Báo cáo quá trình chưng cất

Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
Mục lục
Mục lục 1
Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3
1. Khái niệm, mục tiêu, ý nghĩa quá trình chưng cất 3
2. Ý nghĩa 4
2.1. Ý nghĩa sử dụng của phương pháp xác định thành phần cất 4
2.2. Ý nghĩa của việc xác định thành phần cất 5
3. Thành phần của dầu mỏ 6
3.1. Hydrocacbon 6
3.2. Các hợp chất chứa lưu huỳnh 7
3.3. Các hợp chất chứa Nito 7
3.4. Các hợp chất chứa Oxi 7
3.5. Các hợp chất khác có trong dầu thô 7
4. Sơ lược về quá trình chế biến dầu mỏ 8
4.1. Nhập và tàng trữ dầu thô 8
4.2. Quá trình chế biến 8
4.3. Pha trộn, tàng trữ và xuất sản phẩm 9
5. Tầm quan trọng của các sản phẩm dầu mỏ 9
5.1. Giới thiệu về các loại nhiên liệu 9
6. Thuật ngữ 14
6.1. Nhiệt độ sôi đầu( IPB) 14
6.2. Nhiệt độ sôi cuối( FPB) 14
6.3. Nhiệt độ cất 15
1
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
6.4. Thể tích nạp 15
6.5. Sự phân hủy của một hydrocacbon 15
6.6. Lượng giữ động 15
6.7. Hao hụt toàn phần 15

6.8. Phần trăm cặn 15
6.9. Tốc độ thay đổi 15
Phần 2: THÍ NGHIỆM 16
2.1. Chuẩn bị thí nghiệm 16
2.1.3. Các bước tiến hành 17
2.2. Kết quả và nhận xét 19
2.2.1. Xăng 92 19
2.2.2. Xăng 95 21
2.2.2. Kerosene 25
2.2.3. Diesel Oil 27
2.3. Nguyên nhân gây sai số 35
Tài liệu tham khảo 36
2
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
Phần 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1. Khái niệm, mục tiêu, ý nghĩa quá trình chưng cất
Chưng cất là quá trình dùng để tách các cấu tử của một hỗn hợp lỏng cũng như
hỗn hợp khí thành các cấu tử riêng biệt.
Nguyên tắc: dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp (nghĩa
là khi ở cùng một nhiệt độ, áp suất hơi bão hoà của các cấu tử khác nhau).
Sản phẩm:
+ Đỉnh: cấu tử có độ bay hơi lớn – nhiệt độ sôi thấp
+ Đáy: cấu tử có độ bay hơi kém – nhiệt độ sôi cao
Trong tự nhiên, nhiều loại chất lỏng có nhiệt độ sôi ở một điểm cố định, ví vụ
như nước có nhiệt độ sôi ở 100
o
C (ở áp suất khí quyển-1amt), do nước chỉ chứa 1
loại cấu tử.
Xăng động cơ là hỗn hợp của nhiều loại phân tử hydrocacbon khác nhau, chưa

kể một lượng nhỏ các chất phụ gia có trong xăng. Mỗi loại phân tử hydrocacbon
đề có đặc tính hóa lý riêng và nhiệt độ sôi là một trong những đặc tính hóa lý đó.
Các phân tử hydrocacbon khác nhau thì có nhiệt độ sôi khác nhau. Chính vì vậy,
xăng không có nhiệt độ sôi cố định mà sôi ở trong một khoảng nhiệt độ, thường
nằm trong khoảng 30-220
o
C
Để đánh giá nhiệt độ sôi của xăng trong phòng thí nghiệm, người ta tiến hành
chưng cất 100ml xăng và ghi lại giá trị nhiệt độ tại các điểm có nhiệt độ sôi khác
nhau. Khi đó, các phân tử hydrocacbon khác nhau trong xăng sẽ chuển riêng rẽ từ
dạng lỏng sang dạng khí. Vì vậy tính chất sôi và bay hơi của xăng thường được
đánh giá bằng nhiệt độ sôi đầu, nhiệt độ sôi cuối và nhiệt độ sôi tương ứng với %
3
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
thể tích chưng cất được của xăng ngưng tụ trong thiết bị chưng cất và được gọi
chung là thành phần cất.
Dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ không thể dễ dàng phân tách thành các
hydrocacbon riêng biệt, chúng chỉ có thể phân chia ra thành các thành phần nhỏ
hơn gọi là phân đoạn. Trong mỗi phân đoạn gồm một hỗn hợp hydrocacbon đơn
giản.
Ứng với từng phân đoạn ta có thể biết được các sản phẩm thu được và khối
lượng của chúng.
2. Ý nghĩa
2.1. Ý nghĩa sử dụng của phương pháp xác định thành phần cất
+ Phương pháp cơ bản xác định dải sôi của sản phẩm dầu mỏ bằng việc
thực hiện một đợt chưng cất đơn giản đã được sử dụng từ lâu trong ngành công
nghiệp dầu mỏ. phương pháp đã được áp dụng một thơi gian dài nên có môt 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 (tính bay hơi) của hydrocacbon thường có ảnh
hưởng quan trọng đến sự an toàn và tính năng sử dụng của chúng đặc biết 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 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 ôtô và
xăng máy bay, ảnh hưởng đến sự khởi động máy, làm nóng máy và xu hướng tạo
nút hơi ở nhiệt độ vận hành cao hoặc độ cao lớn, hoặc cả hai. Sự có mặt của các
4
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
thành phần có điểm sôi cao trong các loại nhiên liệu có thể ảnh hưởng đáng kể đến
sự tạo thành cặn cháy cứng.
+ Tính bay hơi ảnh hưởng đến sự bay hơi, tính chất này là một yếu tố quan
trọng khi sử dụng các dung môi, đặc biệt là những dung môi pha sơn.
+ Thông thường trong các tiêu chuẩn chất lượng, hợp đông mua bán, quy trình
lọc dầu, kiểm tra và các quy định về sự phù hợp đều quy định các giới hạn chưng
cất.
2.2. Ý nghĩa của việc xác định thành phần cất
Ngoài việc đánh giá thành phần hoá học của xăng thì thành phần cất còn có ý
nghĩa rất quan trọng đối với xăng nhiên liệu bởi các giá trị của nó ảnh hưởng trực
tiếplên khả năng khởi động, khả năng tăng tốc và cả khả năng cháy hoà toàn trong
buồng cháy.
Ảnh hưởng đến khả năng khởi động
Xăng cho động cơ phải có một độ bay hơi nhất định để cho động cơ có thể
khởi động được ở nhiệt độ thấp. Qua nghiên cứu thực tế cho thấy khả năng
khởi động của động cơ ở nhiệt độ thấp phụ thuộc vào nhiệt độ sôi đầu, nhiệt độ
sôi 10%, 20%, 30%. Khi những giá trị này càng thấp thì động cơ càng dễ khởi
động, nhưng nếu chúng thấp quá thì xăng bay hơi quá nhiều do đó dễ gây ra

hiện tượng nút hơi làm thay đổi thành phần của xăng được nạp vào xylanh ở
một số chu kỳ nào đó gây ra hiện tượng thiếu hụt xăng cung cấp cho động cơ,
điều này thường dẫn đến quá trình cháy không hoàn toàn và tạo ra nhiều chất
độc hại trong khói thải làm ô nhiễm môi trường. Ngoài ra quá trình bay hơi lớn
sẻ gây mất mát vật chất và cũng gây ô nhiễm. Ngược lại khi những giá trị quá
lớn nghĩa là xăng khó bay hơi thì động cơ rất khó khởi động khi đang ở
nhiệt độ thấp.
5
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
Ảnh hưởng lên khả năng tăng tốc
Khi chuyển từ chế độ chậm sang chế độ nhanh, động cơ đòi hỏi lượng xăng
nạp vào phải đủ lớn và bay hơi nhanh để bảo đảm cho quá trình cháy cung cấp
nhiệt. Độ bay hơi này phụ thuộc vào nhiệt độ sôi đầu đến nhiệt độ sôi t
50%
,
t
60%
,
Cũng tương tự như trên, khi những nhiệt độ sôi này càng nhỏ thì độ bay hơi
càng tốt tạo điều kiện tốt cho quá trình cháy tốt. Ngược lại khi những giá trị này
lớn thì quá trình hoá hơi không tốt do đó dễ dẫn đến quá trình cháy không hoàn
toàn tạo ra nhiều chất độc hại trong khói thải gây ô nhiễm môi trường.
Ảnh hưởng đến khả năng cháy hết
Nhiệt độ sôi cuối và những nhiệt độ sôi 90%, 95% của xăng phải được giới
hạn nhất định để bảo đảm quá trình cháy tốt. Nếu những giá trị này lớn quá thì
quá trình cháy sẽ không hoàn toàn. Phần nhiên liệu không cháy hết có thể bị phân
huỷ trong điều kiện nhiệt độ cao làm tăng nồng độ chất độc hại trong khói thải
hoặc chúng tồn tại ở trạng thái lỏng và đọng lại trên thành xy lanh làm loảng
màng dầu bôi trơn gây ra hiện tượng mài mòn, sau đó chúng được xecmăng đưa

xuống carter chứa dầu và làm bẩn dầu bôi trơn.
3. Thành phần của dầu mỏ
3.1. Hydrocacbon
Ít nhất lượng các hợp chất hydrocacbon lớn hơn 50% thể tích, còn nhiều nhất
đạt tớ 97-98% thể tích. Các hợp chất hydrocacbon luôn có trong dầu mỏ được chia
thành 5 loại sau:
-
Parafin có cấu trúc mạch thẳng chiếm 25-30% thể tích
-
Parafin có cấu trúc mạch nhánh chiếm 10-15% thể tích
6
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
-
Parafin có cấu trúc mạch vòng chiếm 30-60% thể tích
-
Aromatic chiếm 5-10% thể tích
-
Hydrocacbon hỗn hợp (naphten-thơm) >10% thể tích
3.2. Các hợp chất chứa lưu huỳnh
Chiếm từ nhỏ hơn 0.3 đến lớn hơn 0.8% thể tích (có loại hơn 13% thể tích),
bao gồm 2 nhóm chính: mecaptan, sunfure.
3.3. Các hợp chất chứa Nito
Chiếm từ nhỏ hơn 0.01 đến 1.7% thể tích, bao gồm 3 nhóm chinhsL notro,
amin, cianua.
3.4. Các hợp chất chứa Oxi
Chiếm từ nhỏ hơn 0.05 đến 3.6% thể tích bao gồm 8 nhóm: Ancol, phenol,
andehyt, xeton, ete, este, anhydrite, axit.
3.5. Các hợp chất khác có trong dầu thô
Ngoài các thành phần chủ yếu là nên thành phần dầu thô như đã nêu ở trên,

dầu thô từ mỏ khai thác lên còn chứa 1 lượng nhỏ các nhóm chất sau đây:
-
Các khí hydro nhẹ từ C
1
đến C
5
và khí vô cơ như H
2
S, CO
2
, He.
-
Nước và các nhũ tương nước-dầu, dầu-nước.
-
Các chất dầu nhựa, asphanten.
-
Các chất phức cơ kim của V, Ni, Fe, Cu… từ vài phần vạn đến vafp hần
triệu.
-
Các chất bẩn cơ học: cát, đá, sạn.
7
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
4. Sơ lược về quá trình chế biến dầu mỏ.
4.1. Nhập và tàng trữ dầu thô
Công việc đầu tiên của nhà máy lọc dầu là nhập dầu thô, tàng trữ trước khi chế
biến. Phần lớn các nhà máy lọc dầu đuợc xây dựng gần biển, do vậy, phương tiện
vận chyển dầu thô chủ yếu là sử dụng tàu dầu.
Dầu thô nhập từ tàu dầu được tàng trữ tại khu bể chứa. Các bể chứa dầu thô
ngoài chức năng dự trữ nguyên liệu còn có nhiệm vụ tách một phẫn nước lẫn

trong dầu. Công suất chứa khu bể chứa dầu thô được thiết kế để đủ khả năng chứa
được lượng dầu của tàu dầu lớn nhất cộng thêm một số ngày dự trữ vận hành thích
hợp. Với các nhà máy đặt sâu trong đất liền gần má dầu hoặc tuyến ống dẫn dầu
thì dầu thô được nhập trực tiếp từ tuyến ống dẫn dầu.
4.2. Quá trình chế biến.
Dầu thô sau khi được ổn định và tách sơ bộ nước trong khu bể chứa được đưa
đi chế biến. Để nhận được các sản phẩm theo yêu cầu của thị trường, dầu thô phải
trải qua hàng loạt các công đoạn chế biến và xử lý. Công đoạn đầu tiên là tách dầu
thô thành các phân đoạn, dầu thô được đưa tới phân xưởng chưng cất ở áp suất khí
quyển. Tại tháp chưng cất này, dầu thô được tách thành các phân đoạn khác nhau
và sau đó đưa tới các phân xưởng chế biến tiếp theo như: chưng cất chân không,
cracking xúc tác cặn, phân xưởng reforming, phân xưởng đồng phân hóa Naphtha
nhẹ, alkyle hóa.
Thông thường, dầu thô qua phân xưởng chưng cất ở áp suất thường được phân
tách thành các phân đoạn chính: LPG, Naphtha nhẹ, Naphtha nặng, Kerosene,
phân đoạn diesel nhẹ (Light Gas Oil), phân đoạn diesel nặng (Heavy Gas Oil) và
phân đoạn cặn chưng cất khí quyển. Trong đó, một số phân đoạn được coi là sản
phẩm hoặc là cấu tử pha trộn (phân đoạn Kerosene, Naphtha nhẹ, phân đoạn dầu
8
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
diesel nhẹ và phân đoạn dầu Diesel nặng) mà không cần đưa đi chế biến tiếp ngoại
trừ việc đưa qua các thiết bị xử lý để loại bá tạp chất (như lưu hùynh, ni-tơ, ).
Các phân đoạn khác thường được đem chế biến tiếp để thu được các sản phẩm có
giá trị cao hơn.
4.3. Pha trộn, tàng trữ và xuất sản phẩm
Khâu cuối cùng trong toàn bộ chu trình hoạt động của nhà máy là pha trộn,
tàng trữ và xuất sản phẩm.
5. Tầm quan trọng của các sản phẩm dầu mỏ
Dầu mỏ là một trong những nhiên liệu quan trọng nhất của xã hội hiện, là

nhiên liệu của tất cả các phương tiện giao thông vận tải. . . .Hơn nữa, dầu cũng
được sử dụng trong công nghiệp hóa dầu để sản xuất các chất dẻo (plastic) và
nhiều sản phẩm khác. Vì thế dầu thường được ví như là "vàng đen".
Dầu mỏ cũng là nguyên nhân dẫn đến những mâu thuẫn chính trị, tranh giành
quyền ảnh hưởng.
5.1. Giới thiệu về các loại nhiên liệu
a. Nhiên liệu cho động cơ xăng
Nhiên liệu dùng cho động cơ xăng được gọi là xăng, đây là một hỗn hợp
chứa nhiều các hợp chất khác nhau. Khi nghiên cứu về thành phần hoá học
của dầu mỏ, phân đoạn dầu mỏ nói chung hay của xăng thương phẩm nói
riêng người ta thường chia thành phần của nó thành hai nhóm chất chủ yếu đó
là các hợp chất hydrocacbon và các hợp chất phi hydrocacbon (tham khảo thêm
bảng 1).
Bảng 1: Sự phân bố các cấu tử theo số nguyên tử cacbon và theo họ
hydrocacbon của một loại xăng thường thương phẩm.
9
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
Số nguyên
tử cacbon
Thành phần tính theo khối lượng
N-
Parafin
Isoparafin Naphten Olefin Aromatic Hợp
chất
chứa oxy
%
Tổng
4
5

6
7
5.14
1.26
0.64
0.65
0.3
7.84
6.34
3.22
0
0
1.19
1.05
1.49
10.11
5.07
1.56
0
0
1.23
8.11
0
0.5
3
0
6.93
19.71
17.47
14.59

Tổng 8.29 31.1 2.92 35.49 18.66 3.5 99.96
*Các cấu tử không xác định chiếm 0.04%
*Các giá trị được cung cấp bởi IFP
Nhiên liệu cho động cơ xăng là một sản phẩm quan trọng của nhà máy lọc
dầu, nó đã trở thành một mặt hàng quen thuộc trong đời sống sinh hoạt hàng
ngày của con người cũng như hoạt động sản xuất trong công nghiệp.
Cùng với sự gia tăng về số lượng động cơ xăng, nhu cầu về xăng nhiên liệu
10
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
ngày càng tăng nhanh, điều này đã mang đến cho các nhà sản xuất nhiên liệu những
cơ hội và cả những thách thức mới, bởi trong thực tế, bên cạnh những lợi ích mà
động cơ này mang lại cho con người thì đồng thời nó cũng thải ra môi trường
một lượng lớn các chất độc hại làm ảnh hưởng đến sức khoẻ và cả môi trường sinh
thái.
Vì vậy xăng thương phẩm bắt buộc phải bảo đảm được các yêu cầu
không những liên quan đến quá trình cháy trong động cơ, hiệu suất nhiệt mà
còn phải bảo đảm các yêu cầu về bảo vệ môi trường.
Thông thường xăng thương phẩm cần đạt được các yêu cầu cơ bản như sau:
- Khởi động tốt khi đang ở nhiệt độ thấp.
- Động cơ hoạt động không bị kích nổ.
- Không kết tủa, tạo băng trong bình chứa và cả trong bộ chế hoà khí.
- Không tạo nút hơi trong hệ thống cung cấp nhiên liệu.
- Dầu bôi trơn bị pha loãng bởi xăng là ít nhất.
- Trị số octan ít bị thay đổi khi thay đổi tốc độ động cơ.
- Các chất độc hại thải ra môi trường càng ít càng tốt.
Xăng nhiên liệu thu nhận được trong các nhà máy lọc dầu, ban đầu chỉ từ
phân xưởng chưng cất khí quyển, tuy nhiên hiệu suất thu xăng từ quá trình này
rất thấp chỉ vào khoảng 15% khối lượng dầu thô ban đầu.
Khi nhu cầu về xăng tăng lên thì phân đoạn này không đủ để cung cấp cho

các nhu cầu thực tế, vì vậy bắt buộc con người phải chế biến các phần thu khác
nhằm thu hồi xăng với hiệu suất cao hơn, điều này đã làm xuất hiện các phân
xưởng khác như phân xưởng crắckinh, alkyl hoá . . .
Ngoài lý do vừa nêu ở trên thì do yêu cầu về hiệu suất của động cơ ngày càng
11
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
tăng và chất lượng xăng ngày càng cao nên các nhà sản xuất nhiên liệu phải đưa
ra nhiều quá trình sản xuất khác nhằm đảm bảo các yêu cầu của xăng thương phẩm.
Thực tế trong các nhà máy lọc dầu hiện nay xăng thương phẩm được phối trộn từ
những nguồn sau:
- Xăng của quá trình FCC
- Reformat
- Xăng chưng cất trực tiếp
-
Xăng của quá trình isomer hoá
-
Alkylat
-
Xăng của quá trình giảm nhớt, cốc hoá, các quá trình xử lý bằng hydro
-
Xăng thu được từ các quá trình tổng hợp như Methanol, Ethanol, MBTE.
Nói chung hai loại đầu tiên là các nguồn chính để phôi trộn, phần còn lại
phụ thuộc vào yêu cầu về chất lượng của xăng và yêu cầu của từng Quốc gia
mà nguồn nguyên liệu và hàm lượng của nó được chọn khác nhau.
b. Nhiên liệu Kerosen
Dầu hỏa dân dụng (KO – Kerosene Oil) gồm các loại dầu đốt chủ yếu dùng
trong sinh hoạt hàng ngày, đôi khi được dùng làm chất hòa tan trong công nghiệp
sản xuất vải dầu.
Dầu hỏa có khoảng nhiệt độ sôi thường từ 150 – 300 0C. Ngoài ra, loại nặng

hơn có thể có nhiệt độ sôi từ 250 – 3500C, loại này thường dùng cho loại đèn dầu
đặc biệt như đèn tín hiệu đường sắt, đèn hải đăng, đèn thắp sáng cho những loại
tàu nhỏ.
Dầu hỏa dân dụng phải đáp ứng được những tiêu chuẩn quy định như thành
12
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
phần cất, màu sắc, chiều cao ngọn lửa không khói, nhiệt độ bắt cháy, điểm đông
đặc, hàm lượng lưu huỳnh, …
Dầu hỏa có thể qua pha chế từ nhiều nguồn khac nhau để tạo thanh nhiên liệu
phản lực. Nhiên liệu cho động cơ phản lực là một loại nhiên liệu được sử dụng
cho các động cơ trên máy bay phản lực, loại động cơ này làm việc trong điều
kiện rất đặc biệt (nhiệt độ và áp suất môi trường thấp, ở độ cao lớn). Vì vậy
nhiên liệu cho nó đòi hỏi một sự khắt khe nhất trong tất cả các loại phương tiện
giao thông.
Quá trình cháy trong động cơ phản lực là một quá trình cháy đặc biệt
trong dòng khí xoáy có tốc độ lớn và động cơ làm việc trong điều kiện nhiệt độ
và áp suất môi trường thấp. Vì vậy để đảm bảo cho hoạt động của động cơ được
ổn định thì nhiên liệu phải đạt được những tính chất sau:
• Những tính chất liên quan đến quá trình cháy
• Những tính chất liên quan đến điều kiện làm việc ở độ cao lớn
• Những tính chất liên quan đến quá trình bao quản và phân phối cho động
cơ.
Cụ thể nhiên liệu phải đảm bảo các yêu cầu chính sau đây:
• Có khả năng bắt cháy tốt và không bị tắt trong dòng khí cháy
• Tốc độ cháy lớn, cháy điều hoà
• Cháy hoàn toàn và ít tạo cặn
• Nhiệt cháy lớn (trên 10200 kcal/kg)
• Nhiệt độ đông đặc thấp
c. Nhiên liệu Diesel

13
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
Nhiên liệu Diesel là một loại nhiên liệu lỏng, nặng hơn dầu hỏa và
xăng, sử dụng cho động cơ Diesel (đường bộ, đường sắt, đường thủy) và
một phần được sử dụng cho các loại máy móc công nghiệp như tuabin khí, máy
phát điện, máy móc xây dựng . . .
Trong nhà máy lọc dầu thì nhiên liệu Diesel được lấy chủ yếu từ phân
đoạn gasoil của quá trình chưng cất dầu mỏ. Đây chính là phân đoạn thích hợp
nhất để sản xuất nhiên liệu Diesel mà không cần phải áp dụng những quá trình
biến đổi hóa học. Tuy nhiên, để đảm bảo về số lượng ngày càng tăng của
nhiên liệu Diesel và việc sử dụng một cách có hiệu quả các sản phẩm trong nhà
máy lọc dầu thì thực tế nhiên liệu Diesel luôn được phối liệu từ các nguồn
khác như : Phân đoạn gasoil của quá trình hydrocracacking, phân đoạn gasoil
từ quá trình FCC, các sản phẩm của quá trình oligome hóa, dime hóa, trime
hóa, giảm nhớt, HDS
6. Thuật ngữ
6.1. Nhiệt độ sôi đầu( IPB)
Khi tiến hành gia nhiệt 100ml mẫu xăng trong thiết bị chưng cất tiêu chuẩn, nhiệt
độ tại đó giọt nhiên liệu đầu tiên ngưng tụ và rơi trong ống hứng gọi là nhiệt độ
sôi đầu.
Nhiệt độ sôi đầu ảnh hưởng đến khả năng khởi động của động cơ và khả năng tạo
nút hơi.
6.2. Nhiệt độ sôi cuối( FPB)
Là nhiệt độ cao nhất ghi được trên nhiệt kế khi toàn bộ chất lỏng trong bình chưng
cất đã bay hơi gần hết. Nhiệt độ sôi cuối được dùng để đánh giá mức độ tạo cặn
trong buồng đốt.
14
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng

6.3. Nhiệt độ cất
Nhiệt độ cất của xăng biểu thị mối quan hệ giữa nhiệt độ sôi của nó tại các tỷ lệ
phần trăm lấy ra khác nhau.
+ Nhiệt độ sôi đầu và 10% thể tích đặc trưng cho tính dễ khởi động, tạo nút hơi
và hao hụt xăng.
+ Nhiệt độ sôi 50% biểu thị tính năng thay đổi tốc độ của máy nhờ nhiên liệu
+ Nhiệt độ sôi 90% và sôi cuối biểu thị mức độ bay hơi hoàn toàn của nhiên liệu.
6.4. Thể tích nạp
Là thể tích của 100ml mẫu thử được đưa vào bình cất ở nhiệt độ quy định.
6.5. Sự phân hủy của một hydrocacbon
Là sự nhiệt phân hoặc quá trình cracking của một phân tử tạo ra các phân tử nhỏ
hơn có điểm sôi thấp hơn với phân tử ban đầu.
6.6. Lượng giữ động
Là một lượng nhiên liệu tồn tại ở cổ bình, nhánh bình và ống ngưng trong suốt
quá trình chưng cất.
6.7. Hao hụt toàn phần
Là tổng các hao hụt trong quá trinh làm thí nghiệm.
6.8. Phần trăm cặn
Là thể tích cặn trong bình cất đo được khi điều chỉnh việc cấp nhiệt sao cho
khoảng thời gian giữa lần cấp nhiệt đầu tiên và điêm sôi đầu phù hợp cới quy định
từ 5-10 phút( đối với nhiên liệu xăng).
6.9. Tốc độ thay đổi
Là sự thay đổi trong số đọc nhiệt độ theo phần trăm bay hơi.
15
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
Phần 2: THÍ NGHIỆM
2.1. Chuẩn bị thí nghiệm
2.1.1. Dụng cụ và thiết bị
• Dụng cụ:

+ 2 nhiệt kế từ 0 đến 400
o
c
+ Ống lường 10ml và 100ml
+ Các nút vặn cao su
+ Bình cầu có nhánh
+ Ca nhựa 3000ml và cốc thủy tinh 1000ml
+ Kẹp để gắp bình cầu có nhánh
+ Tấm đở bình cất
+ Stop watch
+ Bình định mức
+ Phễu thủy tinh
+ Bình tam giác
+ Quả bóp cao su, pipet
• Thiết bị:
+ Hệ thống thiết bị chưng cất
+ Thiết bị làm đá hoặc tủ lạnh
+ Thiết bị định tâm đầu dò nhiệt độ
2.1.2. Lấy mẫu, bảo quản và chuẩn bị các điều kiện cho mẫu
a. Lấy mẫu
Lấy mẫu theo đúng quy định trong từng trường hợp cụ thể, có thể bảo quản mẩu
dưới 20
0
c.
Nhóm 1 lấy mẫu theo quy định ở nhiệt độ dưới 10
0
c.
Nhóm 2,3 và 4 lấy mẫu ở nhiệt độ môi trường. Xong khi lấy mẫu đóng kín ngay
bình mẫu.
b. Bảo quản mẫu

Nhóm 1 và 2 bảo quản mẫu trong tủ lạnh ở nhiệt độ dưới 10
0
c.
Nhóm 3 và 4 bảo quản mẫu ở nhệt độ môi trường hoặc thấp hơn.
c. Luyện mẫu trước khi phân tích
Trước khi mở bình chứa mẫu phải đưa mẫu về nhiệt độ như quy định.
Nhóm 1 và 2 phải đưa mẫu về nhệt độ dưới 10
0
C.
Nhóm 3 và 4 nếu ở nhiệt độ môi trường mà mẫu không ở dạng lỏng thì phải gia
nhiệt đến nhiệt độ từ 9
0
c đến 21
0
c.
16
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
2.1.3. Các bước tiến hành
• Cho đá vào thiết bị làm lạnh sao cho nước phải ngập ống sinh hàn, đậy nắp
lại.
• Cho ống đong vào cốc thủy tinh rồi bỏ đá và nước vào cốc để làm lạnh sản
phẩm
• Gắn nhiệt kế vào nút cao su rồi lắp vào thiết bị làm lạnh để theo giỏi nhệt
độ làm lạnh.
• Lấy mẫu cho vào bình định mức 100ml, đậy nắp lại.
• Gắn nhiệt kế còn lại vào thiết bị định tâm đầu dò nhiệt độ.
• Dùng phểu thủy tinh để rót mẫu từ bình định mức sang bình cầu có nhánh,
sau đó gắn nhiệt kế vào bình cầu, nhiệt kế được gắn sao cho mép trên của
bầu thủy ngân phải trùng với mép dưới của nhánh bình cầu, trục của nhiệt

kế trùng với trục của cổ bình.
• Hạ tấm đở rồi đưa bình cất vào thiết bị gia nhiệt, lắp vòi bình cầu vào ống
sinh hàn qua một nút cao su, đầu vòi ngập sâu vào ống sinh hàn 25-40mm
nhưng không chạm vào thành ông sinh hàn.
• Đặt ống lường vào dưới đầu ống sinh hàn sao cho đuôi ống sinh hàn ngập
vào ống lường dưới 25mm nhưng không được chạm vào thành ống lường.
Cắm phích điện vào ổ điện, cấp nhiệt bằng cách bật nút màu xanh phía trái đèn
heating sẽ sáng lên. Đều chỉnh tốc độ gia nhiệt băng nút vặn.
Quá trình gia nhiệt phải điều chỉnh sao cho thời gian từ lúc bắt đầu gia nhiệt
đến lúc có giọt chất lỏng đầu tiên ở cuối đuôi ống sinh hàn như sau:
 Xăng và gliroin: 5-10 phút.
 Nhiên liệu phản lực, diezel nhẹ và dầu hỏa: 10-15 phút.
Tốc độ chưng tiến hành sao cho 20-25 giọt trong 10 giây, nghĩa là 4-5ml/phút.
Ghi lại nhiệt độ ứng với các các thể tích sản phẩm trong ống lường đạt được
10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 95%, 98% theo thể tích. Sau khi chưng cất được
90% sản phẩm điều chỉnh việc gia nhiệt sao cho từ lúc chưng được 90% sản phẩm
đến kết thúc việc chưng là 3-5 phút. Ghi lại nhiệt độ sôi cuối.
17
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
Sau khi ngừng gia nhiệt 5-10 phút , ghi lại phần trăm thể tích trong ống lường.
Phần cặn còn lại trong bình cầu rót vào ống lường 10ml rồi đọc thể tích. Xác định
lượng mất mát của quá trình chưng cất.
18
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
2.2. Kết quả và nhận xét
2.2.1. Xăng 92
Nhiệt độ
làm lạnh

(
o
C)
Nhiệt độ
sôi đầu
(
o
C)
Nhiệt
độ sôi
cuối
(
o
C)
Tốc độ
gia
nhiệt
Tốc độ nhỏ
giọt
Phần
trăm thu
hồi (%)
Phần
trăm
cặn (%)
Phần
trăm mất
mát (%)
0 46 197 1.7
23giọt/10s

(~4.6ml/1p)
97 1.5 1.5
Nhiệt độ sôi tương ứng với % thể tích như sau
Phần trăm
thể tích (%)
10 20 30 40 50 60 70 80 90 95
Nhiệt độ
(
o
C)
69 78 86 94 97.5 116 128 146.5 170 186
Hình 1: Đồ thị thể hiện đường cong chưng cất của xăng 92
19
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
Nhận xét :
Thành phần hoá học chính của xăng là các hydrocacbon có số nguyên tử từ
C
4
÷ C
10
thậm chí có cả các hydrocacbon nặng hơn như C
11
, C
12
và cả C
13
(xem bảng
1). Ngoài ra trong thành phần hoá học của xăng còn chứa một hàm lượng nhỏ các
hợp chất phi hydrocacbon của lưu huỳnh, nitơ và oxy.

Như ta đã biết
- Phân tử khối càng lớn, nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy càng cao
- Độ phân nhánh càng cao, nhiệt độ sôi giảm (vì giảm sự tiếp xúc gữa các
phân tử)
Mà, trong thành phần hydrocacbon của xăng gồm có: họ parafinic, họ
naphtanic, họ Aromatic và Olefin.
Vậy, các Parafinic và Olefin C
4,5
sẽ sôi trước (vì các Naphtanic và Aromatic
phần lớn là dạng 5,6 cạnh) và cho ta nhiệt độ sôi đầu ở 46
0
C. Càng về sau, thành
phần nặng càng nhiều (C
12,13
) dẫn đến khó bay hơi.
Trên đồ thị, ở 50%V đường cong chưng cất không tuyến tính, có thể do người
thao tác, thiết bị chưa đảm bảo nên dẫn đến sai số.
20
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
2.2.2. Xăng 95
Nhiệt độ
làm lạnh
(
o
C)
Nhiệt độ
sôi đầu
(
o

C)
Nhiệt độ
sôi cuối
(
o
C)
Tốc độ
gia
nhiệt
Tốc độ nhỏ
giọt
Phần
trăm
thu hồi
(%)
Phần
trăm
cặn
(%)
Phần
trăm
mất mát
(%)
6 38 181 1.7
22giọt/10s
(~4.4ml/1p)
97.8 1.55 0.65
Nhiệt độ sôi tương ứng với % thể tích như sau
Phần trăm
thể tích (%)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 95
Nhiệt độ
(
o
C)
64 70 77 87 103.5 117 131 144 158 170
Hình 2: Đồ thị thể hiện đường cong chưng cất của xăng 95
21
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
Nhận xét:
Cũng như xăng 92, thành phần của xăng 95 chủ yếu là các hydrocacbon từ C
4
đến C
13
. Vì chỉ số octane cao, một cách tổng quát là chất lượng tốt hơn nên chứa
nhiều cấu tử nhẹ hơn. Do vậy, nhiệt độ sôi đầu, cuối đều thấp hơn xăng 92.
Kết quả thể hiện trên đồ thị cũng phù hợp với tiêu chuẩn xăng không chì của
Việt Nam (bảng 2)
Bảng 2: Tiêu chuẩn Việt Nam về xăng ôô không chì (TCVN 6776 : 2005)
(Tiêu chuẩn TCVN 6776:2005 dành cho xăng không chì được áp dụng bắt đầu từ
ngày 01/01/2007. Đây là bộ tiêu chuẩn được xem là thân thiện với môi trường
cũng như hướng đến lộ trình dần dần đáp ứng các yêu cầu quốc tế về khí thải của
động cơ liên quan đến an toàn môi trường và sức khỏe cộng động)
Tên chỉ tiêu
Xăng không chì
Phương pháp thử
RON
90
RON

92
RON
95
1. Trị số ốc tan, min.
- theo phương pháp nghiên cứu
(RON).
- theo phương pháp môtơ (MON).
90
79
92
81
95
84
TCVN 2703:2002
(ASTM D2699) ASTM
D2700
2. Hàm lượng chì, g/l, max. 0,013
TCVN 7143:2002
(ASTM D3237)
3. Thành phần cất phân đoạn:
- điểm sôi đầu, 0C.
- 10% thể tích, 0C, max.
- 50% thể tích, 0C, max.
- 90% thể tích, 0C, max.
Báo cáo
70
120
190
TCVN 2698:2002
(ASTM D86)

22
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
- điểm sôi cuối, 0C, max.
- cặn cuối, % thể tích, max.
215
2,0
4. Ăn mòn mảnh đồng ở
50 0C/3giờ, max.
Loại 1
TCVN 2694:2000
(ASTM D130)
5. Hàm lượng nhựa thực tế (đã rửa
dung môi), mg/100 ml, max.
5
TCVN 6593:2000
(ASTM D381)
6. Độ ổn định ôxy hóa, phút, min. 480
TCVN 6778:2000
(ASTM D525)
7. Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg,
max.
500
TCVN 6701:2000
(ASTM D2622) / ATSM D
5453
8. Áp suất hơi (Reid) ở 37,80C,
kPa.
43 - 75
TCVN 7023:2002

(ASTM D4953) / ASTM
D5191
9. Hàm lượng benzen, % thể tích,
max.
2,5
TCVN 6703:2000
(ASTM D3606) / ASTM
D4420
10.Hydrocacbon thơm, % thể tích,
max.
40
TCVN 7330:2003 (ASTM
D1319)
11.Olefin, % thể tích, max. 38
TCVN 7330:2003 (ASTM
D1319)
12.Hàm lượng oxy, % khối lượng,
max.
2,7 TCVN 7332:2003 (ASTM
D4815)
13.Khối lượng riêng (ở 150C),
kg/m3.
Báo cáo
TCVN 6594:2000
(ASTM D1298) / ASTM D
4052
14.Hàm lượng kim loại
(Fe,Mn),mg/l, max
5
TCVN 7331:2003 (ASTM

D3831)
23
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
15.Ngoại quan
Trong, không có tạp
chất lơ lửng
ASTM D 4176
RON: Reseach Octane Number.
MON: Motor Octane Number, chỉ áp dụng khi có yêu cầu.
• So sánh 2 loại nhiên liệu.
Hình 3: Đồ thị so sánh đường cong chưng cất của xăng 92 và xăng 95
Nhận xét :
Như ta đã thấy trên đồ thị, thành phần hóa học của xăng 92 chứa nhiều
cấu tử nặng hơn xăng 95, do vậy, nhiệt độ sôi đầu cũng như nhiệt độ sôi cuối cao
hơn. Đúng ra thì ở nhiệt độ sôi 50% thì của xăng 92 cũng cao hơn xăng 92, nhưng
vì đây là 2 xăng thương phẩm được mua ở 2 của hàng khác nhau và cách bảo quản
là không giống nhau nên có thể có nhiều thành phần không mong muốn. Và do
24
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1
Báo cáo quá trình chưng cất GVHD: ThS. Trương Quốc Hưng
một số nguyên nhân vừa khách quan vừa chủ quan nên số liệu có phần chưa chính
xác (nguyên nhân sai số ở cuối báo cáo).
2.2.2. Kerosene
Nhiệt độ
làm lạnh
(
o
C)
Nhiệt độ

sôi đầu
(
o
C)
Nhiệt
độ sôi
cuối
(
o
C)
Tốc độ
gia
nhiệt
Tốc độ nhỏ
giọt
Phần
trăm
thu hồi
(%)
Phần
trăm
cặn (%)
Phần
trăm mất
mát (%)
0 170 225 2.5
24giọt/10s
(~4.8ml/1p)
96.5 2.8 0.7
Nhiệt độ sôi tương ứng với % thể tích như sau

Phần trăm
thể tích (%)
10 20 30 40 50 60 70 80 90 95
Nhiệt độ
(
o
C)
175 178 179 180 182 184 188 192 200 216
Hình 4: Đồ thị thể hiện đường cong chưng cất của Kerosene
25
Nguyễn Khắc Tiệp-CDHD09A1