Trường ĐH Bà Rịa - Vũng TàuBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU BÁO CÁO KẾT QUẢ
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT BÔI TRƠN CHO
DUNG DỊCH KHOAN DẦU KHÍ TỪ DẦU HẠT CAO SU
BẰNG XÚC TÁC DỊ THỂ Chủ nhiệm đề tài: VÕ THANH HÀ

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.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
iii

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài Nghiên cứu Khoa học này xin gửi lời cảm ơn đến:
Thầy Diệp Khanh và Thầy Nguyễn Trần Thanh đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ trực
tiếp em trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành đề tài này. Trong quá trình làm việc,
em không ngừng tiếp thu thêm những kiến thức bổ ích mà còn học được tinh thần làm
việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả. Đây là những điều cần thiết
cho em trong quá trình học tập cũng như công tác sau này.
Các thầy cô giáo trong trường Đại học Bà Rịa- Vũng Tàu nói chung và các
Thầy cô giáo trong Khoa Hoá học và Công nghệ Thực phẩm nói riêng đã tận tình
giảng dạy, truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong 4 năm học vừa qua. Với
vốn kiến thức tiếp thu được trong quá trình học tập không chỉ là nền tảng cho quá trình
nghiên cứu để hoàn thành đề tài Nghiên cứu Khoa học này mà còn là hành trang quý
báu để em bước vào đời một cách vững vàng và tự tin hơn.

DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii
KỸ HIỆU CỤM TỪ VIẾT TẮT ix

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
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
ivi

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

3
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
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
vi

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– Al
2
O
3
38
4.1.2. Đặc tính của KOH/γ-Al
2
O
3
39
4.1.3. Đặc tính của CaO 39
4.2. Biến tính dầu hạt cao su 40

BẢNG 1.4: Tính chất hoá lý của dầu hạt cao su 11
BẢNG 1.5: Thành phần axit béo trong dầu hạt cao su 11
BẢNG 1.6: Tính chất, độ giảm ma sát của các sản phẩm dầu hạt cao su và axit
béo biến tính trong dung dịch khoan 14
BẢNG 2.1: Các thông số kỹ thuật của chất bôi trơn 31
BẢNG 3.1: Mối quan hệ giữa thời gian phản ứng với khả năng bôi trơn khi
sử dụng xúc tác CaO 39
BẢNG 3.2: Mối quan hệ giữa thời gian phản ứng với khả năng bôi trơn khi
sử dụng xúc tác KOH/γ-Al
2
O
3
39
BẢNG 3.3: Mối quan hệ giữa tỉ lệ mol metanol/dầu tới khả năng bôi trơn khi
sử dụng xúc tác CaO 41
BẢNG 3.4: Mối quan hệ giữa tỉ lệ mol metanol/dầu tới khả năng bôi trơn khi
sử dụng xúc tác KOH/γ-Al
2
O
3
42
BẢNG 3.5: Mối quan hệ giữa tỉ lệ chất NP-9 tới khả năng bôi trơn và lượng
còn lại trên sàng khi sử dụng xúc tác CaO 43
BẢNG 3.5: Mối quan hệ giữa tỉ lệ chất NP-9 tới khả năng bôi trơn và lượng
còn lại trên sàng khi sử dụng xúc tác KOH/γ-Al
2
O
3
43


HÌNH 3.3: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng với khả năng bôi trơn khi
sử dụng xúc tác CaO 40
HÌNH 3.4: Ảnh hưởng của thời gian phản ứng với khả năng bôi trơn khi
sử dụng xúc tác KOH/γ-Al
2
O
3
40
HÌNH 3.5: Ảnh hưởng của tỉ lệ mol metanol/dầu tới khả năng bôi trơn khi
sử dụng xúc tác CaO 41
HÌNH 3.6: Ảnh hưởng của tỉ lệ mol metanol/dầu tới khả năng bôi trơn khi
sử dụng xúc tác KOH/γ-Al
2
O
3
42
HÌNH 3.7: Ảnh hưởng tỉ lệ chất NP- 9 tới khả năng bôi trơn và lượng
còn lại trên sàng khi sử dụng xúc tác CaO 44
HÌNH 3.8: Ảnh hưởng tỉ lệ chất NP- 9 tới khả năng bôi trơn và lượng
còn lại trên sàng khi sử dụng xúc tác KOH/γ-Al
2
O
3
44

CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU
1.1. Tình hình cung ứng và sử dụng chất bôi trơn cho dung dịch khoan [8]
Dung dịch khoan cần phải có đặc tính và chức năng đáp ứng được yêu cầu kỹ
thuật cho quá trình khoan thăm dò và khai thác. Chất bôi trơn trong dung dịch khoan
có tác dụng tăng cường hiệu quả bôi trơn (giảm momen xoắn) và làm mát choòng
khoan, nhưng phải ít ảnh hưởng tới tính chất lưu biến của dung dịch khoan và thân
thiện với môi trường.
Chất bôi trơn cho dung dịch khoan được sử dụng nhiều trong hoạt động khoan
tìm kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí. Tổng lượng tiêu thụ chất bôi trơn trên thế giới
hàng năm khoảng vài trăm triệu tấn. Ở Việt Nam, chỉ tính riêng vietsovpetro cũng đã
sử dụng đến hàng nghìn tấn mỗi năm. Nếu tính cho toàn bộ các hoạt động khoan tìm
kiếm, thăm dò và khai thác dầu khí ở các công ty khác thì nhu cầu chất bôi trơn là rất
lớn.
Chất bôi trơn cho dung dịch khoan có nhiều loại, nhưng phổ biến vẫn là chất
bôi trơn có nguồn gốc từ dầu mỡ động thực vật do có độ an toàn cao và thân thiện với
môi trường.
1.2. Tổng quan về dung dịch khoan
Trong ngành địa kỹ thuật, dung dịch khoan là một lưu chất được sử dụng để
khoan các giếng khoan trong lòng đất. Các dung dịch này thường được sử dụng trên
các giàn khoan thăm dò, trong khi khoan các giếng dầu và khí thiên nhiên. Dung dịch
khoan cũng được dùng cho các giếng khoan đơn giản hơn như giếng nước. Có 3 nhóm
dung dịch khoan chính gồm: dung dịch khoan gốc nước, dung dịch khoan gốc dầu và
dung dịch khoan gốc khí.
Các chức năng chính của dung dịch khoan là tạo áp lực thủy tĩnh để chống lại
áp lực chất lưu từ tầng chứa chảy vào giếng khoan, giữ cho choòng khoan mát và sạch
trong khi khoan, mang mùn khoan ra khỏi giếng khoan và tránh kẹt cần khoan trong
khi khoan do các vật liệu này gây ra. Dung dịch khoan còn được sử dụng trong các
trường hợp đặc biệt (pha chế tạo ra các tỷ trọng khác nhau) để tránh làm sập thành
giếng khoan và hạn chế ăn mòn dụng cụ khoan.

1.3. Giới thiệu về một số dầu thực vật
Dầu thực vật là một nguồn nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp và thực
phẩm. Từ dầu thực vật, người ta có thể điều chế được rất nhiều sản phẩm khác nhau.
Hiện nay, một lượng lớn dầu thực vật được sử dụng trong thực phẩm, chế biến xà
phòng, chất hoạt động bề mặt và rất nhiều sản phẩm hữu dụng khác. Phần lớn các loại
dầu thực vật được sản xuất từ các loại hạt của các cây tương ứng (trừ một số loại như
dầu dừa, cọ…) bằng cách làm khô, nghiền, nấu và ép cơ học hoặc chiết để tách dầu ra.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Báo cáo kết quả đề tài NCKH cấp Trường – Năm 2012 Trường ĐHBRVT

Chuyên ngành Hoá dầu 3 Khoa Hoá học và Công nghệ Thực phẩm

Sau đó, dầu cần được trải qua một số công đoạn xử lý như lọc tạp chất, xử lý kiềm, …
mới có thể sử dụng [4].
Dầu thực vật rất phong phú (xem bảng 1.1), nhưng phân bố không đều. Các
nước như Mỹ, Nga, Ấn Độ, … có dầu đậu nành, dầu lanh, … Các quốc gia vùng Địa
Trung Hải có nhiều dầu oliu. Các nước vùng nhiệt đới như các quốc gia Đông Nam Á,
Châu Phi có nhiều dầu cọ, dầu dừa, …
Bảng 1.1: Liệt kê một số loại dầu thực vật trên thế giới [12].
STT Tên Loài
Khối lượng
riêng
D
15/15
(g/cm
3
)
Chỉ số xà
phòng hoá
Chỉ số Iốt


Chuyên ngành Hoá dầu 4 Khoa Hoá học và Công nghệ Thực phẩm

đen hoặc màu sẫm). Hiện nay, người ta dùng phương pháp tinh chế dầu bằng kiềm
hoặc bằng axit antranilic có thể tách possipol chuyển thành dầu thực phẩm. Do trong
dầu bông có chứa nhiều axit béo no panmitic, nên ở nhiệt độ phòng nó đã ở thể rắn.
Dầu dừa: Dừa là loại cây nhiệt đới được trồng nhiều ở vùng Đông Nam Á, châu
Phi, châu Mỹ Latinh. Ở Việt Nam, dầu được trồng nhiệt ở Thanh Hoá, Phú Khánh…
Dừa là cây sinh trưởng lâu năm, thích hợp với khí hậu nóng ẩm. Trong dầu dừa có
chứa nhiều axit béo lauric (44% - 52%), myristic (13 – 19%), panmitic (7,5 – 10,5%)
hàm lượng chất béo không no rất ít. Dầu dừa được sử dụng nhiều cho mục đích thực
phẩm và là nguyên liệu tốt để sản xuất tốt dung môi cho thuốc bảo vệ thực vật.
Dầu hướng dương: Hướng dương là loại cây hoa một năm và được trồng nhiều
ở Nga. Dầu hướng dương có mùi vị đặc trưng và có màu từ đỏ đến vàng. Dầu hướng
dương có chứa nhiều protein nên chúng là thực phẩm tốt. Ngoài ra, nó là nguyên liệu
tốt để sản xuất dung môi sinh học.
Dầu đậu nành: Dầu đậu nành có màu vàng sáng, thành phần axit chủ yếu của
nó là linoleic (50 – 57%), oleic (23 – 29%). Dầu đậu nành được dùng nhiều trong thực
phẩm. Ngoài ra, dầu đậu nành đã tinh luyện được dùng làm nguyên liệu để sản xuất
margarine. Từ dầu đậu nành có thể tách ra được lexetin dùng làm dược liệu, trong sản
xuất bánh kẹo. Dầu đậu nành còn được dùng để sản xuất sơn, vecni, xà phòng… và
đặc biệt là để sản xuất dung môi sinh học. Cây đậu nành được trồng phổ biến trên thế
giới, đặc biệt ở vùng đồng bằng nước ta.
Dầu thầu dầu: Dầu thầu dầu hay được gọi là dầu ve được lấy từ hạt cây thầu
dầu. Cây thầu dầu được trồng nhiều ở vùng có khí hậu nhiệt đới. Những nước trồng
cây thầu dầu là Braxin, Ấn Độ, Trung Quốc, Nga, Thái Lan. Tại Việt Nam, cây thầu
dầu được trồng nhiều ở Thanh Hoá, Nghệ An. Tuy nhiên, Việt Nam vẫn chủ yếu nhập
thầu dầu từ Trung Quốc. Dầu thầu dầu là loại dầu không khô, chỉ số iot từ 80 – 90, tỷ
trọng lớn, tan trong ankan, không tan trong xăng và dầu hoả. Hơn nữa do độ nhớt cao
của dầu thầu dầu so với các loại dầu khác mà dầu thầu dầu được sử dụng làm dầu mỡ

chất bôi trơn thì hiệu quả kinh tế thu được là cao nhất.
Hàm lượng axit béo của dầu hạt cao su cao hơn các loại dầu khác do trong hạt
cao su có enzym lipaza tác dụng thủy phân glycerit tạo axit béo. Dầu sau khi được xử
lý nhiệt thì chỉ số axit ổn định do không còn enzym lipaza nữa.
1.3.2. Thành phần hoá học của dầu thực vật
Dầu thực vật có thành phần chủ yếu (95%) là hỗn hợp các este của glyxerin với
các axit béo cao phân tử, trong đó tính chất của dầu phụ thuộc vào thành phần của các
mạch axit béo cũng như sự phân bố của chúng trong các triglycerit. Mặc dù thành
phần của dầu có sự dao đông nhất định phụ thuộc vào các điều kiện khí hậu ở vùng
trồng hạt dầu nhưng nhìn chung các tính chất cơ bản của dầu tương đối ổn định. Thông
thường các loại dầu thường ở thể lỏng tại điều kiện nhiệt độ thường. Thể lỏng là do
các axit béo ngắn hoặc dây axit béo dài nhưng mang nhiều nối đôi. Ngoài glycerit
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Báo cáo kết quả đề tài NCKH cấp Trường – Năm 2012 Trường ĐHBRVT

Chuyên ngành Hoá dầu 6 Khoa Hoá học và Công nghệ Thực phẩm

trong dầu còn chứa một lượng nhỏ rất nhiều tạp chất khác nhau: các axit béo tự do,
chất màu, protein, hydrocacbon, … [7].
Công thức tổng quát của triglycerit như sau:
CH
2
– OCOR
1
CH

– OCOR
2
CH
2

được trình bày trong bảng 1.3.
Bảng 1.2: Các axít béo có trong thành phần các loại dầu [12].
Tên thông
dụng
Công thức cấu tạo
T
o
nc
(
o
C) Tỉ trọng
Acid béo no
Blau ric CH
3
(CH
2
)
10
COOH
44 -
Panmitic CH
3
(CH
2
)
12
COOH
63 0,849
Stearic CH
3

)
7
COOH
-9.5 0,903
Linolenic CH
3
(CH
2
CH=CH)
3
(CH
2
)
7
COOH
-11 0,914
Eleostearic
CH
3
(CH
2
)
5
CHCH
2
CH=CH(CH
2
)
7
COOH

- Các chất oxy hoá có mục đích bảo vệ dầu như: tocopherol…
1.3.3. Tính chất lý học của dầu thực vật [12]
Thành phần axit béo (% khối lượng)
Dầu
Lauric Myristic

Panmitic

Stearic

Oleic

Linoleic

Linolenic

Nành 0,1 0,1 10,2 3,7 22,8 53,7 8,6
Bông 0,1 0,7 20,1 2,6 19,2 55,2 0,6
Cọ 0,1 1 42,8 4,5 40,5 10,1 0,2
Dừa 46,5 19,2 9,8 3 6,9 2,2 0
Lạc - - 11,38 2,39 48,28

31,95 0,93
Ngô - - 11,67 1,85 25,16

60,6 0,48
Hạt cải - - 3,49 0,85 64,4 22,3 8,23
Hướng
dương
- - 6,08 3,26 16,94

CH
2
– OCOR
1
CH
2
– OH R
1
COONa
CH – OCOR
2
+ 3NaOH CH – OH + R
2
COONa
CH
2
– OCOR
3
CH
2
– OH R
3
COONa
1.3.4.2. Phản ứng thuỷ phân
Triglycerit bi thuỷ phân trong nước tạo thành axit béo và glycerin, phản ứng
cần có sự hiện diện của xúc tác (bazơ, axit…)
CH
2
– OCOR
1

1
CH
2
– OH

RCOOR
1
CH

– OCOR
2
+ 3ROH CH

– OH + RCOOR
2

CH
2
– OCOR
3
CH
2
– OH RCOOR
3
Xt

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Báo cáo kết quả đề tài NCKH cấp Trường – Năm 2012 Trường ĐHBRVT

Chuyên ngành Hoá dầu 9 Khoa Hoá học và Công nghệ Thực phẩm

Cây cao su là loại cây công nghiệp dài ngày sản xuất mủ cao su phục vụ cho
ngành giao thông vận tải và các mặt hàng tiêu dùng thiết yếu khác. Từ cuối thập niên
1970 trở đi, gỗ cao su trở thành nguyên liệu thay thế cho việc khai thác rừng tự nhiên
để sản xuất các sản phẩm đồ gỗ gia dụng. Vì vậy, cây cao su trở thành loại cây nông -
lâm - công nghiệp có giá trị kinh tế cao. Năm 2008, tại Việt Nam cây cao su đã được
công nhận là cây đa mục đích theo quyết định số 2855 QĐ/BNN-KHCN của Bộ Nông
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Báo cáo kết quả đề tài NCKH cấp Trường – Năm 2012 Trường ĐHBRVT

Chuyên ngành Hoá dầu 10 Khoa Hoá học và Công nghệ Thực phẩm

nghiệp và Phát triển Nông thôn công bố ngày 17/09/2008. Theo đó, cây cao su có thể
sử dụng cho cả mục đích nông nghiệp lẫn lâm nghiệp.
Ngoài hai sản phẩm chính là mủ và gỗ cao su cho giá trị kinh tế cao, dầu trích
ly từ hạt cao su cũng là một sản phẩm phụ của ngành cao su. Ngày nay, do sử dụng
ngày càng nhiều các dạng sản phẩm năng lượng từ nguyên liệu hóa thạch làm cho
nguồn nguyên liệu này dần cạn kiệt và giá ngày càng cao khiến cho người ta phải tìm
các nguồn năng lượng thay thế. Vì vậy, các loại dầu sinh học chiết xuất từ các loài
thực vật trong đó có dầu hạt cao su cũng được nghiên cứu ứng dụng.
1.4.2. Quả và hạt cao su
Quả cao su hình tròn hơi dẹt có đường kính 3- 5 cm, quả nang có ba ngăn, mỗi
ngăn chứa một hạt cao su. Sau thời kỳ rụng lá qua đông vào tháng 2, cây cao su hình
thành bộ lá non mới đồng thời trổ hoa đậu quả vào tháng 3 dương lịch hàng năm. Quả
chín và tự rụng khoảng tháng 7- 8.
Hạt cao su hình tròn hơi dài hoặc hình bầu dục, chiều dài hạt thay đổi từ 2,5-
3,5 cm, trọng lượng hạt 3,5- 6,0 g. Trung bình 1 kg hạt chứa 200- 250 hạt. Vỏ ngoài
của hạt láng và cứng, bên trong có nhân hạt gồm phôi nhũ và lá mầm. Nhân hạt chiếm
50- 60% trọng lượng hạt, trong đó dầu cao su chiếm tỉ lệ 10- 15% trọng lượng hạt.
Năng suất hạt cao su bình quân hàng năm đạt 150 kg/ha tại Ấn Độ, và tại Việt
Nam, năng suất hạt cao su có thể đạt tới 300- 500 kg/ha. Tại Việt Nam, thời vụ thu

(Nguồn: * Brushan, 1958;** Aigbodion,2005)
Axit béo Hàm lượng(%)
Axit béo bão hoà

* **
Axit palmitic 11 17,5
Axit stearic 12 4,8
Axit béo chưa noAxit oleic 17 25,3
Axit linoleic 35 37,5
Axit linolenic 24 14,2

Hiện nay có 2 phương pháp ép DHCS là ép bọng và ép máy [8]:
Ép bọng là phương pháp cũ nhưng cho dầu có chất lượng tốt hơn. Người ta tách
vỏ hạt cao su để lấy nhân. Nhân được nghiền cho đến kích cỡ như hạt tấm rồi đem hấp
ở 90
o
C để phá vỡ màng tế bào. Sau khi hấp nhân được cho vào các bọng cây theo cách
truyền thống hoặc khuôn ép bằng gang rồi ép thủy lực hoặc ép trục vít. Thời gian ép
cho mỗi mẻ là 12- 24 giờ. Dầu ép bọng cho màu sắc sáng trong hơn, ít sáp hơn và còn
giữ được mùi. Sau khi ép dầu cao su có mùi thơm như như dầu dừa nhưng chỉ vài tuần
sau thì không còn mùi vì dầu bị oxy hóa rất nhanh [9].
Ép máy được áp dụng cho các cơ sở lớn. Hạt cao su để nguyên vỏ được xay qua
sàng 5 mm rồi đem sấy đến nhiệt độ 70-80
0
C, sau đó được đưa ngay đến máy ép trục
vít. Ép máy cho công suất lớn nhưng dầu bị lẫn nhiều tạp chất như sáp từ vỏ hạt
chuyển vào dầu và tỷ lệ dầu thu hồi thấp vì màng tế bào dầu không được phá vỡ trước,

Việt Nam đã nghiên cứu sản xuất thành công chất bôi trơn từ dầu thực vật phi thực
phẩm cho dung dịch khoan bằng phương pháp metanol phân dầu hạt cao su (DHCS)
trên xúc tác KOH. Sản phẩm sau khi metanol phân DHCS được bổ sung khoảng 2%
phụ gia super-amid sẽ nhận được chất bôi trơn cho dung dịch khoan [8].
Một số công ty tại Việt Nam sản xuất chất bôi trơn cho dung dịch khoan từ rất
nhiều nguồn nguyên liệu như: dầu điều, DHCS, dầu jatropha….sau khi thêm các chất
phụ gia nhằm đạt được những tính chất nhằm đạt các thông số của tiêu chuẩn hiện
hành. Với phương pháp này, sử dụng rất nhiều phụ gia nhưng một số tính chất vẫn
không đạt chuẩn như làm cho tính lưu biến của dung dich khoan bị thay đổi.
Việc sử dụng xúc tác dị thể cho quá trình sản xuất chất bôi trơn từ DHCS là yếu
tố quan trọng nhằm tăng hiệu quả chuyển hóa, tiết kiệm nguyên liệu và làm xanh hóa
các quá trình hóa học. Nghĩa là khi sử dụng xúc tác rắn sẽ có khả năng sử dụng nhiều
lần, tách ra khỏi phản ứng dễ dàng và giảm thiểu việc thải ra các chất thải gây ô nhiễm
môi trường [4].
2.1.2. Các phương pháp chuyển hoá tạo chất bôi trơn
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Báo cáo kết quả đề tài NCKH cấp Trường – Năm 2012 Trường ĐHBRVT

SVTH: Võ Thanh Hà 14 Khoa Hoá học và Công nghệ Thực phẩm

Trung tâm Ứng dụng & Chuyển giao Công nghệ - Viện Dầu khí Việt Nam đã
nghiên cứu tổng hợp chất bôi trơn từ dầu thực vật phi thực phẩm cho dung dịch khoan
bằng các phương pháp sau: ancol phân (với metanol, etylenglycol, glycerin); sulfat
hóa; amid hóa…[9].
Khi đưa sản phẩm của các quá trình biến tính vào dung dịch khoan để làm chất
bôi trơn cho thấy: Phương pháp ancol phân DHCS với metanol tạo ra chất bôi trơn cho
dung dịch khoan là tốt hơn so với các phương pháp biến tính khác. Sản phẩm sau khi
metanol phân DHCS được bổ sung khoảng 2% phụ gia super-amid (sản xuất từ dầu
thực vật) sẽ nhận được chất bôi trơn cho dung dịch khoan. Ancol phân dầu hạt cao su
bằng metanol có xúc tác kiềm (KOH, NaOH, …) gồm các phản ứng sau:


CH
2
OOCR
1
CH
2
OH

CHOOCR
2
+ CH
3
OH CH OOCR
2
+ CH
3
COOR
1
(2)
CH
2
OOCR
3
CH
2
OOCR
3
CH
2
OOCR
1
CH
2
OH R
1
COOA

CHOOCR
2
+ 3 AOH CHOH + R
2
COOA (4)
CH
2
OOCR
3
CH
2
OH R
3
COOA

RCOOH + AOH RCOOA + HOH (5)
Để tạo ra sản phẩm làm chất bôi trơn cho dung dịch khoan cần ưu tiên cho phản
ứng (2) và (3), sản phẩm nhận được là hỗn hợp metyleste + monoglycerit + diglycerit
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Báo cáo kết quả đề tài NCKH cấp Trường – Năm 2012 Trường ĐHBRVT

Nhận xét
1
DHCS chưa biến
tính
125-130 35-40 Vết 45-50 Dung dịch bị tao gel
2
Hỗn hợp axit
béo tự do
(oleic>70%)
100-110 130-140 20-30 50 Dung dịch bị tao gel
3
DHCS biến tính
với glycerin
100-120 25-30 70-75 60
Tính lưu biến dd bị
thay đổi, xuất hiện
bọt
4
DHCS biến tính
với elylenglycol
110-120 25-30 80-85 65
Tính lưu biến dd bị
thay đổi, xuất hiện
bọt
5
DHCS biến tính
với Metanol
110-120 20-25 100-110 82
Tính lưu biến dd ít
ảnh hưởng

thay đổi 2.1.3. Nguyên liệu cho quá trình biến tính tạo chất bôi trơn [8, 9]
Dầu thực vật (dầu béo) có thành phần chính là triglycerit (este của glycerin với
3 axit béo), trong đó triglycerit (TG) chiếm 94-98% trọng lượng có công thức và cấu
tạo hóa học như sau:
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Báo cáo kết quả đề tài NCKH cấp Trường – Năm 2012 Trường ĐHBRVT

SVTH: Võ Thanh Hà 16 Khoa Hoá học và Công nghệ Thực phẩm

CH
2
OOCR
1
CHOOCR
2

CH
2
OOCR
2
Triglycerit
CH
2
OH
CHOOCR
2
CH

Sau khi khảo sát, phân tích, đánh giá các dầu thực vật và các sản phẩm phụ của
các nhà máy sản xuất dầu ăn trong nước cho thấy:
Dầu cám, DHCS có chỉ số axit cao hơn cả (nằm trong khoảng 20- 60) và hàm
lượng axit béo không no khá lớn (C18:1 chiếm khoảng 20-50%, C18:2 khoảng 30-
40%). Chúng rất thích hợp làm nguyên liệu sản xuất chất bôi trơn cho dung dịch
khoan. Do các nhà máy ép dầu cám phân bố rải rác và hoạt động không đều (theo mùa
vụ) nên sản lượng dầu cám rất thất thường. Mặt khác, giá thành dầu cám tương đối cao
do được sử dụng để sản xuất thức ăn cho vật nuôi. Cho nên sử dụng dầu cám để sản
xuất chất bôi trơn sẽ không ổn định và rất ít tính khả thi. Bên cạnh đó, DHCS có sản
lượng khá lớn và là một trong những dầu thực vật có giá thành rẻ. Vì vậy, sử dụng
DHCS làm nguyên liệu để sản xuất chất bôi trơn cho dung dịch khoan là thích hợp
nhất [8].