DẦU MỎ CÁC SẢN PHẨM CỦA DẦU MỎ: THÀNH PHẦN ỨNG DỤNG.

ĐỀ TÀI: DẦU MỎ & CÁC SẢN PHẨM CỦA DẦU MỎ: THÀNH PHẦN & ỨNG DỤNG.
I. KHÁI QUÁT VỀ DẦU MỎ
1/khái niệm
Dầu mỏ hay dầu thô là một chất lỏng sánh đặc màu đen. Dầu thô tồn tại trong các lớp đất đá
tại một số nơi trong vỏ Trái Đất. Dầu mỏ là một hỗn hợp hóa chất hữu cơ ở thể lỏng đậm đặc,
phần lớn là những hợp chất của hydrocarbon, thuộc gốc alkane, thành phần rất đa dạng.
Các nguyên tố hóa học cơ bản tham gia trong thành phần dầu thô là carbon (83-87%), hydro
(11-14%) lưu huỳnh (0,1-0,6%), nitơ (dưới 1,8%), và oxy (dưới 3%). Trong dầu có chứa V, Ni,
Fe, Ca, Na, K, Cu, Cl, I..... Các tạp chất này tồn tại trong dầu ở dạng hợp chất lưu huỳnh, nitơ,
hợp chất chứa oxy và hợp chất cơ kim. Như vậy, về thành phần dầu thô là hỗn hợp chất hưu cơ
rất phức tạp các chất lỏng chiếm ưu thế, trong đó có các hợp chất hưu cơ rắn hòa tan và các khí
hydrocarbon ( khí đồng hành ).
2/ phân bố dầu mỏ trên thế giới và Việt Nam
a) Thế giới
5 cường quốc dầu mỏ trên thế giới theo cơ quan thông tin năng lượng (EIA) thuộc bộ năng
lượng Mỹ tính đến 12/2011. Tiêu chuẩn dựa trên sản lượng chiết xuất thay vì sản lượng dầu lọc
Nước

Ả râp xêut

Mỹ

Nga

Trung Quốc

Iran

Sản lượng dầu thô
(triệu thung/ngày)

11,75

10,59

10,3

4,19

4,13

Tỷ lệ so với thế
giới %

13244

11,94

11,64

4,7

4,6

Trữ lượng dầu
(tỷ thùng)

262,6

20,68

60

20,35

137

b) Việt Nam
Đến 31/04/2004 trữ lượng dầu của Việt Nam đạt 402 triệu tấn. Cũng trong thời kỳ này khai
thác 169,94 triệu tấn chiếm 42% còn lại 232,06 triệu tấn. Trong số trữ lượng còn lại, trữ lượng
đã và đang phát triển là 200,4 triệu tấn (~80%) ở 9 mỏ đang khai thác trữ lượng dầu chủ yếu
tập trung ở bể Cửu Long chiếm tới 80% (khoảng 340,8 triệu tấn) lượng dầu Viêt Nam.
Theo quy mô mỏ, có 7 mỏ trữ lượng trên 13 triệu tấn chiếm 80% thuộc mỏ dầu quy mô lớn
và khổng lồ trong đó mỏ Bạch Hổ trên 190 triệu tấn (56%) ở bể Cưu Long là mỏ lớn nhất ở
thềm lục địa Việt Nam.


Vị trí các bể dầu Việt Nam


Vị trí các mỏ dầu đang khai thác


I.

Quy Trình Công Nghệ.


EDWS-AR: cụm công nghệ chưng cất khí quyển; VR: cụm công nghệ chưng cất chân không.
A-Clean: làm sạch bằng amin; GF: cụm phân đoạn khí; IIGR: chưng cất thứ cấp xăng. H-Iso:
hidroisomer hóa; SHCr: hydrocracking lựa chọn; H-Clean: làm sạch bằng hidro.

HDP: hidro deparafin xúc tác; CCr: Cracking xúc tác; MTBE: cụm sản xuất MTBE (metyl
tert butyl ete); Alk: Alkyl hóa.
- Quá trình hấp phụ hóa học làm sạch khí bằng các dung môi là dung dịch nước alcanamin:
monoetanolamin (MEA), dietanolamin (DEA),diglicolamin (DGE) ... Đặt cơ sở trên phản ứng
hóa học của các hợpchất không mong muốn với alcanamin. Quá trình amin cho phép làm sạch
đến mức tinh hydrosulfur và khí cacbonic ở các áp suất và hàm lượng của chúng trong nguyên
liệu khác nhau, độ hòa tan trong các chất hấp thụ không cao. Công nghệ và thiết bị của các quá
trình đơn giản và đáng tin cậy.
_ Cụm phân đoạn khí dùng để tách các khí từ C1-C4 dùng làm sản phẩm chuyên dụng.
_ Hidroisomer hóa: là quá trình biến đổi cacbon mạch thẳng thành cacbon mạch nhánh, quá
trình này áp dụng để nâng cao trị số octan của xăng.
_ HidroCracking lựa chọn: là quá trình bẻ gẫy mạch C-C có sự tham gia của hidro vì vậy sản
phẩm thu được hầu hết là hidrocacbon no.
_ Cracking xúc tác là biến đổi các phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ cao, thành các cấu tử xăng có
chất lượng cao.
_ Alkyl hóa: là quá trình thêm gốc –R vào phân tử chất hữu cơ, nhằm tạo ra xăng có trị số octan
cao, và nguyên liệu trong tổng hợp dầu khí.
II.Sản phẩm của dầu mỏ.
1. Phân đoạn khí.
Bao gồm các hydrocacbon từ C1 – C4, lương rất ít C5 – C6, từ mỏ khí hoặc được tách
trong quá trình lọc hóa dầu.
Ứng dụng: có 2 sản phẩm chủ yếu.
- Làm nguyên liệu tổng hợp hóa dầu .
- Làm nhiên liệu đốt.
a) Khí làm nguyên liệu tổng hợp hóa dầu.
• Tổng hợp ammoniac (NH3).
Có nhiều phương pháp chuyển hóa CH4 thành NH3 như:
- Chuyển hóa bằng hơi nước có xúc tác.
- Chuyển hóa bằng hơi nước có oxi, hoặc hơi nước - oxi - không khí, có xúc tác.
- Chuyển hóa bằng oxi hoặc không khí và oxi ở nhiệt độ cao.

Nhưng phương pháp tối cơ bản nhất là phương pháp Chuyển hóa bằng hơi nước có xúc tác.
Chuyển hóa metan bằng hơi nước có xúc tác:
Khí thiên nhiên ( chủ yếu thành phần của nó là metan) được chuyển hóa bằng hơi nước hoặc
oxi theo các phản ứng:
CH4 + H2O  CO + 3H2 (1)


CH4 + 1/2 O2  CO + 2H2 (2)
Khí CO tạo thành được chuyển hóa tiếp thành hydro và CO 2:
CO + H2O  CO2 + H2 (3)
Khí thiên nhiên được đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt nâng t° (380 -->400°C). Sau đó vào
thiết bị làm sạch khí sơ bộ (1) (dùng ZnO hấp thụ các hợp chất chứa lưu huỳnh). Hơi nước
được gia nhiệt ở thiết bị truyền nhiệt (2). Sau đó cho hỗn hợp hơi - khí vào lò ống (3) đi trong
các ống chứa Ni, bên ngoài đốt (700 --> 750°C) ở đây phản ứng (1) xảy ra. Sau đó hỗn hợp khí
đi vào tháp chuyển hóa metan. Tại đây người ta thêm nitơ vào theo tỷ lệ hydro/nitơ = 3/1. Oxi
trong không khí oxi hóa metan theo phản ứng (2), nhiệt độ tăng (950--->1000°C) ở thiết bị ra,
hỗn hợp khí đi vào nồi hơi - thu hồi.
Trước khi vào thiết bị chuyển hóa CO hỗn hợp khí thì phải qua thiết bị trộn.
Sau khi ra khỏi thiết bị chuyển hóa có thành phần (% thể tích):
CH4 0,4% ; H2 59,8% ; CO 4,0,8% ; CO2 15,2% ; N2 20,6%.
Sau khi loai bỏ CO là tiếp đến giai đoạn tổng hợp ammoniac :
N2 +3H2  2NH3 +Q
• Tổng hợp methanol (CH3OH).
Methanol là nguyên liệu lý tưởng vì có khả năng cháy hoàn toàn không gây ô nhiễm môi
trường, làm chất phụ gia tăng chỉ số octan của xăng.
Có thể tổng hợp Methanol bằng cách oxy hóa không hoàn toàn metan:
.

.

CH4  CH3 + H
.

CH3 + [O]  CH3O
.

.
.

CH3O + CH4  CH3OH +CH3
Xúc tác cho phản ứng này là :V2O5, BiMoO4 hoặc MoO3 trên chất mang là cacbosit hoặc
aerosit; và các kim loai khác như Fe, Ni, Cu, Pd ..
• Oligomer hóa etylen thành nhiên liệu điezen.
Etylen, propylene, và các olefin nhẹ dễ dàng tham gia phản ứng Oligome hóa dưới tác
dụng của xúc tác mang tính axit. Đặt biệt etylen có thể chuyển hóa thành sản phẩm có khối
lượng phân tử trong một khoảng rộng, phụ thuộc vào điều kiện phản ứng và các phương pháp
xử lý xúc tác khác nhau. Đối với xúc tác Ni mang trên zeolit X (NiX), sản phẩm oligomer hóa
được là C12; còn xúc tác Ni trên Zeolit Y (NiY) sản phẩm nằm trong khoảng C12 đến C35.
Zeolit là khoáng chất alumosilicat của một số kim loại có công thức:
Me2/xO.Al2O3.nSiO2.mH2O
Nhược điểm: là hoạt tính xúc tác giảm rất mạnh nên sử dụng gặp nhiều khó khăn
hiên nay người ta sử dụng xúc tác Ni mang trên chất mang rắn có khả năng ion hóa như silicaalumina và zeolit gọi là NiSA ở nhiệt độ (100 -1200C), áp suất 35 bar.
b) Khí làm nhiên liệu đốt:
• Khí dầu mỏ hóa lỏng (LPG):
LPG viết tắt của (Liquefied Petroleum Gas), là hỗn hợp hydrocarbon nhẹ, ở thể khí. tồn tại
trong các giếng dầu hoặc giếng gas và cũng có thể sản xuất ở nhà máy lọc dầu. Thành phần của
LPG là các hydrocacbon paraffinic: Propan và Butan. LPG có năng lượng lớn, hàm lượng khí
thải ít, dễ vận chuyển và có thể hóa hơi nên cháy rất tốt nên làm nhiên liệu cho động cơ đốt
trong thay cho xăng.Mỗi kg gas cung cấp khoảng 12.000 kcal năng lượng.

STT

Đơn vị
tính

Các chỉ tiêu

Mức chất
lượng

Phương pháp thử

01 Áp suất hơi ở 37,8 °C

Kpa

1430

ASTM D1267 - 95

02 Hàm lượng lưu huỳnh, max

Ppm

140

ASTM D2784 - 98

03 Hàm lượng nước tự do

% kl

Không có

Quan sát bằng mắt thường

-

Số 1

ASTM D1838 - 91

Kg/l

Số liệu báo cáo

ASTM D1657 - 91

% mol
% mol

số liệu báo cáo
số liệu báo cáo

ASTM D2163 - 91
ASTM D2163 - 91

% mol

2,00

ASTM D2163 - 91

% mol

số liệu báo cáo

ASTM D2163 - 91

04

Độ ăn mòn tấm đồng trong 01
giờ ở 37,8 °C

05 Tỷ trọng ở 15°C
Thành phần:
- Hàm lượng Etan
- Hàm lượng Butan và các chất
06 nặng hơn, max
- Hàm lượng Pentan và các chất
nặng hơn, max
- Hydrocarbon kh ông bão hòa
07

Thành phần cặn sau khi bốc hơi
100ml, max

Ml

ASTM D1267 - 95

• Khí tự nhiên hóa lỏng (LNG):
LNG viết tắt của (Liquefied Natural Gas) là khí thiên nhiên được hóa lỏng trong đó khí
metan chiếm (95%). Nhiệt độ ngưng tụ và áp suất xem ở bảng sau:
Nhiệt độ ngưng tụ (0C), áp suất (Psi)

khí
1,0

3,4

6,85

17,1

34,2

Metan

-159

-144

-133

-92

-71

Etan

-91

-63

-44

15,5

-

Etylen

-104

-80

-62

-8,3

-

Propan

-46

-12

12

-

-

Propylen

-49

-18

-56

-

-

Ứng dụng: làm nguyên liệu trong ngành năng lượng, khí đốt dân dụng,sản xuất điện,giao
thôngvận tải rất tốt vì nó có khả năng giảm mài mòn giảm giảm ô nhiễm môi trường.
2. Phân đoạn xăng.


a) Nguồn gốc và thành phần.
- Xăng thành phần chính gồm có hidrocacbon từ C5>C10,11 là các parafinic, naphanic và aromatic trong đó
chủ yếu là hydrocacbon paraffinic. Có nhiệt độ sôi từ 30180oc.
Ví dụ từ chưng cất Tactar (Nga) nhận được các loại xăng
sau:
+Xăng có nhiệt độ sôi đến 120,trị số octan
Mon= 56,4

+Xăng có nhiệt độ sôi đến 150,trị số octan Mon=50.4
+Xăng có nhiệt độ sôi đến 200,trị số octan Mon=41,6
- Một trong những tính chất quan trọng nhất của nhiên
liệu của xăng là phải có khả năng chống lại sự kích nổ.
Đặt trưng đó gọi là chỉ số octan. Vậy chỉ số octan là gì?
+ Chỉ số octan là đơn vị qui ước dùng để đặc trưng cho khả năng chống kích nổ của
nhiên liệu, được đo bằng phần trăm thể tích của izo-octan trong hỗn hợp chuẩn với nheptan.
+ Người ta sử dụng thang chia từ 0 -> 100 trong đó n-heptan quy
ước là 0 còn izo-octan quy ước là 100. Có 2 phương pháp để xác định trị số octan là Mon và
Ron.
• Mon: trị số octan của xăng được xác định bằng phương pháp động cơ.
• Ron: trị số octan của xăng được xác định bằng phương pháp nghiên cứu.
Điểm khác biệt chủ yếu là do số vòng của motơ thử nghiệm.
 Mon: số vòng quay của motơ thử nghiệm 900 v/p.
 Ron: số vòng quay của motơ thử nghiệm 600 v/p.
Chỉ số octan của Ron cao hơn của Mon là do độ nhạy của Ron thấp hơn Mon.


• Tiêu chuẩn TCCS 01:2009/PETROLIMEX quy định giới hạn cho phép đối
với 10 chỉ tiêu dành cho xăng RON 92 và xăng RON 95 như sau:
Xăng
Tên chỉ tiêu
Phương pháp thử
không chì
RON
RON 95
92
1.

Trị số octan, min.

- theo phương pháp nghiên cứu
(RON).
- theo phương pháp môtơ
(MON).

2.

Hàm lượng chì, g/l, max.

3.

Thành phần cất phân đoạn:
điểm sôi đầu, 0C.
10% thể tích, 0C, max.
50% thể tích, 0C, max.
90% thể tích, 0C, max.
điểm sôi cuối, 0C, max.
cặn cuối, % thể tích, max.

4.

Ăn mòn mảnh
50 0C/3giờ, max.

đồng

92
81

95

84

0,013

Báo cáo
70
120
190
215
2,0
ở

Loại 1

TCVN 2703:2007 (ASTM D269906a)
TCVN2703:2007(ASTM D2700)
TCVN 7143:2006(ASTM D3237-02)
TCVN 6704:2008 (ASTM D505903e1)

TCVN 2698:2007(ASTM D86-05)

TCVN 2694:2007 (ASTM D13004e1)

5. Hàm lượng nhựa thực tế (đã rửa
dung môi), mg/100 ml, max.

5

TCVN 6593:2006(ASTM D381-04)

6. Độ ổn định ôxy hóa, phút, min.

480

TCVN 6778:2006(ASTM D525-05)

7.

Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg,
max.

500

TCVN6701:2007(ASTM D2622-05)
TCVN7760:2008(ATSM D5453-06)/
TCVN3172:2008(ASTM D4294-06)

8.

Áp suất hơi (Reid) ở 37,80C,
kPa,
min-max.

43 - 75

TCVN7023:2007(ASTM D4953-06)
TCVN7023:2007(ASTM D5191)

TCVN6703:2006 (ASTM D36062,5
04a)/TCVN 3166:2008(ASTM

D5580-02)
TCVN7330:2008(ASTM D131910. Hydrocacbon thơm, % thể tích,
40
03e1) /TCVN 3166:2008(ASTM
max.
D5580-02)
Trong xăng chứa càng nhiều hydrocacbon thơm hoặc izo paraffin thì trị số octan càng cao.
Làm thế nào để tăng chỉ số octan. Có 3 phương pháp:
9.

Hàm lượng benzen, % thể tích,
max.


+ Thêm chất phụ gia
- Người ta pha chì vào xăng(TEL) làm trị số octan tăng do phá hủy các chất trung gian
hoạt động vì do đó làm giảm khả năng bị kích nổ. Tuy nhiên sử dụng chì rất độc hại
cho con người gây bệnh ưng thư.., đối với chi tiết động cơ nó sẽ kết tủa(Pbo) sẽ bám
trên xilanh, ống dẫn, làm tắt đường nhiên liệu và tăng độ mài mòn nên không còn sử
dụng.
- Chứa hợp chất oxygenat: methanol, etanol,….
- Chất phụ gia chứa chất thơm, amin thơm…..

Chất phụ gia

Giới hạn
của xăng

1-1.3% thể tích
Hợp chất thơm amin 6 % thể tích nếu có chất

xúc tác.
30mg Fe/lit.
Hợp chất sắt
Hợp chất magan

18mg Mn/lit

Khả năng
Nguyên nhân
tăng
giới hạn
trị số octan
Tạo nhựa trong động
6
cơ và các bộ phận
18
đốt nhiên liệu.
1-2
Làm tăng sự mài
mòn va hư động cơ.
2-3

+ Phương pháp hóa học: thông thường phải áp dụng công nghệ lọc dầu tiên tiến nhất để
chuyển các hydrocacbon mạch thẵng sang mạch nhánh hoặc vòng thơm có trị số octan cao.
+ Pha trộn xăng có trị số octan cao ( xăng alkyl hóa, izo hóa…) vào nhiên liệu có trị số
octan thấp để được trị số octan trung bình.
b) Ứng dụng:
+ Làm nhiên liệu cho động cơ xăng.
+ Dung môi hòa tan các chất, nó tan trong dung môi không phân cực được dung trong công
nghiệp sơn, cao su, keo dán…

+ Nguyên liệu cho tổng hợp hóa dầu còn gọi là phân đoạn naphta sản xuất hydroccacbon
thơm như benzene, toluene,..
c) Xăng máy bay: là nhiên liệu có chỉ số octan cao có những chỉ tiêu cần thiết sau đây.
+ Trị số octan lớn hơn bằng 100: xăng dùng cho máy bay
thường pha thêm 2,5g đến 3,3g nước chì cho 1kg xăng và trị
số octan sẽ tăng lên 10-16 đơn vị. Do xăng có pha chì rất độc
và gây ô nhiễm môi trường nên không còn sử dụng.
+ Thành phần cất phân đoạn của xăng máy bay phải lấy hẹp
từ 40-1800c vì khi cháy sẽ cháy không hoàn toàn tạo cận.
+ Hàm lượng olefin thấp ( <3%) để tránh sự trùng hợp tạo
nhựa, làm cho xăng bị biến màu và không bảo quản được lâu.


+ Xăng máy bay có tính bay hơi thấp hơn so với xăng Mogas và không bay hơi nhanh, đây là
thuộc tính quan trọng để sử dụng ở các cao độ lớn.
3.Phân đoạn Karosen (dầu lửa).
a) Thành phần:
_ Bao gồm các hydrocacbon có số cacbon từ C11 đến C15, C16.Trong phân đoạn này chủ yếu là
các n- parafin, rất ít izo-parafin .
_ Trong Karosen bắt đầu có mặt các hợp chất Hydrocacbon có cấu trúc hỗn hợp giữa vòng
thơm và naphten (tetralin và dồng đẳng của nó).
_ Các hợp chất chứa S, N, O, tăng lên: lưu huỳnh dạng mercaptan giảm dần và dạng sunfua
tăng lên; các chất nitơ với hàm lượng nhỏ dạng quinolin pyrol, indol.
b) Ứng dụng:
_ Karosen có 2 ứng dụng : nhiên liệu phản lực và dầu hoả dân dụng. Nhiên kiệu phản lực là
ứng dụng chính .
• Nhiên liệu phản lực: dùng cho động cơ phản lực, với thành phần bao gồm 30-60%
parafin và naphten 40-45% , và với áp suất hơi bão hoà khoảng 21kPa ở 38oC(để
đảm bảo cho máy bay phản lực có thể hoạt động bình thường).
Bảng chỉ tiêu nhiên liệu phản lực.

Đại lượng( pp xác định)
Vẻ dáng
Trị số acid (ASTM D3242)
Nhiệt chớp lửa(ASTM D3828)
Độ nhớt ỏ -20oC (ASTM D445)
Nhiệt cháy dưới(ASTM D2382)
Khối lượng riêng ở 15oC(ASTM
D1298)
Độ dẫn điện(ASTM D2624)
Lượng nước cho phép(ASTM D1094)
Lượng lưu huỳnh(ASTM D1266)
Olefin(ASTM D1319)
Aromatic(ASTM D1319)

Giá trị
Trong suốt, sáng
<0.015 mgKOH/g
<38 độ C
< 8cSt
< 42.8kJ/g
0.775-0.84g/ml
50-450PS/m
< 1b
<0.3%
>5%V
<20%V

• Dầu hoả dân dụng: từ phân đoạn karosen với khoảng sôi 200-310oC, ta sẽ thu được
dầu hoả dân dụng dùng trong đun nấu và thắp sáng.

+Bảng chỉ tiêu chất lượng của dầu hỏa.


STT
Tên chỉ tiêu
1 Điểm chớp cháy cốc kín, oC, min
2 Nhiệt độ cất, 0C:
- 10% thể tích, max
- Điểm sôi cuối, oC, max

(1)

Mức
38
205
300

3

Hàm lượng lưu huỳnh, % khối lượng, max

0,3

4

Chiều cao ngọn lửa không khói, mm, min

19

5

Ăn mòn đồng ở 100oC, 3 giờ, max

6
7

Độ nhớt động học ở 40oC, cSt(1)
Lưu huỳnh mercaptan, định tính

1,0 - 1,9
Âm tính

8

Khối lượng riêng ở 15oC, kg/L

Báo cáo

Loại 3

Phương pháp thử
ASTM D 56
TCVN 2698 : 2002
(ASTM D 86)
TCVN 2708 : 2002 (ASTM D
1266)
TCVN 6701 : 2000 (ASTM D
2622)
ASTM D 4294
ASTM D 129

ASTM D 1322
TCVN 2694 : 2000 (ASTM D
130)
ASTM D 445
ASTM D 4952
TCVN 6594 : 2000 (ASTM D
1298)

1 cSt = 1 mm2/s.

4.Phân đoạn gasoil nhẹ.

Gasoil nhẹ, còn gọi là phân đoạn dầu điêzen, có khoảng nhiệt độ sôi từ 250
đến 350 c, chứa các hydrocacbon từ C16-C21.
a. Thành phần hóa học
Phần lớn trong phân đoạn này là các n-parafin, izo-parafin còn hydrocacbon thơm rất ít.
Hàm lượng các chất chứa S, N, O tăng nhanh. Lưu huỳnh chủ yếu ở dạng disunfua, dị vòng. Các chất
chứa oxy (ở dạng axit naphtenic) có nhiều và đạt cực đại ở phân đoạn này. Ngoài ra còn có các chất
dạng phenol như dimetylphenol.Trong gasoil đã xuất hiện nhựa, song còn ít, trọng lượng phân tử của
nhựa còn thấp (300 đến 400 đ.v.C).
b. Ứng dụng của phân đoạn gasoil nhẹ
Phân đoạn gasoil của dầu mỏ chủ yếu được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ điêzen.
Động cơ xăng có tỷ số nén thấp hơn so với động cơ điêzen. Động cơ điêzen có công suất lớn hơn
động cơ xăng trong khi tiêu hao cùng một lượng nhiên liệu.
c. Bản chất của quá trình cháy
Nhiên liệu sau khi phun vào xilanh không tự cháy ngay mà phải có một thời gian để oxy hóa sâu các
o


hydrocacbon trong nhiên liệu, tạo hợp chất chứa oxy trung gian, có khả năng tự bốc cháy. Khoảng thời

gian đó gọi là thời gian cảm ứng hay thời gian cháy trễ. Thời gian cảm ứng càng ngắn càng tốt, lúc đó
nhiên liệu sẽ cháy điều hòa.
Như vậy, để có thời gian cháy trễ ngắn thì trong nhiên liệu phải có nhiều các chất n –parafin,
vì các cấu tử này dễ bị oxy hóa, tức là dễ tự bốc cháy, còn các izo –parafin và các hợp chất
hydrocacbon thơm rất khó bị oxy hóa nên thời gian cháy trễ dài, khả năng tự bốc cháy kém. Có thể sắp
xếp thứ tự theo chiều giảmkhả năng oxy hóa (tức là thời gian cảm ứng) của các hydrocacbon như sau:
n –parafin < naphten < n –olefin < izo –naphten < izo –parafin< izo –olefin < hydrocacbon thơm.
d. Trị sốxetan
Để đặc trưng cho khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu điêzen, người ta sử dụng đại lượng trị số
xetan. Trị số xetan là đơn vị đo quy ước, đặc trưng cho khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu điêzen, là
một số nguyên, có giá trị đúng bằng giá trị của hỗn hợp chuẩn có cùng khả năng tự bắt cháy. Hỗn hợp
chuẩn này gồm hai hydrocacbon: n –xetan (C16H34) quy định là 100, có khả năng tự bốc cháy tốt và
metyl naphtalen (C11H10) quy định là 0, có khả năng tự bốc cháy kém. Các hydrocacbon khác nhau đều
có trị số xetan khác nhau: mạch thẳng càng dài, trị số xetan càng cao, ngược lại, hydrocacbon thơm
nhiều vòng, trị số xetan thấp.
Nếu trị số xetan quá cao sẽ không cần thiết vì gây lãng phí nhiên liệu, một số thành phần nhiên liệu
trước khi cháy, ở nhiệt độ cao trong xilanh bị thiếu oxy nên phân hủy thành cacbon tự do, tạo thành
muội.
Nếu trị số xetan thấp sẽ xảy ra quá trình cháy kích nổ do: trong nhiên liệu có nhiều thành phần khó bị
oxy hóa, khi lượng nhiên liệu phun vào trong xilanh quá nhiều mới xảy ra quá trình tự cháy, dẫn đến
cháy cùng một lúc, gây tỏa nhiệt mạnh, áp suất tăng mạnh, động cơ run giật, …gọi là cháy kích nổ. Để
tăng trị số xetan có thể thêm vào nhiên liệu các phụ gia thúc đẩy quá trình oxy hóa như: izo –
propylnitrat, n –butylnitrat, amylnitrat…với lượng khoảng1,5% thể tích, chất phụ gia có thể làm tăng
trị số Các thông số kỹ thuật của dầu Diesel.

• Các tiêu chuẩn chất lượng của nhiên liệu Diesel
Mức


DO

0,05S

Hàm lượng lưu
1 huỳnh, mg/kg, max
2 Chỉ số xêtan 1), min
Hoặc trị số xêtan,
min
Nhiệt độ cất, oC, 90
3 % thể tích, max
4
5
6
7
8
9
10

500
46
46
360

DO
0,25S
TCVN 6701:2007 (ASTM D
2622-05) /TCVN 7760:2008
(ASTM D 5453-06) /TCVN
3172:2008 (ASTM D 42942500
06)
TCVN 3180:2007 (ASTM D

46
4737-04)
TCVN 7630:2007 (ASTM D
46
613-05)
TCVN 2698:2007 (ASTM D
370
86-05)
TCVN 6608:2006 (ASTM D
3828-05) /TCVN 2693:2007
55
(ASTM D 93-06)

Điểm chớp cháy cốc
kín, oC, min
55
Độ nhớt động học ở
40 oC, cSt, min max
2,0-4,5 2,0-5,0
Cặn các bon của
10% cặn chưng cất,
% khối lượng, max
0,3
0,3
o
Điểm đông đặc, C,
max
+6
+6
Hàm lượng tro, %

khối lượng, max
0,01
0,01
Ăn mòn mảnh đồng
ở 50 oC trong 3 giờ,
max
Loại 1 Loại 1
Khối lượng riêng ở
15oC, kg/m3, min max
820-860 820-870

TCVN 3171:2007 (ASTM D
445-06)
TCVN 6324:2006 ASTM (D
189-05) /ASTM D 4530
TCVN 3753:2007 (ASTM D
97-05a) /ASTM D 5950
TCVN 2690:2007 (ASTM D
482-03)
TCVN 2694:2007 (ASTM D
130-04e1)
TCVN 6594:2007 (ASTM D
1298-05) /ASTM D 4052

5.Phân đoạn gasoil nặng (phân đoạn dầu nhờn)
a. Khái niệm:


Sản phẩm gasoil nặng là phần cặn còn lại của quá trình cracking xúc tác,
Với khoảng sôi từ 350 đến 500oc, phân đoạn này bao gồm các hydro cacbon từ c21 đến c35, hoặc có

thể lên tới c40, sản phẩm này chứa một lượng lớn tạp chất cơ học, hàm lượng lưu huỳnh cao hơn so
với ban đầu khoảng 1,5 lần, nó được sử dụng cho cracking nhiệt và cốc hóa, nhiên liệu đốt lò.
b. Thành phần hóa học
Do có phân tử lượng lớn, thành phần hóa học của phân đoạn dầu nhờn rất phức tạp.
Các n và iso paraffin ít, naphten và thơm nhiều dạng cấu trúc hỗn hợp tan.
Hàm lượng các hợp chất S, N, O tăng mạnh,hơn 50% lượng lưu huỳnh tập trung ở phân đoạn này,gồm
các dạng như thiophen, sunfua vòng.. các chất nitơ thường ở dạng đồng đẳng cacbazol. Các hợp chất
oxy ở dạng axit, các loại kim loại nặng như ni,cu, pb,… các chất nhựa, asphanten đều có mặt trong
phân đoạn.
c. Ứng dụng của phân đoạn để sản xuất dầu nhờn
Công dụng của dầu bôi trơn

 Công dụng làm giảm ma sát:
Mục đích cơ bản của dầu nhờn là bôi trơn giữa các bề mặt tiếp xúc của các chi tiết truyền động nhằm
giảm ma sát. Máy móc sẽ bị mòn ngay nếu không có dầu bôi trơn. Nếu chọn đúng dầu bôi trơn thì hệ
số ma sát giảm từ 100 với 1000 lần so với ma sát khô. Khi cho dầu vào máy với một lớp đủ dày, dầu sẽ
xen kẽ giữa hai bề mặt. Khi chuyển động chỉ có các phân tử dầu nhờn trượt lên nhau, do đó máy móc
làm việc nhẹ nhàng ,ít bị mòn, giảm được công tiêu hao vô ích.
 công dụng làm mát
khi ma sát, kim loại nóng lên, như vậy một lượng nhiệt lớn đã sinh ra trong quá trình đó,lượng nhiệt
đó lớn hay nhỏ phụ thuộc vào hệ số ma sát, tải trọng, tốc độ. Tốc độ càng lớn thì lượng nhiệt sinh ra
càng nhiều, kim loại sẽ bị nóng làm máy móc làm việc thiếu chính xác, nhờ trạng thái lỏng,dầu chảy
qua các bề mặt ma sát đem theo một lượng nhiệt truyền ra ngoài, làm máy móc làm việc tốt hơn.


 công dụng làm sạch
Khi làm việc bề mặt ma sát sinh ra mùn kim loại, nhũng hạt rắn làm choi bề mặt công tác bị xước,
hỏng.Ngoài ra , có thể có cát bụi ở ngoài rơi vào bề mặt ma sát, nhờ dầu nhờn lưu chuyển tuần hoàn
qua bề mặt ma sát, cuốn theo các tạp chất đưa về cacte dầu và được lắng lọc đi.
 công dụng làm kín

Trong các động cơ, có nhiều chi tiết truyền động cần phải kín và chính xác như piston-xilanh, nhờ
khả năng bám dính tạo màng, dấu nhờn có thể góp phần làm kín các khe hở, không cho hơi bị rò rỉ,
bảo đảm cho máy làm việc bình thường.
 bảo vệ kim loại
Bề mặt máy móc, động cơ khi làm việc thường tiếp xúc với không khí, hơi nước, khí thải,… làm cho
kim loại bị ăn mòn, hư hỏng. Dầu nhờn có thể làm thành những màng mỏng phủ kín lên bề mặt kim
loại nên ngăn cách với các yếu tố trên, vì vậy kim loại được bào vệ.
d. Phân loại dầu nhờn
- Theo ý nghĩa sử dụng ,dầu nhờn có hai loại chính
 Dầu nhờn sử dụng cho mục đích bôi trơn(dầu động cơ).
 Dầu nhờn không sử dụng cho mục đích bôi trơn(dầu công nghiệp).
- Phân loại theo mục đích sử dụng
Có chữ s: dầu nhờn sử dụng cho động cơ xăng.
Có chữ c: dầu nhờn sử dụng cho động cơ diezen.
- Phân loại theo độ nhớt(SAE (chữ viết tắt của Society of Automotive Engineers) dịch là hiệp hội
kỹ sư tự động hóa).
Có chữ w: dầu mùa đông (10w:dầu mùa đông ,độ nhớt xác định -18 độ c).
Không Có chữ w: dầu mùa hè ( sae 20:dầu mùa hè,độ nhớt xác định ở 100 độ c).
Có cả hai nhóm: dầu bốn mùa (sae 20w-50).
e. Các đặc trưng cơ bản của dầu bôi trơn
 Độ nhớt
Độ nhớt của một số phân đoạn dầu nhờn là một đại lượng vật lí đặc trưng cho trở lực do ma sát nội tại
của nó sinh ra khi chuyển động. Do vậy độ nhớt có liên quan đến khả năng bôi trơn của dầu nhờn.
Độ nhớt của dầu nhờn phụ thuộc chủ yếu vào thành phần hóa học.
Các hydrocacbon parafinic có độ nhớt thấp hơn so với các loại khác (chiều dài và độ phân nhánh của
mạch hydrocacbon càng lớn thì độ nhớt sẽ tăng lên).
Các hydrocacbon thơm và naphten có dộ nhớt cao (số vòng càng nhiều thì độ nhớt càng lớn).
 Chỉ số độ nhớt.
Thay đổi theo nhiệt độ khi nhiệt độ tăng độ nhớt sẽ giảm. Dầu nhờn được coi là bôi trơn tốt khi độ
nhớt của nó ít bị thay đổi theo nhiệt độ (dầu đó có chỉ số độ nhớt cao).

f. Sản xuất dầu nhờn
Thực hiện chức năng bôi trơn tốt chỉ số độ nhớt phải cao, nguyên liệu tốt nhất để sản xuất dầu nhờn là:
- Các n-parafin sau khi đã tách bớt các chất có phân tử lượng quá lớn để tránh sự kết tinh.
- Các hydrocacbon naphtenic hoặc thơm ít vòng, có nhánh phụ dài (nguyên liệu lí tưởng để sản xuất
dầu nhờn gốc) vì chúng cho độ nhớt cao (tính chất của các vòng naphten,vòng thơm) cho chỉ số độ


nhớt cao (tinh chất của nhánh phụ -parafin).
Phân đoạn dầu nhờn của họ naphtenic hoặc trung gian naphteno-aromatic không thể sản xuất dầu
nhờn có chất lượng cao (nhiều vòng thơm ngưng tụ với nhánh phụ ngắn).
Sản xuất dầu nhờn thương phâm phải pha thêm các phụ gia tăng cường tính chất có sẵn hoặc tạo ra
khả năng mà dầu nhờn gốc chưa có các loại phụ gia:
• Phụ gia chống oxy hóa bao gồm các dẫn xuất của phenol, amin: (2.6-di-tert-butyl-p-crezol).
• Phụ gia tăng chỉ số độ nhớt (poly-izo-butylen) (polymetacrylat).
• Phụ gia ức chế ăn mòn (benzothiazol).
• Phụ gia tẩy rửa canxi sunfonat trung tính.
• Phụ gia hạ điểm đông (alkylphenol).
(phụ gia để pha chế dầu bôi trơn phải tan trong dầu gốc, ổn định hóa học, không độc hại, có tính
tương hợp và độ bay hơi thấp)
g. Ứng dụng các phân đoạn để sản xuất các sản phẩm trắng
Sản phẩm trắng là tên gọi của ba loại nhiên liệu :xăng, kerosen, diezen.
Đó là các loại nhiên liệu được sử dụng nhiều nhất, quan trọng nhất, để làm tăng số lượng các loại
nhiên liệu này có thể tiến hành phân hủy gasoil nặng bằng phương pháp cracking hoặc hydrocracking:
biến cấu tử c21-c40 thành xăng c5-c11, kerosen c11-c16, diezen c16-c20. Góp phần nâng cao hiệu suất
của dầu mỏ.
• TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG CỦA BỘ THƯƠNG MẠI.
STT

Tên chỉ tiêu

Mức giới hạn

Phương pháp kiểm
nghiệm

1

Độ nhớt động học ở 1000C (cSt)

Theo bảng phân loại cấp độ nhớt SAE

ASTM-D445

2

Chỉ số độ nhớt

Không nhỏ hơn 95

ASTM-D2270

3

Trị số kiềm tổng (TBN) (mg KOH/g)

Không nhỏ hơn 24

ASTM-D2896

4

Nhiệt độ chớp cháy cốc hở (0C)

Không nhỏ hơn 180

ASTM-D92

5

Độ tạo bọt ở 93,50C (ml)

Không nhỏ hơn 50/0

ASTM-D892

6

Tổng hàm lượng kim loại Ca, Mg, Zn Không nhỏ hơn 0,07
(% khối lượng)

ASTM-D4628

7

Hàm lượng nước (% thể tích)

Không nhỏ hơn 0,05

ASTM-D95

(ASTM: American Society for Testing Materials - Hội kiểm nghiệm nguyên vật liệu Hoa Kỳ)

6. Phân đoạn cặn Gudron (Ts>500oC): Gồm các thành phần có số nguyên tử cacbon từ C41 trở lên, hạn
cuối có thể lên đến C80.


a) Thành phần của Gudron:
• Nhóm chất dầu.
_ Nhóm chất dầu bao gồm các Hydrocacbon có phân tử lượng lớn, các hợp chất thơm có độ ngưng
tụ cao, cấu trúc hỗn hợp nhiều vòng thơm và naphten, chiếm khoảng 45-46% của Gudron.
_ Có tỷ trọng xấp xỉ 1, có thể tan trong xăng, n-pentan, CS2.
• Nhóm chất nhựa (malten): dạng keo quánh, gồm hai thành phần: các chất trung tính và các
chất acid.
_ Các chất trung tính: có màu đen hoặc nâu , là chất làm cho nhựa có độ dẻo và tính kết dính. Có tỷ
trọng >1, nhiệt độ hoá mềm khoảng 100oC, dễ hoà tan trong xăng và naphta. Chất trung tính chiếm
khoảng 10-15% khối lượng của cặn Gudron.
_ Các chất acid: có màu nâu sẫm, là chất tạo cho nhựa có tính hoạt động bề mặt. Có tỷ trọng >1, dễ
hoà tan trong cloroform và etylic, chiếm khoảng 1% trong cặn Gudron.
• Nhóm asphantemn
_ Là nhóm chất rắn màu đen, có cấu tạo tinh thể, có tỷ trọng>1, chứa phần lớn là các hợp chất dị
vòng, có khả năng hoà tan mạnh trong disunfua (CS2). Không bị nóng chảy, ở 3000C thì cháy thành
tro.
Ngoài các hợp chất trên thì trong cặn Gudron còn có cacben, cacboit rắn, hợp chất cơ kim của kim
loại nặng.
b) Ứng dụng của phân đoạn cặn Gudron.
Cặn Gudron được dùng cho nhiều mục đích, các sản phẩm chủ yếu từ cặn Gudron là Bitum (dùng
chế nhựa đường và hắc ín), bồ hóng, nhiên liệu đốt lò, và Bitum là một ứng dụng quan trọng nhất .
• Bitum.
Khái niệm: Bitum là một chất lỏng hữu cơ có độ nhớt cao, màu đen, nhớt.
Bitum là hệ chất keo của các hợp chất vòng thơm mật độ cao, có 2 loại là Bitum tự nhiên (trong

các đá phiến dầu, đá asphaltic…) và Bitum từ quá trình chưng cất dầu mỏ, tan được trong
benzen, disunfua, cloroform…
Thành phần:
_ Thành phần chủ yếu trong Bitum là: Cacbon từ 80-87%, hydrô từ 10-15%, lưu huỳnh từ 28%, nitơ từ 0.5-2% và oxi khoảng 1-5%.
_ Các bitum có chất lượng chưa tốt có thể dược xử lý bằng cách oxi hoá bitum trong không khí
(170-260oC), do trong quá trình oxi thành phần dầu trong bitum sẽ chuyển sang nhựa rồi thành
asphanten (asphanten quyết định tính rắn của bitum).
_ Bitum đạt chất lượng tốt có thành phần: 25% nhựa, 15-18% asphanten, 52-58% dầu.
_ Từ Bitum ta có được 2 sản phẩm là nhựa đường và hắc ín.
 Nhựa đường: là chất lỏng hoặc bán rắn, độ nhớt cao
là hợp
chất hydrocacbon dạng parafin naphtha cao phân tử,
được
tách từ dầu mỏ bằng phương pháp cracking nhiệt phá
vỡ cấu
trúc.
 Hắc ín: là chất lỏng đen, hợp chất của các
hydrocacbon vòng thơm mật độ cao, thu được bằng
cáchcacbon hoá nhiệt độ cao của của than chứa bitum.


• Nhiên liệu đốt lò
_ Nhiên liệu đốt lò (Fuel Oils – FO) là sản phẩm chủ
yếu của
quá trình chưng cất thu được từ phân đoạn sau phân
đoạn gas
0
oil khi chưng cất dầu thô ở nhiệt độ sôi lớn hơn 350 C.
_ Nhiên liệu đốt lò được phân loại như sau:
. Nhiên liệu đốt lò loại nặng (FO nặng): là nhiên liệu đốt lò chủ yếu dùng trong công

nghiệp.
. Nhiên liệu đốt lò loại nhẹ (FO nhẹ): bao gồm cả các loại dầu giống như điêzen (DO); dầu
hỏa (KO)… khi chúng được sử dụng làm nhiên liệu để đốt lò (lò đốt dạng bay hơi, dạng ống
khói hoặc lò đốt gia đình).
_ Nhiên liệu đốt lò phải đáp ứng được những tiêu chuẩn quy định như nhiệt trị, hàm lượng
lưu huỳnh, độ nhớt, nhiệt độ bắt cháy, độ bay hơi, điểm đông đặc và điểm sương, cặn cacbon, hàm
lượng tro, nước và tạp chất cơ học…