25
gian hay naphten theo tỉ trọng của chúng và dầu thô được phân loại theo bản chất của phân
đoạn chìa khóa theo bảng dưới đây:
26
Bảng 10.
Phân loại dầu thô theo Lane và Garton
Loại dầu thô
Tỉ trọng 15,5/15,5°C
của phân
đoạn chìa
khóa 1
Tỉ trọng 15,5/15,5°C của
phân đoạn chìa
khóa 2
Parafin ≤ 0,8251 ≤ 0,8762
Parafin ÷ Trung gian nt 0,934 ÷ 0,8762
Parafin ÷ Naphten nt ≥ 0,934
Trung gian 0,8251 ÷ 0,8602 0,934 ÷ 0,8762
Trung gian ÷ Parafin nt ≤ 0,8762
Trung gian ÷ Naphten nt ≥ 0,934
Naphten ≥ 0,8602 ≥ 0,934
Naphten ÷ Parafin nt ≤ 0,8762
Naphten ÷ Trung gian nt 0,934 ÷ 0,8762
Theo cách phân loại này, một dầu thô được gọi là không chứa sáp hay có chứa sáp tùy
theo điểm đục của phân đoạn chìa khóa 2 thấp hơn hay cao hơn −15°C.
Theo cách phân loại dầu thô như trên, có khoảng 85% dầu thô trên thế giới rơi vào 3
loại đơn giản là parafin, trung gian và naphten. Các dầu thô parafin - naphten và trung
gian - naphten không thấy tồn tại.
Cách phân loại dầu thô của Lane và Garton là một cách đổi mới về phân loại dầu thô
theo 4 nhóm mà trong nhiều trường hợp người ta thấy rằng một kiểu hiđrocacbon nào đó
có thể chiếm chủ yếu trong một phân đoạn này và nó cũng có thể chiếm chủ yếu trong một
phân đoạn khác. Vì thế những nghiên cứu chi tiết cần được xác định để phân loại dầu thô
được chính xác hơn.
Vì dầu thô được đo bằng thể tích, nên hệ số dãn nở nhiệt của chúng rất quan trọng. Giá
trị của đại lượng này bình thường tăng lên với sự giảm khối lượng riêng của dầu trên một
khoảng từ 0,0007 ÷ 0,0010 khi nhiệt độ tăng 1°C. Đối với các phân đoạn dầu thì sự thay
đổi có rộng hơn như sau:
Phân đoạn dầu Sự thay đổi hệ số dãn nở nhiệt
/°C
“Xăng” khối lượng riêng < 0,740
(g/ml) 0,00086
khối lượng riêng > 0,740
(g/ml) 0,00081
Dầu hoả 0,00072
Dầu gazoin 0,00064
Nhiên liệu điezen 0,00063
Độ nhớt của dầu mỏ thay đổi rất lớn, thậm chí với các dầu từ cùng một khu vực khai
thác. Độ nhớt tăng lên cùng với khối lượng riêng. Cả hai đại lượng độ nhớt và khối lượng
riêng càng cao nếu các parafin lỏng càng cao.
Bảng 11.
27
Giá trị nhiệt dung riêng của một số dầu thô tại các địa điểm khác
nhau
Địa điểm Khối lượng riêng
g/cm3 Nhiệt dung riêng (cal/(C/g)
Pensylvania 0,810 0,500
California 0,960 0,398
Nga 0,908 0,435
Burna 0,924 0,406
Scottland 0,880 0,406
Người ta cũng nhận thấy rằng: các dầu có cùng khối lượng riêng nhưng độ nhớt thay
đổi rất rộng. Sự tăng nhiệt độ gây nên sự giảm rất nhanh độ nhớt và khi tăng một vài độ
thông thường đã gây nên dầu có thể chảy tự do.
Nhiệt dung riêng của dầu là đại lượng rất quan trọng vì nó cần thiết để đốt nóng các
dầu nhiên liệu trước khi sử dụng. Nhiệt dung riêng giảm đi gần như tỉ lệ với sự tăng khối
lượng riêng. Bảng 11 trình bày các giá trị này đối với các dầu thô khác nhau.
2.2 Sản xuất nhiên liệu từ lọc dầu
Để nâng cao giá trị của dầu thô, thông thường dầu thô phải trải qua một số kiểu chưng
cất, các quá trình chế biến và làm sạch lưu huỳnh trước khi đem bán ngoài thị trường.
Bước đầu tiên là chưng cất sơ cấp dầu thô sau khi đã loại hết các chất bẩn, muối và
nước thành các phân đoạn đầu tiên gồm: xăng, xăng nhẹ, xăng nặng, dầu gazoin và dầu
điezen, tiếp theo giai đoạn cất chân không người ta tách được dầu bôi trơn từ phần dầu
madút. Khoảng gần đúng của các phân đoạn này được trình bày trong hình 4.
Bản thân dầu thô sau khi đã loại bỏ bùn, cát, nước lẫn trong đó cũng là một loại
nhiên liệu. Nhưng trong thực tế ít khi người ta dùng ngay dầu thô làm nhiên liệu mà
thường tách dầu thô thành các phân đoạn hay các loại nhiên liệu thỏa mãn các yêu cầu kĩ
thuật khác nhau. Hình 4 ở trên là sơ đồ tách dầu thô thành các phân đoạn nhiên liệu khác
nhau mà không làm thay đổi bản chất sẵn có của chúng trong tự nhiên.
Việc tách phân đoạn dầu thô bằng cách chưng cất chọn lọc ở trên có thể nâng cao hiệu
quả của nhiên liệu và thỏa mãn các yêu cầu phức tạp của các nhà công nghiệp sản xuất các
loại động cơ xăng, động cơ điezen, động cơ phản lực khác nhau...
Do đặc điểm của các loại dầu thô khác nhau dẫn đến công nghệ lọc - hóa dầu cũng
khác nhau. Bảng 12 trình bày những tính chất rất khác biệt giữa dầu parafin và dầu asphalt.
28
Hình 4.
Sơ đồ tách dầu thô thành các phân đoạn nhiên liệu khác nhau
29
Bảng 12.
Các đặc trưng của dầu thô parafin và asphalt
Tính chất và hiệu suất Dầu thô parafin Dầu thô asphalt
Khối lượng riêng Thấp Cao
Hiệu suất xăng Cao Thấp
Hàm lượng lưu huỳnh Thấp Cao
Tỉ lệ hiđro / cacbon Thấp Cao
Điểm khói của phân đoạn dầu hỏa Cao Thấp
Chỉ số xetan của dầu DO Cao Thấp
Điểm sương của phân đoạn FO Cao Thấp
Hiệu suất phân đoạn dầu bôi trơn Cao Thấp
Chỉ số độ nhớt của dầu bôi trơn Cao Thấp
Hiệu suất phần sáp Cao Thấp
Hiệu suất bitum Thấp Cao
Mùi Thơm Khó chịu
Màu Sáng Tối
Vì thế, với mục đích tách các phân đoạn dầu làm nhiên liệu sơ đồ chưng cất các loại dầu
parafin và asphalt có thể được trình bày như sau:
- Đối với dầu parafin (trong sơ đồ này chữ viết tắt: n.l. = nhiên liệu)
- Đối với dầu asphalt
Dầu parafin
Khí
(gas)
Sáp (wax) Dầu bôi trơn
(lubricating oil)
Dầu mazut, n.l. lỏng
nặng (được chưng cất
trong chân không, fuel
oil)
Dầu hỏa
(kerosine)
Dầu gazoin, n.l.
điezen (gas oil,
diezel fuel)
Sáp và sản phẩm chưng cất
đã được chọn lọc (Wax and
distilate, filtered)
Cặn A, n.l.
(residue A. fuel)
Xăng
(gasoline)
Các distilat
(distilate)
)