1. Cỏc sản phẩm thu đƣợc khi chƣng cất dầu thụ
1.1. Xăng mỏy bay
Xăng mỏy bay cần cú tớnh chất lý – húa và đặc tớnh ứng dụng để động cơ làm việc bỡnh thƣờng ở mọi chế độ. Nú cần cú tớnh bền chống kớch nổ trong hỗn hợp giàu và nghốo, thành phần phõn đoạn tối ƣu, nhiệt độ kết tinh thấp, hàm lƣợng nhựa và hợp chất lƣu huỳnh thấp, nhiệt trị cao và bền húa học trong bảo quản.
Tớnh bền kớch nổ là chỉ số cơ bản đối với chất lƣợng xăng. Động cơ mỏy bay hoạt động với thành phần hỗn hợp khỏc nhau. Trong hỗn hợp tƣơng đối nghốo ( = 0,95) động cơ làm việc với chế độ tuần biến, trong hỗn hợp giàu ( = 0,6-0,7) động cơ làm việc tăng cƣờng cụng suất cực đại (chế độ cất cỏnh). Do đú nhiờn liệu từng loại cần cú tớnh chống kớch nổ ở chế độ giàu và nghốo.
Động cơ piston của mỏy bay cú chế độ nộn trung bỡnh (6-7). Tăng cụng suất động cơ mỏy bay nhờ ứng dụng tăng ỏp (đƣa khụng khớ vào piston ở ỏp suất cao). Khi tăng ỏp và bậc nộn nhiệt độ và ỏp suất trong piston tăng, nhờ đú phản ứng oxi húa nhiờn liệu tăng và xuất hiện hiện tƣợng kớch nổ. Hiện tƣợng này dẫn tới thiờu chỏy động cơ, giảm cụng suất, chỏy piston và van, phỏ hủy ổ trục và phỏ kết cấu động cơ. Tăng ỏp trong động cơ càng cao, đũi hỏi tớnh bền kớch nổ của nhiờn liệu càng cao.
Tớnh bền kớch nổ trong hỗn hợp nghốo đƣợc đặc trƣng bằng trị số octan, cũn trong chế độ giàu là chủng loại. Kiểm soỏt tớnh bền kớch nổ nhiờn liệu mỏy bay theo hai chỉ số này tạo điều kiện cho động cơ chỏy khụng kớch nổ trong
Trị số octan đƣợc xỏc định trong động cơ một xilanh chuẩn so với nhiờn liệu chuẩn. Chất chuẩn đƣợc sử dụng là iso-octan (2,2,4-trimetylpentan) và n- heptan. Tớnh bền kớch nổ hay trị số octan của iso-octan bằng 100, cũn của n- heptan bằng 0. Trị số octan là chỉ số bền kớch nổ của nhiờn liệu, mà giỏ trị của nú bằng nồng độ iso-octan (% thể tớch) trong hỗn hợp của nú với n-heptan, cú tớnh chống kớch nổ tƣơng đƣơng với nhiờn liệu đƣợc thử nghiệm trong điều kiện chuẩn. Thớ dụ, nhiờn liệu với trị số octan bằng 90, cú độ bền kớch nổ tƣơng đƣơng với hỗn hợp chứa 90% iso-octan và 10% n-heptan khi đƣợc thử nghiệm ở cựng điều kiện trờn động cơ một xilanh.
Độ bền kớch nổ của nhiờn liệu mỏy bay và cỏc hợp phần đƣợc xỏc định theo phƣơng phỏp động cơ (GOST 511-66) trờn thiết bị ИT9-M, cũn nhiờn liệu với trị số octan từ 100 trở lờn và chủng loại nhiờn liệu trong hỗn hợp giàu – theo phƣơng phỏp nhiệt độ (GOST 3337-52) trờn thiết bị ИT9-5. Trong thử nghiệm theo phƣơng phỏp động cơ, tốc độ quay của van khuỷu là 900 vũng/phỳt, nhiệt độ của hỗn hợp nhiờn liệu- khụng khớ là 149oC, nhiệt độ chất lỏng làm lạnh trong xilanh là 100oC, cũn theo phƣơng phỏp nhiệt độ tốc độ quay của van khuỷu là 1200 vũng/phỳt, nhiệt độ của hỗn hợp nhiờn liệu- khụng khớ là 104oC, nhiệt độ chất lỏng làm lạnh trong xilanh là 190o
C.
Chủng loại trong hỗn hợp giàu đƣợc xỏc định khi sử dụng chất chuẩn isooctan kỹ thuật (TEI) và n-heptan (% thể tớch). Độ bền kớch nổ của TEI, thể hiện đơn vị của chủng loại bằng 100, cũn của n-heptan - 0. Chủng loại nhiờn liệu là trị số bền kớch nổ của nú trong hỗn hợp giàu, về giỏ trị bằng chủng loại của chất chuẩn đƣợc thử nghiệm trong động cơ một xilanh trong điều kiện chuẩn ở chế độ dễ kớch nổ, ỏp suất trung bỡnh của chất chuẩn cú cựng giỏ trị với chất thử nghiệm. Thớ dụ, chủng loại của nhiờn liệu 130 cho thấy, trong điều kiện hoạt động của động cơ một xilanh chuẩn nhiờn liệu này cú cụng suất cao hơn TEI 30%. Chế độ hoạt động của động cơ nhƣ sau: tốc độ quay của van khuỷu là 1800 vũng/phỳt, nhiệt độ chất lỏng làm lạnh trong xilanh là 190o
C, nhiệt độ khụng khớ cấp là 107oC, nhiệt độ dầu trong cacte 75-80oC. Chủng loại của nhiờn liệu càng cao độ bền kớch nổ của nú càng cao với hỗn hợp giàu trong điều kiện tăng ỏp.
Thành phần phõn đoạn đặc trƣng cho sự bay hơi của nhiờn liệu trong xilanh, độ chỏy hoàn toàn, tớnh kinh tế của động cơ…Độ bay hơi đƣợc xỏc định bằng nhiệt độ cất cỏc phõn đoạn 10, 50 và 90% của xăng. Nhiệt độ cất 10% xỏc định ỏp suất hơi bóo hũa: nhiệt độ này càng thấp thỡ ỏp suất hơi bóo hũa càng cao và thất thoỏt do bay hơi trong vận chuyển và bảo quản càng
lớn. Nhiệt độ cất 10% của xăng cần nằm trong giới hạn xỏc định, thấp hơn giỏ trị đú trong hệ thống cấp của động cơ tạo thành nỳt hơi, cũn cao hơn giỏ trị đú sự khởi động động cơ sẽ khú khăn. Để tạo điều kiện dễ khởi động động cơ và khụng tạo nỳt hơi, nhiệt độ cất 10% của xăng mỏy bay khụng cao hơn 77- 88oC. Nhiệt độ sụi phõn đoạn 50% của xăng đặc trƣng cho chất lƣợng của hỗn hợp tạo thành trong động cơ núng và chuyển nhanh động cơ từ chế độ hoạt động này sang chế độ, cũng nhƣ sự phõn bố đồng đều cỏc phõn đoạn xăng theo xilanh. Đối với xăng mỏy bay nhiệt độ cất phõn đoạn 50% khụng đƣợc cao hơn 105oC. Sự bay hơi hoàn toàn của xăng trong động cơ đƣợc đặc trƣng bằng nhiệt độ cất 90% và điểm sụi cuối. Nếu nhiệt độ này càng cao xăng khụng kịp bay hơi hoàn toàn trong ống hỳt của động cơ và đi vào xilanh ở dạng lỏng, do đú làm trụi dầu bụi trơn và làm tăng độ mài mũn động cơ. Ngoài ra nhiờn liệu bay hơi khụng tốt sẽ chỏy chậm và khụng hoàn toàn, làm tăng muội trong buồng đốt động cơ. Sự chỏy hết của nhiờn liệu đƣợc đặc trƣng bằng nhiệt độ cất phõn đoạn 97,5%. Đối với xăng mỏy bay nhiệt độ cất 90 và 97,5% của xăng tƣơng ứng khụng cao hơn 145 và 180o
C.
Trong quỏ trỡnh vận chuyển và tồn trữ xăng do bay hơi cỏc phõn đoạn nhẹ nờn thành phần phõn đoạn của xăng nặng hơn. Theo tiờu chuẩn đối với xăng sau khi tồn trữ 6 thỏng nhiệt độ cất 10 và 50% tăng khụng quỏ 2o
C, cũn phõn đoạn 90% - khụng quỏ 1o
C.
Nhiệt độ kết tinh đặc trƣng cho tớnh chất nhiệt độ thấp của xăng. Nhiờn liệu khụng đƣợc tạo tinh thể nƣớc đỏ, làm bớt màng lọc nhiờn liệu khi cất cỏnh trong điều kiện nhiệt độ thấp. Để trỏnh xuất hiện tinh thể trong hệ cấp nhiờn liệu của động cơ nhiệt độ kết tinh của xăng giới hạn ở -60oC và đảm bảo là khụng cú nƣớc.
Nhiệt trị của xăng mỏy bay ảnh hƣởng đến chi phớ riờng của nhiờn liệu và cự ly bay của mỏy bay. Với cựng dung tớch thựng nhiờn liệu nhiệt trị càng cao chi phớ nhiờn liệu càng thấp và cự ly bay càng dài. Xăng cất trực tiếp, isoparafin (xăng alkyl, isooctan) cú nhiệt trị cao nhất, cũn cỏc chất thơm (toluen, alkylbenzen, pirobenzen) thỡ thấp nhất. Giỏ trị nhiệt trị dƣới của xăng mỏy bay khụng thấp hơn 10 300 kcal/kg, đƣợc kiểm tra tại địa điểm sản xuất mỗi thỏng một lần.
Độ bền húa học của xăng mỏy bay phụ thuộc vào sự hiện diện của hydrocacbon olefin, nhựa và phụ gia TE chỡ. Olefin dễ bị oxi húa, tạo thành nhựa khi tiếp xỳc với cỏc chi tiết núng của động cơ. Hàm lƣợng nhựa trong
xăng khụng đƣợc cao hơn 2 mg/100 ml xăng. Oxi húa TE chỡ trong xăng làm giảm lƣợng phụ gia chỡ. Tạo cặn khiến xăng khụng đỏng ứng qui cỏch.
Chu kỳ cảm ứng của xăng mỏy bay là thời gian (giờ) từ khi bắt đầu oxi húa xăng ở 110oC đến khi bắt đầu tạo cặn hoặc tạo vẩn đục. Đối với chất chuẩn P-9 trong n-heptan là 10-11 giờ.