Sản xuất diesel

Chia sẻ: Vang Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:90

Thêm vào BST

Báo xấu

73
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Diesel là loại nhiên liệu lỏng, nặng hơn dầu lửa và xăng, được dùng chủ yếu cho động cơ diesel và một phần cho các tuabin khí; Ở VN có 2 loại DO thường sử dụng: DO cao cấp (0,05%kl S) DO thường (0,25% kl S)

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sản xuất diesel

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ BIODIESEL GVHD : GS.TSKH. PHẠM QUANG DỰ HV : PHÙNG THỊ CẨM VÂN PHAN THỊ DẠ THẢO NGUYỄN HỒNG THOAN HCM , 04/2011
NỘI DUNG 1 TỔNG QUAN VỀ DIESEL TRUYỀN THỐNG 2 TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI 4 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL 5 5 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL 6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT BIODIESEL Ở VIỆT NAM
NỘI DUNG 1 TỔNG QUAN VỀ DIESEL TRUYỀN THỐNG  Khái niệm diesel  Thành phần hóa học  Pha trộn và sản xuất  Nhu cầu tiêu thụ diesel ở Việt Nam  Tiêu chuẩn của diesel  Tính chất và sử dụng
KHÁI NIỆM DIESEL  Diesel là loại nhiên liệu lỏng, nặng hơn dầu lửa và xăng, được dùng chủ yếu cho động cơ diesel và một phần cho các tuabin khí;  Ở VN có 2 loại DO thường sử dụng:  DO cao cấp (0,05%kl S)  DO thường (0,25% kl S)  Thành phần hóa học: HC từ C9-C20 bao gồm:  n-Parapin (chiếm chủ yếu)  Aromatic  Olephin  Hợp chất dị nguyên tố;  Phụ gia
THÀNH PHẦN HÓA HỌC  HC parafinic: các parafin có cấu trúc thẳng, dạng cấu trúc nhánh ít, và chủ yếu là nhánh metyl. Các hydrocacbon mạch dài có nhiệt độ kết tinh cao (C16 là 18,1oC, C20 là 36,7oC);  HC naphthenic và aromatic: có cấu trúc 1 vòng có nhiều nhánh phụ xung quanh. Ngoài ra còn có hợp chất 2-3 vòng, hoặc dạng vòng lai hợp naphthenic-aromatic;  Hợp chất không no: olefin (chủ yếu), dien,.. từ các quá trình chế biến sâu.
THÀNH PHẦN HÓA HỌC  Các hợp chất phi hydrocacbon:  Hợp chất S: tồn tại ở dạng sunfua, disunfua, và S trong các mạch dị vòng. Trong đó, các sunfua vòng no (dị vòng) là loại chủ yếu;  Hợp chất O: tồn tại dưới dạng acid, chủ yếu là acid naphthenic, phenol và các đồng đẳng của chúng (crezol, dimetyl phenol);  Hợp chất N: có hàm lượng ít, chủ yếu tồn tại ở dạng quinolin và đồng đẳng hoặc các hợp chất trung tính như pirol, indol, và các đồng đẳng.
PHA TRỘN VÀ SẢN XUẤT  Sản phẩm DO được pha trộn từ các nguồn sau:  Từ phân đoạn gasoil của tháp chưng cất khí quyển: là thành phần chính để pha trộn DO. Gasoil trong phân đoạn này có tính chất tốt để pha trộn DO: hàm lượng parafin cao, chỉ số cetane cao.  Từ phân xưởng cracking xúc tác (LCO), Visbreaking, cốc hóa: có chất lượng xấu (chỉ số cetane thấp, hàm lượng S cao, hàm lượng olefin cao nên kém ổn định, hàm lượng aromatic và nhựa cao). Chỉ có thể pha trộn một lượng nhỏ để sản xuất DO. Muốn sử dụng được nhiều thường phải qua quá trình xử lý hydro (HDS)  Từ các phân xưởng xử lý bằng hydro (HDS, HDC): có chất lượng tốt (chỉ số cetane cao, hàm lượng các chất phi HC như S, O, N và các hợp chất không no ít)
PHA TRỘN VÀ SẢN XUẤT
NHU CẦU TIÊU THỤ DIESEL Nhu cầu DO của Việt Nam giai đoạn 2002 - 2025 18000 16000 14000 12000 Ngàn tấn 10000 8000 6000 4000 2000 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 2025 Nhu cầu 4436 4650 5555 5768 5176 6481 6500 7115 7429 1042 1314 1528 Nhu cầu tiêu thụ: tăng trưởng 7,2%/năm giai đoạn 2002 – 2010, 4,8%năm giai đoạn 2011 – 2025 thụ: 2010,
NHU CẦU TIÊU THỤ DIESEL Nhu cầu tiêu thụ Diesel 7000 Diesel thường : 0,25 %kl S 6000 Diesel cao cấp: 0,05 %kl S 5000 Ngàn tấn/năm 4000 DO cao cấp 3000 DO thường 2000 1000 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006
TCVN 5689:2005
TÍNH CHẤT VÀ SỬ DỤNG Một số tính chất quan trọng đối với nhiên liệu diesel truyền thống:  Trị số cetane  Thành phần chưng cất  Tỷ trọng  Độ nhớt  Hàm lượng lưu huỳnh  Khả năng làm việc ở nhiệt độ thấp
TRỊ SỐ CETANE  Là đơn vị đo quy ước, đặc trưng cho tính tự bốc cháy của nhiên liệu;  Đo bằng % thể tích hàm lượng n-cetan (có chỉ số cetan = 100) trong hỗn hợp của nó với metyl naphtalen (có chỉ số cetan = 0);  Phương pháp xác định trị số cetane: có 2 phương pháp  Phương pháp trực tiếp: xác định bằng động cơ CFR (Coferarion Fuel Research) như trong động cơ xăng. Phương pháp ít được dùng vì phức tạp và tốn kém  Phương pháp gián tiếp: xác định chỉ số cetan từ nhiệt độ sôi trung bình và tỉ trọng API.
TRỊ SỐ CETANE  Ảnh hưởng của trị số cetane đến hoạt động của động cơ:  Chỉ số cetane giảm  nhiên liệu khó cháy  thời gian cháy cảm ứng (thời gian nhiên liệu bị oxy hóa tạo gốc tự do) tăng lên  khi nhiên liệu tự bốc cháy thì lượng nhiên liệu trong xilanh nhiều  quá trình cháy mãnh liệt  áp suất trong xilanh tăng đột ngột  nóng máy, giảm tuổi thọ động cơ. Ngoài ra, một phần nhiên liệu có thể cháy không kịp làm giảm hiệu quả cháy, thải ra chất gây ô nhiễm môi trường  Chỉ số cetane quá cao  nhiên liệu dễ cháy  thời gian cháy cảm ứng giảm  quá trình tự bắt cháy sớm  nhiệt độ xilanh cao  nhiên liệu phun vào xilanh không có thời gian bay hơi mà bị phân hủy trước khi cháy  công suất động cơ giảm, khói thải nhiều chất độc.
THÀNH PHẦN CHƯNG CHẤT  Thành phần chưng cất: ảnh hưởng đến độ bay hơi của nhiên liệu trong động cơ  Nhiên liệu có độ bay hơi thấp: khả năng hóa hơi nhiên liệu thấp, khó cháy, làm giảm công suất động cơ và tăng mức tiêu hao nhiên liệu.  Nhiên liệu có độ bay hơi quá cao: tạo nút hơi trong hệ thống nhiên liệu và kim phun không cung cấp đều đặn nhiên liệu với kích thước hạt thích hợp vào buồng đốt  giảm công suất động cơ và tăng tiêu hao nhiêu liệu.  Nhiệt độ sôi 10% ảnh hưởng đến khả năng khởi động của động cơ;  Nhiệt độ sôi 50% đặc trưng cho tính năng thay đổi tốc độ của động cơ. Khoảng nhiệt đột sôi phù hợp 232 - 290 oC.  Nhiệt độ sôi 90% đặc trưng cho khả năng cháy hoàn toàn của nhiên liệu.
TỶ TRỌNG  Ảnh hưởng đến khả năng cháy của nhiên liệu:  Nhiên liệu có tỷ trọng cao  động năng khi phun vào động cơ lớn  khả năng hòa trộn với không khí tốt;  Tuy nhiên, tỷ trọng cao ~ độ nhớt cao  nhiên liệu khó bay hơi. Mặt khác, động năng quá lớn  nhiên liệu va vào thành động cơ, hòa tan dầu bôi trơn, mài mòn động cơ.  Đặc trưng cho thành phần nhiên liệu: khi 2 nhiên liệu có cùng giới hạn sôi, thì nhiên liệu có tỷ trọng cao  thành phần napthenic và aromatics cao
ĐỘ NHỚT  Ý nghĩa: tính lưu chuyển, sự phun sương nhiên liệu vào buồng đốt, ảnh hưởng quá trình bôi trơn dầu nhờn.  Độ nhớt quá cao: tia nhiên liệu không mịn, khó phân tán đều trong buồng đốt  cháy không hoàn toàn  giảm hiệu suất & công suất động cơ; với động cơ nhỏ, tia nhiên liệu chạm vào xilanh, cuốn đi lớp dầu bôi trơn và làm tăng độ lẫn nhiên liệu trong dầu nhờn;  Độ nhớt quá thấp: hạt quá mịn, không thể tới được vùng xa kim phun  hỗn hợp NL + KK không đều  nhiên liệu cháy không đều, công suất giảm.  Quy định TCVN: từ 2 – 4.5 cST ở 40oC.
HÀM LƯỢNG S  Các dạng tồn tại S: sulfide, disulfide, thiophene,…  Tác hại: gây ăn mòn khi tồn trữ; khi cháy sinh ra SO2, SO3  tiếp xúc với nước  acid gây ăn mòn động cơ.  Giới hạn nồng độ S: tùy thuộc vào động cơ và điều kiện vận hành.  Động cơ tốc độ thấp, tải trọng lớn: hàm lượng S cao (0,25%kl)  Động cơ tốc độ cao: hàm lượng S thấp (0,05%kl);  Phương pháp xác định: ASTM D.129 (phương pháp bom), ASTM D1551 (phương pháp thạch anh),…
KHẢ NĂNG LÀM VIỆC Ở NHIỆT ĐỘ THẤP  Trong DO có chứa nhiều HC parafin có tính chất cháy tốt nhưng lại dễ kết tinh, đông đặc khi nhiệt độ thấp làm giảm độ linh động của nhiên liệu, tắc lưới lọc nhiên liệu  Các chỉ tiêu:  Điểm sương: nhiệt độ bắt đầu xuất hiện sự kết tinh.  Điểm đông đặc: nhiệt độ cao nhất mà DO có thể chảy lỏng.
NỘI DUNG 1 TỔNG QUAN VỀ DIESEL TRUYỀN THỐNG 2 TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI 4 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL 5 5 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL 6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT BIODIESEL Ở VIỆT NAM 20