LUẬN VĂN HÓA HỌC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU . 1 1.1. Tình hình cung ứng và sử dụng chất bôi trơn cho dung dịch khoan . 1 1.2. Tổng quan về dung dịch khoan . 2 1.2.1. Các loại dung dịch khoan . 2 1.2.2. Các chức năng chính của dung dịch khoan . 2 1.3. Tổng quan về dầu thực vật 2 1.3.1. Giới thiệu về một số dầu thực vật 2 1.3.2. Thành phần hoá học của dầu thực vật . 5 1.3.3. Tính chât lý học của dầu thực vật . 7 1.3.4. Tính chất hoá học của dầu thực vật . 8 1.3.4.1. Phản ứng xà phòng hoá . 8 1.3.4.2. Phản ứng thuỷ phân 8 1.3.4.3. Phản ứng ancol phân . 8 1.3.4.4. Phản ứng khử 9 1.3.4.5. Phản ứng làm ôi thiu dầu 9 1.3.4.2. Phản ứng đồng hoá . 9 1.3.4.3. Phản ứng oxy hoá 9 1.3.4.4. Phản ứng trùng hợp . 9 1.4. Sơ lược về cây cao su và dầu cao su 9 1.4.1. Sơ lược về cây cao su . 9 1.4.2. Quả và hạt cao su . 10 1.4.3. Đặc tính của dầu hạt cao su 10 CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Tổng quan về chất bôi trơn cho dung dịch khoan 13 2.1.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng chất bôi trơn tại Việt Nam 13 2.1.2. Các phương pháp biến tính tạo chất bôi trơn 13 2.1.3. Nguyên liệu cho quá trình biến tính dầu hạt cao su 15 2.1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình biến tính . 17 2.2. Xúc tác cho quá trình biến tính . 18 2.2.1. Xúc tác KOH/γ-Al2O3 19 2.2.2. Cơ chế phản ứng của xúc tác KOH/γ-Al2O3 . 19 2.2.3. Xúc tác CaO . 20 2.2.4. Cơ chế phản ứng của xúc tác CaO 20 CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Cách điều chế xúc tác . 23 3.1.1. Hoá chất và dụng cụ 23 3.1.2. Tổng hợp Boehmite 23 3.1.3. Điều chế γ- Al2O3 dạng hạt bằng phương pháp nhỏ giọt . 25 3.1.4. Tổng hợp xúc tác KOH/γ-Al2O3 . 25 3.1.5. Tổng hợp xúc tác CaO 26 3.1.6. Phương pháp XRD để phân tích sản phẩm 26 3.2. Quá trình biến tính tạo chất bôi trơn 27 3.2.1. Yêu cầu đối với nguyên liệu để chuyển hoá 27 3.2.2. Cách tổng hợp chất bôi trơn bằng xúc tác dị thể . 29 3.2.3. Thiết bị chính trong quá trình biến tính 30 3.2.4. Các bước tiến hành . 31 3.2.5. Quá trình tách và tinh chế sản phẩm . 31 3.2.6. Đánh giá chỉ tiêu của sản phẩm 08H1-LUB 33 3.2.6.1. Các thông số kỹ thuật 33 3.1.6.2. Cách xác định các thông số . 33 CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 4.1. Kết quả tổng hợp xúc tác . 38 4.1.1. Đặc tính của γ– Al2O3 . 38 4.1.2. Đặc tính của KOH/γ-Al2O3 . 39 4.1.3. Đặc tính của CaO . 39 4.2. Biến tính dầu hạt cao su . 40 4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng tời khả năng bôi trơn 40 4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ metanol/dầu 42 4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ NP-9 . 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ Ngành khoan, thăm dò và khai thác dầu khí là một trong những ngành mũi nhọn của cả nước nói chung và của tỉnh Bà Rịa- Vũng Tàu nói riêng. Để quá trình khoan, thăm dò và khai thác các mỏ dầu khí ở tầng địa chất phức tạp trở nên đễ dàng hơn, bên cạnh sử dụng các thiết bị khoan hiện đại thì những hoá phẩm trợ giúp cũng không kém phần quan trọng. Trong đó một thành phần đóng vai trò thiết yếu trong hoá phẩm là chất bôi trơn cho dung dịch khoan. Chất bôi trơn cho dung dịch khoan có nhiều loại, nhưng phổ biến vẫn là chất bôi trơn có nguồn gốc từ dầu thực vật do nó có độ an toàn cao và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, dầu thực vật lại dễ bị ôxy hóa trong không khí và khả năng bôi trơn rất kém, nên đã hạn chế rất nhiều khả năng ứng dụng của nó. Để giải quyết những vấn đề trên, chúng ta cần biến tính nguồn nguyên liệu dầu thực vật rẻ tiền, dễ kiếm nhằm thu được dầu có tính năng bôi trơn cao, đáp ứng tối đa các yêu cầu tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Sau khi khảo sát một số loại dầu thực vật thì chúng tôi nhận thấy dầu hạt cao su (DHCS) có thể đáp ứng tốt những yêu cầu đặt ra ở trên. Vì thế, trong đề tài này chúng tôi chọn DHCS làm nguyên liệu cho quá trình biến tính. Việc tổng hợp chất bôi trơn cho dung dịch khoan từ DHCS bằng phương pháp metanol phân với xúc tác dị thể KOH/γ-Al2O3 và CaO là một phương pháp mới so với phương pháp dùng hệ xúc tác đồng thể (KOH) của Trung tâm Ứng dụng và Chuyển giao Công nghệ- Viện Dầu khí Việt Nam đã nghiên cứu. Sử dụng xúc tác dị thể đã góp phần quan trọng nhằm tiết kiệm nguyên liệu và năng lượng, đồng thời làm xanh hóa các quá trình hóa học. Bởi vì, xúc tác dị thể có khả năng tái sử dụng nhiều lần, khả năng tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng dễ dàng nên đã giảm thiểu việc thải ra các chất gây ô nhiễm môi trường. Quá trình nghiên cứu tổng hợp chất bôi trơn được thực hiện qua các bước: Tổng hợp chất xúc tác; ép hạt cao su; biến tính DHCS; đánh giá chất lượng sản phẩm; xác định thông số tối ưu thông qua việc khảo sát nhằm thu được sản phẩm tốt nhất.
