Vai trò của các sản phẩm dầu mỏ trong công nghiệp

Kiểm tra số lƣợng của nguyên liệu và sản phẩm

• Các phương tiện đo lường xăng dầu .1 Phương tiện đo lường xăng dầu

Để đo nhiệt độ xăng dầu, hiện nay có rất nhiều loại nhiệt kế khác nhau đã đƣợc công nhận là tiêu chuẩn ASTM/API/IP, đặc biệt là nhiệt kế tự động.Tiêu chuẩn này qui định: cho phép sử dụng tất cả các loại nhiệt kế tiêu chuẩn dùng để đo xăng dầu trong hầm tàu, xà lan, Xitec, wagon, và bể chứa đảm bảo có. Khi thước đo cách đáy một khoảng gần 200mm- 250mm thì dừng lại, chờ giây lát cho mặt dầu ổn định rồi mới tiếp tục thả thước xuống một cách nhẹ nhàng cho đến khi thước chạm đáy (chú ý phải kiểm tra chiều cao tổng của lỗ đo và thước đo).

Kiểm tra chất lƣợng của nguyên liệu và sản phẩm

Hai hoặc nhiều lần đo một chỉ tiêu của cùng một mẫu thử theo bất kỳ một phương pháp nào cũng sẽ không cho kết quả chính xác nhƣ nhau. Quy định các hướng dẫn cho hai bên đối tác, thông thường là bên cung ứng và bên nhận để có thể so sánh và kết hợp các kết quả thử nghiệm độc lập thu đƣợc khi có sự tranh chấp về chất lƣợng sản phẩm.

Kiểm tra bồn bể chứa

Đồng thời, nó cũng quy định phương pháp so sánh giá trị thử nghiệm thu đƣợc với một giới hạn yêu cầu kỹ thuật. Trong điều kiện Việt Nam, thời hạn xúc rửa bể chứa đối với bể chứa xăng ôtô, nhiên liệu phản lực tối đa là 2 năm;.

Lập thẻ kho, thẻ bồn

Bố trí các bể chứa để hợp lý việc xuất nhập đƣợc thực hiện đúng nguyên tắc cấp hàng cũ, giữ hàng mới. Đặc biệt lưu ý tránh để lẫn nước vào nhiên liệu, vì nước cũng là yếu tố gây biến tính các sản phẩm dầu mỏ.

Thực hành

Ghi chép các số liệu liên quan đến số lƣợng, chất lƣợng làm cơ sở để lập thẻ kho, thẻ bồn và phân tích số liệu trong giờ học tiếp theo. Công việc đầu tiên cần thực hiện trước khi phân tích xác định các chỉ tiêu của nguyên liệu và sản phẩm đó là vấn đề lấy mẫu và xử lý kết quả thử nghiệm để xác định sự phù hợp với yêu cầu kỹ thuật.

Giới thiệu sơ lƣợc về mẫu

Mẫu di động (running sample) : Mẫu thu đƣợc bằng cách thả bình lấy mẫu từ bề mặt dầu xuống sát đáy và quay ngƣợc lên bề mặt đỉnh dầu với một tốc độ (không đổi) sao cho bình chứa chứa khoảng 75% thể tích của nó (không vượt quá 85%) (đảm bảo rằng không có nước tự do vào bình lấy mẫu). Mẫu gộp đối với các phương tiện tồn chứa phức tạp: (như hầm tàu xà lan): là hợp phần của các mẫu thông thường (mẫu running) đƣợc lấy ra ở tất cả các hầm chứa xăng dầu cùng loại và đƣợc pha trộn theo tỷ lệ thể tích xăng dầu thực chứa tại các hầm đó.

Lấy mẫu xăng, dầu Diesel và nhiên liệu phản lực

- Bình nhựa (không dùng bình nhựa polyethylene thông thường) - Can thiếc. - Nắp vặn bằng kim loại. - Không dùng nắp bằng cao su. Kiểm tra độ sạch của bình chứa mẫu, cốc hoặc chai lấy mẫu và chỉ dùng thiết bị sạch và khô. Ước lượng mức chất lỏng trong bể, dùng thước đo nếu cần 3. Gắn dây, đóng nắp lie vào cốc hoặc chai lấy mẫu. Thả thiết bị lấy mẫu xuống vị trí cần thiết. Tại vị trí đã định, kéo nút lie ra bằng cách giật mạnh dây lấy mẫu 6. Tại vị trí đã định, chờ đủ thời gian để chai/cốc đƣợc làm đầy hoàn. Kéo thiết bị lấy mẫu lên. Kiểm tra xem chai/cốc có đầy không, nếu không lặp lại qui trình từ bước d). Việc lấy mẫu nên được tiến hành trước khi đo lượng hàng trong bể, đo nhiệt độ và các thao tác khác có thể gây xáo trộn sản phẩm trong bể; lấy mẫu theo thứ tự : trên đỉnh, lớp trên, lớp giữa, lớp dưới, cửa xúât, dưới cửa xúât, toàn phần, đáy và di động.

Lấy mẫu mỡ bôi trơn và bitum

Mẫu để thực hiện các phép thử tính chất hóa và lý bắt buộc phải theo qui trình lấy mẫu, với các yêu cầu cụ thể về số lƣợng và bảo quản mẫu. Dụng cụ lấy mẫu phải được làm sạch trước khi được dùng để lấy mẫu, đối với sản phẩm dầu sáng có thể làm sạch bình chứa mẫu bằng cách xúc bình bằng cách xúc bình bằng chính sản phẩm trước khi lấy mẫu sản phẩm đó.

Đặc điểm chung của khí tự nhiên và khí dầu mỏ

Khí thiên nhiên bắt đầu làm thay đổi trật tự năng lƣợng thế giới khi sản xuất kinh doanh toàn cầu chuyển từ việc sử dụng các dạng năng lƣợng truyền thống nhƣ than và dầu mỏ sang khí thiên nhiên với số lƣợng các cơ sở hoá lỏng khí ngày càng tăng lên.

Thành phần và phân loại khí 1. Thành phần

Khí đồng hành: là khí nằm lẫn trong dầu mỏ, đƣợc hình thành cùng với dầu, thành phần chủ yếu là các khí nặng nhƣ: propan, butan, pentan,. Khí này đƣợc sử dụng làm nhiên liệu cho công nghiệp và đời sống, làm nguyên liệu cho nhà máy phân đạm, sản xuất ethylen, axetylen, êtanol,.

Khí tự nhiên và khí hóa lỏng 1. Khí tự nhiên

Khí tự nhiên hoá lỏng đƣợc sử dụng làm nhiên liệu trong nhiều ngành kinh tế quốc dân nhƣ năng lƣợng, công nghiệp, giao thông vận tải, khí đốt dân dụng và tỏ ra có ƣu thế hơn so với các loại nhiên liệu khác. Bên cạnh đó, khi dùng LNG, tuổi thọ của động cơ tăng lên gấp nhiều lần do nó có khả năng giảm mài mòn; ngoài ra giảm ô nhiễm môi trường do giảm đáng kể lượng SOx, COx, NOx trong khí thải.

Khí dầu mỏ hóa lỏng

Qua đó cho thấy LPG càng nhiều propan, nhiệt cháy có cao hơn một ít và sử dụng đƣợc triệt để vì bốc hơi hoàn toàn ở nhiệt độ môi trường, ngược lại, LPG có nhiều butan, bình thép không cần áp lực cao, vì áp suất hơi không lớn ở nhiệt độ môi trường nhưng thường không sử dụng được triệt để nếu nhiệt độ môi trường thấp. Ngày nay trên thế giới có xu hướng sử dụng LPG thay cho nhiên liệu xăng để chạy ôtô, do nó có nhiều ƣu điểm hơn hẳn so với các loại nhiên liệu khác là nhiên liệu cháy hoàn toàn, không có khói, không có tro, không có lẫn các tạp chất gây ăn mòn các phương tiện bồn bể chứa, không ô nhiễm.

Phương pháp hóa lỏng khí

Tại đó khí nén đƣợc làm lạnh tới nhiệt độ âm cần thiết, sau đó đƣa sang bộ phận tách khí, ở đó một phần hydrocacbon đã ngƣng tụ, hoá lỏng và đƣợc tách ra. Nếu áp suất riêng phần của các cấu tử trong pha khí lớn hơn trong pha lỏng thì xảy ra quá trình hấp thụ (hấp thụ khí bởi chất lỏng), và ngƣợc lại, nếu nhƣ áp suất riêng phần của cấu tử bị tách ra ở trong pha khí nhỏ hơn trong pha lỏng thì xảy ra quá trình khử hấp thụ (thoát khí ra khỏi chất lỏng).

Thị trường khí

Cũng theo cách thức tương tự mà Mỹ thống trị thị trường dầu mỏ, các nền kinh tế như Nhật Bản, Hàn Quốc và Đài Loan đã thống trị thị trường LNG, mặc dù hiện Mỹ có nhiều trạm tiếp nhận LNG nhất trên thế giới với phạm vi sử dụng khí thiên nhiên đƣợc mở rộng trong những thập niên qua. Trong nỗ lực tìm kiếm bổ sung nguồn năng lƣợng thiếu hụt, Nhật Bản đang rất quan tâm đến Sakhalin - hòn đảo dài 960 km ở vùng Viễn Đông Nga, với thềm lục địa rộng 20.000 km2 có trữ lƣợng khí thiên nhiên ƣớc tính lên tới 2,5 nghìn tỷ m3.

Thực hành: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CHƢNG CẤT PHÂN ĐOẠN 1 Phạm vi áp dụng

Sau khi đong 100 ml sản phẩm cần nghiên cứu xong, không cần sấy ống đong, đặt ngay vào dưới đầu ống sinh hàn sao cho đuôi ống sinh hàn ngập sâu kghông dưới 25 mm nhưng không được chạm vào thành ống đong, sau khi đã xác định nhiệt độ sôi đầu có thể cho đầu cuối của ống sinh hàn chạm vào thành ống đong để mức chất lỏng trong ống đong không bị sóng sánh. Khi chưng xăng ống đong phải đặt trong cốc thủy tinh chứa nước nhiệt độ không quá 50C, muốn vậy phải đặt lên trên miệng ống đong một vật hình móng ngựa (để ống đong không bị nổi lên) và miệng ống đong phải bịt bằng bông.

Khái niệm chung

Mỗi biến động của xăng đều gây ra những ảnh hưởng lớn đến nền kinh tế của một quốc gia. - Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật chính của xăng thương phẩm như trị số octan và thành phần cất trong PTN hóa dầu.

Thành phần hóa học của xăng

Xăng thường được lấy từ nhiều quá trình lọc hóa dầu khác nhau như chƣng cất trực tiếp dầu mỏ, cracking xúc tác (bẻ gẫy mạch), reforming xúc tác (cải tạo mạch), isomer hóa (đồng phân hóa), Alkyl hóa từ các phân đoạn dầu mỏ ,. Trong nhà máy lọc dầu, tất cả các phân đoạn sản phẩm có nhiệt độ sôi đến 180oC từ các thiết bị công nghệ chế biến dầu thô hoặc các phân đoạn tách ra từ dầu thô, đều đƣợc gọi là phân đoạn xăng và đều đƣợc dùng nhƣ một cấu tử để pha trộn thành sản phẩm xăng cuối cùng.

Nguyên lý làm việc của động cơ xăng

Xăng từ thùng nhiên liệu của phương tiện được bơm chuyển đến bộ chế hòa khí, hoặc hệ thống phun nhiện liệu cơ-điện tử, tại đây xăng đƣợc phun thành bụi sương, bốc hơi và hòa trộn với không khí theo một tỷ lệ xác định tùy thuộc lƣợng xăng đƣa vào, sau đó hỗn hợp hơi xăng và không khí sẽ phân phối nạp vào xylanh của động cơ thông qua van hút. Chu kỳ 1- Hút: Piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới, lúc này van hút mở ra để hút hỗn hợp xăng và không khí (NL+KK) đã đƣợc điều chế trước ở bộ phận chế hòa khí.

Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất cháy của nhiên liệu trong động cơ xăng. Trị số octan

Khả năng chống kích nổ của một loại nhiên liệu nào đó, ngoài sự phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hydrocacbon, còn phụ thuộc vào chế độ làm việc thực tế của động cơ, tức là xe đang chạy ở tốc độ nhanh chuyển sang tốc độ chậm, ở những nơi đường xấu phải phanh gấp, thời tiết thay đổi đột ngột, v.v… thì hiện tƣợng cháy kích nổ có thể xảy ra. Do vậy, ngoài việc đánh giá khả năng chống kích nổ của các hydrocacbon trong nhiên liệu bằng phương pháp MON hoặc RON, còn phải đánh giá khả năng chống kích nổ của nhiên liệu bằng phương pháp đo sự thay đổi trị số octan theo chế độ làm việc, tức là theo sự khác nhau về tốc độ quay của động cơ, gọi là trị số octan trên đường.

Các biện pháp nâng cao trị số octan của xăng: Phụ gia và phương pháp hóa học

Các sản phẩm của quá trình là PbBr2 và H2O đều là các chất lỏng, có nhiệt độ sôi thấp, dưới áp suất và nhiệt độ cao trong xylanh sẽ dễ dàng bốc hơi, thải ra không khí và đây chính là nguyên nhân gây ra ô nhiễm môi trường. Về lâu dài, giải pháp kinh tế nhất để tăng trị số octan cho xăng là áp dụng các quá trình chế biến hoá học bằng công nghệ lọc dầu tiên tiến nhất để chuyển các hydrocacbon mạch thẳng thành mạch nhánh, hoặc thành hydrocacbon vòng no, vòng thơm có trị số octan cao.

Đánh giá chất lượng của xăng thương phẩm dựa trên các tính chất Để đánh giá chất lượng xăng người ta phải xác định gần 20 chỉ tiêu kỹ

Hàm lượng lưu huỳnh: Các nhóm hydrocacbon và các sản phẩm cháy trong nhiên liệu có khả năng ăn mòn kim loại, sự ăn mòn còn do các tạp chất, các hợp chất là axít bazơ tan trong nước, hợp chất và nguyên tố lưu huỳnh trong xăng là các tác nhân gây ra ăn mòn lớn đến thiết bị, tác dụng với kim loại làm tăng lƣợng cặn bám lại trong xylanh, xúpáp, bugi,. Khi cháy lưu huỳnh kết hợp với ôxy tạo thành các hợp chất SO2, SO3 nếu không có nước chúng không có khả năng ăn mòn, nhưng khi tan trong nước chúng tạo thành axít H2SO3, H2SO4 ăn mòn rất mạnh và còn thấm qua khe hở của vòng găng làm dầu nhớn biến chất, kết quả là các chi tiết này bị ăn mòn rất nhanh và cặn than ở buồng đốt tăng lên làm giảm công suất và hiệu suất sử dụng động cơ.

Thị trường

Các hợp chất chứa ôxy trong xăng: Khi loại bỏ việc pha chì vào xăng, người ta đã phát kiến việc pha một số hợp chất chứa ôxy để tăng trị số octan của xăng đó là các loại alcol, ete nhƣ: mêtanol CH3OH, etanol C2H5OH, metyl ter butyl ete CH3-O-C4H9 viết tắt là MTBE, metyl ter amyl ete CH3-O-C5H11 viết tắt là MTAE. Từ việc nghiên cứu thị trường và để đáp ứng nhu cầu sử dụng của các phương tiện giao thông động cơ xăng hiện nay và trong tương lai, các Công ty xăng dầu trong nước đang cung cấp cho thị trường Việt Nam có 3 loại xăng không chì có trị số octan RON 90, RON 92 và RON 95.

Động cơ phản lực

Yêu cầu nhiên liệu cho loại động cơ này có đặc tính hoàn toàn khác với các nhiên liệu cho các động cơ thông thường khác. - Xác định các tiêu chuẩn chính của nhiên liệu phản lực nhƣ: Nhiệt cháy,chiều cao ngọn lửa không khói trong PTN.

Ảnh hưởng của thành phần hóa học đến tính chất cháy của nhiên liệu phản lực

Phụ gia của nhiên liệu phản lực là một vấn đề rất quan trọng, đƣợc quy định trong tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6426 :1998 đƣợc xõy dựng trờn cơ sở bản ôYờu cầu chất lƣợng nhiờn liệu hàng khụng dựng cho hệ thống hoạt động chungằ. Kim loại nặng, nhất là vândi, Nikel nằm trong sản phẩm cháy ở nhiệt độ cao, khi đập vào tuabin chính sẽ gây ra ăn mòn và phá hỏng các chi tiết của tuabin, vì vậy hàm lƣợng kim loại và tro trong nhiên liệu phải rất nhỏ, khoảng vài phần triệu.

Các tiêu chuẩn của nhiên liệu phản lực: Chiều cao ngọn lửa không khói, nhiệt trị, tỷ trọng, độ linh động

Những thành phần không phải hydrocacbon chứa trong nhiên liệu đều có ảnh hưởng xấu đến tính chất sử dụng của nhiên liệu. Các hợp chất lưu huỳnh khi cháy tạo ra SO2, SO3 gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp, đồng thời còn gây cặn bám trong buồng đốt, chủ yếu là nến điện, vòi phun, tuye thoát sản phẩm cháy, gây trở ngại cho quá trình.

Các loại nhiên liệu phản lực khác nhau

Tiêu chuẩn ГOCT 10227: là tiêu chuẩn của Nga cho nhiên liệu phản lực, bao gồm cả nhiên liệu kerosene nhẹ loại TC-1 sử dụng tại các nước thuộc Liên Xô cũ và một phần các nước Đông Âu cùng với các loại nhiên liệu phản lực khác nhƣ T-1, T-2 và RT. Jet A theo các yêu cầu của tiêu chuẩn ASTM, Jet A-1 theo các yêu cầu của tiêu chuẩn chung (Joint Checklist), TS-1 theo các yêu cầu của tiêu chuẩn ГOCT của Nga, và Jet B theo các yêu cầu của tiêu chuẩn CGSB của Canada.

Thực hành: XÁC ĐỊNH CHIỀU CAO NGỌN LỬA KHễNG KHểI - ASTM D1322

• Tiến hành thực nghiệm .1 Thiết bị - hóa chất

As – chiều cao ngọn lửa không khói tiêu chuẩn của mẫu 1 Ad – chiều cao ngọn lửa không khói đo đƣợc của mẫu 1 Bs – chiều cao ngọn lửa không khói tiêu chuẩn của mẫu 2 Bd – chiều cao ngọn lửa không khói đo đƣợc của mẫu 2 5.4.4 Quy trình thực nghiệm. Nội dung của bài học này sẽ cung cấp những thông tin về tính chất, ứng dụng của dầu hoả dân dụng, đồng thời giúp người học có kiến thức cơ bản để xác định các chỉ tiêu chính của dầu hoả dân dụng.

Thành phần hóa học

Dầu hoả dân dụng (theo tên gọi cũ là dầu hoả thắp sáng) là một sản phẩm dầu mỏ đƣợc sử dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày. - Xác định các chỉ tiêu chính của dầu hoả nhƣ: Nhiệt cháy, chiều cao ngọn lửa không khói.

Cách xác định các chỉ tiêu đặc trƣng

Nếu nhiệt độ sôi ở các phần cất cao thì dầu hoả khi cháy sẽ tạo thành than ở đầu bấc, bấc sẽ bị tắc do axít naphthenic đọng lại, vì vậy lƣợng dầu lên bấc sẽ bị giảm và làm cho ngọn lửa khi cháy bị yếu đi. Chỉ tiêu kỹ thuật về định tính đối với lưu huỳnh mercaptan: Chỉ tiêu này đƣợc đƣa ra nhằm loại bỏ những phản ứng phụ không mong muốn và giảm mức tối đa mùi hôi không dễ chịu.

Tiêu chuẩn của dầu hoả dân dụng

Các chỉ tiêu chất lượng Phương pháp thử Mức yêu cầu Điểm chớp cháy cốc kín, oC, min ASTM-D.93/TCVN.

Thành phần hóa học của DO

Ngày nay, hầu hết các động cơ có công suất lớn nhƣ: động cơ cho ôtô vận tải, đầu máy xe lửa, tàu thủy, máy nông nghiệp,..đều sử dụng động cơ diesel. Nội dung của bài học này sẽ cung cấp những thông tin về thành phần hóa học, cách xác định các chỉ tiêu chính, ứng dụng của nhiên liệu diesel, đồng thời giúp người học có kiến thức cơ bản để có thể làm sạch nhiên liệu diesel trong điều kiện xác định.

Nguyên lý họat động của động cơ diesel

Khi piston đi từ trên xuống dưới, van nạp mở ra, không khí được hút vào xy lanh, sau đó van đóng lại; piston lại đi từ dưới lên trên, thực hiện quá trình nén không khí. Khi piston đến gần điểm đầu xylanh, nhiên liệu diesel đƣợc phun vào xylanh nhờ bơm cao áp dưới dạng sương, khi gặp không khí ở nhiệt độ cao sẽ tự bốc cháy.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ diesel

Khi cháy, áp suất tăng mạnh đẩy piston xuống dưới thực hiện quá trình dãn nở sinh công có ích và đƣợc truyền qua hệ thống tay biên làm chạy máy. Như vậy, quy luật về ảnh hưởng của thành phần hydrocacbon đến tính chất cháy của nhiên liệu trong động cơ diesel hoàn toàn ngƣợc với động cơ xăng.

Các tiêu chuẩn của DO

Nhiên liệu có chứa lưu huỳnh khi cháy trong buồng đốt kết hợp với oxy, hơi nước tạo thành axít H2S04 gây nên ăn mòn rất mạnh, vì vậy việc giới hạn hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu là yêu cầu cần thiết, hàm lượng lưu huỳnh được xác định theo tiêu chuẩn ASTM – D129 và mức lưu huỳnh tối đa. Hiện nay, trên thế giới có xu hướng sử dụng ngày càng nhiều động cơ diesel do động cơ này có tỷ số nén cao hơn so với động cơ xăng nên cho công suất lớn hơn khi sử dụng cùng một lƣợng nhiên liệu; nhiên liệu diesel rẻ hơn so với xăng do không phải qua các quá trình chế biến phức tạp; khí thải của các động cơ diesel không độc hại bằng khí thải của động cơ xăng do nhiên liệu DO không cần có phụ gia.

Tồn chứa và vận chuyển DO

Hiện nay, tại Châu Âu các tiêu chuẩn môi trường về khí thải cùng với các chính sách ƣu đãi về thuế đã buộc các nhà máy lọc dầu pha giảm một cách đột ngột hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu diesel. Tại Hoa kỳ, từ năm 2006 trở đi người ta bắt đầu chuyển đổi sang sử dụng nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp (ULSD) khoảng 15 ppm, theo tiêu chuẩn cũ là 500 ppm.

Giới thiệu về nhiên liệu đốt lò

Trong quá trình chế biến dầu mỏ, hầu hết các phân đọan chƣng cất của dầu mỏ đều đƣợc tận dụng, trong đó phần nặng đƣợc sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu đốt lò. - Xác định các chỉ tiêu chính của nhiên liệu đốt lò nhƣ: Nhiệt cháy, tỷ trọng, hàm lƣợng kim loại trong PTN hóa dầu.

Các chỉ tiêu của nhiên liệu đốt lò

Muốn có dầu FO có hàm lượng lưu huỳnh thấp ngoài yếu tố dầu thô phải có hàm lượng lưu huỳng thấp, công nghiệp chế biến đòi hỏi kỹ thuật và chi phí rất cao, do vậy nhiên liệu đốt lò có hàm lượng lưu huỳnh thấp thường bán giá cao so với dầu FO có hàm lượng lưu huỳnh cao. Tro nhiều sẽ làm giảm hiệu quả sử dụng, chính nó là các loại muối có nhiệt độ nóng chảy thấp nên bám vào thành lỗ béc phun dầu, làm tắc béc phun hoặc bám vào thành ống gia nhiệt làm giảm khả năng truyền nhiệt của ống… Hàm lƣợng tro trong dầu FO đƣợc qui định tối đa là 0,15% khối lƣợng.

Thành phần và phân loại

• Tiến hành thực nghiệm .1 Thiết bị - hóa chất

Khối lƣợng riêng ở 15o C kg/l Hàm lượng lưu huỳnh %Wt Nhiệt độ chớp cháy PM oC Nhiệt lƣợng kcal/kg Hàm lượng nước %V Độ nhớt động học ở 50 oC cSt Tạp chất trích ly %Wt Hàm lƣợng tro %Wt Nhiệt độ động đặc, oC. - Dụng cụ kẹp nhớt kế: Giữ cho nhớt kế ở vị trí thẳng đứng, chỉ lệch ± 1oC về mọi hướng đối với nhớt kế có mặt cong theo đường thẳng, chỉ lệch ± 0.3oC về mọi hướng đối với nhớt kế có mặt cong lệch khỏi đường thẳng.

Thành phần và phân loại bitum

Do được sử dụng nhiều nhất để làm nhựa rãi đường nên ngày nay khi nói đến bitum là nói đến nhựa đường và thuật ngữ bitum-nhựa đường trở thành tên quen thuộc khi gọi tên bitum. Nội dung của bài học này sẽ cung cấp những thông tin về thành phần hóa học và phân loại bitum, các đặc trƣng hóa lý, công nghệ sản xuất bitum và các ứng dụng của nó.

Đặc trƣng hóa lý của bitum 1. Độ xuyên kim

Trong bitum, các hydrocacbon có cấu tạo rất phức tạp, dạng hỗn hợp của mạch cacbon thẳng vòng naphten, vòng thơm, vòng ngƣng tụ. Nếu bitum có cùng một nhiệt độ xuyên kim nhƣ nhau, nhƣng có nhiệt độ chảy mèm khác nhau thì bitum nào có nhiệt độ chảy mềm thấp hơn sẽ là loại nhạy với nhiệt độ hơn.

Công nghệ sản xuất bitum

Nhiệt độ chảy mềm biểu thị khả năng chịu nhiệt của bitum, là nhiệt độ tại đó mẫu bitum tiêu chuẩn sẽ chảy và biến dạng. Bản chất của công nghệ này là oxy hóa các loại cặn dầu bằng oxy không khí ở nhiệt độ cao để thu đƣợc các phần bitum có chất lƣợng cao.

Tồn chứa, vận chuyển

Để làm tăng thêm chất lượng của bitum, người ta sử dụng một số loại phụ gia và chất mang để đưa vào trong bitum. Các chất mang trước hết là các hợp chất dạng polime nhƣ cao su tự nhiên, cao su nhân tạo,.

Thực hành: XÁC ĐỊNH ĐỘ XUYÊN KIM CỦA MỠ VÀ BITUM – ASTM D 217

Độ xuyên kim không làm việc: Đặt cốc không của dụng cụ nhào mỡ hay bình kim loại kích thước tương đương và mẫu trong bình kim loại vào bể ổn nhiệt và ổn nhiệt ở 25 ± 0,50C.Chuyển mẫu, tốt nhất là nguyên cục để làm đầy cốc dụng cụ nhào mỡ. Độ xuyên kim làm việc: Chuyển mẫu vào cốc nhồi mỡ sạch để làm đầy có ngọn (khoảng 13mm ở giữa), tránh đƣa không khí vào bằng cách trét bằng dao và vừa lắc vừa trét để đuổi không khí.

Thành phần hóa học của dầu nhờn

Các hợp chất vòng naphten, vòng thơm và mạch nhánh alkyl trong cùng một phân tử: Số vòng ngƣng tụ càng nhiều mà mạch nhánh càng ngắn thì tính chất nhiệt nhớt của cac hydrocacbon càng kém và càng không thích hợp để làm dầu bôi trơn. Ngoài các thành phần hydrocacbon chủ yếu nêu trên, trong dầu nhờn còn có các hợp chất khác có ảnh hưởng đến chất lượng của dầu nhờn như: Hợp chất lưu huỳnh chỉ cho phép có từ 0,3-0,5% ; hợp chất chứa oxy ở mức giới hạn, hợp chất chứa Nitơ thường khống chế nhỏ hơn hoặc bằng 0,2% ; các hợp chất nhựa asphan, hợp chất cơ kim cần hạn chế ở mức tối thiểu nhất.

Phân loại dầu nhờn: Dầu bôi trơn và dầu động cơ Theo ý nghĩa sử dụng, dầu nhờn có hai loại chính, đó là

Tuy nhiên, các hydrocacbon thơm có mặt trong dầu nhờn sẽ làm tăng khả năng tạo muội than, ảnh hƣỡng đến động cơ nên thường hạn chế chúng ở hàm lượng nhỏ, đôi khi không có trong dầu nhờn. Mặc dù không có ý nghĩa quan trọng khi khởi động vì thời tiết ở Việt Nam thường không quá lạnh, nhƣng để đạt đƣợc các yêu cầu khởi động lạnh, các nhà sản xuất phải thêm vào các chất phụ gia nên dầu có số càng nhỏ thì càng đắt.

Công nghệ sản xuất dầu gốc

Propan đƣợc dùng làm dung môi để tách asphan do có tính chất đặc biệt là hòa tan parafin rất tốt từ nhiệt độ 40-60oC, khả năng này giảm khi nhiệt độ tăng và khi đến nhiệt độ tới hạn của propan là 97oC thì tất cả các hydrocacbon đều trở nên không tan. Ngày nay, công nghệ sản xuất dầu gốc không ngừng đƣợc cải tiến để tạo ra các sản phẩm có chất lƣợng tốt hơn bằng việc áp dụng các công nghệ xử lý bằng hydro nhƣ hydrocracking, hydroizome hóa.

Phụ gia

Phụ gia tẩy rửa: Với nồng độ 2-10%, các chất tẩy rửa có thể ngăn cản, loại trừ các cặn không tan trong dầu, cặn sạn, cacbon và các hợp chất chì trên các bộ phận của động cơ đốt trong. Ngoài ra còn có các loại phụ gia khác nhƣ: phụ gia phân tán (ngăn ngừa, chống quá trình tạo cặn và lắng đọng trong điều kiện họat động ở nhiệt độ thấp), chất ức chế, phụ gia chống mài mòn, phụ gia biến tính, giảm ma sát, phụ gia ức chế tạo bọt.

Sản xuất dầu nhờn thương phẩm

Chúng tác dụng bằng cách hấp thụ lên các hạt không tan, giữ chúng lại trong dầu nhằm giảm tối thiểu cạn lắng và giữ sạch các chi tiết của động cơ. Phụ gia hạ điểm đông: Ở nhiệt độ thấp thì khả năng lưu động của dầu sẽ bị giảm, vì vậy cần pha các phụ gia hạ điểm đông đặc nhằm hạ thấp nhiệt độ đông đặc của dầu.

Các đặc trƣng hóa lý và tiêu chuẩn của dầu bôi trơn 1 Độ nhớt

Ngoài ra, dầu nhờn còn có một số đặc trƣng hóa lý khác nhƣ: điểm đông đặc, tỷ trọng, độ bền oxy hóa, ăn mòn đồng, hàm lƣợng tro, trị số axxít và kiềm,.

Giới thiệu chung về dầu nhờn công nghiệp

Dầu nhờn công nghiệp (thường được gọi là dầu công nghiệp) bao gồm các loại dầu nhờn đƣợc sử dụng để bôi trơn các máy móc công nghiệp và duy trì hoạt động tất cả các loại máy móc, thiết bị công nghiệp. - Xác định các tính chất chính của dầu nhờn công nghiệp nhƣ: Độ nhớt, tỷ trọng.

Phân loại dầu nhờn công nghiệp

• Phân loại theo công dụng và lĩnh vực sử dụng

Tiêu chuẩn này qui định loại và chế độ làm việc của máy nén và bơm chân không, đồng thời hướng dẫn sử dụng dầu bôi trơn để phù hợp với điều kiện sử dụng và đảm bảo hoạt động an toàn cho máy nén tĩnh về phương diện chống cháy nổ. Tiêu chuẩn ISO 3498-1979 cho phép các nhà chế tạo thiết bị có thể hướng dẫn sử dụng dầu nhờn và mỡ nhờn bôi trơn cho máy cái, trong đó có thể loại bỏ những giới hạn không cần thiết, hoặc hướng dẫn cách sử dụng những sản phẩm dầu có trong tương lai.

Các loại dầu công nghiệp chuyên dùng: Dầu nhờn truyền động, dầu máy nén, dầu nhờn thủy lực, dầu cách điện,v.v

• Dầu nhớt truyền động
• Dầu bôi trơn cho máy nén
• Dầu nhờn thủy lực

Dầu truyền động đa dụng đƣợc chỉ đối với các loại dầu đảm bảo đƣợc hoạt động của hệ truyền động làm việc ở các điều kiện khác nhau: momen quay lớn, và tốc độ thấp, momen quay nhỏ và tốc độ cao, tôc độ cao và có tải trọng va đập, tốc độ cao và có tải trọng cao, nghĩa là dùng cho cả xe tải và xe nhỏ. Dầu bôi trơn cho máy nén lạnh cần có các tính chất nhƣ: trơ với tác nhân làm lạnh, ổn định hóa học tốt, ổn định nhiệt độ cao để không bị biến chất dầu ở vùng nhiệt độ cao, nhiệt độ đông đặc thấp.

Thực hành: XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH TÁCH KHÍ CỦA DẦU NHỜN - ASTM D 3427

• Phạm vi ứng dụng

Để cho mẫu đạt đến nhiệt độ thử nghiệm, thường sau khoảng 20 phút Gia nhiệt nhẹ quả cân của tỷ trọng đến nhiệt độ thử nghiệm trong bể không khí, bằng cách dùng 1 bình trụ thủy tinh có nắp đậy đƣợc đặt trong bể tuần hoàn. Trong những trường hợp cần bôi trơn những chi tiết máy không có điều kiện châm nhớt thường xuyên hoặc phải làm việc tải trọng nặng, những loại nhớt máy nói trên đƣợc chuyển sang dạng dẻo quánh, còn gọi là mỡ đặc hoặc mỡ bôi trơn.

Thành phần và phân loại

• Phân loại mỡ bôi trơn

Do mỡ bôi trơn rất đa dạng và chủng loại không ngừng mở rộng, đổi mới theo yêu cầu phát triển của ngành chế tạo máy, chế tạo động cơ và các lĩnh vực kỹ thuật hóa học khác… cho nên, cũng nhƣ dầu nhờn, việc phân loại mỡ bôi trơn là rất khó khăn, thậm chí sự phân loại nhiều khi cũng tồn tại hết sức tương đối so với thời gian, không gian. - Công dụng:bôi trơn các cụm ma sát của dụng cụ, các máy móc chính xác nhƣ vô tuyến điện tử hàng hải, hệ thống tự động, các roto của con quay làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, các chi tiết máy đồng hồ, hệ thống tay đòn, các máy quang học….

Sản xuất mỡ bôi trơn từ dầu nhờn gốc và chất làm đặc 1. Sản xuât mỡ bôi trơn

Độ nhớt biểu kiến đƣợc dùng để dự đoán các tính chất phân bố và vận hành của mỡ, hơn nữa nó có thể liên quan đến momen khi khởi động và vận hành trong cơ chế bôi trơn của mỡ và nó rất có lợi cho việc dự đoán các xu hướng dẫn đến sự thất thoát mỡ. Một số loại mỡ thông dụng rẻ tiền có thể lọc sơ bộ qua lưới 40 mesh; tuy vậy mỡ sử dụng trong hầu hết các ứng dụng bao gồm sự bôi trơn các ổ trục có phần tử quay đòi hỏi lưới lọc có kích cỡ 100 mesh hay mịn hơn.

Phụ gia cho mỡ bôi trơn

Các loại xà phòng chế tạo từ các kim loại khác cũng đã đƣợc đƣa vào chế tạo mỡ nhưng chúng không được thị trường chấp nhận hoặc là do giá cả hoặc là do các vấn đề về tính năng hoạt động. Molipden disunfit đƣợc sử dụng trong nhiều loại mỡ để dùng ở những nơi có trọng tải lớn, tốc độ trên bề mặt thấp và các chuyển động giao động có liên quan.Trong các ứng dụng này việc sử dụng molysulfied (hay còn gọi là moly) làm giảm ma sát và mài mòn.

Phân loại mỡ tồn chứa

Phần lớn các loại nguyên liệu này đều có chức năng tương tự như các nguyên liệu đƣa vào dầu bôi trơn. Polyethylene và Teflon đƣợc chuyển hoá cũng có thể đƣợc sử dụng trong các ứng dụng này.

Xác định các chỉ tiêu của mỡ bôi trơn

Điểm nhỏ giọt: có hai quy trình đƣợc sử dụng để kiểm tra là ASTM- D.566 và ASTM-D.2265 (khác nhau ở thiết bị gia nhiệt và do vậy có giới hạn trên của nhiệt độ cũng khác nhau). Một vài loại mỡ khác có thể không thay đổi về trạng thái nhƣng phần dầu tách ra.Trong trường hợp này chỉ có những quy trình kiểm tra chuyên dùng và đƣợc khống chế để xác định nhiệt độ có thể làm cơ sở để xác định đặc tính của mỡ.

Vai trò của dầu nhờn tổng hợp

Do nhu cầu bôi trơn của thiết bị và máy móc công nghiệp ngày càng đa dạng nên đã ra đời một loại dầu nhờn mà dầu gốc đƣợc tổng hợp từ các hợp chất hữu cơ có phân tử lƣợng thấp hơn dầu khoáng. - Xác định các chỉ tiêu chính của dầu nhờn tổng hợp nhƣ: độ nhớt và nhiệt độ chớp cháy.

Phân loại dầu nhờn tổng hợp

- Phân nhóm theo loại dầu có cùng tính chất đặc trƣng - Phân nhóm theo tính chất hóa học cơ bản. Bốn nhóm dầu trên đây chiếm trên 90% lƣợng dầu tổng hợp hiện đang đƣợc sản xuất và sử dụng.

Điều chế dầu nhờn tổng hợp

Nhóm dầu hydrocacbon tổng hợp Dầu động cơ turbin, dầu máy nén và dầu bánh răng. Nhóm dầu ester hữu cơ Dầu động cơ, động cơ phản lực, dầu thủy lực, dầu máy nén.

Chất lỏng chuyên dùng

Dầu rửa dùng để tẩy rửa dầu mỡ và các chất bẩn hữu cơ khác bám trên các đồ gia dụng (nồi, xoong, bát đĩa.) và các loại quần áo bằng lụa tơ tằm, len, dạ. Dầu rửa xe máy có tính năng tẩy rửa mạnh, đƣợc dùng để tẩy các chất dầu mỡ gốc khoáng cũng nhƣ gốc động thực vật, các chất bẩn hữu cơ, bụi, đất.

Các chỉ tiêu chất lƣợng của dầu nhờn tổng hợp và chất lỏng chuyên dùng

Dầu rửa xe máy không hại da tay, không gây ăn mòn kim loại, không gây tróc sơn và làm tăng độ bóng cho xe máy. Dầu rửa tổng hợp đƣợc dùng để tẩy các chất dầu mỡ gốc khoáng cũng nhƣ gốc động thực vật, các chất bẩn hữu cơ, bụi, đất.

Thực hành: XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG TÁCH NƯỚC CỦA DẦU NHỜN – ASTM D 1401

• Tiến hành thực nghiệm .1 Thiết bị - hóa chất

Sau khi khuấy 5 phút, ngƣng khuấy và lấy cánh khuấy ra khỏi ống chứa mẫu và rửa sạch cánh khuấy (lưu ý: phải để cho giọt lỏng cuối cùng trên cánh khuấy nhỏ xuống ống đong). Di chuyển ống đong đến một vị trí khác trong bể ổn nhiệt, để yên 5 phút (kể từ khi tắt và lấy cánh khuấy ra khỏi ống chứa mẫu) sau đó lấy ống đong chứa mẫu ra khỏi bể ổ nhiệt, quan sát và ghi nhận thể tích của lớp dầu, lớp nước và lớp nhũ tương.