hoang_thu_phong
New Member
LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
Mục lục
MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XĂNG VÀ PHỤ GIA PHA XĂNG 4
1.1. Xăng động cơ 4
1.1.1. Thành phần và phân loại xăng 4
1.1.1.1. Thành phần của xăng 4
1.1.1.2. Phân loại xăng 5
1.1.2. Một số tính chất kỹ thuật đặc trưng của xăng 7
1.1.3. Phụ gia cho xăng 7
1.1.3.1. Phụ gia chì 10
1.1.3.2. Hợp chất chứa Mangan 11
1.1.3.3. Hợp chất chứa sắt 13
1.1.3.4. Các phụ gia chứa Oxigenat 15
1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ Phụ gia chứa Oxi 22
1.2.1. Thế giới 22
1.2.2. Tại Việt Nam 23
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SẢN PHẨM MTBE 26
2.1. Sơ lược lịch sử phát triển MTBE, mục đích và ý nghĩa 26
2.1.1. Sơ lược về sự phát triển của MTBE 26
2.1.2. Mục đích, ý nghĩa sản xuất MTBE 27
2.2. Yêu cầu về chất lượng MTBE thương phẩm 28
2.3. Nguyên liệu và sản phẩm 28
2.3.1. Sản phẩm MTBE 28
2.3.2. Nguyên liệu 30
CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ VÀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT MTBE 38
3.1. Các phương pháp sản xuất MTBE 38
3.1.1. Cơ sở hóa học 38
3.1.2. Động học và quá trình phản ứng 38
3.1.3. Xúc tác cho quá trình tổng hợp 39
3.1.3.1. Nhiệt độ 41
3.1.3.2. Áp suât 41
3.1.3.3. Tỷ lệ iso – buten/methanol 41
3.1.3.4. Xúc tác 41
3.1.3.5. Ảnh hưởng của sự có mặt của nước 42
3.1.4. Các công nghệ sản xuất MTBE 42
3.1.4.1. Quá trình isome hóa n – butan thành iso – butan 42
3.1.4.2. Quá trình đề hydro hóa iso – butan thành iso – buten 44
a. Quá trình Oleflex 45
b. Quá trình STAR 47
c. Quá trình Catofin 48
d. Quá trình FBD – 4 49
3.1.5. Quá trình Ether hoá tạo MTBE 49
3.1.5.1. Công nghệ CD-TECH 50
3.1.5.2. Công nghệ sản xuất MTBE của Hills 50
3.1.5.3. Quá trình Ete hoá (quá trình Ethermax) của hãng UOP 51
3.2. SO SÁNH ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 51
3.2.1. So sánh các công nghệ: 51
3.2.2. Lựa chọn công nghệ 52
3.2.2.1. So sánh các công nghệ 52
3.2.2.2. Lựa chọn công nghệ 53
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XĂNG VÀ PHỤ GIA PHA XĂNG
1.1. Xăng động cơ
1.1.1. Thành phần và phân loại xăng
1.1.1.1. Thành phần của xăng
Xăng là nhiên liệu lỏng nhẹ nhất ở điều kiện thường thu được từ việc chế biến dầu mỏ hóa dầu và khí. Nó chủ yếu chứa Hydrocacbon từ C5 đến C11 và phụ gia được sử dụng trong động cơ đốt trong như ô tô, xe máy, máy bay…
Tương tự như dầu mỏ, thành phần của xăng cũng bao gồm các họ Hydrocacbon: parafin,naptha, và aromatic. Bên cạnh đó trong xăng còn luôn có sự có mặt của nước, kim loại và các hợp chất dị nguyên tố. Trong số các Hydrocacbon thì isoparafin là cấu tử được mong muốn nhất vì chúng có khả năng cháy điều hòa nhất (trị số octan cao nhât) các hợp chất không thơm, không nhánh, ít nhánh hay nhánh ngắn (BTX) là các cấu tử không mong muốn, cần loại bỏ vì chúng có trị số octan thấp rất độc hại đối với môi trường và con người. Tuy nhiên naptha mới là hợp phần chiếm tỷ lệ nhiều hơn cả trong thành phần của xăng. Mặc dù thành phần hóa học của xăng không phức tạp như trong dầu mỏ nhưng việc xác định chính xác các cấu tử Hydrocacbon là không thực sự cần thiết. Người ta chủ yếu dựa vào các tình chất hóa lý cơ bản của xăng để đánh giá chất lượng xăng.
Hợp phần pha xăng (xăng gốc) chủ yếu được sản xuất từ quá trình chưng cất phân đoạn dầu mỏ (xăng chưng cất), từ quá trình Cr-acking (xăng Cr-ackat), quá trình refoming (xăng refomat), quá trình ankyl hóa (xăng ankylat), quá trình isome hóa (xăng isomerisat) quá trình polyme hóa (xăng polymerisat), quá trình cốc hóa … Các xăng thu được từ quá trình chế biến này ít hay gần như không được sử dụng trực tiếp như xăng thương phẩm vì không đáp ứng được các chỉ tiêu cơ bản đối với các loại động cơ hay không mang lại hiệu quả kinh tế-kỹ thuật tốt nhất. Vì vậy trong thực tế để sản xuất xăng thương phẩm người ta thường phối trộn hai hay nhiều loại xăng trên với nhau để được xăng gốc có tính chất ưu viết nhất.
Thành phần của xăng còn phải kể đến các phụ gia pha chế vào xăng. Hàm lượng phụ gia chỉ từ pPhần mềm đến 20% nhưng lại bổ sung hay nâng cao rất nhiều chất lượng của xăng
1.1.1.2. Phân loại xăng
Hiện nay không có một quy định chung về việc phân loại xăng động cơ. Mỗi một nước lại có một cách hiểu và cách gọi khác nhau về xăng tuy nhiên có một số cách phân loại chính sau:
Phân loại xăng dựa vào trị số octan:
Dựa vào trị số octan người ta phân loại các xăng động cơ theo giá trị RON xác định như
Xăng RON 90 hay MOGAS 90
Xăng RON 92 hay MOGAS 92
Xăng RON 95 hay MOGAS 95
Xăng RON 98 hay MOGAS 98
Phân loại xăng dựa vào thành phần pha trộn bổ xung
Các phụ gia hay hợp phần oxigenat pha trộn xăng, đặc biệt là Etanol được điều chế từ các nguồn không phải dầu mỏ, được pha trộn vào xăng với tỉ lệ nhất định khi đó xăng được phân loại thành:
Xăng thường
Xăng sinh học, hay Gasohol hay xăng E5, E10, E15…
Phân loại dựa vào hàm lượn phụ gia chì:
Sự có mặt của chì thường pha trộn vào nhằm tăng trị số octan dưới dạng phụ gia. Tuy nhiên phụ gia này có tính độc hại và hầu hết đã bị cấm sử dụng trên thế giới được phân loại:
Xăng chì
Xăng không chì
Phân loại theo tiêu chuẩn thế giới và trong nước
Hiện nay có rất nhiều hệ thống quy chuẩn nhằm quy định chất lượng xăng động cơ. Các tiêu chuẩn này được xây dựng trên cơ sở phù hợp với điều kiện mỗi nước, mỗi vùng. Các xăng đạt tiêu chuẩn này phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt, nhiều chỉ tiêu. Chính vì vậy, cách phân loại này còn được sử dụng để đánh giá chất lượng của xăng cũng như quyết định đến giá thành trong sản xuất và kinh doanh xăng. Ở đây là một số phân lọa xăng theo tiêu chuẩn áp dụng ở Việt Nam:
Tiêu chuẩn Việt Nam: Xăng đạt tiêu chuẩn là phải đáp ứng các tiêu chuẩn được quy định tại TCVN 6776:2005 như bảng dưới.
Bảng 1: Tiêu chuẩn chất lượng xăng không chì TCVN 6776:2005 [1]
Tên chỉ tiêu
Xăng không chì
Phương pháp thử
90
92
95
Trị số octan, min
RON
90
92
95
TCVN 2703:2002; ASTM D2699 ASTM D2700
MON
79
81
84
Hàm lượng chì, g/l, max
0,013
TCVN 7143:2002; ASTM D3237
Thành phần chưng cất phân đoạn: 0C
Điểm sôi đầu
10%V, max
50%V, max
90%V, max
Điểm sôi cuối
Cặn cuối %V max
Báo cáo
70
120
190
215
2,0
TCVN 2698: 2002; ASTM D86
Ăn mòn tấm đồng 500C/3h, max
Loại 1
TCVN 2694:2000; ASTM D130
Hàm lượng thực tế (Đã rửa dung môi), mg/100ml, max
5
TCVN 6593:2000: ASTM D381
Độ ổn định oxi hóa, phút, min
480
TCVN 6778:2000; ASTM D525
Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg, max
500
TCVN 6701:2000; ASTM D2622/ D5453
Áp xuất hơi bão hòa Ried ở 37,80C, kPa
43 – 75
TCVN 7023:2000; ASTM D4953/ D5191
Hàm lượng benzen, %V,max
2,5
TCVN 6703:2000; ASTM D3606/ D4420
Hydrocacbon thơm, %V, max
40
TCVN 7330: 2003; ASTM D1319
Olefin, %V, max
38
TCVN 7330:2003; ASTM D1319
Hàm lượng oxi %m, max
2,7
TCVN 7332:2003; ASTM D4815
Hàm lượng kim loại, mg/l
5
TCVN 7331:2003; ASTM D3831
Khối lượng riêng (ở 150C) kg/m3
Báo cáo
TCVN 6594:2000; ASTM D1298
1.1.2. Một số tính chất kỹ thuật đặc trưng của xăng
Để động cơ hoạt động tốt và có hiệu suất cao, xăng phải tương thích với động cơ, nghĩa là phải có phẩm chất đáp ứng được một số yêu cầu sau:
Có khả năng bay hơi đủ tốt
Cháy điều hòa, nghĩa là không cháy kích nổ, lan truyền theo một trật tự nhất định
Có nhiệt cháy lớn
Không tạo cặn
Không ăn mòn động cơ
Dễ lưu chuyển
Khí thải có ít thành phần độc hại với môi trường và con người
Vì vậy, để đánh giá khả năng làm việc và cháy của xăng người ta thường căn cứ vào một số tính chất hóa lý đặc trưng của chúng.
Khả năng bay hơi của xăng
Khả năng cháy kích nổ
Trị số octan
Độ bền hóa học của xăng
Hàm lượng lưu huỳnh tổng
Hàm lượng benzen
Hàm lượng photpho
Đây là những tính chất hóa lý đặc trưng cần xét đến để đánh giá phẩm chất xăng
1.1.3. Phụ gia cho xăng
Với mỗi loại xăng gốc đều có những đặc tính kỹ thuật khác nhau tuy nhiên: hầu hết các xăng thu được trong quá trình chế biến dầu mỏ thường không được sử dụng trực tiếp. Chúng cần được phối trộn với nhau, nhằm bổ sung các tính chất ưu việt cho nhau, cũng như khắc phục được các nhược điểm của chúng mới có thể đáp ứng được các yêu cầu của xăng thương phẩm. Để nâng cao chất lượng của xăng, phương án kỹ thuật tối ưu nhất là tiến hành chế biến sâu. Tuy nhiên phương pháp này phức tạp, chi phí đầu tư, vận hành lớn, kéo theo giá thành thương phẩm cao. Trong thực tế, các xăng gốc khi được phối trộn với nhau đã đáp ứng được đa số các chỉ tiêu hóa lý cơ bản. Một trong những chỉ tiêu quan trọng người ta quan tâm đến nhiều là nân cao trị số octan của xăng. Như ta đã biết, nguyên nhân gây cháy kích nổ của xăng (cháy không điều hòa) là do trong xăng có chứa nhiều n – parafin. Các n – parafin này thường không bền, dễ tạo thành các peoxit, Hydropeoxit, gốc tự do dưới tác dụng của nhiệt, do đó dẫn đến quá trình cháy sớm, cháy mạnh, cháy không điều hòa. Để khắc phục hiện tượng này người ta sử dụng các phụ gia tăng trị số octan.
Ngoài phụ gia tăng trị số octan người ta còn pha vào xăng các phụ gia khác như: Phụ gia chống oxihoa, phụ gia chống tạo căn, phụ gia tẩy rửa…
Cơ chế hoạt động của phụ gia xăng chủ yếu theo cơ chế phá hủy, ức chế các hợp chất peoxit, hydropeoxit, gốc tự do sinh ra trong quá trình tiền cháy của nhiên liệu. Một cơ chế khac cũng cần kể đến là tính tương hỗ, lôi kéo của phụ gia đối với xăng gốc, đây cũng có thế được coi là cơ chế tăng trị số octan của các cấu tử pha chế vào xăng.
Cũng như các phụ gia pha chế vào các sản phẩm dầu mỏ khác, phụ gia pha chế vào xăng cũng phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt như:
Phụ gia phải bổ sung hay làm tăng cường các tính chất vốn có của xăng và không được làm giảm hay thay đổi không đáng kể, có thể chấp nhận được các tính chất khác của xăng. Ví dụ, khi pha phụ gia tăng trị số octan phải đảm bảo không làm giảm áp suất hơi bão hòa hay thành phần chưng cất phân đoạn xăng.
Không độc hại với con người và môi trường, không ảnh hưởng đến các chi tiết của động cơ.
Có thể đảm nhiệm nhiều chức năng cùng lúc hay đáp ứng được nhiều mục đích sử dụng khác nhau (tính đa chức). Ví dụ: Pha etanol với tỷ lệ thích hợp ngoài mục đích làm tăng trị số octan, nó còn làm giảm một phần nào đó sự phụ thuộc quá lớn vào dầu mỏ hay làm cho quá trình cháy của nhiên liệu triệt để hơn nên giảm thiểu các tác động không tốt đến môi trường, động cơ và con người…
Chính vì vậy phụ gia pha xăng phải được khảo sát một cách kỹ lưỡng trên các cơ sở khoa học cũng như thực tiễn để tìm ra loại phụ gia và hàm lượng phu gia pha chế phù hợp với từng loại xăng.
Ngoài các hợp chất chứa chì đã bị cấm sử dụng. Phụ gia pha xăng được sử dụng chủ yếu gồm 3 nhóm chính:
Các hợp chất oxigenat. Khi pha vào xăng với một lượng khá lớn thì nó được xem như một loại cấu tử pha trộn.
Các hợp chất cơ kim
Các hợp chất thơm Amin
Bảng 2: Các loại phu gia tăng trị số octan [2]
Các phụ gia
Giới hạn trong xăng
Khả năng tăng trị số octan
Nguyên nhân của việc giới hạn
Hợp chất oxigenat
<20% V
3-5
Tạo phân lớp khi pha trộn, làm tăng RVP, gây ô nhiễm môi trường
Hợp chất thơm amin
1 – 1,3 % V
6
Tạo nhựa trong động cơ và các bộ phận đốt nhiên liệu
Hợp chất chứa sắt
Hợp chất chứa mangan
38mg Fe/1l
50 mg Mn/ 1l
3-4
5-6
Làm tăng sự mài mòn và hư hỏng ở bộ phận đánh lửa và trong buồng đốt chính
Các loại phụ gia tăng trị số octan khi pha vào xăng có một số hiệu ứng tương hỗ khác nhau đối với các thành phần của xăng cũng như đối với các phụ gia khác. Khả năng tương thích đó được trình bày trong bảng dưới đây:
trình Butamer, Oleflex và Ethermax) có nhiều ưu điểm hơn quá trình của ABB Lummus vì qúa trình tái sinh xúc tác tiến hành liên tục và do đó xúc tác luôn có hoạt tính cao.
Dưới đây là bảng so sánh của một số quá trình
Bảng 27: Vốn đầu tư với giá thành sản xuất MTBE
Nguồn nguyên liệu
Vốn đầu tư
Triệu USD
Giá thành sản xuất
Khí Cr-acking xúc tác
Khí Cr-acking hơi nước
Khí butan mỏ
TBA từ xưởng PO/TBA
14,3
193,1
68,7
0,096 USD/ Pound
206 USD/Ton
264 USD/Ton
3.2.2.2. Lựa chọn công nghệ
Với nguồn nguyên liệu sẵn có lấy từ các mỏ khí, công nghệ FCC và các phân đoạn của nhà máy lọc dầu để đạt được công xuất lớn ta lựa chọn công nghệ Oleflex cho quá trình Dehydro hóa và công nghệ Ethermax cho quá trình Ete hóa tổng hợp MTBE. Hai công nghệ này đều là công nghệ tiên tiến nhất hiện nay. Các công nghệ sử dụng kỹ thuật mới, xúc tác hoạt tính cao, độ chọn lọc cao, công nghệ này cho độ chuyển hóa cao mang lại hiệu xuất lớn.
Vì ở đây nguyện liệu đầu vào là iso – butan chỉ sử dụng Dehydro hóa và ete hóa. Công nghệ sản xuất gồm 2 quá trình cơ bản:
Quá trình Dehydro hóa iso – butan
Quá trình Ete hóa tổng hợp MTBE
Sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE từ iso – butan với các thông số kỹ thuật sau:
Nhiệt độ làm việc của tháp tổng hợp MTBE là 313 – 353K (40 – 800C)
Áp suất của tháp tổng hợp là 100 – 300 Psig
Xúc tác quá trình tổng hợp là Amberlyst 15
Độ chuyển hóa đạt 99%
Thiết bị phản ứng loại ống chum
Thiết bị phản ứng Dehydro hóa dạng xúc tác tầng sôi với xúc tác là Pt trên chất mang Al2O3
Hai công nghệ CD – TECH và Hills hiện nay vẫn được đang sử dụng nhiều nhằm sản xuất MTBE với độ chọn lọc cao 99,5 – 100% đặc biệt đối với công nghệ Hills 2 giai đoạn cho độ chuyển hóa gần như 100%. Tuy nhiên do phí đầu tư xây dụng và hoạt động cao cùng với nguồn nguyện liệu đầu vào hạn chế do vậy việc sản xuất quy mô với công suất lớn là không thể đáp ứng
Ghi chú
[1] Bản 3.1 (sản phẩm dầu mỏ phụ gia 2)
[2] … [8] : Bảng 3.13 … 3.20 (sản phẩm dầu mỏ phụ gia 2)
[9] hình [3.8] (sản phẩm dầu mỏ phụ gia 2)
[10] bảng [3.24]: (sản phẩm dầu mỏ phụ gia 2)
[11] … [14] : Bảng 3.31 … 3.34 (sản phẩm dầu mỏ phụ gia 2)
[15] … [24]: Handbook petroleum refining processes
Hình 1… hình 11: Sơ đồ công nghệ (Handbook petroleum refining processes)
Tài liệu tham khảo
1. Hóa học dầu mỏ
2. sản phẩm dầu mỏ phụ gia 1, 2 ( Ths. Dương Viết Cường soạn)
3. Công nghệ lọc dầu
4. Công nghệ hóa dầu
5. Handbook petroleum refining processes
6. Ethyl ether
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Mục lục
MỞ ĐẦU 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XĂNG VÀ PHỤ GIA PHA XĂNG 4
1.1. Xăng động cơ 4
1.1.1. Thành phần và phân loại xăng 4
1.1.1.1. Thành phần của xăng 4
1.1.1.2. Phân loại xăng 5
1.1.2. Một số tính chất kỹ thuật đặc trưng của xăng 7
1.1.3. Phụ gia cho xăng 7
1.1.3.1. Phụ gia chì 10
1.1.3.2. Hợp chất chứa Mangan 11
1.1.3.3. Hợp chất chứa sắt 13
1.1.3.4. Các phụ gia chứa Oxigenat 15
1.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ Phụ gia chứa Oxi 22
1.2.1. Thế giới 22
1.2.2. Tại Việt Nam 23
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SẢN PHẨM MTBE 26
2.1. Sơ lược lịch sử phát triển MTBE, mục đích và ý nghĩa 26
2.1.1. Sơ lược về sự phát triển của MTBE 26
2.1.2. Mục đích, ý nghĩa sản xuất MTBE 27
2.2. Yêu cầu về chất lượng MTBE thương phẩm 28
2.3. Nguyên liệu và sản phẩm 28
2.3.1. Sản phẩm MTBE 28
2.3.2. Nguyên liệu 30
CHƯƠNG 3. CÔNG NGHỆ VÀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT MTBE 38
3.1. Các phương pháp sản xuất MTBE 38
3.1.1. Cơ sở hóa học 38
3.1.2. Động học và quá trình phản ứng 38
3.1.3. Xúc tác cho quá trình tổng hợp 39
3.1.3.1. Nhiệt độ 41
3.1.3.2. Áp suât 41
3.1.3.3. Tỷ lệ iso – buten/methanol 41
3.1.3.4. Xúc tác 41
3.1.3.5. Ảnh hưởng của sự có mặt của nước 42
3.1.4. Các công nghệ sản xuất MTBE 42
3.1.4.1. Quá trình isome hóa n – butan thành iso – butan 42
3.1.4.2. Quá trình đề hydro hóa iso – butan thành iso – buten 44
a. Quá trình Oleflex 45
b. Quá trình STAR 47
c. Quá trình Catofin 48
d. Quá trình FBD – 4 49
3.1.5. Quá trình Ether hoá tạo MTBE 49
3.1.5.1. Công nghệ CD-TECH 50
3.1.5.2. Công nghệ sản xuất MTBE của Hills 50
3.1.5.3. Quá trình Ete hoá (quá trình Ethermax) của hãng UOP 51
3.2. SO SÁNH ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ 51
3.2.1. So sánh các công nghệ: 51
3.2.2. Lựa chọn công nghệ 52
3.2.2.1. So sánh các công nghệ 52
3.2.2.2. Lựa chọn công nghệ 53
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ XĂNG VÀ PHỤ GIA PHA XĂNG
1.1. Xăng động cơ
1.1.1. Thành phần và phân loại xăng
1.1.1.1. Thành phần của xăng
Xăng là nhiên liệu lỏng nhẹ nhất ở điều kiện thường thu được từ việc chế biến dầu mỏ hóa dầu và khí. Nó chủ yếu chứa Hydrocacbon từ C5 đến C11 và phụ gia được sử dụng trong động cơ đốt trong như ô tô, xe máy, máy bay…
Tương tự như dầu mỏ, thành phần của xăng cũng bao gồm các họ Hydrocacbon: parafin,naptha, và aromatic. Bên cạnh đó trong xăng còn luôn có sự có mặt của nước, kim loại và các hợp chất dị nguyên tố. Trong số các Hydrocacbon thì isoparafin là cấu tử được mong muốn nhất vì chúng có khả năng cháy điều hòa nhất (trị số octan cao nhât) các hợp chất không thơm, không nhánh, ít nhánh hay nhánh ngắn (BTX) là các cấu tử không mong muốn, cần loại bỏ vì chúng có trị số octan thấp rất độc hại đối với môi trường và con người. Tuy nhiên naptha mới là hợp phần chiếm tỷ lệ nhiều hơn cả trong thành phần của xăng. Mặc dù thành phần hóa học của xăng không phức tạp như trong dầu mỏ nhưng việc xác định chính xác các cấu tử Hydrocacbon là không thực sự cần thiết. Người ta chủ yếu dựa vào các tình chất hóa lý cơ bản của xăng để đánh giá chất lượng xăng.
Hợp phần pha xăng (xăng gốc) chủ yếu được sản xuất từ quá trình chưng cất phân đoạn dầu mỏ (xăng chưng cất), từ quá trình Cr-acking (xăng Cr-ackat), quá trình refoming (xăng refomat), quá trình ankyl hóa (xăng ankylat), quá trình isome hóa (xăng isomerisat) quá trình polyme hóa (xăng polymerisat), quá trình cốc hóa … Các xăng thu được từ quá trình chế biến này ít hay gần như không được sử dụng trực tiếp như xăng thương phẩm vì không đáp ứng được các chỉ tiêu cơ bản đối với các loại động cơ hay không mang lại hiệu quả kinh tế-kỹ thuật tốt nhất. Vì vậy trong thực tế để sản xuất xăng thương phẩm người ta thường phối trộn hai hay nhiều loại xăng trên với nhau để được xăng gốc có tính chất ưu viết nhất.
Thành phần của xăng còn phải kể đến các phụ gia pha chế vào xăng. Hàm lượng phụ gia chỉ từ pPhần mềm đến 20% nhưng lại bổ sung hay nâng cao rất nhiều chất lượng của xăng
1.1.1.2. Phân loại xăng
Hiện nay không có một quy định chung về việc phân loại xăng động cơ. Mỗi một nước lại có một cách hiểu và cách gọi khác nhau về xăng tuy nhiên có một số cách phân loại chính sau:
Phân loại xăng dựa vào trị số octan:
Dựa vào trị số octan người ta phân loại các xăng động cơ theo giá trị RON xác định như
Xăng RON 90 hay MOGAS 90
Xăng RON 92 hay MOGAS 92
Xăng RON 95 hay MOGAS 95
Xăng RON 98 hay MOGAS 98
Phân loại xăng dựa vào thành phần pha trộn bổ xung
Các phụ gia hay hợp phần oxigenat pha trộn xăng, đặc biệt là Etanol được điều chế từ các nguồn không phải dầu mỏ, được pha trộn vào xăng với tỉ lệ nhất định khi đó xăng được phân loại thành:
Xăng thường
Xăng sinh học, hay Gasohol hay xăng E5, E10, E15…
Phân loại dựa vào hàm lượn phụ gia chì:
Sự có mặt của chì thường pha trộn vào nhằm tăng trị số octan dưới dạng phụ gia. Tuy nhiên phụ gia này có tính độc hại và hầu hết đã bị cấm sử dụng trên thế giới được phân loại:
Xăng chì
Xăng không chì
Phân loại theo tiêu chuẩn thế giới và trong nước
Hiện nay có rất nhiều hệ thống quy chuẩn nhằm quy định chất lượng xăng động cơ. Các tiêu chuẩn này được xây dựng trên cơ sở phù hợp với điều kiện mỗi nước, mỗi vùng. Các xăng đạt tiêu chuẩn này phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt, nhiều chỉ tiêu. Chính vì vậy, cách phân loại này còn được sử dụng để đánh giá chất lượng của xăng cũng như quyết định đến giá thành trong sản xuất và kinh doanh xăng. Ở đây là một số phân lọa xăng theo tiêu chuẩn áp dụng ở Việt Nam:
Tiêu chuẩn Việt Nam: Xăng đạt tiêu chuẩn là phải đáp ứng các tiêu chuẩn được quy định tại TCVN 6776:2005 như bảng dưới.
Bảng 1: Tiêu chuẩn chất lượng xăng không chì TCVN 6776:2005 [1]
Tên chỉ tiêu
Xăng không chì
Phương pháp thử
90
92
95
Trị số octan, min
RON
90
92
95
TCVN 2703:2002; ASTM D2699 ASTM D2700
MON
79
81
84
Hàm lượng chì, g/l, max
0,013
TCVN 7143:2002; ASTM D3237
Thành phần chưng cất phân đoạn: 0C
Điểm sôi đầu
10%V, max
50%V, max
90%V, max
Điểm sôi cuối
Cặn cuối %V max
Báo cáo
70
120
190
215
2,0
TCVN 2698: 2002; ASTM D86
Ăn mòn tấm đồng 500C/3h, max
Loại 1
TCVN 2694:2000; ASTM D130
Hàm lượng thực tế (Đã rửa dung môi), mg/100ml, max
5
TCVN 6593:2000: ASTM D381
Độ ổn định oxi hóa, phút, min
480
TCVN 6778:2000; ASTM D525
Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg, max
500
TCVN 6701:2000; ASTM D2622/ D5453
Áp xuất hơi bão hòa Ried ở 37,80C, kPa
43 – 75
TCVN 7023:2000; ASTM D4953/ D5191
Hàm lượng benzen, %V,max
2,5
TCVN 6703:2000; ASTM D3606/ D4420
Hydrocacbon thơm, %V, max
40
TCVN 7330: 2003; ASTM D1319
Olefin, %V, max
38
TCVN 7330:2003; ASTM D1319
Hàm lượng oxi %m, max
2,7
TCVN 7332:2003; ASTM D4815
Hàm lượng kim loại, mg/l
5
TCVN 7331:2003; ASTM D3831
Khối lượng riêng (ở 150C) kg/m3
Báo cáo
TCVN 6594:2000; ASTM D1298
1.1.2. Một số tính chất kỹ thuật đặc trưng của xăng
Để động cơ hoạt động tốt và có hiệu suất cao, xăng phải tương thích với động cơ, nghĩa là phải có phẩm chất đáp ứng được một số yêu cầu sau:
Có khả năng bay hơi đủ tốt
Cháy điều hòa, nghĩa là không cháy kích nổ, lan truyền theo một trật tự nhất định
Có nhiệt cháy lớn
Không tạo cặn
Không ăn mòn động cơ
Dễ lưu chuyển
Khí thải có ít thành phần độc hại với môi trường và con người
Vì vậy, để đánh giá khả năng làm việc và cháy của xăng người ta thường căn cứ vào một số tính chất hóa lý đặc trưng của chúng.
Khả năng bay hơi của xăng
Khả năng cháy kích nổ
Trị số octan
Độ bền hóa học của xăng
Hàm lượng lưu huỳnh tổng
Hàm lượng benzen
Hàm lượng photpho
Đây là những tính chất hóa lý đặc trưng cần xét đến để đánh giá phẩm chất xăng
1.1.3. Phụ gia cho xăng
Với mỗi loại xăng gốc đều có những đặc tính kỹ thuật khác nhau tuy nhiên: hầu hết các xăng thu được trong quá trình chế biến dầu mỏ thường không được sử dụng trực tiếp. Chúng cần được phối trộn với nhau, nhằm bổ sung các tính chất ưu việt cho nhau, cũng như khắc phục được các nhược điểm của chúng mới có thể đáp ứng được các yêu cầu của xăng thương phẩm. Để nâng cao chất lượng của xăng, phương án kỹ thuật tối ưu nhất là tiến hành chế biến sâu. Tuy nhiên phương pháp này phức tạp, chi phí đầu tư, vận hành lớn, kéo theo giá thành thương phẩm cao. Trong thực tế, các xăng gốc khi được phối trộn với nhau đã đáp ứng được đa số các chỉ tiêu hóa lý cơ bản. Một trong những chỉ tiêu quan trọng người ta quan tâm đến nhiều là nân cao trị số octan của xăng. Như ta đã biết, nguyên nhân gây cháy kích nổ của xăng (cháy không điều hòa) là do trong xăng có chứa nhiều n – parafin. Các n – parafin này thường không bền, dễ tạo thành các peoxit, Hydropeoxit, gốc tự do dưới tác dụng của nhiệt, do đó dẫn đến quá trình cháy sớm, cháy mạnh, cháy không điều hòa. Để khắc phục hiện tượng này người ta sử dụng các phụ gia tăng trị số octan.
Ngoài phụ gia tăng trị số octan người ta còn pha vào xăng các phụ gia khác như: Phụ gia chống oxihoa, phụ gia chống tạo căn, phụ gia tẩy rửa…
Cơ chế hoạt động của phụ gia xăng chủ yếu theo cơ chế phá hủy, ức chế các hợp chất peoxit, hydropeoxit, gốc tự do sinh ra trong quá trình tiền cháy của nhiên liệu. Một cơ chế khac cũng cần kể đến là tính tương hỗ, lôi kéo của phụ gia đối với xăng gốc, đây cũng có thế được coi là cơ chế tăng trị số octan của các cấu tử pha chế vào xăng.
Cũng như các phụ gia pha chế vào các sản phẩm dầu mỏ khác, phụ gia pha chế vào xăng cũng phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt như:
Phụ gia phải bổ sung hay làm tăng cường các tính chất vốn có của xăng và không được làm giảm hay thay đổi không đáng kể, có thể chấp nhận được các tính chất khác của xăng. Ví dụ, khi pha phụ gia tăng trị số octan phải đảm bảo không làm giảm áp suất hơi bão hòa hay thành phần chưng cất phân đoạn xăng.
Không độc hại với con người và môi trường, không ảnh hưởng đến các chi tiết của động cơ.
Có thể đảm nhiệm nhiều chức năng cùng lúc hay đáp ứng được nhiều mục đích sử dụng khác nhau (tính đa chức). Ví dụ: Pha etanol với tỷ lệ thích hợp ngoài mục đích làm tăng trị số octan, nó còn làm giảm một phần nào đó sự phụ thuộc quá lớn vào dầu mỏ hay làm cho quá trình cháy của nhiên liệu triệt để hơn nên giảm thiểu các tác động không tốt đến môi trường, động cơ và con người…
Chính vì vậy phụ gia pha xăng phải được khảo sát một cách kỹ lưỡng trên các cơ sở khoa học cũng như thực tiễn để tìm ra loại phụ gia và hàm lượng phu gia pha chế phù hợp với từng loại xăng.
Ngoài các hợp chất chứa chì đã bị cấm sử dụng. Phụ gia pha xăng được sử dụng chủ yếu gồm 3 nhóm chính:
Các hợp chất oxigenat. Khi pha vào xăng với một lượng khá lớn thì nó được xem như một loại cấu tử pha trộn.
Các hợp chất cơ kim
Các hợp chất thơm Amin
Bảng 2: Các loại phu gia tăng trị số octan [2]
Các phụ gia
Giới hạn trong xăng
Khả năng tăng trị số octan
Nguyên nhân của việc giới hạn
Hợp chất oxigenat
<20% V
3-5
Tạo phân lớp khi pha trộn, làm tăng RVP, gây ô nhiễm môi trường
Hợp chất thơm amin
1 – 1,3 % V
6
Tạo nhựa trong động cơ và các bộ phận đốt nhiên liệu
Hợp chất chứa sắt
Hợp chất chứa mangan
38mg Fe/1l
50 mg Mn/ 1l
3-4
5-6
Làm tăng sự mài mòn và hư hỏng ở bộ phận đánh lửa và trong buồng đốt chính
Các loại phụ gia tăng trị số octan khi pha vào xăng có một số hiệu ứng tương hỗ khác nhau đối với các thành phần của xăng cũng như đối với các phụ gia khác. Khả năng tương thích đó được trình bày trong bảng dưới đây:
trình Butamer, Oleflex và Ethermax) có nhiều ưu điểm hơn quá trình của ABB Lummus vì qúa trình tái sinh xúc tác tiến hành liên tục và do đó xúc tác luôn có hoạt tính cao.
Dưới đây là bảng so sánh của một số quá trình
Bảng 27: Vốn đầu tư với giá thành sản xuất MTBE
Nguồn nguyên liệu
Vốn đầu tư
Triệu USD
Giá thành sản xuất
Khí Cr-acking xúc tác
Khí Cr-acking hơi nước
Khí butan mỏ
TBA từ xưởng PO/TBA
14,3
193,1
68,7
0,096 USD/ Pound
206 USD/Ton
264 USD/Ton
3.2.2.2. Lựa chọn công nghệ
Với nguồn nguyên liệu sẵn có lấy từ các mỏ khí, công nghệ FCC và các phân đoạn của nhà máy lọc dầu để đạt được công xuất lớn ta lựa chọn công nghệ Oleflex cho quá trình Dehydro hóa và công nghệ Ethermax cho quá trình Ete hóa tổng hợp MTBE. Hai công nghệ này đều là công nghệ tiên tiến nhất hiện nay. Các công nghệ sử dụng kỹ thuật mới, xúc tác hoạt tính cao, độ chọn lọc cao, công nghệ này cho độ chuyển hóa cao mang lại hiệu xuất lớn.
Vì ở đây nguyện liệu đầu vào là iso – butan chỉ sử dụng Dehydro hóa và ete hóa. Công nghệ sản xuất gồm 2 quá trình cơ bản:
Quá trình Dehydro hóa iso – butan
Quá trình Ete hóa tổng hợp MTBE
Sơ đồ công nghệ sản xuất MTBE từ iso – butan với các thông số kỹ thuật sau:
Nhiệt độ làm việc của tháp tổng hợp MTBE là 313 – 353K (40 – 800C)
Áp suất của tháp tổng hợp là 100 – 300 Psig
Xúc tác quá trình tổng hợp là Amberlyst 15
Độ chuyển hóa đạt 99%
Thiết bị phản ứng loại ống chum
Thiết bị phản ứng Dehydro hóa dạng xúc tác tầng sôi với xúc tác là Pt trên chất mang Al2O3
Hai công nghệ CD – TECH và Hills hiện nay vẫn được đang sử dụng nhiều nhằm sản xuất MTBE với độ chọn lọc cao 99,5 – 100% đặc biệt đối với công nghệ Hills 2 giai đoạn cho độ chuyển hóa gần như 100%. Tuy nhiên do phí đầu tư xây dụng và hoạt động cao cùng với nguồn nguyện liệu đầu vào hạn chế do vậy việc sản xuất quy mô với công suất lớn là không thể đáp ứng
Ghi chú
[1] Bản 3.1 (sản phẩm dầu mỏ phụ gia 2)
[2] … [8] : Bảng 3.13 … 3.20 (sản phẩm dầu mỏ phụ gia 2)
[9] hình [3.8] (sản phẩm dầu mỏ phụ gia 2)
[10] bảng [3.24]: (sản phẩm dầu mỏ phụ gia 2)
[11] … [14] : Bảng 3.31 … 3.34 (sản phẩm dầu mỏ phụ gia 2)
[15] … [24]: Handbook petroleum refining processes
Hình 1… hình 11: Sơ đồ công nghệ (Handbook petroleum refining processes)
Tài liệu tham khảo
1. Hóa học dầu mỏ
2. sản phẩm dầu mỏ phụ gia 1, 2 ( Ths. Dương Viết Cường soạn)
3. Công nghệ lọc dầu
4. Công nghệ hóa dầu
5. Handbook petroleum refining processes
6. Ethyl ether
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: