BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................2
CHƯƠNG VII: NHIÊN LIỆU ĐỐT LÒ..................................................3
7.1. KHÁI NIỆM VỀ BUỒNG ĐỐT.......................................................3
7.1.1. Giới thiệu chung về dầu đốt..........................................................3
7.1.2. Khái niệm.........................................................................................3
7.2. TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA DẤU ĐỐT................................3
7.2.1. Sử dụng nhiên liệu đốt lò...............................................................3
7.3. THÀNH PHẦN, PHÂN LOẠI CỦA DẦU ĐỐT............................6
7.3.1. Thành phần của dầu đốt.................................................................6
7.3.2. Phân loại dầu đốt............................................................................9
7.4. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA DẦU FO.....17
7.4.1. Hàm lượng lưu huỳnh.....................................................................17
7.4.2. Độ nhớt ............................................................................................18
7.4.3. Tỷ trọng............................................................................................18
7.4.4. Hàm lượng nước..............................................................................19
7.4.5. Cặn Carbon......................................................................................19
7.4.6. Hàm lượng tro.................................................................................20
7.4.7. Nhiệt trị............................................................................................20
7.4.8. Điểm chớp cháy..............................................................................20
7.4.9. Độ nhớt – Viscosity........................................................................23
7.4.10. Tỷ trọng – Density........................................................................25
7.4.11. Hàm lượng tro – Ash....................................................................27
7.4.12. Năng suất tỏa nhiệt hay nhiệt trị – Heating Value....................28
7.4.13. Nhiệt trị tinh và nhiệt trị thô.......................................................28
7.5. THỊ TRƯỜNG......................................................................................30
DHHD7NA

1

BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................34

DHHD7NA

2


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

LỜI MỞ ĐẦU
Trên thế giới xăng dầu luôn được coi là loại hàng đặc biệt quan
trọng là máu huyết của nền kinh tế quốc dân và quốc phòng.
Ở nước ta hiện nay đang trên con đường công nghiệp hóa hiện đại
hóa đất nước, với máy móc mới, thiết bị mới,công nghệ mới… Vai trò của
xăng dầu lại càng quan trọng. Và việc làm thế nào để mọi người hiểu rõ
hơn về dầu khí là một trăn trở đối với những nhà khoa học. Qua đó có thể
sử dụng các sản phẩm của dầu khí một cách có hiệu quả nhất.
Kiến thức về dầu khí là một kho tàng vô cùng rộng lớn.Trong đó thì
nhiên liệu đốt (Fuel oils viết tắt là FO) cũng đóng một vai trò cực kì quan
trọng.
Quả thật nhiên liệu đốt có vai trò to lớn trong việc sử dụng làm chất
đốt sưởi ấm ở các nước có khí hậu lạnh giá quanh năm, là nhiên liệu sử
dụng cho các nhà máy công nghiệp…
Vì những lý do trên mà em chọn đề tài “Nhiên liệu đốt (Fuel Oil –
FO)”.
Qua đề tài em muốn góp một phần nhỏ bé kiên thức của mình vào

kho tàng kiến thức chung của nhân loại về dầu mỏ. Qua đây bạn đọc cũng
có thể tự định nghĩa cho mình về dầu đốt, và những kiến thức chung về
thành phần – phân loại, tính chất đặc trưng, các chỉ tiêu đánh giá chất
lượng,và thị trường của dầu đốt.
Do khả năng còn hạn chế, lý luận còn non kém nên đề tài chưa được
nêu lên và giải quyết hết. Kính mong thầy cô và các bạn tham khỏa và
đóng góp ý kiến. Để đè tài được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn NCS-Th.S Trần Đăng Thạch đã tận tình
hướng dẫn em hoàn thành tốt đề tài.
DHHD7NA

3


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

Vinh, Ngày 12 tháng 02 năm 2011
SVTH: Trần Thị Thanh

CHƯƠNG VII: NHIÊN LIỆU ĐỐT LÒ
7.1. KHÁI NIỆM VỀ BUỒNG ĐỐT
7.1.1. Giới thiệu chung về dầu đốt
Nhiên liệu đốt lò là sản phẩm chủ yếu của quá trình chưng cất thu
được từ phân đoạn sau phân đoạn gas oil khi chưng cất dầu thô ở nhiệt độ
sôi lớn hơn 350 0 C. Tuy nhiên, nhiên liệu đốt lo cũng có thể nhận từ phần
cất nhẹ hơn có nhiệt độ sôi hỏ hơn 350 0 C, hoặc từ phần cặn của các công
đoạn chế biến sâu( cracking refoming …) hoặc được pha trộn với những
thành phần nhẹ và được sử dụng cho các lào đốt nồi hơi, cho động cơ
diezen tàu thủy và các quá trình công nghiệp khác… Vì vậy, khái niệm
nhiệm nhiên liệu đốt lò (FO)cũng bao hàm cho các loại nhiên liệu nhẹ

hơn, có nhiệt độ cất trung bình, màu hổ phách …như nhiên liệu diezen,
dầu hỏa thắp đèn… Khi chúng sử dụng làm nhiên liệu đốt lò.
7.1.2. Khái niệm
Dầu FO hay còn gọi là dầu mazut, là phân đoạn nặng thu được khi
chưng cất dầu thô parafin và asphalt ở áp suất khí quyển và trong chân
không. Các dầu FO có điểm sôi cao.
Trong kĩ thuật đôi khi người ta còn chia thành dầu FO nhẹ và FO
nặng. Vì thế, các đặc trưng hoá học của dầu mazut có những thay đổi đáng
kể nhưng không phải tất cả các đặc trưng này ảnh hưởng tới việc sử dụng
chúng làm nhiên liệu và các kỹ thuật sử dụng để đạt hiệu quả cao.
7.2. TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA DẤU ĐỐT
7.2.1. Sử dụng nhiên liệu đốt lò
7.2.1.1. Nhiên liệu đốt lò gia đình (FO nhẹ )
DHHD7NA

4


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

FO nhẹ là loại nhiên liệu đốt lò có thành phần cất ở phân đoạn giữa
hoặc các sản phẩm dầu mỏ dạng tương tự như diezen. Nó được sử dụng
cho các thiết bị đốt lò cấp nhiệt dạng phun.
Ở Anh FO nhẹ thường bao gồm cả diezen chưng cất trực tiếp có
nhiệt độ sôi trong khoảng 160-370 0 C (320-700 0 F)
Ở Mĩ,loại diên chưng cất trực tiếp này thường được pha với các
phân đoạn cất có nhiệt độ sôi tương tự từ các quá trình cracking.
Các thành phần cất được xử lí thích hợp trước khi pha chế thành FO
nhẹ và có thể thêm phụ gia để sản phẩm có độ ổn định đạt yêu càu mong
muốn.

Tại một số nước khác như Bỉ,Pháp, Đức loại FO nhẹ chỉ được dùng
trong các thiết bị bay hơi kiểu ống khói hoặc kiểu phun.
Trong các loại lò đốt kiểu phun,trước khi Do và nhiên liệu căn được
đốt cháy thì nhiên liệu phải được phun thành những hạt rất nhỏ và trộn
với một lượng không khí cần thiết để tạo thành hỗn hợp cháy.
Trong các loại lò đốt bay hơi kiểu ống khói, nhiên liện nhiều trong
đường ống nằm dọc theo tường được nạp vào đáy thùng chứa làm bằng
kim loại và đồng thời được gia nhiệt nhờ năng lượng bức xạ từ ngọn
lửa.Nhiên liệu bay hơi từ bề mặt và khi hơi bốc lên đến lò đốt thì chúng sẽ
được trộn với không khí và được hút vào lò để đốt cháy.Có 3 dạng lò đốt
kiểu phun khác nhau có thể tạo được sự hóa hơi nhanh chóng, đó là:
- Lò đốt có vòi phun áp suất, nhiên liệu được ép đướ áp lực qua lỗ
có hình dáng đặc biệt sao cho nhiên liệu được phun dưới dạng hạt phun
rất nhỏ, đều vào trong khoang cháy.
- Lò đốt có thiết bị thổi hoặc phun kép : nhiên liệu sẽ được phun vào
đồng thời với dòng không khí, hơi hoặc khí ảnh hưởng đến việc xé nhiên
liệu thành những hạt rất nhỏ.
DHHD7NA

5


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

- Lò đốt có cốc phun quay: Nhiên liệu được đưa qua ống trung tâm
vào mặt trong của một cái cốc rỗng quay nhanh, thon 2 đầu. Bằng tác
động li tâm, dầu bị ép vào miệng rộng của cốc và bị bắn ra từ mép coocs.
Khi đó dầu sẽ được phân chia nhỏ đều trộn với không khí cần thiết để đốt
cháy.
7.2.1.2. Nhiên liệu đốt lò nặng (FO nặng )

Trong công nghiệp dầu mỏ, trước đây FO nặng được coi là phần
cặn còn lại hiển nhiên sau khi tách các thành phần nhẹ, như xăng, KO, và
DO… Trong quá trình chế biến dàu thô bằng phương pháp chưng cất trực
tiếp ở áp suát khí quyển.
Ngày nay do nhu cầu xăng ô tô tăng nhanh, việc chế biến dầu mỏ
buộc phải tận thu các thành phần nhẹ nên các công nghệ chế biến dầu đã
được tạo ra và phát triển rất mạnh mẽ như cracking nhiệt, cracking xúc
tác… Kết quả là đã chuyển hóa được phần cặn chưng cất ở áp suất khí
quyển thành những nhiên liệu nhẹ hơn. Phù hợp với thành phần pha chế
cho xăng.
Việc tận thu các thành phần nhẹ có thể chế biến được từ dầu mỏ để
pha chế xăng ô tô đã đẫ tới thành phần nhiên liệu đốt lò nặng cũng thay
đổi.
Nguồn nguyên liệu nặng có sẵn sau quá trình chưng cất và cracking
để pha chế nhiên liệu đốt lò ngày càng tăng và các sản phẩm khác có
được từ các quy trình chế bến đó cũng trở nên dồi dào hơn cho nhu cầu
sản xuất nhiên liệu đốt lò.Các sản phẩm năng của quá trình chế biến dầu
mỏ trước đây được coi là nhiên liệu đốt lò. Thì nay do phần nhẹ được thu
hồi và tận dụng như là một thành phần để pha chế nhiên liệu đốt lò. Phần
nhẹ này bao gồm naptha, diezen chưng cất trực tiếp, diezen cracking,các
thành phần chiết từ việc sản xuất dầu hỏa,dầu nhờn được sử dụng như là
DHHD7NA

6


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

chất làm loãng để giảm độ nhớt và thường được coi là nguồn nguyên liệu
curter stocks? (tạm dịch là nguyên liệu làm loãng)

Tóm lại ngày nay,FO nặng sản xuất được từ quy trình chế biến hiện
đại là kết quả của việc pha chế có chọn lọc các phần nặng khác nhau và
các nguồn nguyên liệu cutter stock để sản xuất ra các loại nhiên liệu đốt
lò khác nhau phù hợp với những ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Nhiên liệu đốt lò ngày nay hoàn toàn khác với quan niệm đơn giản
trước đây, khi nó chỉ được coi là những phần nặng còn lại sau khi lấy đi
các thành phần nhẹ.
7.2.1.3. Những đặc tính kĩ thuật :
Đối với FO nhẹ (nhiên liệu đốt lò gia đình) thì những đặc tính khác
nhau liên quan tới đặc tính cháy của nhiên liệu có thể được coi là quan
trọng đầu tiên bởi vì khách hàng cần được cảnh báo nhiều hơn.
Nếu nhiên liệu không đủ khả năng bay hơi,hiêu suất cháy không đạt
thì nhiên liệu khi chayscos xu hướng tạo căn cacbon, có thể đóng cặn các
vòi cháy và các thiết bị bay hơi. Kết quả là khả năng bắt lửa kém, luôn
phải lau chùi, vệ sinh thiết bị. Trong quá trình sản xuất chế biến nhiên
liệu đốt lò chất lượng cháy phải được kiểm tra cẩn thận bằng các phương
pháp thử tiêu chuẩn như đặc tính bay hơi, nhiệt trị, độ nhớt, ham lượng
lưu huỳnh…
Ngoài ra, một số phương pháp thử và quy trinh đánh giá khác với
mục đích quản lý chất lượng để đảm bảo cho quá trình bảo quản và vận
chuyển không gây ra sự nhiểm bẩn, ăn mòn cũng được đề cập đến.
7.3. THÀNH PHẦN, PHÂN LOẠI CỦA DẦU ĐỐT
7.3.1. Thành phần của dầu đốt
7.3.1.2. Thành phần hóa học của dầu đốt

DHHD7NA

7

BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

Thành phần hóa học của nhiên liệu đốt lò bao gồm các loại
hydrocacbon và các thành phần không pjair hydrocacbon
7.3.1.2.1. Loại hydrocacbon bao gồm
- Paraphinic có số nguyên tử cacbon từ 20 dến 30 trong phân tử
- Naphtenic
- Aromatic
- Các hợp chất lai hợp
7.3.1.2.2. Loại phi hydrocacbon bao gồm
- Các hợp chất lưu huỳnh
 Các hợp chất oxy
 Các hợp chất nito
 Nhựa asphanten
 Kim loại
Thành phần hóa học của nhiên liệu đốt lò ảnh hưởng đén nhiệt trị
của nó. Yêu cầu nhiệt trị của nhiên liệu đốt lò thường là 10000 kcal/kg
Thành phần paraphinic cho nhiệt trị lớn nhất sau đến thành phần
naphtenic kém hơn cả là thành phần aromatic và lai hợp.
Các thành phần phi hydrocacbon khó cháy, nhưng khi cháy lại gây
mất nhiệt năng, sản phẩm cháy của chúng tạo cặn cốc, bít vòi phun, bám
vào thành nồi hơi… làm giảm hiệu quả truyền nhiệt, gây hỏng lò. Hàm
lượng kim loại cũng có tác hại dến hoạt động của lò. Nếu có mặt kim loại
vanadi và natri khi ở nhiệt dộ cao chúng dễ tạo hợp kim với sắt gây hỏng
lò.
Thành phần hóa học của nhiên liệu đốt lò còn ảnh hưởng đến độ
nhớt, là một chỉ tiêu rất quan trọng cho hoạt động của vòi phun để đạt
được kích thước hạt nhiên liệu mong muốn.

DHHD7NA

8


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

Nhiên liệu đốt lò ở thể lỏng nên khi dùng cho các lò nung xi
măng,gốm sứ, thủy tinh và các lò sấy lương thực,thực phẩm, các lò hơi
nhà máy điện… Sẽ có ưu điểm hơn hẵn nhiên liệu rắn vì rất tện lợi cho
quá trình tự động hóa công nghệ cấp liệu khi sử dụng vòi phun để phun
nhiên liệu phân tán vào không khí hoặc phun hỗn hợp nhiên liệu vào
không khí.
Cấu tạo vòi phun có liên quan với độ nhớt của nhiên liệu đốt lò
FO.Kích thước hạt nhiên liệu sau khi phun càng bé càng tốt vì nó càng
được phân tán triệt để trong không khí càng cháy được hoàn toàn.
Thành phần của nhiên liệu đốt lò là một hỗn hợp phức tạp bao gồm
những hợp chất có trọng lượng phân tử lớn, chúng có mặt trong dầu thô
ban đầu hay được sinh ra từ các quá trình chuyển hoá sâu. Cấu trúc của
các hợp chất này rất phức tạp vì vậy việc phân tách chúng thành các hợp
chất riêng lẻ hay các họ như khi nghiên cứu đối với các phân đoạn nhẹ là
rất khó khăn và không có nhiều ý nghĩa thực tế.
Trong thực tế để khi nghiên cứu thành phần hoá học của nhiên liệu
đốt lò người ta dựa vào các tính chất lý học của nó như khả năng tan trong
các dung môi, khả năng hấp phụ khác nhau để tách loại chúng thành các
nhóm chất khác nhau. Thực tế người ta thu được ba nhóm chất như sau:
* Nhóm dầu
* Nhóm nhựa
* Nhóm asphalten
Việc phân chia nhiên liệu đốt lò thành các nhóm chất như trên
thường không rỏ ràng vì cấu trúc của phần nặng trong nhóm nhẹ và cấu

trúc của phần nhẹ trong nhóm năng là không khác nhau nhiều, nhất là
giữa nhóm nhựa và nhóm asphalten.
- Nhóm dầu :
DHHD7NA

9


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

Đây là những hợp chất nhẹ nhất của nhiên liệu đốt lò, chúng bao
gồm các hợp chất parafin, olefin naphten và các hợp chất hydrocacbon
thơm. Đây là các hợp chất tan được trong các dung môi thông thường như
xăng nhẹ, parafin... nhưng không thể tách chúng ra khỏi hỗn hợp bằng các
chất hấp phụ vì chúng không có cực (hoặc cực yếu)
- Nhóm nhựa :
Nhựa là dẫn xuất của các hydrocacbon polyaromatique hoặc của các
naphtenoaromatic, có độ nhớt lớn. Nó có thể tan trong các hydrocacbon
nhẹ C5-C8, xăng... nhưng đây là các hợp chất có cực nên có thể tách
chúng ra khỏi hỗn hợp bằng các chất hấp phụ.
Trọng lượng phân tử của nó phân bố trong một khoảng rộng từ 2000
- 4000. Tỷ lệ C/H trong các vòng ngưng tụ của nhựa khoảng từ 7.7 - 8.9.
- Nhóm asphalten :
Asphalten là những hợp chất cao phân tử đa vòng, ngưng tụ cao, có
khối lượng phân tử lớn (từ 700 - 40000). Chúng tan được trong dung dịch
H2S, benzen, CCl4 nhưng không tan được trong xăng nhẹ, các
hydrocacbon nhẹ C5-C8. Người ta nhận thấy rằng trong Asphalten chứa
một hàm lượng đáng kể các dị nguyên tố như O, N, S.
Tỷ lệ C/H trong các vòng ngưng tụ của Asphalten khoảng từ 9 - 11.
Trong dầu đốt thì nhóm nhựa tan được trong nhóm dầu để tạo thành một

dung dịch thực sự và hỗn hợp của hai nhóm chất này có một tên gọi chung
là nhóm Malten.
Asphalten không tan trong các dung môi thông thường, không tan
trong nhóm maltene kể trên mà chỉ bị trương nở trong nhóm chất này khi
tồn tại trong dầu đốt để tạo thành một hệ keo cân bằng mà tướng phân tán
là Asphalten và môi trường phân tán là dầu và nhựa.

DHHD7NA

10


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

Trong quá trình lưu trữ và tồn chứa, do có độ nhớt cao, thường phải
tiếp xúc với oxy không khí nên các nhóm chất này sẻ bị biến đổi. Xu
hương của sự biến đổi này là dầu chuyển thành nhựa và nhựa sẻ chuyển
thành asphalten. Khi quá trình biến đổi này xãy ra mạnh sẻ làm cho cân
bằng hệ keo bị phá vỡ, gây nên kết tủa asphalten. Sự phá vỡ cân bằng hệ
keo này có thể còn do khi pha trộn vào dầu đốt những loại dầu có nguồn
gốc khác, làm cho asphalten có thể bị kết tủa. Kết quả là chúng sẽ cùng
với nước và cặn khác tạo thành một chất như “bùn” đọng ở đáy các thiết
bị chứa, gây khó khăn khi sử dụng và cả khi rửa.
7.3.2. Phân loại dầu đốt
Do nhiên liệu đốt lò được ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau nên
yêu cầu về chất lượng của nó cũng khác nhau, hơn nữa chất lượng này còn
tuỳ thuộc vào mức độ phát triển và yêu cầu của từng nước hay từng khu
vực.
Ở Anh và Châu Âu nhiên liệu đốt lò thường được phân biệt bởi các
loại sau:

- Nhiên liệu đốt lò loại nhẹ (FO nhẹ): bao gồm cả các loại dầu giống
như diezen và DO,dàu 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 lọai nặng (FO nặng): là loại nhiên liệu đốt lò chủ
yếu dùng cho công nghiệp.
7.3.2.1. Theo tiêu chuẩn Việt Nam, nhiên liệu đốt lò được phân chia
dựa vào hàm lượng lưu
huỳnh và độ nhớt thành 4 loại như sau:
+ FO N01 (2,0% lưu huỳnh)
+ FO N02A (1,5% lưu huỳnh )
+ FO N02B (3,0% lưu huỳnh)
DHHD7NA

11


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

+ FO N03 (3,0% lưu huỳnh)
- Chỉ tiêu chất lượng của các loại dầu này như sau:
* Chỉ tiêu chất lượng của dầu FO N01 (2,0% lưu huỳnh)
+ Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
- Khối lượng riêng ở 150C (max) - TCVN 3893-95 0,965
- Độ nhớt động học ở 400C (max) -CST ASTM-D445 87
- Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0C- ASTM-D93/TCVN 2693-9566
- Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 2,0
- Điểm đông đặc (max) 0 0 C CASTM-D97/TCVN3753-9510
- Hàm lượng nước (max) %tt ASTM-D95/TCVN2692-951,0
- Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15
- Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800

- Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN2690-950,15
- Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 6
* Chỉ tiêu chất lượng của dầu FO N02A (1,5% lưu huỳnh )
+ Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
- Khối lượng riêng ở 150C (max) - TCVN 3893-95 0,97
- Độ nhớt động học ở 400C (max) cSt ASTM-D445 180
- Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0CASTM-D93/TCVN 2693-9566
- Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 1,5
- Điểm đông đặc (max) 0CASTM-D97/TCVN 3753-9521
- Hàm lượng nước (max) %ttASTM-D95/TCVN 2692-951,0
- Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15
- Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800
- Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN2690-950,15
- Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 10
* Chỉ tiêu chất lượng của dầu FO N02B (3,0% lưu huỳnh)
DHHD7NA

12


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

+ Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
- Khối lượng riêng ở 150C (max) - TCVN 3893-95 0,97
- Độ nhớt động học ở 400C (max) cSt ASTM-D445 180
- Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0CASTM-D93/TCVN 2693-9566
- Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 3,0
- Điểm đông đặc (max) 0CASTM-D97/TCVN 3753-9521
- Hàm lượng nước (max) %ttASTM-D95/TCVN 2692-951,0
- Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15

- Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800
- Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN 2690-950,15
- Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 10
* Chỉ tiêu chất lượng của dầu FO N03
+ Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm
- Khối lượng riêng ở 150C(max)
- TCVN 3893-95 0,991
- Độ nhớt động học ở 400C(max)cSt ASTM-D445 380
- Điểm chớp cháy cốc kín (min) 0CASTM-D93/TCVN 2693-9566
- Hàm lượng lưu huỳnh (max) %kl ASTM-D129 3,0
- Điểm đông đặc (max) 0CASTM-D97/TCVN 3753-9521
- Hàm lượng nước (max) %ttASTM-D95/TCVN 2692-951,0
- Hàm lượng tạp chất (max) %kl ASTM-D473 0,15
- Nhiệt trị (min) Cal/g ASTM-D240 9800
- Hàm lượng tro (max) %klASTM-D482/TCVN 2690-950,35
- Cặn Carbon Coradson (max) %kl ASTM-D189 14
7.3.2.2. Theo tiêu chuẩn của Pháp
dựa vào độ nhớt và hàm lượng lưu huỳnh người ta chia FO làm 4
loại chính:
DHHD7NA

13


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

- FO N01: độ nhớt động học ở 500C nhỏ hơn hoặc bằng 110mm2/s
- FO N02: độ nhớt động học ở 500C nhỏ hơn hoặc bằng 110mm2/s
- FO N02 BTS: hàm lượng lưu huỳnh thấp khoảng 4% khối lượng
- FO N02 TBTS: hàm lượng lưu huỳnh cực thấp khoảng 1% khối

lượng
7.3.2.3. Theo tiêu chẩn của Mỹ
Tiêu chuẩn kĩ thuật của Mĩ ASTM – D.396 quy định cho các nhiên
liệu đốt lò dùng trong các loại thiết bị đốt đèn khác nhau trong các điều
kiện khí hậu hoạt động khác nhau được phân loại như sau:
- Loại N 0 1 và N 0 2: là loại nhiên liệu đốt lò dùng trong các loại thiết
bị đốt gia đình hoặc đèn đốt công nghiệp quy mô nhỏ.Loại N 0 1 đặc biệt
phù hợp cho đèn đốt kiểu bay hơi.
- Loại N 0 4 và N 0 4 nhẹ: là loại nhiên liệu đốt lò chưng cất thể nặng
hoặc là hỗn hợp chưng cất sót lại được dùng cho các loại đền đốt công
nghiệp phù hợp với khoảng độ nhớt này
- Loại N 0 5 nặng và N 0 6 :là các loại dầu nhiên liệu dạng cặn còn lại
có độ nhớt cao hơn và khoảng nhiệt độ sôi lớn hơn được dùng cho các đèn
đốt công nghiệp. Việc gia nhiệt trước thông thường cần thiết dể bơm và
phun đúng yêu cầu. Các loại dầu nhiên liệu FO được quyở đây phải có các
loại dầu hydrocacbon đồng thể không lẫn axit vô cơ không lẫn các chất lạ
dạng rắn hoặc dạng sợi.
Tất cả các loại có chứa các thành phần cặn còn lại vẫn phải ở dạng
nguyên thể đồng nhất trong quá trình lưu giữ thông thường không được
tách ra do lực trọng trường thành phần nhẹ và phần nặng vượt ra ngoài
phạm vi độ nhớt quy định cho từng loại.

DHHD7NA

14


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

Các chỉ tiêu

phương

chất lượng

pháp thử

sản phẩm
1. Nhiệt độ

ASTM-D

chớp cháy 0 C

D.93

Phân loại chất lượng
0

N04

0

0

N05

nhẹ

nặng

55

N06

N1

N2

38

38

38

55

55

0.05

0.05

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

nhẹ

N4

N05

60

min
2 Nước và
cặn %TT max

D.2709
D.95/D.4

-

-

73

3.Thành phần
cất 0 C
- 10% TT
max

D.86

215
-/288

- 90% TT

282/3
38

min/max
4. Độ nhớt
động học ở
40 0 C

D.445

1,3/2,1

mm2/s

1,9/3, 1,8/
4

5,5

5,5/2
4

min /max
5. Độ nhớt
động học ở
0

100 C

D.445

-

-

-

-

D.524

0.15

0.35

-

D.482

0.05

0.1

0.15

,9

9

0,0

-

-

-

-

0.15

-

-

-

mm2/s
min/max
6. Cặn cất
10% KL max
7. Hàm lượng

5,0/8 9,0/14, 15,0/5

tro % KL

DHHD7NA

15


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

max
8. Hàm lượng
S%KL Max
9.Ăn mòn
đồng / Sh/50

D.129

0.5

0.5

-

-

-

-

-

D.130

N03

N03

-

-

-

-

-

D.1298

../850

-

-

-

-

C.97

-18

-5

-

-

-

0C max
10.Densty/15
0C Kg/m3

../876 76/..

min/max

11.Điểm
đông đặc 0 C

-6

-6

max
Bảng 7.1 : Nhiên liệu đốt lò theo tiêu chuẩn của Mỹ: ASTMD.396
Giải thích thêm về các loại FO:
1. N 0 1 là loại chưng cất nhẹ dùng cho các đèn đốt kiểu bay hơi trong
đó dầu được biến thành hơi khi tiếp xúc với bề mặt nóng hoặc gia
nhiệt.Độ hóa hơi cao là cần thiết để đảm bảo sự bay hơi diễn ra với hàm
lượng cặn còn lại là nhỏ nhất.
2. N 0 2 là loại chưng cất nặng hơn so với loại trên, nó được dùng cho
các đèn đốt kiểu phun. Dầu được phun thành các dạng mù trong buồng đốt
tại đây các hạt nhiên liệu li ti được đốt khi công nghiệp có công suất trung
bình.Do đó dễ sử dụng và dễ kiếm nên nó khẳng định được giá trị của
mình so với loại dầu cặn.
3. N 0 4 (nhẹ) là loại chng cất từ dầu nặng hoặc loại dầu chưng cất từ
hỗn hợp dầu chưng cất và cặn đáp ứng được khoảng yêu cầu về độ nhớt.
Nó vừa được dùng cho các cho các đèn đốt công nghiệp phun có áp lực
không đòi hỏi loại dầu có giá thành cao, vừa dùng được cho các loại đèn
DHHD7NA

16


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

đốt có thiết bị phun cho dầu có độ nhớt cao. Khoảng độ nhớt yêu cầu bảo
đảm cho nó có thể bơm và phun được ở nhiệt độ tương đối thấp.
4. N 0 4 là loại dầu hỗn hợp chưng cất và dầu cặn nhưng có thể là
loại chưng cất dầu nặng đáp ứng được khoảng độ nhớt yêu cầu. Nó được
dùng cho các loại đèn đốt được trang bị thiết bị phun dầu có độ nhớt cao
hơn so với loại dùng cho đèn đốt gia đình. Khoảng độ nhớt đảm bảo yêu
cầu cho nó có thể bơm phun ở nhiệt độ tương đối thấp. và như vậy trong
tất cả điều kiện thời tiết trừ kh cực kì lạnh loại FO này không yêu cầu gia
nhiệt trước khi sử dụng.
5. N 0 5 (nhẹ) là loại dầu cặn có dộ nhớt trung bình,dùng cho các đèn
dốt có khả năng dùng dầu có độ nhớt cao hơn lọi N 0 4 mà khong cần gia
nhiệt trước.Việc gia nhiệt trước có thể cần thiết trong một số kiểu trang bị
cho quá trình đốt và trong vùng khí hậu lạnh hơn khi sử dụng.
6. N 0 5 (nặng) là loại dầu cặn có độ nhớt cao hơn loại N o 5 nhẹ và
được dùng cho các phương tiện tương tự.Việc gia nhiệt trước có thể cần
thiết trong một số kiểu trang bị cho quá trình đốt và trong các vùng khí
hậu lạnh hơn khi sử dụng.
7. N 0 6 là loại có độ nhớt cao được dùng chủ yếu trong các quy mô
thương mại và công nghiệp. Nó yêu cầu phải gia nhiệt trước trong bồn
chứa bể bơm và yêu cầu gia nhietj bổ sung vào đèn đốt để phun. Việc
trang bị bổ sung và và bảo dưỡng loại nhiên liệu này thường ngăn cản và
hạn chế nó trong việc sử dụng các thiết bị nhỏ.
8. Loại dầu FO cặnđược cung cấp nhằm có thể thay thế đáp ứng
được cho các yêu cầu về dầu có hàm lượng lưu huỳnh thấp.(khác loại với
quy định trên) đã được cung cấp trong đó. Nếu ở dạng lỏng tại
mootjnhieetj độ nào đấy phương pháp thử D.97 có thể không phản ánh
chính xác điểm đông đặc,đặc biệt sau một thời gian bảo quản.Vì vậy giải
DHHD7NA

17

BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

pháp tốt nhất là giữa người mua và người cung cấp cần bàn bạc về kĩ
thuật để sử dụng loại dầu FO có hàm lượng lưu huỳnh thấp hay trong thiết
bị cần phải dùng đén nó.
7.4. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỦA DẦU FO
Như trong phần trước chúng ta đã thấy nhiên liệu đốt lò được phối
trộn chủ yếu từ cặn của các quá trình khác nhau, điều này cho thấy trong
thành phần của nó sẻ chứa một lượng lớn các hợp chất có hại cho việc sử
dụng nó như lưu huỳnh, nitơ, kim loại...
Vì vậy, cũng như những sản phẩm dầu mỏ khác, nhiên liệu đốt lò
thương phẩn phải đạt được những chỉ tiêu chất lượng nhất định để bảo
đảm cho việc sử dụng của nó trong các lò đốt cũng như đảm bảo được các
chỉ tiêu về việc thải các chất ô nhiễm ra môi trường. Các chỉ tiêu quan
trọng đó là hàm lượng lưu huỳnh, độ nhớt, tỷ trọng nhiệt cháy, hàm lượng
cặn...
7.4.1. Hàm lượng lưu huỳnh
Nhiên liệu đốt lò thường chứa một lượng lưu huỳnh khá lớn, nồng độ của
nó thay đổi tuỳ theo loại. Lưu huỳnh tồn tại trong nhiên liệu đốt lò dưới nhiều
dạng khác nhau, thông thường là dưới dạng các hợp chất sulfua, disulfua hay
dưới dạng di vòng. Khi bị đốt cháy lưu huỳnh sẽ chuyển thành SO 2, khí này
cùng với khói thải sẽ được thoát ra ngoài, trong thời gian này chúng có thể tiếp
xác với oxy để chuyển một phần thành khí SO 3. Khi nhiệt độ của dòng khí thải
xuống thấp thì các khí này sẽ kết hợp với hơi nước để tạo thành các axit tương
ướng, đó chính là các axit vô cơ có độ ăn mòn các kim loại rất lớn. Thực tế thì
các axit sulfuaric sẽ gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp hơn 100 ÷ 150 oC, còn axit
sulfuarơ chỉ gây ăn mòn ở nhiệt độ thấp hơn 40 ÷ 50oC.
Để hạn chế sự ăn mòn này thì người ta thường dùng các phương pháp sau:

- Dùng nhiên liệu đốt lò có hàm lượng lưu huỳnh thấp
- Giảm lượng không khí thừa trong dòng khí
DHHD7NA

18


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

- Gửi cho bề mặt trao đổi nhiệt lớn hơn nhiệt độ điểm sương của các
khí
- Dùng một số kim loại hoặc oxyt kim loại (MgO, CaO) để chuyển
SO 2 thành các hợp chất không ăn mòn. CaO + SO 2 + 1/2O 2 = CaSO 4
Phương pháp này vừa giảm được ăn mòn vừa giảm ô nhiễm môi
trường do SO 2 , SO 3 trong khói thải.
Ngoài vấn đề ăn mòn thì khi hàm lượng lưu huỳnh càng cao càng
làm giảm nhiệt trị của nhiên liệu đốt lò.
7.4.2. Độ nhớt
Cũng giống như nhiên liệu Diesel hay nhiên liệu phản lực, trước khi
bị đốt cháy nhiên liệu được phun ra dưới dạng các hạt sương, từ các hạt
sương này nhiên liệu sẽ bay hơi tạo với không khí hỗn hợp cháy. Quá
trình bay hơi nhanh hay chậm phụ thuộc nhiều vào bản chất của nhiên
liệu, kích thước của các hạt sương dầu khi phun ra.
Ở gốc độ của độ nhớt thì ảnh hưởng của nó như sau: khi độ nhớt lớn
thì kích thước của các hạt sương phun ra lớn, động năng của nó lớn nên
không gian trộn lẫn của nhiên liệu với không khí lớn. Tuy nhiên khi kích
thước của các hạt lớn thì khả năng bay hơi để tạo hỗn hợp cháy sẽ kém,
điều này sẽ làm cho quá trình cháy không hoàn toàn, làm giảm nhiệt cháy
và thải ra nhiều chất gây ô nhiễm cho môi trường.
Ngoài ảnh hưởng đến quá trình cháy thì khi độ nhớt lớn sẽ làm tăng

trở lực ma sát trong hệ thống bơm.
7.4.3. Tỷ trọng
Tỷ trọng là một đại lượng rất quan trọng đối với nhiên liệu đốt lò
bởi nó liên quan đến bản chất của nhiên liệu, độ nhớt, độ bay hơi nghĩa là
nó liên quan đến quá trình cháy của nhiên liệu, tất cả những vấn đề này ta
đã đề cập đến ở trên.
DHHD7NA

19


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

Ngoài ra, trong quá trình xử lý nhiên liệu, người ta tách loại nước
bằng phương pháp ly tâm do đó yêu cầu tỷ trọng của nhiên liệu và nước
phải khác nhau để đảm bảo cho quá trình tách loại có hiệu quả. Trong quá
trình vận chuyển hay tồn chứa thì nước thường lẫn vào trong nhiên liệu,
khi sự chênh lệch tỷ trọng của hai loại này lớn sẽ giúp cho quá trình lắng
tách nước cũng tốt hơn.
7.4.4. Hàm lượng nước
Nước không phải là thành phần của dầu mỏ nhưng nó luôn có mặt
trong dầu thô hay trong tất cả các sản phẩm của dầu mỏ. Sự có mặt của
nước luôn gây ra những tác hại nhất định. Nước có mặt trong dầu thô hay
các sản phẩm có thể từ các nguồn gốc sau:
- Trong dầu thô ban đầu nhưng không tách loại hết trong quá trình
xử lý
- Do sự thở của các bồn chứa
- Do thủng ở các thiết bị đun nóng lại
- Do lỗi ở các chổ nối
- Nước trong nhiên liệu có thể gây ra những tác hại như sau:

+ Sự rít bơm
+ Hiện tượng xâm thực
+ Quá trình bay hơi lớn dẫn đến hoạt động của mỏ đốt không bình
thường
+ Sự có mặt của nước sẽ gây rỉ trong bảo quan.
7.4.5. Cặn Carbon
Để đánh giá khả năng tạo cặn, người ta thường sử dụng tiêu chuẩn
đặc trưng là độ cốc hoá, tùy theo phương pháp tiến hành xác định cặn mà
cặn thu được gọi là cặn crcbon conradson hoặc cặn carbon rabostton.

DHHD7NA

20


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

Hàm lượng cặn cacbon conradson trong dầu nhiên liệu đốt lò
thường dao động từ 5 – 10% khối lượng, có khi lên đến 20% khối lượng.
Tỷ lệ cao cặn cacbon conradson trong nhiên liệu đốt lò cao luôn luôn gây
trở ngại cho quá trình cháy, làm tăng hàm lượng bụi của các chất thải rắn
trong dòng khí thải.

7.4.6. Hàm lượng tro
Các hợp chất cơ kim và muối có trong dầu mỏ đều tập trung đa phần
ở dầu cặn, khi đốt nó biến thành tro. Tro có nhiều trong nhiên liệu đốt lò
sẽ làm giảm hiệu quả sử dụng như gây tắc ghi lò, làm giảm khả năng
truyền nhiệt của lò, ở nhiệt độ cao một số kim loại như vanadi có thể kết
hợp6với sắt để tạo ra những hợp kim tương ứng có nhiệt độ nóng chảy
thấp do đó dễ dẫn đến sự thủng lò …

7.4.7. Nhiệt trị
Nhiệt trị là một chỉ tiêu chất lượng quan trọng của nhiên liệu đốt lò.
Thường thì nhiệt trị của nhiên liệu đốt lò khác cao (>10000 cal/g) đây
chính là một trong những yếu tố chính làm cho nhiên liệu đốt lò được sử
dụng rộng rãi trong công nghiệp.
Nhiệt trị này phụ thuộc vào thành phần hoá học. Nếu trong thành
phần nhiên liệu đốt lò càng có nhiều hydrocacbon mang đặc tính
parafinic, càng có ít hydrocacbon thơm nhiều vòng và trọng lượng phân tử
càng bé thì nhiệt năng của chúng càng cao.
Những thành phần không thuộc loại hydrocacbon trong dầu cặn
cũng có ảnh hưởng rất lớn đến nhiệt trị của nó. Các hợp chất lưu huỳnh
trong dầu mỏ tập trung chủ yếu vào dầu cặn. Sự có mặt của lưu huỳnh đã

DHHD7NA

21


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

làm giảm bớt nhiệt năng của dầu cặn, khoảng 85 kcal/kg tính cho 1% lưu
huỳnh.
7.4.8. Điểm chớp cháy
Cũng giống như những sản phẩm phẩm dầu mỏ khác, đối với nhiên
liệu đốt lò thì điểm chớp cháy cũng đặc trưng cho mước độ hoả hoạn của
nó.
Ngoài những chỉ tiêu trên thì nhiên liệu đốt lò còn phải đạt những
chỉ tiêu chất lượng khác như điểm đông đặc, độ ổn định oxy hoá...

DHHD7NA

22


Các chỉ tiêu
thường
phân
BÀI TIỂU
LUẬN
VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ
tích của
RESIDUAL
FUEL OIL

ASTM D1298 –

1

Density@ 15 o C

Density@ 15 o C

IP365-97(2004)

Density@ 15 o C

ISO12185:1996

2

Viscosity@ 50 o C

ASTM D445 – 09

3

SedimentbyExtraction

ASTM D473-07

4

Ash content

ASTM D482 – 07

5

Total Sulfur content

ASTM D4294 – 08a

6

Pour point

ASTM D97 – 09

7

Flash point by PMCC

ASTM D93 – 08

8

Water by distillation

ASTM D95 –05e1

9

Asphaltenes content

Asphaltenes
content
10

11

12

ASTM D6560 –
00(05)

IP 143/04
Cleanliness and Compatibility
Spot Test
Metals (Si; Al)

Metals (Si; Al; Na; V; Ca; Ni;
Fe; Zn)

ASTM D4740 – 04
ASTM D5184 –
01(06)

IP 470/2005

IP 500/2005

DHHD7NA
13

99(2005)

Metal (P)

23


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

7.4.9. Độ nhớt – Viscosity
Độ nhớt là một đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực do ma sát nội
tại sinh ra giữa các phân tử khi chúng có sự chuyển động trượt lên nhau.
Vì vậy, độ nhớt có liên quan đến khả năng thực hiện các quá trình bơm,
vận chuyển chất lỏng trong các hệ đường ống, khả năng thực hiện các quá
trình phun, bay hơi của nhiên liệu trong buồng cháy, đồng thời nó liên
quan đến khả năng bôi trơn của các phân đoạn khi sử dụng làm dầu nhờn.

Độ nhớt có thể được biểu diễn theo nhiều cách khác nhau:
♦ Độ nhớt tuyệt đối (hay độ nhớt động lực)
♦ Độ nhớt động học (Kinematics Viscosity)
Ngoài hai loại trên thì người ta còn sử dụng độ nhớt quy ước. Đối
với loại độ nhớt này thì tuỳ thuộc vào thiết bị sử dụng để đo mà ta có các
tên gọi và các kết quả khác nhau như độ nhơt Engler ( o E), độ nhớt Saybolt
(SSU), độ nhớt Redwood.
Độ nhớt động học: là tỉ số giữa độ nhớt động lực và trọng lượng
riêng của nó. Trong hệ thống GCS thì đơn vị của độ nhớt động học được
tính bằng Stoke (St), thông thường thì người ta sử dụng ước của nó là
centistokes(cSt)
Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ, độ nhớt của các phân đoạn dầu mỏ
cũng thay đổi rất nhiều.
Một tính chất quan trọng đáng chú ý của độ nhớt của một hỗn hợp
nhiều thành phần, là tính chất không cộng tính. Đây là một tính chất cần
quan tâm khi tiến hành pha trộn nhiều phân đoạn có độ nhớt khác nhau, vì
khi pha trộn độ nhớt của hỗn hợp thực tế bao giờ cũng thấp hơn độ nhớt
nếu tính toán bằng cách theo trung bình thể tích của các thành phần hỗn
hợp.

DHHD7NA

24


BÀI TIỂU LUẬN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ

Độ nhớt được đo bằng cách ghi lại thời gian cần thiết để một
lượnghất lỏng nhất định chảy qua một ống mao quản có kích thước nhất
định ở một nhiệt độ nhất định. Độ nhớt động học có thể được xác định

theo phương pháp thử ASTM D.445
Độ nhớt của nhiên liệu rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến khả năng
bơm và phun nhiên liệu vào buồng đốt. Độ nhớt của nhiên liệu có ảnh
hưởng lớn đến kích thước và hình dạng của kim phun. Nhiên liệu có độ
nhớt quá cao rất khó nguyên tử hóa, các tia nhiên liệu không mịn và khó
phân tán đều trong buồng đốt. Kết quả là làm giảm hiệu suất và công suất
động cơ. Đối với các động cơ nhỏ, các tia nhiên liệu có thể chạm vào
thành xy lanh, cuốn đi lớp dầu bôi trơn và làm tăng độ lẫn nhiên liệu
trong dầu nhờn. Hiện tượng các chi tiết bị ăn mòn nhanh chính là do
nguyên nhân này.
Nhiên liệu có độ nhớt quá thấp khi được phun vào xylanh sẽ tạo
thành các hạt quá mịn, không thể tới được các vùng xa kim phun và do đó
hỗn hợp nhiên liệu – không khí tạo thành trong xylanh không đồng nhất,
nhiên liệu cháy không đều, công suất giảm. Nhiên liệu có độ nhót quá
thấp có thể gây ra hiện tượng rò rỉ tại bơm, làm sai lệch kết quả đong đếm
dẫn đến thay đổi tỷ lệ pha trộn không khí- nhiên liệu. Mức độ mài mòn
của các chi tiết trong hệ thống cung cấp nhiên liệu tăng khi độ nhớt của
nhiên liệu.
Độ nhớt của diesel dùng cho các động cơ cao tốc nằm trong khoảng
1.8-5.0 cSt ở 37.8 o C. Thường thì người ta hay hạn chế chặn dưới của độ
nhớt để tránh hiện tượng như đã nêu ở trên. Các loại diesel có độ nhớt cao
hơn 5.8 cSt thường được sử dụng cho các động cơ tốc độ thấp hơn. Diesel
có độ nhớt đặc biệt cao được sử dụng cho máy tàu thủy và thường phải có
thêm hệ thống gia nhiệt. Đối với một số động cơ, độ nhớt quy định theo
DHHD7NA

25