tài liệu cơ khí - giáo trình mô đun

MỤC LỤC Đề mục Trang MỤC LỤC GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN Vị trí, ý nghĩa, vai trị mơ đun Mục tiêu mô đun Mục tiêu thực mô đun Nội dung mơ đun CÁC HÌNH THỨC HỌC TẬP CHÍNH TRONG MƠĐUN YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HỒN THÀNH MƠĐUN Về kiến thức Về kỹ Về thái độ BÀI 1: XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CỦA DẦU THÔ XÁC ĐỊNH KHỐI LƢỢNG RIÊNG DẦU THÔ– ASTM D 1298/ TCVN 6594 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG LƢU HUỲNH - ASTM D4294 12 XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT HƠI BÃO HÕA REID – ASTM D 323/ TCVN 5731 23 XÁC ĐỊNH ĐỘ NHỚT ĐỘNG HỌC - ASTM D 445 29 XÁC ĐỊNH ĐIỂM CHẢY – ASTM D 97/ TCVN 3753 35 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG TRO – ASTM D 482/ TCVN 2690 39 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG TẠP CHẤT CƠ HỌC – ASTM D 473 43 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CẶN CACBON CONRADSON – ASTM D 189/ TCVN 6324 46 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG NƢỚC – ASTM D 4006 52 10 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG AXIT TỔNG (TAN) – ASTM D 664//TCVN 2695 57 11 BÀI TẬP 65 BÀI 2: XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CỦA KHÍ HĨA LỎNG 71 XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT HƠI – ASTM D1267 72 XÁC ĐỊNH KHỐI LƢỢNG RIÊNG – ASTM D1657 77 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HYDROCACBON – ASTM D2163 88 XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG LƢU HUỲNH – ASTM D2784 82 BÀI TẬP 95 GIỚI THIỆU VỀ MƠ ĐUN Vị trí, ý nghĩa, vai trị mơ đun Phân tích dầu thơ khí mảng kiến thức kỹ cho ngƣời lao động làm việc liên quan đến lĩnh vực phịng thí nghiệm dầu khí Nó giúp cho thí nghiệm viên xác định xác tiêu chất lƣợng loại dầu thơ khí Mục tiêu mô đun Học xong mô đun, học viên có khả năng: Hiểu đƣợc tính chất dầu thơ khí hóa lỏng Phân tích đƣợc tiêu dầu thơ khí hóa lỏng - Đánh giá đƣợc chất lƣợng dầu thơ khí hóa lỏng Mục tiêu thực mô đun Mô tả lý thuyết thực phƣơng pháp lấy mẫu dầu thơ khí - dầu mỏ hóa lỏng Xác định thành phần dầu thô Xác định tiêu dầu thơ khí hóa lỏng Các thí nghiệm mơđun làm PTN hóa dầu Nội dung mơ đun Bài 1: Xác định tiêu dầu thô Bài 2: Xác định tiêu khí hóa lỏng (LPG) CÁC HÌNH THỨC HỌC TẬP CHÍNH TRONG MƠĐUN - - Học lớp tham gia thảo luận về: ý nghĩa tiêu phƣơng pháp xác định tiêu chất lƣợng sản phẩm dầu mỏ Cách sử dụng, bảo quản dụng cụ phân tích tiêu sản phẩm dầu mỏ Phƣơng pháp chuẩn bị mẫu phân tích Tổ chức, trang bị an tồn phịng thí nghiệm Tự nghiên cứu tài liệu liên quan đến tiêu chất lƣợng sản phẩm dầu khí phƣơng pháp thực nghiệm - Tham gia buổi trình diễn giáo viên cách sử dụng, bảo quản, hiệu chuẩn dụng cụ phân tích tiêu chất lƣợng sản phẩm dầu mỏ - Tiến hành làm thí nghiệm phân tích tiêu chất lƣợng sản phẩm dầu mỏ Luyện tập phƣơng pháp xử lý số liệu từ kết phân tích phƣơng - pháp xác định sai số thực nghiệm Tham quan trang bị, thiết kế, thao tác phịng thí nghiệm - - Tham gia khảo cứu thị trƣờng cung cấp trang thiết bị, hóa chất cho phịng thí nghiệm U CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ HỒN THÀNH MƠĐUN Về kiến thức - Nắm vững ý nghĩa thông số tiêu dầu thơ khí dầu mỏ Vận dụng xác thao tác xác định tiêu chất lƣợng sản phẩm dầu mỏ Mơ tả xác phƣơng pháp tiến hành thực nghiệm Giải thích đƣợc ý nghĩa thao tác tiến hành thực nghiệm Về kỹ - - Vận hành đƣợc thiết bị phân tích dầu khí Thao tác thực nghiệm theo tiêu chuẩn quy định (ASTM) Chuẩn bị mẫu theo tiêu chuẩn quy định Bảo quản bảo dƣỡng thiết bị quy cách Tổ chức trang bị an tồn cho phịng thí nghiệm Về thái độ - Nghiêm túc việc sử dụng bảo dƣỡng thiết bị Luôn chủ động kiểm tra đảm bảo an tồn phịng thí nghiệm Chủ động xem xét tình trạng thiết bị phịng thí nghiệm Nhắc nhở đồng nghiệp đảm bảo an tồn phịng thí nghiệm BÀI 1: XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CỦA DẦU THÔ Mã bài: HD F1 Giới thiệu Dầu thơ sản phẩm đặt biệt, tính chất sản phẩm đƣợc xác định thông qua tiêu chất lƣợng Việc xác định tiêu thực cách tùy tiện mà đƣợc thống theo vài tiêu chuẩn định đƣợc thực thiết bị tiêu chuẩn riêng biệt Việc nắm vững quy trình phân tích tiêu chất lƣợng dầu thơ yêu cầu cần thiết nhân viên làm việc lĩnh vực dầu khí Mục tiêu thực hiện: Học xong học viên có lực - Mơ tả tính chất dầu thơ - Xác định đƣợc hầu hết tiêu chuẩn chất lƣợng dầu thô theo tiêu chuẩn ASTM thiết bị chuyên dùng nhƣ: khối lƣợng riêng, áp suất hơi, độ nhớt, nhiệt độ đông đặc, hàm lƣợng tro, tạp chất học, cặn cacbon, hàm lƣợng nƣớc trị số axít, v.v… Thực thí nghiệm làm PTN Nội dung - Xác định khối lƣợng riêng dầu thô, ASTM D 1298 Xác định hàm lƣợng lƣu huỳnh, ASTM D 4294 Xác định áp suất bão hoà, ASTM D 323 Xác định độ nhớt, ASTM D 445 Xác định nhiệt độ đông đặc, ASTM D 97 Xác định hàm lƣợng tro, ASTM D 482 - Xác định tạp chất học, ASTM D 473 Xác định cặn cacbon, ASTM D 189 Xác định hàm lƣợng nƣớc, ASTM D 4006 Xác định trị số axit, ASTM D 664/TCVN 2695 Các hình thức học tập - Học lớp vấn đề liên quan tới phƣơng pháp phân tích dầu thơ - Thảo luận để đƣa ƣu khuyết điểm phƣơng pháp Tự nghiên cứu tài liệu liên quan thƣ viện Trực quan thao tác thực hành giáo viên hƣớng dẫn phòng thí nghiệm - Rèn luyện kỹ thực hành cho học viên phịng thí - nghiệm Thực hành viết báo cáo thí nghiệm XÁC ĐỊNH KHỐI LƢỢNG RIÊNG DẦU THÔ– ASTM D 1298/ TCVN 6594 1.1 Phạm vi áp dụng Phƣơng pháp áp dụng cho dầu thô sản phẩm dầu mỏ lỏng, đồng Có áp suất bão hịa 14.696 psi thấp 1.2 Mục đích ý nghĩa Phƣơng pháp dùng phù kế thủy tinh để đo khối lƣợng riêng (Density) Tỷ trọng (Specific Gravity) hay oAPI dầu mỏ sản phẩm dầu mỏ để tính tốn chuyển đổi thể tích khối lƣợng khối lƣợng thể tích tỷ trọng nhiệt độ khác 1.3 Tóm tắt phƣơng pháp Cho phù kế nhiệt kế vào mẫu đƣợc giữ nhiệt độ quy định ống đong có kích thƣớc thích hợp Khi hệ thống đạt cân bằng, đọc gía trị đo đƣợc phù kế nhiệt kế Dùng bảng chuyển đổi để chuyển đổi nhiệt độ yêu cầu loại tỷ trọng yêu cầu Khối lƣợng riêng (Density): Là khối lƣợng chất lỏng đơn vị thể tích 15oC 101.325 kPa có đơn vị đo kg/m3 (Ở nhiệt độ khác nhƣ đo 20oC đơn vị đo đƣợc sử dụng nhƣ kg/l g/ml) Tỷ trọng (Specific gravity - Spgr): Là tỷ số khối lƣợng thể tích chất lỏng nhiệt độ quy định với khối lƣợng thể tích nƣớc tinh khiết nhiệt độ nhiệt độ khác Cả hai nhiệt độ đƣợc nghi rõ Ví dụ: d204 = 20 / tỷ trọng tƣơng đối sản phẩm 20oC (sử dụng Việt Nam) 20: 4: khối lƣợng riêng sản phẩm 20oC khối lƣợng riêng nƣớc 4oC Tùy quốc gia, tỷ trọng tiêu chuẩn d154, spgr 60oF/60oF o API: Có liên hệ với tỷ trọng tƣơng đối spgr 60oF/60oF o API = [141.5 / ( spgr 60oF/60oF)] – 131.5 Giá trị quan sát (đọc đƣợc) giá trị quan sát đƣợc nhiệt độ khác với nhiệt độ quy định Giá trị số đo phù kế mà khối lƣợng riêng, tỷ trọng tƣơng đối hay tỷ trọng API nhiệt độ 1.4 Tiến hành thực nghiệm: 1.4.1 Thiết bị - hóa chất - Hình 1.1 Thiết bị xác định tỷ trọng Ống đong - Xăng Bể ổn định nhiệt độ - Dầu hỏa - Máy khuấy Dầu D.O - Bảng 1.1: Bảng hiệu chuẩn phù kế Tỷ trọng kế Khối lƣợng riêng, kg/m3 15oC Tỷ trọng Tỷ trọng oAPI Khoảng đo Một Khoảng chia Hiệu đơn vị sai số chỉnh 600 -1100 600 -1100 600 -1100 20 50 50 0.2 0.2 0.5 0.3 1.0 0.6 0.600 -1.100 0.600 -1.100 0.600 -1.100 0.020 0.050 0.050 0.0002 0.0002 0.0005 0.0003 0.001 0.0006 0.650 -1.100 -1 - 101 0.050 12 0.0005 0.0005 0.1 +0.3 +0.7 +1.4 +0.0003 +0.0007 +0.0014 0.1 Bảng 1.2: Thang chia nhiệt kế Thang đo o Khoảng đo Vạch chia độ Sai số F o C -1 - +38 -20 - +120 0.1 0.2 0.15 o -5 - +215 0.5 0.25 F 0.1 Ống đong: Bằng thủy tinh hay kim loại có miệng rót đƣờng kính lớn đƣờng kính ngồi phù kế 25 mm, chiều cao ống đong phải phù hợp để phù kế hoàn toàn mẫu đáy phù kế cách đáy ống đong 25 mm Bể ổn nhiệt: Có khả ổn nhiệt mẫu nhiệt độ thích hợp cho loại mẫu, có sai lệch nhiệt độ 0.25oC Hệ thống khuấy: Bằng nhựa hay thủy tinh dài khoảng 400 mm 1.4.2 Quy trình thực nghiệm 3.4.2.1 Quy trình chuẩn bị mẫu Các sản phẩm dầu khơng bay lấy mẫu theo cách đƣợc mơ tả tiêu chuẩn ASTM D4057 ASTM D4177 Lấy mẫu chứa chai có nút kín tránh bay bảo quản phòng lạnh sau lấy mẫu Trộn mẫu: Mẫu dầu thơ paraffin có điểm đơng đặc cao 10oC hay điểm vẩn đục, điểm xuất tinh thể paraffin lớn 15oC Có thể hâm nóng mẫu đến nhiệt độ cao nhiệt độ đông đặc 9oC cao điểm vẩn đục 3oC, lắc mẫu chai gốc rót vào ống đong Phần cất nhiều sáp: Hâm nóng mẫu đến nhiệt độ cao điểm vẩn đục 3oC trƣớc lắc Mẫu dầu F.O: Đun nóng mẫu đến nhiệt độ thử trƣớc trộn 3.4.2.2 Quy trình đo: Ổn nhiệt mẫu đến nhiệt độ thích hợp cho mẫu lỏng hồn tồn, nhƣng khơng để nhiệt độ cao làm bay phần nhẹ hay nhiệt độ thấp làm kết tinh paraffin Đối với mẫu lỏng nhẹ đo gần nhiệt độ quy chiếu Nhiệt kế phù kế đƣợc đƣa đến nhiệt độ khoảng (5oC so với nhiệt độ thử) Rót mẫu vào ống đo đƣợc ổn nhiệt, tránh tạo bọt Với mẫu dễ bay dùng siphon để chuyển mẫu Loại bọt khí hình thành sau chúng tập trung bề mặt mẫu thử cách dùng giấy lọc thấm trƣớc thả phù kế vào Đặt ống đong chứa mẫu vị trí thẳng đứng nơi khơng gió có nhiệt độ thay đổi 2oC suốt thời gian thử Khi nhiệt độ thử khác nhiệt độ mơi trƣờng nhiều 2oC sử dụng bể ổn nhiệt để trì nhiệt độ suốt thời gian thử Đặt nhiệt kế phù hợp vào mẫu thử khuấy mẫu que khuấy theo hƣớng lên xuống xoay tròn để nhiệt độ tỷ trọng đƣợc Ghi nhiệt độ mẫu xác đến 0.1oC nhấc nhiệt kế que khuấy khỏi ống đo Thả từ từ phù kế phù hợp vào chất lỏng thả tay đến vị trí cân bằng, ý tránh làm ƣớt thân vạch mà phù kế tự Đối với chất lỏng suốt mờ, quan sát bóng mặt cong phù kế bị ép dƣới điểm cân khoảng – mm quay trở lại vị trí cân Nếu mặt cong thay đổi làm thân phù kế lặp lại bóng mặt cong khơng thay đổi Kéo phù kế lên khỏi chất lỏng khoảng vạch thang chia thả Để cho phù kế quay nhẹ thả giúp cho phù kế dừng tự cách thành ống Giữ cho phần lại thân phù kế mức chất lỏng khơng bị dính ƣớt Để đủ thời gian cho phù kế dừng lại tất bọt lên bề mặt, loại bọt khí trƣớc đọc 3.4.2.3 Phƣơng pháp đọc phù kế nhƣ sau: Khi phù kế dừng, tự cách thành ống, đọc số đo thang phù kế xác đến 1/5 vạch thang đo nhƣ sau: Đối với chất lỏng trong: Ghi số đo phù kế điểm thang phù kế mặt chất lỏng cắt thang đo cách đặt mắt thấp mực chất lỏng từ từ nâng lên đến bề mặt Ban đầu nhìn thấy hình elip méo, sau Hình 1.2 Phƣơng pháp đọc phù kế trở thành đƣờng thẳng cắt thang đo phù kế Đối với chất lỏng nhớt đục: Đọc điểm mà mẫu dâng lên, cách quan sát mắt đặt cao mặt phẳng bề mặt chất lỏng Ngay sau đọc phù kế, nhấc phù kế khỏi chất lỏng, đặt nhiệt kế vào khuấy mẫu que khuấy, đọc nhiệt độ nhiệt kế xác đến 0.1oC Nếu nhiệt độ đọc khác nhiệt độ ban đầu nhiều 0.5oC, lặp lại quan sát nhiệt độ trở nên ổn định khoảng 0.5oC Nếu không đạt đƣợc nhiệt độ ổn định, đặt ống đong vào bể ổn nhiệt lặp lại thí nghiệm 1.5 Báo cáo kết Kết báo cáo cuối giá trị khối lƣợng riêng (kg/m3) nhiệt độ chuẩn phải xác đến 0,1 kg/m3 Kết báo cáo cuối giá trị khối lƣợng riêng (kg/l) nhiệt độ chuẩn phải xác đến 0,0001 kg/l Báo cáo kết cuối tỷ trọng tƣơng đối nhiệt độ thử, tỷ trọng tƣơng đối điều kiện chuẩn, tỷ trọng oAPI xác gần 0.1 đơn vị Bảng kết quả: Tên mẫu Giá trị quan sát (tại nhiệt độ thử) Khối lƣợng riêng (ở điều kiện chuẩn) Tỷ trọng API 1.6 Độ xác Độ xác: Độ xác phƣơng pháp đƣợc xác định phƣơng pháp thống kê phòng thử nghiệm: Độ lặp lại: Sự khác kết ngƣời thử thiết bị điều kiện thử, cho phép 1/20 lần vƣợt giá trị bảng sau: Độ tái lặp: Sự khác kết ngƣời thử phịng thí nghiệm khác cho phép 1/20 lần vƣợt giá trị bảng sau: Sản phẩm Thông số cần đo Nhiên liệu Khối lƣợng sáng màu riêng 10 Khoảng độ nhiệt Đơn vị Độ lặp Độ tái lặp đo lại lại -2 đến 24.5oC Kg/m3, kg/l, g/ml 0.5 0.0005 1.2 0.0012 đƣợc trừ phần lƣu huỳnh có mẫu trắng, phần cịn lại giá trị thực lƣu huỳnh có mẫu Tháo bẫy phun từ đƣờng chân khơng, rửa bẫy phun ống khói với 35 ml nƣớc cất, thu hết nƣớc rửa vào bình hấp thụ (nếu khơng kết bị sai số thiếu) 3.4.2.3 Chuẩn độ Bari peclorat a Hóa chất Nƣớc không ion: nƣớc cất loại ion chứa bình polyetylen có nắp đƣợc đậy kín Axít HCl dung dịch chuẩn cồn (0,1M): pha loãng 20ml dung dịch nƣớc 0,5M HCl với 80ml iso-propanol Dung dịch thị hỗn hợp Thorin-Methylene xanh: dung dịch thị đƣợc pha chế từ hai dung dịch A B có thể tích (Dung dịch A: 0,8 g Thorin + 0,29 g potasium bromat + 500ml nƣớc Dung dịch B: 0,16 g metyl xanh + 0,2ml HCl 0,5M + 500ml nƣớc) Chỉ thị metyl tía Bari peclorat 0,005 M: hòa trộn 1,95g peclorat bari ngậm nƣớc 200ml nƣớc thêm 800ml isopropanol, điều chỉnh độ pH đến khoảng 3,5 với axít percloric pH kế Axít pecloric 70% Dung dịch NaOH chuẩn 0,03M b Xây dựng đƣờng cong làm việc Dùng pipet lấy lƣợng sunfat chuẩn theo ƣớc số bảng sau cho vào cốc thủy tinh 30ml chuẩn bị sẵn, thêm nƣớc cất vào cốc định mức đến 3,4ml Cho thêm tiếp vào cốc 12 ml iso-propanol giọt thị thorin-metyl xanh Bảng 2.2 Dãy điểm chuẩn Tiến hành chuẩn độ cốc với chất thị, mức sulfua chuẩn độ lần Từ lƣợng chất chuẩn sử dụng tính hàm lƣợng miligam sunfua Xây dựng đƣờng cong làm việc qua điểm Kiểm tra lại hai điểm đƣờng cong sau 10 ngày c Qui trình chuẩn độ dung dịch 86 Cho tất lƣợng chất hấp thụ vào bình Erlen 500ml, sử dụng nƣớc khơng ion để rửa nhỏ thêm giọt dung dịch thị metyl tía Chuẩn độ với dung dịch chuẩn NaOH 0,03M đến điểm cuối màu xanh nhạt Cho thêm 1ml dung dịch NaOH 0,03M đun cho bay đến cịn khoảng – 3ml (lƣu ý: khơng đƣợc để dung dịch sôi) Làm nguội đến nhiệt độ phòng đo ống đo 10ml Cho thêm nƣớc không ion đến vạch 3ml Cho hết lƣợng chất hấp thụ vào cốc 30ml, rửa ống đo bình 500ml làm hai lần, lần 6ml iso-propanol cho nƣớc rửa vào cốc thủy tinh Dùng pipet hút 0,4ml dung dịch sunfat chuẩn (40 g sunfua) cho vào cốc thủy tinh, nhỏ tiếp vào cốc giọt thorin-metyl xanh Cho giọt HCl 0,1M vào cốc để điều chỉnh màu dung dịch từ màu xanh xám sang màu xanh sáng Sử dụng buret chứa 2ml dung dịch Bari peclorat để chuẩn độ dung dịch hấp thụ Buret phải có đầu bơm nhúng dƣới bề mặt dung dịchtrong cốc Trong trình chuẩn độ phải thực khuấy dung dịch sử dụng màu sáng để dễ dàng nhận điểm cuối Cứ s cho thêm 0,1ml chất chuẩn đạt đƣợc điểm cuối, xảy thay đổi màu cách nhanh chóng từ xanh sang xám nhạt Dừng chuẩn độ phát chuyển màu xảy Từ đƣờng cong làm việc tìm tổng lƣợng sunfua chuẩn độ xác đến g Sau trừ 40 g đƣợc thêm vào Thực tƣơng tự nhƣ với mẫu trắng hydrocacbon có hàm lƣợng lƣu huỳnh thấp không phát đƣợc Đốt cháy mẫu trắng với thời gian giống nhƣ thực mẫu kiểm tra 3.5 Báo cáo kết Kết báo cáo hàm lƣợng tính microgam/g sunfua thực tế có mẫu Nó đƣợc tính tốn cách lấy kết mẫu kiểm tra trừ hàm lƣợng sunfua có mẫu trắng Bảng kết Tên mẫu Hàm lƣợng sufua mẩu Hàm lƣợng sunfua mẫu trắng Hàm lƣợng sunfua thực tế 3.6 Độ xác sai số 87 Độ xác phƣơng pháp khơng đƣợc xác định, đƣợc báo cáo tùy thuộc vào nghiên cứu phịng thí nghiệm Sai số phƣơng pháp không đƣợc xác định Phiếu đánh giá thực hành: Mục tiêu: Xác định hàm lƣợng lƣu huỳnh LPG Có thực Khơng thực Bƣớc hoạt động Đạt Không Tiêu chuẩn hoạt đạt động Mặc trang phục Mặc áo blu Nhận mẫu dụng cụ, thiết bị Theo thủ tục, quy trình phịng thí nghiệm Sắp xếp chỗ làm việc nắp thuận tiện Hiệu chỉnh thiết Đúng quy trình hiệu bị chuẩn thiết bị theo tiêu chuẩn ASTM Chuẩn bị mẫu phân tích Đúng quy trình đạt u cầu kỹ thuật Tiến hành kiểm nghiệm Đúng thao tác đạt yêu cầu kỹ thuật Đọc kết Đảm bảo xác ghi kết Kết thúc kiểm Trả lại tình trạng ban nghiệm đầu Xử lý kết Đánh giá ghi nhận xét kết 10 Kết thúc công việc Đúng quy định, ngăn Nộp phiếu kết bàn giao dụng cụ, thiết bị nhận XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HYDROCACBON – ASTM D2163 4.1 Phạm vi ứng dụng 88 Phƣơng pháp đƣợc áp dụng để xác định thành phần Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG), đƣợc áp dụng chủ yếu để xác định thành phần propan, propen butan có nồng độ từ 0,1% trở lên 4.2 Mục đích ý nghĩa Sự phân bố thành phần Khí dầu mỏ hóa lỏng nồng độ propen đƣợc xem nhƣ thông số đặt trƣng cho sản phẩm đến tay ngƣời sử dụng Nếu đƣợc sử dụng làm nhiên liệu hay ngun liệu hóa học thành phần phải đảm bảo yêu cầu cần thiết để tạo đƣợc sản phẩm mong muốn Sự phân bố thành phần khí dầu mỏ hóa lỏng hàm lƣợng propen đƣợc sử dụng để tính tốn thơng số hóa lý sản phẩm nhƣ tỷ trọng, áp suất số octan Độ chụm độ xác thơng số thành phần liệu quan trọng đƣợc sử dụng để tính tốn tính chất khác sản phẩm dầu mỏ 4.3 Tóm tắt phƣơng pháp Các hydrocacbon có thành phần Khí dầu mỏ hóa lỏng có khác tính chất vật lý mà nhờ vào máy sắc ký ghi nhận diện phân tách chúng khỏi Mỗi cấu tử có thành phần mẫu đƣợc ghi nhận peak sắc ký đồ, chiều cao diện tích peak đƣợc so sánh với peak mẫu chuẩn để xác định hàm lƣợng chúng mẫu Mẫu chuẩn hỗn hợp hydrocacbon tinh khiết biết trƣớc thành phần đƣợc phân tích điều kiện với mẫu cần kiểm tra 4.4 Tiến hành thực nghiệm 4.4.1 Thiết bị sắc ký khí - - Detector: Đầu dò đƣợc sử dụng đầu dò nhiệt dung có độ nhạy độ ổn định cao Hệ thống phải có khả phát đến nồng độ nhỏ 0,1% Đối với kỹ thuật tính tốn, tín hiệu cấu tử phải đạt từ vạch chia thứ trở lên sắc ký đồ có thang chia từ đến 100 Mức độ nhiễu phải đƣợc giảm thiểu tối đa đến giá trị vạch chia Phép tính tích phân để xác định thành phần hàm lƣợng 0,1% xác tính hiệu gấp đơi tính hiệu nhiễu Bộ ghi sắc ký đồ: yêu cầu phải có ghi biểu đồ động lấy tích phân với khoảng quét 10 mV thấp Thời gian tối đa để quét toàn thang đo 2s vận tốc tối thiểu để chạy biểu đồ 12,7 mm/phút 89 - Bộ giảm tính hiệu: hệ thống làm giảm tính hiệu đầu có nhiều cấp độ để điều chỉnh chiều cao peak cao nằm khoảng thang chia biểu đồ Hệ thống làm giảm tính hiệu phải xác - - - đến 0,5% bấc kỳ vị trí Hệ thống lấy mẫu: phải có khả cung cấp đến 0,50 ml mẫu.Thể tích mẫu lần chạy liên tiếp phải có độ lặp lại chấp nhận khoảng 1% hay 1mm chiều cao peak Hê thống điều khiển nhiệt độ: cột phân tích phải đƣợc trì nhiệt độ có dao động khơng vƣợt q 0,3oC suốt q trình phân tích Khí mang: cung cấp dịng khí mang qua cột phân tích với tốc độ dòng ổn định thay đổi khơng q 1% suốt q trình phân tích Cột: cột sử dụng phải có khả phân tách đƣợc thành phần có mẫu với nồng độ lớn 5% có tỷ số A/B khơng thấp 0,8 nhƣ hình 2.5 Hình 2.5 Sắc ký đồ Để phân tích đƣợc thành phần có hàm lƣợng nhỏ 5% tỷ lệ A/B phải khơng thấp 0,4 4.4.2 Chuẩn dùng hiệu chỉnh Có thể đƣợc sử dụng cấu tử tinh khiết hay hỗn hợp hiệu chuẩn chuẩn Nếu cấu tử tinh khiết đƣợc sử dụng thể tích đƣợc sử dụng để phân tích tỷ lệ với diện tích peak sắc ký đồ với hệ số định Hệ số thay đổi theo điều kiện phân tích thiết bị phân tích cụ thể phải định kỳ xác định lại Trong trƣờng hợp việc tính tốn phải dựa vào phần trăm mol chuyển sang phần trăm thể tích Hệ số lặp lại đƣợc yêu cầu phƣơng pháp 1% 90 Nồng độ cấu tử hỗn hợp hiệu chuẩn chuẩn đƣợc biết với độ xác 0,1% Nồng độ cấu tử hỗn hợp hiệu chuẩn chuẩn khơng khác so với cấu tử mẫu cần phân tích hiều 10%, sử dụng phƣơng pháp tính tốn theo chiều cao peak Tƣơng tự nhƣ nồng độ propen không khác nhiều 5% Hàm lƣợng thành phần có hỗn hợp mẫu chuẩn đƣợc cho bảng 2.3 Bảng 2.3 Hàm lƣợng thành phần hỗn hợp chuẩn 4.4.3 Quy trình thực nghiệm 4.4.3.1 Chuẫn bị thiết bị Điều chỉnh thông số hoạt động thiết bị sắc ký cho phù hợp với cột phân tách để độ chọn lọc cột đạt mức độ tối ƣu Cần khoảng thời gian định đủ để thiết bị đạt cân bằng, đƣờng ổn định chạy theo đƣờng thẳng Phƣơng pháp cho phép ngƣời sử dụng đƣợc phép chọn lựa nhiều loại thiết bị sắc ký khác nhau, hầu hết thiết bị thị trƣờng đáp ứng yêu cầu phƣơng pháp đƣa Tuy nhiên phải tuân thủ nghiêm ngặt qui trình hiệu chuẩn đảm bảo độ xác cần thiết Để thiết bị trì đƣợc ổn định xác phải tn thủ dẫn an toàn bảo dƣỡng thiết bị nhƣ làm bình chứa mẫu, hệ thống bơm mẫu, detector… 4.4.3.2 Chuẩn bị bơm mẫu Nối bình chứa hỗn hợp khí vào van lấy mẫu máy sắc ký để xả mẫu lỏng Điều chỉnh tốc độ dịng bình chứa mẫu cho mẫu xuất van bình, chỉnh tỷ lệ thể tích thứ hai đến đồng hồ đạt đến 69 – 138 kPa (10-20 psi) Sau sử dụng mẫu để phân tích Chạy tuần hồn mẫu tốc độ – 10 ml/phút thời gian từ – phút trƣớc đƣa mẫu vào dịng khí mang 91 Đối với mẫu propen đƣợc đƣa vào máy sắc ký dạng lỏng van lấy mẫu lỏng hay hóa mẫu lỏng nhƣ Mẫu propen phải có hàm lƣợng propen khơng thấp 80% Mẫu đƣợc sử dụng phải mẫu đại diện máy sắc ký phải trạng thái hoạt động liên tục để đảm bảo điều kiện tƣơng đồng nhiều lần phân tích khác Các sai số xảy phƣơng pháp phân tích chủ yếu phƣơng pháp chuẩn bị mẫu lấy mẫu 4.4.3.3 Chuẩn bị sắc ký đồ Thực mẫu đúp Điều chỉnh giảm tính hiệu để chiều cao peak cao nằm khoảng ghi sắc ký đồ Chiều cao peak cấu tử giống khác không 1mm hay 1% Nếu sử dụng hỗn hợp hiệu chuẩn chuẩn làm đúp mẫu chuẩn phù hợp giống nhƣ Sử dụng lƣợng mẫu giống cho tất lần phân tích 4.5 Báo cáo kết a Phƣơng pháp dựa vào chiều cao peak: Đo chiều cao peak cấu tử mẫu điều chỉnh giảm tín hiệu để đạt giá trị tƣơng đƣơng với thành phần mẫu chuẩn Tính tốn phần trăm mol hay thể tích thành phần theo cơng thức nhƣ sau: Nồng độ % (V hay mol) = (Ps/Po).S Trong đó: Ps: chiều cao peak cấu tử mẫu Po: chiều cao peak cấu tử mẫu chuẩn, S: phần trăm mol hay thể tích cấu tử mẫu chuẩn b Phƣơng pháp dựa vào diện tích peak: Đo diện tích peak cấu tử cách lấy chiều cao peak nhân với chiều rộng peak Chiều rộng peak đƣợc đo với hỗ trợ kính phóng đại Điều chỉnh diện tích peak cho tƣơng đồng với diện tích cấu tử mẫu chuẩn Tính tốn phần trăm mol hay thể tích cấu tử theo công thức nhƣ sau: Nồng độ % (V hay mol) = (As/Ao).S Trong đó: As: diện tích peak cấu tử mẫu Ao: diện tích peak cấu tử mẫu chuẩn, S: phần trăm mol hay thể tích cấu tử mẫu chuẩn 92 Nếu cấu tử tinh khiết đƣợc sử dụng để hiệu chỉnh tính tốn thành phần theo cơng thức nhƣ sau: Hàm lƣợng (% mol) = As/Ap Trong đó: As: diện tích peak cấu tử mẫu, mm2 Ap: độ nhạy diện tích cấu tử mẫu chuẩn, mm2/% c Lấy tổng kết chuẩn hóa 100% Sự chuẩn hóa: chuẩn hóa phần trăm mol hay thể tích tính đƣợc theo phƣơng pháp a b nhƣ cách nhân giá trị với 100 chia cho tổng tất kết Giá trị tổng đƣợc khác giá trị 100% khoảng 2% Bảng kết theo yêu cầu khách hàng hay mẫu phịng thí nghiệm 4.6 Độ xác sai số Các liệu bảng đồ thị sau định khả chấp nhận kết mẫu có chứa từ 50% propen trở xuống Bảng 2.4 Độ tái lặp độ lặp mẫu có hàm lƣợng propen < 50% Hình 2.6 đồ thị độ lặp lại tái lặp 93 Cịn liệu bảng phía sau đƣợc sử dụng để định khả chấp nhận kết phân tích mẫu có hàm lƣợng propen lớn 50% Bảng 2.5 Độ tái lặp độ lặp mẫu có hàm lƣợng propen > 50% Độ lặp lại: Sự khác kết thử nghiệm liên tiếp đạt đƣợc ngƣời phân tích một dụng cụ dƣới điều kiện làm việc không đổi mẫu thử 20 trƣờng hợp đƣợc phép vƣợt giá trị đƣợc bảng đồ thị Độ tái lặp: Sự khác hai kết độc lập đơn lẻ đạt đƣợc ngƣời phân tích khác phịng thí nghiệm khác nhau, 20 trƣờng hợp vƣợt đƣợc giá trị đƣợc bảng đồ thị Độ lệch: độ lệch phƣơng pháp không đƣợc xác định Phiếu đánh giá thực hành: Mục tiêu: Xác định hàm lƣợng thành phần LPG Có thực Khơng thực Bƣớc hoạt động Đạt Không đạt Tiêu chuẩn hoạt động Mặc trang phục Nhận mẫu dụng cụ, thiết bị Theo thủ tục, quy trình phịng thí nghiệm Sắp xếp chỗ làm việc Đúng quy định, ngăn nắp thuận tiện Chuẩn bị mẫu 94 Mặc áo blu Đúng quy trình đạt phân tích u cầu kỹ thuật Tiến hành kiểm Đúng thao tác đạt nghiệm yêu cầu kỹ thuật Đọc kết Đảm bảo xác ghi kết Kết thúc kiểm Trả lại tình trạng ban nghiệm đầu Xử lý kết Đánh giá ghi nhận xét kết 10 Kết thúc công việc 5.1 Nộp phiếu kết bàn giao dụng cụ, thiết bị nhận BÀI TẬP Phƣơng pháp xác định áp suất LPG thƣờng đƣợc tiến hành nhiệt độ bao nhiêu? a 37,8oC 70oC b 27,8oC 5.2 5.3 c 25oC 40oC d 15oC 25oC Phƣơng pháp xác định áp suất theo tiêu chuẩn D1267 sử dụng cho các sản phẩm LPG có áp suất khơng cao hơn: a 50 kPa b 150 kPa c 550 kPa d 1550 kPa Thiết bị sử dụng xác định khối lƣợng riêng LPG theo tiêu chuẩn D1657 không đƣợc phép sử dụng cho sản phẩm có áp suất cao bao nhiêu? a 0,4 MPa b 1,0 MPa c d 1,4 MPa 2,4 MPa 95 5.4 Loại nhiệt kế sử dụng phƣơng pháp xác định khối lƣợng riêng LPG theo D1657 loại: a 11C b c d 5.5 Trong phƣơng pháp xác định khối lƣợng riêng LPG theo D1657, kết báo cáo có đơn vị kg/m3 sai số là: a b c 5.6 12C 13C 14C 0,5 0,001 0,05 d 0,01 Yêu cầu hàm lƣợng Halogen mẫu LPG xác định hàm lƣợng lƣu huỳnh theo tiêu chuẩn D2784 là: a b 50 g/g c 100 g/g d 5.7 10 g/g 1000 g/g Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng sunfua sau đốt theo tiêu chuẩn D2784 là: a b c d 5.8 5.9 Chuẩn độ NaOH Chuẩn độ Bari-peclorat Đo độ đục b c Khi phân tích thành phần hydro cacbon mẫu LPG theo phƣơng pháp sắc ký thành phần chúng mẫu chuẩn phải không đƣợc khác nhiều so với mẫu thực? a 5% b 10% c 15% d 20% Loại cột đƣợc sử dụng để phân tách phƣơng pháp sắc ký D 2163 phải có tỷ lệ A/B thõa mãn yêu cầu sau đây? a Lớn 0,4 b Lớn 0,8 c Lớn 1,0 96 d Lớn 1,2 5.10 Trong phân tích thành phần hydro cacbon mẫu LPG theo phƣơng pháp sắc ký D2163, chuẩn propen lỏng đƣợc sử dụng hàm lƣợng propen chuẩn phải khơng đƣợc thấp hơn: a 50% b 60% c d 70% 80% 5.11 Trình bày mục đích ý nghĩa áp suất LPG? 5.12 Trình bày tóm tắt phƣơng pháp xác định khối lƣợng riêng LPG? 5.13 Trình bày tóm tắt phƣơng pháp xác định hàm lƣợng lƣu huỳnh có sản phẩm LPG? 5.14 Thành phần hydrocacbon LPG co ý nghĩa nhƣ đến trình sử dụng? 5.15 Trình bày phƣơng pháp dùng để tính tốn thành phần phân tích sắc ký? 97 ĐÁP ÁN CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Bài 1: Xác định tiêu dầu thô 11.1 b 11.2 a 11.3 11.4 c d 11.5 c 11.6 a 11.7 11.8 11.9 c d a 11.10 b 11.11 11.12 11.13 c b d 11.14 11.15 11.16 11.17 11.18 11.19 11.20 11.21 c c a d b c a b 11.22 11.23 11.24 c d b Bài 2: Xác định tiêu chất lƣợng Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG) 5.1 a 5.2 d 5.3 c 5.4 5.5 5.6 5.7 98 b a c d 5.8 b 5.9 5.10 b d 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Thị Ngọ - Hóa học dầu mỏ khí Nhà xuất KHKT, Hà Nội 2001 Bộ mơn cơng nghệ hữu hóa dầu trƣờng ĐHBK Hà Nội – Giáo trình thí nghiệm hóa dầu, Hà Nội 2000 Kiều Đình Kiểm - Các sản phẩm dầu mỏ - Nhà xuất KHKT, Hà Nội 1999 Oil and chemical processing - Public Affairs Department, Esso UK PLC, Leatherhead, Surrey KT22 8UX, UK C 100 ... - hóa chất - Chén nung sứ thạch anh - Dầu thô - Chén nung sắt - ống chụp - Chén bao sắt - Tấm cách nhiệt - Khung đỡ - Đèn đốt Chén nung sứ hay thạch anh: Có hình miệng rộng đáy, dung tích 2 9-3 1... chỉnh 600 -1 100 600 -1 100 600 -1 100 20 50 50 0.2 0.2 0.5 0.3 1.0 0.6 0.600 -1 .100 0.600 -1 .100 0.600 -1 .100 0.020 0.050 0.050 0.0002 0.0002 0.0005 0.0003 0.001 0.0006 0.650 -1 .100 -1 - 101 0.050... mô đun Mô tả lý thuyết thực phƣơng pháp lấy mẫu dầu thơ khí - dầu mỏ hóa lỏng Xác định thành phần dầu thơ Xác định tiêu dầu thơ khí hóa lỏng Các thí nghiệm m? ?đun làm PTN hóa dầu Nội dung mơ đun