Nghiên cứu nâng cao trị số octan của xăng bằng các phụ gia không chì và ứng dụng dưới dạng thương phẩm

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MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
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2

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2
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3

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2. Mục đích nghiên cứu
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butanol, MMT, ferrocene, CN120, Antiknock 819   
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3.Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
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Antiknock 819.

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4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Phương pháp phân tích định lượng [1], [10]
- 
- 
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- 
- 
- 
- ASTM D 5191
- 
- 
- 
- 
- 
4

- 
4.2. Phương pháp toán học


4.3. Phương pháp đánh giá so sánh


4.4. Phương pháp phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân
           etanol, butanol, MMT,
ferrocene, CN120, Antiknock 819
4.5. Phương pháp phân tích sắc ký khối phổ
 CN120, Antiknock 819
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

5.1.Ý nghĩa khoa học:
-        etanol, butanol, MMT, ferrocene, CN120,
Antiknock 819
- 
5.2.Ý nghĩa thực tiễn:
-  vào 

- L 

6. Cấu trúc của luận án
án 147 46 62 
3 trang, 1 trang, các công trình 2 trang,
8 án chia làm 04 
35 trang;
 2 trang;
61 trang;
1 trang.
5

CHƢƠNG 1-TỔNG QUAN

1.1. DẦU MỎ VÀ CÁC QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN DẦU MỎ
- 
- 
  [12].
- 

              

[12], [75] :

* Bƣớc 1 

* Bƣớc 2
 325
o
C.
* Bƣớc 3
 15]. 


1

4

5
,
C
6
bay theo. Sau ô

o
C,  C
5

C
10,
C
11
;
180

o
C  250
o
C, a các 
C
11
 C
15,
C
16
;

o
C  350
o
C, 
C
16
 C
20,
C
21
;

 350
o
C  500
o
C, C
21

 C
55


40
;
6

trên 500
o

 C
41

80
.
* Bƣớc 4: 

* Bƣớc 5

Hình 1.1. Tháp chưng cất ở áp suất thường

1.2. NHIÊN LIỆU XĂNG
1.2.1. Giới thiệu chung

30
o
20
o
C [12]

      


 

     


7

[9]. 

 [38].
Thô      


 

9], [15].
1.2.2. Thành phần hóa học của nhiên liệu xăng

           
 

            


 . Ngoài ra trong

               

hydrocacbon: parafin, aromatic, olefin, naphten.
- Các hydrocacbon no
- 
- Hydrocacbon 
- Hydrocacbon naphtenic
hydrocacbon cacbon 
-

 
hydrocacbon 
8

Bảng 1.1. Sự phụ thuộc của trị số octan vào cấu trúc của các loại hydrocacbon[12]

TT
Tên gọi các hợp chất
Công thức
hóa học
Cấu trúc hóa học
Trị số
octan
1
n-Hecxan
C
6
H
14

CH
3

(CH
2
)
4
CH
3

25
2
1-Hecxen
C
6
H
12

CH
2
-CH(CH
2
)
3
CH
3

76


3

Cyclohexan

C
6
H
12






83

4

Benzen

C
6
H
6








5

2,2,4 - Trimetylpentan
(isooctane)

C
8
H
18

CH
3
CH
3

CH
3
CCH
2
CHCH
3

CH
3


100

6
2-4-4-Trimetyl-1-pentan
(isooctene)
C

8
H
16

CH
3
CH
3

CH
2
= CCH
2
CCH
3

CH
3


106


7


Cis 1,3-dimetyl-cyclohecxan


C

8
H
16


CH
3



CH
3



72


8


1,3-Dimetylbenzen


C
8
H
10

CH
3




CH
3



118

1.2.3. Yêu cầu về chất lƣợng xăng
1.2.3.1. Yêu cầu chung
9

 


-  
- 
- 
- 
- 
- 
- 
- 
1.2.3.2. Các chỉ tiêu lý hoá quan trọng





a/Trị số octan
* Khái niệm:  
 -octan
(2,2,4 trimetylpentan-C
8
H
18
     -   
 (n-heptan qui
 0 và iso- 100).
*Ý nghĩa

*Yêu cầu sử dụng octan:

    
y nay, các xe
 9.0 10.0:1,

[12], [23].
10


  hòa 

  







2).



2].


Hình 1.2. Hiện tượng cháy kích nổ
11



Hình 1.3. Sự tăng áp suất đột ngột khi cháy kích nổ [12], [79]

b/Thành phần cất
* Khái niệm: 

* Ý nghĩa: 

 200
o

 [12], [66].

c/Áp suất hơi
* Khái niệm


* Ý nghĩa
[12], [24].

d/Ăn mòn tấm đồng
*Khái niệm 

*Ý nghĩa

12

 [12], [65].
e/Hàm lượng lưu huỳnh tổng
*Khái niệm: là tính 
*Ý nghĩa
 Hàm
 
 [29], [67].

f/Hàm lượng nhựa thực tế
*Khái niệm:      

*Ý nghĩa: . 



 [12], [26].

g/Độ ổn định oxy hóa
*Khái niệm: 


*Ý nghĩa


 [12], [30].

h/Hàm lượng chì
* Khái niệm: là s
*Ý nghĩa

 

 [13]: metanol, etanol, TBA (tert-butyl ancol), MTBE
(metyl tert-butyl ete), TAME (tert amyl metyl ete) [28].
13

i/Hàm lượng oxy


     ate 

            
không khí 
 [12], [33].

j/Hàm lượng benzen
*Khái niệm 
*Ý nghĩa: 

          



 [68].

k/Hàm lượng olefin
Các olefin là 


 
 [12], [31].
l/Hàm lượng hydrocacbon thơm


               


2
  
 [12], [31].

m/Hàm lượng kim loại
14

Pb 
       

0,

 [12], [32].
n/Khối lượng riêng




 [12], [27].
o/Cảm quan và màu sắc
[34] 
                
 
  RON 95 không pha màu.
2 


Euro II trong TCVN 6776:2013.
Bảng 1.2. Tiêu chuẩn Việt Nam về xăng không chì - TCVN 6776:2005 [29]

TT
Tên chỉ tiêu
Xăng không chì
Phƣơng pháp thử
90
92
95
1

- 
(RON)*
-  

90

79

92

81

95

84
TCVN 2703:2002
(ASTM D 2699)
ASTM D 2700
2

0,013
TCVN 7143:2002
(ASTM D 3237)
3


TCVN 2698:2002
(ASTM D 86)
- - 
o
C
Báo cáo
15

- 
o

C, max
70
- 
o
C, max
120
- 
o
C, max
190
- 
o
C, max
215
- 
2,0
4

o

max

TCVN 2694:2000
(ASTM D 130)
5

dung môi), mg/100 ml, max
5
TCVN 2693: 000
(ASTM D 381)

6

480
TCVN 6778:2000
(ASTM D 525)
7

500
TCVN 6701:2000
(ASTM D 2622/D 5453)
8

o
C, kPa
43-75
TCVN 7023:2002
(ASTM D 4953/D 5191)
9

2,5
TCVN 6703:2000
(ASTM D3606/D4420)
10

40
TCVN 7330:2003
(ASTM D 1319)
11

38

TCVN 7330:2003
(ASTM D 1319)
12

2,7
TCVN 7332:2003
(ASTM D 4815)
13

o
C), kg/m
3

Báo cáo
TCVN 6594:2000
(ASTM D 1298/D4052)
14

max
5
TCVN 7331:2003
(ASTM D 3831)
15

Trong, không có

ASTM D 4176

* RON: Research Octane Number.


1.2.4. Thành phần các chất độc hại [8] trong khí thải động cơ xăng.

CO
2
, H
2
O và N
2


16


O, NO
2
, N
2

x
), monoxyt carbon (CO), các
       



2

2

thành SO

3

2
SO
4
.

1.3. NHU CẦU TIÊU THỤ DẦU MỎ, GIÁ DẦU VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA NÓ
ĐẾN KINH TẾ
1.3.1. Tiêu thụ dầu mỏ ở một số nƣớc




Hình 1.5 









Hình 1.4. Sự tiêu thụ dầu mỏ ở một số quốc gia
 
4. Qua hình 1.4 cho  
, 



 . 

17

               

.
1.3.2. Giá dầu và ảnh hƣởng của nó đến kinh tế
Hình 1.5 

Hình 1.5. Sự biến động của giá dầu

,27 

tháng 5/2008

Kết luận 1: Về nhiên liệu xăng
- N 

-  
-       


- 
  i. Vì    

18

1.4. TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI PHỤ GIA DÙNG CHO XĂNG
 

 [21], [38], [63]
 [64].
- metanol, etanol, isopropyl alcohol, n-butanol, n-propanol,
2-butanol,      , methyl tertbutyl
ether (MTBE), tertamyl methyl ether (TAME), terthexyl methyl ether, ethyl
tertbutyl ether (ETBE), tertiary amyl butyl ether, diisopropyl ether (DIPE),
dimethyl ether (DME),        




 [92

.
- , butylated hydroxytoluene
(BHT), 2,4-Dimethyl-6-tert-butylphenol, 2,6-Ditert-butylphenol (2,6-DTBP),
ethyl benzene, p-Phenylenediamine, ethylene diamine, n-

 cao. Trong TCVN 6776
             
amine thì N-
[52] 73].
Bảng 1.3. Trị số octan của một số hợp chất thơm và amine thơm [39], [73], [74]
TT
Hợp chất thơm và amin thơm
RON
MON
1
Benzen
101

93
2
Toluen
114
103
3
Xylen
117
100
4
N-Methylaniline
280
250
19

5
N,N-Dimethylaniline
95
84
6
3,4-Dimethylaniline
370
320
7
3,5-Dimethylaniline
340
310
8
p-Toluidine
340

305
9
p-Ethylaniline
320
300
10
Diphenylamine
310
300
11
Aniline
310
290
12
p-tert-Butylaniline
300
260
13
Indoline
300
150
- 
MMT có tên là Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl C
6
H
7
Mn(CO)
3
,
h

 5]           
biscyclopentadienyl 
5
H
5
)
2
Fe (Fer
 
29
 cao.

1.5. ETANOL, KHẢ NĂNG SỬ DỤNG ETANOL TRONG LĨNH VỰC NHIÊN
LIỆU TRÊN THẾ GIỚI VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM
1.5.1. Tổng quan về etanol
1.5.1.1. Tính chất và ứng dụng

2
H
5


o
-114,2
o
 
, 

[54]. 
              


, 88].
20


 [62], [72].


[53] , 
 x
- 

trong nhiên
 
     
[84]. N 



men [93] 6.

Hình 1.6. Phân bố lượng etanol sản xuất từ phương pháp tổng hợp và lên men
1.5.1.2. Tính kinh tế của việc sử dụng etanol





21




 [94].
1.5.1.3. Những vấn đề về môi trường khi dùng etanol làm nhiên liệu



2



 [55].
1.5.1.4. Những khó khăn khi sử dụng etanol làm nhiên liệu
     




x


etanol




 tuy nhiên 

1.5.2. Khả năng sử dụng etanol trong lĩnh vực nhiên liệu trên thế giới


nhà máy, c
etanol   [92].




 anol
22

          
 
, [56], [83]. 
     
 [94].




[85].
               
 , 


 81]


 tiêu

-20-

 .
 
           , s 



ã
 t82
ù
3,35% 
23

    

 

87] 

80].

8.

Hình 1.7. Tình hình sản xuất etanol theo từng loại [93].
      7        
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           
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1.5.3. Tình hình nghiên cứu etanol ở Việt Nam

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24

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đến năm 2015, tầm nhìn 2025” 
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1.6. BUTANOL
1.6.1. Tổng quan về butanol

1.6.1.1. Giới thiệu về butanol
Butanol 
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- Isobutanol (2-Methyl-1-propanol): n  108°C
- Sec-butanol (butan-2-ol): n 99°C
- Tert-butanol (2-methyl-2-propanol): n 
1.6.1.2. Butanol Fuel
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25

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
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-
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1.6.2. Kỹ thuật tinh lọc butanol sinh học mới


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butanol [90], [96]. 
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1.7. PHỤ GIA MMT
1.7.1. Tính chất của phụ gia MMT
[48], [51], [58] 
[42] [95] 

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