬n muèi kiÒm cña axit no kh¸c. V× vËy xµ phßng

oleat ®−îc sö dông ®Ó giÆt len, d¹. Muèi ch× oleat ®−îc sö dông trong y häc.Khi ®un

nãng víi kiÒm th−êng x¶y ra sù chuyÓn ho¸ nèi ®«i thµnh axit palmitic:

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH CH3-(CH2)14-CH=CH-COOH

Mét sè tÝnh chÊt cña axit oleic:

B¶ng 1.3: Mét sè tÝnh chÊt vËt lÝ cña axit oleic

Cis-9-octadecenoic Tªn th«ng th−êng

C«ng thøc ph©n tö C18H34O2

C«ng thøc cÊu t¹o CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH

Khèi l−îng ph©n tö 282,47

ChØ sè trung hoµ 199

ChØ sè iod 90

NhiÖt ®é nãng ch¶y 14

NhiÖt ®é s«i ( OC ë 100 mmHg) 286

1,4582 ChØ sè khóc x¹ nD.

b- Axit succinic

* TÝnh chÊt vËt lÝ

Lµ tinh thÓ kh«ng mµu, kh«ng mïi ë nhiÖt ®é phßng. C¸c axit dicacboxylic cã Ýt

cacbon m¹nh h¬n c¸c mono axit cacboxylic cã cïng nguyªn tö cacbon t−¬ng øng. H»ng

sè ph©n ly thø nhÊt th−êng lín h¬n rÊt nhiÒu h»ng sè ph©n ly thø hai. Tû träng vµ h»ng

sè ph©n ly gi¶m ®Òu øng víi sù t¨ng chiÒu dµi m¹ch. Ng−îc l¹i, nhiÖt ®é nãng ch¶y vµ

®é hoµ tan trong n−íc cã sù lu«n phiªn: c¸c dicacboxylic axit víi sè cacbon ch½n cã

nhiÖt ®é nãng ch¶y cao h¬n so víi c¸c axit cã sè cacbon lÎ kÕ tiÕp. Kh¶ n¨ng hoµ tan

cña axit thay ®æi, tõ ®ã cã thÓ tËn dông ®Ó t¸ch hçn hîp c¸c axit. PhÇn lín c¸c axit

dicacboxylic hoµ tan dÔ dµng trong r−îu cã M thÊp ë nhiÖt ®é phßng, c¸c axit

dicacboxylic cã M thÊp h¬n gÇn nh− kh«ng hoµ tan trong benzen vµ c¸c dung m«i th¬m

kh¸c.

* TÝnh chÊt ho¸ häc.

*TÝnh axit.

- Axit ph©n li ë hai møc, h»ng sè ph©n ly ë nÊc thø nhÊt lín h¬n h»ng sè

ph©n li ë nÊc thø hai. H»ng sè ph©n ly K1 lín h¬n cña axit mono t−¬ng øng do

¶nh h−ëng t−¬ng hç cña nhãm cacboxyl.

- Ph¶n øng decacboxyl ho¸:

Khi ®un nãng dÔ t¸ch CO2 vµ t¹o thµnh mono cacboxylic.

HOOC-(CH2)2- COOH CH3-CH2- COOH + CO2

-T¸ch n−íc t¹o anhydrit néi ph©n tö:

§èi víi axit succinic, khi ®un nãng th−êng mÊt n−íc vµ t¹o thµnh anhydrit néi

c oh

2hc

+ H2O

2hc

ph©n tö.

* øng dông:

Axit succinic t×m thÊy nhiÒu trong hæ ph¸ch, trong rÊt nhiÒu lo¹i c©y (t¶o, ®Þa y,

®¹i bµng...) vµ trong nhiÒu lo¹i than non.

Axit nµy ®−îc sö dông lµm nguyªn liÖu ®Çu trong c«ng nghiÖp s¶n xuÊt nhùa

alkyl, thuèc nhuém, d−îc phÈm vµ thuèc trõ s©u. Ph¶n øng víi glycol t¹o polyester; c¸c

este ®−îc t¹o thµnh tö ph¶n øng víi r−îu ®¬n chøc lµ dÇu nhên vµ c¸c chÊt dÎo quan

träng.

2.2.3.ChÊt H§BM NI.

a-Alkyl poly glucosit (APG) [36,100]

ch2oh

h oh

*C«ng thøc ho¸ häc cña chóng:

Trong ®ã: n = 1,3 ÷ 2, vµ R = C8 ÷ C14.

* ¦u ®iÓm:

- DÔ ph©n gi¶i sinh häc trong ®iÒu kiÖn tù nhiªn cña m«i tr−êng.

- Phèi hîp víi c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt kh«ng ion phï hîp sÏ gióp ®¹t ®−îc

nh÷ng kÕt qu¶ tèt ®èi víi sù tÈy röa c¸c vÕt dÇu.

- Cã kh¶ n¨ng lµm dÞu cao h¬n NI.

- Sù t¸ch pha kÐm (t¸ch c¸c pha bëi sù hiÖn diÖn cña chÊt ®iÖn gi¶i)

- Nã cã thÓ lµm gi¶m ®é nhít cña kem nh·o: cho n¨ng suÊt cao nhÊt khi phun

* C¸c s¶n phÈm ®−îc tæng hîp b»ng hai ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau:

- Trans-glucosit ho¸ víi c¸c r−îu C3 vµ C4.

Glucoza

- Glucosit ho¸ trùc tiÕp c¸c r−îu bÐo :

→

APG R-CH2-OH

b- Tween [21, 24, 86]

C¸c tªn gäi kh¸c nhau: Polyoxyetylene sorbitan esters: POE, Sorbitan esters

ethoxylate, Tween.

HO(CH2CH2O)W (OCH2CH2)XOH CHO(CH2CH2)YOH O

CHO(CH2CH2)Z-1CH2CH2O - C - R

C«ng thøc cÊu t¹o chung cña chÊt H§BM NI lo¹i Tween:

w + x + y + z = 1

C¸c lo¹i Tween th−êng dïng: Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 80. Lo¹i

hay ®−îc sö dông lµ Tween 60.

B¶ng 1.4: Giíi thiÖu chÊt H§BM Tween- 60

Tween 60 Tªn th−¬ng m¹i Polysorbate 60

POE

Tªn ho¸ häc Sorbitan Monostearate: C17H35COOM

( RC17H35)

Axit Stearic (C18 ) xÊp xØ 50%, n»m c©n Thµnh phµn axit bÐo b»ng víi axit Palmitic (C16 )

D¹ng ë nhiÖt ®é phßng Láng nhít, mµu vµng nh¹t

FW 1309,68

>230oF (110 oC)

FP Dn 1,4756

Tû träng 1,064

HLB 14,9

HLB: TÝnh −a n−íc - TÝnh −a dÇu - c©n b»ng.

FW: Khèi l−îng ph©n tö, FP: §iÓm chíp ch¸y

2.3. C¬ chÕ tÈy röa

2.3.1. C¸c yÕu tè kh¸c nhau ¶nh h−ëng ®Õn hiÖu qu¶ tÈy röa [24, 25, 26,27, 32]

Qu¸ tr×nh tÈy röa cña dung dÞch tÈy röa cã chøa n−íc lµ mét qu¸ tr×nh phøc t¹p,

liªn quan ®Õn sù ®ång t−¬ng t¸c gi÷a v« sè c¸c ¶nh h−ëng vËt lý vµ ho¸ häc. Sù tÈy röa

®−îc ®Þnh nghÜa lµ lµm s¹ch bÒ mÆt cña mét vËt thÓ r¾n, víi mét t¸c nh©n riªng biÖt lµ

chÊt tÈy röa, theo mét tiÕn tr×nh lý ho¸ kh¸c h¼n víi viÖc hoµ tan ®¬n thuÇn.

C¸c thµnh phÇn sau ®Òu gãp phÇn vµo mét qu¸ tr×nh tÈy röa toµn diÖn:

- N−íc - BÒ mÆt nhiÔm bÈn - ChÊt tÈy röa

- Kü thuËt tÈy röa - ChÊt bÈn

§Æc tÝnh tÈy röa rÊt nh¹y c¶m víi c¸c yÕu tè nh− : c¸c tÝnh chÊt cña bÒ mÆt nhiÔm

bÈn (c¸c lo¹i bÒ mÆt cøng, c¸c lo¹i v¶i sîi), lo¹i chÊt bÈn (vÕt bÈn cã chÊt bÐo, vÕt bÈn

d¹ng h¹t, vÕt bÈn kh¸c, vÕt bÈn hçn hîp), chÊt l−îng n−íc (®é cøng cña n−íc, hµm

l−îng vÕt cña c¸c ion Fe, Cu, Mn,…), kü thuËt tÈy röa (c¸c t¸c ®éng c¬ häc, thêi gian vµ

nhiÖt ®é) vµ thµnh phÇn chÊt tÈy röa. Kh¶ n¨ng t¸ch c¸c chÊt bÈn trong suèt qu¸ tr×nh

tÈy röa sÏ ®−îc n©ng cao b»ng c¸ch t¨ng c¸c t¸c ®éng c¬ häc, thêi gian vµ nhiÖt ®é tÈy

röa. Tuy nhiªn, ®èi víi bÊt cø mét c«ng nghÖ tÈy röa nµo ®−îc ®−a ra ®Òu phô thuéc sù

t¸c ®éng qua l¹i gi÷a bÒ mÆt nhiÔm bÈn, chÊt bÈn vµ thµnh phÇn chÊt tÈy röa. Kh«ng

ph¶i tÊt c¶ c¸c yÕu tè cã t¸c ®éng qua l¹i lÉn nhau nµy ®Òu cã thÓ thay ®æi tïy tiÖn ®−îc.

2.3.2. C¸c c¬ chÕ tÈy röa kh¸c nhau [10, 32, ]

Trong bÊt cø qu¸ tr×nh tÈy röa thùc tÕ nµo, tÊt c¶ c¸c c¬ chÕ kh¸c nhau cã thÓ x¶y

ra ®ång thêi hoÆc kh«ng ®ång thêi. Do ®ã, c¸c c¬ chÕ nµy ¶nh h−ëng c¬ chÕ kh¸c theo

mét c¸ch bæ trî lÉn nhau.

Mét chÊt tÈy röa hiÖu qu¶ ph¶i cã c¸c tÝnh chÊt sau:

- C¸c ®Æc tÝnh thÊm −ít tèt: sao cho chÊt tÈy röa cã thÓ tiÕp xóc mËt thiÕt víi bÒ

mÆt cÇn ®−îc lµm s¹ch.

- Kh¶ n¨ng t¸ch hay hç trî ®Ó t¸ch c¸c chÊt bÈn vµo khèi chÊt láng (lÊy ®i c¸c vÕt

bÈn khái bÒ mÆt nhiÔm bÈn).

- Kh¶ n¨ng hoµ tan hay ph©n t¸n chÊt bÈn ®· ®−îc t¸ch ra vµ ng¨n chóng t¸i b¸m

trë l¹i vµo bÒ mÆt ®· ®−îc lµm s¹ch.

ë ®©y chóng ta chØ xÐt c¬ chÕ lÊy ®i c¸c vÕt bÈn cã chÊt bÐo (mì hoÆc dÇu). C¸c

vÕt bÈn chÊt bÐo cã thÓ tån t¹i ®éc lËp hay hoµ lÉn víi nhau víi nh÷ng tû lÖ rÊt kh¸c

nhau. Qu¸ tr×nh tÈy röa trë thµnh dÔ dµng h¬n nÕu xÐt hai lo¹i vÕt bÈn nµy ®éc lËp víi

nhau. §Ó ®¬n gi¶n ho¸, chóng ta sÏ chØ bµn ®Õn viÖc lÊy ®i c¸c vÕt bÈn cã chÊt bÐo t¸ch

biÖt h¼n nhau.

* ThuyÕt nhiÖt ®éng - Ph−¬ng thøc Lanza

XÐt mét chÊt bÐo H (dÇu) vµ mét bÒ mÆt r¾n F. ViÖc vÊy bÈn F do H cã thÓ ®−îc

biÓu diÔn qua s¬ ®å h×nh 1.1.

H×nh 1.1 : VÊy bÈn do mét vÕt bÈn bÐo

Khi giät dÇu H (thÓ I) tiÕp xóc víi bÒ mÆt F (thÓ II), th× giät dÇu tr¶i ra cho ®Õn khi

®¹t mét thÕ c©n b»ng víi mét gãc tiÕp gi¸p, ®−îc x¸c ®Þnh bëi bÒ mÆt F vµ ®−êng tiÕp

tuyÕn cña giao diÖn dÇu/khÝ. N¨ng l−îng tù do cña thÓ II cã thÓ ®−îc viÕt theo ph−¬ng

tr×nh sau:

EFA= EFH + EHA Cosθ (1)

Trong ®ã : EFA: N¨ng l−îng tù do bÒ mÆt/khÝ

EFH: N¨ng l−îng tù do bÒ mÆt/dÇu

EHA: N¨ng l−îng tù do dÇu/khÝ

N¨ng l−îng tù do tÝnh trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch chÝnh b»ng søc c¨ng giao diÖn hay

bÒ mÆt. Ph−¬ng tr×nh (1) trë thµnh:

γFA= γFH + γHA Cosθ (2)

MÆt kh¸c, c«ng g¾n chÆt chÊt láng H vµo chÊt nÒn F ®−îc biÓu diÔn theo ph−¬ng

tr×nh DuprÐ:

WFH= γFA + γHA -γFH (3)

Theo ph−¬ng tr×nh nµy thÊy r»ng, g©y bÈn cµng dÔ bao nhiªu th× c«ng g¾n chÆt

chÊt láng WFH cµng yÕu ®i bÊy nhiªu.

§Ó ®−îc nh− thÕ, chØ cÇn søc c¨ng bÒ mÆt F (γFA) hay søc c¨ng bÒ mÆt cña H (γHA)

yÕu ®i. C¸c bÒ mÆt kh«ng cùc (dÇu, polyeste,...) cã mét søc c¨ng bÒ mÆt yÕu, cho nªn

c¸c chÊt bÐo b¸m chÆt vµo sîi polyeste rÊt dÔ dµng. Tr¸i l¹i, b«ng sîi cã cùc, cã søc

c¨ng bÒ mÆt lín h¬n vµ v× vËy nã bÞ d©y bÈn dÇu khã kh¨n h¬n.

Gét tÈy vÕt bÈn cã chÊt bÐo H khái bÒ mÆt F, ®−îc biÓu diÔn bëi s¬ ®å h×nh 1.2.

H×nh 1.2: Gét tÈy vÕt bÈn cã chÊt bÐo

Gét tÈy vÕt bÈn bao hµm ®i tõ thÓ II sang thÓ III.

Ban ®Çu thÓ II, n¨ng l−îng t− do ®−îc biÓu diÔn b»ng ph−¬ng tr×nh:

EII= γHF + γHE

Khi vÕt bÈn t¸ch khái bÒ mÆt F, trong thÓ III, n¨ng l−îng tù do ®−îc biÓu diÔn

b»ng ph−¬ng tr×nh kh¸c:

EIII= γFE + 2γHE (Ta cã 2γHE bëi v× trong thÓ III, ng−êi ta ®· t¹o nªn mét ph©n giíi

H/E phô thªm).

C«ng cÇn thiÕt ®Ó ®i tõ II sang III b»ng:

WA= EIII - EII = γFE + 2γHE - ( γHF + γHE )

Hay WA= γFE + γHE - γHF (4)

Theo ph−¬ng tr×nh nµy, ng−êi ta thÊy r»ng, c«ng cµng yÕu h¬n (do ®ã gét tÈy dÔ

h¬n) th× hai sè h¹ng ®Çu γFE vµ γHE còng yÕu h¬n vµ sè h¹ng thø ba γHF l¹i lín h¬n.

Sù thªm t¸c nh©n bÒ mÆt cã t¸c dông chÝnh x¸c lµ lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt (vËy

lµ gi¶m γFE vµ γHE ) vµ gia t¨ng søc c¨ng giao diÖn γHF nhê sù hÊp phô cña t¸c nh©n bÒ

mÆt ®ã ë giao diÖn F, E vµ H/E.

MÆt kh¸c, trong tr−êng hîp sîi polyeste (kh«ng cùc) bÞ vÊy bÈn bëi mét chÊt bÐo

(kh«ng cùc), th× søc c¨ng giao diÖn γHF yÕu: viÖc tÈy vÕt bÈn nµy do ®ã khã kh¨n h¬n

trong tr−êng hîp b«ng sîi trong ®ã γHF lín h¬n bëi v× b«ng sîi gåm ph©n tö cã cùc.

Dùa vµo nh÷ng d÷ kiÖn nhiÖt ®éng häc, ng−êi ta cã thÓ x¸c ®Þnh nh÷ng ®iÒu kiÖn

cÇn thiÕt ®Ó “gét tÈy tù ph¸t’’ vÕt bÈn cã chÊt bÐo. §Ó vÕt bÈn tù tÈy, n¨ng l−îng tù do ë

giai ®o¹n cuèi (®· tÈy s¹ch) cÇn ph¶i kÐm h¬n giai ®o¹n ®Çu (bÞ vÊy bÈn), nghÜa lµ:

EIII < EII

Hay γFE + 2γHE <γHF + γHE

Hay γFE + γHE < γHF

VËy nÕu t¸c nh©n bÒ mÆt, do sù hÊp phô cña nã trªn bÒ mÆt vµ vÕt bÈn, lµm gi¶m

®−îc søc c¨ng giao diÖn cña chóng (so víi n−íc) ®Õn møc mµ tæng cña chóng trë thµnh

kÐm h¬n søc c¨ng giao diÖn bÒ mÆt/chÊt bÈn, lóc ®ã vÕt bÈn sÏ tù tÈy ®i.

C¬ chÕ nµy cã tªn gäi lµ “Ph−¬ng thøc Lanza’’.

* C¬ chÕ “Rolling up’’ (Cuèn ®i).

ViÖc tÈy ®i c¸c vÕt bÈn bÐo còng cã thÓ ®−îc gi¶i thÝch bëi thuyÕt “Rolling up’’,

®−îc Stevenson nh¾c ®Õn vµo n¨m 1953.

H×nh 1.3: Ph−¬ng thøc “Rolling up’’

ViÖc tÈy ®i c¸c vÕt bÈn tõ thÓ II sang thÓ IV, qua thÓ trung gian III. Khi c©n b»ng,

hîp lùc cña ba vect¬ γHE, γHF ,γFE ®−îc biÓu diÔn b»ng ph−¬ng tr×nh sau ®©y:

⇒Cosθ = (6) γFE = γHF + γHE Cosθ (5) − γ γ FE γ

§Ó tÈy ®i c¸c vÕt bÈn, θ ph¶i b»ng 1800 hay Cosθ = -1. Trong ®iÒu kiÖn nµy,

ph−¬ng tr×nh (6) thµnh:

− γ γ FE γ

-1= hay γHF =γFE + γHE (7)

ChÊt H§BM, do chóng ®−îc hót trªn bÒ mÆt vµ vÕt bÈn, nªn lµm gi¶m c¸c søc

c¨ng giao diÖn γFE vµ γHE theo ph−¬ng tr×nh (6). Lóc ®ã, mµng dÇu (vÕt bÈn bÐo) sÏ cuèn

l¹i vµ t¸ch khái bÒ mÆt do cã t¸c ®éng c¬ häc. §ã lµ c¬ chÕ “Rolling up’’.

* Hoµ tan ho¸

C¬ chÕ “Rolling up’’ chØ liªn quan ®Õn c¸c vÕt bÈn ë thÓ láng cã chÊt bÐo vµ chñ

yÕu nhê c¸c chÊt H§BM lµm gi¶m søc c¨ng giao diÖn. Sau khi cã ®−îc CMC th× kh«ng

cßn gi¶m søc c¨ng giao diÖn n÷a, cho nªn hiÖu øng “Roling up’’ kh«ng t¨ng khi cã

nång ®é nµy. Tuy nhiªn, v× ng−êi ta thÊy sù giÆt tÈy gia t¨ng khi v−ît qu¸ CMC, ta cÇn

ph¶i nhê ®Õn mét c¬ chÕ kh¸c, ®ã lµ sù hoµ tan ho¸. Lý thuyÕt nµy ®· ®−îc ®−a ra tr−íc

hÕt bëi Mc Bam vµo n¨m 1942, råi l¹i ®−îc Ginn, Brown vµ Harris kh¼ng ®Þnh l¹i n¨m

1961. C¸c ph©n tö cña c¸c chÊt H§BM kÕt hîp víi nhau trong c¸c dung dÞch lo·ng ®Ó

h×nh thµnh c¸c mixen ë mét nång ®é nµo ®ã ®−îc gäi lµ “nång ®é mixen tíi h¹n’’.

Trong c¸c mixen, phÇn kþ n−íc cña ph©n tö chÊt H§BM quay vÒ phÝa trong, phÇn −a

n−íc l¹i h−íng vÒ n−íc. RÊt nhiÒu hîp chÊt kh«ng hoµ tan trong n−íc nh− c¸c axit bÐo,

r−îu bÐo, triglyxerit, hydrocacbon l¹i ®−îc hoµ tan bªn trong c¸c mixen. NÕu c¸c ph©n

tö ®−îc hoµ tan cã cùc (ch¼ng h¹n hydroxyl hay cacboxyl) th× c¸c ph©n tö ®ã, nãi

chung, ®−îc t×m thÊy ë phÇn −a n−íc cña mixen. L−u ý r»ng sù hoµ tan chØ ®−îc diÔn ra

khi nång ®é chÊt H§BM cao h¬n so víi CMC.

Mét ®Æc tÝnh hÊp dÉn cña nh÷ng dung dÞch H§BM lµ cã kh¶ n¨ng lµm t¨ng ®é hoµ

tan cña mét vµi chÊt h÷u c¬ mµ thùc tÕ chóng kh«ng hoµ tan trong n−íc (nh− c¸c chÊt

hydrocacbon). HiÖn t−îng nµy ®−îc gäi lµ hoµ tan ho¸, diÔn ra do viÖc th©m nhËp c¸c

chÊt h÷u c¬ nµy vµo trong c¸c mixen cña c¸c chÊt H§BM.

C¸c ph©n tö ®· bÞ hoµ tan ®−îc th©m nhËp vµo trong c¸c mixen theo ba c¸ch kh¸c

nhau nh− s¬ ®å h×nh 1.,4 sau ®©y:

H×nh 1.4: Sù hoµ tan ho¸ trong c¸c mixen

C¸c ph©n tö kh«ng cùc, heptan ch¼ng h¹n, ë bªn trong c¸c mixen, kh«ng hÒ tiÕp

xóc víi n−íc. C¸c ph©n tö cã cùc heptanol ch¼ng h¹n, ®−îc th©m nhËp vµo c¸c mixen

cïng mét c¸ch thøc nh− c¸c ph©n tö cña nh÷ng t¸c nh©n bÒ mÆt. C¸c ph©n tö cã cùc l¹i

ë trªn líp bªn ngoµi cña mixen.

ViÖc hoµ tan lµ mét vÝ dô ®iÓn h×nh vÒ sù h×nh thµnh c¸c mixen hçn hîp. Sù h×nh

thµnh nµy cã thÓ ®−îc xem nh− lµ mét tr−êng hîp riªng biÖt cña hiÖn t−îng hoµ tan

®−îc biÕt d−íi tªn gäi “TÝnh h−íng n−íc’’. HiÖn t−îng nµy bao gåm viÖc hoµ tan cña

mét chÊt nµo ®ã (nh− ABS) trong mét dung m«i (n−íc ch¼ng h¹n) ®−îc gia t¨ng m¹nh

mÏ b»ng c¸ch thªm vµo nh÷ng hîp chÊt kh¸c (vÝ dô nh− Toluen Sulfonat Na). Sù hoµ tan

ho¸ kh¸c h¼n víi tÝnh h−íng n−íc bëi sù kiÖn r»ng mét l−îng c¸c t¸c nh©n g©y tan rÊt

nhá còng ®ñ hoµ tan ®−îc c¸c chÊt h÷u c¬.

Sù hoµ tan tuú thuéc vµo sè l−îng vµ cì c¸c mixen. Cµng cã nhiÒu mixen trong

dung dÞch, sù hoµ tan ho¸ cµng quan träng trong qu¸ tr×nh tÈy röa. MÆt kh¸c, ng−êi ta

gi¶ thiÕt r»ng c¸c mixen cì lín cã kh¶ n¨ng lín h¬n ®Ó hoµ tan c¸c chÊt h÷u c¬. §iÓm

®ôc cña nh÷ng NI cã thÓ ®−îc xem nh− lµ sù b¸o hiÖu h×nh thµnh c¸c mixen siªu lín.

§iÒu nµy cã lÏ gi¶i thÝch t¹i sao sù hoµ tan ho¸ lµ rÊt quan träng xung quanh ®iÓm ®ôc

®èi víi c¸c chÊt NI.

VËy, ®Ó cã sù tÈy röa tèt, kh«ng nh÷ng cÇn gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt (Ph−¬ng thøc

Lanza, c¬ chÕ “Rolling up’’) mµ cßn ph¶i t¨ng nång ®é c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®Ó

h×nh thµnh c¸c mixen (hoµ tan ho¸) vµ cã ®−îc mét sè mixen ®ñ, tuú theo l−îng vÕt bÈn

bÐo cã mÆt trong dung dÞch giÆt röa.

H×nh 1.5 : Ph−¬ng thøc Lanza

Cïng mét lËp luËn ®ã, nÕu vÕt bÈn do mét hçn hîp chÊt dÇu vµ c¸c h¹t th× chÊt dÇu

vµ h¹t t¸ch khái nhau mét c¸ch tù ph¸t khi mèi liªn hÖ d−íi ®©y ®−îc thiÕt lËp: γHP >

γHE + γPE

Sù t¸ch rêi tù ph¸t cña dÇu/bÒ mÆt, h¹t/bÒ mÆt, dÇu/h¹t t¹o nªn ®iÒu mµ ta gäi lµ

“ph−¬ng thøc Lanza’’.

2.2.3. C¸c c¬ chÕ tÈy röa ®Æc biÖt

a-Sù h×nh thµnh c¸c pha thÓ trung gian

C¸c mixen thµnh h×nh trong dung dÞch lo·ng th× nhá vµ hÇu nh− cã cÊu tróc h×nh

cÇu. NÕu ng−êi ta gia t¨ng nång ®é chÊt H§BM, c¸c mixen trë nªn lín h¬n vµ kh«ng

®èi xøng. Sau cïng xuÊt hiÖn mét pha míi gäi lµ “Pha thÓ trung gian’’. Pha thÓ trung

gian lµ mét chÊt láng rÊt sÖt, vÝ dô nh− gel. Pha thÓ trung gian nµy l−ìng chiÕt vµ cho ra

mét h×nh nhiÔu x¹ khi tia X quang chiÕu qua. V× lý do ®ã, ng−êi ta gäi nã lµ “Tinh thÓ

láng’’.

ë phÇn giao diÖn vÕt bÈn chÊt bÐo/n−íc, c¸c t¸c nh©n bÒ mÆt bÞ hÊp phô, do ®ã

h×nh thµnh mét tÇng ®¬n dµy ®Æc c¸c ph©n tö. C¸ch côc bé, ng−êi ta cã thÓ xem r»ng

nång ®é t¸c nh©n bÒ mÆt ®ñ ®Ó h×nh thµnh ®−îc gi÷a vÕt bÈn vµ dung dÞch tÈy röa mét

pha ®µn håi, t¹o nªn chÊt láng tinh thÓ láng hay “Pha thÓ trung gian’’. Sau ®ã pha thÓ

trung gian nµy “phång lªn’’ råi xÑp xuèng do n−íc thÈm thÊu. VÕt bÈn lóc Êy ®−îc ph©n

t¸n trong dung dÞch tÈy d−íi d¹ng nhò t−¬ng hay d−íi d¹ng “hoµ tan ho¸’’ trong c¸c

mixen.

Tuy nhiªn pha thÓ trung gian chØ cã thÓ ®−îc h×nh thµnh víi nh÷ng chÊt bÐo cã Ýt

nhiÒu cùc, nh− c¸c axit bÐo hoÆc r−îu bÐo. VËy c¬ chÕ tÈy röa nµy chØ ®−îc ¸p dông cho

nh÷ng vÕt bÈn cã cùc. MÆt kh¸c, tÇng pha thÓ trung gian t¹o nªn mét líp mµng rÊt nhên

ng¨n c¶n dung dÞch tÈy míi x©m nhËp vµo trong vÕt bÈn, ®iÒu nµy cã t¸c dông lµm

chËm ®i mét c¸ch ®¸ng kÓ viÖc t¸ch ra vµ ph©n t¸n. ChÝnh v× nh÷ng lý do ®ã mµ c¬ chÕ

nµy ®−îc xem nh− lµ Ýt quan träng trong tiÕn tr×nh giÆt tÈy.

b-H×nh thµnh xµ b«ng

Mét vµi hîp chÊt kho¸ng trong c«ng thøc chÊt tÈy röa nh− tripolyphosphat, silicat,

perborat cung cÊp cho dung dÞch giÆt tÈy mét ®é pH kiÒm. §iÒu nµy cã t¸c dông biÕn

®æi c¸c axit bÐo chøa trong dÇu cña må h«i thµnh xµ phßng natri hoµ tan trong n−íc.

ViÖc biÕn c¸c axit bÐo trong dÇu cña må h«i thµnh dung dÞch bëi c¸c t¸c nh©n kiÒm t¹o

nªn mét c¬ chÕ kh¸c cña sù giÆt tÈy. Tuy nhiªn, trong n−íc cøng th× xµ phßng natri biÕn

®æi thµnh xµ phßng canxi kh«ng hoµ tan, cã thÓ l¾ng xuèng trªn v¶i vãc quÇn ¸o. MÆt

kh¸c, c¸c triglyxerit trong dÇu cña må h«i kh«ng biÕn thµnh xµ phßng, ngay c¶ khi ®é

pH cao h¬n 11.

c- Sù r¹n vì c¸c thÓ tËp hîp r¾n ®a kÕt tinh

Bëi c¬ chÕ nµo, c¸c vÕt bÈn cã chÊt bÐo kh«ng cùc l¹i ®−îc tÈy ®i ë mét nhiÖt ®é

kÐm h¬n ®é nãng ch¶y cña chóng (c¸c vÕt bÈn ë thÓ r¾n)? ®Ó tr¶ lêi c©u hái nµy, Ng−êi

ta nghÜ r»ng c¸c vÕt bÈn nµy bÞ lo¹i ra do sù kiÖn lµ c¸c t¸c nh©n bÒ mÆt, khi len vµo

trong c¸c vÕt hay c¸c kÏ nøt cña nh÷ng chÊt r¾n nµy, ®¸nh tan vµ chia c¸c vÕt bÈn thµnh

nh÷ng h¹t mÞn nhá bÞ ph©n t¸n trong dung dÞch giÆt tÈy.

B.A.Scott ®· lµm næi bËt c¬ chÕ nµy khi cho thÊy mét l−îng c¸c t¸c nh©n bÒ mÆt

rÊt ®¸ng kÓ l−u l¹i trªn Tripalmitin r¾n.

Ng−êi ta còng cã thÓ quan s¸t c¸c thÓ tËp hîp r¾n tan vì trªn kÝnh hiÓn vi. ThËt sù,

nÕu ta ®Æt mét mÉu triglyxerit r¾n trong mét dung dÞch tÈy cã mét ®é pH kiÒm, ta thÊy

r»ng chÊt r¾n nµy bÞ tan vì thµnh mét ®¸m h¹t mÞn, nhá.

III. Thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt cña dÇu th«ng

DÇu thùc vËt lµ thµnh phÇn chÝnh cña chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu th©n thiÖn víi

m«i tr−êng. Tuú theo ®iÒu kiÖn cña mçi n−íc mµ ng−êi ta sö dông c¸c lo¹i dÇu thùc vËt

kh¸c nhau. §èi víi n−íc ta, dÇu th«ng lµ nguån nguyªn liÖu dåi dµo, s½n cã ,tõ dÇu

th«ng cã thÓ tæng hîp ra nhiÒu c¸c lo¹i s¶n phÈm kh¸c nhau, trong ®Ò tµi nµy, sö dông

chñ yÕu ®Ó chÕ t¹o chÊt tÈy röa cÆn dÇu, do vËy tæng quan vÒ dÇu th«ng lµ mét phÇn

kh«ng kÐm quan träng.

3.1 Giíi thiÖu vÒ tinh dÇu th«ng /14,15,39 /

§øng ®Çu danh s¸ch c¸c tinh dÇu vÒ mÆt sè l−îng, s¶n phÈm dÇu th«ng trªn thÕ

giíi (kho¶ng 260.000 tÊn/n¨m) b»ng kho¶ng 80% tæng s¶n l−îng tinh dÇu trªn thÕ giíi.

ë n−íc ta c©y th«ng mäc ë nhiÒu n¬i, tËp trung nhÊt ë Qu¶ng Ninh, NghÖ TÜnh, Phó

Kh¸nh vµ L©m §ång víi hµng tr¨m ngh×n hecta rõng th«ng, cho ta mét s¶n l−îng nhùa

th«ng t−¬ng ®èi lín. Tõ nhùa th«ng qua chÕ biÕn ta thu ®−îc kho¶ng 20% dÇu th«ng sö

dông lµm nguyªn liÖu cho nhiÒu ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c vµ cho xuÊt khÈu.

Tinh dÇu th«ng lµ lµ chÊt láng kh«ng mµu, cã mïi ®Æc tr−ng, vÞ cay, kh«ng tan

trong n−íc, tan theo bÊt cø tû lÖ nµo trong benzen, ªte, dÇu bÐo. Tinh dÇu th«ng lµ mét

hçn hîp rÊt phøc t¹p nhiÒu cÊu tö, thµnh phÇn chñ yÕu lµ c¸c Terpen hydrocacbonat, cã

c«ng thøc chung (C5H8)n (víi n= 2,3…) vµ c¸c sesquiterpen. Cô thÓ lµ: α- pinen vµ β-

÷ 10%, Camphen tõ 1 ÷ 3%, Limonen tõ 1 ÷ 5%... Tinh

pinen tõ 65 85%, 3-Caren tõ 5

dÇu th«ng ®−îc sö dông réng r·i trong c«ng nghiÖp, y tÕ vµ ®êi sèng… Nã ®−îc sö dông

®Ó lµm dung m«i, lµm nguyªn liÖu ®Ó ®iÒu chÕ Camphora tæng hîp, Tecpenhydrat, c¸c

Tecpinneol, thuèc trõ s©u, c¸c chÊt th¬m vµ mét sè chÊt kh¸c n÷a…

B¶ng 1.5 cho biÕt tÝnh chÊt vËt lý cña c¸c cÊu tö chÝnh trong tinh dÇu th«ng.

B¶ng 1.5 TÝnh chÊt vËt lý cña c¸c cÊu tö chÝnh trong tinh dÇu th«ng

Ts«i ë ¸p suÊt, oC η ρ20 CÊu tö CTPT KLPT TT 0 40 760 cp kg/ m3 mmHg mmHg mmHg

136,23 51,4 66,8 1,7 857,8 155 1 α-pinen C10H16

136,23 58,1 71,5 4,4 871,2 162 2 β-pinen C10H16

861,5 170 3 ∆3-Caren 136,23 C10H16

136,23 68,2 84,3 842,0 175 4 Dipenten C10H16

842,2 175 5 Limonen 136,23 C10H16

848,0 176 6 Silrestren 136,23 C10H16

848,0 173 136,23 72,1 87,8 7 α-felandren C10H16

835,0 173 8 αTerpinen 136,23 C10H16

862,3 184 9 Terpinolen 136,23 C10H16

Sesquitecpen 204 C15H24

KÕt qu¶ so s¸nh thµnh phÇn ho¸ häc chñ yÕu cña tinh dÇu th«ng ë c¸c vïng nhùa

th«ng lín trªn thÕ giíi vµ ë n−íc ta nªu trong b¶ng 1.6.

CÊu tö

Ph¸p

Ên §é

Liªn X«

Bå§µo

NhËt

U«ng BÝ,

Mü

cò,%

Nha,%

α-pinen

B¶ng 1.6: Thµnh phÇn ho¸ häc cña dÇu th«ng ë n−íc ta vµc¸c n−íc kh¸c

β-pinen

65÷75 20÷30 75 80 60 60÷80 85

20÷30 25÷30 5÷10 15÷17 2÷7,5 10

∆3Caren 55÷65 15 1÷5 5

C¸c terpen 5÷10 5÷10 10 3÷5 5 kh¸c

3.2. TÝnh chÊt ho¸ häc vµ lý häc cña mét vµi thµnh phÇn chÝnh trong dÇu th«ng

3.2.1: Pinen: C«ng thøc: (C10H16 , M =136, 23

Pinen lµ mét trong nh÷ng tecpen hai vßng quan träng vµ phæ biÕn trong tinh dÇu,

®−îc øng dông nhiÒu trong c«ng nghiÖp ho¸ häc.

Pinen lµ chÊt láng s¸nh, kh«ng mµu, mïi dÔ chÞu gièng mïi th«ng, ®Ó l©u chuyÓn

sang mµu h¬i vµng, tan Ýt trong n−íc, tan nhiÒu trong c¸c dung m«i h÷u c¬ kh«ng ph©n

cùc nh− r−îu etylic, axit axetic, toluen, xylen.

B¶ng 1.7 : Mét sè tÝnh chÊt cña α-pinen vµ β-pinen

d 20

Pinen C«ng Ph©n tö T0 s«i ë T0 kÕt

[ ]α 20 thøc l−îng ¸p suÊt tinh η 20 nD

(cp) 760mm

α-pinen C10H16

136,24 155 -57 1,7 0,8578 1,4670 50,6

β-pinen C10H16

136,24 158,3 -50 4,4 0,8712 1,4790 22,7

a. TÝnh chÊt lý häc

Lµ chÊt láng kh«ng mµu, mïi dÔ chÞu gièng mïi th«ng. Hoµ tan tèt trong c¸c dung

m«i h÷u c¬ kh«ng cùc, kh«ng hoµ tan trong n−íc. Nhanh chãng bÞ oxi ho¸ ngoµi kh«ng

khÝ, t¸c dông víi ¸nh s¸ng chuyÓn thµnh chÊt láng nhít mµu vµng.

Trong thiªn nhiªn tån t¹i ë d¹ng ®ång ph©n kh¸c nhau vÒ vÞ trÝ nèi ®«i. α- Pinen

(III)

5 (II)

5 (I)

(I) ; β-pinen (II) vµ δ-pinen (III).

Pinen lµ thµnh phÇn chÝnh cña tinh dÇu th«ng (65 - 85%) trong ®ã α pinen chiÕm

65 - 80% cßn β pinen chØ cã 2 - 7%.

b. TÝnh chÊt ho¸ häc

Pinen lµ mét chÊt rÊt ho¹t ®éng ho¸ häc do trong ph©n tö tån t¹i nèi ®«i 2 - 3 vµ

nèi ®¬n 1 - 7. Nh÷ng liªn kÕt nµy cã kh¶ n¨ng ph¶n øng rÊt m¹nh víi hÇu hÕt c¸c t¸c

nh©n ho¸ häc.

+ 2HCl + H2O

- T¸c dông víi HCl Èm t¹o thµnh Dipentendihydroclorit:

+ HCl khan

- T¸c dông víi HCl khan t¹o thµnh Bornilclorit:

- Ph¶n øng oxi ho¸: α.Pinen cã kh¶ n¨ng ph¶n øng víi oxi kh«ng khÝ ®Ó t¹o c¸c

Verbenol

OOH

Verbenon

OOH

pinen3-ol-2

s¶n phÈm r−îu lµ c¸c chÊt dïng trong h−¬ng liÖu.

- Ph¶n øng hydrat ho¸: α-Pinen cã thÓ kÕt hîp víi n−íc nhê xóc t¸c lµ H2SO4 vµ

c¸c chÊt t¹o nhò t¹o ra terpenhydrat, tiÕp tôc t¨ng nhiÖt ®é ph¶n øng terpenhydrat

Khö n−íc

H2SO4

H2O

+ 3H2O

Terpenhydrat

α.Pinen

α.Terpineol

chuyÓn ho¸ thµnh terpinneol.

Nh÷ng ph¶n øng trªn ®−îc dïng trong c«ng nghiÖp ®Ó tæng hîp nh÷ng chÕ phÈm

dïng trong d−îc ®Ó s¶n xuÊt thuèc ho nh− terpin, terpenhydrat vµ terpineol.

CH2

CH3

CH3COO

§ång ph©n ho¸

CH3COOH

H+

TiO2, 1800C

Camphen axetat

Camphen

α.Pinen

[O]

-OCO-CH3

H2O

-CH3COO

Camphor

Borneol

Bornyl axetat

- Tæng hîp camphor (long n·o) tõ α-Pinen:

c.øng dông cña pinen

Pinen ®−îc t¸ch ra khái tinh dÇu b»ng ph−¬ng ph¸p ch−ng cÊt ph©n ®o¹n. Nã ®−îc

dïng lµm dung m«i cho s¬n mµu xi ®¸nh nhµ. Trong d−îc phÈm dïng trùc tiÕp lµm

thuèc: thuèc ch÷a báng, s¸t trïng kh«ng khÝ trong nhµ vµ tiªu diÖt ký sinh trïng.

Pinen cßn lµ mét nguyªn liÖu ho¸ häc rÊt quan träng ®Ó tæng hîp hµng lo¹t nh÷ng

s¶n phÈm nh− camphotropin, tropinhydrat, tecpineol dïng trong d−îc phÈm ®Ó lµm

thuèc ch÷a bÖnh; dïng s¶n xuÊt c¸c este cña axit pinonic, nocpinic dïng lµm dÇu b«i

tr¬n cho c¸c bé phËn m¸y mãc lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao s¶n xuÊt hydro peronic pinan

dïng lµm chÊt xóc t¸c trong c«ng nghiÖp tæng hîp cao su; dïng s¶n xuÊt thuèc trõ s©u

(cloten, hexan, clorua).

CH2

3.2.2. Camphen C10H16 (3, 3 ®imªtil 2 – mªtylen bixicl« (1, 2, 2) heptan)

Lµ 1 trong nh÷ng tecpen 2 vßng th−êng gÆp trong tinh dÇu.

a. TÝnh chÊt lý häc

Lµ mét chÊt kÕt tinh mµu tr¾ng, dÔ bay h¬i ngoµi kh«ng khÝ, cã

mïi long n·o, hoµ tan tèt trong dung m«i h÷u c¬, kh«ng hoµ tan trong

n−íc.

Tnc = 51 - 520C; Ts«i =160 - 1610C

20 = 0,842; nD = 1,5514

b. TÝnh chÊt ho¸ häc

- Hydro ho¸: Hydro ho¸ tiÕn hµnh nhê xóc t¸c Pt ë nhiÖt ®é th−êng, t¹o thµnh

izo-camphan (C10H18; tnc = 63 - 64,50C).

- Hydrat ho¸: Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh, hydrat ho¸ camphen sÏ thµnh

camphen hydra, nh−ng th−êng th−êng ®−îc hçn hîp borneol vµ izo-borneol.

- Este ho¸: Este ho¸ b»ng axit h÷u c¬ (axit axªtic, axit focmic...) cã H2SO4 lµm

xóc t¸c sÏ nhËn ®−îc axetic bornil (I) ; xµ phßng ho¸ (I) sÏ nhËn ®−îc izo-borneol (II).

Ph¶n øng nµy dïng ®Ó ®Þnh l−îng camphen, trong hçn hîp tecpen 2 vßng (V× trong

_OH

_ O -COCH3 → NaOH

CH3COOH → H2SO4

(I)

(II)

®iÒu kiÖn nµy c¸c tecpen 2 vßng kh«ng bÞ este ho¸).

- Oxi ho¸: Oxi ho¸ camphen b»ng KMnO4 nhËn ®−îc camphen glicol C10H18O2,

an®ehyt camphenilanic C10H16O, axit camphenilic C10H16O2, camphenilic C9H14O vµ

axit camphenic C10H16O4.

Nghiªn cøu nh÷ng s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh oxi ho¸ ng−êi ta còng ®· x¸c ®Þnh ®−îc

c«ng thøc cÊu t¹o cña camphenic.

c. øng dông

Camphen cã chøa nhiÒu trong tinh dÇu nh− th«ng, chanh, th× lµ...t¸ch camphen ra

khái tinh dÇu b»ng nhiÒu ph−¬ng ph¸p.

Ph−¬ng ph¸p Hametkin: lµm l¹nh tinh dÇu cã chøa camphen ®Õn nhiÖt ®é ho¸ láng

cña CO2, camphen sÏ kÕt tinh vµ t¸ch riªng ra.

Camphen cã thÓ tæng hîp ®−îc b»ng c¸ch ®ång ph©n ho¸ α hoÆc β - pinen nhê

xóc t¸c lµ TiO2, hiÖu suÊt ®¹t kho¶ng 70%.

Camphen ®−îc øng dông réng r·i trong c«ng nghiÖp tæng hîp nh÷ng hîp chÊt

trung gian, tæng hîp camphen s¶n xuÊt thuèc trõ s©u b»ng c¸ch clo ho¸ t¸ch thµnh

cloren hoÆc policlocamphen (Liªn X« cò) hoÆc toxafen (Mü).

3.2.3. Caren (C10H16)

Trong thiªn nhiªn tån t¹i 4 ®ång ph©n kh¸c nhau vÒ vÞ trÝ nèi ®«i lµ:

2, 3 - ∆2 - Caren (I); 3, 4 - ∆3 - Caren (II); 4, 3 - ∆2 - Caren (III) vµ 4, 8 -β - Caren

(I)

(II)

(III)

(IV)

(IV).

a. TÝnh chÊt lý häc

Caren lµ mét chÊt láng rÊt cã kh¶ n¨ng ph¶n øng; nhanh chãng bÞ oxi ho¸ ngoµi

kh«ng khÝ.

∆2 caren2 B¶ng 1.8: TÝnh chÊt vËt lý cña Caren ∆3 caren3 ∆4 caren4 β caren

TÝnh chÊt 0 C/mmHg 100 ÷ 101/756 169,5 ÷ 170/760 167,5 ÷ 168/756 72,5/20 Ts«i

0,8618 0,8645 0,8616 0,872,9

1,4698 1,4723 1,4747 1,49275

-108,6 -18,0 +98,81 2,95 T4 N0 [α]0 ®é

b. TÝnh chÊt ho¸ häc

- §ång ph©n ho¸

Khi t¸c dông lªn ∆3 caren TiO2, CH3COOH, H2SO4 trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt

TiO 2 →

®Þnh sÏ ®ång ph©n ho¸ t¹o thµnh ∆4 caren.

- Hydro ho¸

Hydro ho¸ víi ®iÒu kiÖn nhÑ th× tÊt c¶ caren ®Òu chuyÓn thµnh hçn hîp ®ång ph©n

cis vµ trans cña caren: ∆2 caren kh«ng t¹o thµnh dÉn xuÊt kÕt tinh ®Æc tr−ng, ∆3 caren

t¹o thµnh nitrozat tnc = 147,50 C, nitr«zo - clorit tnc = 101 - 1020. ∆4 - caren còng kh«ng

nhËn ®−îc dÉn xuÊt kÕt tinh. Khi oxi ho¸ nã b»ng KMnO4 chuyÓn thµnh d¹ng láng: 1 -

1 dimªtil - 2, 6 - xªt«butilxi - clopropan - 3 - cabonic. C10H16O3, β-caren khi oxi ho¸ t¹o thµnh xªt«n (7, 7 - dimªtilbixicl« (0, 1, 4) heptanon - 4) ts«i 540/20mm.

Trong sè nh÷ng ®ång ph©n cña caren cã gi¸ trÞ thùc tÕ nhÊt lµ ∆3 - caren (cã chøa

trong dÇu th«ng kho¶ng 15%). Caren tæng hîp nhËn ®−îc b»ng c¸ch ®ång ph©n ho¸ α-

pinen trong tinh dÇu th«ng.

3.2.4. Secquitecpen

Lµ nhãm hîp chÊt h÷u c¬ thuéc dÉy tecpen trong ®ã cã c¸c tecpen tõ C15H24 ®Õn

C15H32 vµ nh÷ng dÉn xuÊt cã chøa Oxi nh− r−îu, an®ªhyt vµ xªton, Secquitecpen ®−îc

ph©n lo¹i vµ mét sè tÝnh chÊt lý häc nh− b¶ng sau:

B¶ng 1.9: Mét sè tÝnh chÊt lý häc cña c¸c Secquitecpen

[R] MD Sesquitecpen Sè nèi ®«i d15 nD

Th¼ng 4 0,84 1,53 69,5

Mét vßng 3 0,87 ÷ 0,89 1,49 ÷ 1,51 67,8

Hai vßng 2 0,90 ÷ 0,92 1,50 ÷ 1,51 66,1

Ba vßng 1 0,91 ÷ 0,94 1,49 ÷ 1,50 64,4

Vßng cña ph©n tö Secquitecpen cã thÓ chøa tõ 3 ®Õn 11 nguyªn tö cacbon.

Secquitecpen lµ 1 chÊt láng nhít kh«ng mµu hoÆc ë d¹ng tinh thÓ dÔ ch¶y cã mïi

dÔ chÞu. Mét sè tÝnh chÊt ®Æc tr−ng cña nh÷ng Secquitecpen phæ biÕn xem b¶ng 1.10

B¶ng 1.10 : Mét sè tÝnh chÊt lý häc cña c¸c Secquitecpen phæ biÕn

Secquitecpen Ts«i 0C/mm d4 nD [α]D

α-Phaenezen (I) 1240/12 0,8310 1,4870 0,00

α-Bizaboxen (II) 1370/25 0,8716 1,4918 -65,00

α - Cadinen (III) 1030/4 0,9126a 1,5025a -38,80

β - Casiopilen (IV) 1250/8,5 0,8995b 1,49625b 9,30

α - Xantonen (V) 1190/9 0,9075c 1,4877 12,50

III

a = 30,8 °C; b = 24 °C; c = - 25 °C

Secquitecpen lµ mét chÊt rÊt ho¹t ®éng: nã nhanh chãng bÞ oxi ho¸ ngoµi kh«ng

khÝ, bÞ biÕn ®æi khi ®un nãng, ®Æc biÖt lµ trong m«i tr−êng axit, dÔ dµng kÕt hîp víi

halogen, halogenua, oz«n, NOCl, N2O3, N2O4, dÔ dµng hydr« vµ ®ªhydr« ho¸...

Secquitecpen rÊt phæ biÕn trong thùc vËt, trong thµnh phÇn cña tinh dÇu vµ nhùa th«ng.

Secquitecpen ®−îc dïng chñ yÕu lµ trong h−¬ng phÈm vµ trong d−îc phÈm. Trong

h−¬ng phÈm th−êng dïng ë d¹ng hîp chÊt cã chøa oxi nh− nªrolidol, lµm chÊt cè ®Þnh

mïi trong s¶n xuÊt n−íc hoa; pacnªsol vµ axetat cña nã cã mïi hoa hång dïng lµm chÊt

cè ®Þnh cho mïi n−íc hoa, Xantalol C13H24O (III) cã mïi nhùa th¬m rÊt bÒn v÷ng vµ dÔ

HOH2C

∪

CH3 OH

III

chÞu, lµ chÊt cè ®Þnh mïi rÊt tèt.

IV.c¸c ph−¬ng ph¸p xö lý hçn hîp sau tÈy röa

Sau qu¸ tr×nh tÈy röa, th¶i ra mét l−îng lín hçn hîp , trong ®ã bao gåm n−íc th¶i

chøa dÇu. PhÇn dÇu næi lªn trªn ®−îc t¸ch ra, oxy ho¸ ®Ó t¸i sö dông. PhÇn n−íc th¶i

bao gåm dÇu th«ng vµ mét phÇn rÊt Ýt cÆn dÇu, c¸c t¹p chÊt kh¸c, ®−îc xö lý theo c¸c

ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau.

N−íc th¶i nhiÔm cÆn dÇu tån t¹i d−íi c¸c tr¹ng th¸i sau ®©y:

- M¶ng dÇu næi trªn mÆt n−íc .

- DÇu ë d¹ng nhò t−¬ng c¬ häc vµ nhò t−¬ng ho¸ häc.

- DÇu ë d¹ng dung dÞch.

Kh¶ n¨ng ¶nh h−ëng cña sù « nhiÔm do n−íc th¶i nhiÔm dÇu lµ rÊt lín, ¶nh h−ëng

trùc tiÕp tr−íc m¾t vµ l©u dµi ®Õn m«i tr−êng, ¶nh h−ëng ®Õn nhiÒu ngµnh kh¸c trong ®ã

cã du lÞch.

Do vËy ®Ó ®¶m b¶o n−íc th¶i kh«ng lµm « nhiÔm m«i tr−êng vµ cã ®ñ tiªu chuÈn

®Ó th¶i vµo c¸c nguån n−íc thiªn nhiªn, cÇn ph¶i ¸p dông c¸c c«ng nghÖ xö lý n−íc

thÝch hîp. C«ng nghÖ xö lý n−íc ®Æt ra môc tiªu lµ lo¹i bá c¸c thµnh phÇn t¹p chÊt

kh«ng phï hîp víi môc ®Ých sö dông, hoÆc ®−a t¹p chÊt ®ã vÒ d¹ng chÊp nhËn ®−îc

trong ph¹m vi cho phÐp.

§Ó xö lý n−íc th¶i cã chøa dÇu, ta cã thÓ ¸p dông c¸c c«ng nghÖ xö lý sau ®©y:

- Xö lý c¬ häc. - Xö lý ho¸ häc.

- Xö lý ho¸ lý. - Xö lý sinh häc.

4.1. Xö lý c¬ häc. [51,52,53]

§a sè c¸c thiÕt bÞ ®Ó t¸ch dÇu - n−íc hiÖn cã ®Òu dùa trªn nguyªn t¾c quay ly t©m,

v× tû träng dÇu nhá h¬n tû träng cña n−íc, nªn khi quay víi tèc ®é cao n−íc sÏ ë líp

ngoµi, dÇu bÞ tô vµo gi÷a vµ ®−îc rót ra theo ®−êng èng, ch¼ng h¹n nh− US- Patent sè

516043 ®· ®Ò cËp tíi ph−¬ng ph¸p sö dông èng dµi ®Ó hót dÇu qua bé phËn ph©n t¸ch ly

t©m dÇu- n−íc råi chuyÓn sang c¸c èng hót dÇu riªng, n−íc riªng.

Mét gi¶i ph¸p kh¸c lµ t¸ch qua bÓ l¾ng, hÖ dÇu- n−íc ®−îc ®Ó yªn trong thêi gian

l©u, dÇu sÏ næi lªn trªn råi ng−êi ta cho rót n−íc chËm dÇn tõ ®¸y.

TÊt c¶ c¸c gi¶i ph¸p ®· biÕt ®Õn ®iÒu cã nh÷ng mÆt h¹n chÕ nh−: ThiÕt bÞ cång

kÒnh, tèn ®iÖn n¨ng khi sö dông, vËn hµnh phøc t¹p, hiÖu suÊt thÊp.

4.2. Ph−¬ng ph¸p ho¸ häc.[55, 56, 60,61,62,72, 106 ]

C¸c ph−¬ng ph¸p ho¸ häc dïng trong xö lý n−íc th¶i gåm cã: Trung hoµ, oxi ho¸

vµ khö. TÊt c¶ c¸c ph−¬ng ph¸p nµy ®Òu dïng t¸c nh©n ho¸ häc, nªn nã lµ ph−¬ng ph¸p

®¾t tiÒn. Ng−êi ta sö dông ph−¬ng ph¸p ho¸ häc ®Ó khö c¸c chÊt hoµ tan vµ trong c¸c hÖ

thèng n−íc khÐp kÝn. §«i khi c¸c ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc dïng ®Ó xö lý s¬ bé tr−íc khi

xö lý sinh häc, hay sau c«ng ®o¹n nµy. Nã nh− lµ mét ph−¬ng ph¸p xö lý n−íc th¶i lÇn

cuèi ®Ó th¶i vµo ngån n−íc.

4.3. Ph−¬ng ph¸p sinh häc. [37, 57,58,59,101,102]

HiÖn nay, ngoµi mét sè ph−¬ng ph¸p xö lý ®· nªu ë trªn nh− ph−¬ng ph¸p c¬ häc,

ho¸ häc, ho¸ lý…cßn cã ph−¬ng ph−¬ng ph¸p lµm s¹ch b»ng c¸ch ph©n huû sinh häc

(Bioremedi ation) ®−îc ¸p dông nhiÒu nhÊt do gi¸ thµnh rÎ, dÔ thùc hiÖn vµ an toµn ®èi

m«i tr−êng. C«ng nghÖ vi sinh nµy ®· ®−îc viÖn c«ng nghÖ sinh häc vµ C«ng ty X¨ng

dÇu B12 ¸p dông ®Ó xö lý n−íc th¶i chøa dÇu vµ cho kÕt qu¶ kh¶ quan. §Ó gãp phÇn x©y

dùng vµ hoµn thiÖn quy tr×nh c«ng nghÖ lµm s¹ch cÆn ®¸y tõ c¸c bÓ chøa dÇu theo

h−íng ph©n huû sinh häc, ng−êi ta ®· nghiªn cøu kh¶ n¨ng ph©n huû dÇu vµ c¸c thµnh

phÇn kh¸c cña c¸c chñng vi sinh vËt tån t¹i trong cÆn th¶i, cô thÓ lµ:

* Ba chñng vi khuÈn: HK-HF6 , HK – T3F1vµ HK – B31 ph©n lËp tõ cÆn th¶i x¨ng

dÇu cña kho K- 130, XÝ nghiÖp x¨ng dÇu Qu¶ng Ninh, c«ng ty x¨ng dÇu B12.

Ba chñng vi khuÈn nµy ph¸t triÓn tèt trong m«i tr−êng kho¸ng chøa 5% FO hoÆc

dÇu th«, ë nhiÖt ®é 28 ÷ 370C, pH =7 vµ nång ®é muèi tõ 0 ÷ 0,5% . C¸c chñng vi

khuÈn ®Òu cã thÓ sö sông dÇu th« cña má B¹ch Hæ, hai chñng HK- HF6 vµ HK- B31 sö

dông rÊt tèt FO. Chñng HK- HF6 sö dông 76,25% l−îng dÇu tæng sè 84,04%

hydrocacbon no, 77, 33% hydrocacbon th¬m, 51, 43% nhùa vµ 64,86% asphaten.

Chñng HK- B31 sö dông 57,47% l−îng dÇu, tæng sè 78,87% hydrocacbon no, 72%

hydrocacbon th¬m, 22,86% nhùa vµ 24, 32% asphanten. Chñng HK- B31 sö dông tèt

hexadecan, pristan, eicosan, ocosan. Hai chñng vi khuÈn nµy cã kh¨ n¨ng ph©n huû dÇu

cao, sö dông tÊt c¶ c¸c thµnh phÇn cña dÇu, ®Æc biÖt lµ hydrocacbon m¹ch dµi, nhùa vµ

asphaten, lµ c¸c thµnh phÇn rÊt khã ph©n huû.

* Ngoµi viÖc sö dông c¸c vi khuÈn cã kh¶ n¨ng ph©n huû dÇu nh− ®· nªu trªn, nhiÒu

n−íc trªn thÕ giíi còng nh− ë ViÖt Nam rÊt quan t©m nghiªn cøu vai trß cña mét sè loµi

thùc vËt n−íc trong qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i nhiÔm dÇu.

Theo nghiªn cøu ®· x¸c minh ®−îc r»ng, lo¹i t¶o Chlorella, Scenedsmus cã kh¶

n¨ng xö lý n−íc th¶i nhiÔm dÇu cao, cã thÓ gi¶m tõ 25,8 mg/l xuèng cßn 2,7 mg/l, ®¹t

hiÖu qu¶ xö lý 89,5%; cßn ë thÝ nghiÖm chØ ®¹t 47,7%. Bªn c¹nh ®ã, hµm l−îng BOD5

còng gi¶m tõ 134 cßn 4,7 mg/l, l−îng oxy hoµ tan t¨ng tõ 1,4 ÷ 22,4 mg/l.

4.4. Ph−¬ng ph¸p ho¸ lý /29/

4.4.1. Ph−¬ng ph¸p hÊp phô.

Ph−¬ng ph¸p nµy dùa trªn nguyªn t¾c lµ c¸c chÊt « nhiÔm tan trong n−íc cã thÓ

®−îc hÊp thô trªn bÒ mÆt mét sè chÊt r¾n (chÊt hÊp phô) c¸c chÊt hÊp phô th−êng dïng

trong môc ®Ých nµy lµ than ho¹t tÝnh d¹ng bét, than bïn sÊy kh« hoÆc ®Êt sÐt ho¹t tÝnh,

hay diatomit, bentonit.

C¸c chÊt h÷u c¬, kim lo¹i nÆng vµ c¸c chÊt mÇu dÔ bÞ hÊp phô. L−îng chÊt hÊp phô

tuú thuéc vµo kh¶ n¨ng hÊp phô cña tõng chÊt vµ hµm l−îng chÊt bÈn ë trong n−íc. Tèc

®é cña qu¸ tr×nh hÊp phô, phô thuéc vµo nång ®é, b¶n chÊt vµ cÊu tróc c¸c chÊt tan,

nhiÖt ®é cña n−íc, lo¹i vµ tÝnh chÊt cña c¸c chÊt hÊp phô.

Trong tr−êng hîp tæng qu¸t, qu¸ tr×nh hÊp phô gåm ba giai ®o¹n:

- Di chuyÓn chÊt cÇn hÊp phô tõ n−íc th¶i tíi bÒ mÆt chÊt hÊp phô (khuyÕch t¸n

ngoµi).

- Thùc hiÖn qu¸ tr×nh hÊp phô.

- Di chuyÓn chÊt bªn trong chÊt hÊp phô ( khuyÕch t¸n trong).

Trong ®ã tèc ®é cña qu¸ tr×nh hÊp phô lµ lín vµ kh«ng h¹n ®Þnh tèc ®é chung cña

cña qu¸ tr×nh. Do ®ã giai ®o¹n quyÕt ®Þnh vËn tèc qu¸ tr×nh ë ®©y giai ®o¹n khuyÕt t¸n

ngoµi hoÆc khuyÕch t¸n trong.

Trong vïng khuyÕch t¸n ngoµi, tèc ®é chuyÓn khèi chñ yÕu do c−êng ®é xo¸y cña

dßng quyÕt ®Þnh, nghÜa lµ tr−íc hÕt phô thuéc vµo vËn tèc chÊt láng.

Trong vïng khuÕch t¸n trong, c−êng ®é chuyÓn khèi phô thuéc vµo kÝch th−íc

mao qu¶n cña chÊt hÊp phô, h×nh d¹ng vµ kÝch th−íc h¹t cña nã, kÝch th−íc ph©n tö cña

chÊt bÞ hÊp phô, hÖ sè dÉn khèi.

Qu¸ tr×nh hÊp phô cã thÓ tiÕn hµnh mét bËc hoÆc nhiÒu bËc. HÊp phô mét bËc ë

tr¹ng th¸i tÜnh ®−îc øng dông trong tr−êng hîp khi chÊt hÊp phô cã gi¸ thµnh thÊp hoÆc

lµ chÊt th¶i s¶n xuÊt. Tuy nhiªn qu¸ tr×nh tiÕn hµnh trong hÖ thèng nhiÒu bËc sÏ cã hiÖu

qu¶ cao h¬n.

Mét gi¶i ph¸p bao gåm n¨m c«ng ®o¹n cña hÖ thèng xö lý dÇu - n−íc mµ US -

Patent sè 5227071 ®· ®Ò cËp tíi lµ keo ho¸ dÇu tù do, dïng mµng siªu läc ®Ó ph©n ly

dÇu, sau ®ã lµ dïng mµng läc than ho¹t tÝnh ph©n ly c¸c hîp chÊt h÷u c¬ nhÑ, mét

buång trao ®æi cation ®Ó thu håi nguyªn tè kim lo¹i vµ mét buång ph©n ly theo tû träng.

4.4.2. §«ng tô- keo tô.

HÖ ph©n t¸n lµ hÖ bao gåm mét m«i tr−êng liªn tôc vµ c¸c tiÓu ph©n tö cã kÝch

th−íc nhá, ®−îc ph©n t¸n ®ång ®Òu trong m«i tr−êng ®ã. TËp hîp c¸c tiÓu ph©n nhá bÐ

®−îc gäi lµ pha ph©n t¸n, cßn m«i tr−êng chøa ®ùng pha ph©n t¸n gäi lµ m«i tr−êng

ph©n t¸n.

Tuú thuéc vµo b¶n chÊt cña m«i tr−êng ph©n t¸n vµ pha ph©n t¸n mµ c¸c hÖ ph©n

t¸n cô thÓ cã tªn gäi kh¸c nhau. Khi pha ph©n t¸n lµ r¾n ph©n t¸n vµo m«i tr−êng láng

th× tuú kÝch th−íc cña h¹t mµ ta cã hÖ lµ huyÒn phï hay hÖ lµ hÖ keo.

HÇu hÕt c¸c dung dÞch keo lµ dÞ thÓ, tuy nhiªn còng cã nh÷ng hÖ trong ®iÒu kiÖn

nµy lµ dung dÞch thùc, nh−ng trong ®iÒu kiÖn kh¸c l¹i lµ dung dÞch keo. ThËm chÝ cã thÓ

lµ gel. Trong hÖ ®ã tån t¹i mét c©n b»ng nhiÖt ®éng Dung dÞch thùc sol gel

B»ng c¸ch thay ®æi nång ®é, nhiÖt ®é, pH hoÆc ®−a vµo c¸c chÊt ®iÖn ly, hÖ cã thÓ

chuyÓn tõ d¹ng nµy sang d¹ng kh¸c. Nh÷ng hÖ nh− thÕ ®−îc gäi lµ hÖ b¸n keo. Trong

thùc tÕ, chóng ta th−êng thÊy c¸c hÖ b¸n keo lµ dung dÞch n−íc cña c¸c chÊt ho¹t ®éng

bÒ mÆt nh−: Dung dÞch xµ phßng, dung dÞch tanin, dung dÞch c¸c chÊt mµu....

Khi t¨ng nång ®é c¸c dung dÞch chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt chøa c¸c h¹t gåm nhiÒu

ph©n tö vµ trë thµnh c¸c dung dÞch keo −a n−íc, khi ®ã dung dÞch cã tÝnh dÞ thÓ, cã ®é

ph©n t¸n cao. Tuy nhiªn hÖ keo c¸c chÊt H§BM nµy kh¸c víi c¸c hÖ keo −a n−íc lµ kh¸

bÒn vÒ c©n b»ng nhiÖt ®éng.

Nh− vËy, hçn hîp sau tÈy röa cã thÓ xö lý b»ng c¸c ph−¬ng ph¸p ë trªn, phô thuéc

vµo ®iÒu kiÖn thùc tÕ mµ cã thÓ chän mét ph−¬ng ph¸p cho phï hîp nhÊt hoÆc kÕt hîp

mét vµi ph−¬ng ph¸p víi nhau.

Ch−¬ng 2: PhÇn thùc nghiÖm

I. X¸c ®Þnh thµnh phÇn cÆn dÇu 1.1 X¸c ®Þnh thµnh phÇn cÆn dÇu b»ng ph−¬ng ph¸p hãa häc

ë ®©y, ®èi t−îng nghiªn cøu lµ c¸c lo¹i cÆn x¨ng, KO, DO, FO lÊy tõ d−íi ®¸y c¸c

bån bÓ chøa khi sóc röa bÓ ë C¶ng dÇu B12-C«ng ty X¨ng dÇu Petrolimex Qu¶ng Ninh,

Tæng c«ng ty x¨ng dÇu ViÖt Nam. §Ó x¸c ®Þnh ®−îc tõng thµnh phÇn, chóng t«i sö dông

s¬ ®å t¸ch cÆn , ®−îc ®−a ra ë phÇn Phô lôc /4, 10, 18, 19,22, 28,50/

1.1.1 X¸c ®Þnh n−íc

a- Nguyªn t¾c

§Ó x¸c ®Þnh n−íc trong cÆn dÇu, ng−êi ta th−êng dïng hai ph−¬ng ph¸p ch−ng cÊt

n−íc víi sù cã mÆt cña dung m«i vµ ph−¬ng ph¸p ho¸ häc. §Ó cã hiÖu qu¶ h¬n, chóng

t«i tiÕn hµnh b»ng ph−¬ng ph¸p ch−ng cÊt cuèn víi dung m«i. MÉu nghiªn cøu ®−îc

®un håi l−u víi dung m«i kh«ng tan trong n−íc, ®−îc ch−ng cÊt cïng víi n−íc cã trong

mÉu. Dung m«i ng−ng tô vµ n−íc ®−îc t¸ch ra liªn tôc trong èng høng, n−íc l¾ng xuèng

trong phÇn chia ®é cña èng høng, cßn dung m«i ch¶y ng−îc l¹i b×nh cÊt. Dung m«i

®−îc sö dông ë ®©y lµ xylen c«ng nghiÖp; tr−íc khi sö dông, cÇn ph¶i lo¹i bá n−íc cã

trong dung m«i ®Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c cña ph−¬ng ph¸p /50/

b- Dông cô vµ ho¸ chÊt

- B×nh cÊt b»ng thuû tinh cã dung tÝch 500ml, cã cæ ng¾n vµ cã khíp nèi phï hîp

®Ó gi÷ ®−îc èng håi l−u cña èng høng.

- BÕp ®iÖn.

- èng høng thuû tinh cã chia ®é cã kÝch th−íc phï hîp víi l−îng n−íc dù ®o¸n cã

trong mÉu, cã nghÜa lµ l−îng n−íc kh«ng ®−îc v−ît qu¸ dung tÝch cña èng høng, mçi

v¹ch chia lµ 0,2ml, cã dung tÝch 25ml (Trõ tr−êng hîp èng høng víi vßi kho¸ sÏ ®−îc sö

dông khi l−îng n−íc v−ît qu¸ ®−îc rót vµo èng ®ong).

- èng håi l−u, èng ng−ng th¼ng, lµm l¹nh b»ng n−íc cã chiÒu dµi 400mm.

- Xylen c«ng nghiÖp.

c. Qu¸ tr×nh tiÕn hµnh

- C©n trùc tiÕp mét l−îng mÉu nghiªn cøu vµo b×nh cÊt víi ®é chÝnh x¸c 0,1g råi

thªm 100ml dung m«i ®· lùa chän.

- L¾p c¸c chi tiÕt cña thiÕt bÞ nh− biÓu thÞ trªn h×nh vÏ 2.1, bÝt kÝn tÊt c¶ c¸c chç

nèi h¬i vµ chÊt láng. èng håi l−u vµ èng høng cÇn ®−îc lµm s¹ch b»ng ho¸ chÊt ®Ó ®¶m

b¶o cho n−íc ch¶y tù do vµo ®¸y cña èng høng. NhÐt mét miÕng b«ng xèp vµo phÝa trªn

èng håi l−u ®Ó ng¨n sù ®äng h¬i n−íc cña m«i tr−êng Èm bªn ngoµi. TuÇn hoµn n−íc

l¹nh qua vá bäc cña èng håi l−u.

- T¨ng nhiÖt cho b×nh cÊt, ®iÒu chØnh tèc ®é s«i sao cho phÇn cÊt ng−ng tô ch¶y

xuèng tõ èng ng−ng víi tèc ®é 2 ÷ 5 giät trong mét gi©y.

- KÕt thóc viÖc x¸c ®Þnh hµm l−îng n−íc, ®Ó èng høng vµ c¸c chÊt chøa trong ®ã

nguéi ®Õn nhiÖt ®é phßng. G¹t tÊt c¶ nh÷ng giät n−íc dÝnh ë thµnh èng høng b»ng ®òa

thuû tinh vµ ®Ó nã ch¶y xuèng líp n−íc. §äc l−îng n−íc trong èng chÝnh x¸c ®Õn thang

chia ®é nhá nhÊt.

d-. TÝnh to¸n

Hµm l−îng n−íc cã trong mÉu cÆn dÇu (%KL) ®−îc tÝnh nh− sau:

0m m

100 W =

Trong ®ã:

m0: khèi l−îng n−íc trong èng høng. m : Khèi l−îng cÆn dÇu (100g).

Ghi kÕt qu¶ hµm l−îng n−íc chÝnh x¸c ®Õn 0,1%.

LÆp l¹i 4 lÇn thÝ nghiÖm. KÕt qu¶ ®èi víi c¸c mÉu cÆn kh¸c nhau ®−îc thÓ hiÖn

trong c¸c b¶ng ë phÇn th¶o luËn

1.1.2. X¸c ®Þnh t¹p chÊt c¬ häc vµ cacboit

Thµnh phÇn chÝnh cña t¹p chÊt c¬ häc lµ c¸t, ®Êt sÐt, m¶nh s¾t nhá vµ c¸c muèi

kho¸ng. Trong dÇu má vµ c¸c s¶n phÈm dÇu má, chóng tån t¹i ë d¹ng l¬ löng. KÝch

th−íc t¹p chÊt cµng nhá th× cµng khã t¸ch b»ng ph−¬ng ph¸p l¾ng ®äng, ®Æc biÖt lµ c¸c

tinh thÓ muèi. Nãi chung s¶n phÈm cã ®é nhít cµng lín th× hµm l−îng t¹p chÊt c¬ häc

trong ®ã cµng cao.

H×nh 2.1: S¬ ®å thiÕt bÞ ch−ng cÊt x¸c ®Þnh hµm l−îng n−íc

Cacboit tr«ng còng gièng nh− asphanten, nh−ng r¾n vµ gièng nh− cèc, cã mµu sÉm

h¬n. Cacboit còng kh«ng tan trong bÊt cø dung m«i nµo.

a- §Þnh nghÜa

Hµm l−îng t¹p chÊt c¬ häc + cacboit cña cÆn dÇu lµ phÇn tr¨m khèi l−îng cña c¸c

hîp phÇn kh«ng tan trong bÊt cø dung m«i nµo trong c¸c ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm.

b- Nguyªn t¾cx¸c ®Þnh

MÉu nghiªn cøu ®−îc chiÕt nãng víi n-heptan, sau ®ã nh÷ng chÊt kh«ng tan chñ

yÕu lµ c¸c chÊt asphanten, cacboit vµ t¹p chÊt c¬ häc ®−îc t¸ch ra b»ng c¸ch läc. Chóng

®−îc chiÕt röa víi n-heptan nãng cho ®Õn khi s¹ch hÕt vÕt dÇu mì råi sau ®ã ®em hoµ

tan trong benzen nãng. PhÇn kh«ng tan chÝnh lµ cacboit vµ t¹p chÊt c¬ häc.

Lµm kh« dung m«i vµ sÊy ®Õn träng l−îng kh«ng ®æi.

c- Dông cô vµ ho¸ chÊt

- Bé chiÕt Soxlet 200ml, bÕp ®iÖn c¸ch c¸t, cèc thuû tinh, b×nh nãn thuû tinh, ®òa

thuû tinh, phÔu thuû tinh, b×nh tam gi¸c, sinh hµn, giÊy läc b¨ng xanh, chÐn c©n nhiÖt ®é

cao, c©n ph©n tÝch, tñ sÊy, m¸y khuÊy.

- N-heptan tinh khiÕt, benzen tinh khiÕt.

- MÉu nghiªn cøu: cÆn x¨ng, cÆn KO, cÆn DO, cÆn FO.

d-. Qu¸ tr×nh tiÕn hµnh

Lµm s¹ch tÊt c¶ c¸c dông cô thuû tinh b»ng c¸ch ng©m trong sulfocromic trong

kho¶ng 12 giê. Röa, tr¸ng b»ng n−íc cÊt råi b»ng cån 900. SÊy ë 100÷1100C kho¶ng 30

phót sau ®ã cho vµo b×nh hót Èm råi c©n ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi.

§Æt giÊy läc vµ èng giÊy läc kh«ng tro vµo b×nh c©n, ®em sÊy ë nhiÖt ®é

100÷1100C lóc ®Çu trong mét giê, sau ®ã 30 phót cho tíi khi träng l−îng kh«ng ®æi.

GiÊy läc lÊy ra vµ ®Æt vµo phÔu läc.

MÉu ®−îc l¾c ®Òu ®Ó tr¸nh hiÖn t−îng l¾ng cña t¹p chÊt. C©n 10 g mÉu (chÝnh x¸c

®Õn 0,1g trong mét b×nh nãn). Sau ®ã cho n-heptan vµo b×nh nãn víi tû lÖ 30ml/1g mÉu.

L¾p sinh hµn vµ ®un s«i hçn hîp trong kho¶ng 1 giê. Ngõng ®un vµ ®Ó nguéi b×nh nãn,

®Ëy n¾p b×nh vµ ®Æt trong chç tèi Ýt nhÊt 2 giê ®Ó kÕt tña asphanten. Sau ®ã kh«ng khuÊy

vµ läc asphanten + cacboit + t¹p chÊt c¬ häc trªn giÊy läc b¨ng xanh mÞn cÈn thËn ®Ó

tr¸nh lµm mÊt chóng. Tr¸ng s¹ch b×nh nãn thuû tinh b»ng n-heptan nãng råi chuyÓn nhÑ

lªn phÔu läc b»ng ®òa thuû tinh. CÆn trªn giÊy läc ®−îc röa s¹ch b»ng c¸ch chiÕt víi

kho¶ng 50ml n-heptan cho tíi khi dung m«i ch¶y qua giÊy läc trong suèt kh«ng mµu.

Sau khi läc vµ tr¸ng b»ng dung m«i n-heptan, giÊy läc cã chøa t¹p chÊt c¬ häc +

cacboit + asphanten ®−îc chuyÓn vµo èng giÊy läc råi cho vµo bé chiÕt Soxlet vµ tiÕn

hµnh chiÕt b»ng dung m«i benzen cho tíi khi dung m«i ch¶y ra khái bé chiÕt Soxlet

kh«ng mµu th× ngõng ®un. PhÇn hoµ tan trong benzen nãng chÝnh lµ asphanten, cßn

phÇn trªn giÊy läc lµ cacboit + t¹p chÊt c¬ häc. §Ó nguéi lÊy èng giÊy läc ra ®em sÊy ë

nhiÖt ®é 115 ÷ 1200C cho tíi khi träng l−îng kh«ng ®æi. Lµm nguéi trong b×nh hót Èm

30 phót tr−íc khi c©n, (sai lÖch gi÷a hai lÇn c©n liªn tiÕp kh«ng qu¸ 0,4mg).

e- TÝnh to¸n kÕt qu¶

Hµm l−îng t¹p chÊt c¬ häc + cacboit trong mÉu cÆn dÇu (%KL) ®−îc tÝnh nh− sau:

1m m

%S = 100

Trong ®ã:

(cid:131) m1: Khèi l−îng cacboit + t¹p chÊt c¬ häc thu ®−îc (g).

(cid:131) m : Khèi l−îng cÆn dÇu (10g)

LÆp l¹i thÝ nghiÖm 4 lÇn víi c¸c mÉu cÆn kh¸c nhau. KÕt qu¶ ®−îc ®−a ra ë b¶ng

trong phÇn th¶o luËn.KÕt qu¶ thu ®−îc lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña c¸c gi¸ trÞ, n»m trong sai

sè cho phÐp.

1.1.3. X¸c ®Þnh asphanten

a- §Þnh nghÜa

Hµm l−îng asphanten cña cÆn dÇu lµ phÇn tr¨m khèi l−îng cña c¸c hîp phÇn

kh«ng tan trong n-heptan trong c¸c ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm, nh−ng tan trong benzen nãng.

b- Nguyªn t¾cx¸c ®Þnh

Dùa vµo tÝnh chÊt kh«ng hoµ tan asphanten trong hydrocacbon nhÑ ®Ó x¸c ®Þnh

chóng. Khi hoµ tan mÉu vao dung m«i nãi trªn th× asphanten sÏ kÕt tña. Cïng víi

asphanten sÏ kÕt tña c¸c nhùa cã ph©n tö l−îng cao, v× chóng cã cÊu t¹o ho¸ häc gÇn

gièng nhau. V× vËy chän dung m«i hîp lý lµ mét vÊn ®Ò rÊt quan träng. ë ®©y, chóng t«i

chän n-heptan.

PhÇn asphanten tan trong benzen nãng ®−îc ®em ®i cÊt lo¹i dung m«i vµ sÊy ®Õn

träng l−îng kh«ng ®æi.

c-Qu¸ tr×nh tiÕn hµnh

ChuyÓn dung dÞch benzen cã chøa asphanten thu ®−îc tõ qu¸ tr×nh chiÕt Soxlet vµo

cèc c©n ®· lµm s¹ch, sÊy kh«. §uæi benzen b»ng c¸ch lµm bay h¬i ë ¸p suÊt khÝ quyÓn

(tiÕn hµnh c«ng viÖc nµy trong tñ hót v× benzen rÊt ®éc), lµm kh« cèc c©n + asphanten

trong tñ sÊy ë 100 ÷ 1100C trong thêi gian 30 phót. Lµm l¹nh cèc c©n + asphanten trong

b×nh hót Èm trong kho¶ng 30 phót ÷ 1 giê vµ c©n, sai lÖch gi÷a hai lÇn c©n liªn tiÕp

kh«ng qu¸ 0,4mg (cèc c©n ®−îc sÊy, ®Ó nguéi trong b×nh hót Èm víi c¸c ®iÒu kiÖn t−¬ng

tù nh− cèc c©n + asphanten). Ghi khèi l−îng asphanten thu ®−îc m2.

* Asphanten rÊt dÔ bÞ oxy ho¸ cho nªn ®iÒu quan träng lµ ë giai ®o¹n sÊy cÇn ph¶i

nghiªm ngÆt vÒ ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é vµ thêi gian.

d-TÝnh to¸n kÕt qu¶

Hµm l−îng asphanten trong mÉu cÆn dÇu (%KL) ®−îc tÝnh nh− sau:

2m m

%A = 100

Trong ®ã:

(cid:131) m2: Khèi l−îng asphanten thu ®−îc (g).

(cid:131) m : Khèi l−îng cÆn (10g).

LÆp l¹i thÝ nghiÖm 4 lÇn ®èi c¸c mÉu cÆn kh¸c nhau.KÕt qu¶ ®−îc ®−a ra ë c¸c

b¶ng trong phÇn th¶o luËn. KÕt qu¶ thu ®−îc lµ gi¸ trÞ trung b×nh, n»m trong sai sè cho

phÐp.

1.1.4. X¸c ®Þnh nhùa

a- Nguyªn t¾c

§Ó x¸c ®Þnh hµm l−îng nhùa, cÇn t¸ch nã ra khái c¸c thµnh phÇn dÇu mì vµ thu

®−îc d¹ng s¹ch ®Ó c©n. Sù t¸ch nhùa ®−îc dùa trªn kh¶ n¨ng b¸m hót lín cña nhùa trªn

bÒ mÆt cña c¸c chÊt hÊp phô r¾n vµ kh¶ n¨ng t¸ch khái chÊt hÊp phô b»ng dung m«i.

Chóng t«i ®· sö dông silicagel lµm chÊt hÊp phô , ngoµi ra cßn sö dông c¸c chÊt hÊp

phô r¾n kh¸c lµ Al2O3, than ho¹t tÝnh, Zeolit X vµ cao lanh ®· qua s¬ chÕ. b- Qu¸ tr×nh tiÕn hµnh

* Ph−¬ng ph¸p 1

L−îng silicagel ®−îc c©n x¸c ®Þnh chÝnh x¸c khèi l−îng (n1) tr−íc khi cho vµo cét hÊp phô. Silicagel sau khi hÊp phô ®−îc ®em sÊy kh« trong tñ sÊy ë nhiÖt ®é 1050C

trong kho¶ng 1 giê, bá ra cho h¹ nhiÖt ®é trong b×nh hót Èm råi ®em c©n. TiÕp tôc cho

sÊy l¹i råi h¹ nhiÖt vµ ®em c©n, lµm t−¬ng tù cho tíi khi khèi l−îng thu ®−îc gi÷a hai

lÇn c©n liªn tiÕp sai kh¸c kh«ng qu¸ 0,4mg, khèi l−îng cuèi cïng thu ®−îc n2.

Hµm l−îng nhùa cã trong mÉu cÆn (%KL) ®−îc x¸c ®Þnh nh− sau:

n 1− m

%Nh = 100

Trong ®ã:

(cid:131) n1 : Khèi l−îng silicagel ban ®Çu (10g)

(cid:131) n2 : Khèi l−îng silicagel ban ®Çu + l−îng nhùa hÊp phô (g)

(cid:131) m : Khèi l−îng mÉu ban ®Çu (10g)

* Ph−¬ng ph¸p 2

PhÇn cÆn sau khi ®· lo¹i asphanten + t¹p chÊt c¬ häc + cacboit, cÊt lo¹i dung m«i

vµ déi qua cét hÊp phô ®−îc n¹p ®Çy silicagel ho¹t tÝnh, c¸c chÊt nhùa sÏ hÊp phô trong

silicagel cßn c¸c chÊt dÇu mì ®i qua.

PhÇn nhùa ®−îc gi¶i hÊp phô b»ng dung dÞch cån-benzen tû lÖ 1:1, b»ng c¸ch cïng

chiÕt bao Soxlet cho tíi khi dung dÞch ch¶y xuèng trong. CÊt lo¹i dung m«i vµ còng sÊy

ë 1050C kho¶ng 1 giê, ®em h¹ nhiÖt ®é trong b×nh hót Èm vµ c©n ®Õn träng l−îng kh«ng

®æi (khèi l−îng x¸c ®Þnh ®−îc gi÷a hai lÇn c©n liªn tiÕp sai lÖch kh«ng qu¸ 0,4 mg). Ghi

khèi l−îng nhùa thu ®−îc m3.

Lµm t−¬ng tù nh− vËy ®èi víi c¸c chÊt hÊp phô kh¸c nh− Al2O3, than ho¹t tÝnh,

Zeolit X vµ cao lanh ®· qua s¬ chÕ. Ghi l¹i khèi l−îng nhùa thu ®−îc cña tõng lo¹i chÊt

hÊp phô phÇn th¶o luËn.

Hµm l−îng nhùa trong mÉu cÆn dÇu (%KL) ®−îc tÝnh nh− sau:

3m m

%Nh = 100

Trong ®ã:

(cid:131) m3: Khèi l−îng nhùa thu ®−îc (g). (cid:131) m : Khèi l−îng cÆn (10g).

LÆp l¹i thÝ nghiÖm 4 lÇn.KÕt qu¶ thu ®−îc lµ gi¸ trÞ trung b×nh, n»m trong sai sè

cho phÐp.

1.1.5. X¸c ®Þnh dÇu mì vµ parafin

a- Nguyªn t¾cx¸c ®Þnh

T¸ch parafin r¾n b»ng c¸ch cho chóng ®ãng b¨ng trong c¸c dung m«i. Sù cã mÆt

cña nhùa-asphanten lµm ¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh ®ãng r¾n cña parafin. Ngoµi ra mét sè

chÊt cao ph©n còng cã thÓ ®ãng b¨ng cïng parafin. Do ®ã tr−íc khi x¸c ®Þnh parafin,

th−êng tiÕn hµnh t¸ch nhùa-asphanten tr−íc.

PhÇn cÆn sau khi ®· lo¹i bá asphanten + t¹p chÊt c¬ häc + cacboit, cÊt lo¹i dung

m«i vµ déi qua cét hÊp phô ®−îc n¹p ®Çy silicagel ho¹t tÝnh, sau ®ã chiÕt nãng víi dung

m«i n-heptan cho ®Õn khi hÕt dÇu mì.

PhÇn dung dÞch cßn l¹i sau khi ®· t¸ch nhùa, asphanten gäi lµ dÇu mì, ®−îc cÊt lo¹i dung m«i vµ c« c¹n, sÊy ë 1050C ®Õn träng l−îng kh«ng ®æi m4. PhÇn nµy ®−îc sö dông ®Ó t¸ch parafin.

b-Dông cô vµ ho¸ chÊt

- Cét hÊp phô, cèc thuû tinh, hép xèp cã lç, phÔu läc, giÊy läc b¨ng xanh, b×nh tam

gi¸c, ®òa thuû tinh, nhiÖt kÕ x¸c ®Þnh nhiÖt ®é ©m, bÕp ®iÖn.

- N-heptan, axeton-benzen (axeton-toluen), ete.

c-Qu¸ tr×nh tiÕn hµnh

LÊy phÇn dÇu mì cßn l¹i sau khi ®· t¸ch nhùa vµ asphanten ë trªn cho vµo cèc

thuû tinh, pha lo·ng b»ng dung m«i axeton-benzen tû lÖ 1:1 hoÆc axeton-toluen tû lÖ

35:65, theo tû lÖ 10 ÷ 15ml dung m«i/1g dÇu ®· t¸ch nhùa, asphanten. §Æt cèc vµo b×nh

xèp cã lç lµm l¹nh ban ®Çu b»ng n−íc ®¸ sau ®ã b»ng hçn hîp ete n−íc ®¸ vµ muèi ë -

210C, ®ång thêi lµm l¹nh phÔu, giÊy läc, b×nh tam gi¸c s¹ch ®Ó läc l¹nh. Qu¸ tr×nh lµm

l¹nh ë - 210C ®−îc tiÕn hµnh trong 1 giê sau ®ã tiÕn hµnh läc ngay trong hép xèp ®Ó

®¶m b¶o nhiÖt ®é. Sau khi läc, hoµ tan parafin r¾n trªn phÔu läc b»ng benzen nãng. PhÇn

parafin ®−îc cÊt lo¹i dung m«i råi sÊy ë 1050C kho¶ng 30 phót vµ c©n ®Õn träng l−îng

kh«ng ®æi. Ghi khèi l−îng parafin thu ®−îc m5.

PhÇn dung dÞch sau khi läc, cho bay h¬i hÕt dung m«i, ®Æt lªn n−íc ®¸. NÕu s¶n

phÈm trong b×nh ®Æc l¹i hay trong s¶n phÈm cã tinh thÓ parafin r¾n th× chøng tá parafin

t¸ch ch−a hÕt vµ cÇn ph¶i lµm l¹i. L−îng parafin thu ®−îc nhËp víi parafin lóc ®Çu sÏ

thu ®−îc tæng l−îng paraffin cã trong cÆn dÇu.

d-TÝnh to¸n kÕt qu¶

Hµm l−îng parafin trong mÉu cÆn dÇu (%KL) ®−îc tÝnh nh− sau:

5m m

100 %P =

Trong ®ã:

(cid:131) m5: Khèi l−îng parafin r¾n thu ®−îc (g). (cid:131) m : Khèi l−îng cÆn (40g).

KÕt qu¶ ®−îc ®−a ra ë phÇn th¶o luËn

1.2. X¸c ®Þnh thµnh phÇn cÆn dÇu b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ lý

1.2.1. X¸c ®Þnh thµnh phÇn cÆn dÇu b»ng ph−¬ng ph¸p phæ hång ngo¹i

MÉu ph©n tÝch gåm c¸c lo¹i sau:

- CÆn x¨ng nguyªn mÉu

- PhÇn dÇu mì cßn l¹i cña cÆn x¨ng sau khi ®· t¸ch nhùa b»ng Silicagel.

- CÆn KO nguyªn mÉu

- PhÇn dÇu mì cßn l¹i cña cÆn KO sau khi ®· t¸ch nhùa b»ng Silicagel.

- CÆn DO nguyªn mÉu

- PhÇn dÇu mì cßn l¹i cña cÆn DO sau khi ®· t¸ch nhùa b»ng Silicagel vµ b»ng

Al2O3.

- CÆn FO nguyªn mÉu

- PhÇn dÇu mì cßn l¹i cña cÆn FO sau khi ®· t¸ch nhùa b»ng Silicagel.

MÉu ®−îc l¾c ®Òu råi chuyÓn vµo cuvet (®−êng kÝnh 13mm, chiÒu dµy 4mm) víi

mét l−îng chiÕm chiÒu dµy 0,1mm. §−a cuvet vµo buång hång ngo¹i, tiÕn hµnh ®o.

TiÕn hµnh ®o phæ hång ngo¹i cña c¸c mÉu trong m¸y IR: Impact 410 cña h·ng

Nicolet.

BiÖn luËn vÒ kÕt qu¶ cña phæ hång ngo¹i ®−îc ®−a ra ë phÇn th¶o luËn. Phæ ®å IR

thÓ hiÖn trong phÇn phô lôc.

1.2.2. X¸c ®Þnh thµnh phÇn cÆn dÇu b»ng ph−¬ng ph¸p S¾c ký-Khèi phæ (GC-

MS)

Ph−¬ng ph¸p GC-MS dùa trªn c¬ së ‘’nèi ghÐp’’ m¸y s¾c ký khÝ víi m¸y phæ khèi

l−îng. ViÖc ph©n t¸ch c¸c hîp phÇn tõ mét hçn hîp c¸c hîp chÊt h÷u c¬ vèn lµ së

tr−êng cña ph−¬ng ph¸p s¾c ký khÝ. Ph−¬ng ph¸p phæ khèi víi ®é nh¹y rÊt cao (cì 10-6

÷ 10-9g) vµ tèc ®é ghi nhanh sÏ cho nh÷ng th«ng tin chÝnh x¸c vÒ cÊu tróc tõ nh÷ng

l−îng chÊt rÊt nhá, t¸ch ra ®−îc nhê ph−¬ng ph¸p s¾c ký. ViÖc liªn kÕt hai kü thuËt ®ã

®· t¹o ra mét c«ng cô m¹nh mÏ ®Ó t¸ch vµ nhËn biÕt c¸c hîp phÇn cña c¸c hçn hîp tù

nhiªn vµ tæng hîp. Nhê cã sù liªn kÕt nµy ng−êi ta cã thÓ thu ®−îc phæ khèi l−îng ®ñ

chÊp nhËn ®èi víi tÊt c¶ c¸c hîp phÇn mµ s¾c ký khÝ t¸ch ra ®−îc, kÓ c¶ nh÷ng hîp phÇn

víi khèi l−îng chØ cì picogam (1picogam = 10-12gam) vµ cã mÆt trong mét vµi gi©y.

Gi÷a m¸y s¾c ký khÝ vµ m¸y phæ khèi cã mét bé phËn dïng ®Ó t¸ch khÝ mang tr−íc khi

vµo buång ion ho¸. Toµn bé hÖ thèng GC-MS ®−îc nèi víi m¸y tÝnh ®Ó tù ®éng ®iÒu

khiÓn ho¹t ®éng cña hÖ, l−u tr÷ vµ xö lý sè liÖu.

PhÇn dÇu mì cña cÆn x¨ng vµ DO sau khi ®−îc t¸ch ra b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc

ë d¹ng láng ®−îc lÊy mÉu vµ ®−a ®i ph©n tÝch trªn m¸y GC - MS t¹i phßng Ph©n tÝch

H÷u c¬ - ViÖn Hîp chÊt thiªn nhiªn – Trung t©m Khoa häc tù nhiªn vµ C«ng nghÖ quèc

gia.

M¸y s¾c ký khÝ (GC) hiÖu: Agilent 6890 Plus

M¸y khèi phæ (MS) hiÖu: Agilent 5973N

§iÒu kiÖn ph©n tÝch:

- Cét mao qu¶n HP5 MS: ChiÒu dµi cét: 30m; ®−êng kÝnh cét: 0,25mm ; ®é dµy

pha tÜnh: 0,5µm.

- Pha tÜnh: Láng, gåm 5% phenyl xiloxan (ph©n cùc) vµ 95% methyl xiloxan

(kh«ng ph©n cùc).

- NhiÖt ®é cét: Dïng ch−¬ng tr×nh nhiÖt ®é, cô thÓ lµ nhiÖt ®é t¨ng dÇn trong qu¸

tr×nh ph©n tÝch.

- Detector: MS

- KhÝ mang He víi l−u l−îng thÓ tÝch 1ml/phót.

- Inlet: Chia dßng 1/70 (split mode).

- L−îng mÉu: 0,1µl.

- ChiÒu cao ®Üa lý thuyÕt H ∼ ®−êng kÝnh cét = 0,25mm.

30.10 0, 25

L H

- Sè ®Üa lý thuyÕt n = = = 120 000.

- MS mode: Scan.

Phæ ®å GC - MS ®−îc ®−a ra ë phÇn phô lôc.

II. BiÕn tÝnh dÇu th«ng

2 .1. X¸c ®Þnh thµnh phÇn dÇu th«ng b»ng ph−¬ng ph¸p GC-MS

Ph−¬ng ph¸p nµy ®Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn cña dÇu th«ng ban ®Çu vµ dÇu th«ng sau

khi biÕn tÝnh. GC-MS ®−îc thùc hiÖn trªn m¸y Polaris Q, Thermo finigan - Mü.ThÝ

nghiÖm tiÕn hµnh t¹i Trung t©m Gi¸o dôc vµ Ph¸t triÓn s¾c ký,§HBK Hµ Néi. C¸c ®iÒu

kiÖn ghi phæ nh− sau:

- Cét : 5MS - SUPELCO

- Ch−¬ng tr×nh nhiÖt ®é: b¾t ®Çu 60°C, t¨ng 6°C/phót ®Õn 200 °C, gi÷ 5 phót, t¨ng

5°C /phót ®Õn 250°C, gi÷ 10 phót.

- Nhiªt ®é injector : 250°C

- TØ lÖ chia dßng: 1:60.

- ChÕ ®é dßng kh«ng ®æi.

- KhÝ mang: heli (He).

- Tèc ®é khÝ mang: 1ml/phót.

- Detector: MS, 200 °C.

- ChÕ ®é EI, full scan.

- QuÐt ®Õn khèi 400 m/z.

- Tèc ®é dßng khÝ ®Öm: 0,3ml/phót.

KÕt qu¶ ®o c¸c mÉu ®−îc ®−a ra ë c¸c h×nh vµ b¶ng

trong phÇn th¶o luËn. 2.2. Sulfat hãa dÇu th«ng

2.2.1. C¸ch tiÕn hµnh

Cho vµo b×nh cÇu 3 cæ 200ml dÇu th«ng, axÝt H2SO4 98% ®−îc nhá giät tõ tõ vµo b×nh ph¶n øng kho¶ng 8 10ml. Ph¶n øng ®−îc thùc hiÖn ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau; cã

khuÊy trén. Lóc ®Çu khi cho axÝt vµo th× nhiÖt ®é cña ph¶n øng t¨ng lªn, cho tõ tõ axÝt

®Õn khi nhiÖt ®é cña ph¶n øng æn ®Þnh th× dõng ph¶n øng kh«ng cho thªm axÝt. Dung

dÞch sau qu¸ tr×nh sulfat hãa ta ®em röa axÝt b»ng n−íc cÊt vµ trung hßa b»ng Na2CO3 10%.

2.2.2. C¸ch röa axit

- §æ dung dÞch sau qu¸ tr×nh sulfat ho¸ vµo phÔu chiÕt.

- Sau ®ã ®æ n−íc cÊt vµo vµ l¾c ®Òu cho dung dÞch trë nªn ®ång nhÊt.

-§Ó kho¶ng tõ 2 3 phót cho n−íc cã lÉn axit l¾ng xuèng duíi råi th¸o bá phÇn

n−íc nµy ®i.

- Lµm nh− trªn kho¶ng 3 ÷ 4 lÇn.

2CO3 10% vµo råi l¾c ®Òu ®Ó trung hoµ hÕt axit

- Cho kho¶ng tõ 8 10ml Na

- Cuèi cïng röa b»ng n−íc cÊt lÇn cuèi.

2.3. Hydrat hãa dÇu th«ng

2.3.1 Dông cô: ThÓ hiÖn trªn h×nh 2.2 2.3 2. TiÕn hµnh ph¶n øng hydrat ho¸

Dông cô thÝ nghiÖm ®−îc l¾p nh− h×nh trªn. Hçn hîp ph¶n øng bao gåm 200 ml

dÇu th«ng, 80 ml dung dÞch axit H2SO4 vµ 8 ml dung dÞch toluen sulfo axit ®−îc ®æ vµo b×nh ph¶n øng (5). Hçn hîp ph¶n øng ®−îc trén ®Òu b»ng m¸y khuÊy vµ gi÷ æn ®Þnh ë

tèc ®é 400 vßng/phót . NhiÖt ®é bªn trong khèi ph¶n øng ®−îc ®iÒu chØnh b»ng c¸ch bæ

xung thªm ®¸ vµo xoong n−íc (1) lµm sao cho nhiÖt ®é bªn trong b×nh cÇu (5) lu«n ®¹t

ë 22 0C. Thêi gian tiÕn hµnh ph¶n øng lµ 11 giê.

H×nh 2.2: S¬ ®å hydrat hãa dÇu th«ng

Trong ®ã:

1. Xoong n−íc lµm l¹nh ≤ 22 0C

2. NhiÖt kÕ ®o nhiÖt ®é bªn ngoµi b×nh ph¶n øng

3. NhiÖt kÕ ®o nhiÖt ®é bªn trong b×nh ph¶n øng

4. C¸nh khuÊy kÌm m¸y khuÊy

5. B×nh cÇu ph¶n øng 500 ml

KÕt thóc ph¶n øng, ®æ hçn hîp ph¶n øng vµo phÔu chiÕt 500 ml ®Ó l¾ng, t¸ch

axÝt phÝa d−íi. PhÇn dÇu th«ng ®∙ hydrat ho¸ röa b»ng n−íc cÊt, ®Õn pH = 6. Sau

®ã, hçn hîp ph¶n øng ®∙ röa b»ng n−íc cÊt ®−îc gia nhiÖt trong 30 phót ë 1000C ®Ó

khö n−íc cña terpenhydrat, chuyÓn thµnh terpineol. TiÕp theo ®ã, ®em s¶n phÈm ®∙

®−îc gia nhiÖt trung hßa b»ng dung dÞch Na2CO3 (5%) råi röa b»ng n−íc cÊt cho

®Õn m«i tr−êng trung tÝnh. S¶n phÈm ®−îc lµm kh« b»ng Na2SO4 khan (®∙ nung ë

5000C vµ ®Ó nguéi trong b×nh hót Èm). S¶n phÈm thu ®−îc cã mµu vµng chanh, mïi

dÔ chÞu.

2.4. Oxy ho¸ dÇu th«ng

hÝ g k n « Kh

i ¶ h t Ý h K

H2O (200C)

Ra khÝ quyÓn

2.4.1 S¬ ®å «xy ho¸ trong phßng thÝ nghiÖm

H×nh 2. 3: S¬ ®å oxy ho¸ dÇu th«ng b»ng kh«ng khÝ

Trong ®ã:

1. M¸y nÐn khÝ

2. Van th¶i khÝ ra ngoµi khÝ quyÓn

3. Van ®iÒu chØnh l−u l−îng khÝ

4. èng ®o l−u l−îng khÝ.

5. Xoong ®ùng n−íc kÌm bÕp ®iÖn ®Ó gia nhiÖt cho b×nh ph¶n øng.

6. èng sñi bät kh«ng khÝ trong b×nh ph¶n øng «xy ho¸.

7. èng lµm l¹nh (sinh hµn)

8. §−êng èng tho¸t khÝ th¶i.

9. èng dÉn n−íc vÒ sau khi lµm l¹nh

10. èng dÉn n−íc lµm l¹nh vµo sinh hµn.

11. NhiÖt kÕ 0 ÷ 200oC

12. NhiÖt kÕ tù déng ®iÒu chØnh nhiÖt ®é b×nh ph¶n øng «xy ho¸.

13. B×nh ph¶n øng 3 cæ.

14. Dông cô tù ®éng ®iÒu chØnh nhiÖt ®é

15. NhiÖt kÕ ®o nhiÖt ®é thïng n−íc l¹nh < 20oC

16. M¸y b¬m n−íc l¹nh.

17. B×nh hÊp phô khÝ th¶i b»ng than ho¹t tÝnh

18. èng tho¸t khÝ th¶i ra ngoµi khÝ quyÓn.

2.4.2. Thùc nghiÖm

Dông cô vµ nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña s¬ ®å thÝ nghiÖm

DÇu th«ng ®· ®−îc lµm s¹ch chøa trong b×nh cÇu 3 cç 13 cã dung tÝch 500cm3.

Kh«ng khÝ tõ m¸y nÐn khÝ 1 ®i qua van ®iÒu chØnh l−u l−îng khÝ 3, l−îng kh«ng khÝ d−

®−îc th¶i ra ngoµi qua van 2. Kh«ng khÝ ®i qua èng ®o l−u l−îng khÝ dïng cét n−íc

(Reomet) 4 sôc vµo b×nh ph¶n øng nhê èng sñi bät 6; nhiÖt ®é b×nh ph¶n øng ®−îc kiÓm

tra b»ng nhiÖt kÕ 11, kh«ng khÝ sau khi tham gia ph¶n øng ë b×nh ph¶n øng 13 ®i vµo

èng lµm l¹nh 7 ®Ó ng−ng tô dÇu th«ng vµ c¸c s¶n phÈm ph¶n øng quay trë vÒ b×nh 3 cæ

sè 13. KhÝ th¶i tho¸t qua èng 8 vµo b×nh läc khÝ cã than ho¹t tÝnh 17 vµ ®i ra ngoµi khÝ

quyÓn qua èng 18. B×nh cÇu ph¶n øng ®−îc cÊp nhiÖt nhê xoong n−íc kÌm bÕp ®iÖn.

Trong xoong n−íc chøa muèi ¨n b·o hoµ ®Ó n©ng cao nhiÖt ®é cña ph¶n øng lªn cao h¬n

100oC. NhiÖt ®é b×nh ph¶n øng ®−îc ®iÒu khiÓn nhê nhiÖt kÕ ®iÒu khiÓn 12 vµ dông cô

®iÒu khiÓn nhiÖt ®é tù ®éng sè 14. N−íc lµm l¹nh sinh hµn 7 cÇu ph¶i cã nhiÖt ®é d−íi

20oC nhê n−íc ®¸ vµ vËn chuyÓn n−íc l¹nh nhê m¸y b¬m n−íc 16 ®Æt trong b×nh chøa

n−íc l¹nh. M¸y b¬m n−íc b¬m theo èng 10 qua sinh hµn vµ chÈy vÒ qua èng 9, sau ®ã

chÈy trë l¹i b×nh chøa n−íc l¹nh. nhiÖt ®é b×nh chøa n−íc l¹nh ®−îc kiÓm tra nhê nhiÖt

kÕ 15. NÕu n−íc trong xoong 5 bÞ bèc h¬i c¹n cÇn bæ xung thªm n−íc s«i tõ phÝch n−íc

nãng. NÕu n−íc cña n−íc lµm l¹nh sinh hµn 7 cao h¬n 20oC th× cÇn th¶ thªm ®¸ vµo

b×nh n−íc l¹nh.

§iÒu chØnh tèc ®é kh«ng khÝ nhê èng ®o l−u l−îng khÝ 4. Cø øng víi mçi mét

®¬n vÞ chiÒu cao cét n−íc trong èng 4 tÝnh b»ng mm ta sÏ cã mét gi¸ trÞ l−u l−îng

kh«ng khÝ tÝnh b»ng ml trong1 phót.

2. 5. X¸c ®Þnh tæng hµm l−îng r−îu sau oxy ho¸ dÇu th«ng b»ng ph−¬ng ph¸p

acetil ho¸

Ph−¬ng ph¸p acetil ho¸ cho phÐp x¸c ®Þnh tæng hµm l−îng r−îu trong hçn hîp cÇn

nghiªn cøu /126/

2.5.1 Ho¸ chÊt, dông cô

- Anhydric acetic, (CH3CO)2O. Dung dÞch KOH 0,5N trong isopropylic. Dung

dÞch HCl 0,5N trong n−íc. DungdÞch phenol phtalein.

- èng thuû tinh vá dµy ®· hµn 1 ®Çu, kh«. BÕp ®un c¸ch thuû, Buret 10ml…

2.5.2. TiÕn hµnh thÝ nghiÖm

§æ vµo èng thuû tinh dÇy, kh« 0,5g mÉu r−îu cÇn nghiªn cøu . TiÕp ®ã cho vµo

èng thuû tinh nµy 1ml anhydric acetic. PhÇn èng phÝa trªn ®−îc kÐo dµi ra vµ hµn l¹i

trªn ngän löa ®Ìn cån. §Ó nguéi b×nh th−êng, l¾p èng thuû tinh lªn gi¸, kÑp gi÷ , ®Æt

phÇn ®¸y èng vµo xoong n−íc c¸ch thuû, ®un s«i nhÑ xoong n−íc trong 1giê. Chó ý,

®un èng thuû tinh cã hãa chÊt trong tñ hót, ®eo kÝnh b¶o hé ®Ó an toµn.

Sau khi ®un 1 giê, lÊy èng ra, ®Ó nguéi, ®Æt èng thuû tinh nµy vµo b×nh cÇu cæ

nh¸m cã thµnh dÇy, ®æ vµo vµo ®ã 50 ml n−íc lµm lo·ng, dïng ®òa thuû tinh lµm gÉy

®Çu èng thuû tinh hoÆc l¾c b×nh cÇu ®Ó lµm vì èng thuû tinh. Nhá vµi giät

phenolphtalein vµo b×nh tam gi¸c. Dïng KOH 0,5N ®æ vµo buret, nhá giät KOH vµo

b×nh tam gi¸c ®Ó trung hoµ axit acetic d− trong ph¶n øng este ho¸ ®Õn khi xuÊt hiÖn

mÇu hång nh¹t. Bæ sung 25ml 0,5N KOH trong r−îu vµo b×nh tam gi¸c. §Ëy nót, ®Ó yªn

trong 15 tiÕng ë nhiÖt ®é th−êng cho ph¶n øng xµ phßng ho¸ (1) b»ng dung dÞch KOH

mµ kh«ng cÇn gia nhiÖt.

CH3COOR + KOH ⇔ CH3COOK + ROH (1)

TiÕp ®ã tiÕn hµnh chuÈn ®é l−îng KOH d− trong ph¶n øng ®ã b»ng HCl 0,5N ®Õn

khi mÊt mÇu hång cña phenolphtalein.

25(

,0).

07612

§èi víi mÉu DTBT oxi ho¸, hµm l−îng r−îu (%) x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:

KVK 1− 1 g

% R−îu = . 100

Trong ®ã: 25 lµ thÓ tÝch dung dÞch KOH 0,5 N trong r−îu,ml

V1 lµ thÓ tÝch dung dÞch HCl 0,5N, ml

K lµ hÖ sè hiÖu chØnh nång ®é dung dÞch HCl 0,5N

K1 lµ hÖ sè hiÖu chØnh nång ®é dung dÞch KOH 0,5N

0,07612 lµ sè gam r−îu terpen t−¬ng øng víi 1 ml KOH 0,5N trong ph¶n øng

xµ phßng ho¸. (Khèi l−îng ph©n tö cña verbenol (C10H16O) lµ: 152,24 g)

g: khèi l−îng mÉu DTBT ®em thÝ nghiÖm,

§èi víi mÉu DTBT hydrat ho¸ hµm l−îng r−îu (%)x¸c ®Þnh theo c«ng thøc

25(

077,0).

KVK 1− 1 g

.100 %R−îu terpinneol =

Trong ®ã: 0,077 lµ sè gam r−îu terpinenol t−¬ng øng víi 1 ml KOH 0,5N trong

ph¶n øng xµ phßng ho¸. (Khèi l−îng ph©n tö cña terpinneol lµ: 154 g)

VÝ dô:

-Dïng pipet hót 0,5 ml hçn hîp cÇn ph©n tÝch (DTBT oxi ho¸) (d=0,89) g = 0,5 x 0,89

= 0,445 g

- TiÕn hµnh ph¶n øng nh− trªn, råi mang hçn hîp ®i chuÈn ®é l−îng KOH d−

(KOH kh«ng tham gia ph¶n øng) b»ng dung dÞch HCl 0,5N. L−îng HCl dïng ®Ó chuÈn

®é lµ 23,2ml (V1)

- Gi¶ sö ta cã dung dÞch chuÈn HCl 0,5 N, khi ®ã K =1 vµ dung dÞch chuÈn KOH

0,5 N, khi ®ã K1 = 1.

07612

1 −×

VËy ta cã tæng hµm l−îng r−îu terpen lµ:

[ 25

100

%79,30

] ,012,23 ×× 445

III. Tæng hîp chÊt tÈy röa cÆn dÇu

3.1. Nguyªn liÖu

Sö dông nguån nguyªn liÖu cña ViÖt Nam bao gåm:

- DÇu th«ng, dÇu ®Ëu nµnh, dÇu l¹c, dÇu së, dÇu thÇu dÇu, dÇu c¸m.

- ChÊt H§BM NI: APG-60, Tween-60.

- Axit succinic; c¸c phô gia

3.2. ThiÕt bÞ, dông cô

èng ®ong, Pipet, B×nh tam gi¸c, Cèc 50, 100ml, NhiÖt kÕ, M¸y khuÊy, C©n ph©n

tÝch, Tñ sÊy.

3.3. TiÕn hµnh tæng hîp

Chóng t«i lùa chän c«ng thøc chÊt tÈy röa bao gåm: dÇu th«ng, axit succinic vµ

chÊt H§BM NI APG. Ngoµi ra ®· thay thÕ dÇu th«ng b»ng c¸c lo¹i dÇu thùc vËt kh¸c

nh− dÇu ®Ëu nµnh, dÇu l¹c, dÇu së, dÇu thÇu dÇu, dÇu c¸m vµ còng thay thÕ APG-60

b»ng chÊt H§BM NI kh¸c dÔ kiÕm h¬n nh− Tween -60 sau ®ã kh¶o s¸t ho¹t tÝnh tÈy röa

cña tÊt c¶ c¸c mÉu ®iÒu chÕ ®−îc.

ChÊt tÈy röa ®−îc ®iÒu chÕ ë ®©y cã d¹ng láng vµ cã mµu vµng nh¹t. C¸ch thøc

®iÒu chÕ nh− sau: c©n x¸c ®Þnh chÝnh x¸c thµnh phÇn c¸c cÊu tö theo tû lÖ ®Þnh tr−íc.

Tr−íc tiªn hoµ tan axit ë nhiÖt ®é 45 ÷ 600C khuÊy víi tèc ®é võa ph¶i cho ®Õn khi tan

hÕt, sau ®ã hoµ tan chÊt H§BM vµo trong dÇu th«ng ®Ó ®¶m b¶o cho dÇu th«ng vµ chÊt

H§BM hoµ tan víi nhau hoµn toµn. Dïng m¸y khuÊy khuÊy víi tèc ®é võa ph¶i trong

vßng 5 ÷ 10 phót. Trén hçn hîp chÊt H§BM vµ dÇu th«ng víi dung dÞch axit succinic

®· hoµ tan ë trªn khuÊy trong vßng 10 phót th× dõng. §Ó nguéi råi cho vµo c¸c b×nh

chøa. Thµnh phÇn cña c¸c mÉu ®· ®iÒu chÕ ®−îc ®−a ra ë c¸c b¶ng trong phÇn th¶o luËn.

IV. x¸c ®Þnh ho¹t tÝnh tÈy röa

§Ó x¸c ®Þnh ho¹t tÝnh tÈy röa (cßn gäi lµ ®é tÈy röa), chóng t«i sö dông 2 ph−¬ng

ph¸p: Ph−¬ng ph¸p khuÊy cã t¸c ®éng c¬ häc vµ ph−¬ng ph¸p phun ¸p lùc

4.1. Ph−¬ng ph¸p khuÊy cã t¸c ®éng c¬ häc

Nång ®é chÊt tÈy pha trong n−íc trong c¸c thö nghiÖm nµy lµ 1%. CÆn dÇu ®−îc

chän dïng cho c¸c thÝ nghiÖm nµy lµ cÆn dÇu FO.

Trong phßng thÝ nghiÖm sö dông ph−¬ng ph¸p t¸c ®éng c¬ häc b»ng c¸ch khuÊy

trén dung dÞch thay v× phun cã ¸p lùc nh− trong thùc tÕ.

4.1.1. Dông cô thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh ®é tÈy röa.

M« t¶ dông cô thÝ nghiÖm:

1.M« t¬ khuÊy 20V, 40W, tèc ®é 400 vßng/ phót

2.C¸nh khuÊy kiÓu ch©n vÞt.

3.MiÕng s¾t ®Ó mang mÉu cÆn dÇu cÇn tÈy röa cã kÝch th−íc 20x10x1mm

4.Cèc thñy tinh cã dung tÝch 200ml

5.Gi¸ 3 ch©n

6.Dung dÞch n−íc vµ chÊt tÈy röa.

H×nh2.4: Dông cô thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh ®é tÈy röa

4. I.2. Nguyªn t¾c x¸c ®Þnh ®é tÈy röa

MÉu cÆn bÈn hay dÇu mì cÇn nghiªn cøu ®−îc quÐt lªn bÒ mÆt miÕng s¾t , sau khi

sÊy kh«, ®Æt miÕng s¾t cã mÆt quÐt mÉu thÝ nghiÖm h−íng vÒ phÝa c¸nh khuÊy 2 nh−

trªn h×nh 4 (miÕng s¾t ®−îc c©n trªn c©n ph©n tÝch, ®−îc khèi l−îng m1). Trong cèc thñy tinh 4 ®Ó dung dÞch tÈy röa pha víi nång ®é x¸c ®Þnh (thµnh phÇn dung dÞch gåm

chÊt tÈy röa 1%, n−íc 99%). BËt c«ng t¾c m¸y khuÊy cho ho¹t ®éng. Thêi gian tÈy röa

nh− vËy 5 phót t¾t m¸y, lÊy mÉu thÝ nghiÖm ra khái cèc, treo lªn sîi d©y thÐp cho kh«

n−íc råi ®em c©n ®−îc khèi l−îng m2. §é tÈy röa tÝnh theo c«ng thøc:

§é tÈy röa (%) = x 100 m1 – m2 m1

4.2. Ph−¬ng ph¸p phun ¸p lùc

Sau khi t¹o c¸c mÉu chÊt tÈy röa, ta pha vµo trong n−íc víi tû lÖ 1% khèi l−îng råi

cho vµo trong b×nh chøa. Sau ®ã dïng b¬m ¸p lùc ®Ó b¬m chÊt tÈy röa phun vµo trong

tÊm kim lo¹i chøa cÆn, dung dÞch sau khi tÈy ®−îc cho tuÇn hoµn vÒ b×nh chøa dung

dÞch chÊt tÈy röa. Sau khi phun kho¶ng 25 phót th× ngõng b¬m, ®em tÊm mÉu sèi n−íc

nhÑ nhµng råi ®em sÊy kh«, sau ®ã ®em c©n chÝnh x¸c ®Ó x¸c ®Þnh l−îng cÆn cßn l¹i m2, tõ ®ã x¸c ®Þnh % tÈy röa (®é tÈy röa) theo c«ng thøc nh− ë trªn. M« h×nh phun ¸p lùc

thÓ hiÖn ë h×nh 2.5

*So s¸nh hai ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é tÈy röa.

Víi ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é tÈy röa b»ng c¸ch ng©m cã t¸c dông c¬ häc th× ®é

chÝnh x¸c cao v× thêi gian vµ tèc ®é khuÊy æn ®Þnh; ngoµi ra thêi gian ®Ó thùc hiÖn qu¸

tr×nh nhanh chãng nªn th−êng ¸p dông trong phßng thÝ nghiÖm. Víi ph−¬ng ph¸p x¸c

®Þnh b»ng c¸ch phun ¸p lùc th× mÆc dï ®é chÝnh x¸c kh«ng cao nh−ng phï hîp víi m«

h×nh ngoµi thùc tÕ, v× trong c«ng nghÖ tÈy röa bån bÓ chøa, hÇu nh− chØ cã thÓ phun

dung dÞch CTR ë ¸p suÊt cao; cã nghÜa lµ t¸c ®éng c¬ häc thÓ hiÖn b»ng t¸c ®éng cña

dßng n−íc d−íi ¸p lùc lín, kho¶ng 100 Kg lùc. V× vËy, viÖc thùc hiÖn theo m« h×nh

phun sÏ thùc tÕ h¬n.

H×nh 2.5: M« h×nh phun ¸p lùc ®Ó tÈy röa cÆn dÇu

4.3. KiÓm tra ®é t¸i b¸m trë l¹i sau khi tÈy röa

4.3.1. ý nghÜa .

Trong qu¸ tr×nh tÈy röa, c¸c cÆn bÈn bÞ hoµ tan vµo dung dÞch . Tuy nhiªn sau mét

thêi gian, c¸c cÆn bÈn ®ã l¹i cã xu h−íng b¸m trë l¹i bÒ mÆt thïng chøa . ChÝnh v× thÕ

khi x¸c ®Þnh ®−îc ®é t¸i b¸m trë l¹i, ta sÏ x¸c ®Þnh ®−îc hiÖu qu¶ chèng t¸i b¸m cña

mçi mÉu CRT . Tõ ®ã ®−a ra ®¸nh gi¸ ®−îc chØ tiªu chÊt l−îng cña mçi mÉu CRT .

4.3.2. ChuÈn bÞ thÝ nghiÖm

C¸c b−íc chuÈn bÞ dông cô vµ chuÈn bÞ mÉu hoµn toµn gièng c¸c thÝ nghiÖm ë trªn

4.3.3. TiÕn hµnh thÝ nghiÖm

TiÕn hµnh tÈy röa nh− thÝ nghiÖm trªn víi mét nhiÖt ®é vµ tèc ®é khuÊy thÝch hîp .

Tuy nhiªn, sau mçi thÝ nghiÖm ta gi÷ l¹i dung dÞch sau tÈy röa .

Sau khi ph¬i kh« vµ c©n x¸c ®Þnh khèi l−îng m2 cña thanh kim lo¹i th× ta l¹i ng©m

nã vµo dung dÞch võa tÈy röa

Thêi gian ng©m kÐo dµi kho¶ng 72 h , sau ®ã lÊy ra ph¬i kh« råi x¸c ®Þnh khèi

l−îng sau t¸i b¸m m3 .

L−îng t¸i b¸m trë l¹i ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :

§TB = ( m3 - m2 ) / ( m1 - m2 ) .100%

Sè liÖu nµy ®−îc thÓ hiÖn ë phÇn th¶o luËn kÕt qu¶.

V.X¸c ®Þnh c¸c tÝnh chÊt ho¸ lý cña CTR

5.1. X¸c ®Þnh ®é bay h¬i cña dung dÞch tÈy röa.

§Ó ®¶m b¶o ®é an toµn ch¸y næ trong qu¸ tr×nh tÈy röa vµ qu¸ tr×nh b¶o qu¶n chÊt

tÈy röa, cÇn ph¶i kiÓm tra ®é bay h¬i vµ nhiÖt ®é chíp ch¸y cña dung dÞch .

5.1.1 Dông cô, thiÕt bÞ :

- Cèc 80ml

- C©n ph©n tÝch

- §ång hå ®o giê

5.1.2 C¸ch tiÕn hµnh:

- Dïng cèc thuû tinh 80 ml cã kÝch th−íc gièng nhau vµ c©n chÝnh x¸c l−îng dung

dÞch cÇn ®o (trong cïng mét ®iÒu kiÖn x¸c ®Þnh) cã khèi l−îng g1.

- §Ó dung dÞch c©n ®o bay h¬i tù nhiªn trong 24h, 48h… t¹i bÒ mÆt tho¸ng sau ®ã

100

®em c©n x¸c ®Þnh khèi l−îng dung dÞch cßn l¹i g2.

g − 1 g

%§é bay h¬i ®−îc x¸c ®Þnh b»ng =

§Ó so s¸nh, chóng t«i ®· x¸c ®Þnh ®é bay h¬i cña chÊt tÈy röa Greasemaster cña

Mü. KÕt qu¶ vÒ ®é bay h¬i thÓ hiÖn trong phÇn th¶o luËn kÕt qu¶.

5.2-X¸c ®Þnh khèi l−îng riªng.

Theo ph−¬ng ph¸p picnomet:

C¸ch tiÕn hµnh:

- Röa, sÊy, c©n 4 b×nh picnomet (gb)

- §æ n−íc cÊt vµo picnomet, ®Þnh møc ®Õn ®Ønh mao qu¶. Ng©m b×nh picnomet

vµo n−íc l¹nh ë kho¶ng 19°C ÷ 20°C trong 15 phót.

- LÊy b×nh picnomet ra lau s¹ch vµ mang c©n trªn c©n ph©n tÝch (gb+ n−íc).

- Tõ trªn ta cã gn−íc vµ ta tÝnh ®−îc thÓ tÝch n−íc ë 20°C (Vn−íc).

- §æ n−íc ®i vµ sÊy kh«.

- T−¬ng tù ®èi víi dÇu th«ng vµ dÇu th«ng biÕn tÝnh ta cã gb+DT

- Tõ trªn ta cã gDT.

- Ta x¸c ®Þnh ®−îc khèi l−îng riªng cña dÇu, sau khi chia cho khèi l−îng riªng

cña n−íc cÊt ta ®−îc gi¸ trÞ tû träng d lµ gDT/Vn−íc

5.3. X¸c ®Þnh ®é nhít ®éng häc.

5.3.1.§Þnh nghÜa.

§é nhít ®éng häc (kÝ hiÖu lµ ν) lµ tû sè gi÷a ®é nhít ®éng lùc vµ tû träng cña chÊt

láng. Nã lµ sè ®o lùc c¶n ch¶y cña mét chÊt láng d−íi t¸c dông cña träng lùc. Trong hÖ

CGS, ®é nhít ®éng häc biÓu thÞ b»ng Stoc (St); 1St = 1cm /s.

Trong thùc tÕ th−êng dïng ®¬n vÞ centiStoc (cSt). 1cSt = 0.01 = 1mm /s.

5.3.2. Nguyªn t¾c x¸c ®Þnh

§o thêi gian (tÝnh b»ng gi©y) cña mét thÓ tÝch cña chÊt láng ch¶y qua mao

qu¶n cña mét nhít kÕ chuÈn, d−íi t¸c dông cña träng lùc ë nhiÖt ®é x¸c ®Þnh. §é

nhít ®éng häc lµ tÝch sè cña thêi gian ch¶y ®o ®−îc vµ h»ng sè hiÖu chuÈn cña nhít

kÕ. H»ng sè cña nhít chuÈn ®−îc b»ng c¸ch chuÈn trùc tiÕp víi c¸c chÊt chuÈn ®∙

biÕt tr−íc ®é nhít.

5.3.3. Dông cô ®o

H×nh 2. 6 : S¬ ®å ®o ®é

nhít cña CTR

Dông cô ®o ®é nhít ®−îc thÓ hiÖn

trªn h×nh 2.6 ; gåm cã:

1. Dung dÞch chÊt æn nhiÖt (cã thÓ dïng n−íc cÊt)

2. M¸y khuÊy

3. NhiÖt kÕ

4. Nhít kÕ

5. Nóm ®iÒu chØnh c¶m biÕn 6

6. C¶m biÕn

7. Bé phËn nung nãng hoÆc lµm l¹nh.

5.3.4. TiÕn hµnh ®o.

L¾p ®Æt dông cô ®o nh− h×nh trªn:

- §iÒu chØnh nóm 5 trªn nhiÖt kÕ tiÕp xóc 6 ®Ó cã nhiÖt ®é cÇn ®o.

- L¾p nhít kÕ ®· lùa chän vµo vÞ trÝ sao cho th¼ng ®øng.

- BËt c«ng t¾c cho m« t¬ khuÊy 2 ho¹t ®éng.

- Chän nhít kÕ ®· cã s½n h»ng sè chuÈn C. Nhít kÕ ph¶i kh« s¹ch, cã miÒn lµm

viÖc bao trïm ®é nhít cña chÊt tÈy röa cÇn x¸c ®Þnh.

- Sau khi n¹p mÉu chÊt tÈy röa vµo nhít kÕ b»ng c¸ch hót hoÆc ®Èy ®Ó ®−a mÉu

®Õn vÞ trÝ cao h¬n v¹ch ®o thêi gian ®Çu tiªn kho¶ng 5mm trong nh¸nh mao qu¶n cña

nhít kÕ .

- Khi mÉu ch¶y tù do, ®o thêi gian ch¶y tÝnh b»ng gi©y tõ v¹ch thø nhÊt ®Õn v¹ch

thø hai.

- TiÕn hµnh kho¶ng 3 lÇn lÊy gi¸ trÞ trung b×nh. KÕt qu¶ sai lÖch kh«ng ®−îc qu¸

±1,2 ®Õn 2,5%.

- TÝnh ®é nhít ®éng häc theo c«ng thøc:

ν = C × t

Trong ®ã :

ν: §é nhít ®éng häc, tÝnh b»ng cSt hay mm2/s.

C: H»ng sè cña nhít kÕ, mm2/s2.

t: Thêi gian ch¶y, s.

5.4 X¸c ®Þnh ®é ¨n mßn tÊm ®ång .

5.4.1. ý nghÜa cña chØ tiªu

¨n mßn ®ång thÓ hiÖn sù cã mÆt cña l−u huúnh ho¹t ®éng trong dung dÞch

CTR.KiÓm tra thÝ nghiÖm ¨n mßn ®ång khi cho tiÕp xóc dung dÞch CTR vµ tÊm ®ång

cho phÐp x¸c ®Þnh ®−îc t¸c ®éng ¨n mßn cña s¶n phÈm CTR ®Õn c¸c thiÕt bÞ tån chøa

vµ ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn.

5.4.2. TiÕn hµnh thÝ nghiÖm

§¸nh s¹ch tÊm ®ång nguyªn chÊt ( ®ång ®iÖn ph©n ) b»ng c¸ch dïng giÊy r¸p ®¸nh

theo chiÒu däc sao cho s¹ch vµ ph¼ng ®Ó tr¸nh ¨n mßn côc bé . Röa s¹ch tÊm ®ång b»ng

dung m«i dÔ bay h¬i ( ch¼ng h¹n :x¨ng dung m«i ) kh«ng cã l−u huúnh. ThÊm kh« tÊm

®ång b»ng b«ng hoÆc giÊy läc .

Dïng giÊy g¾p hoÆc lãt tay b»ng giÊy läc cho tÊm ®ång vµo èng nghiÖm. Cho

dung dÞch thÝ nghiÖm vµo èng nghiÖm ®Õn khi ngËp tÊm ®ång .

NÕu thÝ nghiÖm hë th× cho èng nghiÖm vµo rä råi nhóng nã xuèng thïng ®iÒu

nhiÖt .

NÕu thÝ nghiÖm kÝn th× cho èng nghiÖm vµo bom kim lo¹i vµ ®Ëy nót .

Cho bom hoÆc rä ®· chøa èng nghiÖm ®ã vµo thïng ®iÒu nhiÖt gi÷ ë nhiÖt ®é 50

±1 0C trong 3 h víi dung dÞch CTR hoÆc dung dÞch sau tÈy röa. §iÒu kiÖn thÝ nghiÖm vÒ

nhiÖt ®é , thêi gian , kÝn hoÆc hë lµ tuú theo tõng mÉu.

NhÊc rä hoÆc nhÊc bom ra. Lµm nguéi bom d−íi vßi n−íc, më n¾p bom, lÊy èng

nghiÖm ra khái bom sau ®ã dïng cÆp g¾p tÊm ®ång ra.

Dïng dung m«i röa tÊm ®ång råi thÊm kh«, cho vµo èng nghiÖm dÑt ®Ó so víi b¶n

chuÈn ¨n mßn.

5.4.3. §¸nh gi¸ møc ®é ¨n mßn .

Quan s¸t tÊm ®ång theo c¸c tÊm ®ång chuÈn ¨n mßn cña b¶ng chuÈn :

Cho tÊm ®ång vµo èng nghiÖm dÑt ®Ó cã tr¹ng th¸i quan s¸t tùa nh− c¸c tÊm ®ång ¨n

mßn chuÈn ®−îc quan s¸t qua mét líp keo trong suèt cña b¶ng chuÈn.

B¶ng ¨n mßn chuÈn :

M« t¶: B¶ng chuÈn gåm 13 tÊm ®ång cã møc bÞ ¨n mßn kh¸c nhau:

- TÊm chuÈn ®Çu tiªn lµ tÊm ®ång võa ®¸nh bãng xong

- 12 tÊm kia ®−îc chia lµm 4 cÊp ¨n mßn tõ Ýt ®Õn nhiÒu ®¸nh sè tõ 1 ®Õn 4 . Mçi

mét cÊp ¨n mßn l¹i gåm c¸c cÊp phô theo møc ®é ¨n mßn t¨ng : a,b,c,d,e .

Theo b¶ng chuÈn ®ã c¸c cÊp ¨n mßn nh− sau :

CÊp 1 : Kh«ng ¨n mßn: 1a, ¨n mßn nhÑ: 1b

CÊp 2 : ¨n mßn võa (2a , 2b , 2c, 2d , 2e ) : biÕn s¾c , nhît mµu

CÊp 3 : ¨n mßn nhiÒu (3a , 3b) : nhît mµu råi chuyÓn tèi

CÊp 4 : ¨n mßn m¹nh (4a , 4b , 4c , 4d ) : x¸m ®en .

KÕt qu¶ AMT§ cña dung dÞch CTR ®−îc ghi ë phÇn th¶o luËn kÕt qña

5.5. X¸c ®Þnh nhiÖt ®é chíp ch¸y .

5.5.1. §Þnh nghÜa .

NhiÖt ®é chíp ch¸y lµ nhiÖt ®é thÊp nhÊt cña chÊt láng mµ ë ®ã h¬i cña nã vµ

kh«ng khÝ t¹o thµnh mét hçn hîp cã kh¶ n¨ng b¾t ch¸y khi ®−a nguån löa tõ ngoµi vµo

vµ ch¸y kh«ng qu¸ 5 s ( Chíp cã nghÜa lµ ch¸y bïng lªn råi t¾t ).

NhiÖt ®é chíp ch¸y cèc kÝn lµ nhiÖt ®é chíp ch¸y ®o b»ng cèc cã n¾p ®Ëy.

NhiÖt ®é chíp ch¸y cèc hë lµ nhiÖt ®é chíp ch¸y ®o b»ng cèc kh«ng ®Ëy n¾p.

NhiÖt ®é ch¸y ( b¾t löa ) : nÕu thêi gian ch¸y qu¸ 5 s th× ng−êi ta gäi ®ã lµ nhiÖt ®é

ch¸y

Ghi chó: C¸c mÉu CTR sö dông ®Òu lµ s¶n phÈm dÔ bay h¬i ; do ®ã chóng t«i

tiÕn hµnh ®o nhiÖt ®é chíp ch¸y b»ng ph−¬ng ph¸p sö dông cèc kÝn .Ph−¬ng ph¸p nµy

®−îc ¸p dông còng do mét lý do kh¸c lµ ®Ó ®¶m b¶o tr¸nh ®éc h¹i cho ng−êi tiÕn hµnh

thÝ nghiÖm.

5.5.2. C¸ch ®o nhiÖt ®é chíp ch¸y cèc kÝn

NhiÖt ®é chíp ch¸y cèc kÝn ®−îc thùc hiÖn trong ®iÒu kiÖn cèc ®ùng mÉu ®−îc

®Ëy n¾p, n¾p nµy chØ më ra trong thêi gian rÊt ng¾n khi ®−a ngän löa ®Ó thö ®iÓm chíp

ch¸y vµo.

Trong qu¸ tr×nh ®o mÉu ®−îc khuÊy liªn tôc .Ngän löa que ch©m ®Ó thö cã kÝch

th−íc rÊt nhá .

6 1

*S¬ ®å thÝ nghiÖm:

H×nh 2.7. :S¬ ®å thÝ nghiÖm ®o nhiÖt ®é chíp ch¸y cèc kÝn cña CTR

1: Cèc kim lo¹i cã n¾p

2: Hép ®ùng cèc kim lo¹i

3: Vá bäc dông cô kÌm bÕp ®iÖn

4: Bé phËn ngßi löa

5: D©y khuÊy nèi víi c¸nh khuÊy

6: Tay quay cã lß xo ®Ó më cöa ch©m löa trªn bÒ mÆt cèc kim lo¹i

7: NhiÖt kÕ

+) N¹p mÉu : cho mÉu CTR vµo ®Õn v¹ch møc, kh«ng cho cao qu¸ v¹ch ®Þnh møc

v× dung dÞch CTR dÔ trµn ra ngoµi khi thö .

+) C¾m nhiÖt kÕ vµo chÐn mÉu: c¾m vµo gi÷a chÐn , ®Ó bÇu nhiÖt kÕ ch¹m ®¸y

chÐn råi nhÊc lªn 2 ÷ 3 mm.

+) Gia nhiÖt: ban ®Çu tèc ®é n©ng nhiÖt lµ 10 0C /phót. Khi c¸ch nhiÖt ®é chíp

ch¸y dù kiÕn kho¶ng 400C th× t¨ng víi tèc ®é chËm: 40C/phót.

+) Ch©m löa thö: tõ tõ ®−a ngän löa tõ phÝa nµy qua phÝa kia cña miÖng cèc song

song víi mÆt mÉu CTR.

+)Cø mçi khi t¨ng 2 0C th× l¹i ®−a que thö mét lÇn. Ghi chó :

Khi biÕt ®−îc nhiÖt ®é lÇn thö ®Çu th× nh÷ng lÇn thö sau cã thÓ duy tr× tèc ®é n©ng

nhiÖt mét c¸ch hîp lý ®Ó x¸c ®Þnh ®óng nhiÖt ®é chíp ch¸y.

Nhí r»ng ph¶i ®äc nhiÖt ®é tr−íc khi ®−a que thö qua miÖng cèc.

+)X¸c ®Þnh nhiÖt ®é ch¸y : khi ®· x¸c ®Þnh nhiÖt ®é chíp ch¸y cèc hë ta tiÕp tôc

n©ng nhiÖt ®é cña mÉu lªn ®Ó x¸c ®Þnh nhiÖt ®é ch¸y: nhiÖt ®é ë ®ã sù ch¸y kÐo dµi trªn

5s.

Ghi l¹i nhiÖt ®é chÝnh x¸c ®Õn 20C. ViÖc x¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu ®Æc tr−ng cña CTR ®−îc dùa trªn c¸c tiªu chuÈn ASTM

vµ TCVN /93-99/.

5.6. §o søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt tÈy röa trong n−íc.

Cïng víi viÖc x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng tÈy röa b»ng c¸ch ®o møc ®é t¸ch cÆn dÇu ra sau

khi ng©m cÆn dÇu trong dung dÞch chÊt tÈy röa; ta còng nghiªn cøu kh¶ n¨ng tÈy röa

th«ng qua viÖc x¸c ®Þnh søc c¨ng bÒ mÆt cña CTR chÊt tÈy röa trong n−íc.

Ta biÕt r»ng khi cho mét chÊt tÈy röa vµo mét vÕt bÈn dÇu mì nã sÏ hÊp phô lªn bÒ

mÆt ph©n c¸ch dÇu/n−íc hoÆc víi n−íc, lµm gi¶m lùc b¸m dÝnh cña dÇu víi bÒ mÆt. Sù

hÊp phô cµng m¹nh mÏ th× sÏ cµng lµm gi¶m nhiÒu søc c¨ng bÒ mÆt cña dÇu trong dung

dÞch chÊt tÈy röa vµ sù tÈy röa cµng tèt. ViÖc gi¶m c¸c søc c¨ng giao diÖn ®−îc thÓ hiÖn

cô thÓ bëi “tÝnh lµm −ít”.

5.6.1. Nguyªn t¾c

Khi hoµ tan chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt vµo bÒ mÆt nhiÔm bÈn x¨ng dÇu th× ph©n tö chÊt

ho¹t ®éng bÒ mÆt hÊp phô trªn bÒ mÆt ph©n chia n−íc/dÇu. ChÝnh sù hÊp phô nµy lµm

gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch.

ë mçi nhiÖt ®é, søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch phô thuéc vµo nång ®é chÊt ho¹t

®éng bÒ mÆt theo ph−¬ng tr×nh thùc nghiÖm:

λ = λ0 – a. ln(1 + b.C)

Trong ®ã: - λ, λ0: lµ søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch nång ®é C vµ dung m«i n−íc nguyªn

chÊt.

- a,b : c¸c h»ng sè thùc nghiÖm.

Ta cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®Ó ®o søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt láng nh−:

- Ph−¬ng ph¸p d©ng mao qu¶n.

- Ph−¬ng ph¸p ®Õm giät.

- Ph−¬ng ph¸p ®o SCBM theo ¸p suÊt lín nhÊt cña bät khÝ.

- Ph−¬ng ph¸p t¸ch vßng

§Ó ®o søc c¨ng bÒ mÆt cña chÊt tÈy röa trong n−íc, ta dïng ph−¬ng ph¸p ®o

SCBM theo ¸p suÊt lín nhÊt cña bät khÝ.

5.6.2. Ph−¬ng ph¸p ®o SCBM theo ¸p suÊt lín nhÊt cña bät khÝ.

a. Dông cô ®o:

1: èng ®ùng dung dÞch cÇn ®o.

2: Mao qu¶n.

3: B×nh æn nhiÖt.

4: NhiÖt kÕ.

5: B×nh gi¶m ¸p.

6: Kho¸

7: Cèc chøa.

H×nh 2. 8: S¬ ®å dông cô ®o søc c¨ng bÒ mÆt

8: Manomet.

Dông cô ®ù¬c m« t¶ ë h×nh trªn cho phÐp ®o søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch th«ng

qua chiÒu cao h ®äc ®−îc trªn ¸p kÕ th«ng qua mèi quan hÖ sau

h = k .σ

k: h»ng sè mao qu¶n, chØ phô thuéc vµo nhiÖt ®é, kh«ng phô thuéc vµo nång ®é.

T¹i nhiÖt ®é cè ®Þnh th× h tû lÖ thuËn víi σ

b. C¸ch tiÕn hµnh.

Cho chÊt láng cÇn ®o vµo trong èng (1); c¾m mao qu¶n (2) vµo èng (1) sao cho

®Çu mao qu¶n chØ võa tiÕp xóc víi bÒ mÆt chÊt láng. §Æt èng (1) cã mao qu¶n vµo cèc

(4) ®Ó æn ®Þnh nhiÖt ®é. §o nhiÖt ®é b»ng nhiÖt kÕ (5). Trong suèt qu¸ tr×nh ®o nhiÖt ®é

ph¶i æn ®Þnh. Tr−íc khi ®o ph¶i kiÓm tra nót vµ c¸c èng nèi, kho¸ ®¶m b¶o kÝn.

Sau khi ®· ®¶m b¶o æn ®Þnh nhiÖt ®é, më kho¸ (7) tõ tõ ®Ó n−íc ë b×nh gi¶m ¸p (6)

ch¶y xuèng cèc (8). Khi ®ã ¸p suÊt trong hÖ nhá h¬n ¸p suÊt ngoµi. §é chªnh lÖch ¸p

suÊt ®−îc ph¶n ¸nh bëi ®é cao h cña ¸p kÕ hoÆc cßn gäi lµ manomet (9). Khèng chÕ ®Ó

trong kho¶ng 10 ®Õn 20 s míi cã mét bät khÝ tho¸t ra. Khi cã bong bãng khÝ tho¸t ra tõ

mao qu¶n (2) th× h cã gi¸ trÞ lín nhÊt . Ghi lÊy gi¸ trÞ ®ã. Sau khi ghi ®−îc ®é chªnh lÖch

h ta chia cho h»ng sè mao qu¶n vµ thu ®−îc gi¸ trÞ SCBM cña chÊt cÇn ®o.

Chó ý:

- Tr−íc khi ®o, mao qu¶n cÇn ph¶i ®−îc röa s¹ch vµ sÊy kh«.

- §èi víi nh÷ng mao qu¶n mµ ta ch−a biÕt hÖ sè mao qu¶n th× cÇn ph¶i x¸c ®Þnh

hÖ sè mao qu¶n dùa vµo dung dÞch ®· biÕt tr−íc SCBM. §èi víi phÐp ®o nµy, ta dïng

n−íc cÊt ®Ó x¸c ®Þnh hÖ sè mao qu¶n.

5.6.3. Quan hÖ gi÷a søc c¨ng bÒ mÆt vµ nång ®é dung dÞch CTR

Khi hoµ tan chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt vµo n−íc th× c¸c ph©n tö chÊt tan sÏ ®−îc hÊp

phô trªn bÒ mÆt ph©n chia láng khÝ; chÝnh sù hÊp phô ®ã lµm gi¶m SBCM cña dung

dÞch.

Nång ®é chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt cµng lín th× ®é hÊp phô cµng lín vµ søc c¨ng bÒ

mÆt cµng nhá. Do ®ã nÕu nång ®é cña dung dÞch gi¶m th× ®é hÊp phô láng-khÝ gi¶m vµ

søc c¨ng cña dung dÞch sÏ t¨ng.

ë mçi nhiÖt ®é, SCBM cña dung dÞch phô thuéc vµo nång ®é chÊt ho¹t ®éng bÒ

mÆt theo ph−¬ng tr×nh Shishovski.

σ = σ0- a.ln( 1+bc)

Trong ph−¬ng tr×nh nµy: σ , σ0 lµ SBCM cña dung dÞch ë nång ®é C vµ cña dung

m«i (n−íc) nguyªn chÊt ( C=0) . a,b lµ c¸c h»ng sè thùc nghiÖm.

Tõ ph−¬ng tr×nh trªn ta cã thÓ thiÕt lËp ®å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a σ vµ C.

5.7. X¸c ®Þnh ®iÖn thÕ Zeta [5,12, 17,]

5.7.1. Sù h×nh thµnh líp ®iÖn tÝch kÐp trªn bÒ mÆt h¹t keo.

Thùc nghiÖm cho they, ®a sè c¸c h¹t keo ®Òu mang ®iÖn tÝch trªn bÒ mÆt. Khi h×nh

thµnh c¸c h¹t keo trong dung dÞch cã hai kh¶ n¨ng lµm xuÊt hiÖn ®iÖn tÝch bÒ mÆt cña

h¹t keo.

- Kh¶ n¨ng 1: C¸c h¹t keo hÊp phô ®Æc biÖt c¸c ion tõ dung dÞch.

- Kh¶ n¨ng 2: Trªn bÒ mÆt h¹t keo c¸c ph©n tö bÞ ion ho¸ vµ ®Ó l¹i líp ®iÖn tÝch

ng−îc dÊu trªn bÒ mÆt h¹t keo.

C¸c ®iÖn tÝch trªn bÒ mÆt h¹t keo ®−îc ph©n bè ®ång ®Òu trªn toµn bé bÒ mÆt.

Nh÷ng ion ®ã ®−îc gäi lµ ion t¹o thÕ. Khi bÒ mÆt h¹t keo ®· cã ion t¹o thÕ th× c¸c diÖn

tÝch bÒ mÆt nµy hót c¸c ion ng−îc dÊu trong dung dÞch. Lóc nµy bÒ mÆt h¹t keo cã hai

líp ®iÖn tÝch ng−îc dÊu nhau gäi lµ líp ®iÖn tÝch kÐp. C¸c ion ng−îc dÊu ®ã ®−îc gäi lµ

ion ®èi. Trong ion ®èi, mét sè hÊp phô lªn bÒ mÆt h¹t keo t¹o nªn líp hÊp phô; phÇn cßn

l¹i n»m trong dung dÞch s¸t víi bÒ mÆt h¹t keo gäi lµ líp khuÕch t¸n. Trong líp khuÕch

t¸n nµy, khi cµng xa dÇn bÒ mÆt h¹t keo th× mËt ®é cµng gi¶m. Do sù h×nh thµnh líp

®iÖn tÝch kÐp nªn trªn bÒ mÆt h¹t keo cã mét ®iÖn thÕ; ®iÖn thÕ nµy gi¶m dÇn tõ bÒ mÆt

h¹t keo ®Õn líp khuÕch t¸n

φ : §iÖn thÕ

x : Kho¶ng c¸ch dÞch chuyÓn.

d : §é dµy líp hÊp phô

L : §é dÇy líp khuÕch t¸n

H×nh 2.9. : CÊu t¹o líp ®iÖn tÝch kÐp

d l

Khi h¹t keo chuyÓn ®éng th× c¸c ion trong dung dÞch còng chuyÓn ®éng theo víi

tèc ®é b»ng tèc ®é h¹t keo. Gi÷a h¹t keo vµ dung dÞch t¹o ra mét bÒ mÆt tr−ît, dÉn ®Õn

c©n b»ng líp ®iÖn tÝch kÐp bÞ ph¸ vì. Trªn bÒ mÆt tr−ît t¹o ra mét hiÖu ®iÖn thÕ gäi lµ

thÕ ®iÖn ®éng Zªta (ξ). ThÕ ®iÖn ®éng ξ chØ xuÊt hiÖn khi h¹t keo chuyÓn ®éng trong

dung dÞch.

ThÕ ®iÖn ®éng ξ lµ tiªu chuÈn ®Ó quyÕt ®Þnh sù bÒn v÷ng cña h¹t keo. Trong dung

dÞch, c¸c h¹t keo mang ®iÖn tÝch gièng nhau nªn ®Èy nhau, do ®ã muèn tr¸nh ®−îc hiÖn

t−îng c¸c h¹t keo kÕt tô víi nhau thµnh c¸c h¹t lín, th× ph¶i cã mét lùc ®Èy nhau gi÷a

c¸c h¹t ; c¸c h¹t ®Èy nhau cµng m¹nh th× hÖ cµng bÒn v÷ng.

Thùc tÕ cho thÊy: ξ > 60 mv th× hÖ keo bÒn v÷ng.

ξ <20 mv th× b¾t ®Çu cã hiÖn t−îng keo tô. ξ cµng nhá keo tô

cµng nhanh. ξ = 0 ( ®iÓm ®¼ng ®iÖn) keo tô tuyÖt ®èi.

5.7.2. X¸c ®Þnh ®iÖn thÕ ξ qua viÖc ®o tèc ®é ®iÖn di.

Cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p ®Ó x¸c ®Þnh tèc ®é ®iÖn di nh−: Ph−¬ng ph¸p Hittooc,

ph−¬ng ph¸p Ti®ªliut, ph−¬ng ph¸p giíi h¹n dÞch chuyÓn... Nh−ng ë ®©y ta dïng

ph−¬ng ph¸p giíi h¹n dÞch chuyÓn, v× ®©y lµ ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n, thiÕt bÞ l¾p ®Æt

kh«ng ®¾t tiÒn, kÕt qu¶ ®o ®−îc t−¬ng ®èi chÝnh x¸c.

Nguyªn t¾c cña ph−¬ng ph¸p nµy dùa trªn viÖc ®o tèc ®é dÞch chuyÓn cña mÆt

ph©n c¸ch gi÷a dung dÞch chÊt tÈy röa vµ chÊt láng phô d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng.

a. ChuÈn bÞ chÊt láng phô (cßn gäi lµ chÊt láng “®Öm”).

TÝnh linh ®éng chuyÓn ®éng cña c¸c h¹t keo còng t−¬ng tù nh− tÝnh linh ®éng cña

c¸c ion, phô thuéc m¹nh vµo viÖc lùa chän chÊt láng ®Öm. NÕu ®é dÉn ®iÖn cña chÊt

láng ®Öm b»ng ®é dÉn ®iÖn cña dung dÞch keo th× møc ®é dÞch chuyÓn cña c¸c h¹t cã

thÓ bÞ thay ®æi m¹nh, phô thuéc vµo thµnh phÇn c¸c ion cña chÊt láng ®Öm. Th«ng

th−êng chän chÊt láng ®Öm lµ n−íc tinh khiÕt.

b. Dông cô ®o ®iÖn di.

Dông cô phæ biÕn nhÊt dïng cho phÐp ®o ®iÖn di lµ dông cô cã d¹ng h×nh èng ch÷

U, hai nh¸nh cã 2 van, lç cña van b»ng ®−êng kÝnh trong cña èng; van phÝa trªn nèi gi÷a

2 èng dïng ®Ó san b»ng dung dÞch ë 2 nh¸nh èng ph¶i vµ tr¸i. Hai van phÝa d−íi cã t¸c

dông cè ®Þnh cè ®Þnh mét trong hai dung dÞch, ®Ó chóng kh«ng bÞ trµn sang nhau lóc ta

cho dung dÞch vµo dông cô. CÇn chó ý r»ng víi lo¹i dông cô nµy, th× chÊt láng cÇn ®o vµ

dung dÞch phô, chÊt nµo cã khèi l−îng riªng lín h¬n th× ta cho ë d−íi, tr¸nh hiÖn t−îng

hai chÊt láng tan lÉn vµo nhau.

Tèc ®é dÞch chuyÓn cña c¸c h¹t keo trong dông cô nµy ®−îc x¸c ®Þnh theo vÞ trÝ

cña møc chÊt mµu trong phÇn èng chøa dung dÞch ®Öm, theo th−íc ®o mm. CÇn nh×n

xung quanh èng chç cã v¹ch ph©n chia gi÷a hai mµu ®Ó tr¸nh sai lÖch do nhiÔu quang

häc.

Chó ý: Khi chÕ t¹o dông cô ta cÇn ph¶i quan t©m ®Õn ®−êng kÝnh trong cña thiÕt

bÞ. Th−êng th−êng ®−êng kÝnh trong cña thiÕt bÞ ph¶i yªu cÇu nhá tèi thiÓu (kho¶ng

5mm), ®Ó khi ®o ta dÔ quan s¸t ®−îc sù dÞch chuyÓn cña møc chÊt mÇu. MÆt kh¸c khi

®−êng kÝnh trong nhá th× khi ®o ta kh«ng cÇn ®iÖn thÕ ph¶i qu¸ lín.

H×nh 2.10 : Dông cô ®o ®iÖn di

c. Thùc hµnh vµ tÝnh to¸n thÕ zeta

Sau khi dông cô ®· n¹p dung dÞch keo vµ chÊt láng ®Öm trong c¶ 2 nh¸nh;

nhóng vµo c¸c nh¸nh èng phÝa trªn hai ®iÖn cùc kim lo¹i (ë ®©y ta dïng ®iÖn cùc

®ång) (h×nh 2.10). §iÒu chó ý lµ trong kho¶ng thêi gian ng¾n, më van ë phÝa trªn

®Ó dung dÞch keo ch¶y ®Òu sang 2 nh¸nh. Sau ®ã kho¸ van l¹i. BËt c«ng t¾c ®iÖn,

khi møc cña cét chÊt láng cã mµu ®¹t ®−îc ®iÓm 0, bËt ®ång hå bÊm gi©y, sau mét

thêi gian nµo ®ã, ranh giíi ph©n chia mµu s¾c di chuyÓn, thÝ dô ®−îc 5mm. C¸c kÕt

qu¶ quan s¸t ®−îc ghi theo mÉu d−íi ®©y:

B¶ng 2.1 : B¶ng mÉu ghi kÕt qu¶ ®o ®iÖn di

Thêi gian (gi©y) t Qu∙ng ®−êng di chuyÓn (cm) S §iÖn ¸p (Vol) v

§o kho¶ng c¸ch l gi÷a hai ®iÖn cùc theo chiÒu cong cña èng (kÓ c¶ èng cong

chøa aga-aga)

Ng−êi ta x¸c ®Þnh gi¸ trÞ trung b×nh cña gradien thÕ H:

V 300 l

®¬n vÞ tÜnh ®iÖn t−¬ng ®èi/cm

Gi¸ trÞ l cÇn ph¶i ®o tõ 5 ®Õn 6 lÇn vµ lÊy trung b×nh.

S Ht ×

TÝnh tèc ®é ®iÖn chuyÓn U theo ph−¬ng tr×nh:

Trong ®ã S b»ng kho¶ng c¸ch dÞch chuyÓn ®−îc cña ranh giíi cã mµu sau

kho¶ng thêi gian t gi©y. S tÝnh b»ng cm.

)Vol (

BiÕt gi¸ trÞ U cã thÓ tÝnh ®−îc gi¸ trÞ thÕ ξ nhê vµo ®¬n vÞ tÜnh ®iÖn

ηπ ×× D

(4)

300

U ××

Hay hiÖn thÞ thÕ ξ theo Vol:

)Vol (

ηπ ×× D

(5)

Trong ®ã: - D lµ ®é tõ thÈm ®iÖn m«i cña chÊt láng.

- η lµ ®é nhít cña dung dÞch keo.

- k lµ h»ng sè phô thuéc vµ h×nh d¹ng h¹t (®èi víi h¹t h×nh cÇu k = 6, h¹t

h×nh trô k = 4)

- §èi víi n−íc D = 81, η = 0,01005 ë 200C

η = 0,0894 ë 250C

Ph−¬ng tr×nh 4 vµ 5 chØ ®óng ë ®iÒu kiÖn nÕu kÝch th−íc h¹t lín so víi chiÒu

dÇy líp ®iÖn tÝch kÐp (δ”). §èi víi hÖ thèng nöa keo hay ph©n tö anbumin, kÝch

th−íc h¹t ®ång ®Òu, gi¸ trÞ cña ®é dÞch chuyÓn ®iÖn phô thuéc vµo kÝch th−íc h¹t.

Mét sè c¸c chÊt anbumin vµ c¸c chÊt kh¸c ®−îc ph©n chia trªn c¬ së nµy khi dßng

®iÖn di chuyÓn chóng. Ph−¬ng ph¸p ph©n chia nh− vËy ®−îc Tizelui thùc hiÖn.

NÕu chÊt láng ®Öm cã tÝnh dÉn ®iÖn riªng xo kh¸c nhiÒu so víi ®é dÉn ®iÖn

cña chÊt láng cña dung dÞch keo x, th× khi tÝnh gi¸ trÞ gradien cña thÕ, cÇn ph¶i

biÕt x0 vµ x còng nh− kho¶ng c¸ch lk gi÷a hai mÆt ranh giíi ph©n chia cña hai chÊt

láng ®ã. TÝnh to¸n gi¸ trÞ gradien thÕ trong dung dÞch keo dùa trªn c¬ së sau:

Ký hiÖu gradien ®iÖn thÕ trong chÊt láng ®Öm qua Hσ, cã thÓ viÕt :

(6) V = Hlk + Hσ (l-lk)

Trong ®ã ký hiÖu møc sôt ¸p trong dung dÞch keo lµ Hlk vµ møc sôt ¸p trong

chÊt láng ®Öm lµ Hσ (l-lk)

Theo ®Þnh luËt ¤m, c−êng ®é dßng ®iÖn trong tÊt c¶ c¸c m¹ch ®iÖn nèi tiÕp

)

th× nh− nhau:

HL R

( − lH σ R σ

(7)

Trong ®ã: Rk vµ Rσ lµ ®iÖn trë cña chÊt láng keo vµ chÊt láng ®Öm. Do ®iÖn

trë tæng céng cña d©y dÉn ®iÖn cã thÓ biÓu thÞ qua ®iÖn trë dÉn ®iÖn riªng ρ, chiÒu

R ρ=

dµi l, tiÕt diÖn c¾t ngang S

k ρ= k

l k S

l S

R = σ σ ρ

l k− S

th× (8)

Trong ®ã: ρk vµ ρσ lµ ®iÖn trë dÉn ®iÖn riªng cña dung dÞch keo vµ chÊt láng

§Æt gi¸ trÞ Rk vµ Rσ vµo ph−¬ng tr×nh (7) ®−îc

HH σ = ρρ σ

(9)

σ =

ρσ kρ

Hay (10)

−

( lH

)

§Æt gi¸ trÞ Hσ vµo ph−¬ng tr×nh (6) ®−îc:

ρσ ρ k

(11)

Trong ph−¬ng tr×nh nµy, gradien ®iÖn thÕ H trong dung dÞch keo sÏ lµ:

( l

)

−

x x

(12)

5.8. X¸c ®Þnh nång ®é mixen tíi h¹n

5.8.1. Kh¸i niÖm vÒ nång ®é mixen tíi h¹n

Theo sù gi¶i thÝch ë trªn ta thÊy r»ng, khi hoµ tan chÊt tÈy röa vµo n−íc ®Õn mét

giíi h¹n nång ®é nµo ®ã, th× trong dung dÞch n−íc sÏ h×nh thµnh nªn c¸c h¹t mixen, vµ

nÕu ta t¨ng nång ®é chÊt tÈy röa lªn th× khi ®ã c¸c h¹t mixen còng t¨ng lªn theo vµ trong

dung dÞch chÊt tÈy röa sÏ xuÊt hiÖn hiÖn t−îng keo tô.

VËy ta cã ®Þnh nghÜa vÒ nång ®é mixen tíi h¹n:

Nång ®é mixen tíi h¹n hay ng−ìng keo tô lµ nång ®é tèi thiÓu cña chÊt ®iÖn ly

thªm vµo trong dung dÞch keo ®Ó qu¸ tr×nh keo tô x¶y ra nhanh mµ m¾t th−êng cã thÓ

tr«ng thÊy ®−îc.

5.8.2. C¸c ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh nång ®é mixen tíi h¹n.

Ta ®· biÕt r»ng nång ®é cña dung dÞch chÊt tÈy röa nã cã mèi liªn quan ®Õn søc

c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch. Nång ®é cña dung dÞch chÊt tÈy röa cã ¶nh h−ëng ®Õn tÝnh

chÊt ®iÖn cña dung dÞch vµ còng ¶nh h−ëng ®Õn kh¶ n¨ng tÈy röa cña dung dÞch. ChÝnh

v× vËy ta cã rÊt nhiÒu c¸ch ®Ó x¸c ®Þnh nång ®é mixen tíi h¹n. Trong ®Ò tµi nµy, chóng

t«i ®· chän ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh nång ®é mixen tíi h¹n dùa vµo mèi quan hÖ víi søc

c¨ng bÒ mÆt. Ph−¬ng ph¸p nµy ®¬n gi¶n, thao t¸c dÔ dµng, thêi gian x¸c ®Þnh nhanh, kÕt

qu¶ thu ®−îc kh¸ chÝnh x¸c [ 71, 72, 73, 76, ].

Nh− ta ®· biÕt, nång ®é cã ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn kh¶ n¨ng tÈy röa. Khi ta t¨ng

nång ®é chÊt tÈy röa lªn mµ ch−a tíi nång ®é mixen tíi h¹n th× kh¶ n¨ng tÈy röa cña

dung dÞch t¨ng lªn theo, tõ ®ã kÐo theo søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch sÏ gi¶m xuèng;

nh−ng khi ta t¨ng nång ®é cña chÊt tÈy röa lªn qu¸ nång ®é mixen tíi h¹n, do cã qu¸

tr×nh keo tô xÈy ra nªn kh¶ n¨ng tÈy röa cña dung dÞch kh«ng t¨ng lªn n÷a mµ cßn bÞ

gi¶m xuèng; ®iÒu ®ã lµm cho søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch t¨ng lªn. ChÝnh v× vËy,

muèn x¸c ®Þnh nång ®é mixen tíi h¹n cña dung dÞch chÊt tÈy röa ta chØ cÇn ®o søc c¨ng

bÒ mÆt cña dung dÞch chÊt tÈy röa t¹i nhiÒu nång ®é kh¸c nhau xung quanh nång ®é

mixen tíi h¹n; ®Õn khi nµo SCBM gi¶m xuèng råi l¹i t¨ng th× ®iÓm ®ã chÝnh lµ nång ®é

mixen tíi h¹n.

VI. Nghiªn cøu xö lý m«I tr−êng

6.1. X¸c ®Þnh hµm l−îng kim lo¹i trong cÆn dÇu vµ n−íc th¶i

§Ó x¸c ®Þnh hµm l−îng kim lo¹i trong cÆn dÇu ta thùc hiÖn theo hai b−íc:

- V« c¬ ho¸ mÉu

- X¸c ®Þnh hµm l−îng nhê quang phæ hÊp thô nguyªn tö ngän löa

6.1.1. V« c¬ ho¸ mÉu:

Môc ®Ých lµ chuyÓn toµn bé kim lo¹i cã trong cÆn dÇu vµo trong n−íc. - LÊy mét l−îng mÉu x¸c ®Þnh ( kho¶ng 10 g) ®em ®èt ch¸y thµnh than.

- Cho vµi giät H2SO4 vµo, môc ®Ých cña viÖc lµm nµy lµ ®Ó gi÷ cho c¸c kim lo¹i kh«ng bÞ bay h¬i; sau ®ã ®−a lªn bÕp ®iÖn ®Ó ®uæi khãi tr¾ng ®i v× trong axit bao giê

còng cã n−íc.

- Cho vµo lß nung ë 520oC trong kho¶ng 2 giê cho ®Õn khi thÊy tro cã mµu x¸m

tr¾ng th× th«i; sau ®ã thÊm −ít tro b»ng n−íc cÊt.

- Hoµ tan b»ng HCl, sau ®ã ®un ®uæi HCl d− ®Õn khi thÊy kh«ng cßn khãi tr¾ng th×

th«i.

- Cho n−íc vµo ®un vµ läc röa tõ 2 ÷ 3 lÇn b»ng n−íc cÊt ®Ó ®¶m b¶o ®−a toµn bé

kim lo¹i vµo trong n−íc. Sau ®ã ®Þnh møc dung dÞch n−íc thu ®−îc ®Õn 50 ml.

6.1.2. X¸c ®Þnh nhê quang phæ hÊp thô ngän löa:

§em n−íc thu ®−îc ®i x¸c ®Þnh hµm l−îng kim lo¹i b»ng m¸y quang phæ hÊp thô

ngän löa AAS – F cña phßng thÝ nghiÖm VILAS 067, viÖn Ho¸ häc C«ng nghiÖp.

6.2. X¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu cña n−íc th¶i [ 51,52,53,54,56,61]

6.2.1. Nhu cÇu oxy ho¸ häc COD ( chemical Oxigen Demand).

a- §Þnh nghÜa:

Nhu cÇu oxy ho¸ häc ( COD): Nång ®é khèi l−îng cña oxy t−¬ng ®−¬ng víi l−îng

dicromat tiªu tèn bëi c¸c chÊt l¬ löng vµ hoµ tan trong mÉu n−íc khi mÉu n−íc ®−îc xö

lý b»ng chÊt oxy ho¸ ë ®iÒu kiÖn x¸c ®Þnh.

Tiªu chuÈn nµy ¸p dông ®−îc cho c¸c lo¹i n−íc cã gi¸ trÞ COD tõ 30 ®Õn 700

mg/l, hµm l−îng clorua kh«ng v−ît qu¸ 1000 mg/ l. NÕu gi¸ trÞ COD v−ît qu¸ 700 mg/l

mÉu n−íc cÇn ®−îc pha lo·ng.

b-Nguyªn t¾c x¸c ®Þnh:

§un håi l−u mÉu thö víi l−îng dicromat ®· biÕt tr−íc khi cã mÆt thuû ng©n

II Sunphat vµ xóc t¸c b¹c trong axÝt sunfuric ®Æc, trong kho¶ng thêi gian nhÊt

®Þnh. Trong qu¸ tr×nh ®ã, mét l−îng dicromat bÞ khö do sù cã mÆt cña c¸c chÊt cã

2-) t−¬ng

kh¶ n¨ng oxy ho¸. ChuÈn ®é l−îng dicromat cßn l¹i víi s¾t II amonisunfat.

TÝnh to¸n gi¸ trÞ COD tõ l−îng ®icromat bÞ khö. 1 mol dicromat ( Cr207

®−¬ng víi 1,5 mol oxi.

c- Ho¸ chÊt vµ dông cô.

* Ho¸ chÊt:

- AxÝt sunfuric [H2S04] = 4 mol/ l.

H2SO4 4M ®−îc t¹o ra b»ng c¸ch thªm tõ tõ 200 ml axit sunfuric (ρ = 1,84 g/ml)

vµo kho¶ng 500 ml n−íc cÊt sau ®ã ®Ó nguéi vµ chuÈn thµnh 1000 ml.

- B¹c sunfat – axÝt sunfuric.

Cho 10 g b¹c sunfat ( Ag2S04) vµo 35 ml n−íc. Cho tõ tõ 965 ml H2S04 ®Æc (ρ =

1,84 g/ml) ®Ó 2 ngµy cho tan hÕt, cã thÓ khuÊy dung dÞch ®Ó t¨ng sù hoµ tan.

- Kali dicromat.

§©y lµ dung dÞch chuÈn cã nång ®é 0,04% mol/l cã chøa muèi thuû ng©n. Hoµ tan

80g HgS04 trong 500 ml n−íc. Thªm vµo chÝnh x¸c 100 ml axÝt sunfuric (ρ = 1,84 g/ml) . §Ó nguéi vµ hoµ tan 11,768g kali dicromat ®· sÊy kh« ë 1050C trong 2 giê vµo dung

dÞch. ChuyÓn toµn bé dung dÞch vµo b×nh ®Þnh møc ®Õn 1000 ml.

- S¾t (II) amonisunfat.

Dung dÞch chuÈn cã nång ®é [( NH4)2 Fe(SO4). 6 H20 ] ≈ 0,12 mol/l. Hoµ tan

47,0g s¾t(II) amonisunfat ngËm 6 ph©n tö n−íc vµo trong n−íc. Thªm 20 ml axit

sunfuric ®Æc (ρ= 1,84 g/ml). Lµm nguéi vµ pha lo·ng b»ng n−íc thµnh 1000 ml. Dung

dÞch nµy dïng ®Ó chuÈn ®é l−îng kali dicromat d−, do vËy nång ®é cña nã ph¶i ®−îc

x¸c ®Þnh hµng ngµy b»ng c¸ch:

Pha lo·ng 10,0 ml dung dÞch kali dicromat ®Õn kho¶ng 100 ml víi axit sunfonic.

ChuÈn ®é dung dÞch nµy b»ng dung dÞch s¾t (II) amonisunfat nãi trªn sö dông 2 – 3 giät

chØ thÞ feroin.

⋅

04,00,10 ⋅ V

4,2 C

Nång ®é cña s¾t II amoninsunfat tÝnh b»ng mol/l, ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc.

- Kali hydro phtalat.

Dung dÞch chuÈn [K4H8H504] = 2,0824 mol/l Hoµ tan 0,4251g kali phtalat ®· ®−îc sÊy kh« ë 1050C vµo trong n−íc vµ ®Þnh møc

®Õn 100 ml. Dung dÞch nµy cã gi¸ trÞ COD lý thuyÕt lµ 500 mg/l. Ta ph¶i thö COD cña

dung dÞch nµy ®Ó x¸c ®Þnh xem ho¸ chÊt cßn gi¸ trÞ sö dông kh«ng.

- Feroin, dung dÞch chØ thÞ.

Dung dÞch nµy cã b¸n trªn thÞ tr−êng, bÒn trong vµi th¸ng khi b¶o qu¶n trong tèi.

* ThiÕt bÞ vµ dông cô.

- Bé ch−ng cÊt håi l−u:

Gåm mét b×nh ph¶n øng 250 ml cã cæ nh¸m ®Ó nèi víi mét èng sinh hµn ®Ó tr¸nh

mÊt m¸t ®¸ng kÓ c¸c chÊt bay h¬i.

-ThiÕt bÞ gia nhiÖt:

- BÕp ®iÖn ®Ó ®un vµ bé phËn ®iÒu chØnh nhiÖt ®é, cã thÓ duy tr× viÖc ®un ë

nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh.

- H¹t s«i.

- Pipet víi c¸c lo¹i: 2 ml; 5 ml; 10 ml.

- Buret cã ®é chÝnh x¸c cao dïng ®Ó chuÈn ®é.

d-Ph−¬ng ph¸p tiÕn hµnh.

* X¸c ®Þnh mÉu SÊy kh« b×nh cÇu ph¶n øng sau ®ã lÊy 10 ml mÉu cho vµo b×nh ph¶n

øng, tiÕp theo ®ã ta cho 5 ml dung dÞch kali dicromat trong axÝt sunfuric vµ nhanh

chãng l¾p sinh hµn vµo b×nh ph¶n øng nh− h×nh vÏ.

1. B×nh ph¶n øng.

2. Sinh hµn n−íc.

3. BÕp ®iÖn.

4. Tñ hót.

5. Bé phËn ®iÒu chØnh nhiÖt ®é.

H×nh 2.11. : S¬ ®å ch−ng cÊt ®Ó x¸c ®Þnh COD

§un hçn hîp ph¶n øng tíi s«i trong vßng 10 phót, sau ®ã ®un tiÕp 110 phót n÷a ë

nhiÖt ®é s«i cña hçn hîp kho¶ng 1500C.

KÕt thóc ph¶n øng: lµm nguéi b×nh ph¶n øng b»ng n−íc cho ®Õn 600C vµ röa èng

sinh hµn víi l−îng n−íc nhá, th¸o sinh hµn vµ pha lo·ng hçn hîp ph¶n øng ®Õn kho¶ng

100 ml vµ lµm nguéi ®Õn nhiÖt ®é trong phßng thÝ nghiÖm.

ChuÈn ®é l−îng d− dicromat b»ng s¾t(II) amoni sunfat, dïng 2 giät chØ thÞ feroin,

kÕt thóc chuÈn ®é khi dung dÞch chuyÓn tõ mµu xanh lôc sang mµu n©u ®á.

Ghi l¹i thÓ tÝch s¾t(II) amoni sunfat tiªu tèn.

*PhÐp thö mÉu tr¾ng.

TiÕn hµnh phÐp thö mÉu tr¾ng song song cho mçi lÇn x¸c ®Þnh mÉu. Nh−ng thay

thÕ mÉu thö b»ng 10 ml n−íc cÊt.

Sau khi chuÈn ®é ghi l¹i thÓ tÝch s¾t (II) amoni sunfat tiªu tèn.

* Thö kiÓm chøng.

Mçi lÇn x¸c ®Þnh cÇn kiÓm tra kü thuËt vµ ®é tinh khiÕt cña ho¸ chÊt b»ng c¸ch

ph©n tÝch 10 ml dung dÞch chuÈn kali hydro phtalat theo cïng quy tr×nh tiÕn hµnh nh−

víi mÉu thö. Nhu cÇu oxy ho¸ lý thuyÕt cña dung dÞch nµy lµ 500 mg/l. NÕu kÕt qu¶ cña

viÖc thö ®¹t 96% th× ®¹t yªu cÇu.

*TÝnh to¸n.

Nhu cÇu oxy ho¸ häc COD ®−îc x¸c ®Þnh b»ng mg oxy/ lÝt.

8000 . C . ( V1 - V2) V0

Trong ®ã:

- C: Lµ nång ®é cña s¾t II amoni sunfat ( N ).

- V0: Lµ thÓ tÝch cña mÉu thö tr−íc khi pha lo·ng (ml). NÕu COD cña mÉu thö cao

h¬n 700 mg/l th× mÉu thö cÇn ®−îc pha lo·ng.

- V1: ThÓ tÝch cña s¾t II amoni sunfat sö dông khi chuÈn ®é mÉu tr¾ng (ml). - V2: ThÓ tÝch cña s¾t II amoni sunfat sö dông khi chuÈn ®é mÉu thö (ml). - 8000: Lµ khèi l−îng mol cña 1/2 l−îng oxy tÝnh b»ng mg/ l.

*C¸c yÕu tè c¶n trë.

PhÐp thö nµy nh¹y víi vµi yÕu tè c¶n trë nh− clorua, c¸c t¸c nh©n khö v« c¬ nh−:

Nitrit, sunfua vµ s¾t (II) sÏ lµm t¨ng kÕt qu¶, gi¶m sù c¶n trë cña clorua b»ng c¸ch thªm

thuû ng©n (II) sunfat, chÊt nµy cïng víi ion clo h×nh thµnh phøc tan thuû ng©n clorua

(II). C¸c hydrocacbon th¬m vµ pyridin bÞ oxy ho¸ kh«ng ®¸ng kÓ. Mét vµi chÊt h÷u c¬

dÔ bay h¬i cã thÓ tr¸nh khái sù oxy ho¸ do bay h¬i, ngoµi ra phÐp thö cßn bÞ sai sè khi

lÊy ho¸ chÊt, l¾p ®Æt thiÕt bÞ kh«ng kÝn. (KÕt qu¶ thÓ hiÖn ë phÇn th¶o luËn ).

6.2.2. Nhu cÇu oxi sinh ho¸ BOD ( Biochemical Oxygen Demand).

a- §Þnh nghÜa:

Nhu cÇu oxi sinh ho¸ (BOD) lµ l−îng oxi cÇn thiÕt cung cÊp ®Ó vi khuÈn ph©n huû c¸c

chÊt h÷u c¬ trong ®iÒu kiÖn tiªu chuÈn vÒ nhiÖt ®é vµ thêi gian. Nh− vËy BOD ph¶n ¸nh

®−îc l−îng c¸c chÊt h÷u c¬ dÔ bÞ ph©n hñy sinh häc cã trong n−íc mÉu.

b- Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh:

- Ph−¬ng ph¸p trùc tiÕp: Víi nh÷ng mÉu n−íc cã BOD kh«ng lín h¬n 7 mg/l th×

cã thÓ tiÕn hµnh x¸c ®Þnh BOD b»ng ph−¬ng ph¸p trùc tiÕp (kh«ng cÇn pha lo·ng).

BOD5 = DO0 – DO5

DO0 - Gi¸ trÞ DO ®−îc x¸c ®Þnh ë ngµy ®Çu.

DO5 - Gi¸ trÞ DO sau 5 ngµy ñ.

- Ph−¬ng ph¸p pha lo·ng:

Ph−¬ng ph¸p pha lo·ng ®Ó x¸c ®Þnh BOD dùa trªn quan niÖm tèc ®é ph©n huû chÊt

h÷u c¬ tû lÖ thuËn víi l−îng chÊt h÷u c¬ ch−a bÞ ph©n huû t¹i thêi ®iÓm tÝnh to¸n.

Theo nguyªn t¾c nµy th× tèc ®é tiªu thô oxi trong c¸c mÉu pha lo·ng cña n−íc th¶i

tû lÖ thuËn víi phÇn tr¨m chÊt cã trong mÉu ®· pha lo·ng víi c¸c ®iÒu kiÖn gièng nhau.

§iÒu quan träng lµ ph¶i kiÓm so¸t c¸c yÕu tè m«i tr−êng vµ dinh d−ìng ®Ó kh«ng c¶n

trë ®Õn ph¶n øng, cô thÓ lµ:

- Kh«ng cã mÆt chÊt ®éc h¹i ®èi víi vi sinh vËt.

- Cã pH vµ ®iÒu kiÖn thÈm thÊu thuËn lîi.

- Cã ®ñ c¸c chÊt dinh d−ìng cÇn thiÕt cho sinh vËt.

- NhiÖt ®é tiªu chuÈn.

C¸ch x¸c ®Þnh BOD0 vµ BOD5 t−¬ng tù nh− ph−¬ng ph¸p trùc tiÕp:

Gi¸ trÞ BOD5 ®−îc tÝnh b»ng:

BOD5 = (DO1 – DO2).d (mg/l).

DO1 – Gi¸ trÞ DO trung b×nh cña c¸c mÉu tr¾ng sau khi ñ.

DO2 – Gi¸ trÞ DO trung b×nh cña c¸c mÉu pha lo·ng sau khi ñ.

d – HÖ sè pha lo·ng.

c-Dông cô vµ ho¸ chÊt. * Dông cô:

- B×nh ñ 130 ÷ 350 ml.

- Buång ñ cã kh¶ n¨ng duy tr× nhiÖt ®é t0 = 200C ± 10C.

- ThiÕt bÞ lµm l¹nh ë 0 ÷ 40C.

- B×nh pha lo·ng chia v¹ch ®Õn ml, nót thuû tinh.

*Ho¸ chÊt:

- Kali dihydrophotphat KH2PO4

- Kali hydrophotphat K2HPO4

- Natri hydrophotphat heptahydrat Na2HPO4.7H2O

- Amoni Clorua

- Magiª sulphat heptahydrat MgSO4.7H2O.

- Canxiclorua khan CaCl2

- S¾t (III) clorua hexahydrat FeCl3.6H2O

- Dung dÞch axit Clohydric.

- Dung dÞch NaOH.

- Dung dÞch Natrisulfit Na2SO3.

- Gluco khan C6H12O6

- Axit glutamic.

- Dung dÞch alylthioure (ATU) C4H8N2S .

d- Ph−¬ng ph¸p tiÕn hµnh.

Dïng xiph«ng n¹p c¸c mÉu ®· pha lo·ng vµo c¸c b×nh ñ, ®Ó cho trµn nhÑ.

§Ó c¸c bät khÝ b¸m trªn thµnh b×nh tho¸t ra hÕt. §Ëy b×nh, chó ý tr¸nh gi÷ l¹i bät

khÝ.

Chia c¸c b×nh ñ ®· n¹p thµnh 2 d·y, mçi d·y gåm c¸c mÉu cña mçi mét ®é pha

lo·ng vµ mét mÉu tr¾ng.

§Æt mét d·y c¸c b×nh vµo buång ñ vµ ®Ó trong tèi 5 ngµy.

§o nång ®é oxi hoµ tan ë thêi ®iÓm kh«ng trong mçi b×nh, kÓ c¶ mÉu tr¾ng cña

d·y cßn l¹i.

Sau khi ñ, x¸c ®Þnh nång ®é oxi hoµ tan trong mçi b×nh vµ trong mÉu tr¾ng cña

d·y ®· ®Æt trong buång ñ.

e- TÝnh to¸n.

Nhu cÇu oxi ho¸ sau 5 ngµy (BOD5), tÝnh b»ng miligam oxi trong mét lÝt, ®−îc

)

(

V e

(

)

(

)

C 4

C 3

C 2

BOD 5

C 1

1V eV

tÝnh theo ph−¬ng tr×nh:

Trong ®ã:

- C1 : Lµ nång ®é oxi hoµ tan, cña mét trong c¸c mÉu thö ë thêi ®iÓm kh«ng, mg/l. - C2 : Lµ nång ®é oxi hoµ tan, còng cña mÉu ®ã sau 5 ngµy, mg/l. - C3 : Lµ nång ®é oxi hoµ tan, cña mÉu tr¾ng ë thêi ®iÓm kh«ng, mg/l. - C4 : Lµ nång ®é oxi hoµ tan, cña mÉu tr¾ng sau 5 ngµy, mg/l. - V : Lµ thÓ tÝch cña mÉu dïng ®Ó chuÈn bÞ dung dÞch thö t−¬ng øng, ml

- V1 : Lµ tæng sè thÓ tÝch cña dung dÞch thö ®ã, ml.

NÕu nhiÒu mÉu ®¹t kÕt qu¶ n»m trong kho¶ng yªu cÇu, tÝnh gi¸ trÞ trung b×nh cña

c¸c kÕt qu¶ thu ®−îc cña c¸c mÉu ®ã. (KÕt qu¶ thÓ hiÖn trong phÇn th¶o luËn kÕt qu¶).

6.2.3. Oxi hoµ tan DO ( Dissolved Oxygen).

DO lµ mét trong nh÷ng chØ tiªu quan träng nhÊt cña n−íc th¶i.ViÖc x¸c ®Þnh DO

®−îc dïng lµm c¬ së cho viÖc x¸c ®Þnh BOD ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é « nhiÔm cña n−íc th¶i.

a-Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh DO:

Ph−¬ng ph¸p dùa vµo kh¶ n¨ng DO oxi ho¸ Mn2+ thµnh Mn4+ trong m«i tr−êng kiÒm. Vµ Mn4+ l¹i cã kh¶ n¨ng oxi ho¸ I- thµnh I2 trong m«i tr−êng axit. Do vËy, l−îng I2 t¹o ra cã quan hÖ ®Þnh l−îng DO vµ ®−îc x¸c ®Þnh b»ng dung dÞch natrithiosulphat (Na2S2O3).

+ ThiÕt bÞ dông cô.

- Pipet, èng ®ong, B×nh tam gi¸c, C©n ph©n tÝch, B×nh ®Þnh møc 50 ÷ 1000 ml,

B×nh ñ 130 ÷ 350 ml, B×nh pha lo·ng chia v¹ch ®Õn ml, nót thuû tinh.

+ Ho¸ chÊt

- Mangansunfat (MnSO4), NaOH (hoÆc KOH), NaI (hoÆc KI), NaN3, Axit

sunfuric ®Æc 98%, Tinh bét, Axit salicylic, Na2S2O3 _ 0,1N, K2Cr2O7.KF.

b- Tr×nh tù tiÕn hµnh.

Bæ xung vµo d−íi bÒ mÆt n−íc mÉu trong b×nh BOD (dung tÝch 250 – 300ml) 2ml

dung dÞch MnSO4. TiÕp theo lµ 2ml dung dÞch kiÒm iotdua azide. §Ëy nót cÈn thËn tr¸nh t¹o bät khÝ vµ trén b»ng c¸ch quay ng−îc b×nh l¹i Ýt nhÊt 15 lÇn.

Khi kÕt tña h×nh thµnh vµ l¾ng xuèng, líp n−íc trong bªn trªn t¹o thµnh Ýt nhÊt lµ

100ml th× më nót cÈn thËn, bæ xung 2ml H2SO4 ®Ëm ®Æc cho ch¶y theo cæ b×nh. §Ëy nót l¹i vµ l¾c cho ®Õn khi kÕt tña tan hoµn toµn. Dïng b×nh dung tÝch 200ml ®Ó lÊy ra l−îng

mÉu cÇn thiÕt sau khi ®· trõ ®i l−îng dung dÞch bæ xung.

§Þnh ph©n b»ng dung dÞch Na2S2O3 – 0,025N ®Õn mµu vµng r¬m. Bæ xung tõ 1

®Õn 2ml dung dÞch hå tinh bét vµ tiÕp tôc ®Þnh ph©n ®Õn khi hÕt mµu xanh.

c-TÝnh to¸n kÕt qu¶.

TÝnh cho 200ml dung dÞch ban ®Çu/1 ml dung dÞch Na2S2O3 – 0,025N b»ng 1mg/l

DO.

HiÖu chØnh kÕt qu¶ ë 0oC vµ ¸p suÊt 760mm b»ng c¸ch nh©n mg/l DO víi 0,70

(nÕu cÇn).

Trong tr−êng hîp kh«ng cã b×nh dung tÝch chÝnh x¸c thÝch hîp ®Ó gi÷ l¹i 203 ml

a . K . N . 8000

, mg/l

V 2

V 1

dung dÞch cuèi cïng th× kÕt qu¶ ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:

Trong ®ã:

- A = L−îng dung dÞch Na2S2O3 tiªu tèn ®Ó ®Þnh ph©n (ml).

- K = HÖ sè hiÖu chØnh nång ®é Na2S2O3 .

- N = Nång ®é ®−¬ng l−îng cña Na2S2O3 .

- 8000 = §−¬ng l−îng oxy.

- V1 = ThÓ tÝch b×nh chuÈn BOD (ml).

- V2 = L−îng chÊt ph¶n øng bæ xung vµo b×nh chuÈn BOD khi x¸c ®Þnh DO (ml).

6.3. C¸c ph−¬ng ph¸p xö lý n−íc th¶i

6.3.1 Xö lý b»ng keo tô /8, 9, 62, 63/

a-Ho¸ chÊt sö dông.

*PhÌn nh«m.

Khi cho phÌn nh«m ( NH4 Al(SO4)2.12H2O) vµo n−íc, chóng ph©n ly thµnh c¸c ion

Al3+, sau ®ã c¸c ion nµy bÞ thuû ph©n thµnh Al(0H)3.

Al3+ + 3H20 = Al(0H)3 + 3H+

Trong ph¶n øng thuû ph©n trªn ®©y, ngoµi Al(0H)3 lµ nh©n tè quyÕt ®Þnh ®Õn hiÖu qu¶ keo tô t¹o thµnh, cßn gi¶i phãng ra c¸c ion H+. C¸c ion H+ nµy sÏ ®−îc khö b»ng ®é

kiÒm tù nhiªn cña n−íc. Trong tr−êng hîp ®é kiÒm tù nhiªn cña n−íc thÊp, kh«ng ®ñ ®Ó

trung hßa ion H+ th× cÇn ph¶i kiÒm ho¸ n−íc. ChÊt dïng ®Ó kiÒm ho¸ th«ng dông nhÊt lµ

v«i sèng(CaO), mét sè tr−êng hîp kh¸c cã thÓ dïng x« ®a ( Na2CO3) hoÆc xót ( NaOH). §é pH cña n−íc ¶nh h−ëng trùc tiÕp ®Õn qu¸ tr×nh thuû ph©n cña Al3+, khi pH <

4,5 th× kh«ng x¶y ra qu¸ tr×nh thuû ph©n, khi pH > 7,5 lµm cho muèi kiÒm kÐm tan Ýt ®i

vµ hiÖu qu¶ keo tô bÞ h¹n chÕ. Th«ng th−êng phÌn nh«m ®¹t hiÖu qu¶ keo tô cao nhÊt

khi n−íc cã PH = 5,5 ÷ 7,5.

YÕu tè nhiÖt ®é còng ¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh keo tô, nhiÖt ®é cña n−íc cao, tèc

®é keo tô lín, hiÖu qu¶ keo tô cao, gi¶m l−îng phÌn cho vµo n−íc. §é ®ôc n−íc th¶i

cµng cao, th× ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é cµng râ riÖt, nhiÖt ®é cña n−íc thÝch h¬p dïng cho

phÌn nh«m vµo kho¶ng tõ 20 ÷ 400C, tèt nhÊt lµ nhiÖt ®é tõ 35 ÷ 400C.

So víi phÌn nh«m th× ®Ó kÕt tña l−îng phÌn s¾t cho vµo chØ b»ng 1/3 ÷ 1/2 l−îng

phÌn nh«m. Ngoµi ra ¶nh h−ëng nhiÖt ®é vµ giíi h¹n cña pH ®èi víi phÌn s¾t lµ réng,

tuy nhiªn phÌn s¾t ¨n mßn ®−êng èng m¹nh h¬n phÌn nh«m v× cã HCl sinh ra. ë n−íc

ta, ng−êi ta vÉn quen dïng phÌn nh«m.

PhÌn ®−îc lùa chän lµ lo¹i phÌn cã chøa 45% Al2(S04)3 vµ kh«ng ngËm n−íc, lo¹i

nµy cã mÇu tr¾ng ®ôc vµ ë d¹ng côc.

*V«i sèng

V«i ®−îc dïng ®Ó kiÒm ho¸ n−íc, lµm mÒm n−íc hoÆc æn ®Þnh n−íc. V«i cã thÓ

cho vµo n−íc ë d¹ng v«i s÷a hay v«i b·o hoµ. V«i lµ chÊt cã ®é hoµ tan trong n−íc rÊt

thÊp, ë nhiÖt ®é 200C ®é hoµ tan cña v«i b»ng 1,23 g/l tøc lµ 0.123%. Trong khi ®é hoµ

tan cña phÌn lµ 1000 g/l. Do ®ã l−îng v«i cßn l¹i trong n−íc sau khi sö lý lµ rÊt nhá, v¶

l¹i v«i kh«ng ®éc h¹i ®èi víi con ng−êi vµ m«i tr−êng, do ®ã ta chän v«i lµm chÊt kiÒm

ho¸ ®Ó khèng chÕ ®é pH cña n−íc th¶i.

* ChÊt kÕt b«ng

§Ó t¨ng c−êng qu¸ tr×nh t¹o thµnh b«ng keo hydroxyt nh«m ®Ó t¨ng tèc ®é l¾ng,

ng−êi ta tiÕn hµnh qu¸ tr×nh keo tô b»ng c¸ch cho thªm vµo n−íc th¶i c¸c hîp chÊt cao

ph©n tö, gäi lµ chÊt trî ®«ng tô (kÕt b«ng). ViÖc sö dông c¸c chÊt trî ®«ng tô cho phÐp

h¹ thÊp liÒu l−îng chÊt ®«ng tô (phÌn nh«m), gi¶m thêi gian qu¸ tr×nh ®«ng tô vµ n©ng

cao tèc ®é l¾ng cña c¸c b«ng keo.

§Ó xö lý, ng−êi ta cã thÓ sö dông c¸c chÊt t¹o b«ng cã nguån gèc thiªn nhiªn hoÆc

tæng hîp. C¸c hîp chÊt kÕt b«ng cã nguån gèc thiªn nhiªn hay dïng lµ tinh bét, dextrin

( C6H10O5)n , c¸c ete, xenlulo vµ dioxit silic hoÆc ho¹t tÝnh ( x SiO2 . y H2O).

Ngµy nay chÊt kÕt b«ng tæng hîp th−êng dïng nhÊt lµ polyacryamit (cã tªn th−¬ng

m¹i lµ Aronfloc CH2CHCONH2)n , ®ã lµ c¸c ®¹i ph©n tö thu ®−îc do kÕt hîp c¸c ®¬n ph©n tö tæng hîp, trong ®ã mét sè tÝch ®iÖn hay nhãm ion ho¸ cã khèi l−îng ph©n tö

rÊt cao 106 ÷ 107, cho phÐp ®¹t ®−îc hiÖu qu¶ lín h¬n rÊt nhiÒu so víi polyme tù nhiªn.

C¸c chÊt Aronfloc cã c¸c −u ®iÓm sau:

- ChØ cÇn cho mét l−îng nhá chÊt nµy ®· cã kh¶ n¨ng keo tô lín.

- Qu¸ tr×nh t¹o b«ng keo nhanh

- B«ng keo t¹o ra lín vµ ch¾c

- DÔ lµm s¹ch vµ lo¹i chóng ra khái n−íc

- Sö dông trong kho¶ng pH réng

- Kh«ng ¨n mßn, do ®ã kh«ng cÇn ph¶i dïng thïng chøa lµm b»ng nguyªn liÖu ®Æc

biÖt. §Æc biÖt aronfloc kh«ng lµm tæn h¹i ®Õn m«i tr−êng, kh«ng g©y ®éc h¹i cho ng−êi,

®éng vËt vµ sù ph¸t triÓn cña thùc vËt.

Tuú thuéc vµo nhãm ion khi ph©n ly mµ c¸c chÊt kÕt b«ng cã ®iÖn tÝch ©m

hoÆc d−¬ng. Chóng ®−îc ph©n lo¹i theo tÝnh chÊt ion cña polyme.

*Anion.

Hîp chÊt lo¹i nµy nãi chung lµ c¸c ®ång trïng hîp cña acrylamit vµ axit

acrylic.

*Trung tÝnh.

CH2 - CH

C=O

O Na

NH2

CH2 - CH

C=O

NH2

Hîp chÊt lo¹i nµy thùc chÊt lµ polyacrylamit, chóng cã c«ng thøc ph©n tö nh− sau:

*Cation.

CH2 - CH

§ã lµ c¸c ®ång trïng hîp cña acryamit víi mét ®¬n ph©n cation, nãi chung gäi lµ

C=O

CH3

O - (CH3)2 - N

NH2

CH3

MADAM hay ADAM.

R = CH3 : Madam R = H : Adam

Chóng cã thÓ ®−îc sö dông ë c¸c d¹ng nh−: R¾n, nhò (polyme d¹ng nhò trong

dung m«i h÷u c¬) hoÆc dung dÞch kho¶ng 20 mg/l trong n−íc. D¹ng h¹t cã thÓ b¶o

qu¶n trong 1 n¨m, d¹ng láng cã thÓ b¶o qu¶n trong nöa n¨m. NÕu b¶o qu¶n tèt cã thÓ

®−îc l©u h¬n n÷a.

Trªn thÞ tr−êng hiÖn nay cã b¸n Aronfloc víi rÊt nhiÒu chñng lo¹i kh¸c nhau.

Lo¹i cation kÝ hiÖu:

C - 303H, C - 303M, C - 303ML…Lµ lo¹i cation cao.

C - 302; C - 325; C - 402 … Lµ lo¹i cation trung b×nh.

C - 310H; C - 310; C - 300 ; C - 401… Lµ lo¹i cation thÊp.

Lo¹i anion kÝ hiÖu:

A - 118; A - 117; A - 140…lµ lo¹i anion cao.

A - 351; A - 350; A - 121… lµ lo¹i anion trung b×nh

A - 106; A - 166; A - 218… lµ lo¹i anion thÊp.

Lo¹i kh«ng ion kÝ hiÖu:

N - 107; N - 101; N - 110; N - 208…

ë ®©y chóng t«i chän chÊt trî ®«ng tô lµ lo¹i cation, v× n−íc th¶i sau tÈy röa t¹o

thµnh keo ©m do vËy nÕu ta sö dông chÊt trî ®«ng tô lµ cation th× viÖc ®«ng tô s¬ bé sÏ Ýt

tèn kÐm h¬n (tèn Ýt phÌn h¬n).

Cô thÓ qua qu¸ tr×nh thö nghiÖm víi c¸c lo¹i Aronfloc kh¸c nhau chóng t«i ®·

chän ra lo¹i phï hîp nhÊt cho qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i ®ã lµ C-300.

* Mét sè tÝnh chÊt cña Aronfloc C-300.

- Lµ d¹ng cation thÊp, trªn thÞ tr−êng cã b¸n ë d¹ng bét mµu tr¾ng

- Tû träng 0,65 ± 0,10.

- Nång ®é b·o hoµ 0,1 – 0,3 % - Khèi l−îng ph©n tö 8.106 - §é nhít ë 25oC cña dung dÞch 0,3% lµ 750

- Lo¹i nµy ®−îc sö dông cho viÖc t¸ch n−íc th¶i cã chøa nhiÒu hîp chÊt h÷u c¬

nh− n−íc th¶i sinh ho¹t vµ n−íc th¶i c«ng nghiÖp. §Æc biÖt nã cã thÓ sö dông cho n−íc

th¶i c«ng nghiÖp nhuém, thùc phÈm vµ n−íc th¶i chøa dÇu. b-. Dông cô thÝ nghiÖm.

1. Cèc ®ùng mÉu. 2. PhÔu triÕt. 3. M¸y khuÊy.

4. §òa thuû tinh. 5. èng ®ong. 6. GiÊy ®o pH.

c-. Tr×nh Tù lµm thÝ nghiÖm.

Dïng èng ®ong (100 ml), ®ong chÝnh x¸c mét l−îng n−íc th¶i cho vµo cèc

®ùng mÉu. Ta cã thÓ kiÓm tra ®é pH cña n−íc th¶i b»ng giÊy ®o pH. Tuú thuéc vµo

nguån n−íc pha vµo chÊt tÈy röa vµ viÖc tÈy röa mµ n−íc th¶i cã pH kh¸c nhau, tuy

nhiªn thùc tÕ th× pH = 6 ÷ 7.

Sau ®ã dïng èng ®ong lÊy mét l−îng chÝnh x¸c phÌn cho vµo n−íc th¶i vµ khuÊy.

PhÌn cã nhiÖm vô ph¸ vì sù æn ®Þnh cña hÖ keo. Do chÊt tÈy röa trong n−íc t¹o thµnh hÖ

keo ©m nªn khi cho phÌn nh«m (keo d−¬ng) vµo th× th× c¸c hÖ keo bÞ trung hoµ vÒ ®iÖn

vµ kÕt l¹i víi nhau. Ta cã thÓ quan s¸t b»ng m¾t th−êng ®−îc sù liªn kÕt nµy.

§o pH cña mÉu sau khi cho phÌn, do phÌn cã t×nh axÝt do ®ã sÏ lµm gi¶m pH

cña dung dÞch. Tuú theo l−îng phÌn cho vµo mµ pH cña dung dÞch sÏ cao hay thÊp.

100

Thªm v«i s÷a vµo, l−îng v«i s÷a ®−îc thªm vµo sao cho ®¶m b¶o dung dÞch

®¹t pH ≈ 7; v× chÊt t¹o b«ng Aronfloc chØ cã hiÖu qu¶ cao trong kho¶ng pH = 6,5

÷ 7,5. Cuèi cïng dïng èng ®ong lÊy mét l−îng Aronfloc cho vµo khuÊy trong mét thêi

gian vµ ®Ó l¾ng, b«ng keo sÏ t¹o thµnh, tuú thuéc vµo ®é nÆng hay nhÑ cña keo mµ

chóng cã thÓ l¾ng xuèng hoÆc næi lªn.

Trong qu¸ tr×nh keo tô cã nhiÒu yÕu tè t¸c ®éng lªn hiÖu qu¶ keo tô, ta sÏ lÇn

l−ît ®i kh¶o s¸t tõng yÕu tè sau: TØ lÖ phÌn vµ Aronfloc; ®é pH, thêi gian khuÊy,

l−îng ho¸ chÊt cho vµo. (KÕt qu¶ thÓ hiÖn ë phÇn th¶o luËn ).

6.3.2. Xö lý b»ng vi sinh

Ngoµi ph−¬ng ph¸p xö lý n−íc th¶i chøa dÇu b»ng t¸c nh©n ho¸ häc, cßn cã thÓ

xö lý b»ng ph−¬ng ph¸p vi sinh. Qua thùc nghiÖm ®· x¸c ®Þnh ®−îc chñng men vi sinh

cã thÓ lµm lªn men phÇn dÇu cÆn cßn l¹i trong n−íc th¶i, ®ã lµ:

*Chñng vi khuÈn Pseudomonas aeruginosa ASB

* Chñng vi khuÈn Pseudomalei H 24

Hai chñng vi khuÈn nµy ®−îc c« lËp vµ nh©n b¶n tõ bïn th¶i cña kho x¨ng dÇu vµ

n−íc th¶i cÆn dÇu sau khi xö lý hiÕu khÝ

MÉu n−íc th¶i lÉn dÇu ®−îc xö lý víi c¸c chñng vi khuÈn nµy sau 72 h th× hÇu

nh− hÕt v¸ng dÇu. KÕt qu¶ ®−îc ®−a ra ë phÇn th¶o luËn.

VII. Nghiªn cøu oxy ho¸ cÆn dÇu thµnh bitum

7.1. Thùc hiÖn qu¸ tr×nh oxy ho¸ /44, 112, 113, 114, 118/

Nguyªn liÖu lµ cÆn dÇu FO lÊy ë kho x¨ng dÇu B12 Qu¶ng Ninh

7.1.1.Nguyªn t¾c.

§Ó s¶n xuÊt Bitum tõ cÆn dÇu b»ng ph−¬ng ph¸p oxi hãa. ë ®©y chóng t«i tiÕn hµnh b»ng ph−¬ng ph¸p thæi khÝ trùc tiÕp vµo cÆn dÇu ë nhiÖt ®é cao ( tõ 200 ÷ 270 oC ) trong c¸c kho¶ng thêi gian kh¸c nhau víi tèc ®é sôc kh«ng khÝ kh«ng ®æi lµ 840 ml / phót (trong kh«ng khÝ bao gåm 79% N2 vµ 21 %02). 7.1. 2. ThiÕt bÞ va dông cô.

- B×nh chÞu nhiÖt b»ng thuû tinh cã dung tÝch 500 ml.

- BÕp ®iÖn.

- NhiÖt kÕ.

- M¸y thæi kh«ng khÝ.

7.1.3. Qu¸ tr×nh tiÕn hµnh.

100

- LÊy kho¶ng 300 ml cÆn dÇu cho vµo cèc chÞu nhiÖt.

- L¾p c¸c thiÕt bÞ nh− trªn h×nh vÏ 2.12.

- T¨ng nhiÖt ®é cho b×nh chÞu nhiÖt ®Õn kho¶ng nhiÖt ®é x¸c ®Þnh ®ång thêi

sôc kh«ng khÝ trong c¸c kho¶ng thêi gian kh¸c nhau. - ë nhiÖt ®é oxi ho¸ b»ng 180 ÷ 200oC, thêi gian oxi ho¸ lµ 4h,5h,6h,7h,8h. - ë nhiÖt ®é oxi ho¸ b»ng 200 ÷ 220oC, thêi gian oxi ho¸ lµ 3h,4h,5h,6h,7h. - ë nhiÖt ®é oxi ho¸ b»ng 220 ÷ 250oC thêi gian oxi ho¸ lµ 3h,4h,5h,6h,7h. - ë nhiÖt ®é oxi ho¸ b»ng 250 ÷ 270oC thêi gian oxi ho¸ lµ 2h, 3h, 4h,5h. - KÕt qu¶ oxi ho¸ cÆn dÇu ®−îc ®−a ra ë c¸c b¶ng trong th¶o luËn kÕt qu¶

7.2. X¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu ®Æc tr−ng cña Bitum t¹o thµnh /104,110,111/

7.2.1. X¸c ®Þnh ®é xuyªn kim: a- ý nghÜa.

§é xuyªn kim ®Æc tr−ng cho tÝnh ®Æc, qu¸nh cña bitum. Ng−êi ta ®¸nh gi¸

møc ®é cøng, mÒm cña bitum th«ng qua gi¸ trÞ cña ®é xuyªn kim. §é xuyªn kim lµ

mét gi¸ trÞ sè quy −íc kinh nghiÖm. Nã kh«ng ph¶i lµ mét ®¹i l−îng vËt lý.

b- Nguyªn t¾c.

M¸y khuÊy

§é xuyªn kim cña nhùa ®−êng ®−îc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng ph¸p ASTM D5.

ThiÕt bÞ ph©n

B×nh chÞu nhiÖt

NhiÖt kÕ

ThiÕt bÞ ®iÒu chØnh l−u l−îng

BÕp ®iÖn

220V

phèi kh«ng

101

H×nh 2. 12: S¬ ®å oxy ho¸ cÆn dÇu t¹o thµnh Bitum

§é xuyªn kim lµ ®é xuyªn s©u vµo trong líp bitum cña mét c¸i kim nhän h×nh

tam gi¸c ®Æc biÖt, ®é xuyªn s©u nµy tÝnh b»ng ®é , mçi ®é b»ng 0,1 mm.

§Æt mét c¸i kim nhän h×nh tam gi¸c, cã khèi l−îng tæng céng 100g, tiÕp xóc víi

bÒ mÆt cña mÉu bitum. Khi ®Ó kim nµy r¬i tù do trong mét kho¶ng thêi gian lµ 5 gi©y,

nã c¾m s©u vµo trong bitum. X¸c ®Þnh ®é s©u nµy cña kim ngËp trong líp bitum, ®ã lµ

®é xuyªn kim.

c- ThiÕt bÞ vµ dông cô.

- M¸y ®o ®é lón kim ( víi kim tiªu chuÈn nÆng 100 gam ).

- NhiÖt kÕ 500C, cã ®é chÝnh x¸c 0,10C.

- ChÐn nh«m ®¸y ph¼ng ®−êng kÝnh 55 mm, cao 35 mm.

- Cèc trung chuyÓn ph¶i cã dung tÝch nhá nhÊt lµ 350 mm vµ cã ®é s©u cÇn thiÕt

®Ó cèc cã thÓ ngËp trong n−íc.

- §ång hå b¾m gi©y cã ®é chÝnh x¸c ®Õn 0,1 gi©y.

- BÓ ®ùng n−íc ®−îc duy tr× ë 250C vµ cã thÓ tÝch nhá h¬n 10 lÝt.

H×nh 2. 13: Dông cô ®o ®é xuyªn kim ®Ó x¸c ®Þnh ®é qu¸nh cña Bitum.

1. Bµn quay; 2. Kim ; 3. Nót bÊm ; 4. B¶ng chia ®é.

d-Tr×nh tù thÝ nghiÖm:

102

- §un mÉu mét c¸ch cÈn thËn, khuÊy mÉu ®Ó tr¸nh qu¸ nhiÖt cho ®Õn khi mÉu

chuyÓn hoµn toµn sang tr¹ng th¸i láng. Sau ®ã khuÊy ®Òu vµ t¨ng nhiÖt ®é mÉu lªn trªn

900C cao h¬n nhiÖt ®é ho¸ mÒm. Kh«ng ®un mÉu qu¸ 30 phót, khi khuÊy tr¸nh t¹o

bãng khÝ.

- Sau ®ã ®æ vµo cèc ®ùng mÉu víi chiÒu cao sao cho khi lµm m¸t ®Õn nhiÖt ®é thÝ

nghiÖm th× chiÒu cao nµy lín h¬n ®é s©u xuyªn kim Ýt nhÊt lµ 10 mm.

- §Ëy mÉu ®Ó tr¸nh bÞ bôi bÈn vµ lµm nguéi trong thêi gian kho¶ng 1 ÷ 1,5 giê.

Sau ®ã ®Æt cèc mÉu vµo trong cèc trung chuyÓn vµ ®−a vµo trong bÓ n−íc cã nhiÖt ®é

thö x¸c ®Þnh vµ ®Ó mÉu trong bÓ víi thêi gian kho¶ng 1 ÷ 1,5 giê.

- §æ n−íc ë nhiÖt ®é 25 ± 0,5oC vµo cèc trung chuyÓn vµ ®Æt chÐn mÉu vµo sao

cho mÆt mÉu n»m d−íi mÆt n−íc Ýt nhÊt lµ 10 mm ®Ó lµm thÝ nghiÖm.

- §iÒu chØnh m¸y ®o ®é lón kim cho b»ng ph¼ng, ®Æt cèc trung chuyÓn cã chøa

chÐn mÉu ng©m trong n−íc vµo ®Õ m¸y.

- §iÒu chØnh cho kim võa s¸t mÆt mÉu vµ c¸ch thµnh cèc Ýt nhÊt lµ 10 mm.

- §iÒu chØnh ®Çu nót cña th−íc ®o ch¹m s¸t vµo ®Çu kim, ®iÒu chØnh cho kim

quay trªn b¶ng chØ vÒ sè kh«ng vµ vÆn chèt gi÷ kim l¹i.

- Th¶ kim r¬i tù do trong kho¶ng thêi gian ®−îc x¸c ®Þnh b»ng thiÕt bÞ ®o vµ x¸c

®Þnh ®é kim lón. Quan s¸t cèc ®ùng mÉu, nÕu cèc bÞ xª dÞch th× kÕt qu¶ bÞ huû bá.

- Lau s¹ch mòi kim b»ng giÎ mÒm, thÊm Èm dÇu ho¶ vµ tiÕp tôc lµm l¹i nh− trªn

t¹i c¸c ®iÓm thÝ nghiÖm kh¸c ë c¸ch nhau Ýt nhÊt lµ 10 mm.

- KÕt qu¶ x¸c ®Þnh ®é xuyªn kim cña c¸c mÉu Bitum kh¸c nhau ®−îc ®−a ra ë c¸c

b¶ng trong phÇn th¶o luËn kÕt qu¶

7.2.2. X¸c ®Þnh nhiÖt ®é ho¸ mÒm ( ch¶y mÒm ).

a-ý nghÜa.

Do thµnh phÇn ho¸ häc cña bitum kh«ng ®ång nhÊt nªn qu¸ tr×nh chuyÓn tõ tr¹ng

th¸i nµy sang tr¹ng th¸i kh¸c x¶y ra tõ tõ vµ nhiÖt ®é ch¶y mÒm cña bitum kh«ng ®ång

nghÜa víi nhiÖt ®é nãng ch¶y cña nã.

b-Nguyªn t¾c.

103

Ng−êi ta thõa nhËn nhiÖt ®é ch¶y mÒm cña bitum lµ nhiÖt ®é cã tÝnh quy −íc, khi

®ã bitum chuyÓn tõ tr¹ng th¸i cøng sang tr¹ng th¸i ch¶y giät trong ®iÒu kiÖn cña dông

cô ®o.

NhiÖt ®é ch¶y mÒm ®−îc ch¶y mÒm ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p “ viªn bi ”

theo tiªu chuÈn ASTM D36 – 95. NhiÖt ®é ch¶y mÒm cña nã phô thuéc vµo c¸c chÊt cã

trong thµnh phÇn cña nã. NÕu hµm l−îng nhùa, asphanten cao sÏ lµm t¨ng nhiÖt ®é ch¶y

mÒm cña nã. nÕu hµm l−îng c¸c chÊt dÇu ch−a bÞ trïng hîp vµ khã bÞ oxy ho¸ trong

bitum cao sÏ lµm gi¶m nhiÖt ®é ch¶y mÒm cña nã.

c- Dông cô.

H×nh 2. 14: Dông cô x¸c ®Þnh ®é ch¶y mÒm b»ng vßng bi.

1: Viªn bi ; 2: Vßng ; 3: Gi¸ trªn ; 4: Gi¸ d−íi

Dông cô bao gåm n¾p s¾t g¾n vµo gi¸ ®ì. Trªn gi¸ cã g¾n c¸c tÊm ®ì, trªn ®ã cã

®Æt vßng ®ång trong chøa mÉu bitum cÇn nghiªn cøu, trªn mÉu bitum ®Æt viªn bi. TÊm

®ì ®Ó høng mÉu bitum lóc ch¶y mÒm r¬i xuèng cïng viªn bi. X¸c ®Þnh nhiÖt ®é ch¶y

mÒm nhê nhiÖt kÕ. BÕp ®iÖn kÌm biÕn ¸p ®Ó ®iÒu chØnh tèc ®é t¨ng nhiÖt ®é.

- Vßng ®ång cã ®−êng kÝnh 15,9 mm, cao 6,35 mm vµ thµnh cña nã dµy 2,4 mm.

- TÊm lãt ph¼ng, nh½n, cã kÝch th−íc 50 x 70 mm.

104

- Viªn bi b»ng thÐp cã träng l−îng 0,35g ± 0,05 (3,5 g), ®−êng kÝnh 9,5 mm.

- Vßng ®Þnh vÞ bi lµm b»ng ®ång cã t¸c dông gi÷ viªn bi n»m chÝnh gi÷a mÉu thÝ

nghiÖm.

- NhiÖt kÕ -2 ÷ 80oC chia chÝnh x¸c 0,5oC v¹ch dïng ®Ó ®o víi lo¹i nhùa ®−êng

cã nhiÖt ®é ho¸ mÒm thÊp. Bçu thuû ng©n cña nhiÖt kÕ ®Æt ngang víi vÞ trÝ vßng ®ång.

- Cèc ®ùng n−íc lµm thuû tinh chÞu nhiÖt, cã ®−êng kÝnh trong kh«ng nhá h¬n 85

mm ®ång thêi cã chiÒu cao kh«ng nhá h¬n 20 mm. Th−êng cã thÓ dïng lo¹i cèc cã má

800 ml thÊp thµnh Griffin.

- Gi¸ ®ì c¸c vßng thÝ nghiÖm ®−îc ®Æt lµm ngang. MÆt ®¸y cña vßng ®ùng mÉu cao h¬n 25 mm so víi mÆt trªn cña tÊm ®ì phÝa d−íi vµ mÆt d−íi cña tÊm nµy cao h¬n so víi ®¸y cèc 16 ± 3 mm.

d-TiÕn hµnh thÝ nghiÖm

- Vßng ®ång ®· ®−îc gia nhiÖt nãng ®Õn 30oC, ®Æt chóng lªn mét tÊm thuû tinh hay mét tÊm thÐp máng. Trªn bÒ mÆt tÊm thuû tinh hay tÊm thÐp b«i mét líp glyxerin máng (glyxerin trén víi bét tal theo tû lÖ 3: 1) sao cho bitum kh«ng dÝnh lªn bÒ mÆt tÊm thuû tinh, nh−ng còng kh«ng ®−îc b«i hçn hîp glyerin / bét tal qu¸ nhiÒu ®Õn møc b¸m vµo c¶ thµnh phÝa trong cña vßng ®ång, lµm kÐm kh¶ n¨ng kÕt dÝnh vña bitum víi vßng ®ång.

- §un nãng bitum trong mét chÐn kim lo¹i, khuÊy nhÑ ®Ó tr¸nh qu¸ nhiÖt côc bé

cho ®Õn khi hoµn toµn ch¶y láng.

- §æ bitum láng vµo trong c¸c vßng ®ång cho ®Õn khi ®Çy ( cã thÓ h¬i thõa mét

chót).

- Sau ®ã, lµm nguéi ®Õn nhiÖt ®é m«i tr−êng víi thêi gian Ýt nhÊt lµ 30 phót. §Ó mÉu sau nµy mÒm ë nhiÖt ®é phßng, cÇn lµm nguéi Ýt nhÊt trong 30 phót vµ nhiÖt ®é kh«ng khÝ Ýt nhÊt d−íi nhiÖt ®é ho¸ mÒm lµ 10oC. Thêi gian kÓ tõ lóc ®æ mÉu bitum vµo khu«n cho ®Õn khi hoµn thµnh thÝ nghiÖm kh«ng ®−îc qu¸ 240 phót.

- Sau ®ã ®Æt vßng ®ång ®· cã bitum vµo vÞ trÝ t©m ®o cña dông cô. Toµn bé khung gi¸ ®ì l¾p ®Æt ®ñ hai vßng ®ång cã bitum ®−îc ®Æt vµo trong cèc thuû tinh chøa ®Çy n−íc nh− trªn h×nh vÏ trªn.

- Dïng kÑp cho c¸c viªn bi vµo cèc, cho ®¸ vµo cèc ®Ó nhiÖt ®é cña n−íc trong cèc ®¹t 5oC, gi÷ mÉu trong cèc kho¶ng 15 phót. Sau ®ã tiÕp tôc dïng kÑp ®Ó ®−a c¸c viªn bi cho vµo vßng ®Þnh vÞ.

105

- §Æt cèc thuû tinh lªn bÕp ®iÖn, thay ®æi tèc ®é gia nhiÖt cña cèc n−íc nhê mét

biÕn thÕ tù ngÉu. Tèc ®é t¨ng nhiÖt ®é lµ 5oC/ phót.

- NhiÖt ®é ch¶y mÒm lµ nhiÖt ®é khi ®ã d−íi t¸c dông cña träng l−îng cñaviªn bi, bitum vµ bi bÞ r¬i xuèng vµ tiÕp xóc víi tÊm ®ì. §äc nhiÖt ®é lóc viªn bi vµ bitum ch¹m vµo bÒ mÆt tÊm ®ì. - KÕt qu¶ x¸c ®Þnh ®é ch¶y mÒm cña c¸c mÉu Bitum kh¸c nhau ®−îc ®−a ra ë c¸c

b¶ng trong phÇn th¶o luËn kÕt qu¶

7.2 3.X¸c ®Þnh ®é d∙n dµi.

a- ý nghÜa.

§é gi·n dµi lµ ®¹i l−îng ®Æc tr−ng cho tÝnh dÎo cña bitum. Nã cho ta biÕt bitum

cã tÝnh dÎo ®ñ ®¸p øng yªu cÇu kü thuËt hay kh«ng.

b- Nguyªn t¾c.

§é d·n dµi cña bitum ®−îc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng ph¸p ASTM D 113 - 86

§é d·n dµi cña bitum ®−îc ®o b»ng kho¶ng c¸ch t¹i ®ã mét mÉu bitum bÞ ®øt khi

bÞ kÐo dµi hai ®Çu, trong ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh vÒ nhiÖt ®é vµ vËn tèc kÐo. NÕu

kh«ng ®−îc quy ®Þnh ®Æc biÖt, ®é kÐo dµi cña bitum ®−îc x¸c ®Þnh t¹i nhiÖt ®é 25 ±

05oC vµ tèc ®é kÐo dµi lµ 5 cm /phót ± 0,5 %. Khi tiÕn hµnh thÝ nghiÖm ë nhiÖt ®é kh¸c,

vËn tèc kÐo sÏ ®−îc x¸c ®Þnh cô thÓ.

c- ThiÕt bÞ vµ dông cô.

Sö dông thiÕt bÞ ®o ®é kÐo dµi Engler (Anh).

- Khu«n: ®−îc lµm b»ng ®ång.

- BÓ ®iÒu nhiÖt: Dïng ®Ó duy tr× ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é tiÕn hµnh thÝ nghiÖm víi sai sè

± 0,1oC so víi nhiÖt ®é thÝ nghiÖm. ThÓ tÝch cña bÓ ®iÒu nhiÖt kh«ng nhá h¬n 10 lÝt sao

cho mÉu ®−îc ch×m trong n−íc víi ®é s©u kh«ng nhá h¬n 10 cm vµ ®−îc ®Æt trªn gi¸

c¸ch ®¸y cña bÓ kh«ng nhá h¬n 5cm.

- ThiÕt bÞ kÐo: §Ó kÐo hai ®Çu cña mÉu nhùa ®−êng, thiÕt bÞ sö dông ®Ó kÐo mÉu

®−îc nhóng ch×m trong n−íc, trong khi ®ã hai ®Çu kÐo víi tèc ®é cè ®Þnh ®ång thêi

kh«ng bÞ rung.

- NhiÖt kÕ

106

H×nh 2. 15: Dông cô x¸c ®Þnh ®é ®é d·n dµi

1: Th−íc ®o ; 2,3: MÉu kÐo ; 4: VÝt cè ®Þnh.

d-TiÕn hµnh thÝ nghiÖm.

- L¾p ®Æt c¸c phÇn cña khu«n ®ång trªn tÊm ®ång ph¼ng. B«i mét líp chèng dÝnh

lªn bÒ mÆt tÊm ®ång vµ mÆt trong.

- §un mÉu cho ®Õn khi bitum nãng ch¶y hoµn toµn, sau ®ã khuÊy vµ ®æ mÉu vµo

khu«n cho ®Õn khi ®Çy.

- §Ó nguéi mÉu trong m«i tr−êng kho¶ng 30 ÷ 40 phót, sau ®ã ®Æt vµo bÓ ®iÒu

nhiÖt ë nhiÖt ®é thÝ nghiÖm kho¶ng 30 phót, lÊy mÉu ra vµ dïng dao ph¼ng h¬ nãng c¾t

®i phÇn mÉu thõa.

- Duy tr× mÉu ë nhiÖt ®é tiªu chuÈn: §Æt toµn bé mÉu vµo trong bÓ ®iÒu nhiÖt

kho¶ng 85 ÷ 90 phót, duy tr× ë nhiÖt ®é thÝ nghiÖm. LÊy mÉu ra khái tÊm ®ång, tiÕn

hµnh thÝ nghiÖm ngay sau ®ã.

- L¾p mÉu vµo thiÕt bÞ kÐo dµi, sau ®ã kÐo mÉu ë tèc ®é thÝ nghiÖm quy ®Þnh cho

®Õn khi mÉu bÞ ®øt.

- §o kho¶ng c¸ch t¹i ®ã mÉu bÞ ®øt. Trong thÝ nghiÖm, mÉu ph¶i c¸ch mÆt n−íc

- KÕt qu¶ x¸c ®Þnh ®é kÐo dµi cña c¸c mÉu bitum kh¸c nhau ®−îc ®−a ra ë b¶ng

vµ ®¸y bÓ Ýt nhÊt 2,5 cm, ®ång thêi duy tr× nhiÖt ®é chÝnh x¸c ®Õn ± 0,5oC.

trong phÇn th¶o luËn.

VIII. Nghiªn cøu t¸i sö dông chÊt tÈy röa

8.1. X¸c ®Þnh hµm l−îng dÇu trong n−íc sau khi l¾ng t¸ch.

N−íc th¶i sau khi tÈy röa lµ mét hçn hîp rÊt phøc t¹p bao gåm nhiÒu thµnh phÇn,

ngoµi nh÷ng thµnh phÇn ®· biÕt trong chÊt tÈy röa, nã cßn chøa c¶ dÇu, cÆn dÇu vµ cÆn

107

bÈn c¬ häc kh¸c… Th«ng th−êng khi dÇu hoµ tan trong n−íc, th−êng t¹o thµnh hçn hîp

nhò t−¬ng; tuy nhiªn trong tr−êng hîp nµy l−îng dÇu t¹o thµnh nhò t−¬ng trong chÊt

tÈy röa rÊt Ýt. Do vËy chØ cÇn ®Ó l¾ng hçn hîp mét thêi gian nhÊt ®Þnh th× toµn bé dÇu sÏ

t¹o thµnh v¸ng næi lªn trªn vµ ph©n thµnh hai líp; ta cã thÓ dÔ dµng t¸ch chóng ra b»ng

phÔu chiÕt ( trong phßng thÝ nghiÖm ) hoÆc thiÕt bÞ tuyÓn næi dÇu - n−íc trong c«ng

nghÞªp.

§Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng l¾ng t¸ch cña dÇu trong hçn hîp chÊt tÈy röa, chóng ta ®i

x¸c ®Þnh hµm l−îng dÇu trong n−íc. HiÖu qu¶ cña ph−¬ng ph¸p l¾ng t¸ch ®−îc x¸c

®Þnh bëi % l−îng dÇu t¸ch ra so víi l−îng dÇu ban ®Çu trong n−íc tÈy röa.

8.1.1. Nguyªn t¾c:

Thùc hiÖn qu¸ tr×nh tÈy röa tèi ®a ®èi víi n−íc tÈy röa, ta x¸c ®Þnh ®−îc l−îng dÇu

®−a vµo trong n−íc ( b»ng ph−¬ng ph¸p c©n ). Sau ®ã dïng phÔu chiÕt ®Ó t¸ch l−îng

dÇu næi trªn sau khi ®· ®Ó l¾ng mét thêi gian, dÇu næi lªn trªn vµ n−íc l¾ng xuèng d−íi.

§Ó x¸c ®Þnh l−îng dÇu trong n−íc, ta dïng ete dÇu ho¶. Ete dÇu ho¶ cã kh¶ n¨ng

hoµ tan dÇu vµ b¶n th©n nã l¹i kh«ng tan ®−îc trong n−íc, do ®ã nã sÏ kÐo dÇu ra khái

n−íc vµ t¸ch thµnh hai líp, líp trªn lµ dÇu tan trong ete, líp d−íi lµ n−íc cã chøa rÊt Ýt

dÇu. Dïng phÔu chiÕt ®Ó t¸ch líp dÇu tan trong ete ë trªn, sau ®ã l¹i tiÕp tôc dïng ete ®Ó

t¸ch l−îng dÇu cßn l¹i trong n−íc, lµm nh− vËy trong 3 lÇn ®Ó t¸ch triÖt ®Ó l−îng dÇu

trong n−íc.

Cho toµn bé ete vµ dÇu vµo b×nh ch−ng ®· ®−îc sÊy kh« vµ c©n chÝnh x¸c khèi l−îng, sau ®ã ch−ng ë nhiÖt ®é 1000C; sau khi ete bay h¬i hÕt, cßn l¹i l−îng dÇu b¸m

trªn thµnh b×nh. §em c©n b×nh lÇn cuèi ta sÏ x¸c ®Þnh ®−îc l−îng dÇu.

8.1.2. Dông cô vµ ho¸ chÊt.

a-Dông cô:

PhÔu chiÕt, BÕp ®iÖn, C©n, M¸y khuÊy, Cèc thuû tinh, B×nh ch−ng, Sinh hµn

n−íc, B×nh tam gi¸c

b-Ho¸ chÊt:

ChÊt tÈy röa, ete dÇu ho¶, cÆn dÇu

8.1.3. Ph−¬ng ph¸p tiÕn hµnh.

- LÊy 2,5 g chÊt tÈy röa pha vµo 500 ml n−íc.

108

- C©n que nh«m cã dÝnh dÇu (m1) - Thùc hiÖn tÈy röa ®Õn khi chÊt tÈy röa kh«ng cßn kh¶ n¨ng tÈy röa th× dõng l¹i.

- §Ó kh« que sau khi tÈy vµ ®em c©n ta ®−îc khèi l−îng (m2) - Do ®ã l−îng dÇu trong 500 ml n−íc tÈy röa lµ: m1 – m2 (g) Cho toµn bé 500 ml n−íc th¶i chøa dÇu vµo phÔu chiÕt, ®Ó l¾ng trong kho¶ng thêi

gian kh¸c nhau; sau ®ã t¸ch líp n−íc ë d−íi.

Cho toµn bé l−îng n−íc sau khi t¸ch dÇu vµo phÔu chiÕt kh¸c vµ thªm vµo ®ã 50

ml ete dÇu ho¶, l¾c ®Òu vµ t¸ch lÊy phÇn ete céng víi dÇu ë trªn.

TiÕp tôc lµm nh− vËy víi lÇn 2 vµ lÇn 3 víi l−îng ete lµ 30 vµ 20 ml cho hÕt l−îng

dÇu trong n−íc.

Cho toµn bé l−îng ete céng víi dÇu vµo b×nh ch−ng ®· ®−îc sÊy kh« vµ c©n s½n

thùc hiÖn qu¸ tr×nh ch−ng t¸ch ete theo s¬ ®å h×nh 2.16 :

TiÕn hµnh ch−ng cho ®Õn khi nµo kh«ng cßn ete n÷a th× th«i, ®em sÊy kh« b×nh ch−ng ë nhiÖt ®é 800C sau ®ã ®em c©n. Khèi l−îng t¨ng lªn cña b×nh chÝnh lµ l−îng

dÇu cÇn x¸c ®Þnh.

H×nh2.16. : S¬ ®å ch−ng t¸ch x¸c ®Þnh hµm l−îng dÇu

8.1.4. C¸ch tÝnh.

L−îng dÇu hoµ tan trong chÊt tÈy röa:

109

m = m1 – m2

Trong ®ã:

- m: Lµ l−îng dÇu tÈy ®−îc (g).

- m1: Lµ l−îng dÇu ®−a lªn que thö (g). - m2: Lµ l−îng dÇu cßn l¹i trªn que thö sau khi tÈy röa (g). HiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh l¾ng t¸ch:

m ′ m

H = . 100%

m’ = m – m0 (g)

Trong ®ã:

- H: HiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh l¾ng t¸ch (%).

- m' : Lµ l−îng dÇu t¸ch ra sau khi l¾ng t¸ch (g).

- m0: Lµ l−îng dÇu cßn l¹i sau khi t¸ch (g). (m0 ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p

ch−ng cÊt m« t¶ ë trªn).

8.2. X¸c ®Þnh hµm l−îng kim lo¹i trong dÇu.

C¸ch lµm nh− ®· nªu trong phÇn xö lý m«i tr−êng ë trªn.

8.3. X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng t¸i söa dông chÊt tÈy röa.

ChÊt tÈy röa sau khi sö dông ®−îc ®−a qua hÖ thèng l¾ng, t¸ch dÇu, phÇn n−íc tÈy

röa sau khi ®−îc t¸ch dÇu sÏ ®−îc quay l¹i vµ t¸i sö dông:

§Ó ®¸nh gi¸ kh¼ n¨ng t¸i sö dông cña chÊt tÈy röa, ta ®i theo 3 ph−¬ng ph¸p:

1. N−íc tÈy röa sau khi t¸ch dÇu næi ë trªn, ®−îc tiÕp tôc quay trë l¹i thö kh¶

n¨ng tÈy víi thêi gian b»ng thêi gian tÈy ban ®Çu.

2. T¨ng thêi gian lªn xem kh¶ n¨ng tÈy röa cã thay ®æi kh«ng vµ cÇn thêi gian lµ

bao l©u th× l−îng dÇu tÈy ®−îc lµ tèi ®a.

3. Thªm vµo mét l−îng chÊt tÈy röa víi thêi gian tèi −u ban ®Çu ®Õn khi ®¹t ®−îc

®é tÈy röa tèi ®a.

8.3.1. Dông cô thÝ nghiÖm:

- M¸y khuÊy

- Cèc thuû tinh

110

- Que nh«m

- §ång hå bÊm gi©y.

8.3.2. Ph−¬ng ph¸p tiÕn hµnh:

a-Thö kh¶ n¨ng tÈy röa tèi ®a.

- C©n chÝnh x¸c 1g chÊt tÈy röa.

- Pha víi 100 ml n−íc vµo cèc thuû tinh

- X¸c ®Þnh l−îng dÇu tr−íc khi ®−a vµo tÈy röa b»ng ph−¬ng ph¸p c©n ta ®−îc

khèi l−îng m1.

- L¾p thiÕt bÞ thö kh¶ n¨ng tÈy nh− ®· miªu t¶ ë c¸c phÇn trªn

- Thùc hiÖn tÈy röa ®Õn khi nµo chÊt tÈy röa kh«ng cßn kh¶ n¨ng tÈy röa n÷a th×

th«i. Sau khi tÈy xong, röa que nh«m qua n−íc, ®Ó r¸o n−íc vµ ®em c©n ta cã khèi

l−îng cña que céng víi dÇu sau khi tÈy, ta x¸c ®Þnh ®−îc khèi l−îng cña dÇu cßn l¹i

trªn que tÈy (m2).

Tõ ®ã ta x¸c ®Þnh ®−îc l−îng dÇu tÈy ®−îc tèi ®a ( l−îng dÇu trong chÊt tÈy röa)

lµ bao nhiªu vµ ®¹t bao nhiªu %.

m0 = m1 – m2.

Trong ®ã:

- mo: Lµ l−îng dÇu tÈy ®−îc (g) - m1: Lµ l−îng dÇu ®−a vµo ban dÇu (g) - m2: Lµ l−îng dÇu cßn l¹i sau khi tÈy (g) - KÕt qu¶ thÓ hiÖn trong b¶ng ë phÇn th¶o luËn

- Ta còng cã thÓ x¸c ®Þnh kh¶ n¨ng tÈy röa b»ng ph−¬ng ph¸p phun ¸p lùc.

b-Thö kh¶ n¨ng t¸i sö dông lÇn mét víi thêi gian tèi −u.

Thùc hiÖn t−¬ng tù nh− qu¸ tr×nh thö kh¶ n¨ng tÈy röa tèi ®a ë trªn.

c-Thö kh¶ n¨ng t¸i sö dông lÇn mét víi thêi gian t¨ng dÇn cho ®Õn khi ®¹t ®é tÈy röa

tèi ®a.

Thùc hiÖn qu¸ tr×nh tÈy röa t−¬ng tù nh− ®· m« t¶ nh−ng víi thêi gian tÈy t¨ng

dÇn

d- Thö kh¶ n¨ng t¸i sö dông lÇn mét khi thªm mét l−îng chÊt tÈy röa cho ®Õn khi ®¹t

®é tÈy röa tèi ®a.

111

Thùc hiÖn qu¸ tr×nh tÈy röa t−¬ng tù nh− ®· m« t¶ nh−ng thªm vµo ®ã nh÷ng

l−îng chÊt tÈy röa kh¸c cho ®Õn khi ®¹t ®−îc ®é tÈy röa tèi ®a.

IX. Kh¶o s¸t c¸c ®iÒu kiÖn tÈy röa bån bÓ chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn dÇu

§Ó ®−a ra ®−îc qui tr×nh c«ng nghÖ tÈy röa bån bÓ chøa, chóng t«i ®· thùc hiÖn

thÝ nghiÖm trªn hai giai ®o¹n sau:

*§Çu tiªn nghiªn cøu qu¸ tr×nh tÈy röa trong PTN, nh−ng víi m« h×nh vµ ®iÒu

kiÖn t−¬ng ®−¬ng thùc tÕ; v× khi tÈy bån bÓ chøa vµ ®−êng èng dÉn dÇu lµ tÈy röa b»ng

c«ng nghÖ kÝn ta, khã nh×n thÊy.

*Sau ®ã thö nghiÖm trªn c¸c ph−¬ng tiÖn tån chøa vµ vËn chuyÓn. Trong giai ®o¹n

nµy, chóng t«i tÈy röa xe xitec chë dÇu nÆng (dÇu FO) tr−íc, sau khi thµnh c«ng, míi

tÈy röa bån bÓ vµ ®−êng èng dÉn dÇu

9.1. Kh¶o s¸t tÈy röa cÆn dÇu trong ®iÒu kiÖn t−¬ng ®−¬ng thùc tÕ

§Ó t−¬ng ®−¬ng víi m« h×nh thùc tÕ, chóng t«i chän ph−¬ng ph¸p phun ¸p lùc

9.1.1. ý nghÜa .

Trong thùc tÕ nÕu chØ dïng dung dÞch chÊt tÈy röa ®Ó ng©m th× hiÖu qu¶ kh«ng

cao. V× vËy ®Ó t¨ng hiÖu qu¶ tÈy röa ng−êi ta dïng ph−¬ng ph¸p : phun CRT d−íi ¸p

lùc m¹nh vµo bÒ mÆt chÊt bÈn . HiÖu qu¶ tÈy röa ®−îc n©ng cao nhê ¸p lùc m¹nh cña

dßng chÊt láng .

30 ×

a- ChuÈn bÞ thÝ nghiÖm:.

cm . - ChuÈn bÞ c¸c tÊm kim lo¹i cã kÝch th−íc kho¶ng

- CÆn dÇu FO .

- B¬m , èng tuye .

- Thïng chøa .

b- ChuÈn bÞ mÉu :

- C¸c tÊm kim lo¹i röa s¹ch , ph¬i kh« .

- Dïng cÆn dÇu FO quÐt thËt ®Òu lªn bÒ mÆt tÊm kim lo¹i , chiÒu cao líp cÆn dÇu

kho¶ng 30 cm.

- §em ph¬i kh« tÊm kim lo¹i .

- C©n x¸c ®Þnh l−îng cÆn dÇu b¸m trªn bÒ mÆt tÊm kim lo¹i theo c«ng thøc:

112

m = m1 - m0

Trong ®ã :

- m1 : khèi l−îng thanh kim lo¹i cã cÆn dÇu . - m2 : khèi l−îng thanh kim lo¹i ban ®Çu .

c-TiÕn hµnh thÝ nghiÖm .

9.1.2. Ph−¬ng ph¸p phun ngay tõ ®Çu .

- Pha c¸c dung dÞch CRT theo tØ lÖ 1:30 , 1:75 , 1:100 , 1:150 , 1:200 ... vµo thïng

®· chuÈn bÞ s½n.

- Treo cè ®Þnh tÊm kim lo¹i phÝa trªn cña thïng.

- L¾p ®Æt b¬m theo s¬ ®å.

- §iÒu chØnh èng tuye víi mét ¸p lùc phï hîp.

- Phun trùc tiÕp dung dÞch CRT vµo bÒ mÆt tÊm kim lo¹i ®Õn s¹ch.

- Ghi l¹i thêi gian phun vµ nång ®é dung dÞch CRT.

9.1.3. Ph−¬ng ph¸p ng©m råi phun

ChuÈn bÞ mÉu hoµn toµn gièng nh− trªn.

- Pha c¸c dung dÞch CRT víi tØ lÖ 1:50 ®Õn 1:200.

- Ng©m c¸c tÊm kim lo¹i mÉu vµo trong ®ã trong c¸c kho¶ng thêi gian kh¸c nhau

tõ 1 ÷ 5 giê.

- Sau khi ng©m ta lÊy tÊm kim lo¹i ra , treo cè ®Þnh trªn thïng phun.

- L¾p ®Æt m¸y b¬m råi phun dung dÞch võa ng©m vµo bÒ mÆt tÊm kim lo¹i

®Õn s¹ch.

- Ghi l¹i thêi gian phun vµ so s¸nh c¸c kÕt qu¶.

9.1.4. Phun mét líp CTR ®Ëm ®Æc tr−íc, råi míi phun dung dÞch

- Phun nhÑ mét líp CRT ®Ëm ®Æc ( 30%) lªn bÒ mÆt tÊm kim lo¹i mÉu, yªu cÇu

thÊm −ít hÕt bÒ mÆt tÊm kim lo¹i.

- §îi kho¶ng 5 phót cho CRT ngÊm vµo.

- Pha c¸c dung dÞch CRT cã tØ lÖ kh¸c nhau vµo thïng.

- Treo cè ®Þnh tÊm kim lo¹i lªn trªn thïng phun.

113

- L¾p ®Æt b¬m vµ tiÕn hµnh phun dung dÞch CRT lªn bÒ mÆt tÊm kim lo¹i mÉu cho

®Õn khi s¹ch.

- Ghi l¹i thêi gian phun , l−îng CRT 30 % tÝnh ra nguyªn chÊt , l−îng CRT trong

dung dÞch, sè liÖu nµy ®−îc ®−a ra trong phÇn th¶o luËn.

9.2. Thö nghiÖm tÈy röa trong thùc tÕ

Sau khi cã kÕt qu¶ trªn c¬ së t−¬ng ®−¬ng thùc tÕ, chóng t«i ®· thö nghiÖm tÈy

röa trªn thiÕt bÞ cô thÓ cña C«ng ty X¨ng dÇu KV III H¶i Phßng (Petrolimex H¶i

Phßng). Qu¸ tr×nh thö nghiÖm ®−îc thùc hiÖn trªn c¸c ph−¬ng tiÖn sau:

a- Xe xitec chë dÇu FO dung tÝch 12 m3

b- Bån chøa dÇu FO dung tÝch 25 m3

c- §−êng èng dÉn dÇu DO vµ FO tõ cÇu c¶ng vÒ bån bÓ chøa, víi chiÒu dµi

kho¶ng 100 ÷150 m

d- TÇu chë dÇu FO , trong ®ã tÈy thö nghiÖm mét khoang chøa dÇu cã dung tÝch

kho¶ng 15 m3

C¸c h×nh ¶nh minh ho¹ ®−îc ®−a ra ë phÇn phô lôc. Dùa trªn c¸c kÕt qu¶ tÈy röa

bån bÓ chøa, tÇu dÇu vµ ®−êng èng dÉn dÇu, ®· ®−a ra h−íng dÉn qui tr×nh c«ng nghÖ

tÈy röa bån bÓ chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn ë phÇn h¶o luËn kÕt qu¶.

114

Ch−¬ng 3: KÕt qu¶ vµ th¶o luËn

I.X¸c ®Þnh thµnh phÇn cÆn dÇu 1.1. Nghiªn cøu thµnh phÇn cÆn dÇu b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc

Nh− ®· ®Ò cËp ë trªn, b¶n chÊt cña cÆn dÇu ®−îc dù ®o¸n lµ n−íc, t¹p chÊt c¬ häc,

nhùa, asphanten vµ dÇu mì (chøa c¸c hydrocacbon cã M lín), ngoµi ra cßn cã cacben vµ

cacboit ®−îc xem nh− s¶n phÈm ng−ng tô s©u thªm cña asphanten d−íi ¶nh h−ëng cña

nhiÖt ®é vµ «xy kh«ng khÝ. Nghiªn cøu cÆn dÇu chÝnh lµ x¸c ®Þnh hµm l−îng c¸c thµnh

phÇn trªn cã mÆt trong c¸c lo¹i cÆn cã nguån gèc kh¸c nhau. TÝnh chÊt vµ thµnh phÇn

cña c¸c lo¹i cÆn sÏ thay ®æi tuú theo lo¹i s¶n phÈm dÇu ®−îc tån chøa, c¸c ®iÒu kiÖn vµ

thêi h¹n tån chøa... ë ®©y, ®èi t−îng nghiªn cøu lµ c¸c lo¹i cÆn x¨ng, dÇu ho¶, diezel,

mazut lÊy tõ d−íi ®¸y c¸c bån bÓ chøa khi sóc röa bÓ. Ngoµi ra cßn c¸c lo¹i cÆn tõ tÇu

chë dÇu.

ý nghÜa: CÆn dÇu, nÕu cã mÆt trong c¸c bån bÓ chøa hoÆc xuÊt hiÖn trong nhiªn liÖu

cña ®éng c¬ sÏ g©y ra nh÷ng t¸c h¹i kh«ng nhá. Do ®ã ph¶i cã ph−¬ng ph¸p lo¹i bá

chóng khái bån bÓ chøa. ViÖc nghiªn cøu thµnh phÇn cÆn dÇu cã ý nghÜa rÊt quan träng,

v× nã lµ c¬ së ®Ó chÕ t¹o ®−îc CTR phï hîp vµ t×m ra ®−îc ph−¬ng ph¸p tÈy röa hîp lý.

MÆt kh¸c, dùa vµo b¶n chÊt vµ hµm l−îng cÆn dÇu, cã thÓ ®¸nh gi¸ ®−îc chÊt l−îng cña

cÆn dÇu vµ sÏ cã h−íng sö dông tèi −u, ®¹t hiÖu qu¶ cao nhÊt ®Ó tr¸nh l·ng phÝ còng nh−

h¹n chÕ ¶nh h−ëng tíi m«i tr−êng.

§Ó cã kÕt qu¶ thu ®−îc mang tÝnh chÊt ®¹i diÖn, chóng t«i thùc hiÖn qu¸ tr×nh

nghiªn cøu mét c¸ch cã hÖ thèng, nh− sau: Trong mét kho x¨ng dÇu, chóng t«i x¸c ®Þnh

thµnh phÇn cÆn cña c¸c lo¹i s¶n phÈm dÇu kh¸c nhau, vÝ dô: cÆn x¨ng, cÆn dÇu ho¶, cÆn

dÇu diezel ( DO), cÆn dÇu mazut hoÆc dÇu nÆng kh¸c (FO) ®Ó xem thµnh phÇn cña chóng

cã kh¸c nhau kh«ng. Sau ®ã cïng mét lo¹i cÆn, vÝ dô cÆn DO, chóng t«i x¸c ®Þnh thµnh

phÇn theo thêi gian tån chøa kh¸c nhau ( 3 n¨m, 5 n¨m vv…) xem c¸c lo¹i chÊt cã trong

cÆn cã thay ®æi kh«ng. Còng lµm c¸c thÝ nghiÖm so s¸nh cïng mét lo¹i cÆn nh−ng lÊy ë

c¸c ®Þa ®iÓm kh¸c nhau trªn l·nh thæ cña c¶ n−íc, vÝ dô: t¹i Kho x¨ng dÇu §øc Giang Hµ

Néi, t¹i kho x¨ng dÇu B12 Qu¶ng Ninh, t¹i kho x¨ng dÇu Nhµ BÌ T.P. Hå ChÝ Minh. Vµ

115

cuèi cïng, x¸c ®Þnh thµnh phÇn cÆn tõ c¸c tµu chë dÇu. C¸c kÕt qu¶ thu ®−îc theo logic

trªn ®−îc thÓ hiÖn trong c¸c b¶ng sau:

B¶ng 3.1: KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn cña cÆn x¨ng (thêi gian tån chøa 5 n¨m)

ChÊt hÊp phô lµ Silicagel, tõ kho x¨ng dÇu B12- Qu¶ng Ninh

(Bån chøa x¨ng Ýt t¹o ra cÆn nªn th«ng th−êng ph¶i 5 n¨m míi sóc röa bÓ 1 lÇn)

STT Hµm l−îng c¸c chÊt (%KL)

Parafin cã trong dÇu mì Asphanten nhùa

DÇu mì

N−íc T¹p chÊt c¬ häc + Cacboit

% so víi dÇu mì 50,74 % so víi cÆn dÇu 26,21 1 16,37 19,13 10,52 52,02 2,01

2 16,95 19,21 10,62 51,15 2,15

3 16,09 19,87 10,31 52,01 1,85

4 16,45 18,72 10,46 51,46 1,92

1,98 TB 16,47 19,23 10,48 51,66 50,74 26,21 (*)

(*) :10,486 g/40g cÆn x¨ng (L−îng parafin cña 4 mÉu).

B¶ng 3.2 : So s¸nh hµm l−îng nhùa thu ®−îc gi÷a c¸c chÊt hÊp phô kh¸c nhau vµ c¸c

ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau ®èi víi cÆn x¨ng

STT ChÊt hÊp phô L−îng nhùa L−îng dÇu mì

(g) (%KL) (g) (%KL) (∼10g)

1 Silicagel 1,0475 10,48 5,1663 51,66

2 0,9234 9,23 5,2914 52,91 Al2O3

3 Than ho¹t tÝnh 0,9101 9,10 5,3042 53,04

4 Zeolit X 0,8980 8,98 5,3161 53,16

5 Cao lanh 0,8120 8,12 5,4020 54,02

Khi tiÕn hµnh x¸c ®Þnh hµm l−îng nhùa trong tÊt c¶ c¸c lo¹i cÆn ®èi víi c¸c chÊt

hÊp phô r¾n kh¸c nhau ®Òu cho mét kÕt qu¶ gÇn nh− nhau lµ: hµm l−îng nhùa thu ®−îc

trªn silicagel lµ nhiÒu nhÊt .Cã thÓ gi¶i thÝch ®iÒu nµy nh− sau: silicagel cã kh¶ n¨ng hÊp

phô c¸c chÊt nhùa tèt nhÊt, ®ång thêi khi nh¶ hÊp phô th× hÇu nh− nh¶ hoµn toµn c¸c chÊt

nhùa. Cßn víi c¸c chÊt hÊp phô kh¸c th× mét phÇn lµ kh¶ n¨ng hÊp phô kÐm, mét phÇn lµ

kh«ng nh¶ hÊp phô hoµn toµn ®−îc do c¸c èng mao qu¶n cã ®−êng kÝnh bÐ nªn khi vµo

116

th× ®−îc khi ra th× khã kh¨n. §iÒu nµy gi¶i thÝch t¹i sao l−îng nhùa thu ®−îc b»ng c¸ch

gi¶i hÊp phô tõ c¸c chÊt hÊp phô kh¸c so víi silicagel lµ nhá h¬n nhiÒu; ë ®©y phÇn nhùa

®−îc gi¶i hÊp phô b»ng dung dÞch cån-benzen tû lÖ 1:1; cån ®ãng vai trß t¸ch nhùa ra

khái c¸c lç xèp cña silicagel, cßn benzen dïng ®Ó hoµ tan nhùa. Do vËy, chóng t«i sö

dông chÊt hÊp phô lµ silicagel ®Ó lµm chÊt hÊp phô cho tÊt c¶ c¸c lo¹i cÆn kh¸c.

B¶ng 3.3: KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn cña cÆn dÇu ho¶ KO (thêi gian tån chøa 3 n¨m)

ChÊt hÊp phô lµ Silicagel, tõ kho X¨ng dÇu B12 - Qu¶ng Ninh

STT Hµm l−îng c¸c chÊt (%KL)

Asphanten Nhùa

DÇu mì

Parafin cã trong dÇu mì % so víi cÆn dÇu 24,88 % so víi dÇu mì 53,63 1 N−íc T¹p chÊt c¬ häc + Cacboit 20,49 17,84 10,54 46,27 4,23

2 17,01 20,45 10,50 46,54 4,29

3 17,59 20,54 10,49 46,03 4,57

4 17,78 20,39 10,51 46,71 3,98

4,27 TB 17,56 20,47 10,51 46,39 53,63 24,88(*)

0,24 Sai sè 0,37 0,06 0,02 0,3

(*) 9,95 g/40g cÆn KO

B¶ng 3.4: KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn cña cÆn DO (Thêi gian tån chøa 3 n¨m)

ChÊt hÊp phô lµ Silicagel, tõ kho X¨ng dÇu B12- Qu¶ng Ninh

STT Hµm l−îng c¸c chÊt (%KL)

Parafin cã trong dÇu mì N−íc T¹p chÊt Asphanten Nhùa DÇu

c¬ häc + mì % so víi dÇu % so víi

Cacboit mì cÆn dÇu

56,35 25,95 11,05 46,22 1 17,25 22,35 6,19

2 17,77 22,19 6,22 11,24 45,58

3 17,13 22,47 6,54 11,23 45,66

4 17,07 22,05 6,13 10,95 46,73

6,27 TB 17,31 22,27 11,12 46,05 56,35 25,95(*)

(*)10,38 g/40g cÆn DO

117

B¶ng 3.5: KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn cña cÆn FO (Thêi gian tån chøa 3 n¨m)

ChÊt hÊp phô lµ Silicage, tõ kho X¨ng dÇu B12- Qu¶ng Ninh

Hµm l−îng c¸c chÊt (%KL) STT

Parafin cã trong dÇu mì N−íc T¹p chÊt Asphanten Nhùa DÇu

c¬ häc + mì % so víi dÇu % so víi

Cacboit mì cÆn dÇu

58,02 18,45 1 18,76 30,65 12,95 31,62 13,99

2 18,56 30,56 12,96 31,93 13,58

3 18,95 30,73 12,54 31,84 13,33

4 18,48 30,52 12,45 31,82 13,43

13,58 TB 18,69 30,62 12,73 31,80 58,02 18,45*

(*): 7,38 g/40g cÆn DO

1.1.1 BiÖn luËn vÒ ph©n tÝch thµnh phÇn cÆn dÇu

Chóng t«i ®· tiÕn hµnh ph©n tÝch thµnh phÇn cña c¸c mÉu cÆn x¨ng, KO, DO, FO

dùa vµo c¸c tÝnh chÊt kh¸c nhau cña c¸c hîp chÊt cã trong ®ã (b¶ng 3. 1,2,3,4,5). Nhãm

c¸c chÊt dÇu mì hoµ tan tèt trong c¸c dung m«i nh− x¨ng nhÑ, n-heptan hay iso-heptan,

nh−ng kh«ng thÓ t¸ch chóng ra b»ng c¸c chÊt hÊp phô nh− than ho¹t tÝnh, silicagel, ®Êt

sÐt, v× c¸c hydrocacbon lµ nh÷ng chÊt kh«ng cùc, rÊt khã t¸ch. Kh¸c víi nhãm c¸c chÊt

dÇu, c¸c chÊt nhùa cã trong cÆn còng hoµ tan tèt trong c¸c dung m«i võa kÓ trªn, song v×

chóng lµ nh÷ng chÊt cã cùc m¹nh nªn chóng dÔ dµng hÊp phô trªn c¸c chÊt hÊp phô r¾n

nh− silicagel, ®Êt sÐt, than ho¹t tÝnh. Do ®ã, b»ng c¸ch nµy dÔ dµng t¸ch nhãm c¸c chÊt

dÇu ra khái nhãm c¸c chÊt nhùa ë trong cÆn gudron. Kh¸c víi asphanten, nhùa khi hoµ

tan trong c¸c dung m«i trªn chóng t¹o thµnh mét dung dÞch thùc, nªn dÔ dµng t¸ch ra.

C¸c chÊt nhùa t¸ch ra khái phÇn cÆn cã d¹ng nöa láng; chóng cã mµu n©u, cã tû träng

lín h¬n hoÆc b»ng 1. §Æc ®iÓm ®¸ng chó ý cña nhãm c¸c chÊt asphanten lµ kh«ng hoµ

tan trong r−îu, x¨ng nhÑ, nh−ng cã thÓ hoµ tan trong benzen, cloroform vµ sulfurcacbon;

qu¸ tr×nh hoµ tan cña asphanten thùc ra lµ qu¸ tr×nh tr−¬ng trong dung m«i ®Ó h×nh thµnh

nªn dung dÞch keo. Khi t¸ch ra khái dÇu th× tr«ng bÒ ngoµi c¸c asphanten ®Òu cã mµu

n©u sÉm hoÆc ®en, d−íi d¹ng bét nh·o. VÒ tÝnh chÊt ho¸ häc, nhùa vµ asphanten rÊt

gièng nhau; tõ nhùa dÔ dµng chuyÓn thµnh asphanten, chØ cÇn bÞ «xy ho¸ nhÑ khi cã sù

118

th©m nhËp «xy cña kh«ng khÝ ë nhiÖt ®é th−êng hay ®un nãng. Nh− vËy vÒ b¶n chÊt ho¸

häc, nhùa vµ asphaten cïng mét nguån gèc; mµ thùc chÊt asphanten chØ lµ kÕt qu¶ biÕn

®æi s©u h¬n cña nhùa. Ngoµi ba nhãm quan träng nªu trªn, trong thµnh phÇn cña cÆn cßn

thÊy mét nhãm chÊt kh¸c: cacben vµ cacboit. Cacben vµ cacboit kh«ng tan trong c¸c

dung m«i th«ng th−êng (dung m«i cã thÓ hoµ tan asphanten nh− benzen, tetraclorua

cacbon). Cacben vµ cacboit tr«ng còng gièng nh− asphanten, nh−ng r¾n vµ gièng nh−

cèc, cã mÇu sÉm h¬n. Cacben chØ hoµ tan rÊt Ýt trong sulfua cacbon vµ chØ tan trong

pyridin. Cßn cacboit th× kh«ng tan trong bÊt cø dung m«i nµo, sè l−îng c¸c chÊt nµy l¹i

kh«ng nhiÒu. ChÝnh v× vËy chóng t«i ®· x¸c ®Þnh thµnh phÇn cacboit cïng víi t¹p chÊt c¬

häc; bëi v× chóng cã ®iÓm gièng nhau lµ ®Òu kh«ng tan trong dung m«i .

1.1.2.Chän chÊt hÊp phô

Khi tiÕn hµnh x¸c ®Þnh hµm l−îng nhùa trong tÊt c¶ c¸c lo¹i cÆn th× thÊy r»ng, ®èi

víi c¸c chÊt hÊp phô r¾n kh¸c nhau ®Òu cho mét kÕt qu¶ gÇn nh− nhau lµ: hµm l−îng

nhùa thu ®−îc trªn silicagel lµ nhiÒu nhÊt .Cã thÓ gi¶i thÝch ®iÒu nµy nh− sau: silicagel cã

kh¶ n¨ng hÊp phô c¸c chÊt nhùa tèt nhÊt, ®ång thêi khi nh¶ hÊp phô th× hÇu nh− nh¶ hoµn

toµn c¸c chÊt nhùa. Cßn víi c¸c chÊt hÊp phô kh¸c th× mét phÇn lµ kh¶ n¨ng hÊp phô

kÐm, mét phÇn lµ kh«ng nh¶ hÊp phô hoµn toµn ®−îc do c¸c èng mao qu¶n cã ®−êng

kÝnh bÐ nªn khi vµo th× ®−îc khi ra th× khã kh¨n. §iÒu nµy gi¶i thÝch t¹i sao l−îng nhùa

thu ®−îc b»ng c¸ch gi¶i hÊp phô tõ c¸c chÊt hÊp phô kh¸c so víi silicagel lµ nhá h¬n

nhiÒu. ë ®©y phÇn nhùa ®−îc gi¶i hÊp phô b»ng dung dÞch cån-benzen tû lÖ 1:1; cån

®ãng vai trß t¸ch nhùa ra khái c¸c lç cña silicagel, cßn benzen dïng ®Ó hoµ tan nhùa.

B¶ng 3.6: So s¸nh thµnh phÇn c¸c lo¹i cÆn kh¸c nhau (Thêi gian tån chøa 3 n¨m) ChÊt

hÊp phô lµ Silicagel, tõ kho X¨ng dÇu B12 - Qu¶ng Ninh

MÉu Hµm l−îng c¸c chÊt (%KL)

nghiªn N−íc T¹p chÊt c¬ Asphanten Nhùa DÇu mì Parafin so

cøu häc + Cacboit víi cÆn dÇu

CÆn x¨ng 16,47 19,23 1,98 10,48 51,66 26,21

CÆn KO 17,56 20,47 4,27 10,51 46,39 24,88

CÆn DO 17,31 22,27 6,27 11,12 46,05 25,95

CÆn FO 18,69 30,62 13,58 12,73 31,80 18,45

119

1.1.3 . So s¸nh thµnh phÇn cÆn dÇu

a-.Thµnh phÇn cÆn dÇu phô thuéc vµo b¶n chÊt nhiªn liÖu ®−îc tån chøa

Nh− ®· biÕt, tÝnh chÊt vµ thµnh phÇn cña c¸c lo¹i cÆn ®¸y trong bÓ chøa phô thuéc

vµo nhiÒu yÕu tè kh¸c nhau, trong ®ã chñ yÕu lµ lo¹i s¶n phÈm dÇu ®−îc tån chøa, thêi

h¹n tån chøa vµ ®iÒu kiÖn tån chøa («xy trong kh«ng khÝ, nhiÖt ®é , ¶nh h−ëng cña xóc

t¸c kim lo¹i, ¸nh s¸ng...); ë ®©y thêi h¹n tån chøa cña c¸c lo¹i s¶n phÈm dÇu ®Òu lµ nh−

nhau vµ b»ng 3 n¨m, ®iÒu kiÖn gÇn nh− nhau v× trong cïng mét kho. VËy yÕu tè quyÕt

®Þnh chÝnh lµ b¶n chÊt cña nhiªn liÖu.

* Hµm l−îng n−íc trong x¨ng, dÇu ho¶, nhiªn liÖu diezel th−êng nhá, trõ tr−êng

hîp chóng bÞ n−íc trµn vµo. Hµm l−îng n−íc ë c¸c mÉu cÆn ®· nghiªn cøu lµ kh¸ lín vµ

tuy trong mÉu FO lµ lín nhÊt nh−ng chóng còng xÊp xØ trong giíi h¹n gÇn nh− nhau (tõ

16,47 ÷ 18,69), cã thÓ lý gi¶i lµ do thêi gian tån chøa ®· l©u nªn trong qu¸ tr×nh vËn

chuyÓn vµ tån chøa, c¸c s¶n phÈm dÇu th−êng bÞ lÉn n−íc, ®Æc biÖt lµ trong mazut.Nh×n

chung, dÇu cµng nÆng th× kh¶ n¨ng th©m nhËp n−íc vµo cµng lín, v× chóng t¹o víi dÇu

nhò t−¬ng bÒn h¬n. Trong qu¸ tr×nh tån chøa t¹i bÓ, c¸c s¶n phÈm dÇu dÇn dÇn bÞ lÉn

n−íc do hÊp thô h¬i n−íc trong kho¶ng trèng chøa h¬i. N−íc cã thÓ lät vµo bÓ chøa trong

khi vËn chuyÓn c¸c s¶n phÈm dÇu b»ng ®−êng thuû, trong khi h©m nãng, do bÓ bÞ h−

háng hoÆc trong khi xuÊt tõ c¸c wagon xitec vµo bÓ...

* Sè liÖu trªn b¶ng còng cho thÊy râ, hµm l−îng t¹p chÊt c¬ häc + cacboit cña c¸c

mÉu cÆn rÊt lín vµ lín nhÊt lµ cÆn cña FO, nhá nhÊt lµ cÆn cña x¨ng. §iÒu nµy rÊt dÔ

hiÓu bëi v× hµm l−îng t¹p chÊt th−êng thay ®æi trong mét giíi h¹n kh¸ réng ®èi víi cïng

mét lo¹i cÆn dÇu vµ ®èi víi c¶ c¸c lo¹i cÆn dÇu kh¸c nhau. Nguyªn nh©n chÝnh lµ do

trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn vµ tån chøa, c¸c s¶n phÈm dÇu còng bÞ nhiÔm bÈn nhiÒu lo¹i

t¹p chÊt c¬ häc (c¸c phÇn tö v« c¬) nh− bôi, c¸t, ®Êt sÐt, gØ s¾t, ®«i khi cã thªm c¸c lo¹i

muèi kho¸ng, th−êng lÉn trong c¸c s¶n phÈm dÇu d−íi d¹ng huyÒn phï. TÊt c¶ c¸c t¹p

chÊt khi lät vµo èng dÉn chØ cã mét phÇn l¾ng ®äng l¹i trong èng, cßn phÇn lín lät vµo

c¸c bÓ nhËp. HiÖn t−îng nhiÔm bÈn g©y nªn c¸c nguyªn nh©n tù nhiªn quyÕt ®Þnh thµnh

phÇn ho¸ häc cña c¸c s¶n phÈm dÇu, còng nh− nãi lªn nh−îc ®iÓm cña c¸c ph−¬ng ph¸p

tån chøa vµ xuÊt nhËp hiÖn hµnh.

120

HiÖn t−îng gØ sÏ xuÊt hiÖn ë nh÷ng n¬i tiÕp xóc gi÷a n−íc víi kim lo¹i, chñ yÕu lµ

n¾p vµ c¸c tÇng thÐp phÝa trªn cña thµnh bÓ lµ n¬i tiÕp xóc th−êng xuyªn víi kh«ng khÝ.

Trong n−íc tÝch tô l¹i tõ kh«ng khÝ, còng nh− trong líp n−íc lãt bÓ, th−êng bao giê còng

cã chøa nhiÒu lo¹i muèi kho¸ng hoµ tan. ChÝnh lo¹i n−íc nµy lµ nguyªn nh©n g©y nªn gØ

d−íi d¹ng c¸c cÆp ®iÖn ph©n gi÷a c¸c tÊm kim lo¹i lµm ®¸y bÓ vµ tÇng d−íi thµnh bÓ víi

kim lo¹i cña c¸c mèi hµn. C¸c lo¹i axit vµ kiÒm tan trong n−íc, c¸c axit h÷u c¬ kh¸c

nhau, c¸c peroxit vµ c¸c s¶n phÈm «xy ho¸ kh¸c trong thµnh phÇn c¸c s¶n phÈm dÇu xuÊt

hiÖn trong qu¸ tr×nh tån chøa ®Òu lµ nguyªn nh©n g©y nªn hiÖn t−îng ¨n mßn kim lo¹i,

lµm cho bÓ bÞ gØ. Trong sè c¸c lo¹i s¶n phÈm dÇu, c¸c s¶n phÈm cµng nÆng cµng cã chøa

nhiÒu l−u huúnh, ®Æc biÖt lµ c¸c hîp chÊt l−u huúnh ho¹t tÝnh, mÆc dï chØ víi mét l−îng

rÊt nhá. C¸c hîp chÊt l−u huúnh mercaptan vµ ®ihydrosunfua H2S g©y nªn gØ m¹nh h¬n. §ihydrosunfua t¸ch ra tõ c¸c s¶n phÈm dÇu, hoµ tan vµo c¸c giät n−íc tÝch tô t¹i mÆt

trong n¾p bÓ vµ c¸c tÇng thµnh bÓ phÝa trªn, cïng víi axit trong kh«ng khÝ t¹o thµnh axit

sunfuric vµ s¾t sunfua. Chóng r¬i tõ trªn n¾p vµ thµnh bÓ xuèng lµm nhiÔm bÈn s¶n phÈm

dÇu vµ ®äng l¹i d−íi ®¸y bÓ. S¾t sunfua g©y nªn hiÖn t−îng ¨n mßn ®iÖn hãa, ph¸ huû

m¹nh ®¸y vµ c¸c tÇng thµnh bÓ phÝa d−íi, cµng lµm cho s¶n phÈm dÇu bÞ nhiÔm bÈn bëi

nhiÒu s¶n phÈm ¨n mßn kim lo¹i n÷a. S¶n phÈm cµng nÆng (FO) th× hµm l−îng l−u

huúnh cµng nhiÒu, dÉn ®Õn ¨n mßn m¹nh h¬n, t¹o ra t¹p chÊt c¬ häc nhiÒu h¬n. Bªn c¹nh

®ã, c¸c s¶n phÈm dÇu vËn chuyÓn b»ng wagon xitec th−êng bÞ lÉn t¹p chÊt c¬ häc kh¸

nhiÒu, trong ®ã cã gØ cña thµnh trong xitec, bôi tõ kh«ng khÝ r¬i vµo trong khi xuÊt nhËp,

nh÷ng m¶nh nhá gio¨ng n¾p bÞ h− háng…

C¸c t¹p chÊt cßn cã thÓ theo thuèc nhuém lät thªm vµo c¸c lo¹i x¨ng « t« trong qu¸

tr×nh nhuém mµu x¨ng t¹i c¸c nhµ m¸y. Ngoµi ra, do c¸c h¹t ng−ng kÕt lín bÞ ph©n huû

còng lµm t¨ng tæng sè c¸c h¹t t¹p chÊt lªn, nh÷ng h¹t nµy sau mét thêi gian dµi sÏ kÕt tô

l¹i d−íi tr¹ng th¸i huyÒn phï trong s¶n phÈm dÇu vµ sÏ lµm cho phÈm chÊt s¶n phÈm dÇu

xÊu ®i.

Th«ng th−êng sau mét thêi gian tån chøa, møc ®é nhiÔm bÈn cña c¸c lo¹i dÇu s¸ng

trong bÓ chøa sÏ gi¶m ®i, nh−ng còng trong thêi gian ®ã, dÇu l¹i bÞ nhiÔm bÈn bëi gØ cña

bÓ chøa vµ ®−êng èng, bôi tõ kh«ng khÝ lät vµo trong qu¸ tr×nh h« hÊp cña bÓ chøa, cÆn

mµi mßn cña c¸c thiÕt bÞ b¬m chuyÓn… Bëi vËy tæng møc nhiÔm bÈn c¸c t¹p chÊt c¬ häc

cña s¶n phÈm dÇu vÉn cßn rÊt cao.

121

Bªn c¹nh ®ã, d−íi t¸c dông cña nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt cao, do t¸c ®éng cña «xy trong

kh«ng khÝ, sÏ xuÊt hiÖn c¸c s¶n phÈm «xy ho¸ nh− cacben vµ cacboit. ChÝnh ®iÒu ®ã lµm

cho hµm l−îng tæng t¹p chÊt c¬ häc + cacboit cña FO trë nªn nhiÒu nhÊt.

* B¶ng sè liÖu còng cho thÊy hµm l−îng nhùa vµ asphanten cña cÆn FO lín nhÊt,

cña cÆn x¨ng nhá nhÊt. §iÒu nµy ®−îc gi¶i thÝch lµ do tÝnh kÐm æn ®Þnh ho¸ häc cña

nhiªn liÖu cã nghÜa lµ kh¶ n¨ng gi÷ v÷ng c¸c chØ tiªu phÈm chÊt cña chóng d−íi sù t¸c

®éng cña c¸c yÕu tè bªn ngoµi kh¸c nhau (nh− «xy trong kh«ng khÝ, nhiÖt ®é, ¶nh h−ëng

xóc t¸c cña t¹p chÊt kim lo¹i, ¸nh s¸ng…). Trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn, vÊn ®Ò tiÕp xóc

gi÷a s¶n phÈm dÇu víi «xy trong kh«ng khÝ lµ ®iÒu kh«ng thÓ tr¸nh khái, vµ nh− vËy

trong nh÷ng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh, sÏ x¶y ra ph¶n øng «xy ho¸ cña s¶n phÈm dÇu. Tèc ®é

«xy ho¸, møc ®é «xy ho¸, còng nh− tÝnh chÊt cña c¸c s¶n phÈm do «xy ho¸ t¹o thµnh ®Òu

phô thuéc vµo c¸c yÕu tè d−íi ®©y:

- B¶n chÊt hãa häc cña chÝnh lo¹i s¶n phÈm ®ã, cô thÓ lµ tÝnh chÊt cña c¸c hîp chÊt

ho¸ häc cã trong s¶n phÈm, sè l−îng cña c¸c hîp chÊt ®ã trong hçn hîp vµ mèi quan hÖ

víi sù t¸c ®éng cña «xy trong kh«ng khÝ.

- C¸c ®iÒu kiÖn bªn ngoµi nh− nhiÖt ®é, ¸p suÊt vµ bÒ mÆt tiÕp xóc gi÷a s¶n phÈm

dÇu víi «xy.

- Cã lÉn c¸c chÊt cã kh¶ n¨ng lµm t¨ng nhanh hoÆc gi¶m chËm qu¸ tr×nh «xy ho¸.

Trong thµnh phÇn cña c¸c s¶n phÈm dÇu, nÕu cã nhiÒu hydrocacbon ch−a no vµ

nhiÒu hîp chÊt kÐm bÒn v÷ng kh¸c th× rÊt dÔ bÞ trïng hîp vµ oxy ho¸ lµm cho nhiªn liÖu

bÞ biÕn chÊt, t¹o thµnh c¸c nhùa vµ axit. Qu¸ tr×nh oxy ho¸ nhiªn liÖu x¶y ra dÇn dÇn. Cã

thÓ coi nh÷ng s¶n phÈm ban ®Çu cña qu¸ tr×nh oxy ho¸ chÝnh lµ nh÷ng peroxit - nh÷ng

hîp chÊt kÐm bÒn v÷ng, cã khuynh h−íng biÕn chuyÓn nhanh vµ dÔ ph©n ly hoÆc tÝch tô

thªm. Tèc ®é vµ khuynh h−íng tiÕp tôc biÕn ®æi cña nh÷ng peroxit ®ã phô thuéc vµo c¸c

®iÒu kiÖn oxy ho¸. YÕu tè chñ yÕu cã ¶nh h−ëng tíi sù h×nh thµnh ph¶n øng bËc hai cña

c¸c peroxit lµ nhiÖt ®é, tèc ®é cña qu¸ tr×nh ph¶n øng sÏ t¨ng nhanh nÕu nhiÖt ®é t¨ng. ë

nhiÖt ®é cao vµ ¸p suÊt cao, do t¸c ®éng cña «xy trong kh«ng khÝ, sÏ xuÊt hiÖn nhiÒu

nhùa, asphanten. Lo¹i nhùa Èn chØ hoµ tan rÊt Ýt, cßn phÇn lín kÕt tña, ®ãng cÆn d−íi ®¸y

bÓ chøa vµ trong èng dÉn. Trong giai ®o¹n ®Çu cña qu¸ tr×nh t¹o nhùa, do cã hµm l−îng

kh«ng lín l¾m nªn c¸c chÊt nhùa hoµn toµn hoµ tan trong nhiªn liÖu. §Õn mét giai ®o¹n

122

nhÊt ®Þnh nµo ®ã cña qu¸ tr×nh «xy ho¸, tuú thuéc vµo ®iÒu kiÖn tån chøa, tÝnh hoµ tan

cña nhùa sÏ gi¶m xuèng tíi møc chóng b¾t ®Çu t¸ch ra khái nhiªn liÖu. Khuynh h−íng

t¹o nhùa cña c¸c nhiªn liÖu phÇn lín phô thuéc vµo nhiÖt ®é, bÒ mÆt tiÕp xóc víi kh«ng

khÝ vµ t¸c ®éng xóc t¸c cña t¹p chÊt kim lo¹i vµ ¸nh s¸ng. C¸c hîp chÊt phi hydrocacbon

t¹o thµnh trong qu¸ tr×nh «xy ho¸ nhiªn liÖu, còng cã ¶nh h−ëng tíi hiÖn t−îng t¹o nhùa.

NÕu trong nhiªn liÖu cã c¸c hîp chÊt l−u huúnh vµ hîp chÊt nit¬ th× sù t¹o nhùa trong

qu¸ tr×nh tån chøa còng m¹nh lªn. §iÒu nµy còng lµ mét nguyªn nh©n khiÕn cho FO

chøa nhiÒu nhùa vµ asphanten h¬n c¶. C¸c s¶n phÈm cña qu¸ tr×nh «xy ho¸ nh− peroxit

vµ c¸c chÊt nhùa cã tÝnh axit cµng ®Èy nhanh thªm qu¸ tr×nh «xy ho¸. Ngoµi nh÷ng yÕu

tè ®· kÓ trªn, t¸c ®éng xóc t¸c cña kim lo¹i, nhÊt lµ ®ång, còng lµm ¶nh h−ëng tíi tÝnh

chÊt æn ®Þnh cña nhiªn liÖu. T¸c ®éng nµy thÓ hiÖn d−íi d¹ng c¸c qu¸ tr×nh «xy ho¸-khö

gi÷a kim lo¹i víi c¸c muèi cña nã vµ mÆt kh¸c, gi÷a c¸c peroxit víi c¸c s¶n phÈm «xy

ho¸ kh¸c hoÆc víi chÊt chèng «xy ho¸.

Kh¸c víi cÆn trong bÓ chøa c¸c s¶n phÈm dÇu s¸ng, cÆn trong c¸c bÓ chøa FO cã

nh÷ng ®Æc ®iÓm kh¸c biÖt riªng. NÕu nh− khèi l−îng chñ yÕu trong c¸c bÓ chøa dÇu s¸ng

lµ t¹p chÊt c¬ häc+cacboit, dÇu mì, cßn nhùa th× Ýt h¬n vµ asphaten chØ xuÊt hiÖn víi

l−îng nhá, th× c¸c lo¹i cÆn ®¸y trong c¸c bÓ chøa FO, sÏ cã thµnh phÇn ho¸ häc kh¸c

h¼n. PhÇn chÝnh cña cÆn FO lµ c¸c hîp chÊt cao ph©n tö thuéc lo¹i asphanten, phÇn cßn

l¹i kh«ng tan gåm nh÷ng cacben vµ cacboit cã tû träng cao (th−êng lín h¬n hoÆc b»ng

1). C¸c chÊt nhùa, asphanten l¾ng xuèng ®¸y bÓ, l©u dÇn dÝnh kÕt l¹i víi nhau, t¹o thµnh

mét líp cÆn v÷ng ch¾c. Do cÆn nµy tån t¹i ®· kh¸ l©u trong bÓ nªn sù kÕt dÝnh l¹i cµng

t¨ng thªm vµ cÆn trë thµnh mét lo¹i nhùa asphan cøng. Qu¸ tr×nh l¾ng c¸c asphanten,

cacben vµ cacboit t¸ch ra tõ FO chñ yÕu liªn quan tíi vÊn ®Ò t¨ng nhiÖt trong khi h©m

nãng FO t¹i bÓ chøa. Tr−êng hîp h©m nãng FO trong qu¸ tr×nh tån chøa th× cacboit sÏ

l¾ng kÕt trªn thµnh vµ ®¸y cña bÓ kim lo¹i, còng nh− trªn bÒ mÆt cña c¸c thiÕt bÞ h©m

nãng ®Æt bªn trong bÓ. Nh− vËy, chÝnh chÕ ®é dïng nhiÖt ®Ó b¶o qu¶n FO lµ mét trong

nh÷ng yÕu tè quan träng ®Èy m¹nh qu¸ tr×nh t¸ch cacboit vµ l¾ng kÕt chóng trªn c¸c bÒ

mÆt kim lo¹i cña bÓ chøa. Mét yÕu tè quan trong kh¸c g©y nªn t×nh tr¹ng t¹o thµnh cÆn

trong bÓ n÷a lµ sù hót b¸m c¸c lo¹i nhùa trung tÝnh vµ nh÷ng hydrocacbon cao ph©n tö

(cã trong FO) trªn bÒ mÆt c¸c ph©n tö asphanten vµ cacboit. Do sù ®«ng tô cña c¸c phÇn

tö nãi trªn, qu¸ tr×nh t¹o cÆn l¹i cµng m¹nh thªm.

123

TÊt c¶ nh÷ng ®iÒu nµy gi¶i thÝch cho nguyªn nh©n t¹i sao ë FO, nhùa chØ nhiÒu h¬n

c¸c mÉu cÆn kh¸c mét chót, cßn l−îng asphanten th× l¹i lín h¬n c¶.

Tõ c¸c ®iÒu biÖn luËn ë trªn thÊy râ rµng r»ng, trong cïng thêi gian vµ ®iÒu kiÖn tån

chøa, nhiªn liÖu cµng nÆng th× trong cÆn chøa cµng nhiÒu nhùa, asphanten, t¹p chÊt c¬

häc + cacboit.

KÕt qu¶ cña c¸c b¶ng còng cho thÊy, s¶n phÈm dÇu cµng nÆng, cïng thêi gian tån

chøa nh− nhau, th× l−îng nhùa vµ asphanten sinh ra tõ dÇu nÆng ®ã (DO vµ FO) lµ nhiÒu

nhÊt. ë cÆn x¨ng vµ cÆn dÇu ho¶, thËm chÝ thêi gian tån chøa l©u h¬n FO, song hµm

l−îng c¸c chÊt ®ã vÉn Ýt h¬n. Do vËy, th«ng th−êng, ë c¸c kho x¨ng dÇu, c¸c bån chøa

x¨ng vµ dÇu ho¶ Ýt ®−îc xóc röa h¬n, ®Þnh kú kho¶ng 4-5 n¨m sóc röa mét lÇn; cßn ®èi

víi c¸c bån chøa DO vµ FO th−êng xuyªn h¬n, kho¶ng 2-3 n¨m 1 lÇn.

b-Thµnh phÇn cÆn phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn ®Þa lý vµ nhiÖt ®é m«i tr−êng

Ngoµi ®iÒu kiÖn thêi gian tån chøa, thµnh phÇn cÆn dÇu cßn phô thuéc vµ nhiÖt ®é

m«i tr−êng. C¸c sè liÖu trªn b¶ng 9,10 cho thÊy: Cïng thêi gian tån chøa nh− nhau, c¸c

kho x¨ng dÇu phÝa Nam ( §µ N½ng, Nhµ BÌ TP Hå ChÝ Minh) ®Òu cã thµnh phÇn nhùa vµ

asphanten cao h¬n so víi c¸c kho x¨ng dÇu phÝa B¾c. Cã thÓ cho r»ng, t¹i MiÒn Nam,

nhiÖt ®é lu«n cao h¬n MiÒn B¾c trong c¶ n¨m, do ®ã cã thÓ dÉn ®Õn cã sù chuyÓn ho¸ tõ

dÇu thµnh nhùa vµ asphanten nhiÒu h¬n.Tõ ®ã cÇn ph¶i cã c¸c ®iÒu kiÖn b¶o qu¶n tèt h¬n

®Ó c¸c kho x¨ng dÇu lu«n lu«n cã nhiÖt ®é thÝch hîp.

B¶ng 3.7 : KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn cña cÆn DO (Thêi gian tån chøa 3 n¨m)

ChÊt hÊp phô lµ Silicagel, tõ kho X¨ng dÇu §øc Giang - Hµ néi

STT Hµm l−îng c¸c chÊt (%KL)

Asphanten Nhùa DÇu

mì %so víi dÇu

Parafin cã trong dÇu mì % so víi cÆn dÇu 26,05 mì 57,32 1 N−íc T¹p chÊt c¬ häc + Cacboit 22,11 17,05 11,31 46,15 6,25

2 16,87 22,36 10,14 45,18 5,86

3 17,33 21,57 11,33 44,66 5.97

4 17,02 21,68 10,95 46,72 6,03

6,03 TB 17,07 21,93 10,93 45,68 57,32 26,05*

*10,42g/40 g cÆn dÇu DO

124

B¶ng 3.8: KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn cña cÆn DO (Thêi gian tån chøa 3 n¨m) ChÊt hÊp phô lµ Silicagel, tõ kho X¨ng dÇu Th−îng Lý - H¶i Phßng

STT Hµm l−îng c¸c chÊt (%KL)

Asphanten Nhùa DÇu

mì % so víi dÇu

Parafin cã trong dÇu mì % so víi cÆn dÇu 27,12 mì 55,62

6,05 6,33 5,96 6,03 6,09 12,01 11,87 11,07 10,95 11,48 42,98 43,61 44,33 43,93 43,72 55,62 27,12* 1 2 3 4 TB N−íc T¹p chÊt c¬ häc + Cacboit 22,13 21,19 21,49 22,05 21,72 16,85 16,97 17,13 17,07 17,0

* 10,85g /40 g cÆn dÇu DO

B¶ng 3.9: KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn cña cÆn DO (Thêi gian tån chøa 3 n¨m) ChÊt hÊp phô lµ Silicagel, tõ kho X¨ng dÇu N¹i Hiªn - §µ N½ng

STT Hµm l−îng c¸c chÊt (%KL)

Asphanten Nhùa DÇu

mì % so víi dÇu

Parafin cã trong dÇu mì % so víi cÆn dÇu 23,08 mì 54,24

7,12 7,36 7,53 7,28 7,32 13,21 13,56 12,96 13,54 13,32 41,47 39,76 38,75 38,62 39,65 54,24 23,08(*) 1 2 3 4 TB N−íc T¹p chÊt c¬ häc + Cacboit 21,95 22,55 23,24 23,36 22,78 16,25 16,79 17,53 17,22 16,95

(*)9,23g/40g cÆn DO

B¶ng 3.10: KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn cña cÆn DO (Thêi gian tån chøa 3 n¨m) ChÊt hÊp phô lµ Silicagel, tõ kho X¨ng dÇu Nhµ BÌ - TP Hå ChÝ Minh

STT Hµm l−îng c¸c chÊt (%KL)

Asphanten Nhùa DÇu

mì % so víi dÇu

Parafin cã trong dÇu mì % so víi cÆn dÇu 23,78 mì 53,87

1 2 3 4 TB N−íc T¹p chÊt c¬ häc + Cacboit 21,12 22,32 22,86 23,21 22,38 17,05 16,88 17,21 17,11 17,06 7,00 7,29 7,51 7,57 7,34 14,01 12,86 12,99 13,77 13,16 40,82 40,62 39,43 38,34 39,81 53,87 23,78(*)

(*)9,51g/40g cÆn DO c- Thµnh phÇn cÆn dÇu phô thuéc vµo thêi gian tån chøa

Ngoµi yÕu tè b¶n chÊt ho¸ häc cña nhiªn liÖu, thµnh phÇn cÆn cßn phô thuéc rÊt

nhiÒu vµo thêi gian tån chøa (b¶ng 3. 11).

125

B¶ng 3.11: KÕt qu¶ ph©n tÝch thµnh phÇn cña cÆn DO (Thêi gian tån chøa 5 n¨m)

ChÊt hÊp phô lµ Silicagel, tõ kho X¨ng dÇu B12- Qu¶ng Ninh

Hµm l−îng c¸c chÊt (%KL) STT Asphanten Nhùa DÇu mì

N−íc T¹p chÊt c¬ häc + Cacboit

Parafin cã trong dÇu mì % so víi cÆn dÇu 14,97 % so víi dÇu mì 44,23

1 2 3 4 TB 18,35 18,67 18,15 18,09 18,31 26,38 26,16 26,42 25,97 26,23 9,56 9,21 9,14 9,79 9,42 12,13 12,63 12,45 11,87 12,27 33,78 33,42 33,96 34,21 33,84 44,23 14,97(*)

(*)5,99 g/40g cÆn DO

So s¸nh kÕt qu¶ lÊy tõ b¶ng 3.4 vµ b¶ng 3.11 thÊy r»ng, cïng nhiªn liÖu DO, nh−ng

nÕu thêi gian tån chøa l©u h¬n th× dÉn ®Õn n−íc x©m nhËp vµo nhiÒu h¬n, hµm l−îng t¹p

chÊt c¬ häc+cacboit, nhùa, asphanten ®Òu t¨ng lªn, l−îng dÇu mì gi¶m ®i, cã nghÜa lµ ®·

x¶y ra qu¸ tr×nh biÕn ®æi ho¸ häc t¹o ra nhùa, asphanten tõ dÇu mì, ®Æc biÖt lµ t¹o c¸c

chÊt cacboit do qu¸ tr×nh oxy ho¸ ®Æc biÖt x¶y ra.

d- Thµnh phÇn cña cÆn tÇu dÇu

So víi cÆn dÇu trong bån bÓ chøa, cÆn tÇu dÇu cã thµnh phÇn h¬i kh¸c biÖt: Hµm

l−îng nhùa vµ asphaten ®Òu lín h¬n. §iÒu nµy cã thÓ gi¶i thÝch lµ do tÇu chë dÇu th« nªn

cã c¸c phÇn nÆng h¬n so víi nhiªn liÖu DO. Qua thêi gian c¸c phÇn nÆng cña cÆn l¾ng

dÇn, b¸m vµo ®¸y vµ thµnh tÇu, bÞ t¸c ®éng cña kh«ng khÝ vµ nhiÖt ®é m«i tr−êng chuyÓn

ho¸ thµnh nhùa vµ asphanten nhiÒu h¬n ( b¶ng 3.12)

B¶ng 3.12:Thµnh phÇn cña cÆn dÇu th« tõ tÇu chë dÇu Vietso-Petro, chÊt hÊp Silicagel

STT Hµm l−îng c¸c chÊt (%KL)

Asphanten Nhùa DÇu

mì % so víi dÇu

Parafin cã trong dÇu mì % so víi cÆn dÇu 12,82 mì 50,73

1 2 3 4 TB N−íc T¹p chÊt c¬ häc + Cacboit 21,71 21,58 20,92 22,35 21,64 13,60 13,44 13,33 13,71 13,52 13,51 13,74 13,20 13,82 13,57 15,9 15,72 15,56 15,63 15,70 35,28 35,62 36,99 34,49 35,57 50,73 12,82(*)

* 5,128 g /40 g cÆn tÇu dÇu

126

1.2. Nghiªn cøu thµnh phÇn cÆn dÇu b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ lý

1.2.1.Phæ hång ngo¹i

B¶ng 3.13:TÇn sè dao ®éng cña c¸c nhãm nguyªn tö trong c¸c mÉu nghiªn cøu kh¸ nhau

MÉu nghiªn cøu TÇn sè dao ®éng cña c¸c nhãm nguyªn tö ν, cm-1

-O-N=O, -CS-NH- -OH, -SO2O-

=C-H (olefin), Aryl C-Cl, 720,21 C=C liªn hîp víi nhãm C=O, -O-NO2 1636,39

3445,63 1376,08 1387,31 722,39 1460,90 1461,19

CÆn x¨ng nguyªn mÉu PhÇn dÇu mì cÆn x¨ng sau khi qua Silicagel CÆn KO nguyªn mÉu 1376,72 736,37 1606,23

1376,92 723,34 1606,19 1458,89 1461,25

PhÇn dÇu mì KO sau khi qua Silicagel

723,34 1635,18 1458,61

723,77 1463,72

1461,26

1628,16 -CH3, -CH2-, -CO-CH3 2922,09 1460,90 2972,39 2864,93 1461,19 2956,54 2860,21 1458,89 2965,44 2864,67 1461,25 2924,69 1458,61 2959,12 2868,33 2926,66 1461,26 PhÇn dÇu mì DO sau khi qua Silicagel PhÇn dÇu mì DO sau khi qua Al2O3

826,17 770,92 722,87

1602,49 1457,49

CÆn DO nguyªn mÉu 3446,49 1376,92 1377,47 1338,88 3447,58 1377,82 1131,45 1233,68 CÆn FO nguyªn mÉu 3428,98 1376,08 869,83 744,72

723,76 1621,85 1462,50

PhÇn dÇu mì FO sau khi qua Silicagel 1377,72

2924,72 2853,49 1457,49 2961,37 2857,22 1462,50

Dùa vµo tÇn sè hÊp thô hång ngo¹i cña c¸c liªn kÕt, trªn c¬ së ng©n hµng phæ, ta cã thÓ

®Þnh tÝnh t−¬ng ®èi chÝnh x¸c sù cã mÆt cña c¸c chÊt cã trong thµnh phÇn cÆn nh− sau:

127

* ë tÊt c¶ c¸c mÉu cÆn x¨ng, DO, FO ®Òu cã chøa tÇn sè dao ®éng ho¸ trÞ cña

nhãm -OH cña ph©n tö n−íc νOH = 3600 ÷ 3200 cm-1. §ã lµ 3445,63 cm-1 (cÆn x¨ng), 3446,49 cm-1 (cÆn DO), 3428,98 cm-1 (cÆn FO). §iÒu nµy cµng thÓ hiÖn râ khi ë vïng tÇn

sè 1410 ÷ 1260cm-1 l¹i xuÊt hiÖn c¸c dao ®éng biÕn d¹ng cña nhãm -OH. §ã lµ 1376,08

cm-1 (cÆn x¨ng), 1376,92 cm-1 (cÆn DO), 1376,08 cm-1 (cÆn FO).VËy ë c¸c mÉu cÆn

nguyªn mÉu ban ®Çu tÊt c¶ ®Òu cã chøa n−íc.

C¸c mÉu cÆn vµ c¸c mÉu dÇu mì ®Òu cã chøa tÇn sè trong kho¶ng 1420÷1330cm-1

hay 1200 ÷ 1145 cm-1 nªn chóng ®Òu cã chøa nhãm -SO2-O-.

* TÊt c¶ c¸c mÉu cÆn nguyªn mÉu vµ c¸c mÉu dÇu mì ®Òu cã chøa tÇn sè trong

kho¶ng 900 ÷ 700 cm-1 nªn chóng ®Òu cã chøa nhãm Aryl-H (HC th¬m). §ã lµ 720,21

cm-1 (cÆn x¨ng); 722,39cm-1 (DÇu mì x¨ng); 736,37cm-1(cÆn KO), 723,34cm-1 (DÇu mì

KO); 723,34 cm-1 (cÆn DO), 723,77 cm-1(DÇu mì DO trªn Silicagel); 826,17 vµ 770,92 vµ 722,87 cm-1 (DÇu mì DO trªn Al2O3); 869,83 vµ 744,72 cm-1 (cÆn FO), 723,76 cm-1 (DÇu mì FO).

ë c¸c mÉu cÆn x¨ng nguyªn mÉu, dÇu mì cÆn x¨ng, dÇu mì KO, cÆn DO, dÇu mì

DO trªn Silicagel, dÇu mì DO trªn Al2O3, dÇu mì FO ®Òu cã tÇn sè n»m trong kho¶ng

730 ÷ 675 cm-1 nªn ®Òu cã chøa nhãm Cis RHC=CHR (HC kh«ng no).

* TÊt c¶ c¸c mÉu cÆn nguyªn mÉu vµ c¸c mÉu dÇu mì (trõ dÇu mì cÆn x¨ng, dÇu

mì DO trªn Silicagel) ®Òu chøa tÇn sè trong kho¶ng 1640 ÷ 1590 cm-1 nªn ®Òu chøa c¸c

nhãm anken liªn hîp víi nhãm cacbonyl vµ còng cã tÇn sè trong kho¶ng 1650 ÷ 1600

cm-1 nªn còng chøa nhãm -O-NO2. §ã lµ 1636,39 cm-1 (cÆn x¨ng); 1606,23 cm-1 (cÆn KO); 1606,19 cm-1 (dÇu mì KO trªn Silicagel); 1635,18 cm-1 (cÆn DO); 1628,16 cm-1 (dÇu mì DO trªn Al2O3); 1602,49 cm-1 (cÆn FO); 1621,85 cm-1 (dÇu mì FO).

* TÊt c¶ c¸c mÉu cÆn nguyªn mÉu vµ c¸c mÉu dÇu mì ®Òu chøa tÇn sè trong kho¶ng

2960 ÷ 2850 cm-1 nªn ®Òu chøa c¸c nhãm hydrocacbon no -CH3, -CH2- vµ tÊt c¶ c¸c mÉu

®ã còng cã tÇn sè trong kho¶ng 3100 ÷ 2900 cm-1 nªn ®Òu chøa nhãm -CO-CH3. §ã lµ 2922,09 cm-1 (cÆn x¨ng); 2972,39 vµ 2864,93 cm-1 (dÇu mì x¨ng); 2956,54 vµ 2860,21

cm-1 (cÆn KO); 2965,44 vµ 2864,67 cm-1(dÇu mì KO); 2924,69 cm-1 (cÆn DO); 2959,12 vµ 2868,33 cm-1 (dÇu mì DO trªn Silicagel); 2926,66 cm-1 (dÇu mì DO trªn Al2O3);

128

2924,72 vµ 2853,49 cm-1 (cÆn FO); 2961,37 vµ 2857,22 cm-1 (dÇu mì FO). Chóng cßn

chøa tÇn sè trong kho¶ng 1470÷1430 cm-1 lµ tÇn sè dao ®éng biÕn d¹ng cña c¸c nhãm -

CH3, -CH2-. §ã lµ 1460,90 cm-1 (cÆn x¨ng); 1461,19 cm-1 (dÇu mì x¨ng); 1458,89 cm-1 (cÆn KO); 1461,25 cm-1 (dÇu mì KO); 1458,61 cm-1 (cÆn DO); 1463,72 cm-1 (dÇu mì DO trªn Silicagel); 1461,26 cm-1 (dÇu mì DO trªn Al2O3); 1457,49 cm-1 (cÆn FO); 1462,50 cm-1 (dÇu mì FO). §©y còng chÝnh lµ tÇn sè dao ®éng ho¸ trÞ trong kho¶ng 1500 ÷ 1430

cm-1 nªn ®Òu chøa nhãm -O-N=O.

* TÊt c¶ c¸c mÉu cÆn nguyªn mÉu ®Òu cã tÇn sè trong kho¶ng 1550÷1460 cm-1 lµ

dao ®éng biÕn d¹ng cña nhãm -CS-NH-. Sau khi qua hÊp phô trªn silicagel kh«ng thÊy

cßn c¸c tÇn sè nµy.

KÕt luËn: TÊt c¶ c¸c mÉu cÆn nguyªn mÉu ®Òu chøa c¸c dao ®éng cña nhãm -OH,

nhãm hydrocacbon th¬m, nhãm anken, nhãm anken liªn hîp víi nhãm cacbonyl, nhãm

ankan vµ c¸c nhãm dÞ nguyªn tè nh− C-Cl, -SO2-O, -O-NO2, -O-N=O,-CO-CH3, -CS- NH-. §iÒu nµy nãi lªn r»ng thµnh phÇn cÆn rÊt phøc t¹p, cã n−íc, cã c¸c dÞ nguyªn tè

trong nhùa vµ asphanten, cã vßng th¬m, cã c¸c nhãm axit vµ c¸c liªn kÕt cña n-parafin.

Sau khi hÊp phô trªn c¸c chÊt hÊp phô r¾n, mÉu dÇu mì thu ®−îc chñ yÕu lµ c¸c

hydrocacbon nh−ng vÉn cßn c¸c hîp chÊt kh¸c cã chøa c¸c dÞ nguyªn tè víi sè l−îng

kh«ng nhiÒu.

1.2.2. Phæ GC-MS

B¶ng 3.14:Thµnh phÇn ho¸ häc mÉu dÇu mì cña cÆn DO, thêi gian tån chøa 5 n¨m

STT Thêi gian l−u §−îc x¸c ®Þnh cho chÊt Thµnh phÇn (%KL)

1,71 2,12 4,13 4,65 5,09 5,14 5,25 5,69 5,73 6,12 6,20 6,33 (*)Hexane (*)Heptane (*)Nonane 2,6-dimethyl-octane (*)4-methyl-Nonane 2-methyl-Nonane (*)3-methyl-Nonane (*)1,2,3-trimethyl-Benzen (*)Decane (*)4-methyl-Decane (*)1,2-diethyl-Benzen (2-methylpropyl)-cyclohexane 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 0,58 0,18 0,89 0,37 0,70 1,08 0,72 0,93 3,58 0,78 0,86 0,44

129

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 6,68 6,73 6,78 6,84 6,96 7,14 7,17 7,29 7,49 7,62 7,78 7,97 8,07 8,15 8,21 8,37 8,48 8,55 8,62 8,74 9,03 9,10 9,13 9,27 9,50 9,64 9,74 9,97 10,02 10,17 10,21 10,29 10,37 10,48 10,52 10,99 11,30 11,41 11,75 11,83 (*)1-methyl-3-propyl-Benzen (*)5-methyl-Decane (*)4-methyl-Decane (*)2-methyl-Decane (*)3-methyl-Decane (*)2-ethyl-1,4-dimethyl-Benzene (*)1-methyl-4-(1-methylet...)-Benzene (*)1-methyl-4-(1-methylet...)-Benzene (*)Undecane (*)1-methyl-2-(1-methylet...)-Benzene 2,5-dimethyl-tetradecane (*)3,7-dimethyl-Decane (*)1-methyldecahydronapthalene (*)pentyl-Cyclohexane 1-methyl-4-(1-methylpr...)-Benzene (1,1-dimethylpropyl)-Benzene (*)1-Phenyl-1-butene 4-methyl-Undecane 2-methyl-Undecane 3-methyl-Undecane 1-(2,4-dimethylphe...),1-propanone (*)Napthalene 2,3-dihydro-4,7-dime...1H-indene (*)Dodecane (*)2,6-dimethyl-Undecane (*)1,2,3,4-tetrahydro...-Napthalene (*)2-butyl-1,1,3-trim...-Cyclohexane 1-(2,4-dimethylphe...),1-propanone (*)Cyclododecane 6-methyl-Dodecane 2,4-dimethyl-Undecane (*)4-methyl-Dodecane (*)2,10-dimethyl-Undecane 3-methyl-Decane 2,6,7-Trimethyl-Decane (*)Tridecane (*)1-methyl-Napthalene (*)1,2,3,4-tetrahydro...Napthalene Heptylcyclohexane 6-methyl-Tridecane 0,89 0,70 1,40 0,90 1,36 0,71 0,61 0,63 6,43 1,02 1,04 0,50 0,79 0,42 0,68 1,07 2,52 1,34 1,64 2,27 1,62 0,44 0,83 8,31 1,90 1,01 0,74 9,97 0,61 0,98 1,21 1,03 2,03 1,99 1,94 10,43 1,61 1,83 0,63 0,78

130

11,88 11,96 12,04 12,15 12,26 12,64 12,83 13,08 13,14 13,40 13,62 13,75 14,20 15,68 17,10 18,44 5-methyl-Tridecane (*)4-methyl-Tridecane (*)2-methyl-Tridecane (*)3-methyl-Tridecane (*)2,6,10-trimethyl-Dodecane (*)Tetradecane (*)2,7-dimethyl-Napthalene (*)2,7-dimethyl-Napthalene (*)2,6-dimethyl-Napthalene (*)1,2-dimethyl-Napthalene (*)Eicosane Hexatriacontane (*)Pentadecane (*)Hexadecane (*)Heptadecane (*)Octadecane 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 0,70 0,80 1,54 0,80 0,93 5,39 0,69 0,80 0,88 0,67 1,29 0,57 2,89 1,44 0,76 0,43 (*): Gi¸ trÞ thu ®−îc víi ®é chÝnh x¸c trªn 80%.

Sau khi ®em mÉu dÇu mì cÆn DO ph©n tÝch b»ng GC-MS chóng t«i ®· ®Þnh l−îng

®−îc thµnh phÇn cña mÉu t−¬ng ®èi chÝnh x¸c:

* ë mÉu dÇu mì cÆn DO, thµnh phÇn thÓ hiÖn rÊt râ trªn b¶ng 14 víi sè nguyªn tö

cacbon tõ C6÷36 bao gåm n-parafin, iso-parafin, olefin, hydrocacbon naftentic,

hydrocacbon th¬m, xeton. Cô thÓ lµ:

- n-Parafin: 43,17%(C6÷36); iso-parafin: 31,43%.

- Olefin : 2,52%.

- Hydrocacbon th¬m: 13,32% (§a phÇn c¸c hydrocacbon th¬m cã d¹ng c¸c dÉn

xuÊt cña benzen vµ c¸c dÉn xuÊt cña naphtalen).

- Hydrocacbon naftenic: 3,63% (Phæ biÕn nhÊt lµ lo¹i hydrocacbon naftenic vßng 6

c¹nh cïng c¸c dÉn xuÊt ankyl cña chóng, ngoµi ra cßn cã c¶ vßng 12 c¹nh

(Cyclododecan).

- HÖ vßng th¬m vµ naften hçn hîp: 2,84%.

- C¸c hîp chÊt chøa dÞ nguyªn tè (O): 3,07%.

Tõ c¸c sè liÖu trªn thÊy r»ng, trong thµnh phÇn cÆn cña DO, l−îng hydrocacbon cã

ph©n tö l−îng lín (vßng th¬m, naphtenic vµ th¬m + naphten hçn hîp) chiÕm ®a sè,

131

ngoµi thµnh phÇn C, H, cßn nhiÒu c¸c chÊt chøa c¸c nguyªn tè dÞ thÓ, c¸c chÊt chøa

oxy, ®Æc biÖt lµ axit vµ xeton. So víi phÇn cÆn gudron cña dÇu má th× phÇn cÆn c¸c s¶n

phÈm dÇu cã kh¸c: ë phÇn cÆn gudron cña dÇu th« phÇn dÇu mì bao gåm nh÷ng

hydrocacbon cã sè nguyªn tö cacbon tõ C41 trë lªn cã thÓ ®Õn C50÷60, thËm chÝ còng cã

thÓ giíi h¹n cuèi cïng lµ C80, do ®ã cÊu tróc c¸c hydrocacbon nµy rÊt phøc t¹p, chñ yÕu lµ c¸c lo¹i cã hÖ vßng th¬m vµ naften nhiÒu vßng ng−ng tô cao. Trong khi ®ã ë cÆn c¸c

s¶n phÈm dÇu, cô thÓ lµ cÆn DO sè nguyªn tö cacbon chØ tõ C6÷36,37 vµ thµnh phÇn c¸c hÖ

vßng th¬m l¹i kh«ng ph¶i lµ chñ yÕu, thµnh phÇn chñ yÕu lµ c¸c parafin m¹ch th¼ng vµ

m¹ch nh¸nh.

* Hµm l−îng parafin cã trong mÉu cÆn DO thu ®−îc khi ph©n tÝch b»ng GC-MS

hÇu nh− phï hîp víi kÕt qu¶ khi ph©n tÝch b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc: 44,23%

* Bªn c¹nh ®ã, kÕt qu¶ ph©n tÝch b»ng GC-MS còng rÊt phï hîp víi ph©n tÝch b»ng

phæ hång ngo¹i: §ã lµ phÇn dÇu mì cßn l¹i sau khi ®· hÊp phô trªn Silicagel chØ gåm c¸c

hydrocacbon, cßn c¸c hîp chÊt chøa dÞ nguyªn tè th× chØ víi hµm l−îng rÊt nhá mµ th«i:

3,07% ®èi víi mÉu dÇu mì cÆn DO. §iÒu nµy hoµn toµn thÝch hîp víi lý thuyÕt còng nh−

®èi víi thùc tÕ v× khi ®i qua cét hÊp phô chøa chÊt hÊp phô r¾n th× cã thÓ mét l−îng nhá

c¸c thµnh phÇn kh«ng ph¶i lµ hydrocacbon vÉn ®i qua cét.

KÕt luËn: Nh− vËy, thµnh phÇn cña cÆn bÈn x¨ng dÇu bao gåm n−íc, nhùa,

asphanten, t¹p chÊt c¬ häc, dÇu mì… .Tuy c¸c lo¹i cÆn cña c¸c s¶n phÈm dÇu kh¸c

nhau nhau, thêi gian tån chøa kh¸c nhau, ®Þa ®iÓm kh¸c nhau, ph−¬ng tiÖn vËn

chuyÓn kh¸c nhau, nh−ng hÇu nh− cã cïng c¸c lo¹i chÊt gièng nhau, chØ kh¸c nhau

bëi hµm l−îng c¸c thµnh phÇn trong ®ã. C¸c chÊt nµy quÖn víi nhau t¹o nªn mét hçn

hîp rÊt qu¸nh vµ dÝnh, b¸m ch¾c vµo thµnh thiÕt bÞ, bån bÓ chøa. §Ó tÈy röa ®−îc

chóng ra khái bÒ mÆt, cÇn ph¶i ®iÒu chÕ ®−îc mét lo¹i chÊt tÈy röa ®Æc biÖt mµ sÏ

®−îc ®Ò cËp ®Õn ë phÇn sau. MÆt kh¸c víi thµnh phÇn ®∙ ph©n tÝch ®−îc cña cÆn dÇu,

®∙ gîi më cho chóng t«i ph−¬ng h−íng nghiªn cøu tËn dông cÆn, ®ã lµ: biÕn tÝnh

cÆn ®Ó s¶n xuÊt bitum, nhò t−¬ng bitum, s¬n chèng thÊm vv… , mang l¹i lîi Ých kinh

tÕ vµ gãp phÇn b¶o vÖ m«i tr−êng.

132

II. BiÕn tÝnh dÇu th«ng

§Ó biÕn tÝnh dÇu th«ng t¹o nguyªn liÖu tèt cho tæng hîp CTR, ®Çu tiªn chóng t«i

x¸c ®Þnh thµnh phÇn dÇu th«ng ban ®Çu, sau khi biÕn tÝnh, l¹i x¸c ®Þnh thµnh phÇn dÇu

th«ng s¶n phÈm thu ®−îc. Qua sù thay ®æi vÒ thµnh phÇn cã thÓ dù ®o¸n ®−îc c¸c ph¶n

øng g× ®· xÈy ra vµ t¸c dông cña chóng ®èi víi ho¹t tÝnh tÈy röa.

2.1. X¸c ®Þnh thµnh phÇn dÇu th«ng ban ®Çu

TiÕn hµnh ph©n tÝch thµnh phÇn dÇu th«ng b»ng ph−¬ng ph¸p s¾c ký kÕt hîp khèi

phæ (GC-MS), víi c¸c chÕ ®é ®· nªu ë phÇn thùc nghiÖm, chóng t«i ®· ®Þnh l−îng ®−îc

thµnh phÇn chÝnh cña mÉu dÇu th«ng, thÊy r»ng, trong dÇu th«ng cã rÊt nhiÒu c¸c chÊt

kh¸c nhau, song chñ yÕu gåm 3 hîp chÊt chÝnh, ®ã lµ α-pinen (82,3%), β-Pinen (3,2%),

∆3-Karen (8,2%). C¸c hîp chÊt nµy lµ c¸c thµnh phÇn chÝnh t¹o nªn ho¹t tÝnh tÈy röa.

Theo c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu tr−íc ®©y [21,23,24, 25,26], mÆc dï dÇu th«ng cã

mÆt trong chÊt tÈy röa ®· cho ho¹t tÝnh tÈy röa cao, song cßn rÊt nhiÒu nh−îc ®iÓm nh−:

kh¶ n¨ng nhò ho¸ trong n−íc kÐm, bay h¬i m¹nh lµm cho s¶n phÈm kh«ng æn ®Þnh vÒ

chÊt l−îng, v× vËy chóng t«i ®· thùc hiÖn biÕn tÝnh dÇu th«ng ®Ó t¹o ra nguyªn liÖu tèt

h¬n. C¸c ph−¬ng ph¸p ®Ó biÕn tÝnh dÇu th«ng lµ: Sunfat ho¸, hydrat ho¸, oxy ho¸.

2.2. BiÕn tÝnh dÇu th«ng b»ng sunfat ho¸

Sau khi thùc hiÖn ph¶n øng Sunfat ho¸ dÇu th«ng nh− ®· m« t¶ ë phÇn thùc

nghiÖm, thu ®−îc kÕt qu¶ nh− trªn b¶ng 3. 15.

B¶ng 3.15: KÕt qu¶ ®¸nh gi¸ ®é tÈy röa cña mÉu DTBT sunfat ho¸

§é tÈy röa, % MÉu NhiÖt ®é sunfat ho¸, °C

DÇu th«ng - 83,5

DÇu th«ng biÕn tÝnh 40 86,5

sunfat ho¸ 50 85,1

KÕt qu¶ b¶ng trªn cho thÊy, sau khi biÕn tÝnh, ®é tÈy röa hÇu nh− kh«ng t¨ng so víi

dÇu th«ng ban ®Çu; vÒ c¶m quan cho biÕt: s¶n phÈm thu ®−îc cã mïi khã chÞu, mÆt kh¸c

133 ph¶i sö dông ®Õn H2SO4 ®Ëm ®Æc, g©y ¨n mßn thiÕt bÞ, kh«ng cã lîi trong s¶n xuÊt, do vËy chóng t«i kh«ng sö dông ph−¬ng ph¸p sunfat ho¸ ®Ó biÕn tÝnh dÇu th«ng.

2.3. BiÕn tÝnh dÇu th«ng b»ng hy®rat ho¸

§Ó hydrat ho¸, chóng t«i sö dông t¸c nh©n lµ axit sulfuric lo·ng, thay ®æi c¸c ®iÒu

kiÖn kh¸c nhau ®Ó t×m ra chÕ ®é tèi −u.

2.3.1 Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña nång ®é axit sunfuric

C¸c mÉu dÇu th«ng ®−îc hydrat hãa t¹i c¸c ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é phßng trong m«i

tr−êng axit H2SO4 cã nång ®é kh¸c nhau, sö dông chÊt t¹o nhò lµ toluen sulfo axÝt, sau ®ã dïng mÉu dÇu th«ng ®· hydrat ho¸ ®Ó chÕ t¹o chÊt tÈy röa. C¸ch chÕ t¹o ®−îc kÕ thõa

c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu tr−íc ®©y [36,37,38,40]. KÕt qu¶ ®−îc ®−a ra ë b¶ng 3.16.

Tõ c¸c sè liÖu ë b¶ng 3.16 x©y dùng ®−îc ®å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a kh¶

n¨ng tÈy röa vµ nång ®é axÝt H2SO4. (h×nh 3.1)

KÕt qu¶ cho thÊy, biÕn tÝnh dÇu th«ng b»ng ph−¬ng ph¸p hydrat ho¸ víi t¸c nh©n

H2SO4 65% cho ®é tÈy röa tèt nhÊt (97,1%). Cßn nÕu víi nång ®é axÝt thÊp h¬n, còng nh− cao h¬n 65% ®Òu cho ®é tÈy röa thÊp, cã thÓ gi¶i thÝch ®iÒu nµy nh− sau: Nång ®é

H2SO4 thÊp qu¸ ch−a ®ñ ®iÒu kiÖn ®Ó biÕn ®æi c¸c cÊu tö pinen trong dÇu th«ng thµnh d¹ng hydrat, cßn nÕu nång ®é H2SO4 cao qu¸ cã thÓ dÉn ®Õn c¸c ph¶n øng phô nh− oxi hãa m¹nh dÇu th«ng t¹o c¸c s¶n phÈm nh− sulfo axÝt, axÝt h÷u c¬, c¸c chÊt nµy kh«ng cã

lîi cho sù tÈy röa.

B¶ng 3.16: ¶nh h−ëng cña nång ®é axÝt H2SO4 trong qu¸ tr×nh hydrat ho¸ dÇu

th«ng (nhiÖt ®é ph¶n øng 22°C, trong 11 giê)

Toluen sulfo axÝt (g)

MÉu DÇu th«ng V(ml) §é tÈy röa (%) Nång ®é C% H2SO4 ThÓ tÝch H2SO4 (ml) HiÖu suÊt s¶n phÈm (%)

200 45 8 80 87,1 85,2 H1

200 50 8 80 87,9 87,1 H2

200 60 8 80 88,5 90,3 H3

200 65 8 80 89,2 97,1 H4

200 75 8 80 83,4 86,3 H5

134

100

% , a ö r y È t é §

Nång ®é C% cña H2SO4

H×nh 3.1: ¶nh h−ëng cña nång ®é axÝt H2SO4 ®Õn ®é tÈy röa

2.3.2 Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é

Sau khi t×m ®−îc nång ®é H2SO4 hîp lý, chóng t«i tiÕn hµnh nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña yÕu tè nhiÖt ®é ®Õn qu¸ tr×nh hydrat hãa dÇu th«ng, kÕt qu¶ ®−îc tr×nh bµy trong

b¶ng 3.17.

B¶ng 3.17: ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é trong qu¸ tr×nh hydrat ho¸ dÇu th«ng

(80 ml H2SO4 65%, trong 11 giê)

MÉu Toluen sulfo axÝt (g) §é tÈy röa (%) ThÓ tÝch DT (ml) NhiÖt ®é ph¶n øng (°C)

200 200 200 200 200 200 22 25 27 30 32 40 8 8 8 8 8 8 HiÖu suÊt sp hydrat ho¸ (%) 89,1 88,9 88,3 86,5 85,4 76,7 97,1 97,7 97,1 90,7 85,3 77,4 A7 A8 A9 A10 A12 A13

Tõ nh÷ng sè liÖu thùc nghiÖm ë b¶ng 3.17, dùng ®−îc ®å thÞ quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é

ph¶n øng hydrat hãa vµ ®é tÈy röa nh− trªn h×nh 3.2

135

100

% , a ö r y È t é §

NhiÖt ®é ph¶n øng, oC

H×nh 3.2: Sù phô thuéc ho¹t tÝnh tÈy röa vµo nhiÖt ®é hydrat ho¸

Qu¸ tr×nh thùc hiÖn ph¶n øng hydrat hãa ë nhiÖt ®é 22 ÷ 25°C sÏ cho s¶n phÈm dÇu

th«ng biÕn tÝnh cã ®é tÈy röa tèt nhÊt (97,1 ÷ 97,7%). Trong ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é cao (h¬n

25oC), axit H2SO4 thÓ hiÖn tÝnh oxy ho¸ rÊt m¹nh, cã thÓ cho r»ng, ®· t¹o thµnh c¸c s¶n phÈm nh− an®ehit, axit h÷u c¬, lµ nh÷ng chÊt cã ho¹t tÝnh tÈy röa kÐm.

2.3.3 Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña thêi gian hydrat hãa

B¶ng 3.18: ¶nh h−ëng cña thêi gian trong qu¸ tr×nh hydrat hãa DT (Cè ®Þnh ë 25°C)

MÉu §é tÈy röa, %

ThÓ tÝch dÇu th«ng, ml 200 200 200 200 200 200 Thêi gian ph¶n øng, h 2 5 8 10 11 14 HiÖu suÊt SP hydrat, ho¸, % 86,5 87,3 87,2 88,7 89,2 80,6 85,6 88,4 90,3 97,0 97,7 86,2 T1 T2 T3 T4 T5 T6

Tõ b¶ng 3.18 x©y dùng ®−îc ®å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc ®é t¶y röa vµ thêi gian

hydrat hãa (h×nh 3.3).

Tõ sè liÖu b¶ng 3.18 vµ h×nh 3.3 thÊy r»ng, khi t¨ng thêi gian ph¶n øng, ®é tÈy röa

cña CTR tõ DTBT hydrat ho¸ còng t¨ng dÇn vµ ®¹t cùc ®¹i ë 11h. Cã thÓ cho r»ng, thêi gian kÐo dµi còng lµm cho axit H2SO4 thÓ hiÖn tÝnh oxi ho¸ m¹nh, nã xóc tiÕn cho ph¶n øng oxi ho¸, t¹o thµnh s¶n phÈm oxi ho¸ s©u vµ oxy ho¸ hoµn toµn, t¹o khÝ, lµm cho hiÖu

136

suÊt s¶n phÈm hydrat ho¸ gi¶m, ®é tÈy röa còng gi¶m. VËy tèt h¬n c¶ lµ thùc hiÖn ph¶n

øng trong kho¶ng tõ 10-11h.

Tõ c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ë trªn, thÊy r»ng, víi c¸c ®iÒu kiÖn hydrat ho¸ lµ: H2SO4 65%, nhiÖt ®é 25°C, thêi gian lµ 11 giê sÏ cho ®é tÈy röa vµ hiÖu suÊt s¶n phÈm cao nhÊt

100

(97,7%).

%

, a ö r

y È t

é §

Thêi gian ph¶n øng, h

H×nh 3.3: Sù phô thuéc ®é tÈy röa vµo thêi gian hydrat ho¸ DT

B¶ng 3.19: C¸c ®Æc tÝnh cña s¶n phÈm DTBT hydrat ho¸

MÉu Tû träng §é nhít ®éng häc

ë 25°C, cSt 0,91 0,95 §é bay h¬i, g/m2/h 25,36 22,12 §é tÈy röa, % 83,5 97,7 DÇu th«ng DTBT hydrat ho¸ 0,861 0,877

Tõ b¶ng trªn ta thÊy, chÊt tÈy röa trªn c¬ së DTBT hydrat ho¸ cã nhiÒu −u viÖt h¬n

h¼n so víi dÇu th«ng ban ®Çu: §é tÈy röa t¨ng tõ t¨ng tõ 83,5 % lªn 97,7%, tû träng t¨ng,

dÉn ®Õn ®é bay h¬i gi¶m.

VÒ c¶m quan cho biÕt, chÊt tÈy röa ®i tõ DTBT hydrat ho¸ cã mïi th¬m dÔ chÞu,

nhò ho¸ rÊt tèt trong n−íc, h¹t nhò bÒn víi thêi gian. §©y lµ c¸c c¬ së ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt

l−îng cña mét s¶n phÈm th−¬ng phÈm.

137

2.4. Nghiªn cøu biÕn tÝnh dÇu th«ng b»ng oxy ho¸

Ph¶n øng oxy ho¸ ®−îc thùc hiÖn ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau, t¸c nh©n oxy ho¸ lµ oxy

kh«ng khÝ víi chÊt kh¬i mµ lµ H2O2 /122, 123/. Chóng t«i ®· kh¶o s¸t c¸c yÕu tè kh¸c nhau ¶nh h−ëng ®Õn hiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh oxy ho¸.

2.4.1 Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é

Thùc hiÖn qu¸ tr×nh oxy ho¸ dÇu th«ng ë c¸c nhiÖt ®é kh¸c nhau vµ trong thêi gian

lµ 15h ta cã kÕt qu¶ ®−îc thÓ hiÖn qua b¶ng 3.20:

B¶ng 3.20: ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é ®Õn qu¸ tr×nh oxy hãa dÇu th«ng

MÉu §é tÈy röa (%) HiÖu suÊt s¶n phÈm (%)

ThÓ tÝch DT (ml) 300 300 300 300 NhiÖt ®é ph¶n øng (°C) 80 90 100 110 Thêi gian ph¶n øng (h) 15h 15h 15h 15h 97 96,3 95,7 94 85,0 87,8 90,5 76,7

B1 B2 B3 B4

Tõ kÕt qu¶ ë b¶n trªn, x©y dùng ®å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a ®é tÈy röa vµ

100

nhiÖt ®é oxy hãa dÇu th«ng, thu ®−îc ®å thÞ nh− h×nh 3.4.

% , a ö r y È t é §

110

100 NhiÖt ®é ph¶n øng, 0C

H×nh 3.4: ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é trong ph¶n øng oxy hãa dÇu th«ng

138

Sè liÖu cña b¶ng 3.20 vµ h×nh 3.4 cho thÊy, khi oxi ho¸ ë nhiÖt ®é thÊp (80°C), ®é

tÈy röa t¨ng kh«ng ®¸ng kÓ, ®Õn khi nhiÖt ®é t¨ng ®Õn 100°C th× ®é tÈy röa ®¹t tèi ®a sau

®ã gi¶m m¹nh. Chóng t«i cho r»ng, nhiÖt ®é cao ®· x¶y ra ph¶n øng oxi ho¸ s©u t¹o c¸c

chÊt xeton, poly-hydroxyl hoÆc axit, thËm chÝ kÓ c¶ ph¶n øng oxi ho¸ hoµn toµn t¹o CO2 vµ n−íc nªn hiÖu suÊt cña s¶n phÈm gi¶m (cßn 94%). C¸c s¶n phÈm oxy ho¸ s©u nµy sÏ

lµm gi¶m ho¹t tÝnh tÈy röa cña dÇu th«ng, ®iÒu nµy sÏ ®Ò cËp ®Õn ë phÇn tiÕp theo.

2.4.2 ¶nh h−ëng cña thêi gian ®Õn qu¸ tr×nh oxi ho¸ dÇu th«ng

Thùc hiÖn ph¶n øng oxy ho¸ dÇu th«ng ë nhiÖt ®é tèi −u lµ 100°C, ®¸nh gi¸ ¶nh

h−ëng cña thêi gian tiÕn hµnh ph¶n øng oxy hãa tõ 10h ÷ 20h, chóng t«i thu ®−îc c¸c kÕt

qu¶ tr×nh bµy trong b¶ng 3.21. Tõ b¶ng sè liÖu trªn ta x©y dùng ®å thÞ biÓu diÔn mèi

quan hÖ gi÷a kh¶ n¨ng tÈy röa vµ thêi gian oxy hãa dÇu th«ng (h×nh 3.5).

Sè liÖu trªn b¶ng vµ ®å thÞ cho thÊy, thêi gian thùc hiÖn ph¶n øng oxy hãa dÇu th«ng

®¹t tèi −u ë 16h. S¶n phÈm sau khi bÞ oxy hãa cã mµu vµng nh¹t, mïi th¬m dÔ chÞu, cã

kh¶ n¨ng tan tèt trong n−íc, t¹o ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho qu¸ tr×nh nhò ho¸ cña CTR trong

n−íc.

Tõ kÕt qu¶ ë b¶ng 3. 21 vµ h×nh 3.5 ta thÊy r»ng, ®é tÈy röa ®¹t cao nhÊt (94%) t¹i

nhiÖt ®é oxi ho¸ dÇu th«ng lµ 100°C, thêi gian 16 giê. NÕu kÐo dµi thêi gian hoÆc t¨ng

nhiÖt ®é, ®Òu dÉn ®Õn gi¶m ®é tÈy röa.

B¶ng 3.21: ¶nh h−ëng cña thêi gian trong qu¸ tr×nh oxy hãa dÇu th«ng

Thêi gian ph¶n HiÖu suÊt s¶n §é tÈy MÉu ThÓ tÝch DT NhiÖt ®é ph¶n

øng (h) phÈm (%) röa (%) (ml) øng (°C)

300 100 10 89,1 82,1 B5

300 100 14 97,3 88,2 B6

300 100 15 96,7 90,5 B7

300 100 16 95,7 94,0 B8

300 100 17 93,3 90,1 B9

300 100 20 97,4 77,4 B10

139

% , a ö r y È t é §

100 95 90 85 80 75 70

Thêi gian ph¶n øng oxy ho¸, h

H×nh 3. 5: Mèi quan hÖ gi÷a ®é tÈy röa vµ thêi gian oxy hãa dÇu th«ng

2.4.3 X¸c ®Þnh nguyªn nh©n dÉn ®Õn sù t¨ng c¸c tÝnh chÊt cÇn cã cña s¶n phÈm DTBT oxi ho¸

a- B¶n chÊt cña c¸c s¶n phÈm oxi ho¸ dÇu th«ng.

Khi oxy kh«ng khÝ ®i qua dung dÞch dÇu th«ng nãng ë nhiÖt ®é nµo ®ã th× t¹o ra c¸c

gèc tù do ë nguyªn tö carbon cña α-pinen. C¸c gèc tù do nµy t¸c dông víi «xy cña

kh«ng khÝ t¹o ra c¸c hydroperoxit trong qu¸ tr×nh ph¶n øng, c¸c hydroperoxit nµy tù

ph©n huû thµnh c¸c s¶n phÈm r−îu, xªt«n, axit... NÕu cã mÆt cña c¸c axit hoÆc c¸c ho¸

chÊt kh¸c th× qu¸ tr×nh ph©n huû sÏ t¨ng nhanh vµ xÈy ra c¸c h−íng ph©n huû kh¸c nhau

ë c¸c vÞ trÝ 2, 3, 4 vµ 10 cña ph©n tö α-pinen /121,122,123/ (H×nh3.6). Ph¶n øng oxy ho¸

dÇu th«ng (mµ chÝnh lµ oxy ho¸ c¸c cÊu tö chÝnh lµ α-Pinen vµ β-Pinen lµ mét lo¹i ph¶n

øng cho ®a d¹ng s¶n phÈm vµ rÊt khã kiÓm so¸t. Tuy nhiªn, môc ®Ých cña chóng t«i lµ

thùc hiÖn ph¶n røng nµy ®Ó biÕn tÝnh dÇu th«ng, t¹o ra mét nguyªn liÖu cho ho¹t tÝnh tÈy

röa tèt h¬n dÇu th«ng ban ®Çu; chÝnh v× vËy mµ nghiªn cøu ®−îc thùc hiÖn theo h−íng

oxy ho¸ b»ng oxy kh«ng khÝ ®Õn khi nµo kiÓm tra thÊy ®é tÈy röa t¨ng, ®ång thêi t¨ng c¶

mét sè c¸c tÝnh chÊt kh¸c cña CTR nh−: ®é nhò ho¸ trong n−íc, tû träng, ®é bay h¬i,

mïi, vv…thi dõng ph¶n øng l¹i. Qua kinh nghiÖm cña mét sè t¸c gi¶ / 126 /, nÕu s¶n

phÈm t¹o thµnh chøa nhiÒu c¸c chÊt r−îu th× ho¹t tÝnh bÒ mÆt cña DTBT sÏ tèt h¬n, do

140

vËy chóng t«i thùc hiÖn ph¶n øng víi mong muèn thu ®−îc nhiÒu dÉn xuÊt hydroxyl cña

V e rb e n o l

O H

O O H

(I)

O 2

V e rb e n o n

O O H

O H

p in e n 3 -o l-2

1 0

(II)

C H 2O H

O O H

M irte n o l

C H O

(III)

M irte n a l

. O 2

p in o ca rv o n

O O H

O H

(IV )

p in o c arv eo l

Pinen. S¬ ®å oxy ho¸ dÇu th«ng ®−îc biÓu diÔn nh− sau:

H×nh 3.6: S¬ ®å biÓu diÔn c¸c h−íng ph©n huû kh¸c nhau cña α-pinen trong dÇu th«ng

ViÖc h×nh thµnh c¸c hîp chÊt nµy cã thÓ gi¶i thÝch nh− sau: Theo nguyªn lý chung cña qu¸ tr×nh oxy ho¸, ph¶n øng t¹o thµnh c¸c gèc tù do sÏ ë c¸c nguyªn tö cacbon vÞ trÝ α cña nèi ®«i. Khi ®ã c¸c gèc tù do nµy n»m ë phÇn liªn kÕt ®«i vÞ trÝ α, β, chóng dÔ dµng kÕt hîp víi «xy thµnh c¸c hydroperoxit t−¬ng øng tõ (I) ®Õn (IV) . TiÕp theo lµ qu¸ tr×nh ph©n huû c¸c hydroperoxit ®Ó t¹o thµnh c¸c s¶n phÈm r−îu ngoµi ra cßn t¹o thµnh c¸c axit h÷u c¬ vµ c¸c hîp chÊt kh¸c. Cïng víi h−íng trªn, chóng còng cã thÓ ph©n huû nhanh h¬n vµ theo c¸c chiÒu h−íng kh¸c nhau nÕu cã t¸c dông cña c¸c ho¸ chÊt. C¸c s¶n phÈm chÝnh cña qu¸ tr×nh «xy ho¸ ®−îc ghi trong h×nh 3.7, bao gåm: Verbenol, verbenon, pinen - ol – 2, mirtenol, mirtenal, pinocarvon, pinocarveol. Sù t¹o thµnh c¸c r−îu nµy phô thuéc nhiÒu vµo nhiÖt ®é vµ thêi gian oxi ho¸. §Ó cã hiÖu qu¶ cao vÒ kinh tÕ trong s¶n xuÊt CTR, chóng t«i thùc hiÖn oxy ho¸ dÇu th«ng víi oxy kh«ng khÝ, cã chÊt kh¬i mµo lµ H2O2, mµ kh«ng dïng xóc t¸c kh¸c.

141

b-Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é ph¶n øng ®Õn sù t¹o thµnh r−îu terpen

Qu¸ tr×nh «xy ho¸ ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng c¸c s¶n phÈm chøa «xy, trong ®ã chñ yÕu lµ tæng hµm l−îng c¸c r−îu cña pinen, gäi chung lµ r−îu terpen. Hµm l−îng c¸c chÊt nµy ngoµi ph−¬ng ph¸p GC-MS ®Ó x¸c ®Þnh, cßn ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc (acetil ho¸) víi anhydric acetic (c¸ch x¸c ®Þnh ®· nªu trong phÇn thùc nghiÖm). Còng x¸c ®Þnh thªm c¸c th«ng sè kh¸c nh−: TrÞ sè axit, tû träng, hiÖu suÊt s¶n phÈm, ®é tÈy röa. KÕt qu¶ ®−îc ®−a ra ë b¶ng 3. 22

B¶ng 3.22 ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é ®Õn sù t¹o thµnh r−îu terpen (thêi gian 15h)

NhiÖt ®é ph¶n øng (oC) §é tÈy röa (%) Hµm l−îng r−îu terpen (%) Tû träng TrÞ sè axit (mg KOH/1g s¶n phÈm) §é bay h¬i (g/m2/h)

50 12,14 0,863 2,10 25 81,1

60 17,26 0,869 2,24 24,8 82,2

70 22,40 0,877 2,65 24,7 84,6

80 30,16 0,882 2,69 23,2 86,4

90 32,52 0,895 2,92 22,4 89,2

100 110 33,10 31,94 0,914 0.922 3,44 4,65 21,29 20,8 93,6 82,5

Tõ kÕt qu¶ ë b¶ng 3.22, dùng ®å thÞ phô thuéc gi÷a hµm l−îng r−îu terpen vµ nhiÖt

®é (h×nh 3.7).

,

% n e p r e t u î − R

100

110

NhiÖt ®é ph¶n øng, 0C

H×nh 3.7: §å thÞ biÓu diÔn hµm l−îng r−îu terpen phô thuéc vµo nhiÖt ®é ph¶n øng.

142

NhËn xÐt: s¶n phÈm thÝ nghiÖm: ë miÒn nhiÖt ®é thÊp 50 ÷ 80oC, s¶n phÈm cã mÇu

vµng s¸ng, cã mïi th¬m cña α-pinen. Tõ 90 ÷ 100oC s¶n phÈm cã mÇu vµng n©u, ®Ó l¾ng

vµi giê ë d−íi ®¸y b×nh cã 1 líp chÊt láng kh«ng tan trong dÇu th«ng, mÇu n©u xÉm, ®ã

lµ mét lo¹i nhùa xuÊt hiÖn trong qu¸ tr×nh «xy ho¸.

NhiÖt ®é ¶nh h−ëng m¹nh ®Õn qu¸ tr×nh «xy ho¸ dÇu th«ng. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu

trong b¶ng 3.17 cho thÊy, nhiÖt ®é tèi −u cña qu¸ tr×nh «xy ho¸ dÇu th«ng b»ng kh«ng

khÝ lµ 100oC. Tõ 50oC ®Õn 100oC, tèc ®é t¹o thµnh r−îu terpen t¨ng lªn, nh−ng nÕu tiÕp

tôc t¨ng nhiÖt ®é qu¸ 100oC th× hµm l−îng r−îu terpen l¹i gi¶m xuèng. Theo nhiÒu nhµ

nghiªn cøu, cã thÓ cho r»ng, cã sù trïng hîp dÇu th«ng hoÆc oxi ho¸ s©u t¹o axit gi¶m

hµm l−îng r−îu terpen; khi ®ã s¶n phÈm thu ®−îc cã mÇu tèi, s¸nh nh− nhùa, dÉn ®Õn

tûträng cña s¶n phÈm còng nh− trÞ sè axit tiÕp tôc t¨ng lªn, ®ång thêi ®é tÈy röa gi¶m

m¹nh (tõ 93,6% xuèng cßn 82,5%). Nh− vËy, c¸c sè liÖu trong b¶ng 3.22 cho thÊy, hµm

l−îng r−îu tecpen cã liªn quan ®Õn tû träng, ®é bay h¬i vµ ®é tÈy röa: tæng hµm l−îng

r−îu nµy cµng t¨ng, tû träng cña hçn hîp cµng t¨ng, ®é bay h¬i cµng gi¶m vµ ho¹t tÝnh

tÈy röa cµng cao. Cã thÓ lý gi¶i nh− sau: Khi t¨ng c−êng qu¸ tr×nh oxy ho¸, t¹o ra rÊt

nhiÒu c¸c hîp chÊt chøa oxy tõ dÇu th«ng, trong ®ã ®¸ng kÕ lµ c¸c chÊt cã chøa nhãm

OH, C=O, CHO hoÆc cÊu tróc epoxy. C¸c chÊt cã nhãm r−îu (gäi chung lµ r−îu tecpen)

cã cÊu t¹o t−¬ng hîp víi cÊu tróc cña chÊt H§BM APG (còng lµ m¹ch vßng, cã nhiÒu

nhãm OH), ®iÒu ®ã dÉn ®Õn t¨ng c−êng ho¹t tÝnh bÒ mÆt, tøc lµ ®é tÈy röa. MÆt kh¸c,

c¸c nhãm OH trong r−îu terpen t¹o thµnh c¸c liªn kÕt hydro dÉn ®Õn t¨ng nhiÖt ®é s«i,

khiÕn cho ®é bay h¬i gi¶m. Nh−ng nÕu ph¶n øng oxi ho¸ x¶y ra s©u h¬n, cã thÓ lóc ®ã ®·

t¹o ra c¸c hîp chÊt chøa oxy kh¸c cña terpen, nh−: dÉn xuÊt dihydroxyl, mirtenal,

pinocarvon, campholenandehit, hoÆc mét l−îng ®¸ng kÓ c¸c axit m¹ch hë, do bÞ ph¸

vßng tecpen (b»ng chøng lµ trÞ sè axit t¨ng lªn). C¸c chÊt cã cÊu tróc kiÓu xeton, andehyt

hoÆc axit kh«ng t−¬ng hîp víi APG n÷a, nªn ho¹t tÝnh bÒ mÆt kh«ng ®−îc céng tÝnh

thªm, nªn ®é tÈy röa gi¶m. Do vËy, ®Ó ®¶m b¶o thu ®−îc CTR võa cã ®é tÈy röa cao, l¹i

võa cã c¸c tÝnh chÊt kh¸c tèi −u nh−; ®é nhò ho¸, tû träng, ®é bay h¬i, mïi, mÇu s¾c

vv… th× nªn dõng ph¶n øng oxy ho¸ dÇu th«ng t¹i thêi ®iÓm mµ tæng hµm l−îng r−îu

tecpen ®¹t 32-34%, trÞ sè axit kho¶ng 3-4 mg KOH/1 g s¶n phÈm.

143

c- Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña thêi gian ®Õn sù t¹o thµnh r−îu terpen

VÒ ¶nh h−ëng cña thêi gian oxi ho¸ ta thÊy, phô thuéc vµo thÓ tÝch kh«ng khÝ thæi

qua b×nh ph¶n øng trong mét ®¬n vÞ thêi gian vµ phô thuéc vµo møc ®é ph©n t¸n cña

kh«ng khÝ trong khèi ph¶n øng, th× cÇn ph¶i cã thêi gian thÝch hîp cho ph¶n øng. Theo

b¶ng 3.23 ta thÊy, thêi gian tõ 8 ®Õn 17 giê øng víi hµm l−îng r−îu tõ 15,27% ®Õn 32,1

%. Nh−ng nÕu kÐo dµi thêi gian ph¶n øng l©u sÏ lµm gi¶m hiÖu suÊt s¶n phÈm, t¨ng hµm

l−îng nhùa, ®ång thêi gi¶m ®é tÈy röa.

B¶ng 3.23 ¶nh h−ëng cña thêi gian ®Õn sù t¹o thµnh r−îu terpen (t¹i nhiÖt ®é 100 °C)

§é tÈy röa, Thêi gian, Tû träng Hµm l−îng r−îu terpen, % % giê

TrÞ sè axit, mg KOH/1g s¶n phÈm 2,22 2,58 2,63 3,40 3,44 4,62 §é bay h¬i, g/m2/giê 24,8 24,5 23,8 21,61 21,29 20,7 81,6 82,5 83,7 92,3 94,0 82,1 15,27 17,45 22,36 33,10 34,62 32,10 0,867 0,872 0,875 0,914 0,916 0,922 8 10 14 15 16 17

Nh− vËy, t¹i nhiÖt ®é 100°C, thêi gian oxi ho¸ lµ16 h sÏ cho hµm l−îng r−îu terpen

cao nhÊt (34,62%); ®ång thêi øng víi ®é tÈy röa tèi ®a (94%). NÕu t¨ng nhiÖt ®é hoÆc

kÐo dµi thêi gian sÏ dÉn ®Õn: gi¶m ®é tÈy röa, gi¶m l−îng r−îu terpen, cã nghÜa lµ x¶y ra

chuyÓn ho¸ tiÕp tôc r−îu thµnh axit vµ c¸c s¶n phÈm nÆng kh¸c. Cã thÓ thÊy qua sè liÖu,

trÞ sè axit t¨ng ( 4,62 mgKOH/1 g SP). Víi thµnh phÇn nh− vËy sÏ kh«ng cã lîi cho ho¹t

tÝnh tÈy röa. Râ rµng r»ng, ®é tÈy röa cã liªn quan ®Õn hµm l−îng r−îu terpen vµ ®¹t tèi

®a khi l−îng r−îu terpen ®¹t tèi ®a. Do vËy kh«ng nªn t¨ng nhiÖt ®é qu¸ 100°C vµ thêi

gian dµi h¬n 16 h ®Ó tr¸nh oxi ho¸ s©u, t¹o ra nhiÒu s¶n phÈm nÆng kh«ng cã lîi.

d-Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña chÊt kh¬i mµo ®Õn sù t¹o thµnh r−îu terpen

§Ó thuËn lîi cho ph¶n øng oxy ho¸ xÈy ra dÔ dµng, chóng t«i ®· sö dông chÊt kh¬i

mµo lµ H2O2 . ChÊt nµy cã t¸c dông trî gióp cho ph¶n øng oxy ho¸ xÈy ra theo c¬ chÕ gèc tù do. H2O2 sö dông víi hµm l−îng nhá vµ cho ngay tõ ®Çu vµo khèi ph¶n øng. KÕt

144

qu¶ ®−îc thÓ hiÖn trong b¶ng 3.24. L−îng r−îu terpen ®−îc x¸c ®Þnh theo ph−¬ng ph¸p

axetyl ho¸ /126/

B¶ng 3.24 : ¶nh h−ëng cña l−îng H2O2 ®Õn hiÖu suÊt r−îu terpen (nhiÖt ®é 100°C,

thêi gian 16 giê)

0 1 1,5 2 0,5 Hµm l−îng H2O2 ,%

25,12 30.50 27,56 22,87 Hµm l−îng r−îu 34,62

terpen, %

Tõ b¶ng 3. 24 ta thÊy, khi kh«ng cã H2O2 , r−îu terpen t¹o thµnh víi hiÖu suÊt kh«ng cao; chØ cÇn cã 0,5% chÊt nµy, l−îng r−îu thu ®−îc t¨ng m¹nh vµ ®¹t tèi ®a. NÕu

hµm l−îng H2O2 lín h¬n 0,5 %, hiÖu suÊt r−îu gi¶m m¹nh. §iÒu nµy cã thÓ gi¶i thÝch nh− sau: H2O2 lµ t¸c nh©n oxy ho¸ m¹nh, cã thÓ nã sÏ lµm cho c¸c cÊu tö chÝnh trong dÇu th«ng lµ pinen bÞ oxy ho¸ ®Õn c¸c chÊt nh−: Verbenon, Campholenandehit, hoÆc cã

thÓ oxy ho¸ s©u h¬n t¹o c¸c s¶n phÈm gÉy vßng, c¸c diaxit, lµm gi¶m hiÖu suÊt r−îu. Do

vËy, chØ nªn cho vµo khèi ph¶n øng 0,5% H2O2 víi vai trß nh− mét chÊt kh¬i mµo, cßn t¸c nh©n oxy ho¸ sö dông vÉn lµ oxy kh«ng khÝ.

e- Nghiªn cøu ¶nh h−ëng cña H2O thªm vµo ®Õn sù t¹o thµnh r−îu terpen

Theo kinh nghiÖm cña t¸c gi¶ [126,127], chóng t«i ®· cho thªm n−íc vµo hçn hîp

oxi ho¸, kÕt qu¶ thÓ hiÖn trong b¶ng 3.25.

B¶ng 3.25: ¶nh h−ëng cña l−îng n−íc bæ xung ®Õn hiÖu suÊt r−îu terpen (nhiÖt ®é

100°C, thêi gian 16 giê)

2 0 6 10

L−îng H2O cho vµo, % Hµm l−îng r−îu terpen, % 34,62

Tû träng cña hçn hîp 28,00 0,892 31,53 0,911 29,16 0,897 0,916

145

Tõ b¶ng 3.25 thÊy r»ng, nÕu kh«ng cho n−íc vµo, l−îng r−îu t¹o thµnh sau 16 giê

lµ rÊt thÊp. NÕu cho nhiÒu n−íc qu¸, còng dÉn ®Õn gi¶m l−îng r−îu. Hµm l−îng n−íc tèt

nhÊt lµ 2% vµ sÏ cho vµo sau thêi ®iÓm lµ 8 giê ph¶n øng.

Vai trß cña n−íc trong ph¶n øng lµ sÏ gãp phÇn lµm ph©n huû nhanh c¸c

hydroperoxit thµnh r−îu vµ c¸c s¶n phÈm chøa oxi kh¸c. Nh−ng nÕu l−îng n−íc cho vµo

nhiÒu qu¸ th× cã thÓ lµm lo·ng kh¶ n¨ng ph©n t¸n oxi vµo dÇu th«ng khiÕn cho hiÖu qu¶

oxi ho¸ gi¶m. VËy l−îng n−íc bæ xung vµo lµ 2%.

Tõ c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ë trªn, rót ra c¸c ®iÒu kiÖn tèi −u ®Ó oxi ho¸ dÇu th«ng

nh− sau:

- Tèc ®é sôc kh«ng khÝ: 800 l/phót (víi thiÕt bÞ cã dung tÝch 50lÝt)

- NhiÖt ®é ph¶n øng 100°C.

- Thêi gian ph¶n øng lµ 16 giê.

- N−íc bæ xung 2% vµo thêi ®iÓm sau 8 giê ph¶n øng.

e- Ph©n tÝch thµnh phÇn DTBT sau oxi ho¸ b»ng GC-MS

§Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn DTBT oxi ho¸, còng lµ ®Ó kiÓm tra l¹i sè liÖu vÒ tæng hµm

l−îng r−îu x¸c ®Þnh ®−îc b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc (axetyl ho¸), chóng t«i ®· sö dông

ph−¬ng ph¸p GC-MS, kÕt qu¶ thÓ hiÖn trªn phæ ®å h×nh 3.8 .

Sè liÖu trªn phæ ®å GC-MS cho thÊy, sau ph¶n øng oxi ho¸, c−êng ®é c¸c pic cña

α-Pinen, β-pinen, ∆3-Karen ®Òu gi¶m:

α-Pinen gi¶m tõ 82,3% xuèng cßn 50,7%.

β-pinen gi¶m tõ 3,2% xuèng cßn 2,6%.

∆3-Karen gi¶m tõ 8,2% xuèng cßn 6,78%.

§ång thêi, xuÊt hiÖn vïng pic ®Æc tr−ng cña Verbenol, Pinen-2-ol-3, Myrtenol,

Pinocarveol v.v… /120,126/ víi tæng hµm l−îng r−îu theo phæ ®å GC-MS lµ 33,5%.

§iÒu nµy hÇu nh− trïng víi kÕt qu¶ x¸c ®Þnh tæng hµm l−îng r−îu terpen b»ng ph−¬ng

ph¸p ho¸ häc (ph−¬ng ph¸p axetyl ho¸) lµ 34,6%.

146

H×nh 3. 8 Phæ ®å GC-MS cña dÇu th«ng ban ®Çu

H×nh 3.9. Phæ ®å GC-MS cña dÇu th«ng DTBT oxy ho¸

2 . 5 So s¸nh hiÖu qu¶ cña c¸c ph−¬ng ph¸p biÕn tÝnh dÇu th«ng

§Ó so s¸nh c¸c ph−¬ng ph¸p biÕn tÝnh dÇu th«ng, chóng t«i ®−a ra b¶ng 3. 26 sau

®©y, cho biÕt kÕt qu¶ sö dông DTBT thu ®−îc trong c¸c ®iÒu kiÖn tèi −u, øng dông ®Ó

phèi hîp víi c¸c chÊt kh¸c trong viÖc chÕ t¹o chÊt tÈy röa.

147

MÉu

§é bay h¬i g/m2/giê

Tæng l−îng r−îu t¹o ra, %

Tû träng

§é tÈy röa,%

Søc c¨ng bÒ mÆt, mN/m

§é nhít ®éng häc ë 25°C, cSt

DÇu th«ng

B¶ng 3.26: C¸c ®Æc tÝnh cña chÊt tÈy röa, chÕ t¹o tõ DTBT

0,861 0,91 25,36 83,5 42,04

0,886 0,92 24,78 85,5 31,52

0,877 0,95 22,12 98,7 26,71

34,6% Tæng c¸c r−îu terpen

DTBT Sunfat ho¸ DTBT hydrat ho¸ DTBT oxi ho¸

0,916 0,98 21,29 97,6 27,85

Ph©n tÝch c¸c sè liÖu ë b¶ng trªn ta thÊy:

§é tÈy röa cã liªn quan ®Õn mét th«ng sè vËt lý, ®ã lµ søc c¨ng bÒ mÆt (SCBM). §é

tÈy röa cµng lín, SCBM cµng gi¶m. Nh− vËy chÊt tÈy röa mµ chóng t«i chÕ t¹o (gäi lµ

BK-NT1) cã vai trß lµm gi¶m giao diÖn tiÕp xóc gi÷a vÕt bÈn cÆn dÇu vµ bÒ mÆt tiÕp xóc,

dÉn ®Õn lµm tr«i chÊt bÈn ra khái bÒ mÆt nhiÔm bÈn, ®©y ®−îc coi lµ c¬ së ®Ó x¸c ®Þnh c¬

chÕ tÈy röa.

Ph−¬ng ph¸p biÕn tÝnh hydrat ho¸ vµ oxi ho¸ tá ra rÊt −u viÖt; nã lµm t¨ng tû träng,

t¨ng ®é nhít cña dung dÞch chÊt tÈy röa, dÉn ®Õn gi¶m ®é bay h¬i, lµm cho s¶n phÈm æn

®Þnh.

Tõ c¸c kÕt qu¶ trªn, chóng t«i chän ph−¬ng ph¸p biÕn tÝnh DT b»ng oxi ho¸ ®Ó chÕ

t¹o CTR v× ®iÒu kiÖn ph¶n øng oxi ho¸ ®¬n gi¶n h¬n, kh«ng ph¶i sö dông ho¸ chÊt nh−

ph−¬ng ph¸p hydrat ho¸, ®é tÈy röa thu ®−îc cao vµ c¶i thiÖn hµng lo¹t c¸c tÝnh chÊt

kh¸c cña chÊt tÈy röa.

III.ChÕ t¹o CTR trªn c¬ së DTBT

§Ó chÕ t¹o ®−îc CTR cã ho¹t tÝnh cao nhÊt, chóng t«i lÇn l−ît nghiªn cøu ¶nh

h−ëng cña c¸c thµnh phÇn kh¸c nhau trong CTR, ®ã lµ: axit, dÇu th«ng biÕn tÝnh, chÊt

H§BM, r−îu vµ phô gia.

3.1. Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña c¸c axit ®Õn ho¹t tÝnh tÈy röa

Sö dông c¸c lo¹i axit h÷u c¬ kh¸c nhau nh−: axit succinic, oleic, muèi succinat…

3.1.1 Axit succinic

Kh¶o s¸t ®é tÈy röa víi axÝt succinic ta cã b¶ng sè liÖu thu ®−îc ë d−íi ®©y.

148

B¶ng 3.27: Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña axit succinic ®Õn ®é tÈy röa

Thµnh phÇn mÉu (% khèi l−îng) Tªn mÉu

DTBT,%KL 96 APG -60,%KL 3 A. Succinic,%KL 1 §é tÈy röa,% 84,2

95 3 2 86,5 A1 A2

94 3 3 83,0 A3

NhËn xÐt:

Thùc nghiÖm cho thÊy, axit succinic hoµ tan rÊt Ýt trong DTBT mÆc dï ®· gia

nhiÖt, khi cho dung dÞch chÊt tÈy röa vµo trong n−íc th× khã nhò ho¸ trong n−íc vµ bÞ

ph©n thµnh hai líp. Víi vai trß lµ chÊt x©y dùng trong chÊt tÈy röa nh−ng khi cho vµo

trong n−íc nã cã ®é ph©n t¸n kÐm nªn chóng t«i kh«ng sö dông axit succinic trong thµnh

phÇn chÊt tÈy röa.

3.1.2 Succinat Natri

§Ó t¨ng ®é ph©n t¸n cña axit succinic trong n−íc, chóng t«i ®em kiÒm hãa axit

succinic b»ng NaOH. Qu¸ tr×nh kiÒm ho¸ ®−îc thùc hiÖn nh− sau: Ph¶n øng hãa häc:

HOOC-(CH2)2-COOH + 2NaOH → NaOOC-(CH2)2-COONa + 2H2O

Qu¸ tr×nh thùc hiÖn: C©n l−îng axit vµ kiÒm mét l−îng cÇn thiÕt sau ®ã cho axit

trong kiÒm vµ khuÊy cho ®Õn khi tan hÕt l−îng axit. Sau ®ã ®em dung dÞch sÊy ë 800C

®Õn khi t¹o thµnh chÊt r¾n, ®ã chÝnh lµ succinat natri. Dïng succinat natri ®Ó pha chÕ

CTR víi h−íng cè ®Þnh hµm l−îng DTBT vµ hµm l−îng APG-60 vµ thay ®æi hµm l−îng

succinat natri, thu ®−îc c¸c kÕt qu¶ nh− sau.

B¶ng 3.28:Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña succinat ®Õn ®é tÈy röa (khi cè ®Þnh APG-60)

§é tÈy röa Thµnh phÇn mÉu (% KL) Tªn mÉu (% ) DTBT APG -60 Succinat Na

B1 96,0 3 1,0 82,7

B2 95,5 3 1,5 86,5

B3 95,0 3 2,0 80,1

B4 94,5 3 2,5 76,3

B5 94,0 3 3,0 75,0

B6 93,5 3 3,5 72,4

149

Tõ b¶ng sè liÖu trªn, ta cã thÓ vÏ ®å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a ®é tÈy röa vµ

hµm l−îng succinat Na.

100

90

86.5

82.7 ) a ö r y È t

80.1 %

80

76.3

75

72.4

70 ( a ö r y È t é §

60

1

1.5

2

2.5

3

3.5 Hµm l−îng succinat (%KL)

Hinh 3.10 §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc ®é tÈy röa vµo hµm l−îng succinat Na

NhËn xÐt:

Khi kiÒm ho¸ axit succinic, sÏ dÉn ®Õn t¨ng kh¶ n¨ng ph©n t¸n cña dung dÞch chÊt

tÈy röa trong n−íc, tuy nhiªn t¹o thµnh nh÷ng h¹t nhò t−¬ng nhá nh−ng kh«ng bÒn, do ®ã

®é tÈy röa thu ®−îc ch−a cao. Tõ ®å thÞ trªn ta thÊy, khi hµm l−îng succinat 1,5% th× ®é

tÈy röa ®¹t cùc ®¹i lµ 86,5%, khi t¨ng nång ®é succinat lªn th× ®é tÈy röa gi¶m .

Nh− vËy viÖc kiÒm hãa axit succinic còng dÉn ®Õn t¨ng kh¶ n¨ng ph©n t¸n, nh−ng

®é tÈy röa ®¹t ®−îc vÉn ch−a cao, nªn chóng t«i kh«ng sö dông succinat vµo trong thµnh

phÇn chÊt tÈy röa.

3.1.3. Axit oleic

§Ó cã ®−îc thµnh phÇn tèt nhÊt cña chÊt tÈy röa víi axit oleic, c¸c thÝ nghiÖm ®−îc

nghiªn cøu theo h−íng sau: cè ®Þnh hµm l−îng dÇu th«ng biÕn tÝnh (DTBT) vµ APG -60,

thay ®æi hµm l−îng axit.

150

B¶ng 3.29 : KÕt qu¶ nghiªn cøu ®é tÈy röa khi thay ®æi hµm l−îng axit

§é tÈy röa Thµnh phÇn mÉu (% KL) Tªn mÉu (% ) DTBT APG -60 Axit oleic

96 3 1 93,1 M1

95 3 2 94,3 M2

94 3 3 95,2 M3

93 3 4 97,6 M4

92 3 5 80,2 M5

Tõ sè liÖu ë b¶ng trªn, ta cã thÓ vÏ ®å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a ®é tÈy röa vµ

hµm l−îng axit oleic.

97.6

100

95.2

94.3

93.1 )

90 L K %

80.2

80

70 ( a ö r y È t é §

60

1

2

3

4

5 Hµm l−îng axit Oleic (% KL)

Hinh 3.11 §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc ®é tÈy röa vµo hµm l−îng axit oleic

Tõ ®å thÞ trªn ta thÊy, hµm l−îng axit oleic lµ 4% th× ®é tÈy röa ®¹t cùc ®¹i lµ

97,6%. ë ®©y axit oleic ®ãng vai trß lµ chÊt x©y dùng, cô thÓ lµ chÊt trao ®æi ion tan

trong n−íc. B¶n th©n chÊt x©y dùng th× kh«ng ho¹t ®éng bÒ mÆt nh−ng chóng c¶i thiÖn

ho¹t tÝnh tÈy röa (lµm t¨ng ho¹t tÝnh tÈy röa, thóc ®Èy tÝnh chÊt cña chÊt H§BM) vµ

kh«ng cã h¹i ®èi víi m«i tr−êng. ChÊt x©y dùng hoµn thµnh mét sè chøc n¨ng quan träng

nh−: lo¹i bá ¶nh h−ëng cña c¸c ion Ca2+ vµ Mg2+ cã mÆt trong n−íc vµ ®«i khi cã trong

thµnh phÇn chÊt bÈn vµ bÒ mÆt nhiÔm bÈn, chèng t¸i b¸m trë l¹i, cã ®Æc tÝnh t¹o bät

mong muèn, cã tÝnh tÈy röa tèt ®èi víi c¸c lo¹i vÕt bÈn vµ bÒ mÆt nhiÔm bÈn kh¸c nhau.

151

3.2. Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña hµm l−îng APG-60 ®Õn ®é tÈy röa

B¶ng 3.30 : KÕt qu¶ nghiªn cøu ho¹t tÝnh tÈy röa khi thay ®æi hµm l−îng APG-60

DTBT

APG -60

Axit oleic

Thµnh phÇn mÉu (% KL) §é tÈy röa Tªn mÉu (% )

1 4 84,1 95 M1

2 4 93,4 94 M2

3 4 97,6 93 M3

4 4 85,9 92 M4

5 4 80,7 91 M5

Tõ b¶ng trªn ta vÏ ®å thÞ quan hÖ gi÷a ®é tÈy röa vµ hµm l−îng APG -60.

97.6

100

93.4 )

90

85.9 %

84.1

80.7

80 ( a ö r y È t é §

70

60

1

2

3

4

5 Hµm l−îng APG 60% (%KL)

Hinh 3.12 §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc ®é tÈy röa vµo hµm l−îng APG-60

NhËn xÐt: Tõ h×nh 3.12 nhËn thÊy thÊy r»ng, ®é tÈy röa ®¹t cùc ®¹i 97.6% khi hµm l−îng APG -60 lµ 3%. §iÒu ®ã kh¼ng ®Þnh r»ng APG- 60 cã vai trß rÊt lín trong dung dÞch chÊt tÈy röa . NÕu hµm l−îng APG- 60 thÊp th× ®é tÈy röa ch−a cao, ®Õn khi ®¹t cùc ®¹i nÕu tiÕp tôc t¨ng APG- 60 th× ®é tÈy röa gi¶m. §iÒu nµy ®−îc gi¶i thÝch nh− sau: khi nång ®é chÊt H§BM t¨ng lªn ®Õn nång ®é mixen tíi h¹n th× ®é tÈy röa ®¹t rÊt cao, nÕu tiÕp tôc t¨ng nång ®é chÊt H§BM th× sÏ lµm gi¶m nång ®é c¸c chÊt kh¸c nh− DTBT vµ axit oleic,

152

do ®ã còng lµm gi¶m ®é tÈy röa. §iÒu ®ã còng cho ta thÊy c¸c thµnh phÇn kh¸c trong chÊt tÈy röa còng kh«ng kÐm phÇn quan träng. 3.3. Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña DTBT

Sau khi t×m ®−îc hµm l−îng APG-60 vµ axit oleic phï hîp, chóng t«i pha chÕ CTR dùa trªn c¸c thµnh phÇn ®ã. Tuy nhiªn CTR thu ®−îc mÆc dï cã ®é tÈy röa cao, song vÉn cßn nh−îc ®iÓm nh−: Khi ®Ó l©u cã thÓ bÞ ph©n líp, mÇu s¾c bÞ tèi dÇn; mïi h¬i h¾c. §Ó kh¾c phôc hiÖn t−îng nµy, chóng t«i cho thªm mét l−îng nhá r−îu (r−îu iso-Propylic hoÆc etylic) vµ phô gia. Víi nhiÒu thÝ nghiÖm kh¶o s¸t, hµm l−îng r−îu vµ phô gia ®−îc cè ®Þnh ë 3%. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu thÓ hiÖn trªn b¶ng 3.31 B¶ng 3.31 : Sù phô thuéc ®é tÈy röa vµo hµm l−îng DTBT, cho thªm r−îu vµ phô gia

Thµnh phÇn mÉu (%KL) Tªn mÉu

R−îu vµ phô gia APG-60 AxÝt oleic

N1 N2 N3 N4 N5 N6 DTBT 92 91 90 89 88 87 1 2 3 4 5 6 §é tÈy röa (%) 72,6 76,2 97,6 95,2 94,3 93,1 4 4 4 4 4 4 3 3 3 3 3 3

Tõ sè liÖu ë b¶ng trªn, ta cã thÓ vÏ ®å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a ®é tÈy röa vµ

hµm l−îng DTBT , thÓ hiÖn trªn h×nh sau

97.6

100

95.2

94.3

93.1

90 ) a ö r y È t

%

80

76.2

72.6

70 ( a ö r y È t é §

60

90

92

93

94

95

96 Hµm l−îng DTBT (%KL)

Hinh 3.13 §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc ®é tÈy röa vµo hµm l−îng DTBT

Tõ ®å thÞ trªn cho thÊy, hµm l−îng DTBT lµ 90%KL, vµ thªm vµo 3% hçn hîp r−îu etylic vµ phô gia th× ®é tÈy röa ®¹t cùc ®¹i lµ 97,6%. §iÒu nµy cho thÊy vai trß cña hµm l−îng DTBT trong thµnh phÇn chÊt tÈy röa; nã ®ãng vai trß lµ mét dung m«i hçn hîp, trî

153

gióp t¹o dung dÞch ®ång nhÊt. Ngoµi ra, v× trong thµnh phÇn cña nã chñ yÕu lµ terpinhydrat, tecpineol chøa vßng tecpen vµ nhãm -OH nªn lµm t¨ng kh¶ n¨ng hoµ tan CTR trong dung dÞch nªn chóng còng cã t¸c dông bÒ mÆt. C¸c thµnh phÇn nµy cßn øng dông lµm chÊt tuyÓn lµm giµu kim lo¹i mµu. Nã cã vai trß nh− lµ chÊt x©y dùng: Ýt nh¹y c¶m víi c¸c lo¹i n−íc cøng vµ Ýt cã bät, cã t¸c dông ®Æc biÖt ®èi víi vÕt bÈn d¹ng h¹t. VÒ c¶m quan cña s¶n phÈm cho thÊy, CTR cã mÇu vµng chanh s¸ng, cã mïi th¬m dÔ chÞu, nhò ho¸ tèt trong n−íc, ®Ó l©u kh«ng bi ph©n líp, hoµn toµn ®¸p øng yªu cÇu cña mét s¶n phÈm th−¬ng phÈm. 3.4 Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña thêi gian khuÊy

B¶ng 3.32 : KÕt qu¶ nghiªn cøu ho¹t tÝnh tÈy röa khi thay ®æi thêi gian khuÊy.

Thµnh phÇn (%KL)

MÉu Thêi gian khuÊy (phót) §é tÈy röa (%) APG- 60 Axit oleic DTBT+r−îu vµ phô gia

L1 93 3 4 10 83,5

L2 93 3 4 15 97,6

L3 93 3 4 20 96,2

L4 93 3 4 30 85,4

L5 93 3 4 40 84,5

97.6

Tõ sè liÖu ë b¶ng trªn, ta cã thÓ vÏ ®å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ

100

96.2

90

85.4

84.5

83.5

) a ö r y È t

%

80

70 ( a ö r y È t é §

60

10

15

20

30

40 Thßi gian khuÊy (phót)

Hinh 3.14 §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc ®é tÈy röa vµo thêi gian khuÊy

154

NhËn xÐt:

Tõ ®å thÞ ta nhËn thÊy khi thêi gian khuÊy lµ 15 phót th× ®é tÈy röa ®¹t cùc ®¹i

97,6%. Cµng t¨ng thêi gian khuÊy tõ 15 ÷ 40 phót th× ®é tÈy röa l¹i gi¶m. Do ®ã thêi gian

khuÊy tèi −u lµ 15 phót.

3.5 Thö kh¶ n¨ng tÈy röa b»ng ph−¬ng ph¸p phun ¸p lùc

ë trªn, ®é tÈy röa ®−îc x¸c ®Þnh b»ng ph−¬ng ph¸p ng©m cã t¸c ®éng khuÊy c¬

häc. §Ó gÇn víi m« h×nh thùc tÕ, chóng t«i còng ®· x¸c ®Þnh ®é tÈy röa b»ng ph−¬ng

ph¸p phun ¸p lùc, kÕt qu¶ sau thu ®−îc thÓ hiÖn trªn b¶ng sau:

B¶ng 3.33 : X¸c ®Þnh ®é tÈy röa b»ng ph−¬ng ph¸p phun ¸p lùc.

DTBT+r−îu vµ

APG-60

Axit oleic

phô gia

Thµnh phÇn chÊt tÈy röa (%KL) Thêi gian §é tÈy MÉu phun (phót) röa (%)

M4 93 3 4 25 97

NhËn xÐt:

Khi phun dung dÞch chÊt tÈy röa víi ¸p lùc kho¶ng 100 Kg ta thÊy, cÆn ®−îc t¸ch

ra dÇn dÇn, trong kho¶ng 25 phót, th× kh¶ n¨ng tÈy röa ®¹t kho¶ng 97%. So s¸nh víi mÉu

chÊt tÈy röa GreaseMaster (Mü) víi cïng nång ®é vµ thêi gian phun ta thÊy kh¶ n¨ng tÈy

röa cña BK-NT1 lµ t−¬ng ®−¬ng. Sau khi tÈy, cÆn dÇu cïng víi chÊt tÈy röa næi lªn trªn

kh«ng b¸m vµo thµnh thiÕt bi, do vËy rÊt thuËn lîi cho viÖc xö lý cÆn sau khi tÈy. 3.6 TÝnh to¸n hiÖu qu¶ kinh tÕ

Víi thµnh phÇn tèi −u ë trªn, chóng t«i tiÕn hµnh tÝnh hiÖu qu¶ kinh tÕ cña CTR víi

c¸c lo¹i dÇu th«ng kh¸c nhau. Chi phÝ tÝnh to¸n trªn 1 lÝt CTR (VN§). B¶ng 3.34 : So s¸nh gi¸ thµnh cña CTR BK-NT1 ®i tõ c¸c ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau

CTR BK APG -60 (3%) Axit oleic (4%) Tæng (VN§/lÝt) DTBT+r−îu vµ phô gia (93%)

19.800 11.700 6.700 38.200

18.000 11.700 6.700 36.400

9.000 11.700 6.700 27.400

CTR BK tõ DTBT hydrat hãa CTR BK tõ DTBT oxy hãa CTR BK tõ dÇu th«ng ch−a biÕn tÝnh GreaseMaster (Mü) 78.500

155

3.7 So s¸nh kh¶ n¨ng tÈy röa tõ c¸c lo¹i dÇu th«ng kh¸c nhau.

§Ó cã c¸i nh×n kh¸i qu¸t vÒ ®é tÈy röa víi c¸c lo¹i nguyªn liÖu ban ®Çu kh¸c nhau, chóng

t«i ®−a ra b¶ng so s¸nh sau:

B¶ng 3.35 : KÕt qu¶ so s¸nh ®é tÈy röa víi c¸c lo¹i dÇu th«ng kh¸c nhau.

CTR víi DT

ch−a biÕn tÝnh

CTR víi DTBT CTR víi DTBT Thµnh phÇn(%KL) Hydrat hãa oxy hãa

DÇu th«ng+r−îu vµ 93 93 93 phô gia

APG-60 3 3 3

Axit oleic 4 4 4

§é tÈy röa (%) 93,5 98,7 97,6

CTR khã nhò CTR cã ®é nhò ho¸ CTR cã ®é nhò ho¸

ho¸ trong tèt, Ýt bay h¬i, tèt, b¶o qu¶n l©u

n−íc, dÔ bay kh«ng bÞ ph©n líp, kh«ng bÞ ph©n líp, NhËn xÐt h¬i, mÇu mÇu bÞ biÕn ®æi mÇu s¸ng, kh«ng bÞ

biÕn ®æi mÇu, cã kh«ng æn theo thêi gian

mïi dÔ chÞu. ®Þnh

NhËn xÐt: Víi qu¸ tr×nh biÕn tÝnh dÇu th«ng b»ng ph−¬ng ph¸p hydrat hãa vµ oxy

ho¸ ®· lµm cho chÊt tÈy röa thu ®−îc cã nh÷ng −u ®iÓm v−ît tréi so víi dÇu th«ng ch−a

biÕn tÝnh.

(cid:57) §é tÈy röa t¨ng lªn nhê t¨ng kh¶ n¨ng ph©n t¸n tèt trong n−íc.

(cid:57) Kh¶ n¨ng chèng t¸i b¸m trë l¹i cao h¬n nªn thuËn lîi cho viÖc xö lý ë c«ng ®o¹n

sau.

(cid:57) T¹o mïi dÔ chÞu, lµm dÞu bít mïi ®Æc tr−ng cña dÇu th«ng.

(cid:57) Tû träng cña chÊt tÈy röa t¨ng, dÉn ®Õn gi¶m ®é bay h¬i.

(cid:57) Nh−îc ®iÓm cña DTBT: chi phÝ kinh tÕ cao h¬n so víi dÇu th«ng ch−a biÕn tÝnh.

Tuy nhiªn, chóng t«i chän ph−¬ng ph¸p biÕn tÝnh oxy ho¸ do ®iÒu kiÖn thùc hiÖn dÔ

h¬n, kh«ng ph¶i sö dông ho¸ chÊt g©y ¨n mßn nh− axit sulfuric, dÉn ®Õn gi¸ thµnh rÎ

h¬n.

156

Tõ kÕt qu¶ thùc nghiÖm chóng t«i ®−a ra b¶ng so s¸nh c¸c thµnh phÇn vµ c¸c th«ng sè

kh¸c cña CTR, so s¸nh víi CTR cña Mü nh− sau:

B¶ng 3.36 : B¶ng so s¸nh c¸c thµnh phÇn tèi −u cña c¸c chÊt tÈy röa

CTR BK tõ CTR BK tõ CTR BK tõ dÇu Greasemaster C¸c chØ tiªu DTBT DTBT th«ng ch−a (Mü) hydrat hãa oxy hãa biÕn tÝnh

0,882 0,915 0,860 0,866 Tû träng

§é bay 22,12 21,29 25,36 4,39 h¬i,g/h.cm2

NhiÖt ®é NhiÖt ®é NhiÖt ®é NhiÖt ®é NhiÖt ®é chíp

phßng phßng phßng phßng ch¸y (0C)

§é tÈy röa(%) 98,7 97,6 93,5 97,5 (trong 5 phót)

Chi phÝ kinh tÕ 38.700 38.300 26.800 78.500 (VN§/lÝt)

3.8 . Quy ho¹ch thùc nghiÖm [ 43]

Ph−¬ng ph¸p kÕ ho¹ch hãa thùc nghiÖm cho phÐp dÉn tíi tèi thiÓu hãa sè thùc

nghiÖm cÇn thiÕt mµ vÉn thu ®−îc kÕt qu¶ mong muèn, ®ång thêi cã kÕt qu¶ nhanh

chãng vµ chÝnh x¸c.

Trong ®Ò tµi nµy, chóng t«i tiÕn hµnh m« h×nh hãa thèng kª víi sù m« t¶ thµnh phÇn

chÊt tÈy röa trong vïng thùc nghiÖm; cã nghÜa lµ chóng ta sÏ nghiªn cøu sù phô thuéc

cña hiÖu qu¶ tÈy röa vµo c¸c thµnh phÇn trong chÊt tÈy röa. Lùa chän c¸c ®iÒu kiÖn tèi −u ®Ó lµm qui ho¹ch thùc nghiÖm :

Tõ c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm ë trªn chóng t«i ®· lùa chän CTR tõ DTBT oxy hãa

lµm qui ho¹ch thùc nghiÖm víi c¸c ®iÒu kiÖn tèi −u nh− sau: B¶ng 3.37: C¸c thµnh phÇn cña CTR sö dông lµm qui ho¹ch thùc nghiÖm

APG- 60 (%KL) Axit oleic (%KL) Thêi gian khuÊy (phót) §é tÈy röa (%)

Thµnh phÇn CTR DTBT+3% R−îu vµ phô gia (%KL) 93 3 4 15 97,6

157

Cô thÓ ë ®©y lµ nghiªn cøu sù phô thuéc cña ®é tÈy röa vµo thµnh phÇn cña DTBT+

3% r−îu vµ phô gia, APG-60, axÝt oleic.

96% - Thµnh phÇn ( DTBT +3% R−îu vµ phô gia), (%KL): Z1 = 90

- Thµnh phÇn APG-60 (%KL): Z2 = 1 ÷ 5%

ë ®©y sè yÕu tè: k = 2

Sè kÕ ho¹ch thùc nghiÖm N = 2k = 22 = 4

Nh− vËy m« h×nh thèng kª biÓu diÔn thµnh phÇn cña hçn hîp vµ c¸c biÕn m· hãa

cã d¹ng:

=ˆ b y

.x

(1)

.xb 1

1 .xb 2

2 .xb 12

1

2

0 yˆ

: §é tÈy röa (%). Trong ®ã:

x1, x2 : BiÕn m· hãa cña thµnh phÇn % khèi l−îng cña DTBT vµ APG. Ma trËn kÕ ho¹ch thùc nghiÖm hai møc tèi −u ®Ó x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè b0, b1, b2,

b12 cña m« h×nh nh− sau:

B¶ng 3.38: TÝnh chuÈn sè cho qui ho¹ch thùc nghiÖm

BiÕn thùc BiÕn m· hãa

yˆ

STT

Z1

Z2

x0

x1

x2

x1x2

1 96 5 1 1 1 1 90,3

2 90 5 1 -1 1 -1 93,1

3 96 1 1 1 -1 -1 83,3

4 90 1 1 -1 -1 1 82,8

C¨n cø vµo ma trËn kÕ ho¹ch ta cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc c¸c hÖ sè håi quy bj theo c«ng

N

.

thøc :

ji .yx

j

1 bj = ∑ N

= 1i

Trong ®ã: N lµ sè thùc nghiÖm (N = 4). Tõ ®ã tÝnh ra: b0 = (90.3 + 93,1 + 83,3 + 82,8)/4 = 87,375 b1 = (90.3 - 93,1 + 83,3 - 82,8)/4 = -0,575 b2 = (90.3 + 93,1 - 83,3 - 82,8)/4 = 4,325 b12 = (90.3 - 93,1 - 83,3 + 82,8)/4 = -0,825

KiÓm tra tÝnh cã nghÜa c¸c hÖ sè bj, ta tiÕn hµnh 3 thÝ nghiÖm ë t©m (x1 = 0 vµ x2

= 0 vµ Z1 = 93 , Z2 = 2,5) thu ®−îc kÕt qu¶:

y01 = 89.2 ; y02 = 88,9 ; y03 = 89,5

158

Gi¸ trÞ trung b×nh cña y t¹i t©m:

= (89,2

89,5

88,9)/3

=

89,2

y0

TÝnh ph−¬ng sai lÆp theo c«ng thøc:

m

2

−

S

.

(y

2 lÆp

0a

)y 0

∑

1 − 1m

= 1a

Trong ®ã: : ph−¬ng sai lÆp

2 lÆpS

m: sè thÝ nghiÖm t¹i t©m.

y0a: gi¸ trÞ cña y ë thÝ nghiÖm thø a. y0: gi¸ trÞ trung b×nh cña y t¹i t©m.

2

−

S

.

89,2

89,4

)

( 89,5

)

( 88,9

)

2 lÆp

[ ( 89,2

] 0,09 =

1 − 13

Gi¸ trÞ cña ®é lÖch tiªu chuÈn Sbj cña ph©n bè bj ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc

S

0,0025

tõ ®ã rót ra Sbj = 0,15

2 bj

2 lÆp N

0,09 4

Víi bËc tù do lÆp f2 = m - 1 = 3 - 1 = 2 vµ møc cã nghÜa p = 0,05 Tra b¶ng 6.11 [ 43] ta cã chuÈn sè Student t2;0,05 = 4,303 HÖ sè bj cã nghÜa khi:

.tS b >

= 0,15. 4.303 = 0,645

2 bj

j

2;0,05

Sau khi thay sè chØ cã hÖ sè b1 lµ kh«ng cã nghÜa vµ m« h×nh thèng kª m« t¶ kh¶

n¨ng tÈy röa trong vïng thùc nghiÖm cã d¹ng:

) y

= 87,375

+ 4,325.x

-

0,825.x

.x

2

1

Sù t−¬ng hîp cña m« h×nh ph¶i ®−îc kiÓm tra nhê chuÈn sè Fisher:

F =

2 S d− 2 S lÆp

Trong ®ã : lµ ph−¬ng sai d− tÝnh theo c«ng thøc

2 d−S

N

2

−

S

(y

2 d−

j

)y i

∑

1 − lN

= 1i

Trong ®ã l: lµ sè hÖ sè trong ph−¬ng tr×nh (2);

yj : gi¸ trÞ thùc nghiÖm; yi : gi¸ trÞ tÝnh t−¬ng øng theo ph−¬ng tr×nh (2).

159

TÝnh to¸n kÕt qu¶ ta cã b¶ng sau:

B¶ng 3.39: TÝnh gi¸ trÞ t−¬ng øng vµ chuÈn sè Fisher

y1 y2 y3 y4 Ftt

2 d−S

90,87 92,52 83,87 82,22 1,32 14,7

Sè bËc tù do lÆp f2 = 2 BËc tù do d− fl = N-1 = 4-3 = 1 Møc cã nghÜa p = 0,05

Tra b¶ng 6.12 [1-232] ta ®−îc F0,05;1;2 = 18,5 Ta thÊy Ftt = 14,7 < F0,05;1;2 = 18,5 Nh− vËy m« h×nh tuyÕn tÝnh phï hîp víi bøc tranh thùc nghiÖm .

Ph−¬ng tr×nh håi quy thu ®−îc:

) y

= 87,375

+ 4,325.x

-

0,825.x

.x

2

1

TiÕn hµnh tèi −u hãa theo ph−¬ng ph¸p leo dèc víi ®iÓm m« t¶ côc bé theo bÒ mÆt

møc cã d¹ng:

.xb 1

1 .xb 2

2

0 ) = by ) y

4,325x

2 4,325

= 87,375 ) ∂ y x

2

ChuyÓn ®éng tiÕp tôc trªn bÒ mÆt møc theo h−íng gradient cña biÓu thøc m« t¶ gÇn

®óng nh− trªn:

) = by

0

2

∆

.xb .xb 1 1 2 k.(4.325). 3

0,65

+ 2Z = Chän k = 0,05. VËy ®¹i l−îng b−íc ∆

2Z =

§¹i l−îng b−íc dÞch chuyÓn:

TiÕn hµnh thÝ nghiÖm víi nhãm thÝ nghiÖm míi t¹i t©m.

STT Y B¶ng 3.40: C¸c thÝ nghiÖm t¹i t©m. Z1 Z2

1 93 2,41 94,5

2 93 3,06 97.7

3 93 3,71 95,3

160

Chän mÉu 2 lµm ®iÓm tèi −u côc bé cã thµnh phÇn [DTBT + r−îu vµ phô gia] =

93% vµ hµm l−îng [APG-60] = 3,06% vµ ®é tÈy röa ®¹t 97,7%.

B¶ng 3.41: So s¸nh ®é tÈy röa cña mÉu thùc nghiÖm vµ mÉu to¸n häc

MÉu M4 x¸c ®Þnh b»ng MÉu M4 x¸ ®Þnh b»ng Thµnh phÇn (%KL) thùc nghiÖm to¸n häc

DTBT+R−îu vµ phô gia 93 93

APG-60 3 3,06

Axit oleic 4 3.94

§é tÈy röa (%) 97,6 97,7

NhËn xÐt: Qua qu¸ tr×nh quy ho¹ch thùc nghiÖm ta cã thÓ h¹n chÕ sè lÇn thùc

nghiÖm mµ vÉn cã thÓ t×m ra ®−îc thµnh phÇn tèi −u mong muèn. Tuy nhiªn, do thêi gian

h¹n chÕ nªn chØ dõng l¹i ë ®iÓm tèi −u côc bé; nh−ng ta cã thÓ nhËn xÐt nh− sau: Do dÊu

cña x2 d−¬ng cho nªn ph¶i kh¶o s¸t tiÕp theo h−íng t¨ng gradient nång ®é vµ ®é tÈy röa

t¨ng khi nång ®é APG t¨ng b¾t ®Çu tõ t©m qui ho¹ch.

VËy m« h×nh to¸n häc phï hîp víi kÕt qu¶ kh¶o s¸t thùc nghiÖm. C¸c sè liÖu trªn

b¶ng 3.41 cho thÊy, kÕt qu¶ x¸c ®Þnh ®−îc b»ng thùc nghiÖm vµ b»ng ph−¬ng ph¸p to¸n

häc hÇu nh− trïng nhau.

IV.C¬ chÕ tÈy röa cÆn dÇu

§Ó ®−a ra c¬ chÕ tÈy röa cÆn dÇu trong bån bÓ chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn,

chóng t«i ®· tiÕn hµnh nhiÒu thÝ nghiÖm liªn quan, c¸c thÝ nghiÖm ®ã sÏ hç trî cho viÖc

thiÕt lËp mét c¬ chÕ cã tÝnh thuyÕt phôc.

4.1 Mèi quan hÖ gi÷a søc c¨ng bÒ mÆt vµ ®é tÈy röa.

§Ó t×m mèi quan hÖ gi÷a søc c¨ng bÒ mÆt víi ®é tÈy röa, t«i ®· tiÕn hµnh ®o søc

c¨ng bÒ mÆt vµ ®é tÈy röa cña c¸c mÉu kh¸c nhau t¹i nhiÖt ®é 25oC vµ cïng mét nång ®é

1%. KÕt qu¶ thu ®−îc nh− d−íi b¶ng sau.

161

B¶ng 3.42. KÕt qu¶ ®o ®é tÈy röa vµ søc c¨ng bÒ mÆt cña c¸c mÉu kh¸c nhau

Tªn mÉu §é tÈy röa (%)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 SCBM σ.103 (N/m) 49,44 49,65 49,96 52,53 50,47 50,47 50,99 51,19 51,5 49,44 52,53 55,62 56,65 61,8 63,86 70,04 96,5 92,8 89,1 86,5 81 80 77,5 76 74,1 74 72,8 65,8 62,2 49,7 43,5 36

ĐTR SCBM

100

Tõ kÕt qu¶ thu ®−îc ta x©y dùng ®å thÞ sau:

)

/

m N m

. )

%

( a ử r y ẩ t ộ Đ

( t ặ m ề b g n ă c c ứ S

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1

4 15 16

H×nh 3.15. Mèi quan hÖ gi÷a søc c¨ng bÒ mÆ t vµ ®é tÈy röa

Tõ ®å thÞ ta thÊy, ®é tÈy röa t¨ng th× søc c¨ng bÒ mÆt gi¶m vµ ng−îc l¹i, ®é tÈy röa gi¶m th× søc c¨ng bÒ mÆt t¨ng. §iÒu nµy cã thÓ ®−îc gi¶i thÝch nh− sau: §èi víi nh÷ng mÉu cã søc c¨ng bÒ mÆt thÊp th× kh¶ n¨ng hÊp thô cña c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ m Æt lªn bÒ mÆt n hiÔm bÈn vµ chÊt bÈn tèt, do ®ã nã lµm gi¶m kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cña giät dÇu lªn bÒ mÆt r¾n (gi¶m gãc thÊm −ít cña giät dÇu lªn bÒ mÆt r¾n), v× thÕ mµ qu¸ tr×nh tÈy röa

162

diÔn ra dÔ dµng h¬n vµ hiÖu qu¶ tÈy röa sÏ cao h¬n. Ng−îc l¹i, víi nh÷ng mÉu cã søc c¨ng bÒ mÆt cao th× kh¶ n¨ng hÊp thô cña c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt sÏ kÐm vµ hiÖu qu¶ tÈy röa sÏ kh«ng cao; tøc lµ chÊt bÈn khã bÞ t¸ch ra khái bÒ mÆt 4.2 . X¸c ®Þnh ®iÖn thÕ Zeta vµ mèi quan hÖ víi ®é tÈy röa.

4.2.1 X¸c ®Þnh ®iÖn thÕ Zeta qua viÖc ®o tèc ®é ®iÖn di.

§iÖn thÕ Zeta lµ mét ®¹i l−îng quan träng ®Ó ®¸nh gi¸ ®é bÒn v÷ng cña c¸c h¹t nhò trong dung dÞch chÊt tÈy röa. Chóng t«i ®· tiÕn hµnh x¸c ®Þnh ®iÖn thÕ Zeta cña

t−¬ng dung dÞch chÊt tÈy röa qua viÖc ®o tèc ®é ®iÖn di cña dung dÞch chÊt tÈy röa ®ã.

a ®−îc duy tr×, lµm t¨ng kh¶ n¨ng cuèn tr«i cÆn dÇu cña c¸c h¹t nhò, ®ång thêi

oµ tan cao h¬n, ®é tÈy röa c cña qu¸ tr ×nh h

§èi víi dung dÞch chÊt tÈy röa, ®é tÈy röa vµ tèc ®é ®iÖn di cã quan hÖ chÆt chÏ víi nhau. Khi dung dÞch chÊt tÈy röa cã tèc ®é ®iÖn di lín th× chøng tá ®iÖn thÕ trªn bÒ mÆt cña h¹t nhò lín, lµm cho c¸c h¹t nhò trong dung dÞch chÊt tÈy röa sÏ bÒn h¬n. C¸c h¹t nhò bÒn do ®ã thêi gian tiÕp xóc gi÷a chÊt tÈ y röa vµ cÆn dÇu l©u h¬n, ho¹t tÝnh cña chÊt tÈy rö lµm cho hiÖu qu¶ ña dung dÞch CTR sÏ cao h¬n vµ tÈy röa s©u h¬n vµo líp cÆn b¸m dÝnh. Do ®ã, ®Ó tÈy röa tèt c¸c vÕt bÈn th× c¸c h¹t nhò cµng bÒn cµng tè

Öm ®o tèc ®é ®iÖn di víi c¸ Chóng t«i ® iÕn hµnh thùc nghi c mÉu t. · t

chÊt tÈy röa 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ë cïng mét ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é vµ nång ®é CTR lµ 1%. −îc olamin (TEA), do chÊt nµy kh«ng bÞ tan lÉn sö dông ë ®©y lµ ChÊt láng ®Öm ® −¬ng víi ®é dÉn ®iÖn cña chÊt tÈy röa. Do trong chÊt tÈy röa vµ cã ®é dÉn ®iÖn t chÊt cña tÈy röa nªn ta cho riªng cña dung dÞch TEA lín h¬n khè khèi l−îng riªng TEA ë phÝa d−íi. KÕt qu¶ thu ®−îc nh Thê i gian dÞch chuyÓ trietan −¬ng ® i l−îng − sau: n cña c ¸c mÉu CTR kh¸c n = 260 (V). B¶ng 3.43. hau, V

Tªn mÉu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Thêi gian dÞch chuyÓn t(s) 960 845 1083 1451 1128 1140 1145 1491 1155 1386 1197 1175 1425 §é tÈy röa,% 96,5 92,8 89,1 86,5 81,0 80,0 7 7,5 7 6,0 7 4,1 7 4,0 7 2,8 6 5,8 6 2,2

163

Dùa vµo c«ng thøc (3) (ch−¬ng II, môc 2.4.4) ta tÝnh ® −îc kÕt qu¶ nh− sau:

B¶ng 3.44. KÕt qu¶ ®o ®é ®iÖn d i víi c¸ c mÉu chÊt tÈ y röa k h¸c nhau.

V 300 l

S txH

Tªn mÉu H = U =

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,038 0,043 0,033 0,025 0,032 0,032 0,032 0,024 0,031 0,026 0,03 0,031 0,025

§Ó x¸c ®Þnh ®iÖn thÕ Zeta, chóng ta ph¶i x¸c ®Þnh ®é nhít cña dung dÞch chÊt tÈy röa. Trong qu¸ tr×nh nghiªn cøu, ®· tiÕn hµnh ®o ®é nhít cña c¸c mÉu t¹i 25oC víi nhít kÕ cã h»ng sè k = 0.00 5. KÕt qu¶ thu c nh− sau: ®−î 003

B¶ng 3.45. §é nhít ®éng häc cña c¸c mÉu chÊt tÈy röa kh¸c nhau.

Tªn mÉu

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Thêi gian ch¶y (s) 273 267 269 273 271 272 266 268 270 271 270 267 273 §é nhít ®éng häc η (St) 0,00955 0,00934 0,00941 0,00957 0,00948 0,00952 0,00931 38 0, 009 0,00945 0,00948 0,00946 0,00934 0,00955

164

Ta thay c¸c gi¸ trÞ ®é nhít ®o ®−îc vµ gi¸ trÞ ®é ®iÖn di tÝnh to¸n ®−îc trong b¶ng

3.46 vµo c«ng thøc (5) – (ch −¬ng I I, môc 5.7.2). Ta thu ®−îc kÕt qu¶ n h− sau :

B¶ng 3.46. KÕt qu¶ ®o ®iÖn thÕ Zeta cña c¸c mÉu chÊt tÈy röa kh¸c nhau.

Tªn mÉu §iÖn thÕ Zeta (mV) Ký hiÖu m Éu §iÖn thÕ Zeta (mV)

1 25,2 8 15,9

2 27,9 9 20,7

3 22 10 17,3

4 16,7 11 20

5 21,2 12 20,1

6 21,1 13 16,9

7 20,5

4.2.2 §¸nh gi¸ ®é bÒn nhò t−¬ng qua ®iÖn thÕ Zeta.

Tõ kÕt qu¶ thùc nghiÖm ta thÊy, c¸c dung dÞch CTR mµ chóng ta kh¶o s¸t ®Òu lµ

nh÷ng hÖ nhò t−¬ng kh«ng bÒn (do ®iÖn thÕ Zeta cña chóng ®Òu < 60mV, mµ theo lý

thuyÕ, víi gi¸ trÞ nµy th× hÖ nhò lµ kÐm bÒn). Do ®ã, cïng víi thêi gian, hÖ nhò t−¬ng sÏ

bÞ keo tô, c¸c h¹t nhò sÏ kÕt hîp víi nhau t¹o thµnh nh÷ng h¹t lín h¬n vµ lµm gi¶m kh¶

n¨ng tÈy röa cña dung dÞch.

§Æc biÖt, c¸c mÉu 4, 8, 10, 13 cã ®iÖn thÕ Zeta nhá h¬n 20mV nªn qu¸ tr×nh keo tô

cña chóng x¶y ra rÊt nhanh.

Do c¸c dung dÞch chÊt tÈy röa chóng ta nghiªn cøu ®Òu lµ c¸c hÖ nhò kh«ng bÒn,

nªn sau khi pha chÕ xon, ph¶i tiÕn hµnh qu¸ tr×nh tÈy röa ngay, tr¸nh lµm gi¶m ho¹t tÝnh

tÈy rö a cña dung dÞch. Tuy nhiªn, hÖ nhò t−¬ng kh«ng bÒn còng cã −u ®iÓm cña chóng:

sau khi tÈy xong, do hÖ nhò t−¬ng kh«ng bÒn nªn c¸c h¹t nhò sÏ kÕt hîp víi nhau t¹o

thµnh nh÷ng h¹t lín h¬n, khi ®ã do dÇu cã khèi l−îng riªng nhá h¬n khèi l−îng riªng

cña dung dÞch chÊt tÈy röa nªn chóng sÏ t¸ch ra vµ næi lªn trªn, thuËn lîi cho qu¸ tr×nh

xö lý n−íc th¶i sau kh i tÈy. NÕu hÖ nhò t−¬ ng bÒn th× sau kh i tÈy x ong, do c¸c h¹t nhò

qu¸ bÒn nªn chóng vÉn tiÕp tôc l¬ löng ë trong dung dÞch chÊt tÈy röa vµ c¸c giät dÇu

còng kh«ng thÓ t¸ch ra khái dung dÞch chÊt tÈy röa ®−îc; ®iÒu nµy sÏ g©y lªn nh÷ng khã

kh¨n cho qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i sau nµy vµ g©y l·ng phÝ l−îng cÆn dÇu.

165

4.2.3 §¸nh gi¸ ®é tÈy röa qua gi¸ trÞ ®iÖn thÕ zeta

Tõ kÕt qu¶ ®o ®iÖn thÕ Zeta víi c¸c mÉu trªn, thu ®−îc b¶ng sè liÖu sau

B¶ng 3.47. KÕt qu¶ ®o ®é tÈy röa vµ ®iÖn thÕ Zeta cña mét sè mÉu chÊt tÈy röa.

MÉu 2 3 5 6 7 11 13 §é tÈy röa (%) 92,8 89,1 81 80 77,5 72,8 62,2 §iÖn thÕ Zeta (mV) 27,9 22 21,2 21,1 20,5 20 16,9

Tõ kÕt qu¶ thu ®−îc ë trªn, ta x©y dùng ®−îc ®å thÞ phô thuéc gi÷a ®iÖn thÕ Zeta vµ

100

®é tÈy röa nh− trªn h×nh 3.16.

)

%

( a ử r y ẩ t

ộ Đ

Điện thế Zeta (mV)

H×nh 3.16. Mèi quan hÖ gi÷a ®é tÈy röa vµ ®iÖn thÕ Zeta.

eta cña dung dÞch Dùa vµo ®å thÞ thu ®−îc ta thÊy: §é tÈy röa vµ gi¸ trÞ ®iÖn thÕ Z

chÊt tÈy röa tû lÖ thuËn víi nhau. Tøc lµ, khi ®iÖn thÕ Zeta cµng lín (hÖ nhò cµng bÒn) th×

vµ ng−îc l¹i, hÖ nhò cµng kÐm bÒn th× ®é tÈy röa cña ®é tÈy röa cña dung dÞch cµng lín

dung dÞch cµng thÊp. Nh− ®· ph©n tÝch ë trªn, khi tÈy röa cÆn dÇu trong thùc tÕ, ta nªn

tiÕn hµnh tÈy röa víi dung dÞch chÊt tÈy cã h¹t nhò t−¬ng kh«ng qu¸ bÒn bÒn (cã ®iÖn

thÕ Zeta trong kho¶ng tõ 20mV ®Õn 30mV). Khi ®ã hiÖu qu¶ tÈy röa cao t−¬ng ®èi cao

vµ viÖc xö lý n−íc th¶i sau khi tÈy còng ®−îc dÔ dµng.

166

4.3 . X¸c ®Þnh nång ®é m tí ixen i h¹n vµ q v uan hÖ íi ®é t Èy r öa.

4.3 .1 Mèi quan hÖ gi÷a nå ng ®é m en tíi ix h¹n vµ søc c¨ ng bÒ mÆ t.

Trong thÝ nghiÖm nµy, chóng t«i tiÕn hµnh x¸c ®Þnh nång ®é mixen tíi h¹n cña mÉu

1, lµ mÉu cã ®é tÈy röa cao nhÊt.

ViÖc x¸c ®Þnh nång ®é mixen tíi h¹n ®−îc thùc hiÖn b»ng c¸ch: Pha dung dÞch chÊt

tÈy röa cña mÉu nµy ë c¸c nång ®é 1/50, 1/75, 1/100, 1/125, 1/150, 1/200. TiÕn hµnh ®o

SCBM cña c¸c mÉu ë cïng mét nhiÖt ®é. KÕt qu¶ thu ®−îc nh− sau:

B¶ng 3.48. Gi¸ trÞ søc c¨ng bÒ mÆt ë c¸c nång ®é kh¸c nhau.

Nång ®é dd CTR (%) 2 1,5 1 0,8 0,65 0,5

SCBM (mN/m) 53,56 51,5 49,44 51,5 53,56 57,68

Tõ kÕt qu¶ thu ®−îc ta cã ®å thÞ sau:

)

/

m N m

60 58 56 54 52 50 48

( t Æ m Ò b g n ¨ c c ø S

0.5

1.5

2.5

Nång ®é dung dÞch CTR(%)

H×nh 3.17. Mèi quan hÖ gi÷a SCBM vµ nång ®é cña dung dÞch CTR.

Dùa vµo ®å thÞ ta thÊy, t¹i nång ®é 1% th× søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch CTR ®Õn tèi thiÓu råi l¹i t¨ng lªn. Theo t¸c gi¶ [5] th× ®iÓm ®ã gäi lµ nång ®é mixen tíi h×nh thµnh c¸c mixen. Sù h×nh thµnh c¸c mixen lµm

gi¶m h¹n, tøc lµ nång ®é phï hîp víi viÖc cho c ¸c ®¹i l−îng nh− søc c¨ng bÒ mÆt, ®é dÉn ®iÖn riªng ®Òu thay ®æi ®ét ng ét.

4.3.2 Quan hÖ gi÷a nång ®é mixe n tíi h¹n vµ ®é tÈy röa.

Dùa vµo ®å thÞ mèi quan hÖ gi÷a SCBM vµ nång ®é cña dung dÞch CTR ta thÊy:

Ban ®Çu, khi ta t¨ ng nång ®é dung dÞch tÈy röa th× søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch sÏ

gi¶m, tõ ®ã kh¶ n¨ng thÊm −ít cña nã sÏ t¨ng lªn vµ lµm gi¶m kh¶ n¨ng b¸m dÝnh cña

cÆn dÇu lªn bÒ mÆt r¾n, liªn kÕt gi÷a cÆn dÇu vµ bÒ mÆt yÕu ®i, khi ®ã cÆn bÈn sÏ dÔ dµng

167

t¸ch ra khái bÒ mÆt vµ kh¶ n¨ng tÈy röa sÏ t¨ng lªn. Khi ta t¨ng nång ®é dung dÞch ®Õn

nång ®é mixen tíi h¹n th× SCBM cña dung dÞch sÏ ®¹t gi¸ trÞ nhá nhÊt (theo h×nh 3.17 th×

søc c¨ng bÒ m Æt nhá nhÊt cña mÉu 1 lµ 49,44 mN/m). Søc c¨ng bÒ mÆt gi¶m ®Õn nhá

nhÊt dÉn ®Õn sù b¸m dÝnh cña chÊt bÈn vµo bÒ mÆt r¾n lµ yÕu nhÊt, t¹o ®iÒu kiÖn thuËn

lîi ch o viÖc ®Èy chÊt bÈn ra khái bÒ mÆt. NÕu ta t¨ng nång ®é cña dung dÞch lªn qu¸

nång ®é mixen tíi h¹n, khi ®ã x¶y ra qu¸ tr×nh keo tô, søc c¨ng bÒ mÆt cña dung dÞch sÏ

t¨ng lªn, kh¶ n¨ng tÈy röa cña dung dÞch sÏ gi¶m.VËy ®Ó ®¹t ®−îc kh¶ n¨ng tÈy röa tèt

nhÊt, th× ta nªn tiÕn hµnh tÈy röa ë t¹i nång ®é mixen tíi h¹n.

Theo nghiªn cøu cña chóng t«i, tiÕn hµnh tÈy röa cÆn dÇu t¹i nång ®é mixen tíi h¹n

(1%) cßn cã c¸c t¸c dô ng kh¸c nh−:

- An toµn vÒ ch¸y næ; v× t¹i nång ®é 1% th× nhiÖt ®é chíp ch¸y sÏ cao. - TiÕt kiÖm ®−îc chÊt tÈy röa. - CÆn dÇu sau khi tÈy sÏ dÔ dµng t¸ch ra khái dung dÞch chÊt tÈy röa vµ næi lªn trªn,

ta dÔ dµng t¸ch ra ®Ó t¸i sö dông.

- Xö lý phÇn n−íc th¶i sau khi tÈy röa dÔ dµng, hçn hîp kh«ng g©y « nhiÔm m«i

tr−êng. - Do nång ®é chÊt tÈy röa sö dông lµ 1%, nªn ®é nhít cña dung dÞch chÊt tÈy röa

xÊp xØ b»ng ®é nhít cña n−íc, v× vËy thuËn lîi cho qu¸ tr×nh khuÊy trén vµ b¬m phun

chÊt tÈy röa.

4.4. C¬ chÕ tÈy röa cÆn dÇu.

Tõ c¸c sè liÖu vÒ søc c¨ng bÒ mÆt, ®é tÈy röa, ®iÖn thÕ zeta, nång ®é mixen tíi h¹n,

chóng t«i ®· ®−a ra gi¶ thiÕt vÒ c¬ chÕ tÈy röa cÆn dÇu nh− sau:

Qu¸ tr×nh tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu xÈy ra theo hai c¬ chÕ chÝnh ®ã lµ: c¬ chÕ hoµ

tan h o¸ vµ c¬ chÕ cuèn tr«i “Rolling up”. Trong ®ã c¬ chÕ hoµ tan xÈy ra tr−íc, c¬ chÕ

cuèn tr«i xÈy ra sau, hai qu¸ tr×nh nµy sau ®ã ®an xen lÉn nhau, hç trî nhau. Cã thÓ m«

t¶ qu¸ tr×nh nh− sau:

Ban ®Çu, khi dung dÞch chÊt tÈy röa tiÕp xóc víi bÒ mÆt cÆn dÇu th× ngay lËp tøc x¶y

ra qu¸ tr×nh hoµ tan, c¸c ph©n tö dÇu n»m s¸t bÒ mÆt nhiÔm bÈn sÏ bÞ hoµ tan vµ ®i vµo

trong dung dÞch chÊt tÈy röa. Sau ®ã, c¸c ph©n tö chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt hÊp thô lªn bÒ

mÆt nhiÔm bÈn vµ bÒ mÆt cÆn dÇu, lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña chóng vµ lµm gi¶m gãc

thÊm −ít cña giät dÇu víi bÒ mÆt cÇn tÈy röa, khi ® ã chØ cÇn mét lùc t¸c ®éng c¬ häc nhá

sÏ lµm cho giät dÇu t¸ch ra khái bÒ mÆt r¾n vµ næi lªn trªn. Sau khi líp dÇu ë ngoµi ®−îc

168

t¸ch ra th× dung dÞch chÊt tÈy röa l¹i tiÕp xóc víi bÒ mÆt nhiÔm bÈn vµ qu¸ tr×nh tÈy röa

l¹i tiÕp tôc xÈy ra lÇn l−ît theo hai c¬ chÕ trªn. CÆn dÇu sau khi t¸ch ra, chóng ph©n t¸n

vµo trong dung dÞch chÊt tÈy röa d−íi d¹ng nhò t−¬ng, khi l−îng cÆn dÇu t¸ch ra t¨ng lªn,

chóng sÏ tËp hîp l¹i vµ næi lªn trªn do tû träng cña dÇu nhá h¬n so víi tû träng cña dung

dÞch chÊt tÈy röa (v× nång ®é chÊt tÈy röa sö dông lµ 1%, nªn tû träng cña dung dÞch chÊt

tÈy röa xÊp xØ b»ng 1).

Qu¸ tr×nh hoµ tan ho¸ gåm hoµ tan ho¸ b»ng dung m«i h÷u c¬ vµ hoµ tan ho¸ b»ng

c¸c mixen. Dung m«i h÷u c¬ ®−îc sö dông ë ®©y lµ dÇu th«ng. DÇu th«ng ®−îc ph©n t¸n

vµo trong dung dÞch chÊt tÈy röa d −íi d¹ng nhò t−¬ng nhê c¸c chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt.

Khi c¸c h¹t nhò tiÕp xóc víi ph©n tö cÆn dÇu, do c¶ hai ®Òu lµ ph©n tö kh«ng cùc nªn dÇu

th«ng sÏ hoµ tan c¸c ph©n tö cÆn dÇu. T¹ i nång ®é mixen tíi h¹n, trong dung dÞch chÊt

tÈy röa xuÊt hiÖn c¸c mixen, ®Çu −a n−íc sÏ h−íng ra ngoµi cßn ®Çu kÞ n−íc sÏ quay vµo

trong. Khi c¸c mixen tiÕp xóc víi c¸c ph©n tö dÇu th× c¸c ph©n tö dÇu sÏ héi nhËp vµo

H¹t nhò

Mixen

Hoµ tan ho¸ b»ng c¸c mixen

oµ tan ho¸ b»ng dung m«i h÷u c¬ d−íi d¹ng nhò t−¬ng

trong c¸c mixen vµ xÈy ra qu¸ tr×nh hoµ tan ho¸.

H×nh 3.18. M« t¶ s ù h oµ tan ho¸ c¸c ph©n tö cÆ n dÇ u

H a i qu¸ tr×nh hoµ tan nµy kh «ng lÇn l−ît xÈy ra mµ xÈy ra mé t c¸ch ®an xen v µ hç

trî nhau.

Sau khi tÈy röa xong, ®Ó dung dÞch chÊt tÈy röa l¾ng trong kho¶ng thêi gian 6 ®Õn

8h. Quan s¸t ta thÊy: hÇu hÕt cÆn dÇu sau khi tÈ y ®· t¸ch ra vµ næi lªn trªn dung dÞch chÊt

tÈy röa. §iÒu ®ã cã thÓ gi¶i thÝch: Do c¸c h¹t nhò trong dung dÞch chÊt tÈy röa lµ kh«ng

bÒn, nªn sau khi tÈy röa, c¸c h¹t nhò nµy sÏ kÕt hîp víi nhau, dÉn ®Õn cÆn dÇu t¸ch ra vµ

næi lªn trªn bÒ mÆt do tû träng cña dÇu nhá h¬n tû träng cña dung dÞch chÊt tÈy röa.

169

§Ó hiÓu râ h¬n vÒ c¬ chÕ tÈy röa cÆn x¨ng dÇu, xem thµnh phÇn nµo trong CTR cã

tÝnh chÊt quyÕt ®Þnh ®Õn ho¹t tÝnh cña CTR, chóng t«i ®· tiÕn hµnh mét sè thÝ nghiÖm vµ

thu ®−îc kÕt qu¶ nh− sau:

B¶ng 3.49. §é tÈy röa cña c¸c CTR cã thµnh phÇn kh¸c nhau.

§é tÈy Thµnh phÇn chÊt tÈy röa, % KL STT röa (%) AxÝt Oleic DTBT APG-60 R−îu vµ phô gia

40 4 4 0 93 90 30 0 3 30 3 3 24,3 68,2 97,6 1 2 3

C¸c kÕt qu¶ trªn b¶ng 3.49 cã thÓ gi¶i thÝch nh− sau: - Ban ®Çu, khi tiÕn hµnh qu¸ tr×nh tÈy röa víi dung dÞch chÊt tÈy röa chØ cã chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt APG-60 víi c¸c thµnh phÇn kh¸c mµ kh«ng cã dÇu th«ng th× hiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh tÈy röa rÊt thÊp. Cã thÓ cho r»ng trong tr−êng hîp nµy, qu¸ tr×nh tÈy röa chØ xÈy ra theo c¬ chÕ cuèn tr«i lµ chñ yÕu. C¸c chÊt H§BM hÊp thô lªn bÒ mÆt bÈn, lµm gi¶m gãc thÊm −ít cña giät dÇu, sau ®ã, d−íi t¸c dông cña lùc c¬ häc th× chóng bÞ t¸ch ra khái bÒ mÆt nhiÔm bÈn. Tuy nhiªn, kh¸c víi c¸c chÊt bÈn th«ng th−êng, cÆn dÇu lµ mét thÓ rÊt qu¸nh vµ dÝnh, chóng lu«n ¨n s©u vµ b¸m chÆt lªn bÒ mÆt nhiÔm bÈn. Do ®ã, sù cuèn tr«i ë ®©y sÏ kh«ng ®ñ m¹nh ®Ó ®¸nh bËt ®−îc chóng ra khái bÒ mÆt nhiÔm bÈn. V× vËy, nÕu chÊt tÈy röa chØ cã chÊt H§BM nh− c¸c chÊt tÈy röa th«ng th−êng vµ kh«ng cã dung m«i lµ dÇu th«ng th× hiÖu qu¶ tÈy röa sÏ rÊt thÊp.

- Khi tiÕn hµnh qu¸ tr×nh tÈy röa víi dung dÞch chÊt tÈy röa chØ cã dÇu th«ng vµ c¸c phÇn kh¸c mµ kh«ng cã chÊt H§BM th× hiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh tÈy röa còng kh«ng thµnh cao. V× khi ®ã, qu¸ tr×nh tÈy röa xÈy ra theo c¬ chÕ hoµ tan lµ chñ yÕu. Theo nhiÒu nghiªn cøu, dÇu th«ng lµ dung m«i h÷u c¬, chøa thµnh phÇn chñ yÕu lµ pinen, thµnh phÇn nµy hoµ tan rÊt m¹nh cÆn dÇu, do ®ã nÕu chØ sö dông dÇu th«ng th× vÉn cã thÓ tÈy röa ®−îc. Tuy nhiªn, dÇu th«ng lµ chÊt cã mïi rÊt h¾c, kh¶ n¨ng bay h¬i m¹nh vµ dÔ ch¸y, nªn nÕu ta dïng mét l−îng lín dÇu th«ng ®Ó tÈy röa th× sÏ kh«ng ®¶m b¶o an toµn ch¸y ¶nh h−ëng ®Õn søc khoÎ cña ng−êi sö dông. MÆt kh¸c, dÇu th«ng sÏ hoµ tan cÆn næ vµ dÇu, do ®ã rÊt khã ®Ó t¸ch phÇn cÆn dÇu ra khái dÇu th«ng ®Ó tËn dông; l−îng cÆn dÇu nµy sÏ bÞ th¶i ra ngoµi m«i tr−êng, g©y « nhiÔm, ®ång thêi, g©y tèn kÐm mét l−îng kh¸ lín CTR nªn kh«ng kinh tÕ.

- Khi tiÕn hµnh qu¸ tr×nh tÈy röa víi dung dÞch chÊt tÈy röa cã mÆt c¶ dÇ

u th«ng vµ chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt th× hiÖu qu¶ tÈy röa ®¹t cao nhÊt. Chóng t«i cho r»ng khi ®ã, qu¸

170

tr×nh tÈy röa xÈy ra c¶ theo c¬ chÕ cuèn tr«i vµ c¬ chÕ hoµ tan. C¸c chÊt H§BM ®ãng vai trß lµ chÊt nhò ho¸ vµ ph©n t¸n c¸c ph©n tö dÇu th«ng vµo trong n−íc d−íi d¹ng c¸c h¹t nhò t−¬ng. Sau khi hoµ tan phÇn lín cÆn dÇu trªn bÒ mÆt th× dÉn ®Õn søc c¨ng bÒ mÆt cña cÆn dÇu sÏ gi¶m, ®Õn mét giíi h¹n nµo ®ã mµ d−íi t¸c dông cuèn tr«i cña c¸c h¹t nhò, sÏ lµm cuèn tr«i nèt phÇn “cøng ®Çu” nhÊt cña cÆn dÇu b¸m trªn bÒ mÆt nhiÔm bÈn.

MÆt kh¸c sau khi tÈy röa, ®Ó l¾ng dung dÞch mét thêi gian th× phÇn cÆn dÇu sÏ t¸ch ra vµ næi lªn trªn do tû träng cña CTR ≈ 1 (ChÊt tÈy röa sö dông cã nång ®é 1%). PhÇn cÆn dÇu t¸ch ra sÏ ®−îc thu håi vµ sö dông lµm nguyªn liÖu cho qu¸ tr×nh oxy ho¸, s¶n xuÊt bitum nhùa ®−êng. PhÇn n−íc th¶i sÏ dÔ dµng ®−îc xö lý v× cÆn dÇu ®· hÇu nh− ®−îc t¸ch hÕt. N−íc th¶i sau khi xö lý sÏ th¶i ra ngoµi mµ kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr−êng.

CTR hoµ tan c¸c ph©n tö tiÕp gi¸p

CTR hoµ tan c¸c ph©n tö tiÕp gi¸p lµm gi¶m gãc thÊm −ít

Giät dÇu

BÒ mÆt nhiÔm bÈn

CTR t¸ch giät dÇu ra khái bÒ mÆt nhiÔm bÈn do hiÖu øng “cuèn tr«i”

CTR tiÕp tôc hoµ tan c¸c ph©n tö tiÕp gi¸p lµm gi¶m gãc thÊm −ít

Giät dÇu

BÒ mÆt nhiÔm bÈn

Tõ tÊt c¶ c¸c kÕt qu¶ thu ®−îc ë trªn, chóng t«i cho r»ng, qu¸ tr×nh tÈy röa lµ sù kÕt ù hoµ tan vµ cuèn tr«i. Hai qu¸ tr×nh nµy hç trî nhau lµm cho sù t¸c h cÆn dÇu hîp gi÷a s ra khái bÒ mÆt bån bÓ chøa rÊt thuËn tiÖn. Sù “®Æc tr−ng” cña CTR cÆn dÇu b¶n chÊt lµ ë chç, chóng ph¶i cã sù kÕt hîp gi÷a chÊt H§BM vµ dung m«i h÷u c¬, mµ c¸c CTR th«ng th−ên g ®Òu kh«ng cã. Cã thÓ biÓu diÔn c¬ chÕ tÈy röa cÆn dÇu theo m« t¶ sau:

H×nh 3. 19 M« t¶ qu¸ tr×nh tÈy röa cÆn dÇu trªn bÒ mÆt nhiÔm bÈn

4.5. X©y dùng ph−¬ng tr×nh biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a SCBM vµ ®é tÈy röa b»ng ph−¬ng ph¸p to¸n häc.

Sau khi lo¹i bá nh÷ng ®iÓm ngo¹i lÖ vµ biÓu diÔn c¸c ®iÓm thùc nghiÖm vÒ ®é tÈy röa vµ SCBM nh− h×nh 3.20 ta thÊy, ®å thÞ biÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a søc c¨ng bÒ mÆt vµ ®é tÈy röa cã h×nh d¹ng ®å thÞ cña ph−¬ng tr×nh håi quy siªu viÖt y = a.bx . [43]

171

Trong ®ã:

y: §é tÈy röa. x: Søc c¨ng bÒ mÆt.

Logarit hai vÒ ta ®−îc:

lgy = lga + x.lgb. §Æt z = lgy, A = lga, B = lgb

120

100

ta ®−îc ph−¬ng tr×nh sau: z = A + x.B.

)

%

( a ử r y ẩ t ộ Đ

S

ức că

ng bề

m ặt (

m N/

m )

H×nh 3.20. §−ên g co ng thù c nghi Öm biÓ u diÒn sù liªn q uan gi ÷a ®é tÈy röa vµ SCBM

§Ó t×m hÖ sè A , B ta ¸p dông ph−¬ng ph¸p “b×nh ph−¬ng nhá nhÊt” ®Ó gi¶i. KÕt qu¶

thÓ hiÖn trªn b¶ng sè liÖu sau: B¶ng 3.50. KÕt qu¶ ®o søc c¨ng bÒ mÆt vµ é tÈy röa c ® ña c¸c mÉu c hÊt t Èy röa.

Tªn mÉu

xi 49,.44 49,65 49,96 50,47 50,47 50,99 51,19 51,5 52,53 55,62 56,65 61,8 yi 96,5 94,8 92,1 86,0 85,4 82,7 81,0 80,0 76,8 65,8 62,2 49,7 ST T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12

172

Khi ®ã ta cã:

i vµ x

i*zi.

B ¶ng 3 .51. KÕ t qu¶ x¸c ® Þnh c¸c gi¸ trÞ x2

2

STT yi xi zi xi xi*zi

96,5 1 49,44 1,985 2444,31 98,115

94,8 2 49,65 1,977 2464,73 98,141

92,1 3 49,96 1,964 2495,5 98,125

86 4 50,47 1,934 2547,22 97,634

85,4 5 50,47 1,931 2547,22 97,481

82,7 6 50,99 1,918 2599,47 97,764

81 7 51,19 1,908 2620,52 97,697

80 8 51,5 1,903 2652,25 98,009

76,8 9 52,53 1,885 2759,4 99,038

65,8 10 55,62 1,818 3093,58 101,13

62,2 11 56,65 1,794 3209,22 101,62

49,7 12 61,8 1,696 3819,24 104,83

953 Tæng 630,3 22,71 33252,7 1189,6

n.A + B.Σxi = Σzi

A. Σxi +

B. Σxi

2 = Σxi.zi

12.A + B.630,3 = 22,71

A. 630,3 + B. 33252,7 = 1189,6

A = 3,058

B = - 0,022

Theo ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng nhá nhÊt ta cã hÖ ph−¬ng tr×nh sau:

173

,022= 0

,951

VËy ta cã: 03, a = 10A = 1 058 = 1142,8 ;b = 10-0

Ph−¬ng tr×n håi quy h t×m ®−î c cã d ¹ng lµ:

y =1142,8.0,951 (*)

KiÓm tra tÝnh t−¬ng hîp cña ph−¬ng tr×nh håi quy t×m ®−îc víi thùc nghiÖm.

Gäi yj lµ gi¸ trÞ cña ®é tÈy röa tÝnh theo ph−¬ng tr×nh håi quy (*). Khi ®ã ta cã b¶ng sè liÖu sau:

B¶ng 3.52. KÕt qu¶ x¸c ®Þnh c¸c gi¸ trÞ (yi - y ) j

(y - y )2 STT x

i

y i y j

i

j

1 49,44 96,5 95,33 1,3689

2 49,65 94,8 94,35 0,2025

3 49,96 92,1 92,89 0,6241

4 50,47 86 90,52 20,4304

5 50,47 85,4 90,52 26,2144

6 50,99 82,7 88,21 30,3601

7 51,19 81 87,3 39,69

8 51,5 80 8 5,95 35,4025

9 52,53 76,8 81,62 23,2324

10 55,62 65,8 69,88 16,6464

11 56,65 62,2 66,36 17,3056

12 61,8 49,7 51,23 2,3409

Tæng 630,3 953 994 ,2 213,818

d−

S2 Ta cã: F = S2 Trong ®ã:

d− : Ph−¬ng sai d−.

ll : Ph−¬ng sai t¸i sinh.

174

∑ − ( y

1 lN −

i 1 =

S2 = d−

N: Sè thùc nghiÖm.

818,213.

l: Sè hÖ sè cã nghÜa cña ph−¬ng tr×nh håi quy.

d− =

1 12 −

= 21,4. Thay sè vµo ta cã: S2

Gi¸ trÞ trung t©m cña biÕn x lµ:

x0 = (xmax + xmin)/2= (61,8 + 49,44)/2 = 55,62.

TiÕn hµnh thÝ nghiÖm lÆp l¹i 3 lÇn t¹i gi¸ trÞ trung t©m cña biÕn x (xo) ta ®−îc kÕt

qu¶ s au:

B¶ng 3.53. KÕt qu¶ x¸c ®Þnh ®é tÈy röa t¹i gi¸ trÞ trung t©m.

LÇn 1 2 3

y 6 5,8 67,7 64, 3

VË y gi¸ trÞ trung b×nh cña biÕn y t¹i t©m lµ:

(

67,7 + 64,3)/3 = 65,9 yo = (65,8 +

0: S

oiy

− 0 )y

1 −

∑ 1 i

1 =

víi N è thÝ ng hiÖm lÆp. S2 = ll

ll =

1 13 −

[(65,8 – 65,9) + (67,7 – 65,9)2 + (64,3 – 65,9)2] = 5,81 S2

2 4,1 81,5

= 3 ,68 VËy ta cã: F =

fp ,

Ta cã: p = 0,05. f1 = 12 - 2 = 10. f2 = 3 - 1 = 2.

. Tra b¶ng 3.53 ta ®−îc: F = 19,4. VËy F < F

VËy ph−¬ng tr×nh håi quy phï hîp víi thùc nghiÖm.

175

B¶ng 3.54. So s¸nh k Õt qu¶ x¸c ®Þnh ®é tÈ y röa theo ph−¬ng ph¸p to¸n häc vµ ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm.

§é tÈy röa (%) STT SCBM(mN/m) Theo thùc nghiÖm Theo to¸n häc

96,5 95,33 1 49.44

94,8 94,35 2 49.65

92,1 92,89 3 49.96

86 90,52 4 50.47

85,4 90,52 5 50.47

82,7 88,21 6 50.99

81 87,3 7 51.19

80 85,95 8 51.5

76,8 81,62 9 52.53

65,8 69,88 10 55.62

62,2 66,36 11 56.65

49,7 51,23 12 61.8

Tõ b¶ng kÕt qu¶ nµy cho thÊy:

- Qua ph−¬ng ph¸p ®o søc c¨ng bÒ mÆt chóng ta cã thÓ ®¸nh gi¸ ®−îc ®é tÈy röa

cña dung dÞch chÊt tÈy röa.

- Sù liªn quan trùc tiÕp gi÷a ®é tÈy röa vµ søc c¨ng bÒ mÆt theo tû lÖ thuËn: khi ®é

V. Kh¶o s¸t t¸c ®éng ®Õn m«I tr−êng ®Êt vµ n−íc cña hçn hîp

tÈy röa t¨ng th× søc c¨ng bÒ mÆt gi¶m vµ ng−îc l¹i.

chÊt tÈy rö

a

§Ó ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña chÊt tÈy röa tíi m«i tr−êng sèng, chóng t«i ®¸nh gi¸ t¸c

®éng cña chÊt tÈy röa lªn m«i tr−êng ®Êt vµ m«i tr−êng n−íc th«ng qua c¸c th«ng sè

COD vµ BOD. Hai th«ng sè nµy ®−îc x¸c ®Þnh theo thêi gian ®Ó ®¸nh gi¸ sù thay ®æi cña

176

chóng, ®ång thêi so s¸nh víi sù biÕn ®æi cña COD vµ BOD cña c¸c chÊt cã cïng tÝnh

n¨ng tÈy röa. Do vËy, ë ®©y chóng t«i chän chÊt tÈy röa cña Mü cã cïng tÝnh n¨ng tÈy

röa c Æn dÇu vµ mét chÊt tÈy röa th«ng dông nhÊt trªn thÞ tr−êng lµ bét giÆt OMO lµm c¸c

mÉu ®èi chøng.

ChÊt tÈy röa cña Mü vµ chÊt tÈy röa cña chóng ta ®ang nghiªn cøu ( gäi lµ chÊt tÈy

röa B¸ch Khoa hay BK-NT1), ®−îc pha theo tû lÖ tÈy röa 1/200. Cßn bét giÆt OMO ®−îc

pha theo tû lÖ h−íng dÉn ghi trªn bao b×. §Ó ®¸nh gi¸, so s¸nh cho c hÝnh x¸c t«i ®· tiÕn

hµnh nh− sau:

+ Xµ phßng OMO pha theo tû lÖ giÆt tÈy, chÊt tÈy röa cña Mü vµ chÊt tÈy röa cña

B¸ch Khoa ch−a tham gia tÈy röa ®−îc ®−a vµo n−íc s«ng hå vµ ®−a vµo ®Êt. Tõ ®ã, x¸c

®Þnh sù biÕn thiªn theo thêi gian cña c¸c th«ng sè BOD vµ COD c¸c chÊt trong m«i

tr−êng n−íc s«ng hå vµ m«i tr−êng ®Êt, sau ®ã ®em so s¸nh víi nhau.

+ ChÊt tÈy röa cña Mü vµ BK ®−îc pha theo tû lÖ tÈy röa (nång ®é 1%), ®· ®−îc

dïng ®Ó tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu. N−íc th¶i sau khi tÈ y röa ®−îc lÊy ra ®em ®i l¾ng, läc

s¬ bé cÆn dÇu, sau ®ã ®−îc ®æ th¼ng vµo n−íc s«ng hå vµ ®Êt. Ta cò ng x¸c ®Þnh c¸c chØ

tiªu COD vµ BOD cña c¸c chÊt theo thêi gian ®Ó x¸c ®Þnh sù ph©n huû cña chóng trong

m«i tr −êng ®Êt vµ m«i tr−êng n−íc, sau ®ã ®em ra so s¸nh víi nhau.

5.1. §¸nh gi¸ t¸c ®éng cña chÊt tÈy röa lªn m«i tr−êng n−íc s«ng.

Tr−íc hÕt, chóng t«i ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña chÊt tÈy röa lªn m«i tr−êng n−íc vµ hÖ

vi sinh vËt n−íc. C¸c chÊt tÈy röa ®−îc ®−a vµo trong m«i tr−ên g n−íc s«ng hå theo ®óng

tû lÖ tÈy röa cña chóng, qu¸ tr×nh ñ mÉu vµ lÊy mÉu ®−îc thùc hiÖn ®ång thêi trong m«i

êng t−¬ng ®−¬ng nhau vÒ nhiÖt ®é, ¸nh s¸ng, ®é Èm... LÊy mÉu theo thêi gian, cø ba tr−

ngµy lÊy mÉu mét lÇn x¸c ®Þnh c¸c chØ sè COD vµ BOD, chóng ta ®¸nh gi¸ sù t¸c ®éng

cña chóng tíi m«i tr−êng th«ng qua hai th«ng sè nµy.

5.1.1. T¸c ®éng cña chÊt tÈy röa OMO lªn m«i tr− êng n −íc s«ng.

ChÊt tÈy röa OMO ®−îc pha theo tû lÖ ghi trªn bao b× h−íng dÉn sö dông, mét

muçng OMO hoµ trong 3- 4 lÝt n −íc t −¬ng ® ¬ng víi nång ®é 1,4%. −

177

-LÊy mÉu t¹i thêi ®iÓm 0 (lµ thêi ®iÓm sau khi ®−a mÉu vµo) vµ cø sau 4 hoÆc 5

ngµy ngµy lÊy mÉu mét lÇn, cho ®Õn khi ®¹t tiªu chuÈn ViÖt Nam ®èi víi n−íc th¶i c«ng

nghiÖ p lo¹i B. KÕt qu¶ thu ®−îc thÓ hiÖn ë b¶ng vµ ®å thÞ sau:

B¶ng 3.55: ChØ sè COD vµ BOD cña chÊt tÈy röa OMO trong m«i tr−êng n−íc s«ng.

0 4 8 12 22 27 17 30

Thêi gian (ngµy) COD 360 120 1020 720 600 480 240 60

BOD 170 60 470 320 270 220 110 30

gi¸

§¹t trÞ cét C §¹t gi¸ trÞ cét B

Cét B lµ gi¸ trÞ quy ®Þnh cho n−íc th¶i c«ng nghiÖp ®−îc ®æ vµo c¸c vùc n−íc dïng

cho c¸c môc ®Ých giao th«ng thuû, t−íi tiªu, b¬i léi, nu«i thuû s¶n, trång trät...

Cét C lµ gi¸ trÞ quy ®Þnh cho n−íc th¶i c«ng nghiÖp kh«ng ®−îc ®æ vµo c¸c vùc

n−íc, chØ ®−îc phÐp ®æ vµo c¸c n¬i quy ®Þnh.

ChØ sè COD vµ BOD cña OMO trong m«i tr−êng n−íc s«ng gi¶m theo thêi gian.

Tuy nhiªn, chØ sau 17 ngµy th× c¸c chØ sè ®o míi ®−îc ®¹t tiªu chuÈn cho phÐp th¶i ra

n¬i quy ®Þnh theo “Tiªu chuÈn n−íc th¶i c«ng nghiÖp cña ViÖt Nam” (t−¬ng øng víi gi¸

trÞ quy ®Þnh trong cét C ) vµ ®Õn 27 ngµy th× ®−îc phÐp th¶i vµo c¸c vùc n−íc dïng cho

môc ®Ých giao th«ng thuû, t−íi tiªu, b¬i léi, nu«i thuû s¶n, trång trät...(t−¬ng øng víi gi¸

trÞ quy ®Þnh trong cét B).

Theo b¶ng sè liÖu ta còng thÊy r»ng, c¸c chØ sè COD vµ BOD gi¶m m¹nh ë thêi

gia n ®Çu ( ba ng µy ®Çu th× gi t−¬ ¶m ng ®èi n Òu: 30 hi %) , nh÷n g n gµy ti Õp th eo gi ¶m Ý t h¬n

vµ t −¬ng ® èi ®å ng ®Ò u.

5.1.2. T¸c ®éng cña chÊt tÈy röa Greasemaster Mü lªn m«i tr−êng n−íc s«ng.

- ChÊt tÈy röa Mü ®−îc ®−a vµo trong n−íc s«ng theo tû lÖ tÈy röa th«ng th−êng lµ

1% (kho¶ng 1gam chÊt tÈy röa víi 100ml n−íc s«ng).

- Sau khi cho chÊt tÈy röa vµo trong n−íc s«ng, ta lÊy mÉu ®em x¸c ®Þnh c¸c chØ sè

COD vµ BOD t¹i thêi ®iÓm 0 vµ cø 3 ngµy th× ta l¹i lÊy mÉu mét lÇn ®Ó x¸c ®Þnh c¸c chØ

sè COD vµ BOD. KÕt qu¶ thu ®−îc thÓ hiÖn ë c¸c b¶ng vµ ®å thÞ sau.

178

B¶ng 3.56: ChØ sè COD vµ BOD cña CTR Greasmaster Mü trong m«i tr−êng n−íc s«ng

0 3 6 9 12 15 18 21 24 Thêi gian (ngµy)

COD 120 300 1200 960 720 540 420 180 60

BOD 50 140 550 440 330 250 210 80 20

§¹t gi¸ trÞ cét C §¹t gi¸ trÞ cét B

ChÊt tÈy röa Greasemaster Mü trong m«i tr−êng n−íc s«ng

1400

1200

1000

960

800 COD

720 BOD

600

550

540

440

420

400 D O B µ v D O C

330

300

250

210

200

140 180 80

120 50

60 20

0

3

6

9

12

15

18

21

24 ngµy

Hinh 3.21 §å thÞ biÓu diÔn sù gi¶m COD vµ BOD cña CTR Greasmaster Mü

Sè liÖu trong b¶ng vµ ®å thÞ cho thÊy, ch

i¸ trÞ ®Þnh ng ø îc g quy

Êt tÈy röa Greasmaster cña Mü Ýt t¸c ®éng tíi m«i tr−êng, do c¸c chØ sè COD vµ BOD ®Òu gi¶m dÇn theo thêi gian. Sau 12 ®Õn 15 µy th× ®¹t gi¸ trÞ quy ®Þnh t−¬ng øng víi cét C trong b¶ng tiªu chuÈn n−íc th¶i c«n g ng ng v t−¬ íi nghiÖp cña ViÖt Nam, vµ tõ 21 ®Õn 24 ngµy th× ®¹t ®− cét B. So víi CTR OMO th× thêi gian ph©n huû cña Greasmaster nhanh h¬n.

5.1.3. T¸c ®éng cña chÊt tÈy röa BK lªn m«i tr

- C hÊt tÈ −a vµ rong y röa ®−î BK c ® o t −êng n−íc s«ng. theo tû lÖ ng íc s« tÈy r öa th «ng th− êng lµ

n− 1% (1gam chÊt tÈy röa víi 100ml n−íc s«ng).

179

- Cø sau tõ 2-4 ngµy ta lÊy mÉu mét ®Ó x¸c ®Þnh c¸c chØ sè COD vµ BOD cho mÉu,

thu ®−îc c¸c sè liÖu t¹i b¶ng vµ ®å thÞ sau:

B¶ng 3.57: ChØ sè COD vµ BOD cña chÊt tÈy röa BK trong m«i tr−êng n −íc s«ng.

0 3 6 9 12 15 17 21 23 Thêi gian (ngµy)

COD 360 1800 1320 960 840 600 480 180 120

BOD 170 860 620 460 390 300 230 80 50

§¹t gi¸ trÞ cét C §¹t gi¸ trÞ cét B

ChÊt tÈy röa B¸ch Khoa trong m«i tr−êng n−íc s«ng

2000

1800

1600

1400

1320

1200

1000

960

860

840 COD BOD

800 D O B µ v D O C

620

600

480

460

400

390

360

300

230

200

170 180 80

120 50

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27 Ngµy

H×nh 3. .22 §å thÞ biÓu diÔn sù gi¶m COD vµ BOD cña CTR BK-NT1

Qua b¶ng sè liÖu vµ ®å thÞ cho ta biÕt ®−îc hçn hîp sau tÈy röa BK Ýt t¸c ®éng tíi

m«i tr −êng, do c¸c chØ sè COD vµ BOD ®Òu gi¶m dÇn theo thêi gian. Sau kho¶ng 17÷18

ngµy th× ®¹t gi¸ trÞ quy ®Þnh t−¬ng øng víi cét C trong b¶ng tiªu chuÈn n−íc th¶i c«ng

nghiÖp cña ViÖt Nam, vµ sau kho¶ng 23÷24 ngµy th× ®¹t ®−îc gi¸ trÞ quy ®Þnh t−¬ng øng

víi c ét B. Nh− vËy, hiÖu qu¶ t¸c ®éng ®Õn m«i tr−êng cña BK-NT1 còng gÇn nh− t−¬ng

®−¬ng víi CTR cña Mü.

180

5.1.4. So s¸nh viÖc ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña c¸c CTR trªn tíi m«i tr−êng n−íc.

Sau ®©y, chóng t«i ®−a ra kÕt qu¶ so s¸nh nh− sau:

- CTR OMO cã thêi gian ph©n huû trong m«i tr−êng n−íc vµ ®Êt ®Òu dµi, th−êng th×

p h¶i mÊt kho¶ng 27 ngµy trë lªn c¸c tiªu chuÈn COD vµ BOD míi ®¹t TCVN vÒ n−íc th¶i

c «ng nghiÖp

- CTR BK-NT1 cã chØ sè COD vµ BOD ®Çu vµo cao h¬n so víi CTR Greasmaster

Mü, nh−ng kh¶ n¨ng ph©n huû cña BK-NT1 l¹i nhanh h¬n so víi Greasmaster, do vËy sè

ngµy cÇn thiÕt ®Ó tù nhiªn cho chóng ph©n huû ë m«i tr−êng lµ t−¬ng ®−¬ng nhau vµ

ng¾n h¬n so v¬i OMO (kho¶ng 17÷23 ngµy)

- Qua c¸c sè liÖu thu ®−îc cña 2 lo¹i chÊt tÈy röa cã cïng tÝnh n¨ng lµ BK-NT1 vµ

Greasmaster thÊy r»ng, c¸c chØ sè thu ®−îc tõ viÖc ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña CTR tíi m«i

tr−êng ®Òu gi¶m m¹nh theo thêi gian, chøng tá r»ng, chÊt tÈy röa BK kh«n g g©y ®éc h¹i

tíi m«i tr −êng ë nång ®é tÈy röa. §iÒu ®ã ®· ®−îc chøng minh qua sù gi¶m cña COD vµ

BOD theo thêi gian, cã nghÜa lµ hµm l−îng c¸c chÊt trong m«i tr−êng n−íc s«ng vµ ®Êt

®Òu gi¶m dÇn do sù t¸c ®éng cña c¸ c t¸c nh©n lý häc vµ ho¸ häc nh− nhiÖt ®é, ¸nh s¸ng...

vµ t¸c nh©n sinh häc lµ sù ho¹t ®éng cña c¸c hÖ vi sinh vËt trong n−íc s«ng. Tuy r»ng,

c¸c c hÊt tÈy röa khi ch−a qua xö lý th× c¸c chØ sè ®o ®−îc ë ®Çu vµo cao, do ®ã thêi gian

®Ó c¸c vi sinh vËt ph©n huû cÇn ph¶i dµi h¬n. Qua ®å thÞ ta còng nhËn thÊy, chÊt tÈy röa

BK-NT1 cÇn thêi gian gi¶m dµi h¬n so víi Greasmaster Mü do ®Çu vµo cao h¬n, nh−ng

møc ®é gi¶m tro ng cïng thêi gian 3 ngµy nhanh h¬n cña Greasmaster Mü.

Nªn tr−íc khi th¶i ra m«i tr−êng cÇn ph¶i qua c¸c thiÕt bÞ xö lý nh»m gi¶m thêi

gian ph©n gi¶i, ®ång thêi tr¸nh ngé ®éc cho m«i tr−êng nÕu th¶i ra liªn tôc trong thêi

gian ng¾n.

Do ®ã chóng t«i tiÕn hµnh ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña n−íc th¶i chÊt tÈy röa sau khi

®−îc xö lý tíi m«i tr−êng n−íc. N−íc th¶i chÊt tÈy röa sau khi ®−îc xö lý, ta còng tiÕn

hµnh ®−a vµo m«i tr−êng n−íc vµ theo dâi sù biÕn thiªn theo thêi gian cña c¸c th«ng sè

COD vµ BOD.

5.2. § ¸nh gi¸ t¸c ®éng cña chÊt tÈy röa lªn m«i tr−êng ®Êt.

§¸nh gi¸ trong m«i tr−êng n−íc mí i chØ lµ ®¸nh gi¸ mét phÇn rÊt nhá trong tæng

thÓ m«i tr−êng nãi chung. Do ®ã, viÖc ®¸nh gi¸ c¸c chÊt tÈy röa t¸c ®éng tíi m«i tr−êng

181

®Êt lµ rÊt quan träng. Trong m«i tr−êng ®Êt chóng ta ®¸nh gi¸ thêi gian ph©n huû cña c¸c

chÊt tÈy röa trong hai lo¹i ®Êt kh¸c nhau, nh»m lµm râ h¬n sù t¸c ®éng cña c¸c chÊt tÈy

röa tíi m« i tr−êng ®Êt. ë ®©y chóng t«i chän mét lo¹i lµ ®Êt c¸t b¹c mµu vµ mét lo¹i lµ

®Êt g iµu dinh d−ìng (®Êt phï sa). Sau ®©y lµ nh÷ng ®¸nh gi¸ thu ®−îc qua viÖc x¸c ®Þnh

c¸c chØ sè COD vµ BOD cña c¸c chÊt tÈy röa t¸c ®éng tíi m«i tr−êng ®Êt.

Qu¸ tr×nh tiÕn hµnh nh− sau ®èi víi c¶ hai lo¹i ®Êt lµ ®Êt b¹c mµu vµ ®Êt phï sa.

- C©n 1000g ®Êt, ®−a vµo c ¸c khay.

- LÊy 300ml c¸c chÊt tÈy röa ®−îc pha víi nång ®é nh− x¸c ®Þnh víi n−íc s«ng vµ

n−íc th¶i ®· tÈy röa, råi ®−a vµo ®Êt. §Æt trong ®iÒu kiÖn nh− nhau vÒ nhiÖt ®é, ¸nh s¸ng,

®é Èm, ...

- TiÕn hµnh ph©n tÝch mÉu t¹i thêi ®iÓm 0 (lµ thêi ®iÓm ngay sau khi ®−a mÉu vµo

trong m«i tr−êng ph©n tÝch) vµ cø c¸ch 3 ngµy lÊy mÉu mét lÇn. C¸c kÕt qu¶ COD vµ

BOD thu ®−îc ®èi víi ®Êt b¹c mµu ®−îc ký hiÖu lµ COD0 vµ BOD0, ®èi víi ®Êt phï sa ®−îc ký h iÖu lµ COD vµ BOD.

- Qu¸ tr×nh lÊy mÉu ph©n tÝch nh− sau: lÊy 30g mÉu pha trong n−íc cÊt cho ®Õn

100ml. §em n−íc mÉu ®ã ®i x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè COD v µ BOD.

5.2.1 . T¸c ®éng cña chÊt tÈy röa Greasmaster Mü lªn m«i tr−êng ®Êt b¹c mµu vµ ® Êt

gi µu dinh d−ìng (®Êt phï sa).

- ChÊt tÈy rö a Greasmaster Mü ®−îc ®−a vµo m«i tr−êng ®Êt b¹c mµu vµ ®Êt phï sa

t¹i cïng thêi ®iÓm nh nhau, − ®− îc b¶ o q u¶n tron g cï ng ® iÒu kiÖn vÒ nhiÖ t ®é , ¸n h s¸ng,

. ®é Èm ..

- T iÕn hµn h lÊy mÉu t¹ i thêi ®i Óm 0 (lµ thêi m sa ®iÓ u k hi võ a c ho ch Êt tÈy rö a vµo

m«i tr−ê ng ®Ê t) vµ c ø c¸ch ngµy 3 ta l¹i lÊ y m Éu m lÇn. ét

- §o c¸c chØ sè COD vµ BOD cña c¶ hai lo¹i ®Êt, ta thu ®−îc kÕt qu¶ ë b¶ng sau:

B¶ng 3.58: ChØ sè COD vµ BOD cña chÊt tÈy röa Greasmaster trong m«i tr−êng ®Êt.

0 3 6 9 12 15 18 21

Thêi gian (ngµy) COD 0 BOD 0 COD BOD 480 220 660 310 420 190 540 250 360 160 450 200 320 140 370 160 280 120 310 140 240 110 240 100 210 100 180 80 170 80 120 60

182

T ¸c ®éng cña chÊt tÈy röa G reasm aster M ü lªn m «i tr−êng ®Êt

350

310

300 B O D 0

B O D

250

220

200

190

160 D O B

150 160 140

140 120

100 110 100

100 80

80 60

50

0

3

6

9

12

15

18

21

24 N gµy

H×nh 3. 23.Sù gi¶m BOD cña CTR Greasmaster trong ®Êt

T ¸ c ® é n g cñ a ch Ê t tÈ y rö a G rea sm a ster M ü lªn m « i tr− ê n g ® Ê t

7 0 0

6 6 0

6 0 0

5 4 0

5 0 0

4 8 0

C O D 0 C O D

4 5 0

4 2 0

4 0 0

3 6 0

3 7 0 3 2 0

D O C

3 0 0

3 1 0 2 8 0

2 4 0 2 4 0

2 0 0

2 1 0 1 8 0

1 7 0 1 2 0

1 0 0

0

3

6

9 1 2

1 5

1 8

2 1

2 4

N g µ y

H×nh 3. 24 Sù gi¶m COD cña CTR Greasmaster trong ®Êt

Theo sè liÖu vµ ®å thÞ thu ®−îc, chóng ta thÊy chÊt tÈy röa Greasmaster Mü trong

m«i tr−êng ®Êt b¹c mµu cã møc ®é ph©n gi¶i gi¶m chËm h¬n so víi trong m«i tr−êng ®Êt

phï sa, nguyªn nh©n lµ do, trong ®Êt phï sa cã nhiÕu nh÷ng t¸c nh©n vi sinh vËt cã kh¶

n¨ng trî gióp cho sù ph©n huû nh− c¬ chÕ ph©n huû b»ng vi sinh

183

5.2.2. T¸c ®éng cña chÊt tÈy röa BK lªn m«i tr−êng ®Êt b¹c mµu vµ ®Êt giµu dinh

d−ìng (®Êt phï sa).

- ChÊt tÈy röa BK ®−îc ®−a vµo m«i tr−êng ®Êt b¹c mµu vµ ®Êt phï sa t¹i cïng thêi

®iÓm nh− nhau, ®−îc ®Æt trong cïng ®iÒu kiÖn vÒ nhiÖt ®é, ¸nh s¸ng, ®é Èm ...

- TiÕn hµnh lÊy mÉu t¹i thêi ®iÓm 0 (lµ thêi ®iÓm sau khi võa cho chÊt tÈy röa vµo

m«i tr−êng ®Êt) vµ cø c¸ch 3 ngµy ta l¹i lÊy mÉu mét lÇn.

- §o c¸c chØ sè COD vµ BOD cña c¶ hai lo¹i ®Êt, ta thu ®−îc kÕt qu¶ ë b¶ng sau:

B¶ng 3. 59: ChØ sè COD vµ BOD cña chÊt tÈy röa BK trong m«i tr−êng ®Êt.

0 3 6 9 12 15 18 21

Thêi gian (ngµy) COD 0 BOD 0 COD BOD 510 220 720 320 440 190 630 270 390 170 540 230 360 150 470 200 330 140 410 180 310 130 360 160 290 120 300 130 280 120 240 110

T ¸c ®éng cña chÊt tÈy röa B ¸ch K hoa lªn m «i tr−êng ®Êt

800

720

700 C O D 0

630

600 C O D

540

510

500

470

440

400

390 D O C

360 410 330

360 310

300 300 290

280 240

200

100

0

3

6

9

12

15

18

21

24 N gµy

H×nh 3. 25 : Sù gi¶m COD cña CTR BK-NT1 trong ®Êt

184

T ¸ c ® é n g cñ a ch Ê t tÈ y rö a B ¸ ch K h o a lªn m « i tr− ê n g ® Ê t

3 5 0

3 2 0

3 0 0

2 7 0

B O D 0

2 5 0

2 3 0

B O D

2 2 0

2 0 0

1 9 0

1 8 0

1 7 0

1 6 0

D O B

1 5 0

1 4 0

1 3 0

1 3 0 1 2 0

1 2 0 1 1 0

1 0 0

5 0

0

3

6

9 1 2

1 5

1 8

2 1

2 4

N g µ y

H×nh: 3.26 : Sù gi¶m BOD cña cña CTR BK-NT1 trong ®Êt

5.2.3. T¸c ®éng cña hçn hîp sau tÈy röa cña Greasmaster Mü lªn m«i tr−êng ®Êt b¹c

mµu vµ ®Êt giµu dinh d−ìng (®Êt phï sa).

- ChÊt tÈy röa cña Greasmaster Mü ®−îc pha víi nång ®é tÈy röa 1%, ®· dïng tÈy

röa cÆn dÇu, ®−îc ®−a vµo m«i tr−êng ®Êt phï sa vµ ®Êt b¹c mµu trong cïng ®iÒu kiÖn

nh− nhau.

- TiÕn hµnh lÊy mÉu t¹i thêi ®iÓm 0 (lµ thêi ®iÓm b¾t ®Çu ®−a mÉu vµo m«i tr−êng

®Êt) vµ cø ®Þnh kú sau 3 ngµy lÊy mÉu mét lÇn.

- X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè COD vµ BOD cña c¶ hai lo¹i ®Êt b¹c mµu vµ ®Êt phï sa khi

®−a hçn hîp sau tÈy röa cña Greasmaster Mü vµo, ta thu ®−îc kÕt qu¶ sau:

B¶ng 3. 60 : ChØ sè COD vµ BOD cña hçn hîp sau tÈy röa cña Greasmaster Mü trong

m«i tr−êng ®Êt.

0 3 6 9 12 15 18 21

Thêi gian (ngµy) COD 0 BOD 0 COD BOD 520 250 720 340 450 220 610 290 410 190 520 250 380 180 440 210 360 170 360 180 330 150 300 150 310 140 240 120 300 140 180 90

185

T ¸ c ® é n g c ñ a h ç n h î p s a u t È y r ö a G r e a s m a s t e r M ü t í i m « i t r − ê n g ® Ê t

8 0 0

7 2 0

7 0 0

6 1 0

6 0 0

C O D 0 C O D

5 2 0

5 0 0

4 5 0

4 1 0

4 0 0

4 4 0 3 8 0

D O C

3 6 0 3 6 0

3 1 0

3 0 0

3 3 0 3 0 0

3 0 0

2 4 0

2 0 0

1 8 0

1 0 0

0

3

6

9 1 2

1 5

1 8

2 1

2 4

N g µ y

H×nh 3. 27 : Sù gi¶m COD cña hçn hîp sau tÈy röa Greasmaster trong ®Êt

T ¸ c ® é n g c ñ a h ç n h î p s a u tÈ y r ö a G r e a s m a s te r M ü lª n m « i tr − ê n g ® Ê t

4 0 0

3 5 0

3 4 0

3 0 0

2 9 0

B O D 0 B O D

2 5 0

2 2 0

2 1 0

2 0 0

1 9 0

D O B

1 8 0

1 8 0 1 7 0

1 5 0

1 5 0 1 5 0

1 4 0

1 4 0 1 2 0

1 0 0

9 0

5 0

0

3

6

9 1 2

1 5

1 8

2 1

2 4

N g µ y

H×nh 3. 28 : Sù gi¶m BOD cña hçn hîp sau tÈy röa cña Greasmastertrong ®Êt

186

5.2.4. T¸c ®éng cña hçn hîp sau tÈy röa BK-NT1 lªn m«i tr−êng ®Êt b¹c mµu vµ

®Êt giµu dinh d−ìng (®Êt phï sa).

- ChÊt tÈy röa cña BK-NT1 ®−îc pha víi nång ®é tÈy röa 1%, ®· dïng tÈy röa cÆn

dÇu, ®−îc ®−a vµo m«i tr−êng ®Êt phï sa vµ ®Êt b¹c mµu trong cïng ®iÒu kiÖn nh− nhau.

- TiÕn hµnh lÊy mÉu t¹i thêi ®iÓm 0 (lµ thêi ®iÓm b¾t ®Çu ®−a mÉu vµo m«i tr−êng

®Êt) vµ cø ®Þnh kú sau 3 ngµy lÊy mÉu mét lÇn.

- X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè COD vµ BOD cña c¶ hai lo¹i ®Êt b¹c mµu vµ ®Êt phï sa khi

®−a hçn hîp sau tÈy röa cña BK vµo, ta thu ®−îc kÕt qu¶ sau:

B¶ng 3. 61: ChØ sè COD vµ BOD cña hçn hîp sau tÈy röa BK trong m«i tr−êng ®Êt.

0 3 6 9 12 15 18 21

Thêi gian (ngµy) COD 0 BOD 0 COD BOD 540 240 750 330 480 210 630 280 420 190 540 240 380 170 460 210 360 160 380 170 340 150 320 140 330 145 240 110 310 140 180 80

T¸c ®éng cña hçn hîp sau tÈy röa B¸ch Khoa lªn m«i tr−êng ®Êt

800

750

700

630

600

540 COD 0 COD

500

480

460

420

400

380 D O C

380 360

330 340 320

310

300

240

200

180

100

0

3

6

9

12

15

18

21

24

0 Ngµy

H×nh 3. 29 : Sù gi¶m COD cña hçn hîp sau tÈy röa BK-NT1 trong ®Êt

187

T ¸ c ® é n g c ñ a h ç n h î p s a u t È y r ö a B ¸ c h K h o a lª n m « i t r − ê n g ® Ê t

3 5 0

3 3 0

3 0 0

2 8 0

2 5 0

2 4 0

B O D 0 B O D

2 1 0

2 0 0

1 9 0

1 7 0

D O B

1 7 0 1 6 0

1 5 0

1 4 5

1 4 0

1 5 0 1 4 0

1 1 0

1 0 0

8 0

5 0

0

3

6

9 1 5

1 8

2 1

2 4

N

1 2 g µ y

H×nh: 3. 30 : Sù gi¶m BOD cña hçn hîp sau tÈy röa BK-NT1 trong ®Êt

Trong m«i tr−êng ®Êt, qua c¸c ®å thÞ trªn ta thÊy, ®èi víi tõng lo¹i hçn hîp sau tÈy

röa th× c¸c chØ sè COD vµ BOD ®Çu vµo gi¶m rÊt nhiÒu so víi c¸c chÊt tÈy röa trong m«i

NhËn thÊy, c¸c chØ sè COD vµ BOD ®Çu vµo cña hai lo¹i ®Êt kh¸c nhau vµ sù biÕn

thiªn theo thêi gian cña c¸c chØ sè nµy còng kh¸c nhau. Chøng tá cho ta thÊy møc ®é

quan träng cña c¸c lo¹i vi sinh vËt trong m«i tr−êng.

Qua c¸c sè liÖu thu ®−îc cña 2 lo¹i hçn hîp sau tÈy röa ta thÊy, chØ sè COD vµ

BOD ®Òu gi¶m m¹nh theo thêi gian. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ hµm l−îng c¸c chÊt trong ®Êt

Tõ c¸c kÕt qu¶ trªn cho ta thÊy trong m«i tr−êng n−íc, ®Êt, c¸c chÊt tÈy röa vµ c¸c

thêi gian tõ 15-25 ngµy. Cßn nÕu xö lý b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc tr−íc khi th¶i vµo m«i

188

Greasmaster, nhµ s¶n xuÊt khuyÕn c¸o lµ kh«ng ph¶i xö lý; cßn ®èi víi CTR BK-NT1,

chóng t«i ®−a ra (ë phÇn sau) lµ kh«ng nhiÒu, cã thÓ thùc hiÖn ®−îc trong ®iÒu kiÖn ë

n−íc ta.

VI.Xö lý hçn hîp sau tÈy röa chèng « nhiÔm m«i tr−êng

6.1.Xö lý phÇn n−íc th¶i

§Ó xö lý hçn hîp sau tÈy röa, chóng t«i tiÕn hµnh t¸ch riªng phÇn dÇu vµ phÇn

n−íc. PhÇn n−íc xö lý b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc vµ ph−¬ng ph¸p vi sinh, cßn phÇn dÇu

xö lý b»ng oxy ho¸.

6.1.1. Xö lý b»ng ph−¬g ph¸p ho¸ häc

phÌn nh«m vµ chÊt trî ®«ng tô Aronfloc

a-Kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña c¸c yÕu tè ®Õn qu¸ tr×nh keo tô

B¶ng 3.62 : KÕt qu¶ kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña tû lÖ phÌn / aronfloc ®Õn hiÖu qu¶ keo tô

NhËn xÐt

STT Aronfloc PhÌn COD 420 312 231 320 415 1 2 3 4 5 1 1 1 1 1 1 2 3 4 5 Keo næi, b«ng nhá Keo næi, b«ng nhá Keo næi, b«ng to Keo næi, b«ng nhá cã keo l¬ löng Keo næi, b«ng nhá, l¬ löng nhiÒu, l©u l¾ng

Tõ b¶ng 3.62 ta dùng ®−îc ®å thÞ thÓ hiÖn ë h×nh 3.31:

450

420

415

400

350

320

312

300

250 ) l / g m

(

231

200 D O C

150

100

50

0

1

2

3

4

5 TØ lÖ thÓ tÝch phÌn/aronfloc H×nh 3.31: Sù phô thuéc COD vµo tû lÖ phÌn/ Aronfloc.

189

Nh×n vµo h×nh 3.31 ta thÊy, ®−êng biÓu diÔn sù phô thuéc COD vµo tû lÖ

phÌn/Aronfloc ®¹t cùc tiÓu khi phÌn/ Aronfloc = 1/3 (vÒ thÓ tÝch). Do vËy víi tû lÖ

phÌn/aronfloc = 3/1 th× qu¸ tr×nh keo tô ®¹t hiÖu qu¶ cao nhÊt.

B¶ng 3. 63: KÕt qu¶ kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña pH ®Õn qu¸ tr×nh keo tô( víi ®iÒu kiÖn cè ®Þnh: Aronfloc=1ml; phÌn=3ml; thêi gian khuÊy 60 gi©y; nhiÖt ®é phßng).

STT COD NhËn xÐt pH

502 B«ng keo nhá, nhiÒu keo l¬ löng. 6 1

389 B«ng keo lín h¬n, cã cÆn l¬ löng. 6,5 2

240 Keo to rÊt Ýt cÆn l¬ löng. 7 3

296 Keo bÐ cã cÆn l¬ löng. 7,5 4

350 Keo nhá, nhiÒu cÆn l¬ löng. 8 5

Tõ b¶ng 3. 63 ta dùng ®−îc ®å thÞ thÓ hiÖn ë h×nh 3.32:

600

500

502

400

389

350

300

296

240

COD (m )

200

100

0

6

6.5

7

7.5

8

H×nh 3.32: BiÓu diÔn sù phô thuéc COD vµo pH.

Nh×n vµo h×nh 3.32 ta thÊy r»ng, khi pH nhá ( pH = 6 ) th× m«i tr−êng lµ axÝt vµ

kh¶ n¨ng t¹o b«ng keo kÐm do ®ã COD cao, nh−ng khi t¨ng dÇn pH th× kh¶ n¨ng t¹o

b«ng keo t¨ng lªn ®Õn gi¸ trÞ pH = 7 th× kh¶ n¨ng t¹o b«ng keo lµ tèt nhÊt øng víi COD

= 240. NÕu tiÕp tôc t¨ng pH n÷a th× nã sÏ kh«ng thuËn lîi cho qu¸ tr×nh t¹o b«ng keo.

190

B¶ng 3.64: KÕt qu¶ kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña thêi gian khuÊy ®Õn qu¸ tr×nh keo tô ( víi

®iÒu kiÖn cè ®Þnh: phÌn = 3ml; aronfloc = 1ml; nhiÖt ®é m«i tr−êng; pH = 7)

STT Thêi gian Ho¸ chÊt COD NhËn xÐt

(gi©y) (ml )

Keo tô chËm 4 360 15 1

Keo tô nhanh 4 256 30 2

Keo tô nhanh 4 230 45 3

4 270 Keo tô nhanh nh−ng b«ng keo nhá 60 4

Tõ b¶ng 3.64 ta dùng ®−îc ®å thÞ thÓ hiÖn ë h×nh 3.33:

4 320 Keo tô nhanh, b«ng keo nhá 75 5

COD (mg/l)

3 6 0

4 0 0 3 5 0

3 2 0

3 0 0

2 7 0

2 5 6

2 5 0

2 3 0

2 0 0

1 5 0

1 0 0

5 0

0

Thêi gian (s)

1 5

3 0

4 5

6 0

7 5

H×nh 3..33 : BiÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a thêi gian khuÊy vµ COD.

Nh×n vµo h×nh 3.33 ta thÊy, nÕu thêi gian khuÊy ng¾n th× kh¶ n¨ng tiÕp xóc cña ho¸

chÊt víi n−íc th¶i Ýt, do vËy sù keo tô diÔn ra chËm. NÕu t¨ng thêi gian khuÊy trén th× sù

keo tô diÔn ra nhanh h¬n, tuy nhiªn nÕu thêi gian khuÊy trén qu¸ dµi dÉn ®Õn viÖc c¸c

b«ng keo t¹o thµnh l¹i bÞ ph¸ vì do khuÊy trén, ®iÒu nµy ®−îc thÓ hiÖn ë gi¸ trÞ cña COD

191

B¶ng 3. 65: KÕt qu¶ kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña nång ®é ho¸ chÊt ®Õn qu¸ tr×nh keo tô:

STT Thêi gian Ho¸ chÊt COD NhËn xÐt

(gi©y) (g/l )

0,0321 450 Keo tô chËm 45 1

0,0767 330 Keo tô nhanh h¬n 45 2

0,1143 223 Keo tô nhanh 45 3

0,1519 310 Keo tô nhanh 45 4

0,1842 387 Keo tô nhanh 45 5

Tõ b¶ng 3.65 ta dùng ®−îc ®å thÞ thÓ hiÖn ë h×nh 3.34 :

500

450

400

387

350

330

310

300 ) l / g m

(

250

223

200 D O C

150

100

50

0 0.0321

0.0767

0.1143

0.1519

0.1842

Nång ®é ho¸ chÊt (g/l)

H×nh 3.34 : BiÓu diÔn mèi quan hÖ gi÷a nång ®é ho¸ chÊt vµ COD

Nh×n vµo h×nh 3. 34 ta thÊy r»ng khi nång ®é ho¸ chÊt t¨ng lªn th× COD gi¶m, tuy

nhiªn nÕu tiÕp tôc t¨ng nång ®é ho¸ chÊt ®Õn mét gi¸ trÞ nµo ®ã th× COD l¹i t¨ng lªn, do

l−îng ho¸ chÊt ®−a vµo thõa. Ta cã thÓ chän nång ®é ho¸ chÊt n»m trong kho¶ng 0,0767

÷ 0,1519 g/l ®Ó kh¶o s¸t.

b-KÕt qu¶ xö lý keo tô.

* N−íc th¶i Greasemarter Mü

192

B¶ng 3.66 : Xö lý n−íc th¶i Greasemarter Mü. (Cè ®Þnh: COD b® lµ 630mg/l; BOD b®

lµ 279mg/l; pH = 7; To phßng; tèc ®é khuÊy 30 v/ph.; tû lÖ phÌn/aronfloc = 30).

STT 1 2 3 4 5 6 Thêi gian khuÊy (s) 30 30 45 45 60 60 Ho¸ chÊt (g/l) 0,0767 0,1519 0,1143 0,1143 0,0767 0,1519 COD 428 421 355 353 398 369 BOD 171 163 145 140 156 151

*N−íc th¶i BK

B¶ng 3.67: Xö lý n−íc th¶i BK-NT1. (Ccè ®Þnh: COD b® lµ 620mg/l; BOD b® lµ

271mg/l; pH = 7; To phßng; tèc ®é khuÊy 30 v/ph; tû lÖ phÌn/aronfloc = 30).

MÉu 1 2 3 4 5 6 Thêi gian khuÊy ( s) 30 30 45 45 60 60 Ho¸ chÊt ( g/l ) 0,0767 0,1519 0,1143 0,1143 0,0767 0,1519 COD 368 360 220 223 298 240 BOD 162 155 91 93 130 102

*So s¸nh kÕt qu¶ xö lý hai lo¹i n−íc th¶i

B¶ng 3.68 : So s¸nh kÕt qu¶ xö lý n−íc th¶i BK vµ Greasemarter Mü víi c¸c ®iÒu kiÖn

vÒ thêi gian khuÊy vµ nnång ®é ho¸ chÊt

TT Thêi gian Ho¸ chÊt (g/l) N−íc th¶i N−íc th¶i

COD BOD COD BOD

1 2 3 4 5 6 30 30 45 45 60 60 428 421 355 353 398 369 171 163 145 140 156 151 368 360 220 223 298 240 162 155 91 93 130 102 0,0767 0,1519 0,1143 0,1143 0,0767 0,1519

193

COD ban ®Çu cña n−íc th¶i BK lµ 620 mg/l vµ cña n−íc th¶i Greasemarter Mü lµ

630 mg/l. Sau khi xö lý b»ng ph−¬ng ph¸p keo tô trong ®iÒu kiÖn: pH = 7; thêi gian

khuÊy 45 phót; nång ®é ho¸ chÊt lµ 0,1143 g/l (phÌn/aronfloc = 30/1 vÒ nång ®é), tèc ®é

khuÊy lµ 30 vßng/phót. Ta thu ®−îc n−íc th¶i BK cã COD lµ 220 mg/l, BOD lµ 91 mg/l

vµ n−íc th¶i Greasemarter Mü cã COD lµ 353mg/l, BOD lµ 140mg/l. Nh− vËy hiÖu qu¶

cña viÖc xö lý ®èi víi n−íc th¶i BK-NT1 lµ 64,5% vµ víi n−íc th¶i Greasemarter Mü lµ

63,2%.

NÕu nh− ta so tû lÖ gi÷a gi¸ trÞ COD vµ BOD th× ta thÊy r»ng, COD/BOD cña n−íc

th¶i Greasemarter Mü lµ 2,5 trong khi ®ã cña n−íc th¶i BK lµ 2,3. §iÒu ®ã chøng tá r»ng

chóng t«i cho r»ng, ®Ó ®ì « nhiÔm m«i tr−êng, nªn xö lý s¬ bé, sau ®ã thu gom n−íc

th¶i vµo n¬i qui ®Þnh. §Ó thªm trong thêi gian 2 ngµy n÷a th× sÏ ®¹t chØ tiªu ®Ó th¶i vµo

huû tù nhiªn trong m«i tr−êng sau tõ 15 ÷ 18 ngµy. Cã nghÜa lµ, nÕu xö lý th× rót ng¾n

®−îc cÇn Êy sè ngµy « nhiÔm .

B¶ng 3.69 : KÕt qu¶ xö lý c¸c lo¹i n−íc th¶i

STT MÉu n−íc th¶i COD BOD Kim lo¹i

Tr−íc 620 630 Sau 220 353 Tr−íc 271 279 Sau 91 140 Tr−íc Cã Cã Sau Kh«ng cã Kh«ng cã 1 2

BK-NT1 Greasemarter Mü

c- BiÖn luËn vÒ sù gi¶m hµm l−îng kim lo¹i sau xö lý. B¶ng 3.70 : Hµm l−îng kim lo¹i trong cÆn dÇu vµ trong n−íc th¶i sau xö lý:

Fe (ppm) 10,2 Cu (ppm) 1,4 Pb (ppm) 7,0 hîp

0,0 0,0 0,0

Hçn tr−íc xö lý N−íc th¶i sau xö lý

194

Nh×n vµo b¶ng trªn ta thÊy, hçn hîp tr−íc xö lý cã chøa c¸c kim lo¹i nh−: S¾t,

®ång, ch×. Sau xö lý, hµm l−îng c¸c kim lo¹i nay ®Òu kh«ng cßn n÷a; ®iÒu ®ã chøng tá

r»ng trong qu¸ tr×nh keo tô, l−îng kim lo¹i nµy ®· bÞ dÝnh vµo h¹t keo vµ t¸ch ra khái

n−íc. Do ®ã n−íc th¶i cã ®ñ tiªu chuÈn vÒ hµm l−îng kim lo¹i ®Ó th¶i ra m«i tr−êng.

d- BiÖn luËn vÒ sù gi¶m COD, BOD sau keo tô.

chÊt h÷u c¬ trong n−íc cao. Víi n−íc th¶i chóng ta ®ang nghiªn cøu c¸c hîp chÊt h÷u c¬

l¾ng t¸ch ®−îc. Do vËy chóng cho phÌn nh«m vµo th× c¸c h¹t keo liªn kÕt l¹i víi nhau

thµnh h¹t to h¬n vµ d−íi t¸c ®éng cña träng lùc c¸c h¹t keo nµy bÞ l¾ng t¸ch ra khái n−íc

( tuú thuéc vµo ®é nÆng nhÑ cña h¹t keo mµ nã cã thÓ bÞ l¾ng xuèng hoÆc næi lªn, trong

khi cho phÌn nh«m vµo trong n−íc nã t¹o thµnh keo Al(OH)3 mang ®iÖn d−¬ng, do sù t¸c ®éng t−¬ng hç cña hai keo lµm cho chóng bÞ trung hoµ vÒ ®iÖn. MÊt ®i nguyªn nh©n

chÝnh t¹o nªn sù bÒn v÷ng cho h¹t keo. ChÝnh vËy hµm l−îng c¸c hîp chÊt h÷u c¬ trong

n−íc gi¶m, lµm cho COD vµ BOD còng gi¶m theo.

§Ó ®−îc th¶i ra m«i tr−êng th× n−íc th¶i cÇn ph¶i ®¹t rÊt nhiÒu chØ tiªu, tuy nhiªn

hai chØ tiªu quan träng nhÊt ®Ó x¸c ®Þnh møc ®é « nhiÔm cña n−íc th¶i ®« thÞ vµ n−íc

th¶i c«ng nghiÖp ®ã lµ COD vµ BOD. Trong m«i tr−êng n−íc, khi qu¸ tr×nh oxi ho¸ sinh

häc x¶y ra th× c¸c vi sinh vËt sö dông oxi hoµ tan. V× vË, x¸c ®Þnh tæng l−îng oxi hoµ tan

cña mét dßng th¶i ®èi víi nguån n−íc. Nh− vËy BOD biÓu thÞ l−îng c¸c chÊt h÷u c¬

do ®ã nã cã gi¸ trÞ cao h¬n BOD.

e- X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè tèi −u b»ng m« h×nh to¸n.

Nh− trªn ta ®· thÊy, cã rÊt nhiÒu yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn qu¸ tr×nh keo tô, ®Ó qu¸

tr×nh keo tô ®¹t kÕt qu¶ tèt nhÊt th× ta ph¶i t×m ®−îc ®iÓm tèi −u, m« h×nh to¸n lµ mét

ph−¬ng ph¸p gióp ta cã thÓ t×m ®−îc ®iÓm tèi −u, b»ng c¸ch thiÕt lËp ra mét m« tr×nh

thùc nghiÖm t−¬ng hîp víi c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm thu ®−îc tõ nh÷ng thÝ nghiÖm rêi

195

r¹c, nhê ®ã mµ sè thÝ nghiÖm mµ ta ph¶i thùc hiÖn Ýt ®i mµ ta vÉn thu ®−îc kÕt qu¶ tèt

nhÊt. Cô thÓ nhê vµo m« h×nh to¸n khi ta kh¶o s¸t hai biÕn thêi gian khuÊy vµ nång ®é

ho¸ chÊt ta ®· t×m ®−îc m« h×nh thèng kª biÓu diÔn sù phô thuéc COD vµo thêi gian

khuÊy vµ nång ®é ho¸ chÊt nh− sau:

y = 287,7778 – 32,6667x1 – 14,3333x2 – 14,5x1x2 + 87,6664x/

ˆ y

1048 ,

7909

7608

6269

,25

7092

,62

0940

−

ZZ 1

2 2

§æi sang biÕn thùc:

Tõ ph−¬ng tr×nh trªn, ta cã thÓ tÝnh to¸n ®−îc c¸c th«ng sè biÓu thÞ cho :Thêi

gian khuÊy, nång ®é ho¸ chÊt, COD nh− sau: Z1 = 41 Z2 = 0,1132 y = 213

Nh− vËy COD nhá nhÊt lµ 213 øng víi thêi gian khuÊy lµ 41 phót, nång ®é ho¸ chÊt

lµ 0,1132 g/l.

Thùc hiÖn ®o BOD5 t¹i ®iÓm tèi −u ta cã kÕt qu¶ sau: BOD5 = 87 mg/l.

B¶ng 3.71: So s¸nh kÕt qu¶ thùc nghiÖm vµ ph−¬ng ph¸p m« h×nh to¸n häc

STT C¸c th«ng sè Thùc nghiÖm Ph−¬ng ph¸p to¸n häc

1 Thêi gian khuÊy (s) 2 Nång ®é ho¸ chÊt (g/l) 3 COD (mg/l) 45 0,1143 220 41 0,1132 213

Nh− vËy, kÕt qu¶ theo thùc nghiÖm vµ tÝnh to¸n hÇu nh− trïng nhau

f-TÝnh chi phÝ kinh tÕ cho xö lý n−íc th¶i

NÕu xö lý 1m3 n−íc th¶i th× cÇn: 113,2 g ho¸ chÊt bao gåm:

- PhÌn: 109,54 g/m3

- Aronfloc: 3,66 g/m3

Gi¸ c¸c lo¹i ho¸ chÊt trªn thÞ tr−êng hiÖn nay lµ:

- PhÌn: 3.000®/1 kg

- Aronfloc: 50.000®/1 kg

54,109(

)50

1000

+×

62,511

66,33 1000

Nh− vËy chi phÝ ®Ó xö lý 1m3 n−íc th¶i lµ:

(®) NÕu tÝnh 20% tiÒn : §iÖn, v«i,... th× xö lý 1m3 n−íc th¶i cÇn :

196

511,62 .( 1 + 0,2) = 614 (®).

Tõ c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm ®· nªu trªn, ®−a ra ®−îc s¬ nguyªn t¾c xö lý n−íc th¶i

N−íc th¶i

ChÊt ®«ng tô v« c¬

Trung hoµ

ChÊt trung hoµ

Keo tô

Xö lý sinh häc

Dung dÞch Aronfloc

Sù kÕt tña

®èt cÆn r¾n

Läc

TuyÓn næi

b»ng ph−¬ng ph¸p keo tô nh− sau:

H×nh 3.35: S¬ ®å khèi cña qu¸ tr×nh xö lý n−íc th¶i sau tÈy röa cÆn dÇu

TiÕn hµnh xö lý:

Hçn hîp sau tÈy röa ®−îc ®Ó l¾ng trong bÓ, phÇn dÇu næi ë trªn ®−îc t¸ch ra vµ lµ

nguyªn liÖu ®Çu cho qu¸ tr×nh oxi ho¸ t¹o bitum. PhÇn bïn cÆn chñ yÕu lµ c¸c t¹p chÊt c¬

häc ®−îc l¾ng xuèng d−íi vµ th¶i vµo n¬i quy ®Þnh. PhÇn n−íc th¶i cßn l¹i chñ yÕu chøa

c¸c cÊu tö chÊt tÈy röa vµ mét phÇn dÇu tan ®−îc ®−a vµo bÓ trung hoµ, bÓ trung hoµ cã

nhiÖm vô ph¸ vì sù bÒn v÷ng cña hÖ keo. PhÌn tõ bÓ tiªu thô ®−îc ®−a qua bÓ trung hoµ

®Ó hoµ trén cïng víi n−íc th¶i, l−îng phÌn ®−a vµo theo nång ®é tÝnh tr−íc. KiÓm tra ®é

pH cña dung dÞch trong bÓ hoµ trén. Sau ®ã ®−a v«i tõ bÓ pha lo·ng v«i vµo bÓ cho ®Õn

khi dung dÞch cã pH = 7. Thùc hiÖn khuÊy liªn tôc trong suèt qu¸ tr×nh víi tèc ®é 30

vßng/phót ®Ó ®¶m b¶o hoµ trén ®Òu chÊt ph¶n øng.

chuÈn bÞ s½n sÏ ®−îc ®−a vµo theo nång ®é tÝnh tr−íc. Thùc hiÖn qu¸ tr×nh khuÊy liªn tôc

197

cã nhiÖm vô t¹o ra b«ng keo to, ch¾c, nhê vµo chÊt trî t¹o b«ng aronfloc.

N−íc vµ c¸c chÊt ph¶n øng sau khi ®−îc hoµ trén ®Òu trong bÓ keo tô sÏ ®−îc ®−a

sang bÓ ph¶n øng. BÓ ph¶n øng cã chøc n¨ng hoµn thµnh nèt qu¸ tr×nh keo tô, t¹o ®iÒu

kiÖn thuËn lîi cho qu¸ tr×nh tiÕp xóc vµ kÕt dÝnh gi÷a c¸c h¹t keo ®Ó t¹o nªn nh÷ng b«ng

keo ®ñ lín. Thêi gian n−íc l−u trong bÓ kÐo dµi tõ 6 ÷ 40 phót tuú theo tõng kiÓu bÓ.

B«ng keo næi ®−îc t¸ch ra, vµ ®em ®èt. N−íc sau khi t¸ch keo ®−îc ®−a qua bÓ läc c¸t ®Ó

lo¹i bá nh÷ng h¹t keo l¬ löng khã t¸ch. N−íc th¶i sau khi ra khái bÓ läc c¸t ®−îc x¸c

®Þnh c¸c chØ tiªu vµ th¶i vµo nh÷ng n¬i quy ®Þnh.

Cã thÓ tãm t¾t kÕt qu¶ xö lý n−íc th¶i b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc nh− sau:

®Ó yªn trong 30 phót; nång ®é ho¸ chÊt 0,1143 (g/l).

- §· xö lý ®−îc n−íc th¶i cña chÊt tÈy röa BK, víi kÕt qu¶ sau:

Tr−íc xö lý: COD = 620 mg/l ; BOD = 271 mg/l.

Sau khi xö lý: COD = 220 mg/l; BOD = 91 mg/l.

HiÖu qu¶ xö lý ®¹t 64,5%. So víi n−íc th¶i Greasemarter Mü khi xö lý ë cïng ®iÒu

kiÖn (®¹t 63,2%) th× kÕt qu¶ cao h¬n. Vµ n−íc th¶i BK sau xö lý ®· ®¹t tiªu chuÈn th¶i

vµo nh÷ng n¬i quy ®Þnh.

- B»ng ph−¬ng ph¸p m« h×nh to¸n häc ®· t×m ®−îc m« h×nh thèng kª biÓu diÔn sù

ˆ y

1048 ,

7909

7608

6269

,25

7092

,62

0940

−

ZZ 1

2 2

phô thuéc COD vµo thêi gian khuÊy vµ nång ®é hãa chÊt.

Tõ ®ã t×m ®−îc ®iÓm tèi −u cho qu¸ tr×nh keo tô lµ:

Thêi gian khuÊy lµ 41 (s); nång ®é ho¸ chÊt lµ 0,1132 (g/l); COD lµ 213 mg/l. KÕt

qu¶ nµy hÇu nh− trïng víi kÕt qu¶ thùc nghiÖm.

6.1.2. Xö lý b»ng ph−¬ng ph¸p vi sinh

Sau mét lo¹t c¸c thö nghiÖm, chóng t«i ®· t×m ®−îc lo¹i vi khuÈn thÝch hîp ®Ó xö lý

dÇu ®ã lµ: Chñng vi khuÈn Pseudomonas aeruginosa ASB vµ chñng Ppseudomalei H24,

198

MÉu hçn hîp sau tÈy röa ®−îc g¹n hÕt dÇu, ®Õn khi hµm l−îng dÇu cßn l¹i trong

n−íc th¶i kho¶ng tõ 1 ®Õn 3 % so víi toµn bé l−îng dÇu t¸ch ra. T×nh tr¹ng cña hçn hîp

th¶i nµy t−¬ng ®−¬ng víi hçn hîp ®−îc xö lý b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc ë trªn. KÕt qu¶

xö lý b»ng c¸c chñng vi sinh ë trªn ®−îc thÓ hiÖn ë b¶ng sau:

B¶ng 3. 72 KÕt qu¶ xö lý n−íc th¶i chøa dÇu b»ng chñng vi sinh, thêi gian xö lý 24h

NhËn xÐt

TT MÉu xö lý b»ng chñng

ASB + BHT L−îng dÇu cßn trong n−íc th¶i,% 1,32 COD sau xö lý, mg O2/l 80 BOD sau xö lý, mg O2/l 43 1

2 H24 + BHT 1,5 88 47

3 ASB + H24 + 1,51 80 42

BHT N−íc th¶i trong, kh«ng cßn v¸ng dÇu N−íc th¶i trong, kh«ng cßn v¸ng dÇu N−íc th¶i trong, kh«ng cßn v¸ng dÇu

S¬ bé tÝnh to¸n gi¸ thµnh cho thÊy, ®Ó xö lý 1m3 n−íc th¶i b»ng chuÈn vi khuÈn chi

phÝ hÕt kho¶ng 1.200 ®.

Nh− vËy, sè liÖu cña b¶ng trªn cho thÊy, cã thÓ chän c¸c chñng vi sinh ë trªn hoÆc

kÕt hîp 2 lo¹i chñng víi nhau, ®Òu cho kÕt qu¶ tèt. Sau 2 ngµy xö lý, c¸c chØ tiªu vÒ

COD vµ BOD ®Òu cßn l¹i rÊt thÊp, thÊp h¬n nhiÒu so víi tiªu chuÈn cña n−íc th¶i ë cét B

®Ó th¶i vµo m«i tr−êng. So víi ph−¬ng ph¸p ho¸ häc ta nhËn thÊy, kÕt qu¶ cña viÖc sö

dông chñng vi sinh tèt h¬n, tuy nhiªn vÒ gi¸ thµnh th× xö lý b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc sÏ

rÎ h¬n.

6.2. Xö lý phÇn cÆn dÇu

PhÇn cÆn dÇu sau khi t¸ch khái hçn hîp sau tÈy röa, kh«ng xö lý nh− c¸c ph−¬ng

oxy ho¸ t¹o ra bitum, tõ bitum ®ã sÏ chÕ t¹o ra c¸c s¶n phÈm cã Ých nh−: S¬n bitum lµm

s¬n chèng gØ, nhò t−¬ng bitum sö dông trong r¶i ®−êng. B»ng c¸ch nµy võa xö lý ®−îc

m«i tr−êng, võa tiÕt kiÖm ®−îc cÆn dÇu ®Ó n¨ng cao hiÖu qu¶ kinh tÕ. V× bitum sau oxy

ho¸ ®−îc sö dông lµm nhò t−¬ng hoÆc s¬n chèng gØ bitum cÇn cã c¸c chØ tiªu tèi −u vÒ

199

®é xuyªn kim, ®é d·n dµi vµ ®é ch¶y mÒm, nªn chóng t«i thùc hiÖn qu¸ tr×nh oxy ho¸

víi mong muèn trong cïng mét kho¶ng nhiÖt ®é t×m ra c¸c th«ng sè tèi −u ®ã. KÕt qu¶

6.2.1 ¶nh h−ëng cña thêi gian vµ nhiÖt ®é. Bitum thu ®−îc tõ qu¸ tr×nh oxy ho¸ ë nhiÖt ®é 200 ÷ 3000C thêi gian tõ 1 ÷ 3h

®−îc tiÕn hµnh x¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu kü thuËt ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt l−îng cña bitum, thu d−îc

* Quan hÖ gi÷a c¸c chØ tiªu cña bitum phô thuéc vµo thêi gian khi tiÕn hµnh oxy

ho¸ ë cïng nhiÖt ®é 220 ±30C ®−îc tr×nh bµy trong b¶ng 3.73.

oC).

B¶ng 3.73 : C¸c chØ tiªu cña bitum thu ®−îc ë ®iÒu kiÖn oxi ho¸ (1 3 h; 220±3

STT

§é gi·n dµi, mm Thêi gian oxy ho¸, h §é lón kim, 0.1mm

1 2 3 4 5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 NhiÖt ®é ho¸ mÒm,oC - 37 48.5 55 58.2 - 102 170 268 393 - 156 113 85 76 Ghi chó: Ký hiÖu “-” cã nghÜa lµ chØ tiªu kh«ng x¸c ®Þnh ®−îc

)

156

113

85

76 m m 1 . 0 ( m i k n ó l é §

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

1

1.5

2

2.5

3 Thêi gian oxy ho¸(h)

H×nh 3.36: Quan hÖ gi÷a ®é lón kim vµ thêi gian oxy ho¸ ë 2200C.

200

)

C

0 (

58.2

55

48.5

37 80 70 60 50 40 30 20 10 0

m Ò m y ¶ h c é ® t Ö i h N

1

1.5

2

2.5

3 Thêi gian oxy ho¸(h)

H×nh 3.37: Quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é ch¶y mÒm vµ thêi gian oxy ho¸ ë 2200C.

)

393

268

170 ( i µ d n · i g é §

102 700 600 m 500m 400 30 0 200 100 0

1

1.5

2

2.5

3 Thêi gian oxy ho¸(h)

H×nh 3.38: Quan hÖ gi÷a ®é gi·n dµi vµ thêi gian oxy ho¸ ë 2200C.

Khi tiÕn hµnh oxy ho¸ ë nhiÖt ®é 220 ± 3 C, kÕt qu¶ cho thÊy, khi thêi gian ph¶n

øng t¨ng th× nhiÖt ®é ch¶y mÒm t¨ng, ®é xuyªn kim gi¶m vµ ®é gi·n dµi t¨ng trong

kho ¶ng thêi gian tõ 1 ÷ 3 giê.

§iÒu nµy cã thÓ gi¶i thÝch lµ do ë cïng mét nhiÖt ®é oxy hãa, khi thêi gian thùc

hiÖn ph¶n øng t¨ng lªn, hµm l−îng c¸c chÊt dÇu gi¶m do bÞ bay h¬i, c¸c ph¶n øng chuyÓn

ho¸ tõ dÇu sang nhùa vµ tõ nhùa sang asphanten t¨ng dÇn dÉn ®Õn bitum cã c¸c tÝnh chÊt

nh− trªn. Tuy nhiªn ë nhiÖt ®é 2200C cßn thÊp nªn khi thêi gian oxy ho¸ ng¾n th× l−îng

dÇu chuyÓn sang nhùa vµ nhùa chuyÓ n sa ng asphanten Ýt, chñ yÕu chØ cã hiÖn t−îng bèc

201

h¬i dÇu trong qu¸ tr×nh oxy ho¸ do ®ã ® é lón kim t hu ®− îc lµ cao, nhiÖt ®é ho¸ mÒm

th Êp, ®é gi·n dµi thÊp vµ l−îng dÇu cßn nhiÒu do ®ã bitum oxy ho¸ cßn cã tÝnh láng.

* Quan hÖ gi÷a c¸c chØ tiªu cña bitum phô t huéc vµo thêi gian khi tiÕn hµnh oxy

ho¸ ë cïng nhiÖt ®é 240 ± 30C ®−îc tr×nh bµy trong b¶ng 3.74

±3oC). B¶ng 3. 74: C¸c chØ tiªu cña bitum thu ®−îc ë ®iÒu kiÖn oxi ho¸ (1 ÷ 3h; 240

STT §é gi·n dµi,mm Thêi gian oxy ho¸,h §é lón kim, 0.1mm NhiÖt ®é ho¸ mÒm,oC

1 2 3 4 5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 137 126 80 73 56 45 48.2 54 63 70.4 185 620 468 326 189

)

137 m m 1

.

126

80

73

56 0 ( m i k n ó l

é §

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

1

1.5

2

2.5

3 Thêi gian oxy ho¸(h)

H×nh 3.38: Quan hÖ gi÷a ®é lón kim vµ thêi gian oxy ho¸ ë 2400C

)

C

0 (

70.4

63

54

48.2

45 m Ò m y ¶ h c é ® t Ö i h N

80 70 60 50 40 30 20 10 0

1

1.5

2

2.5

3 Thêi gian oxy ho¸(h)

H×nh 3.39: Quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é ch¶y mÒm vµ thêi gian oxy ho¸ ë 2400C.

202

)

620 m m

468 ( i µ d n

326

1

89

185 i g é

700 600 500 400 300· 200 100§ 0

1

1.

5

2 .5

3 T i gian oxy ho¸

hê

(h)

0C H×nh 3.40: Quan hÖ gi÷a ®é gi·n dµi vµ thêi gian oxy ho¸ ë 240

Khi tiÕn hµnh oxy ho¸ t¹i nhiÖt ®é 240 ± 30C, nÕu tiÕn hµnh t¨ng thêi gian ph¶n øng ng kho¶ng ho¸ mÒm cña bitum t¨ng, ®é lón kim gi¶m vµ ®é gi·n dµi t¨ng tro

th× nhiÖt ®é thêi gian tõ 1 2h, sau ®ã gi¸ trÞ gi¶m dÇn khi thêi gian ph¶n øng kÐo dµi.

÷ 2h.

§iÒu nµy ®−îc gi¶i thÝch lµ do ë cïng mét nhiÖt ®é oxy ho¸ 240 ± 30C, khi thêi gian thùc hiÖn ph¶n øng oxy ho¸ t¨ng lªn, hµm l−îng c¸c hîp chÊt dÇu gi¶m dÇn do bÞ bay h¬i, c¸c ph¶n øng chuyÓn ho¸ tõ dÇu sang nhùa, nhùa sang asphanten ®Òu x¶y ra m¹nh. Hµm l−îng nhùa t¨ng lªn nªn gi¸ trÞ ®é gi·n dµi t¨ng, ®ång thêi lµm t¨ng tÝnh dÎo, tÝnh qu¸nh cña bitum thu ®−îc. Tuy nhiªn ë nhiÖt ®é nµy khi thêi gian oxy ho¸ ng¾n th× l−îng dÇu chuyÓn sang nhùa lín, trong khi phÇn nhùa chuyÓn sang asphanten ch−a ®ñ lín. V× vËy mµ ®é gi·n dµi cña bitum t¨ng trong kho¶ng thêi gian oxy ho¸ tõ 1

Qua kÕt qu¶ thu ®−îc ë b¶ng 3.76 còng cho thÊy, c¸c mÉu bitum thu ®−îc khi tiÕn hµnh ph¶n øng trong thêi gian oxy ho¸ lµ 1.5 ÷ 2h cã c¸c chØ tiªu phï hîp víi bitum ®Ó s¶n xuÊt nhò t−¬ng bitum. §Æc biÖt lµ ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é 240 ± 30C, thêi gian 1,5 h th× bitum víi c¸c chØ tiªu ®é lón kim 126 (0,1mm), nhiÖt ®é ho¸ mÒm 48,20C, ®é gi·n dµi m) lµ gÇn t−¬ng ®−¬ng víi c¸c chØ tiªu cña bitum th−¬ng phÈm m¸c 60/70. 620 (m

* Quan hÖ gi÷a c¸c chØ tiªu cña bitum phô thuéc vµo thêi gian khi tiÕn hµnh oxy ®−îc c¸c nhiÖt ®é 260 ± 30C ®−îc tr×nh bµy trong b¶ng 3.75, tõ b¶ng ®ã dùng

B¶

ng 3.75: C¸c chØ tiªu cña bitum thu ®−îc ë ®iÒu kiÖn oxi ho¸ (1 ÷ 3 h; 260±3oC) STT

Thêi gian oxy ho¸, h 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 §é lón kim ,0.1mm 112 89 37 19 - NhiÖt ®é ho¸ mÒm,oC 47.8 50 68 73 - §é gi·n dµi,mm 426 328 194 84 - 1 2 3 4 5

203

)

112 i

89 m m 1 . 0 ( m k n ó

37 l é §

19 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

1

1.5

2

2.5

3 Thêi gian oxy ho¸(h)

H×nh 3.41: Quan hÖ gi÷a ®é lón kim vµ thêi gian oxy ho¸ ë 260 C

)

C

0 (

73

68

50

47.8 m Ò m y ¶ h c é ® t Ö i h N

80 70 60 50 40 30 20 10 0

1

1.5

2

2.5

3 Thêi gian oxy ho¸(h)

H×nh 3.42: Quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é ch¶y mÒm vµ thêi gi an oxy ho¸ ë 2600C

)

m m

426

328

194 ( i µ d n · i g é §

84 700 600 500 400 300 200 100 0

1

1.5

2

2.5

3 Thêi gian oxy ho¸(h)

0C H×nh 3.43 : Quan hÖ gi÷a ®é gi·n dµi vµ thêi gian oxy ho¸ ë 260

204

Qua c¸c sè liÖu cña b¶ng 3.75 cho thÊy, khi tiÕn hµnh oxy ho¸ ë nhiÖt ®é 260 ±30C,

th× nhiÖt ®é ch¶y mÒm cña bitum t¨ng m¹nh, ®é xuyªn kim vµ ®é gi·n dµi gi¶m m¹nh

khi thêi gian thùc hiÖn ph¶n øng t¨ng.

§iÒu nµy ®−îc gi¶i thÝch lµ do ë cïng nhiÖt ®é oxy ho¸, khi thêi gian thùc hiÖn

ph¶n øng t¨ng lªn, hµm l−îng c¸c hîp chÊt dÇu gi¶m m¹nh do bÞ bay h¬i, c¸c ph¶n øng

chuyÓn ho¸ tõ dÇu sang nhùa, nhùa sang asphanten ®Òu x¶y ra m¹nh. Tuy nhiªn ë nhiÖt

t¨ng c−êng, l−îng asphanten ®−îc t¹o nhiÒu trong khi l−îng dÇu chuyÓn ho¸ sang nhùa

t¨ng kh«ng ®¸ng kÓ nªn bitum thu ®−îc cã tÝnh cøng, gißn vµ kÐm dÎo h¬n.

* Quan hÖ gi÷a c¸c chØ tiªu cña bitum phô thuéc vµo thêi gian khi tiÕn hµnh oxy

ho¸ ë cïng nhiÖt ®é 280 ±30C ®−îc tr×nh bµy trong b¶ng 3.76

B¶ng 3.76: C¸c chØ tiªu cña bitum thu ®−îc ë ®iÒu kiÖn oxi ho¸ (1 ÷ 3 h; 280±3oC)

§é gi·n dµi, STT Thêi gian §é lón kim, NhiÖt ®é ho¸

mm oxi ho¸,h 0.1mm mÒm,oC

1 1.0 60 53 189

2 1.5 34 62 132

3 2.0 25 78 39

4 2.5 - - -

5 3.0 - - -

C¸c sè liÖu ë b¶ng 3.76 cho thÊy, khi tiÕn hµnh oxy ho¸ ë nhiÖt ®é 280 ±30C, th×

nhiÖt ®é ch¶y mÒm cña bitum t¨ng rÊt m¹nh vµ cã gi¸ trÞ cao, ®é xuyªn kim vµ ®é gi·n

dµi gi¶m m¹nh vµ cã gi¸ trÞ thÊp khi thêi gian ph¶n øng t¨ng.

§iÒu nµy ®−îc gi¶i thÝch lµ do ë cïng nhiÖt ®é oxy ho¸, khi thêi gian thùc hiÖn

ph¶n øng t¨ng lªn, hµm l −îng c¸c chÊt dÇu gi¶m do bÞ bay h¬i m¹nh vµ chuyÓn ho¸

m¹nh thµnh nhùa, ®ång thêi ë nhiÖt ®é 2800C lµ cao, qu¸ tr×nh oxy ho¸ −u tiªn c¸c ph¶n

205

caben, cacboit lµ ®¸ng kÓ, lµm gi¶m tÝnh qu¸nh, tÝnh dÎo vµ lµm t¨ng tÝnh cña gißn cña

b itum.

: * KÕt luËn vÒ ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é vµ thêi gian

- Qu¸ tr×nh oxy ho¸ cÆn dÇu khi ë ®iÒu kiÖn nhiÖt ®é thÊp d−íi 2400C víi thêi

gian tõ 1-2 (h), th× qu¸ tr×nh oxy ho¸ diÔn ra chËm, bitum cã ®é lón kim cao, nhiÖt ®é

ch¶y mÒm thÊp vµ ®é gi·n dµi thÊp, bitum cßn cã tÝnh ch¶y láng ë ®iÒu kiÖn th−êng, do

®ã ch−a ®¹t ®−îc phÈm chÊt cña bitum th−¬ng phÈm.

- Qu¸ tr×nh oxy ho¸ ë nhiÖt ®é cao trªn 2600C víi thêi gian tõ 2-3 (h) th× qu¸ tr×nh

oxy ho¸ diÔn ra rÊt m¹nh, vµ ph¶n øng oxy ho¸ cã xu h−íng h×nh thµnh c¸c hîp chÊt cã

dÇu, chÊt nhùa dÉn ®Õn bitum cã ®é lón kim thÊp, nhiÖt ®é ch¶y mÒm cao, vµ ®é gi·n dµi

th Êp, bitum cã tÝnh cøng, gißn, lµm gi¶m ®é dÎo, tÝnh qu¸nh vµ tÝnh b¸m dÝnh cña bitum.

÷ 2(h) th× bitum thu ®−îc cã

- ë nhiÖt ®é 240 ÷ 2500C víi thêi gian oxy ho¸ lµ 1.5

c¸c chØ tiªu gÇn víi c¸c chØ tiªu cña bitum th−¬ng phÈm m¸c 60/70. §Æc biÖt lµ ë nhiÖt

®é 24 0±30C, thêi gian 1.5h th× bitum cã chÊt l−îng tèt nhÊt víi v¸c chØ tiªu ®é lón kim

126 (0,1mm), nhiÖt ®é ho¸ mÒm 48,20C, ®é gi·n dµi 620 (mm) lµ gÇn t−¬ng ®−¬ng víi

c¸c chØ tiªu cña bitum th−¬ng phÈm m¸c 60/70 trªn thÞ tr−êng.

6.2.2 ¶nh h−ëng cña tèc ®é khuÊy.

Sau khi t×m ®−îc kho¶ng nhiÖt ®é t0= 240 ÷ 2500C vµ thêi gian 1,5 ÷ 2 (h) lµ thÝch

hîp, chóng t«i ®· tiÕn hµnh kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña tèc ®é khuÊy trén ®Õn qu¸ tr×nh oxy

ho¸ cÆn dÇu.

¶nh h−ëng cña tèc ®é khuÊy trén ®Õn c¸c chØ tiªu cña bitum ®−îc thÓ hiÖn ë b¶ng

khuÊy ®Õn c¸c chØ tiªu cña bitum.

206

B¶ng 3.77: ¶nh h−ëng cña tèc ®é khuÊy trén ®Õn c¸c chØ tiªu cña bitum

t¹i nhiÖt ®é t0= 240 ÷ 2500C, thêi gian 1.5 ÷ 2 (h).

§é gi·n TT Tèc ®é khuÊy §é lón kim, NhiÖt ®é ho¸

dµi, mm trén (vßng/phót) 0.1mm mÒm,oC

1 2 3 4 5 145 134 126 106 96 35.2 39 48.2 49.6 61 448 537 620 476 326 400 600 800 1000 1200

)

145

134

126

106 m m 1 . 0 (

96 i k n ó l é

160 140 120 100 80m 60 40 § 20 0

40

0

600

800 1000

1200

Tèc

®é k

huÊy trén(

vßn

g/phót)

H×nh 3.44: Quan hÖ gi÷a ®é lón kim vµ tèc ®é khuÊy trén t¹i t0= 240÷2500C, thêi gian 1,5÷ 2 (h).

)

C

0 (

70.4

63

54

48.2

43 m Ò m y ¶ h c é ® t Ö i h N

80 70 60 50 40 30 20 10 0

400

600

800 1000

1200

Tèc ®é khuÊy trén(vßng/phót)

0=24 0÷ 2500C

, H× nh 3.45: Quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é ch¶y mÒm vµ tèc ®é khuÊy trén ë t

thê i gian tõ 1,5÷2 (h ).

207

)

620 m m

537

476

448

326 ( i µ d n · i g é §

700 600 500 400 300 200 100 0

400

600

800 1000

1200

Tèc ®é khuÊy trén(vßng/phót)

H×nh 3.46: Quan hÖ gi÷a ®é gi·n dµi vµ tèc ®é khuÊy t¹i T0=240÷2500C, τ tõ 1,5÷2 (h).

KÕt qu¶ cho thÊy, khi tiÕn hµnh oxy ho¸ ë ®iÒu kiÖn gi÷ nguyªn nhiÖt ®é 240- 2500C, thêi gian 1,5- 2h vµ tèc ®é sôc kh«ng khÝ chØ thay ®æi tèc ®é khuÊy trén lµ: 400;

600; 800; 1000; 1200 (vßng/phót), th× ®é lón kim gi¶m dÇn nhiÖt ®é ho¸ mÒm t¨ng vµ ®é

÷ 800 (vßng/phót) sau ®ã gi¸ trÞ

gi·n dµi t¨ng dÇn trong kho¶ng tèc ®é sôc khÝ tõ 400

nµy gi¶m khi tèc ®é sôc khÝ t¨ng lªn.

§iÒu nµy cã thÓ gi¶i thÝch lµ do trong cïng mét ®iÒu kiÖn oxy ho¸, khi tèc ®é khuÊy

t¨ng lªn, lµm t¨ng c−êng sù tiÕp xóc cña kh«ng khÝ vµ cÆn dÇu, thóc ®Èy qu¸ tr×nh oxy

ho¸. Do ®ã c¸c ph¶n øng chuyÓn ho¸ dÇu sang nhùa vµ tõ nhùa sang asphanten t¨ng, hµm

l−îng nhùa vµ asphanten nhiÒu dÉn ®Õn bitum cã c¸c tÝnh chÊt nh− trªn. Tuy nhiªn ë tèc

®é khuÊy trén bÐ (kho¶ng 400 vßng/phót) th× qu¸ tr×nh oxy ho¸ x¶y ra chËm nªn l−îng

dÇu cßn nhiÒu, lµm cho bitum cã tÝnh láng. Khi tèc ®é khuÊy qu¸ m¹nh (>1200

t¨ng c−êng, l−îng asphanten ®−îc t¹o nhiÒu trong khi l−îng dÇu chuyÓn ho¸ sang nhùa

t¨ng kh«ng ®¸ng kÓ nªn bitum thu ® −îc cã tÝnh cøng, gißn vµ kÐm dÎo h¬n.

Qua kÕt q u¶ thu ®−îc ë b¶ng 3. 77 còng cho thÊy, tèc ®é khuÊy trén ë gi¸ trÞ 800

(vßng /phót) lµ tèt h¬n c¶ v× ë gi¸ trÞ nµy qu¸ tr×nh oxy ho¸ x¶y ra triÖt ®Ó vµ c¸c chØ tiªu

cña bitum thu ®−îc lµ tèt nhÊt.

6.2.3 ¶nh h−ëng cña tèc ®é sôc kh«ng khÝ.

Sau khi t×m ®−îc c¸c ®iÒu kiÖn thÝch hîp lµ: nhiÖt ®é 240-2500C, thêi gian 1.5-2h,

tèc ®é khuÊy trén 800 vßng/phót; chóng t«i tiÕn hµnh kh¶o s¸t ¶nh h−ëng cña tèc ®é sôc

khÝ ®Õn qu¸ tr×nh oxy ho¸.

208

¶nh h−ëng cña tèc ®é sôc khÝ ®Õn c¸c chØ tiªu cña bitum ®−îc thÓ hiÖn ë b¶ng 3.78,

c¸c chØ tiªu cña bitum.

TT §é gi·n dµi, mm B¶ng 3.78: ¶nh h−ëng cña tèc ®é sôc kh«ng khÝ ®Õn c¸c chØ tiªu cña bitum ë nhiÖt ®é t = 240÷2500C, thêi gian 1.5÷2 (h). NhiÖt ®é ho¸ mÒm,oC §é lón kim, 0.1mm

Tèc ®é sôc kh«ng khÝ (ml/phót) 500 1000 1500 2000 1 2 3 4 175 148 126 64 27 35 48.2 76.2 398 7 52 620 465

)

175

148

126

64 200 180 m 160 m 140 1 . 0 20( 1 m 100 i 80 k n 60 ó 40 l é 20 § 0

500 1000

1500

2000

Tèc

®é sô

c khÝ(

ml/ph

ót)

0=240÷2500C, vµ tõ 1,5÷2 giê.

H×nh 3.46: Quan hÖ gi÷a ®é lón kim vµ tèc ®é sôc khÝ ë t

)

C

0

76.2 (

48.2

35 m Ò m y ¶ h c

27 é ® t Ö i h N

80 70 60 50 40 30 20 10 0

500 1000

1500

2000

Tèc ®é sôc khÝ(ml/phót)

H×nh3.47: Quan hÖ gi÷a nhiÖt ®é ch¶y mÒm vµ tèc ®é sôc khÝ ë t =240÷250 C vµ tõ 1.5÷2 giê.

209

)

620 m m

527

465

398 ( i µ d n · i g

700 600 500 400 300 200 100é § 0

500 1000

1500

2000

Tèc ®é sôc khÝ(ml/phót)

H×nh 3.48: Quan hÖ gi÷a ®é gi·n dµi vµ tèc ®é sôc khÝ ë t0=240÷2500C,

vµ tõ 1.5÷2 giê.

KÕt qu¶ cho thÊy, khi tiÕn hµnh oxy ho¸ ë ®iÒu kiÖn gi÷ nguyªn nhiÖt ®é, thêi gian

vµ tèc ®é khuÊy trén chØ thay ®æi tè c ®é sôc kh«ng khÝ lµ: 500; 1000; 1500; 2000

(ml/phót) th× ®é lón kim gi¶m, nhiÖt ®é ho¸ mÒm t¨ng m¹nh vµ ®é gi ·n dµi t¨ng trong

kho¶ng tèc ®é sôc khÝ tõ 500 ÷ 1500 (vßng/phót) sau ®ã gi¸ trÞ gi¶m m¹nh khi tèc ®é

sôc khÝ t¨ng lªn.

§iÒu nµy cã thÓ gi¶i thÝch lµ do trong cïng mét ®iÒu kiÖn oxy ho¸, khi tèc ®é sôc

khÝ t¨ng lªn, lµm t¨ng nång ®é oxy trong mét ®¬n vÞ thêi gian oxy ho¸, do ®ã lµm t¨ng

tèc ®é ph¶n øn g ox y h o¸, c¸c ph¶n øn g chuyÓn o¸ tõ dÇu h sang nhùa vµ tõ nh ùa sang

asphanten t¨ng dÉn ®Õn bitum cã c¸c tÝnh chÊt nh− trªn. Tuy nhiªn ë tèc ®é sôc khÝ bÐ

(kho¶ng 500 ml/phót) th× qu¸ tr×nh oxy ho¸ x¶y ra chËm nªn l− îng dÇu cßn nhiÒ u, lµm

cho bitum cã tÝnh láng. Khi tèc ®é sôc khÝ cao th× l−îng dÇu chuyÓn ho¸ sang nhùa ch−a

®ñ lín , tr ong k hi p hÇn nhùa chu yÓn san g asph anten lín, lµ m gi¶m tÝnh qu¸nh, tÝnh dÎo

cña bitum. V× vËy mµ ®é gi·n dµi cña bitum t¨ng trong kho¶ng tèc ®é sôc kh«ng khÝ tõ

500 ÷ 1500 (ml/phót) vµ gi¶m dÇn khi tèc ®é sôc khÝ t¨ng cao.

Qua kÕt qu¶ thu ®−îc ë b¶ng 3. 80 cho thÊy, tèc ®é sôc khÝ ë gi¸ trÞ 1500 ml/phót lµ tèt

h¬n c¶ v× ë gi¸ trÞ nµy qu¸ tr×nh oxy ho¸ diÔn ra nhanh vµ c¸c chØ tiªu cña bitu m thu ®−îc lµ

tèt nhÊt.

210

ý nghÜa:

Cã thÓ dïng yÕu tè l−u l−îng kh«ng khÝ ®Ó t¨ng tèc ®é qu¸ tr×nh oxy ho¸, do ®ã cã thÓ

gi¶m ®−îc thêi gian oxy ho¸, tiÕt kiÖm n¨ng l−îng vµ gi¶m chi phÝ.

6.2.4. KÕt qu¶ chÕ t¹o nhò t−¬ng tõ bitum oxy ho¸.

Víi môc ®Ých chÕ t¹o nhò t−¬ng bitum tõ lo¹i bitum oxy ho¸ nµy, chóng t«i ®· tiÕn

hµ nh sö dông c¸c mÉu bitum nµy ®Ó chÕ t¹o nhò t−¬ng bitum, kÕt qu¶ ®−îc thÓ hiÖn tæn g

NhiÖt ®é oxy hãa, 0C

§é gi·n dµi, mm

Thêi gian oxy hãa, Giê

§é lón kim, 0.1mm

NhiÖt ®é ch¶y 0 mÒm, C

Kh¶ n¨ng nhò t¹o t−¬ng

§é æn ®Þnh (ngµy)

<2.0 <230 110 160 ÷ <40 <300 T¹o nhò

§ãng r¾n sau3 ngµy

3.0 <230 76 58.2 300 ÷ 450

T¹o nhò §ãng v¸ng Sau5ngµy

1.0 ÷ 2.0 240 ÷ 250 100 ÷ 150 40÷ 50 450 ÷ 620

T¹o nhò §ãng v¸ng sau15ngµy

1.5 240 126 48.2 620 20 ngµy

T¹o nhò tèt

÷ 2.0

1.0 >260 <120 50 ÷ 80 <400 T¹o nhò 3 ngµy

>2.0 >260 <50 >60 <200

Kh«ng t¹o nhò

Tõ b¶ng kÕt qu¶ trªn cho thÊy, ë ®iÒu kiÖn oxy ho¸ cã nhiÖt ®é thÊp < 2300C khi

thêi gian ng¾n (1 ÷ 2h), th× nhò t−¬ng cña bitum oxy ho¸ lµ kh«ng bÒn vµ ®é æn ®Þnh

ch−a cao. ë ®iÒu kiÖn oxy ho¸ cã nhiÖt ®é cao trªn 2600C, thêi gian oxy ho¸ dµi trªn 2h

th× kh¶ n¨ng t¹o nhò t−¬ng bitum khã h¬n. ë ®iÒu kiÖn oxy ho¸ cã nhiÖt ®é kho¶ng 240 ÷

÷ 2 (h), th× nhò t−¬ng cña bitum oxy ho¸ æn ®Þnh vµ cã chÊt 250 C víi thêi gian tõ 1

l−îng tèt.

Nh− vËy bitum cã chÊt l−îng cµng tèt khi hµm l−îng nhùa lín t−¬ng ®−¬ng víi gi¸

trÞ ®é gi·n dµi, ®é xuyªn kim cao th× nhò t−¬ng bitum ®ã cã chÊt l−îng cµng tèt. §Æc biÖt

211

lµ nhò t−¬ng cña mÉu bitum cã c¸c chØ tiªu ®é lón kim 126 (0,1mm), nhiÖt ®é ch¶y mÒm

48,2 0C vµ ®é gi·n dµi lµ 620 mm lµ gÇn gièng víi chØ tiªu cña m¸c bitum 60/70 th× cho

ta chÊ t l−îng nhò t−¬ng bitum lµ rÊt tèt.

6.2.5. ChÊt l−îng cña bitu m oxy ho¸.

Qua c¸c ®¸nh gi¸ vÒ c¸c chØ tiªu kü thuËt cña bitum cho thÊy: S¶n phÈm b itum thu

÷78 (

0C) vµ ®é gi·n

165 (0,1mm), ®−îc sau qu¸ tr×nh oxy ho¸ cÆn dÇu FO cã ®é xuyªn kim thay ®æi tõ 19 ÷

÷ 620 (mm). Trong ®ã c¸c mÉu bitum thu ®−îc khi oxy ho¸ cÆn FO ë

dµi th ay ®æi trong kho¶ng t−¬ng nhiÖt ®é ch¶y mÒm thay ®æi tõ 37

0C, thêi gian

®èi réng tõ 102

1.5-2.0 (h), cã c¸c chØ tiªu chÊt l−îng gÇn t−¬ng ®−¬ng nhiÖt ®é 240 ÷ 250

víi bitum th−¬ng phÈm m¸c 60/70, ®Æc biÖt ë ®iÒu kiÖn 240±30C, thêi gian 1.5 (h), bitum

cã ®é xuyªn kim 126 (0.1mm), nhiÖt ®é ch¶y mÒm (48.20C) lµ ®¹t yªu cÇu cña bitum

th−¬ng phÈm vµ ®é gi·n dµi 620 (mm) lµ thÊp h¬n so víi bitum th−¬ng phÈm m¸c 60/70

( >10 00mm).

Do ®ã cã thÓ trén thªm c¸c chÊt phô gia hoÆc c¸c lo¹i bitum kh¸c ®Ó t¨ng c−êng ®é

gi·n dµi, chÊt l−îng vµ c¶i thiÖn tÝnh chÊt s ö dông cña bitum.

Cã thÓ sö dông s¶n phÈm bitum thu ®−îc sau qu¸ tr×nh oxy ho¸ ®Ó s¶n xuÊt c¸c lo¹i

kÕt dÝnh, vµ ®Æc biÖt lµ lµm nhò t−¬ng bitum.

6.2.6. ¶nh h−ëng cña phô gia TX ®Õn ®é gi∙n dµi cña bitum.

¶nh h−ëng cña phô gia ®Õn chÊt l−îng cñ a bitum ®−îc thÓ hiÖn trong b¶ng 3.80

B¶ng 3.80: ¶nh h−ëng cña phô gia ®Õn ®é gi·n dµi cña bitum oxy ho¸

TT PhôgiaTX §é gi·n dµi(mm) Kh¶ n¨ng t¹o nhò t−¬ng §é lón kim(0.1mm) (%)

0 1 NhiÖt ®é ho¸mÒm (oC) 48.2 620 126

10 2 47.6 940 127 T¹o nhò tèt æn ®Þnh sau 20 ngµy T¹o nhò tèt æn ®Þnh sau 30 ngµy

15 3 46.8 >1000 129

T¹o nhò tèt æn ®Þnh sau 30 ngµy

212

Qua c¸c s è liÖu ë b¶ng cho thÊy, víi cïng mét lo¹i bitum kh¶o s¸t khi tha y ®æi hµm

l−îng phô gi a cho vµo b itum th× ®é lón k im t¨ng vµ n Öt ®é ho¸ mÒm hi g i¶m víi gi ¸ trÞ

kh«ng ®¸ng k Ó, nh− ng ®é gi·n dµi t¨ng m¹nh khi hµm l−î ng phô gia t¨ng .

§iÒu nµy cã thÓ ®− îc gi¶i thÝch lµ do phô gia ho µ trén tèt vµo trong bitum lµm t¨ng

c−êng c¸ c liªn kÕt gi÷a c¸c h¹t keo b itum (m ixen), ®ån g thêi lµ m cho hÖ thèng k eo bit um æn

®Þnh h ¬n do ®ã bitu m cã ®é qu¸nh vµ ®é dÎo tèt h¬n.

V i hµm í l−în g phô gia lµ 15 % th× b itum thu ® −îc cã chÊt l−în g t−¬n g ®−¬ ng víi

b itum m¸c 60/70 lµ m¸c bitum hiÖn ®ang ®−îc sö dông phæ biÕn nhÊt ë ViÖt Nam trong

l−îng tèt ®−îc nhËp khÈu nhiÒu tõ Hµn Quèc).

B¶ng 3.81: §Æc tr−ng kü thuËt cña lo¹i asphan 60/70 (h·ng YUKONG –Hµn Quèc:

TT ChØ tiªu kü thuËt Ph−¬ng ph¸p thö Møc chÊt l−îng

1 §é lón kim ë 250C, 0.1mm ASTM -D5 80 ÷ 100

2 NhiÖt ®é ch¶y mÒm,0C ASTM –D36 46 ÷ 57

3 §é gi·n dµi ë 250C, mm ASTM –D113 Min 1000

6.2.7. X¸c ®Þnh c¸c ®iÒu kiÖn tèi −u b»ng ph−¬ng ph¸p quy ho¹ch thùcnghiÖm.

§Ó nhanh chãng t×m ra ®−îc c¸c ®iÒu kiÖn tèi −u, rót ng¾n sè thùc nghiÖm chóng

phô thuéc cña c¸c biÕn nhiÖt ®é vµ thêi gian ®Õn hµm môc tiªu lµ ®é gi·n dµi cña bitum

thu ® −îc.

*BiÕn thùc: NhiÖt ®é : Z1 = t = 240 ÷ 2500C. Thêi gian: Z2 = T = 1.0 ÷ 2.0h. Ta cã quan hÖ:Y = ƒ(Z1, Z2) víi Y lµ ®é gi·n dµi. Sau khi gi¶i bµi to¸n víi c¸c th«ng sè m· ho¸ ë trªn, thu ®−îc ph−¬ng tr×nh håi qui

XXbXbXbbY

ë d¹n g tuyÕn tÝnh (ph−¬ng tr×nh håi quy d¹ng m ·) lµ:

- §Ó x¸c ®Þnh c¸c hÖ sè b cña ph−¬ng tr×nh, ph¶i lµm thùc nghiÖm theo kÕ ho¹ch

bËc 1 hai møc tèi −u:

213

K=2 → N = 22 = 4 (thÝ nghiÖm).

Chóng t«i ®· t×m ®−îc ®iÒu kiÖn t èi −u cña qu¸ tr ×nh oxy ho¸ bitum lµ: ë nhiÖt ®é

240± 30C, th êi gian 1,5 vµ ®é gi∙n dµi ña bitum thu ®−îc lµ 621,3mm. c h

- KÕt qu¶ vÒ to¸n häc ë trªn rÊt gÇn víi kÕt qu¶ x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm,

B¶ng 3.82: So s¸nh ®iÒu kiÖn tèi −u x¸c ®Þnh b»ng p h−¬ng p h¸p th ùc

nghiÖm vµ ph−¬ng ph¸p to¸n häc.

S TT §iÒ u kiÖn o xy ho¸ Ph− ¬ng ph¸p Ph−¬ng ph¸p to¸n

tèi −u thùc nghiÖm häc

1 NhiÖt ®é,0C 240±3 245

2 Thêi gian,h 1.5 1.5

3 §é gi·n dµi 620 621

cña bitum,mm

Tãm t¾t l¹i hiÖu qu¶ cña viÖc oxy ho¸ cÆn dÇu thµnh bitum nh− sau:

*§· t×m ®−îc c¸c ®iÒu kiÖn tèi −u ®Ó thùc hiÖn ph¶n øng oxy ho¸ cÆn dÇu thµnh

b itum : NhiÖt ®é: 240 oC; thêi gian: 1,5h

*C¸c chØ tiªu cña bitum thu ®−îc lµ: §é xuyªn kim (1/10 mm): 80 ÷100; ®é d·n

d µi (mm): 620; sau khi thªm phô gia vµo ®¹t ®Õn 1000; vµ ®é ch¶y mÒm: 46 ÷ 57 oC

*§· sö dông bitum oxy ho¸ ®ã ®Ó chÕ t¹o nhò t−¬ng bitum vµ thu ®−îc kÕt qu¶ lµ

nhò t−¬ng bitum ®ã cã c¸c chØ tiªu t−¬ng ®−¬ng víi mÉu cña Hµn Quèc

VII. Nghiªn cøu t¸I sö dông CTR

ViÖc nghiªn cøu kh¶ n¨ng t¸i sö dông cña CTR rÊt quan träng, nã cã ý nghÜa kh«ng

nh÷ng vÒ mÆt gi¶m gi¸ thµnh CTR mµ cßn gi¶m ®¸ng kÓ khèi l−îng n−íc th¶i cÇn ph¶i

xö lý sau tÈy röa. §Ó thùc hiÖn nhiÖm vô ®ã, chóng t«i lÇn l−ît nghiªn cøu c¸c yÕu tè sau

7.1. X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng hoµ tan dÇu trong chÊt tÈy röa.

7.1.1. ChÊt tÈy röa BK.

L−îng dÇu ban ®Çu lµ 0,7508 (g). Thùc hiÖn l¾ng t¸ch víi nh÷ng thêi gian l¾ng t¸ch

kh¸c nhau ta cã b¶ng kÕt qu¶ sau

214

B¶ng 3.83 : Kh¶ n¨ng l¾ng t¸ch dÇu cña chÊt tÈy röa BK-NT1

1 2 3 4 5 Thêi gian (phót) 15 45 75 105 135 Khèi l−îng b×nh tr−íc khi ch−ng (g) 95,7130 95,7110 95,7125 95,7112 95,7118 Khèi l−îng b×nh sau khi ch−ng (g) 95,8717 95,8077 95,7332 95,7261 95,7246 L−îng dÇu ta trong chÊt tÈy röa (g) 0,1587 0,0967 0,0207 0,0140 0,0128 n HiÖu qu¶ l¾ng t¸ch % 78,9 87,1 97,2 98,1 98,2

120

100

98.2

98.1

97.2

87.1

78.9

Thêi gian, phót

105

135

H×nh 3.49: Mèi quan hÖ gi÷a l−îng dÇu t¸ch ra vµ thêi gian (chÊt tÈy röa BK-NT1)

NhËn xÐt:

®Çu hiÖu qu¶ t¸ch ®¹t 78,9%, nÕu tiÕp tôc ®Ó l¾ng th× hiÖu qu¶ t¨ng dÇn, tuy nhiªn chØ

®å thÞ, b¾t ®Çu tõ 75 phót th× ®−êng b¾t ®Çu n»m ngang, ®iÒu ®ã chøng tá r»ng nÕu nh−

cã thÓ chän thêi gian l¾ng lµ 75 phót víi hiÖu qu¶ ®¹t 97,2%.

7.1 ChÊ .2. t tÈy röa Greasem arter Mü .

Th ùc hiÖn t−¬ng tù nh− vËy, víi chÊt tÈy röa cña Greasemarter Mü ta cã b¶ng kÕt

qu¶ s au ®©y .

215

B¶ng 3.84: Kh¶ n¨ng t¸ch dÇu cña CTR Greasemarter Mü ( víi l−îng dÇu ban ®Çu lµ 0,7555g/500ml)

Sè TT Thêi gian (phót) L−îng dÇu (g) HiÖu qu¶ (%)

Khèi l−îng b×nh tr−íc khi ch−ng (g) 95,7128 95,7116 95,7121 95,7130 95,7127 Khèi l−îng b×nh sau khi ch−ng (g) 96,0193 95,9474 95,8145 95,7650 95,7615 0,3065 0,2358 0,1024 0,052 0,0488 59,4 68,8 86,4 93,1 93,5 15 45 75 105 135 1 2 3 4 5

93.5

93.1

86.4

68.8

59.4

% 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

105

135

Thêi gian (phót)

Tõ b¶ng 3.86 ta dùng ®−îc ®å thÞ h×nh 3.50

H×nh 3.50: Mèi quan hÖ gi÷a l−îng dÇu t¸ch ra vµ thêi gian (CTR Greasemarter Mü)

NhËn xÐt:

Nh×n vµo ®å thÞ ta thÊy nÕu t¨ng thêi gian l¾ng th× hiÖu qu¶ l¾ng t¸ch cµng cao, tøc

lµ l−îng dÇu trong n−íc cßn l¹i Ýt ®i, vµ ë thêi ®iÓm 105 phót th× ®−êng biÓu ®iÓm b¾t

®Çu n»m ngang, chøng tá nÕu tiÕp tôc t¨ng thêi gian th× kh¶ n¨ng l¾ng t¸ch còng kh«ng

t¨n g lªn n÷a. Do vËy víi n−íc th¶i sau tÈy röa cña Mü thêi gian l¾ng t¸ch tèt nhÊt lµ 1 05

phót vµ ®¹t hiÖu qu¶ lµ 93,1%.

Nh×n vµo kÕt qu¶ thÓ hiÖn ë trªn ta thÊy, l−îng dÇu kh«ng tan trong chÊt tÈy röa rÊt

lín, ®iÒu ®ã chøng tá r»ng qu¸ tr×nh tÈy röa chñ yÕu lµ theo c¬ chÕ cuèn tr«i. L−îng dÇu

216

®ã ta cã thÓ kÕt luËn r»ng sù tan cña dÇu trong n−íc th¶i chØ lµ t¹m thêi, nÕu ®Ó mét thêi

gian th × dÇu sÏ bÞ t¸ch ra vµ næi lªn trªn v× nhÑ h¬n n−íc.

7.1.3. So s¸nh kh¶ n¨ng l¾ng t¸ch dÇu cña 2 lo¹i chÊt tÈy röa.

- N− íc th¶i cã chøa chÊt tÈy röa cña BK thêi gian l¾ng tèi −u lµ 75 phót vµ ®¹t hiÖu

qu¶ lµ 95%

- N−íc th¶i cã chøa chÊt tÈy röa cña Greasemarter Mü ph¶i l¾ng trong 105 phót

hiÖu qu¶ ®¹t 93,6%.

- V Ëy k h¶ n ¨ng l¾n g t¸ch dÇu chÊt tÈy röa cña BK tèt h¬n cña Greasemarter . §iÒu

®ã chøng tá r»ng l−îng dÇu hoµ tan trong chÊt tÈy röa cña Greasemarter Mü lµ lín h¬n.

7.2. X¸c ®Þnh kh¶ n¨ng t¸i sö dông chÊt tÈy röa

§Ó x¸c ®Þnh hiÖu qu¶ t¸i sö dông CTR, chóng t«i thùc hiÖn thÝ nghiÖm theo tr×nh tù

logic sau:

- X¸c ®Þnh ®é tÈy röa tèi ®a cña CTR BK-NT1 ë thêi gian tÈ y lµ 20 phót

- X¸c ®Þnh ®é tÈy röa tèi ®a cña CTR khi t¸i sö dông l¹i lÇn 1 còng ë 20 phót

- KÐo dµi thêi gian tÈy xem ®é t¶y röa cã t¨ng lªn kh«ng

- Th ªm C TR BK -NT 1 míi vµo CTR ®· sö dông vµ kÐo dµi thêi gian xem cho

thªm vµo bao nhiªu % CTR míi th× ®é tÈy röa ®¹t b»ng ban ®Çu.

- TÝnh hiÖu qu¶ kinh tÕ

Mä i th Ý ng hiÖm óng t«i ch ®Òu so s¸ nh ví i CTR Grease marter M ü, v× hiÖ n nay , chØ

cã lo¹i CTR Mü tÈy theo c¬ chÕ gièng nh− CTR BK- NT1 cña ®Ò tµi c . hóng t«i

c¸c chÊt tÈy röa. 7.2.1.Thö kh¶ n¨ng tÈy röa tèi ®a cña B¶ng 3.85: So s¸nh ®é tÈy röa tèi ®a cña c¸c CTR ( víi l−îng mÉu thö 0,31 g).

§é tÈy röa (%) TT NhiÖt

ChÊt tÈy röa BK-NT1 CTR Greasemarter Mü Thêi gian (phót) ®é (oC)

5 10 15 20 25 25 25 25 25 25 DÇu tÈy ®−îc(g) 0,2328 0,2715 0,2861 0,3003 0,3007 % 75,1 87,6 92,3 96,7 96,9 DÇu tÈy ®−îc(g) 0,2248 0,2628 0,2886 0,3022 0,3023 % 72,5 84,8 93,1 97,5 97,6 1 2 3 4 5

217

120 %

100

96.9

96.7

92.3

87.6

75.1

Thêi gian (Phót )

ng 3.85 ta dùng ®−îc ®å thÞ thÓ hiÖn trªn c¸c h×nh sau Tõ b¶

120

100

97.6

97.5

93.1

84.8

72.5

5 Thêi gian (Phót) 2

H×nh 3.51: §å thÞ biÓu diÔn ®é tÈy röa phô uéc thêi gian ( chÊt tÈy röa BK-NT1) th

H×nh 3.52: §å thÞ biÓu diÔn ®é tÈy röa phô thuéc thêi gian (CTR Greasemarter)

N h− vËy víi 1 gam chÊt tÈy röa pha víi 100 ml n−íc ta cã thÓ tÈy ®−îc l−îng dÇu

tèi ®a lµ 0,3003 (g) ®¹t 96,9% ®èi víi chÊt tÈy rö a BK vµ 0,3022 (g) ®¹t 97,5 % ®èi víi

chÊt tÈy röa Greasemarter Mü trong thêi gian 20 phót.

218

7.2.2. Thö kh¶ n¨ng t¸i sö dông lÇn 1 víi thêi gian tèi −u lµ 20 phót.

B¶ng 3.86: KÕt qu¶ thö kh¶ n¨ng t¸i sö dông víi thêi gian tèi −u lµ 20 phót

§é tÈy röa TT NhiÖt ®é (oC) ChÊt tÈy röa BK-NT1 CTR Greasemarter Mü L−îng dÇu ban ®Çu (g)

% %

1 2 3 25 25 25 0,31 0,31 0,31 DÇu tÈy ®−îc (g) 0,0744 0,0818 0,0735 24 26,4 23,7 DÇu tÈy ®−îc(g) 0,0887 0,0902 0,0865 28,6 29,1 27,9

Nh− vËy t¸i sö dông lÇn mét víi cïng kho¶ng thêi gian lµ 20 phót th× l−îng dÇu tÈy

®−îc lµ 0,0766 (g) ®¹t 24,7 % ®èi víi chÊt tÈy röa BK vµ 0,0885 (g) ®¹t 28,5% ®èi víi

ch Êt tÈy röa Greasemarter Mü .

7.2.3. Thö kh¶ n¨ng t¸i sö dông lÇn 1 khi thêi gian tÈy t¨ng dÇn

B¶ng 3.87: T¸i sö dông lÇn 1 víi thêi gian kh¸c nhau (víi l−îng dÇu ban ®Çu lµ 0,31 g)

TT NhiÖt §é tÈy röa

ChÊt tÈy röa BK-NT1 CTR Greasemarter Mü ®é (oC) Thêi gian (phót)

DÇu tÈy ®−îc(g) 0,0781 0,0865 0,0924 0,0936 25 25 25 25 30 45 60 75 % 25,2 27,9 29,8 30,2 DÇu tÈy ®−îc(g) 0,0915 0,0983 0,1007 0,1014 % 29,5 31,7 32,5 32,7

30.2

29.8

27.9

25.2

31 30 29 28 27 26 25 24 23 22

Thêi gian (phót)

1 2 3 4 Tõ b¶ng 3.90 ta dùng ®−îc ®å thÞ sau

H×nh 3.53: Sù phô thuéc gi÷a ®é tÈy röa vµ thêi gian(CTR BK-NT1)

219

NhËn xÐt: Nh×n vµo ®å thÞ ta thÊy r»ng, khi t¨ng thêi gian tÈy th× l−îng dÇu tÈy

®−îc t¨ng lªn, tuy nhiªn so víi viÖc t¨ng thêi gian th× dÇu tÈy ®−îc t¨ng rÊt chËm. §Õn

thêi ®iÓ m 60 phót th× ®−êng biÓu diÔn b¾t ®Çu n»m ngang, ®iÒu ®ã chøng tá kh¶ n¨ng tÈy

röa kh«ng thÓ t¨ng h¬n n÷a cho dï tiÕp tôc t¨ng thêi gian tÈy. Do vËy t¨ng thêi gian tÈy

33%

32.7

32.5

31.7

29.5

Thêi

gian (phót)

röa lµ viÖc lµm kh«ng hiÖu qu¶.

Greasemarter Mü) 3..54: Sù phô thuéc gi÷a ®é tÈy röa vµ thêi gian ( CTR

H×nh 7.2.4. Thö tÝnh tÈy röa khi thªm chÊt tÈy röa vµo vµ tÈy trong kho¶ng thêi gian 20 phót. B¶ ªm vµo ( víi l−îng dÇu ban ®Çu lµ 0,31 g) ng 3.88: §é tÈy röa vµ l−îng CTR th

§é tÈy röa (%) TT L−îng L−îng

chÊt tÈy chÊt tÈy ChÊt tÈy röa BK-NT1 Greasemarter Mü

röa thªm % DÇu tÈy %

vµo (g) röa thªm DÇu tÈy vµo (%) ®−îc(g) ®−îc(g)

0,2 20 0,1544 49,8 0,1624 52,4 1

0,4 40 0,2235 72,1 0,2440 78,7 2

0,5 50 0,2678 86,4 0,2914 90 3

0,6 60 0,2992 96,5 0,3032 97,8 4

220

120

100

96.5

72.1

49.8

0.2

0.4

0.5

0.6

L−îng thªm vµo (g)

§å thÞ 3.55: Mèi quan hÖ gi÷a ®é tÈy röa vµ l−îng CTR thªm vµo ( CTR BK-NT1)

NhËn xÐt:

120

Nh×n vµo ®å thÞ ta thÊy r»ng, khi thªm l−îng chÊt tÈy röa míi vµo th× kh¶ n¨ng tÈy röa cña n−íc tÈy röa còng t¨ng lªn; vµ t¹i thêi ®iÓm thªm 0,6 gam chÊt tÈy röa th× kh¶ n¨ng tÈy röa cña n−íc tÈy röa ®¹t b»ng ban ®Çu trong vßng 20 phót. Nh− vËy, viÖc thªm chÊt tÈy vµo thªm ®Ó thö kh¶ n¨ng t¸i sö dông lµ cã thÓ thùc hiÖn ®−îc. Cô thÓ khi thªm vµo 60% chÊt tÈy röa so víi ban ®Çu th× sÐ ®¹t ®−îc ®é tÈy röa t−¬ng ®−¬ng nh− tr−íc.

100

97.8

78.7

52.4

0.2

0.4

0.5

0.6

L− g thªm vµo (g)

în

§å thÞ 3.56: Mèi quan hÖ gi÷a ®é tÈy röa vµ l−îng CTR thªm vµo (CTR Greasemarter)

221

7.2.5. TÝnh hiÖu qu¶ kinh tÕ.

NÕu kh«ng t¸i sö dông, khi dïng 1m3 chÊt tÈy röa pha víi 182m3 n−íc th× tæng chi

phÝ lµ:

Gi¸ thµnh cña 1 lÝt chÊt tÈy röa BK = 45.700 ®

+ chi phÝ xö lý n−íc th¶i Gi¸ thµnh cña 1m3 chÊt tÈy röa

Gi¸ thµnh cña 1m3 chÊt tÈy röa = 45.700 × 1000 = 4.570.000 ®

Chi phÝ xö lý 182 m3 n−íc th¶i = 182 × 614 = 111.748 ®

Tæng chi phÝ lµ: 4.570.000 + 111.7 48 = 4.681.748 ®

NÕu t¸i sö dôn g th× ta tiÕt kiÖm ®−îc 40% l−îng chÊt tÈy röa t−¬n g ®−¬ng víi:

4.570.000 × 0,4 = 1.828.000 ®

Vµ 50% l−îng n íc th¶i kh«ng ph¶i xö lý t− − ¬ng ® −¬ng víi:

111.748 × 0,5 = 55.874 ®

Nh− vËy t¸i sö dông lÇn 1 tiÕt kiÖm ®−îc:

1.828.000 + 55.874 = 1.883.874 ®/1m3 chÊt tÈy röa.

Tãm t¾t l¹i kÕt qu¶ t¸i sö dông CTR nh− sau:

* L−îng dÇu cßn tan trong n−íc sau tÈy röa lµ: 0,0128g

* X¸c ®Þnh ®−îc kh¶ n¨ng t¸i sö dông lÇn 1:

- §èi víi chÊt tÈy röa BK lµ: 30,2%

- §èi víi chÊt tÈy röa Greasemarter Mü lµ : 32,7%

* NÕu thªm vµo 60% chÊt tÈy röa míi vµo th×:

- §èi víi chÊt tÈy röa BK: §é tÈy röa ®¹t 96,5%

- ChÊt tÈy röa cña Greasemarter Mü: §é tÈy röa ®¹t 97,8%.

§é tÈy röa ®ã ®¹t t−¬ng ®−¬ng ban ®Çu

: HiÖu qu¶ kinh tÕ

* - TiÕt kiÖm 40 % chÊt tÈy röa t−¬ng ®−¬ng víi 1.828.000 ®/1m3.

- TiÕt kiÖm ®−îc 50% l−îng n−íc th¶i cÇn xö lý

VIII. Nghiªn cøu c¸c ®iÒu kiÖn thö nghiÖm t−¬ng ®−¬ng víi m«

h×nh thùc tÕ

§Ó ®−a ra thö nghiÖm ho¹t tÝnh cña CTR trªn c¸c bån bÓ chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn

chuyÓn dÇu nh− tÇu dÇu, ®−êng èng dÉn dÇu, chóng t«i ®· kh¸o s¸t tÝnh n¨ng cña CTR

222

trªn m« h×nh t−¬ng ®−¬ng víi thùc tÕ, ®Ó tõ ®ã cã thÓ øng dông vµo bån bÓ chøa, sau ®ã

dùa trªn c¸c kÕt qu¶ thùc tÕ, míi ®−a ra ®−îc ra c¸c h−íng dÉn vÒ qui tr×nh c«ng nghÖ. Sù

nghiªn cøu ®−îc thùc hiÖn trªn m« h×nh tù t¹o gièng nh− bÓ chøa x¨ng dÇu. Ph−¬ng ph¸p

tÈy röa lµ ph−¬ng ph¸p phun. (Kh«ng thÓ thùc hiÖn sù nghiªn cøu trùc tiÕp trªn bån bÓ

chøa x¨ng dÇu ®−îc, v× vËy, khi cã ®−îc kÐt qu¶ kh¶o s¸t gièng nh− thùc tÕ th× ¸p dông

lu«n). MÆt kh¸c còng ph¶i x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè cña CTR vµ t¸c ®éng ®Õn bån bÓ chøa

sau khi tÈy röa.

8.1. X¸c ®Þnh c¸c tÝnh chÊt ho¸ lý cña CTR vµ sù t¸c ®éng ®Õn bån bÓ chøa sau khi

tÈy röa

8.1.1.NhiÖt ®é chíp ch¸y cña c¸c mÉu:

KÕt qu¶ ®o nhiÖt ®é chíp ch¸y cña c¸c mÉu ®−îc ghi trong b¶ng 3.89

B¶ng 3.89 : NhiÖt ®é chíp ch¸y cña c¸c mÉu CTR (0C)

Dùa vµo b¶ng 3.89 ta cã thÓ thÊy, nhiÖt ®é chíp ch¸y cña c¸c mÉu lµ t−¬ng ®èi thÊp

c¸c quy t¾c an toµn ch¸y næ .Tuy nhiªn khi tiÕn hµnh tÈy röa cÆn x¨ng dÇu, chóng t«i tiÕn

hµnh ë nång ®é 1% nªn nhiÖt ®é chíp ch¸y cña c¸c mÉu ®Òu n»m trong kho¶ng 34 C-

36 C lµ t−¬ng ®èi an toµn. ChÝnh v× thÕ c¸c mÉu ë trªn ®Òu ®¹t yªu cÇu vÒ mÆt an toµn

ch¸y næ vµ ®ñ ®iÒu kiÖn ®Ó thö nghiÖm trong thùc tÕ.

8.1.2. §é ¨n mßn tÊm ®ång:

ThÝ nghiÖm nµy nh»m kiÓm tra tÝnh ¨n mßn cña c¸c mÉu CTR, ®ã lµ mét trong

nh÷ng chØ tiªu quan träng trong c«ng nghiÖp ho¸ chÊt. §é ¨n mßn cña CTR ph¶i n»m

trong ph¹m vi cho phÐ p, ®−îc ®Ò ra bëi c¸c tiªu chuÈn quèc tÕ th× mí i ®−îc sö dông réng

223

n¨ng ®ã cÇn ph¶i ®−îc khèng chÕ trong ph¹m vi cho phÐp. ThÝ nghiÖm ®o ®é ¨n mßn tÊm

®ång ®−îc tiÕn hµnh ë nhiÖt ®é 500C vµ thêi gian lµ 3 giê.

B¶ng 3.90: §é ¨n mßn tÊm ®ång cña c¸c mÉu CTR

DT DD DN DL DS MÉu

Nhãm 1a 1a 1a 1a 1a

vËy chóng ®Òu ®¶m b¶o kh«ng ¶nh h−ëng tíi bån bÓ khi sóc röa; cã nghÜa lµ c¸c mÉu

CTR ®· ®¹t ®−îc tiªu chuÈn cho phÐp vÒ ®é ¨n mßn vµ cã thÓ ®−îc sö dông trong thùc tÕ.

8.1.3 KiÓm tra ®é t¸i b¸m trë l¹i:

Sau khi tÈy röa, do kh«ng thÓ xö lý ngay dung dÞch sau nªn bao giê còng cã hiÖn

t−îng chÊt bÈn t¸i b¸m trë l¹i. KÕt qu¶ kiÓm tra ®é t¸i b¸m trë l¹i víi c¸ c mÉu CTR kh¶o

B¶ng 3. 91: KiÓm tra ®é t¸i b¸m trë l¹i cña CTR

DL DD DT DN DS MÉu

§é t¸i 0 4,4 9,35 24,34 34,3 b¸m(%)

Dùa vµo b¶ng trªn chóng t«i nhËn thÊy r»ng, chØ cã mÉu DL lµ kh«ng t¸i b¸m, hai

mÉu DD vµ DT th× cã ®é t¸i b¸m Ýt cßn hai mÉu DN vµ DS th× ®é t¸i b¸m qu¸ cao.Nh−

vËy trong qu¸ tr×nh tÈy röa nªn chän c¸c mÉu DL, DT hoÆc DD sÏ ®¶m b¶o ®é t¸i b¸m Ýt

t¸i b¸m ®Ó ®¹t ®−îc hiÖu qu¶ cao h¬n n÷a.

8.2. X¸c ®Þnh c¸c ®iÖu kiÖn tÈy röa trong thùc tÕ:

8.2.1.¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é :

KÕt qu¶ ®o hiÖu qu¶ tÈy röa d−íi ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é ®−îc thùc hiÖn trong

kho¶ng 10 phót ë c¸c nhiÖt ®é tõ 17 ÷ 35oC. KÕt qu¶ ®ã ®−îc thÓ hiÖn ë b¶ng 3. 92

224

B¶ng 3. 92: ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é tíi ®é tÈy röa

Tõ c¸c sè liÖu ë b¶ng , ta dùng ®−îc ®å thÞ nh− trªn h×nh 3. 57

H×nh 3. 57: ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é tíi ®é tÈy röa

225

C¨n cø vµo b¶ng sè liÖu trªn ta thÊy : trong kho¶ng nhiÖt ®é kh¶o s¸t th× khi nhiÖt

®é t¨ ng, hiÖu qu¶ tÈy röa còng t¨ng dÇn . §iÒu ®ã cã thÓ gi¶i thÝch lµ do khi nhiÖt ®é t¨ng

t¨ng n hiÖt ®é chóng sÏ ch¶y láng h¬n vµ kh¶ n¨ng b¸m dÝnh vµo bÒ mÆt bån bÓ sÏ kÐm

®i.; kÕt qu¶ lµ l− îng cÆn ®ã sÏ dÔ bÞ t¸ch h¬n s o víi k hi nhiÖt ®é thÊp.

KÕt hîp hai yÕu tè ®ã ta cã thÓ rót ra k Õt luË n:khi nhiÖt ® é t¨ng th× kh¶ n¨ng tÈy

röa còng t¨ng. Kho¶ng nhiÖt ®é ta ®ang xÐt (170 ÷350C)lµ t−¬ng øng víi nhiÖt ®é m«i

0 ÷ 3

tr−êng thay ®æi gi÷a c¸c mïa ë n−íc ta; do vËy ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ cao th× nªn tiÕn hµnh sóc

50C). röa c¸c bÓ chøa x¨n g dÇu v µo mïa hÌ, l µ m ïa cã nhiÖt ®é t−¬ ng ®èi cao (29

8.2.2. ¶ nh h −ëng cña thêi gian tÈy röa:

¶ng ThÝ nghiÖm ®−îc tiÕn hµnh ë nhiÖt ®é 250-270C. KÕt qu¶ ®−îc ®−a ra trong b

3.93 d−íi ®©y

B¶ng 3. 93 : ¶nh h−ën g cña thêi g ian tÈy röa

226

H×nh 3. 58 : ¶nh h−ëng cña thêi gian tíi ®é tÈy röa

C¨n cø vµo b¶ng sè liÖu ta thÊy r »ng: khi thêi gian t¨n g th× hiÖu qu ¶ tÈ y röa còng

bÈn ® −îc t¨ng c−êng theo thêi gian, còng cã nghÜa lµ ho¹t tÝnh cña CTR ®−îc sö dông tèi

®a, kÕt qu¶ lµ l−îng cÆn bÈn ®−îc t¸ch triÖt ®Ó.

Dùa vµo b¶ng sè liÖu ta cã thÓ thÊy: trong kho¶ng 10÷25 phót ®Çu tiªn l−îng cÆn

bÈn ®−îc t¸ch ra nhiÒu h¬n; cßn trong kho¶ng thêi gia n sau th× l−îng bÈn t¸ch ra Ýt

bªn n goµi tr−íc vµ t¸ch chóng ra t −¬ng ®èi dÔ dµng. V× thÕ l−îng bÈn t¸ch ra ë giai ®o¹n

nµy l µ kh¸ lín. Sau ®ã CTR sÏ tÊn c«ng vµo líp dÇu phÝa trong s¸ t bÒ mÆt cøng, mµ líp

nµy th× khã t¸ch h¬n rÊ t nhiÒu so víi líp ngoµi do lùc b¸m dÝnh rÊ t lín. L−îng CTR tiªu

tèn ë giai ®o¹n nµy lín h¬n rÊt nhiÒu tr ong khi chØ tÈy ®−îc Ýt cÆn b Èn h¬n. ChÝnh v× thÕ

cµng vÒ sau th× l−îng bÈn t¸ch ra cµng Ýt. ë giai ®o¹n cuèi, l −îng cÆn t¸ch ra rÊt chËm

227

25 phót ®Çu tiªn tèc ®é t¸ch cÆn cao h¬n so víi thêi gian vÒ cuèi rÊt nhiÒu.

trong bån bÓ, do vËy thÝ nghiÖm ®−îc tiÕn hµnh theo h−íng kÐo dµi thêi gian tÈy, kÕt qu¶

cho thÊy, ®Ó tÈy hÕt cÆn dÇu (kho¶ng 99 %), th× thêi gian tÈy tõ 45-50 phót trªn tÊm kim

lo¹i thö nghiÖm

B¶ng 3.94. Thêi gian ®Ó tÈy hÕt l−îng cÆn trªn tÊm thö (®é tÈy röa ®¹t 99,9%)

DT D D DL DN DS MÉu

Thêi gian

45 50 50 50 45 tÈy hÕt cÆn

(phót)

8.2.3 .Ph−¬ng ph¸p phun ¸p lùc:

Trong ph−¬ng ph¸p nµy chóng t«i sö dông mÉu CTR ®−îc chÕ t¹o tõ dÇu th«ng

biÕn tÝnh (DTBT) ®Ó tiÕn hµnh thÝ nghiÖm .Néi dung cña ph−¬ng ph¸p lµ kÕt hîp gi÷a

ho¹t tÝnh cña CTR vµ c¸c t¸c ®éng c¬ häc nh»m t¨ng c−êng hiÖu qu¶ tÈy röa.Quy tr×nh

tiÕn hµnh ®−îc chia thµnh 3 ph−¬ng ph¸p nhá nh− sau

a-Ph−¬ng ph¸p phun ngay tõ ®Çu:

Néi dung cña ph−¬ng ph¸p lµ phun trùc tiÕp dung dÞch CTR víi c¸c nång ®é kh¸c

nhau lªn bÒ mÆt nhiÔm bÈn. HiÖu qu¶ tÈy röa c ña ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc ghi trong b¶ng

3. 95 d−íi ®©y

B¶ng 3. 95:T hö nghiÖm b»ng ph−¬ ng ph¸p phun ngay tõ ®Çu

Thêi gian §é s¹ch(%) TT Tû lÖ CTR/H O

phun(phót)

1 1:100 30 40

2 1:75 30 50

3 1:50 30 68

4 1:25 30 85

5 1:20 30 93

228

Nh×n chung ph−¬ng ph¸p nµy kh«ng ®¹t ®−îc hiÖu qu¶ cÇn thiÕt. §é tÈy röa khi

tiÕn hµnh thÝ nghiÖm ë nång ®é thÊp lµ gÇn nh− b»ng 0 dï ta t¨ng thêi gian lªn rÊt

nhiÒu .Khi ta t¨ng nång ®é lªn th× ®é tÈy röa t¨ng lªn nh−ng l−îng CTR qu¸ tèn kÐm.

ChÝnh v× vËy chóng t«i cho r»ng ph−¬ng ph¸p nµy cã hiÖu qu¶ kÐm vµ kh «ng thùc tÕ .

dung dÞch ®ã phun lªn bÒ mÆt nhiÔm bÈn. KÕt qu¶ ph−¬ng ph¸p ®−î c ghi ë c¸c b¶ng d−íi

®©y.

TT TP dung dÞch §é s¹ch (%)

1 2 3 4 1:100 1:100 1:100 1:100 4 6 7 8 25 25 25 25 75 80 97 98

1 2 3 4 1:75 1:75 1:75 1:75 (giê) 1 3 5 7 Thêi gian phun (phót) 25 25 25 25 75 80 90 98

1 2 3 1:50 1:50 1:50 (giê) 0,5 1 3 Thêi gian phun(phót) 25 25 25 97 98 98

229

25 phót lµ gÇn nh− s¹ch hoµn toµn.

Nh− vËy, tuú thuéc vµo tõng ®iÒu kiÖn cô thÓ ta cã thÓ lùa chän tû lÖ dung dÞch hîp

gian dµi råi míi phun thi còng sÏ ®¹t ®−îc hiÖu qu¶ mong muèn.

c-Ph−¬ng ph¸p phun mét líp CTR ®Ëm ®Æc (nång ®é 30%) tr−íc:

Ph−¬ng ph¸p nµy thùc hiÖn nh− sau : §Çu tiªn, phun mét líp CTR ®Ëm ®Æc (nång

®é 30%) sao cho phñ kÝn bÒ mÆt nhiÔm bÈn, ®Ó trong kh¶ng thêi gian phót (®èi víi tÊm

kim lo¹i mÉu), sau ®ã phun dung dÞch CTR nång ®é 1% cho ®Õn s¹ch hÕt cÆn dÇu. KÕt

qu¶ thÓ hiÖn trong b¶ng 3. 99

B¶ng 3. 99 :X¸c ®Þnh nång ®é dung dÞch tÈy röa tèi −u

L−îng CTR Thêi gian §é s¹ch (%) TT Tû lÖ CTR/H2O

nguyªn chÊt (ml) phun (phót)

1 1:100 20 2 98

2 1:200 20 2 98

3 1:300 20 2 96

4 1:400 20 2 95

5 1:500 20 2 96

6 1:1000 20 2 98

7 20 2 98 H2O

C¨n cø b¶ng kÕt qu¶ ë trªn chóng t«i thÊy r»ng, sau khi phun dung dÞch CTR ®Ëm

®Æc th× bÒ mÆt bÈn bÞ ®¸nh bong gÇn hÕt .V× thÕ sau khi ®ã phun tiÕp th× dung dÞch CTR

kh«ng cã ý nghÜa nhiÒu tíi hiÖu qu¶ tÈy . ChÝnh v× thÕ chóng t«i chän dung dÞch phun lµ

n−íc ®Ó tiÕt kiÖm CTR mµ vÉn ®¶m b¶o hiÖu qu¶ tÈy röa.

d-So s¸nh 3 ph−¬ng ph¸p :

230

B¶ng 3. 100: So s¸nh 3 ph−¬ng ph¸p phun

TT Ph−¬ng ph¸p

1 Phun ngay tõ ®Çu Tû sè g CTR/1g cÆn dÇu 29,57/1 HiÖu qu¶ tÈy röa(%) 93

3 Phun CTR ®Ëm ®Æc tr−íc 1,77/1 99

Dùa vµo b¶ng kÕt qu¶ ë trªn chóng t«i thÊy r»ng, ph−¬ng ph¸p phun CTR ®Ëm ®Æc

tr−íc lµ ph−¬ng ph¸p tiÕt kiÖm nhÊt, cßn ph−¬ng ph¸p phun ngay tõ ®Çu lµ ph−¬ng ph¸p

kÐm hiÖu qu¶ nhÊt. Tõ ®ã chóng t«i chän ra 2 ph−¬ng ph¸p kh¶ thi ®Ó ¸p dông trong thùc

trong tõng tr−êng hîp cô thÓ, trong tõng ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh sÏ cã c¸ch lùa chän c¸c

ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau.

ViÖc lùa chän ph−¬ng ph¸p tÈy röa cßn phô thuéc rÊt nhiÒu vµo lo¹i bån bÓ chøa vµ

lo¹i cÆn dÇu b¸m lªn bÒ mÆt bÓ. Cô thÓ lµ víi lo¹i bÓ chøa mµ cÆn dÇu b¸m máng vµ

Líp CTR ®Ëm ®Æc cã t¸c dông ph¸ vì líp cÆn dÇu b¸m vµo thµnh bÓ vèn rÊt khã t¸ch,

phun dung dÞch.

kh¨n cho tiÕn hµnh vµ cho ®é an toµn bÓ chøa.

Th«ng qua kh¸ nhiÒu c¸c thÝ nghiÖm ®· tiÕn hµnh, chóng t«i ®· thu ®−îc mét sè kÕt

qu¶ kh¶ quan. Cã thÓ rót ra c¸c tãm t¾t nh− sau:

* §é tÈy röa phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh−: nhiÖt ®é, thêi gian tÈy röa, c¸c t¸c

®éng c¬ häc (khuÊy trén, phun ¸p lùc…). Khi nhiÖt ®é cµng cao vµ thêi gian tÈy röa cµng

dµi th× hiÖu qu¶ tÈy röa cµng t¨ng lªn. ChÝnh v× thÕ, ®Ó t¨ng hiÖu qu¶ tÈy röa th× nªn tiÕn

hµnh sóc röa bån bÓ chøa vµo mïa hÌ lµ mïa cã nhiÖt ®é t−¬ng ®èi cao vµ thêi gian tÈy

röa cµng dµi cµng tèt.

231

§é tÈy röa sÏ t¨ng khi cã bæ sung c¸c yÕu tè t¸c ®éng c¬ häc(khuÊy trén, phun ¸p

lùc…). Trong thùc tÕ th−êng ¸p dông thªm biÖn ph¸p phun ¸p lùc dÓ t¨ng hiÖu qu¶ tÈy .

* Ph−¬ng ph¸p tÈy röa ®− îc lùa chän phô thuéc tõng lo¹i bån bÓ vµ tõng lo¹i cÆn

ph¸p p hun CTR ®Ëm ®Æc tr−íc råi míi phun dung dÞch. Víi bÓ chøa cã cÆn b¸m dÇy vµ

* ViÖc x¸ c ®Þnh hiÖu qu¶ tÈy röa cÇn ph¶i th«ng qua viÖc kiÓm t ra c¸c chØ tiªu

sau:nhiÖt ®é chíp ch¸y, ®é t¸i b¸m trë l¹i, vµ ®é ¨n mß n cña mÉu CTR.

Trong c¸c mÉu CTR ®· kiÓm tra th× chóng t«i thÊy r»ng c¸c mÉu CTR cã DTBT

oxy ho¸ khi sö dông tÈy röa víi nång ®é dung dÞch lo·ng th× cã nhiÖt ®é chíp ch¸y cao,

kh«ng ¨n mßn vµ cã ®é t¸i b¸m trë l¹i t−¬ng ®èi thÊp. V× thÕ c¸c mÉu CTR nµy cã thÓ

s¶n xuÊt víi quy m« lín vµ øng dông ®Ó tÈy bån bÓ chøa x¨ ng dÇu.

IX. H−íng dÉn c¸c qui tr×nh c«ng nghÖ

Trªn c¬ së c¸c phÇn nghiªn cøu ë trªn, chóng t«i thiÕt lËp mét sè qui tr×nh c«ng

nghÖ nh−: Qui tr×nh c«ng nghÖ chÕ t¹o chÊt tÈy röa; Qui tr×nh c«ng nghÖ tÈy röa bån bÓ

chøa x¨ng dÇu, tÇu dÇu, ®−êng èng dÉn dÇu; Qui tr×nh c«ng nghÖ x ö lý cÆn dÇu chèng «

n hiÔm m«i tr−êng. PhÇn nµy ®−îc tr×nh bÇy ng¾n gän v× nã ®· ®−îc dùa trªn kÕt qu¶

khèi vµ thuyÕt minh, mµ dùa vµo ®ã cã thÓ thùc hiÖn qu¸ tr×nh. Mét sè thiÕt bÞ chÝnh

® −îc miªu t¶ b»ng h×nh vÏ gÇn nh− m« h×nh thùc tÕ (b¶n vÏ kü thuËt)

9.1. H −íng dÉn qui tr×nh c«ng nghÖ tæng hîp CTR

Lµ chÊt láng trong suèt , cã mÇu vµng chanh ®Ëm, cã tû träng 0,86-0,89 ; cã pH=

® Êt, cã kh¶ n¨ng tÈy röa tèt cÆn dÇu trong c¸c thiÕt bÞ tån chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn

® éc h¹i cho ng−êi sö dông. Khi sö dông, hoµ tan vµo n−íc theo tû lÖ 1/100 vÒ thÓ tÝch,

t¹ o thµnh dung dÞch tr¾ng ®ôc, ®ã lµ tr¹ng th¸i nhò ho¸

9.1.1 S¬ ®å khèi

232

Quy tr×nh c«ng nghÖ ®iÒu chÕ chÊt tÈy röa bk-NT1 tõ DTBT oxy hãa

Kh«ng khÝ

KiÓm tra chÊt l−îng

1000C, 15h

DÇu th«ng tinh khiÕt

ThiÕt bÞ oxy hãa

DÇu th«ng biÕn tÝnh oxy hãa

BÓ chøa dÇu th«ng biÕn tÝnh

1,8% H2O

Cho axit oleic

Cho APG −îu vµ 60 , r

phô gia

KiÓm tra chÊt l−îng

ChÊt tÈy röa BK

KhuÊy trong 10 phót

KhuÊy trong 5 phót

§ãng gãi vµ b¶o qu¶n S¶n phÈm

H×nh 3.59 : Quy tr×nh c«ng nghÖ ®iÒu chÕ chÊt tÈy röa tõ dÇu th«ng biÕn tÝnh oxy hãa trong c«ng nghiÖp

2 3 3

ThuyÕt minh s¬ ®å c«ng nghÖ

Qu¸ tr×nh ®iÒu chÕ chÊt tÈy röa BK tõ dÇu th«ng biÕn tÝnh oxy ho¸ hãa ®−îc thùc

hiÖn qua hai c«ng ®o¹n chÝnh:

- Giai ®o¹n ®iÒu chÕ dÇu th«ng biÕn oxy hãa.

- Giai ®o¹n ®iÒu chÕ chÊt tÈy röa

DÇu th«ng tinh khiÕt ®−îc ®−a vµo thiÕt bÞ oxy hãa, ®ång thêi cho vµo thiÕt bÞ 1,8%

n−íc ®Ó thóc ®Èy qu¸ tr×nh oxy hãa (nÕu l−îng n−íc bæ sung vµo lín h¬n 1,8% th× sÏ k×m

ë 1000C trong kho¶ng thêi gian lµ 15h. Do ph¶n øng x¶y ra ë nhiÖt ®é cao nªn dÇu th«ng

bÞ bay h¬i. L−îng dÇu th«ng bÞ bay h¬i, khÝ kh«ng ng−ng, kh«ng khÝ vµ h¬i n−íc sÏ tho¸t

ra khái thiÕt bÞ ph¶n øng ®i qua thiÕt bÞ ng−ng tô ë nhiÖt ®é kho¶ng 5 100C. T¹i nhiÖt ®é

tho¸t ra ngoµi. T¹i thiÕt bÞ l¾ng n−íc ®−îc l¾ng xuèng vµ th¸o ra ngoµi, dÇu th«ng ®−îc

®−a trë l¹i thiÕt bÞ oxy hãa ®Ó tiÕp tôc qu¸ tr×nh oxy hãa. Dung dÞch thu ®−îc cã mµu

chøa.

Sau khi thu ®−îc ®−îc dÇu th«ng biÕn tÝnh ta tiÕn hµnh pha chÕ chÊt tÈy röa b»ng

c¸ch cho dÇu th«ng biÕn tÝnh vµ axit oleic vµo trong thiÕt bÞ vµ thùc hiÖn qu¸ tr×nh khuÊy

kho¶ng 5 phót, sau ®ã cho tiÕp hçn hîp APG-60 , r−îu vµ phô gia víi tû lÖ ®· ®Þnh tr−íc

(®· ®−îc khuÊy trong mét thiÕt bÞ kh¸c ®Ó chóng hoµ tan hoµn toµn vµo nhau), vµo trong

thiÕt bÞ vµ khuÊy kho¶ng 10 phót ë nhiÖt ®é tõ 50 ®Õn 600C (®Ó ®¶m b¶o dÇu th«ng biÕn

tÝnh vµ chÊt H§BM hoµ tan víi nhau hoµn toµn), ta thu ®−îc dung dÞch chÊt tÈy röa cã

mµu vµng chanh. Sau ®ã kiÓm tra chÊt l−îng cña s¶n phÈm nÕu ®¹t yªu cÇu th× ®−a

sang ®ãng gãi vµ b¶o qu¶n s¶n phÈm. Bao b× ®−îc sö dông lµ c¸c lo¹i can cã dung tÝch

kh¸c nhau, cã mÇu tèi. Sö dông c¸c lo¹i can cã dung tÝch : 1; 3; 5; 10 vµ 20 lÝt

234

Thµnh phÇn cña CTR BK-NT1 cÇn ®¹t lµ: 90% DTBT, 3% APG-60, 4% axit oleic (hoÆc

succinic), 3% r−îu iso-propylic (hoÆc etylic) vµ phô gia

9.1.2. TÝnh to¸n ki nh tÕ

*Gi¸ thµnh 1 lÝt CTR Gre asemaster cña Mü hiÖn nay trªn thÞ tr−êng lµ: 78.000

VND

*Gi¸ thµnh 1 lÝt CTR BK-NT1; Gi¸ thµnh lµ: 38.300 VND

B¶ng 3. 101 TÝnh to¸n gi¸ thµnh cho 1 lÝt CTR BK-NT1

C¸c h¹ng môc Gi¸ thµnh, VND

DTBT oxy ho¸, 90% KL 16.800

APG-60, 3% 11.700

Axit oleic, 4% 6.700

R−îu vµ phô gia, 3% 1.200

§iÖn 1.200

C«ng 500

Hao mßn m¸y mãc 200

Tæng gi¸ thµnh 1 lÝt s¶n phÈm 38.300

235

9.1.3. S¬ thiÕt bÞ d¹ng pilot (H×nh 3.60)

236

ThiÕ t bÞ tæng hîp chÊt tÈy röa (H×nh 3.61)

237

9.2.. H −íng dÉn qui tr×nh c«ng nghÖ oxy ho¸ cÆn dÇu thµnh bitum ®Ó chèng «

nhiÔm m«i tr −êng

9.2.1. S¬ ®å d¹ng khèi

ThuyÕt minh s¬ ®å c«ng nghÖ:

CÆn dÇu sau khÝ ®−îc thu gom tõ nhiÒu nguån kh¸c nhau (Bån, bÓ chøa dÇu, cÆn

dÇu sinh ra trong qu¸ tr×nh vËn chuyÓn, hçn hîp sau tÈy röa …) ®−îc ®−a vµo thiÕt bÞ tån

chøa ®Ó chuÈn bÞ ® −a ®i tiÕn hµnh qu¸ tr×nh oxi ho¸. NÕu cÆn dÇu thu ®−îc sau qu¸ tr×nh

thu ® −îc phÝa trªn thiÕt bÞ, ®−îc c¸nh g¹t ®Èy qua mét thïng høng phÝa d−íi.Tr−íc khi

tiÕn hµnh oxi ho¸ ph¶i x¸c ®Þ nh s¬ bé thµnh phÇn cÆn ®Ó cã chÕ ®é oxi ho¸ phï hîp.Sau

®ã cÆn ® −îc ®−a vµo thiÕt bÞ ph¶n øng. Trong thiÕt bÞ ph¶n øng ®−îc trang bÞ mét m¸y

kh«ng ®æi lµ 840 l/phót (thiÕt bÞ cã dung tÝch 50 lÝt) .Võa khuÊy võa gia nhiÖt ®Õn 240oC.

Qu¸ tr×nh oxy ho¸ diÔn ra trong 1,5 giê kÓ tõ khi ®¹t nhiÖt ®é trªn. Trong suèt qu¸ tr×nh

oxi ho¸, mÉu ®−îc kiÓm tra ®Þnh k× , sau mçi thêi ®iÓm kiÓm tra, nÕu ch−a ®¹t yªu cÇu ta

ph¶i cã sù ®iÒu chØnh l¹i nhiÖt ®é vµ tèc ®é khuÊy. S¶n phÈm ®−îc lÊy ra theo ®−êng lÊy

s¶n phÈm vµ ®−a ®i ®ãng thïng.

Bitum thu ®−îc phôc vô cho môc ®Ých lµm nhò t−¬ng bitum ph¶i ®¹t c¸c chØ tiªu

sau: §é xuyªn kim, 1/10 mm: 80-100 ; §é d·n dµi, mm: 620 ; NhiÖt ®é ch¶y mÒm, oC:

57 . Sau khi thªm phô gia TX, ®é d·n dµi ®¹t ®−îc lµ: 1000 mm.

238

Oxi kh«ng khÝ hoÆc oxi kÜ thuËt

MÉu

Thu

Bån chøa

S¬ ®å oxi ho¸ cÆn dÇu thµnh bitum (H×nh 3.62)

ThiÕt bÞ ph¶n øng

KiÓm tra chØ tiªu

CÆn dÇu tõ c¸c nguån kh¸c nhau

Nguyªn liÖu cÆn dÇu chuÈn bÞ oxi ho¸

gom

KhuÊy

§iÒu chØnh

chÕ ®é

S¶n phÈm

§ãng thïng

X¸c ®Þnh s¬ bé thµnh phÇn vµ tÝnh chÊt

239

9.2.2 .TÝnh to¸n kinh tÕ :

- Nguyªn liÖu oxi hãa : CÆn dÇu (Kh«ng mÊt tiÒn)

Ta tÝnh gi¸ thµnh cña 1 kg Bitum th−¬ng phÈm :

- §Ó s¶n xuÊt ®−îc 500g Bitum th−¬ng phÈm sö dông lµm nhò t−¬ng Bitum ta ph¶i tiÕn hµnh oxi ho¸ trong vßng 2h víi nhiÖt ®é 250÷270 , vËy tiÒn ®iÖn ph¶i tr¶ lµ 750 ®ång /500g → TiÒn ®iÖn ph¶i tr¶ cho 1kg Bitum th−¬ng phÈm lµ: 1500®/1kg.

- TiÒn hao mßn m¸y mãc lµ: 500§/1kg.

- TiÒn ®iÖn sö dông cho m¸y khuÊy : 500§/1kg.

Ta cã b¶ng tæng hîp sau :

B¶ng 3. 102 TÝnh to¸n gi¸ thµnh cña bitum oxy ho¸ cÆn dÇu

C¸c h¹ng môc Thµnh tiÒn(VND)

§iÖn sö dông cho qu¸ tr×nh gia nhiÖt 1500

§iÖn sö dông cho m¸y khuÊy 700

Nh©n c«ng 500

VËn chuyÓn cÆn dÇu vÒ n¬i chÕ biÕn 200

Hao mßn m¸y mãc 300

Tæng 3.200 ®ång

Víi gi¸ b¸n trªn thÞ tr−êng lµ 5.500®ång/1kg ta thÊy r»ng gi¸ cña Bitum oxi ho¸

−êng, h¬n n÷a qu¸ tr×nh nµy tËn dông ®−îc phÕ th¶i, gãp lµ kh¸ rÎ so víi gi¸ thÞ tr

−êng phÇn quan träng ®Ó b¶o vÖ m«i tr

240

9.2 3. S¬ ®å . thiÕ t bÞ d¹ng pi ot ( l H×n h 3. 3) 6

242

243

ThiÕt bÞ oxy ho¸ (H×nh 3.64)

9.3. H− íng dÉn qui tr×nh c«ng nghÖ xö lý n −íc th¶i sau tÈy röa ®Ó chèng « nhiÔm m«i tr−êng

r×n c«ng n

ghÖ xö ý n

th¶i

sau tÈy röa cÆn dÇu (H nh .27)

DÇu næi

TB oxi ho¸ t¹o bitum

p sau

Hçn hî tÈy röa

§Ó ¾ng

N−íc th¶i

KhuÊy trén

phÌn

KhuÊy trén

BÓ t nh«

iªu thô phÌn m

BÓ hoµ trén nh«m

BÓ trung hoµ

9.3.1. S¬ ®å c«ng nghÖ d¹ng khèi −íc Quy t

CÆn bïn

BÓ pha v«i

BÓ t«i v«i

K uÊy h trén

BÓ keo tô

Dung dÞch Aronfloc

Läc

BÓ ph¶n øng

B«ng keo

C¸t

−íc

Th¶i vµo n¬i quy ®Þnh

§èt

X¸c ®Þnh hØ tiªu c

N −íc ¶i s au h t ö lý x

244

ChuÈn bÞ ho¸ chÊt:

Do phÌn côc th−êng chøa nhiÒu t¹p chÊt vµ hoµ tan chËm, ®Ó ®¶m cho phÌn ®−îc

hoµ tan ®Òu trong n−íc ta pha phÌn lµm hai bËc. Tr−íc tiªn phÌn côc ®−îc ®−a vµo bÓ hoµ

trén phÌn ®Ó hoµ tan thµnh dung dÞch cã nång ®é cao vµ lo¹i bá cÆn bÈn sau ®ã dung

dÞch nµy ®−îc dÉn sang bÓ tiªu thô ®Ó pha lo·ng thµnh nång ®é sö dông.

V«i sèng ph¶i ®−îc ®em t«i trong bÓ t«i v«i, th«ng th−êng thµnh d¹ng s÷a ®Æc, sau

kh«n g lín h¬n 5%).

ChÊt trî ®«ng tô (Aronfloc) ®−îc chuÈn bÞ trong bÓ hoµ trén gièng nh− víi phÌn.

TiÕn hµnh xö lý:

Hçn hîp sau tÈy röa ®−îc ®Ó l¾ng trong bÓ hoÆc thiÕt bÞ tuyÓn næi, phÇn dÇu næi ë

trªn ®−îc t¸ch ra vµ lµ nguyªn liÖu ®Çu cho qu¸ tr×nh oxi ho¸ t¹o bitum nh− s¬ ®å c«ng

®· nªu ë trªn. PhÇn bïn cÆn chñ yÕu lµ c¸c t¹p chÊt c¬ häc nghÖ ®−îc l¾ng xuèng d−íi vµ

th¶i vµo n¬i quy ®Þnh. PhÇn n−íc th¶i cßn l¹i chñ yÕu chøa c¸c cÊu tö chÊt tÈy röa vµ mét

dÇu tan ®−îc ®−a vµo bÓ trung hoµ, bÓ trung hoµ cã nhiÖm vô ph¸ vì sù bÒn v÷ng phÇn

cña hÖ keo. PhÌn tõ bÓ tiªu thô ®−îc ®−a qua bÓ trung hoµ ®Ó hoµ trén cïng víi n−íc th¶i,

l−îng phÌn ®−a vµo theo nång ®é tÝnh tr−íc. KiÓm tra ®é pH cña dung dÞch trong bÓ hoµ

trén. Sau ®ã ®−a v«i tõ bÓ pha lo·ng v«i vµo bÓ cho ®Õn khi dung dÞch cã pH = 7. Thùc

hiÖn khuÊy liªn tôc trong suèt qu¸ tr×nh víi tèc ®é 30 vßng/phót ®Ó ®¶m b¶o hoµ trén ®Òu

chÊt ph¶n øng.

chuÈn bÞ s½n sÏ ®−îc ®−a vµo theo nång ®é tÝnh tr−íc. Thùc hiÖn qu¸ tr×nh khuÊy liªn tôc

tô cã nhiÖm vô t¹o ra b«ng keo to, ch¾c nhê vµo chÊt trî t¹o b«ng aronfloc.ChÝnh c¸c

b«ng keo nµy sÏ lµm nhiÖm vô t¸ch c¸c chÊt bÈn ra khái n−íc th¶i.

N−íc vµ c¸c chÊt ph¶n øng sau khi ®−îc hoµ trén ®Òu trong bÓ keo tô sÏ ®−îc ®−a

sang bÓ ph¶n øng. BÓ ph¶n øng cã chøc n¨ng hoµn thµnh nèt qu¸ tr×nh keo tô, t¹o ®iÒu

kiÖn thuËn lîi cho qu¸ tr×nh tiÕp xóc vµ kÕt dÝnh gi÷a c¸c h¹t keo ®Ó t¹o nªn nh÷ng b«ng

245

keo ®ñ lín. Thêi gian n−íc l−u trong bÓ kÐo dµi tõ 6 ÷ 40 phót tuú theo tõng kiÓu bÓ.

B«ng

keo næi ®−îc t¸ch ra, vµ ®em ®èt. N−íc sau khi t¸ch keo ®−îc ®−a qua bÓ läc c¸t ®Ó

lo¹i bá nh÷ng h¹t keo l¬ löng khã t¸ch. N−íc th¶i sau khi ra khái bÓ läc c¸t ®−îc x¸c

®Þnh c¸c chØ tiªu vµ th¶i vµo nh÷ng n¬i quy ®Þnh.

th¶i th× cÇn: 113,2 g ho¸ chÊt

9.3.2. TÝnh kinh tÕ NÕu xö lý 1m3 n−íc Trong ®ã:

PhÌn = 109,54 g/m3 Aronfloc = 3,66 g/m3

54,109(

1000

)50

+×

62,511

66,33 1000

Gi¸ thÞ tr−êng hiÖn nay:

PhÌn 3.000®/1 kg Aronfloc 50.00 0®/1 kg 3 Nh− vËy chi phÝ ®Ó xö lý 1m n−íc th¶i lµ: × × (®) NÕu tÝnh 20% tiÒn : §iÖn, v«i,... th× xö lý 1m3 n−íc th¶i cÇn :

511,62 .( 1 + 0,2) = 614 (®).

*Tãm t¾t c¸c ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ vµ hiÖu qu¶ - Qu¸ tr×nh keo tô thùc hiÖn tèt nhÊt t¹i: pH = 7; thêi gian khuÊy 45 (gi©y); nång ®é ho¸ chÊt 0,1143 (g/l). - §· xö lý ®−îc n−íc th¶i cña chÊt tÈy röa BK-NT1:

Tr−íc xö lý: COD = 620 mg/l ; BOD = 271 mg/l. Sau khi xö lý: COD = 220 mg/l; BOD = 91 mg/l.

§¹t hiÖu qu¶ gi¶m ngay 64,5% chØ sè COD vµ BOD - So víi n−íc th¶i Greasemarter Mü khi xö lý ë cïng ®iÒu kiÖn (®¹t 63,2%) th× kÕt u xö lý ®· ®¹t tiªu chuÈn th¶i

qu¶ cao h¬n chót Ýt. N−íc th¶i cña hçn hîp tÈy röa BK sa vµo nh÷ng n¬i quy ®Þnh. 9.4. H −íng dÉn qui tr×nh c«ng nghÖ tÈy röa bån bÓ chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn

§Ó qu¸ tr×nh tÈy röa ®¹t hiÖu qu¶ cao, chóng t«i chia ra lµm 3 lo¹i bån bÓ chøa, mµ

phô thuéc vµo tõng lo¹i ®ã, sÏ cã c«ng nghÖ tÈy röa phï hîp.

Nh− ®· biÖn luËn ë phÇn trªn, c¸c bån chøa x¨ng, do l−îng cÆn t¹o thµnh rÊt Ýt nªn

chØ sau kho¶ng 5 n¨m míi ph¶i sóc röa bÓ. Ng−îc l¹i c¸c bån bÓ c høa s¶n phÈm dÇu

nÆng nh− dÇu DO, ®Æc biÖt lµ dÇu FO cÆn t¹o thµnh rÊt nhiÒu, nÕu kh«ng kÞp thêi sóc röa

th× sÏ cã ¶nh h−ëng lín ®Õ c¸c lÇn tån chøa tiÕp theo, do vËy, th«ng th−êng cø sau 2-3

246

n¨m ph¶i sóc röa bÓ mét lÇn. Còng cã thÓ ph¶i sóc röa th−êng xuyªn h¬n tuú vµo môc

®Ých

vµo tÝnh chÊt cÆn dÇu trong bån bÓ chøa:

9.4.1. Bån bÓ chøa mµ cÆn dÇu b¸m dÝnh yÕu, tr¶i ®Òu tõ trªn xuèng d−íi

Lo¹i bån bÓ nµy dÔ sóc röa nhÊt, c«ng nghÖ ®¬n gi¶n, hiÖu qu¶ t¶y röa cao

*B−íc 1: ChuÈn bÞ

Th¸o hÕt nhiªn liÖu vµ c« lËp bån bÓ chøa ®Þnh sóc röa; chuÈn bÞ ph−¬ng tiÖn ®Ó thu

gom cÆn dÇu vµ n−íc th¶i. ChuÈn bÞ dung dÞch tÈy röa cã nång ®é 1%. ChuÈn bÞ bÓ ®ùng

un tuÇn hoµn. ChuÈn bÞ mét bÓ ®Ó b¬m CTR tuÇn hoµn. ChuÈn bÞ m¸y phun chÊt ®Ó ph

láng cao ¸p

hµnh tÈy röa. *B−íc 2:TiÕn

Pha dung dÞch CTR cã nång ®é 1% cho vµo bÓ chøa cã dung tÝch kho¶ng tõ 2÷5 m3

(L−îng dung dÞch nµy tuú thuéc vµo thÓ tÝch cña bån bÓ sóc röa). Dïng b¬m cã ¸p lùc

cao (th−êng th× ph¶i cã ¸p suÊt kho¶ng 100 kg lùc), b¬m tuÇn hoµn trùc tiÕp vµo thµnh

¸ng l¹i. §é s¹ch ®−îc bÓ cÇn röa ®Õ khi thÊy s¹ch hÕt dÇu. Sau ®ã b¬m n−íc s¹ch ®Ó tr

kiÓm tra bëi n−íc ë ®Çu ra cña vßi b¬m.

*B−íc 3: KÕt thóc tÈy röa

Dïng m¸y nÐn x× kh«ng khÝ sÊy kh« thµnh vµ ®¸y bån bÓ. KiÓm tra c¸c th«ng sè

−êng tuyÕn èng, van vµo bÓ vµ kÕt thóc qu¸ tr×nh tÈy röa cÆn. cña bÓ vµ thiÕt lËp l¹i c¸c ®

−îc ®−a ®i xö lý theo c«ng nghÖ ®É nªu ë trªn Hçn hîp sau tÈy röa ®

ån tõ trªn xuèng d−íi b

Lo¹i bån bÓ nµy rÊt khã tÈy röa, ph¶i kÕt hîp nhiÒu ph−¬ng ph¸p; thêi gian tÈy röa

l©u.

*B−íc 1: ChuÈn bÞ.

Th¸o hÕt nhiªn liÖu vµ c« lËp bån bÓ chøa ®Þnh sóc röa; chuÈn bÞ ph−¬ng tiÖn ®Ó thu

om cÆn dÇu vµ n−íc th¶i. ChuÈn bÞ mét bÓ ®Ó b¬m CTR tuÇn hoµn. ChuÈn bÞ m¸y phun g

hÊt láng cao ¸p c

*B−íc 2:TiÕn hµnh tÈy röa.

- Pha dung dÞch CTR nång ®é ®Ëm ®Æc 30%

247

- Pha dung dÞch CTR nång ®é 1%

B¬m CTR ®Ëm ®Æc 30% lª n thµnh bån bÓ sao ch o nã b¸m ®Òu vµo líp cÆn bÈn

dÇu. §Ó yªn trong kho¶ng tõ 2÷5 giê tuú theo ®é b¸m dÝnh cña cÆn vµo thµnh bÓ. Trong

gian nµy, CTR sÏ hoµ tan phÇn tiÕp xóc cña cÆn dÇu víi thµnh bån bÓ chøa, lµm thêi

gi¶m ®¸ng kÓ søc c¨ng bÒ mÆt gi÷a cÆn d Çu-bÒ mÆt nhiÔm bÈn. Sau ®ã b¬m tuÇn hoµn

dung dÞch CTR nång ®é 1% lªn thµnh bÓ. D−íi t¸c ®éng tÈy röa tiÕp tôc cña CTR vµ lùc

c, sÏ lµm bong nèt nh÷ng phÇn cÆn bÈn “cøng ®Çu”. Sau ®ã, b¬m n−íc s¹ch lªn c¬ hä

bÓ ®Ó röa vµ ®Èy c¸c chÊt bÈn ra ngoµi. §é s¹ch ®−îc kiÓm tra theo ®é s¹ch cña thµnh

ë ®Çu ra. n−íc

*B−íc 3: KÕt thóc tÈy röa

Dïng m¸y nÐn x× kh«ng khÝ sÊy kh« thµnh vµ ®¸y bån bÓ. KiÓm tra c¸c th« ng sè

cña b Ó vµ thiÕt lËp l¹i c¸c ®−êng tuyÕn èng, van vµo bÓ vµ kÕt thóc qu¸ tr×nh tÈy röa cÆn.

Hçn h îp sau tÈy röa ®−îc ®−a ®i xö lý theo c«ng nghÖ ®· nªu ë trªn

chñ yÕu ë phÇn ®¸y bån bÓ. trung

Lo¹i bån bÓ nµy còng rÊt khã tÈy röa, mÊt nhiÒu thêi gian

*B−íc 1: ChuÈn bÞ

Th¸o hÕt nhiªn liÖu vµ c« lËp bån bÓ chøa ®Þnh sóc röa; chuÈn bÞ ph−¬ng tiÖn ®Ó thu

gom c Æn dÇu vµ n−íc th¶i. ChuÈn bÞ dung dÞch tÈy röa cã nång ®é 1%. ChuÈn bÞ bÓ ®ùng

®Ó ph n. ChuÈn bÞ m¸y phun chÊt un tuÇn hoµn. ChuÈn bÞ mét bÓ ®Ó b¬m CTR tuÇn hoµ

láng cao ¸p. MÆt kh¸c, còng cÇn th¸o líp cÆn dÇu láng ®Õn nhiÒu nhÊt cã thÓ.

*B−íc 2: TiÕn hµnh tÈy röa.

- Pha dung dÞch CTR nång ®é 1%

B¬m CTR nång ®é 1% vµo bån bÓ sao cho ngËp hÕt phÇn cÆn dÇu b¸m vµo thµnh.

§Ó yª n trong kho¶ng thêi gian tõ 8-72 giê tuú thuéc vµo møc ®é b¸m dÝnh cña cÆn dÇu.

Sau ® an. §Ó l¾ng ®Ó t¸ch líp ã th¸o hÕt phÇn hçn hîp cÆn dÇu - CTR vµo mét bÓ trung gi

dÇu ë trªn, phÝa d−íi lµ CTR, cã thÓ pha thªm mét l−îng CTR sao cho nång ®é lóc nµy

vÉn ® ¹t 1%. B¬m tuÇn hoµn l−îng CTR ®ã vµo thµnh bån bÓ ®Õn khi s¹ch. Sau ®ã b¬m

n−íc u ra. s¹ch ®Î tr¸ng hÕt v¸ng dÇu. §é s¹ch cña bån bÓ ®−îc kiÓm tra b»ng n−íc ë ®Ç

248

*B−íc 3: KÕt thóc tÈy röa

Dïng m¸y nÐn x× kh«ng khÝ sÊy kh« thµnh vµ ®¸y bån bÓ. KiÓm tra c¸c th«ng sè

Ó vµ thiÕt lËp l¹i c¸c ®−êng tuyÕn èng, van vµo b cña b Ó vµ kÕt thóc qu¸ tr×nh tÈy röa cÆn.

îp sau tÈy röa ®−îc ®−a ®i xö lý theo c«ng nghÖ ®É nªu ë trªn Hçn h

9.4.4. TÈy röa tÇu chë dÇu

*B−íc 1: ChuÈn bÞ

hÕt nhiªn liÖu vµ c« lËp khoang cña tÇu dÇu ®Þnh sóc röa; chuÈn bÞ ph−¬ng Th¸o

tiÖn ®Ó thu gom cÆn dÇu vµ n−íc th¶i. ChuÈn bÞ dung dÞch tÈy röa cã nång ®é 1%.ChuÈn

bÞ bÓ ®ùng ®Ó phun tuÇn hoµn. ChuÈn bÞ mét bÓ ®Ó b¬m CTR tuÇn hoµn. ChuÈn bÞ m¸y

phun ng khoang. chÊt láng cao ¸p. Dïng b¬m hót hÕt phÇn cÆn dÇu láng cã tro

*B−íc 2:TiÕn hµnh tÈy röa.

- Pha dung dÞch CTR nång ®é 1%

B¬m CTR nång ®é 1% vµo khoang sao cho ngËp hÕt phÇn cÆn dÇu b¸m vµo thµnh

khoan g chøa dÇu. §Ó yªn trong kho¶ng thêi gian tõ 8 ÷ 72 giê tuú thuéc vµo møc ®é b¸m

dÝnh c Ó trung ña cÆn dÇu. Sau dïng b¬m hót hÕt phÇn hçn hîp cÆn dÇu - CTR vµo mét b

gian. §Ó l¾ng ®Ó t¸ch líp dÇu ë trªn, phÝa d−íi lµ CTR, cã thÓ pha thªm mét l−îng CTR

sao c ho nång ®é lóc nµy vÉn ®¹t 1%. B¬m tuÇn hoµn l−îng CTR ®ã vµo thµnh khoang

chøa dÇu ®Õn khi s¹ch. Sau ®ã b¬m n−íc s¹ch tuÇn hoµn ®Ó röa hÕt v¸ng dÇu. §é s¹ch

cña k hoang dÇu ®−îc kiÓm tra b»ng n−íc ë ®Çu ra.

*B−íc 3: KÕt thóc tÈy röa

Dïng m¸y nÐn x× kh«ng khÝ sÊy kh« thµnh vµ ®¸y khoang. ThiÕt lËp l¹i c¸c ®−êng

yÕn èng, van vµo khoang chøa vµ kÕt thóc qu¸ tr×nh tÈy röa cÆn. Hçn hîp sau tÈy röa tu

−îc ®−a ®i xö lý theo c«ng nghÖ ®É nªu ë trªn ®

.4.5. TÈy röa ®−êng èng dÉn dÇu 9

*B−íc 1: ChuÈn bÞ

X¸c ®Þnh ®o¹n ®−êng èng dÉn dÇu ®Þnh sóc röa; chuÈn bÞ ph−¬ng tiÖn ®Ó thu gom

Æn dÇu vµ n−íc th¶i. ChuÈn bÞ dung dÞch tÈy röa cã nång ®é 1%.ChuÈn bÞ bÓ ®ùng ®Ó c

ChuÈn bÞ mét bÓ ®Ó b¬m CTR tuÇn hoµn. ChuÈn bÞ m¸y phun chÊt láng phun tuÇn hoµn.

ao ¸p. C« lËp ®o¹n èng b»ng c¸ch kho¸ van ®Çu vµ cuèi ®−êng èng. c

*B−íc 2:TiÕn hµnh tÈy röa.

249

-Pha dung dÞch CTR nång ®é 1%

B¬m CTR nång ®é 1% vµo sao cho ngËp hÕt phÇn ®−êng èng. §Ó yªn trong kho¶ng

thêi gian tõ 8-72 giê tuú thuéc vµo møc ®é b¸m dÝnh cña cÆn dÇu. Sau ®ã më van ë cuèi

®−êng èng råi dïng b¬m ®Ó ®Èy hÕt hçn hîp dÇu n−íc; thu gom hçn hîp sau tÈy röa vµo

bÓ. §Ó l¾ng ®Ó t¸ch líp dÇu ë trªn, phÝa d−íi lµ CTR. B¬m tuÇn hoµn l−îng CTR ®ã vµo

®−êng èng cho ®Õn khi s¹ch. Sau ®ã b¬m n−íc s¹ch ®Ó röa l¹i. §é s¹ch cña ®−êng èng

dÉn dÇu ®−îc kiÓm tra b»ng n−íc x¶ ë ®Çu ra.

*B−íc 3: KÕt thóc tÈy röa

Dïng m¸y nÐn x× kh«ng khÝ sÊy kh« ®−êng èng. ThiÕt lËp l¹i c¸c van kÕt nèi vµo

bån bÓ vµ kÕt thóc qu¸ tr×nh tÈy röa cÆn. Hçn hîp sau tÈy röa ®−îc ®−a ®i xö lý theo c«ng

nghÖ ®É nªu ë trªn

cÇn ®¸nh gi¸ møc ®é nhiÔm bÈn bån bÓ chøa mµ lùa chän mét trong c¸c c«ng nghÖ

nµo cho m«i tr−êng, cho thiÕt bÞ tån chøa vµ cho ng−êi sö dông

Cã thÓ m« t¶ qu¸ tr×nh chung cho viÖc tÈy röa bån bÓ chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn

M¸y phun

CTR/n−íc

chuyÓn b»ng s¬ ®å khèi nh− sau: (H×nh 3.28)

CTR

M¸y phun ¸p lùc cao

ThiÕt bÞ cÇn tÈy

BÓ l¾ng t¸ch dÇu

BÓ khuÊy

Xö lý n−íc th¶i

250

N−íc

PhÇn kÕt luËn

1. §· kh¶o s¸t mét c¸ch cã hÖ thèng thµnh phÇn cÆn dÇu, thÊy r»ng, thµnh phÇn cÆn

dÇu chñ yÕu bao gåm: n−íc, t¹p chÊt c¬ häc, dÇu mì, nhùa, asphanten, cacben vµ

cacboit. C¸c chÊt nµy quyÖn víi nhau t¹o thµnh mét hçn hîp rÊt qu¸nh vµ dÝnh,

b¸m chÆt vµo thµnh bån bÓ chøa. CÇn cã mét lo¹i CTR ®Æc chñng míi tÈy s¹ch

®−îc chóng ra khái bÒ mÆt nhiÔm bÈn. MÆt kh¸c dùa vµo c¸c lo¹i cÊu tö cã trong

cÆn gîi më kh¶ n¨ng sö dông cÆn dÇu ®Ó t¹o s¶n phÈm phô cã Ých cho §Ò tµi

2. §· nghiªn cøu c¸c chÕ ®é ®Ó biÕn tÝnh dÇu th«ng vµ t×m ®−îc c¸c ®iÒu kiÖn hîp lý

cho qu¸ tr×nh oxy ho¸ DT, ®ã lµ: NhiÖt ®é: 100oC, thêi gian 16 h, tèc ®é sôc

kh«ng khÝ lµ 800 l/phót víi thiÕt bÞ dung tÝch 50l, hµm l−îng chÊt kh¬i mµo HB2BOB2B lµ 0,5%, n−íc cho vµo lµ 2% sau thêi ®iÓm 8 h ph¶n øng. Còng ®· t×m ra nguyªn nh©n

dÉn ®Õn t¨ng ho¹t tÝnh tÈy röa cña DTBT oxy ho¸,®ã lµ do t¹o thµnh c¸c lo¹i r−îu

tecpen víi tæng hµm l−îng lµ 34,6 %.

3. ChÕ t¹o thµnh c«ng CTR cÆn dÇu ®i tõ DTBT oxy ho¸ víi thµnh phÇn gåm: DTBT

oxy ho¸ 90%; APG-60: 3%; axit oleic (hoÆc succinic) : 4%; R−îu iso-Propylic

(hoÆc etylic) vµ phô gia : 3 %. §é tÈy röa ®¹t 97,6% .

4. X¸c ®Þnh c¸c th«ng sè ho¸ lý cña CTR nh− : Søc c¨ng bÒ mÆt, nång ®é mixen tíi

h¹n, ®iÖn thÕ zeta vv.. .vµ thÊy r»ng, ®é tÈy röa t¨ng th× CSBM gi¶m, thÕ zeta t¨ng.

Tõ quan hÖ cña c¸c ®¹i l−îng ®ã víi ®é tÈy röa, ®Ò xuÊt c¬ chÕ tÈy röa cña CTR

cÆn dÇu BK-NT1 lµ c¬ chÕ hoµ tan vµ c¬ chÕ cuèn tr«i. §Ó qu¸ tr×nh tÈy röa ®¹t

hiÖu qu¶ cao th× nªn tÈy röa bån bÓ t¹i tr¹ng th¸i h¹t nhò t−¬ng cã ®é bÒn trung

b×nh vµ nång ®é mixen tíi h¹n cña CTR trong n−íc lµ 1%.

5. ViÖc nghiªn cøu ®¸nh gi¸ t¸c ®éng cña CTR ®Õn m«i tr−êng cho thÊy r»ng, CTR

6. T×m ®−îc ph−¬ng ph¸p vµ c¸c ®iÒu kiÖn tèi −u ®Ó xö lý hçn hîp sau tÈy röa b»ng

ph−¬ng ph¸p keo tô víi phÌn nh«m vµ chÊt t¹o b«ng keo aronfloc: Nång ®é ho¸

251

chÊt (tæng phÌn vµ aonfloc) lµ 0,1143 g/l CTR; ®é pH= 7; thêi gian khuÊy trén 45

(gi¶m 63%), ®¹t gi¸ trÞ ®Ó th¶i vµo m«i tr−êng.

7. KÕt qu¶ nghiªn cøu t¸i sö dông CTR BK-NT1 cho biÕt, cã thÓ t¸i sö dông 1 lÇn vµ

P CTR ; mÆt kh¸c viÖc t¸i sö dông cßn gi¶m ®−îc 50% chi phØ xö lý n−íc

3 ®/1mP

gi¶m ®−îc 40% gi¸ thµnh cña CTR, t−¬ng ®−¬ng víi tiÕt kiÖm ®−îc 1.828.000

th¶i.

8. B»ng viÖc nghiªn cøu c¸c ®iÒu kiÖn tÈy röa t−¬ng ®−¬ng víi m« h×nh thùc tÕ, ®·

t×m ®−îc c¸c chÕ ®é tèi −u vÒ nhiÖt ®é,thêi gian, ph−¬ng ph¸p, ®Ó ¸p dông tÈy cÆn

dÇu trong c¸c bån bÓ chøa cã møc ®é nhiÔm bÈn kh¸c nhau.

9. §−a ra ®−îc c¸c h−íng dÉn qui tr×nh c«ng nghÖ nh−: H−íng dÉn qui tr×nh c«ng

nghÖ tæng hîp CTR; H−íng dÉn qui tr×nh c«ng nghÖ xö lý cÆn dÇu chèng « nhiÔm

m«i tr−ßng, H−íng dÉn qui tr×nh c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i sau tÈy röa; H−íng dÉn

qui tr×nh c«ng nghÖ tÈy röa cÆn dÇu trong bån bÓ chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn.

C¸c qui tr×nh c«ng nghÖ nµy mang tÝnh kh¶ thi v× ®· ¸p dông trong thùc tÕ.

10. Theo tÝnh to¸n, gi¸ thµnh cña 1 lÝt CTR BK-NT1 lµ 38.300 VND (so víi gi¸ CTR

cña mü lµ 78.000 VND) vµ gi¸ thµnh cña 1Kg bitum oxy ho¸ (s¶n phÈm phô cña ®Ò

tµi) lµ 3.200 VND (so víi gi¸ thÞ tr−êng lµ 5.500 VND) lµ rÊt rÎ. §iÒu nµy mang

252

l¹i lîi Ých kinh tÕ cho n−íc nhµ ®ång thêi gãp phÇn b¶o vÖ m«i tr−êng.

C¸c c«ng tr×nh ®∙ c«ng bè Cã liªn quan ®Õn kÕt qu¶ cña ®Ò tµi

1. NguyÔn LÖ Tè Nga, Ph¹m V¨n Thiªm, §inh ThÞ Ngä

bÈn x¨ng dÇu.

2. NguyÔn LÖ Tè Nga, Ph¹m V¨n Thiªm, §inh ThÞ Ngä,

Nghiªn cøu chÕ t¹o chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu, ®iÒu chÕ chÊt tÈy röa.

T¹p chÝ Ho¸ häc øng dông, P17-20, No2-2002.

3. NguyÔn LÖ Tè Nga, Ph¹m V¨n Thiªm, §inh ThÞ Ngä,

Nghiªn cøu chÕ t¹o chÊt tÈy röa dïng cho cÆn bÈn x¨ng dÇu. PhÇn III: X¸c ®Þnh

thµnh phÇn tèi −u cña chÊt tÈy röa b»ng ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm.

4. NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä

Nghiªn cøu thµnh phÇn cÆn bÈn x¨ng b»ng ph−¬ng ph¸p phæ hång ngo¹i.

5. NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä, Ph¹m V¨n Thiªm

Tæng hîp chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu trªn c¬ së APG.

TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o Héi nghÞ ‘’C«ng nghÖ Ho¸ dÇu trong thÕ kû XX-XXI’’,

Tr−êng §¹i häc Khoa häc tù nhiªn - §HQG Hµ Néi, P260-266, Hµ Néi 20-

21/12/02. Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc Quèc gia Hµ Néi.

6. NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä, Ph¹m V¨n Thiªm

Tæng hîp chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu trªn c¬ së Tween 60.

TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o Héi nghÞ ‘’C«ng nghÖ Ho¸ dÇu trong thÕ kû XX-XXI’’,

Tr−êng §¹i häc Khoa häc tù nhiªn - §HQG Hµ Néi, P267-272, Hµ Néi 20-

253

21/12/02. Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc Quèc gia Hµ Néi.

7. NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä,

Tæng hîp chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu tõ nguyªn liÖu thùc vËt ViÖt nam.

dùng vµ tr−ëng thµnh’’, P605-612.

Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi - 2003.

8. NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä

Tæng hîp chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu trªn c¬ së c¸c lo¹i dÇu thùc vËt kh¸c

nhau.

9. Ng« Quèc TuÊn, NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä

Kh¶o s¸t thµnh phÇn cÆn cña tÇu chë dÇu vµ bån chøa nhiªn liÖu DO.

T¹p chÝ Ho¸ häc vµ øng dông,Sè 3, 2004

10. Ng« Quèc TuÊn, NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä, NguyÔn H÷u TrÞnh

Nghiªn cøu chÕ t¹o bitum tõ cÆn dÇu.

T¹p chÝ Ho¸ häc vµ øng dông,Sè 4, 2004

11. NguyÔn Kh¸nh DiÖu Hång, Ng« Quèc TuÊn, §inh ThÞ Ngä

Nghiªn cøu xö lý n−íc th¶i tõ qu¸ tr×nh tÈy röa cÆn dÇu b»ng ph−¬ng ph¸p keo

tô.

T¹p chÝ Ho¸ häc vµ øng dông,Sè 5, 2004

12. Ng« Quèc TuÊn, NguyÔn Kh¸nh DiÖu Hång, TrÇn Anh TuÊn, §inh ThÞ Ngä

Nghiªn cøu biÕn tÝnh dÇu th«ng t¹o nguyªn liÖu tèt ®Ó chÕ t¹o chÊt tÈy röa cÆn dÇu

BK.

T¹p chÝ Ho¸ häc vµ øng dông,Sè 7, 2004

13. Ng« Quèc TuÊn, NguyÔn Kh¸nh DiÖu Hång, §inh ThÞ Ngä

Tæng hîp chÊt tÈy röa cÆn dÇu BK trªn c¬ së dÇu th«ng biÕn tÝnh.

254

T¹p chÝ Ho¸ häc vµ øng dông,Sè 11, 2004

14. Ng« Qu«c TuÊn, NguyÔn Kh¸nh DiÖu hång, §inh ThÞ Ngä, Ph¹m V¨n Thiªm

Nghiªn cøu kh¶ n¨ng t¸i sö dông cña chÊt tÈy röa cÆn dÇu BK.

15. Ng« Quèc TuÊn, NguyÔn Kh¸nh DiÖu Hång,§inh ThÞ Ngä, NguyÔn ThÕ Nghiªm

Nghiªn cøu chÕ t¹o s¬n bitum bitum chèng gØ tõ cÆn dÇu.

16. Ng« Quèc TuÊn, NguyÔn Kh¸nh DiÖu Hång, §inh ThÞ Ngä

ChÕ t¹o chÊt tÈy röa ®Ó xö lý cÆn dÇu trong bån bÓ chøa vµ ph−¬ng tiÖn vËn

chuyÓn.

TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi nghÞ Khoa häc C«ng nghÖ DÇu khÝ ViÖt Nam, quyÓn 2, 8-

2005

17. NguyÔn Kh¸nh DiÖu Hång, Ng« Quèc TuÊn,§inh ThÞ Ngä

Nghiªn cøu xö lý n−íc th¶i tõ qu¸ tr×nh tÈy röa cÆn dÇu b»ng ph−¬ng ph¸p keo tô.

18. Ng« Quèc TuÊn, NguyÔn Kh¸nh DiÖu Hång, §inh ThÞ Ngä

T¹p chÝ Ho¸ häc vµ øng dông, Sè 5, 2005

Nghiªn cøu sù liªn quan gi÷a ho¹t tÝnh cña chÊt tÈy cÆn dÇu vµ søc c¨ng bÒ mÆt.

19. Ng« Quèc TuÊn, NguyÔn Kh¸nh DiÖu Hång, §inh ThÞ Ngä

§· göi ®¨ng t¹i T¹p chÝ Ho¸ häc vµ øng dông, th¸ng 9 n¨m 2005

X¸c ®Þnh c¬ chÕ tÈy röa cÆn dÇu.

255

§· göi ®¨ng t¹i T¹p chÝ Ho¸ häc vµ øng dông, th¸ng 9 n¨m 2005

Tµi liÖu tham kh¶o

****************

Tµi liÖu tiÕng ViÖt

Vò V¨n An, Tæng luËn t×nh h×nh s¶n xuÊt vµ tiªu thô xµ phßng vµ c¸c chÊt giÆt röa tæng hîp trªn thÕ giíi vµ ë ViÖt Nam, Bé C«ng nghiÖp nÆng, Trung t©m Th«ng tin Khoa häc Kü thuËt Ho¸ chÊt, 1994.

7 8 9

2 Mai Ngäc Chu, Mét sè kÕt qu¶ c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ: tinh dÇu, h−¬ng liÖu, mü phÈm, Tãm t¾t nh÷ng c«ng tr×nh nghiªn cøu KHKT 1986-1990, P51-52, 1990. NguyÔn H÷u §Ünh, TrÇn ThÞ §µ, øng dông mét sè ph−¬ng ph¸p phæ nghiªn cøu cÊu tróc ph©n tö, Nhµ xuÊt b¶n gi¸o dôc-1999. NguyÔn Xu©n Dòng, Lª Thanh H¶i, C¬ së s¾c ký khÝ, Nhµ xuÊt b¶n KHKT, Hµ néi-2000. NguyÔn Sinh Hoa – Tr−êng §¹i häc x©y dùng Hµ néi, Gi¸o tr×nh Ho¸ keo, Nhµ xuÊt b¶n x©y dùng, 1998. Huúnh Anh Hoµng. Kh¶o s¸t nguån cÆn dÇu t¹i ViÖt nam. Nghiªn cøu ®Ò xuÊt gi¶i ph¸p xö lý cÆn dÇu tõ qu¸ tr×nh vÖ sinh tÇu dÇu. LuËn v¨n th¹c sü. Hµ Néi 1999. Lª Träng Hoµng; Ho¸ häc tinh dÇu, Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ néi, 1972 Hµ Thóc Huy, Ho¸ keo, Tñ s¸ch §¹i häc Tæng hîp TP. Hå ChÝ Minh, 1995. NguyÔn §øc Huúnh : ThiÕt bÞ t¸ch dÇu- n−íc . B»ng s¸ng chÕ sè 3590A cña ViÖt Nam.Tæng côc dÇu khÝ VN. 2002 Izrail Khizghilovich Khizghilop. B¶o qu¶n phÈm chÊt x¨ng dÇu trong qu¸ tr×nh tån chøa vµ vËn chuyÓn. B¶n dÞch tõ tiÕng Nga, 1974. KiÒu §×nh KiÓm, C¸c s¶n phÈm dÇu má vµ ho¸ dÇu, Nhµ xuÊt b¶n KHKT, Hµ Néi 2000.

12 Mai H÷u Khiªm, Gi¸o tr×nh Ho¸ keo (Ho¸ lý c¸c hÖ vi dÞ thÓ vµ hiÖn t−îng bÒ

mÆt), Tr−êng §¹i häc B¸ch Khoa TP Hå ChÝ Minh, 1995.

256

13 Mai V¨n Liªn, Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn ngµnh c«ng nghiÖp dÇu khÝ c¸c n−íc Nam ¸ vµ §«ng Nam ¸: Tæng luËn ph©n tÝch Mai V¨n Liªn, Tæng c«ng ty dÇu má vµ khÝ ®èt ViÖt Nam, Trung t©m th«ng tin t− liÖu dÇu khÝ 1990. Vò Ngäc Lé, §ç Chung Vâ, NguyÔn M¹nh Pha, Lª Thuý H¹nh, Nh÷ng c©y tinh dÇu ViÖt nam. Khai th¸c-ChÕ biÕn-øng dông, Nhµ xuÊt b¶n KHKT, 1996. §ç TÊt Lîi; Tinh dÇu ViÖt Nam, Nhµ xuÊt b¶n khoa häc kü thuËt, TP.Hå ChÝ Minh.1985

17 18

257

L· §×nh M·i, VÊn ®Ò tinh dÇu - H−¬ng liÖu vµ triÓn väng cña nã ë ViÖt Nam, Tæng luËn ph©n tÝch, ViÖn Khoa häc ViÖt nam, Trung t©m th«ng tin Khoa häc, 1990. PGS.TS.Tõ V¨n MÆc, Ph©n tÝch Ho¸ lý, Nhµ xuÊt b¶n KHKT, 1995. PGS.TS.§inh ThÞ Ngä, Ho¸ häc dÇu má vµ khÝ, Nhµ xuÊt b¶n KHKT, Hµ Néi 2001. NguyÔn LÖ Tè Nga, Ph¹m V¨n Thiªm, §inh ThÞ Ngä, Nghiªn cøu chÕ t¹o chÊt tÈy röa dïng cho cÆn bÈn x¨ng dÇu. PhÇn I: Ph©n tÝch cÆn bÈn x¨ng dÇu,T¹p chÝ Ph©n tÝch Ho¸, Lý vµ Sinh häc, T-6, P49-50, No3-2001. NguyÔn LÖ Tè Nga, Ph¹m V¨n Thiªm, §inh ThÞ Ngä, Nghiªn cøu chÕ t¹o chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu, ®iÒu chÕ chÊt tÈy röa, T¹p chÝ Ho¸ häc øng dông, P17- 20, No2-2002. NguyÔn LÖ Tè Nga, Ph¹m V¨n Thiªm, §inh ThÞ Ngä, Nghiªn cøu chÕ t¹o chÊt tÈy röa dïng cho cÆn bÈn x¨ng dÇu. PhÇn III: X¸c ®Þnh thµnh phÇn tèi −u cña chÊt tÈy röa b»ng ph−¬ng ph¸p thùc nghiÖm, T¹p chÝ Ph©n tÝch Ho¸, Lý vµ Sinh häc, T-7, P62-64, No2-2002. NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä, Nghiªn cøu thµnh phÇn cÆn bÈn x¨ng b»ng ph−¬ng ph¸p phæ hång ngo¹i, T¹p chÝ Ph©n tÝch Ho¸, Lý vµ Sinh häc, T-7, P46- 48, No3-2002. NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä, Ph¹m V¨n Thiªm, Tæng hîp chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu trªn c¬ së APG, TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o Héi nghÞ ‘’C«ng nghÖ Ho¸ dÇu trong thÕ kû XX-XXI’’, Tr−êng §¹i häc Khoa häc tù nhiªn - §HQG Hµ Néi, P260-266. Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc Quèc gia Hµ Néi, 2002. NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä, Ph¹m V¨n Thiªm, Tæng hîp chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu trªn c¬ së Tween 60, TuyÓn tËp c¸c b¸o c¸o Héi nghÞ ‘’C«ng nghÖ Ho¸ dÇu trong thÕ kû XX-XXI’’, Tr−êng §¹i häc Khoa häc tù nhiªn - §HQG Hµ Néi, P267-272. Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc Quèc gia Hµ Néi.2002 NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä, Tæng hîp chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu tõ nguyªn liÖu thùc vËt ViÖt nam, TuyÓn tËp b¸o c¸o Héi nghÞ Khoa häc - C«ng nghÖ ‘’ViÖn DÇu khÝ: 25 n¨m x©y dùng vµ tr−ëng thµnh’’, P605-612, Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ Kü thuËt, Hµ Néi - 2003. NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä, Tæng hîp chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu trªn c¬ së c¸c lo¹i dÇu thùc vËt kh¸c nhau, T¹p chÝ Nghiªn cøu KHKT &CNQS, Sè 3, 6-2003, P63-69, Trung t©m Khoa häc Kü thuËt vµ C«ng nghÖ Qu©n sù. NguyÔn LÖ Tè Nga, Ph¹m V¨n Thiªm, §inh ThÞ Ngä, “Nghiªn cøu chÕ t¹o chÊt tÈy röa cÆn bÈn x¨ng dÇu, ®iÒu chÕ chÊt tÈy röa”, T¹p chÝ Hãa häc vµ øng dông, Sè 2, 2002

NguyÔn LÖ Tè Nga, Ph¹m V¨n Thiªm, §inh ThÞ Ngä, Kh¶o s¸t thµnh phÇn cÆn cña tµu chë dÇu vµ bån chøa nguyªn liÖu DO, T¹p chÝ Hãa häc vµ øng dông, Sè 3 ,2004. NguyÔn H÷u Phó, Ph¹m Ngäc Thanh, §inh V¨n Hoan, Ho¸ lý vµ Ho¸ keo, §¹i häc T¹i chøc-§HBK Hµ Néi, 1976. GS.TS. Chu Ph¹m Ngäc S¬n, DÇu mì trong s¶n xuÊt vµ ®êi sèng, Nhµ xuÊt b¶n thµnh phè Hå ChÝ Minh, 1983. Ph¹m Hång S¬n, NguyÔn V¨n §Ëu, VÒ thµnh phÇn ho¸ häc tinh dÇu th«ng ba l¸ vïng L©m §ång, ViÖt Nam, T¹p chÝ Khoa häc. Khoa häc tù nhiªn, sè 3, P37-41, 1987. Louis Hå TÊn Tµi, C¸c s¶n phÈm tÈy röa vµ ch¨m sãc c¸ nh©n. Lý thuyÕt vµ øng dông, XuÊt b¶n lÇn I. Nhµ xuÊt b¶n Dunod, 1999. Lª Nguyªn T¶o. Ho¸ häc chÊt keo. Nhµ xuÊt b¶n §¹i häc vµ Trung häc chuyªn nghiÖp, Hµ néi, 1973.

258

NguyÔn H÷u Thanh, Th«ng Pinus, Trung t©m Khoa häc vµ C«ng nghÖ (L©m §ång), No3, P5-8, 1995. NguyÔn ThÞ Thanh, D¬ng V¨n TuÖ, Vò §µo Th¾ng, Hå C«ng Xinh, Hoµng Träng Yªm, Ho¸ häc H÷u c¬, Nhµ xuÊt b¶n KHKT, 1999. Tr−¬ng §×nh Th¹c, NguyÔn B¸ Xu©n, NguyÔn V¨n ChÝnh, Nghiªn cøu tæng hîp chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt alkyl glucozit, TuyÓn tËp c¸c c«ng tr×nh Héi nghÞ Khoa häc vµ C«ng nghÖ Ho¸ h÷u c¬ toµn quèc lÇn thø hai, P227-231, 2001. L©m Ngäc Thô: Nghiªn cøu hÖ thèng tiªu chuÈn m«i tr−êng VN, ®Ò xuÊt c¸c ph- −¬ng ph¸p thÝch hîp ®Ó x¸c ®Þnh mét sè chØ tiÓu m«i tr−êng. 1999 NguyÔn Quèc TÝn, §ç Phæ, Xµ phßng vµ c¸c chÊt tÈy giÆt tæng hîp, Nhµ xuÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt, 1984. TrÇn M¹nh TiÕn - LuËn ¸n PTS, Nghiªn cøu c«ng nghÖ t¸ch α-Pinen tõ tinh dÇu th«ng U«ng BÝ b»ng chng cÊt ch©n kh«ng trªn th¸p ®Öm, 1996. TrÇn M¹nh TrÝ, DÇu khÝ vµ dÇu khÝ ë ViÖt Nam, Nhµ xuÊt b¶n KHKT, Hµ Néi 1996. TrÇn M¹nh TrÝ, Gi¸o tr×nh Hãa häc dÇu má vµ khÝ, Khoa §¹i häc t¹i chøc §HBK Hµ Néi, xuÊt b¶n 1976. D−¬ng V¨n TuÖ, NguyÔn H÷u Khuª, V¨n §×nh §Ö, NguyÔn ThÞ Minh NguyÖt, ThÝ nghiÖm Ho¸ H÷u c¬, Tr−êng §¹i häc B¸ch Khoa-Hµ Néi, 1993. GS.TS.NguyÔn Minh TuyÓn, PGS.TS. Ph¹m V¨n Thiªm, Kü thuËt hÖ thèng c«ng nghÖ ho¸ häc, Nhµ xuÊt b¶n KHKT, Hµ Néi 1997.

51 52 53 54 55

259

57 58 59 60 61 62 Ng« Quèc TuÊn, NguyÔn LÖ Tè Nga, §inh ThÞ Ngä, NguyÔn H÷u TrÞnh, “Nghiªn cøu chÕ t¹o Bitum tõ cÆn dÇu”, T¹p chÝ Hãa häc vµ øng dông, Sè 4 , 2004 Ng« Quèc TuÊn, NguyÔn Kh¸nh DiÖu Hång, TrÇn Anh TuÊn, §inh ThÞ Ngä, Nghiªn cøu biÕn tÝnh dÇu th«ng t¹o nguyªn liÖu ®Ó chÕ t¹o chÊt tÈy röa cÆn dÇu BK”, T¹p chÝ Hãa häc vµ øng dông , sè7, 2004 Bé VËt t−, Tæng C«ng ty X¨ng dÇu; B¶o qu¶n phÈm chÊt x¨ng dÇu trong qu¸ tr×nh tån chøa vµ vËn chuyÓn, Tµi liÖu l−u hµnh néi bé, Hµ Néi 1974. C«ng ty XNK, Du lÞch vµ §Çu t− Hå G−¬m, Trung t©m C«ng nghÖ cao, B¸o c¸o øng dông quy tr×nh tÈy röa c«ng nghiÖp víi s¶n phÈm Rusteco vµ Greasemaster, Hµ Néi-Th¸ng 03/2001. Tæng c«ng ty x¨ng dÇu ViÖt nam, C«ng ty x¨ng dÇu Hµ Nam Ninh, Quy tr×nh vËn hµnh c¸c thiÕt bÞ vµ néi quy cña kho x¨ng dÇu K135, 1997. Kû yÕu c«ng tr×nh héi th¶o quèc gia vÒ c«ng nghÖ tinh dÇu, Liªn hîp c¸c xÝ nghiÖp d−îc ViÖt nam, 1998. Tr−êng §¹i häc B¸ch khoa Hµ néi, Khoa C«ng nghÖ Ho¸ häc, Bé m«n Tæng hîp H÷u c¬ - Ho¸ dÇu, Bµi thÝ nghiÖm dÇu má, Hµ néi 1999. Gi¸o tr×nh c«ng nghÖ xö lý n−íc th¶i. NXB KHKT- 1999 Kü thuËt m«i tr−êng. NXB KHKT- 2001 Sæ tay xö lý n−íc ( TËp 1). NXBXD -1999 PTS NguyÔn Ngäc Dung: Xö lý n−íc cÊp. NXBXD -1999 B¸o c¸o tæng quan kinh nghiÖm thÕ giíi vµ chèng nhiÔm bÈn m«i tr−êng biÓn do dÇu má vµ s¶n phÈm dÇu má g©y ra.1985 B¸o c¸o nghiªn cøu c¸c tr−êng hîp cô thÓ xö lý n−íc th¶i sinh ho¹t vµ n−íc th¶i c«ng nghiÖp. 2002 T¹p chÝ sinh häc. Vol 25, No 3, th¸ng 9/2003 T¹p chÝ sinh häc. Vol 22, No 4, th¸ng 12/2000. T¹p chÝ sinh häc. Vol 25, No 4, th¸ng 12/2003. Ph−¬ng ph¸p lo¹i bá ho¸ chÊt g©y « nhiÔm ( 6188A), NXB KH 2000. Tiªu chuÈn ViÖt Nam 1999- ChÊt l−îng n−íc. B¶n giíi thiÖu s¶n phÈm Aronfloc.

Tµi liÖu tiÕng anh

63 64

68 69 70 71

Aldrich. Benelux .Catalogue Hanbook of Fine Chemicals, 1998-1999. Benjamin Levitt, F.A.I.C, Oils, Detergents and Maintenance Specialties, Volume 1, Chemical Publishing Company, INC, 1967, New York. Benjamin Levitt, F.A.I.C, Oils, Detergents and Maintenance Specialties, Volume 2, Chemical Publishing Company, INC, 1967, New York. Benjiamin Levitt, F.A.I.C. Oil, Detergents and Maintenance Specialities, Vol.5, Chemical Publishing Company, INC, 1967, New York. Buckingham A.D. Physical Chemistry, Vol 7. Surface Chemistry and Colloids, 1972. Donal J. Adone, US Patent 4772425 Sep. 20, 1984. Drew Myers, Surfactant Science and Technology, VCH Publishers, Inc, 1988. Duncan J.Shaw, Department of Chemistry, Liverpool Polytechnic, Faculteit Wetenschappen, Physical and Colloid Chemistry: Electrokinetic Properties, Pleinlaan 2-1050 Brussel. Faculteit Wetenschappen, Physical and Colloid Chemistry: Emulsion Stability, Pleinlaan 2-1050 Brussel. Faculteit Wetenschappen, Physical and Colloid Chemistry: Introduction to Dispersion Rheology, Pleinlaan 2-1050 Brussel. George A. Burdock, Handbook of flavor ingredients, Four Edition. 1999 Henkel Reference V. 35, 1999. E.Hutchinson, Sinoda, Solvent Properties of Surfactant Solutions Karlheinz Hill, Alkyl Polyglycosides, 1990. Kawakami Katuhiko. Japan Patent 4474622, Oct.,1984 Kirt –Othmer, Encyclopendia of chemical technology. Vol 2, 7, 8.

74 75 76 77 78 79 80 Marc- Andre Forster, US Patent 4474622, Oct. 2, 1984. 81 Maurice R.Porter & Associates Consultants in Speciality Chemicals Cardiff, Handbook of Surfactants, Published in the USA by Chapman and Hall New York, 1991.

82 Morse Paise Marie, Soaps and Detergents, Chemical and Engineering News, Vol

260

85 77, No 05, P35-49, 1999. Parker H.D, Pitt G.D, Pollution Control Instrumentation for Oil and Effluents, Lond, Graham, Trotmanc, 1987. Robbins S.R.J, Selected Markets for the essential Oils of Lemengrass, Citronella and Eucalyptus, Tropical Products Inst, 1983. Ullman’s encyclopedia of industrial chemistry. Vol A3, A19.

86 Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol A8.

87 W.G.Cutler, R.C.Davis, Detergency: Theory and Test Method.2001 88 W.G.Cutler, R.C.Davis,Detergency: Theory and Test Method. 1991 89 West Jim, International Petroleum Encyclopedia, 1993. 90

OS.M.M.Van; Haak J.R; Rupert L.A.M,Physico-chemical Properties of Selected Anionic, Cationic and Nonionic Surfactants, Amst Elsevier, 1993.

91 William C. Chandler. US Patent 5549839, Aug, 27, 1996. 92 WO 94/05751 - PCT/US 93/07569, 17 March 1994. 93 94 95 American Society for Testing and Materials, ASTM D113-86, USA, 2001. American Society for Testing and Materials, ASTM D5-95, USA, 2001. American Society for Testing and Materials, ASTM D36- 95, USA, 2001.

96 97 98

99 100

101 102 103 104

105

106 107 108 American Society for Testing and Materials, ASTM D 971-91, USA, 2001. American Society for Testing and Materials, ASTM D 6560-00, USA, 2001. American Society for Testing and Materials, ASTM D473-81 (Reapproved 1995), USA, 2001. American Society for Testing and Materials, ASTM D95-99, USA, 2001. Authored by R&D Staffs of Kao Corporation, Surfactants, a comprehensive guide, Published and edited in Japan by Kao Corporation. Biochemicals and Reagents for Life Science Research, Sigma, 1997. Biochemicals and Reagents for Life Science Research, Sigma, 1999. Introduction to Colloid and Surface Chemistry, London. Butterworths, 1970. Bitumen, asphalts and tar sands. Pulbshing company Amsterdam - Oxford - New York, 1987. Energy & Fuels. Vol14. No3.2000; Vol14. No2.2000; Vol15. No2.2000 Vol16. No3.2002. Environ. Sci. Technol. Vol 34 No 8 2000. Japan Patent 11166195, June,27, 1999. Oil and gas sience and technology. Rev – IFP. Vol59 (2004).

109 110 Organic chemicals in the aquatic environment – 1997. The shell bitumen industrial handbook, 1995.

111

112 113 114

261

US patents : No.5711796. Bitumios composition having enhanced performance properties US patents :No. 3598716. Asphalt oxidation. US patents :No.3531375. Method of apparatus for oxidation of bitumen US patents :No.4114690. Low temperrature oxidation method for the recovery of heavy oils and bitumen.

US Patent 4772415, 1988. US Patent 5998352, 1999. US Patent 5549839, 1966. US patents :No.5981632. Oxidized asphalt emulsion.

115 116 117 118 119 Water quality control handbook – 2001. 120

V.Van den bergh; I. Vanhees; R. de boer. Determination of the oxidation products of the reaction between α – pinen and hydroxyl radical by high- performance liquid chromatography. Journal of Chromatography, A 915, 2001, p-75-83 121 US Patent 4766002. Flavoring with α -Campholenic ancohol, 1998 122 Maria K. Lajunen; Ari M. P. Koskinen. Catalysed oxidation of α-Pinen by

123

262

molecular oxygen ( part IV). Journal of molecular catalyst A. Chemical 198,2003,p. 223-229 J.E. Ancel; N.V. Maksimchuk; I.L. Simakova; V.A. Semikolenov. Kinetic peculiarities of α -Pinen oxidation by molecular oxygen . Jour. Applied Catalysis A. General, 2004, 272, p.104-114

PhÇn phô lôc

Ch−ng cÊt

N−íc

CÆn dÇu

§un nãng víi n-heptan sau ®ã ®Ó nguéi

PhÇn tan

PhÇn kh«ng tan

DÇu mì +nhùa

T¹p chÊt c¬ häc+asphanten

Qua cét silicagel

PhÇn ®i qua

PhÇn hÊp phô trong cét