Sn phm du m thng phm NHIEN LIU c

Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Chương I NHIÊN LI U CHO Đ NG C XĔNG 1.1 Gi i thi u chung v nhiên li u cho đ ng c xĕng Nhiên liệu dùng cho động xĕng đ ợc gọi xĕng, hỗn hợp chứa nhiều hợp chất khác Khi nghiên cứu thành phần hoá học dầu m , phân đo n dầu m nói chung hay xĕng th ơng phẩm nói riêng ng i ta th ng chia thành phần thành hai nhóm chất chủ yếu hợp chất hydrocacbon hợp chất phi hydrocacbon Nhiên liệu cho động xĕng s n phẩm quan trọng nhà máy lọc dầu, tr thành mặt hàng quen thuộc đ i s ng sinh ho t hàng ngày ng i nh ho t động s n xuất công nghiệp Động xĕng đ i sớm động Diesel (đ ợc phát minh đồng th i Pháp Đức vào kho ng 1860), phát triển m nh mẻ từ sau nĕm 50 kỷ tr ớc Với công nghiệp chế t o ô tô đ i nh ngày cho đ i nhiều chủng lo i với công suất khác đ ợc áp dụng nhiều lĩnh vực đ i s ng s n xuất sinh ho t ng i Cùng với gia tĕng s l ợng động xĕng, nhu cầu xĕng nhiên liệu ngày tĕng nhanh, điều mang đến cho nhà s n xuất nhiên liệu hội c thách thức mới, b i thực tế, bên c nh lợi ích mà động mang l i cho ng i đồng th i th i môi tr chất độc h i làm nh h ng đến sức khoẻ c môi tr ng l ợng lớn ng sinh thái Vì xĕng th ơng phẩm bắt buộc ph i b o đ m đ ợc yêu cầu liên quan đến trình cháy động cơ, hiệu suất nhiệt mà ph i b o đ m yêu cầu b o vệ môi tr Thông th ng ng xĕng th ơng phẩm cần đ t đ ợc yêu cầu b n nh sau: Kh i động t t nhiệt độ thấp Động ho t động khơng bị kích nổ ThS Trương Hữu Trì Trang Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Khơng kết tủa, t o bĕng bình chứa c chế hồ khí Khơng t o nút hệ th ng cung cấp nhiên liệu Dầu bơi trơn bị pha lỗng b i xĕng Trị s octan bị thay đổi thay đổi t c độ động Các chất độc h i th i môi tr ng t t Xĕng nhiên liệu thu nhận đ ợc nhà máy lọc dầu, ban đầu từ phân x ng ch ng cất khí quyển, nhiên hiệu suất thu xĕng từ trình thấp vào kho ng 15% kh i l ợng dầu thô ban đầu Khi nhu cầu xĕng tĕng lên phân đo n khơng đủ để cung cấp cho nhu cầu thực tế, bắt buộc ng i ph i chế biến phần thu khác nhằm thu hồi xĕng với hiệu suất cao hơn, điều làm xuất phân x x ng khác nh phân ng crắckinh, alkyl hoá Ngồi lý vừa nêu yêu cầu hiệu suất động ngày tĕng chất l ợng xĕng ngày cao nên nhà s n xuất nhiên liệu ph i đ a nhiều trình s n xuất khác nhằm đ m b o yêu cầu xĕng th ơng phẩm Thực tế nhà máy lọc dầu xĕng th ơng phẩm đ ợc ph i trộn từ nguồn sau: Xĕng trình FCC Reformat Xĕng ch ng cất trực tiếp Xĕng trình isomer hố Alkylat Xĕng q trình gi m nhớt, c c hố, q trình xử lý hydro Xĕng thu đ ợc từ trình tổng hợp nh Methanol, Ethanol, MBTE Nói chung hai lo i nguồn để phơi trộn, phần l i phụ thuộc vào yêu cầu chất l ợng xĕng yêu cầu Qu c gia mà nguồn nguyên liệu hàm l ợng đ ợc chọn khác ThS Trương Hữu Trì Trang Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Ví dụ: - Tỷ lệ nguồn ph i trộn xĕng th ơng phẩm 34,7 36,2 Mỹ (tr ớc nĕm 2000) Reformat Naphta nh? Isomerisat Alkylat/Polymerisat Ether Butan 5,6 13 1,8 Xĕng FCC 4,7 - Tỷ lệ nguồn ph i trộn xĕng th ơng phẩm 27,1 Tây Âu (tr ớc nĕm 2000) Reformat Naphta nh? 49,6 5,7 Isomerisat Alkylat/Polymerisat Ether Butan 1,8 5,9 - Tỷ lệ ph i trộn Xĕng FCC 7,6 Pháp từ nĕm 2000 Reformat 35% < Butan 5% Xĕng FCC 15% < < 25% Xĕng isomer hoá 0% < < 15% Alkylat 0% < < 20% MTBE 0% < < 5% (tr ThS Trương Hữu Trì < 45% ng hợp đặc biệt 10 µm Cyclone -Làm việc đ ợc môi tr ng áp suất cao nhiệt độ cao đến 5000C -Thu gom đ ợc c h t bụi có tính mài mịn -Chế t o đơn gi n, kích th ớc nh ,dễ sửa chữa -Hiệu suất cao -V n đầu t không lớn -Tổn thất áp suất thiết bị t ơng đ i cao -Chỉ lọc đ ợc h t bụi có kích th ớc >5µm -Tiêu t n điện nĕng ng Venturi -L u l ợng n ớc -Hiệu suất cao tiêu thụ lớn -có thể lọc h t bụi có -Tiêu hao nĕng kích th ớc từ 2-3µm l ợng lớn Lọc túi v i -Chi phí b o d ỡng -Lọc đ ợc c h t bụi cao kim lo i có kích th ớc nh -Túi lọc dễ bị thủng, nh h ng đến cơng -Hiệu suất lớn 98-99% suất lọc -Chi phí đầu t thấp -Không lọc đ ợc thiết bị lọc bụi tĩnh điện khí nóng có ĕn mịn hoá học Lọc điện -Hiệu suất làm s ch cao 90-99% -Nĕng l ơng tiêu hao - Kích th ớc lớn, tĩnh -Có thể tiến hành nhiệt cồng kềnh độ cao, mơi tr ng ĕn mịn -Chi phí đầu t lớn hố học -Có thể tự động hố khí hố hồn tồn ThS Trương Hữu Trì Ph m dụng vi ứng -Th ng đ ợc ứng dụng nhà máy cũ xí nghiệp có cơng suất thu hồi bụi có kích th ớc lớn -Lọc sơ tr ớc khí đ ợc lọc thiết bị lọc túi v i, lọc bụi điện -Đ ợc ứng dụng để lọc khí th i có hàm l ợng lớn, h t bụi có kích th ớc nh Trang 131 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Phương pháp xử lý SO2 Xử lý khí SO2 khí th i thực cách dựa vào kh nĕng hấp thụ hấp thụ chúng t ng quát ng i ta chia thành hai ph ơng pháp sau: Ph ơng pháp hấp thụ Ph ơng pháp hấp phụ Việc sử dụng ph ơng pháp tuỳ thuộc vào nồng độ SO2 khói th i yêu cầu tách Các thiết bị th ng đ ợc sử dụng nh sau: Tháp hấp thụ S đồ tháp đ m 1-L ới đệm; 2-Lớp vật liệu 3-Thiết bị t ới; 4-Lớp tách n ớc Thiết bị hấp thụ khí th i đ ợc sử dụng rộng rãi có hiệu qu cao tháp đệm (tháp tiếp xúc) Tháp đệm có tiết diện ngang hình trịn hay hình chữ nhật Trên tấml ới có đệm vịng Rachig, vịng có vách ngĕn… Thiết bị thích hợp để xử lý lo i khí độc h i, dễ hoà tan n ớc hay dễ ph n ứng với dung dịch hấp thụ nh khí th i có chứa SO2, HF, HCl l ợng dung dịch hấp thụ thiết bị kho ng 1,3-2,6 lít/m3 khí ThS Trương Hữu Trì Trang 132 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Tháp đệm có u điểm hiệu suất xử lý cao bề mặt tiếp xúc lớn, cấu t o đơn gi n, tr lực tháp không lớn lắm, giới h n làm việc t ơng đ i rộng Nh ợc điểm khó làm ớt đệm tháp cao q phân ph i chất l ng khơng n ớc th i sau hấp thụ nhiễm bẩn có cần ph i xử lý n ớc th i Đây lo i thiết bị hấp thụ dùng để xử lý khí SO2 hiệu qu Xử lý khí SO2 đá vơi (CaCO3) vơi nung (CaO) Xử lý khí SO2 vơi ph ơng pháp đ ợc áp dụng rộng rãi cơng nghiệp hiệu qu xử lý cao, nguyên liệu rẻ tiền sẵn có nơi Các ph n ứng hoá học x y trình xử lý nh sau: CaCO3 + SO2 CaO + SO2 2CaSO3 + O2 = CaSO3 +CO2 900÷12000C = CaSO3 = 2CaSO4 u điểm bật ph ơng pháp xử lý khí SO2 sữa vơi cơng nghệ đơn gi n, chi phí đầu t ban đầu khơng lớn, chế t o thiết bị vật liệu thông th ng, không cần đến vật liệu ch ng axit khơng chiếm nhiều diện tích xây dựng Ngồi ng i ta cịn sử dụng ph ơng pháp sau để xử lý Xử lý khí SO2 amoniac Xử lý khí SO2 amoniac vơi Xử lý khí SO2 Magie oxit (MgO) Gi m thiểu nồng độ khí NOx khói th i Có ph ơng pháp khắc phục nhiễm khí NOx, khói th i là: Xử lý khí NOx khói th i hấp thụ, hấp phụ Gi m thiểu l ợng NOx chất gây ph n ứng khử có xúc tác Gi m thiểu phát th i khí NOx cách điều chỉnh trình cháy Trong ba ph ơng pháp đó, ph ơng pháp cu i có lẽ lo i gi i vấn đề từ g c kinh tế nhất, cần đ ợc quan tâm tr ớc hết ThS Trương Hữu Trì Trang 133 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Chương VI BITUM 6.1 Thành ph n hoá h c c a Bitum 6.1.1 Giới thiệu chung Bitum Bitum s n phẩm đ ợc ứng dụng nhiều thực tế cho cơng trình giao thơng, thuỷ lợi, xây dựng, công nghiệp Bitum xuất từ lâu, thu nhận từ công nghiệp chế biến than công nghiệp chế biến dầu m Khi ngành công nghiệp chế biến dầu m phát triển m nh mẻ s n phẩm từ công nghiệp chế biến dầu m nói chung Bitum nói riêng thu đ ợc với s l ợng lớn giá c rẻ Vì vậy, ngày Bitum đ ợc dùng thực tế phần lớn thu nhận từ dầu m Mặc dù Bitum đ ợc biết đến từ lâu nh ng thành phần hoá học cấu trúc ch a đ ợc xác định cách r ràng b i hợp chất có cấu trúc phức t p, ngồi phụ thuộc vào nguồn thu nhận Tuy nhiên, ph ơng pháp phân tích đ i nh phân tích kh i phổ, phân tích phổ hồng ngo i, phân tích sắc ký kết hợp với ph ơng pháp phân chia vật lý ch ng cất, trích ly, hấp thụ, hấp phụ thành phần Bitum ngày đ ợc xác định r dần, hợp chất hydrrocacbon đa vịng ng ng tụ cao hydrocacbon ng ng tụ l u huỳnh, oxy, nitơ kim lo i Vì vậy, nghiên cứu Bitum t ơng tự nh nghiên cứu nhiên liệu đ t lị ng i ta khơng phân chia thành phần hoá học Bitum theo họ hydrocacbon phi hydrocacbon nh thông th điểm nhóm chất mà chúng có nh h ng mà ng i ta dựa vào đặc ng lên tính chất sử dụng Bitum 6.1.2 Thành phần hoá học Bitum Cũng gi ng nh tất c s n phẩm dầu m khác, thành phần Bitum chứa nhiều hợp chất cacbon hydro, nh ng Bitum hàm l ợng hợp chất dị ngun t (hợp chất ngồi cacbon hydro cịn chứa thêm nguyên t khác nh l u huỳnh, oxy, nitơ) chứa hàm l ợng đáng kể B i vậy, thành phần hoá học Bitum phức t p, q trình nghiên cứu th ThS Trương Hữu Trì ng dựa Trang 134 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm việc phân tách Bitum thành nhóm chất nh vào kh nĕng hồ tan chúng dung môi khác Sau ta nghiên cứu trình 6.1.2.1 Quá trình xử lý Bitum dung mơi Dựa vào việc lựa chọn dung mơi, ta tách Bitum thành nhóm chất khác theo trọng l ợng phân tử chúng Khi cho Bitum hoà tan dung mơi sulfua cacbon (CS2) ta thu đ ợc hàm l ợng nh (th ng không 2%) chất rắn không tan, chất đ ợc gọi cacboit Thực tế cacboit khơng hồ tan dung mơi nào, d ng cacbon thiên nhiên nh cacbon graphit Trong dầu m ngun khai khơng có mặt d ng hợp chất này, chúng xuất trình chế biến, q trình với có mặt oxy nhiệt độ cao Cho Bitum hoà tan dung môi tetracloruacacbon (CCl4), phần không tan thu đ ợc tiếp tục hồ tan dung mơi sulfua cacbon (CS2), ta thu đ ợc hai phần Phần thứ khơng tan dung mơi sulfua cacbon (CS2) cacboit, phần thứ hai tan dung môi sulfua cacbon (CS2) đ ợc gọi cacben (th ng hàm l ợng cacben không 0.2%) Cũng t ơng tự nh cacboit, cacben khơng có dầu m nguyên khai chúng hình thành trình chế biến Nếu cho Bitum vào tan dung môi hydrocacbon no nhẹ nh pentan, hexan, heptan, octan phần tan dung môi đ ợc gọi malten phần không tan chất rắn màu đen đ ợc gọi asphalten Trọng l ợng asphalten lớn malten Tuy nhiên ranh giới không đ ợc r ràng, trọng l ợng phân tử malten nằm kho ng từ 400 đến 11000, trọng l ợng phân tử asphalten từ 800 đến 100000 tuỳ thuộc vào dung mơi hồ tan nguồn g c dầu m Ngoài lo i dung mơi ng i ta cịn dùng s dung mơi khác để tiến hành trích ly Bitum Khi dùng butanol-I để hoà tan Bitum sau dùng heptan aceton nhiệt độ thấp để tiếp tục trích ly ta thu đ ợc s n phẩm nh sơ đồ sau: ThS Trương Hữu Trì Trang 135 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm BITUM Trích ly Butanol-I Asphalten Dầu Trích ly heptan Asphalten Trích ly bắng aceton - 32oC Nhựa Dầu parafin Dầu Naphten Nh vậy, cần q trình trích ly đơn gi n ta thu đ ợc ba nhóm chất khác asphalten, nhựa, dầu Với lo i nguyên liệu hàm l ợng hợp chất thay đổi nhiều chúng phụ thuộc vào lo i dung mơi trích ly điều kiện tiến hành Ví dụ: với nguyên liệu dầu Mêxico, dung mơi pentan l ợng asphalten thu đ ợc là: 33.5% nhung dung mơi n-heptan hàm l ợng có 25.7% nhiệt độ trích ly tĕng lên l ợng asphalten thu đ ợc gi m 6.1.2.2 Q trình xử lý Bitum dung mơi chất hấp phụ Khi cho nhóm chất thu đ ợc ph ơng pháp trích ly nh ch y qua cột hấp phụ nh đất sét, sicagel dầu, nhựa đơi c asphalten sẻ đ ợc tách ra, nh nh vào trình ta thu d ợc họ Parafinc, Naphtenic, Aromatic hay nhiều vòng, hợp chất phức hợp l u huỳnh Ngoài ng i ta kết hợp ph ơng pháp nêu với việc ch ng cất chân khơng để phân chia Bitum thành nhóm chất nh hơn, nhiên không bao gi thu đ ợc hợp chất tinh khiết ThS Trương Hữu Trì Trang 136 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm 6.1.3 B n chất hố học cấu trúc nhóm chất có mặt Bitum Để hiểu r b n chất nhóm chất Bitum ta tiến hành xác định trọng l ợng phân tử trung bình chúng, phần trĕm nguyên t , nhóm chức (nhóm axit, ester, ceton, eter, amin, amit ), cấu trúc b n nh nparaffin, iso-paraffin, naphten, aromatic ph ơng pháp phân tích phổ đ i nh kh i phổ xác định đ ợc trọng l ợng phân tử s cấu trúc đơn gi n, phổ hồng ngo i xác định đ ợc độ dài tỷ lệ nhánh, ph ơng pháp cộng h ng từ h t nhân định đ ợc cấu trúc vòng phức t p Nh vào ph ơng pháp mà ng i ta hiểu r b n chất hoá học Bitum Nh phần đầu giới thiệu, dùng dung mơi nhẹ ta tách Bitum thành hai nhóm chất malten asphalten, bây gi ta nghiên cứu hai nhóm chất 6.1.3.1 Nhóm chất malten Malten hợp chất hydrocacbon hợp chất dị nguyên t Đây chất l ng nhớt có màu nâu đậm Thành phần nguyên t có chứa nitơ, oxy, hàm l ợng lớn l u huỳnh từ 2.5 đến 5.5% tuỳ theo lo i Bitum Khi xem xét Bitum nhiều tác gi dùng khái niệm tỷ s C/H Đ i với malten tỷ s kho ng 0.7 điều chứng t thành phần ph i chứa nhiều hợp chất vòng no, vòng thơm hay hợp chất lai hợp chúng với hay với paraffin Điều đáng ý thành phần malten không chứa olêfin, hợp chất xuất có cracking Để nghiên cứu kỷ malten ta cho chúng hồ tan botanol-I ta thu đ ợc hai nhóm chất khác nhóm thứ dầu tan dung mơi nhóm dầu cịn nhóm thứ hai khơng tan nhựa Nhóm dầu Nhóm dầu chia thành hai nhóm nh : dầu parafin dầu aromatic Dầu paraffin: hợp chất có m ch dài chứa đồng th i hợp chất nparaffin, iso-paraffin, cyclopetylparaffin, cyclohexylparaffin alcolyaromatic với s nguyên tử cacbon từ 20 đến 32 lớn 70 tuỳ theo tác gi ThS Trương Hữu Trì Trang 137 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Dầu aromatic: nhóm dầu có tính chất sau: Trong thành phần chúng khơng có hợp chất có nhân thơm mà th ng nhân thơm đ ợc gắn với paraffin hay vòng no khác Cấu trúc th ng gặp d ng naphteno - aromatic Các vòng thơm ng ng tụ với khơng có xếp theo cấu trúc thẳng đ i với nhân Các hợp chất chứa từ đến nhân thơm, vịng hợp chất hydrocacbon hợp chất dị vòng Các hợp chất dị nguyên t chiếm tỷ lệ khác lớn, tr ớc hết hợp chất l u huỳnh tồn t i d ới d ng thiofen, hợp chất oxy tồn t i d ới d ng axit, ester d ới d ng phênol Nhóm nhựa Nhóm hợp chất mang đặc tính aromtic r rệt, khơng cịn thành phần paraffin, cấu trúc chủ yếu naphteno-aromatic với nhánh thẳng gắn vòng Hàm l ợng hợp chất dị nguyên t tĕng lên nhanh đ i với l u huỳnh nitơ Các hợp chất hydrocacbon không cịn mà thay vào hợp chất với m ch hydrocacbon dài kết n i với qua nguyên t phi hydrocacbon nh l u huỳnh, nitơ Trọng l ơng phân tử, tỷ lệ C/H nhựa lớn dầu, nhiên s khác biệt khó xác định đ ợc xác Một s tác gi cho trọng phân tử nhựa nh 1000, s tác gi khác cho nằm kho ng 1000 đến 2000 có tác gi cho giá trị nằm kho ng 1700 đến 3800 Các giá trị thay đôi kho ng rộng phụ thuộc vào nguồn g c Bitum, lo i dung mơi, cách tiến hành trích ly thu nhận Bitum cách đo kh i phổ Nh vậy, đ i với Bitum xem xét từ dầu đến nhựa ta thấy thay đổi r nét cấu trúc Cụ thể đặc tính aromatic tĕng lên kèm theo tĕng hợp chất dị nguyên t , tĕng trọng l ợng phân tử cu i tính chất nhựa mang tính chất asphalten ThS Trương Hữu Trì Trang 138 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm 6.1.3.2 Nhóm chất asphalten Asphalten chất rắn, b có màu nâu t i, có điểm ch y kho ng 120 đến 400oC, tỷ trọng lớn 1, trọng l ợng phân tử khó xác định, th ng lớn 1000 Hàm l ợng tính chất Bitum phụ thuộc yếu t sau: Lo i dầu thô (nguồn nguyên liệu): hàm l ợng asphalten thay đổi từ nh 1% đến 40% trọng l ợng Bitum Cách tiến hành để thu nhận Bitum: bitum thu nhận trực tiếp từ dầu thơ, từ cặn chung cất khí quyển, cặn ch ng cất chân khơng, cặn q trình cracking B n chất dung môi điều kiện tiến hành trích ly Cũng gi ng nh nhựa, cấu trúc asphalten phức t p, hợp chất hydrocacbon khơng cịn mà thay vào hợp chất dị nguyên t với cấu trúc m ch hydrocacbon dài có chứa nguyên t nh l u huỳnh, nitơ, oxy s kim lo i nh Ni, V với hàm l ợng thấp kho ng vài trĕm phần triệu Hàm l ợng cacbon asphalten th ng lớn 85% tỷ lệ C/H kho ng điều cho thấy cấu trúc chúng gồm nhiều hợp chất ng ng tụ cao, đặc tính aromatic thể r nét nhựa, hàm l ợng hợp chất dị nguyên t tĕng lên nhiều Nh vậy, so với malten asphalten trọng l ợng phân tử, đặc tính aromatic mức độ ng ng tụ tĕng lên, gi m cycloparaffin m ch nhánh dài, m ch dài có chứa nguyên tử cacbon nh ng chủ yếu nhóm mêtyl Trong vài lo i Bitum hàm l ợng oxy lớn 8% nh ng thông th ng giá trị không v ợt 2% Oxy asphalten tồn t i chủ yếu d ới hai d ng cacbonyl ester, ngồi cịn tìm đ ợc oxy tồn t i d ới d ng cầu n i để t o hợp chất eter L u huỳnh asphalten tồn t i d ới d ng vòng ổn định nh d ng cấu trúc thiophen, ngồi cịn tìm thấy d ng hợp chất chứa nhiều hai nguyên tử l u huỳnh phân tử Nitơ asphalten tồn t i d ới d ng vòng ổn định nh cấu trúc pyridin, porpyrin ThS Trương Hữu Trì Trang 139 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Trong asphalten chứa nhiều kim lo i khác nh Ni, Fe mà tr ớc đáng ý V kho ng 400 p.p.m kim lo i tồn t i porpyrin, hợp chất kim khống chất Qua phân tích cho thấy cấu trúc Bitum ch a thể xác định đ ợc r ràng Tuy nhiên với thông tin việc phân tích cấu trúc đáng tin cậy nh cho ta biết đ ợc biến thiên cấu trúc Bitum từ phân đo n nhẹ sang phân đo n nặng gi m dần biến cấu trúc hydrocacbon để thay dần cấu trúc phi hydrocacbon, trọng l ợng phân tử tĕng dần, tính aromatic tĕng lên, theo biến thiên cấu trúc hydrocacbon d ng naphteno-aromatic với nhánh thẳng chiếm u dần m ch thẳng gi m dần Nh vậy, Bitum đ ợc cấu t o từ hai phần chính, phần thứ chất l ng nhớt malten phân tán chất rắn asphalten thực chất chúng tồn t i nh hệ keo 6.1.4 Cấu trúc hệ keo Bitum Qua phân tích thành phần cho thấy Bitum chứa nhiều nhóm chất có cấu trúc khác tuỳ thuộc vào nguyên liệu, dung môi, điều kiện tiến hành nh ng cách tổng q ta chia thành hai nhóm chính: Nhóm malten tồn t i nhóm asphalten tồn t i tr ng thái l ng tr ng thái rắn Hai nhóm chất tồn t i Bitum để t o hệ keo malten mơi tr ng phân tán cịn asphalten t ớng phân tán Thực tế micelle hệ keo khơng chứa asphalten mà cịn chứa hợp chất aromatic nhiều vòng malten Tuỳ theo lo i micelle có đ ợc keo hố hay khơng mà Bitum có tính chất khác Bitum keo hố đ ợc gọi "gel" cịn có pepti hố x y hồn tồn Bitum đ ợc gọi "sol" Mức độ keo hoá phụ thuộc vào đồng th i b n chất malten, asphalten nồng độ thành phần Sự keo hoá xãy hoàn toàn nh malten chứa l ợng hợp chất aromatic đủ lớn để t o đ ợc lực hấp phụ m nh đ i với asphalten, tr ng hợp ng ợc l i xãy keo hố chí có kết tủa asphalten Trong tr ng hợp ta gọi Bitum có cấu trúc gel có lực hút qua l i micelle ThS Trương Hữu Trì Trang 140 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm 6.1.5 Xu hướng biến đổi Bitum trình b o qu n sử dụng Trong trình b o qu n sử dụng Bitum ln tiếp xúc tác nhân gây oxy hố, dễ bị biến đổi tính chất B n chất trình biến đổi trình oxy hố kết qu t o hợp chất nặng Trong thành phần Bitum hợp chất aromatic ổn định dễ bị oxy hoá để t o hợp chất nặng cịn hợp chất paraffin có độ ổn định oxy hố cao nên khó bị oxy hố Khi bị oxy hố nhóm dầu sẻ biến đổi chuyển dần thành nhóm nhựa cịn nhóm nhựa biến đổi dần thành asphalten Nh trình biến đổi hàm l ợng nhóm nhựa khơng thay đổi mấy, nhóm dầu sẻ gi m ng ợc l i nhóm asphalten tĕng lên 6.2 nh h ởng c a thành ph n hoá h c đ n tính ch t sử d ng c a Bitum Tuỳ theo lĩnh vực sử dụng mà có yêu cầu cụ thể tính chất định Bitum Tuy nhiên yêu cầu chủ yếu tập trung vào kh nĕng ch ng l i tác động mơi tr ng bên ngồi nh lão hố, độ dẻo độ cứng Bitum phần tr ớc nghiên cứu cho thấy thành phần hoá học Bitum có chứa nhiều nhóm chất khác Trong q trình sử dụng nhóm chất sẻ có vai trị khác việc đ m b o yêu cầu nêu Thông th ng, đ i với Bitum trình sử dụng ng i ta quan tâm đến ba nhóm chất sau: nhóm dầu, nhóm nhựa asphalten Nhóm dầu: Trong q trình sử dụng Bitum th ng chịu tác động tác nhân gây oxy hố nh n ớc, khơng khí, khí độc, nhiệt độ, xúc tác Bitum dễ bị biến chất Nh nhóm dầu có chứa nhiều hợp chất hydrocacbon no làm chậm l i q trình biến chất Nhóm nhựa: Nhóm nhựa Bitum đặc tr ng cho tính dẻo điều có ý nghĩa lớn Bitum đ ợc sử dụng nơi chịu t i nặng có thay đổi lớn nhiệt ThS Trương Hữu Trì Trang 141 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm độ, nh hàm l ợng nhóm chất thấp Bitum tr nên dòn dễ bị nứt dẫn đến bị h h ng Nhóm asphalten: Nhóm Bitum đặc tr ng cho độ cứng kh gắn kết vật liệu Nh vậy, nhóm chất đặc tr ng cho tính chất định bitum trình sử dụng Khi Bitum dùng làm nhựa đ ng địi h i ph i có độ gắn kết đá định, độ cứng cao, độ dẻo cần thiết nhiệt độ thấp độ chịu nắng m a để h n chế biến chất Khi Bitum dùng làm vật liệu s n xuất lợp xây dựng khơng cần độ cứng, độ dẻo lớn nh ng địi h i kh nĕng ch ng l i tác nhân gây oxy hố bên ngồi lớn 6.3 ng d ng phân lo i 6.3.1 Lĩnh vực ứng dụng Bitum Bitum đ ợc ứng dụng nhiều lĩnh vực sau: Xây dựng cơng trình giao thơng Ch ng thấm cơng trình thuỷ lợi Ch ng thấm cơng trình dân dụng Dùng làm vật liệu xây dựng dân dụng Bitum đ ợc dùng nh sơn nhằm ch ng thấm, ch ng ĕn mòn, chất cất điện Trong ứng dụng l ợng bitum sử dụng cho cơng trình công cộng nh đ ng xá, sân bay, cầu c ng, canh m ơng chiếm kho ng 85% 6.3.2 Phân lo i Bitum Nh thấy bitum thu nhận từ nhiều nguồn khác đ ợc sử dụng cho nhiều mục đích nên thành phần thay đơi kho ng rộng Vì có nhiều phân lo i bitum khác ThS Trương Hữu Trì Trang 142 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm Nếu dựa vào nguồn g c công nghệ chế biến tr ng thái vật lý để chia Bitum thành lo i khác Khi dựa vào nguồn g c vật liệu ban đầu nthì Bitum đ ợc chia thành lo i sau: Bitum dầu m Bitum than đá Bitum thiên nhiên Khi dựa vào cơng nghệ chế biến ng i ta chia Bitum thành lo i sau: Bitum bã Bitum oxy hoá Khi cĕn vào tr ng thái vật lý điều kiện th ng Bitum đ ợc chia thành lo i sau: Bitum rắn Bitum đặc Bitum l ng Ngồi cách phân lo i trên thực tế bitum th ng phân chia dựa vào tính chất sử dụng mà cụ thể dựa vào độ xuyên kim hợac độ xuyên ki8m nhiệt độ ch y mềm để phân chia thành lo i khác Viêt Nam, bitum đ ợc chia theo độ xuyên kim thành lo i nh sau: 20/30, 40/60, 60/70, 70/100, 100/150,150/250 Pháp bitum đ ợc phân chia dựa vào độ xuyên kim nhiệt độ ch y mềm: 75-30 85-25 90-40 100-40 125-30 ThS Trương Hữu Trì Trang 143 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm 135-6 103-13 150-0 170-2 Ý nghĩa s : s đầu nhiệt độ ch y mềm, s sau độ xuyên kim kho ng xác định Ví dụ: lo i thứ nhiệt độ ch y mềm kho ng từ 80-90oC độ xuyên kim mằn kho ng Trong lo i lo i đầu nh ng đặc lo i cu i tr ng thái mền, 6,7 tr ng thái tr ng thái rắn 6.4 Chỉ tiêu kỹ thu t sử d ng c a Bitum Cũng gi ng nh s n phẩm khác dầu m Bitum mu n tr thành s n phẩm th ơng phẩm, ph i đ t đ ợc tiêu kỹ thuật sử dụng định 6.4.1 Độ xuyên kim Để đặc tr ng cho độ cứng, độ dính quánh Bitum ng i ta đ a khái niệm độ xuyên kim Độ xuyên kim đ ợc đo độ ngập sâu kim chuẩn mẫu thử điều kiện thí nghiệm (bộ kim chuẩn có trọng l ợng 100g, rơi tự th i gian giấy nhiệt độ 25oC) độ xuyên kim đ ợc tính 1/10 mm Độ xuyên kim Bitum phụ thuộc vào thành phần hố học nó, hàm l ợng asphalten lớn giá trị nh , cịn hàm l ợng nhóm dầu tĕng độ xun kim tĕng 6.4.2 Độ dẻo Khi làm việc nhiệt độ Bitum sẻ thay đổi độ dẻo Bitum sẻ thay đổi theo ThS Trương Hữu Trì Trang 144 Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm nhiệt độ xu ng thấp độ dẻo Bitum gi m đi, đồng th i độ dòn tĕng lên, tr ng hợp Bitum dễ bị vỡ chịu lực tác động từ mơi tr để đặc tr ng cho tính dẻo ng ng bên i ta dùng khái niệm độ kéo dài Độ kéo dài Bitum phụ thuộc vào b n chất hố học nó, hàm l ợng nhựa nhiều độ kéo dài lớn, cịn asphalten lớn giá trị gi m xu ng 6.4.3 Nhiệt độ ch y mềm Nhiệt độ ch y mềm nhiệt độ đọc đ ợc nhiệt kế viên bi chuẩn chứa mẫu thử rơi xu ng ch m đến đáy dụng cụ thí nghiệm ThS Trương Hữu Trì Trang 145 ... độ chớp cháy đ ? ?c x? ?c định hai lo i thiết bị c c kín c c h kh? ?c nên t ơng ứng ta c? ? hai lo i nhiệt độ chớt cháy c c kín c c h lo i c c ng dùng cho lo i s n ph? ?m c? ? độ bay lớn c? ??n lo i c c h... hydrocacbon c? ? s ngun tử từ C4 ÷ C1 0 chí c? ? c hydrocacbon nặng nh C1 1, C1 2 c C13 Ngoài thành phần hố h? ?c xĕng c? ??n chứa h? ?m l ợng nh hợp chất phi hydrocacbon l u huỳnh, nitơ oxy Với s nguyên tử cacbon... octan - Theo ph ơng pháp nghiên c? ??u (RON) Thành Phần C? ??t, 0C Đi? ?m sơi đầu 10% Thể tích 50% Thể tích 90% Thể tích Đi? ?m sơi cu i C? ??n cu i Ĕn m? ?n đồng 50 0C/ 3h ASTM D2699 max max max max max Báo c? ?o