Xem mẫu
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
parafin rắn này có nhiều, chúng sẽ làm cho cả nhiên liệu mất tính linh động thậm chí
có thể làm đông đặc lại ở những nhiệt độ thấp.
Họ Naphten và Aromatic
Những hydrocacbon loại naphten và aromatic trong phân đoạn này bên cạnh
những loại có cấu trúc một vòng có nhiều nhánh phụ đính xung quanh còn có mặt các
hợp chất 2 hoặc 3 vòng.
Ngoài ra trong gasoil đã có mặt các hợp chất hydrocacbon có cấu trúc hỗn hợp
giữa vòng naphten và aromatic như têtralin và các đồng đẳng của chúng.
Ngoài ba họ trên thì trong thành phần của nhiên liệu Diesel luôn chứa một hàm
lượng đáng kể các hợp chất không no như olefin (phần chủ yếu), dien ...các hợp chất
không no này đến từ các quá trình chế biến sâu như FCC, giảm nhớt . . .
2.2.1.2. Nhóm hợp chất phi hydrocacbon
Trong Diesel thương phẩm thì các chất phi hydrocacbon tồn tại dưới nhiều dạng
khác nhau.
Hợp chất của lưu huỳnh
Nếu như trong xăng, lưu huỳnh dạng mercaptan chiếm phần chủ yếu trong số
các hợp chất lưu huỳnh ở đó, thì trong phân đoạn gosoil loại lưu huỳnh mercapten hầu
như không còn mercaptan nữa. Thay thế vào đó là lưu huỳnh dạng sunfua và disunfua,
cũng như lưu huỳnh trong các mạch dị vòng. Trong số này, các sunfua vòng no (dị
vòng) là loại có chủ yếu.
Hợp chất của oxy
Các hợp chất chứa oxy trong phân đoạn gasoil cũng tăng dần lên. Đặc biệt ở
phân đoạn này, các hợp chất chứa oxy dưới dạng axit, chủ yếu là axit naphtenic có rất
nhiều và đạt đến cực đại ở trong phân đoạn gasoil.
Ngoài các axit, các hợp chất chứa oxy trong phân đoạn gasoil còn có các
phenol và đồng đẳng của chúng như crezol, dimetyl phenol.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 31
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Hợp chất của nitơ
Các hợp chất của nitơ trong phân đoạn này cũng có ít nhưng chúng có thể nằm
dưới dạng các Quinolin và đồng đẳng, hoặc các hợp chất chứa nitơ không mang tính
bazơ như Pirol, Indol và các đồng đẳng của nó.
Ngoài những hợp chất chứa thuần tuý N2, O2, S thì trong phân đoạn gasoil đã có
mặt các chất nhựa, trọng lượng phân tử của nhựa vào khoảng (300-400). Nói chúng
các chất nhựa của dầu mỏ thường tập trung chủ yếu vào các phân đoạn sau gasoil, còn
trong phân đoạn này số lượng chúng rất ít.
2.2.2. Thành phần hoá học ở các nguồn ngoài phân đoạn gasoil để sản xuất Diesel
Trong các nguồn này thì thành phân hoá học của nó thay đổi rất nhiều. Chúng
không chỉ phụ thuộc vào loại dầu thô mà còn phụ thuộc vào quá trình sử dụng và điều
kiện công nghệ. Các nguồn này có thể chia làm hai nhóm nhỏ:
Nhóm thứ nhất:
Nhóm này bao gồm các loại gasoil nhận được từ các quá trình sau:
Crackinh nhiệt, xác tác
Giảm nhớt
Cốc hoá
Gasoil thu được từ các quá trình này thường có chất lượng rất xấu (chỉ số cetan
thấp, hàm lượng lưu huỳnh cao, các chất kém ổn định nhiều, hàm lượng aromatic và
hợp chất nhựa nhiều). Khi phối trộn trực tiếp thì nhóm gasoil này chỉ chiếm một lượng
nhỏ, nhưng thông thường thì chúng phải qua quá trình xử lý (HDS) rồi mới đem phối
trộn.
Nhóm thứ hai:
Nhóm này bao gồm các loại gasoil thu được từ các quá trình xử lý bằng hydro
như: HDS, Hydrocrackinh, các quá trình tổng hợp . . .
Đặc điểm nỗi bật của gasoil nhóm này là chất lượng rất tốt có nghĩa là chỉ số
cetan cao, hàm lượng các hợp chất phi hydrocacbon như lưu huỳnh, nitơ giảm xuống
rất nhiều, hàm lượng aromatic và các chất không no cũng giảm đi nhiều lần.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 32
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Sau đây ta sẻ xem xét một số ví dụ về thành phần của các loại gasoil và sự biến
đổi của nó theo các quá trình xử lý.
Thành phần hoá học của gasoil thu được từ các quá trình chuyển hoá
Dạng sản phẩm
Tính chất
LCO LCO VB1 VB2 HCK CK
(HTS) (BTS)
- Khôi lượng riêng 0.942 0.924 0.866 0.821 0.803 0.936
ở 15oC (kg/lit)
- Độ nhớt (cSt) 4.6 3.1 5.5 2 2.94
- Lưu huỳnh(%) 2.76 0.68 2.2 1.46 0.006 3.8
- Nitơ ppm 630 110 247 6 1000
- Chỉ số brôm 14.9 7.3 27 45.5 21
-Thành phần cất
(oC)
PI 218 199 229 156 179 308
PF 359 296 348 293 333 360
- Chỉ số cetan 21.3 18.3 45.5 39.2 54.2 27
- Thành phân hoá
học (% kl)
Paraffin
13.7 21.3 23 22.4 39.8 4
Naphten
8.8 8.9 33.4 53.3 58.5 31
Mono aromatic
17.1 20.1 17.7 17.4 1.5
Di aromatic
35.8 44.7 10.4 2.8 0.2
Tri aromatic
4.1 0.5 1.4 0.1 0.0 65
Benzothiophen
15.6 4.3 12.2 4.1 0.0
Dibenzothiophen
4.0 0.3 1.8 0.0 0.0
Nhận xét:
Gasoil thu được từ quá trình hydrocrackinh có chất lượng rất tốt tức là hàm
lượng các hợp chất phi hydrocacbon, hàm lượng chất thơm rất thấp, chỉ số cetan cao.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 33
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
So sánh tính chất của gasoil trước và sau khi khử lưu huỳnh sâu
(áp suất chung 27 bar, V.V.H 3)
Tính chất Nguyên liệu Sản phẩm
(RA)
- Khôi lượng riêng ở 15oC 0.846 0.834 0.833
(kg/lit)
- Độ nhớt (cSt)
20oC 6.14 5.58 5.52
50oC 2.99 2.81 2.79
- Lưu huỳnh(%) 1.31 0.07 0.015
- Nitơ ppm 65 54
- Thành phần cất(oC)
PI 217 221 221
50% 294 285 285
90% 341 329 329
PF 358 350 349
- Chỉ số cetan 54.8 56.4 57.6
- Thành phân hoá học (%
kl)
Paraffin 40.7 43.2 44.0
Naphten 32.6 31.1 30.9
Mono aromatic 11 18.2 17.6
Di aromatic 7.4 5.9 6.5
Tri aromatic 1.0 0.5 0.4
Benzothiophen 5.4 0.5 0.4
Dibenzothiophen 1.9 0.6 0.2
(Cột sau là kết quả thu được trong trường hợp độ nghiêm ngặt cao hơn)
Nhận xét:
Sản phẩm thu được sau quá trình HDS có hàm lượng các hợp chất phi
hydrocacbon và hợp chất aromatic một hay nhiều vòng giảm đi rất nhiều, paraffin
tăng lên, chỉ số cetan tăng lên, nhiệt độ sôi đầu tăng lên chút ít nhưng nhiệt độ sôi
50%, 90%, nhiệt độ sôi cuối giảm điều này cho nhiên liệu có khả cháy tốt nghĩa là quá
trình này cho chất lượng gasoil tốt hơn.
Khi độ nghiêm ngặt tăng lên thì chất lượng của gasoil cũng tăng lên.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 34
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
So sánh tính chất của gasoil trước và sau khi khử lưu huỳnh sâu
(áp suất chung 27 bar, V.V.H 3)
Tính chất Nguyên liệu: Sản phẩm
80% RA+20%LCO
- Khôi lượng riêng ở 15oC 0.862 0.85 0.833
(kg/lit)
- Độ nhớt (cSt)
20oC 5.55 5.34 5.52
50oC 2.76 2.7 2.79
- Lưu huỳnh(%) 1.16 0.064 0.015
- Nitơ ppm 216 150 54
- Thành phần cất(oC)
PI 214 224 221
50% 288 283 285
90% 332 329 329
PF 353 350 349
- Chỉ số cetan 49 50.4 49
- Thành phân hoá học (%
kl)
Paraffin 36.5 36.2 36.7
Naphten 24.3 24.3 26.5
Mono aromatic 14.2 23 21.9
Di aromatic 15.4 12 12.6
Tri aromatic 1.8 10.0 0.9
Benzothiophen 5.4 1.5 1.0
Dibenzothiophen 2.4 0.9 0.4
(Cột sau là kết quả thu được trong trường hợp độ nghiêm ngặt cao hơn)
Kết quả thu được ở đây hoàn toàn giống như trên.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 35
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
So sánh tính chất của gasoil trước và sau khi xử lý bằng hydrocacbon
Tính chất Nguyên liệu Sản phẩm
(RA)
P 50 bar P 75bar
VVH 1 VVH 0.5
- Khôi lượng riêng ở 15oC 0.846 0.825 0.818
(kg/lit)
- Độ nhớt (cSt)
20oC 6.14 5.3 5.27
o
50 C 2.99 2.71 2.6
- Lưu huỳnh(%) 1.31
o
- Thành phần cất( C)
PI 217 218 203
50% 294 282 280
90% 341 326 326
PF 358 347 346
- Chỉ số cetan 54.8 60.2 65.4
- Thành phân hoá học (%
kl)
Paraffin
40.7 43.7 45.7
Naphten
32.6 38.1 50.3
Mono aromatic
11 13.7 3.4
Di aromatic
7.4 2.8 0.6
Tri aromatic
1.0 0.3 0
Benzothiophen
5.4 0.2 0
Dibenzothiophen
1.9 0.3 0
Kết quả hoàn toàn giống như quá trình HDS
ThS. Trương Hữu Trì Trang 36
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
So sánh tính chất của gasoil trước và sau khi khử lưu huỳnh sâu
Sản phẩm
Tính chất Nguyên liệu:
P 50 bar P 75 bar
80% RA+20%LCO
VVH 1 VVH 0.5
- Khôi lượng riêng ở 15oC 0.862 0.838 0.827
(kg/lit)
- Độ nhớt (cSt)
20oC 5.55 5.12 4.9
50oC 2.76 2.63 2.54
- Lưu huỳnh(%) 1.16 0.0022 0.0004
o
- Thành phần cất( C)
PI 214 213 212
50% 288 278 275
90% 332 324 324
PF 353 346 347
- Chỉ số cetan 49 53.9 60.2
- Thành phân hoá học (%
kl)
Paraffin
36.5 36.9 41.5
Naphten
24.3 37.7 51.8
Mono aromatic
14.2 20.2 6
Di aromatic
15.4 4.5 0.7
Tri aromatic
1.8 0.4 0.0
Benzothiophen
5.4 0.3 0.0
Dibenzothiophen
2.4 0.0 0.0
ThS. Trương Hữu Trì Trang 37
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Các nguồn dùng để phối trộn gasoil
Nguồn Dầu thô paraffin Dầu thô Phần cất của Phần cặn của RSV
nguyên liệu naphten DSV
Quá trình xử DA DA FCC HCK VB CK HCK
lý
10÷15 -- 5÷15 35
Hiệu suất (% 30.3 32.8 36.7 29.2 47.2 --
kl)
15
d 4(kg/l) 0.835 0.825 0.843 0.827 0.856 0.93 0.835 0.845 0.900 0.855
Thành phân
cất 170 180 170 180 170 170 200 170 170 196
PI 370 343
370 375 400 350 370 370 358 370
PF
Điểm vẫn đục -5 -2 +1 -10 -20 -5 -14 -4 -8 -15
(oC)
Điểm chảy -12 -9 -6 -18 -33 -14 -25 -18 -20 -26
(oC)
Chỉ số cetan 50 51 54 54 43 24 58 40 28 50
Hàm lượng 0.12 0.04 0.83 0.80 0.09 2.8 0.02 2.33 2.10
lưu huỳnh
(% kl)
ThS. Trương Hữu Trì Trang 38
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
2.3. Nguyên tắc hoạt động và đặc điểm quá trình cháy trong động cơ Diesel
Để khảo sát thành phần và tính chất nhiên liệu Diesel ảnh hưởng đến quá trình
hoạt động của động cơ và vấn đề ô nhiễm môi trường, trước hết ta xét sơ lược về hoạt
động và đặc điểm quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ Diesel.
2.3.1. Vài nét lịch sử động cơ Diesel
Động cơ Diesel mang tên của nhà phát minh nổi tiếng Rudolf Diesel. R.Diesel
sinh năm 1858 là kỹ sư người Đức nhưng phần lớn hoạt động nghiên cứu máy móc
của Ông thực hiện ở Paris (Pháp). Năm 1892 tại Berlin R.Diesel được cấp bằng phát
minh nghiên cứu về sự hoạt động của một loại động cơ với nhiên liệu là dòng hơi
sương các hạt hydrocacbon. Tuy nhiên, đề tài này chỉ mang tính phác hoạ, sau đó đến
năm 1897 nguồn nhiên liệu của động cơ được thay thế bằng nguồn nhiên liệu có nguồn
gốc từ dầu mỏ (phân đoạn gasoil) và động cơ đã đem lại một hiệu suất đáng kể (247
g/ch.h), xylanh của động cơ Diesel đầu tiên này có thể tích 19,6 lít, cho một công suất
14,7 KW, với tốc độ quay trục khuỷu là 172 vòng/phút. Sau đó, loại động cơ này đã
được phát triển mạnh mẻ với nhiều chủng loại khác nhau và được ứng dụng rộng rãi
nhất là sau chiến tranh thế giới nhất trên các loại xe tải những năm 1930-1939.
Chiếc xe du lịch đầu tiên trang bị động cơ Diesel được giới thiệu bởi hãng
Mercedes năm 1936 (206D) nhưng thành công hơn là chiếc xe của hãng Peugoet
(Diesel 402) xuất xưởng năm 1938 (có 1000 khuôn mẫu).
Sau năm 1945, động cơ Diesel đã trở nên phổ biến trong các loại phương tiện
giao thông dân dụng nhưng nó chỉ tồn tại trong một số giới hạn cấu trúc, mẫu mã của
các hãng sản xuất ô tô lớn như Mercedes, Peugeot.
Đến những năm 1970, động cơ Diesel có sự phát triển vượt bậc. Các phương
tiện vận tải được trang bị động cơ Diesel với buồng đốt kiểu phun trực tiếp, các loại xe
du lịch với buồng đốt kiểu phun gián tiếp. Đến đầu năm 1980, thị trường các động cơ
Diesel cho các loại phương tiện vận tải đã bùng nổ trên toàn thế giới.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 39
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
2.3.2. Nguyên lý hoạt động của động cơ Diesel
Động cơ Diesel là một động cơ nhiệt dùng để biến năng lượng hoá học của
nhiên liệu khi cháy thành năng lượng cơ học dưới dạng chuyển động quay. Động cơ
này làm việc theo nguyên tắc một chu trình gồm kỳ: nạp, nén, cháy nổ và giản nở sinh
công, thải khí cháy ra ngoài. Sơ đồ nguyên lý như sau:
Xupap naûp 5 Xupap
1.Trục khuỷu
2. Thanh truyền
3 4
3. Piston
2
4. Xylanh
ÂC
5. Kim phun
G
1
ÂC
Sơ đồ động cơ Diesel 4 kỳ
Trong quá trình vận hành của động cơ, trục khuỷu quay theo chiều mũi tên,
piston đi động lên xuống trong xylanh, thanh truyền truyền vận động tịnh tiến của
piston cho trục khuỷu quay tròn. Ở đây ta có khái niệm điểm chất trên và điểm chất
dưới đó là các điểm tương ứng với vị trí cao nhất và thấp nhất của piston trong xylanh.
Chu trình công tác của động cơ Diesel được tiến hành như sau :
Kỳ 1 – Hành trình nạp
Khi piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới xupap xả đóng lại xupap
nạp mở ra không khí được hút qua xupap nạp vào trong xylanh.
Kỳ 2 – Hành trình nén
Sau khi đến điểm chết dưới piston sẻ đi ngược lên phía trên, lúc này cả hai
xupap đều đóng lại không khí trong xylanh được nén đến nhiệt độ cao khoảng
450÷500oC tuỳ thuộc vào tỷ số nén của động cơ.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 40
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Kỳ 3 – Hành trình Phun nhiên liệu chảyvà giản nở sinh công
Khi piston gần đến điểm chết trên thì nhiên liệu được bơm cao áp phun vào
dưới dạng các sương (các hạt có kích thước rất nhỏ), từ các hạt sương này nhiên liệu
sẻ bay hơi tạo với không khi một hỗn hợp tự bốc cháy. Nhờ vào kết quả của quá trình
cháy, nhiệt độ và áp suất trong xylanh tăng cao nên chúng đẩy piston chạy từ điểm
chết trên xuống điểm chết dưới và đồng thời thực hiện quá trình giản nở sinh công.
Kỳ 4 – Hành trình thải
Khi piston bị đẩy xuống điểm chết dưới theo lực quán tính nó ngược lên phía
trên, lúc này xupap xả mở ra để đẩy khí cháy ra ngoài và kết thúc một chu trình. Sau
chu trình này piston lại đi xuống phía dưới để thực hiện chu trình tiếp theo.
Trong thực tế thì các xupap đóng mở cũng như thời điểm phun nhiên liệu không trùng
với điểm chết trên và điểm chết dưới. Thường để nạp được nhiều không khí vào
xylanh người ta cho các xupap được mở sớm nhưng đóng muộn, còn nhiên liệu sẻ
được phun vào trước khi piston đến điểm chết trên khoảng lớn hơn khoảng 10 độ theo
gốc quay của trục khuỷu.
Như vậy, toàn bộ chu trình công tác được thực hiện theo bốn hành trình trong
hai vòng quay của trục khuỷu, trong bốn hành trình này chỉ một hành trình cháy và
giãn nở duy nhất sinh công, còn ba hành trình khác không sinh công.
2.3.3. Đặc điểm của quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ Diesel
Từ việc phân tích hoạt động của động cơ Diesel ở trên ta rút ra được những đặc
điểm của quá trình cháy trong động cơ này như sau:
Khác với động cơ xăng nhiên liệu được phối trộn trước trong bộ chế hoà khí thì
ở động cơ Diesel nhiên liệu không được phối trộn trước mà chỉ được phun vào xylanh
khi không khí đã được nén để đạt nhiệt độ và áp suất cao, ở trong điều kiện này thì
nhiên liệu bay hơi rồi tạo hỗn hợp tự bốc cháy mà không cần đến sự đánh lửa của bugi.
Trong động cơ xăng thì quá trình cháy phải được bắt đầu từ bugi sau đó lan
truyền đi theo các mặt cầu và nhiên liệu chỉ được phép cháy khi màng lửa lan tràn đến
còn trong động cơ Diesel thì quá trình bắt cháy có thể bất kỳ chổ nào trong xylanh mà
ở đó nhiên liệu được phối trộn tốt với không khí để có thể tự bốc cháy.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 41
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Nếu như trong động cơ xăng việc tăng công suất bằng cách tăng tỷ số nén sẻ
vấp phải hiện tượng nhiên liệu chịu nhiệt độ và áp suất cao sẻ tự bốc cháy khí mặt lửa
chưa lan truyền đến thì trong động cơ Diesel bắt buộc phải có tỷ số nén cao để bảo
đảm cho nhiên liệu có thể tự bay hơi và bốc cháy. Do đó công suất của động cơ Diesel
luôn lớn hơn công suất của động cơ xăng khi cùng mức tiêu thụ nhiên liệu.
Nhiên liệu sau khi phun vào buồng cháy nó không cháy ngay mà cần có một
thời gian nhất định để chuẩn bị, thời gian này được gọi là thời gian cháy trể hay thời
gian cảm ứng. Thời gian này dài hay ngắn phụ thuộc hoàn toàn vào bản chất của nhiên
liệu và cấu trúc của động cơ, nó thường được chia thành hai loại đó là thời gian cảm
ứng vật lý và thời gian cảm ứng hoá học, thời gian cảm ứng hoá học này được xác
định theo công thức thực nghiệm sau:
D = A P-nEXP(B/T)
Trong đó: A,B là các hằng số thực nghiệm.
So sánh lợi ích của động cơ Diesel và động cơ xăng
Khi so sánh về lợi ích của động cơ Diesel so với động cơ xăng người ta nhận
thấy động cơ Diesel có nhiều lợi ích hơn theo nhiều gố độ
Xét về gốc độ nhiệt trị:
Nhiệt trị khối lượng của Diesel lớn hơn nhiệt trị khối lượng của xăng khoảng
10% do đó khi xem xét 2 động cơ có cùng hiệu suất thì động cơ Diesel tiêu thụ nhiên
liệu ít hơn khoảng 10%.
Xét về hiệu suất sử dụng nhiệt:
Hiệu suất sử dụng nhiệt của động cơ Diesel luôn lớn hơn động cơ xăng vì nó
không có lá trập để tạo ra độ âm áp trong giai đoạn hút do đó trên đồ thị P-V diện tích
của vùng áp suất thấp nhỏ hơn so với động cơ xăng. Tuy nhiên hiệu suất của động cơ
Diesel giảm nhanh khi tốc độ tăng lên do tổn thấp áp suất do ma sát tăng nhanh và quá
trình cháy trong thời gian ngắn kho khăn hơn so với động cơ xăng.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 42
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
Xét về gốc độ nhiên liệu:
Giá thành của Diesel rẻ hơn xăng, theo tính toán ở nhà máy lọc dầu thì năng
lượng tiêu thụ để sản xuất Diesel nhỏ hơn sản xuất xăng khỏng 6% (13% so với 19%)
So sánh mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ Diesel và Xăng theo các điều kiện vận
hành khác nhau:
140 124
120
Muc tieu hoa nhien lieu (kg/100 km)
116 115 113
120 100 100 100 100 100
100
80 ĐC Diesel
60 ĐC Xăng
40
20
0
D D D 19;V D D
10,9;V 17,9;V 29,1 5,8;V 2,5;V
33,9 34,3 41,2 11,5
Quang đuong đi va van toc
Vì những ưu điểm của động cơ Diesel mà chung được sử dụng ngày càng rộng
rải. Chung ta có thể thấy rả điều này qua số lượng nhiên liệu tiêu thụ tại thị trường
Pháp.
30000
Muc tieu thu (Trieu tan)
25000
Xăng
20000
Diesel
15000
FOD
10000 D?u n?ng
5000
0
1980 1997 1998 1999
ThS. Trương Hữu Trì Trang 43
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
2.4. Các chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu Diesel.
Như vừa thấy trong phần trước, quá trình cháy trong động cơ không phải là quá
trình cháy lý tưởng nên nó sẻ làm giảm công suất của động cơ, nhưng điều quan trọng
hơn cả là quá trình cháy không hoàn toàn này sẻ tạo ra các chất độc có hại cho con
người và môi trường. Do đó việc nghiên cứu nhằm làm giảm các chất độc này là điều
bắt buộc đối với các nhà sản xuất động cơ và nhiên liệu.
Đối với nhiên liệu Diesel thương phẩm nó phải đảm bảo được các tính chất sau:
2.4.1. Chỉ số xêtan IC (Indice de Cétane)
2.4.1.1. Định nghĩa
Chỉ số xêtan là một đại lượng qui ước đặc trưng cho khả năng tự bóc cháy của
nhiên liệu Diesel và được tính bằng % thể tích của n-xêtan trong hỗn hợp của nó với α
-mêtylnaphtalen khi hỗn hợp này có khả năng tự bóc cháy tương đương với nhiên liệu
Diesel đang khảo sát. Trong hỗn hợp này thì n-xêtan có khả năng tự bóc cháy tốt nên
trị số của nó được qui ước bằng 100, còn α-mêtỵlnaphtalen có khả năng tự bóc cháy
kém được qui ước bằng 0.
Trong thực tế một vài phòng thí nghiệm người ta dùng hephtametylnonan
(HMN) thay cho α-mêltỵnaphtalen, trong đó HMN có IC = 15.
2.4.1.2. Phương pháp xác định chỉ số xêtan
Chỉ số xêtan có thể xác định theo nhiều phương pháp khác nhau như do trực
tiếp trên động cơ hay xác định từ các tính chất của nó.
Việc xác định trực tiếp IC được thực hiện trên động cơ CFR (Coferation Fuel
Reseach) như trong động cơ xăng với gốc phun sớm nhiên liệu là 13 độ theo gốc quay
của trục khuỷu. Phương pháp này trong thực tế ít được sử dụng vì nó phức tạp và tốn
kém.
Chỉ số IC có thể được các định từ các tính chất của nhiên liệu Diesel, chỉ số thu
được gọi là chỉ số IC tính toán. Theo cách này thì trong thực tế cũng tồn tại nhiều công
thức khác nhau để xác định IC.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 44
- Sản Phẩm Dầu Mỏ Thương Phẩm
- Từ nhiệt độ sôi ứng với 50% chưng cất và tỷ trọng ta có thể xác định được IC
theo công thức sau:
CCI = 454,74-1641,41d+774d2 -0,554T50 +97,083(lgT50)2
Từ công thức này người ta đã xây dựng được đồ thị xác định như sau.
Xác định CI bằng phương pháp đồ thị
Vẽ đường thẳng qua 2 điểm : T50 và độ 0API (hoặc d415) đường thẳng này cắt vạch
thang chia IC tại CCI cần tìm.
Ví dụ :
Nhiên liệu có d415=0,84 (khối lượng riêng tiêu chuẩn) và T50=2800C (ASTM-
D86) ta tìm được CCI =56.
Trong phạm vi IC=40÷55 sai lệch giữa CCI và IC đo đạc là tương đối nhỏ nếu
nhiên liệu không sử dụng phụ gia cải thiện IC.
Trên đây là phương pháp được sử dụng nhiều trong thực tế. Ngoài phương pháp
này thì chỉ số IC cong có thể đước xác đinh từ nhiệt độ sôi 10%, 50% và 90%; từ điểm
anline hay từ việc phân tích sắc ký, khối phổ thành phần hoá học của nhiên liệu Diesel.
ThS. Trương Hữu Trì Trang 45
nguon tai.lieu . vn
