TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
TIỂU LUẬN
PHỤ GIA CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ
Đề tài:
PHỤ GIA CHỐNG TÁCH PHA
CHO XĂNG PHA CỒN
CBHD: TS. NGUYỄN HỮU LƯƠNG
HVTH: TRIỆU QUANG TIẾN
MSHV: 10400163
LỚP: KTHD2010
TP. HỒ CHÍ MINH 2011
Tiểu luận phụ gia cho Gasohol GVHD: TS. NGUYỄN HỮU LƯƠNG
HVTH: TRIỆU QUANG TIẾN i
Mục Lục
1. Giới thiệu ................................................................................................................ 1
1.1 Xu hướng sử dụng nhiên liệu sinh học ................................................................... 1
1.2 Tính chất của ethanol ............................................................................................ 1
1.2.1 Các tính chất lý hoá ........................................................................................... 1
1.2.2 So sánh tính chất nhiên liệu của ethanol với các chất oxygenate khác ............... 2
1.2.3 Ưu nhược điểm của ethanol ............................................................................... 5
1.3 Tính chất của Gasohol ........................................................................................... 7
2. Phụ gia chống tách pha cho Gasohol: ...................................................................... 7
2.1 Phụ gia chống tách pha theo cơ chế đồng dung môi (cosolvent): ........................... 7
2.2 Phụ gia chống tách pha theo cơ chế nhủ hoá: ....................................................... 10
2.3 Các phụ gia đa tính năng đã thương mại hoá: ...................................................... 10
3. Các nghiên cứu về phụ gia chống tách pha cho xăng pha cồn: ............................... 11
4. Kết luận ................................................................................................................. 13
Tiểu luận phụ gia cho Gasohol GVHD: TS. NGUYỄN HỮU LƯƠNG
HVTH: TRIỆU QUANG TIẾN 1
1. Giới thiệu
1.1 Xu hướng sử dụng nhiên liệu sinh học
Chúng ta hiện đang được chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp,
và cũng theo đó chúng ta ngày càng phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hoá thạch. Các
lĩnh vực như sản xuất, giao thông thực sự không thể thiếu nhiên liệu, mà phần lớn vẫn
đang sử dụng nguồn nhiên liệu từ dầu mỏ. Có hai vấn đề rất lớn xoay quanh sử dụng
nguồn nhiên liệu này, đó là dầu mỏ sẽ có lúc cạn kiệt và vấn đề ô nhiễm môi trường do
nhiên liệu này gây ra. Hiện các nước trên thế giới đã ý thức được hai vấn đề đó nên
ngày càng có nhiều nghiên cứu ứng dụng những loại nhiên liệu thay thế có khả tái sinh
và đồng thời giảm thiểu phát thải ra môi trường các chất độc hại.
Chúng ta đã biết, nhiên liệu sinh học chính là một trong những nguồn nhiên liệu
tái tạo hiện đang được quan tâm nhiều nhất như: biodiesel, biogas, hay bioethanol.
Trong số đó, ethanol là một trong những nhiên liệu thay thế hiện rất được quan tâm.
Năm 1907, Henry Ford đã giới thiệu ethanol với hiệp hội xe máy của Hoa Kỳ bằng
cách ông tự chế tạo ra chiếc xe đầu tiên cho riêng ông chạy bằng ethanol. Sự phát hiện
ra dầu thô và khả năng chưng cất nó thành xăng đã làm giảm sự quan tâm về ethanol
như là nguồn nhiên liệu thay thế vào đầu thế kỷ 20. Tuy nhiên, vào thập niên 70 của
thế kỷ 20, do sự cấm vận dầu thô và tăng giá dầu đến các nước của tổ chức các quốc
gia xuất khẩu dầu (OPEC) nên nền công nghiệp ethanol phát triển trở lại. Và hiện nay,
ethanol đang được nhiều nước sử dụng như là một lọai phụ gia để cho vào xăng hoặc
thay thế một phần xăng.
Ở Việt Nam, bắt được xu hướng của thế giới cùng với tình hình nhiên liệu trong
nước hiện tại, chính phủ đã Chính phủ đã phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu sinh
học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”, với mục tiêu sẽ dần giảm sự phụ thuộc
vào nhiên liệu hoá thạch và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Với mục tiêu đó, một
trong những nhiên liệu thay thế được chú ý phát triễn đó là ethanol dưới dạng sử dụng
là E5 (ethanol pha với 95% xăng).
1.2 Tính chất của ethanol
1.2.1 Các tính chất lý hoá
Ethanol là chất lỏng không màu, có mùi thơm, dễ cháy, dễ hút ẩm, tan vô hạn
trong nước.
Một số tính chất hoá lý của ethanol:
Tiểu luận phụ gia cho Gasohol GVHD: TS. NGUYỄN HỮU LƯƠNG
HVTH: TRIỆU QUANG TIẾN 2
Bảng 1. Các tính chất hoá lý của ethanol
Công thức phân tử C2H6O
Khối lượng phân tử 46.07 g mol−1
Màu sắc Chất lỏng không màu
Khối lượng riêng 0.789 g cm−3
Điểm chảy −114 °C, 159 K, -173 °F
Điểm sôi 78 °C, 351 K, 172 °F
Áp suất hơi 5.95 kPa (ở 20 °C)
Chiết suất (nD) 1.36
Độ nhớt 0.0012 Pa s (at 20 °C)
Nhiệt độ chớp cháy 13–14 °C
Nhiệt độ tự cháy 362 °C
Ethanol có điểm đẳng phí với nước ở 90% mole ethanol và 10% mole nước:
Hình 1. Cân bằng hệ ethanol-nước có điểm đẳng phí ở 90% mole ethanol
1.2.2 So sánh tính chất nhiên liệu của ethanol với các chất oxygenate khác
Một trong những tính chất quan trọng của xăng sử dụng trong động cơ đốt trong
là khả năng cháy đồng đều và không kích nổ khi nhận nhiệt bằng tia lữa điện để năng
lượng được giải phóng là tối đa. Trong động cơ đốt trong 4 thì hiện tượng kích nổ là
hiện tượng khi nhiên liệu được đốt bằng tia lửa điện ở cuối chu kỳ nén, nếu tốc độ lan
Tiểu luận phụ gia cho Gasohol GVHD: TS. NGUYỄN HỮU LƯƠNG
HVTH: TRIỆU QUANG TIẾN 3
truyền sự cháy quá nhanh (hơn 40m/s) bên trong động cơ, có nghĩa là khi bugi đánh
lữa thì gần như ngay lập tức hỗn hợp không khí và nhiên liệu bên trong buồng đốt sẽ
gần như cháy ngay lập tức. Hiện tượng này làm tổn thất hiệu suất động cơ và làm giảm
tuổi thọ động cơ. Chỉ tiêu chống cháy kích nổ trong động cơ được biểu thị qua trị số
octane.
Để gia tăng chỉ số octane cho xăng, người ta pha vào xăng các loại phụ gia mà
với một lượng nhỏ các chất này sẽ làm giảm khả năng cháy kích nổ của xăng. Các chất
này sẽ giúp cho quá trình cháy được hoàn toàn (oxi hoá sâu) và kềm chế được sự cháy
kích nổ của nhiên liệu. Các chất được sử dụng hiệu quả thường là các oxygenate (ether
hoặc alcohol) giúp bão hoà oxygen trong hỗn hợp nhiên liệu.
Đối với xăng nói chung, từ lâu người ta đã biết dùng các hợp chất hữu cơ của Fe,
Pb, Mn, Co,…, là những chất có hoạt tính cao để làm phụ gia, nhưng phụ gia được
nhiều nước sử dụng nhất vẫn là Tetra Ethyl Lead (TEL). Tuy nhiên, TEL khi cháy
cùng với xăng sẽ tạo PbO bám vào xylanh, ống dẫn làm nghẽn dòng nhiên liệu. Vì
vậy, người ta phải cho thêm một số chất khác để làm bay hơi PbO, thải ra không khí
và đây là nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường.
Các phụ gia khác được sử dụng ngày càng nhiều để thay thế cho các phụ gia cơ
kim gây ô nhiễm môi trường là các alcohol như: TBA, methanol, ethanol…hay các
ether như: MTBE, ETBE, … các phụ gia oxygenate này có trị số octane rất cao:
Bảng 2. Trị số octane của một số hợp chất oxygenate [1]
Phụ gia chứa oxygen RON MON
Ethanol 120 135 100 106
Ethyl tert-butyl ether (ETBE) 110 119 95 104
Methanol 127 136 99 104
Methanol/TBA (50/50) 115 123 96 104
Methyl tert-butyl ether (MTBE) 115 123 98 105
Tert-amyl methyl ether (TAME) 111 126 98 103
Tert-butanol (TBA) 104 110 90 98