Như vậy người ta dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất trong dầu thô đề phân tách chúng thành các phân đoạn có khoảng nhiệt độ sôi khác nhau ở áp suất khí quyên ° Tương ứng v
Trang 1Giảng viên hướng dẫn: Ths Lương Tuấn Nghĩa
Sinh viên thực hiện:
Mã Lớp HP: 223_DOT0240_06
Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2023
Trang 2
MUC LUC
CHƯƠNG 1 QUY TRINH CHE BIEN NHIEN LIEU XANG VA DAU DIESEL 2
1.1 Công đoạn làm sạCH - - - c5 cọ THỌ 00 0 2 TU uc nan na 2 1.3 Công đoạn pha trộn phụ g14 5 G0 ng gu gu 2 2 Tiêu chuẩn chất lượng - - <- << s£s£ Sẻ se eSeEE+kSEEEEESESEkEEEEEESEErkrkrkrkrsrerkree 3
CHƯƠNG 2 SO SÁNH TÍNH CHẤT NHIÊN LIỆU XĂNG VẢ ĐIESEL 4
.Ñ?- 3i 0ï 00 i6c oi 7a ốố.ố.ốốố 4 1 Khái nÏỆm: - ng n0 09090707090907070707575 080505055 4 2 Hai tính chất quan trọng của Xăng: - c QC 2 2n HH ng 5555 5555515 re 4 3 Chỉ tiêu chất lượng của xăng 55+ Ss+sttEEEEExY tre ren 5 khN» .Ỏ 5 k9 6 6 n6 ố ố 5 :8?- s0 0ì0ï|1 (0 ¡09 1 6 1 Khai nÏỆm: - ng n0 09090707090907070707575 080505055 6
3 Chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu Diezen 5-5-5 5< S2 se sex sssxessresrss 6
CHUONG 3 SO SANH VE DAC DIEM CHAY GIUA NHIEN LIEU XANG VA
)/.08))1010 01 7
CHUONG 4 TIM HIEU VE CÁC LOẠI NHIÊN LIEU CO THE THAY THẺ CHO
XANG VA DAU DIESEL 8
4 Các loại nhiên liệu sach thay thé xdng dau ccccccsssssssssesssessscsesesesesesseesees 8 4.1 Nbién Li€u by dr cee csssseeecsssseeeesssseeessseeeesssseeeescsseeeescsseeeessseeeeeesessessoes 8 VU 0n 8 4.3 Khí thiên nhiên hóa lỏng (LẴNG) Gà 9
4.5, Dau diesel sinh h0C cscsssssssssssssssesesssssssssscscssssssescscsescsesesseseseseceeseaeseseeeeeeese 10
Trang 3CHUONG 1 QUY TRINH CHE BIEN NHIEN LIEU XANG VA DAU
DIESEL
1.1 Công đoạn làm sạch
- Khi đưa về nhà máy lọc dầu dầu mỏ được làm sạch hết nước, tách loại muối và các tạp
chất lẫn trong dầu 1.2 Công đoạn lọc dầu - Lọc dầu thường bắt đầu bằng công đoạn chưng cất dầu thô Như vậy người ta dựa vào sự khác nhau về nhiệt độ sôi của các chất trong dầu thô đề phân tách chúng thành các phân đoạn có khoảng nhiệt độ sôi khác nhau ở áp suất khí quyên
° Tương ứng với xăng (các chất có nhiệt độ sôi từ 35- 1800 độ C) ° Dâu hỏa (các chất có nhiệt độ sôi trong khoảng 180-2500 độ C)
° Cặn có nhiệt độ sôi trên 3500 độ C phải chưng cất tiếp ở áp suất thấp (chân
không ) dé lay ra phân đoạn có nhiệt độ sôi 400-5500C được chế biến tiếp qua công nghệ
crackinh xúc tác để sản xuất các sản phẩm nhẹ như xăng, dầu hỏa, nhiên liệu điezen
hoặc sản xuât các loại dâu nhờn
theo từng loại dầu thô Cặn này được dùng làm nhiên liệu đốt lò ngay trong nhà máy hoặc
sản xuất nhựa đường hoặc sản xuất dầu nhờn nặng
1.3 Công đoạn pha trộn phụ gia - Sau khi chưng cất dầu thô thành các phân đoạn sản phẩm, sản phâm của các phân đoạn này phải trải qua các công đoạn chế biến tiếp theo, rồi pha trộn thành các thành phẩm
lọc dầu
- Khi chưng cất, phần khí lẫn trong dầu thô được tách ra Trong đó có khí mêtan, mêtan thường được dùng làm nhiên liệu trong nhà máy lọc dầu; propan và butan được nén vảo
2
Trang 4trong các bình chứa, chính là khí gas bán trên thị trường cho ta đun bếp, còn gọi là khí
dầu hóa lỏng (LPG)
Tùy theo tính chất của từng loại dầu thô và yêu cầu cụ thể của từng nhà máy về san pham mà giới hạn khoảng nhiệt độ sôi của từng phân đoạn sản phẩm có thẻ thay đôi khác nhau 2 Tiêu chuẩn chất lượng
- Chất lượng sản phẩm xăng dầu là yêu cầu quan trọng trong việc chế biến dầu thô Mỗi nước đều có hệ thông tiêu chuân chất lượng sản phẩm của mình, trong đó quy định các chỉ tiêu chất lượng của từng sản phâm Nhìn chung, các nước trên thế giới thường tham chiều hệ thống tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm của Mỹ (API) hoặc của Châu Âu (EU) đề xây dựng hoặc áp dụng hệ thống tiêu chuẩn của mình (Trước đây các nước xã hội chủ
nghĩa tham chiếu hệ thống tiêu chuẩn của Liên Xô — GOST)
- Mỗi sản phẩm xăng dầu có một số chỉ tiêu chất lượng tương ứng được quy định trong tiêu chuân quôc g1a
Trang 5CHUONG 2 SO SÁNH TÍNH CHAT NHIEN LIEU XANG VA DIESEL
A Dac tinh nhiên liệu xăng 1, Khai niém:
- Xăng là một hợp chất cia Hidrocacbon duge san xuat bang chung cất dầu mỏ Cabuahydro no mạch nhánh và cacbuahydro thơm nhân benzen Vi vay no tự cháy kém - Xăng là chất dễ bay hơi và tạo ra nhiệt lượng lớn
- Ty trong p = 0,65-0,8 g/cm3 2 Hai tinh chat quan trọng của xăng: - Tính kích nỗ: Trị số octan của xăng biểu hiện tính chống kích nỗ của xăng Xăng có trị sô octan cảng cao thì tính chống kích nỗ càng cao Xăng có trị số octan cao sử dụng cho động cơ có tỉ số nén cao Nếu sử dụng xăng có trị số octan thấp cho xe có tỉ số nén cao sẽ gây hiện tượng cháy kích nô Nếu sử dụng xăng có trị số octan cao cho xe có tỉ số nén thấp thì xăng sẽ cháy khó cháy, cháy không hết tạo muội than làm bân máy, hao xăng Chỉ số octan thấp nhất là 92 và cao nhất đang sử dụng là 98
- Tính bay hơi cao: Xăng muốn cháy được trong máy thì cần phải bay hơi, trộn với một
lượng oxI vừa đủ để đạt được hiệu suất đốt cao nhất, đối với động cơ đốt trong, chúng
được trộn với nhau thông qua bộ ché hòa khí Nếu xăng bay hơi không thích hợp thì máy sẽ không phát huy được hết công suất, hao xăng nhiều
**Xăng dễ bay hơi, và sẽ bốc hơi thành một khí dễ cháy ngay khi tiếp xúc với không khí
Do nó dễ bắt cháy bằng một tia lửa nhỏ và vì vậy rất nguy hiểm, nó phải được sử dụng
cân thận
Trang 63 Chỉ tiêu chất lượng của xăng 3.1 Chỉ số octan
- Thành phần chưng cất, tỉ trọng, áp suất hơi, độ axit, hàm lượng lưu huỳnh, trị số octan tương ứng cho từng loại xăng Trong đó trị số octan ( viết tắt là RON ) thường
được coi là chỉ tiêu chất lượng quan trọng nhất
- Thí dụ ta gọi xăng RON 92, tức là loại xăng này có chất lượng chảy tương đương với một chất chuẩn (trong đó có 92% chất izooctan + 8% chất n-Heptan) được so sánh với nhau khi cùng chạy trong một động cơ chuân gợi là máy đo trị số octan
° Chất izooctan như đã nói, là chất cháy ổn định, không gây kích nỗ Người ta lẫy chất này làm chuẩn cao và quy cho nó có trị số octan là 100
° Ngược lại một chất cháy dễ bị kích nổ, rất xấu cho động cơ người ta lấy chất này làm chuân thấp và quy cho nó có trị số octan bằng không (0) chất này là n-Heptan - Các loại xăng khác như xăng RON 95, RON 98 la xang có trị số octan là 95, 98,
- Xăng RON 92, RON 95 2 loại nhiên nhiệu thông dụng hiện nay
Sau khi chưng cất, các phân đoạn xăng thô chỉ có trị số octan khoảng 60-70, nghĩa là chất lượng chưa có thể sử dụng cho xe máy ngày nay được Các dòng xe đời mới đòi hỏi chất lượng xăng rất cao, có trị số ốc tan 95, 98 và cao hơn Động cơ chạy xăng, công suất lớn, có hệ số nén của piston lớn thì cần xăng có RON cao đề trách kích nô
3.2 Cách tăng chỉ số octan - Dé tang trị số oc tan, người ta đã nghiên cứu và pha vào xăng nhiều chất hóa học khác nhau, tuy nhiên cũng chỉ được pha ở mức giới hạn vì nhiều lý do khác Như vậy muốn tăng trị số ocfan một cách cơ ban và bên vững chỉ còn cách dau tu công nghệ
- Các công nghệ được sử dụng hiện nay như:
Trang 7` Công nghệ làm nhánh hóa (đồng phân hóa)
- Các công nghệ này cho xăng chất lượng cao, có trị số octan RON 92 và RON- 95 mà không cần pha thêm phụ gia hóa học khác Hiện nay xăng của ta tốt hơn xăng ngoại là vì lẽ này, xăng ngoại nhập thường có pha các chất phụ gia hóa học
B Dac tính nhiên liệu Diesel 1 Khái niệm:
- Nhiên liệu diesel là hợp chất của Hiđrocacbon mà được chưng cất sau xăng và dầu hoả
mà đã được chưng cất từ dầu mỏ ở nhiệt độ từ 150 đến 370 độ C
- Chủ yếu là các cacbuahydro no CnH2n+2 ở dạng mạch thắng nên dễ bị phân hủy ở
nhiệt độ cao Tính tự cháy cao
- Tỷ trọng p =0.85-0.95 ø/cm3
2 Tính chất:
- Nhiên liệu điesel được chia thành nhiều loại, chủ yếu dựa vào độ lỏng của nó, do độ
lỏng giảm xuống khi nhiệt độ giảm Loại nhiên liệu sử dụng phải phụ thuộc vào môi trường (nhiệt độ) sử dụng
- Tính tự cháy: Trị số xetan cho biết khả năng bốc cháy của nhiên liệu diesel Trị số cao hơn, khả năng bốc cháy của nhiên liệu sẽ tốt hơn và sẽ có ít tiếng gõ hơn Giá trị xetan
nhỏ nhất có thể chấp nhận được của nhiên liệu sử dụng cho động cơ diesel ô tô cao tốc là
khoảng 40 đến 50
3 Chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu Diezen - Chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu diezen bao gồm: thành phần chưng cắt, tỉ trọng, hàm lượng lưu huỳnh, trị số Xetan, độ axit, nhiệt độ đông đặc Nhiên liệu điezen, thường gọi là dầu DO, dùng cho các thiết bị chạy bằng động cơ diezen , như ô tô du lich, xe tải nặng, các máy phát điện, tâu thủy
Trang 8CHUONG 3 SO SANH VE DAC DIEM CHÁY GIỮA NHIÊN LIỆU XĂNG
VA DAU DIESEL
- Do cac thanh phan cũng như tính chất của mỗi loại nhiên liệu, giữa xăng và diesel có
các thông số quyết định như Điểm chớp cháy và Nhiệt độ tự bốc cháy Nhiệt độ tự bốc
cháy của xăng (280°C) cao hơn của diesel (210°C) Điểm chớp cháy của xăng -43°C, trong khi của diesel là >52°C, điểm chớp cháy thể hiện khả năng bốc cháy của hơi nhiên liệu nêu có nguôn lửa
- Với đặc tính đễ bay hơi, và điểm chớp cháy thấp, xăng phù hợp với việc hòa trộn với
không khí dạng phun sương, sau đó nhận nguồn lửa bên ngoài và bốc cháy Do đó, động cơ xăng sẽ cần bugi đánh tia lửa làm nguồn lửa mỗi cho quá trình đốt cháy Đặc tính nhớt và khả năng tự cháy cao giúp cho nhiên liệu diesel được phun vào buồng đốt với áp suất
và nhiệt độ cao sẽ tự bốc cháy
- Động cơ xăng, hỗn hợp không khí và nhiên liệu (hòa khí) được nén thông qua kỷ nén,
đến một thời điểm nhất định, bugi bật tia lửa điện, đốt cháy nhiên liệu, lúc này ngọn lửa
sẽ bùng cháy và lan truyền khắp buông đốt động cơ - Đối với động cơ diesel, chỉ không khí được nén trong xilanh thông qua kỳ nén, sau đó nhiên liệu cao áp được phun vào bằng kim phun, gặp nhiệt độ thích hợp, nhiên liệu bốc cháy ngay lập tức, và quá trình cháy bùng phát trong buồng đối
Trang 9CHUONG 4 TiM HIEU VE CAC LOAI NHIEN LIEU CO THE THAY THE
CHO XANG VA DAU DIESEL
4 Các loại nhiên liệu sạch thay thế xăng dầu
Với nhu cầu sử dụng của người dùng ngày càng cao, ngành công nghiệp sản xuất năng lượng sạch cảng có “đất” đề phát triển Nhờ áp dụng các tiên bộ công nghệ hiện đại, nhiều loại nhiên liệu sạch được nghiên cửu, sản xuất và nhanh chóng được đưa vào sử dung, dan thay thế xăng dầu - một loại nhiên liệu đang ngày càng đắt đỏ và dần cạn kiệt 4.1 Nhiên liệu hydro
Hydro là giải pháp thay thể nhiên liệu hóa thạch dùng trong động cơ đốt trong đã được thử nghiệm từ khoảng đầu thế kỷ XX Theo đó, khí Hydro sẽ tạo ra phản ứng cháy nỗ trong buồng đốt đề sinh công, khiến piston chuyển động dọc lên - xuống, từ đó tạo ra chuyển động vòng của trục khuỷu và dẫn đến làm quay các bánh xe Đặc biệt khí thải từ quá trình sinh công này sạch gần như tuyệt đối, chỉ bao gồm hơi nước, không có phụ gia Ngoài ra, nhiên liệu hydro còn sở hữu những ưu điểm nôi trội hơn so với xăng như: ° Lượng năng lượng sử dụng đề vận hành xe thấp hơn so với khi sử dụng xăng xăng dầu
° Tốc độ cháy và nhiệt độ tự cháy của Hydro cao và nhanh hơn sử dụng xăng dầu ° Bản chất khuếch tán của Hydro cao hơn so với xăng dầu
4.2 Ethanol Là một trong 2 dạng cồn công nghiệp phô biến hiện nay Ethanol là hợp chất hữu cơ dễ cháy, không màu, được điều chế bằng công nghệ hydrat hóa khí etylen với chất xúc tác là axit
Ethanol là loại nhiên liệu sạch thay thế xăng dầu được các nhà sản xuất đánh giá cao VỚI
nhiều ưu điềm :
Trang 10° Tạo ra lượng khí thải carbon dioxide, hydrocacbon va oxit nitơ thấp hơn xăng dâu
° Chi phi san xuat ethanol thấp hơn xăng dầu 4.3 Khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG)
Khí nhiên liệu hóa lỏng LNG có thành phần chủ yếu là CH4 - Methane (94,3%) Đây là
loại khí không màu, không mùi, không độc hại và được làm lạnh ở nhiệt độ -162 độ C dé
biến lỏng Khí LNG bay hơi nhanh, không để lại dư lượng vì thế LNG để lại ít chat thai
nhất sau khi đốt, đa phân là chất thải sạch LNG được đánh giá là nguồn năng lượng thay thê xăng dâu cho hiện tại và tương lai trên toàn cầu khi sở hữu nhiều ưu điêm:
° Giảm 809% khí thải so với sử dụng xăng 4.4 Khí thiên nhiên CNG
Khí thiên nhiên CNG không màu, không mùi, không độc hại được khai thác từ các mỏ
khí tự nhiên Với thành phần cấu tạo đơn giản, dễ xử lý, cho phép loại bỏ các hợp chất
độc hại (SOx, NOx, CO2, ) CNG nên được đánh giá là loại nhiên liệu sạch thay thé
Động cơ sử dụng khí thiên nhiên CNG có nhiều ưu thế hơn so với sử dụng xăng:
° Hầu như không phát sinh bụi khi sử dụng ° Không gây hiệu ứng nhà kính
° An toàn hơn trong trường hợp bị rò ri và khắc phục
Trang 114.5 Dau diesel sinh hoc Dầu Diesel sinh học là chất lỏng có màu vàng nhạt, có mùi nhẹ đặc trưng của xăng dâu Loại dầu sinh học này cũng mang trong mình nhiều phần từ dầu hơn xăng và có những
đặc điểm như:
` Khoảng nhiệt bốc hơi dao động từ 175 - 370 độ C và không gây hao mòn thiết bị
khi vận hành ° Được dùng cho các loại động cơ diesel đường bộ, đường thủy và đường sắt
Dâu Diesel sinh học sở hữu những ưu điêm vượt trội hơn so với xăng dầu, cụ thê:
Tỷ trọng năng lượng trong dầu diesel cao hơn so với xăng Khả năng bay hơi cũng chậm hơn
Tiết kiệm nhiên liệu hơn khi vận hành
4.6 Xe sử dụng năng lượng điện thay thế xăng dầu Trước vấn đề biến đổi khí hậu ngày cảng trở nên nghiêm trọng, hướng tới giao thông xanh, giảm phát thái và tiếng ồn là mục tiêu của nhiều quốc gia hiện nay Trong đó, sử dụng năng lượng điện được xem là giải pháp thay thế xăng hiệu quả
10