Các sản phẩm dầu mỏ xăng động cơ

CÁC SẢN PHẨM DẦU MỎ
Xăng động cơ







Thành phần xăng động cơ







Nhiên liệu dùng cho động cơ xăng nói chung (ôtô, xe
máy, xuồng máy,…) gọi là xăng động cơ.
Là hỗn hợp của các sản phẩm dầu mỏ có nhiệt độ sôi
từ 30 – 220oC gồm nhiều loại hydrocacbon khác nhau
từ C4 – C12, kết hợp với một số phụ gia nhằm đảm
bảo điều kiện vận hành của động cơ, và điều kiện tồn
trữ,…
Các dạng HC trong xăng: paraffins, aromatics, olefins.
Chất nền pha xăng trong NMLD đi từ các quá trình:
chưng cất, isome hóa, alkyl hóa, cracking,
reforming,…


Thành phần xăng động cơ



Thành phần hydrocacbon trong xăng
• Họ parafinic: CT chung CnH2n+2, n từ 4-10, tồn tại ở 2
dạng: n-parafin và iso-parafin (mạch nhánh ngắn, chủ
yếu là gốc metyl);
• Họ olefin: CT chung CnH2n, được tạo thành từ các quá
trình chuyển hóa như cracking, visbreaking, coking,…
• Họ naphthenic: CT chung CnH2n, mạch vòng no dạng 56 cạnh không nhánh hoặc có nhánh metyl;
• Họ aromatic: chủ yếu là bezene và các đồng đẳng của
benzene, tạo thành chủ yếu từ quá trình reforming

•

Hợp chất oxygenate: etanol, MTBE, ETBE,…



Pha trộn
trộn,, sản xuất xăng


Thành phần chất nền pha xăng:
◦ Xăng chưng cất trực tiếp: chỉ số octane thấp từ 5465, nên chỉ dùng một phần nhỏ để phối trộn, còn
phần chính được phân thành xăng nhẹ (chủ yếu C5,
C6) làm nguyên liệu cho quá trình isome hóa và
xăng nặng làm nguyên liệu cho quá trình reforming;
◦ Xăng cracking xúc tác: là nguồn xăng lớn nhất trong
NMLD. Tùy theo công nghệ, mà trị số octane của
xăng thay đổi từ 87-92, hàm lượng olefin từ 9-13%.

Xăng có hàm lượng olefin cao có tính ổn định kém;


Pha trộn
trộn,, sản xuất xăng


Thành phần chất nền pha xăng (tt):
Chất nền pha
xăng

Các tính chất đặc trưng
Phần cất, oC

Tỷ trọng, kg/m3

RON

MON

Reformate

30/180

750-800

95-102

90-97

Alkylate

25/200

700

95

94

Isomerate

40/70

690

80-90

80-90

SR naphtha*

25/90

680

68

58

0

580

94

90

Xăng cracking

40/110

690

93

80

Xăng cracking

110/210

800

91

79

Butane

*SR naphtha: naphtha từ cột chưng cất khí quyển
Nguồn: European Corporation: motor gasoline – sec.751-007


Pha trộn
trộn,, sản xuất xăng


Thành phần chất nền pha xăng (tt):
◦ Xăng từ quá trình reforming (reformate): chứa hàm
lượng aromatic cao, nên có trị số octane cao, từ 95102. Đây là nguồn nguyên liệu quan trọng để sản
xuất xăng chất lượng cao. Tuy nhiên, do các hợp
chất aromatic là chất gây ung thư, nên tỉ lệ
reformate pha vào xăng cũng bị giới hạn (giới hạn
hàm lượng aromatic 40% thể tích);
◦ Xăng từ quá trình isome hóa và alkyl hóa (isomerate
và alkylate): chủ yếu là các parafin mạch nhánh, có
nhiều nhánh và không có aromatics, chỉ số octane
tương đối cao, từ 80-90.



Tỉnh hình nhập khẩu, sản xuất và tiêu thụ xăng trong
giai đoạn 2001-2006

75% phương tiện giao thông dùng xăng

3500

Tốc độ tăng trưởng nhu cầu xe cơ giới:

- ôtô: 7%
- xe máy: 15%

Ngàn tấn/năm

3000

AAGR = 11,9% - giai đoạn 2001 - 2006

2000
1500
1000
500

Chuyển từ A90 sang A92

0

Xăng A83 dùng ở các vùng nông thôn

Cơ cấu tiêu thụ xăng các loại
100%

80%

60%

40%

20%

0%
2001

2002

2003

2004

2005

4%

1%

7%

1%

2%

3%

A 92

45%

48%

48%

57%

72%

79%

A 90

23%

40%

30%

24%

8%

1%

A 83

28%

11%

15%

18%

18%

17%

A 95 & 97

2500

2006

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Tiêu thụ

1929

2309

2514

3237

3096

3304

Sản xuất

210

210

340

480

480

480

Nhập khẩu

1719

2099

2174

2757

2616

2824


Thông số chỉ tiêu
ST

14

13

12

1

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Trò số OCTAN

Mức qui đònh

, min

Theo phương pháp nghiên cứu (RON)
Theo phương pháp môtơ (MON)
Hàm lượng chì, g/l, max
Thành phần cất phân đoạn
Điểm sôi đầu oC
10% thể tích, o,C max
50% thể tích, o,C max
90% thể tích, o,C max
Điểm sôi cuối o,C max
cặn cuối, % thể tích, max
n mòn mảnh đồng ở 50oC/3 giờ ,max
Hàm lượng nhựa thực tế,mg/ml,max
10
Độ ổn đònh oxi hóa , phút, min
Hàm lượng S, %khối lượng, max
p suất hơi (Reid) ở .37 8 o,C kaP

Hàm lượng Benzene, % thể tích, max
Hydrocacbon thơm, % thể tích, max
Olefin, %thể tích, max
Hàm lượng oxy, % khối lượng, max
Hàm lượng kim loại (Fe, Mn)mg/l, max
Ngoại quan

//
90 92 95
//
79 81 84
.0 013

BÁO ACÙO
70
120
190
215
2
LOẠI 1
5
480
.0 5
43-75
.2 5
40
38
.2 7
5
rT ong, không có tạp chất lơ lửng

Pha trộn
trộn,, sản xuất xăng


Pha trộn xăng trong NMLD Dung Quất:


Sản phẩm dầu mỏ = ∑ các cấu tử khác nhau
Tỉ lệ các cấu tử:
- Tối ưu giá trị sản
phẩm thu được
- Đảm bảo chất lượng
sản phẩm
Có thể sử dụng thêm
phu gia:
- Tăng chỉ số octane
- Tăng độ ổn định
- Pha cồn khan 
nhiên liệu sinh học
- Pha biodiesel 
nhiên liệu sinh học

Pha trộn sản phẩm từ NMLD Dung Quất


Các tính chất và sử dụng







Xăng dùng làm nhiên liệu cho động cơ xăng;
Động cơ xăng = động cơ đốt trong, cháy cưỡng
bức;
Quá trình đốt cháy xăng trong động cơ: xăng trộn
lẫn với không khí trong bộ chế hòa khí
(carburette)  nén trong xilanh đến tỷ số nén định
trước  buji đánh lửa đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu
và không khí  nhiên liệu cháy và giãn nở sinh
công cơ học  chuyển động;
Xăng cần có tính chất phù hợp với hoạt động của
động cơ.


Các tính chất và sử dụng


Áp suất hơi:
◦ Là chỉ tiêu quan trọng nhất của xăng, đảm bảo khả năng
vận hành bình thường của động cơ
◦ Đặc trưng cho khả năng bay hơi của xăng, được đo
bằng bình chịu áp tiêu chuẩn theo phương pháp Reid và
tiêu chuẩn ASTM D323
◦ Áp suất hơi lớn  tạo nút hơi trong động cơ, gây hao hụt
trong tồn chứa và ô nhiễm môi trường
◦ Áp suất hơi quá thấp  động cơ khó khởi động (thấp

hơn 250mmHg thì khả năng khởi động của động cơ xấu
đi nghiêm trọng)


Các tính chất và sử dụng


Thành phần cất:
◦ Xăng không có nhiệt độ sôi cố định, mà trong khoảng từ
30 – 220 oC.
◦ Tính chất sôi và bay hơi được đánh giá bằng đường
cong chưng cất của xăng, thể hiện mối quan hệ giữa
nhiệt độ và % chưng cất.
◦ Xác định đường cong chưng cất theo phương pháp
ASTM D86


Các tính chất và sử dụng


Thành phần cất (tt):
◦ Nhiệt độ sôi đầu (IBP): nhiệt độ tại đó giọt lỏng đầu tiên được
ngưng tụ và rơi vào ống hứng. Giới hạn sôi đầu (từ IBP đến
nhiệt độ sôi 10%) ảnh hưởng đến khả năng khởi động của
động cơ và nguy cơ tạo nút hơi. Thường qui định từ 30 –
70oC;
◦ Nhiệt độ sôi cuối: là nhiệt độ cao nhất ghi được khi toàn bộ
chất lỏng trong bình chưng cất đã bay hơi hết. Được dùng để
đánh giá mức độ tạo cặn trong buồng đốt, mức độ tan lẫn
trong dầu bôi trơn, mức độ độc hại của khí xả động cơ.

◦ Khoảng nhiệt độ sôi tương đương với 10 – 90% (T10 và T90)
gọi là giới hạn sôi giữa. Nó ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ
khi chạy trên đường, khả năng tăng tốc sau khi khởi động và
hiện tượng chết máy khi dừng giữa đường.


Các tính chất và sử dụng


Độ ổn định oxy hóa (chu kỳ cảm ứng của xăng):
◦ Là chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng, đặc trưng cho khả năng
chống lại các biến đổi hóa học của xăng động cơ;
◦ Trong quá trình bảo quản, vận chuyển, tồn trữ và sử
dụng, xăng dễ bị oxy hóa bởi oxy không khí và tạo các
hợp chất chứa oxy;
◦ Mức độ oxy hóa phụ thuộc và thành phần xăng: hợp chất
olefin, di-olefin dễ bị oxy hóa tạo cặn nhựa
◦ Xăng có độ ổn định oxy hóa thấp: giảm chất lượng xăng
trong quá trình tồn trữ, sử dụng.


Các tính chất và sử dụng


Hàm lượng S:
◦ Ảnh hưởng đến khả năng ăn mòn động cơ của xăng;
◦ Khí thải ra có chứa SO2, H2S gây ô nhiễm môi trường.



Hàm lượng benzene, aromatics:
◦ Có trị số octane cao, nên được dùng nhiều để sản xuất
xăng chất lượng cao;
◦ Tuy nhiên, hàm lượng các chất này cao gây nên trương nở
joint cao su, khí thải có benzene độc hại đối với môi trường;
◦ Benzene rất độc đối với cơ thể con người;
◦ Do đó, việc sử dụng bezene, aromatics trong xăng cũng bị
hạn chế.


Chỉ số octane


Sự cháy nhiên liệu trong động cơ:
◦ Cuối giai đoạn nén, bugi đánh lửa để đốt cháy nhiên liệu;
◦ Quá trình cháy diễn ra rất nhanh (15-40 m/s) lan truyền theo
từng lớp, chia không gian xilanh thành 2 phần:
 Phía trong ngọn lửa: các sản phẩm đã cháy;
 Phía ngoài ngọn lửa: các HC đang bị oxy hóa sâu ở T cao, P cao
tạo các chất trung gian không bền (peroxit) và có thể tự bốc cháy
khi mặt lửa chưa lan truyền tới

◦ Trạng thái cháy lý tưởng: hỗn hợp nhiên liệu + không khí được
đốt cháy bằng ngọn lửa, bề mặt ngọn lửa lan truyền đều qua
không gian buồng đốt
◦ Trạng thái cháy kích nổ: các peroxit không bền, khi nồng độ
vượt quá nồng độ tới hạn  cháy trước khi ngọn lửa lan đến.