Nghiên cứu quá trình decacboxyl hóa dầu thực vật thu hydrocacbon xanh, làm thành phần pha chế nhiên liệu phản lực sinh học

BỘ GIÁO DỤC VÀĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÊ VĂN HOAN NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH DECACBOXYL HÓA DẦU THỰC VẬT THU HYDROCACBON XANH, LÀM THÀNH PHẦN PHA CHẾ NHIÊN LIỆU PHẢN LỰC SINH HỌC Chuyên ngành : KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : GS ĐINH THỊ NGỌ HÀ NỘI - 2014 Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN LỜI MỞ ĐẦU PHẦN 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG PHÂN ĐOẠN KEROSEN 1.1.1 Thành phần hoá học 1.1.2 Ứng dụng 1.1.3 Tính chất tiêu kỹ thuật kerosen khoáng 14 1.2 NHIÊN LIỆU XANH KEROSEN 15 1.2.1 Ưu, nhược điểm nhiên liệu kerosen xanh 16 1.2.2 Tình hình sản xuất sử dụng nhiên liệu kerosen xanh giới Việt Nam 17 1.2.3 Nguyên liệu sản xuất nhiên liệu kerosen xanh 19 1.2.4 Các phương pháp sản xuất nhiên liệu kerosen xanh 29 1.3 XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH DECACBOXYL HÓA 33 1.3.1 Một số nghiên cứu xúc tác sử dụng trình decacboxyl hóa 34 1.3.2 Xúc tác sở hydrotalcite ứng dụng trình decacboxyl hóa 35 1.3.3 Xúc tác dạng hydrotalcite kim loại Mg-Ni-Al 38 PHẦN 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1 TỔNG HỢP XÚC TÁC DẠNG HYDROTALCITE 40 2.1.1 Chế tạo xúc tác 40 2.1.2 Các phương pháp đặc trưng xúc tác 40 2.2 THỰC HIỆN QUÁ TRÌNH DECACBOXYL HÓA TRÊN HỆ XÚC TÁC ĐÃ CHẾ TẠO 41 2.2.1 Nguyên liệu 41 2.2.2 Thực nghiệm 42 HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ 2.2.3 Khảo sát yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến trình phản ứng decacboxy hóa 42 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG nguyên LIỆU SẢN PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH DECACBOXYL HÓA 43 2.3.1 Tỷ trọng (ASTM D1298) 43 2.3.2 Độ nhớt động học (ASTM D445/ TCVN 3171) 43 2.3.3 Chỉ số axit (TCVN 6325-1997/ ASTM D664) 44 2.3.4 Điểm đông đặc (ASTM D 97/ TCVN 3753) 44 2.3.5 Chỉ số xà phòng hóa (ASTM D94) 45 2.3.6 Xác định nhiệt độ chớp cháy (ASTM D 93/ TCVN 2693) 45 2.3.7 Hàm lượng nước (ASTM D95/ TCVN 2692 -1995) 46 2.3.8 Thành phần cất phân đoạn (ASTM D86) 46 2.3.9 Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc kín (ASTM D93) 47 2.3.10 Xác định chiều cao lửa không khói (ASTM D1322) 48 2.3.11 Xác định số Iot (TCVN 6122) 51 2.3.12 Phương pháp sắc kí khí khối phổ GC- MS 51 PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 53 3.1 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP XÚC TÁC 53 3.1.1 Phổ XRD 53 3.1.2 Ảnh SEM 55 3.1.3 Đặc trưng tính axit – bazơ xúc tác dạng hydrotalcite kim loại phương pháp TPD-NH3 TPD-CO2 56 3.2 NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH DECACBOXYL HÓA THU NHIÊN LIỆU .60 3.2.1 Xác định tính chất đặc trưng nguyên liệu 60 3.2.2 Khảo sát yếu tố công nghệ ảnh hưởng tới trình phản ứng decacboxyl hóa 62 3.2.3 Đánh giá tính chất sản phẩm thuộc phân đoạn có nhiệt độ sôi 160-300oC 69 KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B Luận văn thạc sĩ HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ DANH MỤC CÁC HÌNH SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1 Sơ đồ buồng đốt động phản lực Hình 1.2 Nhiệt cháy loại hydrocacbon khác 11 Hình 1.3 Sản lượng dầu thực vật tinh luyện Việt Nam, giai đoạn 2010-2025 19 Hình 1.4 Sản lượng dầu cọ giới năm 2010 22 Hình 1.5 Sơ đồ biểu diễn trình hydrocracking dầu ăn thải 30 Hình 1.6 Cấu trúc hydrotalcite 37 Hình 1.7 Độ chuyển hóa axit oleic xúc tác hydrotalcite nhiệt độ phản ứng hoàn toàn xúc tác; MG30, MG63, MG70 ( xúc tác hydrotalcite chứa lượng MgO tương ứng 30%, 63%, 70%) 37 Hình 2.1 Thiết bị decacboxyl hóa pha lỏng gián đoạn 42 Hình 2.2 Sơ đồ chưng cất phân đoạn 47 Hình 2.3 Hệ thống quan sát chiều cao lửa không khói 50 Hình 3.1.Phổ XRD vật liệu dạng hydrotalcite kim loại Mg-Al-Ni (Mg/Ni/Al = 2/1/1) trước nung 53 Hình 3.2 Phổ XRD xúc tác dạng hydrotalcite kim loại (sau nung vật liệu dạng hydrotalcite 450oC) 54 Hình 3.3 Ảnh SEM vật liệu dạng hydrotalcite Mg-Al-Ni trước nung 55 Hình 3.4 Ảnh SEM xúc tác dạng hydrotalcite Mg-Al-Ni sau nung 450 0C 55 Hình 3.7 Sắc kí đồ sản phẩm từ dầu dừa 62 Hình 3.8 Ảnh hưởng nhiệt độ tới hiệu suất thu phân đoạn sôi 160oC-300oC 63 Hình 3.9 Ảnh hưởng thời gian hiệu suất thu phân đoạn sôi 160oC-300oC 65 Hình 3.10 Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác đến hiệu suất thu phân đoạn sôi 160oC-300oC 66 Hình 3.11 Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn đến 68 HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ DANH MỤC CÁC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Bảng 1.1 Các tiêu nhiên liệu phản lực 13 Bảng 1.2 Chỉ tiêu dầu hỏa dân dụng theo tiêu chuẩn Việt Nam 14 Bảng 1.3 Tính chất hóa lý kerosen 14 Bảng 1.4 Tình hình sử dụng dầu thực vật giới năm 2011 18 Bảng 1.5 Sản lượng dầu thực vật tinh luyện nước 19 Bảng 1.6 Lượng dầu thực vật nhập vào Việt Nam 20 Bảng 1.7 Sản lượng đậu nành nước 21 Bảng 1.8 Thành phần axít béo dầu hạt cải 21 Bảng 1.9 Một số tính chất mỡ động vật thải 25 Bảng 1.10 So sánh tính chất dầu qua chiên rán dầu hạt cải 26 Bảng 1.11: Thành phần gốc axit béo dầu dừa 27 Bảng 1.12: Tính chất lý hóa dầu dừa 27 Bảng 1.13 So sánh nhiên liệu sinh học sản xuất phương pháp khác 32 Bảng 3.3 Các tính chất đặc trưng nguyên liệu 60 Bảng 3.4 Thành phần axit béo metyl este từ dầu dừa theo kết GC – MS 61 Bảng 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình decacboxyl hóa 63 Bảng 3.6 Ảnh hưởng thời gian đến trình decacboxyl hóa 64 Bảng 3.7 Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác đến trình decacboxyl hóa 66 Bảng 3.8 Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn đến trình decacboxyl hóa 67 Bảng 3.9 Các điều kiện công nghệ thích hợp cho trình decacboxyl hóa dầu dừa hệ xúc tác dạng hydrotalcite kim loại Mg-Ni-Al (M2, Mg/Ni/Al = 2/1/1) 68 Bảng 3.10 Thành phần hóa học sản phẩm thuộc phân đoạn 160- 300 0C thu từ trình decacboxyl hóa dầu dừa 69 Bảng 3.11: Các tiêu nhiên liệu kerosen xanh, so sánh với tiêu nhiên liệu Jet A-1 theo TCVN 6426:2009 với phương pháp xác định 70 HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN ASTM: Bộ tiêu chuẩn Hiệp hội Vật liệu Thử nghiệm Mỹ (American Society for Testing and Materials) GC-MS: Sắc ký khí ghép phổ (Gas Chromatography Mass Spectometry) GSO: Tổng cục Thống kê Việt Nam (General Statistics Office of Vietnam) SEM: kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope) TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam USDA: Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (United States Department of Agriculture) XRD: Nhiễu xạ tia X (X-ray diffration) HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, dầu mỏ trở thành nguồn lượng quan trọng quốc gia giới Khoảng 65 đến 70% lượng sử dụng từ dầu mỏ, có 20 đến 22% lượng từ than, đến 6% từ lượng nước đến 12% từ lượng hạt nhân Nhu cầu sử dụng nhiên liệu sản phẩm dầu mỏ ngày tăng, đó nguồn nguyên liệu hóa thạch ngày trở nên khan hiếm, khả tái tạo, vấn đề ô nhiễm môi trường cần giải quyết…, giải pháp quan trọng đặt làm có thể thay nguồn nguyên liệu hóa thạch những nguồn nguyên liệu tái tạo để sản xuất nhiên liệu có chất lượng tốt hơn, đảm bảo an toàn môi trường Một hướng giải vấn đề từ nguồn nguyên liệu thực vật sản xuất nhiên liệu xanh Đây nhiên liệu cao cấp, phổ biến thực tế số đặc điểm sau: nguồn nguyên liệu khan so với biodiesel; nhiệt trị nhiên liệu sinh học thường thấp, mà yêu cầu trị máy bay cao, phải có biện pháp khắc phục tiêu này; giá thành nhiên liệu cao; máy bay tiêu thụ lượng nhiên liệu lớn, giá thành kerosen cao ảnh hưởng đến cước vận chuyển; không, vấn đề ô nhiễm môi trường khói thải động không đặt gay gắt mặt đất [55] Chính lý đó mà đến nay, nhiên liệu sinh học kerosen bắt đầu nghiên cứu ứng dụng Nguyên liệu để sản xuất nhiên liệu kerosen xanh loại dầu thực vật, phế phẩm, phụ phẩm nông lâm nghiệp.Việc sản xuất nhiên liệu kerosen xanh góp phần giải vấn đề tận dụng chất thải trình chế biến nông lâm nghiệp giúp không bị phụ thuộc nhiều vào nguyên liệu hóa thạch Từ những ưu điểm này, ý tưởng đặt cho đề tài “Nghiên cứu trình decacboxyl hóa dầu dừa thu hydrocacbon xanh, làm thành phần pha chế nhiên liệu phản lực sinh học” Trong đề tài tiến hành sản xuất nhiên liệu xanh kerosen có khoảng sôi tương ứng với nhiên liệu phản lực thông qua trình decacboxyl dầu dừa xúc tác dạng hydrotalcite kim loại Mg-Ni-Al HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ PHẦN 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG PHÂN ĐOẠN KEROSEN Phân đoạn gọi dầu lửa; có nhiệt độ sôi từ 180 đến 250°C, bao gồm hydrocacbon có số cacbon từ C11 đến C15, C16 Phân đoạn kerosen có dạng chất lỏng không màu, màu vàng nhạt, dễ cháy, có mùi đặc trưng, độ bay tương đối nằm khoảng trung gian giữa xăng dầu diesel Kerosen không tan nước (lạnh nóng), trộn lẫn dung môi dầu khí [8] 1.1.1 Thành phần hoá học Trong phân đoạn này, parafin hầu hết tồn dạng cấu trúc mạch thẳng không nhánh (n-parafin), dạng cấu trúc nhánh đó hàm lượng isoparafin có cấu trúc isoprenoid chiếm đến 20-40% tổng số dạng đồng phân Những hydrocacbon loại naphten thơm phân đoạn bên cạnh những loại có cấu trúc vòng có nhiều nhánh phụ đính xung quanh có mặt hợp chất vòng Trong đó, hợp chất naphten aromatic vòng chiếm phần lớn, bắt đầu có mặt hợp chất hydrocacbon có cấu trúc hỗn hợp giữa vòng naphten aromatic tetralin đồng đẳng chúng Nếu phân đoạn xăng, lưu huỳnh dạng mercaptan chiếm phần chủ yếu số hợp chất chứa lưu huỳnh, phân đoạn kerosen lưu huỳnh dạng mercapten giảm cách rõ rệt, cuối phân đoạn hầu không mercaptan nữa Thay vào đó lưu huỳnh dạng sunfua disunfua, lưu huỳnh mạch dị vòng Trong số này, sunfua vòng no (dị vòng) loại có chủ yếu Các hợp chất chứa oxy phân đoạn kerosen cao so với phân đoạn xăng Đặc biệt phân đoạn này, hợp chất chứa oxy dạng axit, chủ yếu axit naphtenic có nhiều Ngoài axit, hợp chất chứa oxy phenol đồng đẳng chúng crezol, dimetyl phenol Các hợp chất nitơ phân đoạn có chúng nằm dạng quinolin đồng đẳng, hợp chất chứa nitơ không mang tính bazơ Pyrol, Indol HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ đồng đẳng nó Trong phân đoạn kerosen, số lượng chất nhựa ít, trọng lượng phân tử nhựa thấp (200-300) [17, 36] 1.1.2 Ứng dụng Phân đoạn kerosen sử dụng chủ yếu cho hai mục đích: làm nhiên liệu phản lực dầu hoả dân dụng, đó nhiên liệu phản lực ứng dụng 1.1.2.1 Kerosen làm nhiên liệu phản lực * Động phản lực: a Vùng phun bay hơi; b Vùng bắt cháy cháy; c Vùng hòa trộn làm mát sản phẩm cháy Vòi phun; Bộ làm xoáy; Vỏ; Ống lửa Hình 1.1 Sơ đồ buồng đốt động phản lực Nguyên lý hoạt động động phản lực khác với nguyên lý làm việc động piston; đó nhờ dòng khí để biến đổi thành chay tuabin Máy nén khí hút không khí tiến hành nén tới áp suất cao, thường áp suất tăng 5, 10, 20 lần cao Không khí nén được đưa từ máy nén vào buồng cháy Ở đây, nhiên liệu phun bay hơi, hòa trộn với không khí tạo hỗn hợp cháy Sau đó tia lửa điện bật lên lần, làm toàn khối nhiên liệu bùng cháy Hỗn hợp sau cháy sịnh công mạnh tuabin biến đổi nội dòng khí HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ Kết bảng 3.8 hình 3.10 cho thấy, hàm lượng xúc tác tăng đến giới hạn định, sau đó dù có tăng xúc tác, hiệu suất tạo phân đoạn có nhiệt độ sôi 160-300oC không tăng nữa mà lại có xu hướng giảm Điều chứng tỏ phản ứng xảy trạng thái dừng hàm lượng 2,5% khối lượng Tại trạng thái này, cải tiến hiệu suất phân đoạn mong muốn cách tăng mức độ khuếch tán pha nguyên liệu với xúc tác Tuy nhiên, với tốc độ khuấy cố định 350 vòng/phút, hệ số khuếch tán hệ phản ứng cố định, việc tăng lượng xúc tác lên làm cho trình khuấy trộn đồng nguyên liệu xúc tác khó khăn hơn, nguyên nhân làm giảm nhẹ hiệu suất thu phân đoạn 160-300oC Do đó, bước cuối cùng, khảo sát tốc độ khuấy trộn để tìm điều kiện thích hợp cho phản ứng decacboxyl hóa dầu dừa 3.2.2.4 Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn Với những điều kiện tối ưu thu phần trên, hiệu suất tạo phân đoạn có nhiệt độ sôi 160-300oC đạt cao, nhiên hiệu suất cao cải tiến tốc độ khuấy trình decacboxyl hóa Việc cải tiến thời gian, hàm lượng xúc tác hay tốc độ khuấy không làm tăng tốc độ phản ứng, tăng hiệu suất thu phân đoạn nhiên liệu phản lực tăng khả năng, thời gian hay mức độ tiếp xúc pha tâm hoạt tính nguyên liệu Việc khảo sát tốc độ khuấy phản ứng thực từ 100 đến 500 vòng/phút điều kiện phản ứng sau: nhiệt độ 400oC, thời gian 2,5 giờ, hàm lượng xúc tác 2,5% khối lượng Các kết thể bảng 3.8, hình 3.11 Bảng 3.8 Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn đến trình decacboxyl hóa Tốc độ khuấy trộn, Hiệu suất phân đoạn sản phẩm, % khối lượng Khí đến 160oC 160-300oC >300oC 100 15,6 7,9 67,5 200 16,3 8,2 70,4 5,1 300 17,0 8,7 72,3 350 17,0 8,7 72,9 1,4 vòng/ phút HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B 67 Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ 400 17,1 8,5 73,0 1,4 450 17,1 8,6 73,0 1,3 500 17,1 8,5 73,1 1,3 Kết bảng 3.8 cho thấy tốc độ khuấy 350 vòng/phút tốc độ đó cho hiệu suất thu phân đoạn 160-300oC gần lớn nhất, tăng tốc độ khuấy lên nữa không làm tăng nhiều hiệu suất thu phân đoạn giảm tốc độ khuấy giảm đáng kể hiệu suất khuếch tán hạn chế nguyên liệu tâm hoạt tính xúc tác Do đó, chọn tốc độ khuấy tối ưu 350 vòng/phút Hiệu suất phân đoạn kerosen, % 74 73 72.9 73 73 73.1 350 400 450 500 72.3 72 71 70.4 70 69 68 67.5 67 66 65 100 200 300 Tốc độ khuấy trộn, v/p Hình 3.11 Ảnh hưởng tốc độ khuấy trộn đến hiệu suất thu phân đoạn sôi 160oC-300oC Như vậy, qua trình khảo sát, thu thông số công nghệ tối ưu cho trình phản ứng tóm tắt bảng 3.9 Bảng 3.9 Các điều kiện công nghệ thích hợp cho trình decacboxyl hóa dầu dừa hệ xúc tác dạng hydrotalcite kim loại Mg-Ni-Al (M2, Mg/Ni/Al = 2/1/1) Các điều kiện công nghệ Giá trị tối ưu Nhiệt độ phản ứng, oC 400 Thời gian phản ứng, 2,5 HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B 68 Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ Hàm lượng xúc tác, % 2,5 Tốc độ khuấy trộn, vòng/phút 350 Hiệu suất phân đoạn 160-300oC, % 72,9 3.2.3 Đánh giá tính chất sản phẩm thuộc phân đoạn có nhiệt độ sôi 160300oC 3.2.3.1 Thành phần hóa học phân đoạn Qua kết GC-MS, xác định thành phần chất có sản phẩm sau: Bảng 3.10 Thành phần hóa học sản phẩm thuộc phân đoạn 160- 300 0C thu từ trình decacboxyl hóa dầu dừa Thời STT gian lưu, phút 4,86 5,01 6,70 6,86 8,63 8,78 10,50 10,65 12,30 10 12,44 11 13,99 12 14,11 13 15,62 14 16,55 15 16,97 16 17,95 17 18,21 18 20,46 19 21,20 Tên chất 1-Nonene Nonane 1-Decene Decane 1-Undecene Undecane 1-Dodecene Dodecane 1-Tridecene Tridecane 1-Tetradecene Tetradecane Pentadecane 1-Hexadecene 8-Heptadecene Hexadecane Heptadecane 2-Nonanone 1-Octadecanol HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B Công thức hóa học C9H18 C9H20 C10H20 C10H22 C11H22 C11H24 C12H24 C12H26 C13H26 C13H28 C14H28 C14H30 C15H32 C16H32 C17H34 C16H34 C17H36 C9H18O C9H20O Hàm lượng, % khối lượng 0,59 1,34 2,05 0,98 3,05 45,98 3,07 1,45 2,11 9,89 1,90 3,63 11,40 1,98 2,31 5,32 1,00 0,65 0,49 69 Luận văn thạc sĩ 20 21 GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ 22,20 1-Nonadecanol C10H22O Hexahydropyridine, 1-methyl-425,72 dihydroxyphenyl]-2-(1'-methylindol3'-yl)ethene-1,1 Tổng, % Hydrocacbon, % Trong đó Dẫn xuất hydrocacbon (chứa O, N), % 0,37 0,44 100,00 98,08 1,92 Kết GC-MS cho thấy hàm lượng hydrocacbon thu phân đoạn sản phẩm có nhiệt độ sôi 160-300oC lên tới 98,08%, thành phần chất chứa O, N sản phẩm 1,92% Lượng hợp chất chứa O hầu không gây ảnh hưởng đến chất lượng sử dụng nhiên liệu chứa nhóm xeton, rượu amin Hơn nữa, thành phần nhiên liệu phản lực thương phẩm thường chứa nhiều phụ gia với hàm lượng khác nên việc pha chế loại nhiên liệu thu qua trình decacboxyl hóa hợp lý Phần xác định tiêu nhiên liệu thu được, khảo sát điều kiện pha chế với nhiên liệu phản lực thương phẩm Jet A1 để tạo loại nhiên liệu đáp ứng tốt tiêu chuẩn hành 3.2.3.2 Một số tiêu chuẩn nhiên liệu kerosen xanh Bảng 3.11: Các tiêu nhiên liệu kerosen xanh, so sánh với tiêu nhiên liệu Jet A-1 theo TCVN 6426:2009 với phương pháp xác định Tên tiêu Mức / yêu cầu Phương pháp thử Kết với Kêt với nhiên liệu Jeat A1 kerosen xanh TCVN / ASTM Ngoại quan: - Quan sát HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B Trong, sáng, không có hạt rắn nước không hòa tan nhiệt độ môi TCVN 4354 (D156) / D6045 D 5452 Đạt yêu cầu Đạt yêu cầu 70 Luận văn thạc sĩ - Màu - Tạp chất dạng hạt, mg/l max Thành phần: - Axit tổng, mg KOH/g max - Hydrocacbon thơm, % thể tích max Tổng hydrocacbon thơm, % thể tích max - Lưu huỳnh tổng, % khối lượng max - Lưu huỳnh Mercaptan, % khối lượng max Doctor Test - Thành phần nhiên liệu qua trình hydro hóa, % thể tích - Thành phần nhiên liệu qua trình hydro hóa khắc nghiệt, % thể tích Tính bay hơi: - Thành phần cất + Điểm sôi đầu, 0C + Nhiên liệu thu hồi: 10% thể tích, 0C max 50% thể tích, 0C 90% thể tích, 0C + Điểm sôi cuối, 0C max + Cặn, % thể tích max + Hao hụt, % thể tích max - Điểm chớp cháy, 0C - Khối lượng riêng 15 0C, HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ trường Ghi kết 1,0 0,015 25,0 26,5 0,30 0,0030 Âm tính Ghi kết “không” 100% Ghi kết “không” 100% Ghi kết 205,0 Ghi kết Ghi kết 300,0 1,5 1,5 38,0 775,0 TCVN 7419 (D3242) TCVN 7330 (D1319) D6379 TCVN 2708 (D1266) / TCVN 6701 (D2622) TCVN 2685 (D3227) TCVN 7486 (D4952) TCVN 2698 (D86) TCVN 7485 (D56) / TCVN 6608 (D3828) TCVN 6594 (D1298) / Vàng nhạt, 0,01 Trong, không màu 0,3 0,0065 0,0 0,005 20,3 0,0 20,3 0,0 0,1 0,0005 0,001 Âm tính Không Âm tính Không Không Không 160 160 185 250 280 300 0,5 0,6 58 814,2 190 248 276 282 0,7 0,7 42 798,8 71 Luận văn thạc sĩ kg/m3 Tính chảy: - Điểm băng, 0C max - Độ nhớt - 200C, mm2 / s (cSt) (*) max Tính cháy: - Nhiệt lượng riêng thực, MJ/kg - Chiều cao lửa không khói, mm hàm lượng Naphtalen, % thể tích max Tính ăn mòn: - Ăn mòn mảnh đồng, phân loại max (2 h ± phút, 100 0C ±1 0C) Tính ổn định: Độ ổn định oxy hóa nhiệt (JFTOT), - Nhiệt độ thử, 0C - Chênh lệch áp suất qua màng lọc, mmHg max - Mức cặn ống, (nhìn HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ đến max 840,0 - 47,0 8,000 D4052 TCVN 7170 (D2386) D5972 / D7153 D7154 TCVN 3171 (D445) D3338 / D4809 TCVN 7418 (D1322) TCVN 7418 (D1322) TCVN 7989 (D1840) TCVN 2694 (D130) -6,7 5,6 -51,2 5,4 52,0 51,3 46 34 0,5 1 260 25,0 280 20,0 280 23,8 Nhỏ 3, cặn 0,5, 2, 42,80 25,0 3,00 TCVN 7487 (D3241) 72 Luận văn thạc sĩ mắt thường) max Tạp chất: - Hàm lượng nhựa thực tế, mg/100ml max - Trị số tách nước (MSEP): Nhiên liệu có phụ gia chống tĩnh điện nhiên liệu không có phụ gia chống tĩnh điện Độ dẫn điện: Độ dẫn điện, pS/m 10.Tính bôi trơn: Đường kính vết mài mòn BOCLE, mm max GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ màu bất thường màu công màu bất thường 70 TCVN 6593 (D381) TCVN 7272 (D3948) 85 50 đến max 600 0,85 TCVN 6609 (D2624) D5001 màu bất thường 82 85 89 92 39 215 0,51 0,64 Có thể thấy, nhiên liệu kerosen xanh đáp ứng nhiều tiêu cho nhiên liệu phản lực thông thường, đặc biệt có số tiêu chuẩn vượt trội: chiều cao lửa không khói lên tới 46 mm so với yêu cầu tối thiểu 25 mm, nhiệt độ chớp cháy lên tới 58oC so với tiêu chuẩn lớn 38oC, không chứa lưu huỳnh, hàm lượng nhựa cặn cacbon thấp Với chiều cao lửa không khói lớn vậy, khẳng định nhiên liệu kerosen xanh cháy sạch, tạo tàn, muội bám cánh quạt động bề mặt buống đốt Điều có thành phần nhiên liệu kerosen xanh đa số parafin có tỷ số H/C lớn hydrocacbon, đẩy mạnh trình cháy triệt để Nhiệt độ chớp cháy cao lợi nhiên liệu phản lực sinh học, giúp giữ an toàn trình tồn chứa, bảo quản, đồng thời tránh gây tạo nút khoang chứa nhiên liệu máy bay hoạt động độ cao Mặt khác, hàm lượng S cực thấp metyl este làm giảm đáng kể hàm lượng S nhiên liệu, giúp cho trình cháy Tuy nhiên, số tiêu mà nhiên liệu kerosen xanh chưa đáp ứng tiêu chuẩn, đó độ dẫn điện nhiên liệu sau pha trộn thấp (39 so với yêu HVTH: Lê Văn Hoan_KTHH1_13B 73 Luận văn thạc sĩ GVHD: GS.TS Đinh Thị Ngọ cầu tối thiểu 50 pS/m) điểm băng cao (-6,7oC so với tiêu chuẩn