SO SÁNH các LOẠI NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG và NHIÊN LIỆU mới sử DỤNG CHO ĐỘNG cơ đốt TRONG

CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
SO SÁNH CÁC LOẠI NHIÊN LIỆU TRUYỀN THỐNG VÀ NHIÊN
LIỆU MỚI SỬ DỤNG CHO ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
I. NHIÊN LIỆU DIESEL.
1. Nhiên liệu diesel.
I.1. Giới thiệu về nhiên liệu diesel.
Nhiên liệu Diesel (DO – Diesel Oil) là một loại nhiên liệu lỏng,
nặng hơn dầu lửa và xăng, sử dụng chủ yếu cho động cơ Diesel
(đường bộ, đường sắt, đường thủy) và một phần được sử dụng cho
các tuabin khí (trong công nghiệp phát điện, xây dựng…).
Nhiên liệu Diesel được sản xuất chủ yếu từ phân đoạn gazoil và là
sản phẩm của quá trình chưng cất trực tiếp dầu mỏ, có đầy đủ
những tính chất lý hóa phù hợp cho động cơ Diesel mà không cần
phải áp dụng những quá trình biến đổi hóa học phức tạp.
I.2. Động cơ diesel.
Động cơ Diesel: được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp như
dùng làm động cơ cho ô tô vận tải, đầu máy xe lửa, tàu thủy, máy
nông nghiệp, … Động cơ Diesel được sản xuất thành nhiều loại, với
kích thước, công suất, tốc độ khác nhau, … dẫn đến yêu cầu về
nhiên liệu cũng khác nhau. Việc chọn loại nhiên liệu phù hợp là
không đơn giản, phụ thuộc nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất
phải kể đến: kích thước và cấu trúc của động cơ; tốc độ và tải trọng;
tần suất thay đổi tốc độ và tải trọng; bảo dưỡng; giá và khả năng
cung cấp nhiên liệu.
Loại
Tốc độ
(V/ph)
Điều kiện vận hành Phạm vi sử dụng
Tốc độ thấp
Nhỏ hơn
375

Tải trọng lớn, tốc độ
không đổi.
Máy đẩy tàu thủy,
máy phát điện.
Tốc độ trung
bình
375 -
1000
Tải trọng khá cao,
tốc độ tương đối ổn
định.
Máy phụ của tàu
thủy, máy phát
điện cố định, bơm.
Tốc độ cao
Lớn hơn
1000
Tốc độ và tải trọng
thay đổi.
Giao thông vận
tải, xe lửa, máy
xây dựng.
NHÓM 6 Page 1
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
Thông thường các động cơ diesel hoạt động với tốc độ gần không
đổi và thường có tải trọng cao hơn động cơ xăng.
Sự khác nhau về kích thước, tốc độ quay, dẫn đến yêu cầu về
nhiên liệu của mỗi loại động cơ diesel cũng khác nhau. Vì vậy, việc
chọn loại nhiên liệu phù hợp là không đơn giản, nó phụ thuộc nhiều
vào yếu tố, quan trọng nhất là:

- Kích thước và cấu trúc của động cơ.
- Tốc độ và tải trọng.
- Tần suất thay đổi tốc độ và tải trọng.
- Bảo dưỡng
- Giá và khả năng cung cấp nhiên liệu.
Xuất phát từ phân loại đối với động cơ nêu trên, tiêu chuẩn Mỹ
ASTM D975 phân loại nhiên liệu Diesel thành 03 loại: N
0
1D, N
0
2D,
N
0
4D.
- Loại N
0
1D : bao gồm lớp nhiên liệu Diesel dễ hóa hơi từ dầu lửa đến
các phần cất trung bình. Nhiên liệu nằm trong phạm vi này được
dùng cho các động cơ có tốc độ cao và cho những phương tiện có
tốc độ và tải trọng thường xuyên thay đổi, đặc biệt dùng trong
trường hợp khi nhiệt độ nhiên liệu xuống thấp không bình thường.
- Loại N
0
2D : bao gồm lớp nhiên liệu Diesel có độ hóa hơi thấp hơn.
Nhiên liệu loại này dùng cho các động cơ có tốc độ cao của các
phương tiện có tải trọng lượng tương đối lớn và tốc độ đều, hoặc
dùng cho các động cơ không yêu cầu nhiên liệu có độ hóa hơi cao và
những tính chất khác được quy định cho N01D.
- Loại N
0

4D : bao gồm lớp nhiên liệu Diesel với các phần cất có độ
nhớt cao hơn và hỗn hợp các phần cất đó với các nhiên liệu Diesel
còn lại. Nhiên liệu loại này dùng cho các động cơ tốc độ thấp và
trung bình trên các phương tiện chịu tải trọng lâu dài ở tốc độ ổn
định đáng kể
Tiêu chuẩn TCVN 5689:2005 qui định các chỉ tiêu chất lượng cho
nhiên liệu dầu DO dùng cho động cơ Diesel của phương tiện giao
thông cơ giới đường bộ và các động cơ Diesel dùng cho mục đích
khác.
Tên chỉ tiêu Mức Phương pháp thử
1. Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg,
max.
0.05
%S
0.25%
S
TCVN 6701:2000 (ASTM
D2622)
/ASTM D5453
NHÓM 6 Page 2
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
2. Chỉ số xêtan
(*)
, min. 46 ASTM D4737
3. Nhiệt độ cất,
0
C, 90% thể tích,
max.
360
TCVN 2698:2002 (ASTM

D86)
4. Điểm chớp cháy cốc kín,
0
C,
min.
55
TCVN 6608:2000 (ASTM
D3828) /ASTM D93
5. Độ nhớt động học ở 40
0
C,
mm
2
/s
(**)
2 - 4,5
TCVN 3171:2003 (ASTM
D445)
6. Cặn cácbon của 10 % cặn
chưng cất, % khối lượng, max.
0,3
TCVN 6324:1997 (ASTM
D189)
/ASTM D4530
7. Điểm đông đặc,
0
C, max. + 6
TCVN 3753:1995 (ASTM
D97)
8. Hàm lượng tro, % khối lượng,

max.
0,01
TCVN 2690:1995 (ASTM D
482)
9. Hàm lượng nước, mg/kg, max. 200 ASTM E203
10.Tạp chất dạng hạt, mg/l,
max.
10 ASTM D2276
11.Ăn mòn mảnh đồng ở 50
0
C,
3 giờ, max.
Loại 1
TCVN 2694:2000 (ASTM
D130)
12.Khối lượng riêng ở 15
0
C,
kg/m
3
.
820 - 860
TCVN 6594:2000 (ASTM
D1298) /ASTM D 4052
13.Độ bôi trơn, µm, max. 460 ASTM D 6079
14.Ngoại quan. Sạch, trong ASTM D 4176
(*)
Phương pháp tính chỉ số xêtan không áp dụng cho các loại dầu điêzen có
phụ gia cải thiện
trị số xêtan.

(**)
1 mm
2
/s = 1 cSt.
Tiêu chuẩn TCCS 03:2009/PETROLIMEX là tài liệu quy định các
yêu cầu về đặc tính kỹ thuật của sản phẩm nhiên liệu Diesel (DO)
được phân phối bởi Petrolimex trên thị trường, đã được lãnh đạo Tập
đoàn Xăng dầu Việt Nam phê duyệt và công bố để sử dụng cho nhu
cầu sản xuất kinh doanh của Petrolimex.
Tên chỉ tiêu
Mức
Phương pháp thử
DO
0,05S
DO
0,25S
1. Hàm lượng lưu huỳnh,
mg/kg, max.
500 2500
TCVN 6701:2007 (ASTM
D2622-05) /TCVN 7760:2008
(ASTM D5453-06) /TCVN
3172:2008 (ASTM D4294-06)
2. Chỉ số xêtan
(*)
, min.
Hoặc trị số xêtan, min
46
46
46

46
TCVN 3180:2007 (ASTM
D4737-04)
TCVN 7630:2007 (ASTM
D613-05)
NHÓM 6 Page 3
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
3. Nhiệt độ cất,
0
C, 90% thể
tích, max.
360 370
TCVN 2698:2007 (ASTM D86-
05)
4. Điểm chớp cháy cốc
kín,
0
C, min.
55 55
TCVN 6608:2000 (ASTM
D3828-05) /TCVN 2693:2007
(ASTM D93-06)
5. Độ nhớt động học ở
40
0
C, cSt,
min-max
2,0 -
4,5
2,0 –

5,0
TCVN 3171:2007 (ASTM
D445-06)
6. Cặn cácbon của 10 % cặn
chưng cất, % khối lượng,
max.
0,3 0,3
TCVN 6324:2006 (ASTM
D189-05)
/ASTM D4530
7. Điểm đông đặc,
0
C, max + 6 + 6
TCVN 3753:2007 (ASTM D97-
05a)
/ASTM D5950
8. Hàm lượng tro, % khối
lượng, max.
0,01 0,01
TCVN 2690:2007 (ASTM D
482-03)
9. Ăn mòn mảnh đồng ở
50
0
C trong 3 giờ, max.
Loại 1 Loại 1
TCVN 2694:2007 (ASTM
D130-04e1)
10.Khối lượng riêng ở 15
0

C,
kg/m
3
,
min-max.
820 -
860
820 -
870
TCVN 6594:2007 (ASTM
D1298-05) /ASTM D 4052
11.Độ bôi trơn, µm, max. 460 -
TCVN 7758:2007 (ASTM
D6079-04e1)
(*)
Phương pháp tính chỉ số xêtan không áp dụng cho các loại nhiên liệu có
phụ gia cải thiện trị số xê tan.
2. Các chỉ tiêu chất lượng của diesel.
Muốn động cơ diesel làm việc ổn định thì nhiên liệu diesel phải đảm bảo các chỉ
tiêu chất lượng sau:
2.1. Thành phần chưng cất phân đoạn .
Thành phần cất (độ bay hơi) của cac hydrocacbon trong nhiên liệu
nói chung thường có ảnh hưởng rất lớn đối với tính năng của động cơ
diesel, đặt biệt là các động cơ diesel tốc độ trung bình và tốc độ cao,
chúng có ảnh hưởng quan trọng đến tính an toàn.
Thành phần cất được xác định theo tiêu chuẩn ASTM D86. Nhiệt độ sôi 10% đặc
trưng cho phần nhẹ dễ bay hơi của nhiên liệu. Nhiệt độ này cao qua sẽ làm cho động
cơ khó khởi động. Nhiệt độ sôi 50% thì chỉ tiêu hay dùng nhất để đánh giá nhiên liệu
diesel, nó đặc trưng cho khả năng thay đổi tốc độ của động cơ. Nhiệt độ sôi 90%và
nhiệt độ sôi cuối đặc trưng cho khả năng cháy hoàn toàn của nhiên liệu.

Các tiêu chuẩn kĩ thuật của các sản phẩm dầu mỏ nói chung đều phải bao gồm các
giới hạn để khẳng định các sản phẩm đó độ hoá hơi phù hợp.
2.2. Tỷ trọng .
NHÓM 6 Page 4
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
Tỷ trọng là đại lượng đặc trưng cho độ nặng nhẹ, đặc chắc của nhiên liệu, được đo
bằng khối lượng trên một đơn vị thể tích nhiên liệu.Tỷ trọng được dùng để tính toán,
chuyển đổi giữa thể tích và khối lượng, để chuyển đổi giữa thể tích ở nhiệt độ này đến
nhiệt độ khác. Tỷ trọng được xác định theo tiêu chuẩn ASTM-D1298.
So với các chỉ tiêu khác thì tỷ trọng không phải là yếu tố quan trọng để đánh giá
chất lượng của nhiên liệu, Tuy nhiên nó cũng có ý nghĩa nhất định. Nếu hai nhiên liệu
có cùng giới hạn nhiệt độ sôi thì nhiên liệu nào có tỷ trọng cao hơn thì thường có hàm
lượng hydrocacbon thơm và naphthenic nhiều hơn. Các nhiên liệu có tỷ trọng thấp
thường có chứa nhiều parafin.Nhiệt tri (trên một đơn vị khối lượng) của nhiên liệu
cũng có xu hướng giảm khi tỷ trọng tăng.
Để cải thiện chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu người ta thường dùng một số chất
phụ gia như Alkyl Nitrate và Nitrite làm tăng trị số cetan, các chất hạ nhiệt độ đông
đặc làm tăng độ linh hoạt ở nhiệt độ thấp, các chất phụ gia chống tạo khói làm giảm
lượng khói thải ra môi trường. Ngoài ra cũng có thể sử dụng các chất tẩy rửa và chống
oxy hoá.
2.3. Nhiệt trị.
Nhiệt tri của nhiên liệu là lượng nhiệt toả ra khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị
khối lượng nhiên liệu. Nhiệt trị được xác định theo phương pháp thử ASTM-D240
Đối với mỗi loại nhiêt liệu đều có hai loại nhiệt trị: Nhiệt trị tổng và nhiệt trị thực.
Hai giá trị này khác nhau ở chỗ nhiệt trị tổng bao gồm cả nhiệt do hơi nước ngưng tụ
phát ra, trong khi nhiệt trị thực khong bao gồm giá tri này.
Với cùng một chế độ động cơ, công do động cơ phát ra (hay năng lượng do động
cơ phát ra) phụ thuộc vào nhiệt trị của nhiên liệu. Nhiệt trị càng cao, cong suất càng
lớn. Do đó, nhiệt trị của nhiên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến tính kinh tế của thiết bị sử
dụng nhiên liệu.

2.4. Độ nhớt động học .
Độ nhớt là khả năng cản trở chuyển động nội cảu chất lỏng. Nó được đo bằng cách
ghi lại thời gian cần thiết để một lượng chất lỏng nhất định chảy qua một mao quản có
kích thước nhất định. Độ nhớt động học được xác định ở 40
0
C theo phương pháp
ASTM-D445 (TCVN 3171-1995).
Độ nhớt của nhiên liệu diessel rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến khả năng bơm
và phun nhiên liệu vào buồng đốt. Độ nhớt của nhiên liệu có ảnh hưởng đến kích
thước và hình dạng của kim phun. Nhiên liệu có độ nhớt quá cao rất khó nguyên tử
hoá, các tia nhiên liệu không mịn và khó phân tán đều trong buồng đốt.
Nhiên liệu có độ nhớt càng thấp khi được phun vào xylanh sẽ tạo thành các hạt
mịn, không thể tới được các vùng xa kim phun và do đó hỗn hợp (nhiên liệu-không
khí)
NHÓM 6 Page 5
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
Tạo thành trong xylanh không đồng nhất, nhiên liệu cháy không đều, giảm công
suất động cơ.
2.5. Hàm lượng lưu huỳnh .
Do các điều kiện cháy nổ gần như lý tưởng, hiện tượng ngưng tụ nước và lẫn nhiên
liệu nhiều khi không còn là vấn đề quan trọng. Điều quan tâm nhất đối với đọng cơ
diesel là hàm lượng trong nhiên liệu, vì khi bị đốt cháy, chúng sẽ chuyển thành dioxit
và một phần dioxit trong đó sẽ tiếp tục với oxy hoá tạo thành trioxit. Loại lưu huỳnh
trioxit này khi tiếp xúc với nước, dù chỉ với một lượng nhơ lăn trong dầu động cơ
cũng tạo thành các axit mạnh gây ăn mòn, rỉ các chi tiết của động cơ, làm ảnh hưởng
đến độ mài mòn, tạo cặn và đặc biệt sẽ gây ra sự biến chất của dầu nhờn trong động
cơ.
2.6. Hàm lượng tro .
Một lượng nhỏ mẫu diesel được đốt cho đến khi phần nhiên liệu cháy hết, cân khối
lượng mẫu còn lại ra thu được hàm lượng tro. Hàm lượng tro của mẫu được tính bằng

% khối lượng. Hàm lượng tro được xác định theo phương pháp thử ASTM-D482
(TCVN 2690-1995).
- Các chất không cháy trong nhiên liệu được chia ra làm 2 lại: các cặn rắn và các hợp
chất kim loại tan trong nước hoặc dầu. Các chất tạo tro có thể có mặt trong nhiên liệu
diezen trong 2 dạng:
- Các chất rắn bị mài mòn: Loại này góp phần mài mòn vòi phun, bơm nhiên liệu,
piston và vòng xec măng.
- Các xà phòng kim loại tan: ít ảnh hưởng đến độ mài mòn nhưng chúng có thể góp
phần vào việc tạo cặn trong động cơ.
2.7. Cặn carbon (carbon Conradson):
Cặn cacbon là lượng cặn còn lại sau khi cho bay hơi và nhiệt phân nhiên liệu. Cặn
cacbon gây nên sự chênh lệch nhiệt độ giữa những điểm có cặn và những điểm không
có cặn làm tăng ứng xuất nội của vật liệu làm buồn đốt, dẫn tới biến dạng và có khi
phá huỷ buồng đốt. Nếu các mẫu cặn carbon bám trên thành buồn đốt bong ra và theo
hỗn hợp khí đi tới buồn giãn nở thì chúng có thể va đập vào cánh tuabin gây ăn mòn
đối với cánh tuabin. Cặn carbon cũng là nguyên nhân gây hiện tượng khí xả có màu
đen và làm giảm hệ số toả nhiệt.
Cặn carbon được xác định theo phương pháp ASTM-D189 (TCVN 2704-1978) và
được sử dụng rộng rãi đối với các loại nhiên liệu.
2.8. An toàn về cháy nổ và không gây ô nhiễm môi trường .
Được đánh giá qua nhiệt độ chớp cháy. Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất ở
điều kiện thường mẫu nhiên liệu thí nghiệm bắt cháy ngay khi ngọn lửa xuất hiện và
tự lan truyền một cách nhanh chóng trên toàn bộ bề mặt mẫu. Nhiệt độ chớp cháy cốc
kín được xác định theo ASTM D93.
NHÓM 6 Page 6
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
2.9. Khí thải của nhiên liệu diesel.
Nhiên liệu diesel chủ yếu được lấy từ hai nguồn chính là chưng cất trực tiếp dầu
mỏ và quá trình cracking xúc tác. Thông thường bao giờ diesel cũng chứa các hợp
chất của lưu huỳnh, nitơ và các chất nhựa và asphalten. Những chất này không những

gây hại cho động cơ mà còn gây ô nhiễm môi trường rất mạnh. Trong tình hình chung
là ngày càng sử dụng rộng rãi động cơ diesel thì sự ô nhiễm càng mạnh. Khí thải
thường chứa chủ yếu là SO
2
, NO, NO
2
, CO, hơi hydrocacbon, mụi cacbon…Đây là
những chất rất độc hại. Khí SO
2
ngoài việc gây bệnh cho phổi thì gặp nước thì sẽ tạo
thành axit và nó chính là nguyên nhân hàng đầu của những trận mưa axit trên khắp thế
giới.
Khí CO
2
là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính làm trái đất nóng kéo theo biết
bao thiên tai bão gió lụt lội. Khí CO sinh ra khi nhiên liệu cháy không hoàn toàn, nó là
chất khí không màu không mùi không vị nhưng là chất khí độc đối với con người.
Lượng CO khoảng 70 ppm là có thể gây ra triệu chứng đau đầu, mệt mỏi , buồn nôn.
Đến 150 – 200 ppm sẽ gây bất tỉnh, mất trí nhớ và có thể chết người.
Các thành phần hydrocacbon trong khí thải nhiên liệu diesel đặc biệt là các hợp
chất thơm cũng rất có hại cho con người và là nguyên nhân của nhiều căn bệnh như
ung thư, hen suyễn, dị ứng…Các chất muội phân tán cũng gây ô nhiễm mạnh, chúng
rất khó nhận biết và là nguyên nhân gây ra bệnh về hô hấp và tim mạch.
NHÓM 6 Page 7
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
Các nước trên thế giới hiện nay hết sức chú ý cả về hiệu quả lẫn môi trường nên xu
hướng chung trong việc nghiên cứu để sản xuất nhiên liệu diesel sạch là nâng cao trị
số xetan và giảm hàm lượng lưu huỳnh đến giá trị nhỏ nhất có thể được, đồng thời mở
rộng nguồn nhiên liệu, sản xuất nhiên liệu sạch ít ô nhiễm môi trường
Diesel sinh học (Biodiesel) là một loại nhiên liệu lỏng có tính năng tương tự và có

thể sử dụng thay thế cho loại dầu diesel truyền thống. Biodiesel được điều chế bằng
cách dẫn xuất từ một số loại dầu mỡ sinh học (dầu thực vật, mỡ động vật), thường
được thực hiện thông qua quá trình transester hóa bằng cách cho phản ứng với các loại
rượu phổ biến nhất là methanol.
 Sản xuất.
Để sản xuất diesel sinh học người ta pha khoảng 10% mêtanol vào dầu thực vật và
dùng nhiều chất xúc tác khác nhau (đặc biệt là kali hidroxit, natri hidroxit và
các ancolat). Ở áp suất thông thường và nhiệt độ vào khoảng 60 °C liên kết este
của glyxêrin trong dầu thực vật bị phá hủy và các axít béo sẽ được este hóa với
mêtanol. Chất glyxêrin hình thành phải được tách ra khỏi dầu diesel sinh học sau đấy.
Thông qua việc chuyển đổi este này dầu diesel sinh học có độ nhớt ít hơn dầu thực
vật rất nhiều và có thể được dùng làm nhiên liệu thay thế cho dầu diesel mà không cần
phải cải biến động cơ để phù hợp.
Tùy theo loại của nguyên liệu cơ bản người ta chia ra thành:
- RME: Mêthyl este của cây cải dầu (Brassica napus)
- SME: Mêthyl este của dầu cây đậu nành hay dầu cây hướng dương.
- PME: Mêthyl este của dầu dừa hay dầu hạt cau.
NHÓM 6 Page 8
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
Bên cạnh đó còn có mêthyl este từ mỡ nhưng chỉ có những sản phẩm hoàn toàn từ
dầu thực vật (PME và đặc biệt là RME) là được dùng trong các loại xe diesel hiện đại,
khi được các nhà sản xuất cho phép.
Việc sử dụng dầu thực vật như một nhiên liệu thay thế để cạnh tranh với dầu mỏ
đã được bắt đầu từ thập kỷ 80 của thế kỷ trước. Những ưu thế của dầu thực vật như có
khả năng tái sinh, hàm lượng lưu huỳnh thấp hơn, hàm lượng chất thơm ít hơn, dễ
phân huỷ trong tự nhiên, độ nhớt cao hơn và khả năng bay hơi thấp hơn…là không thể
phủ nhận. Vấn đề chính liên quan đến việc hạn chế sử dụng trực tiếp dầu thực vật là
độ nhớt. Dầu thực vật nhìn chung có độ nhớt cao gấp 10 – 20 lần nhiên liệu diesel
N
0

2D, ngoài ra còn tạo cặn trong động cơ. Thậm chí có loại như dầu thầu dầu còn có
độ nhớt cao hơn, gấp 100 lần nhiên liệu diesel N
0
2D. Do đó, người ta phải áp dụng
một số biện pháp đặc biệt để giải quyết vấn đề độ nhớt cao của dầu thực vật như pha
loãng, nhũ hoá, nhiệt phân, cracking xúc tác và metyl este hoá.
- Nhũ hoá dầu thực vật: Việc nhũ hoá được thực hiện cho dầu thực vật khi dùng các
chất lỏng không thể hào tan được như etanol hay metanol…để làm giảm độ nhớt của
dầu.
Chuyển hoá este tạo biodiesel: Quá trình này tạo ra các alkyl este axit béo có trong
lượng phân tử và độ nhớt thấp hơn nhiều so với phân tử dầu thực vật ban đầu. Trong
lượng phân tử của các ester khi đó chỉ bằng 1/3 trọng lượng phân tử dầu thực vật và
có độ nhớt rất thấp, xấp xỉ bằng diesel khoáng. Như thế, biodiesel thu được có những
tính chất phù hợp cho việc sử dụng vào động cơ diesel.
NHÓM 6 Page 9
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
Cracking xúc tác dầu thực vật: Việc làm này sẽ tạo ra các alkan, cycloalkan,
alkylbenzen…. Tuy nhiên quá trình cracking dầu thực vật đòi hỏi phải tiến hành ở
nhiệt độ thấp bởi dầu thực vật không chịu được nhiệt độ cao, cho nên việc chọn ra xúc
tác thích hợp là việc không đơn giản, hơn nữa việc đầu tư một dây chuyền carcking
xúc tác rất tốn kém.
- Pha loãng dầu thực vật: Để hạ độ nhớt của dầu thực vật, người ta pha loãng nó bằng
etanol tinh khiết hoặc hỗn hợp 25% dầu hướng dương với 75% dầu khoáng thông
thường cũng như thu được nhiên liệu giống như nhiên liệu diesel. Độ nhớt của nó là
4,88 cSt tại 315
o
K, trong khi theo ASTM thì giá trị lớn nhất là 4,0 cSt tại 313
0
K. Bởi
vậy hỗn hợp này không phù hợp với việc sử dụng lâu dài cho động cơ đốt trong.

- Nhiệt phân dầu thực vật: Thực chất là quá trình phân huỷ các phân tử dầu thực vật
bằng nhiệt trong môi trường có oxy để tạo ra alkan, alcadien, acid cacbocylic, hợp
chất thơm và một lượng nhỏ sản phẩm khí. Quá trình nhiệt phân các hợp chất béo đã
được thực hiện cách đây hơn 100 năm ở những nơi không có hoặc có ít dầu mỏ.
Sau khi xem xét và phân tích các phương pháp trên, ta thấy phương pháp chuyển
hoá tạo este tạo biodiesel là sự lựa chọn tối ưu hơn cả vì các đặt tính vật lý của các
metyl este rất gần với nhiên liệu diesel thông thường, hơn nữa quá trình này cũng đơn
giản, chi phí không cao. Các metyl este có thể cháy trong động cơ với sự tạo cặn rất
thấp mà không cần thay đổi chi tiết nào của động cơ.
NHÓM 6 Page 10
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
Đặc tính của nhiên liệu Biodiesel so với Diesel (IEA, 1996b)
 Tính chất, ưu và nhược điểm của biodiesel:
a. Các tính chất của biodiesel: Biodiesel là các mon-alkyl este mạch thẳng được điều
chế nhờ phản ứng trao đổi este giữa dầu thực vật với các loại rượu mạch thẳng như
metanol và etanol. Biodiesel có tính chất vật lý giống như nhiên liệu diesel. Tuy nhiên
các tính chất của khí thải thì biodiesel tốt hơn dầu diesel. Những số liệu được nêu
trong bảng 1.9 cho ta một cái nhìn tổng quát về các tính chất vật lý của biodiesel so
với dầu diesel.
Sản phẩm cháy của biodiesel sạch hơn nhiều so với diesel khoáng. Đặc biệt, với
B20 (20% biodiesel , 80% diesel khoáng) có thể sử dụng thẳng trong động cơ mà
không cần thay đổi kết cấu của động cơ, thậm chí các động cơ diesel sẽ chạy tốt hơn
với B20
b. Một số ưu điểm: Biodiesel có những ưu điểm lớn vượt trội so với diesel khoáng như
sau:
- An toàn cháy nổ: Biodiesel có nhiệt độ chớp cháy trên 110
0
C cao hơn so với diesel
khoáng nên nó an toàn hơn trong quá trình tồn chứa và bảo quản.
NHÓM 6 Page 11

CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
- Hàm lượng lưu huỳnh: Biodiesel có hàm lượng lưu huỳnh rất thấp, chỉ khoảng
0,001%, nên khi cháy nó thải ra rất ít SO
2
. Với đặc tính quý giá như vậy biodiesel
đựoc coi là nhiên liệu sạch và thân thiện với môi trường.
- Giảm lượng khí thải độc hại: Theo các nghiên cứu của Bộ Năng lượng Mỹ thực hiện ở
một trường đại học của bang Califonia thì việc sử dụng biodiesel tinh khiết thay cho
biodiesel khoáng có thể làm giảm 93,6% nguy cơ mắc bệnh ung thư từ khí thải của
diesel do biodiesel chứa rất ít các hợp chất thơm và lưu huỳnh nên quá trình cháy của
nó triệt để hơn và giảm rất nhiều hydrocacbon trong khí thải.
- Có khả năng bôi trơn giảm mài mòn: Biodiesel có khả năng bôi trơn tốt hơn diesel
khoáng. Ta biết là khả năng bôi trơn của nhiên liệu được đặc trưng bằng một giá trị
gọi là HFRR (high frequency receiprocating rig). Giá trị này càng thấp thì khả năng
bôi trơn của nhiên liệu càng tốt. Diesel khoáng đã xử lý lưu huỳnh có HFRR ≥ 500
khi không có phụ gia trong khi giới hạn đặc trưng của diesel là 450. Vì vậy diesel
khoáng cần phải được bổ sung phụ gia để tăng bôi trơn. Trong khi đó HFRR của
biodiesel khoảng 200 và như vậy chính biodiesel sẽ là phụ gia tốt nhất cho diesel
khoáng. Khi thêm biodiesel vào với tỉ lệ nhất định thì sẽ mài mòn động cơ giảm đáng
kể, thậm chí sau 15 000 giờ làm việc vẫn không phát hiện được sự mài mòn đáng kể.
- Khả năng thích hợp cho mùa đông: Nhiên liệu cho động cơ diesel nói chung phải giữ
được tính lưu biến tốt vào mùa đông khi nhiệt độ hạ đến – 20
0
C. Cả những nhiên liệu
đã pha thêm phụ gia cũng vậy. Sự kết tinh tạo parafin xảy ra trong khối nhiên liệu
diesel sẽ gây trở ngại cho các đường ống dẫn và quá trình phun nhiên liệu. Khi đó cần
thiết phải làm sạch hệ thống. Còn đối với biodiesel, chỉ bị đông đặc khi nhiệt độ tăng
nên không cần thiết phải làm sạch hệ thống nhiên liệu.
- Khả năng phân huỷ sinh học: Biodiesel có khả năng phân huỷ trong thiên nhiên nhanh
gấp bốn lần so với diesel khoáng. Do tính chất an toàn như vậy mà biodiesel rất thích

hợp làm nhiên liệu cho máy móc ở những khu vực nhạy cảm như các khu đông dân cư
hoặc gần nguồn nước.
- Quá trình cháy sạch: Do biodiesel chứa 11% oxy nên quá trình cháy diễn ra hoàn toàn
và tạo ra rất ít muội trong động cơ.
- Dễ dàng sản xuất: Do nguyên liệu cho sản xuất biodiesel là dầu thực vật, mỡ động vật
đều là những nguyên liệu có khả năng tái sinh và không làm ảnh hưởng đến nguồn
năng lượng tự nhiên.Nguồn nguyên liệu đó lại có thể được cung cấp chủ động và dễ
dàng.
- Trị số xetan cao: Thông thường, diesel khoáng có trị số xetan 50 – 52 đối với động cơ
thường và 35 – 54 đối với động cơ cao tốc. Trong khi đó biodiesel có trị số xetan 56 –
58. Với giá trị như vậy biodiesel hoàn toàn đáp ứng được những yêu cầu khắt khe nhất
của động cơ diesel cao tốc là cần nhiên liệu chất lượng cao với khả năng tự bắt cháy
nhanh mà không cần bất cứ phụ gia nào.
c. Nhược điểm của biodiesel: Tuy có những ưu điểm lớn kể trên,biodiesel vẫn còn có
những nhược điểm khá lớn như sau đây.
- Giá thành cao: Biodiesel tổng hợp vẫn còn đắt hơn diesel thông thường. Ở Mỹ, giá
một gallon dầu đậu gấp 2 – 3 lần một gallon diesel khoáng. Tuy vậy, trong quá trình
sản xuất biodiesel còn tạo ra glyxerin là một chất có giá trị cao nên sẽ bù đắp chi phí
sản xuất biodiesel.
NHÓM 6 Page 12
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
- Quá trình sản xuất biodiesel không đảm bảo:Nếu rửa biodiesel không sạch thì khi sử
dụng vẫn gây ra các vấn đề ô nhiễm do vẫn còn xà phòng, kiềm dư, glyxerin tự do và
metanol. Đây đều là những chất độc hại cho sức khoẻ con người đồng thời cũng là
những chất gây ô nhiễm mạnh, tác động xấu tới môi trường sinh thái.
II. NHIÊN LIỆU HÓA LỎNG.
1. Giới thiệu về nhiên liệu (LPG).
Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, kỹ thuật, kinh
tế và yêu cầu về môi trường, những ứng dụng của LPG cũng trở nên rộng rãi và đang
trở thành loại nhiên liệu có nhiều ưu điểm nhất hiện nay.

LPG là từ viết tắt của khí dầu mỏ hoá lỏng LPG (Liquefied Petroleum Gas) là hỗn
hợp hydrocarcbone với thành phần chính là Butan, Propan chiếm 99%. LPG được hoá
lỏng dưới áp suất cao để thuận lợi cho tồn chứa và vận chuyển. Với nhiều đặc tính quý
báu, LPG đang được sử dụng và ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành nhiều lĩnh vực.
Đã và đang mang lại những hiệu quả thuyết phục. ứng dụng của LPG cú thể chia theo
mục đích sử dụng thành ba nhóm chính:
- Sử dụng LPG là nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp.
- Sử dụng LPG là nguồn nhiên liệu cho các quá trình đốt sinh nhiệt.
- Sử dụng LPG là nguồn nhiờn liệu cho cỏc phương tiện vận tải, các thiết bị
chuyển nhiệt năng thành cơ năng.
 Sử dụng LPG là nguồn nguyên liệu cho các ngành công nghiệp:
Với đặc tính không màu, không mùi, không độc hại nên LPG là nguồn nhiên liệu
tốt cho các quá trình chế biến hoá học, làm chất mang,
- Trong công nghiệp hoá chất, LPG đợc sử dụng để chế biến tạo các hợp chất hoá học
các hợp chất cao phân tử, nhựa,
- Trong nông nghiệp, LPG cũng đợc sử dụng để chế biến phân bón phân đạm, ure,
Ngoài ra LPG cũng được sử dụng để tổng hợp thuốc trừ sâu
- Trong công nghiệp mỹ phẩm, LPG được sử dụng để tổng hợp các hợp chất thơm, khí
mang trong nước hoa, kem bôi da
- Trong công nghiệp thực phẩm LPG cũng đợc sử dụng rộng rãi. LPG đã được sử dụng
tổng hợp hương liệu hương chanh, cam, táo
 LPG sử dụng cho quá trình đốt sinh nhiệt:
NHÓM 6 Page 13
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
Sử dụng LPG cho quá trình đốt sinh nhiệt là ứng dụng phổ biến nhất hiện nay. Do
đòi hỏi về yêu cầu đảm bảo môi trờng sống, sự tiện lợi, giá thành và hiệu quả mà LPG
được sử dụng trong lĩnh vực này trở nên phổ biến.
LPG được phát hiện và sử dụng từ những năm đầu thế kỷ 19, đến những năm 50
của thế kỷ 20 đang được ứng dụng rộng rãi. Ngày nay, LPG đã được sử dụng thay thế
cho các loại nhiên liệu truyền thống : than, củi, điện, Việc sử dụng LPG này đã cho

thấy nhiều lợi ích quan trọng:
- Không gây ô nhiễm môi trường
- Giá thành thấp hơn so với dùng điện
- Chất lượng sản phẩm đồng đều, ổn định, đảm bảo yêu cầu.
- Tiện lợi và tiết kiệm
2. Khái quát về LPG .
2.1. LPG hoặc LP Gas là gì?
LPG hoặc LP Gas là chữ viết tắt của “Liqueded Petroleum Gas” có nghĩa là “Khí
dầu mỏ hóa lỏng”. Đây là cách diễn tả chung của propan có công thức hóa học là C
3
H
8
và butan có công thức hóa học là C
4
H
10
, cả hai được tồn trữ riêng biệt hoặc chung với
nhau như một hỗn hợp.
LPG có từ hai nguồn: từ các quặng dầu và các mỏ khí và được tách ra từ các thành
phần khác trong quá trình chiết xuất từ dầu hoặc khí thiên nhiên. LPG còn là một sản
phẩm phụ của quá trình tinh luyện dầu.
LPG có thể được hóa lỏng ở nhiệt độ bình thường bằng cách gia tăng áp suất vừa
phải, hoặc ở áp suất bình thường bằng cách sử dụng kỹ thuật làm lạnh để làm giảm
nhiệt độ.
2.2. Thành phần hóa học của LPG.
LPG là tên chung dùng cho propan và butan thương mại.
2.2.1. Propane.
Propane là một alkane thể khí có thể thu được trong quá trình tinh luyện dầu.
Propane thì không màu. Công thức hóa học của propane là CH
3

CH
2
CH
3
. Propane
có thể được hóa lỏng khi nén và làm lạnh. Propane có công thức cấu tạo như sau:
NHÓM 6 Page 14
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
PROPANE
Công thức hóa học C
3
H
8
Khối lượng phân tử 44.09
Khối lượng riêng ở 15
o
C 0.51 kg/lít
Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển - 43
o
C
Nhiệt trị thấp 46.1 MJ/kg
Nhiệt độ tự bốc cháy (ở áp suất khí quyển)
460÷580
o
C
Giới hạn cháy theo % thể tích
2.37% ÷ 9.5%
Vận tốc ngọn lửa ở ngoài không khí
46÷85 cm/s
2.2.2. Butane .

Butane là một hydrocarbon có trong khí thiên nhiên và có thể thu được từ quá trình
tinh luyện dầu mỏ. Butane là một alkane thể khí, gồm có các hydro cacbon chứa 4
nguyên tử cacbon, chủ yếu là n- butane và iso-butane. Công thức hóa học của butane
là C
4
H
10
và có công thức cấu tạo như sau:
BUTANE
Công thức hóa học C
4
H
10
Khối lượng phân tử 58.12
Khối lượng riêng 0.58 kg/lít
Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển -0.5
o
C
NHÓM 6 Page 15
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
Nhiệt trị thấp 45.46 MJ/kg
Nhiệt độ tự bốc cháy (ở áp suất khí quyển)
410÷550
o
C
Giới hạn cháy theo % thể tích
1.86% ÷ 8.41%
Vận tốc ngọn lửa ở ngoài không khí
40÷87 cm/s
2.2.3. Lý tính của LPG .

LPG là một chất lỏng không màu (trong suốt), không mùi (nhưng được tạo mùi
nhằm để dễ phát hiện khi rò rỉ).
Có tỷ trọng nhẹ hơn nước: từ 0.53 ÷ 0.58 kg/lít.
Ap suất tuyệt đối của LPG trong bồn chứa là : + 1.7 bars ở -15
o
C
+ 4.4 bars ở 15
o
C
+ 12.5 bars ở 50
o
C
LPG được bảo quản trong bình chứa như một chất lỏng có áp suất không cao
(dưới 20 bars). Bên trong bình chứa, LPG có hai trạng thái: hơi và lỏng; chất lỏng
nằm ở phần đáy bình và hơi nằm ở phía trên.
Sự giãn nở của LPG vào khoảng 0,25%, chính vì vậy ta phải luôn luôn chứa khí
LPG ở khoảng 80% thể tích bồn chứa. Phần còn lại của bồn chứa dành cho phần hơi
giãn nở do nhiệt độ môi trường.
- Tỷ số bén lửa từ 2,4% ÷ 9.6% trong không khí.
- Nhiệt độ tự bốc cháy là 855
o
F (457
o
C).
- Nhiệt trị thấp: Q
H
= 46 MJ/kg (tương đương 11.000 kcal).
- Tỉ số không khí nhiên liệu A/F: 15,5.
- Chỉ số Octan: 95 ÷ 105.
LPG không độc hại, tuy nhiên không nên hít vào cơ thể với số lượng lớn vì có thể

làm say hay nghẹt thở và không nên bước vào môi trường có đầy hơi gas vì rất nguy
hiểm do tính dễ bốc cháy của LPG.
Một lít LPG ở trạng thái lỏng có thể hóa hơi xấp xỉ 250 lít ở trạng thái hơi.
NHÓM 6 Page 16
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
Một số tính chất của LPG được trình bày ở bảng sau:
ĐẶC TÍNH PROPANE BUTANE
Khối lượng phân tử 40.09 58.12
Khối lượng riêng 15
o
C,Kg/lít 0.510 0.580
Nhiệt độ tự bốc cháy
460 ÷580
o
C 410÷550
o
C
Nhiệt độ đông đặc -187.8
o
C -138
o
C
Nhiệt trị thấp MJ/lít 25.5 28.7
Nhiệt trị thấp Kcal/kg 11070 10920
Nhiệt trị thấp MJ/kg 46.1 45.46
Giới hạn cháy theo % thể tích
2.37%÷9.5% 1.86%÷8.41%
Số lít trên mỗi tấn (lít/tấn) 1960 1720
Số ốctan động cơ (MON) 101 93
Số ốctan thí nghiệm (RON) 111 103

Vận tốc ngọn lửa ở ngoài không khí
46÷85cm/s 40÷87cm/s
Một số tính chất của LPG so sánh với xăng và dầu được trình bày ở bảng sau:
ĐẶC TÍNH PROPANE BUTANE PETROL DIESEL
Tỉ trọng ở 15
o
C (kg/lit) 0.508 0.584
0.73÷0.78 0.81÷0.85
Áp suất bay hơi ở
37,8
o
C (bar)
12.1 2.6
0.5÷0.9
0.003
Nhiệt độ sôi -43
o
C -0.5
o
C
30÷225
o
C 150÷560
o
C
RON 111 103
96÷98
-
MON 101 93
85÷87

-
Nhiệt trị thấp (MJ/Kg) 46.1 45.46 44.03 42.4
Nhiệt trị thấp (MJ/lít) 23.42 26.55 32.24 35.2
Tỉ số A/F 15.8 15.6 14.7 -
2.2.4. Các ứng dụng của LPG .
NHÓM 6 Page 17
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
LPG có hơn 1500 ứng dụng được chia làm 5 khu vực thị trường chính:
Dân dụng và thương nghiệp: Nấu ăn, nấu nước nóng, sưởi ấm, đèn gas… trong các
hộ dân, các cửa hàng ăn uống, các khách sạn …
Công nghiệp và nông nghiệp: Sấy thực phẩm, nung gốm sứ, ấp trứng, hàn cắt,
thanh trùng dụng cụ y tế, …
Ô tô: LPG được biết như là loại nhiên liệu thay thế cho diesel và xăng. Vì thế, hiện
nay đã có nhiều xe sử dụng LPG như là nguồn nhiên liệu cung cấp năng lượng cho
động cơ. Trong thực tế việc sử dụng LPG thường mang lại cảm giác chạy xe êm hơn,
tiếng ồn thấp, đặc biệt trên các xe tải nặng. Tuy nhiên các xe thương mại dùng LPG
như một nguồn nhiên liệu hiện nay vẫn chưa được sản xuất.
Phát điện: Chạy máy phát điện, Turbin.
Hoá dầu: Sản xuất ethetylen, propylen, butadiene cho ngành nhựa và đặc biệt là
sản xuất MTBE là chất làm tăng chỉ số Octane.
2.2.5. Các ưu điểm của nhiên liệu LPG.
LPG có các ưu điểm sau:
- Các thành phần hóa học của LPG tương đối ít, do đó dễ dàng thực hiện việc điều
chỉnh đúng tỉ lệ hỗn hợp nhiên liệu và không khí để quá trình cháy xảy ra hoàn toàn.
Ưu điểm này đem lại đặc tính cháy sạch cho LPG.
- Cả hai Propane và Butane được hóa lỏng một cách dễ dàng và đựng trong các bình
chứa áp suất. Đặc tính này làm cho nhiên liệu có tính cơ động cao, do đó có thể vận
chuyển dễ dàng trong các bình hoặc các thùng chứa đến người sử dụng.
- LPG là chất thay thế tốt cho xăng trong các động cơ xăng. Đặc tính cháy sạch của
LPG trong một động cơ thích hợp đã làm giảm bớt lượng khí thải, kéo dài tuổi thọ của

dầu bôi trơn và bugi đánh lửa.
- Các đặc tính cháy sạch và dễ vận chuyển của LPG cung cấp một chất thay thế cho các
nhiên liệu bản xứ chẳng hạn như gỗ, than đá và các chất hữu cơ khác. Đây là giải pháp
tốt để hạn chế nạn phá rừng và làm giảm các chất thải rắn (PM) nguy hiểm vào bầu
khí quyển được gây ra bởi việc đốt cháy các nhiên liệu bản xứ.
NHÓM 6 Page 18
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
- Thay thế cho chất nổ và chất làm lạnh (fluorocarbons ), giúp hạn chế nguyên nhân gây
phá hủy tầng ozone của trái đất.
3. Khả năng ứng dụng LPG lên xe.
3.1. Các loại nhiên liệu khí sử dụng trên xe.
Các loại nhiên liệu khi dùng trên xe chủ yếu gồm 2 loại: khí thiên nhiên và khí
đồng hành từ mỏ dầu.
 Khí thiên nhiên.
Là khí được khai thác từ các mỏ khí có sẵn trong tự nhiên. Thành phần chủ yếu
của khí thiên nhiên là Methane (CH
4
) 80÷90%.Khí thiên nhiên dùng làm nhiên liệu
cho xe cộ dưới 3 dạng sau:
Khí thiên nhiên nén(Compressed Natural Gas/CNG):khí được nén ở thể tích nhỏ
hơn với một áp suất cao 250 bars và chứa trong một bình chứa chắc chắn.Bình chứa
chứa được 40 ÷50 lít khí.
Khí thiên nhiên hóa lỏng (Liquefield Natural Gas/LNG): Khí được làm lạnh ở
nhiệt độ âm 162
0
C, áp suất khoảng 8,9 bars để chuyển sang trạng thái lỏng và chứa
trong các bình cách nhiệt.
Khí thiên nhiên hấp thụ (Adsorbed Natural Gas/ANG): Khí thiên nhiên được chứa
dưới dạng hấp thụ trong các vật liệu đặc biệt (như ống mao dẫn Cacbon hoạt tính) ở
áp suất 30÷40 bars.

Ở hai loại sau, do khí được chứa ở áp suất không cao nên các bình chứa không đòi
hỏi khắt khe như đối với khí thiên nhiên nén.
 Khí đồng hành từ dầu mỏ.
Ơ các mỏ dầu luôn luôn có loại khí này. Khi khai thác dầu mỏ, người ta sẽ thu
được khí này trước do chúng nằm phía trên mỏ. Thành phần chủ yếu của khí đồng
hành là Propane và Butane với tỉ lệ: 50/50, 60/40, 70/30.
Khí đồng hành được dùng làm nhiên liệu dưới dạng khí hoá lỏng(Liquefied
Petrolium Gas/ LPG). Khí đồng hành hóa lỏng được chứa trong các bình có áp suất
thấp(dưới 20 bars).
NHÓM 6 Page 19
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
3.2. Ưu điểm của việc sử dụng khí LPG so với các loại khí khác.
Ta có thể thấy rằng việc sử dụng khí LPG làm nhiên liệu có nhiều ưu điểm hơn so
với các loại khí khác. Các ưu điểm đó như:
Nguồn khí LPG có sẵn tại các mỏ dầu Việt Nam với trữ lượng lớn và khả năng sản
suất LPG lớn (nhà máy khí Dinh Cố 300.000 tấn/năm).
Áp suất sử dụng thấp hơn (20 bars). Trong khi các loại khí khác đòi hỏi một áp
suất rất cao, do đó cần phải dùng các thiết bị nén khí đặc biệt, tốn kém
Sản xuất và sử dụng đơn giản và an toàn hơn. Để lưu trữ khí với áp suất cao đòi
hỏi chúng ta phải có bình chứa chắc chắn, dày và có các bộ phận an toàn khác. Nếu
không đảm bảo có thể dẫn đến hậu quả như: khí bắt nhiệt gây cháy hay nổ bình, lượng
khí có thể thoát ra ngoài gây độc hại hay nếu thành bình không đủ dày có thể gây nổ.
Do LPG ở áp suất thấp hơn nên việc sản xuất và sử dụng đơn giản, cấu tạo bình chứa
đơn giản và rẻ tiền hơn.
Các động cơ sử dụng nhiên liệu LPG ở dạng khí nên không làm loãng lớp màng
dầu nhờn bôi trơn trên bề mặt tiếp xúc của các cặp chi tiết làm việc như piston – xy
lanh, trục khuỷu – thanh truyền, làm tăng hiệu quả bôi trơn, tăng thời gian sử dụng
dầu nhờn đồng thời cũng làm tăng tuổi thọ của động cơ lên gấp 2 – 2,5 lần so với
động cơ sử dụng nhiên liệu lỏng.
Đặc điểm công tác của động cơ chạy bằng nhiên liệu khí: Những khái niệm cơ

bản về quá trình công tác của động cơ chạy bằng nhiên liệu khí hoàn toàn giống như
động cơ Diesel và xăng.
3.3. Các phương pháp sử dụng nhiên liệu khí để chạy động cơ đốt trong.
 Phương pháp thứ nhất.
Chế tạo hẳn một loại động cơ chuyên chạy bằng nhiên liệu khí, trong đó có thể lợi
dụng với mức cao nhất tất cả những tính chất tốt nhất của nhiên liệu. Những loại động
cơ như vậy, ngay cả trong trường hợp sử dụng loại nhiên liệu khí có số nhiệt lượng
trung bình (nhiệt trị thấp trung bình) vẫn đảm bảo động cơ có áp suất có ích cao và
lượng tiêu hao nhiên liệu thấp.
NHÓM 6 Page 20
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
 Phương pháp thứ hai.
Chuyển từ động cơ đang chạy nhiên liệu lỏng sang động cơ chạy bằng nhiên liệu
khí hoặc bằng hai loại nhiên liệu: nhiên liệu chính là nhiên liệu khí còn nhiên liệu lỏng
dùng làm mồi đốt (động cơ gas diasel). Khi chuyển cách dùng nhiên liệu từ chỗ đang
chạy bằng nhiên liệu lỏng sang chạy bằng nhiên liệu khí, động cơ không cần thay đổi
về mặt cấu tạo nhưng khi đó công suất của động cơ giảm, vì những tính chất tốt nhất
của nhiên liệu không được lợi dụng hết.
Đối với động cơ chạy bằng nhiên liệu khí việc hình thành khí hổn hợp có thể thực
hiện hoặc ở bên trong hoặc ở bên ngoài xy lanh động cơ. Nhưng đại đa số động cơ
chạy bằng nhiên liệu khí thường dùng phương pháp hình thành khí hỗn hợp ở bên
ngoài, vì phương pháp đó cho phép :
Dùng nhiên liệu khí được trong các động cơ chạy bằng nhiên liệu lỏng mà không
cần thay đổi cấu tạo của động cơ, đồng thời vẫn giữ nguyên được khả năng khi chạy
lại bằng nhiên liệu lỏng.
Tạo ra một loại động cơ chuyên chạy bằng nhiên liệu khí trên cơ sơ của động cơ
sẵn có chạy bằng nhiên liệu lỏng (cải tiến)
Việc hòa trộn không khí với nhiên liệu khí được chuẩn bị trong một thiết bị đặc
biệt đó là bộ hỗn hợp khí (bộ mêlăngzơ).
Việc đốt cháy khí hỗn hợp công tác của động cơ chạy bằng nhiên liệu khí chủ yếu

được thực hiện bằng hai cách sau đây:
- Bằng tia lửa điện.
- Bằng tia nhiên liệu lỏng làm mồi.
Các động cơ gas được cải tiến từ những động cơ xăng thường dùng phương pháp
đốt cháy bằng tia lửa điện, còn những động cơ được cải tiến trên cơ sở từ những động
cơ diesel thông thường dùng phương pháp đốt cháy bằng bằng tia nhiên liệu lỏng
phun vào xylanh lúc cuối quá trình nén. Tia nhiên liệu mồi là một nguồn phát hỏa rất
lớn, gồm nhiều trung tâm cháy, nó đảm bảo có thể đốt cháy những hỗn hợp loãng hơn
khi đốt cháy bằng tia lửa điện.
NHÓM 6 Page 21
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
Trong động cơ chạy bằng nhiên liệu khí đốt cháy bằng tia nhiên liệu lỏng làm mồi,
nhiệt lượng được lợi dụng một phần do sự cháy của nhiên liệu khí cung cấp, một phần
là do sự cháy của nhiên liệu lỏng cung cấp. Do đó q trình cơng tác cuả những loại
động cơ như vậy gọi là chu trình gasodiesel.
Phương pháp hình thành khí hỗn hợp bên trong chỉ cho động cơ bốn kỳ tăng áp, và
ứng dụng cho động cơ hai kỳ (để tránh tổn thất khí gas lúc qt khí trong xy lanh).
Người ta đã chế tạo động cơ gas tự cháy do nén khi phun khí gas (nhiên liệu khí)
vào xy lanh lúc cuối q trình nén nhưng khơng đưa đến kết quả mỹ mãn.
3.4. Các phương án chuyển đổi động cơ chạy bằng nhiên liệu truyền thống sang sử
dụng nhiên liệu khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG).
 Động cơ xăng
Cải tiến chuyển sang dùng khí thiên nhiên:
- Thay bộ chế hoà khí.
- Giữ nguyên hệ thống đánh lửa.
- Tăng tỉ số nén.
Tỷ số nén là một trong những thông số động lực học quan trọng, nó ảnh hưởng
rất nhiều đến các chỉ tiêu kinh tế và công suất của động cơ.
Về mặt lý thuyết mà nói khi tăng tỉ số nén thì công suất về kinh tế của động cơ
sẽ tăng. Nhưng trong thực tế do không tránh khỏi tổn thất cơ giới tăng nên việc

tăng tỉ số nén chỉ có lợi trong một phạm vi nhất đònh.
Đối với động cơ đốt cháy cưỡng bức, giới hạn trên của tỉ số nén được quy đònh
bởi hiện tượng kích nổ và nó phụ thuộc vào tính chất chống kích nổ của nhiên liệu
mà đặc trưng bằng hằng số Octan. Trong những điều kiện như nhau nhiên liệu có
trò số Octan càng lớn thì tỉ số nén chọn cho động cơ có thể càng cao.
Do ta đã biết như trên, nhiên liệu LPG có chỉ số Octan cao hơn xăng, do đó khi
chuyển động cơ xăng sang dùng LPG chúng ta nên tăng tỉ số nén của động cơ.
NHĨM 6 Page 22
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
 Động cơ Diesel.
Cải tiến chuyển sang dùng khí nhiên liệu:
- Đánh lửa bằng bugi.
- Thay bơm cao áp, vòi phun nhiên liệu bằng bộ trộn khí.
- Giảm tỉ số nén.
Không khí trong quá trình nén của động cơ Diesel đòi hỏi phải được nén ở áp
suất và nhiệt độ rất cao để cuối quá trình nén, khi phun nhiên liệu vào thì hỗn hợp
có thể tự bốc cháy. Do đó động cơ Diesel có tỉ số nén cao hơn các động cơ khác.
Việc nén động cơ gas không nên đạt tới mức độ có thể sinh ra hiện tượng hỗn hợp
khí công tác tự bốc cháy vì sẽ gây ra cháy kích nổ của nhiên liệu. Do đó khi cải
tiến động cơ Diesel sang sử dụng khí nhiên liệu, chúng ta nên giảm tỉ số nén. Việc
giảm tỉ số nén có thể được thực hiện bằng nhiều cách như thay đổi piston, xy lanh,
thay đổi hành trình bằng các thay đổi trục khuỷu. Nhưng phương pháp tốt nhất là
chúng ta thay đổi hình dạng đỉnh piston bằng cách gia công thêm trên đỉnh piston
động cơ có độ sâu hơn ban đầu hay làm thể tích phần lõm trên đỉnh lớn hơn.
4. Các phương pháp cải tạo động cơ Diesel thành động cơ Diesel có sử dụng khí
thiên nhiên.
4.1. Chuyển đổi động cơ Diesel thành động cơ LPG, CNG đốt cháy cưỡng bức.
Sơ đồ một hệ thống nhiên liệu điển hình được giới thiệu trên hình 3.1:
NHĨM 6 Page 23
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ

Hình 3.1Sơ đồ hệ thống nhiên liệu động cơ Diesel chuyển đổi sang sử dụng CNG,
LPG đốt cháy cưỡng bức
 Nguyên lý hoạt động:
Khí thiên nhiên từ bình chứa, qua van ngắt, bộ lọc rồi đến bộ điều áp. Tại bộ điều
áp, áp suất của ga được giữ ổn định, áp suất đầu ra của bộ điều áp không phụ thuộc
vào nhiệt độ và áp suất đầu vào. Ga sau khi điều áp được đưa đến kim phun, qua bộ
trộn khí rồi đến xu páp nạp. Kim phun của động cơ diesel cũ được thay thế bằng bugi.
Như vậy, nhiên liệu diesel cũ được thay thế hoàn toàn bằng LPG. Ngoài ra, trên hệ
thống nhiên liệu này còn bố trí các van ngắt, van an toàn và bộ phận nạp ga.
 Các bộ phận chính:
 Bộ giảm áp - hoá hơi được chỉ ra trên hình 3.2:
Nhiệt độ cần thiết để hóa hơi LPG được cung cấp nhờ nước nóng từ đường ra của
nước làm mát động cơ. LPG lỏng ở áp suất bình chứa di chuyển qua van điện từ đến
họng nạp 1 và vào đường giảm áp thứ nhất (A) thông qua van giảm áp 3. Tại đây áp
suất LPG giảm xuống còn khoảng 0,45 – 0,65 bar. Khi áp suất bên trong buồng A gia
NHÓM 6 Page 24
CÁC SẢN PHẨM DẦU KHÍ
tăng, nó sẽ truyền qua buồng B, đẩy màng cao su 5 dịch chuyển lên trên, thông qua
cựa 4 – màng sẽ nén lò xo và làm cho van giảm áp đóng lại, ngăn không cho nhiên
liệu đi qua họng 2. Khống chế áp suất theo giá trị quy định do sự cân bằng giữa áp
suất các buồng A, D và lò xo của van 3 cũng như diện tích chịu áp trên và dưới của
màn 5.
Sau khi qua buồng A, nhiên liệu tiếp tục đi vào buồng C thông qua van định lượng
7. Đường này được thông với bộ trộn đặt trên bộ chế hòa khí và hơi LPG được hút
vào bộ trộn khi động cơ hoạt động.
Màng cao su 9 của buồng C được di chuyển bên trong nhờ áp suất nạp. Sự dịch
chuyển này làm cho đòn bẩy mở van định lượng 7 để hơi LPG đi từ buồng A sang
buồng C. Nếu việc hút nhiên liệu tăng lên ở bộ trộn, thì lập tức nó sẽ truyền qua buồng
C và màng cao su 9, cho phép nhiều hơi LPG đi qua miệng 6. Ngược lại, nếu lực hút ở
bộ trộn giảm xuống, do lực đẩy của lò xo 8 điều khiển đòn bẩy đóng dần miệng 6.,

giới hạn lượng hơi LPG đi vào.
Khi động cơ không hoạt động, lò xo 8 tác động lên đòn bẩy làm khóa chặt van định
lượng 7, bảo đảm hơi LPG không đi qua được miệng 6.
NHÓM 6 Page 25