Báo cáo Thực tập tại tổng công ty xăng dầu khu vực III

xác định ỉĐộ nhớt động học: Độ nhớt động học là tỷ số giữa độ nhớt động lực và trọng lưởng riêng của nó tính bằng Stốc. Nguyên tắc của phương pháp này là xác định thời gian chảy của chất lỏng qua ống mao quản có kích thước nhất định và xác định độ nhớt theo công thức: V= C.t Tiến hành: lấy mẫu vào nhớt kế, chuyển nhớt kế vào bình ổn nhiệt, dung dịch dùng để ổn nhiệt là glyxerin, điều chỉnh nhiệt độ thí nghiệm. Sau 15’ ổn nhiệt, dùng quả bóp cao su đẩy mẫu vào ống cho đến 1/3 ống phình. Dưới tác dụng của trọng lực chất lỏng sẽ chảy từ ống 1 sang ống 2. Khi chất lỏng chảy tới vạch thì bấm đồng hồ giây và khi tới vạch thứ hai thì bấm đồng hồ giây dừng lại. Tiến hành 5 lượt để lấy kết quả trung bình ỉĐộ nhớt biểu kiến: Độ nhớt biểu kiến là tỷ số giữa thời gian chảy của 200ml mẫu ở nhiệt độ thí nghiệm và 200ml nước cất ở 200C qua ống nhỏ trong dụng cụ đo độ nhớt. Tiến hành: Xác định chỉ số nước của thiết bị, chỉ số nước là thời gian chảy của 200ml nước ở 200C qua ống nhỏ trong dụng cụ đo độ nhớt. Đổ nước cất ở 200C cho tới khi ngập các đỉnh kim. Dùng đinh vít điều chỉnh phương nằm ngang của thiết bị. Nhấc que chốt lên để tháo bớt chất lỏng cho tới khi phần bắt đầu vuốt nhỏ của 3 đinh kim nằm ở trên mặt chất lỏng. Khuấy nước trong bể chứa bằng cách xoay nắp đậy, nước trong bình ổn nhiệt bằn que khuấy, ổn nhiệt ở nhiệt độ 200C trong 5 phút. Nhấc que chốt lên và đồng thời bấm đồng hồ giây. Xác định thời gian chảy của nước khi bình hứng đạt đến vạch 200ml. Xác định thời gian chảy của mẫu ở nhiệt độ từ 50-1000C cũng tiến hành tương tự như xác định chỉ số nước. Tiêu chuẩn của chỉ tiêu: Độ nhớt của nhiên liệu phản lực: max là 8,0 cSt ở –200C theo phương pháp ASTM D445. Độ nhớt của nhiên liệu diezel bằng 1,8-5,0 cSt ở 400C theo phương pháp ASTM D445. III.5. áp suất hơi bão hòa a. ý nghĩa áp suất hơi bão hoà là một tính chất lý học quan trọng của các chất lỏng dễ bay hơi. Đây chính là áp suất hơi mà tại đó hơi cân bằng với thể lỏng. áp suất hơi bão hoà Reid là áp suất tuyệt đối ở 1000F (37,80C) đặc trưng cho khả năng bay hơi của phân đoạn xăng. Đó là áp suất hơi của xăng đo được trong điều kiện của bom Reid ở 37,80C. Đại lượng này càng lớn, độ bay hơi càng cao. áp suất hơi bão hòa được xác định trong dụng cụ tiêu chuẩn gọi là bom Reid. b. Nguyên tắc và cách tiến hành Cho xăng vào bình 2, nối thông với bình 1 rồi cho vào bình ổn nhiệt, sau khi ổn định nhiệt ở 37,80C trong 15 phút thì mở van 5 để nối toàn bộ hệ thốngvới áp kế thuỷ ngân. Độ chên lệch h sẽ cho biết áp suất hơi bão hòa của xăng cần đo. Độ bốc hơi của xăng càng cao, độ chênh lệch h càng lớn. III.6. So màu Sayball Màu của sản phẩm dầu mỏ được xác định bằng phương pháp so màu dựa trên cơ sở so sánh bằng mắt thường, lượng ánh sáng truyền qua một bề dày xác định của sản phẩm với lượng ánh sáng truyền qua của một trong những dãy kính màu chuẩn. Phương pháp so màu Saybolt ASTM D156 dùng để xác định màu của các nhiên liệu chưng cất như xăng, nhiên liệu phản lực, dầu hỏa, dầu trắng, dược phẩm. Màu Saybolt là màu của sản phẩm lỏng trong suốt được xác định theo thang đo từ –16 (tối nhất) đến –30 (sáng nhất). Chỉ số màu tương ứng với độ cao của cột mẫu mà khi nhìn xuyên qua chiều dài đó màu của mẫu trung với một trong ba kính chuẩn màu để xác định màu, hạ chiều cao của cột mẫu cho tới khi màu của mẫu hơi sáng hơn màu của kính chuẩn, mẫu có chỉ số màu ở ngay trên mức này. Tra cứu chỉ số theo bảng có sẵn trong ASTM D156. Phươngpháp ASTM D1500 được áp dụng cho dầu nhờn, diezel và sáp dầu mỏ. Nguyên tắc của phương pháp là dùng một nguồn ánh sáng tiêu chuẩn so sánh màu của mẫu được đặt trong một ống thí nghiệm với màu của các kính chuẩn màu có giá trị từ 0,5 – 0,8. Nếu màu của mẫu ở vào giữa hai màu chuẩn thì lấy giá trị màu cao hơn, nếu mẫu có màu sáng hơn 0,5 thì áp dụng phương pháp màu Saybolt D156. III.7. Ăn mòn tấm đồng: Độ ăn mòn tấm đồng đánh giá khả năng ăn mòn kim loại của phân đoạn dầu. ã Nguyên tắc: Nạp mẫu: Ngập tấm đồng để trong ống nghịêm. Đặt ống nghiệm mẫu: + trong bom: mẫu dễ bay hơi + trong rọ: mẫu khó bay hơi. Duy trì nhiệt độ: ± 1oC và thời gian theo tiêu chuẩn sản phẩm quy định. Lấy mẫu từ bom: phải làm nguội dưới dòng nước. Cầm tấm đồng bằng cặp hoặc giấy lót. Chênh lệch về trọng lượng tấm đồng trước và sau khi thí nghiệm gọi là độ ăn mòn tấm đồng. Chỉ tiêu: ASTM D130 TCVN 2694-1995 Phần IV: Dầu mỡ bôi trơn và phụ gia. IV.1. Vai trò của phụ gia Phụ gia là những chất hữu cơ, cơ kim và vô cơ thâm chí là các nguyên tố được thêm vào các chất bôi trơn như : Dầu mỡ nhờn, chất lỏng chuyên dùng để nâng cao các tính chất riêng biệt cho sản phẩm cuối cùn. Thường mỗi loại phụ gia được dùng ở nồng độ từ 0,01 đến 5%. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp một số phụ gia có thể được đưa vào ở khoảng nồng độ dao động từ vài phần triệu đến trên 10%. Phần lớn các loại đầu nhờn cần nhiều loại phụ gia để thoả mãn tất cả các yêu cầu tính năng . Trong một số trường hợp các phụ gia riêng biệt được pha thẳng vào đầu gốc. Trong nhữnh trường hợp khác, hỗn hợp các loại phụ gia được pha trộn thành phụ gia đóng gói, sau đó được đưa tiếp vào dầu. Một số phụ gia nâng cao những phẩm chất đã sản của đầu, một số khác tạo cho đầu có tính chất mới cần thiết, các loại phụ gia khác nhau có thể hỗ trợ cho nhau, gây ra hiệu ứng tương hỗ, hoặc chúng có thể dẫn đến hiệu ứng đối kháng. Trường hợp sau có thể làm giảm hiệu lực của phụ gia, tạo ra những sản phẩm phụ không tan hoặc những sản phẩm khác có hại. Những tương tác này là do hầu hết các phụ gia đều là những chất hoạt động vì vậy chúng tác dụng qua lại ngay trong phụ gia đóng gói hoặc trong dầu và tạo ra những hợp chất mới Như vậy việc tổ hợp phụ gia đòi hỏi sự khảo sát kỹ tác dụng tương hỗ giữa các phụ gia cũng như cơ chế hoạt động cuả các phụ gia riêng và tính hoà tan của chúng. Những hiệu ứng phụ không mong muốn của phụ gia cần khắc phục và việc tổ hợp các phụ gia phải được điều chỉnh để đạt được tính năng tối ưu của phụ gia trong dầu bôi trơ. Cần nhớ rằng một lượng nhỏ chất xúc tác thêm vào trong quá trình sản xuấtphụ gai thường gây ra sự thay đổi lớn trong tác dụng tương hỗ của phụ gia. Những ‘ phụ gia của phụ gia’này được các nhà sản xuất đánh giá rất cao . Dầu gốc ảnh hưởng đến phụ gia qua hai tính năng chính: tính hoà tan và tính tương hợp. Chẳng hạn hydrocacbon tổng hợp ít hoà tan phụ gia, nhưng chúng có tính tương hợp phụ gia rất tốt. Do đó hydrocácbon tổng hợp có thể pha loãng với dầu, tính tương hợp phụ gia phụ thuộc rất nhiều vào thành phần dầu gốc. Tính hoà tan có thể giải thích như sau: sự hình thành các chất phụ gia hoạt động bề mặt phụ thuộc vào khả năng của chúng hấp thụ trên bề mặt ở thời gian và vị trí nhất định. Dầu gốc có tính hoà tan cao có thể giữ phụ gia ở dạng hoà tan mà không cho phép chúng hấp ph. Mặt khác đầu gốc có tính hoà tan kém có thể để phụ gia bị tách trước khi nó kịp hoàn thành chức năng đã định. Vì có khả năng cải thiện tính năng của dầu bôi trơn và chất lỏng bôi trơn nên phụ gia tạo điều kiện rất tốt cho việc cải tiến các loại xe và máy móc công nghiệp Ngày nay, htực tế hầu hết các loại dầu và chất lỏng bôi trơn đều chứa ít nhất là một loại phụ gia, một số loại đầu như; dầu động cơ, dầu bánh răng…có chứa nhiều loại phụ gia khác nhau. Phụ gia chủ yếu được sử dụng đảm nhiệm một chức năng nhất địn, nhưng có nhiều loại phụ gia đa chức. Những chức năng quan trọng của phụ gia là: -Làm tăng độ bền oxy hoá -Ngăn chặn hiệu ứng xúc tác của kim loại trong quá trình o xy hoá và ăn mòn -Chống ăn mòn -Chống gỉ -Chống sự tạo cặn bám và cặn bùn giữ các tạp chất ở dạng huyền phù -Tăng chỉ số độ nhớt -Giảm nhiệt độ đông đặc -Làm dầu có thể trộn lẫn với nước -Chống tạo bọt -Ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật -Làm cho dầu có khả năng bám dính tốt -Tăng khả năng làm kín -Làm giảm ma sát -Làm giảm và ngăn chặn sự mài mòn -Chống sự kẹt nứơc a.Phụ gia chống oxy hoá: Giống như đối với nhiên liệu xăng, phụ gia chống oxy hoá thường dùng là dẫn xuất phenol mà nhóm OH bị cản trở không gian bởi các nhóm ankyl ở vị trí (2) và (6). Ví dụ: Như 2,6 – diter-butin phenol Và para-phenyladiamin có công thức chung như sau: R1-NH-C6H4-NH-R2 Trong đó R1, R2 có thể là sec-butyl; izo-propyl; pentyl hay metyl; heptyl; 1,4-dimetyl Các Hiankylamin cũng được sử dụng có hiệu quả cho quá trình chống oxy hoá cho dầu diezel. Phụ thuộc vào loại dầu gốc nhưng hàm lượng thường dùng của các phụ gia này khoảng 80 ppm. b. Phụ gia tăng chỉ số độ nhớt: Các phụ gia này được chia làm 2 nhóm : dạng hydrocacbon và dạng este. ỉDạng hydrocacbon có các dạng sau: - Copolyme etylen-propylen, poly iso-butylen, copolyme styren-izopren - copolyme styren-butadien đã hydro hoá ỉDạng este: - poly metacrylat polyacrylat và các copolyme của este styrenmaleic. c.Phụ gia chống tạo gỉ Có nhiều chất được dùng để ức chế gỉ : - Axit ankylsuxilic. Các amin hữu cơ - Amin photphat - Sunfonat của canxi và magiê - Rượu polyhydric. d.Phụ gia chịu điều kiện khắc nghiệt Chúng bao gồm: - sunfonat - phenolat - salixylat - photphonat e.Phụ gia hạ điểm đông - Các polyme alkylmetacrylat - Các polyme alphaolefin và các copolyme f.Phụ gia khử hoạt tính kim loại Do các ion kim loại không hoà tan (đặc biệt là đồng) có khả năng xúc tác cho phản ứng oxy hoá nhiên liệu diezel, tác dụng của phụ gia khử hoạt tính kim loại dựa trên hiện tượng tạo phức bền với các kim loại và làm mất khả năng xúc tác của chúng khi thêm N, N’-Dasalicylidele-1,2-propenediamin. Với hàm lượng 5 ppm sẽ tạo thành phức vòng cùng với kim loại. g.Phụ gia ức chế ăn mòn Thường dùng là các amin có khối lượng phân tử cao, tác dụng chống oxy hoá và chống ăn mòn là do tính kiềm của loại hợp chất này. ỉCác chất ức chế ăn mòn được sử dụng rộng rãi nhất trong dầu bao gồm: Dithiophotphat kim loại, đặc biệt là kẽm . Diankyldithiophotphat. ỉCác anken sunfua hoá. Benzothiazol Terpen sunfua k.Phụ gia chống mài mòn. Phụ gia cực áp. Phụ gia biến tính ma sát. h.Phụ gia chống nhũ Do tiếp xúc với hơi nước trong quá trình chế biến dầu , Trong các khâu vận chuyển và bảo quản mà nhiên liệu diezel bị đục do trong dầu còn lẫn nước ở dạng nhũ bởi vậy trước khi phân phối các loại nhiên liệu này, ta phải tách nước ra khỏi thành phần của nó để tránh hư hại cho máy móc. Tuy nhiên khi gặp phải nhiên liệu chứa nhiều chất thơm phải mất rất nhiều thời gian để tách nước và cần phải có thùng chứa có dung tích lớn. Quá trình tách nước có thể tăng cường khi dùng phụ gia chống nhũ, thường là các amoni bậc 4. Các phụ gia này làm giảm sức căng bề mặt giữa các giọt nước, làm cho chúng kết tụ thành các giọt lớn và do đó lắng nhanh hơn. Muối ion bậc 4 với nồng độ 5 á 50 ppm là chất khí nhũ rất tốt. Các hãng cung cấp phụ gia chống nhũ chủ yếu là parafin, nalploc và dopont. Trong dầu nhờn thì: ỉNhững chất tạo nhũ: - Các ankenyl suxinimit - Các muối sunfonat - Các axit béo và muối của axit béo - Các este của axit béo ỉNhững chất khử nhũ: - Triankyl photphat - Polyetylen glycol - Ankylamin - Axit cacboxylic i.Phụ gia diệt khuẩn Như đã nói ở trên, việc tiếp xúc giữa nước và nhiên liệu diezel không thể tránh được một vài trường hợp nước tạo thành lớp và lắng xuống đáy bồn chứa. Bề mặt tiếp xúc giữa nước và nhiên liệu diezel trong điều kiện thích hợp để làm cho một số loại vi sinh vật như: vi khuẩn, nấm men phát triển. Sự sinh sôi nảy nở của vi sinh vật tạo ra triết mạch, dẫn đến tắc ống lọc, mặt khác loại sinh vật khử sunfat gây ăn mòn sẽ tạo ra các lớp gỉ và dần dần phá huỷ thùng chứa. Việc dùng chất diệt khuẩn sẽ ngăn chặn, hạn chế được sự lan tràn của vi sinh vật. Tuy nhiên trong chừng mực nào đó, vi sinh vật sẽ nhờn thuốc, bởi vậy ta không nên dùng lạm dụng quá mà chỉ dùng trong trường hợp đặc biệt. Các chất có tác dụng diệt khuẩn được sử dụng cho nhiên liệu diezel như: Các dẫn xuất của fomandehit, izo-thi-zolonetriazine; N, N’-metylene; bis-(5-methyl-axazolidine); các axit của axit boric. Các chất dịch khuẩn thường được dùng trong phạm vi từ 50 á 400 ppm. Có nhiều nhà sản xuất chất diệt khuẩn cho nhiều mục đích khác nữa, có thể kể như: U.SBOAX (BIOBOF); CECA (5301); ROHM; HAAS … j.Phụ gia chống tĩnh điện Khi hydrocacbon được bơm vào với vận tốc lớn gây ra sự tích điện, đến lúc nào đó nó sẽ phóng điện và bắt lửa với hơi nhiên liệu diezel. Tuy nhiên mức độ đối với xăng và dầu lửa thì không nghiêm trọng lắm bởi diezel ít bay hơi nhưng vẫn nên dùng một lượng nhỏ chất chống tĩnh điện (dưới 5 ppm) là các hợp chất chứa canxi hay Crom ở nơi được bơm với cường độ lớn (máy lọc dầu, truyền nhiệt, tiếp nhiên liệu xe tải). Nơi này có nguy cơ nguồn tĩnh điện có khả năng phóng điện. Độ dẫn điện có thể xác định bằng phương pháp ASTM D 2624. ứng dụng cho nhiên liệu phản lực. Các nhà sản xuất chống tĩnh điện như: SHELL (ASA3) hay DUPONT (STADIS). l.Phụ gia chống bọt Khi bình chứa của xe được nạp nhiên liệu diezel sự tạo bọt sẽ diễn ra bởi cường độ pha trộn với khối khí lớn, điều này có ảnh hưởng lớn cho cả môi trường và người sử dụng. Khi tạo bọt và rót nhiên liệu tự động không thể hoạt động bình thường được, vì thế mặt đất, tay chân, áo quần dính đầy nhiên liệu thì phải mất nhiều thì giờ để đổ đầy, cũng làm hao hụt rất nhiều. Hiện nay người ta đã sử dụng loại chất chống bọt có chứa Vylycol chủ yếu là POLIXILOXAN, polymetylsiloxan với nồng độ từ 5 á 10 ppm để tránh việc tạo bọt. Những chất chống bọt hiệu quả không chỉ ngăn chặn mà còn có thể phá vỡ bọt tạo thành. m.Phụ gia thay đổi mùi Nhiên liệu diezel thường có mùi khó chịu là do những hợp chất không no và các hợp chất chứa lưu huỳnh gây ra. Các quá trình xử lý sâu bằng hydro có thể làm nhẹ bớt chứ không thể làm mất mùi của diezel. Mùi khó chịu của diezel khi dính vào da, vào quần áo giữ một thời gian dài vì độ bay hơi của nó thấp. Hiện nay phụ gia giảm mùi được cung cấp bởi SHELL, ESSO và DEA là hỗn hợp chất thơm. Mùi dễ chịu gồm các cấu tử dễ bay hơi và cấu tử giữ mùi lâu, phụ gia này cho nhiên liệu diezel mùi mới, tuy nhiên người ta vẫn tính đến khả năng làm mất mùi của dầu. Phụ gia thay đổi mùi thường là các chất thơm, không độc như Vanilin hay các hợp chất Terpen và thường dùng với hàm lượng từ 30 á 100 ppm. ỉNói tóm lại hiện nay thì việc sử dụng phụ gia tổng hợp trong việc sản xuất là chủ yếu. Vì nó có thể đáp ứng đầy đủ các tính năng cho dầu mỡ khi cần thiết theo yêu cầu chất lượng do việc điều chỉnh tỷ lệ phụ gia tổng hợp. IV.2. Pha chế dầu nhờn thương phẩm: Dầu nhờn thương phẩm có nguồn gốc từ dầu mỏ, được chế biến với một quy trình công nghiệp rất phức tạp, có ảnh hưởng rất lớn tới chất lượng dầu nhờn. Từ dầu mỏ qua các công nghệ tách nước, chưng cất, tách các thành phần không mong muốn ra phân đoạn dầu nhờn … sẽ cho ta dầu gốc có các thành phần cơ bản. Sau đó dầu gốc được pha với một số phụ gia hoá học, mỗi loại đóng góp phần đặc tính riêng của mình để tạo thành sản phẩm chung hoàn chỉnh. Quy trình pha chế này sẽ quyết định tới chất lượng của dầu nhờn, cũng là những công thức riêng quyết định đến tính cạnh tranh của sản phẩm. Trong quá trình này, dầu gốc và phụ gia được đem trộn lẫn với nhau vào một bể chứa có cánh khuấy liên tục, được gia nhiệt từ 40 á 600C trong thời gian 2 giờ. Nếu tăng nhiệt độ lên quá nhiệt độ giới hạn vào khoảng 800C sẽ làm cho phụ gia của dầu bị biến mất các đặc tính và làm cho dầu bị biến đổi mầtrongiều quan trọng hơn cả là nó sẽ làm giảm độ nhớt của dầu, tăng khả năng tạo cặn, nhựa và trong quá trình sử dụng dầu có màu sạm hơn. ở nhiệt độ cao như vậy sẽ làm cho các mạch hydrcacbon bị bẻ gẫy, nhất là đối với các mạch parafin và mạch nhánh của naphten. Trong quá trình này cần phải khuấy đều dầu gốc và phụ gia, nếu khuấy quá nhẹ sẽ làm phân tử dầu gốc và phụ gia khó kết hợp được với nhau, nếu khuấy mạnh quá sẽ gây hiện tượng sủi bọt trong hỗn hợp dầu, điều này sẽ làm tăng khả năng oxy hoá của dầu và làm giảm đáng kể chất lượng của dầu nhờn. Vì vậy, quá trình pha chế dầu nhờn cần phải có sự quản lý, kiểm tra nghiêm ngặt, áp dụng quản lý chất lượng vào tong khâu, tong bước và đồng bộ mới có thể sản xuất ra dầu nhờn có chất lượng cao. IV.3. Các chỉ tiêu của dầu nhờn IV.3.1 Các tính chất đặc trưng. IV.3..1.1. Độ nhớt: Độ nhớt của dầu động cơ đặc biệt quan trọng ở nhiều khía cạnh. Nó ảnh hưởng đến độ kín khít, tốn hao công ma sát, khả năng chống mài mòn, khả năng tạo cặn. Do vậy, trong các động cơ độ nhớt của dầu có tác động chính tới lượng tiêu hao nhiên liệu, khả năng tiết kiệm dầu và hạot động chung của cả động cơ. Cũng cần phải chú ý rằng việc dầu bị ôxi hoá có thể dẫn đến hoặc làm tăng hoặc làm giảm bớt độ nhớt. Độ nhớt giảm thường là do có sự phân huỷ cơ học của phụ gia polyme tăng chỉ số độ nhớt, hoặc do dầu bị lẫn nhiên liệu. Nhiệt độ cao có thể gây ra tổn thất do bay hơi mất thành phần nhẹ hơn trong dầu gốc làm dầu đặc thêm. IV.3.1.2. Cặn và sự phân tán - tẩy rửa. Sự tạo cặn trong quá trình hoạt động của động cơ là một trong những yếu tố chính liên quan đến chất lượng dầu động cơ. Trong thực tế các dầu bôi trơn trong mọi loại động cơ đốt trong hiện nay đều cần chất phân tán và tẩy rửa phù hợp để ngăn ngừa tạo cặn và duy trì hoạt động của động cơ. các phụ gia tẩy rửa có chức năng giữa cho bên trong động cơ sạch sẽ, còn các phụ gia phân tán giữa các chất cặn cứng trong cácte ở dạng keo bẩn do đó ngăn không cho chúng tạo thành vecni, son lắc (cặn ở nhiệt độ cao) hoặc cặn bùn (cặn ở nhiệt độ thấp). Ngoài ra đa số các chất tẩy rửa và một số chất phân tán còn có khả năng trung hoà các sản phẩm axit trong quá trình nhiên liệu cháyvà do dầu bị oxy hoá nhờ độ kiềm của phụ gia. Kết quả là giảm khả năng tạo cặn. Do chưa có một phương pháp đo tuyệt đối độ tẩy rửa và độ phân tán nên thông thường để đánh giá dầu động cơ phải dựa vào kết quả phân tích trị số kiềm tổng TBN và các tính chất khác của dầu. IV.3.1.3. Khả năng chống gỉ - ăn mòn: Dầu động cơ phải có một số khả năng sau: Ngăn ngừa hiện tượng gỉ và ăn mòn do nước ngưng tụ và các sản phẩm cháy nhiệt độ thấp cũng như do chế độ hoạt động không liên tục gây ra. Chống lại sự ăn mòn do các sản phẩm axit trong quá trình cháy gây ra Bảo vệ các ổ đỡ hợp kim đồng - chì khỏi sự ăn mòn do sản phẩm oxy hoá dầu gây ra Trong trường hợp dầu bôi trơn động cơ xăng khả năng chống ăn mòn - nhất là ăn mòn ổ đỡ hợp kim đồng - chì và chống gỉ do nước ngưng tụ và các sản phẩm không cháy được (hoặc cháy không hết) trong xăng nguyên liệu gây ra là yêu cầu rất quan trọng. Đối với dầu bôi trơn động cơ Diezel thì yêu cầu phải có khả năng chống lại ăn mòn ổ đỡ hợp kim do các axit và các sản phẩmcháy gây ra, nhất là khi nhiên liệu chứa nhiều lưu huỳnh. Trong trường hợp này chức năng chống ăn mòn gắn liền với độ kiềm của phụ gia tẩy rửa. Phép đo độ kiềm liên quan đến trị số kiềm tổng TBN hiện đang áp dụng cho dầu động cơ, đặc biệt là dầu động cơ Diezel. IV.3.1.4. Chỉ số độ nhớt. Đối với dầu đơn cấp (dầu một mùa) - Tức là dầu dùng cho động cơ ít khi phải khởi động lạnh (như ở điều kiện khí hậu Việt Nam chẳng hạn) thì ở chỉ số này không phải là tính chất quan trọng, đơn giản vì độ nhớt của loại dầu này đã rất có ý nghĩa. Tuy nhiên đối với dầu bốn mùa thì chỉ số này lại rất cần thiết; Vì nếu các yếu tố khác đều tương đương thì dầu có chỉ số độ nhớt cao hơn sẽ ít gây ra sự cản nhớt khi khởi động động cơ hơn, do đó chiều dày màng dầu dầy hơn thì làm kín và chống ăn mòn tốt, tiêu hao dầu ít ... trong một phạm vi nhiệt độ làm việc rất rộng. IV.3.1.5. Độ bền oxy hoá. Đặc tính này rất đáng lưu tâm vì sản phẩm do oxy hoá dầu động cơ sẽ sinh ra chất tạo cặn, tăng cường ăn mòn các ổ đỡ hợp kim - chì, làm tăng độ nhớt. Do vậy khả năng chống oxy hoá cao là một yêu cầu quan trọng đối với một động cơ tốt. Nói chung nhiệt độ làm việc của dầu càng cao thì độ bền oxy hoá càng phải lớn. Những yếu tố khác cũng đòi hỏi độ ổn định oxy hoá là: Lượng dầu chứa được trong cácte ít Thời gian thay dầu lâu Công xuất của động cơ rất cao. IV.3.1.6. Mất mát do bay hơi: Xu hướng bay hơi của dầu động cơ có một ý nghĩa rất quan trọng theo quan điểm mức độn tiêu hao dầu trong quá trình động cơ hoạt động. Các thông số phần chưng cất chỉ là chỉ dẫn sơ bộ, còn để đánh giá toàn diện phải sử dụng các phương pháp phân tích chuyên dụng. Phương pháp DIN 51581 (phương pháp NOACK) chuyên dùng cho dầu động cơ. Một phương pháp tiêu chuẩn nữa được dùng là: ASTM - D1160. IV.3.1.7. Các tính chất khác: Bảng 1 Tính chịu tải trọng dầu bôi trơn liên quan đến khả năng bôi trơn chống mài mòn và có thể được coi là áp suất hay tải trọng cực đại mà chất bôi trơn có thể chịu được không làm kẹt máy. Đặc tính này được đánh giá trên máy thử nghiệm 4 bi của phòng thí nghiệm Tribology của Trung tâm Phụ gia Dầu Mỏ - Viện Hoá Học Công Nghiệp, nơi duy nhất ở Việt Nam có thiết bị này. Số TT Đặc tính đơn vị đo phương pháp tiêu chuẩn đánh giá mục đích 1 Trị số kiềm tổng mg KOH/g ASTM - D2896 Đánh giá các chất kiềm tẩy rửa và phân tán 2 Độ nhớt động học cst ASTM - D445 Điều kiện làm việc bình thường của động cơ 3 Chỉ số độ nhớt cst ASTM - D2270 Đánh giá tính chất nhiệt nhớt của dầu 4 Hàm lượng tro sunfat % tr.1 ASTM - D874 Lượng cặn không cháy sinh ratừ các kim loại của phụ gia 5 Hàm lượng kim loại o ASTM - D4628 Hàm lượng Ba, Ca, Mg, Zn trong phụ gia 6 Điểm chớp chảy 0C ASTM - D92 Phát hiện lượng các chất dễ bay hơi lẫn trong dầu 7 Độ bay hơi % tr.1 ASTM - D1160 DIN 51581 Khả năng tiêu hao do bị bay hơi 8 Hàm lượng nước % tr.1 ASTM - D95 Xem dầu có bị lẫn nước không 9 Tính tạo bọt 1 ASTM - D892 Khả năng chống tạo bọt 10 Độ bền oxy hoá h ASTM - D4742 Độ ổn định oxy hoá 11 Tính chịu cực áp . Chỉ số tải trọng mài mòn . Tải trọng gây kẹt . tải trọng hàn đính KG KG KG Máy bốn bi ASTM - D - 2783 Khả năng chống tỉa trọng của dầu IV.3.2. Các loại dầu động cơ sử dụng trong các lĩnh vực IV.3.2.1. Xe tải và xe buýt: Đối với các xe động cơ xăng ở vùng nhiệt đới như nước ta nên dùng dầu bôi trơn cấp độ nhớt ASE 30 hoặc ASE 40, cũng có thể dùng loại dầu bốn mùa. Dầu có cấp độ sử dụng SE hoặc SE/CC Đối với xe động cơ Diezel thường yêu cầu sử dụng dầu SAE 30 hoặc SAE 40 có cấp độ sử dụng CC (đối với động cơ thường) và cấp CD đối với động cơ có tăng áp. Tuy nhiên đối với các xe tải nặng, động cơ có tăng áp làm việc trong điều kiện tốc độ thấp - tải nặng hoặc tốc độ cao - tải nặng thì nên dùng dầu bôi trơn cấp CE. Đối với xe động cơ Diezel hai kỳ làm việc ở chế độ khắc nghiệt, cần sự kiểm soát rất nghiêm ngặt độ mài mòn và tạo cặn, ví vậy nên dùng dầu cấp CD - II IV.3.2.2. Xe con: Việc lựa chọn dầu động cơ cho xe con phụ thuộc vào dạng động cơ theo phân loại GEWMS. Nên nhiệt độ từ O0C trở lên, dùng dầu cấp độ nhớtSAE 20W 30 cũng sử dụng được Bảng 2: các loại dầu sử dụng cho xe con Cấp sử dụng dầu mô đen sản xuất của ôtô con SC 1964 - 1967 SD 1968 - 1970 SE 1971 - 1979 SF 1980 - 1989 SG Các loại xe hiện nay IV.3.2.3. Động cơ xăng hai kỳ: Đa số các động cơ này được bôi trơn bằng dầu trộn sẵn với nhiên liệu. Xe máy thường sử dụng loại dầu riêng cho động copư hai kỳ làm mát bằng không khí có cấp độ nhớt SAE 40 Động cơ trên boong tàu thủy thường dùngdầu có độ nhớt ở giới hạn trên của SAE 30 hoặc giới hạn dưới của SAE 40. IV.3.2.4. Máy nông nghiệp: Dầu bôi trơn cũng tương tự như dầu cho xe ôtô. Dầu bôi trơn cho động cơ xăng hai kỳ như máy hạng nhẹ, máy bơm... được trộn lẫn với nhiên liệu. Để tiện lợi có thể dùng dầu SAE 30, SAE 40 cấp CC, CD; Tuy nhiên nếu có thể nên dùng loại dầu riêng cho động cơ xăng hai kỳ. +phụ gia chống mài mòn + phụ gia cực áp. + phụ gia biến tính ma sát. IV.3.2.5. Động cơ tàu thuỷ: Các động cơ đẩy chính của tàu thuỷ thường là động cơ Diezel tốc độ trung bình (từ 350 vòng/phút tới 1000 vòng/phút) hoặc động cơ con trượt hai kỳ tốc độ thấp (dưới 350 vòng/phút) có hệ thống bôi trơn xi lanh và các te riêng biệt . Trong các động cơ diezel tốc độ trung bình dầu bôi trơn dùng chung cho cả cácte và xi lanh. Nếu nhiên liệu động cơ có chất lượng cao (hàm lượng lưu huỳnh tới 1%) có thể dùng bôi trơn cho đoọng cơ ôtô như dầu SAE 40 cấp CD và thường có chỉ số kiềm tổng TBN 10 - 20. Nếu nhiên liệu động cơ là nhiên liệu cặn(hoăc nhiên liệu tốt nhưng chế độ làm việc khắc nghiệt) thì chỉ số kiềm tổng TBN thường tới 30 - 40. Nếu chất lượng nhiên liệu quá kém thì TBN tới 50 - 70. Các loại động cơ diezel tốc độ chậm trên tàu thuỷ thường là động cơ hai kỳ, sử dụng nhiên liệu cặn có hàm lượng lưu huỳnh cao. Dầu bôi trơn các te được dùng để bôi trơn các ổ dỡ và phần dẫn hướng con trượt ở trong các te. Dầu các te thường là SAE 30 - SAE 40. Dầu bôi trơn xi lanh có thể có tính kiềm cao để chống lại sự ăn mòn của axit sufuric hình thành do lưu huỳnh chứa trong nguyên liệu bị cháy tạo ra. Chỉ số TBN có thể lên tới 70 - 100. Dầu có cấp độ nhớt SAE 50. IV.3.2.6. Động cơ đầu máy xe lửa: Các động cơ Diezel này chia làm hai nhóm chính: Một loại có ổ đỡ chứa bạc nên phải dùng dầu bôi trơn không chứa kẽm. Loại kia có thể dùng dầu chứa kẽm. Động cơ đầu máy xe lửa thuộc nhóm tốc độ trung bình, xi lanh được bôi trơn bằng phương pháp vẩy té. Do không gian hạn chế nên các động cơ phải làm việc ở mức độ rất cao để đạt công suất ra lớn, cộng với lượng nước làm mát giới hạn nên nhiệt độ ở xi lanh và các te rất cao. Tốc độ tàu cao tải trọng thay đổi ... cũng tạo nên điều kiện khắc nghiệt cho dầu bôi trơn. Do vậy động cơ đầu máy xe lửa thường yêu cầu các loại dầu bôi trơn riêng. Tuy nhiên, trong thực tiễn, người ta thường dùng dầu cấp CD, đa số dầu đơn cấp SAE 340, song một số loại động cơ dùng dầu đa cấp (như SAE 15W40)nhằm tiết kiệm nhiên liệu.Chỉ số kiềm tổng TBN thường trong khoảng 10 - 20. Một số loại động cơ, ví dụ loại GM/EMD của Mỹ, hạn chế lượng kẽm dưới 10ppm để tránh sử dụng dầu chứa phụ gia dithiophotphat kẽm. Công ty Phát triển Phụ gia và sản phẩm dầu mỏ (APP) trong nhiều năm qua, xuất phát từ yêu cầu thực tế và xu thé phát triển của nước ngoài đã nghiên cứu, thử nghiệm, xây dựng công nghệ, sản xuất và cung cấp vật liệu bôi trơn, bảo quản, chất lỏng chuyên dùng cho nhiều ngành kinh tế ở nước ta. Dưới đây giới thiệu một số sản phẩm mới của công ty. Tên sản phẩm Thành phần Công dụng Đặc tính kỹ thuật Cảm quan Chỉ tiêu kỹ thuật Nhũ cắt gọt kim loại APP-NH-2 Pha chế từ dầu gốc chất lượng cao, các phụ gia chống ăn mòn kim loại Làm mát và bôi trơn trong quá trình gia công cắt gọt kim loại đen và nhôm Dung dịch đặc sánh màu trắng sữa, pha vào nước tạo nhũ trắng mịn Tỷ trọng ở 200C: 0.93kg/l Độ pH của dung dịch 5% trong nước: 7.8-8.5 Độ ăn mòn tấm gang: Đạt (IP125/82/94) Độ bền nhũ: Đạt(IP 263/70/94) Nhiệt độ chớp cháy cốc hở:>1950C Nhũ cắt gọt kim loại APP-CGA Pha chế từ dầu khoáng chất lương cao, dầu thực vật, các chất nhũ hoá, phụ gia phân tán, phụ gia chống ăn mòn kim loại Làm mát và bôi trơn trong quá trình gia công cắt gọt kim loại đen và nhôm Dung dịch màu nâu trong suốt, pha vào nước tạo ra nhũ trắng mịn Tỷ trọng ở 200C: 0.865kg/l Độ pH của dung dịch 5% trong nước: 8.0-8.5 Độ ăn mòn tấm gang: Đạt (IP125/82/94) Độ bền nhũ: Đạt(IP 263/70/94) Nhiệt độ chớp cháy cốc hở:>1950C Dầu kéo dây đồng APP-DTK-4 Pha chế từ dầu khoáng và dầu tổng hợp, các chất nhũ hoá, phụ gia chống ăn mòn kim loạiđên và kim loại màu, phụ gia chống kẹt xước Làm mát, bôi trơn trong quá trình kéo dây đồng Dung dịch màu nâu trong suốt, pha voà nước tạo nhũ trắng mịn Tỷ trọng ở 200C: 0.98kg/l Độ pH của dung dịch 5% trong nước: 8.0-8.5 Độ ăn mòn tấm gang: Đạt (IP125/82/94) Độ ăn mòn tấm đồng:Đạt Độ bền nhũ: Đạt(IP 263/70/94) Nhiệt độ chớp cháy cốc hở:>1950C Dầu tách khuân APP-DTK-3 Pha chế từ dầu tổng hợp, chất nhũ hoá, phụ gia chống dính và chống ăn mòn Làm mát và bôi trơn khuôn, dúc áp lực trong quá trình đúc cao su, giúp phôi thoát khỏi khuôn một cách dễ dàng Dung dịch màu trắng sữa linh động, pha vào nước tạo nhũ trắng mịn Tỷ trọng ở 20°C: 0,98 kg/l Độ pH của dung dịch 5% trong nước:7,5-8,5 Độ ăn mòn tấm gang :Dạt (IP125/82/94) Độ bền nhũ: Đạt (IP263/70/94) Dầu tách khuân APP-DTK-2 Pha chế từ dầu tổng hợp, chất nhũ hoá, phụ gia chống dính và chống ăn mòn Làm mát và bôi trơn khuôn, dúc áp lực trong quá trình đúc nhôm, giúp phôi thoát khỏi khuôn một cách dễ dàng Dung dịch màu trắng sữa linh động, pha vào nước tạo nhũ trắng mịn Tỷ trọng ở 20°C: 0,98 kg/l Độ pH của dung dịch 5% trong nước:7,5-8,5 Độ ăn mòn tấm gang :Dạt (IP125/82/94) Độ bền nhũ: Đạt (IP263/70/94) Dầu tách khuân APP-BG Pha chế từ dầu gốc khoáng, phụ gia chịu tải, phụ gia chống dính Dùng để bôi trơn trong quá trình ép áp lực nhôm Dầu dạng past, màu đen, có ánh kim của graphit Tỷ trọng ở 20°C: 0,98 kg/l Nhiệt độ chớp cháy cốc hở: >195 °C Độ nhớt động học của dầu không graphit - ở 40°C: 132 –140 cSt - ở 100 °C: 14 –17 cSt Dầu nhũ thuỷ lực APP-TL-1 Pha chế từ dầu gốc chất lượng cao, chất hoạt động bề mặt, phụ gia chống ăn mòn Dùng làm chất lỏng chịu áp lực trong cột cống lò và dàn chống thuỷ lực rong công nghiệp khai thác quặng và khai thác than Dung dịch trong màu nâu sẫm, pha vào nước tạo thành dung dich trong màu vàng sáng Tỷ trọng ở 20°C: 0,97 kg/l Nhiệt độ chớp cháy cốc hở: >150 °C Độ pH của dung dịch 5% trong nước: 8,5-9,0. Độ chớt động học: - ở 40°C: 23 cSt - ở 100 °C: 5,7 cSt Dầu nhũ thuỷ lực APP-TL-2 Pha chế từ dầu gốc chất lượng cao, Dầu thực vật, chất hoạt động bề mặt, phụ gia phân tán, phụ gia chống ăn mòn Dùng làm chất lỏng chịu áp lực trong cột cống lò và dàn chống thuỷ lực rong công nghiệp khai thác quặng và khai thác than và các máy ép thuỷ lực Dung dịch trong màu nâu, pha vào nước tạo thành dung dịch nhũ mịn. Tỷ trọng ở 20°C: 0,90 kg/l Nhiệt độ chớp cháy cốc hở: >195 °C Độ pH của dung dịch 5% trong nước: 8,5-9,0. Độ chớt động học: - ở 40°C: 60 cSt - ở 100 °C: 11,12 cSt Phần V: tìm hiểu về LPG V.1. Giới thiệu chung. LPG là tên viết tắt của khí dầu mỏ hoá lỏng (liquified Petroleum Gas). LPG là sản phẩm thu được từ quá trình chế biến dầu bao gồm hỗn hợp của loại hydro hoá khác nhau. Thành phần hoá học chủ yếu của LPG là hydro hoá dạng parafin, có công thức chung là: CnH2n+2, như: Propan (C3H8) Propylen (C3H6) Butan (C4H10) Buten (C4H8) Tuy nhiên vẫn có khả năng xuất hiện dấu vết của Etan (C2H6), Etylen (C2H4) hoặc pentan (C5H12), Butadien-1,3 (C4H6) có thể xuất hiện nhưng không đạt tới tỷ lệ đo được. Trên thế giới, việc khai thác khí đã được phát triển và ứng dụng từ lâu, nhất là các nước thuộc vùng Bắc Âu và Mỹ la tinh. Ngoài ra LPG là một trong những sản phẩm của các nhà máy lọc dầu có tính thương mại. Hiện nay, ở Việt Nam khí được khai thác từ: Các mỏ dầu như Bạch Hổ, Đại Hùng, Rồng, Bunga Kelwa, Hồng Ngọc và Rạng Đông. Khí được tách ra khỏi pha lỏng gọi là khí đồng hành. Từ năm 1995, khí được đưa vào sử dụng chạy tuốc bin tại nhà mày điện Phú Mỹ. Các mỏ khí ở thềm lục địa nam Việt Nam thuộc bể tràm tích Nam Côn Sơn và bồn trũng Cửu long. LPG được dùng làm nhiên liệu, nguyên liệu cho nhu cầu dân dụng, công nghiệp và giao thông vận tải. LPG là loại chất đốt dân dụng rẻ và sạch, có nhiệt lượng cao, an toàn, dễ sử dụng, ít gây ô nhiễm môi trường nên rất phổ biến trên các nước tiên tiến hiện nay. Sản phẩm LPG có thể có hydrocarbon dạng olefin hay không có olefin phụ thuộc vào phương pháp chế biến. Sản phẩm LPG thương mại bao gồm ít nhất một thành phần như danh mục kể trên. trong đó chỉ có hỗn hợp Propan – Butan là thích hợp cho việc chế biến thành sản phẩm khí đốt gia dụng vì chúng có áp suất bão hoà và nhiệt độ bay hơi thích hợp trong những điều kiện cụ thể. Hiện nay LPG được đề cập chủ yếu là hỗn hợp của Propan – Butan. LPG của Petrolimex Gas là hỗn hợp có tỷ lệ Propan/ Butan từ 30/70 đến 50/50 % về thể tích. V.2. Nguồn gốc thành phần tính chất của khí đồng hành Khí đồng hành nhận được từ các mỏ dầu cùng với quá trình khai thác dầu mỏ. Trong thành phần của khí đồng hành ngoài cấu tử chính là metan còn có etan, propan, butan và các hydrocacbon nặng với hàm lượng đáng kể. Thành phần những cấu tử cơ bản trong khí thay đổi trong một phạm vi khá rộng tuỳ theo mỏ dầu khai thác. Ngoài ra trong thành phần khí đồng hành còn có H2O, H2S và các hợp chất chứa lưu huỳnh, CO2, N2, và He... Người ta có thể phân loại khí theo hàm lượng hydrocacbon từ propan trở lên. Khí giàu propan, butan và các hydrocacbon nặng được gọi là khí béo (hoặc khí dầu). Từ khí này người ta chế được xăng khí, khí hoá lỏng (LPG) và các hydrocacbon riêng biệt cho tổng hợp hữu cơ. Còn khí chứa ít hydrocacbon nặng (từ propan trở lên) gọi là khí khô (hoặc khí gầy), được sử dụng làm nhiên liệu cho công nghiệp và đời sống, làm nguyên liệu cho công nghệ tổng hợp hữu cơ, nguyên liệu cho nhà máy phân đạm, sản xuất etylen, axetylen, etanol... Trong bảng sau đưa ra thành phần của khí đồng hành khai thác từ một vài mỏ ở CHLB Nga và Việt Nam. Thành phần các cấu tử tính bằng phần trăm thể tích. Cấu tử CHLB Nga Việt Nam Quibisep Volgagrad Bạch Hổ Đại Hùng Rồng CH4 39,91 76,25 73,0 77,0 78,0 C2H6 23,32 8,13 13,0 10,0 3,0 C3H8 17,72 8,96 7,0 5,0 2,0 C4H10 5,78 3,54 2,9 3,3 1,0 C5+ 1,1 3,33 2,5 1,2 1,0 N2 11,36 1,25 0,5 0,5 3,3 CO2 0,46 0,83 0,7 2,0 3,0 H2S 0,35 - - - - Thuật ngữ “ Khí đồng hành hoá lỏng ” (LPG) dùng để chỉ hỗn hợp các hydrocacbon mà các cấu tử chính trong đó là propan, n-butan, isobutan, propen và buten. Các cấu tử này cũng như hỗn hợp của chúng ở nhiệt độ và áp suất bình thường tồn tại ở trạng thái khí, nhưng có thể bị hoá lỏng bởi làm lạnh, nén hay kết hợp cả hai quá trình. LPG được sản xuất từ hai nguồn riêng biệt. Thứ nhất là tách từ dầu thô và khí tự nhiên ở nơi sản xuất từ mỏ chứa. Lượng Propan, Butan trong dòng lỏng khác nhau rất nhiều, phụ thuộc vào bản chất của mỏ chứa. Mức độ nhận Propan, Butan và các hydrocacbon nặng hơn từ khí phụ thuộc vào bản chất của khí được sản xuất ra và đặc tính của khí được vân chuyển đến người tiêu thụ. Trước khi tàng trữ hay vận chuyển dầu thô bởi tàu chở dầu, áp suất hơi của nó phải được làm thấp đi để có thể chứa trong các xitéc của tàu thuỷ. Quá trình làm giảm trên, được gọi là quá trình làm ổn định, được thực hiện bởi sự tách Propan, Butan và các cấu tử nhẹ hơn để tạo thành dầu thô và khí tự nhiên đã được ổn định hoá. Trong trường hợp này, các cấu tử trong LPG chủ yếu là các hydrocacbon no như propan, n-butan và isobutan. Thứ hai, LPG được tạo thành từ các quá trình xử lý và chế biến dầu thô như là một sản phẩm phụ từ các thiết bị hoá học. Phần Propan, Butan còn lại trong dầu thô đã được ổn định hoá bị tách ra trong quá trình tinh chế ở cột phân đoạn dầu thô. Các thành phần của LPG này là propan, n-butan và isobutan. Ngoài ra LPG còn được sản xuất từ các quá trình chuyển hoá như reforming xúc tác, cracking nhiệt, cracking xúc tác và hydrocracking. Thành phần của LPG này phụ thuộc vào các quá trình trên nhưng đặc trưng là bao gồm cả những hợp chất no (propan, n-butan, isobutan) và cả những hợp chất không no như propen và buten. Tính chất vật lý của các cấu tử chính trong LPG được chỉ ra trong bảng sau: Cấu tử Nhiệt độ sôi, 0C (ở 101,3 kPa) áp suất hơi, kPa (ở 37,80C) Tỷ trọng của lỏng, kg/m3 (ở áp suất hơp bão hoà, 15,60C) Nhiệt cháy, kJ/kg (ở 250C) Propan -42,1 1310 506,0 50 014 n-Butan -0,5 356 583,0 49 155 IsoButan -11,8 498 561,5 49 051 Propen -47,7 1561 520,4 48 954 1-Buten -6,3 435 599,6 48 092 Cis-2-buten 3,7 314 625,4 47 941 Trans-2-Buten 0,9 343 608,2 47 878 IsoButen -6,9 435 600,5 47 786 V.3.Một số đặc tính hoá lý thương mại V.3.1.Trạng thái tồn tại ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường, LPG tồn tại ở trạng thái hơi. Do LPG có tỷ số giãn nở lớn: 1 đơn vị thể tích Gas lỏng tạo ra 250 đơn vị thể tích Gas hơi, vì vậy để thuận tiện và kinh tế trong tồn chứa, vận chuyển, LPG được hoá lỏng bằng cách nén vào các bình chứa chịu áp lực ở nhiệt độ thường hoặc làm lạnh hoá lỏng để tồn chưá ở áp suất thấp. Đặc trưng lớn nhất của LPG là chúng được tồn chứa ở trạng thái bão hoà, tức là tồn tại ở cả dạng lỏng và dạng hơi, nên với thành phần không đổi (Ví dụ: 70% Butan và 30% Propan) áp suất bão hoà trong bình chứa không phụ thuộc vào lượng LPG có trong bình, mà hoàn toàn phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài. Khi chuyển từ pha lỏng sang pha hơi, LPG thu nhiệt. Năng lượng cần thiết lấy từ bản thân LPG và từ môi trường xung quanh, vì vậy nhiệt độ LPG và bình chứa giảm xuống. Đặc biệt khi quá trình hoá hơi xảy ra dữ dội gây, do giảm áp đến áp suất khí quyển, LPG làm lạnh không khí, bình chứa gây nên hiện tượngtạo tuyết hoặc sương (khi này nhiệt độ đạt đến nhiệt độ điểm sương). Ngược lại khi hơi LPG ngưng tụ chuyển sang pha lỏng thì LPG toả nhiệt dẫn đến làm tăng nhiệt độ LPG và thiết bị công nghệ tồn chứa dẫn đnế tăng áp suất của LPG. V.3.2Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển: Butan sôi ở –0,50các và Propan sôi ở –420C. Chính vì vậy, ở nhiệt độ và áp suất thường LPG bay hơi dữ dội. V.3.3.Tỉ trọng Tỷ trọng thể lỏng: ở điều kiện 150, 760mmHg, tỷ trong của Butan bằng 0,575 và của Propan bằng 0,51. Như vậy ở thể lỏng tỷ trọng của LPG xấp xỉ bằng một nửa tỷ trọng của nước. Tỷ trọng thể khí: ở điều kiện thường 150C, 760mmHg, tỷ trọng của Butan hơi bằng 2,01 và của Propan hơi bằng 1,52. Như vậy ở thể hơi tỷ trọng của LPG gần gấp 2 lần tỷ trọng không khí. Vì vậy nếu thoát ra ngoài hơi Gas sẽ lan truyền dưới mặt đất ở những nơi trũng như rãnh nước , hố ga… tuy nhiên hơi cũng phân tán ngay khi có gió. V.3.4.áp suất hơi bão hoà áp suất hơi bão hoà của LPG phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài của thiết bị và tỷ lệ thành phần Butan/Propan. LPG với thành phần 70% Butan và 30% Propan có áp suất hơi bão hoà 6kg/cm2, ở cùng điều kiện nhiệt độ khi thay đổi thành phần hỗn hợp, áp suất hơi bão hoà cũng thay đổi. áp suất hơi của Gas phụ thuộc rất lớn vào môi trường xung quanh. Nhiệt độ môi trường càng cao, áp suất hơi trong bồn chứa càng lớn. V.3.5.Tính dãn nở Propan và Butan là các loại khí ở trạng thái tự nhiên, nhưng được nén thành trạng thái lỏng để vận chuyển và tàng trữ. Sự dãn nở nhiệt của LPG lỏng rất lớn (lớn gấp 15- 20 lần so với nước và lớn hơn rất nhiều so với cácác sản phẩm dầu mỏ khác). Do đó các bình chứa, bồn chứa LPG chỉ được chứa đến 80 –85% dung tích toàn phần để có không gian cho LPG lỏng dãn nở khi nhiệt độ tăng. Khí hoá lỏng, Propan luôn luôn sôi ở nhiệt độ thường. Mọi sự giảm nhẹ áp suất hoặc tăng nhiệt độ đều làm cho Propan sôi và tạo hơi. Đây là đặc tính nổi bật cần được quan tâm khi chuyển khí hoá lỏng từ bồn này sang bồn khác. Khi chuyển sang pha hơi 1 đơn vị thể tích lỏng tạo ra 250 lần đơn vị thể tích hơi. Điều này mang một ý nghĩa kinh tế rất lớn so với các loại khí nén khác, vì chỉ cần ít không gian, tức là thiết bị công nghệ nhỏ cho tồn chứa vận chuyển. Gas có tốc độ bốc hơi nhanh và toả lan trong không khí với một thể tích bằng 250 lần lớn hơn một đơn vị thể tích ở trạng thái lỏng. Do dó, trong mọi trường hợp không được để Gas xì thoát ra ngoài khi khu vực xung quanh so nguồn lửa hở, vì dễ bị bắt cháy. V.3.6.Giới hạn cháy nổ Giới hạn cháy nổ của hoi Gas trong hỗn hợp không khí- Gas hay trong hỗn hợp oxy- Gas là phần trăm thể tích hơi Gas để tự bắt cháy, nổ. Giới hạn cháy nổ của hơi Gas trong không khí rất hẹp từ 1,5- 10% thể tích. Chính vì vậy, LPG an toàn cháy nổ hơn rất nhiều nhiên liệu khác. Giới hạn cháy nổ của LPG trong hỗn hợp không khí – Gas được trình bày trong bảng. Bảng: Giới hạn cháy của LPG trong hỗn hợp không khí – Gas. STT Nhiên liệu Giới hạn cháynổ dưới (% thể tích) Giới hạn cháy nổ trên (% thể tích) 1 Propan 2,2 10,0 2 Butan 1,8 9,0 3 Khí than 4,0 29,0 4 Khí than ướt 5,0 46,0 5 Hydro 4,0 75,0 6 Axetylen 2,5 80,0 7 Xăng 0,5 7,0 V.3.7.Nhiệt trị Chỉ tiêu đáng lưu ý nhất là thành phần hoá học của LPG mà chủ yếu là Propan và Butan. Hàm lượng Propan càng nhiều thì áp suất hơi càng cao, nhiệt trị càng lớn Nhiệt trị của LPG so với một số loại nhiên liệu, năng lượng khác được trình bầy trên bảng 2. Bảng: Nhiệt trị của LPG và một số loại nhiên liệu, năng lượng STT Nhiên liệu, năng lượng Nhiệt lượng có ích (kcal/kg) Nhiệt lượng toàn phần (kcal/kg) 1 Propan 11000 11900 2 Butan 10900 11800 3 Axetylen 11530 11950 4 Hydro 28800 34000 5 Dầu FO 9880 10500 6 Dầu FO 10250 10900 7 Dầu hoả 10400 11100 8 Xăng 10500 11300 9 Than củi 7900 8050 10 Than 4200 8100 4400 8300 11 Than cốc 5800 5850 12 Củi 1800 400 2200 4700 13 Điện năng 860kcal/kw.h Trong đó: Nhiệt lượng toàn phần: Tổng nhiệt lượng sinh ra trình cháy hoàn toàn. Nhiệt lượng có ích= Nhiệt lượng toàn phần – Nhiệt lượng phải cung cấp để hoá hơi sản phẩm phụ của phản ứng cháy(nước). Một cách tương đối có thể so sánh: Nhiệt lượng do 1 kg LPG cung cấo bằng 14KWh điện năng, bằng 1,5 lít dầu hoả… V.3.8.Nhiệt độ tự bắt cháy Nhiệt độ tự bắt cháy là nhiệt độ mà ở đó có phản ứng cháy tự xảy ra đối với hỗn hợp không khí- nhiên liệu (hoặc oxy- nhiên liệu). Nhiệt độ tự bắt cháy tối thiểu phụ thuộc vào thiết bị thử, tỷ lệ không khí/ nhiên liệu , áp suất hỗn hợp . Một số giá trị đặc trưng nhiệt độ tự bắt cháy của một số loại nhiên liệu tại áp suất khí quyển (trong không khí hoặc trong oxy) được trình bày ở bảng Bảng: Nhiệt độ tự bắt cháy của một số loại nhiên liệu tại áp suất khí quyển STT Nhiên liệu Nhiệt độ tự bắt cháy tối thiểu (0C) Trong không khí Trong oxy 1 Propan 400-580 470-575 2 Butan 410-550 280-550 3 Axetylen 305-500 295-440 4 Hydro 550-59000000 560 5 Dầu DO 250-340 >240 6 Xăng 280-430 >240 7 Dầu hoả >250 >240 8 Than 370-500 >240 9 Than cốc 425-650 >240 10 Metan 630-750 V.3.9.Nhiệt độ ngọn lửa Nhiệt độ ngọn lửa của nhiên liệu cháy trong không khí hoặc oxy được xác định bằng phương pháp đo hoặc tính toán. Nhiệt độ ngọn lửa của LPG và một số loại nhiên liệu khác được trình bày trên bảng: Bảng : Nhiệt độ ngọn lửa của một số loại nhiên liệu STT Nhiên liệu Nhiệt độ ngọn lửa (0C) Trong không khí Trong oxy Tính toán Đo Tính toán Đo 1 Propan 2000 1930 2850 2740 2 Butan 2000 1900 2850 3 Axetylen 2325 3200 31500 4 Hydro 1960 2045 2980 2660 5 Metan 1990 1925 2800 2720 V.3.10.Vận tốc ngọn lửa Vận tốc ngọn lửa (hoặc tốc độ bắt cháy) phụ thuộc vào phương pháp đo và các điều kiện thử. Bảng sau giới thiệu một số vận tốc ngọn lửa tối đa của hỗn hợp không khí – nhiên liệu ở áp suất và nhiệt độ khí qiyển trong ôngs có đường kính khác nhau. Từ bảng này ta thấy vận tốc ngọn lửa trong ống đường kính 2,54cm của hơi LPG là 82,2 cm/s, của Axetylen là 2,86cm/s. Bảng: Vận tốc ngọn lửa của một số là nhiên liệu STT Nhiên liệu Đường kính ống thử Vận tốc ngọn lửa tối đa (cm/s) 1 Propan 1,27 2,54 30,48 44,0 82,2 216 2 n- Butan 2,54 30,48 82,2 210 3 Axetylen 2,54 8,89 286 342 V.3.11.Trị số Octan Trị số Octan của LPG rất cao. Trị số Octan của Propan và Butan theo tiêu chuẩn ASTM được trình bày trong Bảng: Bảng: Trị số Octan của Propan và Butan Thành phần LPG Trị số Octan ASTM Phương pháp động cơ D-357 Phương pháp nghiên cứu D-908 Propan 99,5 111,4 Butan 89,1 94,0 V.3.12.Thể tích phân tử gam ở điều kiện tiêu chuẩn (00C, 1 atm): 1 mol hơi Propan có thể tích 21,98 lít, 1 mol Butan có thể tích 21,58 lít. V.3.13.Độ nhớt LPG có độ nhớt rất thấp, ở 200C độ nhớt của LPG là 0,3 cSt. Chính vì vậy, LPG có tính linh động cao, có thể rò rỉ, thẩm thấu ở những nơi mà nước và xăng dầu không rò rỉ nên dễ làm hỏng dầu mỡ bôi trơn tại các vị trí làm kín không tốt. V.3.14.Tính độc LPG hoàn toàn không gây độc cho người, không gây ô nhiễm môi trường. Tuy mhiên, do hơi Gas nặng hơn không hkí, vì vậy nếu rò rỉ ra ngoài trong môi trường kín sẽ chiếm chỗ của không khí và có thể gây ngạt. LPG còn là nhiên liệu rất sạch: hàm lượng lưu huỳnh thấp (<0,02%), khi cháy chỉ tạo ra khí CO2 và hơi nước, lượng khí độc SO2, H2S, CO của quá trình cháy là rất nhỏ, không gây ảnh hưởng tới môi trường. V.3.15.Màu sắc, mùi vị: LPG ở thể lỏng và hơi đều không màu, không mùi. Vì lý do an toàn nên LPG được pha thêm chất tạo mùi để dễ phát hiện khi rò rỉ. Các nhà sản xuất trộn vào Gas những chất tạo mùi đặc trưng. Theo đa số các tiêu chuẩn an toàn, chất tạo mùi và nồng độ pha chế phải thích hợp sao cho có thể phát hiện được trước kho hơi Gas rò đạt nồng độ bằng 1/5 giới hạn nổ dưới. Khi trong không khí có độ 0,5% Gas là ta đã có thể ngửi thấy mùi. LPG thương mại thường được pha thêm chất tạo mùi Etyl Mecaptan và khí này có mùi đặc trưng, hoà tan tốt trong LPG, không độc, không gây ăm mòn kim loại và tốc độ bay hơi gần với LPG nên nồng độ trong LPG không đổi khi bình chứa được sử dụng cho đến hết. V.3.16.Yêu cầu kỹ thuật đối với khí đốt hoá lỏng Đặc tính Phương pháp thử Propan thương mại Butan thương mại Hỗn hợp Butan, Propan thương mại Thành phần ASTM D- 2163 Chủ yếu là C3H8 và/ hoặc C3H6 Chủ yếu là C4H10 và/ hoặc C4H8 Hỗn hợp chủ yếu gồm C4H10 và/ hoặc C4H8 với C3H8, và/ hoặc C3H6 áp suất hơi ở 37,80C, kpa, max ASTM D- 1267 hoặc ASTM D- 2598 1430 1485 1430 Nhiệt độ bốc hơi 95% thể tích, 0C, max ASTM D– 1837 - 38,3 2,2 2,2 Thành phần cặn sau khi bốc hơi 100ml, ml, max ASTM D- 2158- 89 0,05 0,05 0,05 Hàm lượng lưu huỳnh, mgk/kg, max ASTM D- 2784- 89 185 140 140 V.4.ứng dụng của LPG . LPG được sử dụng trong mọi lĩnh vực của cuộc sống. Một cách tương đối có thể phân chia các ứng dụng của LPG như sau: Sử dụng LPG trong dân dụng: Trong đời sống hàng ngày LPG được sử dụng rất rộng rãi: Sử dụng trong nấu nướng: sử dụng cho các bếp Gas dân dụng, lò nướng,... Sử dụng LPG thay thế điện trong các bình đun nước nóng: Bình đun nước nóng bằng LPG đã được phát triển rất rộng rãi trên thế giới, đặc biệt là tại cácác nước ôn đới. ở Việt Nam, việc sử dụng các bình đun nước dạng này còn tương đối hạn chế. Ngoài ra còn rất nhiều ứng dụng LPG trong các hệ thống sưởi ấm nhà ở, chiếu sáng, giặt là... Sử dụng LPG trong thương mại: Việc sử dụng LPG trong thương mại, cũng tương tự như trong dân dụng nhưng ở quy mô lớn hơn rất nhiều: Sử dụng LPG trong các nhà hàng: sử dụng cho các bếp công nghiệp, lò nướng, đun nước nóng... Sử dụng LPG cho các lò nướng công nghiệp với công suất lớn. Sử dụng LPG cho các bình nước nóng trung tâk (cung cấp nước nóng cho hệ thống) Sử dụng LPG trong công nghiệp : LPG được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều ngành công nghiệp: gia công kim loại, hàn cắt ghép, nấu và gia công thuỷ tinh, lò nung sản phẩm silicat. Khử trùng đồ hộp, lò đốt rác, sấy màng sơn, bản cực ắc quy, đốt mặt sợi vải... Sử dụng LPG trong nông nghiệp: sử dụng sấy nong sản ngũ cốc thuốc lá, sấy chè, sấy cà phê, lò ấp trứng, đốt cỏ, sưởi ấm nhà kính... Sử dụng LPG trong giao thông: LPG là một nhiên liệu lý tưởng thay hế xăng cho động cơ đốt trong vì trị số Octan rất cao giá thành rẻ ít gây ô nhiễm môi trường, đơn giản hoá cấu tạo động cơ. 6. Để cung cấp cho khách hàng công nghiệp thì có 4 phương pháp cung cấp chính cho khách hàng công nghiệp: a-Nhóm bình hoá hơi tự nhiên: Dùng cho các khách hàng tiêu thụ không nhiều, công suất tiêu thụ nhỏ. Chỉ cần hệ thống 2 dàn bình mắc song song là có thể đáp ứng được nhu cầu. ở hệ thống này các bình được nối với nhau ra một ống góp để rồi qua một van điều áp cấp 1 giảm áp suất xuống với cần thiết tuỳ thuộc vào mỗi khách hàng. Hệ thống 2 dàn chai được mắc song song nhằm mục đích khi một dàn hết thì chỉ cần gạt bộ đổi chiều tự động sử dụng dàn chai bên kia và cứ thế lần lượt thay đổi nhau đảm bảo quá trình làm việc liên tục không bị gián đoạn. Các bình thường sử dụng loại bình 48 kg. Trong ngành công nghiệp LPG hiện nay, Gas được sử dụng rất rộng rãi, ở rất nhiều lĩnh vực như: Đun nấu, bình nóng lạnh, lò công nghiệp...Hiện nay xã Bát Tràng đã đưa Gas vào trong các lò đốt để thay than, vì sử dụng than cho hiệu suất sản phẩm thấp chỉ 30- 40% sản phẩm loại 1, nhưng khi sử dụng nhiên liệu Gas thì hiệu suất sản phẩm rất cao từ 95- 99% sản phẩm loại 1 đồng thời lại không ô nhiễm môi trường như than và lại rất thuận tiện, sạch sẽ. Một lò đốt công nghiệp , 2 m3, hay 5 m3 thường sử dụng từ 6 đến 12 bình. b-Nhóm bình cùng với thiết bị hoá hơi: Khi đòi hỏi sử dụng công suất tiêu thụ cao hơn mà các bình không đủ để đáp ứng, đồng thời tận dụng tối đa lượng Gas trong bình, chúng ta lắp đặt các bình cùng với thiết bị hoá hơi. ở thiết bị này, lượng lỏng rút từ bình ra được hoá hơi và trộn với dòng hơi lấy từ bình đem đi tiêu thụ. Để có thể rút lỏng và hơi từ bình chứa, có thể sử dụng van kép vừa rút lỏng vừa rút hơi, hoặc sử dụng 2 van, một van rút lỏng và một van rút hơi. Vì áp suất trong bình rất cao( 6- 8 at) nên cần phải có điều áp công nghiệp để giảm áp xuống phù hợp với mức tiêu thụ, thường từ 0,02- 0,04 at. Hệ thống sơ đồ này, phù hợp với những nơi có diện tích không gian nhỏ hẹp, không đủ để lắp đặt xây dựng bồn chứa. Đồng thời, với phương pháp này cũng hạn chế được nhiều chi phí vì không phải xây dựng bồn chứa cũng như các điều kiện an toàn &PCCC cho bồn chứa mà vẫn đáp ứng được yêu cầu. c-Bể chứa có thiết bị hoá hơi: Khi hệ thống bình chứa cùng với thiết bị hoá hơi không đáp ứng được công suất sử dụng như ở các lò sấy công nghiệp thì đòi hỏi phải có bồn chứa cùng với thiết bị hoá hơi. d-Bồn chứa LPG cùng với thiết bị trộn và thiết bị hoá hơi: Khi đòi hỏi lượng khí vào ổn định và đông đều thì cần có thiết bị trộn để đảm bảo hỗn hợp khí cháy được tốt nhất, ngọn lửa cháy ổn định và tận dụng tối đa lượng Gas sử dụng. Kết luận: Qua đợt thực tập tốt nghiệp này em đã thu hoạch được rất nhiều thành quả để có thể có kiến thức thực tế trong vấn đề sản xuất và tiêu thụ bảo quản xăng dầu trên thực tế như thế nào cho phù hợp và đem lại hiệu quả kinh tế cao, chất lượng tốt. Qua quá trình nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của các cô các chú hướng dẫn và cô giáo hướng dẫn đã giúp cho em hoàn thành báo cáo thực tập này. Quá trình thực tập thu hoạch được nhiều vấn đề nhưng vì yêu cầu của báo cáo trong thời gian hạn hẹp nên em chỉ xin trình bày toàn bộ những phần quan trọng nhất như trên. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của phía Tổng Công Ty Xăng Dầu Khu Vực III và cám ơn sự hướng dẫn tận tình của cô giáo Đinh Thị Ngọ đã cho em hoàn thành đợt thực tập đầy tốt đẹp. Hà Nội Ngày 30/12/2002 Sinh viên: Phạm Ngọc Sáng