(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu tối ưu hóa trị số octane và áp suất hơi bão hòa trong xăng khoáng nhằm pha trộn với ethanol tạo sản phẩm xăng sinh học

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


TRƯƠNG THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA TRỊ SỐ OCTANE
VÀ ÁP SUẤT HƠI BÃO HỊA TRONG XĂNG
KHỐNG NHẰM PHA TRỘN VỚI ETHANOL
TẠO SẢN PHẨM XĂNG SINH HỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC

Đà Nẵng – Năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA


TRƯƠNG THỊ THU HÀ

NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA TRỊ SỐ OCTANE
VÀ ÁP SUẤT HƠI BÃO HỊA TRONG XĂNG
KHỐNG NHẰM PHA TRỘN VỚI ETHANOL
TẠO SẢN PHẨM XĂNG SINH HỌC

Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
Mã số: 8520301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Trương Hữu Trì

Đà Nẵng – Năm 2019



TÓM TẮT
NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA TRỊ SỐ OCTANE VÀ ÁP SUẤT HƠI BÃO HỊA
TRONG XĂNG KHỐNG NHẰM PHA TRỘN VỚI ETHANOL TẠO SẢN PHẨM
XĂNG SINH HỌC
Học viên: Trương Thị Thu Hà Chuyên ngành: Kỹ thuật Hóa học
Mã số: 8520301 Khóa: 35 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt: Nhận thức được những lợi ích nguồn NLSH đem lại như: giảm nguy cơ ảnh hưởng xấu đến
sức khỏe con người, giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và bảo vệ mơi trường, đã có nhiều
nghiên cứu và ứng dụng triển khai sử dụng xăng sinh học (được pha trộn từ ethanol với xăng khoáng)
trên thế giới và tại Việt Nam. Tuy nhiên, xăng E5 RON92 trên thị trường Việt Nam hiện nay, được
pha trộn trực tiếp từ xăng khống có trị số octane 92 nên xăng E5 RON92 thường có trị số octane vượt
yêu cầu từ 1,2-1,6 đơn vị RON, điều này rất lãng phí. Bên cạnh đó, giá trị RVP xăng khống RON92
trên thị trường khoảng 75 kPa khi pha trộn với ethanol 5-10%, thì E5/E10 rất dễ vượt yêu cầu (80
kPa), làm ảnh hưởng đến tính khởi động nóng của động cơ, thất thốt vật chất ra môi trường, gây ô
nhiễm môi trường sống và dễ cháy nổ trong tồn trữ, vận chuyển và phân phối.
Với lý do này, tác giả lựa chọn “Nghiên cứu tối ưu hóa trị số Octane và áp suất hơi bão hịa trong
xăng khống nhằm pha trộn với ethanol tạo sản phẩm xăng sinh học” cho luận văn thạc sĩ của mình.
Qua nghiên cứu, tác giả sẽ đưa ra trị số octane tối thiểu và giá trị RVP tối đa của xăng khoáng nhằm
phối trộn với ethanol tạo sản phẩm xăng sinh học E5/E10 RON92/95 đáp ứng yêu cầu TCVN, QCVN.
Góp phần tăng lợi nhuận NMLD DQ, tăng lượng xăng nội địa đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lượng và

đóng góp vào sự phát triển kinh tế đất nước.
Từ khóa: Xăng sinh học, E5 RON 92, E5 RON 95, E5/E10 RON 92, E5/E10 RON 95.
RESEARCHING OF OCTANE NUMBER OPTIMIZATION AND REID VAPOR
PRESSURE OF GASOLINE TO BLEND WITH ETHANOL FOR CREATING BIOGASOLINE PRODUCTS
Abstract: Aware of the benefits that the source of biofuels has to offer as reducing the risk of adverse
effects on human health, reducing the dependence on fossil fuels and protecting the environment,
there have been many application implementations to use the bio-gasoline (blended from ethanol with
traditional gasoline) on the world and Vietnam is also. However, the current E5 RON92 on the market
(Vietnam) is mixed directly from ethanol and gasoline which has octane number 92, so bio-gasoline
often has Octane number that exceed the requirement 1.2-1.5 unit. This was very wasteful. Besides,
the RVP value of regular gasoline on the import market/ production is usually about 75 kPa when
blending with 5-10% volume ethanol is very easy to exceed requirements (80 kPa). This affects the
hot start-up of engine, dispersing material vapor into the environment, which causes pollution,
flammability during storage, transportation and distribution.
For these reasons, the author selected “ Researching of Octane number optimization and Reid Vapor
Pressure of mineral gasoline to blend with ethanol for creating bio-gasoline products” for my master
thesis. The achived results are to give the minimum octane number and the maximum RVP value of
the gasoline which be mixed with the source of ethanol to create bio-gasoline products E5/E10
RON92/95 in response to requests and conform to Vietnam national standards. This contributes to
meet the needs of the current energy consumption, ensuring the nation’s energy resources and
increasing profits for the development of the country’s economy.
Key words: Bio-gasoline, Ethanol-gasoline, E5 RON92, E5/E10 RON92, E5/E10 RON95.


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
TÓM TẮT
MỤC LỤC
DANH MỤC VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài...................................................................................................1
2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................2
3. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài.....................................................................3
5. Cấu trúc của luận văn ............................................................................................ 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .........................................................................................5
1.1. Cơ sở và mục tiêu nghiên cứu...................................................................................5
1.1.1. Cơ sở nghiên cứu ............................................................................................ 5
1.1.2. Tính cấp thiết, mục tiêu và ý nghĩa nghiên cứu ..............................................8
1.2. Các nghiên cứu thử nghiệm, ứng dụng xăng sinh học ..............................................9
1.2.1. Giới thiệu về nhiên liệu xăng sinh học ...........................................................9
1.2.2. Các nghiên cứu và ứng dụng xăng sinh học trên thế giới ............................. 10
1.2.3. Các nghiên cứu và ứng dụng trong nước ......................................................12
1.3. Thị trường Việt Nam và định hướng sản xuất ........................................................14
1.3.1. Tình hình sử dụng Xăng sinh học tại Việt Nam ...........................................14
1.3.2. Tình hình sản xuất ethanol trong nước .........................................................15
1.3.3. Tình hình sản xuất xăng khống trong nước ................................................16
1.4. Quy trình Cơng nghệ sản xuất xăng sinh học .........................................................17
1.4.1. Công nghệ sản xuất và yêu cầu kỹ thuật đối với ethanol ............................. 17
1.4.2. Công nghệ sản xuất và yêu cầu kỹ thuật đối với xăng khoáng .....................20
1.4.3. Quy trình phối trộn sản xuất xăng sinh học RON92/95 ............................... 22
1.4.4. Quá trình xuất bán xăng sinh học .................................................................23
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT ............................................................. 26
2.1. Phần mềm tính tốn, tối ưu hóa LP và ứng dụng Nhà máy Lọc dầu ......................26
2.1.1. Giới thiệu phần mềm LP (Linear Programing/Quy hoạch tuyến tính) .........26
2.1.2. Mơ hình phần mềm LP của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất .......................... 27
2.1.3. Quy trình tinh chỉnh, cập nhật mơ hình LP Nhà máy lọc dầu Dung Quất....28

2.1.4. Đánh giá kiểm tra tính chính xác của mơ hình LP/LP Health check ............31
2.1.5. Giới thiệu về hệ thống phối trộn sản phẩm xăng ..........................................31
2.1.6. Tính chất của xăng khống cần chú ý trong q trình tính tốn phối trộn ...32
2.1.7. Cơng thức tính tốn tính chất mẻ trộn .......................................................... 32
2.1.8. Sơ đồ phối trộn và tồn chứa Xăng khoáng ...................................................33
2.1.9. Các giới hạn vận hành và lập lệnh phối trộn ................................................33
2.2. Hệ thống phối trộn tự động và hệ thống nạp phụ gia .............................................34
2.2.1. Hệ thống tự động tối ưu phối trộn ................................................................ 34

2.2.2. Hệ thống nạp phụ gia ....................................................................................35
2.3. Các thiết bị và phương pháp thử nghiệm ................................................................ 35
2.4. Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp thử trên thiết bị thử nghiệm ...............38
2.4.1. Kiểm tra xác nhận/xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp xác định trị
số Octane theo ASTM 2699-18 .....................................................................................38
2.4.2. Kiểm tra xác nhận/xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp xác định áp
suất hơi bão hòa theo ASTM 5191-19...........................................................................41
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ........................................................46
3.1. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................46
3.1.1. Nguyên liệu ...................................................................................................46
3.1.2. Phương pháp nghiên cứu ..............................................................................46
3.2. Khảo sát thực trạng tính chất xăng khống và xăng E5 trên thị trường .................46
3.2.1. Tính chất xăng gốc RON 92-II sản xuất tại BSR .........................................46
3.2.2. Tính chất ethanol khơng biến tính ................................................................ 47
3.2.3. Tính chất xăng E5 trên thị trường tại tỉnh Quảng Ngãi ................................ 47
3.3. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng ethanol lên tính chất của xăng thương
phẩm có trị số Octane 92 và Octane 95 .........................................................................49
3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng ethanol đến trị số octane (RON) của
xăng thương phẩm RON92, RON95 .............................................................................50
3.3.2. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng ethanol đến trị số RVP của xăng

khoáng thương phẩm RON92, RON95 .........................................................................51
3.3.3. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng ethanol đến giá trị Oxy tổng của
xăng khoáng thương phẩm RON92, RON95 ................................................................ 52
3.3.4. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng ethanol đến hàm lượng nước của
xăng khoáng thương phẩm RON92, RON95 ................................................................ 53
3.3.5. Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng ethanol đến khối lượng riêng ở 15oC
của xăng khoáng thương phẩm RON 92, RON 95 ........................................................53


3.4. Phối trộn các bộ xăng khoáng từ các cấu tử và khảo sát sự thay đổi của RON,
RVP khi pha trộn với ethanol ........................................................................................53
3.4.1. Phối trộn các bộ xăng khống để tối ưu hóa giá trị RON của xăng khoáng
tạo xăng E5/E10 RON 92 .............................................................................................. 54
3.4.2. Phối trộn các bộ xăng khống để tối ưu hóa RON của xăng khoáng tạo
xăng E5/E10 RON 95 ....................................................................................................56
3.4.3. Phối trộn các bộ xăng khoáng để đảm bảo RVP đạt yêu cầu khi pha trộn
tạo xăng E5/E10 RON 92/95 .........................................................................................59
CHƯƠNG 4. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ ....................................................61
4.1. Thực tế hiện trạng và giải pháp ...............................................................................61
4.1.1. Hiện trạng......................................................................................................61
4.1.2. Giải pháp .......................................................................................................61
4.1.3. Khả năng tồn chứa, phối trộn và xuất bán ....................................................62
4.2. Sản lượng sản xuất và hiệu quả kinh tế ..................................................................62
4.2.1. Chế độ tối đa diesel .......................................................................................63
4.2.2. Chế độ tối đa xăng ........................................................................................64
4.2.3. Tối đa xăng không trộn FRN vào xăng (dầu thô ít naphtha) ........................64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................66
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 68
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)

DANH MỤC VIẾT TẮT

BKHCN
BCT

: Hiệp hội thử nghiệm và vật liệu Hoa Kỳ
(American Society for Testing and Materials)
: Bộ Khoa học và Công nghệ
: Bộ Công thương

BSR
Biodiesel

: Công ty Cổ phần Lọc Hóa dầu Bình Sơn
: Nhiên liệu dầu điêzen sinh học

CDU

: Cụm phân xưởng chưng cất dầu thô

CCR

: Cụm phân xưởng Reforming xúc tác

Check tank

: Bể chứa sau khi phối trộn, tại đây lấy mẫu phân tích sơ bộ vài chỉ
tiêu trước khi chuyển ra bể chứa sản phẩm cuối để lấy mẫu cấp

ASTM

CO và HC
CRM
Diesel
Ethanol
DVPE
EIA
E5
E10
E20/E85
E100
E5/E10 RON92
E5/10 RON95
FRN
HCAM

chứng thư chất lượng
: Khí Carbon mono oxit và Hydrocarbon
: Mẫu chuẩn tham chiếu hay chất chuẩn phân tích có kèm theo giấy
chứng nhận (Certified Reference Materials)
: Nhiên liệu dầu điêzen (DO)
: Cồn sinh học
: Áp suất hơi khô tương đương tại nhiệt độ 37,8 °C
(Dry Vapour Pressure Equivalent at a temperature of 37.8 °C , kPa)
: Cơ quan thông tin năng lượng Hoa Kỳ
: Hỗn hợp của xăng khoáng và ethanol có hàm lượng ethanol từ 45% thể tích
: Hỗn hợp của xăng khống và ethanol có hàm lượng ethanol từ 910% thể tích
: Hỗn hợp của xăng khống và ethanol có hàm lượng ethanol tương

ứng 20, 85% thể tích
: Cồn sinh hoc 100%
: Hỗn hợp của xăng khoáng RON92 và ethanol có hàm lượng
ethanol từ 4% - 5% thể tích (E5) hoặc 9% - 10% thể tích (E10)
: Hỗn hợp của xăng khống RON95 và ethanol có hàm lượng
ethanol 4% - 5% thể tích (E5) hoặc 9% - 10% thể tích (E10)
: Phân đoạn Naphtha (Full range naphtha) tách từ phân xưởng CDU
: Phần mềm quản lý tính chất Dầu thô
(Haverly Crude Assay Management system)


HP steam

: Hơi cao áp (High Pressure steam)

HGO

: Phân đoạn cắt Heavy gas oil từ cụm chưng cất khí quyển - CDU

MP steam
IC
ISOM

: Hơi trung áp (Medium Pressure steam)
: So sánh liên phòng (Interlaboratory Comparison)
: Cụm phân xưởng đồng phân hóa

ISOMERATE
/Light Naphtha
LoQ

: Sản phẩm isomerate/Naphtha nhẹ, thu được từ phân xưởng đồng
phân hóa, dùng để phối trộn tạo xăng khống
: Giới hạn định lượng (Limit of detection)

LoD

: Giới hạn phát hiện (Limit of Quantitation)

LP

: Linear Programing/Quy hoạch tuyến tính

LIMs

: Hệ thống quản lý iihong tin phịng thí nghiệm
(Laboratory information management systems)

LPG
LGO
Max
Min
Mix C4

: Khí dầu mỏ hóa lỏng
: Phân đoạn cắt Light gas oil từ cụm chưng cất khí quyển - CDU
: Giá trị tối đa
: Giá trị tối thiểu
: Khí C4 thu được sau tháp tách C3/C4, có trị số octane cao dùng
phối trộn tạo xăng khoáng nhưng với tỷ lệ nhỏ hơn 5 %thể tích

MTBE
NHT
NIR
NLSH

: Hợp chất methyl-t-butyl ether
: Phân xưởng xử lý Naptha bằng hydro
: Cận hồng ngoại (Near Infrared)
: Nhiên liệu sinh học

NMLD DQ
NOx
NTU
PETROLIMEX
PRF

: Nhà máy Lọc dầu Dung Quất
: Các hợp chất Nitơ oxit
: Cụm phân xưởng xử lí Naphtha thu được từ phân xưởng RFCC
: Tập đoàn xăng dầu Việt Nam
: Nhiên liệu chuẩn gốc/sơ cấp tham chiếu

PTN
PV Oil
QCVN
QĐ-TTg
QĐ-UBND
REFORMATE

(Primary Reference Fuel)
: Phịng thí nghiệm
: Tổng công ty Dầu Việt Nam
: Quy chuẩn Việt Nam (Quy chuẩn Quốc gia)
: Quyết định của Thủ tướng Chính phủ
: Quyết định của Ủy ban nhân dân
: Sản phẩm reformate có trị số octane cao, thu được từ phân xưởng
reforming xúc tác liên tục, dùng để phối trộn tạo xăng khoáng

RESIDUE

: Phân đoạn cặn thu được từ cụm chưng cất CDU


RFCC

: Cụm phân xưởng Cracking xúc tác tầng sôi

RFCC Naphtha

: Sản phẩm Naphtha có trị số octane cao, thu được từ phân xưởng

RFG
RVP

cracking xúc tác, dùng để phối trộn tạo xăng khoáng
: Hiệp hội Nhiên liệu tái tạo (RFA - Renewable Fuels Association)
: Áp suất hơi bão hòa (Reid Vapor Pressure) ở 37,8oC

TĐC

: Trị số Octane nghiên cứu/Research Octane Number
: Tiêu chuẩn Quốc gia
: Tổng Cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng

TK5201A/B/C

: Các bể chứa sản phẩm xăng khoáng, ký hiệu TK-5201A/B/C và

TK5203A/B/C

TK5203A/B/C

VAT
VOC

: Thuế giá trị gia tăng (Value Added Tax)
: Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi

VPCP
TCCS
Ton/h
ppm
%vol
% wt

: Văn phịng Chính phủ
: Tiêu chuẩn cơ sở
: Đơn vị tấn/giờ
: Đơn vị phần triệu (Parts per million)

: Phần trăm tính theo thể tích
: Phần trăm tính theo khối lượng

RON
TCVN


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
bảng

Tên bảng

Trang

1.1.

Một số chỉ tiêu chất lượng của xăng khoáng RON92-II, III và
RON95-II -III

22

Một số chỉ tiêu chất lượng của Xăng E5 RON92-II, III, RON
1.2.

95-II, III và E10 RON92-II, III và RON95-II, III theo TCVN
8063:2015

24

1.3.

Chỉ tiêu chất lượng của xăng E5/10 RON92-IV và E5/10
RON95-IV

25

2.1.

Bảng tính chất điển hình của các cấu tử trộn xăng

31

2.2.

Danh mục 5 các thiết bị phân tích và đặc tính kỹ thuật

36

3.1.

Tính chất xăng khoáng thương phẩm RON 92-II sản xuất tại
BSR

47

3.2.
3.3.

Kết quả phân tích một số mẫu xăng sinh học trên địa bàn Tỉnh

Quảng Ngãi
Tính chất tiêu biểu của mẫu xăng khống thương phẩm RON
92

48
49

3.4.

Tính chất tiêu biểu của mẫu xăng khống thương phẩm RON
95

49

3.5.

Kết quả phân tích các bộ mẫu thử nghiệm E1-E10 trên nền
xăng khống có RON 92 và RON 95 theo phương pháp ASTM
D2699

50

3.6.

Kết quả phân tích các bộ mẫu thử nghiệm E1 - E10 trên xăng
khoáng RON 92 và RON 95 theo phương pháp ASTM D5191

52

3.7.

Kết quả phân tích các bộ mẫu thử nghiệm E1-E10 trên nền
xăng khoáng RON 92 và RON 95 theo phương pháp ASTM
D4815

52

3.8.

Kết quả phân tích các bộ mẫu thử nghiệm E1-E10 trên nền
xăng khoáng RON 92 và RON 95 theo phương pháp ASTM
E203/ASTM D6304

53

3.9.

Kết quả phân tích các bộ mẫu thử nghiệm E1 - E10 trên nền
xăng khoáng RON 92 và RON 95 theo phương pháp ASTM
D4052

53


Số hiệu

Tên bảng

bảng

Trang

Tính chất của các cấu tử pha trộn xăng được sử dụng để tính
3.10.

tốn phối trộn cho bộ mẫu từ R1- R30 (mẫu lấy ngày
13/05/2019)

54

Tính chất của các cấu tử pha trộn xăng, được sử dụng để tính
3.11.

tốn phối trộn cho bộ mẫu từ R31 - R48 (mẫu lấy ngày

54

23/6/2019)
3.12.

Bảng tính tốn phối trộn các cấu tử tạo xăng khống có RON ≤
92

55

3.13.

Bảng kết quả phân tích RON, RVP các bộ xăng khống có
RON≤ 92 và xăng khống pha trộn với ethanol

55

3.14.

Bảng tính tốn phối trộn các cấu tử tạo xăng khống có RON≤
95

57

3.15.

Bảng kết quả phân tích RON, RVP các bộ xăng gốc có RON ≤
95

57

2.1.

Bảng tính tốn các bộ xăng khống có RON≤ 92 và RVP ≤
75kPa

59

2.2.

Bảng kết quả phân tích RON, RVP của bộ xăng khoáng và
xăng sinh học

59

2.3.

Bảng khảo sát sự thay đổi RVP trên các bộ xăng khoáng R39 –
R48 và xăng sinh học E5, E7, E10

60

4.1.

Bảng thử nghiệm giảm RVP của các cấu tử

62

4.2.

Bảng tính tốn hiệu quả khi chạy chế độ tối đa diesel

63

4.3.

Bảng tính tốn hiệu quả khi chạy chế độ tối đa xăng

64

4.4.

Bảng tính tốn hiệu quả khi chạy chế độ tối đa xăng

65

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình
1.1.
1.2.

Tên hình
Nhu cầu tiêu thụ năng lượng trên Thế giới năm 1970-2020
Ảnh hưởng của các nhiên liệu có tỉ lệ % ethanol khác nhau
đến phát thải của động cơ

Trang
5
7

1.3.

Tình hình sản xuất ethanol nhiên liệu hàng năm trên thế giới

12

1.4.

Công suất một số Nhà máy sản xuất ethanol tại Việt Nam

16

1.5.

Các nguồn nguyên liệu sản xuất ethanol

18

1.6.

Sơ đồ Công nghệ sản xuất ethanol từ sắn lát

19

1.7.

Sơ đồ Cơng nghệ sản xuất xăng khống RON92/95

20

1.8.

Sơ đồ dịng phối trộn xăng sinh học theo phương pháp in-line

23

2.1.

Các yếu tố đầu vào và kết quả đầu ra để xây dựng mơ hình LP

27

2.2.

Sơ đồ phối trộn và tồn chứa xăng khống

33

2.3.

Sơ đồ hệ thống tự động tối ưu tính chất mẻ trộn

35

2.4.

Màn hình phân tích

43

3.1.

Biểu đồ thể hiện sự phụ thuộc của RVP vào hàm lượng
ethanol phối trộn vào xăng khoáng

51

3.2.

Biểu đồ thể hiện tỷ lệ tăng RON/ 1% ethanol của bộ xăng
khoáng R1-R15

56

3.3.

Biểu đồ thể hiện tỷ lệ tăng RON/ 1% Ethanol của bộ xăng
khoáng R16-R30

58


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Năng lượng đã đi vào cuộc sống hằng ngày của con người và nó có vai trị rất lớn
thể hiện sự tồn tại, phát triển và chất lượng cuộc sống của chúng ta.
Năng lượng được hiểu là dạng vật chất có khả năng sinh cơng, bao gồm nguồn
năng lượng sơ cấp: than, dầu, khí đốt và nguồn năng lượng thứ cấp: là nhiệt năng, điện
năng được sinh ra thơng qua q trình chuyển hố năng lượng sơ cấp [8].
Con người có thể thu nhận năng lượng từ nhiều nguồn khác nhau, nhưng nguồn
nhiên liệu hóa thạch từ các tài nguyên thiên nhiên chứa hàm lượng cacbon và
hydrocacbon cao nên đang được sử dụng nhiều nhất, và có thể chiếm trên 86% nguồn
cung cấp năng lượng sơ cấp [11]. Hiện nay, lượng tiêu thụ từ ba nguồn cung cấp khí,
than, dầu mỏ đã, đang và sẽ tăng lên hàng năm, thậm chí là tăng rất nhanh. Tuy nhiên
năng lượng hóa thạch là tài nguyên có hạn, do đó khi q trình khai thác q nhanh thì
trữ lượng của chúng sẽ giảm xuống và đến thời điểm mà tại đó việc khai thác sẽ khơng
cịn đem lại lợi nhuận hoặc không thể khai thác được nữa. Quy luật này được Hubbert
nêu ra trong học thuyết đỉnh điểm Hubbert [11]. Do tính hữu hạn của nguồn nhiên liệu
hóa thạch và những tác động đến mơi trường gây một số hậu quả đến môi trường sống,
ảnh hưởng trực tiếp đến chính con người nên thế giới đang dần chuyển dịch theo
hướng hệ thống năng lượng bền vững [50].

Nhiều nỗ lực đã và đang thực hiện nhằm tìm kiếm nguồn năng lượng tái tạo dồi
dào, đa dạng và thân thiện hơn. Nguồn năng lượng mới đang được quan tâm từ những
thập niên gần đây là nhiên liệu sinh học (NLSH). Ðây là loại nhiên liệu được hình
thành từ các hợp chất có nguồn gốc từ động thực vật, có thể chế xuất từ chất béo của
động thực vật như mỡ động vật, dầu dừa…; từ ngũ cốc như lúa mỳ, khoai, ngô, đậu
tương…; từ chất thải trong nông nghiệp như rơm rạ, chất thải chăn nuôi…; từ sản
phẩm thải trong công nghiệp như mùn cưa, gỗ thải… Loại nhiên liệu này có nhiều ưu
điểm nổi bật so với các nhiên liệu truyền thống (dầu mỏ, than đá…) như thân thiện với
môi trường và là nguồn nhiên liệu tái tạo, giúp giảm sự lệ thuộc vào nguồn nhiên liệu
hóa thạch [50]. Nhiêu liệu sinh học thường được phân thành các nhóm sau:
Cồn sinh học (Bioethanol): Là cồn (ethanol) được sản xuất thơng qua q trình
lên men các sản phẩm hữu cơ chứa tinh bột (ngô, sắn), các vật liệu cellulose,
lignocellulose (rơm rạ, bã mía, vỏ trấu, ...). Việc sản xuất cồn sinh học từ sinh khối và
phế thải nông nghiệp hiện được phát triển và là hướng đi có nhiều triển vọng.
Diesel sinh học (Biodiesel): Sản xuất từ các loại dầu sinh học, thường thực hiện
thơng qua q trình chuyển hóa bằng cách cho phản ứng với các loại rượu phổ biến là
methanol. Diesel sinh học có thể sử dụng thay thế cho diesel có nguồn gốc dầu mỏ.


2
Khí sinh học (Biogas): Được tạo ra sau q trình ủ lên men các loại vật liệu hữu
cơ. Sản phẩm tạo thành ở dạng khí (khí methane và đồng đẳng khác), có thể dùng làm
nhiên liệu đốt cháy thay cho khí từ dầu mỏ. Sản xuất khí sinh học đã được phát triển từ
khá lâu và đã có nhiều nơi triển khai rộng rãi [3].
Một trong những loại nguyên liệu sinh học đề cập ở trên thì cồn sinh học
(bioethanol) được sử dụng nhiều trong các nghiên cứu pha trộn với xăng truyền thống
để tạo ra loại nhiên liệu mang tên xăng sinh học và đã sử dụng phổ biến trong giao
thông đường bộ (cho các loại động cơ đốt trong như xe ô tô và xe gắn máy) [39]. Và
điều này đã giảm thiểu sự ô nhiễm môi trường một cách đáng kể.
Nhận thức được những lợi ích mà nguồn nhiên liệu sinh học đem lại, đã có nhiều

nghiên cứu và ứng dụng triển khai thực tế để sử dụng loại xăng sinh học (được pha
trộn từ ethanol với xăng truyền thống) tại các nước trên thế giới và tại Việt Nam. Tuy
nhiên, việc pha trộn này chủ yếu thực hiện trên nền xăng khống có trị số RON tối
thiểu là 92,0. Điều này chưa mang lại lợi ích kinh tế thực sự.
Với nhận định nêu trên, tác giả xin được lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu tối ưu hóa
trị số octane và áp suất hơi bão hịa trong xăng khoáng nhằm pha trộn với ethanol tạo
sản phẩm xăng sinh học” cho luận văn thạc sĩ của mình.
2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
2.1. Mục tiêu của việc nghiên cứu
- Nghiên cứu ảnh hưởng các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm khi phối trộn ethanol
từ 1-10 %vol vào xăng khống thương phẩm RON92 và RON95.
- Tính tốn, phân tích, đánh giá và lựa chọn phối trộn xăng khoáng từ các cấu tử
trung gian của NMLD DQ có trị số octane phù hợp (thấp hơn 92, 95) khi pha
trộn với Ethanol tạo xăng sinh học thương mại E5, E10 RON 92/95 đạt yêu cầu
theo TCVN, QCVN.
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Xăng thương phẩm RON92, RON95 được sản xuất từ NMLD Dung Quất; xăng
-

sinh học E5 RON92 trên thị trường Quảng Ngãi.
Các cấu tử pha trộn xăng: Mixed C4; Isomerate/Light Naphtha; Reformate;
RFCC Naphtha; FRN từ cụm phân xưởng công nghệ của NMLD Dung Quất;
Ethanol không biến tính: từ Cơng ty Cổ phần Nhiên liệu Tùng Lâm.

3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Các bước tiến hành nghiên cứu
- Xác định các chỉ tiêu chất lượng của xăng khoáng sản xuất từ BSR và xăng E5
trên thị trường;
-

Khảo sát sự thay đổi đặc tính kỹ thuật mẫu thử nghiệm khi pha trộn từ 1 - 10%


3
ethanol vào xăng khoáng thương phẩm RON 92/ 95 của BSR.
-

Phối trộn các mẫu theo cơng thức được trích xuất từ phần mềm LP;

-

Pha chế xăng sinh học từ bộ xăng khoáng với tỉ lệ ethanol thay đổi: xác định
các chỉ tiêu chất lượng, chứng minh sự phù hợp quá trình phối trộn;
Đánh giá hiệu quả kinh tế với phương án sản xuất xăng khoáng đã lựa chọn với

-

các chế độ vận hành hành của Nhà máy thông qua phần mềm LP.
3.2. Phương pháp thử và thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
- Sử dụng các thiết bị hiện đại, phương pháp thử hiện hành để phân tích, xác định
và đánh giá các đặc tính kỹ thuật của xăng khống, xăng sinh học dùng làm
nhiên liệu cho động cơ đánh lửa cưỡng bức được quy định theo TCVN, QCVN.
-

Thiết bị chính sử dụng gồm: Thiết bị đo chỉ số Octane; Thiết bị đo áp suất hơi
tự động; Thiết bị đo tỷ trọng hiện số; Thiết bị phân tích sắc ký; Thiết bị đo hàm
lượng nước bằng chuẩn độ điện lượng.

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài
Việc xây dựng, chứng minh phối trộn xăng khống có trị số octane và giá trị

RVP phù hợp từ các cấu tử được sản xuất từ NMLD DQ để pha trộn với ethanol công
nghiệp nhằm đạt được xăng sinh học E5, E10 có các yêu cầu kỹ thuật phù hợp với
TCVN 8063:2015, QCVN 1:2015/BKHCN và sửa đổi 1:2017 QCVN 1:2015/BKHCN
đã mang lại lợi nhuận cao hơn, đồng thời tăng khả năng sản xuất xăng RON 95 thương
phẩm tại NMLD DQ đáp ứng nhu cầu thị trường hiện nay và giảm giá thành xăng
khống pha E5 góp phần khuyến khích người tiêu dùng sử dụng xăng E5.
Góp phần tối ưu hóa trong quá trình sản xuất và chống gian lận trong kinh doanh
xăng dầu, tăng lợi ích kinh tế Nhà nước.
5. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm 67 trang, được chia làm 4 chương và 2 phần gồm: Mở đầu; Kết
luận và kiến nghị. Các chương chính như sau:
- Chương 1: Tổng quan
-

-

Gồm 21 trang: Nội dung trình bày về cơ sở và tính cấp thiết của đề tài nghiên
cứu; Các nghiên cứu, ứng dụng và định hướng sản xuất xăng sinh học trên thế
giới và tại Việt Nam; Quy trình cơng nghệ sản xuất xăng sinh học.
Chương 2: Nghiên cứu lý thuyết
Gồm 20 trang: Giới thiệu phần mềm tính tốn, tối ưu hóa LP; Hệ thống phối
trộn sản phẩm xăng, cơng thức tính tốn tính chất mẻ trộn, hệ thống phối trộn tự
động và hệ thống tự động tối ưu tính chất mẻ trộn; Trình bày các thiết bị và các
phương pháp thử nghiệm; Xác nhận giá trị sử dụng của phương pháp thử nhằm
đánh giá mức độ tin cậy, ổn định của 2 phép thử nghiệm: Xác định trị số octane


4
theo ASTM 2699 và áp suất hơi bão hòa theo ASTM D 5191 được đề cập trong
nghiên cứu trên thiết bị sử dụng tại phịng thí nghiệm - BSR.

-

Chương 3: Thực nghiệm và kết quả
Gồm 16 trang: Trình bày các kết quả khảo sát thực trạng, tính chất xăng khống
sản xuất tại NMLD Dung Quất và xăng sinh học E5 RON92 trên thị trường
Quảng Ngãi; Kết quả thử nghiệm về ảnh hưởng của hàm lượng ethanol (với các
tỷ lệ pha trộn từ 1-10% ethanol) lên tính chất của xăng thương phẩm có trị số
octane 92, 95; Phối trộn 48 bộ xăng khống (có trị số octane và áp suất hơi bão
hòa theo nhận định) từ các cấu tử của NMLD DQ và chứng minh sự thay đổi
của trị số octane, áp suất hơi bão hòa khi pha trộn từ 4 - 5% ethanol ( xăng E5
RON 92/95) và từ 9 - 10% thể tích ethanol (xăng E10 RON 92/95) là hoàn toàn
phù hợp với những lựa chọn mà tác giả đã nhận định.

-

Chương 4: Đánh giá hiệu quả kinh tế
Gồm 6 trang: Trình bày hiện trạng, giải pháp và khả năng phối trộn tồn chứa,
phương án sản xuất/xuất bán xăng khống đã lựa chọn có trị số octane 90,8 91,1 (giá trị tính trung bình 91,0); Thực hiện đánh giá hiệu quả kinh tế qua phần
mềm LP cho phương án sản xuất xăng khống có trị số octane ở ngưỡng an
toàn là 91,2 dùng để pha chế xăng sinh học E5 RON92, với ước tính trong một
số tình huống, tùy thuộc vào thị trường giả định:
 Trường hợp nhà máy chạy chế độ tối đa diesel;
 Trường hợp nhà máy chạy chế độ tối đa xăng;
 Trường hợp tối đa xăng (không phối trộn FRN vào xăng khi nguồn dầu thơ
có ít Naphtha).

-


5

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. Cơ sở và mục tiêu nghiên cứu
1.1.1. Cơ sở nghiên cứu
Tình hình nhu cầu tiêu thụ năng lượng trên thế giới ngày càng tăng với các nguồn
cung khác khau, trong đó năng lượng sơ cấp dưới dạng nhiên liệu hóa thạch ngày nay
vẫn chủ yếu được sử dụng trực tiếp cho các phương tiện cơ giới, tức là vận tải.
Theo Cơ quan thông tin năng lượng Hoa Kỳ (EIA) [11], ước tính đến năm 2006,
nguồn năng lượng hóa thạch cung cấp nhiên liệu được sản xuất trên thế giới bao gồm
36,8 % dầu mỏ, than 26,6 %, khí thiên nhiên 22,9 %. Các nguồn nhiên liệu khơng hóa
thạch bao gồm thủy điện 6,3 %, năng lượng hạt nhân 6,0 %, và năng lượng địa nhiệt,
năng lượng mặt trời, năng lượng gió, nhiên liệu gỗ, tái chế chất thải chiếm 0,9 % [11].
Tiêu thụ năng lượng trên thế giới tăng mỗi năm khoảng 2,3 %. Tiêu thụ năng lượng
chung ở Mỹ năm 2015 phụ thuộc nhiều nhất vào xăng dầu, khí đốt tự nhiên và than đá.
Năng lượng tái tạo đã đóng góp tuy nhiên cịn rất hạn chế. Có thể thấy rõ điều này qua
biểu đồ hình 1.1 bên dưới:

Hình 1.1. Nhu cầu tiêu thụ năng lượng trên Thế giới năm 1970-2020 [39]
Rõ ràng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày càng lớn, chỉ riêng đối với các nước
trong khối ASEAN, mức tiêu thụ năng lượng của ASEAN tăng 60% trong 15 năm qua.
IEA dự báo nhu cầu năng lượng của ASEAN có thể tăng thêm 66% nữa vào năm
2040. Điều này đã khiến khu vực này nói riêng và thế giới nói chung, đang phải đối
mặt với tình trạng thiếu hụt năng lượng [62]. Đồng thời, cũng đối mặt với những tác
động đến môi trường, ảnh hưởng mơi trường sống của chúng ta. Do đó, việc sử dụng
năng lượng tái tạo nhằm giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm thiểu ơ
nhiễm mơi trường là một sự cần thiết. Các nguồn năng lượng tái tạo có thể là: Năng
lượng mặt trời; Năng lượng gió; Thủy điện; Địa nhiệt; Năng lượng sinh học: ethanol;

6
Biodiesel; ….
Nhiên liệu sinh học (NLSH) như Biodiesel, xăng sinh học đang được biết đến
hiện nay là nguồn nhiên liệu góp phần đảm bảo an ninh năng lượng, giảm sự phụ thuộc
vào nguồn nhiên liệu hóa thạch cách đây hàng ngàn năm và đang có nguy cơ cạn kiệt
sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự tồn tại và phát triển của hầu hết các quốc gia trên
thế giới. Loại nhiên liệu này đã được nhiều nước trên thế giới sử dụng từ những năm
70 của thế kỷ trước. Đến nay, đã có khoảng trên 50 quốc gia trên thế giới sử dụng
nhiên liệu sinh học [3] và Việt Nam cũng đã thiết lập đề án phát triển NLSH từ năm
2007, đến tháng 8/2010 PV Oil là đơn vị đầu tiên trong nước thực hiện nghiên cứu, sản
xuất, đưa vào sử dụng thí điểm xăng sinh học E5 RON92 và kinh doanh chính thức.
Theo ơng Jim Miller, Chủ tịch Hội đồng Nơng nghiệp và Tư vấn Chính sách
Nhiên liệu sinh học (Mỹ) cho hay, việc pha xăng thông thường với ethanol sẽ giúp đạt
được nhiều lợi ích thiết thực. Trong đó, lợi ích to lớn nhất là việc giảm nguy cơ gây
ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Bởi lẽ, việc pha xăng với ethanol sẽ giúp giảm
phát thải khí hiệu ứng nhà kính, từ đó có thể giúp người dân hạn chế được phần nào
việc tiếp xúc với các loại độc tố gây hại. Bên cạnh đó, việc thay thế nguồn năng lượng
hóa thạch bằng ethanol cịn mang lại lợi ích rõ rệt trong việc bảo vệ mơi trường [19]
Nhiều nghiên cứu đã chỉ rõ, động cơ sử dụng xăng sinh học E5 tạo ra rất ít khí
thải CO và HC, ít hơn hẳn các loại xăng thơng dụng tới 20%. Do sự có mặt của thành
phần oxy trong xăng sinh học E5 là yếu tố giúp cho nhiên liệu được cháy triệt để hơn.
Đây là cơ sở tạo ra ít khí thải độc hại CO và HC. Ngồi việc giảm đáng kể thành phần
khí CO và HC, khả năng tăng tốc của xe cũng tốt hơn đối với xăng sinh học E5 [3],
[59].
Theo Tạp chí của Hiệp hội quản lý chất thải và khơng khí đã có những nghiên
cứu và đưa ra những ảnh hưởng của hỗn hợp ethanol-xăng đến hiệu quả năng lượng và
phát thải khí thải của động cơ thể hiện ở các hình bên dưới:


7

(a) Ảnh hưởng của nhiên liệu pha trộn (b) Ảnh hưởng của nhiên liệu pha trộn
ethanol đến phát thải CO
ethanol đến phát thải CH

(c) Ảnh hưởng của nhiên liệu pha trộn ethanol đến phát thải khí NOx
Hình 1.2. Ảnh hưởng của các nhiên liệu có tỉ lệ % ethanol khác nhau đến phát thải
của động cơ [61]
Bên cạnh đó, việc pha trộn ethanol vào xăng còn giúp các doanh nghiệp tiết kiếm
được chi phí pha trộn. Đặc biệt, giá của loại xăng sinh học này cũng thấp hơn các loại
xăng khác cho nên sẽ phù hợp với túi tiền của người tiêu dùng và tạo cho họ có thêm
điều điện để lựa chọn nhiên liệu sử dụng [19].
Đối với sản phẩm xăng sinh học, ngoài những yếu tố nêu trên, việc phối trộn
ethanol vào xăng mang lại lợi nhuận kinh tế cao vì cấu tử này giúp cải thiện trị số
octane thay vì phải phối trộn từ các cấu tử reformate có giá thành cao.
Với vai trị quan trọng trong sự cân bằng nhiên liệu của thế giới, lợi ích kinh tế
lớn và tác động tích cực đối với mơi trường, trong tương lai gần, triển vọng thị trường
xăng sinh học ethanol được khẳng định sẽ gia tăng mạnh mẽ và là xu thế tất yếu của sự
phát triển.Với tầm nhìn chiến lược, hiện nay rất nhiều quốc gia trên thế giới đã đưa


8
vào sử dụng nhiên liệu sinh học, đặc biệt là xăng sinh học [3].
Các tỷ lệ pha trộn vào xăng truyền thống có thể thay đổi trong một khoảng rộng,
gồm có E5 (5%) [10], E10 (10%) [11], E85 (85%) và E100 (100%) [3], [32].
Trong khuôn khổ của luận văn, tác giả sẽ tập trung các thử nghiệm để tạo xăng
E5, E10.
1.1.2. Tính cấp thiết, mục tiêu và ý nghĩa nghiên cứu
1.1.2.1. Tính cấp thiết
Xuất phát từ thực tế sản xuất và phân phối xăng E5 trên địa bàn tỉnh Quảng Ngãi

từ ngày 30/7/2014 theo quyết định 879/QĐ-UBND của Ủy Ban nhân dân tỉnh Quảng
Ngãi ngày 19/6/2014 và Thông báo kết luận số 255/TB-VPCP ngày 06 tháng 6 năm
2017 về “thực hiện Đề án phát triển nhiên liệu sinh học và Lộ trình áp dụng tỷ lệ phối
trộn nhiên liệu sinh học với nhiên liệu truyền thống”. Cho phép tồn tại hai loại xăng:
RON 92 và E5 RON92 đến hết ngày 31 tháng 12 năm 2017. Kể từ ngày 01 tháng 01
năm 2018, chỉ cho phép sản xuất kinh doanh xăng E5 RON 92 và xăng khống RON
95 nhằm góp phần bảo đảm mục tiêu an ninh năng lượng, giảm dần sự lệ thuộc vào
xăng khống, cải thiện mơi trường, đồng thời thực hiện tốt các cam kết của Chính phủ
Việt Nam với quốc tế về giảm khí thải nhà kính, góp phần tạo thu nhập bền vững cho
khu vực nơng nghiệp và thúc đẩy tái cơ cấu ngành nông nghiệp [21]. Theo đó, từ ngày
1/1/2018 cho đến nay, trên thị trường Việt Nam không sử dụng xăng RON92 nữa mà
xăng E5 RON92 được đưa vào sử dụng cùng với xăng RON95 trên toàn quốc.
Từ khi triển khai thực hiện, BSR đã sản xuất cung cấp xăng khống có trị số
RON 92 đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn, quy chuẩn dùng để sản xuất pha chế xăng E5
RON92 nên việc phối trộn sản phẩm xăng thương mại này chưa đem lại lợi nhuận cho
Nhà máy.
Một thực tế trị số RON của xăng E5 RON92 trên thị trường đạt khoảng 93,2-93,5
vượt mức yêu cầu tối thiểu 1,2-1,5 đơn vị RON. Cho nên tối ưu hoá giá trị RON của
xăng gốc mà vẫn đảm bảo khi pha xăng sinh học đạt TCVN 8063:2015 và quy chuẩn
quốc gia QCVN 1:2015/BKHCN là việc làm mang lại lợi ích kinh tế cho NMLD Dung
Quất. Bên cạnh đó giá trị RVP xăng khống RON92 trên thị trường cho phép theo
TCVN, QCVN đến 75 kPa khi pha trộn với E5 rất dễ vượt TCVN 8063:2015 và quy
chuẩn quốc gia QCVN 1:2015/BKHCN, điều này làm tăng khả năng tạo nút hơi và
gây hao hụt do bay hơi trong bảo quản đồng thời lượng hydrocacbon thất thốt ra mơi
trường gây ô nhiễm và dễ cháy nổ trong quá trình tồn trữ, vận chuyển và phân phối.
Với những phân tích vừa nêu, tác giả lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu tối ưu hóa trị
số Octane và áp suất hơi bão hịa trong xăng khoáng nhằm pha trộn với ethanol tạo sản
phẩm xăng sinh học” cho luận văn thạc sĩ của mình và đó cũng là nhiệm vụ rất cần

9
thiết khơng chỉ đối với BSR mà cịn đỗi với các Nhà máy Lọc dầu hay các Công ty
kinh doanh xăng dầu khác và các Nhà quản lý tại Việt Nam.
1.1.2.2. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu ảnh hưởng các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm khi phối trộn ethanol
từ 1-10 %vol vào xăng khoáng có RON92 và RON95.
-

Xây dựng, chứng minh việc phối trộn xăng khoáng từ các cấu tử trung gian của
NMLD DQ có trị số RON phù hợp (thấp hơn 92, 95) khi pha trộn với Ethanol
tạo xăng sinh học thương mại E5, E10 RON 92/95 đạt yêu cầu.
1.1.2.3. Ý nghĩa

-

Việc thực hiện đề tài sẽ đưa ra được trị số RON tối thiểu và RVP tối đa của
xăng khoáng của NMLD Dung Quất để phối trộn với nguồn ethanol thành sản
phẩm xăng sinh học E5/E10 RON92 và E5/E10 RON95 đạt TCVN 8063:2015

-

-

-

và QCVN 1:2015/BKHCN và sửa đổi 1:2017 QCVN 1:2015/BKHCN.
Số liệu nghiên cứu sẽ được làm cơ sở cho việc trình Bộ, ngành liên quan xem
xét cho phép NMLD Dung Quất sản xuất xăng khống có trị số RON phù hợp
cung cấp cho các đơn vị đầu mối pha trộn xăng sinh học E5 để đạt xăng E5/E10
có RON 92/95. Từ đó, xây dựng và Ban hành Tiêu chuẩn cơ sở xăng khống

được sản xuất tại BSR, hồn thiện các thủ tục cấp Giấy chứng nhận hợp quy
cho xăng nền theo QCVN1:2015/BKHCN và Thông tư 04/2017/TT-BKHCN
ngày 22/5/2017;
Tăng khả năng sản xuất xăng thương phẩm RON 95 để đáp ứng nhu cầu thị
trường và giảm chi phí cho khách hàng khi mua xăng khống pha trộn ethanol
tạo xăng E5;
Tối ưu hóa trong q trình sản xuất, góp phần chống gian lận trong kinh doanh
xăng dầu và tăng lợi ích kinh tế cho Nhà nước.

1.2. Các nghiên cứu thử nghiệm, ứng dụng xăng sinh học
1.2.1. Giới thiệu về nhiên liệu xăng sinh học
Nhiên liệu xăng sinh học (biogasoline) là một loại nhiên liệu lỏng đã được sử
dụng phổ biến trong giao thông đường bộ (cho các loại động cơ đốt trong như xe ô tô
và xe gắn máy) [39]. Loại nhiên liệu này gồm xăng truyền thống phối trộn với ethanol
sinh học, trong đó ethanol có thể thay đổi trong một khoảng rộng, gồm:
- Xăng E5: Hỗn hợp của xăng khoáng và ethanol, có hàm lượng ethanol từ 4%
đến 5% theo thể tích, ký hiệu là E5 [27];
- Xăng E10: Hỗn hợp của xăng khống và ethanol, có hàm lượng ethanol từ 9%
đến 10% theo thể tích, ký hiệu là E10 [28].
Bên cạnh đó, tại một số nước cịn sử dụng nhiên liệu sinh học ký hiệu E20, E85,


10
E100 tương ứng cho hàm lượng của ethanol 20, 85, 100% theo thể tích [3], [59].
1.2.2. Các nghiên cứu và ứng dụng xăng sinh học trên thế giới
Hiện nay, nhiên liệu sinh học được sử dụng phổ biến trên thế giới. Các quốc gia
như Mỹ, Canada, các nước Tây Âu … đều có kế hoạch sản xuất nhiên liệu thay thế ở
quy mô lớn để đáp ứng nhu cầu sử dụng nhiên liệu sinh học ngày càng tăng một cách
ổn định. Trên thế giới có khoảng hơn 50 quốc gia đang sử dụng phổ biến các loại xăng
sinh học E5, E10, có nước đã sử dụng từ cách đây hơn 40 năm. Họ đều thực hiện các

chương trình bắt buộc sử dụng xăng sinh học nhằm giải quyết tình trạng khủng hoảng
nhiên liệu, bảo đảm an ninh năng lượng, phát triển kinh tế và cải thiện chất lượng môi
trường [2], [3].
- Brazil là nước đi đầu với chương trình quốc gia ủng hộ xăng pha cồn từ năm
1975, sử dụng cồn sản xuất từ mía để pha vào xăng với tỷ lệ lên đến 20%, thậm chí có
thể lên đến 85% dùng trong ngành vận tải [50].
- Mỹ bắt đầu thử nghiệm sử dụng xăng pha cồn từ năm 1976 sau đợt khủng
hoảng năng lượng năm 1973 [3]. Từ thời điểm đó, năng lực sản xuất ethanol cấp nhiên
liệu của Mỹ đã tăng lên hơn 12 tỷ gallon mỗi năm và khối lượng sản xuất tiếp tục tăng.
Từ năm 1978, Mỹ đã cơng nhận lợi ích của cồn trong nhiên liệu và dùng biện pháp
giảm thuế đối với xăng pha cồn nhằm khuyến khích phát triển thị trường nhiên liệu
này [3], [59]. Cho đến cuối những năm 1980, vai trò chính của ethanol trong thị trường
nhiên liệu là một chất tăng cường RON và nó được xem như là một lựa chọn thay thế
cho việc sử dụng chì trong xăng. Với giá trị octane 112,5, ethanol tiếp tục là một trong
những chất tăng cường chỉ số octane kinh tế nhất sẵn có cho các máy lọc dầu hoặc các
đầu mối phối trộn. Vào thời điểm đó, một số tiểu Bang bắt đầu sử dụng ethanol và các
hợp chất chứa Oxy khác trong các chương trình NLSH bắt buộc để giảm phát thải khí
thải carbon monoxit (CO), chẳng hạn như ethanol, mục đích thêm vào nhiên liệu để
thúc đẩy q trình đốt cháy hồn chỉnh hơn do đó làm giảm lượng khí thải CO. Khí
thải hydrocarbon (HC) cũng thường giảm, nhưng ở mức độ thấp hơn [59]. Năm 1990,
Mỹ đã đưa ra chương trình nhiên liệu sinh học, bắt đầu từ tháng 11 năm 1992, tất cả
các khu vực không đạt được hàm lượng phát thải CO đều thực hiện các chương trình
nhiên liệu sạch trong những tháng mùa đơng nhất định. Chương trình này đã thành
cơng rực rỡ. Tiếp theo Mỹ lại có thêm đạo luật cho chương trình RFG: Bắt đầu từ ngày
1 tháng 1 năm 1995, các khu vực không đạt được ozone khác được phép "chọn tham
gia" chương trình này theo u cầu của chính phủ. Các khu vực của một số tiểu bang
đã "chọn tham gia" cho chương trình này. Mục đích của chương trình RFG là giảm
phát thải ô tô của các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), và Ơxít Nitơ (NOx). Chương
trình cũng được thiết kế để giảm lượng khí thải độc hại (benzen, 1,3 butadien,

11
formaldehyde, acetaldehyd và chất hữu cơ đa vòng), gây ra nguy cơ ung thư cao.
Trong năm 2006, MTBE đã bị cấm ở 25 tiểu Bang do lo ngại về ô nhiễm nước ngầm
từ MTBE và chuyển sang sử dụng ethanol. Trong khi đó ethanol đã được pha trộn từ
mức 5,7 và 7,7 % thể tích, nó đã được pha trộn tăng lên ở mức 10 % thể tích để cải
thiện khả năng chịu nước, đạt được tính chất pha trộn tốt nhất và tận dụng tối đa các
khoản tín dụng thuế hiện có. Nhu cầu sử dụng nhiên liệu này khoảng 4,0 tỷ gallon mỗi
năm vào năm 2006 và leo thang đến 7,5 tỷ gallon hàng năm đến năm 2012 [59]. Đến
tháng 9/2018, tại Mỹ có khoảng 250 triệu phương tiện sử dụng xăng, trong số 170
ngàn trạm bán xăng có hơn 2000 trạm bán xăng E85. Mỹ cũng nước tiêu thụ Ethanol
(để pha chế nhiên liệu sinh học) lớn nhất khoảng 60% tổng sản lượng của thế giới
[33].
- Philippines đưa Luật nhiên liệu sinh học vào năm 2006 quy định bắt buộc dùng
xăng sinh học E5 từ năm 2009 và E10 từ năm 2011. Miễn thuế cho phần nhiên liệu
sinh học pha vào xăng, cũng như miễn thuế VAT cho ngun liệu thơ (mía, sắn…) khi
dùng để sản xuất nhiên liệu sinh học. Các công ty xăng dầu phải mua hết sản phẩm sản
xuất trong nước trước khi tìm đến nguồn nhập khẩu. Philippines là một trong những
nhà nhập khẩu ethanol lớn nhất ở Châu Á [3].
- Các nước Châu Âu, Châu Mỹ xăng sinh học hoặc xăng pha cồn được sử dụng
nhiều năm qua và hiện nay tỷ lệ cồn pha vào xăng bắt buộc tối thiểu là 10% [3].
- Thái Lan là một trong những nhà sản xuất ethanol lớn ở khu vực Đông Nam Á,
đã bắt đầu cung cấp xăng pha cồn cho các phương tiện vận tải vào năm 2005, đến nay
chủ yếu tiêu thụ xăng sinh học E10, một phần E20 và E85. Ban đầu, Chính phủ nước
này hỗ trợ xăng sinh học thơng qua giá bán và lưu hành song song 2 loại xăng sinh học
và xăng truyền thống. Tuy nhiên, kết quả thu được không cao nên đã thay đổi phương
thức thực hiện chương trình nhiên liệu sinh học. Hiện nay, Thái Lan chỉ tồn tại xăng
sinh học có pha ethanol. Người tiêu dùng bắt buộc phải lựa chọn giữa các loại xăng
pha ethanol với các tỷ lệ khác nhau, do đó lượng tiêu thụ xăng sinh học tăng lên 93%
[3].

- Tại Ấn Độ, từ 1/2003, 9 bang và 4 tiểu vùng đã sử dụng xăng sinh học E5. Sau
đó xăng sinh học sử dụng ở các bang cịn lại, sau đó mở rộng ra cả nước [3].


12
Đơn vị: triệu gallons lỏng/năm

Hình 1.3. Tình hình sản xuất ethanol nhiên liệu hàng năm trên thế giới [40]
Theo thông tin mới nhất: về việc các nước trên thế giới đã và đang sử dụng nhiên
liệu sinh học, ông Brian Healy, Giám đốc phát triển Thị trường ethanol (Hội đồng Hạt
cốc Mỹ) dẫn chứng, Brazil đang thực hiện mục tiêu sẽ sử dụng 40 tỷ lít nhiên liệu này
tính đến năm 2030. Bên cạnh đó, các nước như Mexico, Ireland,… cũng đang sử dụng
xăng E10. Lượng giao dịch thương mại ethanol tồn cầu năm 2017 đạt 8,3 tỷ lít, trong
đó thị phần của Mỹ so với tổng lượng xuất khẩu của thế giới đạt tới 65%. Do đó, phía
Mỹ ln sẵn sàng hỗ trợ Việt Nam trong việc áp dụng chính sách mới của mình liên
quan đến sử dụng nhiên liệu sinh học; “Hiện tại, ở Mỹ, 40% ngô (bắp – PV) được đưa
vào sản xuất ethanol. Việt Nam có lợi thế về sản xuất ngơ, sắn, khoai mì… Cho nên,
có thể vận dụng thế mạnh này vào việc sản xuất và sử dụng ethanol. Phía Mỹ ln sẵn
sàng hỗ trợ Việt Nam trong việc áp dụng chính sách mới của mình, đặc biệt là việc đẩy
mạnh sử dụng xăng E5 trong năm 2020” [19], [33].
1.2.3. Các nghiên cứu và ứng dụng trong nước
Bằng kinh nghiệm phát triển trên thế giới, tác động của việc ứng dụng NLSH đối
với phát triển kinh tế xã hội khơng cịn phải bàn cãi. Trong khi các nguồn nhiên liệu
hóa thạch như dầu mỏ, than đá đang dần cạn kiệt, NLSH là nhiên liệu thân thiện với
mơi trường, có khả năng phân hủy sinh học, góp phần giảm hiệu ứng nhà kính do độ
phát thải khí thải ít hơn nhiều so với xăng truyền thống, đồng thời được sản xuất từ
nguồn nguyên liệu tái tạo được, phát triển NLSH còn sẽ tạo ra nhiều việc làm trực tiếp
và gián tiếp, tạo ra thị trường tiêu thụ cho nơng sản, góp phần giảm di dân về các đô
thị [2].
Nhận thấy tầm quan trọng của việc phát triển nguồn NLSH, Tại Việt Nam Công