báo cáo thí nghiệm chuyên ngành hoá dầu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA - VŨNG TÀU
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BÀI GIẢNG THỰC HÀNH
CHUYÊN NGÀNH HÓA DẦU
(Hệ Cao Đẳng và Đại học)
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại phát triển của thế giới ngày nay, ngoài nhu cầu về năng lượng dầu
mỏ, con người còn đòi hỏi chất lượng của nó. Các sản phẩm dầu mỏ dùng làm nhiên liệu
như xăng, dầu hỏa, dầu diesel, dầu đốt lò…là nguồn nhiên liệu vô cùng quan trọng trong
công nghiệp, đời sống và các phương tiện vận chuyển. Một sản phẩm dầu mỏ khác cũng
không kém phần quan trọng trong công nghiệp là dầu mỡ bôi trơn. Giá trị của vật liệu
bôi trơn là nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu, nâng cao tuổi thọ, bảo vệ động cơ và
giảm tổn thất nhiên liệu. Tất cả các sản phẩm dầu mỏ được sử dụng rất cần đến các chỉ
tiêu chất lượng cao. Các chỉ tiêu này phải thống nhất trên toàn thế giới và được thế giới
công nhận.
Trong tập bài thí nghiệm về dầu mỏ gồm 2 phần:
Phần I: Xác định các chỉ tiêu về xăng dầu, để sinh viên làm quen với các chỉ tiêu
xăng dầu và phương pháp xác định. Đây là các phương pháp có tính cơ bản để khi ra
trường sinh viên có thể tự lập, làm việc ở những trung tâm kiểm định chất lượng xăng
dầu.
Phần II: Phần mỡ bôi trơn, để sinh viên làm quen với quá trình tổng hợp và xác định
các chỉ tiêu của mỡ bôi trơn.
Các tác giả xin chân thành cảm ơn mọi góp ý của bạn đọc về nội dung, hình thức và
chất lượng của các bài thí nghiệm để được hoàn thiện hơn.
Bộ môn công nghệ Hóa học
Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu
NỘI QUY VÀ YÊU CẦU
Thí nghiệm chuyên ngành Hóa dầu bao gồm các bài thí nghiệm về chỉ tiêu chất
lượng của các sản phẩm dầu mỏ như xăng, dầu hỏa, dầu diesel, dầu FO, dầu nhờn, mỡ
bôi trơn …là những hợp chất có khả năng cháy nổ rất lớn. Vì vậy yêu cầu đặt ra đối với
giảng viên và sinh viên khi thực hành môn học này là:

1. Trước khi bắt đầu các bài thí nghiệm môn học này, giảng viên hướng dẫn cho sinh
viên biện pháp phòng cháy và chữa cháy, cách sử dụng bình chữa cháy tại phòng thí
nghiệm. Sinh viên không được hút thuốc trong phạm qui phòng thí nghiệm. Sinh viên
phải tắt nguồn điện thoại di động trước khi bước vào phòng thí nghiệm, không được
phép mang điện thoại di động vào phòng thí nghiệm khi chưa tắt nguồn. Nếu sinh viên
qui phạm những nội quy sẽ bị đình chỉ môn học này.
2. Trước mỗi buổi thực hành sinh viên phải chuẩn bị trước đầy đủ nội dung bài thực
hành, nắm rõ nguyên tắc, các thao tác chuẩn bị cũng như các bước tiến hành thí nghiệm.
Sinh viên phải mặc đồng phục qui định trước khi vào phòng thí nghiệm. Trước khi tiến
hành thí nghiệm sinh viên sẽ được giảng viên hướng dẫn trình tự cũng như thao tác vận
hành thiết bị thí nghiệm. Vào đầu giờ thực hành, giảng viên sẽ kiểm tra sinh viên những
kiến thức cơ bản của nội dung bài thí nghiệm. Nếu sinh viên không đáp ứng yêu cầu kiến
thức về bài thực hành thì không được làm thí nghiệm bài thực hành đó.
3. Trong quá trình thí nghiệm, sinh viên tuân thủ các qui tắc an toàn phòng thí
nghiệm cũng như biện pháp phòng cháy chữa cháy. Sinh viên làm thí nghiệm nghiêm
túc, không rời khỏi vị trí bài thí nghiệm đang làm, không nói chuyện riêng và làm việc
riêng trong giờ làm thí nghiệm. Trong quá trình làm thí nghiệm nếu thiếu dụng cụ hóa
chất, sinh viên báo cho giảng viên hướng dẫn, không tự ý lấy dụng cụ và hóa chất khi
chưa có sự cho phép. Sinh viên lấy hóa chất thí nghiệm đúng lượng qui định của bài thí
nghiệm, không lấy dư. Trong quá trình làm thí nghiệm nếu gặp sự cố thì sinh viên lập tức
ngắt cầu dao điện của hệ thống thí nghiệm và báo cho giảng viên hướng dẫn để có
phương án xử lý.
4. Sau khi làm xong bài thí nghiệm thì sinh viên phải ngắt hệ thống điện, nước của
hệ thống thí nghiệm mình đang làm, vệ sinh làm sạch dụng cụ thí nghiệm của bài thí
nghiệm mà mình đang làm. Các dụng cụ thí nghiệm cần vệ sinh phải được giảng viên
hướng dẫn dùng dung môi thích hợp để làm sạch.
5. Sau khi hoàn thành bài thí nghiệm, tất cả sinh viên phải làm vệ sinh phòng thí
nghiệm, ngắt hệ thống điện, nước của phòng thí nghiệm. Sinh viên phải viết báo cáo về
bài thực hành đã làm.
MỤC LỤC

6
BÀI 1: XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN PHÂN ĐOẠN
1. Ý nghĩa
Dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ không thể dễ dàng phân tách thành các
hydrocacbon riêng biệt, chúng có thể chia thành các phần nhỏ hơn gọi là phân đoạn,
trong mỗi phân đoạn gồm một hỗn hợp hydrocacbon đơn giản.
Theo thành phần phân đoạn ta có thể biêt được các loại sản phẩm thu được và khối
lượng của chúng.
Khi nghiên cứu dầu mỏ, phương pháp này dùng để đánh giá giá trị về mặt công nghệ
của dầu mỏ, còn khi nghiên cứu về các sản phẩm dầu mỏ (thông thường là các nhiên liệu
dùng cho động cơ) nó cho phép đánh giá về khả năng sử dụng các loại nhiên liệu đó
trong điều kiện thực tế.
Thí dụ nhiên liệu các loại động cơ mồi lửa bằng tia lửa điện cần phải có độ bay hơi
sao cho dễ nổ máy ở nhiệt độ thấp, chóng sửu ấm động cơ, phân bố nhiên liệu đều trong
xi lanh. Nếu nhiên liệu bay hơi kém còn có thể làm loãng dầu nhờn bôi trơn.
Đối với động cơ diesel, thành phần phân đoạn ảnh hưởng đến tốc độ bay hơi và tạo
hỗn hợp với không khí khi phun vào buồn đốt. Ngoài ra thành phần phân đoạn của nhiên
liệu diesel còn ảnh hưởng tới tiêu hao nhiên liệu, tạo khói trong khí thải, tạo muội than
và cốc ở vòi phun.
2. Nguyên tắc
Nguyên tắc của phương pháp là chưng cất 100ml sản phẩm trong điều kiện qui định,
quan sát và ghi nhận các giá trị nhiệt độ với các thể tích ngưng tụ thu được, từ những số
liệu này xây dựng đường chưng cất ASTM.
3. Phạm vi ứng dụng.
Phương pháp đo này dựa theo tiêu chuẩn ASTM D86, được áp dụng cho hầu hết các
sản phẩm chính của dầu mỏ như xăng ô tô, xăng máy bay, kerosen, dầu DO…ngoại trừ
khí hóa lỏng và bitum.
4. Dụng cụ và hóa chất
4.1 Dụng cụ:
7

Bộ chưng cất ASTM bao gồm: bình cầu chưng cất ASTM theo tiêu chuẩn, ống đong
100ml (2 cái, 1 cái đong mẫu ban đầu, 1 cái hứng sản phẩm chưng cất),ống đong 10ml (1
cái), nhiệt kế có thang đo khoảng 300
o
C.
1
2
3
4
5
6
7
Hình 1.1 Thiết bị chưng cất ASTM
1. Bể làm lành; 2. Ống hứng sản phẩm; 3. Bệ đỡ ống đong hứng sản phẩm; 4. Vị trí đặt
bình cầu; 5. Núm điều chỉnh vị trí cao thấp của bình cầu; 6. Công tắt; 7. Núm điều chỉnh
nhiệt độ.
1
2
3
Hình 1.2 Bình cầu và nhiệt kế thủy ngân
1. Nhiệt kế thủy ngân; 2. Khớp nối bình cầu với sinh hàn; 3. Bình cầu
4.2 Hóa chất: Xăng hoặc dầu hỏa.
8
5. Qui trình thử nghiệm
5.1 Chuẩn bị dụng cụ và mẫu
Chuẩn bị bể làm lạnh: Cho nước đá cục vào bể làm lạnh. Thêm nước vào bể làm lạnh
cho đến khi ngập hoàn toàn ống sinh hàn. Trước khi tiến hành thử nghiệm các mẫu nhẹ
(xăng) thì nhiệt độ bể làm lạnh phải nhỏ hơn 5
o
C.

Chuẩn bị mẫu: Vệ sinh bình cầu bằng cách tráng bình cầu với một ít mẫu. Cho
khoảng 2 đến 3 viên đá bọt vào bình cầu. Dùng ống đong lấy chính xác 100ml mẫu cần
phân tích cho vào bình cầu.
Lắp nhiệt kế vào bình cầu sao cho bầu thủy ngân nằm ngay tâm của ngã rẽ và quay
nhiệt kế ra đối diện để dễ quan sát. (Hình 1.2)
Chú ý khi rót mẫu vào bình cầu phải thật nhanh và giữ bình cầu sao cho ống thoát hơi
hướng lên để tránh đỗ mẫu ra ngoài. Khi lắp nhiệt kế vào ta nên ấn nhẹ nút cao su cho
khít vào bình cầu để tránh tình trạng nhiệt kế bị bung ra khi gia nhiệt. Khi lắp bình cầu
vào vị trí gia nhiệt thì điều chỉnh nút điều chình vị trí cao thấp của bình cầu sao cho
nhánh dẫn hơi của bình cầu khớp với ống sinh hàn.
5.2 Tiến hành thí nghiệm
Lắp bình cầu vào vị trí chưng cất và đặt ống đong vào vị trí hứng mẫu từ ống sinh
hàn.
Điều chỉnh tốc độ gia nhiệt từ lúc bắt đầu đến khi xuất hiện giọt lỏng dầu tiên chảy ra
khỏi đuôi ống sinh hàn:
- Xăng: 5÷10 phút
- Nhiên liệu phản lực, dầu hỏa và diesel nhẹ: 10÷15 phút.
- Diesel nặng: 10 ÷ 20 phút.
Khi xuất hiện giọt lỏng đầu tiên, ta đọc và ghi nhận nhiệt độ trên nhiệt kế ( đó là nhiệt
độ điểm sôi đầu).
Lưu ý: trước khi có giọt lỏng đầu tiên xuất hiện thì miệng ống sinh hàn không được
chạm vào thành ống đong.
Từ đây điều chỉnh tốc độ gia nhiệt sao cho tốc độ chưng cất khoảng 4 ÷ 5ml /phút
( thường mức gia nhiệt ở 3 ÷ 5
o
C / phút).
9
Ghi lần lượt các giá trị nhiệt độ ứng với thể tích sản phẩm cất thu được trong ống
đong tại các thời điểm 10, 20, 30, 50,…90ml.
Sau khi chưng cất được 90ml, điều chỉnh tốc độ gia nhiệt sao cho thời gian từ lúc

chưng cất được 90ml đến khi kết thúc chưng cất là 3 ÷ 5 phút ( thông thường mức gia
nhiệt ở 4 ÷ 4,5
o
C/phút).
Tiếp tục gia nhiệt nhưng khi thấy cột thủy ngân của nhiệt kế dâng lên một độ cao nào
đó rồi bắt đầu hạ xuống thì ghi nhận nhiệt độ cao nhất này ( đó chính là điểm sôi cuối).
Tắt thiết bị gia nhiệt, chờ nhiệt độ trên nhiệt kế của bình cầu hạ xuống dưới 40
o
C ta
đọc thể tích thu được trong ống đong ( gọi là thể tích cất V
ng
).
Lấy bính cầu ra một cách cẩn thận như lúc gắn vào.
Phần còn lại trong bình cầu rót vào ống đong 10ml để xác định cặn còn lại ở nhiệt độ
20 ± 3
o
C (gọi là thể tích cặn V
c
).
Xác định lượng mất mát của quá trình chưng cất.
Lưu ý: Sau khi làm thí nghiệm xong thì ngâm bình cầu vào một cái chậu đựng nước
xà phòng để làm vệ sinh sạch sẽ.
6. Sai số cho phép
Yêu cầu kết quả giữa hai lần chưng cất cho phép sai số như sau:
- Nhiệt độ sôi đầu: 4
o
C
- Nhiệt độ sôi cuối và các điểm trung gian: 2
o
C

- Thể tích cặn: 0,2ml
7. Kết quả tính toán
Thông thường tổng thể tích hứng được và phần cặn là không bằng với 100ml nạp vô
lúc ban đầu. Người ta gọi thể tích phần mất mát ( V
m
). là:
V
m
= 100 - ( V
ng
- V
c
)
Từ kết quả thu được ta xây dựng đường chưng cất ASTM đã hiệu chỉnh phần mất mát
có dạng như sau:
10
Hình 1.3: Đường chưng cất ASTM
8. Câu hỏi
1) Ý nghĩa đường chưng cất ASTM, thành phần cất 10%, 50%. 90%, điểm sôi đầu, điểm
sôi cuối.
2) Đánh giá sản phẩm thử nghiệm.
11
BÀI 2: TỶ TRỌNG
Tỷ trọng là tỷ số giữa khối lượng riêng của một chất so với khối lượng riêng của
nước nguyên chất ở điều kiện nhiệt độ xác định. Trong thực tế tỷ trọng được quy định về
điều kiện tiêu chuẩn: tùy theo từng nước mà tỷ trọng tiêu chuẩn sử dụng có thể là:
d
20
4
(áp dụng ở việt nam), d

15
4
hay spgr 60
0
F/60
0
F.
Có thể xác định tỷ trọng bằng tỷ trọng kế, bình đo tỷ trọng.
A.XÁC ĐỊNH TỶ TRỌNG BẰNG TỶ TRỌNG KẾ (HYDROMETER)
1. Nguyên tắc
Dựa trên cơ sở định luật Acsimet. Sự nổi lên của phù kế trong lòng một chất lỏng
phụ thuộc vào tỷ trọng của chất lỏng đó. Tỷ trọng được xác định theo mép tiếp xúc của
bề mặt chất lỏng và thang chia độ trên phù kế.
2. Phạm vi ứng dụng
Theo tiêu chuẩn ASTM D1298, phương pháp dùng phù kế xác định nhanh chóng tỷ
trọng của dầu mỏ và các sản phẩm của dầu mỏ ở dạng lỏng. Phương pháp này không áp
dụng cho các sản phẩm dầu nhẹ, bay hơi nhanh như ete dầu hỏa và các thành phần nhẹ
khác.
3. Dụng cụ hóa chất
3.1 Dụng cụ:
Phù kế được chuẩn hóa theo giá trị của tỷ trọng d
20
4
(tùy thuộc vào nhà sản xuất).
Phù kế có giá trị phân chia trên thang 0,0001 đến 0,0005 g/cm
3
, có khoảng đo phù
hợp với tỷ trọng của sản phẩm cần thử nghiệm (Hình 2.1).
Ống đong hình trụ có kích thước đường kính phải lớn hơn kích thước đường kính của
phù kế ít nhất 25mm và chiều cao sao cho khi thả phù kế vào ống đong hình trụ có mẫu

thì điểm thấp nhất của phù kế phải cách đáy ống ít nhất 25mm.
Nhiệt kế 0÷50
o
C, độ chia 0,5
o
C.
12
25
20
15
10
5
0
25
20
15
10
5
0,950
0,940
0,930
0,920
0,910
0,890
Hình 2.1: Các loại phù kế
a) Phù kế có giá trị phân độ 0.0005g/cm
3
có nhiệt kế kèm theo.
b) Phù kế có giá trị phân độ 0.0010g/cm
3

có nhiệt kế kèm theo.
c) Phù kế có giá trị phân độ 0.0010g/cm
3
không có nhiệt kế.
3.2 Hóa chất: dầu hỏa, dầu DO, dầu nhờn…
4. Qui trình thử nghiệm
4.1 Chuẩn bị mẫu thử
Trộn đều mẫu thử để đạt nhiệt độ gần với nhiệt độ môi trường ( ± 3
o
C). Môi trường
có thể tạo ra bằng một bể nước và giữ nhiệt độ trong suốt thời gian xác định. Nhiệt độ
quy định khoảng 20
o
C ±1
o
C.
Rót cẩn thận mẫu thử vào ống đong hình trụ sạch, khô sau đó đặt ở vị trí thăng bằng
không có gió thổi. Các mẫu có độ nhớt cao dễ tạo bọt khí trên bề mặt của nó, có thể phá
bọt bằng cách đưa một mảnh giấy lọc sạch chạm vào các bọt khí này.
4.2 Tiến hành thí nghiệm
4.2.1 Với các sản phẩm dầu mỏ có độ nhớt nhỏ hơn 200 cSt ở 50
o
C.
Cho từ từ phù kế sạch và khô vào mẫu cần thí nghiệm. Chú ý sao cho phù kế không
chạm vào thành trong của ống đong.
Cầm phía trên tỷ trọng kế rồi thả từ từ vào ống đong đựng mẫu. Tránh để mẫu thấm
ướt phần không chìm của tỷ trọng kế.
13
Dùng nhiệt kế khuấy mẫu liên tục (tránh để mẫu thấm ướt phần không chìm của tỷ
trọng kế). Khi nhiệt độ đạt cân bằng, ghi nhiệt độ của mẫu và lấy nhiệt kế ra.

Kéo tỷ trọng kế lên khỏi chất lỏng khoảng 2 vạch chia và sau đó thả xuống. Để cho tỷ
trọng kế nổi tự do, tránh chạm vào thành ống đong.
Khi tỷ trọng kế đứng yên, đặt mắt ở vị trí hơi thấp hơn mực chất lỏng và đưa lên từ từ
cho đến khi ngang bằng với mặt thoáng của chất lỏng ( hình 2.2) rồi ghi giá trị đọc được
trên thang chia tỷ trọng kế.
Ngay sau đó lại dùng nhiệt kế khuấy cẩn thận rồi ghi nhiệt độ của mẫu thử. Nếu nhiệt
độ này khác với nhiệt độ trước hơn 0,5
0
C; đo lại tỷ trọng.
Tiến hành thí nghiệm hai lần.
4.2.2 Với các sản phẩm dầu mỏ có độ nhớt lớn hơn 200 cSt ở 50
o
C.
Đối với các loại sản phẩm này, tiến hành pha loãng gấp đôi bằng dầu hỏa trước khi
xác định mật độ. Sau đó tiến hành đo như ở 4.2.1.
Hình 2.2 Đo tỷ trọng
5. Tính toán kết quả
5.1 Với các sản phẩm dầu mỏ có độ nhớt nhỏ hơn 200 cSt ở 50
o
C.
Tỷ trọng tương đối d
20
4
của sản phẩm dầu mỏ ở 20
o
C được tính theo công thức sau:
d
20
4
= d

t
4
+ γ (t - 20)
Trong đó:
d
t
4
là tỷ trọng tương đối của sản phẩm dầu mỏ ở nhiệt độ thí nghiệm t
o
C.
γ là hệ số hiệu chỉnh đối với sự giãn nở của sản phẩm khi thay đổi 1
o
C (tra bảng 1).
14
t là nhiệt độ lúc thử nhiệm,
o
C.
5.2 Với các sản phẩm dầu mỏ có độ nhớt lớn hơn 200 cSt ở 50
o
C.
Tỷ trọng tương đối của sản phẩm dầu mỏ d được tính thao công thức sau:
d = 2d
1
- d
2
Trong đó:
d
1
là tỷ trong tương đối của hỗn hợp sản phẩm và dầu hỏa dùng để pha loãng ở nhiệt
độ xác định.

d
2
là tỷ trọng tương đối của dầu hỏa ở cùng một nhiệt độ.
Bảng 1:
Tỷ trọng γ Tỷ trọng γ Tỷ trọng γ
0,7500-0,7599 0,00083
1
0,8000-0,8099 0,000765 0,8550-0,8599 0,000669
0,7600-0,7699 0,00081
8
0,8100-0,8199 0,000752 0,8600-0,8699 0,000686
0,7700-0,7799 0,00080
5
0,8200-0,8299 0,000738 0,8700-0,8799 0,000673
0,7800-0,7899 0,00079
2
0,8300-0,8399 0,000725 0,8800-0,8899 0,000660
0,7900-0,7999 0,00077
8
0,8400-0,8499 0,000712 0,8900-0,8999 0,000647
6. Sai số cho phép
Kết quả cuối cùng của phép đo là trung bình cộng số học của các kết quả của các lần
xác định song song. Chênh lệch cho phép giữa các lần song song không vượt quá giới
hạn trong bảng 2.
Mẫu thí nghiệm
Chênh lệch giữa các lần xác định song song
Phù kế có giá trị phân
chia 0,0010g/cm
3
Phù kế có giá trị phân

chia 0,0005g/cm
3
1. Sản phẩm dầu mỏ có độ
nhớt lớn hơn 200 cSt ở 50
o
C.
0,002 0,001
2. Sản phẩm dầu mỏ có độ
nhớt lớn hơn 200 cSt ở 50
o
C.
0,008 0,004
7. Câu hỏi
15
1) Ý nghĩa của tỷ trọng đối với dầu thô và các sản phẩm dầu mỏ.
2) Tại sao phải qui đổi tỷ trọng về điều kiện tiêu chuẩn?
3) Tại sao khi thao tác tránh để mẫu thấm ướt phần không chìm của tỷ trọng kế?
B. XÁC ĐỊNH TỶ TRỌNG BẰNG BÌNH ĐO TỶ TRỌNG (PICNOMETER)
2. Nguyên tắc
Phương pháp này dựa trên cơ sở so sánh khối lượng của một thể tích xác định của
mẫu dầu mỏ đối với khối lượng của cùng một thể tích nước và ở cùng một nhiệt độ.
2. Phạm vi ứng dụng
Phương pháp này có thể thực hiện cho bất kỳ sản phẩm dầu mỏ lỏng nào, kể cả
bitum, parafin rắn…
Phương pháp này là phương pháp chính xác nhất, nhưng cũng đòi hỏi nhiều thời gian
hơn phương pháp phù kế.
3. Dụng cụ hóa chất
3.1 Dụng cụ:
Thường các loại picnomet như trong hình 2.3
Các loại picnomet này được chuẩn hóa ở nhiệt độ xác định và có thể tích thông dụng

5, 10, 20, 25, 50 ml.
Dụng cụ ổn nhiệt: Có thể dùng tecmostat, hoặc dùng một cái cốc, trong chứa nước,
giữ nhiệt độ không đổi bằng cách thêm nước đá và nước nóng, khuấy đều liên tục để giữ
nhiệt độ không đổi ở 20
o
C.
Nhiệt kế thủy ngân 0 ÷ 30
o
C có vạch chia 0,1
o
C/vạch.
Pipet thẳng loại nhỏ 1 ÷ 5 ml.
16
Hình 2.3: Các loại picnomet
1. Picnomet Menđêleep; 2.Picnomet Piron; 3. Picnomet mao quản ở nút
3.2 Hóa chất: Để rửa picnomet.
Hỗn hợp axit crômic.
Rượu etylic tinh khiết, 96
o
C.
Nước cất.
4. Qui trình thử nghiệm
4.1 Đối với các sản phẩm dầu mỏ có độ nhớt thấp:
Rửa sạch picnomet bằng dung dịch rửa thích hợp ( hỗn hợp axit crômic, nước…),
tráng bằng nước cất, sau đó tráng bằng rượu hoặc axeton. Dùng pipet hay phễu nhỏ, cho
nước vào picnomet đến ngấn, đặt nó vào trong bình ổn nhiệt và giữ ở nhiệt độ không đổi
20
o
C trong 10 ÷ 15 phút, đến khi mức nước trong picnomet ngừng thay đổi, lượng nước
dư cao hơn ngấn được lấy ra bằng một mảnh giấy lọc.

Nếu dùng loại picnomet có mao quản ở trên nút thủy tinh thì sau khi đổ đầy nước
vào, đặt nó vào bình ổn nhiệt 10 ÷ 15 phút, sau đó đậy nút, dùng giấy lọc thấm lượng
nước thừa tràn qua mao quản. Nếu lượng nước không đầy mao quản thì dùng pipet nhỏ
thêm nước vào picnomet cho đầy.
Lau khô phía ngoài của picnomet. Đem cân picnomet đã chứa đầy nước với độ chính
xác 0,0002g. Khối lượng nước trong picnomet gọi là chỉ số nước của picnomet.
Vẫn cái picnomet đó, đổ nước đi, tráng bằng rượu etylic tinh khiết, sấy ở 105
o
C, để
nguội, đổ sản phẩm dầu mỏ cần nghiên cứu vào picnomet ( sản phẩm dầu mỏ có nhiệt độ
khoảng 20
o
C). Trong trường hợp sản phẩm dầu mỏ quá nhớt thì đun nóng đến khoảng
17
40
o
C rồi đổ vào picnomet và đặt nó cùng sản phẩm dầu mỏ vào tủ sấy có nhiệt độ 50
o
C
để tách hết bọt khí. Sau 20 ÷ 30 phút, lấy ra khỏi tủ sấy, làm nguội tới 20
o
C, đặt vào bình
ổn nhiệt ở 20
o
C, sau 15 ÷ 20 phút điều chỉnh lại mức chất lỏng trong mao quản, lấy ra
khỏi bình ổn nhiệt, lau khô và đem cân.
Tỷ trọng của sản phẩm dầu mỏ ở 20
o
C so sánh với nước ở 20
o

C được tính theo công
thức:
Trong đó:
m
3
: khối lượng của picnomet cùng với sản phẩm dầu mỏ, gam.
m
2
: khối lượng của picnomet, gam.
m
1
: khối lượng của picnomet cùng với nước, gam.
Tính chuyển đổi về theo công thức sau:
Trong đó:
0,99823 là tỷ trọng của nước ở 20
o
C.
0,0012 là tỷ trọng của không khí ở 20
o
C.
4.2 Đối với sản phẩm dầu mỏ rất nhớt và cứng:
Picnomet đã có chỉ số nước, đã được làm khô như ở phần 4.1. Cho vào đó các mẫu
sản phẩm dầu mỏ rắn, khoảng 1/2 bình picnomet, đặt vào một cốc chứa glyxerin ( đun
gián tiếp qua glyxerin) hay đặt trong tủ sấy có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ nóng chảy của
sản phẩm dầu mỏ từ 10 ÷ 20
o
C.
Đối với sản phẩm dầu mỏ rất nhớt thì người ta đun nóng đến 50
o
C cho chảy lỏng ra,

đổ vào 1/2 thể tích của picnomet ( picnomet đã được chuẩn bị như ở phần 4.1).
Sau đó đặt picnomet cùng sản phẩm dầu mỏ trong đó vào bình ổn định nhiệt ở 20
o
C.
Sau 20 phút lấy picnomet ra, lau khô và đem cân với độ chính xác 0,0002g. Sau đó đổ
vào picnomet này lượng nước cất đến mức quy định, giữ chúng 20 phút trong bình ổn
nhiệt 20
o
C. Điều chỉnh lại lượng nước trong picnomet cho đúng mức quy định, lấy ra lau
khô nước bám ngoài bình. Đem cân picnomet có chứa sản phẩm dầu mỏ và nước cất với
độ chính xác 0,0002 gam.
18
Tỷ trọng của sản phẩm dầu mỏ ở 20
o
C so sánh với nước ở 20
o
C được tính theo công
thức:
Trong đó:
m
3
: khối lượng của picnomet cùng với sản phẩm dầu mỏ, gam.
m
2
: khối lượng của picnomet, gam.
m
4
: khối lượng của picnomet cùng với sản phẩm dầu mỏ và cùng với nước, gam.
m: chỉ số nước của picnomet, gam.
Tính chuyển đổi về theo công thức (2).

5. Sai số cho phép
Sai lệch tương đối về mật độ giữa 2 lần xác định song song không được quá 0,002.
6. Câu hỏi
So sánh tỷ trọng xác định bằng tỷ trọng kế và picnomet.
19
BÀI 3: XÁC ĐỊNH ĐỘ NHỚT ĐỘNG HỌC
1. Mục đích và ý nghĩa
Độ nhớt là đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực ma sát nội tại của chất lỏng sinh ra
khi chuyển động.
Độ nhớt là một trong những yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sử dụng một sản
phẩm dầu mỏ. Vì vậy việc xác định độ nhớt của một sản phẩm dầu mỏ trước khi sử dụng
là một công việc không thể thiếu, đặc biệt là các sản phẩm dầu mỏ như dầu bôi trơn,
nhiên liệu phản lực, có phù hợp với động cơ sử dụng.
Từ việc xác định độ nhớt ta có thể phân loại sản phẩm riêng biệt phù hợp cho từng
loại mục đích mà người ta sử dụng.
Độ nhớt thể hiện tính linh động hay tính chảy của nhiên liệu. Nó ảnh hưởng đến sự
lưu chuyển của nhiên liệu trong hệ thống dẫn nhiên liệu cũng như khả năng phun của
nhiên liệu vào trong động cơ.
Đối với sản phẩm dầu nhờn thì từ việc xác định độ nhớt ta có thể đánh giá khả năng
chịu nhiệt trong ổ bi, trong bánh răng, xi lanh… và cũng đánh giá khả năng làm kín của
dầu cũng như mức độ tiêu hao thất thoát nhiên liệu, từ đó lựa chọn loại dầu bôi trơn có
độ nhớt phù hợp với mục đích sử dụng.
Xác định dộ nhớt có ý nghĩa quan trọng trong việc theo dỗi dầu trong quá trình sử
dụng có bị thay đổi thành phần cấu trúc, có bị nhiễm bẩn hay không.
Từ việc xác định độ nhớt ta có thể xác định tính phù hợp của động cơ sử dụng, sao
cho mục đích sử dụng là hiệu quả nhất.
2. Nguyên tắc
20
Đo thời gian (tính bằng giây) của một thể tích xác định của chất lỏng chảy qua mao
quản của nhớt kế chuẩn, dưới tác dụng của trọng lực ở nhiệt độ xác định. Độ nhớt động

học là tích số của thời gian chảy đo được và hằng số hiệu chuẩn của nhớt kế.
3. Phạm vi ứng dụng
Theo tiêu chuẩn ASTM D445, phương pháp này quy định cách xác định độ nhớt
động học của các sản phẩm dầu mỏ lỏng trong suốt và không trong suốt.
Phương pháp này không áp dụng để đo độ nhớt của bitum.
4. Dụng cụ hóa chất
4.1 Dụng cụ
- Nhớt kế mao quản thủy tinh phù hợp với độ nhớt, nhiệt độ đo của mẫu xác định.
- Bóp cao su.
- Đồng hồ bấm giây.
- Bể ổn nhiệt.
4.2 Hóa chất:
Dầu hỏa, dầu DO, hoặc dầu nhờn…dùng làm mẫu, axeton dùng tráng rửa nhớt kế.
5. Qui trình thử nghiệm
5.1 Chuẩn bị mẫu thử và điều kiện thử
Chuẩn bị mẫu thử: Mẫu được lắc đều trước khi thí nghiệm. Nếu trong mẫu có các hạt
lơ lửng phải lọc qua rây 75μm để tránh làm nghẽn mao quản nhớt kế.
Xử lý nhiệt với mẫu sẫm màu, đặc: sấy mẫu ở 60
o
C trong 1 giờ, lắc đều và rót vào
chai thủy tinh khoảng 40ml đậy nắp ngâm vào nước sôi 30 phút, lắc và lọc qua rây
75μm, lấy mẫu lọc qua rây để đo.
Nhớt kế dùng đo FO phải sấy nóng ở 100
o
C trước khi nạp mẫu.
Chuẩn bị điều kiện thử: Điều chỉnh bộ ổn nhiệt của bể đo độ nhớt để duy trì nhiệt độ
cần thử nghiệm. Theo dõi bộ phận ổn nhiệt của bể bằng các nhiệt kế thủy ngân ( cắm sẵn
trong bể) để đảm bảo nhiệt độ bể dao động trong điều kiện thử nghiệm ± 0,02
o
C.

Cách nạp mẫu vào nhớt kế: Tùy theo cấu tạo của từng loại nhớt kế mà cách nạp mẫu
vào nhớt kế khác nhau.
21
5.2 Tiến hành thí nghiệm
Giữ nhiệt độ bể điều nhiệt ổn định theo yêu cầu nhiệt độ thí nghiệm.
Nhớt kế sử dụng phải sạch, khô và thích hợp với chất lỏng cần xác định độ nhớt (loại
có mao quản rộng dùng cho chất lỏng rất nhớt và loại có mao quản hẹp hơn dùng cho
chất lỏng ít nhớt hơn). Nhớt kế sử dụng thích hợp phải có thời gian chảy ≥ 200 giây.
Nạp chất lỏng vào nhớt kế với thể tích thích hợp tùy theo thiết kế của mỗi nhớt kế.
Nhớt kế đã được nạp mẫu giữ trong bể điều nhiệt khoảng 30 phút để đảm bảo đạt đến
nhiệt độ cần xác định độ nhớt. Chỉnh lại lượng chất lỏng trong nhớt kế nếu cần thiết.
Dùng bóp hút cao su hút hay đẩy cho mực chất lỏng trong mao quản lên cao hơn mực
đánh dấu thứ nhất khoảng 5mm. Để chất lỏng chảy tự do và dùng đồng hồ bấm giây xác
định thời gian chất lỏng chảy từ mực đánh dấu thứ nhất đến mực đánh dấu thứ hai. Ghi
khoảng thời gian chảy giữa hai vạch này để tính độ nhớt. Ghi các số liệu để đưa vào tính
toán.
Nếu thời gian chảy nhỏ hơn thời gian tối thiểu 200 giây thì phải chọn một nhớt kế
khác có đường kính mao quản nhỏ hơn và lặp lại phép đo.
6. Tính toàn kết quả
Tính độ nhớt động học υ theo công thức:
υ = C.t
Trong đó:
υ: độ nhớt động học, tính bằng sCt hay mm
2
/s.
C: hằng số của nhớt kế, mm
2
/s
2
.

T: thời gian chảy, s.
7. Sai số
Độ lặp lại không quá 0,35% giá trị trung bình.
Độ tái lặp không quá 0,70% giá trị trung bình.
8. Câu hỏi
1) Ý nghĩa của độ nhớt.
2) Giải thích sự khác nhau khi đo độ nhớt các sản phẩm trong và các sản phẩm đục.
22
3) Đánh giá sản phẩm thử nghiệm.
BÀI 4: ÁP SUẤT HƠI BẢO HÒA
1. Mục đích và ý nghĩa
Định nghĩa: Áp suất hơi bão hòa là một trong các tính chất vật lý quan trọng của các
chất lỏng dễ bay hơi. Đây là áp suất hơi mà tại đó thể hơi cân bằng với thể lỏng.
Đánh giá khả năng bay hơi của nhiên liệu. Đại lượng này càng lớn, độ bay hơi càng
cao. Đối với xăng ô tô, áp suất hơi bảo hoàn càng lớn thì động cơ dễ khởi động. Tuy
nhiên áp suất hơi bảo hòa của xăng quá lớn vượt giới hạn cho phép thì xăng dễ tạo nút
hơi trong đường ống dẫn nhiên liệu khi gặp nhiệt độ cao.
Áp suất hơi bảo hòa càng lớn, điều đó cho thấy trong thành phần nhiên liệu chứa
nhiều các hợp chất hydrocacbon nhẹ. Giá trị áp suất hơi liên hệ trực tiếp với lượng cấu tử
chứa trong sản phẩm bị hóa hơi.
2. Nguyên tắc
Xác định áp suất hơi REID của một sản phẩm dầu mỏ cho trước là đo áp suất hơi tạo
ra bởi hơi do sản phẩm đó sinh ra khi chứa trong một bình tiêu chuẩn tại nhiệt độ 37,8
o
C
(100
o
F) (bom REID).
3. Phạm vi ứng dụng
Thử nghiệm này dựa theo tiêu chuẩn ASTM D323, đặt biệt sử dụng cho xăng động

cơ, nhiên liệu phản lực.
4. Thiết bị hóa chất
4.1 Dụng cụ: Hệ thống đo áp suất hơi bão hòa gồm bom Reid, hệ thống ổn nhiệt bằng
nước, bình đựng mẫu, ống lấy mẫu.
23
4.2 Hóa chất: xăng A92.
1
2
3
4
1. Hệ thống ổn nhiệt; 2. Đồng hồ đo áp suất; 3. Khoang hơi; 4. Khoang chứa mẫu
Hình 4.1: Bộ dụng cụ đo áp suất hơi bảo hòa
5. Qui trình thử nghiệm
5.1 Chuẩn bị mẫu
Chuẩn bị bể điều nhiệt: Điều chỉnh nhiệt độ của bể điểu nhiệt đạt 37,8
o
C. Nhiệt độ
này đạt được khi dùng nhiệt kế thủy ngân đo nhiệt độ của nước trong hệ thống ổn nhiệt.
Mực nước trong bể điều nhiệt đạt tới gờ chảy tràn của hệ thống điều nhiệt.
Chuẩn bị khoang lỏng: Nhúng ngập khoang lỏng đang ở vị trí thẳng đứng và ống
truyền mẫu trong bể có nhiệt độ từ 0 ÷ 1
o
C trong khoảng ít nhất 10 phút.
Chuẩn bị khoang hơi: Nhúng ngập khoang hơi sau khi nối với áp kế đo trong bể nước
có nhiệt độ 37,8 ± 1
o
C sao cho đỉnh ngập dưới mặt nước ít nhất 25,4 mm trong thời gian
không ít hơn 10 phút trước khi nối với khang lỏng.
Chuẩn bị mẫu: Xăng A92 được cho vào bình đựng mẫu dung tích 1lit, đặt bình chứa
mẫu vào tủ lạnh trong khoảng 30 phút để mẫu đạt nhiệt độ 0 ÷ 1

o
C.
5.2 Tiến hành thí nghiệm
1. Khi đã chuẩn bị sẵn sàng, nhanh chóng đổ mẫu vào khoang lỏng đến tràn (dùng
ống nhựa theo phương pháp xiphông).
2. Lắp khoang hơi và khoang lỏng lại với nhau càng nhanh càng tốt (thời gian khoảng
20 giây).
24
3. Lật úp cụm thiết bị đã lắp ráp để cho mẫu chảy từ khoang lỏng vào khoang hơi.
Lắc mạnh và lật lên lật xuống 8 lần. Để đồng hồ đo áp kế lên phía trên, nhúng toàn bộ
thiết bị đã lắp ráp ngập toàn bộ vào bể điều nhiệt ở nhiệt độ 37,8 ±
o
C.
4. Theo dõi sự rò hơi của thiết bị ( để ý ở các chỗ nối) trong suốt quá trình thử
nghiệm và hủy bỏ phép thử nghiệm khi phát hiện có rò rỉ.
5. Sau khi thiết bị đã được đặt vào bể điều nhiệt ít nhất 5 phút, gõ nhẹ vào áp kế (nếu
sử dụng áp kế đồng hồ) rồi ghi lại giá trị đọc được trên áp kế.
6. Nhất thiết bị ra khỏi bể điều nhiệt và lặp lại thao tác ở mục 3. Sau ít nhất 2 phút
đọc và ghi lại áp suất với thao tác như mô tả ở mục 5. Tiếp tục thao tác này nhưng không
dưới 5 lần cho đến khi 2 giá trị liên tiếp cuối cùng giống nhau, nghĩa là cân bằng đã được
thiết lập.
Tháo từng phần thiết bị, lấy sạch mẫu ra khỏi khoang lỏng và khoang hơi. Tráng cả
hai khoang vài lần bằng aceton, sau đó thổi khí khô để làm khô khoang, rồi chuẩn bị cho
lần đo kế tiếp.
6. Kết quả tính toán
Tiến hành thí nghiệm 2 lần và lấy kết quả trung bình.
7. Câu hỏi
1) Ý nghĩa của áp suất hơi.
2) Áp suất hơi của một sản phẩm lỏng phụ thuộc vào yếu tố nào.
3) Đánh giá sản phẩm thử nghiệm.

25
BÀI 5: XÁC ĐỊNH ĐIỂM CHỚP CHÁY CỐC HỞ
1. Mục đích và ý nghĩa
Các định nghĩa:
Điểm chớp lửa cốc hở là nhiệt độ thấp nhất ( đã được hiệu chỉnh về áp suất khí quyển
760mmHg hoặc 101,3kPa) của sản phẩm khi bị đốt nóng ở điều kiện thí nghiệm tạo
thành một hỗn hợp hơi không khí trên bề mặt mẫu và bị chớp lửa khi đưa ngọn lửa ngang
qua mặt cốc và lập tức lan truyền khắp bề mặt mẫu.
Điểm bắt cháy là nhiệt độ thấp nhất sau khi đưa ngọn lửa kiểm tra ngang qua mặt
cốc, hỗn hợp hơi không khí trên mặt cốc bắt cháy liên tục trong thời gian ít nhất 5 giây.
Điểm chớp lửa cốc hở trong một mức độ nào đó đặc trưng cho tính dễ cháy của sản
phẩm dầu mỏ. Dựa vào nhiệt độ chớp lửa có thể biết được đặc tính của hydrocacbon có
trong thành phần của nó cũng như sự có mặt của các cấu tử nhẹ. Hydrocacbon có nhiệt
độ sôi cao thì điểm chớp lửa cao và ngược lại hydrocacbon có nhiệt độ sôi thấp thì điểm
chớp lửa thấp.
Điểm bốc cháy của hỗn hợp hơi sản phẩm dầu mỏ với không khí chỉ xảy ra khi đủ
nồng độ tối thiểu xác định của hơi sản phẩm dầu mỏ trong không khí, nồng độ lúc đó
tương ứng với giới hạn nổ dưới.
2. Nguyên tắc
Nguyên tắc của phương pháp là gia nhiệt từ từ một lượng mẫu xác định trong cốc thử
hở cho đến lúc xuất hiện chớp cháy khi cho một ngọn lửa nhỏ có kích thước tiêu chuẩn
được đưa ngang qua miệng cốc. Nhiệt độ thấp nhất mà tại đó hơi trên bề mặt chất lỏng
bắt cháy được ghi nhận là điểm chớp cháy.
Để xác định điểm bắt cháy , thí nghiệm được tiếp tục cho đến lúc ngọn lửa thử làm
cho mẫu trong cốc bắt cháy.
3. Phạm vi ứng dụng
Phương pháp này dựa trên tiêu chuẩn ASTM D92 ( cốc hở CLEVELAND) nhằm xác
định điểm chớp cháy và bốc cháy của các loại sản phẩm dầu mỏ chủ yếu là các sản phẩm
nặng như dầu FO, dầu nhờn, bitum có điểm chớp cháy lớn hơn 79
o

C.
4. Dụng cụ và hóa chất
4.1 Dụng cụ: