Đồ án tổng quan về xăng nhiên liệu

Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Mở đầu
Bớc vào thế kỷ mới công nghiêp hoá hiện đại hoá sản xuất mặt hàng
xăng đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân ,nó phục vụ cho
ngành công nghiệp ,sản xuất ,giao thông ,vận tải. . . .
Xăng là nhiên liệu quan trọng và không thể thiếu trong nền công nghiệp
nh hiên nay.
Nhiên liệu sử dụng cho động cơ đốt trong có buzi đánh lửa nh xe máy,
ôtô, máy bay . . . gọi là xăng nhiên liệu .Xăng nhiên liệu là một hỗn hợp
hyđrôcacbon phức tạp .
Xăng nhiên liệu lạ sản phẩm của quá trình chế biến Dầu mỏ , qua nhiều
công đoạn kỷ thuật ngày nay trở thành sản phẩm hoàn hảo, đạt yêu cầu về
số lợng và quui trình công nghệ quen thuộc với con ngời . Xăng nhiên liệu
là sản phẩm chọn lọc của quá trình chng cất phức tạp từ hỗn hợp các thành
phần, kết hợp với phụ gia đảm bảo yêu cầu vận hành của động cơ trong thực
tế cũng nh trong quá trình bảo quản và dự trữ.
Xăng là một hỗn hợp hyđrôcácbon có số cacbon lớn từ C 5_C10,C11, các
hyđrocacbon gồm parafinic, naphten , aromatic nằm trong khoảng nhiệt độ
sôi từ 30_1800c. Nó là sản phẩm của quá trình chế biến dầu mỏ nh:
Reforming xúc tác, crăcking xúc tác , alkyl hoá, izôme hoá.
ở nớc ta do nền kinh tế ngày càng phát triển xăng chiếm từ 20 ữ 30%
trong lúc đó ở mỹ chiếm 48%.Do vậy việc đẩy mạnh chất lợng cũng nh đáp
ứng nhu cầu của ngời tiêu dùng nên nâng cao về số lợng và ngày càng tăng
về chất lợng là mục tiêu hàng đầu của các nhà sản xuất công nghiệp.
Chất lợng của Xăng đợc đánh giá dựa trên hai chỉ tiêu:
Chỉ tiêu kỷ thuật có liên quan đến quá trình sử dụng của động cơ và
bảo quản Xăng nhiên liệu có chỉ số octan cao áp suất hơi bão hoà, tỷ trọng

bay hơi, tính ổn định.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
1

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Chỉ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm môi trờng và sức khoẻ của con
ngời dựa vào hàm lợng chì và tạp chất cơ học hàm lợng benzen và
hiđrocacbon thơm .
Trớc thập kỷ 80 trong nền công nghiệp đã sản xuất ra xăng nhng chỉ
tạm chú trọng đến phẩm cấp theo hớng nâng cao công suất và thời gian sử
dụng của động cơ mà không chú trọng đến việc bảo vệ môi trờng. Do vậy
việc đa phụ gia chì (TEL) vào xăng nhiên liệu là không thể tránh khỏi và
đây là phơng pháp đợc sử dụng rộng rãi.
Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp thế gới, vấn
đề ô nhiễm môi trờng do khai thác và các sản phẩm của động cơ gây ra
đang ở mức báo động. Mặt khác, do yêu cầu đòi hỏi xăng phải càng ngày
tận dụng đợc u điểm của phụ gia nhằm nâng cao chất lợng xăng Cùng với
sự cải tiến và tìm kiếm các phụ gia có tính năng đặc biệt, các công nghệ đợc
cải tiến, ngày càng hoàn thiện hơn để đáp ứng nhu cầu của thế giới. Do vậy
ngời ta đã ra quyết định sử dụng xăng sạch, xăng không có phụ gia chì.
ở Việt Nam việc sử dụng xăng sạch bảo vệ môi trờng mà vẫn đảm bảo
đợc trị số octan cao, đợc thực hiện vào đầu tháng 7-2000. Đây là một chiến

lợc quan trọng hạn chế vấn đề ô nhiễm môi trờng và phát triển nền kinh tế.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
2

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Phần I . Các chỉ tiêu chất lợng của xăng
nhiên liệu
I.1. Nguyên lí làm việc của động cơ xăng.
Động cơ xăng là một kiểu động cơ đốt trong nhờ buzi bật tia lửa điện,
nhằm thực hiện sự chuyển biến năng lợng hoá học của hỗn hợp. Nhiên liệu
khi cháy thành năng lợng cơ năng dới dạng chuyển động quay của trục
khuỷu.
Động cơ xăng bao gồm cả loại 4 kì và động cơ 2 kì trong đó động cơ 4
kì đợc sử dụng phổ biến hơn cả.
Động cơ 4 kì là loại động cơ đốt trong có sử dụng bộ chế hoà khí dới
tác dụng của Buzi bật tia lửa điện.
Chu trình kín 4 kì nh sau:

Cấu tạo:
1. Van nạp
2. nến điện
3. Van thải

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
3

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

4. xi lanh
5. pítông
6. thanh truyền
7. trục khuỷu
8. điểm chết trên
9. điểm chết dới
Xăng từ thùng chứa nhiên liệu của phơng tiện bơm đợc chuyển đến bộ
chế hoà khí qua hệ thống phun. Nhiên liêu cơ hoặc điện tử.Tại đây đợc phun
sơng mù và phối trộn với không khí tạo thành hỗn hợp cháy. Hỗn hợp nhiên
liệu và không khí (nhiên liệu + không khí) sau đó đợc đa vào xi lanh thông
qua ống góp đầu vào và van hút.
Chu kì 1:
Chu kì hút : piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dới van hút mở
để hút hôn hợp (nhiên liệu + không khí) vào xi lanh, lúc này van thải đóng.
Chu kì 2:
Chu kì nén: piston đi từ điểm chết dới lên điểm chết trên cả hai van nạp
và van thải đều đóng lại đồng thời thực hiện quá trình nén hỗn hợp
(nhiên liệu + không khí). Khi bị nén áp suất tăng dần đến độ tăng lúc

này hỗn hợp bị nén đến P = 6 10 atm, T = 300 400 0C. Với sự có mặt
của õi-không khí các hiđrocacbon có trong thành phần của xăng sẽ biến đổi
tạo ra các hỗn hợp không bền vững (các beroxyl, hyđroperoxyl) dễ bị oxy
hoá.
Chu kì 3:
Chu kì nở: ở cuối chu kì nén vào thời điểm thích hợp, buzi bật tia lửa
điện đốt cháy hỗn hợp (nhiên liệu + không khí). Lúc này áp suất tăng lên
P = 30- 40 atm, nhiệt biến cơ năng tạo ra áp lực dẫn piston từ điểm chết trên
đến điểm chết dới.
Chu kì 4:

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
4

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Chu kì xả: piston chạy từ điểm chết dới lên điểm chết trên van nạp
đóng, van thải mở cho sản phẩm cháy thải ra ngoài và động cơ lại bắt đàu
hành trình mới.
Để động cơ làm việc bình thờng thì trong xilanhmặt lửa lan truyền đều
đặn, hết lớp nọ đến lớp kia, với tốc độ 15 40 m/s. Nếu mặt lửa lan truyền
với vận tốc quá lớn nghĩa là quá trình cháy đang diễn ra cùng một lúc trong
xilanh thì quá trình cháy không bình thờng và đợc gọi là cháy kích nổ.
Bản chất của quá trình cháy kích nổ rất phức tạp, nguên nhan chính của

hiện tợng kích nổ là do trong quá trình nén nhiên liệu bị biến đổi sâu sắc tạo
ra nhiều hợp chất chứa oxi kém bền nh peroxyl, hyđroperoxyl.Cac hơp chất
này phân huỷ tao ra các gốc tự do là tác nhân gây nên phản ứng cháy
chuỗi,làm cho khối nhiên liệu trong xylanh bốc cháy ngay cả khi mặt lửa
cha lan truyền tới .Khi nhiên liệu trong xylanh động cơ bị cháy kích nổ mặt
lửa lan truyền với vận tốc rất lớn (300-400m\s)nhiệt độ cao làm cho áp suất
tăng vọt ,kèm theo hiện tợng nổ lớn và sinh ra làn sóng xung kích đập vào
xylanh ,làm tăng va đập piston gây nên tiếng gõ kim loại khác thờng làm
máy bị mài mòn mạnh ,công suất của động cơ giảm máy nóng làm giảm
tuổi thọcủa máy .
p
c

b
d

Quá trình cháy trong động cơ đốt trong

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
5

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu
a.

Tổng quan về
c.

không có quá
trình cháy.

b.

d.

cháy kích nổ.

chaý bình thờng
điểm chết trên

Nhận xét:
Từ đồ thị ta thấy đờng b là quá trình cháy bình thờng ,áp suất tăng từ từ.
Đờng c quá trình cháy cùng một lúc trong xylanh ngay sau khi nến
điện
đến điểm lửa.Vì thế áp suất tăng vọt(có khi đạt tới 300m/s rồi lại giảm rấy
nhanh gây nên quá trình cháy kích nổ trong động cơ.

I.2 Các chỉ tiêu chất lợng của xăng nhiên liệu.
Để đánh giá chất lợng của xăng đa vào sử dụng ngời ta đa ra những chỉ
tiêu kỷ thuật chung có tính tiêu chuẩn .Dựa vào chỉ tiêu chuẩn này từng
quốc gia từng khu vực , tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu , kinh tế xã hội của
từng quốc gia mà khống chế thông số và đa ra từng con số cụ thể sao cho
phù hợp . Hiện nay Việt Nam cũng nh các nớc trên thế giới ngời ta dựa vào
những chỉ tiêu chính sau:
1. Tính chống kích nổ- trị số octan
2. Tính bay hơi- áp suất hơi bão hoà- thành phần cất
3.

Hàm lợng chì

4. Hàm lợng benzen và hydrocacbon thơm
5.

Hàm lợng lu huỳnh tổng

6. Hàm lợng nhựa thc tế.
7. Độ ổn định oxy hoá
8. Độ axit
9. Tính ăn mòn lá đồng

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
6

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

10. Tỷ trọng của xăng
11. Nhiệt độ đông đặc
12. Hàm lợng nớc và tạp chất cơ học
13. Màu sắc của xăng
Dới đây ta sẽ nghiên cu từng chỉ tiêu cụ thể cũng nh xu hớng cải thiện
các chỉ tiêu này ở Việt Nam và một số quốc gia trên thế giới.

2.1 Tính chống kích nổ - trị số octan cao
2.1.1.Tính chống kích nổ: Là khả năng chống lại hiện tợng kích nổ
trong động cơ
Qúa trình kích nổ của động cơ nh sau:
Động cơ nóng lên nhanh
Có tiếng kim loại gõ khác thờng
Cụm khói đen xuất hiện
Công suất của động cơ giảm
Nguyên nhân chính của hiện tợng cháy kích nổ trong động cơ:
Do quá trình nén nhiệt độ tăng , áp suất tăng và nhiên liệu lại biến đổi
mạnh tạo ra rất nhiều hợp chất kém bền nh:hydroxyt ,peroxyt ,các hợp chất
này dễ phân huỷ tạo ra các gốc tự do . Dới điều kiện nhiệt độ tăng nhanh và
áp suất cao các gốc t do này sẽ tạo các phản ứng chuỗi làm cho xăng t bắt
cháy cùng một lúc trong toàn bộ xylanh khi cha có mặt lửa lan truyền , gây
ra tiếng nổ lớn và làn sóng xung kích đập vào động cơ . Để tránh xãy ra
cháy kích nổ thì yêu cầu của quá trình có tri số octan phân bố đều , đặc trng
cho khả năng chống kích nổ là trị số octan cao .
2.1.2. Trị số octan
Trị số octan là đặc trng cho khả năng chống kích nổ của xăng .
Trị số octan của xăng là một đơn vị đo quy ớc dặc tng cho khả năng
chống kích nổ của xăng . Nó có giá trị bằng phần trăm thể tích của izo octan
(2.2.4 trimetyl pentan c8H18 ) trong hỗn hợp chuẩn với n-heptan (n-C 7H16 )

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
7

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp

xăng nhiên liệu

Tổng quan về

tơng đơng với khả năng chống kích nổ của nhiên liệu ở điều kiện chuẩn. Sử
dụng thang chia 0 100, trong đó n C 7H16 = 0 izôctan (2, 2, 4
trimetylpentan) đợc quy ớc = 100.
Việc xác định trị số octan đợc tiến hành tren thiết bị tiêu chuẩn cácphơng pháp xác định trị số octan. Có 4 phơng pháp :
Phơng pháp nghiên cứu RON
Phơng pháp Môtơ MON
Trị số octan trên đờng
Trị số octan phân loại cắt R 1000C
Nhng phổ biến và chính xác đợc sử dụng nhiều hơn cả vẫn là hai phơng pháp Môtơ MON và phơng pháp nghiên cứu RON. Sự khác
nhau giữa hai phơng pháp này chủ yếu là do số vòng quay Môtơ thử
nghiệm. Hai phơng pháp này đợc thực hiện trong động cơ một
xilanh.
Phơng pháp Môtơ MON:
Theo tiêu chuẩn ASTM D357 86 đợc xác định trong động cơ
có vận tốc bánh đà 900 vòng/phút, hỗn hợp nhiên liệu không khí trớc khi đa vào xilanh đợc gia nhiệt 1500C. Trị số octan đợc xác định
trong điều kiện khắc nghiệt hơn, số vòng quay bánh đà lớn hơn.
Phơng pháp nghiên cứu RON:
Theo tiêu chuẩn ASTMD 908 86 đợc xác định trong động cơ có vận
tốc bánh đà 600 vòng/phút. Hỗn hợp nhiên liệu không khí trớc khi đa vào
xilanh không cần gia nhiệt.
Thông thờng tỉ số octan theo RON cao hơn MON là 5 10 đơn vị mức
chênh lệch đó phản ánh ở một mức độ nào đó tính chất của nhiên liệu thay
đổi khi chế độ làm việc của động cơ thay đổi. Cho nên mức chênh lệch đó
còn gọi là độ nhạy (s) của nhiên liệu đối với chế độ làm việc của động cơ.
Mức chênh lệch giữa phơng pháp nghiên cứu RON và phơng pháp Môtơ
MON càng thấp càng tốt.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
8

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Để đánh giá chính xác khả năng chống kích nổ của nhiên liệu trong
điều kiện nhiệt độ thay đổi, vận tốc của động cơ thay đổi một cách đột ngột,
ngời ta tiến hành đo trị số octan trên đờng theo công thức:
S
Ođ = Onghiên cứu -
a

2

Nếu scàng thấp ( sự chên lệch ít ) thì trị số oc tan trên đ ờng càng gần
với trị số octan theo phơng pháp nghiên cứu RON nên s đợc gọi là độ nhạy,
độ nhạy càng thấp sẽ có khả năng chống kích nổ cao khi làm việc trong các
chế độ thay đổi khác nhau . vì vậy iso-parafin có nhiều u điểm hơn so với
olefin và hidrocacbon thơm.
Trong đó s là sự chênh lệch giữa trị số octan của hai phơng pháp RON
và MON.
Công thức : s = RON- MON
a: là hệ số lấy đợc trong khoảng 4,6 ữ 6,2 phụ thuộc vào tỉ số của động

cơ
ođ : là trị số octan trên đờng .
onghiên cứu : trị số octan theo phơng pháp nghiên cứu .
Nh vậy xăng tốt là loại xăng khi sự chên lệch giữa hai phơng pháp RON
và MON đo đợc là rất nhỏ . Ngày nay do ngành chế tạo máy trên thế giới đã
đạt trình độ công nghệ rất cao , ngời ta chế tạo đợc rất nhiều động cơ đốt
trong có tỉ số nén rất tốt ( Tỉ số nén của động cơ đốt trong là tỉ lệ thể tích
của xi lanh ứng với piston ở điểm chết dới và điểm chết trên).
Nh vậy , yêu cầu trị số octan của xăng ngày càng cao nên xăng trong
quá trình trng cất trực tiếp hay quá trình cracking nhiệt không thể đáp ứng
đợc yêu cầu đó . Mặt khác sử dụng phụ gia chì ngoài tiêu tốn kinh tế thì còn
ảnh hởng rất lớn đến vấn đề môi trờng nên các nhà công nghệ sản xuất xăng
buộc phải phát triển một số công nghệ mới cho xăng sạch có chất lợng và số
lợng có trị số octan cao , nh : Công nghệ alkyl hoá , isome hoá.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
9

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Bảng 2.1 . Quy định về trị số octan của một hyđrôcacbon theo phơng
pháp xác định.
Hyđrocacbon

Trị số octan
Phơng pháp
môtơ

1. các parafinpropan
n- Butan
isô- butan
n- pentan
iso- pentan

100

103,7

+3,7

90,1
99
61,9
90,9

93,6
>100
61,9
92,3

+3,5
>1
0
+20

+16,5

84,9
2. các ôlêfinpropylen
Buten 2
Penten 1
Hexan 1
3. các Naphten
cyclopentan
cyclohexan
metylcyclohexan
etylcyclohe-xan
1,2 đinutyl
cyclohexan
4. Các H-C thơm
Benzen
Tuloen
O-xylen
P-xylen
M-xylen
1,3,5 trimetyl
IzopropylBenzen
Benzen

Phơng pháp
nghiên cứu

101,4

86,5

77,1
63,4

99,6
90,9
76,4

85
78,6
71
40,8

+31,1
+31,8
+13,0

100
83
74,8
46,5

+15
+4,4
+3,8
5,7

80,9

+2,4

11,6
102,1
100
>100
>100

113,0
115,0
>100
>100
>100

+1,4
+12,9
12,9

99,3
114

108
>100

+8,7
-

78,5

Xăng của các quá trình này có u điểm nổi bật , trị số octan đợc xác định
theo hai phơng pháp RON và MON là rất gần nhau ( xự chên lệch s rất ít)

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
10

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Nên độ ổn định về trị số octan của xăng rất cao , ít bị phụ thuộc vào chế độ
làm việc của động cơ.
Bảng 2.2. Trị số của hai loại xăng nhiên liệu ở Việt Nam
(TCVN 5690 - 92)

Tên nhiên liệu

MON

RON

Mogas 83 Min

76

83

Mogas 92 Min

83

92

Trị số octan của xăng Việt Nam sử dụng thấp hơn các nớc khác bởi do
nớc ta dùng nhiều loại xe thời cũ có tỷ số nén thấp.
2.2 Tính bay hơi - áp suất hơi bảo hoà - thành phần cắt .
2.2.1 tính bay hơi:
Trong động cơ xăng quá trình cháy diễn ra rất nhanh khoảng 0,02 ữ0,04
s , hơn nũa hổn hợp cháy trong động cơ xăng đợc chuẩn bị trong bộ chế hoà
khí ởchế độ nhiệt thấp . Vì vậy đòi hỏi xăng phải có tính bay hơi tốt . Nếu
xăng bay hơi kém thì dẫn đến sự phân bố nhiên liệu không đều . Những
phần nặng khó bay hơi dễ bị đa vào động cơ ở trạng thái lỏng, do đó làm
cho quá trình cháy không đợc triệt để dẫn đến tốn nhiên liệu và đồng thời
làm độnhớt của dầu nhờn giảm.
Tính bay hơi của xăng đợc dánh giá qua thành phần phân đoạn và áp
suất hơi bão hoà. Xăng đựoc trộn vói không khí thành một hỗn hợp cháy ở
điều kiện nhiệt độ thấp do đó đòi hỏi xăng phải có tính bay hơi tốt , sự bay
hơi của xăng có ảnh hởng đến chế độ làm việc của động cơ và sự tiêu tốn
nhiên liệu .
Sự bay hơi của xăng phụ thuộc các yếu tố sau :
Thành phần phân đoạn
áp suất hơi bão hoà .
độ nhớt
sức căng bề mặt , nhiệt hoá hơi .

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
11

Lớp 01V- 01HD

Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

phụ thuộc vào chế độ nhiệt của động cơ
Nếu động cơ có chế độ làm mát tốt thì sự bay hơi của xăng có ảnh hởng
đến chế độ nhiệt và chế độ làm việc .
2.2.2. áp suất hơi bão hoà (pbh)
áp suất hơi bão hoà của xăng (p bh) là áp suất tuyệt đối của nó tại 378 0 C
tức 1000F , tại đó pha lỏng cân bằng với pha hơi.
áp suất hơi bão hoà là một tính chất vật lý quan trọng của các chất lỏng
dễ bay hơi, thờng đợc đo bằng Kpa , psi, mmHg.
Để động cơ khởi động tốt thì áp suất hơi bão hoà tối thiểu phải đạt 7psi.
pbh là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lợng xăng nhiên liệu . pbh
thấp thì nhiên liệu bay hơi chậm sẽ ảnh hởng đến khả năng khởi động và
tăng tốc của động cơ , nếu p bh thấp sẽ có một phần xăng nguyên liệu không
cháy hết sẽ gây lãng phí tổn hao công suất động cơ và làm tổn hao bôi trơn.
bảng 2.3 TCVN 5690 - 92 qui định pbh cho xăng ôtô nh sau:
TT

Nhiên liệu

Pbh ở 37,80C (KPa)

1

Mogas 83

Max 70

2

Mogas 92

Max 75

3

Xăng thờng

Max 67

4

Xăng cao cấp

Max 87

5

Xăng đặc biệt

Max 74

Nếu pbh càng lớn thì động cơ càng dễ khởi động nhng chỉ đến một giới
hạn nhất định . Nếu pbh của nhiên liệu quá lớn thì sẽ gây tạo nút hơi trong
ống dẫn làm ảnh hởng tới quá trình cung cấp nhiên liệu trong động cơ. Quá

trình vận hành của động cơ không ổn định dẫn đến tiêu tốn mất mát khi vận
hành và bảo quản .
Để đạt hiệu quả kinh tế cao cùng với đảm bảo kỹ thuật của xăng trong
quá trình vận hành và bảo quản. Đối với xăng p bh chỉ định không nên vợt
quá 12 psi.
Đối với mỗi Quốc gia , tuỳ thuộc vào điều kiện khí hậu của mình để
khống chế chỉ tiêu này cho phù hợp .

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
12

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Nhng với dự kiến hiện nay từ năm 2000 chỉ tiêu P bh của xăng là max 83
Kpa [2]
2.2.3 Thành phần cắt .
Thành phần cắt là một trong những chỉ tiêu quan trọng cần phải xác
định với sản phẩm xăng . Ta thấy rằng xăng là hỗn hợp gồm nhiều
hiđrôcacbon khác nhau , nhiệt độ sôi của xăng nằm trong khoảng rộng t s =
30 ữ 1800C, mỗi một khoảng nhiệt độ sôi ứng với một số hyđrôcacbon nhất
định.
Nh vậy các thành phần cắt ảnh hởng đến chỉ tiêu của xăng nh tính bay
hơi, độ nhớt, tỉ trọng, hàm lợng các hyđrôcacbon cũng nh tạp chất trong
xăng.

Thành phần cắt đợc đánh giá qua các giá trị nhiệt độ sau :
Nhiệt độ sôi đầu không quá 350C .
Nhiệt độ sôi 10% không quá 700C
Nhiệt độ sôi 50% không quá 1400C
Nhiệt độ sôi 90% không quá 1950C
Nhiệt độ sôi cuối không quá 2050C.
Nhiệt độ sôi đầu là nhiệt độ mà tại đó xuất hiện giọt sản phẩm lỏng đầu
tiên tại ống hứng trong bộ trng cất tiêu chuẩn ( chng cất engler ) . Nhiệt độ
sôi 10% ,50% , 90% là nhiệt độ tại đó tơng ứng 10% ,50% , 90%thể tích
sản phẩm ống ứng với thể tích nguyên liệu ban đầu đem chng trong thiết bị
chng cất tiêu chuẩn
Nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ sôi 10 % quyết định tơí khả năng khởi
động của động cơ . Nếu nhiệt độ này cao hơn thì động cơ khó khởi động
nhất là khi máy nguội . Nếu nhiệt độ này thấp thì động cơ dễ khởi động ,
thậm trí có thể khởi động ở điều kiện thấp hơn . Nhng nếu nhiệt độ này thấp
quá thì cũng không sử dụng đợc vì khi đó sẽ tạo ra nút hơi trong ống dẫn
gây mất mát nhiên liệu khi vận chuyển và bảo quản .

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
13

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Tốt nhất là nhiệt độ sôi khống chế ở 35 0C và nhiệt độ sôi 10% không

nên quá 700C . Để động cơ dễ khởi động và hạn chế đợc sự mất mát ngời ta
phải chọn nhiệt độ sôi đầu và nhiệt độ sôi 10% sao cho phù hợp.
Nhiệt độ sôi 50% có ý nghĩa quyết định đến khả năng tăng tốc của động
cơ (khả năng nhanh chóng đạt đợc tốc độ cần thiết khi mở van tiết liệu) quá
trình đốt nóng động cơ.
Bảng 2.4 quy định thành phần cắt của các loại xăng ở Việt Nam
Số
TT

Nhiệt độ

1

Mức quy định của các loại xăng
Xăng Mogas 83

Xăng Mogas 92

Nhiệt độ sôi đầu

Không nhỏ hơn 35%

Không nhỏ hơn 35%

2

Nhiệt độ sôi 10%

Max 70

Max 70

3

Nhiệt độ sôi 50%

Max 115

Max 115

4

Nhiệt độ sôi 90%

Max 175

Max 175

5

Nhiệt độ sôi cuối

Max 205

Max 205

6

Cặn

Max 1,5

Max 1,5

Nếu nhiệt độ cắt 50% quá cao (ít hyđrôcácbon nhẹ) khi thay đổi tốc độ
lợng nhiên liệu trong máy ít, công suất giảm, điều khiển động cơ khó khăn.
Do vậy nhiệt độ cắt 50% (từ 40 70%) càng thấp càng tốt vì dễ làm tăng
số vòng quay của động cơ đén mức tối đa trong thời gian ngắn nhất. Tuy
vây nếu thấp quá dễ tạ nút hơi gây thất thoát nhiên liệu. Đối với khí hậu
Việt Nam thì nhiệt độ sôi 50% không nên vợt quá 1200C.
Nhiệt độ cắt 90% có ý nghĩa về mặt kinh tế. Nếu nhiệt độ cắt 90% cao
thì xăng sẽ bốc hơi hoàn toàn trong buồng đốt. Xăng ở trạng thái lỏng qua
xilan lọt qua secmăng đi vào cacte chứa dầu sẽ làm loãng dầu nhờn giảm
khả năng bôi trơn và gây mài mòn động cơ. Cần khống chế tC <1950C .
Nhiệt độ sôi cuối (cặn cất) đánh giá mức độ bay hơi hoàn toàn và làm
loãng dầu nhờn. Nếu nhiệt độ sôi quá cao thì dầu nhờn sẽ bị rửa trôi trên
thành xilan, mài mòn pitton, mức độ mài mòn máy tiêu hao, lãng phí nhiên
liệu . Vì vậy nhiên liệu nhiệt độ sôi không nên quá 2050C , để khống chế độ
sôi cuối của xăng nhiên liệu là rất khó và rất quan trọng với nhiệt độ sôi
cuối 2050C là đợc.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
14

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Bảng 2.5 quy định thành phần cắt của một số nớc trên thế giới

Số
Các quốc gia
TT

Nhiệt độ sôi tại điểm cắt 0C
T 10%
(0C)

T 50% (0C)

T 90% (0C)

T0 sôi cuối

1

Mỹ

39 - 46

79-101

176 -181

213 - 217

2

Pháp

51 -57

87- 115

149 -176

181 - 203

3

ý

57- 63

85-105

144 -176

186 - 212

4

Ân Độ

42 - 70

95-125

155 -190

190 - 225

5

SNG

55 - 70

100-120

160 -190

190 - 205

6

Trung quốc

49 - 70

100-120

166 -190

190 - 225

7

Nhật Bản

Max 70

Max 125

Max 180

Max 200

8

Pakistan

Max 70

Max 125

Max 190

Max 220

9

Arapxeut

Max 70

Max 121

Max 190

Max 221

10

Chile

Max 70

Max 140

Max 200

Max 225

2.3 Hàm lợng chì.
Hàm lợng chì ngoài nhợc điểm là gây độc hại môi trờng làm ảnh hởng
đến nền kinh tế thì lại là chỉ tiêu kĩ thuật hết sức quạn trọng đối với chất l ợng xăng ôtô, xe máy, đặc biệt là những động cơ trớc năm 1990.
Xăng pha chì nhằm nâng cao chỉ số octan nhng không pha quá nhiều nớc chì , bởi chì trong xăng là dạng dung dịch tetraetyl chì (C2H5)4Pb.
Dung dịch này rất độc gây tổn thơng cho hệ thần kinh con ngời và gây
ô nhiễm môi trờng. Do vậy càn phải khống chế nồng độ từ 0,4 g/l (0,05% )
nồng độ chì pha trong xăng.
Xăng có pha chì đợc sử dụng vào những năm 90 trở về trớc là chủ yếu,
sử dụng cho các nớc có nền kinh tế kém phát triển.
Hiện nay nớc ta do yêu cầu sức khoẻ con ngời và bảo vệ môi trờng buộc
phải sử dụng xăng không chì, bắt đầu thực hiện quy định vào 1-7 2000 sử
dụng xăng sạch làm xăng thơng phẩm mà vẫn có trị số octan cao.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
15

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Bảng 2.6 TCVN 5690- 92 giới hạn hàm lợng chì tối đa trong xăng.
Loại nhiên liệu

Hàm lợng chì g/l

Mogas 83

0,4

Mogas 92

0,4

Bảng 2.7 hàm lợng chì TCVN 5690- 97 giai đoạn 1997- 2000 nh sau:
Số TT

Phân loại nhiên liệu

Hàm lợng chì g/l

1

Xăng chì thông dụng

Max 0,4

2

Xăng chì chất lợng cao

Max 0,015

3

Xăng không chì

Không có

2.4 Hàm lợng Benzen và hyđrôcacbon thơm.
Benzen và hyđrôcacbon thơm là nhũng chất rất bền, với những chất bền
là tác nhân khó ôxi hoá nên có cấu tử có trị số octan cao. Đây là u điểm của
quá trình Reforming xúc tác.
Benzen đợc sử dụng nh một phụ gia chống kích nổ đặc biệt đối với xăng
không chì tăng cờng trị số octan cho xăng, kìm hãm các chất kích nổ có
trong động cơ.
Bên cạnh đó các hyđocacbon thơm lại có ảnh hởng đến sức khẻ của con
ngời và ảnh hởng đến môi trờng bởi chất này rất độc hại và là tác nhân gây
ung th.

Với hyđocacbon họ aromatic tuy có trị số octan cao nhng khi cháy tạo
muội than và CO. hiện nay trên thế giới đang có xu hớng giảm dần
hyđocacbon aromatic và đặc biệt là benzen đồng thời lắp đặt bộ chuyển đổi
xúc tác vào trong các loại xe để biến CO thành CO2 trớc khi đa ra môi trờng.
Trong thực tế giảm hàm lợng aromatic đặc biệt là benzen trong xăng
nhiên liệu ngời ta dùng các biện pháp sau:
Tách hyđocacbon C6 từ trớc khi đa vào phân xởng reforming
Tách benzen ra khỏi sản phẩm reforming bắng dung môi chọn lọc
Chuyển benzen thành oxicloherxan bằng hyđrô hoá

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
16

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Alkyl hoá benzen thành alkyl benzen bằng ôlefin
Bảng 2.8 theo TCVN 5690 thì hàm lợng benzen là 0,5 % khối lợng.
Số TT

Tên quốc gia

Phơng pháp thử

Benzen % TT

1

Mỹ

ASTMD 3606

0,4 - 2

2

Braxin

ASTMD 3606

2,91

3

Bỉ

ASTMD 3606

1,38

4

Pháp

ASTMD 3606

Max 5

5

ý

ASTMD 3606

Max 4,9

6

Hàn quốc

ASTMD 3606

Max 4

7

Đức

DIN 51414

Max 5

8

Hylap

ASTMD 2267

5

9

Singapo

ASTMD 2267

Max 3

10

Thái lan

ASTMD 2267

Max 3

11

Mlaysia

ASTMD 2267

Max 1

2.5. Hàm lợng lu huỳnh tổng

Hàm lợng là một trong nhũng quan trọng đáng lu ý trong xăng nhiên
liệu.
Nếu hàm lợng S vợt quá gioứi hạn cho phép thì khi cháy sẽ tạo ra SO 2,
SO3 ở trong động cơkhi gặp nớc sẽ tao thành axit H2SO3 và H2SO4 gây quá
trình ăn mòn thiết bị và rửa trôi dầu nhờn . Đặc biệt với sự có mặt của H 2S
không cháy hết thải ra ngoài không khí gây ô nhiễm môi trờng.
Nếu biết đợc chỉ tiêu cho phép sử dụng thì từ đó tính toán đợc thời gian
sử dụng và bảo quản.
Chỉ tiêu này đợc thống nhất trên toàn cầu mức quy định hiện nay nằm
trong khoảng 0,05 1% khối lợng.
Nếu vợt quá giới hạn cho phép thì có thể xử lý hyđrat hoá.
Bảng 2.9. Hàm lợng lu huỳnh tổng trong xăng nhiên liệu ở một số nớc.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
17

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu
Số
TT

Tên quốc gia

1

Tổng quan về
Hàm lợng lu huỳnh tổng % trọng lợng

Xăng thông dụng Xăng cao cấp

Xăng không chì
thông dụng

Pháp

Max 0,2

Max 0,2

Max 0,2

2

Singapo

Max 0,1

Max 0,2

Max 0,1

3

Trung quốc

Max 0,1

Max 0,03

Max 0,05

4

Arapxeut

Max 0,1

Max 0,1

Max 0,1

5

Chile

Max 0,1

Max 0,2

Max 0,1

Xăng thông dụng trên thị trờng Việt Nam hiện nay (mogas 83, mogas
92) có hàm lợng là 0,1% trọng lợng.
2.6. Hàm lợng nhựa thực tế.
Nhựa là do hyđrôcacbon có trọng lợng phân tử lớn tác dụng với oxi ngng tụ tạo thành, vì nhựa là thành phần không bay hơi trong điều kiện máy
nổ nên ngời ta xác định phần không bay hơi khi sục qua không khí ở nhiệt
độ tơng ứng với nhiệt độ bay hơi của động cơ, phần không bay hơi đó gọi là
hàm lợng nhựa thực tế.

Nhựa khi tách ra khỏi xăng sẽ có dạng lỏng hoặc rắn. Các chất nhựa và
asphanten của đàu mỏ là những chất có cấu trúc phân tử ngoài C và H còn
có các nguyên tố khác nh S, O2 , Nvà thờng có trọng lợng phân tử lớn (500 600). Vì vậy các chất nhựa và asphanten thờng nằm trong phân đoạn dầu
mỏ có nhiệt độ sôi cao. Nhựa trong xăng có mầu nâu sẫm hoặc đen do sự
biến đổi của dầu và hoà tan trong xăng.
Hàm lợng nhựa thực tế có ảnh hởng rất rõ đến chất lợng nhiên liệu vì
khó bay hơi nên làm tắc đờng ống, van và hệ thống cung cấp nhiên liệu. Vì
vậy cần phải khống chế sao cho giá trị là nhỏ nhất.
Hiện nay đã xác lập đợc công nghệ xử lý hàm lợng nhựa trong xăng
một cách hoàn hảo. Trên cơ sở đó hàm lợng nhựa thực tế cho phép trong
xăng là 1 - 10 mg/100ml.
2.7 Độ ổn định oxi hoá.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
18

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Độ ổn định oxy hoá hay còn gọi là độ dài cảm ứng của xăng là chỉ tiêu
kỹ thuật quan trọng đặc trng chống lại khả năng biến đổi hoá học của xăng
nhiên liệu do xúc tác.
Trong xăng , một số hiđrôcacbon dễ bị oxy hóa khi có mặt của oxy và
không khí. Đặc biệt là olêfin chứa trong xăng cracking dễ bị oxy hóa tạo
thành keo nhựa.

Độ ổn định của xăng phụ thuộc vào các thành phần hoá học của xăng
có trong phân đoạn . Do vậy sẽ khó khăn cho việc vận chuyển và bảo quản .
Xăng Reforming xúc tác hầu nh không có thành phần ôlêfin nên độ ổn
định cao ( 1700-1800 phút ) .
Để đảm bảo yêu cầu về độ ổn định cao , hạn chế đợc quá trình oxy hoá
nhiên liệu xăng thì xăng thơng phẩm của Liên Xô trớc đây quy định 400900 phút .
Xăng sử dụng thờng xuyên : Min 240 phút .
Xăng bảo quản và dự trữ : Min 480 phút .
Ngời ta xác định độ ổn định oxy hoá bằng cách cho xăng tiếp tục tiếp
xúc với oxy nén ở áp suất 7kg/m3 ở nhiệt độ 1000C và xác định thời gian cha
bị oxy hoá . Dờu hiệu oxy hoá là xăng hấp thụ oxy tạo nhựa và việc dẫn
xuất chứa oxy của cacbua Hiđro.
2.8 Độ axit.
Độ axit của xăng đặc trng cho mức độ chứa các chất mang tính axit
trong đó chủ yếu là axit hữu cơ . Với axit hữu cơ điển hình trong xăng axit
Naphtenic. Với axit vô cơ nh H2SO4 , HCl là những chất gây ăn mòn thiết
bị .
Các hợp chất axit có mặt trong xăng nh các phụ gia hoặc các sản phẩm
biến chất tạo thành trong quá trình tồn chứa .
Hàm lợng của các chất này đợc biểu thị nh trị số axit . Chỉ tiêu này
đợc sử dụng để kiểm soát chất lợng xăng .Cần hạn chế đợc lợng axit có
trong xăng càng it càng tôt .

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
19

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp

xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Qui định của đa số các nớc , độ axit của xăng nhiên liệu từ 1-4 mg
KOH/100 ml.
Sản phẩm của Nga ngày nay cũng qui định mức cho phép từ 0.8-2
mgKOH/100ml.
2.9 Tính ăn mòn lá đồng .
Trong quá trình lọc dầu các hợp chất nh khí H2S không thể loại bỏ đợc
một cách dẽ dàng (H2S có hại đối với xăng ). Để chắc chắn trong xăng chỉ
chứa một lợng không đáng kể các hợp chất trên ngời ta phải tiến hành phép
thử ăn mòn lá đồng.
Cách xác định nh sau:
Ngời ta nhúng lá đồng sạch vào nhiên liệu ở 50 0C trong 3 giờ rồi đem đi
phân tích xác định đợc hàm lợng lu huỳnh tổng cộng và so sánh với mẫu
chuẩn. Qui định chung trên thế giới là mẫu nghiên cứu không vợt quá mẫu
tiêu chuẩn số 1 .
2.10 Tỉ trọng của xăng .
Tỉ trọng của xăng là đại lợng đặc trng cho tính nặng nhẹ của xăng , nó
đuợc đánh giá bằng tỉ số giữa khối lợng giêng của xăng và khối lợng riêng
cắt của nớc tại 40C.
Tỉ trọng của xăng phụ thuộc vào các thành phần phân đoạn qua tỉ trọng
ta có thể xác định đợc thành phần hiđro cacbon có trong xăng . Tỉ trọng của
xăng có ảnh hởng đến chất lợng sử dụng cũng nh vận chuyển và bảo quản.
Tỉ trọng của xăng đợc xác định qua công thức

d

1

15
= d (t 15 0 C )
4
4

Trong đó :
d

1
(tỉ trọng ở nhiệt độ t)
4

d

15
(tỉ trọng ở nhiệt độ 150C)
4

t: nhiệt độ của xăng .

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
20

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Tỉ trọng của xăng là một dặc tính vật lý quan trọng cho phép phân loại
xăng để đánh giá đợc xăng nặng hay nhẹ.
2.11. Nhiệt độ đông đặc.
Nhiệt độ đông đặc của xăng là nhiệt độ tại đó mà xăng trong điều kiện
thử nghiệm trở nên mất tính linh động gọi là nhiệt độ đông đặc.
Nhiệt độ đông đặc phụ thuộc vào tính chất hóa lý của xăng có
hiđrôcacbon parafin,khi nhiệt độ hạ thì pàain sẽ kết tinh thành khung , các
hiđrôcacbon khác ở thể lỏng sẽ chui vào khung đó làm cho nhiên liệu mất
tính linh động . Vì xăng là một hỗn hợp phức tạp nên qua trình chuyển hoá
không diễn ra tại một nhiệt độ .
Ngời ta quy định nhiệt độ đông đặc của sản phẩm là nhiệt độ thấp nhất
mà tại đó sản phẩm mất tính linh động cộng thêm 3 0C (sản phẩm đợc coi là
mất tính chảy khi nghiêng một góc 450C) cần một thời gian không dới một
phút để mặt thoáng của sản phẩm đợc lặp laị vị trí cân bằng.
2.12. Hàm lợng nớc và tạp chất cơ học.
Sự có mặt và tạp chất cơ học có trong xăng nhiên liệu về chỉ tiêu kỹ
thuật là không có nhng trên thực tế trong quá trinhf vận chuyển và tồn chứa
nớc và tạp chất cơ học có trong xăng nhiên liệu. Sự có mặt của nớc và tạp
chất cơ học làm ảnh hởng đến chất lợng của xăng nhiên liệu , vf vậy để có
sản phẩm xăng đạt chất lợng thì việc bảo quản phải rất tốt.
2.12.1. Hàm lợng nớc.
Nớc trong nhiên liệu xăng làm tăng độ ăn mòn kim loại lên rất nhiều (vì
sẽ kết hợp với một số phi hyđrocacbon, các chất hữu cơ tạo thành axit). Nếu
tách nớc thành các lớp riêng thì sự ăn mòn càng tăng vì nớc có chứa các
chất hoạt động tích tụ lại và có thể chuyển từ ăn mòn hoá học sang ăn mòn
điện hoá với tốc độ lớn.
Nớc làm tăng sự oxi hoá kim loại thành oxit, phản ứng của axit hữu cơ
yếu với oxit kim loại diễn ra nhanh hơn so với kim loại . Nớc làm hoà tan
các sản phẩm ăn mòn và do đó ngăn cản việc tạo màng bảo vệ trên bề mặt

kim loại vì vậy đối với xăng nhiên liệu quy định tuyệt đối không có nớc.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
21

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Nếu biết đợc hàm lợng nớc có trong xăng giúp cho việc tính toán khối lợng sản phẩm đáp ứng cho quá trình mua bán, vận chuyển và bảo quản.
2.12.2. tạp chất cơ học.
Tạp chất cơ học trong xăng làm tắc bầu lọc giảm năng lợng xăng cung
cấp cho động cơ , Ngoài ra còn làm mài mòn động cơ trong quá trình vận
chuyển và dự trữ.
Tạp chất cơ học là những chất hữu cơ, vô cơ có sẵn trong xăng dới dạng
kết tủa hoặc xa lắng hoặc phân tán di thế. Đối với động cơ tạp chất này có
thể lắng đọng trong ống dẫn nhiên liệu và gây tắc đờng ống dẫn. Do vậy
xăng nhiên liệu thì cần phải kiểm nghiệm và khống chế sao cho thành
pơhần này có trong nhiên liệu là nhỏ nhất.
2.13. Màu sắc của xăng nhiên liệu.
Màu sắc của xăng trên thị trờng hiện nay rất đa dạng và phong phú từ
không màu tới vàng và xăng. Tuỳ vào từng loại xăng phải có màu sắc riêng
để phân biệt các loại xăng, nhung quan trọng nhất là tránh gian lận thơng
mại. Nói chung màu sắc của xăng phụ thuộc vào loại phụ gia, điều kiện và
phơng pháp chế biến nhìn vào mỗi máu sắc ta có thể đánh giá đ ợc chất lợng của xăng. Và một ý nghĩa quan trọng là máu sắc của xăng giúp ta tránh
đợc sự nhầm lẫn vô tình của ngời cung ứng.

Bảng 2.10. Các chi tiêu chất lợng của xăng nhiên liệu theo chỉ tiêu
Châu Âu.

Xăng nhiên liệu
Các chỉ tiêu chất Phơng pháp
Xăng đặc biệt
Số TT
thông dụng Tây Bắc
lợng
thử ASTM
của Đức
Âu
1

Tỷ trọng tại 15 0C

D 12989

0,720-0,770

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
22

0,730-0,780

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp

xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Trị số octan
2

3

MON

D 2700

Min 82,5

Min 88

RON

D2699

Min 91

Min 98

Max 0,9

0,6-0,9

Max 0,7

0,45-0,7

áp suất hơi bão
hoà
mùa đông (Bar)

D 232

mùa hè (Bar)
4

Hàm lợng S
(PPm)

D1266

Max 15

Max 5

5

Hàm lợng chì
(g/l)

D 3341

Max 0,01

0,07-0,13

6

Hàm lợng benzen
(% TT)

Max 5

7

Hàm lợng MTBE
(% TT)

Max 10

Max 10

8

ăn mòn lá đồng
3h/5000C

D 130

N 01

N 01

9

độ ổn định oxy
hoá

D 525

Min 240

Min 380

Phần II :phụ gia cho xăng
I. Khái quát về phụ gia
Xăng nhiên liệu để tránh đợc sự ăn mòn, tránh cho xăng không bị ôxi
hoá, không gây ô nhiễm môi trờng ... đòi hỏi phải có phụ gia để nâng cao trị
số octan.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
23

Lớp 01V- 01HD


Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

Phụ gia cho nhiên liệu xăng đợc quan niệm là những chất đa vào
nhiên liệu dới dạng hàm lợng % với mục đích cải thiện các chỉ tiêu chất lợng của nhiên liệu mà trong công nghiệp lọc dầu cha khắc phục đợc mà
dùng phụ gia kinh tế hơn. Sự có mặt của phụ gia này cho động cơ hoạt động

bình thờng không gây hỏng hóc trong thời kỳ dài cuối cùng, sự có mặt của
phụ gia trong xăng nhiên liệu giúp ta đạt đợc chất lợng đặc biệt.
Ngày nay, với nền công nghiệp phát triển mạnh mẽ nên nhu cầu đòi
hỏi xăng nhiên liệu cho động cơ phải đảm bảo các chỉ tiêu rất khắt khe. Do
vậy các công nghệ tìm kiếm sản xuất các phụ gia có nhiều tính năng đặc
biệt đã không ngừng phát triển cho công suất và chất lợng cao.

II. Phụ gia tăng trị số octan.
II.1. Phụ gia tăng trị số octan.
II.1.1 Phụ gia chì .
Trớc đây trong nền công nghiệp sản xuất xăng ngời ta chỉ chú ý đến
việc hoàn thiện phẩm cấp xăng theo hớng nâng cao công suất và thời gian
sử dụng của động cơ. Do vậy việc đa phụ gia chì vào xăng là không tránh
khỏi và đây là phơng pháp phổ biến.
Phụ gia này gồm có: Tetramityl chì (TML)
Tetraetyl chì (TEL)
Tetraetyl chì [Pb(C2H5)4] đợc phát hiện vào năm 1921 tại Mỹ và đựơc
sử dụng 1929. Theo quan điểm lúc đó cho rằng chì không hại đến môi trờng.
Bên cạnh đó gồm có phụ gia chống kích nổ _tăng trị số octan cho
nhiên liệu xăng đó là iôt, anilin, các alkyl chì (tetraetyl chì TEL,
tetrametyl chì TML.
Và hiệu ứng chống kích nổ của chì dựa trên cơ sở sự tham gia của nó
trong quá trình đốt cháy. Quá trình đốt cháy nhiên liệu là phản ứng ôxy hoá
theo cơ chế chuỗi gốc với sự tạo thành các gốc tự do ankyl, gốc ankyl, gốc
peroxyl và hợp chất trung gian hyđrô peroxxyl nh sau:

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
24

Lớp 01V- 01HD

Đồ án tốt nghiệp
xăng nhiên liệu

Tổng quan về

RH H0 +R0 (gốc ankyl)
R0 +O ROO0 (gốc peroxyl)
Phát triển mạch:
ROO0 +R1H ROOH +R-0
R10 +O2 R1OO
Khi gốc hoạt tính tích tụ tới hạn nó sẽ gây ra kích nổ. Nếu gốc hoạt tính
gặp các hợp chất chì đã đợc phân chia do nhiệt độ thì sẽ bị khử hoạt tính và
chuỗi phản ứng dễ bị đứt
C
Pb(C2H5)4 t
Pb +4C2H5
0

Pb +O2
PbO2
RCH2OOH +PbO2 RCHO +PbO +H2O + 1/2 O2
Các chất phụ gia này có tác dụng phá huỷ các hợp chất trung gian hoạt
động (peroxyl, hyđrôperoxyl) và do đó giảm khả năng cháy kích nổ. Kết
quả là trị số octan tăng lên.
Hỗn hợp Pb(C2H5)4 với các hợp chất bay hơi Pb0 đợc gọi là nớc chì rất
độc. Vì vậy để phân biệt xăng có pha nớc chì với xăng không pha chì ngời
ta thờng nhuộm màu đặc trng cho loại xăng chì là màu đỏ.
Từ những năm 20, ngời ta sử dụng Pb(C2H5)4 rộng rãi. Đến năm 1960

Pb(CH3)4 (TML) đã đợc nghiên cứu sử dụng.
Trớc đây việc thêm chì vào xăng đợc coi là an toàn với môi trờng. Nhng
những năm gần đây do sự ảnh hởng của chì với con ngời và môi trờng quá
lớn. Hàm lợng chì tối đa trong xăng đã đợc luật hoá và phổ biến theo một
quy định chung cho cả thế giới biết.
Tại các nớc công nghiệp hiện đại nh Mỹ, Nhật, Canada chì trong nhiên
liệu trên thực tế đã không còn nữa.
Mặc dù vậy xăng chì có trị số octan cao vẫn đợc sử dụng ở những nớc
kém phát triển nh châu phi, các nớc Trung Mỹ do vẫn sử dụng những loại
động cơ đợc sản xuất trớc 1990.

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Huyền Ngọc
25

Lớp 01V- 01HD