Thành phần hóa học của dầu mỏ_Trình bày về biodiesel

Trình bày thành phần hóa học của dầu mỏ Trình bày về nhiên liệu diesel sinh học (bio diesel)? 1 Thành phần hóa học của dầu mỏ Thành phần hoá học của dầu mỏ được chia thành hai thành phần Các hợp chất.

Trình bày thành phần hóa học dầu mỏ Trình bày nhiên liệu diesel sinh học (bio-diesel)? Thành phần hóa học dầu mỏ Thành phần hố học dầu mỏ chia thành hai thành phần: • Các hợp chất hydrocacbon (HC), hợp chất mà thành phần chứa hai nguyên tố cacbon hydro • Các hợp chất phi HC, hợp chất mà thành phần ngồi cacbon, hydro chúng cịn chứa thêm ngun tố khác nitơ, lưu huỳnh, oxy… Trong thành phần dầu mỏ hàm lượng HC ln chiếm thành phần chủ yếu Trong thực tế dựa vào thành phần HC dầu thô mà ngư ời ta định loại sản phấm sản xuất từ loại dầu thô cho trước, thành phần định đến hiệu suất loại sản phẩm Đối với hợp chất phi HC thành phần nguyên tố chúng không lớn hầu hết hợp chất có hại trình chế biến cần phải loại bỏ khỏi thành phần sản phẩm chúng định đến công nghệ nhà máy 1.1 Các hợp chất hidrocacbon  Gồm loại: - Các hợp chất parafin; - Các hợp chất vòng no hay hợp chất naphten; - Các hydrocacbon thơm hay aromatic Trong phân đoạn có nhiệt độ sơi trung bình cao ngồi hợp chất cịn có hợp chất lai hợp, tức hợp chất mà phân tử chúng có chứa loại hydrocacbon 1.1.1 Các hợp chất parafin dầu mỏ Parafin loại hydrocacbon phổ biến loại hydrocacbon dầu mỏ Dầu mỏ có độ biến chất cao, tỷ trọng nhẹ có nhiều hydrocacbon loại Tuỳ theo cấu trúc mà parafin chia thành hai loại parafin mạch thẳng khơng nhánh (n-parafin) parafin có nhánh (iso-parafin) • N-parafin N-parafin loại hydrocacbon dễ tách dễ xác định số loại hydrocacbon dầu mỏ Hàm lượng chung n-parafin dầu mỏ thường từ 25- 30% thể tích Tùy theo dầu mỏ tạo thành từ thời kỳ địa chất nào, mà phân bố n-parafin dầu khác Nói chung phân bố tuân theo quy tắc sau: Tuổi cao, độ sâu lún chìm lớn, hàm lượng n-parafin phần nhẹ dầu mỏ nhiều Với n-parafin có số nguyên tử cacbon từ C 18 trở lên, nhiệt độ thường chúng chuyển sang trạng thái rắn, nằm dầu mỏ chúng nằm trạng thái hòa tan dạng tinh thể lơ lửng dầu Nếu hàm lượng n-parafin tinh thể cao, có khả làm cho tồn dầu mỏ tính linh động, bị đông đặc lại Trong bảng thấy rõ nhiệt độ sôi nhiệt độ kết tinh n-parafin từ C18 trở lên: n-parafin Công thức Nhiệt độ sôi oC Nhiệt độ kết tinh oC Hexadecan Heptadecan Octadecan Nonadecan Eicosan Heneicosan Docosan Tricosan Tetracosan Pentacosan Hexecosan Heptacosan Octacosan Nonacosan Triacotan Tetracontan C16H34 C17H36 C18H38 C19H40 C20H42 C21H44 C22H46 C23H48 C24H50 C25H52 C26H54 C27H56 C28H58 C29H60 C30H62 C31H64 287 303 317,5 331,7 345,3 355,1 367 378,3 389,2 399,7 409,7 419,4 428,7 437,7 443,4 18,1 21,7 28,1 32 36,7 40,5 44,4 47,6 50,9 53,7 56,4 59 61,4 63,7 65,8 81,5 Một số dầu mỏ giới có hàm lượng parafin rắn ( tách -21oC ) cao, nhiệt độ thường tồn dầu mỏ bị đơng đặc lại Tính chất n-parafin có trọng lượng phân tử lớn gây nhiều khó khăn cho q trình vận chuyển chế biến dầu mỏ • Iso-parafin Iso-parafin thường nằm phần nhẹ, phần có nhiệt độ sơi trung bình cao nói chung Về vị trí nhánh phụ có đặc điểm sau : - Các iso-parafin dầu mỏ có cấu trúc đơn giản, mạch dài, mạch phụ ngắn - Các nhánh phụ thường gốc metyl Đối với iso-parafin nhánh phụ thường dính vào vị trí cacbon số số - Đối với loại có 2, nhánh phụ xu hướng tạo thành cacbon bậc nhiều tạo nên cacbon bậc 4, nghĩa hai nhánh phụ đính vào cacbon mạch thường - Nếu có nhiều nhánh phụ nhánh phụ nằm cách nguyên tử cacbon (cấu tạo isoprenoil) 1.1.2 Các hợp chất Naphtalen Naphten hợp chất vòng no, số hydrocacbon phổ biến quan trọng dầu mỏ Hàm lượng chúng dầu mỏ thay đổi từ 30-60% trọng lượng Naphten dầu mỏ thường gặp dạng : loại vịng cạnh, loại vòng cạnh loại nhiều vòng ngưng tụ qua cầu nối loại vòng cạnh trở lên thường khơng đáng kể Trong dầu mỏ loại naphten vịng (5, cạnh) có nhánh phụ xung quanh loại chiếm phần chủ yếu nhất, loại nghiên cứu đầy đủ Vì thế, người ta tách hàng loạt naphten vịng có 1, 2, nhánh phụ nhiều loại dầu mỏ khác Ở phần nhẹ dầu mỏ, chủ yếu naphten vòng với nhánh phụ ngắn (thường nhóm -CH 3) có nhiều (1, 2, nhánh) Cịn phần có nhiệt độ sơi cao dầu mỏ nhánh phụ lại dài nhiều Trong trường hợp nhánh phụ q dài, tính chất hydrocacbon khơng mang tính đặc trưng naphten nữa, mà chịu ảnh hưởng mạch parafin dính Vì vậy, loại thường ghép vào loại riêng gọi loại hydrocacbon hỗn hợp (hoặc lai hợp) Theo Rossini loại (loại naphten vịng có nhánh bên dài, tức số nguyên tử cacbon chúng cao từ C 20 trở lên) thường có 2-4 nhánh phụ, nhánh phụ thường có nhánh dài (thơng thường mạch thẳng, có cấu trúc nhánh nhánh) nhánh cịn lại chủ yếu nhóm metyl, gặp nhóm etyl hay isopropyl 1.1.3 Các hydrocacbon thơm hay aromatic Các hydrocacbon thơm hợp chất hydrocacbon mà phân tử chúng có chứa nhân thơm Trong dầu mỏ có chứa loại nhiều vịng Loại hydrocacbon thơm vòng đồng đẳng loại phổ biến Benzen thường gặp với số lượng tất Những đồng đẳng benzen (C 7-C15) nói chung tách xác định nhiều loại dầu mỏ, loại ankylbenzen với 1, 2, 3, nhánh phụ toluen, xylen, 1-2-4 trimêtylbenzen loại chiếm đa số hydrocacbon thơm Tuy vậy, loại nhánh phụ tetramêtylbebzen (1, 2, 3, 1, 2, 3, 5) thường thấy với tỷ lệ cao Theo Smith hàm lượng tối đa Toluen dầu vào khoảng 2-3%, Xylen Benzen vào khoảng 1-6% Loại hydrocacbon thơm vịng có cấu trúc ngưng tụ naphtalen đồng đẳng cấu trúc cầu nối như diphenyl nói chung có dầu mỏ Loại cấu trúc đơn giản diphenyl so với cấu trúc hai vòng ngưng tụ kiểu naphtalen Trong diphenyl xác định số đồng đẳng 2- metyl, 3-metyl, 4-metyl diphrnyl; 3-etyl isopropyl diphenyl, loại có 2, nhóm metyl Trong phần có nhiệt độ sơi cao dầu mỏ, có mặt hydrocacbon thơm nhiều vòng ngưng tụ 1.1.4 Các hydrocacbon lai hợp Loại hydrocacbon lai hợp dạng đơn giản tetralin, indan, loại gồm vòng thơm vòng naphten kết hợp: Điều đáng ý, so sánh cấu trúc đồng đẳng tetralin dầu mỏ đồng đẳng tương ứng naphtalen, thấy tương tự số lượng vị trí nhóm metyl đính vào phân tử chúng Do đó, xem chúng có nguồn gốc ban đầu, tạo thành hydrocacbon tetralin có lẽ giai đoạn biến đổi tiếp sau naphtalen trình tạo thành dầu mỏ Những hydrocacbon lai hợp phức tạp (1 vòng thơm ngưng tụ với vòng naphten trở lên) so với loại đơn giản số lượng chúng dầu có hơn, cấu trúc loại tetralin indan xem cấu trúc chủ yếu họ Trong cấu trúc hỗn hợp vậy, nhánh phụ dính vào vịng thơm thường nhóm metyl, cịn nhánh phụ dính vào vịng naphten thường mạch thẳng dài 1.2 Các chất phi hydrocacbon Đây hợp chất, mà phân tử ngồi cacbon, hydro cịn có chứa oxy, nitơ, lưu huỳnh 1.2.1 Các hợp chất lưu huỳnh dầu mỏ Đây loại hợp chất có phổ biến đáng ý số hợp chất không thuộc loại hydrocacbon dầu mỏ Những loại dầu lưu huỳnh thường có hàm lượng lưu huỳnh khơng q 0,30,5% Những loại dầu nhiều lưu huỳnh thường có 1-2% trở lên Hiện nay, dầu mỏ xác định 250 loại hợp chất lưu huỳnh Những hợp chất thuộc vào họ sau: - Mercaptan: - Sunfua: - Đisunfua: R-S-H R-S-R’ R-S-S-R’ - Thiophen: - Lưu huỳnh tự do: S, H2S Lưu huỳnh dạng Mercaptan gặp phần nhẹ dầu mỏ (dưới 200 oC) Các mercaptan có gốc hydrocacbon cấu trúc mạch thẳng, nhánh vịng naphten Cũng giống hydrocacbon phần nhẹ, gốc hydrocacbon có mạch nhánh mercaptan gốc nhỏ (hầu hết metyl) Lưu huỳnh dạng mercaptan nhiệt độ khoảng 300oC dễ bị phân hủy tạo thành H 2S sunfua, nhiệt độ cao chúng phân hủy tạo H 2S hydrocacbon không no, tương ứng với gốc hydrocacbon Mặt khác mercaptan lại dễ bị oxy hố, với khơng khí tạo thành disunfua, với chất oxy hoá mạnh, tạo thành Sunfuaxit: Lưu huỳnh dạng sunfua có dầu mỏ ghép làm nhóm: Các sunfua nằm cấu trúc vịng no, khơng no, sunfua với gốc hydrocacbon thơm naphten Trong dầu mỏ nhiều nơi xác định sunfua có gốc hydrocacbon mạch thẳng C2-C8, sunfua nằm naphten vòng C 4-C14, sunfua nằm naphten hai vòng C7-C9, sunfua nằm naphten ba vòng xác định chất tioadamantan, cấu trúc hồn tồn adamantan Các sunfua nằm vịng naphten (sunfua vịng no) xem dạng hợp chất chứa S chủ yếu phân đoạn có nhiệt độ sơi trung bình dầu mỏ Cấu trúc chúng giống hoàn toàn cấu trúc naphten 2, vịng phân đoạn Những sunfua có gốc hydrocacbon thơm 1, hay nhiều vòng gốc hydrocacbon thơm hỗn hợp với vòng naphten, lại hợp chất chứa S chủ yếu phân đoạn có nhiệt độ sơi cao Tương tự hydrocacbon hỗn hợp naphten - thơm phân đoạn có nhiệt độ sơi cao dầu mỏ, hợp chất S có dạng hỗn hợp không ngưng tụ mà qua cầu nối như: Lưu huỳnh dạng disunfua thường có dầu mỏ, phân đoạn có nhiệt độ sơi thấp trung bình dầu mỏ phân đoạn có nhiệt độ sơi cao S dạng có nhiều phổ biến Những loại dầu mỏ trình di cư hay tầng chứa khơng sâu bị oxy hố thường có nhiều S disunfua mercaptan dễ dàng bị oxy hoá chuyển hoá thành disunfua Lưu huỳnh dạng tiophen đa vịng dạng có cấu trúc sau: Những loại thường chiếm từ 45-92% tất dạng hợp chất chứa S dầu mỏ, số tiophen số đồng đẳng thường cả, chí có loại dầu mỏ khơng thấy có Những đồng đẳng tiophen xác định loại nhóm (chủ yếu nhóm metyl) 2, 3, metyl tiophen, loại nhóm 2, 3; 2, 4; 2, 3,4 dimetyl tiophen, loại nhóm nhóm metyl Đối với benzotiophen, xác định đồng đẳng có nhóm metyl (2, 3; 4; 7); đồng đẳng có hai nhóm metyl (2,3; 2, 4; 2, 5;2, 6;2, 7;3, 6;3, 7) đồng đẳng có nhóm etyl (2) đồng đẳng có nhóm propyl (3) Ngồi dạng hợp chất chứa lưu huỳnh kể trên, dầu mỏ chứa S dạng tự lưu huỳnh dạng H 2S Tuy nhiên, lưu huỳnh nguyên tố lưu huỳnh H2S dầu có, chúng thay đổi giới hạn rộng loại dầu khác Thí dụ, lưu huỳnh nguyên tố khác đến 60 lần nghĩa có từ 0,008 đến 0,48% dầu mỏ, cịn lưu huỳnh H 2S vậy, từ (vết) 0,02% Giữa hàm lượng lưu huỳnh chung dầu mỏ hàm lượng lưu huỳnh ngun tố, lưu huỳnh H 2S khơng có mối quan hệ ràng buộc, nghĩa có loại dầu nhiều lưu huỳnh, H 2S, ngược lại có dầu lưu huỳnh lại có hàm lượng H 2S cao Vì lưu huỳnh dạng H2S nằm dạng hòa tan dầu mỏ, dễ dàng thoát khỏi dầu đun nóng nhẹ, nên chúng gây ăn mịn mạnh hệ đường ống, thiết bị trao đổi nhiệt, chưng cất Do thường vào hàm lượng lưu huỳnh H 2S có dầu mà phân biệt dầu “chua” hay “ngọt” Khi hàm lượng H 2S dầu 3,7 ml/l dầu gọi dầu “ngọt”, ngược lại giới hạn dầu gọi “chua” Cần ý đun nóng, lưu huỳnh dạng mercaptan dễ dàng bị phân huỷ, tạo H 2S tổng hàm lượng H2S thực tế thiết bị đun nóng cao lên Dạng hợp chất chứa lưu huỳnh cuối có dầu với số lượng loại mà cấu trúc cịn có Nitơ Đó hợp chất loại Tiazol, tioquinolin, tiacrydin: 1.2.2 Các hợp chất Nitơ dầu mỏ Các hợp chất nitơ đại phận nằm phân đoạn có nhiệt độ sơi cao dầu mỏ phân đoạn nhẹ, hợp chất chứa N thấy dạng vết Hợp chất chứa nitơ có dầu mỏ không nhiều lắm, hàm lượng nguyên tố nitơ từ 0,01 đến 1% Những hợp chất chứa nitơ dầu, cấu trúc phân tử có loại chứa nguyên tử nitơ, hay loại chứa 2, chí nguyên tử nitơ Những hợp chất chứa nguyên tử nitơ nghiên cứu nhiều, chúng thường mang tính bazơ pyridin, quinolin, izo quinolin, acrylin có tính chất trung tính vịng pyrol, indol, cacbazol, benzocacbazol Trong dạng hợp chất chứa nguyên tử nitơ kể dạng pyridin quinolin thường có nhiều Các quinolin với số nguyên tử cacbon C 9-C15 tìm thấy phân đoạn có nhiệt độ sơi 230oC đến 330oC dầu mỏ Ở phân đoạn có nhiệt độ sơi cao, thấy có hợp chất vịng như: 2,3 2,4 - dimetyl benzo quinolin Nói chung, phân đoạn có nhiệt độ sơi thấp trung bình dầu mỏ thường gặp hợp chất chứa nitơ dạng pyridin, quinolin, cịn phân đoạn có nhiệt độ sơi cao dầu mỏ, hợp chất chứa nitơ dạng cacbazol pyrol chủ yếu Những hợp chất chứa nguyên tử nitơ trở lên, thường có so với loại Những loại thuộc dạng Indolquinolin, Indolcacbazol porfirin Đối với porfirin chất chứa nguyên tư nitơ, lại thường có xu hướng tạo nên phức chất với kim loại, vanadium, niken sắt 1.2.3 Các hợp chất Oxy dầu mỏ Trong dầu mỏ, hợp chất chứa oxy thường có dạng axit (tức có nhóm -COOH), xêtơn (có nhóm -C=O) phenol, loại ester lacton Tuy số hợp chất chứa oxy dạng axit quan trọng Các axit dầu mỏ hầu hết axit chức Trong phân đoạn có nhiệt độ sôi thấp dầu mỏ axit khơng có Axit chứa nhiều phân đoạn có nhiệt độ sơi trung bình dầu mỏ (C 20-C23) phân đoạn có nhiệt độ sơi cao hàm lượng axit lại giảm Về cấu trúc, axit có số nguyên tử cacbon phân tử C thường axit béo Nhưng loại có số nguyên tử cacbon phân tử cao hơn, thường axit có gốc vịng naphten cạnh cạnh Những loại chiếm phần chủ yếu phân đoạn có nhiệt độ sơi trung bình dầu mỏ Tuy phần có nhiệt độ sơi cao, cịn có axit béo mạch thẳng nhánh kiểu isoprenoid, số lượng chúng khơng nhiều loại vịng kể phân đoạn nặng, vòng hydrocacbon lại mang tính chất hỗn hợp naphten thơm, axit phân đoạn có cấu trúc hỗn hợp naphten-thơm tương tự Còn axit nằm phần cặn dầu có cấu trúc phức tạp giống cấu trúc chất nhựa asphalten, nên chúng gọi axit asphaltic, thành phần cịn có dị ngun tố khác như: S, N Vì axit nằm phân đoạn có nhiệt độ sơi trung bình đa phần axit có gốc vịng naphten nên chúng gọi axit Naphtenic Nhưng cần ý rằng, tách axit khỏi dầu (hoặc phân đoạn) kiềm, đồng thời kéo axit béo (mạch thẳng nhánh), xà phịng naphten tách lúc hỗn hợp hai loại Các phenol dầu mỏ thường gặp phenol đồng đẳng nó, gặp β-naphtol đồng đẳng Hàm lượng phenol nói chung khoảng 0,10,2% Bản thân phenol lại thường có số lượng so với đồng đẳng Các xêtơn mạch thẳng C2-C5 tìm thấy phần nhẹ dầu mỏ Trong phần có nhiệt độ sơi cao phát có xêtơn vịng Các xêtơn nói khơng nhiều dầu mỏ phần nặng dầu 1.3 Các kim loại dầu mỏ Kim loại có dầu mỏ không nhiều, thường từ vài phần triệu đến vài phần vạn Chúng nằm dầu mỏ thường phân đoạn có nhiệt độ sơi cao dạng phức với hợp chất hữu (cơ-kim), thông thường dạng phức với porphirin dạng phức với chất hữu khác dầu mỏ, dạng phức với porphirin thường có số lượng Những kim loại nằm phức porphirin thường Ni, Va Trong loại dầu nhiều S chứa nhiều porphirin dạng phức với Va, ngược lại dầu S, đặc biệt dầu có nhiều nitơ, thường chứa nhiều porfirin dạng phức với Ni Do đó, dầu mỏ chứa nhiều S, tỷ lệ Va/Ni thường lớn (3-10 lần), dầu mỏ chứa S, tỷ lệ Va/Ni thường nhỏ ( 0,1) Kim loại phức cơ-kim Va Ni cịn có Fe, Cu, Zn, Ti, Ca, Mn .Số lượng phức kim loại thường 1.4 Các chất nhựa asphalten Các chất nhựa asphalten dầu mỏ chất mà cấu trúc phân tử ngồi C H cịn có đồng thời ngun tố khác : S, O, N, chúng có trọng lượng phân tử lớn, từ 500-600 trở lên Bởi chất nhựa asphalten có mặt phân đoạn có nhiệt độ sôi cao cặn dầu mỏ 1.4.1 Asphalten Asphalten hầu hết loại dầu mỏ có tính chất giống Asphalten có màu nâu sẫm đen dạng bột rắn thù hình, đun nóng khơng chảy mềm, có bị phân hủy nhiệt độ đun cao 300 oC tạo thành khí cốc Asphalten khơng hịa tan rượu, xăng nhẹ (eter dầu mỏ), hịa tan benzen, clorofor CS2 Đặc tính đáng ý Asphalten tính hịa tan số dung mơi kể thực trình trương để hình thành nên dung dịch keo Cho nên, nói Asphalten phần tử keo “ưa” dung môi lại “ ghét” dung môi khác Bằng cách thay đổi dung mơi tách Asphalten khỏi dầu mỏ Bản thân Asphalten nằm dầu mỏ thấy dầu mỏ hỗn hợp dung môi mà Asphalten vừa “ưa” (benzen hydrocacbon thơm nói chung) vừa “ghét” (hydrocacbon parafinic naphten) Cho nên, loại dầu có độ biến chất cao mang đặc tính parafinic, nhiều parafin phần nhẹ lượng Asphalten loại dầu nhẹ thường nằm dạng phân tán lơ lửng, đơi có dạng vết Ngược lại, loại dầu biến chất thấp tức dầu nặng, nhiều hydrocacbon thơm, thường chứa nhiều Asphalten chúng thường dạng dung dịch keo bền vững Về cấu trúc, Asphalten phức tạp, chúng xem hợp chất hữu cao phân tử, với mức độ trùng hợp khác Cho nên trọng lượng phân tử chúng thay đổi phạm vị rộng từ 1000 tới 10000 cao Các Asphalten có chứa nguyên tố S, O, N nằm dạng dị vịng hệ nhiều vòng thơm ngưng tụ cao Các hệ vòng thơm nối với qua cầu nối ngắn để trở thành phân tử có trọng lượng phân tử lớn 1.4.2 Các chất nhựa Các chất nhựa, tách khỏi dầu mỏ chúng chất lỏng đặc quánh, trạng thái rắn Chúng có màu vàng sẫm nâu, tỷ trọng lớn 1, trọng lượng phân tử từ 500 đến 2000 Nhựa tan hoàn toàn loại dầu nhờn dầu mỏ, xăng nhẹ, benzen, cloroform, ete Khác với asphalten, nhựa hòa tan dung môi kể chúng tạo thành dung dịch thực Mặt khác, asphalten, thành phần nguyên tố trọng lượng phân tử nhựa từ loại dầu mỏ khác nhau, từ phân đoạn khác loại dầu đó, gần giống nhau, có nghĩa chúng khơng phụ thuộc vào nguồn gốc Như nhựa dầu mỏ nguồn gốc có thành phần nguyên tố trọng lượng phân tử gần Tuy nhiên, nhựa phân đoạn nặng, đồng thời tỷ lệ C:H nhựa phân đoạn có nhiệt độ sơi thấp Sự tăng tỷ số C:H chủ yếu tăng C giảm H nhựa phân đoạn, H thay đổi Cần ý hàm lượng S O nhựa có trọng lượng phân tử lớn giảm cách rõ rệt Một tính chất đặc biệt nhựa có khả nhuộm màu mạnh, đặc biệt nhựa từ phân đoạn nặng từ dầu thô, khả nhuộm màu loại nhựa gấp 10-20 lần so với nhựa phân đoạn nhẹ kerosen Chính vậy, sản phẩm trắng (xăng, kerosen, gas-oil) có lẫn nhựa (hoặc tạo nhựa bảo quản) trở nên có màu vàng Những loại dầu mỏ asphalten, có màu sẫm đến nâu đen có mặt chất nhựa nói Về tính chất hố học, nhựa giống asphalten Nhựa dễ chuyển thành asphalten, ví dụ cần bị oxy hố nhẹ có thâm nhập oxy khơng khí nhiệt độ thường hay đun nóng Khi khơng có khơng khí đun nóng chúng có khả từ nhựa chuyển thành asphalten trình phản ứng ngưng tụ thực sâu rộng Chính thế, loại dầu mỏ có độ biến chất cao, mức độ lún chìm sâu, chuyển hoá từ nhựa sang asphalten dễ, hàm lượng nhựa giảm asphalten tạo thành nhiều lên Nhưng loại dầu lại mang đặc tính parafinic, nên asphalten tạo thành liền tách khỏi dầu (vì asphalten khơng tan dung mơi parafin) nên thực tế dầu khai thác cuối lại chứa asphlten Do đó, dầu nhẹ mang đặc tính parafinic nhựa asphalten Như chất hoá học, nhựa asphalten nguồn gốc thức chất asphalten kết biến đơi sâu nhựa Chính vậy, trọng lượng phân tử asphalten cao nhựa, gần dựa vào số kết phân tích cấu trúc nhựa asphalten, cho thấy phần lớn cacbon nằm hệ vòng ngưng tụ hệ vòng ngưng tụ asphalten rộng lớn Độ thơm hoá (tức tỷ số C nằm vòng thơm /tổng lượng C phân tử) nhựa từ 0,14 đến 0,25 asphalten từ 0,20 đến 0,70 Mặt khác, tỷ lệ phần gốc hydrocacbon mạch thẳng nhánh phụ phân tử nhựa 20-40% Trong assphalten có 10-35% Nói chung nhánh phụ asphalten thường ngắn, trung bình 3-4 nguyên tử C, nhựa dài Tuy nhiên nhựa hay asphalten có vịng naphten vịng thơm ngưng tụ nhánh phụ có chiều dài lớn hơn, số lượng nhiều dính xung quanh phần vòng naphten, phần vòng thơm, nhánh phụ ngắn (chủ yếu gốc metyl) số lượng 1.4.3 Axit asphaltic Các axit phần cặn nặng dầu mỏ có trọng lượng phân tử lớn, đặc tính phần gốc với đặc tính chất nhựa asphalten, gọi axit asphaltic Các axit asphaltic tách khỏi dầu, chất giống nhựa, trọng lượng riêng lớn Nhưng axit asphaltic khó hịa tan xăng nhẹ, hịa tan rượu cloroform Chính vậy, xác định chất nhựa-asphalten phương pháp kết tủa asphalten dung môi parafinic (xăng nhẹ, ete dầu mỏ, n-heptan) axit asphaltic nằm vào kết tủa với asphalten Sau đó, dùng rượu etylic rửa kết tủa asphalten, tách axit asphaltic Axit asphaltic xem axit polinaphtenic phân tử chứa nhiều vịng polinaphten ngưng tụ với hydrocacbon thơm Trong phân tử axit asphaltic có lưu huỳnh, đồng thời muối natri axit asphaltic khó tan muối, muối Cu khơng tan xăng Axit asphaltic dầu mỏ xem sản phẩm trung gian trình biến đổi từ hydrocacbon ban đầu thành nhựa asphalten thiên nhiên Q trình oxy hố hydrocacbon dầu mỏ điều kiện tạo thành dầu khí dẫn đến q trình tạo thành sản phẩm mang tính axit (Axit asphaltic) sau biến đổi thành sản phẩm trung tính (nhựa asphalten) Vì vậy, thay đổi điều kiện địa chất làm cho tầng chứa dầu bị nâng lên, có nhiều khe nứt, điều kiện tiếp xúc xâm nhập oxy khơng khí xảy dễ dàng, dầu thay đổi thành phần theo chiều hướng tăng nhanh chất nhựa asphalten, giảm thấp thành phần hydrocacbon dầu Kết tỷ trọng dầu tăng lên, chất lượng dầu 1.5 Nước lẫn theo dầu mỏ (Nước khoan) Nước lẫn theo dầu mỏ (nước khoan) sau tách sơ bộ, phần lại chủ yếu nhủ tương Trong dầu ln có mặt hợp chất có cực, axit, chất nhựa, asphalten, chất tan dầu khơng tan nước xuất nhũ tương “nước dầu” chúng tạo chung quanh hạt nhũ tương lớp vỏ hấp phụ bền vững, mà phần có cực chúng quay vào nước, phần không cực hướng dầu Do làm cho nhủ tương bền vững, lơ lửng dầu, khó tách Trong nhũ tương có nước Thành phần hố học gồm nhiều muối khống khác nhau, số kim loại dạng khử hòa tan Các cation nước khoan thường gặp là: Na + , Ca2+ , Mg2+ có: Fe 2+ K+ Các anion thường gặp là: Cl- , HCO3 - có SO42- CO32- Ngồi cịn số oxit kim loại khơng phân ly dạng keo Al2O3, Fe2O3, SiO2 Trong số cation anion kể trên, nhiều Na + Cl- , số nước khoan số mỏ dầu, số lượng hai ion có đến 90% So với Na+ Ca2+ Mg2+ có số lượng hơn, so với SO42-, CO32- Cl- HCO3- cao Hàm lượng chung muối khoáng (độ khoáng hoá) nước khoan 1% 20-60% Một số muối khoáng dễ bị thủy phân tác dụng nhiệt, tạo nên số sản phẩm có hại Thí dụ, muối MgCl 2, CaCl2 MgCl2 bị thủy phân nhiệt độ thường, tạo HCl gây ăn mòn mạnh hệ đường ống thiết bị cơng nghệ, nhiệt độ cao thủy phân mãnh liệt: Do đó, cần có lượng nhỏ muối MgCl (khoảng 0,04%) đủ làm hư hỏng thiết bị ăn mòn CaCl2 bị thủy phân hơn, thí dụ 340oC 10% bị thủy phân MgCl2 xem xảy hoàn toàn NaCl tương đối bền vững, không bị thủy phân Đáng ý nước khoan dầu có H 2S có mặt H2S muối dễ bị thủy phân kể trên, thiết bị ăn mòn nhanh Nguyên nhân H2S tác dụng lên kim loại thí dụ hợp kim Fe, tạo nên lớp sunfua sắt FeS Lớp sunfua sắt xem màng bảo vệ ngăn chặn ăn mòn tiếp tục H 2S Tuy nhiên, có mặt muối khoáng dễ thủy phân tạo HCl Chính HCl lại tác dụng với lớp sunfua bảo vệ FeS 2, tạo nên FeCl2 H2S FeCl2 hòa tan vào dung dịch H2O lộ bề mặt kim loại, từ gây ăn mịn, phá hỏng hồn tồn Câu 2: Trình bày hiểu biết bạn nhiên liệu diesel sinh học (bio-diesel)? Giới thiệu Biodiese 1.1 Định nghĩa Biodiesel gọi Diesel sinh học loại nhiên liệu có tính chất giống với dầu diesel sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật Biodiesel, hay nhiên liệu sinh học nói chung, loại lượng Mặt khác chúng không độc dễ phân giải tự nhiên Bản chất Biodiesel sản phẩm Ester hóa methanol ethanol acid béo tự dầu thực vật mỡ động vật Tùy thuộc vào loại dầu loại rượu sử dụng mà alkyl Ester có tên khác nhau:  Nếu từ dầu đậu nành (soybean) Methanol ta thu SME (soy methyl Esters) Đây loại Esters thông dụng sử dụng Mỹ  Nếu từ dầu cải dầu (rapeseed) Methanol ta thu RME (rapeseed methyl Esters) Đây loại Esters thông dụng sử dụng châu Âu Theo tiêu chuẩn ASTM Biodiesel định nghĩa: “là mono alkyl Ester acid mạch dài có nguồn gốc từ lipit tái tạo lại như:dầu thực vật, mỡ động vật, sử dụng làm nhiên liệu cho động diesel” 1.2 Lịch sử hình thành phát triển Biodiesel bắt đầu sản xuất khoảng năm 1800, thời điểm người ta chuyển hóa dầu thực vật để thu Glycerol ứng dụng làm xà phòng thu phụ phẩm methyl ethyl Ester gọi chung biodiessel 10/08/1893 lần Rudolf Diesel sử dụng Biodiesel ông sáng chế để chạy máy Năm 1912, ông dự báo: “Hiện nay, việc dùng dầu thực vật cho nhiên liệu động không quan trọng, tương lai, loại dầu chắn có giá trị khơng thua sản phẩm nhiên liệu từ dầu mỏ than đá”.Trong bối cảnh nguồn tài nguyên dầu mỏ cạn kiệt tác động xấu lên môi trường việc sử dụng nhiên liệu, nhiên liệu tái sinh có Biodiesel ngày khẳng định vị trí nguồn nhiên liệu thay khả thi Để tưởng nhớ nguời có cơng đốn giá trị to lớn Biodiesel, Nation Board Biodiesel định lấy ngày 10 tháng năm năm 2002 làm ngày Diesel sinh học Quốc tế (International Biodiesel Day) - 1900 Hội chợ giới tổ chức Pari, Diesel biểu diễn động dùng dầu Biodiesel chế biến từ dầu Phụng (lạc) - Trong năm thập kỷ 90, Pháp triển khai sản xuất Biodiesel từ dầu hạt cải Và dùng dạng B5 (5% Biodiesel với 95% Diesel) B30 (30% Biodiesel trộn với 70% Diesel) 1.3 Tính chất đặc trưng Là chất lỏng màu vàng nhạt, mùi nhẹ, dễ bay hơi, tỷ trọng 0.88 g/cm3,độ nhớt tương đương với diesel, không tan nước, chất khử với đồng, chì, thiếc, dung mơi hữu tố diesel, thân thiện với mơi trường Cháy hồn tồn Khơng gây tiếng ồn Tính chất nhiệt độ thấp: Kết tinh, đông đặc nhiệt độ thấp; gây tắc nghẽn lưới lọc, đầu phun động cơ; nhiệt độ kết tinh tùy thuộc vào nguyên liệu Ưu nhược điểm nhiên liệu Biodiesel 2.1 Ưu Điểm Về mặt môi trường: Giảm lượng phát thải khí CO2, giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính Khơng có chứa hợp chất lưu huỳnh (