dầu khí 1 - Hóa học 12 Nâng cao - nguyễn hoàng vinh - Thư viện Bài giảng điện tử

Trị số octan
Áp suất hơi bão hòa
Thành phần chưng cất phân đoạn

1


NỘI DUNG

•Trị số octan
•Áp suất hơi bão hịa
2


3


1. Trị số octan
❖ Trị số octan là một đơn vị đo quy ước dùng để đặc trưng cho khả năng chống kích nổ của nhiên liệu
❖ Đo bằng phần trăm thể tích của iso octan (2,2,4-trimethylpentan C8H18) trong hỗn hợp chuẩn với n-heptan (n-C7H16)
❖ Sử dụng thang chia từ 0 đến 100
Trong đó:

n-heptan có trị số octan bằng 0

Iso-octan được quy ước bằng 100, có khả năng chống kích nổ tốt.

4


1. Trị số octan

Có 2 phương pháp để xác định trị số octan:

Phương pháp nghiên cứu (trị số octan theo RON)

Phương pháp môtơ (trị số octan theo MON)

Điểm khác nhau của 2 phương pháp chủ yếu dựa theo số vòng quay của mơtơ thử nghiệm.

Theo RON: số vịng quay của mơtơ thử nghiệm là 600 vịng/phút.

Theo MON: số vịng quay của mơtơ thử nghiệm là 900 vịng/phút.

Thơng thường, trị số octan theo RON thường cao hơn MON.

Mức chênh lệch gọi là độ nhạy của nhiên liệu đối với chế độ làm việc thay đổi của động cơ.

Mức chênh lệch giữa RON và MON càng thấp càng tốt.

5


1. Trị số octan

6


2. Áp suất hơi bão hòa

Áp suất hơi bão hòa là một trong các tính chất vật lý quan trọng của các chất lỏng dễ bay hơi. Đây chính

là áp suất hơi mà tại đó thể hơi cân bằng với thể lỏng.
0
0
Áp suất hơi bão hòa Reid là áp suất tuyệt đối ở 100 F (37,8 C) đặc trưng cho khả năng bay hơi của phân

đoạn xăng. Đó là áp suất hơi của xăng đo được trong điều kiện của bom Reid ở 37,8⁰C. đại lượng này

càng lớn, độ bay hơi càng cao.

7


3. Thành phần chưng cất phân đoạn
21⁰C

PHÂN ĐOẠN KHÍ

150⁰C

PHÂN ĐOẠN XĂNG
200⁰C

PHÂN ĐOẠN KEROSENES

300⁰C

PHÂN ĐOẠN GASOIL NHẸ
448⁰C

487⁰C

PHÂN ĐOẠN GASOIL NẶNG

577⁰C

PHÂN ĐOẠN CẶN DẦU MỎ

8


3.1 Phân đoạn khí

Thành phần hóa học

- Bao gồm các hydrocacbon C1-C4, một lượng rất ít C5-C6. Các khí này được tách ra từ mỏ khí hoặc tách ra khi khoan dầu.

- Khí được dùng làm ngun liệu cho cơng nghiệp tổng hợp hóa dầu và làm nguyên liệu đốt.

9


3.1 Phân đoạn khí
Khí làm nhiên liệu trong tổng hợp hóa dầu
Tổng hợp ammoniac:

Tổng hợp methanol:

10

3.1 Phân đoạn khí
Oligome hố etylen thành nhiên liệu điêzen

Etylen, propylene và các olefin nhẹ dễ dàng tham gia phản ứng oligome hóa dưới tác dụng của

xúc tác mang tính axit.

Đối với xúc tác Ni mang trên zeolite (NiX), sản phẩm oligomer hóa thu được là C 12, cịn đối với

xúc tác Ni trên zeolite Y (NiY), sản phẩm nằm trong khoảng C 12 đến C35 và có thể tách ra dễ dàng

qua các mao quản của zeolit.

11


3.1 Phân đoạn khí
Khí làm nhiên liệu đốt

Khí tự nhiên hóa lỏng (LNG)
Khí tự nhiên hóa lỏng được sử dụng làm nhiên liệu cho nhiều ngành kinh tế quốc dân như năng
lượng, cơng nghiệp, giao thơng vận tải.

Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG)
Có thành phần chủ yếu là các hydrocacbon parafinic như : propan, butan. Ngồi ra có thể chưa
một lượng nhỏ olefin như prorylen, butylen.
Được sử dụng cho các lị cơng nghiệp, làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong thay cho xăng, nhiên
liệu dân dụng.

12

3.2 Phân đoạn xăng
Thành phần hóa học

Phân đoạn xăng bao gồm: các hydrocacbon từ C5 ÷ C10 , C11.

Cả ba loại hydrocacbon prafinic, naphtenic, aromatic đều có mặt trong phân đoạn.

Họ dầu parafinic sẽ thu được xăng chưa parafin, còn từ dầu naphtenic sẽ thu được xăng có nhiều các cấu tử vịng no hơn.

Ngồi các hydrocacbon, trong phân đoạn xăng còn chứa các hợp chất lưu huỳnh, nitơ và oxy.

13


3.2 Phân đoạn xăng
Xăng làm nhiên liệu

Động cơ xăng

Xăng máy bay


3.2 Phân đoạn xăng
Các ứng dụng khác của xăng
Xăng làm dung môi
dùng làm dung môi trong công nghiệp sơn, cao su, keo dán ; ngồi ra sử dụng để
trích ly chất béo, trong công nghiệp hương liệu, dược liệu…

Xăng làm nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu
Nguyên liệu tổng hợp hóa dầu cịn gọi là phân đoạn naphta. Từ phân đoạn này người ta sản xuất
được các hydrocacbon thơm khác nhau như benzene, toluene, xylen, etylbenzen.

15


3.3 Phân đoạn kerosen
Phân đoạn này còn được gọi là dầu lửa.
-Nhiệt độ sôi từ 180 đến 250⁰C.
-Bao gốm các hydrocacbon có số cacbon từ C 11 đến C15, C16

Thành phần hóa học
- Trong phân đoạn này, hầu hết là các n-parafin, rất ít iso-parafin. Các hydrocacbon naphtenic và thơm, cịn có mặt các hợp chất hai hoặc
ba vịng, đặc biệt loại naphten và thơm hai vòng chiếm phần lớn.
- Bắt đầu có mặt các hợp chất hydrocacbon có cấu trúc hỗn hợp giữa vòng thơm và vòng naphten như tetralin và đồng đẳng của chúng.
-Các hợp chất chứa S, N, O tăng dần. Lưu huỳnh dạng mercaptan (R-SH) giảm dần, xuất hiện lưu huỳnh dạng sunfua. Các chất nitơ hàm
lượng nhỏ, dạng quinolin, pyrol, indol.

16


3.3 Phân đoạn kerosen

Làm nhiên liệu phản lực (ứng dụng chính)

Dầu hỏa dân dụng

17

3.4 Phân đoạn gasoil nhẹ
Gasoil nhẹ, còn gọi là phân đoạn dầu điêzen.
o
Khoảng nhiệt độ sôi từ 250 đến 350 C, chứa các hydrocacbon từ C16 đến C21.

Thành phần hóa học

-Phần lớn trong phân đoạn này là các n-parafin, izo-parafin cịn hydrocacbon thơm rất ít.

-Hàm lượng các chất chứa S, N, O tăng nhanh. Lưu huỳnh chủ yếu ở dạng disunfua, dị vòng. Các chất chứa oxy (ở dạng axit naphtenic) có nhiều và đạt

cực đại ở phân đoạn này. Ngồi ra cịn có các chất dạng phenol như dimetylphenol. Trong gasoil đã xuất hiện nhựa, song cịn ít, trọng lượng phân tử của

nhựa còn thấp (300 đến 400 đ.v.C).

18


3.4 Phân đoạn gasoil nhẹ
Làm nhiên liệu cho động cơ điêzen

19


3.5 Phân đoạn gasoil nặng (dầu nhờn)
0
Với khoảng sôi từ 350 đến 500 C, phân đoạn này bao gồm các hydro-cacbon từ C21 ÷ C35, hoặc có thể lên tới C40.
Do có phân tử lượng lớn, thành phần hóa học của phân đoạn dầu nhờn rất phức tạp:

•

Các n- và izo-parafin ít, naphten và thơm nhiều

•

Các iso-parafin thường ít hơn n-parafin

•

Các hydrocarbon loại naphten thường chiếm đa số

•

Các hydrocarbon thơm ở phân đoạn này thường là loại có 1,2,3 vịng thơm

•

Hàm lượng các hợp chất của S, N, O tăng mạnh: hơn 50% lượng lưu huỳnh có trong dầu mỏ tập trung ở phân đoạn này, gồm các dạng như disunfua,
thiophen, sunfua vịng…

•

Các chất nitơ thường ở dạng đồng đẳng của pyridin, pyrol và cacbazol

•

Các kim loại nặng như V, Ni, Cu, Pb,…; các chất nhựa, asphanten đều có mặt trong phân đoạn.

20

3.5 Phân đoạn gasoil nặng (dầu nhờn)

21


3.6 Phân đoạn cặn dầu mỏ (cặn gudron)

Thành phần hóa học
o
Gudron là phần còn lại sau khi đã phân tách các phân đoạn kể trên, có nhiệt độ sơi lớn hơn 500 C, gồm các hydrocacbon có số
nguyên tử cacbon lớn hơn C41, giới hạn cuối cùng có thể đến C80.
Thành phần của phân đoạn này rất phức tạp. Có thể chia thành ba nhóm chính sau:

•

Nhóm chất dầu

•

Nhóm chất nhựa (cịn gọi là nhóm malten)

•

Nhóm asphanten

22

3.6 Phân đoạn cặn dầu mỏ (cặn gudron)

Bitum là một loại chất lỏng hữu cơ có độ nhớt cao, màu đen, nhớt nháp. Tan được trong cacbon đisulfua (CS2), benzen, và một số dung môi hữu

cơ khác. Theo nguồn gốc thì bitum có thể chia làm ba loại chính: Bitum dầu mỏ, Bitum đá dầu, Bitum thiên nhiên.

'bitum' thông thường được sử dụng với cả nghĩa như là 'nhựa đường' và 'hắc ín

23


3.6 Phân đoạn cặn dầu mỏ (cặn gudron)
Ứng dụng của phân đoạn cặn gudron

Sản xuất bitum

24


25