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 ÷ 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’’. 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 asphante