Đồ án chuyên ngành các phương pháp đánh giá chất lượng dầu khí



ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH


 !"#
GVHD : ThS. Lê Thị Hồng Nhung
Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Thư
HÀ NỘI, năm 2014
M$C L$C
MỞ ĐẦU
Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp trong đó có hàng trăm các cấu tử
khác nhau, mỗi loại dầu mỏ được đặc trưng bởi thành phần chính,
chiếm 60-90% trọng lượng dầu, còn lại là các chất chứa oxy, lưu
huỳnh, nito, các phức cơ kim,…Để sử dụng dầu mỏ hiệu quả phụ thuộc
vào chất lượng của quá trình chế biến, quá trình kiểm tra chất lượng,
xác định các chỉ tiêu của các sản phẩm của dầu mỏ là rất cần thiết.
Theo các chuyên gia về hóa dầu ở châu âu việc kiểm tra đánh giá chất
lượng và đưa dầu mỏ qua các quá trình chế biến sẽ nâng cao được hiệu
quả sử dụng của dầu mỏ lên nhiều lần, tiết kiệm được nguồn tài nguyên
quý hiếm này.
Dầu thô vừa khai thác ở mỏ lên, ngoài phần chủ yếu là các
hydrocacbon như đã nêu ở phần trên, trong dầu còn lẫn nhiều tạp chất
như : tạp chất cơ học, đất đá nước và muối khoáng. Nếu không tách
hợp chất này đi kèm với việc kiểm tra và đánh giá chất lượng, khi vận
chuyển hay bồn chứa đặc biệt khi chưng cất chúng sẽ tạo cặn bùn và
các hợp chất ăn mòn, phá hỏng các thiết bị, làm giảm công suất chế
biến, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, sản phẩm bán trên thị
trường sẽ không đảm bảo tính an toàn, sức khỏe, môi trường và gây ra
các thành phần phụ trong xăng như khả năng cháy, chống kích nổ,
nhiệt độ sôi, thành phần hydrocacbon, phi hydrocacbon,…Vì vậy khi

đưa vào chế biến dầu thô cần phải qua các bước xử lý , kiểm tra chất
lượng sản phẩm ở mức độ khác nhau.
%&'()*+,-
1.1. %&'().%/.01234
1.1.1 %/5(567
Sắc ký là kĩ thuật phân tích khai thác sự khác biệt trong phân bố
giữa pha động và pha tĩnh để tách các thành phần trong hỗn hợp.
Các thành phần của hỗn hợp có thể tương tác với pha tĩnh dựa trên
điện tích, độ tan tương đối và tính hấp phụ.
1.1.2 /2389%:;90123<
*=*=>=*?123<)5@A
Sắc ký giấy về cơ chế là một dạng của sắc ký phân bố gần giống
với cơ chế chiết. Việc tách chất là dựa vào hệ số phân bố khác nhau
của các chất cần tách giữa hai tướng ( giữa 2 dung môi không trộn
lẫn).
Giấy dùng trong sắc ký giấy là loại giấy đặc biêt, trước khi dùng
nó được tẩm và chế hóa bằng các dung dịch muối khác nhau như
KNO
3
, NH
4
NO
3
…Tùy theo phương pháp sử dụng và cách thực hiện,
người ta chia sắc ký giấy thành các loại :
• Sắc ký giấy đi lên và sắc ký giấy đi xuống.
• Sắc ký giấy một chiều và sắc ký giấy 2 chiều.
*=*=>=>?123<BC.7D()
Sắc ký lớp mỏng (TLC _ thin layer chromatography) là kĩ thuật
sắc ký khá nhanh gọn và tiện lợi. Nó giúp nhận biết nhanh được số

lượng thành phần có trong hỗn hợp đem sắc ký. Trong phương pháp
sắc ký lớp mỏng, thành phần trong hỗn hợp được xác định nhờ so
sách hệ số lưu của hỗn hợp Rf và hệ số lưu Rf của 1 số chất đã biết.
Bản sắc ký dùng trong sắc ký lớp mỏng TLC thường làm bằng
thủy tinh, kim loại hoặc bản plastic (chất dẻo)được phủ lên trên
bằng 1 lớp chất rắn mỏng như silica gel, nhôm.
*=*=>=E?123<9FGHIJ55H(
Sắc ký trao đổi Ion (Ion-exchange chromatography, viết tắt là
IC) là một quá trình cho phép phân tách các ion hay các phân tử
phân cực dựa trên tính chất của chúng. Hiện nay, tại Việt Nam có
khá nhiều hệ thống sắc ký ion của nhiều hãng nổi tiếng khác nhau.
Đối với hệ Metrohm, miền Bắc có rất nhiều Viện nghiên cứu, Trung
Tâm, sử dụng các máy như 881, 882, 861, còn Thành phố Hồ Chí
Minh, có Trung Tâm Dịch Vụ Phân Tích Thí Nghiệm đang sử dụng
là 850 IC professional.
Đây là hệ thống phân tích Ion có nhiều ưu điểm và tiện lợi cho
phân tích viên: Phân tích các Cation, phân tích các Anion, phân
tích hợp chất: polyphosphate, tripolyphosphate,choline, Khả năng
phân tích ppb - ppm - % Độ chính xác cao. Đi kèm với phần mềm
MagicNet dễ dàng sử dụng.
*=*=>=K?123<BD()%56:(L()2GH
Là phương pháp chia tách trong đó pha động là chất lỏng còn
pha tĩnh chứa trong cột là chất rắn đã được phân chia dưới dạng
tiểu phân hoặc một chất lỏng đã phủ lên một chất mang rắn hay là
một chất mang đã được biến đổibằng liên kết hóa học với các
nhóm chức hữu cơ. Qúa trình sắc ký lỏng dựa trên cơ chế hấp
phụ, phân bố, trao đổi ion hay phân loại theo kích cỡ(rây phân tử).
*=>=?1234BD()2GH/.
*=>=*%/5(567
Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao ( HPLC) là một phương

pháp chia tách trong đó pha động là chất lỏng và pha tĩnh chứa
trong cột là chất rắn đã được phân chia dưới dạng tiểu phân hoặc
một chất lỏng phủ lên một chất mang rắn, hay một chất mang đã
được biến bằng liên kết hóa học với các nhóm chức hữu cơ. Phương
pháp này được sử dụng rộng rãi và phổ biến vì có độ nhạy cao, khả
năng định lượng tốt, thích hợp tách hợp chất khó bay hơi.
*=>=>%M(BHN5
Dựa vào sự khác nhau về cơ chế tách chiết sử dụng trong HPLC,
người ta chia HPLC thành 4 loại:
• Sắc ký hấp phụ hay sắc ký lỏng rắn.
• Sắc ký phân bố (partition chromatography).
• Sắc ký ion (ion chromatography).
• Sắc ký rây phân tử
*=>=E=%G98(%9FH()01 23<.%GIO H
Trong sắc ký phân bố nói chung, pha tĩnh là những hợp chất hữu
cơ được gắn lên chất mang rắn silica hoặc cấu thành từ silica theo
hai kiểu:
• Pha tĩnh được giữ lại trên chất mang rắn bằng cơ chế hấp phụ
vật lý → sắc ký lỏng-lỏng .
• Pha tĩnh liên kết hóa học với chất nền → sắc ký pha liên kết.
Trong quá trình sử dụng, người ta nhận thấy sắc ký pha liên kết
có nhiều ưu điểm hơn sắc ký pha lỏng-lỏng.Người ta thường chỉ
quan tâm đến loại sắc ký phân bố pha liên kết và phần lớn các loại
cột sử dụng hiện nay trong sắc ký phân bố đều có cấu trúc dạng
này.
*=>=K=%GIP()9FH()0123<.%GIOH
Pha động trong sắc ký lỏng nói chung phải đạt những yêu cầu
sau: hòa tan mẫu phân tích, phù hợp với đầu dò, không hòa tan hay
làm mòn pha tĩnh, có độ nhớt thấp để tránh áp suất dội lại cao, tinh
khiết dùng cho sắc ký (HPLC grade).

Trong sắc ký pha đả o, dung môi pha động có độ phân cực cao.
Trên lý thuyết chúng ta có thể sử dụng khá nhiều dung môi nhưng
kinh nghiệm thực tế cho thấy methanol (MeOH), acetonitrile (ACN)
và tetrahydrofuran (THF) là đạt yêu cầu nhất. Nước là một dung
môi được cho vào các dung môi hữu cơ để giảm khả năng rửa giải.
Trong quá trình tách của SKPĐ, sự tương tác giữa hợp chất cần
phân tích và pha động phụ thuộc rất nhiều vào moment lưỡng cực,
tính acid (cho proton) hoặc tính baz (nhận proton) của dung môi.

*=E=%J%Q()()HN5
Phương pháp phân tích theo phổ hồng ngoại la một trong những
kỹ thuật phân hiệu quả, phương pháp cung cấp thông tin về cấu trúc
phân tử nhanh, không đòi hỏi các phương pháp tính toán phức tạp.
Kỹ thuật này dựa trên hiệu ứng đơn giản là : các hợp chất có khả
năng hấp thụ chọn lọc bức xạ hồng ngoại, sau khi hấp thụ các bức
xạ hồng ngoại, các phân tử của các hợp chất hóa học dao động với
nhiều vận tốc dao động và xuất hiện dải phổ hấp thụ gọi là phổ hấp
thị bức xạ hồng ngoại.
Cách tiến hành đo phổ: Nếu mẫu là chất lỏng tinh khiết thì dùng
2 tấm KBr có độ dày khoảng 0,1 mm và nhỏ một giọt chất lỏng vào
giữa 2 tấm KBr tạo thành lớp màng mỏng chất lỏng ép giữa 2 tấm
đó.Chuẩn bị dung dịch mẫu: hòa tan chất nghiên cứu vào dung môi
thích hợp với nồng độ 1-5% sau đó cho vào giữa 2 tấm KBr thứ
nhất, sau đó cho dung môi vào giữa 2 tấm KBr thứ 2 giống hệt tấm
thứ nhất về độ dày và vật liệu chế tạo.Nhờ so sánh 2 chùm tia đi
qua dung dịch và dung môi người ta có thể loại vạch hấp thụ của
dung môi. Nồng độ chất ghi phổ IR của mẫu lỏng trongkhoảng 10
-2
đến 1mol/l. Để ghi phổ cho những mẫu có tính kiềm, axit, hoặc
dung dịch nước thì phải dùng các vật liệu không tan trong nước như

fluorit, silic, germany,…
Đối với các mẫu dạng rắn có nhiều cách đo nhưng đơn giản và
thuận tiện nhất là ép viên với KBr. Mẫu phân tích được nghiền mịn
với KBr với tỉ lệ khoảng 2-5 mgmẫu trong 300-500mg KBr sau đó
ép trên máy ép thành những viên trong dẹt với chiều dày khoảng 0,1
mm .Viên dẹt thu được hầu như trong suốt và các chất phân tích
được phân tán đồng đều trong KBr. Cần chú ý KBr có tính hút ẩm
mạnh nên trong phổ thường xuất hiện vạch phổ hấp thụ của nước ở
3450 cm
-1
.
Đo phổ hồng ngoại trên máy IR: Trình tự phân tích: nhỏ một giọt
dung môi vào 2 tấm KBr đã chuẩn bị sẵn, ép lại thành màng mỏng
dung môi, đưa tấm KBr đã có dung môi vào giá đỡ của máy, đo phổ
hồng ngoại của dung môi.Chờ đến khi máy quét hết các bước sóng
khi đó kết thúc phép đo.Lấy 2 tấm KBr ra khỏi giá đỡ, nhỏ một giọt
mẫu pha sẵn trong dung môi đã chuẩn bị trước vào 2 tấm KBr mới,
đưa vào giá đỡ và đo phổ hồng ngoại của mẫu với cùng một điều
kiện như với dung môi.
*=K%&'().%/.R/2IS(%B&:%:T(%UV().%J%:T(%W:G()9/(
RN95GX
Tóm tắt phương pháp: Mẫu được đặt trong chum tia X và đo
cường độ pic của vạch lưu huỳnh Kα tại bước sóng 5,373
.Lấy cường
độ pic trừ đi cường độ củanền đo được tại bước sóng 5,190
(hoặc tại
5,43) nếu sử dụng ống Rh). So sánh tốc độ đếm thực với đường
chuẩn đã được chuẩn bị trước để suy ra nồng độ lưu huỳnh theo
phần trăm khối lượng
Phương pháp này có ưu điểm là phương pháp đo nhanh và chính

xác tổng hàm lượng lưu huỳnh có trong dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ
với sự chuẩn bị mẫu tối thiểu. Thời gian cho một lần phân tích điển
hình là từ 1 đến 2 phút trên một mẫu.Chất lượng của nhiều loại sản
phẩm dầu mỏ liên quan đến sự có mặt của lưu huỳnh. Sự hiểu biết về
nồng độ lưu huỳnh là cần thiết đối với quá trình chế biến. Với thực
tế trên, nhiều quốc gia có các qui chuẩn thắt chặt hàm lượng lưu
huỳnh đối với một số loại nhiên liệu.
So sánh với các phương pháp xác định lưu huỳnh khác, thấy rằng
phương pháp này (TCVN 6701 (ASTM D 2622)) cần chuẩn bị lượng
mẫu thử rất nhỏ, có độ chụm tốt và phương pháp còn có khả năng
xác định nồng độ lưu huỳnh ở dải rộng. Thiết bị sử dụng trong
phương pháp này cũng đắt hơn nhiều so với thiết bị của phương
pháp khác, như ASTM D 4294.
*=Y%M(942%Z[9357BHN5
*=Y=*%&'().%/..%J%@.9%\():A](9^?
Phương pháp AAS được viết tắt từ phương pháp phổ hấp thu
nguyên tử (Atomic Absorption Spectrophotometric) là phương pháp
xác định nồng độ các nguyên tố trong một chất bằng cách đo độ hấp
thụ bức xạ bởi hơi nguyên tử tự do của nguyên tố đó được hóa hơi từ
chất thử.
Nguyên tắc của phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử:
Các nguyên tử ở trạng thái bình thường thì chúng không hấp thu
hay bức xạ năng lượng nhưng khi chúng ở trạng thái tự do dưới dạng
những đám hơi nguyên tử thì chúng hấp thu và bức xạ năng lượng.
Mỗi nguyên tử chỉ hấp thu những bức xạ nhất định tưng ứng với
những bức xạ mà chúng có thể phát ra trong quá trình phát xạ của
chúng. Khi nguyên tử nhận năng lượng chúng chuyển lên mức năng
lượng cao hơn gọi là trạng thái kích thích. Quá trình đó gọi là quá
trình hấp thu năng lượng của nguyên tử tự do ở trạng thái hơi và tạo
ra phổ của nguyên tử đó. Phổ sinh ra trong quá trình này gọi là phổ

hấp thu nguyên tử.
Cấu tạo chính của máy AAS gồm :
Nguồn bức xạ : từ nguồn đèn catod rỗng HCl, đèn phóng điện không
điện cực EDL, đèn phổ liên tục có biến điệu.
- Bộ phận hóa hơi ( nguyên tử hóa mẫu): kỹ thuật ngọn lửa F-AAS,
kỹ thuật không ngọn lửa ETA-AAS.
- Bộ phận đơn sắc hóa
- Bộ phận phát hiện.
Nguyên tắc làm việc: Khi đèn làm việc, catot được nung đỏ, giữa
catot và anot xảy ra sự phóng điện liên tục. Do sự phóng điện đó mà
một số phân tử khí bị ion hóa. Các ion vừa được sinh ra sẽ tấn công
vào catot làm bề mặt catot nóng đỏ và một số nguyên tử kim loại trên
bề mặt catot bị hóa hơi và nó trở thành nhữngnguyên tử kim loại tự
do. Khi đó dưới tác dụng của nhiệt độ trong đèn HCl đang được đốt
nóng đỏ, các nguyên tử kim loại này bị kích thích và phát ra phổ phát
xạcủa nó. Đó chính là phổ vạch của chính kim loại làm catot rỗng.
Nhưng vì trong điều kiện làm việc đặc biệt của môi trường khí trơ có
áp suất thấp, nên phổ phát xạ đó chỉ bao gồm các vạch nhạy của kim
loại đó.
*=Y=>%&'().%/.
ICP ( Inductively Coupled Plasma) là kỹ thuật phân tích sử dụng
để phát hiện các vết nguyên tố trong nhiều lĩnh vực như môi trường,
địa chất, khoáng sản, Quang phổ ICP thuộc loại quang phổ phát xạ
sử dụng nguồn plasma cảm ứng cao tần (ICP) sinh ra các nguyên tử
hoặc ion ở trạng thái kích thích để pháp xạ sóng điện tử ở bước sóng
đặc trưng cho từng nguyên tố và cường độ sự phát xạ này thể hiện
nồng độ của nguyên tố trong mẫu đo.
ICP-MS là kỹ thuậ t phân tích cá c nguyên tố vô cơ, dựa trên nguyên
tắc ghi đo phổ theo khối lượng (m/z).
ICP - Plasma cả m ứng cao tầ n : nguồ n nhiệ t cao cung cấ p ion(+) .

MS - thiế t bị đo phổ khố i:
• Má y qué t phổ 4 tứ cự c
• Dã y phổ đo: qué t khố i từ 7 - 250 amu (từ Li - U, khoã ng 70
nguyên tố )
• Tá ch tấ t cả cá c nguyên tố theo tuầ n tự nhanh chó ng, độ chọ n lọ c
cao
• Đo cá c ion vớ i đầu dò rấ t nhạ y (ppt - ppm). Có thể phân tí ch cá c
đồng vị và tŽ lệ củ a chú ng
• Có khả năng phân tí ch bá n đị nh lượ ng do có sẵn phổ chuẩ n
• Khi kết nối với LC, hệ thống LC-ICP-MS có thể phân tích được
các hợp chất hữu cơ kim loại.
• Mẫ u đượ c ion hó a thà nh ion (+) trong nguồ n Plasma nhiệ t độ
cao. Sau đó dò ng ion này đượ c hướ ng đi và o thiế t bị tách ion (+),
loạ i bỏ phầ n lớn cá c phần tử trung hò a. và cá c photon.
• Dòng ion tiế p tụ c đượ c hướ ng và o thiệ t bị tá ch cá c ion cả n trở -
ion đa nguyên tử (polyatomic) bằ ng cơ chế va đập suy giả m năng
lượ ng.
• Cá c ion cò n lạ i sẽ di chuyể n tiế p và o bộ phân tá ch khối theo
m/z, tá ch khố i từ 2 - 250 amu và cá c khố i nà y đượ c ghi nhậ n lạ i bở i
detecor gồ m cá c diod quang.
*=_=%J3%`5B&a()bc?d
Phương pháp phổ khối lượng (MS) là phương pháp nghiên cứu cấu
trúc của các chất bằng cách đo chính xác khối lượng phân tử của chất
đó dựa trên nguyên tắc khối lượng phân tử của một chất sẽ bằng tổng
khối lượng phân tử của các mảng ion được tạo thành do quá trình phá
vỡ phân tử.
Hợp chất mẫu trước hết phải được chuyển sang trạng thái khí và
được ion hóa bằng các phương pháp thích hợp. Sau đó được tách
thành các mảng ion thu được theo một quy luật nhất định( như khối
lượng tăng dần hoặc giảm dần).Mà từ đó xác định được hình ảnh của

phân tử.
Phân tích thành phần dầu khí sử dụng FT-ICR MS: Phương pháp
áp dụng chùm EI (điện tử ion hóa ) FT-ICR MS để phân tích các thành
phần của gasoil chân không (VGO) và dư lượng chân không (VR) bắt
nguồn từ dư lượng khí quyển (AR) của dầu mỏ Kuwait.
Sự phân bố của các hydrocacbon có hoặc không có lưu huỳnh được
đánh giá ở các mẫu khác nhau.Dầu mỏ bao gồm hàng ngàn hợp chất.
FT-ICR MS cung cấp chính xác khối lượng của hợp chất với độ lệch
nhỏ hơn 1 phần triệu. Do đó chúng ta có thể ước tính công thức phân
tử của mỗi thành phần trong dầu mỏ một cách nhanh chóng theo khối
lượng chính xác và phân tích quang phổ của FT-ICR quang phổ khối
lượng.
Các hợp chất sẽ được tìm thấy trong AR,VGO, VR bằng phương
pháp phân tích FT-ICR MS. Đầu dò EI được đặt vào mẫu bão hòa
( khoảng 0.1mg). Năng lượng điện tử nhận được là 16 eV, giá trị này
có thể giảm tối thiểu sự phân mảnh và có một đầu dò nhiệt độ 3300C.
Thành phần của các loại dầu nặng Kết quả: Trong dải rộng của chùm
EI quang phổ khối lượng của AR,VGO và VR được chỉ ra trong hình
Đặc điểm các peak của dầu mỏ được phát hiện trong mỗi phần bão
hòa. Tuy vậy, các peak trong một khoảng khối lượng tương tự thu
được cho AR và VGO, VGO có peak cao hơn AR. Ngoài ra, những
peak ở trong khoảng 250 < m/z < 450 không xuất hiện trong quang
phổ khối lượng của VGO. Những phân tử có khối lượng lớn của m/z
lớn hơn 450 là quang phổ khối lượng của VR, nơi mà một vài đỉnh
xuất hiện cho VGO và AR.
Khối lượng phân tử có thể được phân bố dựa trên điểm cắt của
mẫu. được xác định từ khối lượng chính xác của nó bằng cánh tính
toán khối lượng công thức liên quan, sau đó chọn sai số nhỏ nhất giữa
đo lường và tính toán. Thực tế các hạn chế này được dùng để đặt giới
hạn cho các dị nguyên tử, tức là 14N ( ít hơn ba nguyên tử ), 16O ( ít

hơn 10 nguyên tử), 32S ( ít hơn ba nguyên tử).
*=e%J9f()HN5bgd
Phổ tử ngoại và khả kiến, viết tắt là UV-VIS(ultraviolet-Visible) là
phương pháp phân tích được sửdụng rộng rãi từ lâu.
Phương pháp quang phổ hấp thụ tử ngoại và khả kiến còn được gọi
là phương pháp quang phổ hấp thụ điện tử, là một trong các phương
pháp phân tích dựa trên sự hấp thụ bức xạ điện từ.
Vùng sóng: tử ngoại (UV) 200 – 400 nm. Khả kiến (VIS) 400 – 800
nm.
Phổ tử ngoại và khả kiến của các chất hữu cơ gắn liền trong phân tử
khi các electron chuyển từ các obitan liên kết hoặc không liên kết lên
các obitan phản liên kết có mức năng lượng cao hơn, đòi hỏi phải hấp
thụ năng lượng từ bên ngoài.
Các electron nằm ở obitan liên kết σ nhảy lên obitan phản liên kết
σ* có mức năng lượng cao nhất, ứng với bước sóng 120 – 150 nm, nằm
ở vùng tử ngoại xa.
Các electron π và các electron p (cặp electron tự do) nhảy lên
obitan phản liên kết π* có mức năng lượng lớn hơn, ứng với bước sóng
nằm trong vùng tử ngoại 200 – 400 nm hay vùng khả kiến 400 – 800
nm tùy theo mạch liên hợp của phân tử. Phổ tử ngoại và khả kiến liên
quan chặt chẽ đến cấu tạo, nối đôi liên hợp và vòng thơm.
Thiết bị: Máy quang phổ thích hợp dùng cho việc đo phổ vùng tử
ngoại và khả kiến bao gồm một hệ thống quang học có khả năng cung
cấp ánh sáng đơn sắc trong dải từ 200-800nm và một thiết bị phù hợp
để đo độ hấp thụ. Hai cóng đo dùng cho dung dịch thử và dung dich
đối chiếu cần phải có đặc tính quang học như nhau. Khi đo trên máy tự
ghi hai chùm tia, cóng đựng dung dịch đối chiếu được đặt ở bên có
chùm tia đối chiếu đi qua.
%&'()>h
Để xác định giá trị của dầu thô trên thị trường, đồng thời định

hướng cho các quá trình sử dụng, chế biến, tính toán công suất thiết
bị cho nhà máy lọc dầu, việc phân tích, xác định các chỉ tiêu của dầu
thô là rất cần thiết.
>=*=%i(%.%j(%AkFH2G2UH(9FH()kj:7D
 Hydrocacbon là thành phần quan trọng nhất của dầu thô, trong dầu
chúng chiếm từ 60-90% trọng lượng. Dầu chứa càng nhiều
hydrocacbon thì càng có giá trị kinh tế cao. Phụ thuộc vào hàm lượng
của từng loại: parafin, naphten, aromat mà có thể sản xuất được các
sản phẩm nhiên liệu có chất lượng khác nhau. Dầu chứa naphten,
aromat sẽ cho phép sản xuất xăng có trị số octan cao. Dầu chứa nhiều
n-parafin sẽ là nguồn tạo ra nhiên liệu diezen có chất lượng tốt, nhưng
nếu hàm lượng parafin rắn cao quá sẽ làm tăng điểm đông đặc của dầu,
gây khó khăn cho quá trình vận chuyển, bốc rót, phải áp dụng các biện
pháp để hạ điểm đông, gây tốn kém. Dầu trung gian naphteno-
parafinic sẽ là nguyên liệu tốt để sản xuất ra dầu nhờn có chỉ số độ
nhớt cao.
Khi khai thác được dầu thô, nhất thiết phải xác định hàm lượng và
đặc tính của các loại hydrocacbon có trong dầu. Có nhiều phương pháp
để xác định chúng, nhưng phổ biến là phương pháp hóa lý như sắc ký
khí, phổ hồng ngoại(IR) và tử ngoại(UV).
Ví dụ để xác định hàm lượng C
P
, C
A
, C
N
trong dầu thô ta dựa vào độ
hấp thụ của chúng trong phổ hông ngoại.
Công thức tính:
1.C

A
= 1,2 + 9,8.
2. C
A
= 3,0 + 7,1. Giới hạn C
A
=60%
3.C
A
=36,2 + 6,6. - 5,9. Giới hạn C
A
= 10%
4. C
A
=29,9 + 6,6. ( 720 cm
-1
)
5.C
P
= 240 lg lg [100. (970 cm
-1
)] -25,5
Vì vậy có thể tính hàm lượng C
N
theo công thức (6)
6. C
N
= 100- (C
P
+C

A
)
biểu thị mật độ quang học ở vùng có độ dày của cuvet là 1 mm.
d- độ dày cuvet, 1mm
I
0
- cường độ tia sáng đơn sắc truyền vào lớp vật chất.
lg còn gọi là độ hấp thụ và ký hiệu là D
o

Bằng phổ IR ta xác định được D
0
thay vào công thức sẽ tính được
D
0
thay vào công thức sẽ tính được C
A
, C
N
, C
P
tương ứng.
>=>=X/2IS(%3%`5B&a()F5]()2^Gkj:9%lmg_YnK
Khối lượng riêng là khối lượng của chất lỏng trên một đơn vị thể
tích ở 15
o
C và 105,325 kPa có đơn vị là kg/m
3
.
a) %N7Z5/.k\()

Phương pháp áp dụng cho dầu thô và các sản phẩm dầu mỏ lỏng
đồng nhất. Sử dụng tŽ trọng kế thủy tinh để xác định khối lượng
riêng của dầu thô. Khối lượng riêng là yếu tố ảnh hưởng đến chất
lượng của dầu thô, thường giá dầu thô được tính theo độ API, tuy
nhiên tính chất này của dầu thô không phải là một chỉ dẫn chắc chắn
về chất lượng của dầu nếu không kết hợp các tính chất khác.
b) c\2I42%Zi<()%8G
Việc xác định chính xác khối lượng riêng của dầu mỏ là rất cần
thiết cho việc chuyển đổi thể tích đã đo ở nhiệt độ tương đối của các
loại dầu nhớt thấp trong suốt. Phương pháp này cũng áp dụng cho
loại chất lỏng nhớt với thời gian đủ để tŽ trọng kế đạt đến trạng thái
cân bằng, hoặc thích hợp áp dụng cho loại chất lỏng đục nếu hiệu
chỉnh mặt khum thích hợp.
2d o7919.%&'().%/.
Cho phù kế và nhiệt kế vào mẫu và được giữ ở nhiệt độ quy định
trong ống đong có kích thước thích hợp. Khi hệ thống đạt cân bằng,
đọc giá trị đo được trên phù kế và nhiệt kế. Dùng bảng chuyển đổi về
nhiệt độ yêu cầu và loại tŽ trọng yêu cầu.

>=E=i7B&a()2/2%a.2%@92%pG2/2():A](9`kS9%q
>=E=*X/2IS(%%i7B&a()B&:%:T(%m?cK>nK
Gd%N7Z5p()k\()
Phương pháp thử nghiệm này dùng để xác định lưu huỳnh trong
các hydrocacbon như là diezel naptha, kerozen, các phần cặn, các
loại dầu nhớt gốc, thủy lực, nhiên liệu phản lực, dầu thô, xăng và các
phân đoạn chưng cất khác.
Udc\2I42%Zi<()%8G
Các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh là hợp chất khá phổ biến
trong dầu. Người ta phát hiện trong dầu có khoảng 450 các hợp chất
khác nhau, thì các hợp chất lưu huỳnh đã chiếm tới 380 hợp chất.

Phổ biến là các hợp chất như H
2
S, mercaptan, disunfua, sunfua
vòng…
Xác định hàm lượng lưu huỳnh là không thể thiếu đối với dầu thô
và các sản phẩm dầu mỏ. Vì các hợp chất chứa lưu huỳnh trong dầu
là các chất có hại, vì trong khi chế biến chúng thường tạo ra các hợp
chất ăn mòn thiết bị, gây ô nhiễm môi trường do khi cháy tạo ra Sox,
gây ngộ độc xúc tác và làm giảm chất lượng của sản phẩm chế biến.
Vì thế, nếu hàm lượng S cao hơn giới hạn cho phép, người ta phải áp
dụng các biện pháp xử lý tốn kém. Do vậy mà hàm lượng của hợp
chất lưu huỳnh được coi là một chỉ tiêu đánh giá chất lượng dầu thô
và sản phẩm dầu.
Phương pháp thử nghiệm này cung cấp số đo lưu huỳnh tổng trong
các sản phẩm dầu mỏ một cách nhanh chóng và chính xác với sự thao
tác mẫu tối thiểu. Thời gian để phân tích một mẫu đặc thù từ 2-4
phút. Chất lượng của phân lớn các sản phẩm dầu thô liên quan tới
hàm lượng lưu huỳnh trong mẫu.
So với các phương pháp xác định lưu huỳnh khác, phương pháp này
xác định cho nhiều loại mẫu, thao tác mẫu tối thiểu, độ chính xác tốt
và khả năng xác định lưu huỳnh ở các nồng độ rộng. Thiết bị được
quy định trong hầu hết các trường hợp rẻ hơn các thiết bị được yêu
cầu đối với các phương pháp khác.
2do7919.%&'().%/.
Mẫu được đặt trong chùm tia phát xạ từ nguồn tia X. Bức xạ tia X
đặc trưng kích thích thu được, được đo và phép đếm tích lũy được so
sánh với phép đếm của các mẫu chuẩn hiệu chuẩn được thực hiện
trước đó. Mà khoảng nồng độ lưu huỳnh theo phẩn trăm khối lượng
của các mẫu cần phân tích nằm trong khoảng nồng độ của mẫu
chuẩn.

>=E=>=i7B&a()(59H9FH()kj:
Các chất chứa nito trong dầu thường ít hơn so với lưu huỳnh.
Chúng thường có tính bazo nên có ảnh hưởng lớn đến quá trình lọc
dầu trên xúc tác axit, nó là nguyên nhân gây nên mất hoạt tính xúc
tác và gây tạo cặn trong động cơ. Mặt khác do nito có tính nhuộm
màu mạnh nên nó làm cho các sản phẩm trắng bị biến màu.
>=E=E=/22%@9(%rGZiG0.%G(9s(
Dầu mỏ có nhiều nhựa và asphanten thì trong sản phẩm càng có
nhiều chất đó, nhựa và asphanten là thành phần có hại trong dầu mỏ,
nếu trong các sản phẩm nhiên liệu có nhựa và asphanten thì khả năng
cháy sẽ không hoàn toàn, tạo cặn và tàn làm tắc vòi phun của động
cơ. Nhựa thường là những chất dễ bị oxy hóa sẽ làm giảm tính ổn
định của các sản phẩm dầu mỏ. Tuy nhiên dầu thô chứa nhiều nhựa
và asphanten thì cặn gudron sẽ là nguyên liệu tốt để sản xuất bitum,
sản xuất cốc
>=K%569IPIl()It2
Nhiệt độ đông đặc phản ánh tính linh động của dầu ở nhiệt độ
thấp. Nếu nhiệt độ đông đặc của một loại dầu nào đó cao thì sẽ rất
khó khăn cho quá trình vận chuyển, bơm rót, phải tiến hành biện
pháp để giảm nhiệt độ đông đặc như: gia nhiệt, dùng phụ gia gây tốn
kém.
>=Y=%569IP2%C.2%/A
Nhiệt độ chớp cháy phản ánh hàm lượng các hydrocacbon nhẹ có
trong dầu và cho biết tính nguy hiểm đối với hiện tượng cháy nổ khi
bảo quản vận chuyển. Nhiệt độ chớp cháy càng thấp, càng gần với
nhiệt độ của môi trường thì càng phải thận trọng khi bảo quản, bốc
rót.
>=_X/2IS(%/.0:@9%'5UuH%vGwxgYeE*
Gd%N7Z5/.k\()
Đây là phương pháp thực nghiệm cung cấp quy trình cho việc xác

định áp suất hơi cho các sản phẩm như xăng, dầu thô dễ bay hơi và
những sản phẩm dầu mỏ dễ bay hơi khác.
Quy trình này được dùng cho xăng và những sản phẩm dầu mỏ khác
có áp suất hơi thấp hơn 180 Kpa.
Udy()%8GZip()k\()
Áp suất hơi là một tính chất vật lý quan trọng của các chất lỏng dễ
bay hơi. Phương pháp này được sử dụng để xác định áp suất hơi ở nhiệt
độ 37.8
o
C cho các sản phẩm dầu mỏ và dầu thô có nhiệt độ sôi đầu lớn
hơn 0
o
C.
Áp suất hơi là một thông số rất quan trọng cho cả xăng máy bay và
xe cộ. Giới hạn áp suất hơi cực đại của xăng thường được xác định dựa
trên những yêu cầu về khống chế mức độ ô nhiễm.
Áp suất hơi của dầu thô thì có ý nghĩa quan trọng cho việc bảo quản
và chế biến. Áp suất hơi cũng là một trong những thông số gián tiếp để
xác định tốc độ bay hơi của những sản phẩm dầu mỏ dễ bay hơi
2do7919.%&'().%/.
Cho mẫu đã được làm lạnh trước vào bình chưa chât lỏng của dụng
cụ đo áp suất hơi, sau đó nối với buồng hóa đã được gia nhiệt đến
37,8
o
C trong bể ổn nhiệt. Ngâm toàn bộ hệ thống vào bể ổn nhiệt ở
nhiệt độ 37.8
o
C cho đến khi áp suất quan sát được trên dụng cụ đo là
không đổi. Đọc chính xác giá trị đo. Gía trị đo này gọi là áp suất hơi
Reid.

>=eX/2IS(%IP(%C9IP()%z2m?cKKY
Gd%N7Z5/.k\()
Phương pháp này dùng để đo độ nhớt của các sản phẩm dầu lỏng
sáng và tối đồng nhất có tính chất như chất lỏng Niuton. Bằng cách đo
thời gian chảy của một thể tích chất lỏng qua nhớt kế mao quản thủy
tinh đã chuẩn hóa dưới tác dụng của trọng lực. Độ nhớt động lực học
được tính bằng cách nhân độ nhớt động học với tŽ trọng của mẫu.
Udc\2I4(%Zi<()%8G
Trong sử dụng dầu bôi trơn, việc vận chuyển, bơm rót, sử dụng
nhiên liệu, vận hành đúng thiết bị phụ thuộc đáng kể vào việc xác định
được độ nhớt phù hợp của chất lỏng sử dụng.
2do7919.%&'().%/.
Đo thời gian chảy của một thể tích cố định chất lỏng qua mao quản
của nhớt kế đã chuẩn hóa dưới tác dụng của trọng lực ở nhiệt độ cho
trước. Độ nhớt động học là kết quả của thời gian chảy đo được và hệ số
nhớt kế.
>={X/2IS(%I5q72%OAm?cne|gEeYE
Gd%N7Z5p()k\()
Phương pháp này được áp dụng đo điểm chảy cho mọi sản phẩm dầu
mỏ
Udc\2I42%Zi<()%8G
Điểm đông đặc là nhiệt độ mà tại đó mẫu nhiên liệu mất đi tính linh
động, dựa vào điểm đông đặc có thể dự đoán được thành phần các
parafin có trong mẫu nhiên liệu nhiều hay ít.
Điểm đông đặc có ý nghĩa rất quan trọng trong vận chuyển, tồn trữ
sản phẩm. Điểm đông đặc có giá trị càng cao thì có nguy cơ gây nghẹt
lọc, hư hỏng bơm,…
2do7919.%&'().%/.
Trước khi xác định, mẫu được gia nhiệt trước và sau đó mẫu được
làm lạnh với tốc độ được quy định và kiểm tra đặc tính chảy của mẫu

thử. Điểm chảy là nhiệt độ thấp nhất mà ở nhiệt độ đó vẫn quan sát
thấy mẫu linh động.
>=n=X/2IS(%%i7B&a()9FHm?cK{>|g>_n}
Gd%N7Z50fk\()
Phương pháp này dùng để xác định hàm lượng tro trong khoảng
0,001 đến 0.18%KL cho nhiên liệu chưng cất, nhiên liệu tuabin, dầu
thô, cặn dầu, dầu nhờn, parafin và các sản phẩm dầu mỏ khác, tro hình
thành là do tạp chất hoặc các chất nhiễm bẩn không mong muốn.
Udc\2I42%Zi<()%8G
Hàm lượng tro là lượng cặn không cháy hay các khoảng chất còn lại
sau khi đốt cháy dầu, Một lượng tro nhỏ cũng có thể là thông tin cho
phép xem xét liệu sản phẩm đó có thích hợp để sử dụng cho mục đích
đã chọn không. Tro có trong nhiên liệu đốt lò sẽ làm giảm nhiệt lượng
của nhiện liệu. Tro đọng lại trong ống dẫn có thể làm hỏng các bộ phận
đó.
2do7919.%&'().%/.
Mẫu thử đựng trong cốc nung được cô cạn và đốt cháy cho đến khi
còn lại tro và cặn cacbon, rồi nung trong lò nung ở 775
o
C, sau đó để
nguội và cân khối lượng.
>=*}=X/2IS(%%i7B&a()9N.2%@92'%z2m?cKeE
Gd%N7Z5p()k\()
Phương pháp này dựa theo tiêu chuẩn ASTM D473-84, nhằm xác
định hàm lượng tạp chất cơ học có trong các mẫu dầu thô và các sản
phẩm nặng khác.
Udc\2I42%Zi<()%8G