BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CHUYÊN NGÀNH DẦU KHÍ

NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN NGUYỄN CÔNG NAM HỒ CÔNG KHANH ĐỖ THỊ MỸ CHÂU NGUYỄN TẤN NGỌC NGUYỄN DUY KHÁNH TP HỒ CHÍ MINH, 29 THÁNG 12 NĂM 2009 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển đất nƣớc, ngành dầu khí Việt Nam ngày phát triển mạnh hơn, phát triển thêm nhiều nhà máy với quy mô lớn áp dụng khoa học đại nhằm tạo sản phẩm có chất lƣợng tốt đáp ứng đƣợc nhu cầu ngƣời tiêu dung Nhiều loại sản phẩm trình lọc dầu đƣợc sử dụng đời sốn ngày nhƣ LPG, xăng, nhiên liệu diesel – DO, nhiên liệu phản lực, dầu đốt lò FO…mỗi sản phẩm sản xuất phải đáp ứng đƣợc số tiêu chuẩn chất lƣợng để vào sử dụng mang l ại hiệu tốt nhất, an toàn cho ngƣời sử dụng, phù hợ p với điều kiện khu vực… Để hiểu rõ tiêu chất lƣợng phƣơng pháp đánh giá ch ất lƣợ ng s ản phẩm, báo cáo thí nghiệm cho nắm đƣợc kiến thức kiểm nghiệm đánh giá tiêu chất lƣợ ng sản phẩm dầu Qua báo cáo chúng em xin gởi lời c ảm ơn chân thành tới thầy cô, anh chị khoa dầu khí trƣờng Đại Học Bách Khoa t ạo điều kiện cho chúng em đƣợc thực hành bảo t ận tình c anh chị giúp chúng em hoàn thành tốt báo cáo Chúc quý thầy cô anh chị nhiề u sức khoẻ, thành công sống, chuẩn bị đón chào năm mới, năm 2010 với nhiề u niềm vui công việc sống Nhóm sinh viên Tr ƣờ ng CĐ Nguyễn Tất Thành http://www.ntt.edu.vn Trang Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí BÀI SỐ ĐƯỜNG CHƯNG CẤT ASTM (ASTM DISTILATION) I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trong tự nhiên, nhiều chất lỏng có nhiệt độ sôi điểm cố định, ví dụ H 2O có nhiệt độ sôi cố định 100 oC (ở điều kiện áp suất khí quyển), nguyên nhân nƣớc chứa loại phân tử Xăng động hỗn hợp c nhiều loại phân tử hydrocarbon khác nhau, chƣa kể lƣợng nhỏ chất phụ gia có xăng Mỗi loại phân tử hydrocarbon có đặc tính hóa lý riêng nhiệt độ sôi đặc tính hóa lý Các phân tử hydrocarbon khác có nhiệt độ sôi khác Chính vậy, xăng nhiệt độ sôi cố định mà sôi khoảng nhiệt độ, thƣờng nằm kho ảng từ 30÷220oC Để đánh giá nhiệt độ sôi xăng phòng thí nghiệm, ngƣời ta tiến hành chƣng cất (trên thiết bị chƣng cất tiêu chuẩn) 100ml xăng ghi l ại giá trị nhiệt độ điểm có nhiệt độ sôi khác Khi đó, phân tử hydrocarbon khác xăng chuyển riêng rẽ từ dạng lỏng sang dạng khí Vì tính chất sôi bay xăng thƣờng đƣợc đánh giá nhiệt độ sôi đầu, nhiệt độ sôi cuối nhiệt độ sôi tƣơng ứng với % thể tích chƣng cất đƣợc xăng ngƣng t ụ thiết bị chƣng cất đƣợc gọi chung thành phần c ất Phƣơng pháp xác định thành phần cất xăng đƣợc tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM D86 Mối quan hệ gi ữa nhiệt độ % chƣng cất đƣợc xây dựng thành đồ thị Sự thay đổi giá trị nhiệt độ ảnh hƣởng tới khả vận hành động - Nhiệt độ sôi đầu (Initial Boiling Point - IBP): Khi tiến hành gia nhiệt 100ml mẫu xăng thiết bị chƣng c ất tiêu chuẩn, nhiệt độ giọt nhiên liệu đ ầu tiên đƣợc ngƣng tụ rơi vào ống hứng, gọi nhiệt độ sôi đầu - Nhiệt độ sôi cuối (Final Boiling Point – FBP): nhiệt độ cao ghi đƣợc toàn chất lỏng bình chƣng bay hết đƣợc gọi nhiệt độ sôi cuối Khi toàn lƣợng xăng bình chƣng bay hoàn toàn, đƣợc đánh dấu việc nhiệt độ tăng nhanh kèm theo tạo khói bình chƣng - Thành phần cất khái niệm dùng đ ể biểu diễn phần trăm c mẫu bay điều kiện tiến hành thí nghiệm theo nhiệt độ ngƣợc lại nhiệt độ theo phần trăm thu đƣợc tiến hành chƣng c ất mẫu Từ điểm sôi đầu đến điểm sôi cuối, ứng với 10ml mẫu ngƣng tụ (10% thể tích thu hồi) xác định đƣợc giá trị nhiệt độ ( đo đƣợc bình ngƣng) gọi điểm cất Bằng cách kết nối điểm cất, xây dựng đ ƣợc biểu đồ chƣng c ất đƣờng cong Phƣơng pháp xác định thành phần cất xăng đƣợc tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM D86 (đƣợc áp dụng cho hầu hết sản phẩm dầu mỏ nhƣ xăng ôtô, xăng máy bay, kerosel, dầu DO, naphta, phần cất, ngo ại trừ khí hoá lỏng bitume) Quá trình chƣng cất đƣợc thực chƣng cất tiêu chuẩn Engler http://www.ntt.edu.vn Trang Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí nên gọi chƣng cất Engler Mối quan hệ nhiệt độ % chƣng cất đƣợc xây dựng thành đồ thị II HỆ THỐNG THIẾT BỊ - DỤNG CỤ Sơ đồ hệ thống thiết bị: Hình II.1:Sơ đồ chƣng cất để xác định thành phần phân đoạn Dụng cụ & mẫu sản phẩm: - Bình chƣng cất ASTM (125ml) dùng cho chƣng cất xăng - Ống sinh hàn nhiệt độ ÷ oC - Ống đong chứa distilat (100ml) - Ống đong phần c ặn (5ml) - Nhiệt kế nút lie - Thiết bị gia nhiệt (thiết bị chƣng) - Mẫu xăng (xăng không chì – RON 92) 100ml CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH III Bƣớc 1: Rửa sấy khô dụng cụ chƣng cất, đổ nƣớc đá vào bể ngƣng tụ Bƣớc 2: Đong 100ml mẫu xăng cho vào bình chƣng cất (chú ý nghiêng bình c ất để ống nhánh lên phía để đổ mẫu không bị lọt vào ống nhánh), đậy miệng bình nút lie có cắm nhiệt kế cho mép bầu thuỷ ngân ngang với mép dƣới ống nhánh Bƣớc 3: Lắp dụng cụ nhƣ hình II.1 Lót miếng đệm sứ dƣới đáy bình, vặn núm điều chỉnh bình cho phù hợp cho kín khe hở nút Lấy gòn đậy lên miệng ống hứng để tránh s ản phẩm bốc hao hụt Vặn núm điều chỉnh ống hứng cho thành ống hứng đầu ống ngƣng ngang http://www.ntt.edu.vn Trang Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí Bƣớc 4: Khi nhiệt độ nƣớc bể ngƣng tụ đạt 0÷5 oC tiến hành mở nguồn điện phận đun nóng bình chƣng cất điều chỉnh tốc độ đun cho từ lúc bắt đầu đun tới lúc hứng giọt 5÷10 phút Ghi lấy nhiệt độ giọt cất xuất – ểm sôi đầu (Tđ) Bƣớc 5: Lập t ức đặt thành ống hứng sát vào đ ầu ống ngƣng để sản phẩm cất chảy theo thành ống cho khỏi sóng sánh Tiếp t ục cất, quan sát ghi nhiệt độ tƣơng ứng với thể tích ngƣng tụ đ ƣợc 10,20,30,40,50,60,70,80 nhiệt độ giảm xuống Ghi nhiệt độ cao trình cất – ểm sôi cuối (Tc) Bƣớc 6: Tắt phận đun nóng, bật quạt giải nhiệt tới bình chƣng nguội Tháo dụng cụ, ghi thể tích tổng hứng đƣợc – phần ngƣng t ụ (Vng) ống hứng Đổ phần cặn lại bình vào ống đong 5ml, ghi thể tích phần c ặn (Vc) Bƣớc 7: Rửa dụng c ụ thí nghiệm xử lý kết tính toán IV KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN Kết thu đƣợc chƣng c ất phân đoạn xăng cho động ( A 92) nhƣ sau: 33oC 89% vol To sôi đầ u Vn gƣng o o 2% vol Vcặn 62 C T sôi (10% V) o T sôi (20% V) o T sôi (30% V) o T sôi (40% V) o T sôi (50% V) o T sôi (60% V) To sôi (70% V) o 69 C o 78 C o 87 C o 96 C 120,5oC Vmất mát = = = 100 – (Vngƣn g + Vcặn) 100 – (89 + 2) % vol 137,5oC 167oC To sôi (80% V) 194oC To sôi cuối Từ giá trị , ta dựng đƣợc đồ thị phụ thuộc % s ản phẩm chƣng cất đƣợc nhiệt độ sôi (hình IV.1) gọi đƣờng cong chƣng cất Engler Hình IV.2 Đƣờ ng cong chƣng c ất Engler sản phẩm xăng A92 http://www.ntt.edu.vn Trang Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí Bình luận: Kết thu đƣợc chƣng c ất xăng: Vn gƣng thu đƣợc không cao (89%) nguyên nhân chủ yếu phần thoát (do nút lie gắn bình chƣng với nhiệt kế, bình chƣng với phận sinh hàn không sát miệng ống hứng chƣa đƣợc bịt kín) không ngƣng tụ đƣợc lƣợng mát ( cao tới 9%) Ngoài ra, số chất bị phân huỷ nhiệt độ cao làm giảm thể tích ngƣng thu đƣợc (do trình chƣng cất, nhiệt độ chƣng tăng không đều, làm nhiệt độ tăng cao) Tóm lại, có hai nguyên nhân làm kết thu đƣợc không nhƣ mong muốn thứ thiết bị chƣng l ắp không kín làm bay dẫn tới %mất mát cao (do thiết bị chƣng c ũ ngƣời lắp thiết bị); thứ hai trình gia nhiệt cao (kiểm soát nhiệt không tốt làm nhiệt độ tăng cao, không ổn định) làm số cấu tử bị phân huỷ nhiệt dẫn tới Vc ặn cao (2%) thể tích ngƣng thu đƣợc không cao (89%) Vì vậy, kiểm soát tốt nhiệt độ làm kín thiết bị tránh bay thất thoát Vn gƣng thu đƣợc từ 95÷97% vol, thể tích phần mát có 0,5÷1%vol, V cặn < 1% vol có nghĩa phải kéo dài thời gian chƣng cất chƣng nhiệt độ xăng vừa bay để ngƣng t ụ tổng thể tích distillate bay c sản phẩm mức cao  Nhận xét sơ đồ chƣng cất Engler: Dựa vào đồ thị đƣờng cong chƣng cất ta rút số nhận xét sau: - Thể tích phần mất chiếm tỉ lệ lớn, gẩn 10% thể tích cất chứng tỏ khả mát không ngƣng tụ đƣợc tiến hành thử nghiệm r ất cao Vì vậy, thể tích distilat thu đƣợc không cao, đạt 89% nhiệt độ 194 oC - Nhiệt độ sôi đầu 33 oC nằm khoảng cho phép nhiên liệu xăng cho mùa hè, nhiệt độ động dễ dàng khởi động động nóng hay vào buổi sang sớm - Ban đầu % chƣng cất tăng ứng với lần t ăng nhiệt độ, sau nhiệt độ tăng nhƣng % phần cất thu đƣợc giảm ban đầu xăng có cấu tử nhẹ, có khả bay tốt t ăng nhiệt độ khả bay t ăng Càng sau, xăng chứa nhiều cấu tử nặng khó bay hơn, phần ta nâng nhiệt độ cao c ấu tử chƣa kịp bay bị phân huỷ nhiệt tạo nhiều cặn gi ảm thể tích ngƣng thu đƣợc V TRẢ LỜI CÂU HỎI – NHẬN XÉT: Nêu rõ sản phẩm đem thí nghiệm ( loại gì, nguồn gốc ) ? Sản phẩm đem thí nghiệm xăng không chì RON 92 dùng cho động Xăng RON 92 s ản phẩm đƣợc pha trộn từ nhiều nguồ n sản phẩm khác trình lọc chế biến dầu nhƣ xăng từ phân đoạn xăng chƣng cất t dầu mỏ, từ sản http://www.ntt.edu.vn Trang Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí phẩm trình reforming, cracking, alkyl hoá cho t ới sản phẩm c trình đồng phân hóa, polymer hóa từ condensat Cách xây dựng đƣờng cong chƣng c ất ASTM hiệ u nh phần mát? Gọi Vng tổng thể tích distillate thu đƣợc ống đong; VD tổng thể tích distillate bay VD = Vng + Vm, Vm thể tích mát đƣợc tính theo công thức Vm = Vb – Vn g – Vc (với Vb thể tích mẫu dùng chƣng cất) 1.Vẽ đƣờ ng cong theo Vng (đƣờ ng cong mối liên hệ % thể tích cất theo nhiệt độ) từ kết thí nghiệm tiến hành chƣng c ất mẫu 2.Vẽ đƣờng cong theo VD, đƣờ ng cong xem nhƣ phép tịnh tiến đƣờng cong đoạn bên phải Đƣờ ng cong biểu diễn nhiệt độ chƣng cất hàm c Vng Giả sử, phép chƣng c ất có Vm = 1,5ml (coi Vb = 100ml), ta đo đƣợc thể tích ngƣng Vn g = 10ml lúc nhiệt độ T’10 Tại nhiệt độ đó, VD = 10 + 1,5 = 11,5ml Hình V.3: Hiệu chỉnh đƣờng cong chƣng cất nên T’10 T11,5 nhiệt độ T10 tìm đƣợc theo đƣờng Hai đoạn đầu mút c đƣờng có đƣợc phép ngoại suy nhiều trƣờng hợ p giá trị từ T5 ÷ T95 đáng tin c ậy Vì vậy, đồ thị đƣờng cong chƣng cất Engler ngƣ ời ta vẽ theo kết thu đƣợc từ thí nghiệm hiệu chỉnh phần mát phần c ặn thu đƣợc đồ thị Ý nghĩa đƣờng cong chƣng cất ASTM, điểm sôi đầu, điểm sôi cuối? Đƣờng cong chƣng c ất Engler thể khả bay phân đoạn hay s ản phẩm dầu.Tính chất bay c dầu mỏ hay sản phẩm c có ý nghĩa lớ n trình bảo quản, vận chuyển nhƣ trình sử dụng Vì tính chất quan trọng dầu mỏ Thành phần cất phân đoạn c xăng động có ý nghĩa quan trọng: - Nhiệt độ sôi đầu (Initial Boiling Point - IBP): Giới hạn sôi đầu (từ IBP đến nhiệt độ sôi 10%) có ảnh hƣởng đến khả khởi động c động khả t ạo nút Nếu giá trị thấp, động dễ dàng khởi động nguội, nhƣng lại khó khởi động nóng dễ tạo nút hơi, làm gián đoạn trình cung cấp xăng cho xy lanh, hao hụt tồn chứa vận chuyển lớn Ngƣợc lại, hai nhiệt độ cao, động http://www.ntt.edu.vn Trang Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí khó khởi động nguội, để qua đêm vào mùa đông Hai giá trị nhiệt độ đƣợc khống chế trái chiều nhau, tức quy định giá trị tối thiểu nhiệt độ sôi đầu (min 30oC) giá trị tối đa nhiệt độ sôi 10% (max 70) Nếu khống chế kho ảng áp suất không cần khống chế nhiệt độ sôi đầu - Nhiệt độ sôi cuối (Final Boiling Point – FBP): Nhiệt độ FBP đƣợc dùng để đánh giá mức độ tạo cặn buồng đốt, mức độ tan lẫn dầu bôi trơn, m ức độ độc hại khí xả động cơ, FBP cao kh ả lớn ngƣợc lại Vì vậy, FBP bị khống chế giá trị tối đa, thƣờng 215÷220oC Tuy nhiên FBP thấp, dƣới 170oC, dấu hiệu tốt làm giảm trị số octane t ăng suất tiêu hao nhiên liệu động Nhiệt độ FBP đƣợc sử dụng để đánh giá mức độ lẫn loại nhiên liệu khác (dầu hỏa diesel) vào xăng sở so sánh với mẫu lƣu phòng thí nghiệm - Khoảng nhiệt độ sôi tƣơng đƣơng với 10 đến 90% cất đƣợc (T10 T90) đƣợc gọi giới hạn sôi quan trọng hiệ u suất động chạy đƣờng Nó ảnh hƣở ng tới khả tăng tốc sau khởi động hạn chế tƣợng chết máy dừng đƣờng Các loại xăng có T90 từ 170÷220oC Giá trị thấp làm t ăng suất tiêu hao nhiên liệu, giảm công suất động xuống dƣới mức thiết kế Đánh giá s ản phẩm thử nghiệm? So sánh kết thu đƣợc với tiêu chất lƣợng xăng không chì (TCVN 6776:2005) STT Tên tiêu Xăng không chì RON92 Phƣơng pháp thử Thành phần cất phân đoạn: o - Điểm sôi đầu, C - 10% thể tích, max Báo cáo 70 - 50% thể tích, max 120 - 90% thể tích, max 190 o - Điểm sôi cuối, C, max TCVN 2698:2002 (ASTM D 86) 215 - Cặn cuối, % thể tích, max -Cặn hao hụt %V, max 4,0 Nh ận xét: Kết thu đƣợc chƣng cất mẫu sản phẩm, từ điểm sôi đầu IBP đến điểm sôi cuối FBP nằm giới hạn quy định cho sản phẩm theo TCVN 6776:2005 Chỉ có phần hao hụt cao so với tiêu chuẩn việt nam trình chƣng cất phần bị mát không ngƣng tụ đƣợc kiểm soát nhiệt độ không tốt (nhƣ trình bày trên) Vì mẫu sản phẩm xăng A92 đạt tiêu chuẩn chất lƣợng đƣợc sử dụng thị trƣờng http://www.ntt.edu.vn Trang Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí BÀI SỐ CHỈ SỐ ĐỘ NHỚT ( VISCOSITY INDEX ) I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Một đặc tính dầu nhờn dùng cho động nhiệt thay đổi độ nhớt theo nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng độ nhớt dầu gi ảm nghĩa dầu bị chảy lỏng nâng nhiệt độ Dầu nhờn đƣợc coi dầu bôi trơn tốt độ nhớt bị thay đổi theo nhiệt độ hay nói cách khác dầu có số độ nhớt cao Ngƣợc lại, độ nhớt thay đổi nhiều theo nhiệt độ, có nghĩa dầu có số độ nhớt thấp, khả bôi trơn Để đặc trƣng cho tính biến thiên c độ nhớt theo nhiệt độ, ngƣời ta dùng đại lƣợng số độ nhớt VI Vì parafin có độ nhớt bị biến đổi theo nhiệt độ nên ngƣời ta quy ƣớc dầu gốc paraffin có số độ nhớt 100 (VI = 100), họ dầu gốc naphten có số độ nhớt (VI = 0) naphten có đ ộ nhớt phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ Nhƣ vậy, số độ nhớt đại l ƣợng có tính quy ƣớc Chỉ số độ nhớt xác định theo chuẩn DIN 51564 (Cộng hoà Liên Bang Đức) ho ặc theo tiêu chuẩn ASTM D2270 (Hoa Kỳ) đƣợc định nghĩa hệ thức: VI = × 100 U độ nhớt động học 40oC dầu có số độ nhớt cần phải tính, mm2/s L độ nhớt động học đo 40oC c loại dầu có số độ nhớt độ nhớt động học 100oC với dầu cần tính số độ nhớt, mm2/s H độ nhớt động học đo 40oC c loại dầu có số độ nhớt 100 độ nhớt động học 100oC với dầu mà ta c ần đo số độ nhớt, mm2/s Nếu độ nhớt động học dầu 100oC nhỏ ho ặc 70 mm2/s, giá trị tƣơng ứng L H c ần phải tra bảng ASTM – D2270 cho bên dƣ ới: o Độ nhớt động học 100 C, mm /s 2,0 2,1 5,0 5,1 15,0 15,1 20,0 20,2 70,0 Giá trị L 7,994 8,64 40,23 41,99 296,5 300,0 493,2 501,5 4905 Giá trị H 6,394 6,894 28,49 29,49 147,9 151,2 229,5 233 1558 Bảng I.1: giá trị L H ứng với độ nhớt động học 100oC http://www.ntt.edu.vn Trang Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí Nếu độ nhớt động học 100oC lớn 70 mm2/s giá trị L H đƣợc tính nhƣ sau: L = 0,8353 H = 0,1684 + 14,67 – 216 + 11,85 – 97 độ nhớt động học 100oC dầu c ần tính số độ nhớt, mm2/s Ngoài ngƣời ta, xác định độ nhớt (VI) theo hai cách sau: Cách 1: Xác định độ nhớt theo toán đồ cho hình bên dƣới: Hình I.4: Toán đồ để xác định số độ nhớt VI Cách xác định nhƣ sau: - Trên thang độ nhớt 40oC ta l điểm A ứng với giá trị độ nhớt dầu đo đƣợc 40oC - Trên thang độ nhớt 100oC ta l điểm B ứng với giá trị độ nhớt dầu đo đƣợc 100oC - Qua điểm A, B ta kẻ đƣờng thẳng, đƣờng cắt thang số độ nhớt điểm C Giá trị số độ nhớt t ại C giá trị VI c ần tìm http://www.ntt.edu.vn Trang 10 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí đóng lại Thời gian thực thao tác khoảng 1s l ặp lại việc thử l ần mẫu t ăng nhiệt độ lên 1oC tới ngọ n lửa thử gây bắt lửa rõ ràng không gian bên cốc nhiệt độ quan sát ghi nhận đ ƣợc mẫu lúc nhi ệt độ chớp cháy Bƣớc 6: Ngƣng thí nghiệm, tắt nguồn nhiệt, để nguội, nâng nắp lên lau chỗ bẩn Lấy cốc đựng mẫu ra, đổ mẫu lau khô Bƣớc 7: Lặp lại thí nghiệm, ghi nhận kết quả, chênh lệch hai lần đo không đƣợc 1oC VI KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN Kết đo đƣợc sau hai lần tiến hành thí nghiệm s ản phẩm dầu DO: + Nhiệt độ đo lần 1: t1 = 67oC + Nhiệt độ đo lần 1: t2 = 66oC Bình luậ n: Nhìn chung kết thu đƣợc sau hai l ần tiến hành thí nghiệm có sai lệch không lớ n (trênh lệch 1oC), chấp nhận Nhiệt độ đo lần đầu thấp nhiệt độ đo lần hai lần đ ầu thí nghiệm không quan sát kỹ, nhiệt độ 66oC nhiên liệu chớp cháy gặp l ửa nhƣng không nhận Mặt khác yếu tố môi trƣờng ảnh hƣở ng lớ n tới kết đo, tiến hành đo thay đổi nhiệt độ môi trƣờng có gió làm ảnh hƣở ng tới khả khuếch tán nhiên liệu không khí (làm loãng nồng độ nhiên liệu không khí) làm kết sai lệch V TRẢ LỜI CÂU HỎI – NHẬN XÉT 1.Ý nghĩa điểm chớp cháy ? Nhiệt độ chớp cháy có ý nghĩa quan trọng trình vận chuyển tồn chứa nhiên liệu Nhiệt độ chớp cháy thấp dễ gây cháy nổ bảo quản bể chứa trời nắng nóng, nhiệt độ môi trƣờng tăng cao ta phải đề phòng tia lửa gần để tránh cháy nổ Nhiệt độ chớp cháy phân đoạn hay sản phẩm thấp khác thƣờ ng (trênh lệch nhiều so với mức quy định) dấu hiệ u cho thấy nhiên liệu bị lẫn với loại khác có độ bay cao Nhiệt độ chớp cháy hầu nhƣ ý nghĩa chất lƣợ ng c nhiên liệu nhiên liệu đánh giá góc độ tính kỹ thuật thiết bị sử dụng Nhƣ vậy, nhiệt độ p cháy kerosen hay nhiên liệu phản lực nằm kho ảng thay đổi nhiệt độ bảo quản bình thƣờ ng buồng chứa trời Vì vậy, chúng dễ xảy tƣợ ng nổ vô ý có phát sinh nguồn l ửa gần Đối với phân đoạn nhẹ hơn, nhƣ xăng, nhiệt độ bảo quản bình thƣờ ng l ại nguy hiểm nổ, nhiệt độ chớp cháy chúng thấp có nghĩa nhiệt độ bảo quản bình thƣờ ng hydrocacbon c pha r ất cao nên vƣợt xa giới hạn nổ mà http://www.ntt.edu.vn Trang 43 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí tƣợng nổ xảy nồng độ hydrocacbon nằm giới hạn nổ mà Ngƣợc lại, phân đoạn nặng nhƣ phân đoạn dầu nhờ n nhiệt độ chớp cháy lại cao có nghĩa nhiệt độ cao hydrocacbon bay đủ nồng độ nằm giới hạn nổ Vì vậy, nhiệt độ bảo quản bình thƣờng hydrocacbon chúng thoát ít, nồng độ chúng pha nằm thấp so với giới hạn nổ, nên chúng nguy hiễm bảo quản bình thƣờng Đối với nhiên liệu diesel cho xe t ăng, nế u nhiệt độ p cháy thấp, nghĩa hàm l ƣợng cấu thử nhẹ nhiề u, nguy hiểm cho ngƣời ngồi xe tăng ph ải làm việc điều kiện kín hoàn toàn 2.Tại phải tiến hành thí nghiệm điều kiện kín gió ? Khi tiến hành thí nghiệm ta phải thắp lửa thử kích thƣớc ngọ n lửa bé (khoảng 4mm) nế u có gió làm tắt lửa thử, thời gian châm lửa Mặt khác, lửa thử đ ƣợc thắp tiến hành thử lửa có nghĩa nhiệt độ mẫu nằm khoảng dự đoán kho ảng 6oC ngọ n lửa bị tắt khoảng gần với nhiệt độ p cháy mẫu ta phải châm lửa làm chậm thời gian thử lửa vƣợt qua nhiệt độ thử làm kết thí nghiệm không xác Để nhiên liệu p cháy gặp lửa hỗn hợp nhiên liệu-không khí phải đạt đƣợc nồng độ định (nồng độ mà nhiên liệu loé cháy gặp l ửa) Vì tiến hành thí nghiệm điều kiện có gió làm hỏng lớp bề mặt mẫu, làm cho nhiên liệu bị loãng không đạt đƣợc giới hạn cháy 3.Mẫu cốc sau thử nghiệm l ần dùng l ại cho thử nghiệm l ần đƣợc không ? Vì sao? Mẫu s ản phẩm cốc sau thử nghiệm l ần không dùng l ại cho thử nghiệm l ần hai mà đƣợc đổ bỏ thay mẫu Vì: Mẫu sau bị đốt nóng làm bay phần lớ n cấu tử nhẹ, mà cấu tử nhẹ bay đƣợc đun nóng t ạo nồng độ hỗn hợp đủ để p cháy đƣa tia lửa (với kích thƣớc quy định) song song với mặt thoáng nhiên liệu cách mặt thoáng kho ảng cách quy định Nếu ta sử dụng l ại mẫu thử nghiệm lần thời gian p cháy c nhiên liệu lớ n nhiệt độ chớp cháy c ũng r ất cao mẫu lại hydrocacbon có phân tử l ƣợng lớn khó bay hơi, nhiệt độ cao bị phân huỷ, làm sai kết thử nghiệm 4.Đánh giá mẫu thử nghiệm ? Chỉ tiêu chất lƣợng nhiên liệu Diesel - DO (TCVN 5689:2005) Mức quy định TT Tên tiêu Điểm chớp cháy cốc kín, C, http://www.ntt.edu.vn DO 500 S DO 1200 S o 55 55 Phƣơng pháp thử TCVN 6608:2000 (ASTM D 3828)/ ASTM D 93 Trang 44 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí Kết đo đƣợc từ mẫu sản phẩm dầu DO, nhiệt độ chớp cháy cốc kín 66 oC so sánh với TCVN, sản phẩm dầu DO không đạt tiêu chuẩn, nhiệt độ đo đƣợc cao tiêu chuẩn đề Tuy nhiên, nhiệt độ chớp cháy cao tiêu chuẩn, sản phẩm an toàn vận chuyển nhƣng sử dụng cho động cơ, động khó khởi động đặc biệt vào ngày thời thiết lạnh, vào buổi sang sớm Nhƣ mẫu dầu DO dùng thí nghiệm không đạt tiêu chất lƣợng đểm chớp cháy cốc kín, sản phẩm không sử dụng đƣợc cho động diesel vào mùa đông http://www.ntt.edu.vn Trang 45 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí BÀI SỐ ĐIỂM CHỚP CHÁY CỐC HỞ (FLASH POINT OPEN CUP) I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Phƣơng pháp xác định nhiệt độ chớp cháy cốc kín cho phép xác định chất lỏng có nhiệt độ chớp cháy < 93 oC nghĩa áp dụng sản phẩm lỏng dễ bay Để xác định nhiệt độ chớp cháy nhiệt độ bắt cháy sản phẩm, phân đoạn khó bay nhƣ dầu nhờn, Biodiesel ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp cốc hở Phƣơng pháp cốc kín cho nhiệt độ chớp cháy thấp so với phƣơng pháp cốc hở Do bị khuếch tán nhiều nhiên liệu đựng cốc hở Sự khác hai nhiệt độ lớn nhiệt độ chớp lửa cao hay nhiệt độ chớp cháy nói chung phân đoạn cao Nhiệt độ bắt cháy nhiệt độ tự bắt cháy: + Nhiệt độ chớp cháy đƣợc đặc trƣng hỗn hợp chớp cháy tắt Nếu nhƣ tiếp tục đun nóng chất lỏng, ta lại thấy tƣợ ng chớp cháy (khi đƣa lửa thử qua mặt tho ), sản phẩm chớp cháy cháy ổn định kho ảng thời gian định (ít 5s) Nhiệt độ thấp ứng với tƣợng đƣợc gọi nhiệt độ bắt cháy + Nếu sản phẩm dầu đƣợc gia nhiệt đến nhiệt độ cao, sau cho tiếp xúc với không khí, tự bắt cháy Nhiệt độ gọi nhiệt độ tự bắt cháy phụ thuộc vào thành phần hoá học có s ản phẩm dầu Nhiệt độ tự bắt cháy cao quan sát thấy hydrocacbon thơm sản phẩm dầu giàu aromat Tự bắt cháy thƣờ ng nguyên nhân gây ho ả hoạn c sản phẩm dầu bị rò rỉ mối nối, lò nung Nhiệt độ tự bắt cháy đƣợc xác định cốc hở Phƣơng pháp xác định nhiệt độ p cháy cốc hở c sản phẩm dầu dựa theo tiêu chuẩn ASTM D 92 (cốc hở CLEVELAND), nhằm xác định đểm chớp cháy bốc cháy c loại sản phẩm dầu mỏ chủ yếu sản phẩm nặng nhƣ FO, dầu nhờn, Bitum có điểm chớp cháy > 80 oC Nhiệt độ chớp lửa, nhiệt độ bắt cháy đại lƣợng khó xác định xác, với phƣơng pháp thử nhiệt độ chớp lửa cốc hở Cleveland, s ự sai lệch kết lên tới 7÷8oC (phép thử đƣợc thực hai nhân viên phòng thí nghiệm sản phẩm dầu) Phƣơng pháp xác định nhiệt độ chớp lửa cốc kín cao nhiề u bị ảnh hƣở ng yếu tố môi trƣờng ngoài, ngƣời ta thƣờ ng sử dụng đại lƣợng nhiệt độ chớp cháy cốc kín để đánh giá khả bắt cháy nhiên liệu http://www.ntt.edu.vn Trang 46 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí II HỆ THỐNG THIẾT BỊ - DỤNG CỤ Dụng cụ thí nghiệm: - beaker 100ml Nhiệt kế xác Mẫu s ản phẩm dầu: Biodiesel & dầu nhờn SJ dùng cho động hai Sơ đồ hệ thống thiết bị: Hình II.13: Thiết bị đo điểm chớp cháy cốc hở Semi automatic Cleveland III TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH Bƣớc 1: Lấy cốc chứa mẫu làm lau khô phía vạch chuẩn chứa mẫu Bƣớc 2: Lấy 75ml mẫu dầu Biodiesel vào beaker đổ vào cốc thử tới vạch chuẩn Dự đoán nhiệt độ chớp cháy sản phẩm >150 oC Bƣớc 3: Gắn nhiệt kế thẳng đứng nhƣ hình II.x cho dấu khắc nhiệt kế thấp 2mm so với miệng cốc (bầu thuỷ ngân vừa ngập dƣới mẫu dầu đƣợc) Bƣớc 4: Mở công tắc nguồn, bật gia nhiệt, chỉnh tốc độ đốt nóng mẫu ban đầu kho ảng 14÷17oC/phút (nhiệt độ mức số 2) Quan sát tăng nhiệt độ nhiệt kế Bƣớc 5: Khi nhiệt độ mẫu đạt 140oC, thắp lửa thử, điều chỉnh kích thƣớc khoảng 3,2÷4,8mm sau bắt đầu thử cách cho ngọ n lửa di chuyể n nhanh qua tâm cốc thử cách bấm vào công t ắc tự động xoay thử lửa thiết bị Lặp lại việc thử l ửa sau 2oC Bƣớc 6: Ghi nhận nhiệt độ điểm chớp cháy bắt lửa xuất điểm bề mặt mẫu (lửa loé cháy t ại điểm nhanh chóng lan truyền khắp bề mặt mẫu tắt nhƣ tia p) http://www.ntt.edu.vn Trang 47 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí Bƣớc 7: Để xác định điểm bốc cháy, tiếp t ục nâng nhiệt độ mẫu với tốc độ 5÷6oC/phút Tiếp tục thử lửa sau 2oC mẫu bốc cháy cháy trì 5s Ghi nhận nhiệt độ điểm – ểm bốc cháy Bƣớc 8: Ngƣng thí nghiệm, tắt nguồn nhiệt, đổ mẫu lau cốc khăn giấy hay vải s ạch có thấm dung môi thích hợp để loại bỏ vết dầu hay c ặn bám lại Bƣớc 9: lặp lại thí nghiệm với mẫu sản phẩm dầu nhờn SJ dùng cho động hai ghi nhận kết Nhiệt độ chớp cháy dự đoán >180oC IV KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN Kết thu đƣợc sau tiến hành thử nghiệm nhƣ sau: + Mẫu s ản phẩm: dầu Biodiesel, 75ml - Nhiệt độ chớp cháy đo đƣợc: 176oC + Mẫu s ản phẩm: dầu nhờ n - Nhiệt độ chớp cháy đo đƣợc: 218oC Bình luận: + Hai lo ại sản phẩm có độ nhớt khác cho nhiệt độ p cháy khác + Dầu Biodiesel có độ nhớt thấp thành phần Hydrocacbon sản phẩm chứa nhiề u cấu tử nhẹ dễ bay sản phẩm dầu nhờn (có độ nhớt cao, thành phần chứa nhiề u cấu t có phân tử lƣợ ng cao) Biodiesel có nhiệt độ p cháy thấp so với dầu nhờ n + Kết đo đƣợc cho thấy tồn trữ bảo quản vận chuyển s ản phẩm an toàn, gây cháy nổ thất thoát V TRẢ LỜI CÂU HỎI – NHẬN XÉT 1.Nêu yế u tố ảnh hƣở ng tới kết thu đƣợc ? - Nhiệt độ yếu tố quan trọng cần kiểm soát, nhiệt độ ảnh hƣở ng tới khả bốc nhiên liệu tạo nồng độ định mà nhiên liệu chớp cháy bốc cháy tiếp xúc với l ửa thử Tốc độ tăng nhiệt độ mẫu cốc phải đƣợc tuân thủ nghiêm ngặt điều kiện đ ảm bảo cho đắn kết Tốc độ tăng nhiệt độ phải từ từ để dễ kiểm soát nhiệt độ, nhiệt độ cao làm nhiên liệu bay chƣa kịp bị phân huỷ, nhiệt độ thấp khả bay nhiên liệu chậm, khó đạt đƣợc nồng độ định ảnh hƣở ng yế u tố khác cho kết đo không xác - Áp suất có ảnh hƣở ng trực tiếp tới kết đo, đặc biệt tiến hành thử nghiệm dàn khoan biển Với 25 mmHg giảm áp so với 760 mmHg làm tăng điểm chớp cháy lên 0,9 oC ngƣợc lại Khi tiến hành thử nghiệm sản phẩm phòng thí nghiệm áp suất hầu nhƣ thay đổi không ảnh hƣở ng tới http://www.ntt.edu.vn Trang 48 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí kết đo Áp suất điểm đo đƣợc PTN xem nhƣ áp suất khí (760mmHg) Ngƣời ta hiệu chỉnh nhiệt độ đo đƣợc có thay đổi áp suất theo công thức: Nhiệt độ hiệu chỉnh = nhiệt độ đo đƣợc + 0,03.(760 – P) - Thành phần HC có sản phẩm c ũng yếu tố ảnh hƣở ng tới kết đo, tuỳ thuộc vào sản phẩm có chứa cấu tử nhẹ nhiều hay mà kết thu đƣợc khác nhau, sản phẩm có chứa nhiều paraffin khả bay tốt, nhiệt độ chớp cháy thấp nhƣng khả thất thoát c ũng cao Vì vậy, sản phẩm có khả bay tốt tiến hành thí nghiệm phải để mẫu kín, tránh thất thoát cấu t nhẹ, ảnh hƣở ng tới kết thu đ ƣợc - Khả khuếch tán nhiên liệu không khí (hệ số khuếch tán) độ dẫn nhiệt nhiên liệu c ũng ảnh hƣở ng lớn tới kết thu đƣợc tiến hành thí nghiệm cần tránh gió thở gần cốc thử làm hỏng lớp bề mặt mẫu (đặc biệt phƣơng pháp thử cốc hở) làm gi ảm nồng độ dẫn tới kết thu đƣợc không xác 2.Phân biệt điểm chớp cháy điểm bốc cháy ? Nhiệt độ chớp cháy (Flash point) nhiệt độ nhiên liệu loé cháy t nhƣ tia chớp tiếp xúc trực tiếp với l ửa thử thời gian ngắn Nhiệt độ bắt cháy (Ignition point) nhiệt độ mà t ại nhiênliệu bắt cháy trì lửa cháy tối thiểu thời gian 5s đƣa ngọ n lửa vào pha Nhiệt độ bắt cháy cao nhiệt độ p lửa Phân đoạn dầu nặng khác hai nhiệt độ lớn đạt 50oC Ở phân đoạn nhẹ hai nhiệt độ không khác nhiề u Về chất, nhiệt độ bắt cháy nồng độ nhiên liệu tr ạng thái đạt giới hạn vùng cháy nổ c nhiên liệu, nhiệt độ p cháy nồng độ nhiên liệu chƣa đạt giới hạn đó, mà gần đạt giới hạn Cần ý nhiệt độ bắt cháy phân đoạn dầu mỏ tƣơng ứng với giới hạn dƣới vùng cháy nổ, trừ phân đoạn xăng nhiệt độ thƣờ ng nồng độ xăng vƣợt giới hạn vùng cháy nổ Vì nhiệt độ bắt cháy xăng tƣơng ứng với giới hạn trên, phải hạ nhiệt độ xăng đ ạt đƣợc giới hạn 3.Đánh giá mẫu thử nghiệm ?  Chỉ tiêu chất lƣợ ng cho nhiên liệu Biodiesel theo TCVN 7717:07 cho bảng sau: Tên tiêu/ Phƣơng pháp Điểm p cháy cốc hở, ASTM D 92 B0 B10 B20 B30 B40 B50 B100 96 105 107 109 111 113 181 + Nhiệt độ chớp cháy cốc hở đo đƣợc từ mẫu dầu Biodiesel PTN 176 oC, so với TCVN áp dụng cho sản phẩm B100, mẫu thử nghiệm không đạt tiêu chất lƣợng http://www.ntt.edu.vn Trang 49 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí nhiệt độ chớp cháy cốc hở Nhƣng nhiệt độ 176oC sản phẩm p cháy, nhiệt độ đƣợc xem an toàn cháy nổ vận chuyể n tồn trữ sản phẩm điều kiện thƣờ ng Vì vận chuyển tồn trữ nhiên liệu có thất thoát xảy nồng độ nhiên liệu c ũng khó đạt tới điểm cháy nổ phụ thuộc vào nhiều yế u tố khác  Đặc trƣng kỹ thuật loại dầu nhờn cho động xăng mã hiệu PLC RACER Chỉ tiêu kỹ thuật Mức chất lƣợng RACER PLUS o Điểm p cháy, C 200 Kết đo diểm p cháy mẫu dầu nhờn 218 oC nằm khoảng quy định cho sản phẩm Petrolimex, sử dụng cho động cơ, vận chuyển tồn trữ đảm bảo an toàn cháy nổ Tuy nhiên giá trị đo đƣợc lớn so với giá trị đánh giá tiêu sản phẩm hay nói cách khác nhiệt độ p cháy c sản phẩm cao so với mức nhỏ đo đƣợc tử sản phẩm phƣơng pháp thử cốc hở cho kết có độ xác không cao Khi tiến hành thí nghiệm bị ảnh hƣởng nhiều yếu tố nhƣ trình bày http://www.ntt.edu.vn Trang 50 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí BÀI SỐ 10 CẶN CACBON CONRADSON ( CONRADSON CARBON RESIDUE ) I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Khi đun nóng (cho bay nhiệt phân) dầu mỏ phân đoạn nặng c thƣờ ng bị phân huỷ không hoàn toàn, để lại hỗn hợ p gọi cặn cacbon Thành phần cặn phức tạp, không chứa cacbon mà chứa nhiều chất khác phụ thuộc chất dầu, nhiệt độ phân huỷ, vào có mặt kim loại có tính xúc tác cho phản ứng phân huỷ Cặn cacbon gây ảnh hƣở ng lớn tới khả hoạt động c động cơ, hiệu suất động hàm l ƣợng khí thải động môi trƣờng Để đánh giá khả tạo cặn loại sản phẩm dầu mỏ ngƣời ta sử dụng tiêu chuẩn hàm lƣợ ng c ặn cacbon lƣợ ng cặn thu đƣợc khí ta tiến hành đốt cháy mẫu dầu theo tiêu chuẩn ASTM D 189 để bảo đảm cho mẫu bay hơi, nhiệt phân cốc hoá thiết bị điều kiện xác định Cặn cacbon conradson s ản phẩm dầu thu đƣợc phân huỷ nhiệt dầu nặng xảy chén nung sứ đặt lò đơn giản có sơ đồ nguyên tắc nhƣ hình II.10 Ngƣời ta nâng dần nhiệt độ theo chế độ định, đến nhiệt độ nóng đỏ chén ngoài, dầu đựng chén sứ bị cracking, hoá cốc, biến thành cặn cacbon Lƣợng c ặn cacbon thu đƣợc thƣờng đ ƣợc biểu diễn dƣới dạng CCRI (Conradson Carbon Residue Index) theo công thức cho bên dƣới: CCRI = ượ ượ ặ 100 [%m] Phƣơng pháp kiểm nghiệm này nói chung đƣợc áp dụng cho s ản phẩm tƣơng đối khó bay II HỆ THỐNG THIẾT BỊ - DỤNG CỤ Thiết bị: http://www.ntt.edu.vn Hình II.10: Thiết bị dùng xác định cặn cacbon conradson Trang 51 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí III TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH Bƣớc 1: Lắp thiết bị chạc đỡ, đặt chén sứ lên chạc đỡ , bật lửa đèn đốt bỏ phần cặn bám bên bên chén sứ (trong 10 phút) với ngọ n lửa lớn Khi đốt bỏ hết lớ p c ặn bám, chén sứ có màu trắng, dùng kẹp gắp chén s ứ vào bình hút ẩm Lặp lại thí nghiệm với chén sứ lại Bƣớc 2: Khi chén sứ nguội, đem cân với độ xác 0,0001g, bấm nút chỉnh cân (type) cho cân trở giá trị cân 5g mẫu dầu Biodiesel Bƣớc 3: Lắp hệ thống nhƣ hình II.10 tiến hành cấp nhiệt với lửa cao mạnh cách điều nh van ống dẫn khí đốt cho bắt cháy cách đặn với lửa ông khói nhƣng không vƣợt c ầu bắc ngang sợi dây làm mức Tiến hành đốt đến không thấy ngọ n lửa cháy ố ng khói, tiếp tục đốt tới không khói xuất ngừng đốt Bƣớc 4: Tháo chụp ố ng khói ra, mở nắp chén s (chén Skidmore) dùng kẹp hơ nóng lấy chén xứ cho vào bình hút ẩm Tiến hành thí nghiệm tƣơng tự với chén sứ thứ hai Bƣớc 5: Khi chén sứ nguội, dùng kẹp gắp đem cân ghi khối lƣợng m2 Tính phần trăm khối lƣợng c ặn cacbon theo lƣợng mẫu ban đầu Chú ý: kết sau hai lần thí nghiệm %CCRI trênh lệch không vƣợt 5% IV KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN Kết thí nghiệm nhƣ sau:  Kết thu đƣợc nhóm tiến hành: + Thí nghiệm lần 1: - Khối lƣợ ng cốc sau đốt bỏ cặn làm nguội bình hút ẩm m1 = 18,7841 g Khối lƣợ ng mẫu đem cân m2 = 5,0217g Khối lƣợ ng cốc (có cặn bám) sau tiến hành thí nghiệm m3 = 18,8039g + Thí nghiệm lần 2: - = 19,8855g = 5,0013g = 19,8979g  Kết thu đƣợc thành viên tiến hành: + Thí nghiệm lần 1: - m1 = 19,8833g m2 = 6,9221g m3 = 19,8970g http://www.ntt.edu.vn Trang 52 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí + Thí nghiệm lần 2: - = 18,7847g = 6,9019g = 18,7920g Xử lý kết thu đ ƣợc & bình luận:  Kết thu đƣợc nhóm tiến hành: Thí nghiệm lần 1: - ặ - = m3 – m1 = 18,8039 - 18,7841 = 0.0198g = 100 = 0,3943 (%m) Thí nghiệm lần 2: - ặ - = 19,8979 - 19,8855 = 0,0124g = 100 = 0,2479 (%m) Nhận xét: Phần trăm sai số hai l ần tiến hành đƣợc tính theo công thức: × 100 = 22,7% %SS = Phần trăm sai số sau hai lần tiến hành thí nghiệm vƣợt 5% %), kết thử nghiệm hai l ần sai lệch lớn vƣợt 5% kết thử nghiệm cho độ xác không cao dùng kết để đánh giá tiêu chất lƣợ ng mẫu sản phẩm  Kết thu đƣợc thành viên tiến hành: Thí nghiệm lần 1: - ặ - = 19,8970 – 19,8833 = 0,0137g = 100 = 0,1917 (%m) Thí nghiệm lần 2: - ặ = 18,7920 – 18,7847 = 0.0073g = 100 = 0,1058 (%m) Nhận xét: kết thu đƣợc thành viên có sai lệch hai lần đo 28%, phép thử nghiệm cho kết có độ xác không cao nên sử dụng kết để đánh giá xác chất lƣợ ng sản phẩm http://www.ntt.edu.vn Trang 53 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí Nguyên nhân dẫn tới sai lệch kết thử nghiệm: + Khi đốt cháy lƣợ ng cốc bám bên cốc chƣa cháy hết, tiến hành thử nghiệm dƣới nhiệt độ cao lƣợ ng cốc bị cháy làm tăng gi ảm khối lƣợ ng cặn thu đƣợc + Khi rót mẫu vào cốc làm rớt mẫu phía cốc dẫn tới sai kết + Mẫu thử nghiệm đốt nhiều khói không cho kết xác lƣợng mẫu c sản phẩm + Trong sản phẩm có chứa số phụ gia dẫn tới kết thu đ ƣợc không xác + Quá trình cân bị rơi rớt sản phẩm lên cân làm kết cân không xác V TRẢ LỜI CÂU HỎI – NHẬN XÉT 1.Ý nghĩa c ặn cacbon ? Lƣợ ng cặn cacbon đại lƣợng có ý nghĩa để xác định lƣợ ng c ặn sinh động nhiệt, việc đánh giá hiệu suất phản ứng tạo cốc, tạo than cốc dầu mỏ Cặn cacbon sinh trình đ ốt cháy nhiên liệu ảnh hƣởng nhiề u tới hoạt động máy, lƣợ ng khí xả môi trƣờng Cặn carbon gây nên chênh lệch nhiệt độ điểm có cặn điểm cặn làm t ăng úng xuất nội vật liệu làm buồng đốt, dẫn tới biến dạng có phá hủy buồng đốt Nếu mẫu cặn carbon bám thành buồng đốt bong theo hỗ n hợp khí tới buồng giãn nở chúng va đ ập vào cánh tuabin gây ăn mòn Cặn carbon nguyên nhân gây tƣợ ng khí xả có màu đen làm ô nhiễm môi trƣờng, ảnh hƣởng tới s ức khoẻ ngƣời làm giảm hệ số tỏa nhiệt 2.Phân biệt tro cặn cacbon ? Cặn carbon lƣợ ng cặn lại sau cho bay nhiệt phân nhiên liệu thiết bị tiêu chuẩn ta thu đƣợc hỗn hợp có màu đen bám thành c ốc xứ dùng thử nghiệm Nếu nung nhiệt độ cao nhiều (khi đƣợc cặn ta tiếp tục nung nóng) cặn cacbon cháy thành tro Hay ta định nghĩa hàm lƣợ ng tro lƣợng cặn lại sau đốt cháy hoàn toàn mẫu dầu Cặn cacbon dùng để đánh giá khả t ạo cặn than cháy c nhiên liệu, để đánh giá hàm lượng kim loại có mặt dầu thô nhƣ số sản phẩm ngƣời ta tiến hành đốt cháy hoàn toàn m ẫu phần lại không cháy đƣợc gọi tro Thực chất tro oxyt kim loại Các chất không cháy nhiên liệu đƣợc chia làm loại: c ặn rắn hợ p chất kim loại tan nƣ ớc ho ặc dầu 3.Các phụ gia có sản phẩm (nhƣ alkyl nitrat DO, ph ụ gia tẩy rửa dầu nhờn làm kết thu đƣợc không Giải thích ? http://www.ntt.edu.vn Trang 54 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí Phụ gia hydrocacbon hữu cơ, kim hay vô cơ, chí nguyên tố, đƣợc thêm vào chất bôi trơn, loại nhiên liệu nhằm nâng cao hay mang lại cho sản phẩm tính chất mong muố n Ngƣời ta thêm số phụ gia vào dầu DO nhƣ alkyl nitrat nhằm nâng cao trị số octan dầu, phụ gia tẩy r ửa đƣợc thêm vào sản phẩm dầu nhờn để tránh trình tạo cặn, bảo vệ chi tiết máy Phụ gia tẩy rửa chất kim có cực bị cháy tạo tro dƣới dạng oxit hay muối sunfat làm tăng khối lƣợng cặn cacbon tiến hành thử nghiệm mẫu sản phẩm làm cho giá trị cặn cacbon thu đƣ ợc không Phụ gia alkyl nitrat s ản phẩm dầu DO chất hợ p chất kim, cháy tạo tro làm giá trị cặn cacbon thử nghiệm thu đƣợc không xác Lưu ý: hydrocacbon d ầu mỏ cháy tạo cặn cacbon, hợp chất cáo chất kim loại, phi kim, hợp chất kim cháy không tạo cặn mà tạo oxit kim loại gọi chung tro 4.Đánh giá s ản phẩm thử nghiệm ? Tiêu chu ẩ n ch ất lƣợ ng cho Biodiesel (B100) theo ASTM D 6751 Tên tiêu Phƣơng pháp thử Gi ới hạn Đơn vị Hàm l ƣợng c ặn cacbon (100% mẫu) ASTM D 4530 0,05 max % khối lƣợng + So sánh kết thử nghiệm c nhóm: - Kết hàm lƣợ ng cặn cacbon sau thử nghiệm mẫu sản phẩm nằm kho ảng 0,2479 ÷ 0,3943% khối lƣợng vƣợt tiêu chất lƣợng đề Vì sản phẩm Bio không đƣợc sử dụng cho động sử dụng gây ảnh hƣởng xấu tới động cơ, gây ô nhiễm môi trƣờng khói bụi từ ố ng xả + So sánh kết thử nghiệm c thành viên: - Kết thử nghiệm mẫu Bio từ thành viên cho giá trị hàm lƣợ ng cặn cacbon sản phẩm thấp nhƣng đem so với tiêu chuẩn quy định không đạt chất lƣợng để sử dụng cho động hàm lƣ ợng cặn cao, gây bào mòn chi tiết máy, ảnh hƣở ng tới hiệu suất động quan trọng gây ô nhiễm môi trƣờng http://www.ntt.edu.vn Trang 55 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Văn Hiếu Công nghệ chế biến dầu mỏ, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, 2009 PGS.TS.Đinh Thị Ngọ Hoá học dầu mỏ khí, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, 2006 Lƣu Cẩm Lộc Công nghệ lọc chế biế n dầu, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2007 Phan Tử Bằng Hoá Học Dầu Mỏ Khí Tự Nhiên, Nhà xuất Giao Thông Vận Tải Hà Nội, 1999 Ths Kiều Đình Kiểm Các sản phẩm dầu mỏ hoá dầu, Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội, 2005 Ths Tr ƣơng hữu trì Giáo trình s ản phẩm dầu mỏ thƣơng phẩm, ĐH Bách Khoa Đà Nẵng Web side: www.congnghedaukhi.com Web side : www.kiemnghiem.com MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦÙ BÀI SỐ ĐƢỜNG CHƢNG CẤT ASTM BÀI SỐ CHỈ SỐ ĐỘ NHỚT (VI) BÀI SỐ TỈ TRỌNG 15 BÀI SỐ HÀM LƢỢNG NƢỚC 22 BÀI SỐ ĐIỂM VẨN ĐỤC & ĐIỂM CHẢY 26 BÀI SỐ ĐỘ NHỚT ĐỘNG HỌC 30 BÀI SỐ ÁP SUẤT HƠI REID 35 BÀI SỐ ĐIỂM CHỚP CHÁY CỐC KÍN 41 BÀI SỐ ĐIỂM CHỚP CHÁY CỐC HỞ 46 BÀI SỐ 10 CẶN CACBON CONRADSON 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO http://www.ntt.edu.vn 56 Trang 56 [...]... DỤNG CỤ Dụng cụ thí nghiệm & bộ thiết bị: - Bộ tách nƣớc gồm: + Bình c ầu đáy tròn dung tích 500ml + Ống thu nƣớc trên có khắc vạch + Ống làm lạnh ruột thẳng đầu nhám - Bếp điện - Giá đỡ thí nghiệm - Xylen tinh khiết - 2beaker 50ml - ống đong 50ml - mẫu dầu FO http://www.ntt.edu.vn Trang 22 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí III TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH Bƣớc 1: Rửa sạch và s ấy khô dụng cụ thí nghiệm, chuẩn... Thiết bị xác định độ nhớt động học của sản phẩm III CÁC BƢỚC TIẾNdầu HÀNH Bƣớc 1: Giữ nhiệt độ bể điều nhiệt ổn định theo yêu cầu nhiệt độ thí nghiệm Thí nghiệm l ần 1 nhằm xác định độ nhớt của s ản phẩm dầu nhờ n ở 40oC http://www.ntt.edu.vn Trang 11 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí Bƣớc 2: Nhớt kế sau khi làm s ạch và s ấy khô đƣợc l ắp vào giá đỡ nhƣ hình vẽ (hình II.1) và đƣợc cho vào bể điều nhiệt... chứa mẫu dầu nhờ n SJ, ghi nhận thời gian chảy của dầu nhờ n http://www.ntt.edu.vn Trang 31 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí Bƣớc 7: Ngƣng thí nghiệm, để nhớt kế ổn đị nh trong bể 10 phút để dầu chảy về vị trí ban đ ầu và tiến hành thử nghiệm l ần hai IV KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN  Kết quả sau hai lần tiến hành thử nghiệm nhƣ sau: - Mẫu s ản phẩm dầu DO - + Đo lần 1: 3 phút 05 giây = 185 giây + Đo lần 2:... nhiệt độ với nhiệt độ phòng và tiến hành thí nghiệm l ần 2 IV KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN  Kết quả sau khi tiến hành thử nghiệm nhƣ sau: - Điểm vẩn đ ục của sản phẩm dầu Biodiesel + Thí nghiệm lần 1: 6,5oC + Thí nghiệm lần 2: 7oC - Điểm chảy của s ản phẩm dầu Biodiesel : -19oC + 3oC = -16oC  Bình luận: Kết quả đo điểm vẩn đục của mẫu dầu Bio sau hai lần tiến hành thử nghiệm trênh lệch nhau 0,5 oC là phù hợ... t ừ bảng số liệu cho kết quả có sự trênh lệch lớ n làm sai kết quả khi tính toán http://www.ntt.edu.vn Trang 13 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí V ĐÁNH G IÁ SẢN PHẨM THỬ NGHIỆM So sánh kết quả tính đƣợc khi tiến hành thử nghiệm với tiêu chuẩn của s ản phẩm: Giới thiệu về sản phẩm thử nghiệm: Dầu động cơ PLC RACER PLUS là loại dầu nhờn đa cấp có chất lƣợ ng hảo hạng, đƣợc pha chế riêng cho các loại... độ mẫu http://www.ntt.edu.vn Trang 27 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí Bƣớc 4: Trong quá trình làm lạnh cứ 3oC thì bình đƣợc lấy ra quan sát và đặt lại trong bể cho đến khi chất lỏ ng trong bình không chảy đƣợc nữa khi ta đặt bình nằm ngang trong 5 giây, ghi nh ận giá trị nhiệt độ tại đó Điểm chảy là nhiệt độ đọc lần cuối cùng cộng thêm 3oC Bƣớc 5: Ngƣng thí nghiệm, sấy mẫu trở về trạng thái lỏng... mẫu nƣớc cất dùng thử nghiệm là 27,5 oC 1 – D = 0,00365 (nội suy) Tỉ trọng tiêu chuần (ở 20oC) của s ản phẩm DO là: = 0,8146 + 0,000752.(28,5 – 20) = 0,8210 g/cm3  Bình luậ n: http://www.ntt.edu.vn Trang 19 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí + Kết quả đo mẫu dầu DO hai bằng phù kế (tỉ trọng kế) đều thu đ ƣợc kết quả nhƣ nhau chứng tỏ phép đo đƣợc tiến hành trong điều kiện thích hợ p, tức là nhiệt... 80÷120 oC có thể dùng thay thế dung môi xylen nhƣng ngƣời ta ít dùng vì có thể tan một lƣợng nhỏ vào trong nƣớc làm kết quả thử nghiệm không cho độ chính xác cao nhƣ dung môi xylen 3.Nêu nguồ n gốc và đánh giá sản phẩm thử nghiệm ? http://www.ntt.edu.vn Trang 24 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí Dầu FO hay còn gọi là dầu mazut, là phân đoạn nặng thu đƣợc khi chƣng cất dầu thô parafin và asphalt ở áp... dấu thứ hai Bƣớc 6: Ngƣng thí nghiệm, l ấy nhớt kế mao quản chứa mẫu ra và điều chỉ nh nhiệt độ bể điều nhiệt ổn định ở 100oC chuẩn bị thí nghiệm l ần hai Bƣớc 7: Cho mẫu vào bể điều nhiệt và tiến hành tƣơng tự các bƣớc trên Ghi nhận thời gian mẫu dầu chảy từ mực đánh dấu thứ nhất tới mực đánh dấu thứ hai ở nhiệt độ 100oC VI KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN  Kết quả sau khi tiến hành thí nghiệm nhƣ sau: - Độ nhớt... ASTM-D95/TCVN 2692-95 1,0 So kết quả kiểm nghiệm từ sản phẩm dầu FO với TCVN 2692, hàm lƣợng nƣớc trong sản phẩm dầu vƣợt quá chỉ tiêu đến 20 lần Vì vậy s ản phẩm dầu FO không thể dùng để làm nguyên liệu đốt lò vì nhiệt lƣợng cháy không cao, cháy không hết tạo nhiề u cặn bám vào thành lò tốn chi phí sửa chữa và có nguy cơ ăn mòn cao http://www.ntt.edu.vn Trang 25 Báo cáo thí nghiệm chuyên đề dầu khí BÀI SỐ 5 ĐIỂM