nặng khi chưng cất tới 350oC
Sau khi nhiệt phân chúng ta thu được hỗn hợp dầu, tuy nhiên hỗn hợp dầu này giống như dầu thô, chúng ta sẽ tiến hành chưng cất hỗn hợp dầu tới 350oC để phân tách hỗn hợp dầu trên thành 2 phân đoạn dầu nhẹ (phân đoạn DO) và phần dầu nặng có nhiệt độ sôi trên 350oC (FO). Khi chưng cất chúng ta sẽ xác định được thể tích dầu theo nhiệt độ sôi, chúng ta sẽ thu được đặc trưng TPB của dầu nhiệt phân.
Bảng 5.6: Thể tích dầu nhẹ theo nhiệt độ sôi khi chưng cất
Nhiệt độ
(oC)
Thể tích (ml)
Không xúc HZSM-5 Fe/ZSM-5 Co/ZSM-5 Mo/ZSM-5
120 - - - 140 - 1 5 1 - 160 5 10 13 15 5 180 12 25 29 35 22 200 40 36 52 51 47 220 48 54 75 93 74 240 63 61 86 125 88 260 70 72 92 142 95
280 76 77 109 155 105
300 80 82 120 170 110
320 85 85 135 188 115
340 88 87 145 202 121
350 90 92 150 206 127
Khi chưng cất dầu theo nhiệt độ sôi chúng ta xác định được điểm sôi đầu của dầu nhiệt phân .
Bảng 5.7: Điểm sôi đầu của dầu khi chưng cất
Xúc tác Không xúc
tác HZSM-5 Fe/ZSM-5 Co/ZSM-5 Mo/ZSM-5
Điểm sôi đầu
(oC) 140 Co 132 Co 124 Co 139 Co 145oC
Dầu nhiệt phân với xúc tác Fe/ZSM-5 có điểm sôi đầu thấp nhất 124oC, sau đó tới dầu nhiệt phân với xúc tác HZSM-5 là 132oC và với xúc tác Co/ZSM-5 là 139oC trong khi dầu nhiệt phân không xúc tác có điểm sôi đầu là 140oC. Kết quả trên cho thấy dầu nhiệt phân với 3 xúc tác HZSM-5,Fe/ZSM-5, Co/ZSM-5 có chứa các cấu tử nhẹ hơn dầu nhiệt phân không xúc tác. Tuy nhiên cũng có thể thấy rằng dầu nhiệt phân với xúc tác Mo/ZSM-5 có điểm sôi đầu là 145oC cao hơn dầu nhiệt phân không xúc tác cho thấy dầu nhiệt phân với xúc tác Mo/ZSM-5 chứa các cấu tử nặng hơn so với nhiệt phân không xúc tác.
Từ Đặc trưng TPB của sản phẩm dầu nhẹ khi chưng cất tới 350oC cho thấy dầu nhiệt phân không xúc tác và xúc tác HZSM-5 có đặc trưng TPB gần giống nhau, thể tích dầu theo nhiệt độ sôi luôn nằm trong các khoảng gần nhau, thể tích chưng cất ở 350
o
C chỉ đạt khoảng 90 (ml) chứng tỏ rằng xúc tác HZSM-5 hầu như không có tác dụng đáng kể cho quá trình reforming. Dầu nhiệt phân với xúc tác Mo/ZSM-5 xúc tác và Fe/ZSM-5 có đặc trưng TPB gần giống nhau trong khoảng 160-260oC. Trong khoảng nhiệt độ từ 260-350oC thì dầu nhiệt phân với xúc tác Fe/ZSM-5 cho thể tích
lớn hơn, cụ thể tại nhiệt độ 350oC dầu nhiệt phân với xúc tác Fe/ZSM-5 thu được 150 (ml) dầu nhẹ còn với xúc tác Mo/ZSM-5 thu đươc 127 (ml) dầu nhẹ. Dầu nhiệt phân với xúc tác Co/ZSM-5 thu được 206 (ml), và có đặc trưng TPB tốt nhất trong các xúc tác được tổng hợp trong nghiên cứu này.
Hình 5.5: Đặc trưng TPB của sản phẩm dầu nhẹ khi chưng cất tới 350oC
Từ thể tích dầu nhẹ thu được khi chưng cất tới 350oC, chúng ta sẽ định lượng và xác đinh được tỷ trọng của dầu nhẹ:
Bảng 5.8: Khối lượng, thể tích và tỉ trọng của dầu nhẹ khi chưng cất tới 350oC
Tên xúc tác Khối lượng
(g) Thể tích (ml) Tỷ trọng (kg/m3) Không xúc tác 74,7 90 0,830 HZMS-5 75,8 92 0,824 Fe/ZSM-5 118,4 150 0,789 Co/ZSM-5 174,7 206 0,848
Mo/ZSM-5 108,8 127 0,857
Dựa theo TCVN năm 2009 về tỷ trọng của nhiên liệu Diesel, thì dầu Diesel có tỷ trọng nằm trong khoảng 0,82-0,86. So sánh tiêu chuẩn trên thì tỷ trọng của dầu nhiệt phân từ nhựa cũng đáp ứng tốt tiêu chuẩn này. Trừ dầu nhiệt phân với xúc tác
Fe/ZSM-5 tỷ trọng có thấp hơn nhưng không đáng kể 0,789 (kg/m3), còn lại dầu nhiệt phân không xúc tác và các xúc tác HZSM-5, Co/ZSm-5 và Mo/ZSM-5 đều đạt tiêu chuẩn về tỷ trọng. Trong đó dầu nhiệt phân với xúc tác Mo/ZSM-5 có tỷ trọng lớn nhất 0,857 (kg/m3), Với xúc tác cho hiệu suất chuyển hóa dầu cao nhất là Co/ZSM-5 cũng có tỷ trọng tương đối cao 0,848 (kg/m3) đồng thời cũng đạt tiêu chuẩn về tỷ trọng của dầu Diesel.
Hỗn hợp dầu nhẹ và dầu nặng được xác định khối lượng, từ khối lượng trên chúng ta sẽ tính được hiệu suất dầu nhẹ/nguyên liệu và hiệu suất dầu nặng/nguyên liệu:
ảng 5.9: Hiệu suất dầu nhẹ và dầu nặng thu được khi nhiệt phân nhựa ở điều kiện cơ sở
Tên xúc tác Hiệu suất dầu (%) Hiệu suất dầu nhẹ (%) Hiệu suất dầu nặng (%) Không xúc tác 23,80 18,68 5,12 HZMS-5 25,20 18,95 6,55 Fe/ZSM-5 48,70 29,60 19,10 Co/ZSM-5 68,60 43,68 24,92 Mo/ZSM-5 38,80 27,20 11,6
Hình 5.7: Biểu đồ thể hiện hiệu suất dầu nhẹ và dầu nặng so với nguyên liệu
Dầu nhiệt phân với xúc tác Co/ZSM-5 cho hiệu suất dầu nhẹ so với nguyên liệu là 43,68%, đây là xúc tác cho hiệu suất cao nhất về thành phần dầu nhẹ cũng như dầu nặng 24,92%. Thứ hai là xúc tác Fe/ZSM-5 hiệu suất dầu nhẹ 29,6% và dầu nặng là 19,1%.
Tiếp đó là xúc tác Mo/ZSM-5 hiệu suất dầu nhẹ đạt 27,2%, dầu nặng là 11,6%. Dầu nhiệt phân không xúc và với xúc tác HZSM-5 cho hiệu suất dầu nhẹ gần bằng nhau gần bằng 19%, trong khi dầu nặng với xúc tác HZSM-5 đạt 6,55% lớn hơn dầu nặng nhiệt phân không xúc tác 5,12%.