Đồ Án Tốt Nghiệp Tổng Quan Về Xăng Nhiên Liệu

đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

Mục lục
trang
Phần I: Lời mở đầu:.................................................................................
PhầnII: Tổng quan...................................................................................
I.

Nguyên lý làm việc của động cơ xăng.................................

II.

Thành phần hoá học của xăng..............................................

III.

Chỉ tiêu chất lợng của xăng nhiên liệu...............................

III.1. Yêu cầu chung.....................................................................
III.2. Các chỉ tiêu chất lợng của xăng........................................
III.2.2.1 Tính bay hơi của xăng...................................................
III.2.2.2 Xác định chỉ tiêu chống kích nổ....................................
III.2.3. Trị số octane.....................................................................
III.2.4. Thành phần chng cất phân đoạn.....................................
2.5. Độ axit..............................................................................
2.6. Hàm lợng oxy hoá .........................................................
2.7. Độ ổn định oxy hoá .........................................................
2.8. Hàm lợng lu huỳnh tổng ..............................................
2.9. Nhiệt độ đông đặc............................................................

2.10. Hàm lợng Bezen...........................................................
2.11. ăn mòn lá đồng ............................................................
2.12. Hàm lợng phốt pho......................................................
2.13. Khối lợng riêng (tỷ trọng ở 150C)...............................
2.14. Tính ổn định hoá học ...................................................
2.15. Hàm lợng nớc và tạp chất cơ học .............................
2.16. Hàm lợng các chất thơm.............................................
2.17. Màu săc của sản phẩm dầu...........................................
IV. Các loại xăng.........................................................................


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

IV.1. Xăng chng cất trực tiếp..............................................
IV.2. Xăng cracking nhiệt ....................................................
2.1. Khái niệm.................................................................
2.2. Thành phần của crac king nhiệt ..............................
2.3. Sản phẩm của quá trình cracking nhiệt....................
IV.3. Xăng crac king xúc tác................................................
3.1. Mục đích của quá trình crac king xúc tác ...............
3.2. Nguyên liệu dùng cho quá trình crac king xúc tác..
3.3. Các sản phẩm của quá trình cracking xúc tác..........
3.3.1. Sản phẩm khí cracking xúc tác.............................
3.3.2. Xăng cracking xúc tác ..........................................
3.3.3. Sản phẩm gasoil nhẹ..............................................
3.3.4. Sản phẩm gasoil nặng................................................
3.3.5. Xúc tác cho quá trình cracking .................................
IV.4. Xăng Reforming xúc tác....................................................

4.1. Cơ sở hoá học của quá trình
4.2. Nguyên liệu và sản phẩm của quá trình Reforming xúc tác...
4.3. Xúc tác Reforming........................................................
4.4. Tiến bộ về qúa trình xúc tác Reforming........................
IV.5. Quá trình Alkyl hoá............................................................
5.1 Cơ sở quá lý của quá trình ..............................................
5.2. Nguyên liệu và sản phẩm quá trình ...............................
V. Các phụ gia cho xăng nhiên liệu............................................
V.1. Phụ gia chì........................................................................
V.2. Phụ gia chống oxy hoá.....................................................
V.3. Phụ gia khử hoạt tính kim loại.........................................
V.4. Phu gia chống ăn mòn......................................................
V.5. Phụ gia chống đóng băng.................................................


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

5.1. Các chất hoạt động bề mặt............................................
5.2. Các chất làm giảm nhiệt độ đông đặc...........................
V.6. Phụ gia tẩy rửa.................................................................
V.7. Phụ gia chốn kết tủa buồng đốt........................................
V.8. Phụ gia khử nớc .............................................................
V.9. Phụ gia trợ giúp tia lửa điện.............................................
V.10. Phụ gia chống tĩnh điện.................................................
V.11. Sự khác nhau cơ bản giữa xăng chì và xăng không chì.
VI. Các hợp chất chứa oxy có trị số octane cao .........................
VI.1 Methanol............................................................................
VI.2. Ethanol...............................................................................

VI.3. Tertiary-butyl alcohol(TBA)
VI.4. Methyl tertiatry-Buty êthr(MTBE)
VII. Một số sơ đồ công nghệ đồng phân hoá..................................
Phần III. Kết luận............................................................................
Tài liệu tham khảo..........................................................................


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

Phần I: lời mở đầu:
Trong thời đại hoà nhập và phát triển nền kinh tế của đất nớc, hoà chung với
nhịp cầu phát triển của thế giới. Đất nớc Việt Nam đang không ngừng đổi mới và
vơn lên trên con đờng công nghiệp hoá, hiện đại hoá. Đảng và nhà nớc ta đang
coi trọng rất nhiều về xăng dầu cũng nh là dầu mỏ, nó góp phần thúc đẩy sự phát
triển kinh tế nớc nhà. Hiện nay xăng dầu là một loại hàng hoá hết sức quan trọng
và không thể thiếu đợc trong tất cả các quốc gia, đã và đang trên con đờng phát
triển sự phồn vinh của đất nớc. Nh vậy có thể khẳng định rằng trong những thập
kỷ gần đây, xăng dầu đã là nguồn nhiên liệu vô giá và đặc biệt quan trọng mà ta
cần phải chú trọng và đầu t. Vì chính xăng dầu là nghành kinh tế mũi nhọn,
khẳng định sự phồn vinh và đi lên của mỗi quốc gia.
Đối với mỗi quốc gia, tuy khác nhau về điều kiện khí hậu, trang thiết bị, nh ng
nhu cầu sử dụng nhiên liệu lỏng ngày càng tăng. Song nhìn chung xu hớng sử
dụng xăng không chì, xăng sạch trên mỗi quốc gia ngày càng tăng. Đặc biệt là
các quốc gia điển hình nh. ở mỹ hiện sử dụng xăng không chì đã lớn hơn
40%ữ50% khối lợng nhiên liệu, ở Đức, ý, Pháp,Nhật... khối lợng dầu Diezen dự
báo tới năm 2005 là 48%, nhiên liệu phản lực hàng năm trên thế giớ sản xuất
90ữ100 triệu tấn nhiên liệu cho nghành hàng không. Trớc những năm 1990 xăng
động cơ chiếm u thế. Nhng gần đây xu hớng sử dụng dầu do có chiều hớng gia

tăng. Tuy nhiên xăng vẫn giữ vị trí quan trọng vì là nhiên liệu cho những loại
động cơ hiện đại có tỷ số nén cao và tốc độ lớn. Xu thế chuyển xăng thông dụng
sang xăng sạch không chì, Việt Nam đã sử dụng hết xăng không chì vì trong
xăng hàm lợng khí CO2 trong khí thải giảm, hàm lợng begen trong xăng không
chì xuống còn < 1% thể tích, xăng không chì có hàm lợng chì nhất định nhng
không đợc vợt quá 0,013g/lit, ngoài ra việc cho thêm một số phụ gia không chì
nh Metanol,

MTBE (Metyl tert-butyl ete).... ta còn phải sử dụng một số công

nghệ sản xuất có trị số Octan cao nh quá trình Ankyl hoá, đồng phân hoá.


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

Vì vậy việc nâng cao trị số Octan của xăng là vô cùng quan trọng bởi nó ảnh hởng trực tiếp tới thiết bị, máy móc sử dụng, năng suất lao động xã hội và tuổi thọ
của thiết bị kỹ thuật cũng nh vấn đề ô nhiễm môi trờng và quan trọng hơn là sức
khoẻ con ngời.


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

Phần II: tổng quan
I/ Nguyên lý làm việc của động cơ xăng.
Nhiên liệu dùng cho động cơ xăng của ô tô, xe máy,...... là một nhiên liệu rất
cần thiết trong cuộc sống hàng ngày và là một trong những sản phẩm quan trọng

của công nghiệp chế biến dầu mỏ.
Để sử dụng xăng làm nhiên liệu một cách có hiệu quả nhất, phải nắm vững
nguyên lý làm việc của động cơ xăng:
Động cơ xăng là một kiểu động cơ đốt trong, nhằm thực hiện sự chuyển hoá
năng lợng hoá học của nhiên liệu khi cháy thành năng lợng cơ học dới dạng
chuyển động quay.
Xăng dùng cho động cơ xăng không phải đơn thuần chỉ là sản phẩm của một
quá trình chng cất từ một phân đoạn nào đó của dầu mỏ, hay một quá trình ch ng
cất đặc biệt khác. Nó là một sản phẩm hỗn hợp đợc lựa chọn cẩn thận từ một số
thành phần, kết hợp với một số phụ gia nhằm đảm bảo các yêu cầu hoạt động của
động cơ trong những điều kiện vận hành thực tế va cả trong các điều kện tồn
chứa, dự trữ khác nhau.....
Yêu cầu đầu tiên của xăng là nó phải cháy một cách đều, không gây nổ trong
điều kiện buồng đốt của động cơ đợc mồi bằng tia lửa điện, sao cho năng lợng tối
đa đợc giả phóng.
Động cơ xăng bao gồm động cơ 4 kỳ và động cơ 2 kỳ, trong đó thì động cơ 4
kỳ là phổ biến hơn cả. Ta nêu chu trình làm việc của động cơ 4 kỳ nh sau:
Động cơ 4 kỳ là loại động cơ đốt trong có sử dụng bộ chế hoà khí
(Carbuarator), chu trình kín 4 kỳ nh sau. Xăng từ thùng nhiên liệu của phơng tiện
đợc bơm chuyển đến bộ chế hoà khí(Carbuarator), tại đây nó đợc hoá mù và phối
trộn với không khí để tạo thành hỗn hợp cháy. Hỗn hợp nhiên liệu và không khí
sau đó đợc đa vào xylanh động cơ thông qua ống góp đầu vào và van hút.
-Chu kỳ 1: Chu kỳ hút.


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

Piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dới, Supap mở(van hút mở) ra để

hút hỗn hợp công tác vào xylanh(hỗn hợp công tác là hỗn hợp nhiên liệu và
không khí đã đợc điều chế trớc ở bộ chế hoà khí). Lúc này van thải đóng.
-Chu kỳ 2: Chu kỳ nén.
Piston đi từ điểm chết dới lên điểm chết trên, nén hỗn hợp công tác. Khi bị
nén áp suất tăng dẫn đến nhiệt độ tăng, chuẩn bị cho quá trình cháy tiếp theo.
-Chu kỳ 3: Chu kỳ cháy.
Khi buzi đánh điện điểm lửa, sẽ đốt cháy hỗn hợp xăng và không khí. Khi
cháy, nhiệt năng biến thành cơ năng đẩy piston xuống điểm chết dới, đồng thời
truyền chuyển động qua thành chuyền làm chạy máy.
- Chu kỳ 4: Chu kỳ xả.
Lúc piston bị đẩy xuống điểm chết dới, và do quá trình của bánh đà piston
tiếp tục đi lên, supap mở ra để khí cháy sẽ thoát ra ngoài, supap thải sẽ đóng lại.
Khi piston bắt đầu đi xuống thì Supap hút lại mở ra và bắt đầu cho một chu trình
mới......
Hiện nay động cơ 4 kỳ đã trở thành loại động cơ hoạt động quan trọng nhất
và đang đợc áp dụng rộng rãi cho nhiều loại động cơ ôtô, xe máy khác nhau.
Đa số các ô tô hành khách có 4 hoặc 6 xi lanh mặc dù loại 8 va 12 xi lanh
cũng đợc thiết kế cho các phơng tiện có tính năng cao
II. Thành phần hoá học của xăng :
phân đoạn xăng có nhiệt độ sôi từ 30ữ35C tới nhiệt độ 180oC , đợc tinh
cất tiếp để nhận các phân đoạn hẹp nh 30ữ60C, 62ữ85oC , 85ữ105oC ;
105ữ140oC hay phân đoạn rộng 85ữ140oC dùng làm nguyên liệu cho quá trình
izomer hoá, reforming xúc tác với mục đích nhận xăng hay nhận hydrocacbon
thơm loại benzen (B), toluen(T), xylen(x),hoặc làm nguyên liệu cho cracking
nhằm sản xuất các olefin thấp nh êtylen, propylen, butylen và butadien. Ngoài ra
phân đoạn xăng còn đợc dùng làm dung môi nh dung môi parafinic (etapetrol)
cho công nghiệp trích ly tinh dầu, pha chế mỹ phẩm .


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

Thành phần pha chế của xăng

Các tính chất đặc trng của xăng

30/18011095-10295-10490-9792980,5780-800

Phầ
n cất
o
c

Bbutane(n-parafine)Phần refomate

0
40/1
10
110/
210
4070

Phần nhẹ -xăng cracking (olefin)
Phần nặng- xăng cracking
Isomerate(iso-parafin)
Naphtha cất trực
tiếp

2590

66

68

71

58

61

Tosôi
50,
o
C

Octa
ne
Ron

Ron
(+1,
5chì)

Octa
ne
mon

Mon
(+1,

5chì)

R
P
V
ba
r

Tỷ
trọ
ng
Kg
/m3

94

96

90

93

4,5

580

83

93

96

80

83

0,7

690

155

91

94

79

82

0,1

800

60

8090

8393

8090

8393

0,7

690

0,8

680

Bảng các thành phần hoá học của xăng:
Xăng thơng phẩm thờng đợc lấy từ nhiều quá trình lọc hoá dầu khác nhau nh
chng cất, isomer hoá, alkyl hoá, polymer hoá, cracking, reforming
Với khoảng nhiệt độ sôi dơí 180oC,phân đoạn xăng bao gồm các
hydrocacbon từ C5 ữC10 . Cả ba loại hydrocacbon parafinic,naphtenic,aromatic
đều có mặt trong phân đoạn. Tuy nhiên thành phần, số lợng các hydrocacbon rất
khác nhau,phụ thuộc vào nguồn gốc dầu thô ban đầu. Chẳng hạn, từ hồ dầu
parafinic sẽ thu đợc xăng chứa parafin, còn từ dầu naphtenic sẽ thu đợc xăng có
nhiều các cấu tử vòng no hơn. Các hydro cabon thơm thờng có rất ít trong xăng.
Ngoài hydro cacbon, trong phân đoạn xăng còn có các hợp chất lu huỳnh,
Nitơ và oxy. Các chất chứa lu huỳnh thờng ở dạng hợp chất không bền nh
Mercaptan (RSH). Các chất chứa oxy rất ít, thờng ở dạng phenol và đồng
đẳng.Các chất chứa nitơ chủ yếu ở dạng pyridin. Các chất nhựa và asphanten đều
cha có.
III/ Chỉ tiêu chất lợng của xăng nhiên liệu:
III.1> yêu cầu chung:
Những yêu cầu về chất lợng đối với xăng thơng phẩm phải xuất phát từ quan
điểm của động cơ, theo khía cạnh thiết kế và khía cạnh ngời sử dụng.

đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

-Xăng phải có tính bay hơi tốt.
bay hơi phản ánh qua chỉ tiêu chất lợng của xăng.
+ thành phần phân đoạn
+ áp suất hơi bão hoà.
Động cơ xăng hỗn hợp cháy đợc tạo ra trong nhiệt độ thấp, trong quá trình
cháy xảy ra ở pha hơi
- Quá trình bắt lửa và cháy tốt:
+ắt lửa: tính khởi động của động cơ
+ Cháy tốt: Cháy không kích nổ, từ đây ta có trị số octane cao
- Xăng có tính ổn định cao: Cất giữ và bảo quản lâu dài, xăng không đợc
biến chất ổn định về mặt hoá học và vật lý.
- Khả năng tạo cặn thấp:
Trong động cơ xăng thì việc tạo cặn rắn trong động cơ và tạo trạng thái mềm
trong quá trình vận chuyển.
- ít gấy ăn mòn: Có 2 yếu tố gây ăn mòn sau
+ Axit hữu cơ
+ Hàm lợng lu huỳnh
- An toàn về môi trờng: Là một chỉ tiêu rất là quan trọng của xăng.
+ Sản phẩm cháy và sự hao hụt của xăng ra môi trờng.
+ Khống chế các hàm lợng Benzen có mặt ở trong xăng.
+ Khống chế các hàm lợng hợp chất lu huỳnh tổng ở trong xăng.
+ Không tạo nút hơi trong hệ thống nhiên liệu của phơng tiện.
+ Không sử dụng xăng chì.
Ngoài ra còn những yêu cầu thứ yếu khác đối với xăng có thể kể tới đây là

mùi, mầu.
III.2> Các chỉ tiêu chất lợng của xăng:
III.2.1> Tính bay hơi của xăng:


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

Yêu cầu của xăng là nhiên liệu phải đủ khả năng hoá hơi để dễ khởi động,
nhanh chóng sởi ấm động cơ và phải có độ bay hơi thích hợp để phân bố đều
giữa các xylanh. Do đó mà nhiên liệu phải đợc chuyển sang pha hơi với không
khí, nếu nhiên liệu không chuyển hoàn toàn sang trạng thái hơi thì khi cháy sẽ
tạo ra muội, tạo tro. Từ đây ta có thể nói tính bay hơi liên quan đến khởi động
của động cơ.
Động cơ muốn khởi động đợc thì phải phụ thuộc vào thành phần của xăng.
Nếu xăng bay hơi quá dễ sẽ hoá hơi ngay trên đờng ống dẫn, gây ra hiện tợng tạo
nút hơi(nghẽn khí) làm cho xăng phun lên có lẫn bọt khí, không đảm bảo đủ hơi
xăng cung cấp cho động cơ nên hoạt động không ổn định, có thể bị cháy máy
hoặc làm hỏng động cơ. Nhng ngợc lại nếu bay hơi ở nhiệt độ sôi cao thì sẽ dẫn
đến là có nhiều phần nặng không bay hơi thì sẽ thu đợc nhiệt độ sôi thấp. Xăng
khó bay hơi dẫn đến khó điều chỉnh máy, gây nên khó khởi động máy, gây lãng
phí nhiên liệu do cháy không hết, dẫn đến tạo ra muội than làm bẩn máy, làm
loãng dầu nhờn, gây hiện tợng mài mòn nhiều hơn mức bình thờng.
Tính bay hơi của xăng đợc đánh giá bằng các chỉ tiêu phẩm chất
+ Thành phần điểm sôi
+ áp suất hoá hơi
+ Tỷ trọng hay khối lợng riêng
a) Thành phần điểm sôi của xăng:
Phơng pháp xác định thành phần điểm sôi của xăng đợc tiến hành theo tiêu

chuẩn TCVN 2698- 1995, ASTM -D.86
Chỉ tiêu này đợc xác định trong dụng cụ đã tiêu chuẩn hoá. Đối với xăng cần
xác định thành phần điểm sôi nh sau:
- Điểm sôi đầu (tsđ hay IBP): khi tiến hành gia nhiệt 100ml mẫu xăng trong
thiết bị chng cất tiêu chuẩn, nhiệt độ tại đó giọt nhiên liệu dầu tiên đợc
ngng tụ và rơi vào ống hứng gọi là nhiệt độ sôi đầu.
+ điểm sôi 10% thể tích


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

+ điểm sôi 50% thể tích
+ điểm sôi 90% thể tích.
- Điểm sôi cuối(tsc hay FBP) : là nhiệt độ cao nhất mà nhiệt kế ghi đợc khi
toàn bộ chất lỏng trong bình chng đã bay hơi hết.
ý nghĩa của điểm sôi:
+ Điểm sôi đầu và điểm sôi 10% đặc trng cho tính khởi động máy, khả năng
gây nghẽn hơi và hao hụt tự nhiên, khống chế 2 nhiệt độ này phải đủ thấp.
+ Điểm sôi đầu thấp hơn quy định càng nhiều thì sẽ dẫn đến hiện tợng càng
dễ tăng hao hụt trong quá trình vận chuyển, bảo quản, làm ô nhiễm môi trờng,
tăng khả năng tạo nút hơi.
+ Điểm sôi đầu mà cao hơn quy định cho phép, thì động cơ càng khó khởi
động máy.
+ Điểm sôi 50% biểu thị khả năng thay đổi tốc độ của máy. Nếu điểm sôi
50% của xăng cao quá quy định khi tăng tốc, lợng hơi xăng vào máy nhiều sẽ
khó hoá hơi và có thể dẫn đến sự cháy không đều, và không hết. Sẽ dẫn đến lợng
nhiên liệu bị tiêu tốn một cách lãng phí.
+ Điểm sôi 90% và điểm sôi cuối biểu thị độ bay hơi hoàn toàn của xăng.

Nếu điểm sối cuối càng cao chứng tỏ trong xăng có nhiều cấu tử nặng sẽ gây ăn
mòn trong bồn bể, sôi ở nhiệt độ cao, các cấu tử này trong điều kiện làm việc của
động cơ xăng có thể không bay hơi hoàn toàn và dẫn đến quá trình cháy xảy ra
trong pha lỏng, và nh vậy sẽ không cháy hết, làm cho nhiên liệu tiêu tốn xăng,
môi trờng bị ô nhiễm. Ngoài ra nó còn gây ra hiện tợng pha loãng dầu nhờn bôi
trơn làm máy dễ bị mài mòn đồng thời ảnh hởng đến tiêu tốn nhiên liệu.
Trên cơ sở ý nghĩa của thành phần điểm sôi cho thấy các loại xăng phải có độ
bay hơi thích hợp. Theo quy định điểm sôi đầu không dới 35ữ400C. Để có thể dễ
dàng khởi động khi động cơ còn nguội yêu cầu ở 60ữ700C xăng phải đợc bay hơi
10% thể tích. Để dễ dàng tăng tốc, đa đông cơ vào chế độ làm việc ổn định yêu


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

cầu ở 180ữ1900C xăng phải bay hơi đợc 90% thể tích và ở 195ữ2000C phải bay
hơi hoàn toàn.
Nếu đối với một số loại xăng thơng phẩm, kiểm tra chất lợng ban đầu cho
thấy thành phần cất đạt tiêu chuẩn quy định nhng sau một thời gian vận chuyển,
bơm hút bảo quản, kiểm tra lại thấy thành phần điểm sôi cao hơn quy định, suy
đoán ra có thê do một thành phần nhẹ đã bay hơi hoặc do các phần nhiên liệu
nặng nh dầu hoả, nhiên liệu Diezen lẫn vào. Khi đó nếu tiếp tục dùng xăng này
chạy máy sẽ gây tác hại.
b) áp suất hơi bão hoà Reiel:
Tiêu chuẩn xác định TCVN 5731-1993, ASTM-D.323.
áp suất hơi bão hoà là áp suất hơi xăng ở trạng thái cân bằng với thể lỏng
trong bom Reid đợc đo tại nhiệt độ nhất định là 37,8 0C (hay 1000F) áp suất hơi
bão hoà Reid có thể biểu diễn bằng nhiều đơn vị đo áp suất khác nhau nh: Psi,
Bar, mmHg, Kg/cm2.... áp suất hơi bão hoà Ried là một trong những chỉ tiêu về

tính bay hơi của các loại xăng. Dựa vào áp suất hơi bão hoà Ried có thể đánh
giá nhiên liệu về tính khởi động, khả năng tạo nút hơi,hao hụt do bay hơi trong
bảo quản và mức độ nguy hiểm do cháy. áp suất hơi bão hoà càng lớn, độ bay
hơi càng cao, dễ tạo nút hơi trong động cơ, gây ra hao hụt trong tồn chứa và ô
nhiễm môi trờng. Nếu áp suất hơi bão hoà mà quá thấp theo mức chỉ tiêu cũng
sẽ ảnh hởng trực tiếp đến tính khởi động của động cơ. Do đó yêu cầu các loại
xăng phải có áp suất hơi bão hoà Ried phù hợp không đợc vợt quá 12 psi và cũng
không đợc quá thấp hơn 7 psi.

c) Khối lợng riêng và tỷ trọng (Density and Relative Density)
Tiêu chuẩn xác định TCVN 3893-84, ASTM-D.1298,TCVN 269178,ASTM-D941, ASTM-D.1217, ASTM-D.1480, ASTM4052.


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

Khối lợng riêng(Desity) đo bằng g/cm3 hay kg/m3 là khối lợng của một đơn
vị thể tích.
Tỷ trọng (Relative Density): là tỷ số giữa trọng lợng riêng của một vật ở một
nhiệt độ nhất định và trọng lợng riêng của một vật khác đợc chọn là chuẩn, xác
định ở cùng vị trí, so với khối lợng riêng của nớc ở 40C. Ký hiệu dt4, trong đó t0C
là nhiệt độ tại đó xác định bằng tỷ trọng. Thông thờng dùng tỷ trọng tiêu chuẩn ở
200C ký hiệu d204 hoặc tỷ trọng ở 150C, ở Anh, Mỹ và một số nớc lại dùng tỷ
trọng ở 600F (tơng đơng 15,60C) ký hiệu là d15,615,6, có nhiều tiêu chuẩn xác định
tỷ trọng đó là: TCVN 3893-84, ASTM-D.1298 xác định tỷ trọng bằng phù kế
(acrometer).
TCVN 2691-78, ASTM-D.941, ASTM-D.1217 xác định tỷ trọng bằng bình
đo mao quản (pyenometer).
ASTM-D.4052 xác định tỷ trọng chất lỏng bằng máy đo tỷ trọng hiện số.

ASTM-D1480 xác định tỷ trọng bằng bình đo mao quản, dùng cho chất
lỏng nhớt.
d) Độ API (0API-API Gravity)
Tiêu chuẩn xác định ASTM-D.287.
API là một chỉ tiêu đánh giá tỷ trọng của dầu thô và các sản phẩm của
chúng theo tiêu chuẩn của viện dầu mỏ Hoa Kỳ (American petroleumin stitute).
0

141,5

API= d 15, 6 131,5
15, 6

Tỷ trọng hay độ 0API biểu hiện tính bay hơi của một sản phẩm dầu mỏ. Tỷ
trọng càng thấp(0API càng cao), chứng tỏ sản phẩm càng nhẹ, càng dễ bay hơi.
Trong thực tế, việc xác định tỷ trọng hoặc khối lợng riêng hay độ 0API của
các sản phẩm dầu mỏ lỏng thì nó chỉ mang ý nghĩa về thơng mại, hay về tính
kinh tế nhiều hơn là mang ý nghĩa kiểm định chất lợng.
III.2.2> Quá trình cháy của xăng:
2.2.1> Sự cháy không bình thờng:


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

Phân biệt sự khác nhau giữa hai loại cháy không bình thờng là một điều quan
trọng.
Cháy bình thờng: là quá trình oxy hoá hoàn toàn với sản phẩm cuối cùng là
CO2 và H2O kèm theo quá trình toả nhiệt.

RH + O2

t0

Hợp chất
trung gian

CO2 + H2O + Q+sản phẩm phụ

Đây là quá trình trộn không khí. Hợp chất trung gian là các chất hoạt động
mạnh dùng để giải thích cơ chế, phản ứng thờng nó là các hydro peoxit ROOH
khi phân huỷ toả nhiệt rất mạnh. Sản phẩm phụ có thể là quá trình oxy hoá không
hoàn toàn hay là cháy không hết CO, RH, NO x, SOx, các hợp chất chứa oxy,
muội, tro, chất phụ gia....
Trong qúa trình cháy bình thờng này sản phẩm phụ tạo ra càng ít càng tốt, và
sản phẩm phụ có thể điều chỉnh đợc trong qúa trình cháy đó chính là bản thân
của sản phẩm trong nhiên liệu.
Qúa trình cháy bình thờng là quá trình cháy xảy ra sau khi hỗn hợp cháy đợc
chuẩn bị buzi đánh tia lửa điện, hỗn hợp cháy đợc bắt lửa và bề mặt lan truyền
ngọn lửa đợc tiến hành với một tốc độ bình thờng, tuần tự từ điểm bắt lửa ban đầu
cho tới hết toàn bộ lợng cháy(hỗn hợp cháy).
Sự cháy kích nổ: Nh đã biết đó là sự cháy rất là nhanh hỗn hợp nhiên liệu
và không khí trong buồng đốt do nhiệt và áp suất gia tăng nhanh tiếp theo sự
cháy khởi đầu của hỗn hợp chung quanh buzi. Sự cháy kích nổ xảy ra trớc bề mặt
ngọn lửa và các yếu tố ảnh hởng đến sự khơi mào của nó bao gồm thiết kế buồng
đốt, vị trí và loại buzi, thời điểm đánh lửa,sự mở van tiết lu, nhiệt độ không khí
đầu vào, nhiệt độ làm mát, tỷ số nén, thành phần của xăng....
Các hợp chất parafin mạch thẳng có khả năng chống kích nổ kém, trong khi
các hợp chất thơm và các hợp chất parafin mạch nhánh có khả năng chống kích

đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

nổ cao hơn. Vì vậy sự phối trộn thành phần xăng một cách cẩn thận để đạt đợc
tính năng chống kích nổ cần thiết là một điều hết sức quan trọng.
Sự cháy trớc: Đó là sự cháy đợc khởi đầu bằng nguồn cháy khác không phải
là buzi và xảy ra trớc thời điểm cháy thông thờng của buzi. Các nguyên nhân
gây cháy này có thể bao gồm: mũi buzi quá nóng, cặn kết trong buồng đốt
quá mức và các điểm nóng trong buồng đốt quá cao...
Sự cháy trớc thờng xảy ra ở điều kiện tốc độ cao và tải trọng lớn, và đa đến
nhiệt độ rất cao trong buồng đốt. Kết quả là h hại điện cực buzi, mũ piston, vòng
xecmăng đỉnh....., và trong một số trờng hợp khắc nghiệt hơn có thể xảy ra là
chảy và thủng mũ pisiton dẫn đến h hại nghiêm trọng cho động cơ. Nhiều nghiên
cứu đã đợc tiến hành để tìm hiểu chi tiết các nguyên nhân đồng thời tìm giải pháp
ngăn chặn hiện tợng cháy trớc ở tốc độ cao.
Sự cháy kích nổ: Ngoài hiện tợng thấy áp suất tăng đột ngột còn thấy xuất
hiện tiếng gõ kim loại, động cơ nóng, xuất hiện các cụm khói đen, dẫn đến công
suất động cơ giảm. Kết quả là tiêu tốn nhiên liệu tăng, động cơ mài mòn mạnh
và có thể hỏng. Tác hại của sự cháy kích nổ xảy ra do các yếu tố sau: áp suất
tăng đột ngột, dẫn đến qúa trình cháy rất nhanh, tốc độ lan truyền 30ữ40m/s.
Khi đó động cơ cháy không hết tiêu hao nhiên liệu tạo muội có bám vào thành
xylanh gây mài mòn xuống dầu nhờn làm đen dầu nhờn do tiêu hao nhiên liệu
quá lớn cháy không hết, dẫn đến việc tiêu hao công suất và phá hỏng động cơ.
Trong thực tế khi chúng ta cấu tạo xăng có những thành phần rất không bền
trong khi chu trình nén. Các thành phần không bền + oxy không khí peroxyt
hoạt động.
Trong động cơ xăng thì đa phần 80ữ85% cháy với tốc độ bình thờng, phần
còn lại là 15ữ20% do nằm cách xa điểm đánh lửa phụ thuộc vào thành phần hoá

học của xăng tự bắt cháy cùng một lúc, khi bề mặt ngọn lửa mới lan truyền tới,
làm áp suất tăng đột ngột gây lên các sóng va đập, nhiệt độ tăng đột ngột cũng


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

tạo ra những tiếng gõ kim loại khác thờng. Nhiệt độ càng cao thì càng dễ oxy hoá
dẫn đến càng dễ kích nổ phụ thuộc vào tỷ số nén.
Ngày nay, khoa học đã đa ra đợc khá nhiều giải pháp để hạn chế các hiện tợng cháy kích nổ. Đối với nhiên liệu(xăng), giải pháp cơ bản nhất vẫn là đa các
phụ gia chống kích nổ vào xăng.
Có hai phụ gia chống kích nổ chính đối với xăng chì trong kỹ nghệ dầu mỏ.
Chúng cải thiện đợc trị số octane của hỗn hợp xăng pha (blend) và thờng đợc gọi
là xăng sạch(clear), bằng cách ngăn chặn sự cháy trớc trong xy lanh. Hai phụ gia
đó là tetraethyl chì (TEL) và tetra methyl chì (TML).
2.2.2> Xác định chỉ tiêu chống kích nổ:
Chỉ tiêu chống kích nổ đợc xác định trong động cơ một xy lanh CFR
(cooperative Fuel Research) và biểu thị qua trị số octane.
Việc xác định đợc tiến hành bằng cách cho động cơ chạy trong điều kiện
chuẩn với mẫu xăng cần đo. Trong khi cho động cơ chạy, tỷ số nén đợc gia tăng
cho đến khi xảy ra sự cháy kích nổ.
Khả năng chống kích nổ của xăng đợc thể hiện qua trị số octane, vì izo-octane
đợc sử dụng nh nhiên liệu đối xứng, izo-octane có tính chống kích nổ cao và nheptane không có khả năng chống kích nổ, đợc pha trộn theo một tỷ lệ nhất định.
Nếu hỗn hợp đó dùng để chạy động cơ CFR và sự kích nổ diễn ra ở cùng một tỷ
số nén, thì trị số octane của mẫu xăng đúng bằng phần trăm(%) thể tích hỗn hợp
izo-octane/n-heptane. Đặc trng cho hiện tợng, khả năng chống cháy kích nổ của
nhiên liệu(xăng), ta có thể nêu lên chỉ số octane.
III.2.3>Trị số octane:
Trị số octane là một đơn vị đo quy ớc dùng để đặc trng cho khả năng chống

kích nổ của nhiên liệu và nó đợc đo bằng phần trăm(%) thể tích của izooctane(2,2,4-trimethyl pentane-C8H18) trong hỗn hợp của nó với n- Heptane (nC7H16),tơng đơng với khả năng chống kích nổ của nhiên liệu thử nghiệm ở điều
kiện chuẩn.


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

(n-Heptane quy ớc trị số octane = 0 và izo-octane quy ớc trị số octane=100)
Trị số octane đặc trng cho khả năng chống kích nổ của nhiên liệu trong động
cơ. Đối với động cơ 4 kỳ thì, ở cuối giai đoạn nén, hỗn hợp nhiên liệu và không
khí trong xylanh sẽ đợc buzi phát tia lửa điện để đốt cháy.
Quá trình cháy mặc dù xảy ra rất nhanh(bình thờng từ 15ữ40m/s),nhng
không đồng thời trong toàn bộ xylanh mà cháy lan truyền theo từng lớp, phân
chia không gian của xylanh thành hai phần:
Phía trong ngọn lửa bao gồm các sản phẩm đã cháy và phía ngoài ngọn lửa
bao gồm các loại carbuahydro(C-H) đang bị oxy hoá sâu sắc ở nhiệt độ và áp
suất cao, tạo ra các loại hợp chất trung gian không bền, gây ra các phản ứng
chuỗi làm cho các (C-H) tự oxy hoá sâu sắc thêm và tự bốc cháy khi mặt lửa cha
lan chuyền tới.
Khi tốc độ lan truyền quá lớn (hơn 40m/s),thì quá trình cháy xảy ra gần nh
đồng thời ngay sau khi tia lửa điện của buzi phát cháy, hiện tợng đó đợc gọi là
cháy kích nổ. Hiện tợng cháy kích nổ sẽ gây nên các sóng xung kích va đập
mạnh vào xylanh làm xuất hiện tiếng gõ kim loại khác thờng, làm hao tổn công
suất động cơ. Nguyên tắc trị số octane càng cao càng tốt, tuy nhiên phải phù hợp
với từng loại động cơ. Xăng có trị số octane từ 80 ữ83(tính theo phơng pháp
nghiên cứu-RON) hoặc 72ữ76(tính theo phơng pháp mô tơ-MON) thờng đợc sử
dụng cho các loại xe có tỷ số nén nhỏ hơn 7,5. Xăng có trị số octane từ
90ữ95(tính theo phơng pháp nghiên cứu -RON) thờng đợc sử dụng cho các loại
xe có tỷ số nén cao trên 9,5 nh các loại xe đua, xe ôtô cao cấp, xe đặc nhiệm.......

Nh vậy, quá trình cháy trong động cơ bị ảnh hởng bởi hai yếu tố( thiết kế chế
tạo động cơ và chất lợng nhiên liệu (xăng).
Trạng thái cháy lý tởng là hỗn hợp của nhiên liệu và không khí đợc đốt và bề
mặt ngọn lửa đợc lan truyền đều qua không gian của buồng đốt. Sự gia tăng nhiệt
độ lớn sẽ gây nên sự gia tăng áp suất tơng ứng, điều đó sẽ làm lan nhanh đến


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

phần biên của hỗn hợp nhiên liệu và không khí cha bị chảy trong xylanh(phần
này còn đợc gọi là vùng khí cuối -end gaszone)
Những biến đổi hoá học xảy ra sau đó có tạo ra sự peroxit hoá(peroxide) rất
nhạy cảm với nhiệt độ. Các chất peroxit đó sẽ tự động bốc cháy nếu nh nồng độ
tới hạn của chúng bị vợt quá trớc khi mặt lửa lan đến. Quá trình đó nh đã nói là
sự cháy kích nổ.
Xu hớng cháy kích nổ của xăng sẽ gia tăng khi loại động cơ đang sử dụng có
tỷ số nén cao hơn, tải trọng, nhiệt độ hỗn hợp, áp suất và nhiệt độ môi trờng
cũng cao hơn và thời gian điểm hoả sớm hơn.
Xu hớng cháy kích nổ sẽ đợc giảm bớt khi gia tăng tốc độ động cơ, chế tạo
chảy rối của hỗn hợp nhiên liệu và không khí và độ ẩm. Khi động cơ hoạt động,
xu hớng cháy kích nổ sẽ xảy ra lớn nhất nếu tỷ lệ giữa nhiên liệu và không khí
bằng 1/15,4 trong hỗn hợp cháy.
Xu hớng cháy kích nổ giảm đi với hỗn hợp, nghèo hoặc là giầu nhiên liệu.
Trong bất kỳ điều kiện hoạt động nào, động cơ chỉ có thể đạt đợc hiệu năng cao
nhất khi sử dụng loại xăng không gây nên sự cháy kích nổ.
Dĩ nhiên, xăng có trị số octane cao, tự nó không thể cải thiện đợc hiệu năng
của động cơ, trừ phi phải thay đổi một số thông số hoạt động khác của động cơ.
Các thay đổi đó là: Gia tăng tỷ số nén, thay đổi thiết kế buồng đốt, thay đổi thời

điểm mở van và thời điểm đánh lửa buzi...
Trong những điều kiện kích nổ nhẹ hoặc tốc độ chậm, sự h hại động cơ cũng
không chắc đã xảy ra.
Trong điều kiện áp suất và nhiệt độ trong buồng đốt gia tăng nhiều có thể là
nguyên nhân của sự cháy kích nổ lớn và kéo dài, gây ra sự giảm công suất và h
hại động cơ.
Hiện có 4 loại trị số octane khác nhau đang đợc sử dụng ở châu âu đó là:
- Trị số octane theo phơng pháp nghiên cứu(RON)
- Trị số octane theo phơng pháp mô tơ (MON)


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

- Trị số octane nghiên cứu theo phân đoạn cất(có nhiệt độ sôi tới 100 0C)
-R.1000C
- Trị số octane trên đờng đi (Road ON)
2.3.a>trị số octane theo phơng pháp nghiên cứu (RON)
Trị số octane theo phơng pháp nghiên cứu là trị số octane của xăng thể hiện
khi sử dụng trong động cơ ở điều kiện tốc độ và tải trọng trung bình, cụ thể động
cơ hoạt động trong điều kiện nh sau:
+Tốc độ động cơ : 600v/p
+Góc đánh lửa

: 1300btdc

+áp suất dầu

:

0,17ữ0,20 Mpa

+Nhiệt độ dầu

:

578,50C

+Nhiệt độ là mát : 1001,50C
+Độ ẩm của không khí đầu vào: 0,00356ữ0,00712 kgnớc/kg.
+Nhiệt độ của không khí đầu vào: cần phải duy trì trong khoảng 1,10C so
với nhiệt độ đợc quy định cho áp suất khí quyển thực tế:
Động cơ thử nghiệm và quy định đợc mô tả đầy đủ trong tiêu chuẩn ASTMD.2699. Phép thử nhằm làm trùng khớp tính năng kích nổ của nhiên liệu thử
nghiệm với nhiên liệu biết trớc, còn gọi là nhiên liệu đối chứng. Trị số octane
của nhiên liệu đối chứng có cùng tính năng kích nổ. Trị số octane của hỗn hợp
nhiên liệu đối chứng là % thể tích đợc lấy chính xác đến nguyên tố izo-octane
trong hỗn hợp với n-heptane RON thờng đợc quy định trong các tiêu chuẩn kỹ
thuật quốc gia cũng nh quốc tế. Khi ngời ta nói đến trị số octane thờng là ngời ta
nói đến RON.
2.3.b>Trị số octane theo phơng pháp mô tơ(MON)
Trị số octane xác định theo phơng pháp mô tơ đặc trng cho điều kiện hoạt
động khắc nghiệt hơn, đó là nhiệt độ đầu vào của hỗn hợp cao, tải trọng lớn, và
động cơ phải trải qua chế độ van tiết lu mở hết ở tốc độ cao.
Động cơ hoạt động trong điều kiện sau:


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

+Tốc độ động cơ

: 900v/p

+Góc đánh lửa

: đợc khống chế theo quy trình.

+áp suất dầu

: 0,17ữ0,20pa

+Nhiệt độ dầu

: 578,50C

+Nhiệt độ là mát

: 1001,50C

+Độ ẩm của không khí đầu vào : 0,00356ữ0,00712kgnớc/kg.
+Nhiệt độ của không khí đầu vào: 3820C
Động cơ thử nghiệm và quy trình mô tả đầy đủ trong điều kiện tiêu chuẩn
ASTM-D.2700. Khi kích nổ xảy ra ở điều kiện tốc độ cao tải trọng lớn trong bất
kỳ động cơ nào, hiện tợng đó đợc gọi là kích nổ tốc độ cao(high-speed knockHSK)
Do nhiều nguyên nhân nh động cơ, gió,lốp và tiếng ồn chuyển động, tai ngời
khó có thể nghe đợc loại kích nổ này. Dạng kích nổ cao này trong một thời gian
tơng đối ngắn có thể gây ra vết rỗ trên mũ piston vết cháy trên vòng xecmăng
trên. Dạng kích nổ nặng HSK trong một thời gian kéo dài có thể dẫn đến h hỏng

mũ piston và tiếp theo là h hỏng động cơ nghiêm trọng.
2.3.c) Độ nhạy của nhiên liệu: (Fuel Sensitive-FS)
Thông thờng RON cao hơn MON. Sự cách biệt giữ chúng gọi là độ nhạy của
nhiên liệu.
Độ nhạy của xăng FS=(RON-MON) và nó phụ thuộc vào cấu tạo hoá học và
thành phần phối trộn của xăng.
Độ nhạy của xăng dao động trong khoảng từ 8ữ10 đơn vị octane. Đối với
xăng tốt độ nhạy này không đợc vợt quá 10 đơn vị.
Các hydrocacbon thơm có độ nhạy FS cao, nh đợc thấy trong phân đoạn
reformate, chứa nhiều chất thơm: RON là 100 còn MON là 97. Mặt khác, thành
phần isomerate chứa chủ yếu là iso-parafin có độ nhạy FS thấp: trị số RON là 89
và trị số MON là 88.
2.3. Sự kích nổ ở tốc độ thấp (low-speed knock-LSL):


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

Xăng bao gồm một lợng lớn các thành phần carbua hydro có sự khác biệt lớn
về khả năng chống kích nổ.
Nói chung,các thành phần có nhiệt độ sôi thấp,trừ butane,isopentane và
benzen, có trị số octane thấp so với xăng nói chung.
Khi gia tốc động cơ trong điều kiện mở hết van tiết lu ở tỷ số truyền lớn nhất
(in top gear) sẽ xảy ra sự chia tách của xăng bị hoá hơi trong ống góp đầu vào
của động cơ. Điều đó có nghĩa là ở điều kiện nh vậy và trong khoảng thời gian
ngắn, một hoặc nhiều xylanh đợc nạp khá nhiều các thành phần carbua hydro có
nhiệt độ sôi thấp bốc hơi nhanh nhng lại thiếu carbua hydro có nhiệt sôi cao-loại
có khả năng chống kích nổ tốt hơn.
Sự kích nổ đó có thể là do nguyên nhân này và hiện tợng đó càng trở nên

đáng lu ý khi động cơ gia tốc mà tốc độ khởi điểm thấp.
Sự kích nổ đó gọi là kích nổ tốc độ thấp. Đó là loại kích nổ phổ biến nhất và
rất dễ dàng nhận thấy bằng tai, vì vậy sẽ dễ dàng dẫn đến sự phàn nàn của khách
hàng.
Tuy nhiên sự kích nổ LSK sẽ không ra bất cứ một trờng hợp h hỏng động cơ
nào. Bằng chứng cho thực tế đó là sự kích nổ LSK chỉ xảy ra trong một thời gian
cực kỳ ngắn ở trong điều kiện chuyển tiếp về tốc độ của động cơ và đó không
phải là mối nguy hiểm thực tế, nhng chắc chắn là một trong các nguyên nhân
chính không đợc coi thờng. Và vì vậy mà trong thơng mại ngời ta thờng chỉ định
phơng pháp(RON)
2.3.e) Trị số octane theo phân đoạn cất R-1000C:
Xăng bao gồm nhiều thành phần có sự khác biệt lớn về khả năng chống kích
nổ. Thờng thì các phần có nhiệt độ sôi thấp(ngoại trừ izo-pentane,benzen) có trị
số octane thấp so với xăng nói chung.
Trong một số chế độ làm việc của động cơ, có xảy ra sự chia tách xăng bị
hoá hơi trong động cơ, dẫn đến xylanh đợc nạp nhiều thành phần có nhiệt độ sôi
thấp, bốc hơi nhanh nhng lại thiếu hydrocacbon có nhiệt độ sôi cao(có khả năng


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

chống kích nổ cao hơn). Hiện tợng này dẫn tới sự kích nổ khi gia tốc và tốc độ
khởi điểm thấp, lý do là khi động cơ làm việc ở chế độ sôi thấp, vốn có trị số
octane thấp trong xăng. Sự cháy kích nổ này không gây ra bất kỳ mối nguy hiểm
nào, và ngời tiêu dùng có thể nhận ra. Phơng pháp xác định R-1000C. Chng cất
mẫu và xác định RON của phần cất có khoảng nhiệt độ sôi từ đầu đến 100 0C. Đối
với xăng thơng phẩm, R-1000C luôn nhỏ hơn RON. Sự cách biệt giữa RON và R1000C gọi là RON, giá trị này thờng dao động trong khoảng 4ữ12 đơn vị. Đối
với xăng reforming xúc tác, trị số octane phân bố không đồng đều, do các hydro

cacbon thơm, là các cấu tử có trị số octane cao hầu nh nằm ở phần có nhiệt độ sôi
cao nên RON thờng cao =10. Còn xăng cracking xúc tác, do chứa nhiều izoparafin nên chênh lệch RON thấp, có nghĩa là trị số octane phân bố rất đồng
đều trong các khoảng nhiệt độ sôi của xăng. Các loại xăng thông dụng có thể có
giá trị RON lên tới 15.
2.3g) Trị số octane trên đờng (Road ON)
Khả năng chống kích nổ của một loại nhiên liệu nào đó, ngoài sự phụ thuộc
chủ yếu vào thành phần hydro cacbon, còn phụ thuộc vào chế độ làm việc thực tế
của động cơ, tức là xe đang chạy ở tốc độ nhanh chuyển sang tốc độ chậm, ở
những nơi đờng xấu phải phanh gấp, thời tiết thay đổi đột ngột v.v..., thì hiện
cháy kích nổ có thể xảy ra . Do vậy ngoài việc đánh giá khả năng chống kích nổ
của hydro cacbon trong nhiên liệu bằng phơng pháp MON hoặc RON, còn phải
đánh giá khả năng chống kích nổ của nhiên liệu bằng phơng pháp đo sự thay đổi
trị số octane theo chế độ làm việc, tức là theo sự khác nhau về số vòng quay của
động cơ, gọi là trị số octane trên đờng.
Trị số Road ON trên thực tế là trị số octane cơ bản của xăng. Nếu Road ON
của xăng trong bất kỳ động cơ nào đó mà cao hơn yêu cầu octane của nó thì sẽ
không xảy ra sự kích nổ với động cơ đó khi sử dụng loại xăng. Khi đó hoàn toàn
không cần phải xem xét gì đến RON, MON hoặc R-1000C của loại xăng.


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

Vì vậy Road ON là toàn bộ dấu hiệu để quyết định liệu một xăng nào đó có
đáp ứng đợc tính năng chống kích nổ trong một động cơ đó hay không.
Song, rất tiếc Road ON đợc xác định trong một động cơ và chỉ có hiệu lực đối
với động cơ đó. Trong động cơ khác trị số Road ON của cùng loại xăng đó đo đợc lại lớn hơn hoặc bé hơn đáng kể vì điều đó phụ thuộc lớn vào thiết kế động cơ.
Đôi khi thuật ngữ : road deprcia tion- tạm dịch sự hút hơi trên đờng (bản chất là
: sự giảm trị số octane trên đờng) đợc sử dụng trong hoàn cảnh này. Điều này

ngụ ý nói đến sự cách biệt giá trị giữa RON và Road ON.
Sự hụt hơi trên đờng có thể giao động từ +60N tới -10N. Vậy nên giá trị
tuyệt đối của Road ON không có ý nghĩa mấy, bởi vì nó phụ thuộc vào động cơ
mà nó đợc xác định.
Tầm quan trọng của Road ON trớc hết là ngời ta có thể so sánh tính năng
chống kích nổ của một số loại xăng có tính năng đã đợc biết trớc. Điều đó có
tầm quan trọng khi phát triển công thức pha chế các loại xăng mới hoặc là để so
sánh sản phẩm.
Trị số octane trên đờng(ký hiệu là 0đ) đợc xác định theo công thức:
S2
Ođ= RONa

Trong đó:
S là độ nhạy, tính bằng hiệu số giữa RON và MON.
a là hệ số (từ 4,6ữ6,2) phụ thuộc vào tỷ số nén của động cơ.
Rõ ràng, loại nhiên liệu nào có độ nhạy càng thấp(chênh lệch giữa RON và
MON ít), thì Road ON càng gần với RON. Nếu hai loại hydro cacbon có cùng
RON nh nhau, nhng loại nào đó có độ nhạy càng thấp sẽ có khả năng chống kích
nổ càng cao khi làm việc trong các chế độ thay đổi khác nhau, vì vậy izo-parafin
có nhiều u điểm hơn so với các olefin và hydro cacbon thơm.
Bảng 1: Trị số octane của một số hydro cacbon khác nhau
Trị số octane


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu
Theo phơng pháp nghiên

Theo phơng pháp mô

cứu(RON)
>100

tơ(MON)
99

n-Butane

93,6

90,1

izo-pentane

92,3

90,3

2,2-Dimethyl butane

91,8

93,4

2,3-Dimethyl butane

100,5

94,3

n-pentane

61,7

61,9

2-Methyl pentane

73,4

73,5

3-Methyl pentane

74,5

74,3

2,2-Dimethyl pentane

92,8

93

2,3-Dimethyl pentane

91,1

89

2,4-Dimethyl pentane

83,1

82

3,3-Dimethyl pentane

80,8

84

n-Hexane

24,8

26,0

2-Methyl Hụan

42,4

45

3-Methyl Hexane

52

55,8

3-Etyl pentane

65

69,3

112,1

101

0

0

108

98

izo-Butane

2,2,3-trimethyl butane
n-Heptane
Benzen

2.4) thành phần chng cất phân đoạn:
Thành phần cất là một trong những chỉ tiêu quan trọng cần phải xác định đối
với các sản phẩm trắng nh xăng, kerosen, diezen. Theo thành phần cất phân đoạn
có thể biết đợc các loại sản phẩm thu và khối lợng của chúng. Nó đợc thể hiện
qua các phân đoạn sau:

- Nhiệt độ sôi đầu: Khống chế tối thiểu không quá 350C hoặc cũng không
nên nhỏ quá dới mức 350C. Nó đặc trng cho khả năng bay hơi của xăng ở


đồ án tốt nghiệp

tổng quan về xăng nhiên liệu

nhiệt độ môi trờng. Và nhiệt độ sôi đầu này nó quyết định nhiều yếu tố
quan trọng.
+ Khả năng khởi động của động cơ.
+ Quyết định áp suất hơi bão hoà.
+ Quyết định mức độ hao hụt của nhiên liệu
+ Quyết định khả năng tạo nút hơi gây ra nghẽn khí trong ống dẫn từ thùng
chứa đến động cơ.
- Nhiệt độ sôi 10,0%: Đặc trng cho khả năng khởi động của động cơ có
nhiệt độ sôi từ 10 đến 30%. Khoảng nhiệt độ đó càng thấp, động cơ càng
dễ khởi động. Tuy nhiên nếu thấp quá dễ tạo nút hơi, gây hao tổn nhiên
liệu. Nên nhiệt độ sôi 10% không nên vợt quá 10%
- Nhiệt độ sôi 50%: Đặc trng cho khả năng tăng tốc của động cơ. Theo quy
định TCVN nhiệt độ này phải 1250C.
+ Nhiệt độ cất 50%( từ 40 đến 70%) càng thấp thì càng tốt vì:
Dễ dàng tăng số vòng quay của động cơ lên mức tối đa trong thời gian
ngắn nhất.
Làm tăng tuổi thọ của động cơ
Hiệu quả tăng tốc càng cao.
Nhng nhiệt độ cất mà thấp quá dễ tạo nút hơi và gây thoát nhiên liệu.
+ Nhiệt độ cất 50% quá cao (ít hydro cacbon nhẹ) nên lợng nhiên liệu ít,
công suất giảm, điều khiển xe khó khăn.
- Nhiệt độ sôi 90%1950C. Đặc trng cho hàm lợng các chất có phần cất

nặng trong xăng. Nếu nhiệt độ sôi 90% cao thì phần cất nặng trong xăng
càng nhiều và xăng càng khó bốc hơi trong buồng đốt, hiện tợng này sẽ
gây:
+ Xăng d bị nhiệt phân tạo khói.
+ Công suất và hiệu suất của động cơ giảm.
+ Xăng d làm pha loãng dầu nhờn.