TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG DẦU
NHỚT THẢI LÀM CHẤT NỀN CHO DẦU MỠ
BẢO QUẢN TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ QUYỂN
Giảng viên hướng dẫn: TS. BẠCH THỊ MỸ HIỀN
Sinh viên thực hiện: HUỲNH NGỌC THỊNH
MSSV: 09069081
Lớp: DHHD5
Khoá: 2009 – 2013

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2013
ii
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC Độc lập – Tự do – Hạnh phúc NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Huỳnh Ngọc Thịnh
MSSV: 09069081

Công Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh nói chung và các thầy cô trong khoa Công
Nghệ Hóa nói riêng đã truyền đạt cho em những kiến thức quý giá trong suốt 4 năm
học tại trƣờng.
Mặc dù đã cố gắng nhƣng do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên
bài khóa luận không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận đƣợc sự đóng góp của
thầy cô và bạn đọc.
TP.Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 6 năm 2013
Họ tên sinh viên

iv
MỤC LỤC
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1
1.1. Đại cƣơng về ăn mòn kim loại 1
1.1.1. Định nghĩa 1
1.1.2. Phân loại 1
1.1.3. Các phƣơng pháp đánh giá độ ăn mòn 2
1.1.4. Các phƣơng pháp bảo vệ chống ăn mòn 3
1.2. Tổng quan về các sản phẩm chống ăn mòn 10
1.2.1. Phân loại các sản phẩm chống ăn mòn 10
1.2.2. Phụ gia cho các sản phẩm bảo quản 14
1.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất sản phẩm bảo quản trên thế giới và Việt Nam 16
1.3.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất sản phẩm bảo quản trên thế giới 16
1.3.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất sản phẩm bảo quản ở Việt Nam 18
1.4. Yêu cầu chung của sản phẩm bảo quản sử dụng cho vùng khí hậu nhiệt đới ẩm 20
1.5. Kết luận 23
CHƢƠNG 2. NỘI DUNG – ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 24
2.1. Nội dung nghiên cứu 24


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Phần đánh giá:
 Ý thức thực hiện:
 Nội dung thực hiện:
 Hình thức trình bày:
 Tổng hợp kết quả:
Điểm bằng số: Điểm bằng chữ:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2013
Giáo viên hƣớng dẫn vii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Bảng 2.4. Thành phần acid béo của các hợp chất béo thu được từ những phần khác
nhau của cây gòn. 35
Bảng 2.5. Thành phần acid béo có trong dầu dừa 36
Bảng 2.6. Thành phần acid béo có trong dầu cao su 37
Bảng 2.7. Thành phần, tính chất và phạm vi ứng dụng của các chất ức chế 39
Bảng 3.1. Khả năng bảo vệ của từng loại chất ức chế 48
Bảng 3.2. Chỉ tiêu chất lượng của dầu hỏa dân dụng 49
Bảng 3.3. Khả năng bảo quản của nguyên liệu 50
Bảng 3.4. Khả năng bảo vệ của từng loại dầu thực vật 51
Bảng 3.5. Khảo sát chọn loại dầu thực vật 52
Bảng 3.6. Khảo sát tính chất của các mẫu có thành phần dầu gòn 54
ix
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Đường đi của dầu nhớt thải 25
Hình 2.2. Mẫu dầu Jatropha 34
Hình 2.3. Hình mẫu dầu gòn 36
Hình 2.4. Mẫu thép trong thiết bị tạo sương muối 43
Hình 2.5. Mẫu thép sau khi bị ăn mòn 43
Hình 2.6. Vùng đẩy điện ly của miếng thép 44
Hình 2.7. Ống đong chứa Fe
2
O
3
trước và sau khi thấm 45
Hình 2.8. Thiết bị đo phổ hồng ngoại IR 46
Hình 3.1. Khả năng bảo quản của mẫu có hàm lượng dầu gòn là 3% 59
Hình 3.2. Khả năng bảo quản của mẫu có hàm lượng dầu gòn là 10% 60
Hình 3.14. Kết quả đo IR của các thành phần hợp thành sản phẩm bảo quản chống
ăn mòn và sản phẩm cuối cùng 71
Hình 3.15. Sản phẩm Eazy-40 và sản phẩm nghiên cứu tối ưu 73
Hình 3.16. Kết quả đo IR của mẫu sản phẩm tổng hợp được 75

xi
MỞ ĐẦU
Sự hủy hoại hoặc làm suy giảm tính năng các công trình, trang thiết bị do ăn
mòn kim loại là vấn đề hết sức nghiêm trọng của mọi nền kinh tế quốc dân.
Hằng năm, ăn mòn kim loại làm thiệt hại trực tiếp tới 3 – 5% GNP của nhiều
quốc gia. Tuy vậy, con số đó thay đổi tùy theo mức độ phát triển công nghiệp từng
nƣớc, tùy khối lƣợng kim loại, hợp kim đƣợc sử dụng và điều kiện khí hậu kỹ thuật
của vùng. Trên quy mô toàn cầu, trong những năm 80 thiệt hại do ăn mòn ƣớc tính
có thể đến con số 120 – 200 tỷ USD. Đó là chƣa tính đến những thiệt hại gián tiếp
do ăn mòn kim loại gây ra nhƣ: tình trạng cũ kỹ của máy móc, trục trặc khi vận
hành do hỏng hóc, độ tin cậy kém, ô nhiễm môi trƣờng và mất an toàn lao động.
Vùng khí hậu nhiệt đới Việt Nam là một trong những vùng nguy hiểm nhất về
phƣơng diện ăn mòn, do thời gian đọng ẩm dài, năng lƣợng bức xạ lớn, hàm lƣợng
các tác nhân ăn mòn cao và nhiều yếu tố khí hậu kỹ thuật bất lợi khác.
Những lí do trên cho thấy, chống ăn mòn kim loại là vấn đề hết sức quan trọng
và đƣợc sự quan tâm ở nhiều nƣớc trên thế giới, trong đó có Việt Nam. Rất nhiều
biện pháp chống ăn mòn đã và đang đƣợc sử dụng nhƣ sơn, mạ kim loại, hợp kim,
bảo vệ điện hóa, dùng ức chế ăn mòn kim loại, dầu mỡ bảo quản, Phủ dầu mỡ bảo
quản để chống ăn mòn là một trong những biện pháp phổ biến, đặc biệt trong lĩnh
vực quốc phòng. Thông thƣờng, các trang thiết bị kỹ thuật quân sự cần đƣợc bảo

Ăn mòn kim loại là sự tự phá hủy kim loại do tác dụng hóa học và điện hóa
giữa chúng với môi trƣờng bên ngoài.
Nói một cách khác, ăn mòn là quá trình chuyển biến kim loại từ dạng nguyên
tố thành dạng hợp chất. Sự ăn mòn thƣờng bắt đầu xảy ra trên bề mặt kim loại, rồi
quá trình phát triển vào sâu kèm theo sự biến đổi thành phần và tính chất hóa lý của
kim loại và hợp kim. Kim loại có thể hòa tan một phần hay toàn bộ tạo ra các sản
phẩm ăn mòn dƣới dạng kết tủa trên bề mặt kim loại (lớp gỉ, oxyt, hydrat, )
1.1.2. Phân loại [1]
1.1.2.1. Theo cơ chế của quá trình ăn mòn
Dựa vào cơ chế, có thể chia quá trình ăn mòn thành hai loại: ăn mòn hóa học
và ăn mòn điện hóa.
Ăn mòn hóa học là quá trình ăn mòn do tác dụng hóa học giữa kim loại với
môi trƣờng, phản ứng biến đổi kim loại thành ion. Trong điều kiện khí khô, kim loại
bị ăn mòn ở nhiệt độ cao khi tiếp xúc mới các khí hoạt động nhƣ SO
2
, Halogen,
H
2
S, Quá trình ăn mòn hóa học còn xảy ra ở môi trƣờng chất lỏng không điện ly
nhƣ sự ăn mòn của các thiết bị ống dẫn các dung môi hữu cơ, các nhiên liệu lỏng
trong thành phần có các hợp chất sulfua,
Ăn mòn điện hóa là quá trình ăn mòn do phản ứng điện hóa giữa kim loại với
môi trƣờng, quá trình xảy ra ở hai vùng có điện cực khác nhau trên bề mặt kim loại.
Tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào thế điện cực của kim loại.
1.1.2.2. Theo điều kiện của quá trình ăn mòn
Dựa vào điều kiện tác động lên quá trình ăn mòn, ngƣời ta thƣờng phân ra các
kiểu ăn mòn phổ biến sau đây:
2 Trong đó:
Q – tốc độ ăn mòn (g/m
2
.giờ; mg/cm
2
.ngày)
 – thiệt hại khối lƣợng (g; mg)
  

 


G
1
– khối lƣợng trƣớc khi thí nghiệm (g; mg)
G
2
– khối lƣợng sau khi thí nghiệm (g; mg)
S – diện tích bề mặt (m
2
; cm
2
)
t – Thời gian thí nghiệm (giờ; ngày)
1.1.3.2. Đánh giá tốc độ ăn mòn theo chỉ số độ sâu ăn mòn
Chỉ số thiệt hại về khối lƣợng không cho phép so sánh sự ăn mòn của các kim
loại có khối lƣợng riêng khác nhau. Do đó ngƣời ta đƣa ra việc đánh giá tốc độ ăn
mòn theo chỉ số độ sâu đƣợc xác định bằng công thức:

Một loại vật liệu phi kim trƣớc đây thƣờng đƣợc sử dụng là GRE (Reinforced
Epoxy) một dạng của plastic đƣợc gia cƣờng bằng sợi thủy tinh, làm đƣờng ống trên
bờ với áp suất hoạt động thấp, nhƣng hiện nay chủ yếu ứng dụng trong cấp thoát
nƣớc.
 Hợp kim chống ăn mòn (CRAs):
CRAs đƣợc sử dụng khi thép carbon mangan không phù hợp để sử dụng, lý do
chính là do lƣu chất vận chuyển quá ăn mòn đối với thép carbon thƣờng cho dù đã
có những biện pháp chống ăn mòn khác nhƣ sử dụng chất ức chế hay lớp phủ thông
thƣờng.
Các CRAs đƣợc sử dụng thay thế hoàn toàn hoặc chỉ bao phủ bề mặt ống. Các
loại CRAs thông dụng gồm có: thép không rỉ duplex (duplex stainsless steel), hợp
kim nickel, ống thép carbon mangan đƣợc phủ thép không rỉ austenic và một số loại
vật liệu khác nhƣ titan và hợp kim của nó. Thép không rỉ đƣợc sản xuất trên cơ bản
5
thép carbon bằng cách giảm bớt lƣợng carbon, thêm vào các nguyên tố không rỉ nhƣ
nickel, chromium.
 Thép không rỉ martansiric:
Đƣợc sử dụng chủ yếu trong ống vận chuyển dầu và van, vật liệu này đƣợc sản
xuất từ thép carbon mangan thêm 13% chromium, hàm lƣợng Carbon giữa khoảng
0,15% , khả năng chống ăn mòn ngọt tốt, giá thành gấp 3 lần thép carbon thông
thƣờng, độ bền ở nhiệt độ thấp kém và rất khó hàn. Loại thép này thƣờng đƣợc xử
lý bằng nhiệt trƣớc khi sử dụng để nâng cao cơ tính, đƣợc Kawasaki cải thiện bằng
cách thêm vào một lƣợng nhỏ nickel, mangan và molipden, tính chống ăn mòn và
khả năng hàn tăng rõ rệt.
 Thép không rỉ Austenic:
Đây là loại thép không nhiễm từ đƣợc sử dụng chủ yếu trong những nhà máy
chế biến và nhà máy về khí, hàm lƣợng những nguyên tố không rỉ khá cao từ 18%

kết hợp với biện pháp bảo vệ catod. Những đặc tính cần xem xét của vật liệu làm
lớp phủ là: khả năng bám dính, mềm dẻo, điện trở, khả năng cách nhiệt, chống chịu
các tác động cơ học, tính chất vật lý hóa học ổn định, dễ sử dụng và bền trong môi
trƣờng
 Lớp phủ cho bề mặt ngoài:
Vật liệu làm lớp phủ: Những loại vật liệu quan trọng dùng bao phủ bên ngoài
nhƣ:
 Nhựa đƣờng nóng
 PE và PP
 FBE
 Bằng plastic
 Asphal mastic
 Epikote (một loại nhựa xuất phát từ than đá)
Nhựa đƣờng (hoặc nhựa than đá): đƣợc sử dụng khá lâu trƣớc đây, dùng chủ
yếu cho những đƣờng ống bị chôn lấp hoặc đƣờng ống ngoài khơi, thƣờng đƣợc phủ
trƣớc khi vận chuyển và lắp đặt. Lớp phủ đƣợc tạo thành bằng cách cho nhựa đƣờng
nóng chảy tự do bên ngoài ống, không cần lọc tạp chất kỹ càng, bề dày cần đạt đƣợc
ít nhất là 2,5mm cho đƣờng ống trên bờ và ít nhất 5mm cho đƣờng ống ngoài khơi.
Bên ngoài đƣợc phủ bằng lớp vải sợi thủy tinh để hạn chế tác động cơ học của đất
7
đá và quá trình lắp đặt. Gần đây ứng dụng khuynh hƣớng sử dụng lớp phủ nhẹ và
mỏng hơn nhƣ PE, FBE cho đƣờng ống trên bờ thay thế cho lớp phủ nặng nề bằng
nhựa đƣờng. Tuy nhiên đối với đƣờng ống ngoài khơi, lớp nhựa đƣờng vẫn sử dụng
rộng rãi bên dƣới lớp bọc bê tông.
Polyetylen: là loại vật liệu đƣợc sử dụng rộng rãi nhất hiện nay, đƣợc coi là
loại vật liệu bảo vệ bên ngoài tốt nhất koangr 10 – 15 năm trở lại đây. Bề dày của
lớp PE tùy thuộc vào đƣờng kính ống.

nhằm mục đích giảm ma sát và tạo sự sạch sẽ cho bề mặt bên trong ống.
8
Quá trình sơn phủ bên trong diễn ra nhờ một thiết bị đƣợc gắn giữa hai thoi.
Trƣớc khi sơn phủ, bề mặt bên trong ống đƣợc súc rữa sạch bằng một dung dịch
acid phù hợp, làm khô. Sau đó thoi sẽ di chuyển và toàn bộ bề mặt bên trong sẽ
đƣợc sơn phủ. Quá trình sơn phủ đƣợc kiểm tra bằng camera gắn trên thoi.
1.1.4.3. Sử dụng chất ức chế [2]
Chất ức chế hóa học đƣợc sử dụng để giảm tốc độ ăn mòn. Nó đƣợc cho vào
lƣu chất vận chuyển hoặc là phụ gia trong lớp sơn phủ đƣờng ống. Chất ức chế
đƣợc chia làm 3 loại:
 Chất ức chế chủ động: nó phản ứng với kim loại tạo thành một lớp film
bảo vệ chống ăn mòn.
 Chất ức chế thụ động: đƣợc hấp phụ vào bề mặt kim loại và tạo thành
một bề mặt ngăn cản sự tiếp xúc của kim loại với những tác nhân ăn
mòn.
 Các độ chất sinh học dùng để diệt vi sinh vật cũng là một loại chất ức
chế nhằm làm giảm số lƣợng vi sinh vật hoạt động trong đƣờng ống.
Chất ức chế đƣợc đƣa vào hệ thống theo từng đợt hoặc liên tục. Biện pháp sử
dụng chất ức chế không đảm bảo việc bảo vệ an toàn môi trƣờng đƣờng ống nên
phải sử dụng cùng với các biện pháp bảo vệ khác.
 Chất ức chế chủ động:
Chất ức chế loại này đƣợc thêm vào hệ thống với nồng độ thấp và thƣờng là
loại chất rắn có thể tan hoàn toàn trong lƣu chất vận chuyển. Chúng phản ứng với
kim loại và tạo thành một lớp film bảo vệ kim loại trong không bị ăn mòn. Thông
thƣờng loại chất này chứa các gốc nitrite, chromate và phosphate. Các chất ức chế
không đƣợc sử dụng riêng lẽ mà thƣờng phối hợp nhiều loại với nhau, kết hợp với
việc sử dụng chất diệt khuẩn, biện pháp hiệu chỉnh pH làm tăng hiệu quả của chất

 Tạo kết tủa bám dính
 Không gây ô nhiễm môi trƣờng: tất cả những chất ức chế sau khi đƣợc
sử dụng đều đƣợc thải ra môi trƣờng, do đó yêu cầu về khả năng phân
hủy nhanh và không gây ô nhiễm môi trƣờng là rất cần thiết.
 Giá cả và khả năng cung cấp.
 Chất diệt vi sinh:
Chất diệt vi sinh vật đƣợc sử dụng nhằm hạn chế sự phát triển của vi khuẩn
khử sulphate (sulphate reducing – SRB). Chất này đƣợc cho vào từng đợt và đƣợc
sử dụng khi mức vi khuẩn trong đƣờng ống khoảng 10
3
/ml. Chất diệt khuẩn thƣờng
đƣợc kết hợp với chất ức chế khi tiến hành.
10
1.2. Tổng quan về các sản phẩm chống ăn mòn
1.2.1. Phân loại các sản phẩm chống ăn mòn [3]
1.2.1.1. Mỡ bảo quản [4]
Mỡ là hỗn hợp của dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp, một lƣợng chất làm đặc
thích hợp và các phụ gia để cải thiện tính chất của mỡ. Mỡ bảo quản là mỡ dùng để
phủ bên ngoài bề mặt kim loại nhằm ngăn ngừa sự tác động của môi trƣờng lên kim
loại. Phân loại mỡ bảo quản theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN: 2010/BTC)
đƣợc liệt kê trong bảng 1.1. Dựa vào bản chất của chất làm đặc có thể chia mỡ bảo
quản thành hai loại chính:
- Mỡ hydrocacbon:
Chất làm đặc là hydrocacbon có phân tử lƣợng cao nhƣ: xerezin, parafin,
petroletum, vazolin, Mỡ hydrocacbon thƣờng có nhiệt độ nóng chảy thấp (khoảng
50 – 60
o

Loại dầu,
mỡ
Thành phần dầu, mỡ
Công dụng bảo quản
1
Dầu khoáng
vật
Dầu công nghiệp (dầu
suốt) + dầu máy (dầu
xilanh)
Thời gian bảo quản trong 30
ngày, thƣờng bảo quản các chi
tiết trong quá trình gia công,
bảo quản thép trong vận
chuyển
2
Vazolin kỹ
thuật
55% (dầu suốt + dầu máy)
pha với 30% mỡ máy và
15% parafin (nến đốt)
Bảo quản từ 6 đến 8 tháng cho
kim loại lƣu kho trong thời
gian ngắn
3
Dầu lau đạn
75% mỡ máy + 15% dầu
xilanh + 10% parafin +
kiềm
Bảo quản lâu dài trong kho chi

cho công
nghệ
Kí hiệu: 5570-50
Bảo quản dây cáp trần không
có vỏ bọc bảo vệ
8
Mỡ 95/5
95% Petralatum + 5%
Paraphin + 0,02% kiềm
Thời gian bảo quản đến 2 năm.
Tác dụng chống ăn mòn kim
loại tiếp xúc với biển
9
Mỡ ACM
(MC-1 và
ACM-3)
12% - 14% Olesteaoral
nhôm + 88% - 86% dầu
xilanh
Thời gian bảo quản đến 5 năm.
Tác dụng bảo quản tốt trong
môi trƣờng
10
Mỡ - 203A
85% dung dịch Sunfonat
canxi + 15% Petrolatum
oxy hóa
Bảo quản kim loại đen và kim
loại màu
11

Thành phần và tính chất của hợp chất đẩy nƣớc cũng gần giống nhƣ pins. Đây là
dạng sản phẩm đặc biệt của các sản phẩm bảo quản chống ăn mòn. Hợp chất có
thành phần gồm: 10 – 50% chất nền có thể là dầu gốc khoáng hoặc dầu tổng hợp.
30% là các loại phụ gia giúp tăng tính năng bảo vệ nhƣ các chất ức chế ăn mòn, chất
kháng khuẩn, chất tăng độ bền, phụ gia đẩy nƣớc. Còn lại 20 – 60% là dung môi
giúp hòa tan các thành phần với nhau. Hợp chất bảo quản đẩy nƣớc tạo màng dầu
rất mỏng (5 – 15µm) nhƣng vẫn thể hiện đƣợc các tính năng bảo quản hiệu quả.
Không chỉ tạo màng che phủ bề mặt vật liệu, hợp chất bảo quản đẩy nƣớc còn có
khả năng đẩy nƣớc và thẩm thấu rất cao. Vì vậy, ngƣời ta còn sử dụng chúng để