VIEN DAI HOC QUOC GIA
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU PHAM TP HO CHi MINH KHOA HOA TỔ HÓA CÔNG NÔNG - PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DAY de Has LUAN VAN TOT NGHIỆP ĐỀ TÀI :
BUOC ĐẦU TÌM tiÊU VỀ ĐẦU KHÍ
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG LƯU HUỲNH
MERCAPTAN l
TRONG CÁC NHIÊN LIỆU GỐC DẦU MỎ
Giáo viên hướng dẫn : Cô HUỲNH THỊ CÓC
Trang 2LOG CAM ON
Em v6 cing biét dn C6 HUYNH THI CUC da danh ohiéu thdi gian qui bau
tân tình hướng dẫn , chỉ dạy và tao mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành khóa luận Em xin trân trọng cám ơn Thdy NGUYEN VAN BINH đã dành nhiều thời
gian , công sức để xem xét và góp ý cho khóa luận được hoàn chỉnh
Em xin chân thành cảm ơn :
+Ban giám hiệu trường Đại Học Sư Phạm TP HCM +Ban chủ nhiệm khoa Hoá
+Bộ môn Hóa Công Nông - Phương Pháp Giảng Dạy
+Thấy TÍN , Thầy HÒA , Cô DUNG , Cô THÚY , Cô HƯƠNG , Cô
YÊN , Cô ĐIỆP , Cô THẢO , Cô THANH cùng tất cả các thẫy cô trong khoa
+Gia đình và tất cả bạn bè
Đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình làm luận văn
Trang 3GOS MO DAU
Trong sư nghiệp công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước , thực hiện nghị quyết 26 của bộ chính trị về “ Đẩy mạnh công tác nghiên cứa và áp dụng thành tựu khoa
học , công nghệ nhầm thực hiện có hiệu quả mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội quan
trong nhất * Trung tâm nghiên cứa và phát triển chế biến dấu khí , Viện nghiên cứu
khoa học và thiết kế dầu khí biển -Xí nghiệp Liên doanh dẫu khí Vietsopetro ( Tổng
công ty Dấu Khí Việt Nam ) , Công ty Dầu Khí Quốc Gia Petro Việt Nam ra đời và phát
triển đã đóng góp xứng đáng vào việc tao tiền để cơ bản cho hoạt động nghiên cứu , sản
xuất và xuất khẩu Xuất khẩu dau thô đã chiếm 1/3 tổng thu nhập xuất khẩu của Việt
Nam góp phan đáng kể trong sự chuyển mình vươn lên của đất nước và được mệnh danh là Con hổ châu Á vươn ra đương đầu với những thử thách của thị trường
Đến nay Việt Nam đã thu hút 6 tỉ đô la đầu tư nước ngoài , trong đó 1/3 đầu tư vào khu vực đầu khí trong nước với hi vọng tăng gấp 3 lần sản lượng vào thời điểm bước sang thế kỷ mới , “ Việt Nam đã ưu tiên hàng đầu cho việc phát triển nền công nghiệp dấu khí và nhận thức được rằng dấu và khí sẽ là nến tảng của quá trình đổi mới và
hướng tới nền kinh tế thị trường ” Đây thực sự là ngành kinh tế mũi nhọn , nhưng do
còn non trẻ nên phải phấn đấu và nổ lực rất nhiều trong tất cả các hoạt động mới có thể tiếp cận được trình độ quốc tế và có thể góp phẩn tích cực vào việc phát triển nến kinh
tế quốc đân
Trong khuôn khổ của một khóa luận tốt nghiệp , với mong ước được tìm hiểu , học hỏi thêm về một chuyên ngành hấp dẫn và đầy tính thuyết phục này , em đã mạnh
đạn chọn để tài "Xác định hàm lượng lưu huỳnh mercaptan trong các nhiên liệu gốc dầu mở “nhằm giới thiệu một cách tổng quát về dẫu khí , về trữ lượng , chất lượng của
đầu khí Việt Nam và một số nước , lí thuyết của các quá trình lọc chế biến lọc dẫu , hóa
dầu , những sản phẩm dẫu mỏ chủ yếu .Thành phần cơ bản của đầu mỏ là các hợp chất
hydrocacbon , ngoài ra còn có các tạp chất như nước , muối , các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh , nitơ và một số hợp chất khác Trong đó , hàm lượng lưu huỳnh trong dầu mỏ là một trong những yếu tố quyết định nên tính chất dẫu thô Sự có mặt của các hợp chất hữu cơ có chứa lưu huỳnh gây hại cơ bản trong quá trình chế biến , gây ô nhiễm môi trường Do vậy, việc xác định hàm lượng lưu huỳnh mercaptan ( RSH ) trong các
nhiên liệu gốc dầu mỏ là rất cẩn thiết để đánh giá được chất lượng nhiên liệu và có
những biện pháp xử lí chuyên biệt
Do thời gian , điểu kiện thí nghiệm và kiến thức còn hạn chế nên những phẩn
được trình bày trong khóa luận có ít nhiều sai sót , em rất mong được sự góp ý của quí thấy cô , bạn bè để khóa luận được hoàn chỉnh hơn
Trang 4I- TỔNG QUAN:
A-Khái niệm chung:
[- ố
Cho đến nay có nhiều giả thiết vể nguồn gốc dẫu mỏ, trong đó lí thuyết về nguồn gốc hữu cơ của đầu mỏ được nhiều người thừa nhận
Dầu mỏ là một loại nham thạch trầm tích biển như đá vôi, cát, đất sét với thành phần cơ bản là các hydrocacbon được tạo thành do xác các loại động thực vật, nguyên sinh vật và phiêu sinh vật sống quần tụ thành từng lớp ở mặt đáy biển với khối lượng khổng lổ Những xác hưũ cơ này tích tụ ở các biển kín cận bờ biển hay vịnh biển mà nước biển không xao động lớn để không bị dòng hải lưu lôi cuốn đi Ngoài ra chúng còn có thể lẫn lôn cùng với đất tạo thành một túi bùn hữu cơ tẩm nước mặn và các vi khuẩn yếm khí
Dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất thích hợp, cùng với sự có mặt của các chất xúc tác tự nhiên như các silicat acid, các loại sét philit, đã dan dan kh oxi cla các chất
hữu cơ để sinh ra các loại hydrocacbon Người ta đã tìm thấy các vi khuẩn yếm khí tại các trầm tích biển, các lớp nước mặn trong dâu mỏ
Dẫu mỏ nhẹ dễ bốc hơi nên khi tạo thành chúng rất linh động Chúng chỉ dừng
lại ở một nham thạch mà ở đó không thể đi chuyển được nữa, nơi này được gọi là bẫy
đầu tức là lỗ nhỏ li tỉ để cho dầu di chuyển được, nhưng bao quanh làmôt lớp nham thạch kín, không cho dầu mỏ và khí thoát ra
Dâu mỏ là một hỗn hợp phức tạp của nhiều loại hydrocacbon khác nhau và các tạp chất phi hydrocacbon hòa tan trong đó Các hydrocacbon trong dầu mỏ gồm 4 nhóm chính : parafin , olefin , naphtalin và hydrocacbon thơm Các hợp chất phi hydrocacbon
trong déu mỏ chủ yếu là các hợp chất S,O,N Ngoài ra trong dầu mỏ còn chứa
nhiều nguyên tố kim loại và á kim khác như : V, Ni, Fe ,Ca,K,Cu, Si, P, As * Nhóm hydrocacbon parafin gỗm từ metan , ctan , propan , butan đến
hexadecan :
- Từ C¡ đến C¿ : ở thể khí
- Từ C; Đến Cy :ở thể lỏng
- Từ €¿s trở lên : ở thể rắn
Những hydrocacbon ở thể khí , khi nằm trong vĩa dưới áp suất cao chúng
Trang 5Luận ván tối aghiệp_
thoát ra khỏi dầu tạo nên khí đồng hành có thành phần : CH; , C;H, ,C;H; , C;H¡; cùng một ít C¿H¡; trong đó C;H; và C;H¡o chiếm tỉ lệ cao
Những hydrocacbon parafin nằm trong phần nhẹ của dầu mỏ từ C¿ đến C;o với cấu trúc nhánh là thành phần rất quí làm cho xăng có khả năng chống kích nổ cao , trong khi đó những hydrocacbon có cấu trúc mạch thẳng có tác dụng ngược lại , làm giảm chất lượng xăng
Những hydrocacbon parafin có số nguyên tử cacbon cao hơn : từ C;s đến C¡s nim ở phần trung bình của dẫu mỏ có cấu trúc thẳng lại là những cấu tử rất quí đối với nhiên liệu phản lực và nhiên liệu diezel vì chúng có khả năng tự bốc cháy dễ dàng khi nén ép Trong công nghiệp hóa dẫu , những hydrocacbon parafin nằm trong phần nhẹ
của dầu thô hoặc trong khí đồng hành là những nguyên liệu rất quí để sản xuất olefin
thấp như ctylcn propilen , butilen hoặc butadien Đó là nguyên liệu cơ sở của công nghiệp tổng hợp hóa học nhằm sản xuất các loại chất dẻo , cao su tổng hợp , sợi
Những parafin có cấu trúc mạch thẳng có số cacbon cao từ C;; trở lên nằm trong phân đoạn năng , thường tạo ra các tỉnh thể rấn trong dau thé , nếu hàm lượng của chúng quá lớn chúng có thể làm cho tồn bộ dẫu thơ bị đông đặc , mất hẳn tính linh động
ngay ở điều kiện bình thường Việc khai thác tổn trữ những loại dẫu thô này đặc biệt khó khăn , phải áp dụng nhiều biện pháp kỹ thuật chuyên biệt Khi chế biến , cẩn phải áp dụng những công nghệ phức tạp để tách chúng ra vì nếu không các hydrocacbon
parafin trọng lượng phân tử lớn này sẽ lẫn vào các sản phẩm , làm cho sản phẩm dễ bị mất tính linh động khi làm việc trong điều kiện thời tiết lạnh Tuy vậy , các parafin rấn được tách ra khỏi dầu thô lại là những sản phẩm được sử dụng phổ biến trong sản xuất
đèn cay , diém , làm chất cách điện trong công nghiệp điện tử Khi oxi hóa có mặt xúc
tác , từ các parafin này có thể nhận được acid béo hoặc rượu béo , khi cracking nhiệt có thể nhận được các olefin cao , tất cả các sản phẩm này đều là những nguyên liệu tốt để
sắn xuất cá hoạt động bể mặt có giá trị
* Nhớm hydrocacbon olefin thường ít gặp và có hàm lượng thấp trong dấu mỏ
Người ta hồn tồn khơng tìm thấy các hợp chất olcfin dang khí
*_ Các hợp chất naphteniíc có công thức tổng quát chung C„Hạ„ , phổ biến trong
dầu mỏ là loại hydrocacbon naphtenic vòng 5 cạnh và vòng 6 cạnh cùng các dẫn xuất ankyl của chúng
UL CLs
Ankil ( R ) ciclopetan Ankil ( R ) ciclohexan
Trang 6Luận vdo tốt aghiép -
Hydrocacbon naphtenic là thành phần rất quan trọng của nhiên liệu động cơ cũng như của dấu nhớt Các hydrocacbon naphtcnic một vòng làm cho xăng có chất lượng cao , những hydrocacbon naphtenic một vòng và có gốc ankyl đài là cấu tử quí cho nhiên liệu phản lực, nhiên liệu diezel Những hydrocacbon này đặc biệt có ý nghiã đối
với sản xuất dầu nhớt , vì chúng có nhiệt độ đông đặc thấp và độ nhớt ít thay đổi theo
nhiệt độ
Trong công nghiệp hóa học , những hydrocacbon naphtcn nằm trong phần nhẹ
của dầu mỏ là nguyên liệu rất quí để từ đó bằng quá trình chế biến có xúc tác (
reforming ) có thể sản xuất các hydrocacbon thơm như benzen ,toluen , xilen Những cấu tử này có trong xăng sẽ làm cho xăng có khả năng chống kích nổ cao Tuy vậy , trong số này benzen là yếu tố gây ung thư cho nên cẩn hạn chế hàm lượng trong xăng Benzen ,
toluen , xilen còn là những nguyên liệu cơ sở rất quan trọng trong công nghiệp tổng hợp
hóa hóa học , để sản xuất chất dẻo và sợi hóa học
* Các hydrocacbon aromatic có công thức tổng quát ( CTTQ ) chung C,Hạ„¿ Đa
phần trong dẫu thô các hydrocacbon aromatic có dạng các dẫn xuất của benzen
or
Ankil ( R ) benzen R
Những hydrocacbon aromatic có nhiều vòng ngưng tụ cũng có trong đầu thô , nhưng hàm lượng rất nhỏ , khoảng một vài phần trăm trong dẫu thô
Hydrocacbon aromatic là cấu tử làm nâng cao khả năng chống kích nổ của xăng động cơ Nhữnh hydrocacbon thơm một vòng có mạch ankyl đài với cấu trúc nhánh
nằm trong phần nặng của dầu mỏ là thành phần rất quí để sản xuất dầu nhớt có chất lượng cao vì độ nhớt biến đổi theo nhiệt độ Ngược lại , những hydrocacbon thơm nhiều
vòng không có mạch ankyl xung quanh , có khả năng ngưng tu cao là những cấu tử làm giảm rất nhiều chất lượng của dầu nhớt
Những thành phần khác :
Trong khí những thành phẩn không thuộc loại hydrocacbon đi kèm theo thường là : CO; ,N;, Ar, He, H;S
Trong dẫu mỏ những thành phẩn không thuộc loại hydrocacbon đi kèm theo chủ yếu là các chất nhựa, asphanten, các hợp chat S, N2, O› ,kim loại nang
+ Các chất nhựa và asphanten đểu giống nhau ở cấu trúc hệ vòng thơm 6 cạnh
ngưng tụ cao , trọng lượng phân tử của các chất nhựa thường thấp , từ 600 đến 1000 trong khi đó đối với asphanten trọng lượng phân tử lên đến 1000 đến 2500 hoặc thậm chí cao hơn Tỉ số nguyên tử cacbon nằm ở vòng thơm so với tổng số nguyên tử cacbon trong phân tử của nhựa chỉ từ 0,14-0,25 trong khi đó của asphantcn có thể đến 02 - 0,7 Vì
Trang 7Luận vần tốt nghiép -
trong lượng phân tử của các chất nhựa và asphantcn cao , nên thừơng tập trung nhiều trong các phần có nhiệt độ sôi cao của dầu mỏ, đặc biệt là ở phần cặn còn lại sau khi chưng cất
Những hợp chất này làm hạ thấp chất lượng của sản phẩm : sản phẩm thường
bị biến màu sẵm , khi cháy trong động cơ dễ tạo cặn , tao cốc , tạo tàn Các chất nhựa va asphanten có trong phân đoạn dẫu mỏ khi đưa đi chế biến bằng các quá trình xúc tác sẽ gây ngô độc xúc tác Tuy vậy những chất nhựa và asphantcn có trong đấu thô cũng có ý nghĩa khi xét chúng trên phương điện dùng để sản xuất nhữa đường (bitum) hoặc sản xuất than cốc
+ Các hợp chất hữu cơ chứa lưu huynh ( $ } là một trong những thành phắn làm xấu chất lượng dầu thô Đó là các hợp chất như sulfuahydro ( HạS ) , mecaptan ( RSH ), đisulfua ( R-S-S-R ) và sulfua vòng no, thiophcn Hàm lượng S trong dầu thô khoảng 0.5% được xem như là hàm lượng giới hạn tiêu chuẩn
+ Các hợp chất hữu cơ chứa Nitơ ( N): Với số lượng nhỏ nhưng là những chất rất độc đối với chất xúc t0ác sử dụng khi chế biến dầu mỏ , đồng thời gây tạo nhựa và làm cho các sản phẩm dẫu mỏ bị sẵm màu Khi có trong nhiên liệu sản phẩm cháy tạo ra NO, gây ô nhiễm môi trường Do đó những loại dầu thô chứa 0,25% hàm lượng N trở lên muốn chế biến bắt buộc phải đưa vào các quá trình chế biến chuyên biệt để loại
+ Các phức chất giửa kim loại với hợp chất hữu cơ phổ biến nhất là phức
porfirin với kim loại vanadi ( V ) , niken ( Ni ) , ngoài ra còn chứa rất ít các phức chất với kim loại khác như : sắt ( Fe ), đồng ( Cu ), chì ( Pb ), arsen (As ) Những kim loại này nim trong dâu thô sẽ làm ngộ độc chất xúc tác Hàm lượng của các kim loại trên chỉ được phép dưới 5-10 ppm trong nguyên liệu cracking và reforming Đặc biỆt các kim loại thường tập trung ở phẩn căn của dầu mỏ , do đó , trong quá trình sử dụng cặn dầu mỏ làm nhiên liệu cho các lò hơi công nghiệp nếu có mặt với tỉ lệ cao , sẽ gây nguy
hiểm vì dé tạo nên những hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp ( ) thấp , làm thủng lò ở
những điểm hình thành hợp kim đó
Hàm lượng các hợp chất hữu cơ kim loại nói trên có liên quan nhiều đến bản chất hóa học của dẫu mỏ Nói chung , trong dẫu thô chứa nhiều hydrocacbon parafin , hàm lượng V thường thấp , dưới 5 ppm Trong dẫu thô chứa nhiều asphantcn , thường có hàm lượng V cao , từ 100-1000 ppm Nếu dầu thô chứa ít V thì hàm lượng Ni thường lại nhiều có khi gấp 10 lần hàm lượng VỀ Hàm lượng V và Ni còn có liên quan đến độ chứa
S trong dẫu thô Trong các loại dầu thô nhiều S , chứa nhiều porfirin dưới dạng pfức với Ni Do đó , trong những loại dẫu thô nhiều S tỉ lệ V/Ni thường lớn hơn l1 ( từ 3-10 lan )
trong khi đó ở dầu ít S ,tử lệ này nhỏ hơn 1 ( thường 1a 0.1 )
+ Nước và các muới khoáng cũng hiện diện trong dầu mỏ với hàm lượng rất thấp (0.1-2% V ) chúng thường tổn tại dưới dạng huyền phù , nhủ tương hay tách lớp với dầu
Nước trong dầu mỏ có chứa nhiều muối khoáng khác nhau và một số kim loại dưới dạng khử hòa tan Các cation thường gặp : Na! , Ca", Mg”*, Fe", K* Anion CI’,
HCO,, SO¿Ÿ , SO¿Ÿ Ngoài ra còn một số oxit kim loại không phân li ở dạng keo AlzO; ,
Trang 8Luận ván tốt agiép _
Fe,O, , SiO; Nhiều nhất là Na” , CÏ , ngoài ra còn có Br,I ,B_ Hàm lượng chung các muối khoáng dưới l% , Một số muối khoáng rất dễ bị thủy phân dưới tác dụng của nhiệt
độ tao ra sản phẩm có hại MgCl; khi thủy phân tạo HCI gây ăn mòn hệ đường ống và
thiết bị công nghệ ,
a/ Nguyên liệu thô cho công nghiệp hóa chất _ :
Các sản phẩm dầu mỏ dùng làm nguyên liệu cho công nghiệp hóa chất gồm có
các hidrocacbon ở thể khí , các olcfin , các hydrocacbon thơm và một số naphten trích ra từ đầu mỏ Nguyên liệu thô trong kĩ nghệ hóa dầu: Đầu mỏ thé T I I 1 Các dung| |ankil và aril Km | hương | | L | Acid sunfiri |<4 thé khij thể lỏng _ sắp) Ỉ | os | ! | parafin olefin các loại isopre dixilo | |hương phương dấn _Ì Lên a
“aia “ein aie “rat [etfen] [tien] | ]
—>—— benzen| |toluen| | xiten |
in butilen| | isobutilen
Ngày nay hơn 3000 hóa chất được sản xuất từ nguồn dầu mỏ và chiếm một tỉ lệ khoảng T5% các hóa chất hiện nay đang được sử dụng
Dầu mỏ ở thể lỏng và thể rấn :
Ngoài các sản phẩm thu được chủ yếu để làm nhiên liệu , trong dầu mỏ thể
lỏng và rắn người ta còn trích ra được một số nguyên liệu sử dụng trong công nghiệp hóa
dầu
Quan trọng nhất trong những nguyên liệu này là hydrocacbon thơm như benzen toluen „ xilen được tách ra bằng một dung môi chọn lọc như phenon , fuafuran Một số các hợp chất thơm khác cũng được sinh ra do các phản tng cracking va reforming va phản ứng khử hydro của các naphten
Phân đoạn xilen bốc hơi trong khoảng 135-155°C có chứa 4 hydrocacbon thơm
:ø, m, p -xilen và etyl benzen Các thành phan này được phân tích do chưng cất phân
Trang 9Luận vần tốt nghiệp Các xilen được oxit hóa trong môi trường acid để cho ra acid tương ứng
CH, KH [O] CO = COOH
Ô/”" -“, (@{„» — @ CO \COOH
O-Xilen Anhidric phtalic Acid phtalic
Cac acid phtialic , iso phtalic ddng lam nguyên liệu trong kĩ nghệ tơ sợi b/ Dâu € vụ cô
Dâu khí không chỉ là nguồn cung cấp nhiên liệu mà còn là nguồn nguyên liệu
rất dồi đào cho ngành công nghiệp hóa chất Hơn 90% nguyên liệu là sản phẩm của dầu mỏ
VỤ: dung môi, bột giặt tổng hợp , hợp chất cao phân tử, phẩm nhuộm , nước hoa tổng
hợp , dược phẩm
® Dung mơi:
* Dung môi hydrocacbon
Các dung môi hydrocacbon đều được tách ra trong quá trình chưng cất phân
đoạn dẫu mỏ Dung môi hydrocacbon để thay thế dung môi dầu thông
n-hexan : CạH¡¿ E= 69°C d = 0.66 n-hcptan: C;H:; E=984C , d =0.68
Ete dầu hỏa là tên chung của 4 phân đoạn hydrocacbon bảo hòa
Trang 10Luầu ván tốt nghiệp _
Là phân đoạn giữa dấu xăng và dầu hỏa có nhiệt độ sôi trong khoảng 150-
200C , chứa khoảng 15% hợp chất hydrocacbon thơm cấp thấp và trên 80% hợp chất
hydrocacbon cấp cao
* Dung méi ancok bao gém ancol metylic , ancol etylic ,ancol isopropyyl , ancol etyl metyl, ancol t-butyl
+ Ancol metylic: CH:OH được điều chế từ CO và H trong khí thiên nhiên với ZnO làm xúc tác CO+2H; — CH,OH + Ancol ctylic CH;CH;OH được điểu chế bằng cách cộng trực tiếp hơi nước vào ctylcn , xúc tác là H;PO; CH,=CH, + H,O -> CH;CH;OH +Ancol isopropyl ©H;-CH-CH, va ancol t-butyl CHs -CH-CH;OH OH OH
được điểu chế như sau: trước hết người ta cho H;SO, tác dụng với olefin để cho ra sunfat ankyl và sau đó thủy giải để cho ra ancol và H;SO,l,chưng cất trực tiếp ta sẽ thu được ancol + Đối với những ancol cao cấp ta có thể điều chế bằng cách cho olcfin tác dụng với CO và H, xúc tác là Co VD C;H¡;+CH=CH; + CO+H; -> C;H;¿OH ancol nonil
Ngoài ra còn có xeton dung môi , este dung môi , ete dung môi , dung môi
hydrocacbon Clo hóa Tất cả các dung môi này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp
sơn , vecni và các polime Trong công nghiệo dược phẩm và mỹ phẩm dung môi cũng
được sử dụng rất nhiều để điểu chế các loại nước hoa Người ta dùng dung môi thích
hợp để trích các hoạt chất trong các được thảo Các được phẩm tổng hợp cũng được điều
chế và tỉnh chế trong dung môi
Hầu hết các hóa chất nguồn động vật , thực vật và khoáng sản được trích ra bằng các dung môi trên
® Bột giất tổng hợp :
Bột giặt được điểu chế từ nguồn xà phòng hóa các glixerit có nhược điểm là
tạo thành những trầm hiện không tan trong nước cứng làm cho các loại tơ sợi biến thành màu ngà và bị đổ lông Do đó để khống chế các nhược điểm này người ta điểu chế các loai bột giặt từ các sản phẩm dầu mỏ
Có 3 loại bột giặt : bột giặt anion , bột giặt caton và bột giặt không ion Các
Trang 11@ Hop chất cao phân tử:
Như chúng ta đã biết trong sản phẩm của dầu mỏ có chứa rất nhiều olefin mà
cơ chế phản ứng tạo thành hợp chất cao phân tử là do olcfin với sự có mặt của H;SO, vì thế mà sản phẩm dẫu khí chiếm vị trí hết sức quan trọng trong ngành tổng hợp hợp chất cao phân tử
Hợp chất cao phân tử có rất nhiều ứng dung trong kỹ nghệ , đời sống , chúng đã trở thành hợp chất không thể thiếu được trong moi ngành kĩ nghệ
® Chất dẻo:
Với ưu điểm là nhẹ hơn sắt (Fe) đồng ( Cu) , nhôm (AI) ,có độ bền chống mài mòn cao hơn thép , chống ăn mòn hóa học cao hơn vàng , bạch kim Chất dẻo không
cháy , không trương nở trong nước, không biến đổi tính chất ở nhiệt độ thấp cũng như
ở nhiệt độ cao ( : 100-300C : không biến đổi ) ;bển với các dung môi hữu cơ , có thể
ép khuôn dễ dàng , nấu chảy kéo thành sợi và cũng có thể nhuộm thành các màu sắc rựức rở khác nhau *Polictilen ( PE ): nCH;ạ=CH; + ‡ CH; - CH;‡, p =1000 atm ; tỨ= 100-300°C ,với sự có mật của oxi nồng độ 0.05% làm chất khơi màu
*Polipropilen ( P.P ) được điều chế bằng cách trùng hợp propilen với sự có mặt của triel nhôm hoac iso butil nhém va triclorua titan lam chất xúc tác
nCH; - CH=CH, => ena a
n
*Polivinil clorua ( PVC ) : PVC có tắm quan trọng lớn nhất trong số các dẫn xuất
Trang 12CH, 1 CH, ; CH,—— CH | a : COOCH,/ no polimetil acrilat polimetil metacrilat *Politetrafloroetilen ( Teflon ): CF; = CF; ¬ [—-CF:—CF;+-
Teflon không bị phân tích ở nhiệt độ 450°C , không tan trong bất kì dung môi
nào , có độ bến hóa học rất cao đưới tác dụng của oxit và kiểm , không bị các hạt cơ bản nguyên tử bấn phá , chúng được sử dụng chủ yếu trong công nghiệp hóa học , điện tử và trong các lò phản ứng hạch tâm
*Polivinil ancol: (PVA)
OH n
Ngoài khả năng dùng làm sợi , làm ống dẫn mềm dẻo PVA còn có đặc tính là ở
điểu kiện thường nó là vật liệu tương đối rấn nhưng trong môi trường ẩm nó sẽ mềm ra
như bọt biển, người ta lợi dụng tính chất này để vá vào phổi của bệnh nhân bị lao để
trong cơ thể chất dẻo cũng đàn hồi giống như phổi người qua một thời gian nó sẽ gắn
liền hẳn vào mô
Trang 13nCO(NH;) + HCHO -> -[ƑFNH—CO—NH—CH;+
n
® Cao su tổng hợp:
Cao su thiên nhiên là một polime cis l,l- poli isopren được sản xuất từ cây cao
su hêvêa Mặc dù cao su thiên nhiên có rất nhiều công dung nhưng không thỏa mãn
được yêu cầu kĩ thuật hiện đại , chẳng hạn như cao su thiên nhiên không chịu được tác dung của các dung môi hữu cơ :kiểm , xăng , dấu ; để lâu và dưới ánh nắng mát trời nó
sẽ mất tính đàn hồi và trở nên dòn , đốt nóng đến 150 ”C cao su sẽ trở thành một khối
dính mất tính đàn hồi và ở nhiệt đô thấp nó sẽ bị nứt để đáp ứng được nhu cẩu chất
lượng cũng như phẩm lương người ta đã tổng hợp các loại cao su từ nhiều nguyên liệu
khác nhau , đặc biệt từ nguồn dầu mỏ *polibutadien : nCH;=CH - CH<CH; -> -—+ CH;-CH=CH-CH-+, *Butadien stiren: n CH›;= CH - CH = CH; + C,HsCH=CH) ~-7- CH; -CH=CH - CH; - CH;- C CạH; n *Butadien -nitril :( GSA ) nCH,=CH- CH=CH, +n CH,= CHCN H,- CH = CH - CH; - CH, -C acrilonitril CN n *Poliisopren: i CS: XING > a CH, CH, n
Ngoai cac loai cao su tén , cOn c6 cao su policloropren , poli isobutilen , cao
su butyl , poliuretan , silicon cũng được điều chế từ đầu mỏ
® Sơi tổng hợp:
Cơng nghiệp hóa học về tơ sợi được chia làm 2 nhóm : sợi nhân tạo và sợi tổng hợp :
Trang 14Luân vấn tốt nghiệp _
Trang 15Một sản phẩm quan trong nữa được điểu chế từ nguồn dầu mỏ đó là phẩm
nhuộm Trước đây , người ta thường sử dụng các loại phẩm nhuộm tách ra từ thực vật và
đông vật Nhưng việc trích li các loại phẩm nhuôm này rất tốn kém và khó khăn Ví dụ như muốn cố l kg màu đỏ sậm phải cẩn 10.000 con ốc bưu Nên ngày nay người ta đã
Trang 16OH SO,Na
Om OE Acid 46 SO,\Na
* Phẩm nhuộm triphenilmetan : nguyên liệu đâu sử dụng để tổng hợp loai phẩm
nhuộm này cũng là sản phẩm của dầu mỏ : bezen, anilin , phcnol , naphtalen H;N—C;Hr—CH; +2 C„H;NH; -> H;N -(©)-c4 _> N*H;CT NH; Baz đỏ 9 CsHsCHO + 2 CsHsN(CH;)) -> C¿H—CH¬1C;H,N(CH;)] Dimetilanilin bazo Lenco * Phẩm nhuộm antraquinon:
Trang 17Luân vấn tốt nghiép_—
“Phẩm nhuộm indigơ trước đây , phẩm nhuộm indigo được trích ra từ vỏ cây
indigofera nhưng đến khi công nghiệp hóa dấu phát triển người ta đã sử dụng các sản phẩm dầu để tổng hợp NH; HO NaNH; O} + CICH;COOH > On p ——> + C=O Indoxil [O] NH 7 wo —— C=C co = N Indigo xanh | re X9 {Oe To ` 8 S OC>Hs Indigo dé 41 Indigo cam 5 ® Nước hoa tổng hợp:
Nước hoa thường được trích ra từ các loại hoa có mùi thơm bằng các phương pháp như trích li bằng dung môi , lôi cuốn hơi nước , hấp thụ trong các loại dầu mỡ Các
phương pháp này không có lợi về mặt kinh tế nên các nhà hóa học đã tìm cách tổng hợp
Trang 18Luân vấn tốt nghiép
Farnesol mùi định hương Cc Hy-C=C H-CH;-CH;-C=CH-CH›-C=CH-CH:OH
CH, H; H;
Bên cạnh nước hoa ancol ta còn tổng hợp được nước hoa xeton , andehit , este và nước hoa ctc Mỗi một loại nước hoa có một hương thơm đặc biệt như là mùi hương thật của hoa , vì vậy nước hoa tổng hợp được sử dụng rộng rãi và cũng vì vậy mà rất cần sản phẩm dẫu mỏ
® Dược phẩm :
Từ nguồn dẫu mỏ ta cũng có thể tổng hợp được môi số thuốc đơn giản nhưng được sử dụng rông rãi
* Thuốc giải nhiệt: OH Ni OOH + CO — acid salixilic )MJHB COOH CH,O0C C my + (CH,CO),OQ ——-~ * Thuốc trụ sinh: Cl cl NH, @) + CISO:H ———> Ô NHAC O SO;CI SO;NH; p- clorobenzen sulfunyl clorur ® Nơng nghiệp:
Các sản phẩm dầu mỏ không những được sử dụng rộng rãi vào các ngành sản
xuất công nghiệp mà còn chiếm vị trí hết sức quan trọng trong ngành nông nghiệp Các sản phẩm tổng hợp từ nguyên liệu dầu mỏ phục vu nông nghiệp gồm có các loại như phân bón , thuốc trừ sâu , thuốc điệt cỏ, thuốc diệt nấm mốc
"Phan bón:
Trang 19Luận ván tết nghiệp _
Phần lớn các dang phân đạm đều dẫn xuất từ NH; , tổng hợp từ Nito của không
khi va Hydro của khí dầu mỏ , p = 200 atm , xúc tác Fc
N> + 3H; + NH,
Khí NH; qua buồng lạnh ngưng tụ thành NH; lỏng khan nước chứa 82% N
NH; là một loai phân đạm đậm đặc nhất và rẻ tiền nhất
Phân Ure: là một loại phân đạm tốt chứa 46% đạm nguyên chất được điều chế
từ NH; và CO; ở nhiệt độ 150-200°C , p = 50-100 atm
xXONH, ~ NH;
CO, + 2NH,— có -H:O , CÓ
ONH, NH,
Như vậy , qua trên ta thấy rằng dầu mỏ là nguyên liệu vô cùng quan trọng
trong kĩ nghệ chế biến và đời sống Ở đâu ta cũng gặp sản phẩm điều chế từ nguồn dầu mỏ , Vì vậy sự phát triển ngành dầu khí gắn liển với sự phát triển nền kinh tế quốc gia
4-Tình hình khai thác và sử dung dầu thô trên thế giới; _
Ngành công nghiệp dẫu khí thế giới phát triển rất nhanh nhất là những thập kỷ
sau chiến tranh thế giới lần 2 với mục tiêu chủ yếu là giải quyết nhu cầu nhiên liệu động
cơ và nhiên liệu công nghiệp
Nhiên liệu sử dụng cho sản xuất công nghiệp từ đầu khí có những đặc tính riêng
mà các dạng nhiên liệu cổ truyền như than không thể có được ,đó là giá thành rẻ , thuận tiện khi sử đụng ở qui mô công nghiệp hiện đại , dễ bảo quản khi vận chuyển , để tự
động hóa quá trình đốt , dễ khống chế các chế độ công nghệ , sạch sẽ , không có tro, xi,
Do vậy phần năng lượng từ các sản phẩm đầu khí chiếm 70% trong toàn bộ năng lượng
tiêu thụ trên thế giới hiện nay Trong tương lai , đến năm 2000 phẩn năng lượng từ các
sản phẩm dẫu khí dự báo sẽ giữ ở mức 60-65% trong khi đó than chiếm 20-22%, thủy
điện 5-6% , năng lượng hạt nhân 8-I2%
Ngoài mục đích sử dụng như một dạng năng lượng, dẫu khí còn là nguồn nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghiệp hóa học và ngày càng có vai trò quyết
định trong sự phát triển của ngành công nghiệp hóa học Ngày nay trên 90% sản phẩm hữu cơ là có nguồn gốc từ dẫu khí , đo đó ,dẫu khí giữ địa vị quan trọng trong lĩnh vực
năng lượng và nguyên liệu hóa học mà không tài nguyên thiên nhiên nào cạnh tranh nổi
Sự phát triển nhanh về tốc độ và qui mô của ngành công nghiệp dầu khí thế giới tất nhiên sẽ đưa đến nguy cơ mất cân đối giữa dự trữ tài nguyên và sản lượng dâu thô khai thác , đc dọa một ngày nào đó sẽ không còn đủ dầu khí cho con người sử dụng
Để đối phó với sự đe dọa trên và nhất là cuộc khủng hoảng năng lượng vào đầu
những năm 70, nhiều nước phải han chế sử dụng dầu khí Ngoài ra các quốc gia đã gia
tăng nỗ lực trong việc kiếm những vùng chứa dẫu khí mới , gia tăng hệ số thu hồi dẫu
thô trong các mỏ dầu đang khai thác hoặc đã khai thác Tất cả những điều đó đã có tác dụng quan trọng trong việc lặp lại sự cân đối trong khai thác và trữ lượng đầu khí của thế
Trang 20(Luân ván tốt nghiệp -
giới Vì thế cho đến nay , nhiều sư đánh giá đã cho thấy lạc quan hơn và con người chấc
chấn là có thể sử dụng dầu khí trong một thời gian dài
D, c dầu
Năm Sản lượng Năm Sản lượng
Trang 21SNG 7076 +194 Nga 6020 +109 Toan thé gidi 73132 +3172 OPEC 27865 +1875 Ngoai OPEC 42698 +1262 B - ĐẦU KHÍ VIỆT NAM: -Tié d Vi
Theo mức độ đầu tư tích cực của các công ty dầu khí nước ngoài vào Việt Nam ,
khoảng 300 triệu USI / năm dự kiến phát triển 500 triệu USI trong năm 1995, và cho đến nay thực tế đã thu hút 1.5 tỷ USD chiếm 12% tổng vốn đẫu tư của nước ngoài , điều này cho thấy rõ Việt Nam có tiểm năng địa chất rất đáng kể về các mé dau khí có khả
năng thương mại
Việt Nam có 650.000 km” điện tích thểm lục địa có tiểm năng dẫu khí °« Khu vực phía Nam :
Khu vực này ngăn cách với khu vực phía Bắc bởi rãnh sâu Quy Nhơn qua vĩ
tuyến 12” Nó bao gồm bể trim tích Cửu Long và Côn Sơn ngồi khơi Đơng Nam Việt Nam , bể trầm tích ngoài khơi phía Tây Nam VN, bể trẩm tích phía Đông , bể trầm tích
Trường Sa phía Đông VN
Bể trầm tích Cửu Long với phát hiện công nghiệp tại mỏ Bạch Hổ và mỏ Rồng
ngoài ra hy vọng sẽ phát hiện thêm một số mỏ nhỏ , với khả năng khai thác 2 tỷ tấn dầu
quy đổi trong l năm Mỏ Bạch Hổ có thể khai thác được khoảng 10 năm nữa với sản lượng những năm cao nhất khoảng 7 triệu tấn trong 1 năm Trữ lượng dẫu của mỏ Rồng
cũng thuộc loại nhỏ , dự báo trữ lượng của mỏ này khoảng 600 triệu tấn
Bể Nam Côn Sơn với phát hiện công nghiệp tại mỏ Đại Hùng (m thấy năm
1988) và một loạt mỏ nhỏ khác có đầu công nghiệp , khí, khí coadenxat Đây là vùng có triển vọng cao , đặc biệt , khu vực xung quanh mỏ Đại Hùng có rất nhiều hy vọng tìm có các mỏ dầu qui mô trên trung bình hoặc trung bình , và các mỏ khí Trữ lượng dư báo của mỏ này là khoảng 1800 triệu tấn Riêng trữ lượng của mỏ Đại Hùng là 700-800
triệu tấn được đánh giá là mỏ dầu lớn nhất Châu Á
Bể trầm tích Mã Lai , tuy là khu vực mới đối với nước ta nhưng đó là nguồn
cung cấp khí chủ yếu cho Thái Lan với mức sản lượng 30 tỉ m` /năm và gẵn đây đã phát
hiện những mỏ dầu mới Do đó tiểm năng dầu khí của vùng này được đáng giá khá cao
Nước ta có chủ quyển diện tích 44.000 kmỶ nên có hy vọng khai thác một nguồn tài nguyên ở khu vực này Dự báo trữ lượng hơi đốt ở khu vực phía Nam là 1.400 tỉ mì,
Trang 22Luận ván tốt nghiép _
Khu vực này bao gồm các trằm tích đệ tam sông Hồng , Hoàng Sa, có phụ bể
Đà Nẵng , Quy Nhơn Tây Lô Châu , vùng trũng Hà Nội Ngoài ra còn có đãi Sơn La -
Ninh Bình ,
Bể sông Hồng là một bể trầm tích dài 10 km , chay dai theo tới đứt gãy sông Hồng từ Hà Nội đến Đà Nẵng , bao trùm phân lớn vinh Bắc Bộ Bể sông Hồng có tiểm nang dư báo địa chất khoảng 1 tì tấn dẫu qui đẩi Hiện nay tại bể sông Hồng có một số
phát hiện khí Mỏ khí condenxat Tiền Hải đang được khai thác
Bể Hoàng Sa là khu vực có mực nước sâu , quanh đảo Hoàng Sa chưa được
nghiên cứa kỹ , hy vọng sẽ có phát triển trong tương lai Các phụ bể Huế , Đà Nẵng ,
Quy Nhơn là các địa bàn hẹp có triển vọng tích tụ , bảo tổn dấu khí Ở khu vực phía Bắc triển vọng khí chiếm ưu thế , dự báo triển vọng khí vịng Bắc Bộ là 1400 ti m` tương đương với khu vực miễn Trung
Tóm lại: trong số 650.000 km” diện tích thểm lục địa của VN có tiểm năng dẫu
khí mới có khoảng 160.000 km” (chiếm 25.2%) đã được giao thầu để m kiếm thăm dò
dẫu khí Như vậy vẫn còn một tiểm năng dầu và khí rất lớn chưa tìm được
2-Tình hình khai thác dầu khí tai Việt Nam _ :
e ai đoạn trước năm 1975:
-Ở phía Bắc :
Với sự giúp đỡ về tài chính và kĩ thuật của Liên Xô ( cũ ) , những năm đầu của thập kỷ 60 Tổng Cục Địa Chất đã tiến hành tiểm kiếm thăm dò dấu khí tại đồng bằng sông Hồng , Giếng khoan tìm kiếm đầu tiên được khoan vào năm 1969 sâu 3000 m tại Thái Bình Mãi đến năm 1975 mới phát hiện được một mỏ khí nhỏ
-Ở phía Nam :
Cuối thập kỷ 60 , các công ty dẫu khí nướcc ngoài đã tiến hành khảo sát địa vật
li tai thém lục địa phía Nam Trong những năm 1974-1975 các công ty dầu khí nước ngoài đã khoan 6 giếng trên 5 cấu tạo tại bể trầm tích Nam Côn Sơn và Cửu Long , đã
gặp đầu ở một số giếng Tuy nhiên các hợp đồng với các công ty dầu khí nước ngoài đều kết thúc vào năm 1975 khi đất nước thống nhất
-Giai đoạn 1976-1980 :
Trong giai đoạn này PetroVietNam đã kí 3 hợp đồng phân chia sản phẩm về tìm kiếm thăm đò và khai thác dầu khí tại thểm lục địa phía Nam với Deminex ( Tây Đức }, Agip ( Italia ) va Bow Valley ( Canada ) Các công ty này đã khoan 12 giếng trên ll
cấu tạo Song do không tiến hành thẩm lượng nên các hợp đồng đều kết thúc vào năm
1980
~Giai doan 1981-1988 :
Năm 1981 liên doanh đầu khí Việt Xô ( Vietsopetro ) được thành lập va đi vào
hoạt đông Tại mỏ Bạch Hổ Vietsopetưo đã phát hiện được dầu thô trong cát kết
oligoxen và móng phong hóa nứt nẻ Đây là một phát hiện quan trọng mở ra khả năng
mới cho ngành công nghiệp dẫu khí đồng thời có những nhận thức mới về tìm kiếm thăm
21
Trang 23-Luân văn tốt nghiép -
dò đấu khí tại thểm lục địa Việt Nam Năm 1986 khai thác tấn dầu đầu tiên tại mỏ Bạch Hổ
Có thể nói giai đoạn 1981-1988 đã tạo ra tiền để và cơ sở ban đấu cho việc phất triển ngành công nghiệp đầu khí Việt Nam
-Giai doan 1988-1994:
Sau khi có chính sách mở cửa , đặc biệt là sau khi chính phủ công bố luật đầu tư nước ngoài và luật đầu khí , các công ty dầu khí nước ngoài đã đẩy mạnh các hoạt đông ủm kiếm thăm dò và khai thác dẫu khí trên toàn bộ thểm lục địa Việt Nam
Các công ty nước ngoài tham gia tìm kiếm thăm đò và khai thác đấu khí tại Việt Nam đa dạng và đông đảo ,bao gồm các nước như Liên xô ( cũ ) , Anh , Nhật , Hàn Quốc, Indonesia, Malaysia, Úc , Bỉ, Pháp, Na-uy, Hà Lan , Canadavà Mi Các công ty
này đã tiến hành khảo sát gắn 300.000 km tuyến địa chấn ( trong đó địa chấn 2l) chiếm phân nữa , còn lại là 3D ), khoan tìm kiếm với tổng số hơn 65 giếng và gần 188.000 m khoan sâu Riêng năm 1994 khoan 26 giếng với hơn 70.000 m khoan sâu
Sản lượng dấu thô khai thác từ mỏ tăng lên hàng năm không ngừng , từ 0.04 triệu tấn /1986 đến 6.3 triệu tấn /1993 Tính đến tháng 9/1994 từ mỏ Bạch Hổ đã khai thác được hơn 30 triệu tấn dẫu thô Cùng với dẫu thô, lượng khí đồng hành từ mỏ Bạch
Hổ khai thác được càng ngày càng tăng , năm 1994 đạt khoảng trên l tỉ m` Năm 1994
cũng đánh giá một bước ngoặt quan trọng trong sự phát triển của ngành công nghiệp dầu
khí Việt Nam
Cuối năm 1994 mỏ Rồng và mỏ Đại Hùng đi vào khai thác , -Giai đoạn năm 1995 đến nay :
Đến năm 1995, chỉ sau 10 năm khai thác , sản lượng dẫu khí đã đạt 7.7 triệu tấn và đến năm 1996 là 8 triệu tấn dầu với hơn! tỉ mỶ khí , tháng 2/1997 khai thác được 60 triệu tấn dẫu và khí qui đổi Dự tính đến năm 2000 sản lượng khai thác có thể tăng
lên 18-20 triệu tấn cả dẫu và khí qui đổi
Hiện nay chúng ta đang đứng thứ tư sau Indonesia, Malaysia và Brunel trong
các nước Đông Nam Á về khai thác dầu và đã có tên trong danh sách các nước xuất khẩu đầu mỏ trên thế giới Con số xuất khẩu dầu này còn rất nhỏ so với sản lượng các cường
quốc dầu khí nhưng đó là một cố gắng rất lớn trong ngành dầu khí Việt Nam
e Các mỏ dấu khí hiện nay đang được khaithác :
-Mỏ dẫu Bạch Hổ do công ty liên doanh dầu khí Việt -Xô tiến hành vừa khai
thác vừa thăm dò tìm kiếm
-Mỏ Rồng gần mỏ Bạch Hổ , cách 30 km về phía Tây Nam, khai thác khoảng
I0 ngàn thùng trong một ngày cũng do Việt- Xô điều hành Mức sản lượng cao nhất dự kién sé dat 1200-18000 thùng trong một ngày
-Mỏ đang khai thác dầu duy nhất ở bổn trũng Nam Côn Sơn là mỏ Đại Hùng do BHP ( Úc ) điểu hành , mỏ này cách bờ biển 280 km và cách mỏ Bạch Hổ 160 km nằm trong 16 0.5-1.T6 hợp các công ty BHP ( Úc ), Petronis Carigali ( Malaysia ) ,Total ( Pháp ), Sumitomo ( Nhật ) và Petro Việt Nam tiến hành khai thác từ tháng 10/1994
Trang 24+Về khí hydrocacbon hiện nay có 2 mỏ đang khai thác:
-Mỏ Tiền Hải ( Thái Bình ) là mỏ khí thiên nhiên trong đất liền , mỏ được khai
thác từ năm 1981 Tuy nhiên đây chỉ là một mỏ khí nhỏ , hàng năm cung cấp 10-30 triệu
m' khí cho công nghiệp địa phương
-Mỏ Bạch Hổ là dạng khí đồng hành đi kèm khi khai thác Mỗi tấn dầu thô có thể thu được 180-200 mì khí đồng hành
Trước đây toàn bộ khí đồng hành phải đốt bỏ vì chưa có cơ sở chế biến sử dung Nhưng đến tháng 5/1995 khí đồng hành đã được đưa vào bờ , cung cấp mỗi ngày 2
triệu mỶ khí , giữa năm 1997 đạt 4-Š triệu m` khí mỗi ngày ,đêm
Sau khi đã lắp đặt xong hệ thống giàn nén vào giai đoạn 2 , sản lượng khí đồng
hành của mỏ Bạch Hổ có thể nâng lên 1.5 tỉ m` /năm cung cấp cho nhà máy khí hóa lỏng
LPG và cho các nhà máy phía Nam
Sản lượng khai thác dầu khí tại VÀ theo từng năm:
Trang 25Luân vần tốt nghiệp _
-D4u thô Việt Nam thuộc loại nhẹ vừa phải , tỷ trọng nằm trong giới han 0.83- 0.85 Dầu thô Bạch Hổ tỷ trọng 0.8319, đầu thô Đại Hùng tỷ trọng 0.8403 Đặc tính này
quyết định tổng hiệu suất các sản phẩm trắng ( xăng dẫu hỏa , DO ) là những sản phẩm
có giá trị cao trong dầu mỏ.Dẫu càng nhẹ tổng hiệu suất sản phẩm trắng càng nhiều Đối với dầu thô Việt Nam tổng hiệu suất sản phẩm trắng từ 50-60% trọng lượng dầu thô
Hiệu suất các sản phẩm trực tiếp từ dầ
Các phân đoạn Hiệu suất % trực tiếp từ dầu mỏ
Bạch Hổ Đại Hùng
Naphta 17.81 22.65
Kerosen 13.91 14.70
DO 19.51 27.15
Can (chưng cất khí quyển > 340”C) 48.27 39.45 Căn (chưng cất chân không >550°C) 14.2 5
Với sản phẩm trắng tương đối thấp ( nhất là phân đoạn xăng ) hơn nữa do đặc
tính parafin mà chúng có chỉ số octan rất thấp so với những dẫu có đặc tinh aromat (
không parafin ) như phân đoạn 28-I80°C không thể cho ta chất lượng xăng tốt , muốn đạt
chỉ số octan cao mà không qua chế biến thứ cấp thì hàm lượng chì pha vào sẽ rất lớn ,
không đảm bảo tiêu chuẩn về chất lượng
Dâu thô Việt Nam có hàm lượng diesel rất lớn và có chất lượng cao , điểu này
phù hợp với hoàn cảnh riêng của nước ta- một nước còn nghèo chưa có điểu kiện để đầu
tư cho quá trình chế biến thứ cấp Tuy nhiên trào lưu chung của thế giới trong mấy năm gần đây xu hướng sản xuất nhiên liệu điesel có giảm
Từ bản chất đầu thô cósản phẩm diesel nhiều và tốt nên việc định hướng phát triển của công nghiệp chế tạo máy cũng phải xem xét và có kế hoạch chế tạo ra những
loại động cơ diesel và động cơ đốt trong chạy xăng
-Dẫu thô Việt Nam là loại dẫu thô rất sạch chứa rất ít các độc tố rất ít lưu huỳnh , kim loại năng và các hợp chất của nitơ
VỀ hàm lương lưu huỳnh Đặc điểm nổi bật của dầu thô VN là ít, như trong dâu
thô Bạch Hổ chỉ chứa từ 0.0-0.005% S, dầu thô Đại Hùng chứa 0.08% có lợi cơ bản trong
quá trình chế biến vì ít bị ăn mòn thiết bị , sản phẩm thu được dễ dàng thỏa mãn những chỉ tiêu chất lượng qui định sản phẩm nhiệt phân -nhất là than cốc từ dẫu ít S như dầu thô
VN sẽ có chất lượng rất tốt đối với loại than làm điện cực
Trang 26Luận ván tốt nghiệp
Những loại dầu thô ít S như vậy trên thế giới cũng rất hiếm , chỉ gặp ở một số
vùng như Algeric , Indonesia , trong khi đó dầu thô nhiều S ( 2% ) lại phổ biến ở vùng
Trung Đông -khu vực sản xuất dầu lớn nhất thế giới
Dầu Bạch Hổ với hàm lượng S thấp do đó không cẩn thêm quá trình xử lí khử S
mà các sản phẩm xăng , dầu hỏa ,DO , FO , vẫn đạt chất lượng cao am lương S cá Cj Các sản phẩm Hàm lương S ( % trọng lượng) Mức qui định | Trong sản phẩm từ dầu thô Bạch Naphta 0.25 °° Hổ Kerosel 01.0250 0.0007 DO I 0.0014 FO 2.5 0.0166 0.09
( 1) Qui định cho xăng (2 ) Dầu hỏa dân dung
( 3) Nhiên liệu phản lực
_-Vé céc kim loai năng Tổng hàm lượng các kim loại nặng , độc như Ni, V, trong
dầu th6 Bach H6 chi cé 1.1 ppm trong khi nhiều dầu khác chứa gấp 10-100 lần ( dầu thô
AIgeric 15.6 ppm , Venexucla 1350 ppm )
Thành phần nguyên tố có trong dầu mỏ VỊ:
Trang 27Luần vấn tốt nghiệp -
-Ham lương các hợp chất của Niơ Ham lượng N trong dẫu thô Bạch Hổ là
0.06%, trong dẫu thô Đại Hùng là 0.028% rất thấp so với đa phắn dẫu thô trên thế giới Những hợp chất của kim loai và Nitơ trong dầu thô là những chất rất độc
đối với các chất xúc tác , vì vậy để chế biến các loại dầu thô bẩn, phải thực hiện các
giải pháp rất tốn kém để loai bỏ chúng đến giới han cho phép đối với từng quá trình xúc tác Trong khi đó, đầu thô của VN rất sạch , vì vậy những công trình nghiên cứu của UOP
( Mỹ) đã để xuất giải pháp dùng toàn bộ căn dầu thô VN sau chưng cất khí quyển để
cräcking xúc tác, một giải pháp công nghệ tất kinh tế so với khi chế biến các loại dẫu
thô khác trên thế giới
Mặt khác cũng vì dầu thô VN thuộc loại dẫu thô sạch , nên có thể dùng trực tiếp trong các lò công nghiệp vì không sợ thủng nổi hơi ( do ít V )và không sợ ô nhiễm môi trường ( do ít S ) Thực tế hiện nay ở Nhật đã dùng dẫu thô VN làm nhiên liệu đốt trực tiếp cho hệ thống các lò công nghiệp một cách kinh tế và an toàn cho thiết bị và môi
trường
căn Dâu mỏ VN i dầu nằm trong khu vực Đông Nam Á, nhìn chung những đâu mỏ thuộc khu vực này là dẫu parafin Xét về quá trình chuyển hóa của hydrocacbon thì dầu
mỏ ở khu vực này chuyển hóa chưa sâu , bởi lẽ thành phần chủ yếu của chúng là parafin
, đặc biệt là parafin rắn Những dầu mỏ VN đã tìm thấy ở vùng trũng Hà Nội và ở thém lục địa phía Nam đều mang nét đặc trưng chung nhất của dầu thô khu vực Đông Nam Á
đó là đặc tính parafin
Hàm lượng hydrocacbon ở phân đoạn trung bình ( kerosine và diesel ) lên
đến 30% , trong khi đó trong dẫu căn khi chưng cất khí quyển lên đến khoảng 50%
.Hydrocacbon parafin trong phân đoạn trung bình khi tách ra khỏi dẫu thô ở dạng lỏng trong cặn thì ở dạng rắn
Tuy nhiên mỗi dầu thô ở mỗi lỗ khoan , ở mỗi cấu tạo địa chất mang những
nét đặc thù riềng , thậm chí trong một lỗ khoan , ở chiều sâu của vỉa khác nhau , cũng có
dâu mỏ khác nhau
VỤ : lỗ khoan ở 1600 m gặp dầu nang ( tỉ trọng 0.85 ) có nhiều parafin ( 35.6%) rong khi đó ở vỉa sâu 1900 m lại gấp dầu thô nhẹ hơn ( tỉ trọng 0.838-0.83)
Dâu mỏ ở vùng trũng Hà Nội có hàm lượng parafin rấn cao hơn so với dầu thô ở thềm lục địa phía Nam
Sự có mặt của các parafin với hàm lương cao trong dầu thô đã làm cho dẫu thô mất hẳn tính linh động ở nhiệt độ thấp , thậm chí ngay ở nhiệt độ bình thường
VD: nhiệt độ đông đặc của dầu thô Bạch Hổ : t„¿ =35°C, dẫu thô Đại Hùng : t's
=27C , do vậy nên đã xuất hiện nhiều khó khăn trong vận chuyển , tổn chứa, bốc rót,
Đây là nhược điểm chính của dầu thô VN Mặt khác trong quá trình sản xuất, các parafin này phân bố vào tất cả các sản phẩm Vì vậy , để sản xuất các sản phẩm có yêu
cầu cao về điểm đông , khống chế hàm lượng parafin ở mức thấp cắn phải có thêm thiết
Trang 28tuuấn văn tốt nghiệp _
bị để loại parafin trong các sản phẩm khi sản xuất Đối với khả năng sản xuất nhựa bitum từ căn dẫu thô VN ta thấy rằng với dầu thô có nhiều nhựa , loại không parafin sẽ cho ta
nhựa đường tốt , thâm chí dùng thẳng cặn của quá trình chưng cất chân không , không cẩn quá trình oxi hóa nữa Nhưng đối với dầu thô Bạch Hổ là dẫu parafin nên cặn dau
cũng còn lượng parafin lớn ( 55% ), tỉ lệ nhựa asphaten không cao ( 0.19% ) do đó không thể dùng làm nhựa bitum rải đường ngay được mà nhất thiết phải qua quá trình tách n- parafin va dầu nhờn trong cặn , phẩn còn lại tiếp tục oxi hóa thì mới thu được nhựa
đường
Trong phần cặn chưng cất khí quyển , nếu tách hết các parafin rấn , phần dầu còn lại có thể sử dụng làm dầu gốc trong ga chế biến dầu nhớt đáp ứng chất lượng yêu
cầu
*Đặc điể
Khí hydrocacbon trong thiên nhiên có 2 nguồn : nguồn từ các mỏ khí thiên nhiên được gọi là khí thiên nhiên và nguồn từ các mỏ dẫu được gọi là khí đồng hành t SỐ lên nhiên Các cấu tử Thành phân khi (%) tl Tién Hai Réng N;, CO; 6.42 1.49 C, 87.64 84.77 Cc; 3.05 122 Cy 1.14 3.46 i-C, 0.12 1.76 n-C; 0.17 Ca” 1.46 1.3
Ở thểm lục địa miễn Trung , cũng đã phát hiện một số mỏ khí nhưng thành phần của một số mỏ mới phát hiện này có hàm lượng CO› quá cao , đến 75% Trong khi đó hàm lượng hydrocacbon lại không đáng kể Vì thế chúng không có giá trị kinh tế nếu sử dụng như một nguồn hydrocacbonthiên nhiên
Trang 29Cy 1.75 0.78 1.34 n-Cy 2.96 0.94 1.26 C;* 1.84 1.49 2.23
Thanh phẩn khí phi hydrocacbon ( H;S và CO; )trong khí đồng hành ở các mỏ
đầu Bạch Hổ, Đại Hùng khá thấp ( 0.4-4 % ) nên là khí sạch rất thuận lợi cho chế biến si dung an toàn với thiết bị và không gây 6 nhiễm môi trường
4/Phân loai dầu thô VN :
Dầu mỏ là nguồn hydrocacbon phong phú nhất có trong thiên hiên , chúng có thành phần hóa học rất phức tạp , gồm có các hợp chất hydrocacbon và hợp chất phi hydrocacbon Để xác định giá trị sử dụng của dầu mỏ và để lựa chọn phương án chế
biến và phương ấn sản phẩm hợp lí , người ta tiến hành phân loại dầu mỏ
Có rất nhiều phương pháp phân loại khác nhau nhưng đều tập trung theo 2 hướng chính:
-Phân loại theo thành phan héa học chỉ tiết -Phân loại theo mục đích sử dụng công nghệ
Hiện nay chúng ta đang khai thác dầu mỏ Bạch Hổ và Đại Hùng Để đánh giá
xem dầu mỏ thuộc loại nào ,tốt hay xấu , đứng vị trí nào trong giá trị dẫu thô trên thị
Trang 30NuIơ 0.14 Lưu huỳnh Thanh phan chung cất % 14.1 tl 37.8 Đến 200°C 67.60 Đến 350C 2.5 Đến 500°C 210 Vanadium p.p.m Niken 0.04 18.89 46.56 71.5 <2 <2 0.04 0.08 18.54 20.78 48.64 55.51 79.88 89 53 <2 <2 <2 <2 Từ bảng trên ta thấy những dầu thô này có tính chất quan trong sau: - Ít lứu huỳnh - Ít nhựa và asphaltcn -{tNito ,Vanadium, Niken - Nhiều parafin
- Thuộc loại trung giữa dầu nặng và dẫu nhẹ
Để đánh giá một cách tổng quát về chất lượng dầu thô Bạch Hổ và Đại Hùng -
|, người ta đã áp dụng phương pháp phân loại theo mục đích sử dung
+hượng pháp của viên V.N.LLA,P Chỉ tiêu chất lượng Xếp loại Giá trị giới hạn Chỉ tiêu chất lượng Hàm lượng S,% LÍ Loại | <0.5 Loại 2 0.51-2.00 Loại 3 >2.00 Tổng lượng chưng cất có Ứ, đến Kiéu | >55 350° Kiéu 2 40.0-54.9 Kiểu 3 <45 Nhóm I >25.00(45.00) Tiểm năng đầu nhờn (có chỉ số Nhóm 2 15.0-24.9(30-44.90) nhớt =90) % tl theo dầu (%1 theo Nhóm 3 <15(30)
Trang 31
Đặc điểm dầu Kí hiệu Ti trong D 60/60 OF
Phan doan | Phan doan II
Parafin P <0.825 < 0.876
Trung gian T ().825-0.860 0.876-0.943
Naphten N > 0.86 >().943
Phương pháp dựa vào tỉ trọng của 2 phân đoạn cơ sở | dai điện cho các phần nhe va đại diện cho các phần năng của dầu
I-Phân đoạn 250-275°C , chưng cất ở 760 mmHg
II-Phân đoạn 275-300”C chưng cất ở 40 mmHg trên thiết bị chưng
Hempel
Theo phương pháp này thì dấu được chia thành 9 loại:
Loại l: PP Loai4: T.T Loại 7: NÀN
Loại 2: PT Loại 5: T.N Loại8: PN
Loại 3: TP Loai6: N.T Loai9: N.P
Người ta đã lấy tỉ trọng của 2 phần nhẹvà nặng làm cơ sở vì thực chất tỉ trọng chính là hàm số của thành phần các cấu tử hydrocacbon , các họ và nhóm hydrocacbon
và thành phẩn nguyên tố hóa học
Đối với dầu thô ở các tẳng của mỏ Bạch Hổ và Đại Hùng -I thì thco cách phân loại trên chúng thuộc loại:
-Dâu thô Bạch Hổ thuộc loại 1/3 (theo bảng xếp loại Liên Xô), loại 2/2 ( theo bảng xếp loại Mỹ)
-Dâu thô Đại Hùng -I thuộc loại 1⁄3 (theo bảng xếp loại Liên Xô), loại 5/2 ( theo bảng xếp loại Mĩ?)
Như vậy dầu thô Bạch Hổ đang khai thác và xuất khẩu hiện nay thuộc loại tốt nhất nhì trong hai hệ thống phân loại và thực tế cũng đang được bán với giá trị đó Dầu thô Đại Hùng -l cũng là loại l vì cũng ít S, nhưng lại là loại T.N ( trung gian -naphten ) 5/9 ( theo bang x€p loai Mi)
à n ‘acbon fro wa déu Ov
Loai hydrocacbon Phan doan naphta (15-175C)
% Ul rong phan đoạn
Bach H6 tang day Pai Hing-!
Hydrocacibon Aromat 9.32 37.8
Trang 32Hydrocacbon I-Parafin 26.59 19,23 Hydrocacbon n-Parafin 35.58 15.75 Chỉ số Octan 45 75
Tính chất của dầu thô Đại Hùng-l không theo những qui luật chung là các dầu có nhiều parafin thì trong các phân đoạn hàm lượng hydrocacbon Aromat thấp , nhưng đối với dầu thô Đại Hùng-I thì lại cao và có chỉ số Octan cao
‘Tom lại : dầu thô mỏ Bạch Hổ là dầu có chất lượng cao trên thị trường dầu mỏ ,
Còn đối với dầu thô Đại Hùng, Rồng thì chưa thể xếp loại một cách chính xác được
3/V ` i iV
VN là một trong những số rất ít trên thế giới chưa có công nghiệp lọc dấu , từ nhiều năm nay chúng ta đã quan tâm đến việc xây dưng xí nghiệp lọc dẫu , tuy nhiên cũng do những khó khăn khách quan và chủ quan , đã gần 10 năm nay khởi động mà vẫn chưa thực sự bắt tay vào được Hiện nay dự ấn xây dưng nhà máy lọc dầu đầu tiền công
suất 6.5 triệu tấn /năm ở Dung Quất ( Quãng Ngãi ) đang triển khai hết sức khẩn trương nhầm mục tiêu bước vào thế kỉ sau chúng ta có các sản phẩm lọc dầu đầu tiên của VN
Nhu cẩu các sản phẩm dầu tại thị trường VN hiện tai không lớn nhưng đã nhiều năm nay có độ tăng trưởng cao ( năm 1996: 6.4 triệu tấn , năm 2000 có thể đạt 12 triệu tấn) Sau năm 2000nhu cầu thị trường xấp xỉ gấp 2 lần khả năng cung cấp của nhà máy lọc dầu số 1, vì vậy, việc xây dựng thêm một nhà máy nữa hoặc mở rộng nhà máy số | là rất cần thiết
Nhà máy lọc dầu số ! được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cdu nhiên liệu , do đó các quá trình công nghệ chủ yếu là chưng cất khí quyển , làm sạch , reforming xúc tác Sản phẩm của nhà máy sẽ là : propylen , LPG , xăng không chì , nhiên liệu máy bay phản lực , dầu hỏa , dầu diesel ( các loại ) và một tỉ lệ nhỏ dẫu đốt lò ( FO )
Với định lượng sản xuất nhiên liệu , nhà máy lọc dẫu số l chưa có khả nãng
cung cấp một lượng đáng kể các sản phẩm trung gian để chuyển hóa tiếp trong quá trình hóa dầu Duy nhất chỉ có propylcn với qui mô khoảng trên I10.000 tấn/năm có thể đủ
để xây dựng quá trình công nghệ sản xuất polypropylcn
PetroVietNam dự kiến từ nhà máy lọc dấu số 2 sẽ định hướng vừa sản xuất nhiên liệu vừa sản xuất nguyên liệu cho công nghiệp hóa đầu
Nền tảng của công nghiệp hóa đầu là các hydrocacbon mạch thẳng không no ( etylen , propylen , buten , butadien ) các hydrocacbon thơm ( benzen, xylcn ) và các dẫn xuất của chúng Như vậy nguyên liệu cho công nghiệp hóa dâu chủ yếu là các sản
phẩm từ chế biến dấu ( các quá trình thơm hóa , cracking xúc tác , cracking nhiét ) va
chế biến khí ( crăcking naphta , nhiệt phân)
I3ự báo nhu cầu các sản phẩm hóa dầu của thị trường VN trong những năm sắp tới tăng khá nhanh ( 1995 : 240 ngàn tấn , năm 2000 khoảng 550 ngàn tấn )
Trang 33s«_ Qui hoạch về phát triển công nghiệp lochốa dầu :
-Từ những năm 2000, trên cơ sở nhà máy lọc đấu số l có thể xây dựng nhà máy
sản xuất polypropylen ( PP ) , MTBE và một vài sản phẩm khác
-Từ 2005 , trên cơ sở chế biến khí và nhà máy lọc dầu số 2 có thể xây dưng nhà máy sản xuất metanol, các sản phẩm ti etylen ( PE, EG, EO, PVC ), PP.MTBE, PS, PA,
DOP, TPA
-Từ 2010, đưa thêm nhà máy cräcking naphta vào hệ thống tao nguyên liệu trung
gian và đo đó , có thể tăng số lượng cũng như danh mục các sản phẩm hóa dẫu lên nữa
Công nghiệp hóa dấu VN đang đứng trước triển vọng tốt đẹp Nguồn nguyên liệu từ lọc dầu và chế biến khí đang trở thành hiện thực Thị trường tiêu thụ đang tăng trưởng nhanh , Vốn đầu tư lớn nhưng không phải là khó lắm vì đây là nguồn sinh lợi cao hơn so với lọc dẫu
C/ LỌC DẦU THƠ :
Dầu thơ lấy từ các bẩy mỏ lên chưa có thể sử dụng ngay được Người ta cẩn phải đưa vào nhà máy lọc đầu để tách các thành phần có công dung khác nhau |
Trong nhà máy lọc dầu có các quá trình sau đây :
-Quá trình chiết tách: ( chế biến giữ nguyên cấu tạo ) dựa vào tính chất vật lí khác
nhau của các hydrocacbon để tách các thành phần khác nhau và gồm có các khâu như
chưng cất , hấp thu và trích li bằng dung môi chọn lọc
-Quá trình chuyển hóa: ( chế biến khử cấu tạo ) có mục đích biến đổi các
hydrocacbon ít công dụng thành nhũng hydrocacbon có nhiều công dụng quan trọng hơn
và gồm có các khâu như crăcking , reforming
-Quá trình tỉnh chế: chủ yếu là loại tạp chất trong các sản phẩm để làm tăng tính năng sử dụng và cũng để bảo quãn sản phẩm lâu dài hơn
1/Chưng cất dầu thô :
Chưng cất là quá trình tách các hydrocacbon có công dung khác nhau ra khỏi dầu thô.Phương pháp này dựa vào tính chất bốc hơi ở nhiệt độ khác nhau của những hydrocacbon có cơ cấu phân tử khác nhau Phân tử càng lớn , hydrocacbon càng khó bốc
hơi
Trang 34nóng thuết hị ngưng tị dung moi nhiên liêu nguyên liệu CHỊ) xăng 20- 180°C essence may hay dấu hỏa nguyễn liệu (TNHỊ) groan 1BO- 240°C gazøl 24(-36Ø°C hiên liệu địesel liệu cracking x tắc sản phẩm chưng cất SOC iéu cracking xtic, dc nhét bôi trưa, dấu nhờn cận chưng cẤt > sxc hod g phiệt
côi chưng cất chân không
Với phương pháp này người ta đã tách dẫu thô thành các nhóm hydrocacbon khác nhau có công dụng khác nhau
a/ Phân đoạn khí hydrocacbon _ :
Khí dẫu mỏ gồm có metan , ctan , propan , butan , Các khí nhe metan , etan được dùng làm nhiên liệu trong nhà máy lọc dấu Khí hydrocacbon chiếm ưu thế là
propan và butan , chúng được khử bẩn , dùng áp suất biến nó thành thể lỏng tích trữ
trong các thùng thép để dùng nấu bếp hoặc làm nhiên liệu trong các nhà máy Ngoài ra
còn có khí propilen và butilen được dùng làm nguyên liệu cho kĩ nghệ chất dẻo và cao
su tổng hợp
Sau các khí dầu mỏ người ta thu được dầu xăng làm nhiên liệu cho các động cơ nổ và dung môi
b/ Phân đoan dầu xăng:
Là phân đoạn có nhiệt độ sôi Ủ, =20-180°C gồm các chất hữu cơ loại n-parafin
, iso-parafin , naphten, hydrocacbon thơm đặc biệt là phân tử từ Cs - C;¿ ở thường.Đây là nhiên liệu trong động cơ đốt trong , dùng làm dung môi, làm nguyên liệu cho công nghiệp hóa dấu ( d = 0.73-0.79 g/ml )
*Xăng nhẹ còn goi là gasoline , te dầu mỏ hay lignoin bốc hơi khoảng 35C - 90C, tỉ trọng khoảng 0.64-0.66 , dùng làm dung môi trích lí các chất dẻo
Trang 35Luận văn tối nghiệp -
“Xăng máy bay bốchơi trong khoảng 50”C-115°C tỉ trọng khoảng 0.65-0.7 có chỉ
số octan rất cao
*Xăng xe ô tô bốc hơi trong khoảng 50°C-180°C tỉ trọng 0.72-0.74
*Xăng trắng ( Renzien ) bốc hơi trong khoảng 75”C-95°C dùng làm dung môi hoặc dùng để tẩy khô hay đánh bóng kim loại
*Xăng nặng bốc hơi trong khoảng 90”C-I70°C và tỉ trọng trong khoảng 0.73-(0).77 được ding làm nhiên liệu cho các loại cam nhông , máy káo và làm dung môi đặc biết cho cae loai vecni
c/Phân đoạn Kerosin_; ( cling goila phan doan ligroin )
La phan doan c6 t’, = 180-240°C bao gồm €¡,¡-C,‹, tỉ trọng 0.79-0.82, đại bộ
phân nó gồm có n-parafin và iso parafin , các hydrocacbon naphten và một ít hydrocacbon thơm Phân đoạn này có nhiệt độ sôi tương đối hẹp nên lượng thu được không hiểu lắm , công nghiệp sử dụng phân đoạn này làm nhiên liệu cho động cơ phản
lực , những loại kém phẩm chất được dùng làm chất đốt như dầu hỏa , dầu lửa Ngoài ra
chúng còn được sử dụng làm dung môi , các chất dẫn của các loại thuốc trừ sâu , điệt cỏ và làm nguyên liệu cho công nghiệp hóa dâu
Phan d lầu nã LIà Gxzoin hay dẫu Djesel_ :
Chưng cất trong khoảng (` =240-360°C , bao gồm từ C¡a-Cạp tỉ trọng 0.80-0.85
Thành phần hóa học gồm naphten , hidrocacbon thơm , một số lai hợp giữa hydrocacbon thơm và naphten Khác với các phân đoạn trước , phân đoạn Gasoin có phân tử lớn hơn và cấu trúc phức tạp hơn , công nghiệp sử dụng phân đoạn này làm nhiên liệu cho động
cd Diesel va lam nguyên liệu cho quá trình crăcking xúc tác trong quá trình lọc dầu ,
c do On:
Chưng cất trong khoảng nhiệt độ từ 350-500°C thành phẩn héa hoc C-C4s
được phân biệt thành các loại sau:
*ĐÐĐầu nhớt nhẹ:, = 300-400”C, tỉ trọng 0.86-0.9 dùng làm chất bôi trơn cho các
loại máy nổ
*D4u can hay mazut: cdn goi la dau FO ( Fuel Oil ) là lớp cặn dâu lọc sén sét mau den ban , được dùng thay than đá trong các lò kỹ nghệ , các nồi supde, dẫu máy xe lửa, Dầu căn tiện lợi hơn than đá trong các công dụng như là dễ tích trữ , dé chuyên chở và
sạch sẽ hơn,
Trang 36Luận vấn tốt nghiệp
* Parafin là một loại sản phẩm trắng có thể kết tỉnh được và nóng chảy trong khoảng 40-50'C ( parafin mềm ) hay 50-55°C ( parafin cứng ) do một hỗn hợp
hydrocacbon thơm tạo thành Người ta điều chế nó bằng cách cho các đầu nặng kết tỉnh
ở -4'C và tỉnh chế parafin thô bằng cách cho nóng chảy phân đoạn Parafin được dùng
để làm đèn cẩy , làm thuốc , làm giấy cacbon
* Dầu hắc :là một loai dẫu căn rất đặc , dễ dính và dính rất chắc , không thấm nước
không dẫn điện , dùng làm nhựa trải đường , trét mái nhà , tẩm gỗ để trừ mốc
* Căn than : còn gọi là muội bổ hóng , là cặn cuối cùng của quá trình lọc dầu mỏ được dùng làm mực in, đặc biệt có công dung rất lớn trong kỹ nghệ làm lốp bánh xe Môi lốp xe không pha can than chỉ chạy được 3000 cây số đã hư , còn nếu có pha cặn
than thì có thể chạy được 48.000 cây số
2/ Anh hưởng của thành phần hóa hoc đến tính chất của các phân đoan:
a/ Phân đoạn dẫu xăng :
* Sử dụng xăng làm dung môi:
Lấy essence chưng cất lại ở những khoảng t hẹp hơn ( Ứ=40-70°C ) thu được
parafin , hexan , heptan Ở phân đoạn cao hơn có tŸ, =100-130°C thu được đại bô phân là hydrocacbon thơm , còn gọi là dung môi aromatic , có cấu trúc hydrocacbon thơm , bezen toluen , xilen
Khi sử dụng cssencc làm dung môi thì yêu cầu không cao lắm , sử dụng trong
công nghiệp sơn , keo đán , nhuộm cao su và làm dung môi để trích li một số chất béo từ
các dầu mỡ thực vật Yêu cầu của dung môi thường là không mùi , không màu , không cực và loại các thành phần có hại như các hợp chất chứa S nhất là trong công nghiệp keo , sơn thường ăn mòn kim loại « Sử a i iéu cho d nhiên hêu +kkhi | L + van thai van ` _ Động cơ 4 thì:
aap |_| I-Hút xăng vào
~j —— piston 2-Nạp xăng lên
xy anh ~ N2
‘\ thanh truyền 3-Đốt cháy-chuyển động quay
điể 4-Đẩy khí ra ngoài
chết trên
# Nhiên liệu phải hảo đảm :
Cháy đều dan khi piston đã hút không khí vào và nén năng lượng lên, có tia đánh lửa và cháy nổ gây nên hiện tượng cháy bình thường Nếu xăng xấu, khi piston hút và
nén năng lượng lên chưa đến điểm cao nhất , xăng cháy nổ gọi là cháy kích nổ
Trang 37Ludo vido tốt nghiệp -
Cháy kích nổ : là quá trình cháy có tốc đô lớn hơn cháy bình thường khoảng 100 lắn
Những dấu hiệu của kích nổ là có tiếng gõ kim loại mạnh trong xilanh , sự chấn động đông cơ , nắp xilanh nóng , công suất động cơ thấp Khi kích nổ manh trong động cơ xuất hiện tải trọng va đập , các vòng bi bị phá vỡ , vòng găng piston và xupap bị cháy , tiêu hao nhiều nhiên liệu , động cơ bị mài mòn
Trong điều kiện có không khí và có nhiệt độ , một số hợp chất hữu co sé bi oxi hóa và tạo nên các peoxyt , Những pcoxyt này không bến , bản thân nó dễ bị phân hủy để tao nên gốc tự do , phản ứng này xảy ra rất manh nên phản ứng chuỗi gây nên sư cháy trước khi nến đánh lửa đánh điện Chỉ có n-parafin là chất dễ bị oxi hóa nhất , hợp chất thơm và iso parafin khó bị oxi hóa hơn để tạo thành peoxyL
Do vay mà những loại xăng nào có nhiều n-parafin là xăng không tốt và được đánh giá trên chỉ số octan
Chỉ số octan:khi đem một loại nhiên liệu vào đông cơ tiêu chuẩn để đốt VD: * n-heptan (100%) đễ bị kích nổ - có chỉ số octan = 0
iso Octan
-C-0-€-C-C
C €
cháy rất tốt , không có tiếng nổ , có chỉ số octan = 100
Trộn lẫn các tỉ lệ thể tích mà ta có được chỉ số octan khác nhau VỊ): chỉ số octan = 90: tức là ta trộn 90% iso octan với 10% n-heptan
Trong phân đoạn xăng , chỉ số octan biến đổi như sau:
Hydrocacbon thơm > iso parafin > olefin > naphten >n-parafin
Các phương pháp làm tăng chỉ số octan :
-Dùng các quá trình hóa học để biến đổi thành phần hóa học của xăng
VD: qua trinh iso men héa để chuyển n-parafin thành iso parafin ( có thể trộn xăng
của quá trình riforming với xăng chưng cất từ dầu mỏ)
Các loại xăng thu được từ các phân đoạn chưng cất của quá trinh reforming va quá trình cräking có chỉ số octan cao
-Trộn xăng với chất chống kích nổ , chất này thường dùng phổ biến là nước chì
là hỗn hợp tetraetyl chì hoặc tetrametyl chì được pha thêm chất lôi kéo là bromua etan hoặc dibromua etanđể chì không bám lại trên xilanh , piston , nến điện xupap làm tăng
lương đáng kể khả năng chống kích nổ xăng
R-CH, +O; -> R-CH; -OOH ( hoạt động )
Pbh+O; > PbO;
R-CH, -OOH + PbO; — R-C=O0 + PbO = H,O +1/2 O;
Để tránh PhO› bám vào trong xilanh ta dùng bromua ctylcn :
Trang 38Nếu thêm Iml nước chì vào l1 xăng thì chỉ số octan tăng từ 20 - 25 đơn vị Tuy nhiên , nước chì này rất độc cho con người , nên hiện nay phải hạn chế sử dụng , qui định cho phép không quá 0.8 mg/1, thực tế khuynh hướng không dùng chì tăng nhanh chóng , nhiều nước đã cấm dùng Ngay đối với nước ta nhà nước đã bất đầu có quyết định về việc dùng xăng không chì , Để nhận biệt xăng có chì người ta thêm chất màu làm cho xăng có màu vàng sáng
Hiện nay phụ gia chống kích nổ an tồn nhất khơng có chì , không có aromatic có hiệu quả cao là metyl tertbutyl ete ( MTBE )
Bên cạnh đó cắn chú ý đến hàm lượng S trong xăng , khi cháy chúng tạo SO;
và H;S§ làm ô nhiễm môi trường , đồng thời 2 khí này làm ăn mòn các chỉ tiết động cơ
Ngoài ra cần lưu ý đến hàm lượng nước , U, ban đầu , Ứ, cuối
*S a iêu cho ngành nghiệp hóa dầu :
Sản xuất các khí olcfin làm nguyên liệu cho tổng hợp hữu cơ :
_0Xi hóa oxyt ctilen , andehit axetic
clo hóa , vinil clorua polime hóa polietilen
Eulen | ankyl hoa << polistyrol
benzen buna
H;O CH,CH,OH
Muốn sản xuất khí olefin , người ta đi từ phân đoạn xăng ( do điều kiện kĩ thuật không thể đi từ đầu mỏ nguyên khai ) bằng quá trình crăcking nhiệt ở nhiệt độ cao
Cräcking nhiệt là quá trình bẻ gãy mạch cacbon dài thành mạch cacbon ngắn hơn đưới tác dụng của nhiệt độ
Ở nhiệt độ thường , tiến hành cra¿king ta được các hydrocacbon no Muốn có
các khí ( C; - Ca ) olefin phải crăcking nhiệt ở nhiệt độ cao , để phản ứng dehydro héa dé xảy ra , thời gian phản ứng phải rất ngắn
-Dùng nguyên liệu là xăng để khi crăcking cho phân tử thấp hơn có số cacbon
tỪ C'› - C¿
-Nếu dùng nguyên liệu lớn hơn , sản phẩm tạo thành có khả năng ngưng tu
Để tránh phản ứng phụ , thường trộn thêm một ít hơi nước để làm loãng hỗn
hợp phản ứng , tránh khả năng va chạm nhiều tạo thành phản ứng ngưng tụ
Đặc biệt các xăng có nhiều hydrocacbon parafin khi crăcking nhiệt hiệu suất khí olcfin cao nhất , do liên kết C - C có năng lượng liên kết thấp, dễ bị hể gãy khi
cracking
Đổi với các hydrocacbon véng mach nh4oh , c6 trong phan dOoan xAng , trudc tiên các nhánh phụ bị bẻ gãy , sau đó vòng naphtcn mới bị phá vỡ
Trang 39
Luần vấn tốt nghiệp _
Đối với các hydrocacbon thơm , nói chung vòng thơm không bi phá vỡ chỉ có các nhánh bi bé gay
Trong công nghiệp, có nhiều phương pháp pyrolyze , chúng khác nhau cơ bản ở cách cung cấp nhiệt : cung cấp gián tiếp và cung cấp trực tiếp
Các yêu cầu nguyên liệu đối với quá trình pyrolyze không khất khe đối với lượng S bởi vì sau khi đi qua lò phản ứng, đi qua giai đoạn làm sạch không sử dụng xúc tác
Bên cạnh khí olcfin , nguyên liệu 2e dành cho công nghiệp hóa dau là các
hydrocacbon thơm Ví dụ như benzen., toluen , xylen
Khác với quá trình cräcking nhiệt , muốn sản xuất hydrocacbon thơm công nghiệp phải : trước hết vòng hóa mạch cacbon ( naphten ) rối sau đó biến nó thành hydrocacbon thơm bằng cách loại hydro Tức là ta phải thay đổi cấu trúc (chỉ có phân tử
lượng không đổi) Quá trình này gọi là quá trình reforming với xúc tác đặc biệt có 2 nhiệ mvu: khép vòng và khử hydro
Đối với các naphtcn R R Cy x BH “ve a J -O + © a Ngoài các hydrocacbon naphten còn có các hydrocacbon mạch nhánh hoặc mạch hở R R C-C-C-C-C-C-R “Cy © (oy (3)
Phản ứng xảy ra dễ hơn theo thứ tư (1) > (2) > (3)
Xăng có nhiều naphten là xăng có hiệu suất RTX cao nhất [ do phan tng (1) dé xảy ra]
Yêu cầu đặc biệt của nó là thành phần S phải rất ít , do quá trình rcforming có sử dụng xúc tác , nếu có S sẽ làm ngộ độc chất xúc tác
Để hiệu suất BTX cao , thường công nghiệp chưng cất xăng thêm 1 lẳn nữa , thường lấy
Trang 40b/Phân đoan Kerosin :
Sản phẩm của phân đoạn kcrosin được dùng làm nhiên liệu cho đông cơ pha
lực do đó nhiên liệu đưa vào buồng đốt phải đảm bảo các yêu cầu sau: -Nhiên liệu đưa vào buồng đốt phải liên tục
-Nhiên liệu phải có điểm đông đặc ở = - 40°C và không có nước lẫn vào
- Ấp suất p = 140-210 g/cm’
-Khi cháy hiệu suất năng lượng phải là cao nhất , ngọn lửa cháy cho ra môt
năng lượng cao nhất , sản phẩm khí nhiếu nhất
-Thanh phan nhiên liệu phải đảm bảo sao cho khi cháy không sinh cận cốc bám trong buồng đốt Sự có mặt của các hydrocacbon aromatic gây ra sư tạo cốc dễ dàng , vì vay trong thành phẩn nhiên liệu động cơ máy bay phản lực nên hạn chế hàm lượng aromatic dudi 20% Tinh chat nay biểu hiện chiểu cao ngọn lửa không khói và yêu cẩu
tối thiểu phải đạt 20-25mm
* Nguyên tắc làm việc và các chỉ tiêu của đông cơ phản lực
-Nguyên tắc làm việc : Công nghiệp tạo một dòng khí rất mạnh thổi ra dicl ở phía sau, theo nguyên tắc phản lực không khí sẽ đẩy vật về phía trước
-Mội số yêu cầu đối với động cơ phản lực:
+ Nhiệt cháy của nhiên liệu phải đạt cao nhất , đo bằng chỉ số Lumino Chỉ số Lumino :khi cháy cho ngọn lửa xanh (cao), vàng (thấp) , đo ánh sáng của ngọn lửa bằng tế bào quang học
+ Độ nhớt phải thấp , nhiệt độ thay đổi khác nhau nhưng độ nhớt không thay đổi nhiều lắm , được căn cứ trên chỉ số độ nhớt
Chỉ số Lumino và chỉ số độ nhớt phụ thuộc vào thành phần hóa học của nhiên liệu
Thanh phan có trong dấu nhiên liệu:
@ Các loại hydrocacbon thơm : 19 4 (20-25) @ Các loại hydrocacbon naphtcn: 38.2 (20-45)
@ Các loại hydrocacbon parafin: 4l 4 (30-60) (< C¡;;) nếu C;s, C¡„¿ ở nhiệt độ thấp nó bị đông đặc làm tắt ống
@ Các loại hydrocacbon olefin <1.0 nếu nhiều hơn thì trong quá trình bảo
quản , các olefin tự tổng hợp tạo ra polime làm xăng có màu khác và có thể làm tất ống
Nếu các thông số kĩ thuật trên không được đảm bảo thì sản phẩm của phân đoạn kerosin này được sử dụng làm dầu hỏa
Để sản phẩm của phân đoạn gazoin làm nhiên kiệu tốt cho động cơ diezel thì
phải đáp ứng một số yêu cầu chẳng han như trị số xctan , nhiệt độ đông đặc , hàm lượng