Sản phẩm dầu mỏ thương phẩm phần 2

Chia sẻ: Danh Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:15

Thêm vào BST

Báo xấu

209
lượt xem 79
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

dầu thô cũng là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất ra các sản phẩm của ngành hóa dầu như dung môi, phân bón hóa học, nhựa, thuốc trừ sâu, nhựa đường... Khoảng 88% dầu thô dùng để sản xuất nhiên liệu, 12% còn lại dùng cho hóa dầu. Do dầu thô là nguồn năng lượng không tái tạo nên nhiều người lo ngại về khả năng cạn kiệt dầu trong một tương lai không xa.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sản phẩm dầu mỏ thương phẩm phần 2

Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Parafin mạch thẳng < naphten < olefin mạch thẳng < naphten mạch nhánh không no < parafin mạch nhánh < aromatic. 1.5.1.3. Ảnh hưởng của hiện tượng kích nổ lên động cơ Hỏng join lót giữa nặp và thân máy Làm xói mòn piston và nắp Làm vỡ “cordons” của piston và xecmăng Làm nóng chảy cục bộ piston và xupap Ngoài những ảnh hưởng kể trên thì quá trình cháy kích nổ thường kèm theo việc thải nhiều chất độc hại ra môi trường, làm nóng máy nhanh chóng nên làm giảm nhanh tuổi thọ của động cơ. 1.5.1.4. Chỉ số octan Chỉ số octan là một đại lượng quy ước để đặc trưng cho khả năng chống lại sự kích nổ của xăng, giá trị của nó được tính bằng phần trăm thể tích của iso-octan (2,2,4-trimetylpentan) trong hỗn hợp của nó với n-heptan khi mà hỗn hợp này có khả năng chống kích nổ tương đương với khả năng chống kích nổ của xăng đang khảo sát. Trong hỗn hợp này thì iso-octan có khả năng chống kích nổ tốt, được quy ước bằng 100, ngược lại n-heptan có khả năng chống kích nổ kém và được quy ước bằng 0. Trong trường hợp trị số octan lớn hơn 100 thì để xác định trị số octan người ta cho thêm vào xăng một hàm lượng Tetraetyl chì rồi tiến hành đo. Trị số octan được tính theo công thức sau: 28.28T IO = 100 + ( ) 1/ 2 1 + 0.736T + 1 + 1.472T − 0.435216T 2 Trong đó T là hàm lượng Tetraetyl chì ml Các yếu tố liên quan đến động cơ ảnh hưởng đến chỉ số octan bao gồm: Tỷ số nén Hệ số đầy Góc đánh lửa sớm ThS. Trương Hữu Trì Trang 16
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Nhiệt độ và áp suất vào Độ giàu 1.5.1.5. Ý nghĩa của chỉ số octan Trị số octan là một chỉ tiêu rất quan trọng của xăng khi dùng xăng có trị số octan thấp hơn so với quy định của nhà chế tạo thì sẻ gây ra hiện tượng kích nổ làm giảm công suất của động cơ, nóng máy, gây mài mòn các chi tiết máy, tạo khói đen gây ô nhiễm môi trường. Ngược lại nếu dùng xăng có trị số octan cao quá sẻ gây lãng phí. Điều quan trọng là phải dùng xăng đúng theo yêu cầu của nhà chế tạo, cụ thể là theo đúng tỷ số nén của động cơ, khi tỷ số nén lớn thì yêu cầu trị số octan lớn và ngược lại. 1.5.1.6. Các phương pháp đo chỉ số octan Thông thường thì chỉ số octan được đo theo hai phương pháp như sau: Phương pháp nghiên cứu (RON) đo theo tiêu chuẩn ASTM D 2700 Phương pháp mô tơ (MON) đo theo tiêu chuẩn ASTM D 2699 C hai ph ng pháp này u c o trên cùng m t ng c CFR (Cooperative Fuel Research). ây là ng c có m t xylanh có các thông s nh sau: Đường kính xylanh: 82.55 mm Khoảng chạy piston: 114.30 mm Thể tích xylanh: 661 cm3 Tỷ số nén: 4 ÷ 18 Vận tốc quay khi thử nghiệm là cố định Độ giàu điều chỉnh được Để phát hiện ra hiện tượng kích nổ có thể dùng các thiết bị sau: + Capteur từ + Theo tính hiệu + Theo cường độ âm thanh. ThS. Trương Hữu Trì Trang 17
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Điều kiện đo của hai phương pháp này như sau: Các thông số làm việc RON MON Tốc độ quay 600 900 1 4 ÷ 16 Gốc đánh lửa sớm độ trục khuỷu 13 Nhiệt độ của không khí hút vào oC 48 38 o Nhiệt độ của hỗn hợp nhiên liệu c - 149 Cùng một loại nhiên liệu thì RON thường lớn hơn MON, độ chênh lệch của hai phương pháp này được gọi là độ nhạy của xăng, độ nhạy càng thấp càng tốt. Paraffin có độ nhạy thấp còn aromatic có độ nhạy cao. Giá trị của MON cho phép dự đoán khả năng chống kích nổ ở chế độ vòng quay lớn còn RON thì cho phép dự đoán ở chế độ vòng quay nhỏ. Trong hai phương pháp đo ở trên thì tốc độ vòng quay không đổi và động cơ chỉ có một xylanh, nhưng các động cơ trong thực tế luôn có số xylanh lớn hơn một và khi động cơ chạy trên đường thì vận tốc của nó luôn thay đổi tức là chế độ vòng quay thay đổi. Do đó RON và MON thường không đánh giá đúng khả năng chống kích nổ thực của xăng khi động cơ hoạt động. Cả hai phương pháp trên đều cho chỉ số octan với một tốc độ động cơ nhất định, tuy nhiên trong thực tế thì động cơ luôn hoạt động với những tốc độ khác nhau, do đó RON và MON không đánh giá hết được khả năng chống kích nổ của xăng trong thực tế. Để chính xác hơn người ta còn dùng khái niệm chỉ số octan trên đường, ký hiệu IOR. Chỉ số octan này cũng được đo trên động cơ nêu trên nhưng ở điều kiện đo khác và điều đáng chú ý là vận tốc quay của trục khuỷu sẻ thay đổi theo quá trình đo. Giá trị của IOR có thể cao hơn hoặc thấp hơn RON. Trị số octan trên đường được xác định theo công thức IOR = RON – S2/a Trong đó : S độ nhạy, S = RON – MON :a hệ số từ 4.6 ÷ 6.2 phụ thuộc vào tỷ số nén của động cơ ThS. Trương Hữu Trì Trang 18
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Mặt khác do xăng chứa nhiều thành phần có sự khác biệt khá lớn về khả năng chống kích nổ. Thông thường thì phần có nhiệt độ sôi thấp (ngoại trừ izo pentan, benzen) có chỉ số octan thấp, do đó trong một số chế độ làm việc của động cơ có thể xãy ra sự chia tách xăng trong động cơ, dẫn đến trong một thời điểm nhất định nào đó lượng nhiên liệu được nạp vào xylanh chứa nhiều thành phần nhẹ, bốc hơi nhanh nhưng chỉ số octan lại thấp do đó dễ dẫn đến quá trình cháy kích nổ trong một số chu kỳ nhất định. Vì vậy, ngoài ba loại trên thì người ta còn đo chỉ số octan của phần cất có nhiệt độ sôi đến 100oC và được ký hiệu R-100, giá trị của nó luôn nhỏ hơn RON và độ chênh lệch này được gọi là ∆RON 1.5.1.7. Các biện pháp làm tăng chỉ số octan Như trong phần trước ta đã thấy chỉ số octan của xăng chưng cất trực tiếp rất thấp, số lượng ít không đảm bảo được về chất lượng cũng như số lượng. Vì vậy người ta cần có các phương pháp nhằm tăng số lượng và chất lượng của xăng. Các phương pháp này được phân thành ba loại như sau: Phương pháp hoá học Thực hiện các phản ứng hoá học để biến đổi cấu trúc của nguyên liệu xăng ban đầu như RC, FCC, Alkyl hoá, Isomer hoá . . . phương pháp này được dùng rộng rãi và chiếm đại bộ phận xăng thương phẩm. Dùng phụ gia Phương pháp này dùng hoá chất để làm tăng chỉ số octan như nước chì. Phương pháp này ngày nay gần như bị cấm bởi sự độc hại do chì gây ra. Phương pháp dùng các cấu tử có chỉ số octan cao Phương pháp này dùng các cấu tử có chỉ số octan cao để pha trộn vào xăng như MBTE, EBTE, Methanol, Ethanol . . . phương pháp này ngày nay được khuyến khích dùng nhiều bởi những ưu điểm về mặt bảo vệ môi trường. ThS. Trương Hữu Trì Trang 19
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm 1.5.2. Tỷ trọng Tỷ trọng của một chất lỏng là tỷ số giữa khối lượng riêng chất đó so với khối lượng riêng của nước được đo ở trong những điều kiện nhiệt độ xác định. Như vậy tỷ trọng là một đại lượng không có thứ nguyên. Người ta thường ký hiệu là ρt1t2, trong đó t1 là nhiệt độ mà tại đó người ta xác định khối lượng riêng của nước, tương tự như vậy t2 là nhiệt độ mà tại đó người ta đo khối lượng riêng của chất cần đo. Trong thực tế ta thường gặp ρ420, ρ415, ρ15.615.6, đối với dầu mỏ và các sản phẩm của nó thì trong tính toán người ta thường dùng tỷ trọng chuẩn ρ15.615.6. Ở Mỹ và một số nước khác người ta còn biểu thị tỷ trong thông qua một đại lượng khác gọi là độ API và giá trị của nó được xác định thồn qua tỷ trọng chuẩn như sau: 141.5 o API = - 131.5 ρ15..6 15 6 Có nhiều phương pháp để xác định tỷ trọng, nhưng thông thường nó được xác định theo 3 phương pháp sau: Phương pháp dùng picnomet Phương pháp dùng phù kế Phương pháp dùng cân thuỷ tĩnh. Theo tiêu chuẩn của châu âu thì giá trị này nằm trong khoảng 720 đến 775 kg/m3. Đối với xăng thì việc xác định tỷ trọng không có nhiều ý nghĩa như đối với dầu thô hay Diesel hoặc một sản phẩm khác, tuy nhiên nó cũng có những ý nghĩa nhất định trong việc điều khiển độ giàu khi bắt đầu khởi động động cơ, ảnh hưởng trực tiếp lên nhiệt cháy thể tích do đó ảnh hưởng lên sự tiêu thụ riêng của nhiên liệu, cụ thể khi tỷ trọng tăng lên thì suất tiêu thụ riêng giảm xuống. 1.5.3. Các chỉ tiêu lên quan đến độ bay hơi Như chúng ta đều biết xăng thương phẩm là một hỗn hợp của nhiều các hợp chất hydrocacbon có nhiệt độ sôi thay đổi trong khoảng rộng. Thực tế, trong khoảng ThS. Trương Hữu Trì Trang 20
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm phân đoạn của nó thì ở nhiệt độ nào cũng có những hydrocacbon bay hơi, nhưng ở một nhiệt độ nhất định thì cường độ bay hơi của các cấu khác nhau là không giống nhau. Tính chất bay hơi của xăng có ý nghĩa rất lớn trong quá trình bảo quản, vận chuyển cũng như trong quá trình sử dụng. Vì vậy độ bay hơi của xăng là một tính chất hết sức quan trọng. Tính bay hơi này được đặc trưng bằng những tính chất như: Thành phần cất, áp suất hơi bảo hoà, điểm chớt cháy. Nhờ nó mà ta có thể đánh giá sơ bộ về thành phần, sự phân bố của các cấu tử trong xăng, khả năng bay hơi gây mất mát và mức độ an toàn trong quá trình vận chuyển cũng như bảo quản và sử dụng. 1.5.3.1. Thành phần cất Những khái niệm cơ bản Thành phần cất là khái niệm dùng để biểu diễn phần trăm bay hơi theo nhiệt độ hoặc ngược lại nhiệt độ theo phần trăm thu được khi tiến hành chưng cất mẫu trong thiết bị chuẩn theo những điều kiện xác định. Ở đây ta có những khái niệm sau. Nhiệt độ sôi đầu: Là nhiệt độ đọc được trên nhiệt kế vào lúc giọt chất lỏng ngưng tụ đầu tiên chảy ra từ cuối ống ngưng tụ. Nhiệt độ sôi cuối: Là nhiệt độ cao nhất đạt được trong qúa trình chưng cất. Nhiệt độ phân hủy: Là nhiệt độ đọc được trên nhiệt kế khi xuất hiện các dấu hiệu đầu tiên của sự nhiệt phân như xuất hiện hơi trắng Nhiệt độ sôi 10% (t10%), t50%, t90%, t95%, . . : Là nhiệt độ đọc trên nhiệt kế tương ứng khi thu được 10%, 50%, 90%, 95% . . . chất lỏng ngưng tụ trong ống thu. Phần trăm thu hồi được là số ml chất lỏng ngưng tụ thu được trong ống đong có chia độ tương ứng lúc đọc nhiệt độ. ThS. Trương Hữu Trì Trang 21
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Ý nghĩa của việc xác định thành phần cất Ngoài việc đánh giá thành phần hoá học của xăng thì thành phần cất còn có ý nghĩa rất quan trọng đối với xăng nhiên liệu bởi các giá trị của nó ảnh hưởng trực tiếp lên khả năng khởi động, khả năng tăng tốc và cả khả năng cháy hoà toàn trong buồng cháy. Ảnh hưởng đến khả năng khởi động Xăng cho động cơ phải có một độ bay hơi nhất định để cho động cơ có thể khởi động được ở nhiệt độ thấp. Qua nghiên cứu thực tế cho thấy khả năng khởi động của động cơ ở nhiệt độ thấp phụ thuộc vào nhiệt độ sôi đầu, nhiệt độ sôi 10%, 20%, 30%. Khi những giá trị này càng thấp thì động cơ càng dễ khởi động, nhưng nếu chúng thấp quá thì xăng bay hơi quá nhiều do đó dễ gây ra hiện tượng nút hơi làm thay đổi thành phần của xăng được nạp vào xylanh ở một số chu kỳ nào đó gây ra hiện tượng thiếu hụt xăng cung cấp cho động cơ, điều này thường dẫn đến quá trình cháy không hoàn toàn và tạo ra nhiều chất độc hại trong khói thải làm ô nhiễm môi trường. Ngoài ra quá trình bay hơi lớn sẻ gây mất mát vật chất và cũng gây ô nhiễm. Ngược lại khi những giá trị quá lớn nghĩa là xăng khó bay hơi thì động cơ rất khó khởi động khi đang ở nhiệt độ thấp. Ảnh hưởng lên khả năng tăng tốc Khi chuyển từ chế độ chậm sang chế độ nhanh, động cơ đòi hỏi lượng xăng nạp vào phải đủ lớn và bay hơi nhanh để bảo đảm cho quá trình cháy cung cấp nhiệt. Độ bay hơi này phụ thuộc vào nhiệt độ sôi đầu đến nhiệt độ sôi t50%, t60%, Cũng tương tự như trên, khi những nhiệt độ sôi này càng nhỏ thì độ bay hơi càng tốt tạo điều kiện tốt cho quá trình cháy tốt. Ngược lại khi những giá trị này lớn thì quá trình hoá hơi không tốt do đó dễ dẫn đến quá trình cháy không hoàn toàn tạo ra nhiều chất độc hại trong khói thải gây ô nhiễm môi trường. Ảnh hưởng đến khả năng cháy hết Nhiệt độ sôi cuối và những nhiệt độ sôi 90%, 95% của xăng phải được giới hạn nhất định để bảo đảm quá trình cháy tốt. Nếu những giá trị này lớn quá thì quá trình cháy sẽ không hoàn toàn. ThS. Trương Hữu Trì Trang 22
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Phần nhiên liệu không cháy hết có thể bị phân huỷ trong điều kiện nhiệt độ cao làm tăng nồng độ chất độc hại trong khói thải hoặc chúng tồn tại ở trạng thái lỏng và đọng lại trên thành xy lanh làm loảng màng dầu bôi trơn gây ra hiện tượng mài mòn, sau đó chúng được xecmăng đưa xuống carter chứa dầu và làm bẩn dầu bôi trơn. 1.5.3.2. Áp suất hơi bảo hoà Áp suất hơi là một đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất các phân tử trong pha lỏng có xu hướng thoát khỏi bề mặt của nó để chuyển sang pha hơi ở nhiệt độ nào đó. Như vậy áp suất hơi bảo hoà chính là áp suất hơi mà tại đó thể hưoi cân bằng với thể lỏng. Áp suất hơi là một hàm số của nhiệt độ và của đặc tính pha lỏng. Sự sôi của một hydrocacbon nào đó, hay của một phân đoạn dầu mỏ chỉ xảy ra khi áp suất hơi của nó bằng với áp suất hơi của hệ. Vì vậy, khi áp suất hệ tăng lên, nhiệt độ sôi của phân đoạn sẽ tăng theo nhằm tạo ra một áp suất hơi bằng áp suất của hệ. Ngược lại, khi áp suất của hệ giảm thấp, nhiệt độ sôi của phân đoạn sẽ giảm đi tương ứng. Đối với các hydrocacbon riêng lẻ, áp suất hơi của nó chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, vì vậy ở một áp suất nhất định chỉ có một nhiệt độ sôi tương ứng. Đối với một phân đoạn dầu mỏ trong đó bao gồm nhiều hydrocacbon riêng lẽ thì áp suất hơi của phân đoạn, ngoài sự phụ thuộc vào nhiệt độ, còn phụ thuộc vào thành phần các hydrocacbon có áp suất riêng phần khác nhau, nghĩa là áp suất hơi của phân đọan mang tính chất cộng tính của các thành phần trong đó và tuân theo định luật ∑P x Raoult: P= i i (Pi, xi là áp suất riêng phần và nồng độ phần mol của cấu tử i trong phân đọan). Áp suất hơi bảo hoà có thể được biểu diễn theo 3 phương pháp khác nhau: Phương pháp của Reid (PVR). Phương pháp của Grabner Phương pháp xác định tỷ lệ lỏng - hơi (V/L). Trong ba phương pháp trên thì phương pháp của Reid thường được dùng nhiều nhất. Áp suất thu được là áp suất tuệt đối. Áp suất này được đo ở 100oF (37,8oC). ThS. Trương Hữu Trì Trang 23
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Cũng tương tự như thành phần cất, áp suất hơi bảo hoà đặc trưng cho khả năng khởi động của động cơ ở nhiệt độ thấp. Khi giá trị này lớn thì động cơ dễ khởi động nhưng nếu giá trị này lớn quá sẻ gây ra hiện tượng nút hơi, thiếu nhiên liệu khi cung cấp cho động cơ và gây mất mát, nhưng nếu nhỏ quá thì động cơ khó khởi động. 1.5.3.3. Nhiệt độ chớt cháy Nhiệt độ chớt cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó nhiên liệu bay hơi tạo với không khí một hỗn hợp có thể phụt cháy rồi tắt ngay như một tia chớp khi đưa ngọn lửa đến gần. Nhiệt độ chớp cháy được xác định trong hai loại thiết bị cốc kín và cốc hở khác nhau nên tương ứng ta cũng có hai loại nhiệt độ chớt cháy cốc kín và cốc hở. loại cốc kín thường dùng cho các loại sản phẩm có độ bay hơi lớn còn loại cốc hở thường dùng cho các phân đoạn nặng. Nhiệt độ chớp cháy đặc trưng cho các phần nhẹ dễ bay hơi trong nhiên liệu, khi phần nhẹ càng nhiều thì khả năng bay hơi càng lớn điều này sẻ gây ra mất mát vật chất và điều quan trọng hơn cả là nó có thể tạo ra hỗn hợp nỗ trong quá trình bảo quản và vận chuyển. Vì vậy chỉ tiêu này đặc trưng cho mức độ hoả hoạn của xăng. Đối với xăng thì ở điều kiện thường độ bay hơi của nó lớn nên tạo hỗn hợp với không khí nằm ngoài giới hạn nỗ. Quy định về độ bay hơi của xăng không chi ở châu Âu Tính chất Đơn vị Giá trị giới hạn của các loại khác nhau 1 2 3 4 5 6 7 8 Áp suất KPa nim 35 35 45 45 55 55 60 65 hơi KPa max 70 70 80 80 90 90 95 100 E70 % nim 15 15 15 15 15 15 15 20 %max 45 45 45 45 47 47 47 50 FVI max 900 950 1000 1050 1100 1150 1200 1250 E100 % nim 40 40 40 40 43 43 40 43 %max 65 65 65 65 70 70 70 70 E180 % nim 85 85 85 85 85 85 85 85 o PF C max 215 215 215 215 215 215 215 215 Cặn %max 2 2 2 2 2 2 2 2 FVI =PVR (mbar) +7E70 ThS. Trương Hữu Trì Trang 24
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm 1.5.4. Độ ổn định oxy hoá Trong quá trình vận chuyển và bảo quản dầu thô cũng như sản phẩm của nó thường tiếp xúc với không khí nên các hydrocacbon dễ bị oxy hoá tạo thành các sản phẩm nặng hơn và thường gọi là nhựa, các hợp chất này thường gây ra nhiều ảnh hưởng xấu đến quá trình hoạt động của động cơ như: Làm tắt nghẽn lưới lọc trong bơm nạp liệu, gicluer, tạo cặn trong các rãnh của piston và trên xecmăng. Để đặc trưng cho khả năng chống lại quá trình oxy hoá người ta dùng khái niệm độ ổn định oxy hoá, nó có thể được xác định theo nhiều phương pháp khác nhau. Độ ổn định oxy hoá phụ thuộc vào thành phần hoá học của các họ hydrocacbon. Trong dầu thô cũng như các sản phẩm của nó thì các hydrocacbon có độ ổn đinh hoá học khác nhau, các hợp chất Aromatic có độ ổn định kém nhất còn các hợp chất Parafinic có độ ổn định cao nhất, tuy nhiên ở điều kiện nhiệt độ thường thì tốc độ oxy hoá của các họ hydrocacbon này không lớn. Trong dầu thô không có các hợp chất olefin, nhưng trong quá trình chế biến, dưới tác dụng của nhiệt độ các hydrocacbon kém bền nhiệt sẻ bị cắt mạch để tạo thành các sản phẩm nhẹ hơn trong đó có các hợp chất không no như olefin, ở phần trên chúng ta đã thấy xăng thương phẩm được phối trộn từ rất nhiều khác nhau trong đó chủ yếu là các sản phẩm của các quá trình chế biến sâu, trong các sản phẩm này thường chứa các hợp chất không no. Vì vậy trong thành phần của xăng luôn chứa các hợp chất olefin, đây là hợp chất kém bền dễ bị oxy hoá tạo nhựa và các hợp chất có hại khác cho xăng, chính vì lý do này mà ngoài chỉ tiêu về độ ổn định oxy hoá thì còn phải khống chế hàm lượng của ôlefin trong xăng. 1.5.5. Hàm lượng lưu huỳnh Trong phân đoạn xăng thu được từ quá trình chưng cất khí quyển hay trong xăng thương phẩm thì hàm lượng lưu huỳnh không nhiều, chúng có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau tuỳ theo nguồn gốc phối trộn. Trong các dạng tồn tại này thì người ta quan tâm nhiều nhất đến hợp chất mercaptan (có trong phân đoạn xăng chưng cất trực tiếp) vì đây là hợp chất có khả năng gây ăn mòn trực tiếp các thiết bị trong tồn chứa bảo quản, vận chuyển cũng như sử dụng trong động cơ. ThS. Trương Hữu Trì Trang 25
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Mặc dù hàm lượng các hợp chất này không lớn trong thành phần của xăng nhưng nó gây ra nhiều ảnh hưởng xấu đến chất lượng của xăng như vừa nêu ở trên. Khi cháy trong động cơ chúng tạo ra khi SO2, khí này sau đó có thể chuyển một phần thành SO3, các chất khí này sẻ tạo thành các axit tương ứng khi nhiệt độ xuống thấp, đây là các chất gây ăn mòn rất mạnh. Ngoài ra khi theo khói thải ra ngoài các chất khí này sẻ làm nhiễm độc xúc tác trong bộ hệ thống xử lý khí thải và gây ô nhiễm môi trường khi thải ra khi quyển. 1.5.6. Hàm lượng benzen Như chúng ta đã biết benzen là một chất độc nó có thể gây chết người khi ở trong môi trường có hàm lượng benzen cao, với nồng độ thấp thì benzen có thể gây ra căn bệnh ung thư cho con người. Quá trình cháy trong động cơ thường không hoàn toàn bởi điều kiện cháy trong động cơ khá đặc biệt. Trong khí thải của động cơ ngoài các khí CO2, H2O, N2 còn có thêm một số các chất khác như CO, NOx, SOx, các hydrocacbon chưa cháy, bồ hống . . . hydrocacbon chưa cháy thực chất là một hỗn hợp các hợp chất hữu cơ như benzen, butadien, fornaldehyt, acetaldehyt ... các hợp chất này khi thải ra môi trường đều có hại cho con người và môi trường sinh thái, điều này bắt buộc con người phải xử lý nó. Có nhiều phương pháp nhằm hạn chế các chất ô nhiễm này như cải tiến cấu trúc của động cơ, khống chế điều kiện làm việc tối ưu hay cải thiện chất lượng của nhiên liệu. Trong các giải pháp này thì hai giải pháp đầu tiên rất khó làm giảm hàm lượng benzen trong khí thải vì benzen là một chất khó cháy nhất trong các hợp chất này. Vì những lý do này mà người ta bắt buộc phải khống chế hàm lượng benzen và cả hàm lượng các hợp chất aromatic trong nhiên liệu. Benzen trong khí thải động cơ xăng phụ thuộc vào hàm lượng aromatic Hàm lượng Hàm lượng benzen trong khí chưa cháy trong khí xả (%) aromatic trong 1% benzen trong nhiên liệu 3% benzen trong nhiên liệu nhiên liệu (%) 20 1.5 2.25 35 2 2.9 50 2.5 3.5 ThS. Trương Hữu Trì Trang 26
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Ngoài những tiêu chuẩn quan trọng nêu trên thì một loại xăng thương phẩm còn phải đạt nhiều tính chất khác như: hàm lượng nhựa, cặn, tro, tiêu chuẩn về màu sắc các chỉ tiêu về độ kiềm, axxit . . . Ngày nay, trong thành phần của xăng thương phẩm ngoài phụ gia nhằm nâng cao chỉ số octan thì người ta còn dụng một số phụ gia khác như phụ gia chống oxy hoá, phụ gia tẩy rửa . . . TIÊU CHUẨN VIỆT NAM VỀ XĂNG Ô TÔ KHÔNG CHÌ (TCVN 6776 : 2000) Phương pháp thử Xăng không Các chỉ tiêu chất lượng chì 90 92 95 1.Trị số octan - Theo phương min ASTM D2699 90 92 95 pháp nghiên cứu (RON) 2. Thành Phần Cất, 0C Điểm sôi đầu max Báo cáo 10% Thể tích max 70 50% Thể tích max ASTM D 86 120 90% Thể tích max 190 Điểm sôi cuối max 215 Cặn cuối 2.0 3. Ăn mòn tấm đồng ở 500C/3h max TCVN 2694:2000 (ASTM 1 D130) 4. Hàm lượng nhựa thực tế, max TCVN 6593:2000 (ASTM 5 mg/100ml D381) 5. Độ ổn định oxy hoá, phút min TCVN 6778:2000(ASTM 240 D525) 6. Hàm lượng lưu huỳnh tổng, max ASTM D1266 0.15 % KL 7. Hàm lượng chì, g/l max TCVN 6704:2000 (ASTM 0.013 D5059)/ASTM D3237 8. Áp suất hơi bão hoà Ried, TCVN 5731:2000 (ASTM 43 - 80 kPa D323)/ASTM D4953 9. Hàm lượng benzen, % thể max TCVN6703:2000 (ASTM 5 tích D3606) 10. Khối lượng riêng (ở150C), TCVN 6594:2000 Báo cáo kg/m3 11. Ngoại quan Kiểm tra bằng mắt Trong suốt, thường không có tạp chất lơ lửng ThS. Trương Hữu Trì Trang 27
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Chương II NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ DIESEL 2.1. Giới thiệu chung về nhiên liệu diesel Nhiên liệu Diesel là một loại nhiên liệu lỏng, nặng hơn dầu hỏa và xăng, sử dụng cho động cơ Diesel (đường bộ, đường sắt, đường thủy) và một phần được sử dụng cho các loại máy móc công nghiệp như tuabin khí, máy phát điện, máy móc xây dựng . . . Ngày nay động cơ Diesel đã phát triển mạnh mẻ, đa dạng hoá về chủng loại cũng như kích thước và được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống sản xuất và sinh hoạt của con người bởi tính ưu việt của nó so với động cơ xăng. Do vậy, nhu cầu về nhiên liệu Diesel ngày càng tăng, điều này đã đặt ra cho các nhà sản xuất nhiên liệu những thách thức mới, và điều này càng khó khăn hơn bởi những yêu cầu ngày càng khắt khe của luật bảo vệ môi trường. Trong nhà máy lọc dầu thì nhiên liệu Diesel được lấy chủ yếu từ phân đoạn gasoil của quá trình chưng cất dầu mỏ. Đây chính là phân đoạn thích hợp nhất để sản xuất nhiên liệu Diesel mà không cần phải áp dụng những quá trình biến đổi hóa học. Tuy nhiên, để đảm bảo về số lượng ngày càng tăng của nhiên liệu Diesel và việc sử dụng một cách có hiệu quả các sản phẩm trong nhà máy lọc dầu thì thực tế nhiên liệu Diesel luôn được phối liệu từ các nguồn khác như : Phân đoạn gasoil của quá trình hydrocracacking, phân đoạn gasoil từ quá trình FCC, các sản phẩm của quá trình oligome hóa, dime hóa, trime hóa, giảm nhớt, HDS... 2.2. Thành phần hoá học của nhiên liệu Diesel Như đã nêu trong phần trước, nhiên liệu Diesel thương phẩm được phối trộn từ nhiều nguồn khác nhau trong nhà máy lọc dầu. Thành phần hoá học của các nguồn này thay đổi rất nhiều ngay cả khi cùng một nguồn gốc dầu thô. Để xem xét, trước hết ta xem xét các nguồn dùng để phối trộn nhiên liệu Diesel. Trong nhà máy lọc dầu thì Diesel thường thu nhận theo các quá trình như sơ đồ sau: GPL ThS. Trương Hữu Trì Trang 28 RC Xàng
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Theo sơ đồ này, nhiên liệu Diesel nhận được từ các nguồn như sau: ThS. Trương Hữu Trì Trang 29
Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Phân đoạn Gasoil của tháp chưng cất khí quyển (phân đoạn chính để phối trộn) Từ phân xưởng crackinh xúc tác Từ phân xưởng hydrocrackinh Từ phân xưởng giảm nhớt Từ phân xưởng cốc hoá Từ phân xưởng tách loại lưu huỳnh kèm theo quá trình chuyển hoá Từ các quá trình tổng hợp như oligome hoá 2.2.1. Thành phần hoá học của của phân đoạn gassoil Đây là thành phần chính để phối trộn nhiên liệu Diesel. Trước đây phân đoạn này được lấy từ tháp chưng cất khí quyển có khoảng nhiệt độ sôi là 250oC ÷ 350oC, với khoảng nhiệt độ sôi này thì thành phần hoá học của gasoil bao gồm các hydrocacbon có số nguyên tử cacbon từ C16 ÷ C20, hầu hết các nhóm chất có mặt trong dầu thô đều tìm thấy trong phân đoạn này. Cũng như khi nghiên cứu dầu mỏ hay các sản phẩm dầu mỏ khác, thành phần hoá học của gasoil được chia thành hai nhóm chất chính như sau: 2.2.1.1. Nhóm hợp chất hydrocacbon Nhóm chất này bao gồm các họ như sau: Paraffin, Naphten, Aromatic Họ Parfinic Đặc điểm chung về các hydrocacbon parafinic trong phân đoạn này là sự phân bố giữa cấu trúc thẳng và cấu trúc nhánh ở đây có khác: hầu hết là cấu trúc mạch thẳng (n-parafin), dạng cấu trúc nhánh đồng phân của chúng thì rất ít và nhành chủ yếu là gốc mêtyl. Đáng chú ý là về cuối phân đoạn gasoil, bắt đầu có mặt những hydrocacbon n- parafinic có nhiệt độ kết tinh cao như: C16 có nhiệt độ kết tinh ở 18,1oC, C20 có nhiệt độ kết tinh ở 36,7oC. Khi những parafin này kết tinh, chúng sẽ tạo ra một bộ khung phân tử, những hydrocacbon khác còn lại ở dạng lỏng sẽ nằm trong đó, nếu các n- ThS. Trương Hữu Trì Trang 30