Đề tài 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

1

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 :

2

* 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.

3

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

4

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

5

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

6

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.

7

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.

8

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.

9

§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 ÷

450m³dÇu 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

12

21

49

C¸c lo¹i t¹p chÊt c¬ häc

DÇu mì vµ Parafin

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

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’’.

10

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

8,1

4,5

Asphanten

Nhùa

11

DÇu mì vµ Parafin

Cacboit kh«ng tan trong

benzen vµ t¹p chÊt c¬ häc

Than cèc (lÉn víi c¸c kho¸ng

t¹p kh«ng ch¸y)

1,3

36,4

45,9

Tro

5,8

3,8

L−u huúnh

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.

12

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 20000m³nh− 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.

13

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.

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

-

phÇn kþ n−íc cña chÊt H§BM mang ®iÖn tÝch ©m (-COO , -SO₃, -SO₄), th× chÊt

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.

14

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

+

NR₁R₂R₃), s¶n phÈm ®−îc gäi lµ cationic: clorua dimetyl di-stearyl amoni lµ mét vÝ dô

®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

thÓ sau ®©y:

+

C₁₆H₃₃- N H₂-CH₂-COOH

C₁₆H₃₃-NH-CH₂-COO^-

chÊt cationic trong m«i tr−êng axit.

chÊt anionic trong m«i tr−êng kiÒm.

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:

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂--- hoÆc

hoÆc R

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

+

-

Cationic

Anionic

NI

+

-

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.

15

- 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

16

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

17

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

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

O

-

O

P

O

Orthophosphat

O

-

O

P

O

P

-

O

Diphosphat = Pyrophosphat

O

-

O

P

O

P

-

O

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:

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

O

-

O

P

O

P

O

Ca

Víi Tripolyphosphat cã hai kh¶ n¨ng:

OO

O

OO

O

-

OO

PP

OO

O

PP

P

O

P

O

P

-

OO

O

Ca

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

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

CH COOH

2

N

CH COOH

2

CH COOH

2

18

EDTA (Ethylen Diamin Tetra-Axetat)

COOH

CH₂

HOOC

CH₂

N

CH₂CH₂

N

HOOC

Axit Citric vµ axit Tartric :

OH OH

HOOC CH CH COOH

CH₂COOH

HO

C

COOH

CH₂COOH

EDTMP (Axit Etylen Diamin Tetra Metylen Phosphonic)

PO₃H₂

CH₂

H₂O₃P

N

CH₂CH₂

N

CH₂

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.

19

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

cellulose ete cã c«ng thøc nh− sau :

CH₂OR

OR

H

OR

H

H_OR

O

OR

O

H

OH

CH₂OR

- CH

3

- CH CH

2

3

- CH CH OH

2

R:

- CH CHOHCH

2

3

- CH CH CHOHCH

2

3

20

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

- 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.

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¬).

- 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

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

21

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

Ete glyxerol< Ete sulfonyl<Amit<Amit N thay thÕ

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

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]

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

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

22

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

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

a- Axit Oleic.

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

o

CH-(CH₂)₇-CH₃

HOOC-(CH₂)₇-CH

HNO₂

CH-(CH₂)₇- COOH

23

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

Mét sè tÝnh chÊt cña axit oleic:

CH₃-(CH₂)₁₄-CH=CH-COOH

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

Tªn th«ng th−êng

C«ng thøc cÊu t¹o

ChØ sè trung hoµ

Cis-9-octadecenoic

C₁₈H₃₄O₂

CH₃-(CH₂)₇-CH=CH-(CH₂)₇-COOH

282,47

199

ChØ sè iod

90

NhiÖt ®é nãng ch¶y

NhiÖt ®é s«i ( ^OC ë 100 mmHg)

ChØ sè khóc x¹ n_D.

14

286

1,4582

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

®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

24

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.

¶nh h−ëng t−¬ng hç cña nhãm cacboxyl.

- Ph¶n øng decacboxyl ho¸:

Khi ®un nãng dÔ t¸ch CO₂vµ t¹o thµnh mono cacboxylic.

HOOC-(CH₂)₂- COOH

CH₃-CH₂- COOH + CO₂

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

ph©n tö.

o

₂hc

c

oh

₂hc

c

H₂O

o

+

c

o

c

o

* øng dông:

®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

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

träng.

25

2.2.3.ChÊt H§BM NI.

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

*C«ng thøc ho¸ häc cña chóng:

ch₂oh

o

h

oh

*

o

r

o

h

oh

n

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

* ¦u ®iÓm:

- 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 C₃vµ C₄.

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

Glucoza

R-CH₂-OH

APG

→

b- Tween [21, 24, 86]

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

ethoxylate, Tween.

26

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

HO(CH₂CH₂O)_W(OCH₂CH₂)_XOH

CHO(CH₂CH₂)_YOH

O

CHO(CH₂CH₂)_Z-1CH₂CH₂O - C - R

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)

Thµnh phµn axit bÐo

b»ng víi axit Palmitic (C16 )

D¹ng ë nhiÖt ®é phßng

Láng nhít, mµu vµng nh¹t

FW

F_P

1309,68

>230^oF (110 ^oC)

1,4756

n_D²⁰

Tû träng

HLB

1,064

14,9

27

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

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

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.

28