Phương pháp này dùng để xác định thành phần hóa học có trong nguyên liệu và sản phẩm.
Thực nghiệm
Sản phẩm được phân tích tại khoa Hóa, trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, bằng máy sắc ký khí GC 6890 MS5898 cột mao quản HT-5MS, chiều dài , nhiệt độ detector là 290oC, tốc độ dòng 1,5 ml/phút, khí mang là Heli (He), chất pha loãng là n-hexan. Chương trình nhiệt độ: tăng nhiệt độ từ 45oC lên 290oC, giữ nhiệt độ 45oC trong 5 phút, sau đó tăng nhiệt độ với tốc độ 5o/phút đến nhiệt độ 290o
C và giữ ở nhiệt độ này trong 10 phút.
2.5.2. Xác đị nh chỉ số xetan (CI)
Trị số xetan là một đơn vị đo quy ước đặc trưng cho tính tự bốc cháy của nhiên liệu diesel và được đo bằng % thể tích hàm lượng của n-xetan (C16H34) trong hỗn hợp của nó với metylnaphtalen ở điều kiện chuẩn (theo quy ước: trị số của n-xetan bằng 100 và của metylnaphtalen bằng 0).
Trị số xetan thường được đo bằng động cơ xylanh trong phòng thí nghiệm theo phương pháp ASTM D 613. Trong thực tế người ta hay dùng đại lượng gọi là chỉ số xetan (CI: cetan index). Chỉ số xetan được tính toán từ các phương trình kinh nghiệm. Hầu hết các nhà máy lọc dầu đều dùng cách tính của ASTM D 976-80 như sau :
CI=65,011(logT)2+[0,192(oAPI).logT]+0,16(oAPI)2−0,0001809(T)2−420,34 Trong đó : T : Nhiệt độ điểm sôi 50%V, F.
oAPI được xác định ở 60F (15,5 oC) tính theo công thức sau:
d : Tỷ trọng của dầu so với nước
m mx
x0.25 0,25 30
Luận văn Thạc sĩ GVHD: TS. Đỗ Thanh Hải – PSG.TS. Hoàng Xuân Tiến
HV: Lê Minh Tiên Trang 40
Hoặc CI có thể tính theo công thức sau :
CI = 454,74 – 1642,416 D – 774,74 D2 - 0,554 B + 97,803 (log B)2 Trong đó : D : Tỷ trọng của dầu ở 15 o
C B : Nhiệt độ cất 50%V, oC.
ồ
2.5.3. Xác đị nh chỉ số axit (TCVN 6127-1996, ASTM D3242)
Chỉ số axit là số mg KOH cần dùng để trung hòa hết lượng axit có trong 1g dầu, mỡ.
Nguyên tắc
Hòa tan mẫu thử trong dung môi thích hợp và tiến hành chuẩn độ axit – bazơ để xác định lượng axit béo tự do bằng dung dịch KOH trong etanol, chất chỉ thị màu là phenolphtalein.
Thực nghiệm
Thực nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm của bộ môn Công nghệ Hữu cơ – Hóa dầu, với các bước tiến hành như sau:
Cân 1 – 2 g mẫu dầu, cho vào bình tam giác 250 ml, thêm vào đó 80 ml dung môi hỗn hợp (gồm hai phần ete dietylic và một phần etanol), lắc mạnh cho dầu tan đều. Sau đó cho vào bình 4 giọt chất chỉ thị màu phenolphtalein, và chuẩn độ bằng dung dịch KOH 0,1N đến khi xuất hiện màu hồng nhạt, bền màu trong 30 giây, thì dừng và đọc kết quả.
Tính kết quả
Chỉ số axit được tính theo công thức:
Trong đó:
V: là số ml dung dịch KOH 0,1N cần dùng để chuẩn độ. C: là nồng độ chính xác của dung dịch chuẩn KOH đã dùng. m: là lượng mẫu dầu thử, g.
m C V X 56,1. .
HV: Lê Minh Tiên Trang 41 m C V V Is ( o 1). .56,1
Mỗi mẫu được xác định 3 lần, kết quả cuối cùng là trung bình cộng của ba lần chuẩn. Chênh lệch giữa các lần thử không lớn hơn 0,1mg.
2.5.4. Xác đị nh chỉ số xà phòng (ASTM D5558)
Cân khoảng 2 g mẫu thử cho vào bình nón. Dùng pipet lấy 25 ml dung dịch KOH trong etanol cho vào phần mẫu thử và một ít chất trợ sôi. Nối bộ sinh hàn với bình đặt trên bếp đun nóng và đun sôi từ từ, lắc nhẹ trong thời gian 60 phút đến 2 giờ trong trường hợp dầu và mỡ có nhiệt độ nóng chảy cao và khó xà phòng hóa. Cho thêm vào dung dịch đang nóng 0,5 ml dung dịch phenolphthalein và chuẩn độ với dung dịch chuẩn axit HCl cho đến khi màu hồng của chất chỉ thị biến mất. Tiến hành với dung môi không có dầu với các bước làm tương tự như trên.
Tính kết quả: Chỉ số xà phòng được xác định theo công thức sau:
Trong đó: Vo: Thể tích dung dịch chuẩn HCL đã sử dụng cho mẫu trắng, ml. V1: Thể tích dung dịch chuẩn HCl đã sử dụng cho phép xác định, ml. C: Nồng độ chính xác của dung dịch chuẩn HCl, mol/l.
m: Khối lượng mẫu, g.
Kết quả chỉ số xà phòng là giá trị trung bình của hai lần đo, chênh lệch giữa hai lần đo không quá 0,5% giá trị trung bình cộng.
2.5.5. Xác đị nh độ nhớt (TCVN 3171, ASTM D445)
Nguyên tắc
Đo thời gian chảy của một thể tích chất lỏng chảy qua một mao quản của nhớt kế chuẩn dưới tác dụng của trọng lực ở nhiệt độ xác định. Thời gian chảy được tính bằng giây (s). Độ nhớt động học là tích số giữa thời gian chảy đo được và hằng số nhớt kế (hằng số hiệu chuẩn). Hằng số nhớt kế được nhà sản xuất cung cấp, hoặc có thể xác định bằng cách chuẩn trực tiếp với các chất chuẩn đã biết độ nhớt.
HV: Lê Minh Tiên Trang 42
Tiến hành
Sử dụng nhớt kế kiểu Pinkevic.
Nhớt kế phải khô và sạch, có miền làm việc bao trùm độ nhớt của dầu cần xác định, thời gian chảy không ít hơn 200 giây. Chuẩn bị đồng hồ bấm giây và lắp dụng cụ.
Nạp mẫu vào nhớt kế bằng cách hút hoặc đẩy để đưa mẫu đến vị trí cao hơn vạch đo thời gian đầu tiên khoảng 5 mm trong nhánh mao quản của nhớt kế. Khi mẫu chảy tự do, đo thời gian chảy bằng giây từ vạch thứ nhất đến vạch thứ hai.
Tính kết quả
Độ nhớt được tính theo công thức sau:
= C.t Trong đó
: Độ nhớt động học được tính bằng St, hoặc cSt.
C: Hằng số nhớt kế, mm2/s2 t: Thời gian chảy, s.
Ta tiến hành đo 3 lần rồi lấy kết quả trung bình, sai lệch không quá 1.2 đến 2.5% so với kết quả trung bình.
2.5.6. Xác đị nh tỷ trọng (TCVN 6594, ASTM D1298)
Tỷ trọng là tỷ số giữa trọng lượng riêng của một vật ở một nhiệt độ nhất định và trọng lượng riêng của một vật khác được chọn là chuẩn, xác định ở cùng vị trí. Đối với các loại sản phẩm dầu lỏng đều được lấy nước cất ở 4oC và áp suất 760 mmHg làm chuẩn.
Có 2 phương pháp thường dùng để xác định tỷ trọng là: -Dùng phù kế.
-Dùng picnomet.
Phương pháp dùng picnomet là phương pháp phổ biến nhất, dùng cho bất kể loại chất lỏng nào. Phương pháp này dựa trên sự so sánh trọng lượng của dầu với nước cất trong
HV: Lê Minh Tiên Trang 43 cùng một thể tích và nhiệt độ. Phương pháp dùng phù kế thì không chính xác bằng phương pháp dùng picnomet nhưng nhanh hơn. Ở đây do lượng dung môi điều chế trong phòng thí nghiệm nên ta đo tỷ trọng bằng phương pháp picnomet.
Nguyên tắc
Phương pháp này dựa trên cơ sở so sánh khối lượng của một thể tích nhất định mẫu với khối lượng của cùng một thể tích nước ở cùng điều kiện nhiệt độ.
Dụng cụ
- Picnomet mao quản
- Dụng cụ ổn định nhiệt: một cốc chứa nước được giữ ở một nhiệt độ không đổi (bằng cách thêm đá và nước nóng), khuấy đều liên tục để ổn định nhiệt độ ở 20oC. - Nhiệt kế thuỷ ngân loại 0÷30oC có vạch chia 0,1oC/vạch.
- Pipet loại thẳng 1÷5ml. - Cân phân tích.