NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CHẤT TẨY RỬA ĐỂ XỬ LÝ CẶN DẦU TRONG CÁC THIẾT BỊ TỒN CHỨA VÀ PHƯƠNG TIỆN VẬN CHUYỂN potx

Bộ khoa học và công nghệ







Báo cáo khoa học thực hiện đề tài độc
lập cấp nhà nớc giai đoạn 2004-2005


T
ên đề tài :
N
ghiên cứu chế tạo chất tẩy rửa để xử lý cặn dầu
trong các thiết bị tồn chứa và phơng tiện vận chuyển




Cơ quan chủ trì đề tài Chủ nhiệm đề tài






PGS. TS Đinh Thị Ngọ

Bộ chủ quản
5695
26/02/200
6

Bộ khoa học và công nghệ

Báo cáo khoa học thực hiện đề tài độc
lập cấp nhà nớc giai đoạn 2004-2005
(Tại hội đồng cơ sở)


Tóm tắt báo cáo đề tài:
Nghiên cứu chế tạo chất tẩy rửa để xử lý cặn dầu
trong các thiết bị tồn chứa và phơng tiện vận
chuyển
M số: ĐTĐL-2004/04



Thuộc chơng trình KH & CN:
Đề tài Độc lập cấp Nhà Nớc
Bộ chủ quản:
Bộ Giáo dục và Đào tạo
Cơ quan chủ trì: Trờng đại học Bách khoa Hà Nội
Thời gian thực hiện : 1/2004 - 12/2005



Chủ nhiệm đề tài:
PGS. TS Đinh Thị Ngọ,
Khoa Công nghệ Hoá học
Trờng Đại học Bách khoa Hà nội

Hà nội 12/2005








Các chữ viết tắt dùng trong báo cáo

CTR: Chất tẩy rửa
DT: Dầu thông
DL: Dầu dừa
Dầu lạc
DS: Dầu sở
DN: Dầu ngô
DC: Dầu cám
DTBT : Dầu thông biến tính
HĐBM: Chất hoạt động bề mặt
SCBM: Sức căng bề mặt
CMC : Nồng độ mixen tới hạn
HLB: Chỉ số cân bằng tính a dầu - nớc
APG: Alkyl polyglucozit
NI: Không ion
GC - MS: Phơng pháp sắc ký khí kết hợp phổ khối
COD: Nhu cầu oxy hoá học
BOD: Nhu cầu oxy sinh hoá

KO: Dầu hoả
DO: Dầu diezel
FO: Nhiên liệu đốt lò
Greasemaster: Chất tẩy rửa của Mỹ
BK-NT1: Tên gọi chất tẩy rửa của đề tài
GC-MS: Phơng pháp sắc ký kết hợp với phổ khối
IR: Phổ hồng ngoại





1
Lời nói đầu

Song song với sự phát triển nh vũ bão của công nghiệp dầu khí cũng nảy sinh ra
một vấn đề đáng quan tâm đó là cặn bẩn xăng dầu. Cặn dầu đợc sinh ra trong quá trình
khai thác, chế biến, tồn chứa và vận chuyển dầu thô hay dầu thơng phẩm. Thành phần
của cặn dầu rất phức tạp, chúng là các chất rất quánh, dính, bám chặt vào bề mặt bồn bể
chứa,rất khó tẩy rửa. Tác hại của cặn dầu thể hiện ở các điểm sau đây:
- Cặn dầu gây ảnh hởng rất lớn đến chất lợng của nhiên liệu và động cơ sử
dụng: làm giảm thể tích chứa của nhiên liệu trong các lần tồn chứa tiếp theo, gây hậu
quả xấu cho động cơ sử dụng, gây ra hiện tợng gỉ trong bồn bể chứa, ăn mòn vagon
xitec vận chuyển, làm cho các thiết bị vận chuyển, tồn chứa h hỏng trớc thời hạn qui
định.
- Cặn dầu đóng chặt vào đờng ống, bồn bể, thành và đáy tầu khiến cho việc nạo
vét mất rất nhiều thời gian, ảnh hởng đến tiến độ vận chuyển dầu. Hơn nữa, nếu để lâu
ngày, cặn dầu có thể làm tắc ống dẫn.
- Cặn dầu gây ô nhiễm môi trờng
Trên thế giới, việc tẩy rửa bồn bể chứa và xử lý cặn dầu đã đợc nghiên cứu hoàn

tất từ lâu và đã có công nghệ ổn định. ở nớc ta, từ trớc đến nay, việc làm sạch bồn bể
chứa xăng dầu đợc thực hiện bằng phơng pháp thủ công, vừa có năng suất thấp, vừa
ảnh hởng đến sức khoẻ của công nhân ngành xăng dầu. Mặt khác, cặn dầu sau khi tẩy
rửa để phân huỷ tự do trong không khí, hoặc đem chôn dới đất, gây ô nhiễm trầm trọng
, ảnh hởng đến sức khoẻ của cộng đồng.
Từ tất cả các vấn đề đ nêu ở trên thấy rằng, phải chế tạo đợc một loại chất tẩy
rửa đặc chủng và tìm ra qui trình công nghệ để làm sạch cặn dầu trong các thiết bị
tồn chứa, phơng tiện vận chuyển. Việc này sẽ góp phần nâng cao chất lợng của
nhiên liệu và bảo vệ bồn bể chứa. Mặt khác, cũng cần phải có biện pháp xử lý cặn
dầu thu gom đợc để tránh ô nhiễm môi trờng. Đây cũng là mục đích đặt ra ngay từ
ban đầu của đề tài.
Để hoàn thành các tiêu chí đã đặt ra, trong đề tài này bao gồm các nhiệm vụ sau :

2
* Tổng quan lý thuyết về tác hại của cặn dầu, các phơng pháp tổng hợp chất tẩy
rửa cặn dầu và biện pháp xử lý môi trờng sau tẩy rửa.
* Xác định một cách có hệ thống thành phần cặn dầu tại các địa điểm, thời gian
tồn chứa, loại nhiên liệu tồn chứa khác nhau.
* Tổng hợp chất tẩy rửa cặn dầu từ dầu thực vật và các nguyên liệu khác sẵn có ở
Việt nam, mà tiêu biểu là dầu thông. Trong đó, phải biến tính dầu thông để tạo nguyên
liệu tốt hơn.
* Đa ra hớng dẫn qui trình công nghệ tổng hợp CTR,
* Thử nghiệm tẩy rửa cặn dầu trong các thiết bị tồn chứa và phơng tiện vận
chuyển tại Hải Phòng Petolimex. Xác định cơ chế tẩy rửa và thiết lập qui trình công
nghệ tẩy rửa các loại thiết bị ở trên.
* Nghiên cứu xử lý hỗn hợp sau tẩy rửa và đa ra hớng dẫn qui trình công nghệ
xử lý cặn dầu chống ô nhiễm môi trờng.
Báo cáo này sẽ chi tiết hoá các nội dung nêu trên dới góc độ khoa học, còn báo
cáo về các loại sản phẩm cụ thể thu đợc trong Đề tài sẽ đợc thể hiện theo biểu mẫu
HD1 và HD4.

Chủ nhiệm Đề tài và tập thể cán bộ tham gia xin đợc cảm ơn sâu sắc tới lãnh đạo
Bộ Khoa học & Công nghệ, Bộ Giáo dục & Đào tạo, Trờng đại học Bách khoa Hà Nội
đã hết sức quan tâm và tạo điều kiện để Đề tài đạt đợc các kết quả nh mong muốn và
đúng thời hạn; góp phần đa khoa học công nghệ vào đời sống và nâng cao hiệu quả
kinh tế cho nớc nhà.









3
Chơng 1: Tổng quan lý thuyết
I. Giới thiệu chung về cặn dầu và bồn bể chứa
Thực tế cho thấy, ngành công nghiệp dầu khí càng phát triển mạnh mẽ thì theo đó,
lợng cặn dầu sinh ra từ các quá trình khai thác, chế biến, vận chuyển hay tồn chứa sẽ
gia tăng ngày càng lớn [6,10]. Nguồn gốc phát sinh cặn dầu bao gồm:
- Quá trình chế biến dầu mỏ.
- Quá trình tồn chứa dầu mỏ, xăng dầu thơng phẩm trong hệ thống bồn bể chứa.
- Quá trình vận chuyển dầu mỏ, xăng dầu thơng phẩm bằng đờng bộ, đờng
thuỷ, đờng sắt, đờng ống: xà lan, tàu chở dầu, wagon xitec, ô tô xitec, tuyến ống dẫn
dầu
Thành phần cặn dầu cũng rất đa dạng và gây ảnh hởng xấu đến chất lợng nhiên
liệu, chất lợng động cơ cũng nh bồn bể chứa. Do vậy, sự hiểu biết về nguyên nhân
sinh ra cặn dầu, thành phần và tác hại của nó sẽ giúp cho việc tổng hợp đợc một CTR
đặc chủng, đồng thời xử lý cặn dầu đợc tốt hơn, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế.
1.1 Tác hại của cặn dầu

I.1.1. Tác hại của cặn dầu đối với động cơ [46,48]
Trong cặn dầu luôn có nớc, nhựa, asphanten, dầu mỡ có phân tử lợng lớn,
cacboit, cacben vv Nớc luôn là tác nhân có hại, ví dụ, nớc trong dầu nhờn làm tăng
khả năng ôxy hoá của dầu, làm tăng quá trình ăn mòn các chi tiết kim loại tiếp xúc với
dầu, làm giảm tính bôi trơn. Nớc trong nhiên liệu làm giảm khả năng toả nhiệt của
nhiên liệu, làm tắc bộ chế hoà khí, tắc vòi phun nhiên liệu. ở nhiệt độ thấp, nớc đóng
băng và làm tắc hẳn các thiết bị lọc nhiên liệu, làm tắc ống dẫn, đấy có thể là nguyên
nhân tai nạn của các động cơ hàng không.
Các chất nhựa kết tủa trong nhiên liệu sẽ làm giảm hẳn các tính chất sử dụng của
nhiên liệu đó và gây hậu quả xấu cho sự hoạt động của động cơ. Nguyên nhân chủ yếu
của những sự cố xảy ra trong động cơ là do sử dụng loại nhiên liệu có lẫn những sản
phẩm ôxy hoá sinh ra trong quá trình tồn chứa lâu dài. Các sản phẩm nhựa không hoà
tan (mặc dù số lợng không lớn lắm) cùng với nớc, cặn bẩn và gỉ kim loại tạo thành

4
chất kết tủa dới dạng nhũ tơng bền vững, là nguyên nhân chủ yếu gây nên bẩn tắc bộ
lọc. Khi lọt vào động cơ, các sản phẩm ôxy hoá đó sẽ bịt kín các bộ lọc, đóng cặn trong
hệ thống hút và sẽ dễ dàng gây nên sự cố trong quá trình hoạt động của động cơ. Khi
cấp nhiên liệu cho máy bay, ô tô và máy kéo, các phần tử đó sẽ theo sản phẩm dầu đi
qua các lớp lọc mỏng, lọt vào động cơ, phá hoại chế độ làm việc bình thờng của động
cơ và mài mòn trớc thời hạn quy định. Những năm gần đây, do sự phát triển vô cùng
mạnh mẽ của những động cơ đốt trong và động cơ phản lực, ngời ta đã chế tạo ra
những loại nhiên liệu và dầu mỡ bôi trơn có tính ổn định nhiệt cao ;việc tồn chứa những
loại nhiên liệu và dầu mỡ đó đòi hỏi nhiều yêu cầu cao hơn nữa về chất lợng các bồn
bể chứa và phơng tiện vận chuyển .
I.1.2. Tác hại của cặn dầu đối với bồn bể chứa [46]
Trong các nhiên liệu đều có nớc; hiện tợng gỉ sẽ xuất hiện ở những nơi tiếp xúc
giữa nớc với kim loại. Trong quá trình tồn chứa tại bể, các sản phẩm dầu dần dần bị lẫn
nớc do hấp thụ hơi nớc trong khoảng trống chứa hơi, do đó làm cho bể bị gỉ, chủ yếu
là nắp và các tầng thép phía trên của thành bể là nơi tiếp xúc thờng xuyên với không

khí. Trong lớp nớc lót bể, thờng bao giờ cũng có chứa nhiều loại muối khoáng hoà
tan. Chính loại nớc này là nguyên nhân gây nên gỉ dới dạng các cặp điện phân giữa
các tấm kim loại làm đáy bể và tầng dới thành bể với kim loại của các mối hàn.
Phần lớn các loại nhiên liệu đều có chứa các loại axit và kiềm tan trong nớc, các
axit hữu cơ khác nhau, các peroxit và các sản phẩm ôxy hoá khác, xuất hiện trong quá
trình tồn chứa. Các hợp chất hoạt tính đó trong thành phần các sản phẩm dầu đều là
nguyên nhân gây nên hiện tợng ăn mòn kim loại, làm cho bể bị gỉ.
Một số nhiên liệu là môi trờng xâm thực đối với các kim loại đen. Bởi vậy các
loại bể chứa, xitec và ống dẫn làm bằng kim loại đều bị ăn mòn. Nguy hiểm hơn đối với
kim loại là nếu trong nhiên liệu có chứa lu huỳnh, đặc biệt là các hợp chất lu huỳnh
hoạt tính, mặc dù chỉ với một l
ợng rất nhỏ, chúng cũng có thể gây ăn mòn . Các hợp
chất lu huỳnh dạng mercaptan và dihydrosunfua H
2
S gây nên gỉ mạnh hơn cả.
Dihydrosunfua tách ra từ các sản phẩm dầu, hoà tan vào các giọt nớc, tích tụ tại mặt

5
trong nắp bể và các tầng thành bể phía trên, cùng với axit trong không khí tạo thành axit
sunfuric và sắt sunfua. Chúng rơi từ trên nắp và thành bể xuống làm nhiễm bẩn sản
phẩm dầu và đọng lại dới đáy bể. Sắt sunfua gây nên hiện tợng ăn mòn điện hóa, phá
huỷ mạnh đáy và các tầng thành bể phía dới, làm cho chúng hỏng trớc thời hạn quy
định, ngoài ra, còn làm cho sản phẩm dầu bị nhiễm bẩn bởi nhiều sản phẩm ăn mòn kim
loại khác.
Trong quá trình chế biến dầu, tạp chất cơ học làm tăng bào mòn ống dẫn, kết tụ
trên bề mặt trong các thiết bị và lò ống, làm giảm hệ số dẫn nhiệt, kích thích quá trình
cốc hoá ống lò. Các tạp chất cơ học cứng trong dầu nhờn làm tăng ăn mòn thiết bị.
1. 2 Sự tạo thành cặn dầu

1.2.1. Sự tạo thành cặn dầu trong quá trình chế biến dầu mỏ [10,46,48]

Trong quá trình chế biến dầu mỏ, phần cặn dầu tồn tại chủ yếu ở dạng dầu cặn FO
hay bitum (bitum là loại sản phẩm nặng nhất thu đợc từ dầu mỏ hoặc bằng con đờng
chng cất chân không rất sâu hoặc bằng con đờng khử asphan bằng propan các loại cặn
chng cất chân không, hoặc bằng con đờng ôxy hoá tất cả các loại cặn sinh ra trong
quá trình chế biến dầu mỏ). Do vậy có thể xem nh quá trình chế biến dầu mỏ thành các
sản phẩm khác nhau không sinh ra cặn dầu trực tiếp mà cặn dầu chỉ sinh ra trong quá
trình vận chuyển, tồn chứa dầu thô trớc khi đa vào chế biến.
1.2.2. Sự tạo thành cặn dầu trong quá trình vận chuyển, tồn chứa hay xuất nhập
trong hệ thống bồn bể chứa [10]
Trong quá trình vận chuyển và tồn chứa, phẩm chất của dầu mỏ cũng nh các sản
phẩm dầu có thể bị kém đi do mất các phần nhẹ (bay hơi), do nhiễm bẩn các tạp chất cơ
học, do lẫn lộn các loại dầu khác nhau trong khi nhập vào các phơng tiện cha đợc
tháo cạn và cha rửa sạch, hoặc trong khi bơm chuyển liên tiếp các loại sản phẩm dầu
khác nhau trong cùng một đờng ống, do lẫn nớc, hoá nhựa dới tác dụng của ôxy
trong môi trờng có không khí có tác động của nhiệt độ.
Cho dù là tồn chứa hay vận chuyển dầu dới hình thức nào đi nữa: đờng bộ,
đờng sắt, đờng thuỷ, tuyến ống thì sau một thời gian nhất định, tuỳ theo phẩm chất

6
của các sản phẩm đó, thời gian và nhiệt độ tồn chứa, vòng lu chuyển mà có hiện
tợng tích tụ, tức là hiện tợng các phần tử rắn to lên và lắng đọng xuống.
Nhiều nhà nghiên cứu đã khẳng định rằng, hiện tợng lắng đọng nhựa-parafin tuỳ
thuộc vào kích thớc các tinh thể parafin, khả năng hợp thể của chúng ; các tính chất bề
mặt của các tinh thể và các đặc điểm lý-hoá của môi trờng dầu mỏ, trong đó sẽ xảy ra
hiện tợng lắng đọng. Rõ ràng là các tinh thể parafin càng nhỏ bao nhiêu thì chúng càng
lắng đọng chậm bấy nhiêu (trờng hợp không có quá trình hợp thể), và ở một mức độ
kích thớc nhất định, chúng không thể lắng đọng đợc mà ở trong trạng thái chuyển
động Brao. Vậy ngời ta thấy rằng, cặn dầu xuất hiện trong quá trình tồn chứa và vận
chuyển chính là do hai nguyên nhân: thứ nhất là do tính thiếu ổn định của nhiên liệu
trong quá trình bảo quản, thứ hai là do trong quá trình xuất nhập: nớc, tạp chất cơ học

lẫn theo sản phẩm dầu đi vào bồn bể chứa.Ngoài ra, trong quá trình vận chuyển và tồn
chứa, dầu mỏ và các sản phẩm dầu thờng bị lẫn nớc cũng nh bị nhiễm bẩn nhiều loại
tạp chất cơ học nh bụi, cát, gỉ sắt
Khi khai thác và vận chuyển dầu, một phần nớc và tạp chất có lẫn trong dầu sẽ đi
vào đờng ống và các bể chứa của các nhà máy. Trong quá trình tồn chứa dầu mỏ, các
tạp chất này đọng lại trong bể chứa và trong bộ phận lắng bùn của thiết bị lắng. Nớc là
ngời bạn đờng thờng xuyên của các loại dầu mỏ nguyên khai. Nớc có trong dầu thô
ảnh hởng trực tiếp đến chế độ làm việc của các thiết bị chng cất.
Nớc và các tạp chất cơ học không những lẫn trong dầu mỏ, mà còn lẫn trong các
sản phẩm dầu mỏ nữa, đặc biệt là trong mazut cặn. Hàm lợng nớc trong các sản phẩm
dầu, kể cả trong các loại dầu nhờn đã đợc lọc sạch, trong xăng, dầu hoả, nhiên liệu
phản lực và nhiên liệu diezen th
ờng rất nhỏ, trừ trờng hợp chúng bị nớc tràn vào.
Nớc có thể lọt vào các bể chứa trong khi vận chuyển các sản phẩm dầu bằng đờng
thuỷ, trong khi hâm nóng, do bể bị h hỏng hoặc trong khi xuất từ các wagon xitec vào
bể Nớc lẫn trong dầu mỏ và các sản phẩm dầu dới dạng huyền phù giản đơn, hoặc
dới dạng nhũ tơng (thành nhiều hạt phân tán rất nhỏ), trờng hợp này phải sử dụng
phơng pháp khử nớc đặc biệt.

7
Những loại dầu nhờn bị lẫn nớc, kể cả trờng hợp lẫn nớc dới dạng huyền phù
giản đơn, sau khi để lắng vẫn phải tiếp tục lọc cho hết những vết nớc có thể vẫn còn
dới dạng hạt rất nhỏ. Sức đẩy của các phân tử dầu làm cho các hạt nớc đó không lắng
xuống đợc; bởi vậy phải lọc cho những dầu này trong lại (hay gọi là khử nớc) là một
việc tơng đối khó khăn. Mức độ hoà tan của nớc phụ thuộc vào cấu trúc phân tử của
sản phẩm dầu và nhiệt độ tồn chứa của sản phảm dầu đó. Nớc không những gây nên
ảnh hởng xấu trong khi sản xuất và sử dụng các sản phẩm dầu, mà còn có ảnh hởng
tới các quá trình phân tích các chỉ tiêu khác.
Các tạp chất cơ học: Các phần tử vô cơ thờng lẫn trong dầu mỏ và các sản phẩm
dầu dới dạng huyền phù. Phần lớn các tạp chất cơ học gồm có cát, đất sét và bụi sắt,

đôi khi có thêm các loại muối khoáng, ngoài ra hàm lợng tạp chất thờng thay đổi
trong một giới hạn khá rộng. Tất cả các tạp chất khi lọt vào ống dẫn chỉ có một phần
lắng đọng lại trong ống, còn phần lớn lọt vào các bể nhập.
Trong những sản phẩm dầu đã đợc tinh chế bằng đất sét trắng, phần lớn các tạp
chất cơ học chính là loại đất hấp thụ nói trên; còn trong những sản phẩm dầu đợc tinh
chế bằng các phơng pháp khác thì các tạp chất cơ học bao gồm gỉ sắt và nhiều muối
khoáng khác nhau.
Ngoài ra, các tạp chất còn có thể theo thuốc nhuộm lọt thêm vào các loại xăng ô tô
trong quá trình nhuộm màu xăng tại các nhà máy lọc dầu. Khi phân tích các tạp chất cơ
học thu đợc sau khi lọc loại xăng nói trên, ngời ta thấy rằng, gần 10% là các phần tử
thuốc nhuộm hữu cơ không tan và 90% là ôxit sắt ở dạng bụi gỉ sắt.
Các sản phẩm dầu sáng (xăng, dầu hoả, nhiên liệu phản lực) vận chuyển bằng
wagon xitec thờng bị lẫn tạp chất cơ học nhiều nhất. Trong đó có gỉ của thành trong
xitec, bụi từ không khí rơi vào trong khi xuất nhập, những mảnh nhỏ joăng nắp bị h
hỏng Kích thớc của các phần tử tạp chất trong xăng là vào khoảng 70micron và tổng
số các phần tử đủ loại to nhỏ trong 1l xăng là vào khoảng 500.
Rõ ràng là trong khi bơm dầu vào bể, phần lớn dầu đã bị đảo trộn lên, trong đó có
các hạt gỉ sắt rất nhỏ và các tạp chất cơ học khác đã bị khuấy từ d
ới đáy lên.

8
Ngoài ra, do các hạt ngng kết lớn bị phân huỷ cũng làm tăng tổng số các hạt tạp
chất lên, những hạt này sau một thời gian dài sẽ kết tụ lại dới trạng thái huyền phù
trong sản phẩm dầu và sẽ làm cho phẩm chất sản phẩm dầu xấu đi.
Thông thờng sau một thời gian tồn chứa, mức độ nhiễm bẩn của các loại dầu
sáng trong bể chứa sẽ giảm đi. Nhng cũng trong thời gian đó, dầu lại bị nhiễm bẩn bởi
gỉ của bể chứa và đờng ống, bởi bụi từ không khí lọt vào trong quá trình hô hấp lớn và
nhỏ của bể chứa, bởi các sản phẩm mài mòn của các thiết bị bơm chuyển Bởi vậy
tổng mức nhiễm bẩn bởi các tạp chất cơ học của sản phẩm dầu vẫn còn rất cao. Theo tài
liệu thì trung bình cứ 100 tấn xăng có từ 1,7ữ3,9 kg tạp chất lắng đọng lại trong các bể

chứa của các kho chứa xăng dầu.
Hiện tợng lẫn nớc và nhiễm bẩn gây nên các nguyên nhân tự nhiên quyết định
thành phần hoá học của các sản phẩm dầu, cũng nh nói lên nhợc điểm của các
phơng pháp tồn chứa và xuất nhập hiện hành.
Một trong các điều kiện bảo quản phẩm chất chủ yếu các sản phẩm dầu là phải
dùng bồn bể sạch để tồn chứa chúng; bằng cách thờng xuyên súc rửa cho hết các cặn
sản phẩm dầu, nớc, bụi cát, gỉ kim loại và các tạp chất khác.
Đặc biệt, những loại dầu mỏ có nhiều nhựa và asphanten sẽ có tác hại rất lớn, do
các chất này có thể tồn tại trong dầu dới dạng huyền phù, rồi sau đó trong quá trình
chng cất, một phần các chất sẽ kết bám trên thành thiết bị và thành lò ống, đẩy nhanh
quá trình tạo cốc của dầu mỏ /18, 40, 41/
1.3. Thành phần của cặn dầu [6, 10, 18, 19, 22]
Tính chất và thành phần của các loại cặn đáy trong bể chứa phụ thuộc vào nhiều
yếu tố khác nhau, trong đó chủ yếu là loại sản phẩm dầu đợc tồn chứa, các điều kiện và
thời hạn tồn chứa.
Tuỳ theo các tính chất lý học của chúng, các loại cặn bao gồm loại cứng (màng
các ôxít, gỉ kim loại, vẩy gỉ sắt) hoặc loại xốp, sinh ra do các sản phẩm ôxy hoá kết tụ
lại trên mặt kim loại của bể.

9
Để chọn đợc phơng pháp súc rửa bể cho hợp lý, ta có thể chia các loại cặn ra
làm ba nhóm: hữu cơ, vô cơ và hỗn hợp của cả hai nhóm trên.
Ta thờng thấy cặn vô cơ trên thành bể và mặt trong nắp bể dới dạng vảy gỉ (oxít
sắt, sắt sunfua). Cặn hữu cơ bao gồm các hợp chất hydrocacbon (cacben, cacboit ) dễ
hoà tan trong xăng, trong dầu hoả hoặc các chất dung môi hoá học khác, đồng thời cũng
gồm cặn hắc ín và cặn nhựa bitum.
Theo tài liệu của hai công ty quản lý đờng ống dẫn dầu Tatarxki và Baskiarxki
[10] thì trong các bể chứa dầu mỏ dung tích 5000m
3
độ cao trung bình của lớp cặn đáy

trong một năm là từ 500 ữ 800mm. Khi súc rửa các bể này, ngời ta phải bỏ tới 400 ữ
450m
3
dầu cặn trong mỗi bể.
Trên bảng 1.1 là thành phần gần đúng của phần cặn trong các bể chứa dầu mỏ
(tính ra %KL):
Bảng 1.1: Thành phần cặn trong bể chứa dầu mỏ
Thành phần Hàm lợng (%KL)
Nớc 18
Các loại tạp chất cơ học 12
Dầu mỡ và Parafin 21
Các sản phẩm dầu lỏng và các chất nhựa, asphanten 49

1.3.1. Cặn các sản phẩm dầu sáng
Tính chất của các loại cặn đáy trong các bể chứa dầu sáng có khác đôi chút so với
cặn trong các bể dầu mỏ nguyên khai. Tạp chất chủ yếu trong các loại cặn đáy ở đây
bao gồm các sản phẩm ăn mòn (vảy gỉ sắt) và các tạp cơ học. Các sản phẩm ăn mòn
nằm lẫn trong khối sản phẩm dầu dới dạng các hạt cực nhỏ trong suốt quá trình sử
dụng bể. Trong đó các sản phẩm ôxy hoá chiếm phần lớn (đặc biệt là trong các sản
phẩm chế tạo bằng phơng pháp xúc tác).
Cặn trong các bể chứa dầu nhờn cũng gồm các sản phẩm ăn mòn, các tạp chất cơ
học và các loại nhũ tơng dầu lẫn nớc.

10
1.3.2. Cặn dầu mazut
Khác với cặn trong các bể chứa sản phẩm dầu sáng, dầu nhờn và dầu mỏ nguyên
khai, cặn trong các bể chứa mazut có những đặc điểm riêng; bởi vậy các thao tác súc
rửa những bể này cũng có một số điểm khác biệt.
Thành phần hoá học của các loại cặn đáy trong các bể chứa mazut khác hẳn với
cặn của các sản phẩm dầu sáng. Phần chính của cặn này là các hợp chất cao phân tử

thuộc loại asphanten, phần còn lại không tan gồm những cacben và cacboit có tỷ trọng
lớn (thờng lớn hơn hoặc bằng 1). Nhìn bề ngoài thì loại cặn này có màu đen đặc sệt, rất
nhớt.
Quá trình lắng các asphanten, cacben và cacboit tách ra từ mazut chủ yếu liên
quan tới vấn đề tăng nhiệt trong khi hâm nóng mazut tại bể chứa. Đặc biệt kém ổn định
nhất là loại cặn cracking có chứa trên 1% cacboit. Trờng hợp hâm nóng mazut trong
quá trình tồn chứa thì cacboit sẽ lắng kết trên thành và đáy của bể kim loại, cũng nh
trên bề mặt của các thiết bị hâm nóng đặt bên trong bể. Nh vậy là chính chế độ dùng
nhiệt để bảo quản mazut là một trong những yếu tố quan trọng đẩy mạnh quá trình tách
cacboit và lắng kết chúng trên các bề mặt kim loại của bể chứa.
Một yếu tố quan trong khác gây nên tình trạng tạo thành cặn trong bể nữa là sự hút
bám các loại nhựa trung tính và những hydrocacbon cao phân tử (có trong mazut) trên
bề mặt các phân tử asphanten và cacboit. Do sự đông tụ của các phần tử nói trên , quá
trình tạo cặn lại càng mạnh thêm.
Qua kết quả phân tích chúng ta biết thành phần của cặn đáy trong các bể chứa
mazut (tính ra %KL) nh sau / 10/:

Bảng 1.2: Thành phần cặn đáy trong bể chứa mazut
Thành phần Hàm lợng (%KL)
Nớc 6,0
Asphanten 8,1
Nhựa 4,5

11
Dầu mỡ và Parafin 1,3
Cacboit không tan trong
benzen và tạp chất cơ học
36,4
Than cốc (lẫn với các khoáng
tạp không cháy)

45,9
Tro 5,8
Lu huỳnh 3,8

Tóm lại, cặn đáy trong các bể chứa mazut là một khối đặc sệt. Các chất nhựa,
asphanten lắng xuống đáy bể, lâu dần dính kết lại với nhau, tạo thành một lớp cặn vững
chắc. Nếu cặn này tồn tại lâu dài trong bể thì sự kết dính lại càng tăng thêm và cặn sẽ
trở thành một loại nhựa asphan cứng.Việc súc rửa bể cho sạch loại cặn này sẽ rất khó,
nếu ta không sử dụng các biện pháp cơ học chuyên dụng, các biện pháp hoá lý hay chất
tẩy rửa đặc chủng.
1.4. Giới thiệu bồn bể chứa [46,48]
Trong ngành công nghiệp dầu khí thì bề mặt bị nhiễm bẩn bởi các cặn bẩn dầu
chính là các loại phơng tiện tồn chứa chúng. Dầu mỏ nguyên khai và các sản phẩm dầu
đợc tồn chứa trong nhiều loại phơng tiện khác nhau: bể kim loại nổi trên mặt đất, bể
bê tông cốt thép nửa nổi, nửa ngầm và hoàn toàn ngầm dới mặt đất, túi chứa sản phẩm
dầu ngầm trong những lớp đất đá đã đợc xử lý cho phẳng và không thẩm thấu, các loại
thùng phuy nhỏ vv Tại các kho trung chuyển cỡ lớn, ta còn thấy loại bể chứa làm theo
kiểu hố lớn.
Tùy theo loại vật liệu làm bể, ngời ta chia các bể chứa ra làm hai loại: bể kim loại
và bể phi kim loại (bằng gạch, bê tông và bê tông cốt thép).
Việc lựa chọn phơng tiện tồn chứa đợc dựa trên cơ sở tính toán kinh tế - kỹ
thuật, trong đó ngời ta phải tính đến loại sản phảm đợc tồn chứa, khả năng giảm bớt
hao hụt do bay hơi (đối với các loại dầu sáng) cũng nh giá thành thiết bị và giá thành
sử dụng.

12
Bể kim loại: Thờng sử dụng rộng rãi nhất là loại bể thép hình trụ đứng, nổi trên
mặt đất, có đáy phẳng và mái hình nón, áp suất dơng là 200 mm cột nớc và áp suất
âm là 25 mm cột nớc (các bể mẫu). Bể đợc sản xuất theo các dung tích danh định
100, 200, 300, 400, 700, 1000, 2000, 3000 và 5000m

3
. Ngoài ra, ngời ta cũng đã thiết
kế các loại bể lên tới 10000, 15000 và 20000m
3
nh kho xăng dầu B12 Quảng Ninh.
Bể bê tông cốt thép: Vấn đề tồn chứa dầu mỏ và sản phẩm dầu trong các bể bê
tông cốt thép chôn ngầm gắn liền với với việc giải quyết hai nhiệm vụ cơ bản dới đây:
- Tiết kiệm thép lá.
- Giảm bớt đợc nhiều lợng sản phẩm dầu bị hao hụt so với lợng hao hụt trong
quá trình tồn chứa tại các bể bằng thép nổi trên mặt đất, dới áp suất thờng.
Ngời ta thờng tồn chứa dầu mỏ và các loại dầu sáng trong bể kim loại kín, thẳng
đứng hoặc nằm ngang, trong bể ngầm bê tông cốt thép có lót kim loại và trong các loại
bể ngầm khác.
Dầu nhờn, dầu tối và các loại sản phẩm dầu khác không có phần cất dễ bay hơi
đợc phép tồn chứa trong các bể kim loại không kín, tránh đợc ma, nắng, không cần
xupap an toàn và xupap thoát hơi, hoặc tồn chứa trong các bể bê tông cốt thép.
Các bể chứa phải đáp ứng đợc đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật đề ra cho từng trờng
hợp tồn chứa đối với từng loại sản phẩm dầu cụ thể. Tuỳ theo khả năng thi công, phải
làm sao tránh đợc ảnh hởng của các điều kiện bên ngoài tác động tới phẩm chất của
sản phẩm đợc tồn chứa.
Ngoài ra, trong quá trình vận chuyển, các phơng tiện tồn chứa là xà lan, tàu chở
dầu, wagon xitec, ô tô xitec, ống dẫn dầu hay các loại thùng phuy, thùng sắt tây, can,
chai, lọ và túi chất dẻo.
Các bề mặt khác nhau đều có ảnh hởng đến quá trình tẩy rửa, đó là:
- Bề mặt trơn nhẵn và bề mặt sần sùi.
- Bề mặt có vùng chết và bề mặt không có vùng chết.
- Bề mặt bình thờng và bề mặt đã đợc sơn chống gỉ, sơn chống ôxy hoá.
- Bề mặt có cực và không có cực.

13

Tính chất của các loại bồn bể khác nhau sẽ dẫn đến có những phơng pháp khác
nhau để tẩy rửa làm sạch.

II. Thành phần và cơ chế tác động của chất tẩy rửa
2.1. Thành phần chính trong các chất tẩy rửa thông thờng
Chất tẩy rửa dùng trong sinh hoạt và trong công nghiệp có thành phần rất phức tạp,
nhng có thể bao gồm các nhóm chính nh sau:
- Chất hoạt động bề mặt.
- Chất xây dựng.
- Chất phụ gia.
Mỗi thành phần đơn lẻ trong chất tẩy rửa đều có những chức năng rất đặc biệt
trong quá trình tẩy rửa, tuy nhiên chúng vẫn có ảnh hởng qua lại lẫn nhau. Ngoài các
thành phần chính trên đây, tuỳ thuộc vào quá trình sử dụng mà ta có thể cho thêm vào
các chất phụ gia hoặc bỏ bớt những thành phần không cần thiết [1,20,32,64,66,82]
2.1.1. Chất hoạt động bề mặt (HĐBM) [23,36,77,87,90]
Chất HĐBM chiếm vai trò quan trọng nhất trong thành phần chất tẩy rửa. Nó có
mặt ở tất cả các loại chất tẩy rửa khác nhau. Nhiệm vụ của nó là đảm bảo sự tẩy đi các
vết bẩn và những chất lơ lửng trong nớc giặt để ngăn cản sự bám lại của chúng trên bề
mặt.
Một phân tử chất HĐBM gồm hai đầu: Một đầu kỵ nớc (không tan trong nớc) và
một đầu a nớc (tan trong nớc). Các phân tử này có tác động lớn vào các giao diện
không khí/nớc hoặc dầu/nớc. Ngời ta đặt tên cho chúng là những tác nhân bề mặt,
hoặc đơn giản là chất HĐBM, hoạt động hai mặt. Có bốn loại chất HĐBM: các anionic,
các chất không ion, các cationic và các chất lỡng tính.
- Chất HĐBM anionic: Nếu nhóm hữu cực đợc liên kết bằng hoá trị cộng với
phần kỵ nớc của chất HĐBM mang điện tích âm (-COO
-
, -SO
3
-

, -SO
4
-
), thì chất
HĐBM đợc gọi là anionic: các xà bông, các alkylbenzen sulfonat, các sulfat rợu
béo là những tác nhân bề mặt anionic.

14
- Chất HĐBM cationic: Ngợc lại, nếu nhóm hữu cực mang một điện tích dơng (-
NR
1
R
2
R
3
+
), sản phẩm đợc gọi là cationic: clorua dimetyl di-stearyl amoni là một ví dụ
điển hình của nhóm này.
- Chất HĐBM không ion (NI): Các chất HĐBM NI có những nhóm hữu cực NI
hoá trong dung dịch nớc. Phần kỵ nớc gồm dây chất béo. Phần a nớc chứa những
nguyên tử ôxy, nitơ hoặc lu huỳnh không ion hoá; sự hoà tan là do cấu tạo những liên
kết hydro giữa các phân tử nớc và một số chức năng của phần kỵ nớc, chẳng hạn nh
chức năng ete của nhóm polyoxyetylen (hiện tợng hydrat hoá). Trong loại này ngời ta
thấy, chúng chủ yếu là các dẫn xuất của polyoxyetylen hoặc polyoxypropylen ; nhng
cũng cần phải thêm vào đây các este của đờng, các alkanolamit.
- Chất lỡng tính: Các chất lỡng tính là những hợp chất có một phân tử tạo nên
một ion lỡng cực. Axit xetylamino-axetic, chẳng hạn, trong môi trờng nớc cho hai
thể sau đây:
C
16

H
33
- H
+
N
2
-CH
2
-COOH chất cationic trong môi trờng axit.
C
16
H
33
-NH-CH
2
-COO
-
chất anionic trong môi trờng kiềm.
Trong tất cả các phân tử ấy, phần kỵ nớc gồm một dây alkyl hay dây béo. Chúng
đợc biểu thị bằng:
CH
3
-CH
2
-CH
2
-CH
2
hoặc
hoặc R

Bốn loại chất HĐBM có ký hiệu sau đây:
-
Anionic
+
Cationic
NI
(không phân ly)
-
+
Lỡng tính
Sự lựa chọn những chất HĐBM dùng trong sản phẩm tẩy rửa có thể khác nhau,
song một chất HĐBM phù hợp cho việc tẩy rửa đợc mong muốn có các đặc tính sau:
- Hấp phụ chọn lọc.
- Tách đợc các chất bẩn.
- Độ nhạy cảm với nớc cứng thấp.
- Có tính chất phân bố.

15
- Có khả năng chống chất bẩn tái bám trở lại.
- Tính thấm ớt tốt.
- Tính hoà tan cao.
- Có đặc tính tạo bọt mong muốn.
- Mùi thích hợp.
- Bảo quản đợc lâu.
- Không độc hại đối với ngời sử dụng.
- Không làm ảnh hởng đến môi trờng.
- Nguồn nguyên liệu dễ kiếm.
- Tính kinh tế hợp lý
Những khuynh hớng mới: Hiện nay, nhiều nhà chế tạo sử dụng những chất
HĐBM có lợi hơn đối với môi trờng, nghĩa là những chất có tính phân huỷ sinh học

nhiều hơn nh:
- Những rợu béo có sulfat gốc dầu thực vật (dầu dừa): PAS.
- Những alkyl poly glucosit: APG.
- Các alkyl-glucosamit.
- Các metyl este sulfonat.
- Các rợu béo etoxy hoá với sự phân phối hẹp của số oxit etylen.
Đối với một chất HĐBM NI bình thờng có trung bình 7 phân tử oxit etylen, con
số này thay đổi từ 1 ữ 15. Đối với cùng một chất HĐBM NI với một sự phân phối hẹp,
số lợng các phân tử oxit etylen ở vào khoảng giữa 3 và 12. Loại chất HĐBM NI này rất
công hiệu, nhng giá thành còn cao vì cách thức chế biến nó phức tạp hơn.
Tỷ lệ của các chất HĐBM đợc sử dụng: Cũng khó để đa ra một quy tắc tổng
quát về tỷ lệ của chất HĐBM dùng trong tẩy rửa. Thật vậy, nhiều yếu tố cần đợc lu ý
để xác định tỷ lệ của chúng thờng là:
- Tỷ trọng của sản phẩm
- Loại chất xây dựng
- Tính chất của các chất xây dựng

16
2.1.2. Chất xây dựng
Các chất xây dựng đóng một vai trò trung tâm trong suốt quá trình tẩy rửa; chức
năng của chúng là làm tăng hoạt tính tẩy rửa và loại bỏ ảnh hởng của các ion Ca
2+
và
Mg
2+
có trong nớc và đôi khi có trong thành phần chất bẩn và bề mặt nhiễm bẩn. Các
chất xây dựng hiện đại phải bao gồm những tính năng sau:
- Loại bỏ đợc ảnh hởng của các kim loại kiềm thổ từ nớc, bề mặt, chất bẩn.
- Tính năng tẩy rửa tốt đối với các chất màu, chất béo, thích hợp với các bề mặt
nhiễm bẩn khác nhau, cải thiện tính chất của chất hoạt động bề mặt, có đặc tính tạo bọt

mong muốn.
- Có khả năng chống tái bám trở lại của các chất bẩn, ngăn cản sự ăn mòn bề mặt
nhiễm bẩn.
- Tính thơng mại: ổn định hoá học, không hút ẩm, màu và mùi tối u, phù hợp với
các thành phần khác trong chất tẩy rửa, nguyên liệu dễ kiếm.
- Không độc hại cho ngời sử dụng.
- Về mặt môi trờng: Phân huỷ sinh học tốt, không làm ô nhiễm nớc, không gây
hại cho sinh vật.
- Có tính kinh tế cao /100, 101,102, 107/
a- Các chất phức
Trong dung dịch chất tẩy rửa có nhiều anion có thể kết hợp với canxi trong nớc
để tạo thành những muối không hoà tan (kết tủa). Các phức hợp có đặc tính riêng do
chúng có khả năng hoà tan các chất kết tủa ấy và sau đó tạo thành những phức hợp tan
trong nớc. Do đó có một phản ứng cạnh tranh giữa các anion phức hợp và các anion kết
tủa với canxi. Trong một dung dịch chất tẩy rửa, các anion kết tủa là từ cacbonat,
alkylbenzen sulfonat và xà phòng, trong lúc đó các anion phức hợp thì từ TPP,
pyrophosphat, EDTA
*
Các phosphat: Các polyphosphat là những tác nhân phức hoá. Một tác nhân
phức hoá là một thuốc thử hoá học tạo với ion kim loại thành những hợp chất tan trong

17
nớc. Thuật ngữ phức hoá, chelat hoá đợc dùng để mô tả phản ứng ấy. Dới đây là
công thức của một số phosphat chính có mặt trong thành phần chất tẩy rửa:
P
O
O
O
O
-

-
Orthophosphat
P
O
O
O
O
-
-
P
O
O
O
-
-
Diphosphat = Pyrophosphat
P
O
O
O
O
-
-
P
O
O
O
-
P
O

O
O
O
-
-
P
O
O
O
-
P
O
O
O
-
Triphosphat =Tripolyphosphat (TPP)
*
Phức hợp của các phosphat: Phức hợp là sản phẩm của một phản ứng hoá học,
trong đó tác nhân phức hợp tạo cùng với ion kim loại trong dung dịch những phức hợp
tan trong nớc. Cấu trúc hoá học của các phức với canxi:
Với Pyrophosphat có công thức sau đây:

P
O
O
O
O
P
O
O

O
-
Ca

Với Tripolyphosphat có hai khả năng:
Ca
P
O
O
O
O
P
O
O
O
P
O
O
O
O
P
O
O
O
P
O
O
O
-
-

P
O
O
O
O
P
O
O
O
P
O
O
O
O
P
O
O
O
P
O
O
O
-
Ca
-

* Các tác nhân khác về phức hợp, ngoài TPP là các chất sau đây:
N.T.A (Nitrilo Tri-Axetic) có công thức:
CH COOH

2
CH COOH
2
CH COOH
2
N


18
EDTA (Ethylen Diamin Tetra-Axetat)
CH
2
N
COOH
CH
2
COOH
CH
2
CH
2
N
CH
2
HOOC
CH
2
HOOC

Axit Citric và axit Tartric :

CH COOH
2
CH COOH
2
COOH
C
HO

COOH
OH
CH CH HOOC
OH

EDTMP (Axit Etylen Diamin Tetra Metylen Phosphonic)
CH
2
N
CH
2
N
PO H
CH
2
3
2
PO H
CH
2
3
2

CH
2
H O P
3
2
CH
2
H O P
3
2

b- Các chất trao đổi ion
Từ nhiều năm nay, việc sử dụng những chất trao đổi ion trong nhiều sản phẩm tẩy
rửa đã gia tăng đáng kể vì những lý do môi trờng. Những nguyên liệu mới không tan
này là những silico-aluminat Natri, zeolit, nguyên liệu xa nhất là
Zeolt dạng 4A
Gần đây, những Zeolit với phẩm chất mới đã xuất hiện; đặc biệt là Zeolit MAP mà
tốc độ trao đổi Ca
2+
nhanh hơn tốc độ trao đổi cation của Zeolit 4A nhờ hình dạng tinh
thể của nó (hình phẳng). Hơn nữa Zeolit này giúp tạo đợc sự ổn định về các tác nhân
làm trắng trong chất tẩy rửa. Sau cùng, chất lợng mới này lại giúp "hấp phụ nhiều
hơn một lợng lớn các thành phần lỏng (chất HĐBM) so với Zeolit A. Điều trở ngại
chính của các nhựa trao đổi ion là chúng không có khả năng "xử lýcác ion canxi trong
nớc, nhng trái ngợc với các tác nhân phức hợp, chúng có khả năng "gỡ ra các ion
bám trên bề mặt nhiễm bẩn, ở những vết bẩn.
c-Những tác nhân kiềm
Cacbonat natri đợc dùng thờng xuyên trong thành phần chất tẩy rửa, đặc biệt
trong lĩnh vực giặt giũ quần áo, vì nó có một dự trữ kiềm, nó có khả năng đệm và cũng
có vai trò chống canxi trong những điều kiện khó khăn, bằng cách làm kết tủa CaCO

3
.

19
Tuy nhiên, cacbonat natri chỉ là một nguyên liệu phụ và nó không thể thay thế những
tác nhân làm mềm nớc khác.
2.1.3. Tác nhân phụ trợ
Chất HĐBM, chất xây dựng là những thành phần quan trọng, chiếm một lợng lớn
trong thành phần chất tẩy rửa. Ngoài ra một số các tác nhân phụ trợ cũng có thể đợc
cho thêm vào để hỗ trợ khả năng làm sạch của chất tẩy rửa.
a-Tác nhân chống tái bám
Đặc tính mong muốn của chất tẩy rửa là nó tẩy đợc các chất bẩn bám trên các bề
mặt nhiễm bẩn và không cho chất bẩn tái bám trở lại trên các bề mặt đó. Chống lại sự
tái bám có thể thực hiện đợc bằng cách lựa chọn rất cẩn thận các cấu tử trong chất tẩy
rửa (chất HĐBM và chất xây dựng). Tuy nhiên, cũng có thể sử dụng các tác nhân chống
kết tủa đặc biệt. Hoạt động của những tác nhân này theo phơng thức là nó tạo ra sự
chống lại hiện tợng hấp phụ thuận nghịch trên các chất kết tủa ; chúng kiểm soát sự kết
tinh và ngăn không cho chúng lớn tới một cỡ tối u để tránh sự tái bám của chúng vào
vải vóc. Trên các vết bẩn dạng hạt, chúng gia tăng điện tích âm trong nớc giặt, tạo một
lực đẩy lớn hơn giữa các hạt, qua đó tránh đợc sự ngng kết dẫn đến sự tái bám trên bề
mặt.
Tác nhân chống tái bám đợc sử dụng từ lâu, một trong các chất phổ biến đó là
cacboxy-methyl celllulose (CMC). Gần đây các dẫn xuất của tinh bột cacboxy methyl
cũng đóng vai trò tơng tự. Tuy nhiên những hợp chất này chỉ tác dụng hiệu quả đối với
vải là cotton. Điều này dẫn đến sự cần thiết phải sử dụng những chất chống tạo kết tủa
loại mới. Một vài chất HĐBM đã đợc tìm ra rất thích hợp, đó là các chất không ion
cellulose ete có công thức nh sau :
O
O
OR

O
O
O
CH OR
2
CH OR
2
H
OR
H
H
H
H
H
H
H
H
OH
H
H
OR
OR
- CH
3
- CH
2
CH
3
- CH
2

CH
2
OH
- CH
2
CHOHCH
3
- CH
2
CH
2
CHOHCH
3
R:


20
b- Tác nhân tăng và chống bọt
Bọt là một nhũ tơng của hai pha không hoà trộn (chẳng hạn pha nớc và không
khí) tồn tại nh một nhũ tơng dầu - nớc. Bọt có thể gây ta thuận lợi hay khó khăn.
- Thuận lợi: Nó là một chỉ thị của hiệu quả của một sản phẩm và nó có thể cho một
cảm giác thoải mái.
- Bất lợi: Về mặt thẩm mỹ : bọt trong các dòng nớc tràn ra.
Tuy nhiên hiệu quả của một sản phẩm tẩy rửa không liên hệ trực tiếp với lợng
bọt. Một sản phẩm không bọt cũng có thể có hiệu quả hơn những sản phẩm khác nhiều
bọt.
*
Các tác nhân làm tăng bọt
Ngời ta có thể cải biến đặc tính tạo bọt của sản phẩm tuỳ theo nhu cầu của ngời
tiêu dùng. Có hai khả năng:

- Sự lựa chọn các chất HĐBM tạo bọt hay không tạo bọt: Một chất HĐBM hay
một hỗn hợp chất HĐBM có thể làm thành một hệ thống tạo bọt. Mặt khác, sự thêm một
chất phụ gia có thể tạo một lợng lớn bọt với một chất HĐBM ít bọt. Ngợc lại, một
chất HĐBM với khả năng tạo bọt cao có thể bị biến cải thành một hệ thống không tạo
bọt qua việc sử dụng một chất êm bọt. Thông thờng số lợng bọt tăng với nồng độ đạt
tối đa quanh nồng độ micelle tới hạn (CMC). Tất cả các yếu tố có khả năng cải biến
CMC có thể tăng hoặc giảm khả năng tạo bọt của một chất HĐBM. Các yếu tố đó là:
Nhiệt độ.
Sự có mặt của một chất điện giải (muối vô cơ).
Cấu trúc của phân tử chất HĐBM.
- Sử dụng những phụ gia làm tăng bọt: Có nhiều chất phụ gia có thể làm thay đổi
các đặc tính mixen hoá của một chất HĐBM và nh vậy, làm biến đổi sự ổn định và khả
năng tạo bọt của sản phẩm.
Theo một số tác giả / 32,82,87,88/, việc thêm vào một số hợp chất hữu cơ đối cực
có thể làm giảm CMC của những chất HĐBM. Việc sử dụng hợp chất có một dây
cacbon thẳng có cùng chiều dài giống nh chiều dài của chất HĐBM là phơng thức

21
hiệu nghiệm nhất để làm ổn định bọt của một chất HĐBM. Các chất làm tăng bọt sau
đây đợc xếp theo thứ tự hiệu lực tăng dần.
Ete glyxerol< Ete sulfonyl<Amit<Amit N thay thế
*
Các tác nhân chống bọt
Các tác nhân chống bọt làm giảm hoặc loại trừ bọt của sản phẩm. Chúng tác động
hoặc bằng cách ngăn cản sự tạo bọt, hoặc bằng cách làm tăng tốc độ phân huỷ chúng.
Trong trờng hợp thứ nhất, đó là những ion vô cơ nh canxi, có ảnh hởng đến sự ổn
định tĩnh điện hoặc giảm nồng độ các anion (bằng kết tủa). Trong trờng hợp thứ hai, đó
là những hợp chất vô cơ hoặc hữu cơ, sẽ đến thay thế các phân tử các chất HĐBM của
màng bọt, nh vậy làm cho bọt ít ổn định.
Những hạt keo không a nớc (đất sét, silic) có thể đợc sử dụng nh là những

chất chống bọt. Các hạt này sẽ nằm trong màng bọt và trở nên không đồng nhất. Phần
màng tiếp xúc với các hạt kỵ nớc trở nên mỏng dần và sau cùng tự tạo một lỗ ở đó và
bọt bị phá bể.
Ngời ta cũng sử dụng các hợp chất hữu cơ chống tạo bọt nh Stearyl phosphat,
dầu và sáp, các silicon. Các hợp chất hữu cơ này tác động theo cơ chế trải rộng. Các
phần tử của chúng di động về phía bề mặt của màng bọt để thay thế các phần tử của các
chất HĐBM. Nh vậy, một bề mặt có bọt đợc thay thế bởi một bề mặt ít bọt hơn. Điều
này chỉ có thể thực hiện đợc bởi những hợp chất có một sức căng bề mặt kém, có khả
năng "trải rộng trên các bề mặt của dung dịch.
2.2. Thành phần chất tẩy rửa cặn dầu [45, 47, 70, 78, 85, 91]
Đây là chất tẩy rửa đặc biệt sử dụng để tẩy sạch các vết bẩn dầu mỡ bám dính trên
các bề mặt cứng. Những sản phẩm này có các tính năng rất độc đáo mà các sản phẩm
khác không có đợc. Thành phần của nó bao gồm các cấu tử chiết xuất từ thực vật, có
nguồn gốc hữu cơ, dễ phân huỷ sinh học trong điều kiện tự nhiên của môi trờng, có thể
thải trực tiếp vào nguồn nớc mặt và các hệ thống thải công cộng, không ăn mòn kim
loại, chỉ tẩy dầu mỡ mà không làm ảnh hởng tới các lớp sơn phủ, nhựa cao su và các

22
lớp sơn phủ kim loại khác. Đây cũng là tiêu chí hàng đầu đặt ra cho các loại chất tẩy
rửa cặn dầu hiện nay. Thành phần của chất tẩy rửa cặn bẩn xăng dầu thờng bao gồm:
2.2.1. Tinh dầu thông [2,15,16,34,39]
Tinh dầu thông là một chất lỏng không mầu, có mùi đặc trng, vị cay, không tan
trong nớc, tan trong benzen theo bất kì tỷ lệ nào. Dầu thông là thành phần chủ yếu
của CTR cặn bẩn xăng dầu. Để thành phần này phát huy hết tác dụng, cần phải có
những phơng pháp biến tính hiệu quả. Do vậy, đặc trng và tính chất của dầu thông sẽ
đợc đa ra tỷ mỷ hơn ở riêng một phần sau.
2.2.2. Axit dicacboxylic.[8, 35, 42]
Axit dicacboxylic đợc miêu tả bằng công thức tổng quát nh sau:
HOOC-(CH
2

)
n
- COOH.
Các axit này là nguyên liệu đầu quan trọng trong công nghiệp sản xuất polyamide
hay diester và polyester. Các ester đợc sản xuất bằng phản ứng giữa axit dicacboxylic
với rợu đơn chức, tạo thành các chất dẻo hay dầu nhờn. Bên cạnh đó, axit dicacboxylic
nh là chất trung gian trong rất nhiều các phản ứng tổng hợp hữu cơ.
a- Axit Oleic.
Công thức phân tử : CH
3
-(CH
2
)
7
-CH=CH-(CH
2
)
7
-COOH.
Axit Oleic là chất lỏng không màu, không mùi, không vị, điểm nóng chảy của nó
là 14
o
C. Axit Oleic có cấu tạo cis, đồng phân trans của nó là axit Elaidic, nóng chảy
ở51
O
C. Dới tác dụng của axit Nitro, axit Oleic đồng phân hoá thành axit Elaidic:
CH-(CH
2
)
7

-CH
3
CH-(CH
2
)
7
-CH
3

HNO
2

CH-(CH
2
)
7
- COOH HOOC-(CH
2
)
7
-CH


23