PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM TÍNH CHẤT CỦA LPG , NÊU VÀ BIỆN GIẢI TIÊU CHUẨN, CÁC PHƯƠNG PHÁP CƠ BẢN ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHỈ TIÊU, CHẤT LƯỢNG CỦA LPG

Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Tiểu Luận
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VÀ KIỂM TRA
CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM DẦU KHÍ

ĐỀ TÀI:
Khí tự nhiên hoá lỏng (LPG) từ lâu đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
Thông qua các kiến thức thu nhận được, hãy phân tích đặc điểm tính chất của LPG, nêu
và biện giải tiêu chuẩn, các phương pháp cơ bản để đánh giá chỉ tiêu, chất lượng của
LPG.

BÀI LÀM
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp, sự tiến bộ
trong khoa học kỹ thuật, nhu cầu về năng lượng ngày càng gia tăng trong khi các nguồn
năng lượng hóa thạch ngày càng cạn kiện, con người ngày càng phải khai thác các tài
nguyên có chất lượng kém hơn hoặc khai thác tại các khu vực xa xôi với các điều kiện
khai thác khắc nghiệt hơn. Một trong những tài nguyên thiên nhiên quan trọng trong lĩnh
vực năng lượng đó là các sản phầm của công nghiệp dầu khí, tiêu biểu trong các sản
phẩm này là LPG-Khí dầu mỏ hóa lỏng (Liquefied Petroleum Gas). Ưu điểm của sản
phẩm là có khả năng vận chuyển với khối lượng lơn bằng các phương tiện vận chuyển
đưởng thủy, bộ, đường sắt…
Để đánh giá được chất lượng của sản phẩm LPG phục vụ cho quá trình nghiên cứu
đánh giá giá trị phục vụ các mục đích khoa học cũng như kinh tế, hiện nay có nhiều các
tiêu chí đã được đưa ra. Trong bài tiểu luận sẽ đưa ra các tiêu chí cơ bản này và các
phương pháp được sử dụng để đánh giá các chỉ tiêu này cũng như biện giải các lý do sử
dụng các tiêu chí này để đánh giá chất lượng LPG.


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

I.1. Giới thiệu về LPG
1. LPG là gì ?

LPG ( Liquefied Petroleum Gas) là khí dầu mỏ hóa lỏng hay khí hóa lỏng có thành
phần chính là Propane và Butane.
2. Phân loại

Chủ yếu LPG được phân loại theo chỉ tiêu sự khác nhau về độ tinh khiết (hàm
lượng propan và butan) hoặc tỉ lệ thành phần của propan : butan.
3. Nguồn gốc

LPG tồn tại trong thiên nhiên ở các giếng dầu hoặc giếng gas và cũng có thể sản
xuất ở các nhà máy lọc dầu. Nguyên liệu ban đầu dùng để sản xuất LPG là dòng khí thiên
nhiên khai thác từ các mỏ dầu hoặc qua quá trình xử lý dầu thô để thu được LPG. Về cơ
bản, quy trình sản xuất LPG gồm các bước sau:
• Làm sạch khi: loại bỏ các tạp chất bằng phương pháp lắng, lọc... Sau khi loại bỏ các tạp
chất, khí nguyên liệu còn lại chủ yếu là các hydrocarbon như etan, propan, butan…
• Tách khi: hỗn hợp khí nguyên liệu cần được tách riêng từng khí để sử dụng và pha trộn
cho từng mục đích sử dụng khác nhau. Có thể dùng các phương pháp tách khí như
phương pháp nén, hấp thụ, làm lạnh từng bậc, làm lạnh bằng giãn nở khí… Qua hệ thống
các dây chuyền tách khí có thể thu được propan và butan tương đối tinh khiết với nồng độ
từ 96-98%.
• Pha trộn: các khí thu được riêng biệt lại được pha trộn theo các tỷ lệ thể tích khác nhau
tùy theo yêu cầu. Hiện nay trên thị trường Việt Nam có khá nhiều loại LPG khác nhau do
các hãng cung cấp với các tỷ lệ propan: butan là 30:70, 40:60, 50:50… Đối với LPG có tỷ
lệ là 30:70, 40:60 thường được sử dụng trong sinh hoạt. Còn tỷ lệ pha trộn 50:50 thường
được sử dụng làm nguyên liệu trong các ngành công nghiệp như nấu thủy tinh, sản xuất
ắc quy, cơ khí đóng tàu...
Khi chuyển từ thể lỏng sang thể khí, LPG có tỷ lệ giãn nở rất lớn. 1 lít LPG lỏng
sẽ tạo ra khoảng 250 lít khí.

Do vậy trong các bồn chứa LPG không bao giờ được nạp đầy, chúng được quy
định chỉ chứa từ 80% - 85% dung tích.


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Sản xuất LPG không khó nhưng có lẽ vấn đề tồn trữ LPG luôn là một trở ngại vì
chi phí xây dựng các bồn chứa LPG khá cao. Để có được một kho chứa LPG 1.000 tấn
theo đúng tiêu chuẩn, cần khoảng 60 tỷ đồng. Vì là bồn chứa chịu áp lực cao nên phải
tuân thủ các quy định trong tiêu chuẩn TCVN 6486-1999 hay TCVN 7441-2004. Kho
LPG của PVGas Việt Nam hiện có sức chứa lớn nhất nước nhưng cũng chứa được tối đa
7.000 tấn. Với số lượng này, chỉ hai tàu bơm trong vài ngày là hết. Do không có kho chứa
đủ lớn nên các doanh nghiệp thường không dám ký hợp đồng nhập khẩu dài hạn với số
lượng lớn; hoặc ký hợp đồng nhưng không thể cùng lúc chuyển về với khối lượng lớn. Vì
vậy các doanh nghiệp thường bị động trong việc bình ổn thị trường, và đó cũng là lý do
khiến thị trường LPG trong nước thường có nhiều biến động về giá so với thế giới.
4. Thành phần của LPG

Thành phần của LPG chủ yếu là propan và butan ngoài ra có một số chất khác nữa
nhưng rất ít do tinh chế chưa sạch hoặc là do cho thêm vào để cải thiện tính chất nào đó
của LPG hoặc với mục đích nào đó (chất tạo mùi…). Thành phần của LPG thì có thể biến
động theo từng cơ sở sản xuất và do ứng dụng của nó.
Nhưng thông thường thì tỉ lệ propan : butan = 50 : 50 nhưng đôi khi là 30:70,
40:60 tùy thuộc cơ sở và mục đích sử dụng.
5. Tính chất cơ bản LPG

Tính chất của LPG phụ thuộc vào thành phần của nó. Ta có tính chất của các thành
phần của nó như sau:

ĐẶC TRƯNG KỸ THUẬT CỦA LPG

Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Số
ĐẶC TÍNH
TT

PHƯƠN
G PHÁP
THỬ

LPG
M
M
Đặc
I
A
trưng
N
X

Tỉ trọng
1 0
15 C

tại 0.
0.5 ASTM
0.55
55

75 D1657

Áp suất hơi
42
10 ASTM
2 ở
37.80C
460
0
00 D2598
(Kpa)
Thành phần
(% khối lượng
):
+ Ethane
3

2

+ Propane

40 50 60

+ Butane

40 50 60

+ Pentane và
thành
phần

khác

ASTM
D2163

2

Ăn mòn lá
1
ASTM
4 đồng
ở
1A 1A
A
D1838
(37.80C /giờ)
Nước
5 do( %
lượng ):

tự
khối 0

0

0

Sulphur sau
6 khi tạo mùi 20 25 30 ISO 4260
(PPM)

Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Cặn còn lại
sau khi hoá
7
0
hơi ( % khối
lượng ):

0

H2S ( % khối
lượng ):

0

8

0.0 ASTM
5 D2158

Nhiệt
lượng :
50000

+ KJ/Kg
9

+ Kcal/m3
(150C , 760
mm
Hg)
+ Kcal/kg

26000
11.300
12.000

Nhiệt lượng
1 kg LPG
tương đương :
+
(KW.h)
10

Điện

+ Dầu hỏa
(Lít)
+ Than (kg)
+ Củi
(kg)

11

14
1.5-2
3-4

7-9

gỗ

Nhiệt
độ
0
cháy ( C) :
+
Trong
không khí

1900
2900

0

ASTM
D2420


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

+ Trong oxy
Tỉ lệ hoá hơi
12 : Lỏng --->
Hơi

250
lần

Giới
hạn
cháy
trong
13
không khí
(% thể tích)

2-10

Nhưng nói chung thì LPG:
-

Không màu , không mùi , không độc hại ( nhưng được pha thêm chất Etylmecaptan có
mùi đặc trưng để dễ phát hiện khi có rò xì gas )
- Nhiệt độ sôi của gas thấp ( từ - 45 đến - 2 oC ) nên để gas lỏng tiếp xúc trực tiếp
với da sẽ bị phỏng lạnh

-

Trong điều kiện nhiệt độ môi trường gas bốc hơi rất mãnh liệt , khi gas chuyển từ trạng
thái lỏng sang hơi thì thể tích tăng đến 250 lần
Áp suất của gas phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường , khi nhiệt độ tăng thì áp suất
gas sẽ tăng và ngược lại . Trong điều kiện nhiệt độ khu vực phía nam thì áp suất gas dao
động trong khoảng từ 4 - 7 kg/cm2
-Tỉ trọng của gas lỏng nhẹ hơn nước , khối lượng riêng trong khoảng D L = 0.51 0.575 Kg/Lít
-Tỉ trọng gas hơi nặng hơn không khí DH = 1.51 - 2 lần , nên gas bị rò xì sẽ tích
nơi trũng , thấp hơn mặt bằng xung quanh ( cống , rãnh )
6. Chỉ tiêu đánh giá chất lượng LPG

Các chỉ tiêu để đánh giá chất lượng của LPG được liệt kê trong bảng sau:
S
TT
0

Các chỉ tiêu

Đơn vị
tính

Mức chất
lượng

Phương pháp thử

Áp suất hơi ở 37,8 °C

Kpa

1430

ASTM D1267 - 95


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

1
0
2

0
3
0
4
0
5

Hàm lượng lưu huỳnh,
max

Ppm

140

ASTM D2784 - 98

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

Độ ăn mòn tấm đồng
trong 01 giờ ở 37,8 °C
Tỷ trọng ở 15°C

Thành phần:
- Hàm lượng Etan
- Hàm lượng Butan và các
0chất nặng hơn, max
6 - Hàm lượng Pentan và các
chất nặng hơn, max

% mol
% mol
% mol
% mol

- Hydrocarbon không bão
hòa
0
7

Thành phần cặn sau khi

bốc hơi 100ml, max

ml

số liệu báo
cáo
số liệu báo
cáo
2,00
số liệu báo
cáo

ASTM D2163 - 91
ASTM D2163 - 91
ASTM D2163 - 91
ASTM D2163 - 91

ASTM D1267 - 95

7. Ưu – nhược điểm của LPG

Ưu điểm:
-

-

-

Tỏa năng lượng (nhiệt) khá cao:mỗi kg LPG cung cấp khoảng 12.000 kcal
năng lượng, tương đương nhiệt năng của 2 kg than củi hay 1,3 lít dầu hỏa hoặc

1,5 lít xăng.
Việc sản sinh ra các loại chất ( khí NO x ,SOx )khí độc và tạp chất trong quá
trình cháy thấp đã làm cho LPG trở thành một trong những nguồn nhiên liệu
thân thiện với môi trường.
Dễ cháy vì thế nên hiệu suất cháy cao, cháy hoàn toàn, ít gây ô nhiễm


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

-

-

-

-

-

Nhiệt độ cháy cao (có thể đạt 1900-1950 oC ) nên có thể nung chảy hầu hết mọi
thứ.
Vận tốc bay hơi của LPG rất nhanh, dễ dàng khuyếch tán, hòa trộn với không
khí thành hỗn hợp cháy tốt.
Vì có tương đối ít thành phần hơn nên dễ đạt được đúng tỷ lệ pha trộn nhiên
liệu, cho phép sản phẩm cháy hoàn toàn. Việc này đã làm cho LPG có các đặc
tính của một nguồn nhiên liệu đốt sạch.
Cả Propane và Butane đều dễ hóa lỏng và có thể chứa được trong các bình áp
lực. Những đặc tính này làm cho loại nhiên liệu này dễ vận chuyển, và vì thế
có thể chuyên chở trong các bình hay bồn gas đến người tiêu dùng cuối cùng.
LPG là loại nhiên liệu thay thế rất tốt cho xăng trong các động cơ đánh

lửa.Trong một động cơ được điều chỉnh hợp lý, đặc tính cháy sạch giúp giảm
lượng chất thải thoát ra, kéo dài tuổi thọ.
Như một chất thay thế cho chất nổ đẩy aerosol và chất làm đông, LPG được
chọn để thay cho fluorocarbon vốn được biết đến như một nhân tố làm thủng
tầng ozone.
Với các đặc tính là nguồn nhiên liệu sạch và dễ vận chuyển, LPG cung cấp một
nguồn năng lượng thay thế cho các nhiên liệu truyền thống như: củi, than, và
các chất hữu cơ khác. Việc này cung cấp giải pháp hạn chế việc phá rừng và
giảm được bụi trong không khí gây ra bởi việc đốt các nhiên liệu truyền thống.

Nhược điểm:
-

-

Do hơi LPG có tỷ trọng với không khí lớn hơn 1 (Tỉ trọng LPG nhẹ hơn so với
nước là: Butane từ 0,55 – 0,58 lần, Propane từ 0,5 – 0,53 lần; Ở thể hơi (gas)
trong môi trường không khí với áp suất bằng áp suất khí quyển, gas nặng hơn
so với không khí: Butane 2,07 lần; Propane 1,55 lần) nên khi thoát ra ngoài sẽ
bay là là trên mặt đất, tích tụ ở những nơi kín gió, những nơi trũng, những hang
hốc của kho chứa, bếp…thậm chí là mặt nước rất dễ gây cháy nổ.
Màu sắc: LPG ở trạng thái nguyên chất không màu không có mùi nên khó nhận
biết sự có mặt của nó (khắc phục nhược điểm này LPG được pha trộn thêm
chất tạo mùi Mercaptan với tỉ lệ nhất định để có mùi đặc trưng nên có thể nhận
biết bằng khứu giác).


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

LPG là loại nhiên liệu dễ cháy khi kết hợp với không khí tạo thành hỗn hợp

cháy nổ. Đạt tới giới hạn nồng độ cháy, dưới tác dụng của nguồn nhiệt hoặc
ngọn lửa trần sẽ bắt cháy làm phá hủy thiết bị, cơ sở vật chất, công trình.
- LPG tồn tại ở nhiệt độ thường với áp suất khá cao nên cần phải được bảo quản
ở nơi có áp suất cao. Vì vậy đòi hỏi các thiết bị chứa phải có độ bền cao
8. So sánh tính năng của LPG với các loại nhiên liệu khác
-

Sản lượng khí dầu mỏ hóa lỏng trên thế giới đạt 130 triệu tấn trong năm 1995 và
trong năm 2000 con số này tăng lên đến trên 200 triệu tấn. Khí dầu mỏ hóa lỏng đã được
phát triển và thương mại hóa từ những năm 1950. Trước đây, chúng được dùng chủ yếu
cho công nghiệp và sinh nhiệt gia dụng. Việc nghiên cứu sử dụng LPG trên phương tiện
giao thông vận tải mới được tiến hành trong những thập niên gần đây. Để góp phần làm
giảm ô nhiễm môi trường không khí, một số nước đã áp dụng chính sách thuế đặc biệt để
khuyến khích người dân sử dụng khí LPG chẳng hạn như Hà lan, Ý, Hàn quốc …Hình
bên dưới giới thiệu tỉ lệ ôtô sử dụng LPG tại một số quốc gia trên thế giới.

Tỷ lệ ôtô sử dụng LPG tại một số nước trên thế giới
Quá trình cháy của LPG diễn ra thuận lợi hơn nhiều so với xăng do hỗn hợp được
hòa trộn tốt. Mặt khác LPG ở thể khí trong điều kiện khí trời nên không có lớp nhiên liệu
lỏng ngưng tụ trên thành xy lanh hay thành đường ống nạp do đó giảm thành phần các
chất khí chưa cháy trong khí thải động cơ. Thực nghiệm cho thấy ôtô chạy bằng LPG dễ


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

dàng thỏa mãn những tiêu chuẩn khắt khe nhất của luật môi trường hiện nay. Trong điều
kiện hoạt động bình thường, ôtô LPG có mức độ phát ô nhiễm giảm 80% đối với CO,
55% đối với HC và 85% đối với NOx so với động cơ xăng cùng cỡ. Ngoài ra sử dụng
nhiên liệu LPG cũng góp phần làm đa dạng hóa nguồn năng lượng sử dụng cho giao
thông vận tải.

Do LPG có các đặc tính kỹ thuật như có tính chống kích nổ cao, không có chì (khi
so với xăng pha chì) nên sản phẩm cháy không có muội than, không có hiện tượng đóng
màng nên động cơ làm việc với LPG ít gây kích nổ hơn, ít gây mài mòn xy lanh, piston,
segment, và các chi tiết kim loại khác trong động cơ.
So sánh khi thải của các xe chạy bằng xăng, diesel và LPG


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

So sánh khí thải của một số loại xe chạy bằng Diesel, xăng và LPG

Nguồn sản xuất và đặc tính khí thải động cơ sử dụng Propane
Qua các nghiên cứu thực nghiệm quá trình cháy của động cơ sử dụng LPG, từ các
kết quả thực nghiệm các nhà nghiên cứu đã rút ra được những kết luận sau :


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Tốc độ cháy của hỗn hợp LPG – không khí lớn hơn tốc độ cháy của hỗn hợp xăng
– không khí và phụ thuộc vào tốc độ động cơ. Do đó cần điều chỉnh lại góc đánh lửa sớm
khi chuyển động cơ xăng sang LPG.
Hỗn hợp LPG – không khí có thể cháy ổn định ở giới hạn dưới của độ đậm đặc.
Vì vậy có thể thiết kế động cơ làm việc với hỗn hợp loãng để nâng cao tính kinh tế
và giảm ô nhiễm môi trường.

9. Ứng dụng

LPG được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như sau:
Dân dụng: các hộ gia đình sử dụng LPG làm nhiên liệu, chất đốt trong sinh
hoạt theo hình thức sử dụng bình gas 12kg. (tỷ lệ propan :butan = 30 :70 hoặc

40 :60)
- Thương mại: chủ yếu là các khách sạn, nhà hàng, khu vui chơi giải trí… sử
dụng bình gas 45kg. (tỷ lệ propan :butan = 30 :70 hoặc 40 :60)
- Tiêu thụ công nghiệp: các nhà máy sử dụng LPG làm nhiên liệu để phục vụ
sản xuất như nhà máy sản xuất gốm, sứ, thủy tinh, gạch men, chế biến thực
phẩm, nông sản, thủy sản… Đây là nguồn tiêu thụ LPG quan trọng ở Việt
Nam. (LPG có tỉ lệ propan :butan = 50 :50)
- Giao thông vận tải: sử dụng LPG thay thế cho các nhiên liệu truyền thống như
xăng, dầu; và “xanh hóa” nhiên liệu. Tuy nhiên đến thời điểm hiện nay việc sử
dụng LPG trong giao thông vận tải còn khiêm tốn. Đi ngoài đường thỉnh
thoảng chúng ta bắt gặp những chiếc taxi “xanh” với nhiên liệu LPG của hãng
Petrolimex. Kết quả thử nghiệm sử dụng bộ chuyển đổi LPG cho xe taxi sẽ tiết
kiệm được khoảng 25-29% chi phí so với chạy xăng. Việt Nam cũng bắt đầu
ứng dụng LPG làm nhiên liệu thay xăng cho xe gắn máy.
10. Thị trường LPG Việt Nam và thế giới
-

Thị trường LPG Việt Nam
• Nguồn cung LPG
Những năm gần đây chúng ta đã có quá nhiều chuyện để nói về công nghiệp dầu
khí Việt Nam. Vào những năm 70 của thế kỷ trước, với sự giúp đỡ của các chuyên gia
Liên Xô đã bắt đầu có những điều tra cơ bản và quy mô về tiền năng dầu khí ở Việt Nam.


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Khởi đầu thất bại đã khiến nhiều người cho rằng Việt Nam tuy sở hữu 1 thềm lục địa dài
và rộng nhưng không hề tồn tại các mỏ dầu khí. May mắn và 1 chút kiên nhẫn đã phát lộ
tiềm năng dầu khí Việt Nam. Tuy nhiên thực tế rằng những gì ngành dầu khí làm được từ
đó đến nay vẫn chỉ là việc xuất khẩu dầu thô để thu ngoại tệ và lại đem ngoại tệ đó để

mua các sản phẩm dầu mỏ đã qua chế biến với giá chắc chắn là cao hơn. Tất nhiên không
thể 1 sớm 1 chiều đưa nền CN dầu khí VN lên 1 đẳng cấp mới được, nhưng thật sự việc
chờ đợi đã khiến nhiều người mất kiên nhẫn trong vấn đề đảm bảo an ninh năng lượng,
phát triển kinh bền vững, ổn định an ninh quốc phòng...
LPG do nhà máy xử lý khí Dinh Cố (Bà Rịa-Vũng Tàu) sản xuất đáp ứng khoảng
30% nhu cầu thị trường LPG Việt Nam. Sản lượng LPG dự kiến năm 2009 sẽ đạt khoảng
270.000 tấn. Dự kiến sản lượng LPG Dinh Cố sẽ đạt khoảng 230.000 tấn vào năm 2010,
giảm dần xuống còn 173.000 tấn vào năm 2015, tăng trở lại mức 279.000 tấn vào năm
2020 và đạt mức 230.000 tấn vào năm 2025 (số liệu báo cáo đầu tư dự án Kho LPG lạnh
Thị Vải của PVGAS). Sản phẩm LPG của nhà máy Dinh Cố đã được Quatest 3 cấp
chứng nhận phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế ASTM D 1835-03.
Kể từ năm 2009, thị trường LPG Việt Nam có thêm nguồn cung LPG mới từ nhà
máy lọc dầu Dung Quất. Từ tháng 7/2009, nhà máy lọc dầu Dung Quất đã chính thức
cung cấp LPG cho thị trường với sản lượng khoảng 130.000 tấn (năm 2009), các năm tiếp
theo sẽ cung ứng cho thị trường khoảng 340.000 tấn/năm.
Sản lượng LPG sản xuất nội địa trong năm 2009 đạt khoảng 400.000 tấn, đáp ứng
khoảng 42% nhu cầu cả nước.
Hàng năm, Việt Nam vẫn phải nhập khẩu thêm LPG từ các quốc gia lân cận như
Thái Lan, Malaysia, Singapore, Đài Loan, Trung Quốc. Tuy nhiên trong những năm gần
đây, nguồn cung LPG cho thị trường Việt Nam từ các nước trong khu vực Đông Nam Á
ngày càng trở nên khan hiếm và không ổn định. Dự kiến trong tương lai, nguồn cung
LPG nhập khẩu cho thị trường Việt Nam sẽ chủ yếu từ các nước thuộc khu vực Trung
Đông.

II. Một số tiêu chuẩn chính, phương pháp đánh giá chỉ tiêu chất lượng của LPG
2.1 Áp suất hơi bão hòa Reid


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Áp suất hơi là một đặc tính lý học quan trọng đối với các chất lỏng dễ bay hơi.
Nó là chỉ tiêu dặc biệt quan trọng để đánh giá tốc độ bay hơi của LPG. Ở một vài
nơi giới hạn áp suất hơi lớn nhất của xăng được quy định mang tính pháp lý như một số
đo kiểm soát sự ô nhiễm của không khí.
Tiêu chuẩn ASTM D323 – 99; TCVN 5731 : 2006 áp dụng dể xác định áp suất
hơi ở 37,80C (1000F) của sản phẩm dầu mỏ và dầu thô có nhiệt độ sôi đầu lớn hơn 0C0

Hình 2.1 Sơ đồ chuyển mẫu từ hệ thống loại mở sang khoang lỏng
Cách xác định:
Lấy bình mẫu ra khỏi bể làm lạnh, mở nắp và lắp ống truyền mẫu đã được làm
lạnh vào (xem hình 2.6). Lấy khoang lỏng ra khỏi bể làm lạnh và đặt ở vị trí lộn ngược
trên đầu ống truyền mẫu. Lật ngược thật nhanh toàn bộ hệ thống sao cho khoang lỏng
thẳng đứng và đầu ống truyền cách đáy khoang lỏng khoảng 6 mm (0,25 in.). Nạp mẫu
đầy tràn khoang lỏng. Rút ống truyền mẫu ra khỏi khoang lỏng trong khi mẫu vẫn tiếp tục
tràn cho dến khi ống được rút ra hoàn toàn. Lấy ngay khoang hơi ra khỏi bể nuớc và nối
với khoang lỏng đầy mẫu càng nhanh càng tốt, không dể tràn. Khi khoang hơi đã đưa ra
khỏi bể, nối với khoang lỏng sao cho không tạo ra sự trao đổi giữa không khí nhiệt độ
phòng với không khí có nhiệt độ 37,80C (1000F) trong khoang đó. Hoàn tất thao tác lắp


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

thiết bị trong vòng 10 giây. Lật úp thiết bị đã lắp ráp và cho toàn bộ mẫu từ khoang lỏng
chảy vào khoang hơi, lắc mạnh, lật lên úp xuống 8 lần. Ðể dầu áp kế do phía trên, nhúng
ngập toàn bộ thiết bị trong bể nước được duy trì ở nhiệt dộ 37,8 0C ± 0,10C (1000F ±
0,20F), ở vị trí nghiêng sao cho chỗ nối giữa khoang lỏng và khoang hoi nằm duới mức
nuớc. Kiểm tra cẩn thận sự rò rỉ. Nếu không có hiện tượng rò rỉ, tiếp tục ngâm thiết bị sao
cho đỉnh của khoang hơi nằm duới mặt nuớc ít nhất 25 mm (1 inch).

Hình 2.2 kích thước thiết bị đo áp suất hơi bão hòa Reid

Bảng 2.1 Thông số thiết bị đo áp suất hơi bão hòa
Ký hiệu
A
B, C, D
E
F, G
H
I
J

Mô tả
Chiều dài khoang hơi
Ðuờng kính trong của
khoang lỏng và khoang hơi
Ðuờng kính trong của đầu
nối, min
Ðuờng kính ngoài của đầu
nối
Ðuờng kính trong của đầu
nối
Van
Van

Kích thuớc, mm
254
51
4,7
12,7
12,7
12,7

6,35


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Sau khi ngâm thiết bị trong bể nuớc ít nhất 5 phút, gõ nhẹ áp kế đo và quan sát số
dọc trên áp kế đo. Lấy thiết bị ra khỏi bể và lặp các buớc tiến hành nhu trên. Cứ sau
khoảng ít nhất 2 phút lại gõ nhẹ lên áp kế và ghi lại số chỉ của áp kế. Cứ lặp lại cách tiến
hành như trên ít nhất 5 lần cho dến khi số chỉ của áp kế hai lần liên tiếp bằng nhau, nghĩa
là áp suất đã đạt cân bằng. Giá trị áp suất này được gọi là áp suất hơi chưa hiệu chỉnh của
mẫu. Tháo ngay áp kế ra khỏi thiết bị, không cần làm sạch hết chất lỏng còn bám vào áp
kế, kiểm tra số dọc trên áp kế do theo dụng cụ do áp suất khi cho cả hai cùng chịu một áp
lực ổn dịnh bằng nhau, bằng số do áp suất hoi chua hiệu chỉnh khoảng 1,0 kPa (0,2 psi).
Nếu có sự khác nhau giữa số dọc của hai áp kế thì giá trị chênh lệch này duợc cộng với
áp suất hoi chua hiệu chỉnh của mẫu. Giá trị áp suất này chính là áp suất hoi bão hòa Reid
của mẫu.

Hình 2.3 Sơ đồ thiết bị đo áp suất hơi Reid kiểu nằm ngang

2.2. Xác định thành phần (% khối lượng )
Thành phần của mẫu LPG thu được bằng việc sử dụng phương pháp kiểm tra D2163
hoặc phương pháp khác có thể chấp nhận được.
Ở đây ta xác định thành phần dòng khí từ nhà máy lọc dầu và khí hóa lỏng (LPG)
dạng hơi bằng thiết bị sắc ký khí.
Phương pháp sắc ký do nhà bác học người Nga Mikhail Tewett (1872-1919) phát
minh vào năm 1903. Ông đã dùng cột chứa oxit nhôm tách các pigment của lá cây thành
các vùng màu riêng biệt và đặt tên là sắc ký (chromatogrphy)


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Quá trình sắc ký là quá trình tách dựa trên sự dịch chuyển hỗn hợp phân tích qua một
lớp chất cố định (được gọi là pha tĩnh)nhờ vào chất mang thường là khí hoặc lỏng (được
gọi là pha động). Người ta dựa vào trạng thái của pha động và cơ chế trao đổi của các cấu
tử mà chia thành hai loại chính: Sắc ký lỏng và sắc ký khí:
Sắc ký khí là phương pháp sắc ký mà pha động thường là khí và pha rắn là chất rắn
hấp phụ. Sắc ký khí thường dùng để xác định các chất dể bay hơi( tos< 350oC). Trong
đó:
Pha tĩnh: Thường là các chất bền nhiệt, không bốc hơi hay phân hủy ở nhiệt dộ khảo
sát. Thông thường pha tĩnh trong sắc ký khí thường là Dimethyl polysiloxan,để thay đổi
độ phân cực người ta thay bằng nhóm methyl(-CH3) bằng các nhóm phenil, rượu,
amid,ceton…
Pha động: hay còn gọi là khí mang, khí mang phải đáp ứng được các yêu cầu sau:
-

Trơ đối với khí cần phân tích.

-

Có tỷ khối nhỏ,độ nhớt thấp để tăng tốc độ khí mang.

-

Có độ tinh khiết cao, thông thường >99,99%.

- Những loại khí mang thường dùng: He, H2, ,N2… Trong đó He là khí mang tốt
nhất, H2 dễ gây cháy nổ, N2 rẻ tiền nhưng tách không tốt.
Cột sắc ký: gồm có hai dạng chính.
- Cột nhồi: dài 2 -3 m,đường kính 2 – 4 mm,thường làm bằng thủy tinh, kim loại,
teflon, trong cột nhồi đầy với những hạt rắn, hình cầu diện tích riêng của hạt > 1m2/gam

- Cột mao quản(cột mở):chiều dài 10 – 100 m, đường kinh 0.2 - 0.3mm,trên thành
trong của cột được phủ một lớp pha tĩnh rất mỏng (0.03 – 0.1mm)
Buồng ổn nhiệt: Có khả năng gia nhiệt và hạ nhiệt rất nhanh. Nhiệt độ là một thông số
quan trọng trong sắc ký khí. Buồng nhiệt chứa cột vì vậy phải có nhiệt độ hoạt động thấp
hơn nhiệt độ giới hạn.
Các đầu dò: các đầu dò có thể được sử dụng như:
-

Đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID – flame ionization detector).


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Hình 8: Đầu dò ion hóa ngọn lửa.
-

Đầu dò dẫn nhiệt ( TCD – thermal conductivity detector).

Hình : Đầu dò dẫn nhiệt.
-

Đầu dò bắt giữ điện tử ( ECD – electron capture detector)


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Hình: Đầu dò bắt giữ điện tử.
Kỹ thuật so sánh
Chỉ cần chạy một mẫu chuẩn và một mẫu thật từ đó so sánh được kết quả. Ta luôn có:

Trong đó: Cx,Cc:nồng độ của chất cần xác định và chất chuẩn.
Ax,Ac:tín hiệu đo của chất cần xác định và chất chuẩn.
Báo cáo kết quả của các cấu tử sau: khí không ngưng, từng hydrocacbon có trong
phân đoạn C1 – C4 và các hydrocacbon no C5. Các hợp chất hydrocacbon không no C5
và C6+ được báo cáo chung một nhóm. Một số máy phân tích có thể tách hydrocacbon
không no C5 và các hydrocacbon C6+ . Oxi không được tách ra khỏi khí Argon. Các kết
quả của H2S (nếu có mặt) có thể không được định lượng trên một số máy phân tích.
Sử dụng bảng các hệ số sau cho việc xác định các thông số vật lý của LPG
Thành phần

Hệ số áp suất hơi trong hỗn
hợp, kPa-gage (PSIG) ở
37.80C (1000F)

Tỉ trọng tương
đối ở 15.60C
(600F)

Giá trị
MON

17547 (2545)

0.3

…

Ethan

4213 (611)

0.3563

100.7

Ethen (Ethylen)

8720 (1265)

0.37

75.6

Methan


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

Propan

1200 (174)

0.5072

97.1

Propen (Propylen)

1466 (213)

0.5226

84.9

Methylpropan(isobutan
)

400 (58)

0.5629

97.6

n-Butan

255 (37)

0.5842

89.6

t-2-Buten

242 (35)

0.6099

…

1-Buten

328 (48)

0.6004

80.8

2-Methylpropen (iso
Butylen)

340 (49)

0.6004

…

c-2-Buten

216 (31)

0.6275

83.5

2,2-Dimethylpropan
(Neopentan)

152 (22)

0.5961

80.2

Cyclopentan

-33 (-4.7)

0.7503

84.9

2-Methylbutan
(isopentan)

40 (5.8)

0.6251

90.3

n-Pentan

6.4 (0.9)

0.6307

62.6

n-Hexan

-67 (-9.7)

0.6641

26

Tính Toán Kết Quả
1. Tính áp suất hơi LPG

a. Tính áp suất hơi riêng phần gage của từng cấu tử trong hỗn hợp theo công thức
sau:
Áp suất hơi riêng phần gage = (vp’ x C)/100
Trong đó:
vp′ = áp suất hơi của từng cấu tử ở 37.8oC (bảng 1)
C = phần trăm thể tích lỏng của từng cấu tử trong hỗn hợp

b. Cộng tổng áp suất hơi riêng phần của tất cả các cấu tử, làm tròn đến 7 kPa (1psi).
c. Tổng được báo cáo là áp suất hơi của mẫu, kPa ở 37.80C (1000F).
2. Tính tỉ trọng tương đối
a. Tính khối lượng tương đối của mỗi cấu tử trong hỗn hợp theo công thức


Tiểu luận môn học: Các pháp đánh giá và kiểm tra chất lượng dầu khi

sau:
Khối lượng tương đối của mỗi cấu tử = (sg’ x C)/100
Trong đó:
Sg’ = tỉ trọng tương đối của cấu tử tinh khiết ở 15.60C (bảng 1), và
C = phần trăm thể tích lỏng của cấu tử trong hỗn hợp.
b. Cộng tổng tỉ trọng tương đối của tất cả các cấu tử, làm tròn tổng đến ba

chữ số thập phân.
c. Báo cáo tổng như là tỉ trọng tương đối của hỗn hợp.
3. Tính chỉ số MON
a. Tính chỉ số MON của từng cấu tử trong hỗn hợp, chính xác đến 0.1 MON

theo công thức sau:
Chỉ số MON của từng cấu tử = (m x C)/100
Trong đó: m = chỉ số MON của từng cấu tử.
C = phần trăm thể tích lỏng của cấu tử trong hỗn hợp.
b. Tính tổng MON của tất cả các cấu tử đã xác định và làm tròn tổng chính

xác đến 0.5.
c. Tổng được báo cáo là chỉ số MON tính toán được của hỗn hợp.

Từ kết quả phân tích có thể xác định được áp suất hơi, tỉ trọng tương đối và MON
của mẫu, thành phần của các hợp chất có chứa trong khí nhiên liệu. Có thể nói phương
pháp sắc ký khí là phương pháp quan trong và được sử dụng phổ biến nhất trong các
ngành công nghiệp về khí, các kết quả phân tích của phương pháp này là tiền đề trong các
tính toán về chất lượng và giá thành của sản phẩm khí.