Tin tức

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT DẦU THỦY LỰC TỔNG HỢP CHỐNG CHÁY

Đinh Văn Kha và cộng sự

Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam

 

Abstract

 

Fire-resistant hydraulic fluids have an important role in coal mining and metal processing. In this research, emulsifying additives, corrosion inhibitors based on vegetable oils are synthesized. Then, two types of fire-resistant hydraulic fluids are manufactured and their features are demonstrated in experimental coal facilities.

 

1. MỞ ĐẦU

Việc sử dụng cột chống thủy lực trong khai thác hầm lò mang lại hiệu quả, an toàn, kinh tế, dễ thao tác và không ảnh hưởng môi trường. Để vận hành được cột chống thủy lực cần loại dầu thủy lực chống cháy.

Ngoài ra, các chất lỏng thuỷ lực chống cháy cũng được dùng trong lò đúc, máy cán thép, mỏ than, đặc biệt khi hệ thuỷ lực làm việc ở gần các nơi có nhiệt độ cao như lò đốt thuỷ lực, hệ điều khiển thủy lực cho tua bin trong các trạm điện lớn. Với nhu cầu thực tiễn trên nhóm tác giả đã nghiên cứu nhằm tạo ra một số sản phẩm dầu thuỷ lực chống cháy.

 

2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

- Tổng hợp phụ gia tạo nhũ hoá, ức chế ăn mòn kim loại đen và kim loại màu trên cơ sở sunfo hoá cacbamit dầu thực vật.

- Pha chế 2 loại sản phẩm dầu thuỷ lực chống cháy, phân tích đánh giá các tính chất lý hóa và các tính năng tác dụng trên máy chuyên dụng.

- Thử nghiệm đánh giá kết quả tại cơ sở sử dụng của ngành than.

 

3. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

3.1. Lựa chọn dầu gốc pha chế dầu thủy lực:

Sử dụng hỗn hợp của polyetylenglycol (PEG) và 2 polyeste gồm polyeste của etylenoxit-propylenoxit mạch thẳng hai nhóm chức (PE 1), polyeste (etylenoxit-propylenoxit) mạch nhánh hai nhóm chức (PE 2) làm dầu gốc cho dầu thuỷ lực nghiên cứu.

3.2. Tổng hợp phụ gia tạo nhũ hóa ức chế ăn mòn kim loại trên cơ sở amit hóa axit béo từ dầu thực vật

Thủy phân dầu lạc công nghiệp để thu được axit béo oleic có màu nâu sáng, trị số axit đạt 182 mgKOH/g, chỉ số Iot là 102 mg I2/g, và có chiết suất ở 20oC là 1,4612.

+ Phản ứng este hóa: tiến hành phản ứng este hóa axit oleic với các ancol etylic, n-propylic, iso-propylic, xúc tác sử dụng là axit H2SO4 98%, axit HCl 35%. Phản ứng được thực hiện ở nhiệt độ sôi tương ứng của các ancol nằm trong khoảng 80 ¸105oC. Thời gian tiến hành trong 4h.


 

+ Phản ứng amit hoá: lượng este tạo thành ở trên được gia nhiệt đến 105oC, thêm cacbamit (urê) theo tỉ lệ 1:1. Phản ứng thực hiện trong 4h.


 

Sản phẩm thu được: CH3(CH2)mCONHCONH2: Monocacbamat

CH3(CH2)mCONHCONHCO(CH2)mCH3:  Đi cacbonyl cacbamat.

 

3.3. Tổng hợp phụ gia tạo nhũ, ổn định nhũ, giảm mài mòn trên cơ sở sunfo hóa dầu thầu dầu

Sunfo hóa axit béo dầu thầu dầu bằng axit H2SO4 98% ở nhiệt độ 300C trong khoảng 30 phút. Sản phẩm thu được là chất lỏng sánh, màu đỏ.

 

 

Trung hoà hỗn hợp axít béo dầu thầu dầu đã được sunfo hoá ở trên bằng dung dịch NaOH nồng độ 180g/lít.

 

Sản phẩm nhận được ký hiệu là RNa. RNa là phụ gia hoà tan tốt trong nước khi pha 10% trong dầu khoáng, chúng có thể nhũ hoá rất tốt trong nước.

Thực hiện phản ứng trao đổi:

Sản phẩm quá trình trao đổi này ký hiệu là RCa. RCa không tan trong nước nhưng lại tan tốt trong dầu khoáng, rất phù hợp để pha chế dầu thuỷ lực.

 

3.4. Khảo sát khả năng nhũ hóa và ức chế ăn mòn của phụ gia amit hóa của axit oleic (gọi là phụ gia AC)

a. Phân tích các tính chất lý hóa của sản phẩm

Tiến hành phân tính các tính chất lý hóa của phụ gia AC. Kết quả thể hiện trong bảng 1.

Bảng 1. Các tính chất lý hóa cơ bản của chất ức chế ăn mòn

 

TT

Tên chỉ tiêu

Đơn vị

Phương pháp

Kết quả

1

2

3

4

5

6

7

8

Tỷ trọng  ở 25o C

Độ nhớt ở  40oC

Nhiệt độ chớp cháy hở

Chỉ số axit

Hàm lượng nước

Ăn mòn đồng

Khả năng tan trong dầu gốc

Khả năng ổn định nhũ

-

cSt

oC

mgKOH/g

%V

-

-

%TT

ASTM D 1298

ASTM D 445

ASTM D 92

ASTM D 664

ASTM D 95

ASTM D 130

-

GOST 6243-75

0,9210

68

175

0,25

0

1a

Hoàn toàn

³1

 

Qua các tính chất lý hoá cơ bản được nêu ra ở bảng 9, thấy rằng sản phẩm sau khi tinh chế tan tốt trong dầu gốc không có các tác động phụ gây ăn mòn đồng, phù hợp với yêu cầu cho các bước thử nghiệm tiếp theo.

 

b. Thử khả năng ức chế ăn mòn

Tiến hành thử khả năng ức chế ăn mòn của dầu thủy lực pha chế theo phép thử khả năng ức chế ăn mòn BT – 10, đối chiếu với phụ gia thương mại.

Bảng 2. Kết quả phép thử BT - 10

Ký hiệu

Các mẫu thử

Cặn - sự ăn mòn kim loại (mg)

Al

Cu

Cu-Zn

Thép

1

Hỗn hợp dầu gốc + 1% AC

0,8/1,2

3,1/1,0

2,3/0,8

2,8/2,1

2

Hỗn hợp dầu gốc + 1,5% AC

0,5/0,8

1,7/0,4

1,2/0,5

1,5/1,0

3

Hỗn hợp dầu gốc + 2% AC

0,4/0,5

0,6/0,2

0,6/0,1

0,5/0,2

4

Hỗn hợp dầu gốc + 3% AC

0,4/0,4

0,5/0,1

0,5/0,1

0,5/0,15

5

Hỗn hợp dầu gốc + 3% PGTM

0,3/0,7

0,7/0,6

0,7/0,7

0,6/0,3

 

Các kết quả cho thấy phụ gia nghiên cứu bền ôxi hoá và có khả năng ức chế ăn mòn hiệu quả, đặc biệt trong việc ức chế ăn mòn đồng và hợp kim đồng. Nồng độ dùng của phụ gia nghiên cứu là 2%, ít hơn so với phụ gia thương mại mà cho hiệu quả ức chế ăn mòn bằng hoặc hơn phụ gia thương mại.

 

3.5. Pha chế 2 loại dầu thủy lực chống cháy HFB-30 và HFD-30

Thành phần

Dầu thủy lực HFB – 30

Dầu thủy lực HFD – 30

PEG : PE1 : PE2

0,4 : 0,3 : 0,3

0,5 : 0,25 : 0,25

Phụ gia chống tạo bọt silicon

5ppm

5ppm

Hỗn hợp phụ gia UCAM

2%

2%

Phụ gia tạo nhũ, giảm mài mòn

RCa: 5%

RNa: 5%

 

Phân tích các chỉ tiêu cơ bản của 2 loại dầu thủy lực chống cháy.

Bảng 3. Các chỉ tiêu hoá lý cơ bản của hai loại dầu thuỷ lực pha chế

TT

Chỉ tiêu chất lượng

Phương pháp

Dầu HFB-30

Dầu HFD-30

1

Độ nhớt ở 40oC, cSt

ASTM D445

35

28

2

Nhiệt độ đông đặc, oC

ASTM D97

- 10

- 12

3

Ăn mòn đồng

ASTM D130

1a

1a

4

Độ pH dd 5% trong nước

TCVN 4559

9,0

-

5

Trị số axit, mgKOH/g

ASTM D974

0,06

6

Tính ăn mòn thép CT 45, g/m3

GOST6243

0

0

7

Tính han rỉ trên gang xám

GOST6243

Không

Không

8

Tính ổn định phòng ẩm, %TL

GOST6243

1,45

1,0

9

Tính tạo bọt, ml/ml

ASTM D892

60/0

50/0

10

Hàm lượng nước, %TL

ASTM D95

16,0

35,5

11

Độ trương nở cao su, %TT

TCVN 2751

2,0

2,0

 

3.6. Thử nghiệm khả năng chịp áp của dầu HFB tại mỏ than

Phương pháp thử: dùng dầu HFB – 30 pha với nồng độ 1%, 2%, 3%  trong nước, sau đó bơm chất tải cho 2 cột thuỷ lực DZ – 22. Xác định khả năng chịu áp của dầu trong các khoảng thời gian khác nhau khi áp dụng các áp lực cố định khác nhau. Kết quả cho ở bảng số 4.

Bảng 4. Kết quả thử nghiệm tại mỏ than Nam Mẫu

TT

Áp lực thử (MPa)

Thời gian thử

Tình trạng

Dung dịch 1%

Dung dịch 2%

Dung dịch 3%

Cột số 1

2

2 phút

Không giảm áp

Không giảm áp

Không giảm áp

4 giờ

Không giảm áp

Không giảm áp

Không giảm áp

40

2 phút

Không giảm áp

Không giảm áp

Không giảm áp

4 giờ

Không giảm áp

Không giảm áp

Không giảm áp

Cột số 2

2

2 phút

Không giảm áp

Không giảm áp

Không giảm áp

4 giờ

Không giảm áp

Không giảm áp

Không giảm áp

40

2 phút

Không giảm áp

Không giảm áp

Không giảm áp

4 giờ

Không giảm áp

Không giảm áp

Không giảm áp

 

Từ kết quả thử nghiệm ta thấy dầu thuỷ lực HFB – 30 giữ được áp lực 40 MPa trong thời gian thử nghiệm có tính chất tương đương với một số dầu thuỷ lực khác đang sử dụng (có nồng độ dung dịch 3-5% trong nước).

 

4. Địa chỉ áp dụng

Các dầu thủy lực pha chế được thử nghiệm, đánh giá và áp dụng tại Xí nghiệp than Nam mẫu và Công ty than Hồng Gai thuộc Tập đoàn Than và Khoáng sản Việt Nam.

 

5. Kết luận

Tác giả đã tổng hợp thành công 3 loại phụ gia nhũ hóa, ức chế ăn mòn kim loại. Từ đó đã pha chế được 2 loại dầu thuỷ lực chống cháy HFB-30 và HFD-30 với tính chất lý hoá phù hợp với tiêu chuẩn dầu thuỷ lực chống cháy. Tiến hành thử nghiệm thực tế tại hiện trường mỏ than Nam Mẫu ở mức áp lực 40 MPa, dầu thuỷ lực HFB-30 có kết quả tốt, có hiệu quả kinh tế cao hơn vì lượng sử dụng 1¸3% khối lượng so với dầu đang sử dụng thực tế là từ 3¸5% khối lượng.



Thông tin công ty

Hướng dẫn mua hàng

Chính sách công ty

Thông tin website
  • Sơ đồ website
  • Bản đồ đến văn phòng
  • Bản đồ đến nhà máy
GỌI MUA HÀNG
0989.603.239/ 0919.652.866 Mr Tài
090.2288.266 Mr.Kha
0912.175.188 Mr.Tuấn