MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN.............................................................................................................. i DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. iv DANH MỤC HÌNH ẢNH.......................................................................................... v LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................... vi CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ DẦU MỎ ........................................ 1 I.1. Giới thiệu tổng quan về dầu mỏ ........................................................................... 1 I.1.1. Tổng quan dầu mỏ............................................................................................. 1 I.1.2. Thành phần của dầu mỏ .................................................................................... 1 1.1.3. Các sản phẩm dầu mỏ..................................................................................... 12 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ XĂNG VÀ DẦU DIESEL (DO) ........................ 18 2.1. Giới thiệu chung về nhiên liệu cho động cơ xăng............................................. 18 2.1.1. Giới thiệu chung về động cơ xăng.................................................................. 18 2.1.2. Giới thiệu chung về xăng................................................................................ 19 2.2. Nhiên liệu diesel ................................................................................................ 34 2.2.1. Giới thiệu về động cơ diesel........................................................................... 34 2.2.2. Đặc điểm của quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ diesel................. 35 2.2.3. Giới thiệu chung về nhiên liệu diesel. ............................................................ 36 2.2.4. Thành phần hóa học của nhiên liệu diesel...................................................... 36 2.2.5. Các chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu diesel ................................................. 41 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA SẢN PHẨM XĂNG VÀ DẦU DIESEL (DO) ................................................................. 49 3.1. Các phương pháp đánh giá chất lượng xăng và dầu diesel (DO)...................... 49 iii 3.2. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm........................... 59 3.2.1. Sản phẩm xăng thương phẩm ......................................................................... 59 3.2.2. Phương pháp đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của dầu diesel DO ................ 66 KẾT LUẬN .............................................................................................................. 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 73
i LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp đúc kết lại sau trình học tập, nghiên cứu sinh viên hướng dẫn quý thầy cô Sau ba tháng làm việc, em hoàn thành đề tài Thành đạt hôm nỗ lực thân hướng dẫn giúp đỡ động viên tận tâm quý thầy cô, bố mẹ anh chị em bạn bè Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội truyền đạt kiến thức giúp đỡ chúng em năm học vừa qua, đặc biệt thầy cô Khoa dầu khí môn Lọc – Hóa dầu Trên hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Nguyễn Thị Linh hướng dẫn đề tài tận tình giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án tốt nghiệp Em xin trân trọng gửi đến quý thầy cô, gia đình bạn bè em lời cảm ơn lời chúc tốt đẹp Trong trình thực hiện, nhiều nguyên nhân khác nên thiếu sót điều khó tránh khỏi Em mong đóng góp ý kiến quý thầy cô giáo bạn để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày … tháng … năm 2016 Sinh Viên Thực Hiện ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH ẢNH v LỜI MỞ ĐẦU vi CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ DẦU MỎ I.1 Giới thiệu tổng quan dầu mỏ I.1.1 Tổng quan dầu mỏ I.1.2 Thành phần dầu mỏ 1.1.3 Các sản phẩm dầu mỏ 12 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ XĂNG VÀ DẦU DIESEL (DO) 18 2.1 Giới thiệu chung nhiên liệu cho động xăng 18 2.1.1 Giới thiệu chung động xăng 18 2.1.2 Giới thiệu chung xăng 19 2.2 Nhiên liệu diesel 34 2.2.1 Giới thiệu động diesel 34 2.2.2 Đặc điểm trình cháy nhiên liệu động diesel 35 2.2.3 Giới thiệu chung nhiên liệu diesel 36 2.2.4 Thành phần hóa học nhiên liệu diesel 36 2.2.5 Các tiêu chất lượng nhiên liệu diesel 41 CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA SẢN PHẨM XĂNG VÀ DẦU DIESEL (DO) 49 3.1 Các phương pháp đánh giá chất lượng xăng dầu diesel (DO) 49 iii 3.2 Phương pháp đánh giá tiêu chất lượng sản phẩm 59 3.2.1 Sản phẩm xăng thương phẩm 59 3.2.2 Phương pháp đánh giá tiêu chất lượng dầu diesel DO 66 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 iv DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các hydrocacbon riêng lẻ xác định loại dầu mỏ Bảng 1.2 Tính chất số n – parafin dầu mỏ Bảng 2.1 Quy định áp suất bão hòa số nước Bảng 2.2 Áp suất bão hòa số loại xăng Bảng 2.3 Quy định độ bay xăng vào mùa hè mùa đông Bảng 2.4 Tương quan tỷ số nén, ON hiệu suất động Bảng 2.5 Quy định độ bay xăng không chì châu Âu Bảng 2.6 Benzene khí thải động xăng phụ thuộc vào hàm lượng aromatic Bảng 2.7 Tiêu chuẩn Việt Nam xăng ô tô không khì (TCVN 6776:2000) Bảng 3.1 Lượng mẫu chất lỏng đốt trực tiếp Bảng 3.2 Lượng mẫu chất lỏng trộn Bảng 3.3 Lượng mẫu thử dựa hàm lượng nước dự kiến Bảng 3.4: Các tiêu chất lượng liên quan đến an toàn sức khỏe, môi trường xăng Bảng 3.5 Các tiêu chất lượng (TCCS) xăng không chì Saigonpetro Bảng 3.6 Tiêu chuẩn TCVN 5689:2005 qui định tiêu chất lượng cho nhiên liệu dầu DO dùng cho động v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ trình sản xuất sản phẩm trình lọc dầu Hình 2.1 Cấu tạo bên động xăng tiêu biểu Hình 2.2 Tỷ lệ nguồn phối trộn xăng thương phẩm Mỹ (trước năm 2000) Hình 2.3 Tỷ lệ nguồn phối trộn xăng thương phẩm Tây Âu (trước năm 2000) Hình 3.1 Thiết bị xác định nhiệt độ chớp cháy cốc kín Hình 3.2 Máy đo trị số octan theo ASTM D2700 vi LỜI MỞ ĐẦU Từ phát đến nay, dầu mỏ khí nguồn nguyên liệu vô quý quốc gia nói chung toàn nhân loại nói riêng Ngày sản phẩm dầu mỏ khí có mặt hầu hết lĩnh vực đời sống sinh hoạt hàng ngày người công nghiệp Dưới góc độ lượng dầu mỏ nguồn lượng quan trọng quốc gia giới Theo số liệu thống kê có khoảng 65 – 70% lượng sử dụng từ dầu mỏ khí, có khoảng 20 – 22% từ than, – 6% từ lượng nước – 12% từ lượng hạt nhân Về góc độ nguyên liệu ta hình dung với lượng nhỏ khoảng 5% dầu mỏ khí sử dụng làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp hóa dầu cung cấp 90% nguyên liệu cho ngành công nghiệp hóa chất Trên thực tế, từ dầu mỏ người ta sản xuất cao su, chất dẻo, sợi tổng hợp, chất hoạt động bề mặt, hợp chất trung gian, phân bón… Ngoài mục đích sản phẩm phi lượng dầu mỏ dầu nhờn, mỡ nhòn, nhựa đường…cũng đóng vai trò quan trọng phát triển công nghiệp Sản phẩm lượng sản phẩm quan trọng công nghiệp chế biến dầu mỏ ngày thực trở thành sản phẩm quen thuộc với người Đặc biệt xăng dầu DO Tuy nhiên, hiểu biết thật đầu đủ xăng động cơ, dầu DO, bao gồm chất hóa học, phẩm cấp chất lượng Cũng vấn đề liên quan như: Vì ôn nhiễm môi trường khí thải động ngày gia tăng? Vì hao tổn công suất, tuối thọ động nhanh? Tất điều đòi hỏi nhà khoa học phải nghiên cứu tìm biện pháp nhằm góp phần giải vấn đề tồn lĩnh vực sản xuất sử dụng nhiên liệu Xuất phát từ vấn đề nên em chọn đề tài “Tìm hiểu số phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm xăng dầu DO” cho đồ án tốt nghiệp em Việc tìm hiểu đề tài giúp có nhìn tổng quát tính chất, thông số vii cần có sản phẩm xăng dầu DO, mà giúp biết ý nghĩa thông số chất lượng xăng dầu DO CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ DẦU MỎ I.1 Giới thiệu tổng quan dầu mỏ I.1.1 Tổng quan dầu mỏ Dầu mỏ tên gọi tắt dầu thô, hỗn hợp hợp chất hữu có tự nhiên, chứa chủ yếu hai nguyên tố Cacbon (C) Hydro (H) Ngoài có lượng nhỏ Nito (N), Oxy (O), lưu huỳnh (S) nguyên tố kim loại khác Valadi (V), Niken (N)… Dầu mỏ có nhiều loại, từ lỏng đến đặc quánh, màu sắc thay đổi từ vàng nhạt đến đen sẫm, có ánh huỳnh quang, Thường thể lỏng nhớt, có loại dầu nhiệt độ thường đông đặc Độ nhớt dầu mỏ thay đổi khoảng rộng, từ – 100 cSt (10 – m2/s) [8,9] I.1.2 Thành phần dầu mỏ I.1.2.1 Các hợp chất hydrocacbon dầu mỏ Hydrocacbon thành phần quan trọng dầu mỏ Các hydrocacbon có dầu mỏ thường chia làm loại sau [4]: - Các parafin cấu trúc thẳng (n – parafin) - Các parafin cấu trúc nhánh (i – parafin) - Các parafin cấu trúc nhánh (cycloparafin naphten) - Các hydrocacbon thơm - Các hydrocacbon hỗn hợp (hoặc lai hợp) Số nguyên tử C hydrocacbon dầu thường từ C5 – C60 (còn C1 – C4 nằm khí) tương ứng với trọng lượng phân tử khoảng 855 – 880 Cho đến với phương pháp phân tích đại xác định hydrocacbon riêng lẻ dầu đến mức sau (bảng 1.1) Bảng 1.1 Các hydrocacbon riêng lẻ xác định loại dầu mỏ STT Các hydrocacbon Dãy đồng Số nguyên tử Số lượng đẳng phân tử hydrocacbon riêng lẻ xác định N – parafin CnH2n+2 C1 – C45 45 I – parafin CnH2n+2 C4 – C7 15 I – parafin CnH2n+2 C8 – C9 47 I – parafin CnH2n+2 C10 – C11 10 I – paraffin CnH2n+2 C14 – C25 12 (loại iso prenoid) CnH2n+2 C12 cao Cyclo paraffin CnH2n C5 – C7 10 vòng CnH2n C8 – C9 53 vòng CnH2n C10 – C12 23 Cyclo paraffin CnH2n-2 C8 vòng CnH2n-2 C9 – C12 20 Cyclo paraffin CnH2n-4 C10 – C13 vòng CnH2n-4 Cyclo paraffin CnH2n-6 C14 – C30 4 vòng CnH2n-8 Hydrocacbon thơm CnH2n-6 C6 – C11 16 CnH2n-6 C9 – C12 41 CnH2n-12 C10 – C16 42 CnH2n-14 C12 – C15 15 CnH2n-18 C14 – C16 14 vòng Hydrocacbon thơm vòng có nhiều nhóm 10 Hydrocacbon thơm vòng 11 Hydrocacbon thơm vòng loại difenyl 12 Hydrocacbon thơm 3 vòng loại phenanten 13 Hydrocacbon thơm CnH2n-16 C15 – C16 CnH2n-24 C16 – C18 10 CnH2n-8 C9 – C14 20 vòng loại fluoren 14 Hydrocacbon thơm nhiều vòng 15 Hydrocacbon hỗn hợp naphten – thơm Loại indan & tetralin 16 Hydrocacbon hỗn hợp naphten – thơm Loại nhiều vòng Tổng cộng hydrocacbon riêng lẻ xác định 425 Còn chất không thuộc loại hydrocacbon dầu mỏ đến xác định khoảng 380 hợp chất, phần lớn hợp chất lưu huỳnh (khoảng 250 hợp chất) Các hydrocacbon n – parafin dầu mỏ [1,4,7] Hydrocacbon n– parafin loại hydrocacbon phổ biến loại hydrocacbon dầu mỏ Dầu mỏ có độ biến chất cao, tử trọng nhẹ, có nhiều hydrocacbon loại Mặt khác hydrocacbon n – parafin loại hydrocacbon dễ tách dễ xác định số loại hydrocacbon dầu mỏ, với việc sử dụng phương pháp sắc ký, kết hợp với rây phân tử để tách n – parafin, xác định tất n – parafin từ C1 – C45 Hàm lượng chung n – parafin dầu mỏ thường từ 25 – 30% thể tích Tùy theo dầu mỏ tạo thành từ thời kỳ địa chất nào, mà phân bố n – parafin dầu khác Nói chung phân bố tùy tuân theo hai quy tắc sau: tuổi cao, độ sâu lớn hàm lượng n – parafin phần nhẹ dầu mỏ nhiều 59 Xử lý kết Quan sát ghi lại áp suất môi trường phòng thí nghiệm thời điểm kiểm tra, áp suất khác 760 mmHg hiệu chỉnh lại điểm chớp lửa sau: - Điểm chớp lửa hiệu chỉnh = C + 0,25 (101,3 - p) - Điểm chớp lửa hiệu chỉnh = C + 0,033 (760 -P) Trong đó: C: điểm chớp lửa quan sát tính theo °C p: áp suất môi trường tính theo KPa P: áp suất môi trường tính theo mmHg Chú ý: Ghi lại điểm chớp lửa quan sát xác tới 0,5°C Điểm chớp lửa hiệu chỉnh điểm chớp lửa cốc kín mẫu kiểm tra 3.2 Phương pháp đánh giá tiêu chất lượng sản phẩm Hiệu sử dụng dầu mỏ phụ thuộc vào chất lượng trình chế biến, trình kiểm tra chất lượng, trình xúc tác, sử dụng, chế biến, tính toán công suất thiết bị cho nhà máy lọc dầu, cách xác định giá trị dầu thô thị trường, việc phân tích, xác định tiêu xăng dầu cần thiết 3.2.1 Sản phẩm xăng thương phẩm 3.2.1.1 Các tiêu chất lượng liên quan đến an toàn sức khỏe, môi trường Các tiêu chất lượng liên quan đến an toàn sức khỏe, môi trường không lớn mức quy định bảng sau: 60 Bảng 3.4: Các tiêu chất lượng liên quan đến an toàn sức khỏe, môi trường xăng STT Tên tiêu Mức giới hạn Hàm lượng chì, g/l Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg 500 Hàm lượng benzene, % thể tích 2.5 Hàm lượng hydrocacbon thơm, % thể tích 40 Hàm lượng olefin, % thể tích 38 Hàm lượng oxy, % khối lượng 2.7 0.013 3.3.1.2 Tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng xăng Để đánh giá tiêu chất lượng xăng dầu khoa học công nghệ ban hành tiêu chuẩn cho xăng dầu diesel Việt Nam Cơ sở áp dụng dựa hệ thống tiêu chuẩn châu Âu Euro Theo tiêu chuẩn nhằm cung cấp cho người tiêu dùng loại xăng chất lượng sạch, góp phần hạn chế nguy gây ô nhiễm bệnh tật từ chất độc hại CO, SOx, NOx, bụi…thì chất lượng xăng, dầu thành phần phẩm không thấp mức chat lượng quy định Mặt khác người tiêu dùng khó phân biệt chủng loại xăng nên dễ dàng bị bán người bán lừa Do Khoa học công nghệ vừa thông tư quy định màu xăng để tránh nhầm lẫn cho người tiêu dùng xăng 90 có màu đỏ, xăng 92 có màu xanh… Trị số octan – TCVN 2703 Trị số octan đơn vị đo quy ước dùng để đặc trưng cho khả chống kích nổ nhiên liệu động Nó đo % thể tích iso octan hỗn hợp với n-heptan, tương đương với khả chống kích nổ nhiên liệu thử nghiệm điều kiện chuẩn (n-heptan quy ước có giá trị 0, iso octan quy ước có giá trị 100) 61 Xác định trị số octan: theo phương pháp nghiên cứu RON: mô tả ASTM D2699 phương pháp mô tơ MON: mô tả ASTM D2700 Hình 3.2 Máy đo trị số octan theo ASTM D2700 Độ ăn mòn đồng (ASTM D130) Khí H2S hợp chất có hại xăng động cơ, chúng gây ăn mòn tạo mùi khó chịu cho nhiên liệu Trong trình lọc dầu, hợp chất không mong muốn không bị loại bỏ cách dễ dàng Hàm lượng lưu huỳnh tổng (TCVN 6701:2007; ASTM D2622) Lưu huỳnh thành phần quan trọng đáng lưu ý dầu mỏ sản phẩm Nếu hàm lượng S vượt mức độ cho phép gây tượng ăn mòn thiết bị, đặc biệt H2S thải ô nhiễm môi trường Hàm lượng benzene (TCVN 6703:2006; ASTM D3606) Benzene tác nhân kìm hãm trình kích nổ động cơ, tăng trị số octan cho xăng Vì xăng không chì, benzene dùng phụ gia chống kích nổ Trong xăng không chì, hàm lượng benzene bắt buộc phải quy định giới hạn cụ thể, benzene độc hại, ảnh hưởng đến môi trường, thực vật 62 Độ axit Độ axit đặc trưng cho mức độ chứa chất mang tính axit xăng chủ yếu axit hữu Trong xăng thường hợp chất axit có mặt loại phụ gia sản phẩm biến chất tạo thành trình tồn chứa Mức quy định khoảng từ – mg KOH/100ml Hàm lượng nhựa (asphanten) TCVN 2693 Những chất có cấu trúc phân tử C, H có S, N, O có khối lượng phân tử lớn từ 500 – 600 trở lên Chúng có phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi cao cặn dầu mỏ Trong trình bảo quản xăng, nhựa dễ bị oxy hóa giảm tính ổn định sản phẩm, gây nên cặn lắng hệ thống cảm ứng làm kẹt van nạp Áp suất bão hòa – TCVN 7023 Đặc trưng cho khả bay xăng, áp suất bão hòa áp suất đo điều kiện bình chịu áp tiêu chuẩn nhiệt độ 37ᵒ C (hay 100ᵒ F) Đơn vị kPa, mmHg, psi… Áp suất bão hòa khoảng từ – 12 psi Khối lượng riêng Khối lượng riêng xăng đặc tính vật lý giúp ta phân biệt xăng loại nhiên liệu khác đánh giá sơ chất lượng xăng nặng Khối lượng riêng liên quan mật thiết đến tiêu khác thành phần cất, áp suất bão hòa…Vì tiêu thường nằm giới hạn phổ biến khối lượng riêng xăng ô tô 0.68 – 0.74 g/cm2 Nếu tiêu có liên quan khác xác định khống chế chặt chẽ tiêu khối lượng riêng không cần thiết phải quy định Khối lượng riêng xác định theo phương pháp TCVN 6594:2000 (ASTM D1250) 63 Độ bay Chỉ tiêu ảnh hưởng quan trọng đến tính xăng động Chủ yếu tính khởi động, làm ấm máy, nút hơi, tính kinh tế hành trình dài hay ngắn, khả đóng băng Xác định theo tiêu chuẩn ASTM D8 Phương pháp xác định hàm lượng chì quang phổ hấp thụ nguyên tử TCVN 7143 (D 2699) Chì có xăng dạng kim loại có phụ gia Nó nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường không khí, tiêu quan trọng chất lượng xăng ô tô, xe máy Phương pháp áp dụng cho loại xăng có thành phần khác không phụ thuộc vào loại chì alky Hàm lượng chì xăng xác định theo phương pháp TCVN 7143:2007 Pha loãng mẫu xăng với metyl isobutyl keton thành phần chì alkyl giữ ổn định phản ứng với iot muối amoni bậc bốn Xác định hàm lượng chì mẫu quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa tạo bước sóng 283.3 nm, sử dụng chuẩn chuẩn bị từ chì clorua cấp thuốc thử Bằng cách tất hợp chất chì alkyl cho kết 3.3.1.3 Các tiêu chất lượng xăng không chì Cụ thể, tiêu chất lượng (TCCS) xăng không chì Saigonpetro sau (Tiêu chuẩn TCCS 01 : 2016/SP Tổng Giám Đốc Công ty sửa đổi, phê duyệt công bố ban hành theo Quyết định số 1236/QĐ-DK-HCTC, ngày 31 tháng 12 năm 2015) 64 Bảng 3.5 Các tiêu chất lượng (TCCS) xăng không chì Saigonpetro Mức Tên tiêu STT Phương pháp thử RON 90 RON 92 RON 95 Trị số ốctan theo phương pháp nghiên cứu (RON), TCVN 2703 90 92 95 (ASTM D 2699) TCVN 7143 Hàm lượng chì, g/L, max Thành phần cất phân đoạn: 0,013 (ASTM D 3237) - Điểm sôi đầu, oC, max Báo cáo - 10% thể tích, oC, max 70 - 50% thể tích, oC, max 120 TCVN 2698 - 90% thể tích, oC, max 190 (ASTM D 86) - Điểm sôi cuối, oC, max 215 - Cặn cuối, %thể tích, max 2,0 Ăn mòn mảnh đồng 50oC/3 giờ, max Hàm lượng nhựa thực tế (đã rửa dung môi), mg/100ml, max Độ ổn định oxy hóa, phút, Loại 480 TCVN 2694 (ASTM D 130) TCVN 6593 (ASTM D 381) TCVN 6778 (ASTM D 525) TCVN 6701 (ASTM D 2622) Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg, max 500 Hoặc TCVN 7760 (ASTM D 5453) Hoặc 65 TCVN 3172 (ASTM D 4294) 10 Áp suất (Reid) 37,8oC, 43 - 75 KPa Hàm lượng benzen, % thể tích, max Hydrocacbon thơm, % thể tích, max TCVN 7023 (ASTM D 4953) ASTM D 5191 2,5 40 TCVN 3166 (ASTM D 5580) TCVN 7330 (ASTM D1319) TCVN 7330 11 Olefin, % thể tích, max 38 (ASTM D 1319) 12 13 14 Hàm lượng oxy, % khối lượng, max Khối lượng riêng (ở 15oC), kg/m3 Iso-propyl ancol, % thể tích, max 2,7 TCVN 7332 (ASTM D4815) TCVN 6594 Báo cáo (ASTM D 1298) ASTM D 4052 10,0 15 Iso-butyl ancol, % thể tích, max 10,0 TCVN 7332 16 Tert-butyl ancol, % thể tích, max 7,0 (ASTM D 4815) Ete (nguyên tử C ≥ 5) 2), % thể 17 tích, max Riêng MTBE, % thể tích, max 15,0 10,0 18 Hàm lượng keton % thể tích Không phát 19 Hàm lượng Metanol % thể tích Không phát 20 Hàm lượng Este % thể tích Không phát TCVN 7332 (ASTM D 4815) TCVN 7332 (ASTM D 4815) TCVN 7332 66 (ASTM D 4815) Hàm lượng kim loại (Fe, Mn), 21 mg/l max 22 Ngoại quan TCVN 7331 (ASTM D 3831) Trong suốt không phân lớp TCVN 7759 không tạp chất (ASTM D 4176) CHÚ THÍCH: 1) Các hợp chất oxygenat dùng dạng đơn lẻ dạng hỗn hợp với thể tích nằm giới hạn quy định tổng hàm lượng oxy phù hợp với quy định loại xăng 2) Có nhiệt độ sôi ≤ 210 °C 3.2.2 Phương pháp đánh giá tiêu chất lượng dầu diesel DO 3.2.2.1 Chỉ tiêu chất lượng DO Trị số xetan Là đơn vị đo quy ước cho tính tự bốc cháy nhiên liệu diesel đo % thể tích hàm lượng n – xetan hỗn hợp với metyl naptalen điều kiện chuẩn (Theo quy ước metyl naptalen có trị số xetan 0, n – hexan quy ước 100) Trị số xetan xác định theo phương pháp ASTM D 4737 Nhiên liệu diesel có trị số xetan không nhỏ 46 Trị số xetan ý nghĩa thước chất lượng cháy nhiên liệu ảnh hưởng đến cháy kích nổ, yêu cầu trị số xetan phụ thuộc vào thiết kế, kích thước, đặc điểm thay đổi tốc độ tải trọng động cơ, điểm khởi động, điều kiện khí Nhiệt độ cháy cốc kín Là nhiệt độ thấp điều kiện áp suất không khí, mẫu nhiên liệu thử nghiệm bắt cháy lửa xuất tự lan truyền nhanh chóng bề mặt mẫu Có liên quan trình vận chuyển tồn chứa nhiên liệu Nhiệt 67 độ chớp cháy thấp dễ gây cháy nổ Tiêu chuẩn TCVN 6608:2000 (ASTM D3828) Hàm lượng lưu huỳnh Lưu huỳnh thường tồn nhiều dạng khác mercaptan, sulfua, disulfua, thiophen…S gây ăn mòn, rỉ chi tiết động cơ, đặc biệt làm biến chất dầu nhờn động Theo mức giới hạn hàm lượng lưu huỳnh, nhiên liệu diesel gồm loại: không lớn 5000 mg/kg không lớn 2500 mg/kg Nhiên liệu diesel có hàm lượng S > 500 mg/kg không dùng cho phương tiện giao thông giới đường Độ nhớt động học Độ nhớt khả cản trở chuyển động nội chất lỏng, đo cách ghi lại thời gian cần thiết để lượng chất lỏng định chảy qua mao quản có kích thước định nhiệt độ định Độ nhớt xác định 40ᵒ C theo TCVN 3171:2003 (ASTM D 445) Tỷ trọng Là đại lượng đặc trưng cho độ nặng nhẹ đặc nhiên liệu đo khối lượng đơn vị thể tích Tỷ trọng dầy diesel khoảng 0.8 – 0.85 Tỷ trọng xác định theo TCVN 6594:2000, ASTM D 1298, ASTM D 4052 Hàm lượng cặn cacbon Cặn cacbon lượng cặn sau cho bay nhiệt phân nhiên liệu Cặn cacbon gây nên chênh lệch nhiệt độ làm tăng ứng xuất nội buồng đốt, dẫn tới biến dạng phá hủy buồng đốt Là nguyên nhaanh gây tượng khí xả có màu đen làm giảm hệ số nhiệt Cặn cacbon xác định theo phương pháp TCVN 6324:1997, ASTM D189 68 Hàm lượng tro (TCVN 2690:1995, ASTM D 482) Một lượng nhỏ mẫu diesel đốt phần nhiên liệu cháy hết, cân khối lượng mẫu lại ta thu hàm lượng tro, tính % khối lượng Các chất không cháy nhiên liệu chia làm loại: cặn rắn hợp chất kim loại tan nước dầu Các cặn rắn nhiên liệu gây ăn mòn làm tắc hệ thống nhiên liệu với mức độ tùy thuộc vào kích thước hệ thống Hàm lượng nhựa (ASTM D381) Sau khỏi nhà máy lọc dầu, nhiên liệu tránh khỏi việc tiếp xúc với nước không khí Nếu nhiên liệu có chứa cấu tử không ổn định trình tồn chứa tạo thành nhựa cặn Các cặn nhựa làm tắc bầu lọc, bẩn buồng đốt, tắc hệ thống phun nhiên liệu Ăn mòn đồng Phép thử ăn mòn mảnh đồng nhằm xác định có tính chất định tính ăn mòn nhiên liệu diesel chi tiết chế tạo từ đồng, hợp kim đồng – thiếc, đồng – kẽm Ăn mòng mảnh đồng 50ᵒ C 3h xác định theo phương pháp ASTM D130 Ngoài phương pháp đánh giá tiêu chất lượng dầu DO có số tiêu khác như: - Phương pháp xác định điểm sương (ASTM D 2500) - Phương pháp xác định điểm đông đặc ( ASTM D 97) - Phương pháp xác định thành phần cất - Phương pháp xác định hàm lượng nước tạp chất học (ASTM D 1796) - Phương pháp xác định số axit (ASTM D 974) - … 69 3.2.2.2 Tiêu chuẩn sở chất lượng dầu diesel DO Tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam dầu Diesel – TCVN 5689:2005 Bảng 3.6 Tiêu chuẩn TCVN 5689:2005 qui định tiêu chất lượng cho nhiên liệu dầu DO dùng cho động Tiêu chuẩn sở chất lượng dầu DO Petrolimex 70 Bảng 3.7 Tiêu chuẩn sở chất lượng dầu DO Petrolimex Mức DO Tên tiêu TT 0,05S DO 0,25S Phương pháp thử TCVN 6701:2007 (ASTM D 2622-05) /TCVN 7760:2008 (ASTM D 5453-06) /TCVN Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg, max 3172:2008 (ASTM D 4294500 2500 06) TCVN 3180:2007 (ASTM D Chỉ số xêtan 1), 46 46 4737-04) TCVN 7630:2007 (ASTM D Hoặc trị số xêtan, 46 46 Nhiệt độ cất, oC, 90 % thể tích, max 613-05) TCVN 2698:2007 (ASTM D 360 370 86-05) TCVN 6608:2006 (ASTM D Điểm chớp cháy cốc kín, oC, 3828-05) /TCVN 2693:2007 55 55 Độ nhớt động học 40 oC, cSt, - max (ASTM D 93-06) TCVN 3171:2007 (ASTM D 2,0-4,5 2,0-5,0 445-06) Cặn bon 10% cặn chưng cất, % khối lượng, max TCVN 6324:2006 ASTM (D 0,3 0,3 Điểm đông đặc, oC, max TCVN 3753:2007 (ASTM D +6 +6 Hàm lượng tro, % khối lượng, max 97-05a) /ASTM D 5950 TCVN 2690:2007 (ASTM D 0,01 0,01 Ăn mòn mảnh đồng 50 oC giờ, max 189-05) /ASTM D 4530 482-03) TCVN 2694:2007 (ASTM D Loại Loại 130-04e1) 71 Khối lượng riêng 10 15oC, kg/m3, - max TCVN 6594:2007 (ASTM D 820-860 820-870 1298-05) /ASTM D 4052 TCVN 7758:2007 (ASTM D 11 Độ bôi trơn, μm, max 460 - 6079-04e1) 1) Phương pháp tính số xêtan không áp dụng cho loại nhiên liệu có phụ gia cải thiện trị số xê tan 72 KẾT LUẬN Dầu mỏ sản phẩm dầu mỏ hỗn hợp phức tạp gồm nhiều chất nhiên liệu thiếu sống Nó ứng dụng rộng rãi lĩnh vực đời sống công nghiệp nên vấn đề sử dụng hiệu dầu mỏ phụ thuộc vào trình chế biến, trình kiểm tra chất lượng Trong việc xác định, phân tích tiêu chất lượng qua đánh giá chất lượng sản phẩm cần thiết Để đánh giá chất lượng sản phẩm dầu mỏ người ta dựa vào tiêu chuẩn quốc tế tiêu chuẩn quốc gia Về bản, sản phẩm dầu tho có mức chất lượng tương tự toàn cầu Tuy nhiên quốc gia có đặc điểm riêng thực trạng ô tô, xe máy, điều kiện khí hậu, an toàn môi trường…nên xây dựng cho riêng tiêu chuẩn quốc gia chất lượng dầu thô – sản phẩm dầu thô Như dầu mỏ tất sản phẩm dầu khí, có xăng dầu DO, phải trải qua khâu kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm trước đem tiêu thụ Đó phương pháp, quy định đo tiêu chuẩn hóa tổ chức giới nước Ở nước ta có ban hành tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN),ngoài sử dụng dựa tảng số tiêu chuẩn Mỹ ASTM Sau thời gian làm việc nhờ nỗ lực cố gắng thân với hướng dẫn nhiệt tình … thầy cô môn …, em hoàn thành đồ án tốt nghiệp “Tìm hiểu số phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm xăng dầu DO” Tuy nhiên với kiến thức hạn chế thiếu kinh nghiệm thực tế nên đồ án chắn nhiều thiết sót Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô môn bạn Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình … thầy cô môn giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội, ngày… tháng … năm 2016 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Tử Bằng, Hóa học dầu mỏ khí tự nhiên, NXB Giao thông vận tải Hà Nội, 1999 [2] Phan Tử Bằng, Công nghệ chế biến dầu khí, NXB Xây dựng Hà Nội, 2002 [3] Dương Viết Cường, Giáo trình sản phầm dầu mỏ phụ gia [4] Trương Hữu Trì, Giáo trình hóa học dầu mò, Trường ĐH Đà Nẵng [5] Lê Văn Hiếu, Công nghệ chế biến dầu mỏ, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2001 [6] Kiều Đình Kiểm, Các sản phẩm dầu mỏ hóa dầu, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999 [7] Đinh Thị Ngọ, Hóa học dầu mỏ khí, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2003 [8] Giáo trình thí nghiệm dầu mỏ, Trường ĐHSP Quy Nhơn – Khoa Công nghệ, Quy Nhơn (1999) [9] Giáo trình thực hành phân tích sản phẩm dầu khí, Trường ĐH Công Nghiệp TP HCM [...]... thiết Người ta chủ yếu dựa vào các tính chất hóa lý cơ bản của xăng để đánh giá chất lượng xăng [4] 20 Hợp phần pha xăng (xăng gốc) chủ yếu được sản xuất từ các quá trình: - Xăng của quá trình cracking FCC (Crackat) - Xăng của quá trình Reforming (reformat) - Xăng chưng cất trực tiếp - Xăng của quá trình Isomer hóa ( Isomerat) - Xăng của quá trình Alkyl hóa (Alkylat) - Xăng của quá trình giảm nhớt,... tế, để sản xuất xăng thương phẩm người ta thường phối trộn hau hay nhiều các xăng trên với nhau để được căng gốc có tình chất ưu việt nhất [4] Thành phần của xăng còn phải kể đến các phụ gia được pha chế vào xăng Hàm lượng các phụ gia chỉ từ ppm đến 20% nhưng lại bổ sung hoặc nâng cao rất nhiều chất lượng của xăng 2.1.2.2 Một số yêu cầu chất lượng của xăng thương phẩm Cùng với sự gia tăng số lượng về... thải các chất độc hại và thực hiện các quy định này một cách nghiêm túc [3,4] Ở góc độ của nhiên liệu thì cần phải đặt ra cho xăng thương phẩm những chỉ tiêu nhằm bảo đảm được chất lượng đối với người sử dụng và hạn chế được lượng chất độc hại trong khói thải Vì vậy để đánh giá khả năng làm việc và cháy của xăng, người ta thường căn cứ vào một số tính chất hóa lý của chúng: Khả năng bay hơi của xăng. .. thu được từ nguồn dầu khí), nhóm parafin lỏng, rắn và xerizin… - Nhóm các sản phẩm cuối: Những sản phẩm cuối cùng của ngành công nghiệp hóa dầu là các loại chất dẻo, chất hoạt động bề mặt Các sản phẩm cuối cùng của ngành chế biến hóa dầu có mặt trong hầu hết các ngành sản xuất của nền kinh tế quốc dân và phục vụ mọi mặt đời sống con người 18 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ XĂNG VÀ DẦU DIESEL (DO) 2.1 Giới thiệu... học của xăng, cấu tạo động cơ đốt trong, môi trường làm việc của động cơ Trong đó, bản chất hóa học của xăng có ý nghĩa quyết định đến khả năng bay hơi của chúng Nó phụ thuộc vào sự phân bố các hydrocacbon theo nhiệt độ sôi, áp suất hơi bão hòa, sức căng bề mặt và hệ số khuếch tán của hơi xăng Các tính chất khác ít ảnh hưởng đến khả năng bay hơi của xăng [3] Người ta đánh giá khả năng bay hơi của xăng. .. sang phân đoạn nặng hơn Vì vậy tính chất của từng phân đoạn đều khác nhau Hơn nữa, các loại dầu mỏ ban đầu đều có tính chất và sự phân bố các hợp chất hữu cơ trong đó cũng khác nhau, cho nên tính chất của từng phân đoạn dầu mỏ còn phụ thuộc rất nhiều vào đặc tính hóa học của loại dầu ban đầu nữa [1] 14 Hình 1.1 Sơ đồ các quá trình sản xuất và sản phẩm của quá trình lọc dầu [9] Khi đã thu được các phân... ra dầu khác nhau, hàm lượng và tỷ lệ của từng loại chất của O, N, S trong từng loại dầu cũng sẽ khác nhau 8 Các hợp chất của lưu huỳnh có trong dầu mỏ [1,4] Đây là loại hợp chất phổ biến nhất và cũng đáng chú ý nhất trong số các loại hợp chất không thuộc loại hydrocacbon của dầu mỏ Những loại dầu ít lưu huỳnh thường có hàm lượng lưu huỳnh không quá 0.3 – 0.5%, những loại dầu nhiều lưu huỳnh thường... thải ra môi trường càng ít càng tốt 2.1.2.3 Một số chỉ tiêu chất lượng của xăng thương phẩm Ngày nay động cơ đã trở thành một bộ phận quan trọng trong đời sống sản xuất và sinh hoạt của con người Bên cạnh những lợi ích to lớn mà chúng mang lại 22 thì động cơ cũng đồng thời thải một lượng lớn các chất độc hại ra môi trường gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái... thu được từ dầu mỏ người ta đã chế biến ra các loại bitum có các đặc tính khác nhau để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau Các sản phẩm hóa học Từ nguyên liệu dầu khí có thể chế biến ra các sản phẩm phục vụ cho mục đích sản xuất, đời sống con người gọi là sản phẩm hóa học…Thực tế có hơn 90% sản phẩm hữu cơ hiện nay có nguồn gốc từ hóa dầu Nguồn nguyên liệu để sản xuất các chế phẩm hóa dầu bắt nguồn... để tạo nên dầu mỏ có mặt những hợp chất có cấu trúc isoprenoil, cho nên trong quá trình biến đổi chúng sẽ để lại những di chứng với số lượng và kích thước khác nhau, tùy theo mức độ của quá trình biến đổi đó Các hydrocacbon naphtenic (cycloparafin) của dầu mỏ [1,4,7] Hydrocacbon naphtenic cũng là một trong số các hydrocacbon phổ biến và quan trọng của dầu mỏ Hàm lượng của chúng trong dầu mỏ có thể