3.3.1 Tiêu chuẩn áp dụng
Sản phẩm Jet A1 khi bán ra thị trường phải có CoQ đã được ký bởi Trưởng phòng Quản lý Chất lượng. Trong chứng chỉ này phải có đầy đủ tất cả các thông tin như sau:
• Loại nhiên liệu.
• Ngày xuất sản phẩm, số bể và số lô sản phẩm.
• Tất cả các tiêu chuẩn đã kiểm tra.
• Phương pháp phân tích cùng với kết quả đạt được.
• Tiêu chuẩn chất lượng áp dụng.
Vì vậy khi xuất bán Jet A1, phòng Quản lý Chất lượng sẽ tiến hành kiểm tra toàn bộ các chỉ tiêu của Jet A1 áp dụng các tiêu chuẩn sau:
• Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6426-2009.
• Tiêu chuẩn Quốc tế AFQRJOS phiên bản 24, 01/10/2008.
Tiêu chuẩn Việt Nam 6426-2009 hoàn toàn tương đương về mặt kỹ thuật với Tiêu chuẩn Quốc tế AFQRJOS 24-2008. AFQRJOS quy định các yêu cầu về chất lượng của nhiên liệu hàng không cung cấp cho hệ thống hoạt động chung, đã có sự nhất trí của các hãng BP, Chervon, ENI, Exxon Mobil, Kuwait Petroleum, Shell, Statoil và Total [2]. Tiêu chuẩn này dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật nghiêm ngặt nhất của hai tiêu chuẩn sau:
Tiêu chuẩn của Bộ Quốc Phòng Anh Defence Standard 91-91 xuất bản lần 6, 08/04/2008.
Tiêu chuẩn ASTM D1655-06 Nhiên liệu tuốc bin hàng không “Jet A1”.
Nói chung, nhiên liệu Jet A1 phù hợp với tiêu chuẩn AFQRJOS 24-2008 là phù hợp với cả 2 tiêu chuẩn trên.
Trong đồ án này chúng tôi trình bày các phép thử ASTM và IP được sử dụng để đánh giá chất lượng sản phẩm Jet A1 NMLD Dung Quất. Sản phẩm Jet A1 đạt chất lượng theo tiêu chuẩn AFQRJOS 24-2008 khi đáp ứng tất cả các yêu cầu kỹ thuật sau:
Bảng 3.2 Các yêu cầu kỹ thuật của nhiên liệu phản lực Jet A1 TT Tên chỉ tiêu Phương pháp
xác định
Đơn vị Mức/yêu cầu (TCVN 6426-
2009, DEF STAN 91-
91, AFQRJOS)
1 Ngoại quan ASTM D4176 -
Trong, sáng, không có hạt rắn và nước
hòa tan ở nhiệt độ môi trường
2 Màu Saybolt ASTM D156 - Ghi kết quả
3 Tạp chất dạng hạt ASTM D5452 mg/l Max 1 4 Hạt tạp chất, tại nơi sản xuất ≥ 4 µm ≥ 6 µm ≥ 14 µm ≥ 21 µm ≥ 25 µm ≥ 30 µm
IP 564 ISO Code Ghi kết quả
5 Axit tổng ASTM D3242 mg KOH/g Max 0,015
6 Hydrocacbon thơm ASTM D1319 % thể tích Max 25
7 Lưu huỳnh tổng ASTM D5453 ppm wt Max 3000
8 Doctor test ASTM D4952 - Âm tính
9 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thành phần cất
ASTM D86
- Điểm sôi đầu 0C Ghi kết quả
-10% thể tích 0C Max 205
-50% thể tích 0C Ghi kết quả
-90% thể tích 0C Ghi kết quả
- Điểm sôi cuối 0C Max 300
- Cặn % thể tích Max 1,5
- Hao hụt % thể tích Max 1,5
11 Khối lượng riêng ở
150C ASTM D4052 kg/m
3 Min 775
Max 840
12 Điểm băng ASTM D7153 0C Max -47
13 Độ nhớt ở -200C ASTM D445 cSt Max 8
14 Nhiệt lượng riêng
thực ASTM D3338 MJ/kg Min 42,8
15 Chiều cao ngọn lửa
không khói (1) ASTM D1322 mm Min 25
16
Ăn mòn tấm đồng (2 h±5ph ở 1000C±10C)
ASTM D130 - Max loại 1
17 Độ ổn định oxi hóa nhiệt (JFTOT) ASTM D3241 Nhiệt độ thử 0C 260 Chênh lệch áp suất qua màng lọc mm Hg Max 25 Vết cặn ống Nhìn bằng
mắt thường Max nhỏ hơn 3 18 Hàm lượng nhựa
thực tế ASTM D381 mg/100ml Max 7
19
Trị số tách nước (MSEP), nhiên liệu
có phụ gia chống tĩnh điện
ASTM D3948 Min 70
20 Lưu huỳnh (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mercaptan ASTM D3227 % khối lượng Max 0,003
21 Độ dẫn điện ASTM D2624 pS/m Min 50 đến max
600
(1) Khi Chiều cao ngọn lửa không khói (smoke point) < 25mm nhưng vẫn >= 19 mm, cần xác định hàm lượng Napthalene trong nhiên liệu, nếu hàm lượng Napthalene nhỏ hơn 3% thể tích thì sản phẩm vẫn đáp ứng Yêu cầu kỹ thuật của Jet A1 theo tiêu chuẩn AFQRJOS 24-2008.
(2) Độ bôi trơn chỉ áp dụng cho nhiên liệu chứa hơn 95% thể tích nhiên liệu qua quá trình hydro hóa, trong đó có ít nhất là 20% thể tích qua quá trình hydro hóa khắc nghiệt (là quá trình hydro hóa dưới áp suất riêng phần của hydro lớn hơn 70 bar) [2].
Vì nhiên liệu phản lực Jet A1 của NMLD Dung Quất không qua quá trình hydro hóa và hydro hóa khắc nghiệt nên ở đây chúng tôi không trình bày phương pháp xác định độ bôi trơn của nhiên liệu phản lực Jet A1.
3.3.2 Các phương pháp xác định chỉ tiêu của nhiên liệu Jet A1 3.3.2.1 Kiểm tra ngoại quan theo ASTM D 4176-04
• Ý nghĩa và mục đích:
Nhiên liệu phản lực yêu cầu không có nước tự do, không bị bẩn và nhiễm các vật thể lạ. Các hạt rắn như bụi, gỉ sắt…có thể bít bộ lọc nhiên liệu và gây mòn bơm nhiên liệu. Nước tự do, ngoài tác hại không cháy được trong động cơ, còn gây đóng băng khi động cơ hoạt động ở trên cao, nhiệt độ môi trường thấp. Nước tự do trong nhiên liệu có thể gây ăn mòn trong một số kim loại và tạo điều kiện cho vi khuẩn tồn tại. Ngoài yêu cầu phải sạch, nhiên liệu phản lực yêu cầu không được chứa các tạp chất và các chất hoạt động bề mặt, vi khuẩn, thuốc nhuộm [12].
• Định nghĩa, thuật ngữ [22]:
Trong và sáng (hay trong và sạch): là trạng thái của nhiên liệu mà tại đó nhiên liệu không bị mờ hoặc bị vẩn đục.
Nước tự do: nước trong nhiên liệu vượt quá giới hạn tan ở nhiệt độ thử nghiệm, trong nhiên liệu xuất hiện dạng vẩn đục, mờ đục hoặc giọt nhỏ.
Hạt: các hạt rắn hay bán rắn, đôi khi xuất hiện cặn bùn hoặc cặn lắng, có thể lơ lửng hoặc không lơ lửng trong nhiên liệu. Các chất này được tạo thành là do nhiễm bẩn của bụi khí thổi, của các sản phẩm sinh ra từ quá trình ăn mòn, do độ không ổn định của nhiên liệu, hoặc do sự xuống cấp của lớp lót bảo vệ.
Kết quả được báo cáo bao gồm nhiệt độ mà tại đó mẫu được phân tích và các đặc tính riêng của mẫu như sau:
Trong và sáng hoặc không trong và sáng. Nước tự do: Có hoặc không có.
Tạp chất: Có hoặc không có.
3.3.2.2 Phương pháp so màu Saybolt theo ASTM D156-02
• Ý nghĩa và mục đích:
Việc xác định màu của sản phẩm dầu mỏ được sử dụng chủ yếu cho mục đích kiểm soát quá trình sản xuất, đây cũng là chỉ tiêu chất lượng quan trọng vì màu biểu hiện độ tinh chế của sản phẩm. Khi đã biết dải màu cụ thể của sản phẩm, sự thay đổi nằm ngoài phạm vi trên có thể biểu hiện là bị nhiễm với sản phẩm khác. Tuy nhiên, trị số về màu không luôn là chỉ dẫn tin cậy đối với chất lượng và cũng không nên dùng tùy tiện trong các tiêu chuẩn về chất lượng [11].
Phương pháp này dùng để xác định màu của các loại dầu tinh chế như xăng động cơ, xăng hàng không chưa pha màu, nhiên liệu phản lực, naphtha, dầu hỏa, sáp dầu mỏ.
• Thuật ngữ [11]:
Màu Saybolt: là định nghĩa theo kinh nghiệm màu của chất lỏng dầu mỏ sáng, dựa trên thang đo từ -16 (sẫm nhất) đến +30 (sáng nhất). Trị số của màu thu được bằng cách xác định chiều cao cột mẫu nhiên liệu, quan sát chiều dài cột mẫu, nhìn thấy màu phù hợp với một trong ba tấm kính màu chuẩn và tra theo Bảng 1 của tiêu chuẩn này.
Hình 3.6 Thiết bị và dụng cụ đo màu Saybolt
• Tóm tắt phương pháp:
Hạ chiều cao của cột mẫu tới các mức phù hợp với số màu cho đến khi nhìn qua cột mẫu, thấy màu của mẫu chắc chắn là sáng hơn màu của tấm kính màu chuẩn. Báo cáo số màu trên mức này là kết quả của phép thử, mặc dù màu của mẫu đó là sẫm hơn, chưa rõ ràng, hoặc có thể phù hợp ở mức cao hơn.
• Thiết bị, dụng cụ: Thiết bị so màu Saybolt bao gồm ống mẫu và ống tiêu chuẩn, hệ thống quang học, nguồn sáng và các kính màu chuẩn, cốc thủytinh.
• Báo cáo kết quả:
Báo cáo số màu là “Màu Saybolt …”, nếu mẫu đã được lọc thì ghi thêm “mẫu đã lọc”.
Báo cáo màu Saybolt của mẫu chính xác đến 1 đơn vị màu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.3.2.3 Xác định cấp độ sạch của nhiên liệu phản lực Jet A1 bằng phương pháp đếm hạt tự động theo IP 564/08
• Ý nghĩa và mục đích:
Phương pháp IP 564 dùng cho việc xác định cấp độ sạch của nhiên liệu Jet A1, đặc biệt là các hạt tạp chất và nước với kích cỡ hạt từ 4-30 µm và số hạt đếm tích lũy tối đa trên 1ml là 40.000.
• Thuật ngữ [32]:
Kích cỡ hạt: là đường kính hạt khi ánh sáng chiếu qua mẫu trong ống đo.
Đếm tích lũy: là tổng số hạt đếm được trong 1ml mẫu trên mỗi rãnh có kích thước xác định: ≥ 4µm (c), ≥ 6µm (c), ≥ 14µm (c), ≥ 21µm (c), ≥ 25µm (c), ≥ 30µm (c).
Phần trăm thể tích phân bố: là phần trăm thể tích của các hạt trên mỗi rãnh có kích thước xác định (4µm (c) đến < 6µm (c), 6µm (c) đến < 14µm (c), 14µm (c) đến < 21µm (c), 21µm (c) đến < 25µm (c), 25µm (c) đến < 30µm (c)) tương ứng với tổng thể tích hạt đếm được. • Tóm tắt phương pháp:
Một phần mẫu được lấy ra từ bể chứa mẫu vào by-pass loop của thiết bị đếm hạt tự động bởi thiết bị lấy mẫu. Trước khi tiến hành thử nghiệm, một thể tích mẫu nhất định sẽ được lấy ra từ by-pass loop với lưu lượng xác định vào viewing cell và tia sáng.
Tia sáng bị giảm đi là do các hạt có trong mẫu, nó sẽ gây ra một độ giảm áp. Độ giảm áp này tỷ lệ với kích cỡ hạt. Sau khi kết thúc phân tích, phần mềm sẽ tích toán và thể hiện số hạt tương ứng với các kích thước có sẵn và phần trăm thể tích phân bố.
• Thiết bị:
• Báo cáo kết quả:
Kết quả được báo cáo dưới dạng số lượng hạt tạp chất, phần trăm thể tích, ISO Code hay đồ thị.
Nếu kết quả xuất ra dưới dạng "ISO Code", giá trị xác định nằm trong khoảng 7-22, khi kết quả < 7, giá trị hiển thị là “0”, khi kết quả > 22, giá trị hiển thị là “99”.
3.3.2.4 Phương pháp xác định axit tổng theo ASTM D3242- 05
• Ý nghĩa và mục đích:
Trong nhiên liệu tuốc bin hàng không có thể còn sót lại một vài axit hoặc do việc xử lý axit trong quá trình tinh chế hoặc do các axit hữu cơ tồn tại tự nhiên. Sự nhiễm bẩn axit hầu như không đáng kể vì nó đã được xử lý nghiêm ngặt cũng như nhiều phép kiểm tra được thực hiện trong quá trình tinh chế. Tuy nhiên có thể có lượng vết axit, vì thế nhiên liệu có xu hướng ăn mòn kim loại khi tiếp xúc hoặc làm giảm trị số tách nước của nhiên liệu tuốc bin hàng không [5].
Tiêu chuẩn này được xây dựng để xác định hàm lượng axit có trong nhiên liệu tuốc bin hàng không. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho việc xác định lượng nhiễm axit đáng kể trong nhiên liệu.
• Phạm vi áp dụng:
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định axit tổng có trong nhiên liệu tuốc bin hàng không từ 0,000 đến 0,100 mg KOH/g.
• Thuật ngữ [5]:
Trị số axit (axit number): lượng kiềm biểu thị bằng số miligam KOH cần để trung hòa hết (tới điểm cuối quy định) axit có trong 1 gam mẫu trong dung môi quy định.
Trong phương pháp này dung môi là hỗn hợp toluene-nước-cồn isopropylic và điểm cuối được xác định chuyển từ màu xanh lá cây sang màu xanh nâu với dung dịch p-naphtolbenzein.
• Tóm tắt phương pháp:
Hòa tan mẫu thử trong hỗn hợp toluene và cồn isopropylic có chứa một lượng nhỏ nước. Dung dịch đồng nhất được một dòng khí nitơ sục qua và được chuẩn độ bằng cồn kali hydroxit chuẩn đến điểm cuối được nhận biết bằng sự
chuyển màu (da cam trong axit và xanh lá cây trong kiềm) của dung dịch p- naphtolbenzein.
• Thiết bị:
Hình 3.8 Thiết bị đo axit tổng theo ASTM D 3242
• Tính toán kết quả: Tính axit tổng như sau:
Axit tổng = [(A-B)N × 56,1]/W, mg KOH/g Trong đó:
A : thể tích dung dịch KOH dùng để chuẩn độ mẫu, ml; B : thể tích dung dịch KOH dùng để chuẩn độ mẫu trắng, ml; N : nồng độ đương lượng gam của dung dịch KOH; (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
W : khối lượng mẫu đã sử dụng, g.
• Báo cáo kết quả:
Báo cáo kết quả chính xác đến 0,001 mg KOH/g như sau: Axit tổng (ASTM D3242) = (Kết quả).
3.3.2.5 Phương pháp xác định thành phần cất ở áp suất khí quyển theo ASTM D86-05
• Ý nghĩa và mục đích:
Phương pháp cơ bản xác định dải sôi của sản phẩm dầu mỏ bằng việc thực hiện một đợt cất đơn giản đã được sử dụng từ lâu trong ngành công nghiệp dầu mỏ. Đây là một trong các phương pháp được áp dụng lâu nhất do Ban kỹ thuật ASTM D02 tổ chức. Do phương pháp đã được áp dụng lâu dài như vậy nên có một lượng lớn cơ sở số liệu lưu trữ để dự đoán độ nhạy tối đa đối với sản phẩm và quá trình chế biến.
Các đặc tính chưng cất của các hydrocacbon thường có ảnh hưởng đến an toàn và tính năng sử dụng của chúng, đặc biệt đối với các loại nhiên liệu và dung môi. Dựa vào dải sôi có thể biết được các thông tin về thành phần, tính chất của nhiên liệu trong quá trình bảo quản và sử dụng. Tính bay hơi là một yếu tố chính xác để xác định xu hướng tạo hơi nổ của hỗn hợp hydrocacbon.
Các đặc tính chưng cất có vai trò đặc biệt quan trọng cho cả xăng ô tô, xăng máy bay, nhiên liệu phản lực, ảnh hưởng đến sự khởi động máy, làm nóng máy và xu hướng tạo nút hơi ở nhiệt độ vận hành cao, hoặc ở độ cao lớn hoặc cả hai. Sự có mặt của các thành phần có điểm sôi cao trong các loại nhiên liệu có thể ảnh hưởng đáng kể đến sự tạo thành cặn cháy cứng.
• Phạm vi áp dụng:
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp chưng cất sản phẩm dầu mỏ ở áp suất khí quyển bằng thiết bị chưng cất phòng thí nghiệm để xác định một cách định lượng khoảng nhiệt độ sôi đặc trưng của các sản phẩm như xăng, các phần cất nhẹ và trung bình, các loại nhiên liệu động cơ ôtô, xăng hàng không, nhiên liệu tuốc bin hàng không, các loại nhiên liệu Diesel có hàm lượng lưu huỳnh thấp, các loại dung môi gốc dầu mỏ đặc biệt, naphtha, dầu hỏa.
Phương pháp này chỉ áp dụng cho các nhiên liệu cất, không áp dụng cho các sản phẩm chứa lượng cặn đáng kể.
Phương pháp này quy định cho cả thiết bị chưng cất thủ công và chưng cất tự động.
• Thuật ngữ [10]:
Sự phân hủy của hydrocacbon: là sự phân hủy nhiệt hay quá trình cracking của một phân tử tạo ra các phân tử nhỏ hơn có các điểm sôi
thấp hơn so với phân tử ban đầu. Biểu hiện đặc trưng là sự tạo thành khói và các giá trị nhiệt độ không ổn định, thường bị giảm xuống sau mỗi lần điều chỉnh lại việc cấp nhiệt.
Điểm phân hủy: là số đọc của nhiệt kế đã được hiệu chỉnh ở thời điểm mà chất lỏng trong bình chưng cất có các biểu hiện đầu tiên của sự phân hủy nhiệt.
Điểm sôi cuối: là giá trị nhiệt độ lớn nhất trong suốt quá trình thử nghiệm đã được hiệu chỉnh, thường xảy ra khi toàn bộ chất lỏng ở đáy bình cất bay hơi hết.
Hao hụt toàn phần: là sự hao hụt do bay hơi trong quá trình chuyển mẫu từ ống đong sang bình chưng cất, do lượng hơi bị mất mát trong quá trình chưng cất và do hơi không ngưng tụ còn lại trong bình ở cuối quá trình chưng cất.
Điểm sôi đầu: là số đọc của nhiệt kế đã được hiệu chỉnh khi quan sát thấy giọt chất lỏng đầu tiên ngưng tụ và rơi xuống từ đầu dưới của ống ngưng.
Phần trăm bay hơi: là tổng số của phần trăm cất được và phần trăm