tim hieu cong nghe FCC ppt

TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT
BỘ MÔN: LỌC HÓA DẦU
BÀI THU HOẠCH
GIẢNG VIÊN : PHẠM XUÂN NÚI
HỌ VÀ TÊN : TRẦN DANH BÌNH
MSSV : 0964040008
LỚP : K12A-ĐH LỌC HÓA DẦU
ĐỀ TÀI
TÌM HIỂU QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ FCC
Thanh hóa, ngày 05 tháng 8 năm 2012
1
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
Mục lục
Chương I
Các thông số hóa lý kỹ thuật của dầu mỏ
1. Thành phần cất 7
2. Điểm anilin 10
3. Nhiệt độ sôi trung bình (T50) 11
4. Áp suất hơi bão hòa 13
5. Tỷ trọng 15
6. Độ nhớt 17
7. Nhiệt độ chớp cháy 22
8. Nhiệt độ đông đặc 25
9. Điểm vẩn đục 26
10.Các tính chất nhiệt 27
11.Cặn Cacbon 34
12.Tro 35
13.Nước trong dầu mỏ 36
14.Những đại lượng liên quan đến tính ăn mòn và môi trường 37
CHƯƠNG II

Quá trình cracking xúc tác FCC
1.Mục đích 42
2.Nguyên liệu 43
3.Sản phẩm 46
4. Sơ đồ công nghệ 54
5. Đặc điểm 56
6.Cơ chế vận hành 59
2
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU

GIỚI THIỆU CHUNG THÀNH PHẦN DẦU MỎ
Dầu mỏ là là một chất lỏng sánh đặc màu nâu hoặc ngả lục,là
sản phẩm của quá trình phân hủy chậm nhiều xác động thực vật bị
vùi sâu dưới đất,thấm và tích tụ trong đất xốp tạo thành túi dầu
Gồm 3 lớp:
-Lớp khí mỏ dầu ở trên
-Lớp dầu lỏng ở giữa
-Lớp nước mặn ở cuối cùng.
Dầu mỏ là những nguồn hydrocacbon phong phú nhất có
trong thiên nhiên. Dầu mỏ cũng như khí, ngày càng phát hiện được
nhiều và hầu như ở đâu cũng thấy dầu mỏ và khí không nhiều thì
ít. Qua phân tích thành phần hoá học của các loại dầu mỏ khác
nhau người ta nhận thấy không có loại dầu mỏ nào trên thế giới lại
có thành phần giống nhau hoàn toàn cả, mà chúng rất khác nhau và
thay đổi theo trong phạm vi rất rộng. Sự khác nhau rất nhiều về
thành phần dầu mỏ đã là một vấn đề khoa học rất lớn. Có nhiều
cách giải thích khác nhau nhưng nói chung, muốn làm sáng tỏ vấn
đề này cần phải trở về cuội nguồn của nó, nghĩa là phải xem xét
quá trình hình thành và biến đổi của dầu và khí trong lòng đất.
3

TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
Tuy nhiên, cho đến nay cũng chưa có những ý kiến nhận định
nhất trí về nguồn gốc và sự biến đổi tạo thành dầu khí, thậm chí có
nhiều nhà khoa học trong lĩnh vực này còn cho rằng, cho đến khi
con người sử dụng đến giọt dầu cuối cùng trên hành tinh này thì
vấn đề nguồn gốc của dầu khí có thể vẫn chưa được sáng tỏ hoàn
toàn.
Tuy nhiên, ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa
học và công nghệ con người đã chế tạo được nhiều công cụ hiện
đại phục vụ cho công cuộc nghiên cứu như việc ứng dụng các
phương pháp phân tích vật lý hiện đại (sắc ký phổ khối, phổ hồng
ngoại, phổ tử ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân ) kết hợp với
các phương pháp vật lý cổ truyền (chưng cất thường, chưng cất
phân tử, chưng cất đẳng phí, chưng trích ly, kết tinh, trích ly,
khuyếch tán nhiệt ) đã góp phần đáng kể vào việc hiểu biết thêm
nguồn gốc các vật liệu hữu cơ ban đầu tạo thành dầu khí và quá
trình biến đổi chúng. Nhờ kết quả của các công trình nghiên cứu
này mà những nhận định về nguồn gốc tạo thành dầu khí dần dần
được sáng tỏ, việc nghiên cứu và giải thích sự khác nhau về thành
phần của các loại dầu trên thế giới càng được thuận tiện và rõ ràng
hơn.
Nước ta là một trong các Quốc gia có tiềm năng về dầu khí. Cùng
với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp chế biến dầu khí
thế giới, nước ta đang có những bước tiến mạnh mẽ trong ngành
4
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
công nghiệp này. Mặc dù dầu khí mới được phát hiện ở Nước ta từ
những năm 1970 nhưng đến nay chúng ta đã tìm được các mỏ dầu
như mỏ Đại Hùng, Bạch Hổ và hiện đã có các nhà máy chế biến
dầu như nhà máy lọc dầu Dung Quất và hiện đang xây dựng nhà

máy lọc hoá dầu Nghi Sơn dự tính năm 2014 sẽ hoàn thành.
Dầu mỏ là nguồn nguyên liệu có hạn chính vì vậy để sử dụng dầu
mỏ một cách có hiệu quả thì đi đầu phải đòi hỏi kỉ thuật chế biến
dầu sau đó mới đến chính sách và ý thức của con người.Để nâng
cao chất lượng của dầu mỏ trong quá trình sản xuất người ta đã sử
dụng các công nghệ khác nhau đối với những mục đích khác nhau
như công nghệ reforming, công nghệ ankyl hoá, công nghệ
cracking, công nghệ isome hoá…
Xăng thu thu được bằng reforming và các phương pháp khác
không đủ đáp ứng nhu cầu. Một trong những biện pháp quan trọng
nhất để tăng lượng xăng là biến phân đoạn rất nặng VGO, VR,
thành xăng, vì các phân đoạn đó có giá trị kinh tế thấp.
Chính vì vậy trong nhà máy lọc dầu không thể thiếu công nghệ
cracking.
Phân đoạn VGO, đặc biệt là phân đoạn VR, gồm từ những
hydrocacbon và những hợp chất hữu cơ rất lớn, sôi ở nhiệt độ rất
cao ở khoảng 350
°
C, do đó không thể sử dụng trực tiếp cho động
cơ xăng. Muốn biến chúng thành xăng phải phá vở các phân tử lớn
5
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
đó thành các phân tử C
5
– C
10
tức là phải tiến hành phản ứng
cracking:
C
+

20
(trong VGO, VR ) → C
5
– C
10
Có hai phương pháp cracking : Cracking nhiệt và cracking xúc
tác.Cracking nhiệt hiện nay ít được sử dụng vì cho hiệu suất thấp,
cho nhiều sản phẩm phụ không mong muốn đặc biệt là các khí
hydrocacbon C
-
4
. Nhược điểm nữa là tạo ra xăng có chỉ số octan
thấp.
Ngày nay cracking xúc tác thực hiện theo công nghệ tầng giả sôi
với thời gian tiếp xúc rất ngắn giữa hơi nhiên liệu và bột chất xúc
tác. Cracking xúc tác tạo ra hơn 1/3 lượng xăng trên thế giới. Xăng
thu được gọi là xăng cracking hay Crackat.
Crackat có trị số octan khá cao vào khoảng 90 – 95% .Sở dĩ trị số
octan của xăng crckat cao là bởi vì sự có mặt của chất xúc tác đã
tạo ra những hydrocacbon họ iso parafin C
5
– C
10
với trị số octan
cao.Hiệu suất cracking xúc tác tạo xăng cao vào khoảng 50% .
Ngày nay người ta cũng đã dùng cracking xúc tác để sản suất cả
dầu diesel.
6
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
CHƯƠNG I

Các thông số hóa lý kỹ thuật của dầu mỏ.
1. Thành phần cất
Dầu mỏ hay phân đoạn của chúng đều chứa 1 lượng lớn các cấu tử
có nhiệt độ sôi trong khoảng rộng. Vậy thành phần cất là khái niệm
dùng để biểu diễn phần trăm của chất bay hơi trong điều kiện phòng
thí nghiệm theo nhiệt độ hoặc ngược lại nhiệt độ theo phần trăm. Vì
vậy, đặc trưng cho tính chất bay hơi và sôi của 1 phân đoạn dầu mỏ,
thường đánh giá bằng nhiệt độ bắt đầu sôi (t
s,d
) và nhiệt độ kết thúc
sôi (t
s,c
) và nhiệt độ tương ứng với các phần trăm sản phẩm ngưng
tụ khi chưng cất trong dụng cụ chưng cất tiêu chuẩn.
Nhiệt độ sôi đầu: Là nhiệt độ đọc được trên nhiệt kế vào lúc giọt
chất lỏng ngưng tụ đầu tiên chảy ra từ cuối ống ngưng tụ.
Nhiệt độ sôi cuối là nhiệt độ cao nhất đạt được trong quá trình
chưng cất.
7
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
Nhiệt độ sôi (t10%), t50%, t90%, t95%, Là nhiệt độ đọc trên
nhiệt kế tương ứng khi thu được 10%, 50%, 90%, 95% chất lỏng
ngưng tụ trong ống thu.
Đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa phần cất thu được và nhiệt
độ được gọi là đường cong chưng cất. Tuỳ theo thiết bị sử dụng khi
tiến hành chưng cất mà ta có nhiều loại đường cong khác nhau như:
+ đường cong Flash.
+ đường cong ASTM.
+ đường cong điểm sôi thực.
a.Đường cong Flash:

+ Nguyên tắc: Cho biết quan hệ giữa pha hơi và lượng hệ lỏng hơi
ở các nhiệt độ trong thiết bị chưng cất kín, đẳng áp có khă năng
phân giải tương ứng 1 đĩa lý thuyết.
+ Cách tiến hành: Để thiết lập đường cong của 1 phân đoạn ta
dẫn nó vào 1 bình kín, giữ ở áp suất không đổi, nhiệt độ không đổi
trong 1 thời gian đủ lâu, tách pha hơi khỏi pha lỏng, xác định lượng
các pha ta được 1 điểm trên đường Flash. Lập lại thí nghiệm ở các
nhiệt độ khác ta vẽ được đường cong Flash.
b. Đường cong ASTM.
8
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
+ Nguyên tắc: Đường cong ATSM thu được khi tiến hành chưng
cất trong dụng cụ tiêu chuẩn hóa. Đó là 1 thiết bị rất đơn giản được
chế tạo theo 1 kích thước quy định .
• Đường cong ASTM cho phép đánh giá 1 phân đoạn, 1 sản phẩm
dầu mỏ.
+ Cách tiến hành: Đưa lượng chất mẫu vào bình chưng cất 125ml,
ống sinh hàn phải có nhiệt độ: 0 – 1
0
C, ống đong chứa distillat phải
đặt trong môi trường 0 – 4
0
C, thời gian chưng cất cũng được xác
định cụ thể. Nhiệt độ cần được tăng lên với tốc độ nhất định.(xem
hình phía dưới)
9
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
• Chất lỏng được đun nóng nên bay hơi rồi qua bộ phận làm lạnh
để ngưng tụ sau đó chảy vào ống đong và ghi lại nhiệt độ theo phần
trăm thu được trong ống đong.

c. Đường cong điểm sôi thực (TBP).
+ Nguyên tắc:
Cho phép đánh giá được thành phần của các phân đoạn có
nhiệt độ sôi khác nhau.
+ Cách tiến hành:
Tiến hành trưng cất theo tiêu chuẩn ATSM D2892 thiết bị trưng cất
Engler. Trong thiết bị trưng cất này chất lỏng mẫu được đun nóng,
hơi bay qua bộ phận làm lạnh rồi ngưng tụ chảy qua ống đong.
Đây là quá trình chưng cất với khả năng phân chia không triệt để.
Để đảm bảo tốt các quá trình chưng cất người ta sử dụng bộ chưng
cất với độ phân chia nghiêm ngặt hơn, thiết bị chưng cất với số đĩa
lý thuyết 15 – 18 đĩa, chỉ số hồi lưu 5, đường cong thu được có độ
phân chia lớn nên đây là đường cong điểm sôi thực.
2. Điểm anilin
+ Nguyên tắc:
Điểm anilin là nhiệt độ thấp nhất trong điều kiện xác định, anilin
và sản phẩm tương ứng hòa tan vào nhau tạo thành một hỗn hợp
10
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
đồng nhất. Khi thành phần hóa học khác nhau thì giá trị của điểm
anilin khác nhau. Hydrocacbon thơm có điểm anilin thấp hơn so
với các loại hydrocacbon khác rất nhiều (vì hydrocacbon thơm dễ
dàng tan trong anilin hơn). Trong cùng một loại hydrocacbon thì
điểm anilin tăng lên theo trọng lượng phân tử.Phương pháp điểm
anilin thường được sủ dụng để xác định thành phần các
hydrocacbon thơm có trong phân đoạn. hàm lượng hydrocacbon
thơm càng lớn thì điểm anilin càng thấp.
+ Cách xác định :
Điểm anilin thông thường được xác định qua phương pháp thể tích
bằng nhau giữa anilin và sản phẩm. Anilin dùng để xác định phải

không có màu, vừa mới chưng cất. Chỉ dùng phần chưng cất trong
khoảng 10 đến 90%.
3. Nhiệt độ sôi trung bình (T
50
)
+ Nguyên tắc:
• Nhiệt độ sôi trung bình của phân đoạn dầu mỏ xác định theo
đường cong chưng cất. Đối với phân đoạn dầu mỏ thì nhiệt độ sôi
trung bình được xác định từ đường cong chưng cất ATSM. Còn dầu
thô thì được xác định từ đường cong chưng cất TBP. Ở đường
cong chưng cất ATSM hay đường chưng cất Engler thì nhiệt độ
11
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
ứng với 50% sản phẩm chưng cất được xem là nhiệt độ sôi trung
bình thể tích.
+ Cách tiến hành:
• Ở đường cong chưng cất ATSM hay đường chưng cất Engler thì
nhiệt độ ứng với 50% sản phẩm chưng cất được xem là nhiệt độ sôi
trung bình thể tích. Nếu sửdụng đường cong chưng cất Engler với
hệ tọa độkhác: nhiệt độsôi-phần trăm trọng lượng hoặc nhiệt độsôi-
phần trăm mol, thì nhiệt độ ứng với 50% trọng lượng hoặc 50%
mol sản phẩm chưng cất, sẽ là nhiệt độ sôi trung bình trọng lượng,
hoặc nhiệt độ sôi trung bình phân tửcủa phân đoạn. Như vậy có
thểcó rất nhiều giá trị nhiệt độ sôi trung bình của cùng một phân
đoạn dầu mỏ. Thực tế không một giá trịnào trong tất cả 3 loại nhiệt
độ sôi trung bình nói trên là thực, do đó người ta còn đưa ra một
khái niệm nhiệt độ trung bình trung gian được xem là nhiệt độ sôi
trung bình duy nhất của phân đoạn đó.

Trong đó: T

v
là nhiệt độ trung bình theo V
T
m
là nhiệt độ trung bình theo khối lượng
T
N
là nhiệt độ trung bình theo mol
12
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
Thực tế người ta thường chưng cất để thu được đường cong
chưng cất biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và thành phần cất
thể tích. Giá trị nhiệt độ sôi trung bình khác được xác định từ nhiệt
độ trung bình thông qua đồ thị và độ dốc.
Theo Maxwell ta có:

Hoặc ,
Trên trục tung cho biết hiệu số giữa T
v
và T hoặc hiệu số giữa T
m

và T
N
Trên trục hoành là giá trị S phản ánh độ nghiêng của đường cong

=
−
=
60

1070
t
TT
S
O
C%
4. Áp suất hơi bão hòa
+ Nguyên tắc:
Áp suất hơi bảo hoà chính là áp suất hơi mà tại đó thể hơi nằm cân
bằng
với thể lỏng trong một nhiệt độ nhất định.
13
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
Sự sôi của một hydrocacbon hay của một phân đoạn dầu mỏ chỉ
xảy ra khi
áp suất hơi của nó bằng với áp suất hơi của hệ.Đối với các
hydrocacbon riêng lẻ, áp suất hơi của nó chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
và vì vậy ở một áp suất nhất định chỉ có một nhiệt độ sôi tương
ứng.
Đối với một phân đoạn dầu mỏ thì áp suất hơi của nó ngoài sự phụ
thuộc
vào nhiệt độ, còn phụ thuộc vào thành phần các hydrocacbon có áp
suất riêng phần khác nhau, nghĩa là áp suất hơi của phân đoạn mang
tính chất cộng tính của các thành phần trong đó và tuân theo định
luật Raoult:
Ii
XPP
∑
=
(Pi, xi là áp suất riêng phần và nồng độ phần mol của cấu tửi trong

phân đọan).
+ Cách xác định:
Để xác định áp suất hơi bảo hoà thường người ta sửdụng bom
Reid nên áp suất hơi bảo hoà thường gọi là áp suất hơi bảo hoà
Reid (TVR), nó được đo ở 37,8
0
C hay 100
0
F.Cho mẫu đã được làm
lạnh trước vào bình chứa chất lỏng của dụng cụ đo áp suất hơi, sau
đó nối với buồng hóa hơi đã được gia nhiệt trước đến 37,8
0
C trong
14
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
bể ổn nhiệt. Ngâm toàn bộ hệ thống vào bể ổn nhiệt ở nhiệt độ
37,8
0
C cho đến khi áp suất quan sát đuợc trên dụng cụ đo là không
đổi. Đọc chính xác giá trị đo. Giá trị đo này gọi là áp suất hơi Reid.
Như vậy, áp suất hơi bảo hoà đặc trưng cho các phần nhẹ
trong dầu thô cũng như các phân đoạn dầu mỏ. Đối với xăng nhiên
liệu thì giá trị này có ảnh hưởng lớn đến khả năng khởi động của
động cơ, khi giá trị này càng lớn thì động cơ càng dễ khởi động.
Nhưng nếu giá trị này lớn quá thì chúng sẽ gây mất mát vật chất và
dễ tạo ra hiện tượng nút hơi.
5. Tỷ trọng
+ Nguyên tắc:
Tỷ trọng của một chất nào đó là tỷ số giữa khối lượng riêng
của nó với khối lượng riêng của chất chuẩn được đo trong những

điều kiện xác định (nhiệt độ). (đối với chất lỏng chất chuẩn được
chọn là nước còn các chất khí là không khí).
+ Cách xác định:
Thông thường tỷ trọng của lỏng được ký hiệu như sau: d
1
2
t
t
Trong đó: t
1
là nhiệt độ tiến hành đo khối lượng riêng của mẩu.
t
2
là nhiệt độ tiến hành đo khối lượng riêng của nước.
15
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
Thực tế người ta hay sử dụng d
20
4
, d
6,15
6,15
, những con số này là nhiệt
độ tính bằng độ C mà ở đó tiến hành đo khối lượng riêng. d
6,15
6,15
đôi
khi được ký hiệu là S và được gọi là tỷ trọng chuẩn.
Ngoài ra, người ta còn dùng một khái niệm khác để biểu diễn tỷ
trọng đó là độ API (API: American Petroleum Institute), giá trịcủa

nó được xác định thông qua tỷ trọng chuẩn theo công thức sau :
5,131
5,141
6,15
6,15
−=
D
API
Tỷtrọng có tính chất cộng tính về thể tích, có nghĩa tỷ trọng của
một phân đoạn dầu mỏ gồm nhiều thành phần, có thể tính dựa theo
tỷ trọng và nồng độ thể tích cúa chúng trong đó theo kiểu trung
bình như sau:

Trong đó : d: tỷ trọng của phân đoạn có n thành phần
d
1
d
n
: tỷ trọng của các thành phần tương ứng từ1-n
v
1
v
n
: Thể tích của các thành phần tương ứng trong phân
đoạn.
Tỷ trọng của dầu mỏ cho biết dầu nặng hay nhẹ, thông qua đó có
thể ước lượng được sơ bộ hiệu suất thu các sản phẩm trắng của loại
16
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
dầu mỏ đó. Đối với các sản phẩm dầu mỏ thì ý nghĩa của tỷ trọng sẽ

khác nhau. Ở nhiên liệu diesel hoặc nhiện liệu cho động cơ phản
lực thì tỷ trong sẽ liên quan đến khả năng phun nhiên liệu vào
buồng cháy hay ảnh hưởng đến quá trình bay hơi và cháy của nhiên
liệu.
6. Độ nhớt
+ Nguyên tắc:
Độ nhớt là một đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực do ma
sát nội tại sinh ra giữa các phân tử khi chúng có sự chuyển động
trượt lên nhau. Vì vậy, độ nhớt có liên quan đến khả năng thực hiện
các quá trình bơm, vận chuyển chất lỏng trong các hệ đường ống,
khả năng thực hiện các quá trình phun, bay hơi của nhiên liệu trong
buồng cháy, đồng thời nó liên quan đến khả năng bôi trơn của các
phân đoạn khi sử dụng làm dầu nhờn.
Độ nhớt có thể được biểu diễn theo nhiều cách khác nhau:
♦ Độ nhớt tuyệt đối (hay độ nhớt động lực)
♦ Độ nhớt động học.
+ Cách xác định:
• Độ nhớt động lực:
17
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
Độ nhớt động lực được rút ra từphương trình Newton đối với
chất lỏng Newton ở chế độ chảy dòng. Lực ma sát nội tại sinh ra
giữa hai lớp chất lỏng có sự chuyển động tương đối với nhau sẻ tỷ
lệ với diện tích tiếp xúc của hai bề mặt, với tốc độ biến dạng
(không phải là gradient vận tốc). Phương trình được biểu diễn như
sau:

Trong đó µ là hệ số tỷ lệ hay độ nhớt động lực. Từ phương trình
trên ta có:

Từ phương trình này ta thấy độ nhớt động lực là tỷ số giữa
ứng suất cắt (F/S) và tốc độ biến dạng. Trong hệ thống GCS thì độ
nhớt động lực được tính bằng poazơ(P) hay sử dụng ước của nó là
centipoazơ (cP).
• Độ nhớt động học: là tỉ số giữa độ nhớt động lực và trọng
lượng riêng của nó. Trong hệ thống GCS thì đơn vị của độ nhớt
động học được tính bằng S tốc (St), thông thường thì người ta sử
dụng ước của nó là centistốc (cSt):
18
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU


Trong đó : ν- độ nhớt động học, (St)
µ- độ nhớt động lực, (P)
- khối lượng riêng g/cm
3
Độ nhớt thường được xác định trong các nhớt kế mao quản, ở
đây chất lỏng chảy qua các ống mao quản có đường kính khác
nhau, ghi nhận thời gian chảy của chúng qua mao quản, có thể
tính được độ nhớt của chúng. Poaseil đã đưa ra công thức xác định
độ nhớt động lực như sau:
Trong đó : p - áp suất khi chất lỏng chảy qua mao dẫn
r - bán kính mao quản
L - chiều dài mao quản
τ- thời gian chảy của chất lỏng có thể tích V qua mao
quản.
19
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
Khi xác định độ nhớt động học, chất lỏng chảy qua mao quản
dưới áp suất của bản thân trọng lượng của nó, phụ thuộc vào chiều

cao cột chất lỏng (h) và khối lượng riêng của nó (g).
P = g.h
Với g là gia tốc trọng trường .
Từ các phương trình trên ta sẽ có :

Các giá trị h, r, L và V là không đổi đối với từng nhớt kế, vì vậy
tập hợp:
Được xem là hằng số của nhớt kế, nó không phụ thuộc vào
nhiệt độ mà chỉ phụ thuộc vào kích thước hình học của nhớt kế.
Vì vậy, nếu biết được thời gian chảy cùng hằng số của nhớt kế có
thể xác định được độ nhớt động học, và từ đó cũng có thể dễ dàng
xác định được độ nhớt động lực của nó.
Độ nhớt các phân đoạn dầu mỏ tăng theo độ tăng áp suất và
được đặc trưng bằng hệ thức dưới đây :
20
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
Trong đó : μ
p
và μ
0
độ nhớt ở áp suất p và ở áp suất thường.
a - hằng số đối với từng phân đoạn dầu mỏ. Phân đoạn
có độ nhớt càng lớn ở áp suất thường thì độ nhớt chịu ảnh hưởng
của áp suất càng lớn.
Để xác định độ nhớt ở dưới các áp suất cao, có thể sử dụng có thể
sử dụng công thức thực nghiệm của Mapston dưới đây:
Trong đó, v
p
và v
o

: độ nhớt động học ở áp suất p và áp suất
thường, cSt
P : áp suất, atm.
Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, độ nhớt của các phân đoạn dầu
mỏ cũng thay đổi rất nhiều. Valter đã đưa ra hệ thức kinh nghiệm
dưới đây đặc trưng cho môi quan hệ giữa độ nhớt và nhiệt độ đó:
Trong đó ν
p
: độ nhớt động học, cSt.
21
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
T : nhiệt độ tuyệt đối, oK
K, m: hằng số.
Một tính chất quan trọng đáng chú ý của độ nhớt gồm một hỗn
hợp nhiều thành, là tính chất không cộng tính. Khi pha trộn độ
nhớt của hỗn hợp thực tế bao giờ cũng thấp hơn độ nhớt nếu tính
toán bằng cách theo trung bình thể tích của các thành phần hỗn
hợp. Độ nhớt của hỗn hợp gồm hai thành phần có thể tích tính gần
đúng như sau:
Trong đó: v
1
, v
2
: là độ nhớt của các thành phần;
n,m trọng lượng của các thành phần tương ứng.
+ Cách tiến hành :
Bằng cách đo thời gian chảy của một thể tích chất lỏng qua nhớt kế
mao quản thủy tinh đã chuẩn hóa dưới tác dụng của trọng lực ở
nhiệt độ cho trước. Độ nhớt động học là kết quả của thời gian chảy
đo được và hệ số nhớt kế. Độ nhớt động lực học được tính bằng

cách nhân độ nhớt động học với khối lượng riêng của mẫu.
7. Nhiệt độ chớp cháy
22
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
+ Nguyên tắc:
Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất mà ở đó mẫu thử khi
được đun nóng trong điều kiện xác định sẽ bay hơi trộn lẫn với
không khí và có thể vụt cháy rồi tắt ngay như một tia chớp khi ta
đưa ngọn lửa đến gần.( như hình bên dưới )
23
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
Nhiệt độ chớp cháy là một đại lượng đặc trưng cho phần nhẹ chứa
trong các sản phẩm hay trong phân đoạn. Do đó, nhiệt độ chớp
cháy có liên quan đến tính chất an toàn khi vận chuyển, bảo quản.
+ Cách xác định:
Nhiệt độ chớp cháy được xác định trong những dụng cụ tiêu chuẩn,
ở đó phân đoạn dầu mỏ được đốt nóng với vận tốc quy định, bấy
giờ hơi Hidrocacbon thoát ra ngoài tạo thành với không khí xung
quanh 1 hỗn hợp mà đến 1 giới hạn nào đó, nếu đưa 1 ngọn lửa
nhỏ đến gần chúng sẽ phụt cháy rồi tắt dưới dạng 1 ánh chớp.
Nhiệt độ của phân đoạn ứng với thời điểm đó gọi là nhiệt độ chớp
cháy. Có 2 loại nhiệt độ chớp cháy:
• Nhiệt độ chớp cháy cốc kín: Là nhiệt độ khi xác định
trong dụng cụ được đậy kín.
• Nhiệt độ chớp cháy cốc hở: Là nhiệt độ khi xác định trong
dụng cụ hở
Nhiệt độ chớp cháy cốc kín sẽ thấp hơn nhiệt độ chớp cháy cốc hở
và sự chênh lệch giữa hai nhiệt độ này càng lớn nếu nhiệt độ chớp
cháy nói chung của phân đoạn càng cao. Đối với các sản phẩm dầu
mỏ thì nhiệt độ chớt cháy khác nhau. Xăng có nhiệt độ chớp cháy

khoảng -40
O
C, nhiên liệu cho động cơ phản lực có nhiệt độ chớp
cháy trong khoảng 28-60
O
C (trung bình là 40
O
C), diesel có nhiệt độ
24
TRƯỜNG ĐH MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN LỌC HÓA DẦU
chớp cháy trong khoảng 35 – 80
O
C(trung bình là 60
O
C) phân đoạn
dầu nhờn có nhiệt độ chớp cháy 120-325
O
C. Nhiệt độ chớp cháy
của một hỗn hợp nhiều phân đoạn, nhiều thành phần cũng không
mang tính chất cộng tính.
8. Nhiệt độ đông đặc
+ Nguyên tắc:
Nhiệt độ đông đặc là nhiệt độ mà ở đó các phân đoạn dầu mỏ
trong điều kiện thử nghiệm qui định mất hẳn tính linh động. Như
vậy nhiệt độ đông đặc là đại lượng dùng để đặc trưng cho tính linh
động của các phân đoạn dầu mỏ ở nhiệt độ thấp.
+ Cách xác định:
Sự mất tính linh động này có thể vì hạ nhiệt độ thấp, độ nhớt
của phân đoạn dầu mỏ giảm theo và đặc lại dưới dạng các chất thù
hình, đồng thời còn có thể do tạo ra nhiều tinh thể parafin rắn, các

tinh thể này hình thành dưới dạng lưới (khung tinh thể) và những
phần còn lại không kết tinh bị chứa trong các khung tinh thể đó,
nên làm cả hệ thống bị đông đặc lại. Như vậy nhiệt độ đông đặc
phụ thuộc vào thành phần hóa học của phân đoạn và chủ yếu nhất
là phụ thuộc vào hàm lượng parafin rắn ở trong đó.
Nhiệt độ đông đặc của một hỗn hợp nhiều phân đoạn cũng
không mang tính cộng tính. Nói chung, điểm đông đặc của hỗn
25