2.2.3.1 Chỉ số octan
a/ Theo tài liệu tham khảo[30]
Do ethanol có chỉ số octan cao hơn nhiều phần tử của xăng, khi được thêm vào xăng, nó làm tăng giá trị octan của nhiên liệu. So với các hợp chất chứa oxy làm phụ gia tăng chỉ số octan cho xăng, ethanol có chỉ số octan cao nhất, được thể hiện qua hình 2.19
Hình 2.19 – Chỉ số octan của các hợp chất chứa oxy
Chỉ số octan tăng lên phụ thuộc vào chỉ số octan của nhiên liệu và phụ thuộc vào thành phần cơ bản của nhiên liệu ban đầu.
Để đảm bảo các chỉ tiêu thì hàm lượng ethanol thêm vào tối đa là 10% thể tích. Nếu lớn hơn 10% thể tích thì không đảm bảo một số chỉ tiêu (chủ yếu là hàm lượng oxy), khi đó phải thay kết cấu của động cơ. Khi thêm 10% thể tích ethanol sẽ làm tăng xấp xỉ 2 – 3 giá trị chỉ số octan (R+M)/2. Ở mức 7% thể tích chỉ số octan tăng từ 1,5 – 2,5. Ở 5,7% thể tích, chỉ số octan tăng từ 1 – 1,5, được thể hiện ở hình 2.20
Hình 2.20 – Độ tăng chỉ số octan của hỗn hợp xăng/ethanol ứng với xăng gốc có chỉ số octan khác nhau[15]
b/ Kết quả thực nghiệm
Qua quá trình thực nghiệm ta thu được kết quả: Lô Mẫu 1 (MO 90) 2 (MO 83) 3 (MO 90) 4 (MO 92) 5 (MO 83) 6 (MO 90) 0 90 81,9 90 92,1 82 90,1 1 90,4 82,3 90,3 92,5 82,4 90,5 2 90,8 82,8 90,7 92,9 83 90,8 3 91,1 83,3 91,1 93,2 83,6 91,1 4 91,6 83,9 91,5 93,5 84,2 91,6 5 92,1 84,5 91,9 93,8 84,7 91,9 6 92,5 85 92,3 94,1 85,2 92,2 7 93 85,6 92,7 94,4 85,9 92,6 8 93,4 86,1 93,1 94,6 86,6 93 9 93,8 86,7 93,4 94,8 87,2 93,4 10 94,2 93,8 95,1 87,7 93,7
Biểu diễn các số liệu trên theo đồ thị 2.1
Đồ thị 2.1 – Chỉ số octan của các mẫu xăng
Nhận xét:
Qua kết quả thực nghiệm cho thấy: chỉ số octan tăng dần theo lượng ethanol thêm vào. Trong đó giá trị octan tăng trung bình ở các mẫu:
∆ΙΟ (ΜΟ90) ≈ 0,36 ÷ 0,42
∆ΙΟ (ΜΟ92) ≈ 0,3
∆ΙΟ (ΜΟ83) ≈ 0,48 ÷ 0,57
Như vậy tùy thuộc vào chỉ số octan của xăng ban đầu mà độ tăng chỉ số octan khác nhau. Xăng có chỉ số octan càng thấp, độ tăng chỉ số octan càng cao và ngược lại. Kết quả này phù hợp với lý thuyết.
2.2.3.2 Thành phần cấta/ Theo tài liệu tham khảo a/ Theo tài liệu tham khảo
Khi pha ethanol vào xăng nó sẽ tạo hỗn hợp đẳng phí với các hydrocacbon nhẹ như n-pentan, n-hexan,… Hỗn hợp này có nhiệt độ sôi thấp hơn so với các cấu tử ban đầu. Vì vậy đường cong chưng cất của xăng pha ethanol sẽ thấp hơn so với đường cong chưng cất của xăng gốc ban đầu.
Hình 2.21 – Sự thay đổi đường cong chưng cất khi thêm ethanol vào xăng gốc
Hình 2.22 – Đường cong chưng cất ASTM của xăng và các hỗn hợp của xăng/ethanol[32]
Theo hình 2.22, cho thấy đường cong chưng cất của xăng pha 10% và 20% ethanol thấp hơn so với xăng gốc ban đầu.
Trong khoảng nhiệt độ sôi đầu đến nhiệt độ sôi ở 50% thể tích thì nhiệt độ của xăng E10, E20 giảm tương đối nhiều so với xăng gốc. Khi nhiệt độ sôi lớn hơn T70 thì giảm rất ít..
Điều này có thể giải thích như sau: Do ethanol tạo hỗn hợp đẳng phí với các hydrocacbon nhẹ trong xăng với các tỷ lệ khác nhau, mà các hydrocacbon này có khoảng nhiệt độ sôi trong khoảng T10 ÷ T50 của xăng gốc.
b/ Kết quả thực nghiệm
Qua quá trình thực nghiệm ta thu được kết quả:
Mẫu 1 (MO90) Mẫu 2 (MO83) Mẫu 3 (MO90)
Xăng gốc E3 Xăng gốc E6 Xăng gốc E4
IBP 43 30,5 39,3 39,6 40,4 38,5 10 57 50 55 50,2 58 50,3 20 62 55 59,3 52,7 63 54,7 50 84 79 76,5 71,4 89,6 82,1 90 154 152,5 147,3 142,2 161,1 158 95 176 168,5 168,6 162,7 182,6 175,1 EP 185 182,8 196,8 194 195,7 200,6 Residue 1,4 1,4 1,65 1,2 1,4 1,35
Mẫu 4 (MO92) Mẫu 5 (MO83) Mẫu 6 (MO90)
Xăng gốc E4 Xăng gốc E6 Xăng gốc E4
IBP 38,5 38,2 42,4 40,6 36,2 38,4 10 56,6 50,7 56,5 50,5 54,5 50,5 20 63,5 55,8 61 53,1 62,8 55,6 50 93 88 78,7 74 93,5 87,8 90 161,4 161,6 151,5 146,7 161,7 161,9 95 182 178,5 172,7 167,9 182,5 178,9 EP 207,7 206,8 197,3 194,2 207,3 203,4 Residue 1,35 1,5 1,8 1,8 1,4 1,35
Bảng 2.7 - Thành phần cất của các mẫu xăng gốc và xăng pha ethanol.
Biểu diễn thành phần cất của các mẫu xăng lên đồ thị
Đồ thị 2.2 – Đường cong chưng cất
Đồ thị 2. 3 – Đường cong chưng cất
Đồ thị 2.4 – Đường cong chưng cất Đồ thị 2.5 – Đường cong chưng cất
của xăng gốc và xăng E4 của xăng gốc và xăng E4
Đồ thị 2.6 – Đường cong chưng cất Đồ thị 2.7 – Đường cong chưng cất
của xăng gốc và xăng E6 của xăng gốc và xăng E6
Nhận xét:
Theo kết quả thực nghiệm ta thấy nhiệt độ chưng cất của các mẫu xăng pha ethanol đều giảm so với các mẫu gốc, tuy nhiên kết quả này vẫn thỏa mãn TCVN 6776 của xăng không chì và phù hợp với lý thuyết.