DẦU MỎ
1.Thănh phần chưng cất của phđn đoạn vă nhiệt độ sơi trung bình 1.1.Thănh phần chưng cất của phđn đoạn
Câc phđn đoạn dầu mỏ đều bao gôm nhiều đơn chất khâc nhau với nhiệt độ sôi thay đổi trong suốt cả giới hạn sơi của phđn đoạn đó. Vì vậy, đặc trưng cho tính chất bay hơi vă sôi của một phđn đoạn dầu mỏ, thường đânh giâ bằng nhiệt độ bắt đầu
sôi(ts,đ), nhiệt độ kết thúc sôi(ts,c) vă nhiệt độ tương ứng với câc phần trăm sản phẩm
ngưng tụ khi chưng cất trong dụng cụ chưng tiíu chuẩn (được gọi lă thănh phần chưng cất của phđn đoạn dầu mỏ). Dụng cụ chưng tiíu chuẩn năy lă bộ chưng cất Engler (hình 2). Đường cong chưng cất thu được biểu diển trong hệ tọa độ nhiệt độ sôi-phần trăm sản phẩm chưng cất gọi lă đường cong chưng cất Engler.
Nhiệt độ bắt đầu sơi sẽ lă nhiệt độ khi đó xuất hiện giọt chất lỏng đầu tiín ngưng tụ rơi văo ống lường 4.
Khi lượng sản phẩm chưng cất tăng lín, 5%, 10%, 20%...90%, 95% so với số
lượng mẩu chưng cất, cũng sẽ có câc giâ trị nhiệt độ sơi tương ứng với nó: t5%, t50%,
t95%,v..v..nhiệt độ năy tăng đều đặn theo số phần trăm sản phẩm chưng cất được, vă
cuối cùng khi nhiệt độ bắt đầu hạ xuống, nhiệt độ tương ứng với nó sẽ lă nhiệt độ sơi cuối của phđn đoạn.
Thí dụ: thănh phần chưng cất của một phđn đoạn xăng đặc trưng như sau:
Đương cong chưng cất Engler
Ts,đ
Ts,c ToC
100%
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Thạc sỹ:Trương Hữu Trì Trang 73
-nhiệt độ sôi đầu (ts,đ) 33oC
-nhiệt độ sôi của 5% 48oC
‘’ 10% 54oC ‘‘ 20% 65oC ‘’ 30% 75oC ‘’ 40% 84oC ‘’ 50% 93oC ‘’ 60% 103oC ‘’ 70% 111OC ‘’ 80% 119oC ‘’ 90% 131oC ‘’ 95% 143oC
- nhiệt độ sôi cuối (97%) ts,c 152oC.
Thănh phần chưng cất của câc phđn đoạn sản phẩm trắng có một ý nghĩa rất quan trọng khi câc phđn đoạn năy được sử dụng lăm nhiín liệu cho câc động cơ vì nó đặc trưng cho khả năng bay hơi trong động cơ vă âp suất hơi ở những nhiệt độ vă âp suất khâc nhau. Đối với động cơ xăng. Nhiín liệu phải có một độ bay hơi sao cho đảm bảo việc khởi động mây được dễ dăng khi động cơ còn nguội, vă khi chuyển từ chế độ vòng quay chậm sang nhanh phải đảm bảo sao cho nhiín liệu được bay hơi hoăn toăn để phđn phối đều vă đẩy đủ văo xilanh. Nhiín liệu có độ bay kĩm, chúng khơng chây kịp sẽ đọng lại trong thănh xilanh lăm lỗng măng dầu bơi trơn. Đối với động cơ phản lực, nhiín liệu phải có độ bay hơi ít hơn so với nhiín liệu dùng cho động cơ xăng vì câc động cơ năy lăm việc trín cao, âp suất khi quyển thấp, nín rất dễ tạo thănh câc nút hơi trong hệ thống cung cấp nhiín liệu lăm giân đoạn việc cung cấp nhiín liệu văo động cơ. Tuy vậy, cũng địi hỏi nhiín liệu có một thănh phần chưng cất thích hợp để có khả năng bốc hơi được hoăn toăn khi phun văo buồng đốt của động cơ, đảm bảo quâ trình chây được hoăn toăn. Đối với động cơ diezel, thănh phần chưng cất có ảnh hướng rất lớn đến tốc độ bay hơi vă mức độ tạo thănh hỗn hợp hơi nhiín liệu-khơng khí được đều đặn sau khi phun văo xilanh, nhằm đảm bảo quâ trình chây được tốt nhất. Tuy nhiín, nếu nhiín liệu diezel nhẹ q thì có ảnh hưởng đến khả năng tự bốc chây của nhiín liệu. Nói chung, ảnh hưởng của thănh phần chưng cất đến tính chất của nhiín liệu khi sử dụng trong từng loại động cơ cụ thể rất lớn. Đối với động cơ xăng, nhiệt độ sôi 10% (đến 30%) căng thấp, động cơ căng dễ khởi động khi nguội, nhưng lại dễ tạo nút hơi trong hệ cung cấp nhiín liệu, mất mât nhiều do bay hơi, khó chạy chậm khi động cơ nóng. Nhiệt độ sơi 50% (hay 40-70%) căng thấp, căng dễ đưa động cơ văo chế độ lăm việc, căng dễ dăng tăng số vịng quay của động cơ lín tối đa trong thời gian ngắn nhất, nhưng cũng có thể tạo nút hơi, vă lăm động cơ khó chạy chậm khi nóng.
Thạc sỹ:Trương Hữu Trì Trang 74
Nhiệt độ sôi 90% căng cao, căng lăm cho dầu cacter bị lỗng, do đó bị măi mịn nhiều, gđy tạo cặn bâm động cơ, gđy tiíu hao xăng nhiều vì khơng chây hết...Cho nín nhiín liệu cho động cơ xăng thường yíu cầu thănh phần chưng cất:
- t10 % dưới 70oC
- t50 % không quâ 140oC
- t95 % không quâ 195oc
- ts,c 205oC.
1.2.Nhiệt độ sơi trung bình của phđn đoạn.
Thănh phần chưng cất của phđn đoạn có liín quan nhiều đến câc tính chất sử dụng của phđn đoạn đó. Nhưng câc tính chất vật lý trung bình của phđn đoạn như độ nhớt, tỷ trọng, trọng lượng phđn tử, hệ số đặc trưng, nhiệt chây, câc tính chất tới hạn...lại có liín quan chặt chẽ đến nhiệt đơ sơi trung bình của phđn đoạn đó. Nhiệt độ sơi trung bình của phđn đoạn dầìu mỏ có thể xâc định dựa theo đường cong chưng cất trong hệ Engler. Trong hệ tọa độ của đường cong chưng cất Engler (nhiệt độ sơi-phần trăm thể tích sản phẩm chưng cất) thì nhiệt độ ứng với 50% sản phẩm chưng cất được xem lă nhiệt độ sơi trung bình thể tích. Nếu sử dụng đường cong chưng cất Engler với hệ tọa độ khâc: nhiệt độ sôi-phần trăm trọng lượng hoặc nhiệt độ sôi-phần trăm mol, thì nhiệt độ ứng với 50% trọng lượng hoặc 50% mol sản phẩm chưng cất, sẽ lă nhiệt độ sơi trung bình trọng lượng, hoặc nhiệt độ sơi trung bình phđn tử của phđn đoạn. Như vậy có thể có rất nhiều giâ trị nhiệt độ sơi trung bình của cùng một phđn đoạn dầu mỏ. Vì vậy, một giâ trị trung gian của tất cả 3 loại nhiệt độ sơi trung bình nói trín được xem lă nhiệt độ sơi trung bình duy nhất của phđn đoạn đó, vă được gọi lă nhiệt độ sơi trung bình trung gian.
Nói chung, câc tính chất vật lý của phđn đoạn dầu mỏ thường có khi chỉ có quan hệ đúng với một trong những loại nhiệt độ sơi trung bình nói trín, thí dụ : nhiệt độ sơi trung bình thể tích có quan hệ đến độ nhớt nhiệt dung của phđn đoạn, nhiệt độ sơi trung bình phđn tử có quan hệ đến hệ số đặc trưng, nhiệt độ tới hạn, nhiệt độ sôi trung bình trung gian có quan hệ đến trọng lượng phđn tử, tỷ trọng, nhiệt chây v.v..