Bài giảng các sản phẩn dầu mỏ

PHẦN C : CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ PHẦN C : CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ C1. CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN C1. CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN C1.1 ĐỘ BAY HƠI C1.1 ĐỘ BAY HƠI a. a. Khái niệm • • Độ bay hơi là một tính chất chung xác đònh Độ bay hơi là một tính chất chung xác đònh khả năng hoá hơi của sản phẩm – chuyển từ khả năng hoá hơi của sản phẩm – chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi. trạng thái lỏng sang trạng thái hơi. • • Đối với chất nguyên chất, ở áp suất xác đònh Đối với chất nguyên chất, ở áp suất xác đònh sự hoá hơi sẽ xảy ra ở nhiệt độ không đổi – sự hoá hơi sẽ xảy ra ở nhiệt độ không đổi – nhiệt độ sôi. nhiệt độ sôi. → → Khi P tăng , Tsôi tăng. Khi P tăng , Tsôi tăng. • • p suất hơi là áp suất của pha hơi nằm cân bằng p suất hơi là áp suất của pha hơi nằm cân bằng với pha lỏng ở nhiệt độ xác đònh. với pha lỏng ở nhiệt độ xác đònh. → → p suất hơi tăng khi T tăng. p suất hơi tăng khi T tăng. • • Mổi chất có một độ bay hơi khác nhau. Mổi chất có một độ bay hơi khác nhau. → → Cấu tử nhẹ dễ bay hơi: Cấu tử nhẹ dễ bay hơi: Tsôi thấp, áp suất hơi cao Tsôi thấp, áp suất hơi cao → → Cấu tử nặng khó bay hơi: Cấu tử nặng khó bay hơi: Tsôi cao, áp suất hơi thấp Tsôi cao, áp suất hơi thấp • • Đối với các sản phẩm dầu mỏ, là một hổn hợp Đối với các sản phẩm dầu mỏ, là một hổn hợp nhiều cấu tử, được đặc trưng bằng một khoảng nhiều cấu tử, được đặc trưng bằng một khoảng nhiệt độ sôi. nhiệt độ sôi. • Đặc điểm rất quan trọng: Đặc điểm rất quan trọng: Sự hoá hơi tiêu thụ năng lượng. Sự hoá hơi tiêu thụ năng lượng. → → Đặc tính này gây ra một số vấn đề khi sử dụng các Đặc tính này gây ra một số vấn đề khi sử dụng các sản phẩm dầu mỏ như : sản phẩm dầu mỏ như : Hạ nhiệt độ môi trường Hạ nhiệt độ môi trường Khó khởi động khi lạnh Khó khởi động khi lạnh Hoá hơi sớm Hoá hơi sớm Tạo nút hơi, vv… Tạo nút hơi, vv… b. Ý nghóa của độ bay hơi b. Ý nghóa của độ bay hơi + Đánh giá sản phẩm + Đánh giá sản phẩm + Liên quan đến tồn trử và an toàn. + Liên quan đến tồn trử và an toàn. C1.2 SỰ CHÁY C1.2 SỰ CHÁY a. a. Khái niệm Cháy là quá trình oxy hoá vật chất, diễn ra rất nhanh, toả nhiều nhiệt. Phản ứng cháy các sản phẩm dầu mỏ: ( C, H , S ) + O 2 = CO 2 + H 2 O + SO 2 + Q Nhiệt trò là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 kg sản phẩm. Nhiệt trò phụ thuộc vào tỷ lệ của C,H,S. Nguyên tố Nguyên tố Sản phẩm cháy Sản phẩm cháy Nhiệt trò, kcal/kg Nhiệt trò, kcal/kg C C CO CO 2 2 8.133 8.133 H H H H 2 2 O O 29.100 29.100 S S SO SO 2 2 2.322 2.322 → → Đáng giá Đáng giá Nhiệt trò cao khi sản phẩm có: Nhiệt trò cao khi sản phẩm có: + Tỷ lệ H/C cao + Tỷ lệ H/C cao ( phụ thuộc vào loại hydrocarbon) ( phụ thuộc vào loại hydrocarbon) + Hàm lượng S thấp + Hàm lượng S thấp b.Vai trò b.Vai trò Phần lớn sản phẩm dầu mỏ là sản phẩm năng lượng Phần lớn sản phẩm dầu mỏ là sản phẩm năng lượng (~ 90%). (~ 90%). Cơ năng hay nhiệt năng là kết quả của sự thu nhận Cơ năng hay nhiệt năng là kết quả của sự thu nhận năng lượng do sự đốt cháy các nhiên liệu. năng lượng do sự đốt cháy các nhiên liệu. Quá trình cháy đóng vai trò Quá trình cháy đóng vai trò sản sinh năng lượng sản sinh năng lượng . . c. Điều kiện để cháy c. Điều kiện để cháy   Đưa sản phẩm sang dạng hơi. Đưa sản phẩm sang dạng hơi.   Sử dụng tỷ lệ không khí và sản phẩm thích hợp. Sử dụng tỷ lệ không khí và sản phẩm thích hợp.   Cung cấp năng lượng để khơi mào – duy trì sự cháy Cung cấp năng lượng để khơi mào – duy trì sự cháy C1.3 TÍNH LƯU CHUYỂN C1.3 TÍNH LƯU CHUYỂN Lỏng và hơi là những lưu chất. Lỏng và hơi là những lưu chất. Các sản phẩm dầu mỏ thường ở dạng lỏng, và trải Các sản phẩm dầu mỏ thường ở dạng lỏng, và trải qua các giai đoạn vận chuyển – tồn trử trước khi qua các giai đoạn vận chuyển – tồn trử trước khi được sử dụng ( sự lưu chuyển) được sử dụng ( sự lưu chuyển) Tính lưu chuyển của chúng phụ thuộc vào: Tính lưu chuyển của chúng phụ thuộc vào: a. Tỷ trọng – a. Tỷ trọng – Khối lượng riêng Khối lượng riêng, ký hiệu ρ ,là khối lượng của một đơn vò thể tích sản phẩm ( kg/l, tấn/ m 3 ) Tỷ trọng, ký hiệu d, là tỷ lệ khối lượng của một thể Tỷ trọng, ký hiệu d, là tỷ lệ khối lượng của một thể tích sản phẩm so với khối lượng của nước nguyên tích sản phẩm so với khối lượng của nước nguyên chất có cùng thể tích ở nhiệt độ qui đònh. chất có cùng thể tích ở nhiệt độ qui đònh. Tỷ trọng không có đơn vò. Tỷ trọng không có đơn vò. Tỷ trọng và khối lượng riêng thay đổi theo nhiệt độ Tỷ trọng và khối lượng riêng thay đổi theo nhiệt độ nên phải ghi nhiệt độ xác đònh. nên phải ghi nhiệt độ xác đònh. Ý nghóa: Ý nghóa: + Tồn trữ, vận chuyển, buôn bán + Tồn trữ, vận chuyển, buôn bán + Đánh giá sơ bộ sản phẩm. + Đánh giá sơ bộ sản phẩm. b. Độ nhớt b. Độ nhớt Độ nhớt có hai loại: Độ nhớt có hai loại: + Độ nhớt động lực học biểu thò sự ma sát nội giữa + Độ nhớt động lực học biểu thò sự ma sát nội giữa các phân tử của lưu chất khi chuyển động. Được ký các phân tử của lưu chất khi chuyển động. Được ký hiệu là hiệu là µ µ có đơn vò là cP. có đơn vò là cP. + Độ nhớt động học, ký hiệu + Độ nhớt động học, ký hiệu ν ν , đơn vò là cSt , đơn vò là cSt Mối liên hệ Mối liên hệ ν ν = = µ µ / d (độ nhớt và tỷ trọng ở cùng T) / d (độ nhớt và tỷ trọng ở cùng T) Ý nghóa: Ý nghóa: + Tính lưu động + Tính lưu động + Sự phun sương của nhiên liệu + Sự phun sương của nhiên liệu + Sự bôi trơn của dầu nhờn + Sự bôi trơn của dầu nhờn c. Điều kiện nhiệt độ (thời tiết lạnh) c. Điều kiện nhiệt độ (thời tiết lạnh) Khi nhiệt độ giảm, độ nhớt của sản phẩm tăng, tính Khi nhiệt độ giảm, độ nhớt của sản phẩm tăng, tính lưu chuyển giảm. lưu chuyển giảm. Tiếp tục làm lạnh, sẽ xuất hiện các vi tinh thể (hiện Tiếp tục làm lạnh, sẽ xuất hiện các vi tinh thể (hiện tượng này sẽ dẫn đến làm mờ hay tượng này sẽ dẫn đến làm mờ hay vẫn đục vẫn đục sản sản phẩm) phẩm) Sau đó tinh thể phát triển, kích thước tăng dần rồi Sau đó tinh thể phát triển, kích thước tăng dần rồi kết khối lại, sản phẩm trở nên đặc sệt và đóng kết khối lại, sản phẩm trở nên đặc sệt và đóng khối, sản phẩm ngừng khối, sản phẩm ngừng chảy chảy . . Các hiện tượng trên dẫn đến một số trở ngại khi: Các hiện tượng trên dẫn đến một số trở ngại khi: + Tồn trử – vận chuyển ( bơm – lọc ) + Tồn trử – vận chuyển ( bơm – lọc ) + Khởi động động cơ + Khởi động động cơ [...]... mạnh b Đối với sản phẩm dầu mỏ Các sản phẩm dầu mỏ được tồn trử trong các bồn chứa và vận chuyển trong các đường ống Sự tiếp xúc trực tiếp các sản phẩm dầu mỏ với các vật liệu kim loại có thể gây ra ăn mòn Sự ăn mòn này của sản phẩm dầu mỏ là do sự có mặt của một số hợp chất có tính acid ( acid hữu cơ, mercaptan ) Do đó để hạn chế các ảnh hưởng này phải: Giảm hàm lượng lưu huỳnh trong sản phẩm ... Cần chú ý đến sự hiện diện của nước +86 C1.4 SỰ ĂN MÒN VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG a Đối với khí thải Sự đốt cháy các sản phẩm dầu mỏ sinh ra các khí nóng thải vào môi trường: + Thành phần chính là khí CO2 và hơi nước + SO2 , SO3 từ sự đốt cháy lưu huỳnh + Các khí chưa cháy như CO, H2, hydrocarbon + Các chất rắn chưa cháy chủ yếu là muội than → Đánh giá Ô nhiễm khí quyển: SOx là khí độc đối với con người,... quan đến bản chất của hydrocarbon tạo nên sản phẩm Dãy các hydrocarbon tăng dần khả năng kết tinh: aromatic < naphten < isoparafin < n-parafin Nhiệt độ kết tinh (0C) các hydrocarbon có cùng 26C: n-parafin Isoparafin Naphten Aromatic +56 -40 → +30 ~ -40 -60 → -30 → Đánh giá Như vậy parafin, đặc biệt là n-parafin là cấu tử chính làm giảm khả năng chòu lạnh của sản phẩm Ngoài ra, nhiệt độ kết tinh còn . b. Đối với sản phẩm dầu mỏ. b. Đối với sản phẩm dầu mỏ. Các sản phẩm dầu mỏ được tồn trử trong các bồn Các sản phẩm dầu mỏ được tồn trử trong các bồn chứa và vận chuyển trong các đường ống các đường ống. chứa và vận chuyển trong các đường ống. Sự tiếp xúc trực tiếp các sản phẩm dầu mỏ với các Sự tiếp xúc trực tiếp các sản phẩm dầu mỏ với các vật liệu kim loại có thể gây ra ăn. Aromatic +56 -4 0 +56 -4 0 → → +30 ~ -4 0 -6 0 +30 ~ -4 0 -6 0 → → -3 0 -3 0 → → Đánh giá Đánh giá Như vậy parafin, đặc biệt là n-parafin là cấu tử Như vậy parafin, đặc biệt là n-parafin là