Với đề tài này, lượng ethanol thêm vào xem như là một phụ gia nhằm nâng cao chất lượng của xăng thương phẩm. Do đó lượng ethanol thêm vào còn hạn chế để thoả mãn TCVN về hàm lượng oxy (2,7%kl). Trong tương lai (cuối năm 2009), nhà máy lọc dầu Dung Quất và các nhà máy sản xuất ethanol chính thức đi vào hoạt động, lượng ethanol sản xuất với số lượng lớn cùng với việc thay đổi TCVN, lượng ethanol thêm vào sẽ lớn hơn. Theo chiều hướng đó chúng ta sẽ thay thế dần nhiên liệu hoá thạch tránh sự phụ thuộc nguồn nhiên liệu ngoại nhập, đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia.
Bên cạnh đó khi lượng ethanol thêm vào xăng càng nhiều thì khả năng tách lớp trong quá trình tồn chứa xăng pha ethanol càng cao.
Vì vậy đềi tài sẽ được phát triển thành “Nghiên cứu khả năng phối trộn ethanol
vào xăng với tỷ lệ cao và các phương pháp chống tách lớp trong quá trình tồn chứa xăng pha ethanol ”
KẾT LUẬN
Sau hơn ba tháng làm việc với sự nổ lực của bản thân, tinh thần làm việc nghiêm túc cùng sự hướng dẫn nhiệt tình, chu đáo của các thầy cô giáo và các anh trong phòng hóa nghiệm Công ty xăng dầu khu vực V, chúng em đã hoàn thành đồ án theo đúng thời gian quy định được giao.
Với đề tài: “Nghiên cứu khả năng phối trộn ethanol vào các loại xăng nhằm
cải thiện chỉ số octan, đáp ứng tiêu chẩn Việt nam của xăng không chì (TCVN 6776:2005) và giảm ô nhiễm môi trường” chúng em đã giải quyết một số vấn đề sau:
• Đánh giá chỉ tiêu chất lượng xăng thương phẩm.
• Khảo sát lượng ethanol pha vào xăng.
• Đánh giá chỉ tiêu chất lượng xăng pha ethanol.
• Đánh giá thành phần khói thải của xăng gốc và xăng pha ethanol.
• Dự đoán lượng ethanol pha vào xăng 90 của nhà máy lọc dầu Dung Quất thành xăng 92.
Qua thời gian nghiên cứu, chúng em có thêm nhiều kiến thức bổ ích như nắm được các chỉ tiêu chất lượng của xăng, hiểu biết về nhiên liệu sinh học, nguyên lý hoạt động, khả năng thao tác trên các thiết bị. Ngoài ra, chúng em còn rèn luyện kỹ năng học Anh văn thông qua việc tìm, dịch các tài liệu trên Internet, khả năng tổng hợp nhiều tài liệu.
Một lần nữa chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các anh trong phòng hóa nghiệm Công ty xăng dầu khu vực V. Xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo TS. Nguyễn Đình Lâm, ThS. Nguyễn Đình Thống đã tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này.
Đà Nẵng, ngày 10 tháng 5 năm 2009
Nhóm sinh viên thực hiện Ngô Thị Mỹ Dung – Trần Thị Thanh Tâm
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] ThS Trương Hữu Trì, “Sản phẩm Dầu mỏ thương phẩm”. Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng.
[2] W.F. Bland and R.L.Davidson, “Petroleum Processing Handbook”, New York, 1967.
[3] http://www.siu.edu/~autoclub/frange.html
[4] http://vietbao.vn/O-to-xe-may/Nguyen-nhan-su-kich-no/10894468/350/
[5] http://en.Wikipedia.org/wiki/ethanol fuel - Nhiên liệu Ethanol
[6] Tiêu chuẩn Việt Nam. “Tiêu chuẩn Việt Nam về Xăng ô tô không chì (TCVN 6776:2005)”.
[7] http://en.wikipedia.org/wiki/Ethanol
[8] http://www.hoahocvietnam.com/community/ Nhiên liệu sinh học
[9] Công nghệ sản xuất và kiểm tra cồn etylic - PGS. TS Nguyễn Đình Thưởng, TS. Nguyễn Thanh Hằng. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội năm 2000.
[10] ALTERNATIVE A Mass Balance – Technip
[11] Nghiên cứu điều chế ethanol tinh khiết để pha vào xăng quy mô phòng hóa nghiệm - Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học lầm thứ 17 Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội, 20/10/2006 [12] http://www.khoahocphattrien.com.vn/news/bandocviet/?art_id=330 [13]http://www.wisegeek.com/what-are-the-advantages-and-disadvantages-of- ethanol-fuel.htm [14] http://www.buzzle.com/articles/advantages-and-disadvantages-of-biofuels.html [15] http://greenliving.lovetoknow.com/Advantages_and_Disadvantages_of_Biofuels [16] http://www.oppapers.com/essays/Advantages-Disadvantages-Using-Ethanol- Instead-Petrol/125247
[17] http://vietnamreview.com/khoahoc/ - Ethanol và thực phẩm trên thế giới
[18] http://Google.com.vn – Dự án Ethanol Việt Nam.
[19] http://www.hoahocvietnam.com/community/Nhiên liệu sinh học
[20] http://www.Ethanolrfa.org.
[21] http://www.vietnamnet.vn/bandocviet/2006/08/602113/
[22] http://portal.mot.gov.vn/chienluoc/index.asp?tieuchi=1&ma=4 Phê duyệt “Đề án
phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”
[23] http://www.tuoitre.com.vn/Tianyon/Index.aspx?ArticleID=313023&ChannelID=3
Xây dựng nhà máy nhiên liệu sinh học
[24] Bộ Thương mại. Tổng Công ty Xăng dầu Việt Nam. “Các phương pháp thử ASTM”. Hà Nội, 1995.
[25] Cơ sở lý thuyết của phương pháp sắc ký khí – Tác giả Phạm Hùng Việt. [26] http://google.com.vn – Gas chromotography.
[27] Aglient GC.pdf
[28] Ứng dụng sắc ký khí trong dầu khí – Tài liệu trung tâm nghiên cứu phát ttriển và chế biến dầu khí.
[29] Bộ Thương mại. Tổng Công ty Xăng dầu Việt Nam. “Bảng hiệu chỉnh đo tính Xăng dầu và Khí gas hóa lỏng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6065 – 1995/ASTM D1250/API – 2540/ IP – 200, Tập 1, Tập 2”. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
[30] RFA Renewable Fuels Association Technical committee. “Fuel Ethano Industry Guidelines, Specifications and Procedures”. http://ethanolfra.org. 12/2003 [31] F.W.Cox, “Physical Properties of Gasoline/Alcohol Blends”. Report from Bartlesvill Oklahoma: US Department of Energy. September 1979.
[32] R.L.Furay and K.L.Perry, “Vapor Pressures of Mixtures of Gasolines and Gasoline – Alcohol Blends”. SAE paper 861557, 1986.
[33] Chandra Frakash, Motor Vehicle Emissions & Fuels Consiltant. “Use of Higher than 10 volume percent Ethanol/Gasoline Blends in Gasoline Powered Vehicle”. Transportation Systems Branch Air Pollution Prevention Directorate Environment Canada. October, 1998.
[34] TCVN 7716 :2007 Ethanol nhiên liệu biến tính dùng để trộn với xăng sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đánh lửa-yêu cầu kỹ thuật
[35] Ô tô và ô nhiễm môi trường – GS.TS. Bùi Văn Ga trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng
[36] Influence of composition of gasoline – ethanol blends on parameters of internal combustion engines - Journal of KONES Internal Combustion Engines 2003, vol. 10, 3-4
[37] M. Bahattin Celik, Karabuk University, Technical Education Faculty, 78050 Karabuk, Turkey, “Experimental determination of suitable ethanol–gasoline blend rate at high compression ratio for gasoline engine”, Received 17 April 2007; accepted 26 October 2007
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU...1
PHẦN 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT...2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XĂNG NHIÊN LIỆU...2
1.1 Giới thiệu chung về nhiên liệu dùng cho động cơ xăng...2
1.2 Thành phần hóa học chung của nhiên liệu xăng...4
1.2.1 Giới thiệu chung về thành phần hóa học của xăng...4
1.2.2 Thành phần hóa học của xăng...5
1.2.2.1 Thành phần hydrocacbon của xăng...5
1.2.2.2 Thành phần phi hydrocacbon của xăng...5
1.3 Đặc điểm quá trình hoạt động trong động cơ xăng...6
1.4 Các nhiên liệu thay thế...7
CHƯƠNG 2: CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA XĂNG KHÔNG CHÌ...9
2.1 Chỉ số octan...10
2.1.1 Phương pháp hóa học...10
2.1.2 Phương pháp sử dụng phụ gia...10
2.1.3 Phương pháp sử dụng các cấu tử có chỉ số octan cao...10
2.2 Các chỉ tiêu liên quan đến độ bay hơi...11
2.2.1 Thành phần cất...11
2.2.2 Áp suất hơi bão hòa...11
2.3 Hàm lượng oxy...12
2.4 Hàm lượng lưu huỳnh...12
2.5 Hàm lượng Benzen...12
...13
CHƯƠNG 3: XĂNG PHA CỒN...14
3.1 Ethanol [7]...14
3.1.1 Tính chất vật lý...14
3.1.2 Ứng dụng...14
3.1.3 Sản xuất ethanol...15
3.1.3.1 Nguồn nguyên liệu...15
3.1.3.2 Các phương pháp sản xuất ethanol ...15
3.1.4 Tinh chế ethanol [11]...18
3.1.4.1 Chưng cất đẳng phí...18
3.1.4.2 Rây phân tử (Molecular Sieve Technology)...18
3.1.4.3 Lọc membrane (Membrane Technology)...18
3.2 Xăng pha cồn (Gasohol)...19
3.2.1 Khái niệm...19
3.2.2 Ưu và nhược điểm của xăng pha cồn...19
3.2.2.2 Nhược điểm...20
3.2.4 Khả năng sử dụng ethanol ở thị trường Việt Nam ...22
PHẦN 2: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM...24
CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CỦA XĂNG[24]...24
1.1 Xác định chỉ số octan theo phương pháp ASTM D2699...24
1.1.1 Tóm tắt phép thử...24
1.1.2 Dụng cụ thiết bị và hóa chất...24
1.1.3 Tiến hành đo chỉ số Octan...24
1.1.3.2 Tính toán kết quả...27
1.2 Xác định thành phần cất theo phương pháp ASTM D86...27
1.2.1 Ý nghĩa...27 1.2.2 Tóm tắt phương pháp...27 1.2.3 Thiết bị dụng cụ...27 1.2.3.1 Bình cất...27 1.2.3.2 Hệ thống ngưng tụ...27 1.2.3.4 Nguồn nhiệt...28 1.2.3.5 Giá đỡ bình chưng...28 1.2.3.6 Ống đong...28 1.2.3.7 Nhiệt kế...28 1.2.4 Chuẩn bị mẫu...28 1.2.5 Tiến hành...28
1.3 Xác định độ ăn mòn tấm đồng theo phương pháp ASTM D130...29
1.3.1 Ý nghĩa...29
1.3.2 Tóm tắt phương pháp...29
1.3.3 Thiết bị và dụng cụ...29
1.3.4 Cách tiến hành...29
1.4 Xác định hàm lượng lưu huỳnh bằng phương pháp phổ huỳnh quang tia X tán sắc theo ASTM D4294...30
1.4.1 Ý nghĩa...30
1.4.2 Tóm tắt phương pháp...30
1.4.3 Thiết bị và dụng cụ...30
1.4.3 Cách tiến hành...31
1.5 Xác định áp suất hơi bão hòa theo ASTM D-323...31
1.5.1 Ý nghĩa...31
1.5.2 Tóm tắt phương pháp...32
1.5.3 Thiết bị và dụng cụ...32
1.5.4 Cách tiến hành...32
1.6 Xác định hàm lượng benzen và hàm lượng oxy...33
1.6.1 Tổng quan về sắc ký khí [25]...33
1.6.1.1 Sắc ký khí là gì?...33
1.6.1.2 Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy sắc ký...34
1.6.1.3 Ứng dụng của sắc ký khí ...40
1.6.2 Ứng dụng sắc ký xác định hàm lượng Benzen theo ASTM D5580[24]...41
1.6.2.1 Tóm tắt phương pháp...41
1.6.2.2 Ý nghĩa và ứng dụng...42
1.6.2.3 Các thông số làm việc của thiết bị...42
1.6.2.4 Chuẩn bị mẫu phân tích...43
1.6.3 Ứng dụng sắc ký xác định hàm lượng oxy theo ASTM D4815 [24]...43
1.6.3.1 Tóm tắt phương pháp...43
1.6.3.2 Ý nghĩa và ứng dụng...44
1.6.3.3 Các thông số làm việc của thiết bị...44
1.6.3.4 Chuẩn bị mẫu phân tích...44
1.7 Xác định tỷ trọng theo tiêu chuẩn ASTM D1298[24]...45
1.7.2 Tóm tắt phương pháp...45
1.7.3 Thiết bị và dụng cụ...45
1.7.4 Cách tiến hành...45
CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN VÀ KẾT QUẢ...48
2.1 Quá trình tiến hành thực nghiệm...48
2.1.1 Chuẩn bị mẫu...48
2.1.2 Pha chế...48
2.1.3 Tiến hành xác định các chỉ tiêu...49
2.2 Kết quả thực nghiệm...49
2.2.1 Các chỉ tiêu chất lượng của xăng thương phẩm...49
2.2.2 Tính chất của ethanol...50
2.2.3 Kết quả các chỉ tiêu chất lượng của xăng sau khi pha ethanol...50
2.2.3.1 Chỉ số octan...50
2.2.3.2 Thành phần cất...52
2.2.3.3 Ăn mòn mảnh đồng...55
2.2.3.4 Hàm lượng lưu huỳnh...56
2.2.3.5 Áp suất hơi bão hòa Reid...57
2.2.3.6 Hàm lượng benzen...59
2.2.3.7 Hàm lượng oxy...60
2.2.3.8 Tỷ trọng...62
2.2.3.9 Hàm lượng nước...63
2.2.4 Đánh giá thành phần khói thải của xăng sau khi pha ethanol...65
2.2.4.1 Thành phần các chất độc hại trong khói thải động cơ xăng [35]...65
2.4.2.2 Ảnh hưởng của ethanol đến sự phát thải của động cơ...66
2.2.4.3 Xác định hàm lượng khói thải...68
CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...72
3.1 Tổng kết kết quả thực nghiệm...72
3.2 Nhận xét...77
3.3 Đề xuất phương án phối trộn...78
3.4 Đề xuất phương án tồn trữ...79
3.5 Kiến nghị...80
3.6 Hướng phát triển đề tài...80
KẾT LUẬN...81
TÀI LIỆU THAM KHẢO...82