Bài giảng các sản phẩn dầu mỏ

PHẦN C : CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ
PHẦN C : CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ
C1. CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN
C1. CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN
C1.1 ĐỘ BAY HƠI
C1.1 ĐỘ BAY HƠI


a.
a. Khái niệm
•
•


Độ bay hơi là một tính chất chung xác đònh
Độ bay hơi là một tính chất chung xác đònh
khả năng hoá hơi của sản phẩm – chuyển từ
khả năng hoá hơi của sản phẩm – chuyển từ
trạng thái lỏng sang trạng thái hơi.
trạng thái lỏng sang trạng thái hơi.
•
•


Đối với chất nguyên chất, ở áp suất xác đònh
Đối với chất nguyên chất, ở áp suất xác đònh
sự hoá hơi sẽ xảy ra ở nhiệt độ không đổi –

sự hoá hơi sẽ xảy ra ở nhiệt độ không đổi –
nhiệt độ sôi.
nhiệt độ sôi.
→
→


Khi P tăng , Tsôi tăng.
Khi P tăng , Tsôi tăng.

•
•


p suất hơi là áp suất của pha hơi nằm cân bằng
p suất hơi là áp suất của pha hơi nằm cân bằng
với pha lỏng ở nhiệt độ xác đònh.
với pha lỏng ở nhiệt độ xác đònh.
→
→


p suất hơi tăng khi T tăng.
p suất hơi tăng khi T tăng.


•
•

Mổi chất có một độ bay hơi khác nhau.
Mổi chất có một độ bay hơi khác nhau.
→
→


Cấu tử nhẹ dễ bay hơi:
Cấu tử nhẹ dễ bay hơi:
Tsôi thấp, áp suất hơi cao
Tsôi thấp, áp suất hơi cao


→
→


Cấu tử nặng khó bay hơi:
Cấu tử nặng khó bay hơi:
Tsôi cao, áp suất hơi thấp
Tsôi cao, áp suất hơi thấp


•
•


Đối với các sản phẩm dầu mỏ, là một hổn hợp
Đối với các sản phẩm dầu mỏ, là một hổn hợp
nhiều cấu tử, được đặc trưng bằng một khoảng
nhiều cấu tử, được đặc trưng bằng một khoảng

nhiệt độ sôi.
nhiệt độ sôi.

•
Đặc điểm rất quan trọng:
Đặc điểm rất quan trọng:
Sự hoá hơi tiêu thụ năng lượng.
Sự hoá hơi tiêu thụ năng lượng.
→
→


Đặc tính này gây ra một số vấn đề khi sử dụng các
Đặc tính này gây ra một số vấn đề khi sử dụng các
sản phẩm dầu mỏ như :
sản phẩm dầu mỏ như :
Hạ nhiệt độ môi trường
Hạ nhiệt độ môi trường
Khó khởi động khi lạnh
Khó khởi động khi lạnh
Hoá hơi sớm
Hoá hơi sớm
Tạo nút hơi, vv…
Tạo nút hơi, vv…
b. Ý nghóa của độ bay hơi
b. Ý nghóa của độ bay hơi
+ Đánh giá sản phẩm
+ Đánh giá sản phẩm

+ Liên quan đến tồn trử và an toàn.
+ Liên quan đến tồn trử và an toàn.

C1.2 SỰ CHÁY
C1.2 SỰ CHÁY
a.
a. Khái niệm
Cháy là quá trình oxy hoá vật chất, diễn ra rất
nhanh, toả nhiều nhiệt.
Phản ứng cháy các sản phẩm dầu mỏ:
( C, H , S ) + O
2
= CO
2
+ H
2
O + SO
2
+ Q
Nhiệt trò là nhiệt lượng tỏa ra khi đốt cháy 1 kg sản
phẩm.
Nhiệt trò phụ thuộc vào tỷ lệ của C,H,S.

Nguyên tố
Nguyên tố
Sản phẩm cháy
Sản phẩm cháy
Nhiệt trò, kcal/kg
Nhiệt trò, kcal/kg
C

C
CO
CO
2
2
8.133
8.133
H
H
H
H
2
2
O
O
29.100
29.100
S
S
SO
SO
2
2
2.322
2.322
→
→


Đáng giá

Đáng giá
Nhiệt trò cao khi sản phẩm có:
Nhiệt trò cao khi sản phẩm có:
+ Tỷ lệ H/C cao
+ Tỷ lệ H/C cao
( phụ thuộc vào loại hydrocarbon)
( phụ thuộc vào loại hydrocarbon)
+ Hàm lượng S thấp
+ Hàm lượng S thấp

b.Vai trò
b.Vai trò


Phần lớn sản phẩm dầu mỏ là sản phẩm năng lượng
Phần lớn sản phẩm dầu mỏ là sản phẩm năng lượng
(~ 90%).
(~ 90%).
Cơ năng hay nhiệt năng là kết quả của sự thu nhận
Cơ năng hay nhiệt năng là kết quả của sự thu nhận
năng lượng do sự đốt cháy các nhiên liệu.
năng lượng do sự đốt cháy các nhiên liệu.
Quá trình cháy đóng vai trò
Quá trình cháy đóng vai trò
sản sinh năng lượng
sản sinh năng lượng
.
.
c. Điều kiện để cháy
c. Điều kiện để cháy





Đưa sản phẩm sang dạng hơi.
Đưa sản phẩm sang dạng hơi.




Sử dụng tỷ lệ không khí và sản phẩm thích hợp.
Sử dụng tỷ lệ không khí và sản phẩm thích hợp.




Cung cấp năng lượng để khơi mào – duy trì sự cháy
Cung cấp năng lượng để khơi mào – duy trì sự cháy



C1.3 TÍNH LƯU CHUYỂN
C1.3 TÍNH LƯU CHUYỂN
Lỏng và hơi là những lưu chất.
Lỏng và hơi là những lưu chất.


Các sản phẩm dầu mỏ thường ở dạng lỏng, và trải

Các sản phẩm dầu mỏ thường ở dạng lỏng, và trải
qua các giai đoạn vận chuyển – tồn trử trước khi
qua các giai đoạn vận chuyển – tồn trử trước khi
được sử dụng ( sự lưu chuyển)
được sử dụng ( sự lưu chuyển)
Tính lưu chuyển của chúng phụ thuộc vào:
Tính lưu chuyển của chúng phụ thuộc vào:
a. Tỷ trọng –
a. Tỷ trọng – Khối lượng riêng
Khối lượng riêng, ký hiệu ρ ,là khối lượng của một
đơn vò thể tích sản phẩm ( kg/l, tấn/ m
3
)

Tỷ trọng, ký hiệu d, là tỷ lệ khối lượng của một thể
Tỷ trọng, ký hiệu d, là tỷ lệ khối lượng của một thể
tích sản phẩm so với khối lượng của nước nguyên
tích sản phẩm so với khối lượng của nước nguyên
chất có cùng thể tích ở nhiệt độ qui đònh.
chất có cùng thể tích ở nhiệt độ qui đònh.
Tỷ trọng không có đơn vò.
Tỷ trọng không có đơn vò.
Tỷ trọng và khối lượng riêng thay đổi theo nhiệt độ
Tỷ trọng và khối lượng riêng thay đổi theo nhiệt độ
nên phải ghi nhiệt độ xác đònh.
nên phải ghi nhiệt độ xác đònh.
Ý nghóa:
Ý nghóa:
+ Tồn trữ, vận chuyển, buôn bán
+ Tồn trữ, vận chuyển, buôn bán

+ Đánh giá sơ bộ sản phẩm.
+ Đánh giá sơ bộ sản phẩm.

b. Độ nhớt
b. Độ nhớt
Độ nhớt có hai loại:
Độ nhớt có hai loại:
+ Độ nhớt động lực học biểu thò sự ma sát nội giữa
+ Độ nhớt động lực học biểu thò sự ma sát nội giữa
các phân tử của lưu chất khi chuyển động. Được ký
các phân tử của lưu chất khi chuyển động. Được ký
hiệu là
hiệu là
µ
µ
có đơn vò là cP.
có đơn vò là cP.
+ Độ nhớt động học, ký hiệu
+ Độ nhớt động học, ký hiệu
ν
ν
, đơn vò là cSt
, đơn vò là cSt
Mối liên hệ
Mối liên hệ
ν
ν
=
=
µ

µ
/ d (độ nhớt và tỷ trọng ở cùng T)
/ d (độ nhớt và tỷ trọng ở cùng T)
Ý nghóa:
Ý nghóa:
+ Tính lưu động
+ Tính lưu động
+ Sự phun sương của nhiên liệu
+ Sự phun sương của nhiên liệu
+ Sự bôi trơn của dầu nhờn
+ Sự bôi trơn của dầu nhờn

c. Điều kiện nhiệt độ (thời tiết lạnh)
c. Điều kiện nhiệt độ (thời tiết lạnh)
Khi nhiệt độ giảm, độ nhớt của sản phẩm tăng, tính
Khi nhiệt độ giảm, độ nhớt của sản phẩm tăng, tính
lưu chuyển giảm.
lưu chuyển giảm.
Tiếp tục làm lạnh, sẽ xuất hiện các vi tinh thể (hiện
Tiếp tục làm lạnh, sẽ xuất hiện các vi tinh thể (hiện
tượng này sẽ dẫn đến làm mờ hay
tượng này sẽ dẫn đến làm mờ hay
vẫn đục
vẫn đục
sản
sản
phẩm)
phẩm)
Sau đó tinh thể phát triển, kích thước tăng dần rồi
Sau đó tinh thể phát triển, kích thước tăng dần rồi

kết khối lại, sản phẩm trở nên đặc sệt và đóng
kết khối lại, sản phẩm trở nên đặc sệt và đóng
khối, sản phẩm ngừng
khối, sản phẩm ngừng
chảy
chảy
.
.
Các hiện tượng trên dẫn đến một số trở ngại khi:
Các hiện tượng trên dẫn đến một số trở ngại khi:
+ Tồn trử – vận chuyển ( bơm – lọc )
+ Tồn trử – vận chuyển ( bơm – lọc )
+ Khởi động động cơ
+ Khởi động động cơ

d. nh hưởng của thành phần
d. nh hưởng của thành phần
Khả năng kết tinh có liên quan đến bản chất của
Khả năng kết tinh có liên quan đến bản chất của
hydrocarbon tạo nên sản phẩm .
hydrocarbon tạo nên sản phẩm .
Dãy các hydrocarbon tăng dần khả năng kết tinh:
Dãy các hydrocarbon tăng dần khả năng kết tinh:
aromatic < naphten < isoparafin < n-parafin
aromatic < naphten < isoparafin < n-parafin
Nhiệt độ kết tinh (
Nhiệt độ kết tinh (
0
0
C) các hydrocarbon có cùng 26C:

C) các hydrocarbon có cùng 26C:


n-parafin Isoparafin Naphten Aromatic
n-parafin Isoparafin Naphten Aromatic


+56 -40
+56 -40
→
→
+30 ~ -40 -60
+30 ~ -40 -60
→
→
-30
-30
→
→


Đánh giá
Đánh giá

Như vậy parafin, đặc biệt là n-parafin là cấu tử
Như vậy parafin, đặc biệt là n-parafin là cấu tử
chính làm giảm khả năng chòu lạnh của sản phẩm.
chính làm giảm khả năng chòu lạnh của sản phẩm.
Ngoài ra, nhiệt độ kết tinh còn phụ thuộc vào số
Ngoài ra, nhiệt độ kết tinh còn phụ thuộc vào số

nguyên tử carbon
nguyên tử carbon
Nhiệt độ kết tinh (
Nhiệt độ kết tinh (
0
0
C) của một số n-parafin:
C) của một số n-parafin:


nC
nC
4
4
H
H
10
10
nC
nC
8
8
H
H
18
18
nC
nC
16
16

H
H
34
34
nC
nC
26
26
H
H
54
54
nC
nC
36
36
H
H
74
74
nC
nC
44
44
H
H
90
90

−
−
138
138
−
−
57 +18 +56 +76 +86
57 +18 +56 +76 +86
→
→


Cần chú ý đến
Cần chú ý đến
sự hiện diện của
sự hiện diện của


nước
nước
.
.

C1.4 SỰ ĂN MÒN VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
C1.4 SỰ ĂN MÒN VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG
a. Đối với khí thải

a. Đối với khí thải
Sự đốt cháy các sản phẩm dầu mỏ sinh ra các khí
Sự đốt cháy các sản phẩm dầu mỏ sinh ra các khí
nóng thải vào môi trường:
nóng thải vào môi trường:
+ Thành phần chính là khí CO
+ Thành phần chính là khí CO
2
2
và hơi nước
và hơi nước
+ SO
+ SO
2
2
, SO
, SO
3
3
từ sự đốt cháy lưu huỳnh
từ sự đốt cháy lưu huỳnh
+ Các khí chưa cháy như CO, H
+ Các khí chưa cháy như CO, H
2
2
, hydrocarbon
, hydrocarbon
+ Các chất rắn chưa cháy chủ yếu là muội than
+ Các chất rắn chưa cháy chủ yếu là muội than
→

→


Đánh giá
Đánh giá

Ô nhiễm khí quyển
Ô nhiễm khí quyển
:
:
SOx là khí độc đối với con người, động vật, thực vật.
SOx là khí độc đối với con người, động vật, thực vật.
Ngưỡng nồng độ gây nguy hiểm đối với con người ở
Ngưỡng nồng độ gây nguy hiểm đối với con người ở
mặt đất là 5cm
mặt đất là 5cm
3
3
/m
/m
3
3
không khí
không khí
n mòn
n mòn
:
:
Một phần SO
Một phần SO

2
2
hình thành trong quá trình cháy sẽ
hình thành trong quá trình cháy sẽ
chuyển thành khí SO
chuyển thành khí SO
3
3
khi có không khí.
khi có không khí.
Khí này hoà tan mạnh trong nước ở nhiệt độ thấp tạo
Khí này hoà tan mạnh trong nước ở nhiệt độ thấp tạo
thành acid sulfuric ăn mòn rất mạnh.
thành acid sulfuric ăn mòn rất mạnh.

b. Đối với sản phẩm dầu mỏ.
b. Đối với sản phẩm dầu mỏ.
Các sản phẩm dầu mỏ được tồn trử trong các bồn
Các sản phẩm dầu mỏ được tồn trử trong các bồn
chứa và vận chuyển trong các đường ống.
chứa và vận chuyển trong các đường ống.
Sự tiếp xúc trực tiếp các sản phẩm dầu mỏ với các
Sự tiếp xúc trực tiếp các sản phẩm dầu mỏ với các
vật liệu kim loại có thể gây ra ăn mòn.
vật liệu kim loại có thể gây ra ăn mòn.
Sự ăn mòn này của sản phẩm dầu mỏ là do sự có
Sự ăn mòn này của sản phẩm dầu mỏ là do sự có
mặt của một số hợp chất có tính acid ( acid hữu cơ,
mặt của một số hợp chất có tính acid ( acid hữu cơ,
mercaptan )

mercaptan )
Do đó để hạn chế các ảnh hưởng này phải:
Do đó để hạn chế các ảnh hưởng này phải:
Giảm hàm lượng lưu huỳnh trong sản phẩm.
Giảm hàm lượng lưu huỳnh trong sản phẩm.