Các quá trình chế biến dầu thô thành các sản phẩm nhiên liệu

iệu để đạt tới trị số octan cao khi không sử dụng chì: + Pha trộn xăng có trị số octan cao (như xăng alkyl hoá, izome hoá...) vào nhiên liệu có trị số octan thấp. + Nâng cấp và đưa thêm các thiết bị lọc dầu để sản xuất xăng có trị số octan cao. + Sử dụng các chất phụ gia không chì như các hợp chất chứa oxy: etanol, MTBE, MTBA, TAME... Trong số các phụ gia chứa oxy nói trên, etanol và MTBE được sử dụng với số lượng nhiều nhất. Chẳng hạn như Methyltertiary- butylether (MTBE) được pha trộn tới 15%-22% thể tích tại một số quốc gia. - Các phụ gia khác: Ngoài các phụ gia chính để cải thiện trị số octan trên trong xăng còn có mặt của một số loại phụ gia khác như: Phụ gia chống oxihóa,chất tẩy rửa, các chất chống rỉ, phụ gia biến đổi cặn, các chất màu đối với xăng. Các loại phụ gia này được đưa vào trong xăng để đảm bảo cho quá trình sử dụng xăng trong động cơ và bảo quản xăng được tốt hơn. 3.1.3. Yêu cầu về chất lượng của nhiên liệu Xăng. [5] - Khả năng chống cháy kích nổ: Sự cháy kích nổ là sự cháy rất nhanh hỗn hợp nhiên liệu và không khí trong buồng đốt do nhiệt độ và áp xuất gia tăng nhanh tiếp theo khởi đầu của hỗn hợp chung quanh bugi. Sự cháy nổ xảy ra trước bề mặt ngọn lửa và các yếu tố ảnh hưởng tới sự khơi mào của nó bao gồm thiết kế buồng đốt, vị trí và loại bugi, thời điểm đánh lửa, sự mở van tiết lưu, nhiệt độ dòng khí đầu vào, nhiệt độ làm mát , tỷ số nén, thành phần của xăng. Trị số octan là một đơn vị đo quy ước dùng để đặc trưng cho khả năng chống kích nổ của nhiên liệu và nó được đo bằng % thể tích (%TT) của iso octan (2.2.4 Tri metyl Pentan- C8H18) trong hỗn hợp của nó với n- Heptan, tương đương với khả năng chống kích nổ của nhiên liệu thử nghiệm ở điều kiện chuẩn. (Quy ước:n-heptan có trị số bằng 0 , iso octan có trị số octan là 100) Có 2 phương pháp để xác định trị số octan, phương pháp nghiên cứu (gọi là trị số octan theo RON) và phương pháp mô tơ (gọi là trị số octan theo MON) Điểm khác nhau của 2 phương pháp chủ yếu là do số vòng quay của mô tơ thử nghiệm. Theo RON: số vòng quay của mô tơ thử nghiệm là 600 v/ph Theo MON : Số vòng quay của mô tơ thử nghiệm là 900 v/ph Giá trị RON thường lớn hơn giá trị MON, nhưng sự khác biệt giữa chúng không nhiều lắm. Sự khác biệt đó càng rõ ở những nhiên liệu có ON càng cao. ở những nhiên liệu có ON bé có thể gặp quan hệ ngược lại. Vì RON và MON thu được ở 2 động cơ làm việc ở 2 tốc độ khác nhau, nên sự khác nhau giữa chúng phần nào phản ánh sự thích hợp đối với chế độ làm việc khác nhau của động cơ. Như đã nói ở phần trên sự cháy kích nổ của nhiên liệu còn phụ thuộc chế độ làm việc của động cơ tức là tốc độ chuyển động của động cơ và cường độ làm việc của động cơ. Cho nên để sát với thực tế hơn người ta còn dùng trị số octan lộ trình (trị số octan trên đường Road ON). Ngoài các trị số octan trên người ta còn dùng một số đại lượng khác để đặc trưng cho khả năng chống cháy kích nổ như: Trị số octan nghiên cứu theo phân đoạn cất ở 1000 C. - áp suất hơi bão hoà áp suất hơi bão hoà đặc trưng cho khả năng bay hơi của xăng ôtô. áp suất hơi bão hoà là áp suất hơi đo được trong điều kiện của bình chiu áp tiêu chuẩn gọi là bom reid ở nhiệt độ 37,8 0C ( hay 1000F) và thường được đo bằng các đơn vị như KPa, Psi, mmHg... áp suất hơi bão hoà càng lớn độ bay hơi càng cao, dễ tạo nút hơi trong động cơ gây ra hao hụt trong tồn chứa và ô nhiễm môi trường. Vì vậy trong chỉ tiêu kỹ thuật người ta thường giới hạn mức tối đa mà ít khi giới hạn mức tối thiểu. áp suất hơi bão hoà thường được quy định không nên vượt quá 12 Psi. Tuy nhiên, áp suất hơi bão hoà quá thấp cũng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tính khởi động của động cơ. Để động cơ khởi động tốt tối thiểu áp suất hơi bão hòa cũng phảI đạt là 7,0 Psi và thực nghiệm đã cho thấy, nếu thấp hơn 250 mmHg (4,834Psi) khả năng khởi động của động cơ bắt đầu xấu đi một cách nghiêm trọng. Song nếu kiểm soát được chỉ tiêu về thành phần cất thì áp suất hơi bão hoà không nhất thiết phải quy định mức tối thiểu. - Hàm lượng lưu huỳnh tổng: Lưu huỳnh là một trong những thành phần quan trọng đáng lưu ý trong dầu mỏ nói chung và xăng ôtô nói riêng. Nếu hàm lượng lưu huỳnh vượt quá giới hạn cho phép sẽ gây ra quá trình ăn mòn cho thiết bị và đặc biệt với sự có mặt của H2S khi không cháy hết thải ra không khí sẽ gây ô nhiễm môi trường. Chỉ tiêu này cho phép ta theo dõi được hàm lượng lưu huỳnh của các sản phẩm dầu mỏ khác nhau và các phụ gia có lưu huỳnh, từ đó có thể dự đoán các tính chất sử dụng bảo quản. Chỉ tiêu này đến nay cũng ít được bàn cãi và thống nhất trên toàn cầu: mức quy định hiện nay nằm trong khoảng từ: 0,05 đến 1,0% khối lượng. - Hàm lượng hydrocacbon thơm: Các hydrocacbon thơm là các cấu tử có trị số octan rất cao. Chúng thường được tạo ra bởi quá trình reforming phân đoạn xăng chưng cất trực tiếp từ dầu mỏ. Các hydrocacbon thơm được pha vào xăng nhằm nâng cao trị số octan của xăng, điều này có lợi cho hoạt động của động cơ, xăng chứa hàm lượng hydrocacbon thơm cao sẽ có tính chống cháy kích nổ cao nên động cơ làm việc ổn định, hiệu xuất lớn và có tuổi thọ cao hơn. Song các hydrocacbon thơm có nhược điểm là khi cháy tạo ra nhiều khí CO, đây là loại khí độc. Do dó việc tăng hàm lượng của các hydrocacbon thơm trong xăng đồng nghĩa với việc tăng lượng khí CO trong khí thải của động cơ, làm ảnh hưởng xấu đến môi trường. Xu thế của thế giới hiện nay là phải hạn chế lượng hydrocacbon thơm trong xăng. Việc này có thể sẽ gây khó khăn hơn khi muốn tạo ra xăng có trị số octan cao, song có thể khắc phục bằng cách tăng hàm lượng của các cấu tử pha xăng có trị số octan cao như xăng isome hoá, xăng đồng phân hoá trong hợp phần của xăng. - Hàm lượng benzene: Bezen là hợp chất hydrocacbon vòng thơm đơn giản nhất, nhưng lại có tính chất đặc biệt của hydrocacbon no, bền vững với các chất oxi hoá nên là tác nhân tích cực kìm hãm quá trình cháy kích nổ trong động cơ, tăng cường được trị số octane cho xăng. Vì vậy trong xăng ôtô, đặc biệt trong xăng không chì benzen được sử dụng như là một phụ gia chống kích nổ. Gần đây hàm lượng benzene trong xăng không chì thương phẩm thường cao hơn trong xăng chì, vì vậy những tác dụng tiêu cực của benzene trong xăng như dễ làm trương nở các zoăng phớt cao su thêm chí khí thải của nó cũng đã được xác định là ảnh hưởng tới môi trường và sức khoẻ con người. Chính vì vậy người ta buộc phải hạn chế hàm lượng benzene có trong xăng không chì. Trong các loại xăng chì hàm lượng benzen it được quy định, vì benzene thường có hàm lượng rất thấp, lý do đơn giản là việc đảm bảo trị số octan dã được quyết định chủ yếu bởi phụ gia chì, hoàn toàn không cần phụ gia benzene. - Hàm lượng olefin: Olefin là các cấu tử có trị số octan tương đối cao. Các olefin có mặt trong xăng chủ yếu được tạo ra từ quá trình cracking các phân đoạn xăng chưng cất trực tiếp từ dầu thô. Sự có măt của loại cấu tử này trong xăng có tác dụng làm tăng trị số octan của xăng, tăng khả năng chống cháy kích nổ của nhiên liệu. Tuy nhiên do cấu tạo của olefin có chứa nối đôi nên dễ bị oxy hoá tạo nhựa trong quá trình tàng chứa làm giảm độ ổn định của xăng. Mặt khác khi hàm lượng nhựa trong xăng tăng cao trong quá trình tàng chứa ( do trong xăng có hàm lượng olefin cao) khi cháy sẽ tạo cặn trong buồng đốt, làm giảm hiệu xuất và tuổi thọ của động cơ. Do đó, hàm lượng olefin trong xăng cũng cần được hạn chế. Việc làm giảm hàm lượng của olefin trong xăng có thể thực hiện bằng cách tăng tính chọn lọc của xúc tác trong quá trình cracking xúc tác. Điều này liên quan đến tính kỹ thuật và kinh tế của tong quốc gia. Vì vậy, tuỳ theo hoàn cảnh của từng nứơc mà chỉ tiêu này được quy định ở các mức khác nhau. - Hàm lượng các hợp chất chứa oxi: Các hợp chất chứa oxi có mặt trong xăng có thể do quá trình pha xăng người ta cho thêm vào xăng các chất phụ gia có chứa oxi, hoặc do quá trình tàng chứa. Sự có măt của các hợp chất chứa oxi trong xăng không những có tác dụng làm tăng trị số octan của xăng mà chúng còn góp phần hạn chế tạo ra khí CO trong qúa trình cháy của nhiên liệu. Song sự có mặt của oxi trong xăng cũng chính là nguyên nhân tạo ra khí NOx trong khói khí thải. Đây cũng là một loại khí độc hại cho môi trường sống của con người. Vì vậy hàm lượng của các hợp chất chứa oxi cần phải được hạn chế trong xăng. Tuy nhiên các hợp chất chứa oxi (chủ yếu là MTBE) vẫn được cho vào xăng trong trường hợp xăng cần có trị số octan cao. - Khối lượng riêng: Khối lượng riêng của xăng là một đặc tính vật lý quan trọng cho phép ta phân biệt được xăng hay các loại nhiên liệu khác và sơ bộ đánh giá ngay đuợc chất lượng tương đối của xăng (nặng hay nhẹ...) Khối lượng riêng liên quan mật thiết đến các chỉ tiêu khác như thành phần cất, áp suất hơi bão hoà.... Vì vậy chỉ tiêu này thường được nằm trong một giới hạn phổ biến, đối với xăng ôtô là : 0,68 - 0,75 g/cm2. Nếu các chỉ tiêu có liên quan khác đựơc xác định và khống chế chặt chẽ thì tiêu chuẩn về khối lượng riêng không cần thiết phải quy định. Các nước thường cho phép thông báo theo kết quả đo thực tế. 3.2. Diesel 3.2.1- Khái niệm.[5] Nhiên liệu diesel là một loại nhiên liệu nặng hơn dầu lửa và xăng, sử dụng chủ yếu cho các máy móc, thiết bị có sử dụng động cơ diesel như ôtô tải, xe lửa, tàu thuỷ... và một phần cũng được sử dụng cho các tuabin khí trong các nhà máy và xây dựng. Nhiên liệu diesel được sản xuất chủ yếu từ phân đoạn gasoil và là sản phẩm của quá trình chưng cất trực tiếp dầu mỏ,có đầy đủ những tính chất hoá lý phù hợp cho động cơ diesel mà không cẩn phải áp dụng những quá trình biến đổi hóa học phức tạp. 3.2.2. Thành phần hoá học của nhiên liệu diesel.[4] Như đã nói ở trên nhiên liệu diesel là sản phẩm của quá trình chưng cất trực tiếp từ dầ mỏ (phân đoạn gas oil nhẹ) nên thành phần hoá học của nó chính là thành phần hoá học trong phân đoạn gas oil. Phần lớn trong phân đoạn này là các n- parafin, iso- parafin, còn hydrocacbon thơm rất ít. ở cuối phân đoạn có những n-parafin có nhiệt độ kết tinh cao, chúng là những thành phần gây mất tính linh động của phân đoạn ở nhiệt độ thấp. Trong gasoil ngoài napten và thơm hai vòng là chủ yếu, những chất có ba vòng bắt đầu tăng lên và còn các hợp chất với cấu trúc hỗn hợp (giữa naphten và thơm). Hàm lượng các chất chứa S, N, O tăng nhanh. Lưu huỳnh chủ yếu ở dạng disunfua, dị vòng. Các chất chứa oxy ( ở dạng axit naphtenic) có nhiều và đạt cực đại ở phân đoạn này. Ngoài ra còn có các chất dạng phenol như dimetylphenol. Trong gasoil đã xuất hiện nhựa, song còn ít, trọng lượng phân tử của nhựa còn thấp (300 - 400 đ.v.C). 3.2.3. Yêu cầu về chất lượng của Diesel. [5] Để đánh giá chất lượng của nhiên liệu diesel người ta cũng phải xác định trên dưới 20 chỉ tiêu kỹ thuật khác nhau. Song trong khuôn khổ của đồ án này tôi chỉ đề cập đến một số chỉ tiêu quan trọng và co xu hướng thay đổi nhiều nhất. - Trị số centane; Trị số cetane là một đơn vị đo quy ước đặc trưng cho tính tự bốc cháy của nhiên liệu diesel và được đo bằng % thể tích hàm lượng n- cetane(C16H34) trong hỗn hợp của nó với metyl naptalen ở điều kiện chuẩn (quy ước metyl naptalen có trị số cetane = 0 và n- cetane có trị số cetane = 100) Trị số cetane được xác định theo phương pháp thử ASTM-D.613 Trị số cetane ngoài ý nghĩa là thước đo chất lượng cháy của nhiên liệu còn ảnh hưởng đến sự cháy kích nổ.Yêu cầu của trị số cetane phụ thuộc vào thiết kế, kích thước, đặc điểm của sự thay đổi tốc độ và tải trọng của động cơ,phụ thuộc vào điểm khởi động, điều kiện môi trường. * Việc xác định trị số cetane bằng phương pháp dùng động cơ chuẩn (ASTM-D.613) tốn rất nhiều thời gian và nhiên liệu chuẩn nên người ta đã tìm một phương pháp khác để thay thế, trong đó phương pháp tính toán trị số Cetane ước lượng và được gọi là chỉ số cetane. - Hàm lượng lưu huỳnh(S) Do các điều kiện cháy nổ gần như lý tưởng, hiện tượng ngưng tụ nước và lẫn nhiên liệu nhiều khi không còn là vấn đề quan trọng nữa. Điều quan trọng nhất đối với động cơ diesel là hàm lượng lưu huỳnh có trong nhiên liệu, vì khi bị đôt cháy chúng sẽ tạo thành dioxit và một phần dioxit trong đó sẽ tạo thành lưu huỳnh trioxit. Loại lưu huỳnh trioxit này khi tiếp xúc với nước dù chỉ một lượng nhỏ lẫn trong dầu động cơ cũng sẽ tạo thành các axit mạnh gây ăn mòn, rỉ các chi tiết của động cơ làm ảnh hưởng tới độ mài mòn, tạo cặn và đặc biệt sẽ gây ra sự biến chất của dầu động cơ. Để bảo đảm tính thông dụng tối đa của nhiên liệu diesel, hàm lượng lưu huỳnh cho phép quy định cao hơn tới mức thực tế có thể, phù hợp với việc xem xét bảo dưỡng. Tuỳ thuộc vào loại sản phẩm, nguồn gốc và phương pháp chế biến hàm lượng lưu huỳnh có thể được xác định theo phương pháp thử ASTM-D.129 hoặc phương pháp ống thạch anh (ASTM-D.1551) Lưu huỳnh trong diesel thường tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, ví dụ như mercaptans, sulfides, disulfides... tất cả các chất này dù ít dù nhiều đều có tác động ăn mòn. Giới hạn nồng độ lưu huỳnh cho phép nhiên liệu diesel tuỳ thuộc vào loại động cơ và điều kiện làm việc. Các động cơ tốc độ thấp có thể sử dụng được các loại diesel có hàm lượng lưu huỳnh cao hơn các loại động cơ có tốc độ cao vì chúng thường có tải trọng và tốc độ không đổi, dẫn đến nhiệt độ dầu bôi trơn, nhiệt độ nước làm mát nhiệt độ buồng đốt không thay đổi, hạn chế được tác động của sản phẩm cháy của lưu huỳnh. Trên quan điểm kỹ thuật, hàm lượng lưu huỳnh càng thấp càng tốt. Tải trọng và nhiệt độ làm việc của động cơ càng cao thì tác động ăn mòn càng giảm. Nguyên nhân là vì ở nhiệt độ thấp, hoặc động cơ lúc chạy lúc ngừng thì hơi nước tạo thành trong quá trình cháy có xu hướng ngưng tụ và tác dụng với oxit lưu huỳnh tạo thành axit sulfuric là chất ăn mòn mạnh. Lưu huỳnh hoạt tính thường gây ăn mòn tại hệ thống phun nhiên liệu.Các hợp chất lưu huỳnh cũng tham gia vào quá trình tạo cặn trong buồng đốt và trên đỉnh pistong. Trong thực tiễn quản lý chất lượng nhiên liệu người ta xác định sự có mặt của lưu huỳnh cả định tính lẫn định lượng. Định lượng theo phương pháp ASTM- D.129, định tính theo phương pháp ăn mòn tấm đồng ASTM-D.130 của Mỹ(TCVN2694-1995). Kết quả phân tích định lượng cho phép đánh giá khả năng gây ăn mòn của các sản phẩm cháy của nhiên liệu và kết quả phân tích định tính do phép đánh giá khả năng gây ăn mòn của bản thân sản phẩm dầu mỏ trước khi cháy đối với các chi tiết của thiết bị, đặc biệt là hệ thống cung cấp nhiên liệu. Các nhiên liệu Diesel cặn nặng dùng cho động cơ tốc độ thấp thường có hàm lượng lưu huỳnh lên tới 3% hoặc hơn. Trong khi đó các động cơ diesel cao tốc thường dùng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh dưới 1,0% trọng lượng để giảm độ mài mòn của các chi tiết. Nói chung hàm lượng lưu huỳnh càng thấp càng tốt. Các loại dầu bôi trơn mới hiện nay có chứa các chất tẩy rửa và kiềm để chung hoà các chất do lưu huỳnh cháy tạo ra. Tuy nhiên, trước khi quyết định sử dụng loại nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cao thì cần phải cân nhắc các yếu tố : chi phí mua dầu bôi trơn cao cấp, độ mài mòn các chi tiết của động cơ có thể tăng, khả năng thay đổi kết cấu hệ thống cung cấp nhiên liệu cho phù hợp với loại nhiên liệu mới. Mặc dù hàm lượng lưu huỳnh và các loại hợp chất của lưu huỳnh trong nhiên liệu thay đổi (tuỳ thuộc bản chất và nguồn gốc dầu thô) nhưng hàm lượng tổng thường năm dướigiới hạn chấp nhận được là 0,2-1% trọng lượng. Riêng lưu huỳnh mercaptan bị hạn chế ở nồng độ rất thấpvì nó gây mùi khó chịu và có các tác động ăn mòn đối với khó chịu và có tác động ăn mòn đối với một vài nguyên tố kim loại thường được dùng để chế tạo các chi tiết của hệ thống nhiên liệu. Có thể xác định lưu huỳnh mecaptan theo phương pháp: ASTM-D.3227 hoặc D4952(TCVN 2685-78). - Điểm đông đặc Điểm đông đặc của nhiên liệu là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó nhiên liệu vẫn giữ được các tính chất của chất lỏng, hay nói cách khác là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó ta có thể bơm nhiên liệu. Điểm đông đặc được xác định theo phương pháp ASTM- D.97(TCVN 3753-1995) Điểm đông đặc thường thấp hơn điểm đục từ 4,5 - 5,5 0 C nhưng cũng có khi tới 8 - 110C tuỳ loại nhiên liệu. Mặc dù nhiên liệu (đặc biệt là nhiên liệu có chứa nhiều sáp) vẫn có thể chảy được ở nhiệt độ thấp hơn điểm đông đặc trong một vài trường hợp song điểm đông đặc vẫn là nhiệt độ thấp nhất mà nhiên liệu có thể sử dụng được. Nếu quá nhiệt độ đó thì sẽ xảy ra hiện tượng hệ thống cung cấp nhiên liệu không còn duy trì được hoạt động bình thường và tại nhiệt độ đó bắt đầu xuất hiện trục trặc và động cơ không làm việc được. Để cải thiện các tính chất ở nhiệt độ thấp của nhiên liệu người ta dùng phụ gia hạ điểm đông đặc. Các phụ gia này có nhiệm vụ biến đổi cấu trúc tinh thể sáp, không để hình thành các tinh thể có cấu trúc bền vững. Nhờ đó các phụ gia này có thể làm giảm đáng kể điểm đông đặc mặc dù điểm đặc không thay đổi. - Cặn cacbon Cặn cacbon là lượng cặn còn lại sau khi cho bay hơi và nhiệt phân nhiên liệu. Cặn cacbon gây nên sự chênh lệch nhiệt độ giữa những điểm có cặn và không có cặn làm tăng ứng xuất nội của vật liệu làm buồng đốt, dẫn tới biến dạng và có khi phá huỷ buồng đốt. Nếu các mẩu cặn cacbon bám trên thành buồng đốt bong ra và theo hỗn hợp khí đi đến buồng giãn nở thí chúng có thể đập vào cánh tuabin. Cặn cacbon cũng là nguyên nhân gây ra hiện tượng khí xả có màu đen và giảm hệ số toả nhiệt. Cặn cacbon được xác định theo phương pháp ASTM- D.189 (TCVN 2704-1978) và được sử dụng rộng rãi đối với các loại nhiên liệu. 3.3. Nhiên liệu đốt lò. 3.3.1. Khái niệm. [5] Ngày nay, trong quá trình khai thác và chế biến dầu mỏ, hầu hết các phân đoạn chưng cất của dầu mỏ đều được tận dụng, trong đó phần nặng chủ yếu được sử dụng làm nhiên liệu đốt lò. Nhiên liệu đốt lò (FO) là sản phẩm chủ yếu của quá trình chưng cất thu đựơc từ các phân đoạn sau phân đoạn gasoil khi chưng cất dầu thô ở nhiệt độ lớn hơn 3500C.Tuy nhiên, nhiên liệu đốt lò cũng có thể được nhận từ phần cất nhẹ hơn có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 3500C, hoặc từ phần cặn của quá trình chế biến sâu (cracking,reforming...) hoặc được pha trộn với những thành phần nhẹ và được sử dụng cho các lò đốt, nồi hơi, cho động cơ diesel tàu thuỷ và các quá trình công nghiệp khác. 3.3.2. Thành phần hoá học của nhiên liệu đốt lò. [5] Thành phần hoá học của nhiên liệu đốt lò bao gồm các loại hydrocacbon và các thành phần không phải hydrocacbon. a. Loại hydrocacbon: + Parafin có số nguyên tử các bon từ 20-30 trong phân tử. + Naphten + Aromatic + Các hợp chất lai hợp. b. Loại phi hydrocacbon: + Các hợp chất lưu huỳnh + Các hợp chất oxy + Các hợp chất nitơ + Nhựa asphanten + Kim loại Thành phần hoá học của nhiên liệu đốt lò ảnh hưởng đến nhiệt trị của nó. Thành phần parafin cho nhiệt trị lớn nhất sau đó đến thành phần naphten và kém hơn cả là thành phần aromantic và lai hợp. Các thành phần phi hydrocacbon khó cháy nhưng khi cháy lại gây mất nhiệt năng. Sản phẩm cháy của chúng khi cháy tạo cặn cốc, bít vòi phun, bám vào thành nồi hơi, làm giảm hiệu quả truyền nhiệt, gây hỏng lò. Hàm lượng kim loại cũng có tác hại đến hoạt động của lò. Nếu có mặt của kim loại vanadi và natri chúng dễ tạo hợp kim với sắt gây hỏng lò. Thành phần hoá học của nhiên liệu đốt lò còn ảnh hưởng tới độ nhớt là một chỉ tiêu rất quan trọng cho hoạt động của vòi phun để đạt được kích thứơc hạt nhiên liệu mong muốn. Nhiên liệu đốt lò ở thể lỏng nên khi dùng cho các lò nung ximăng, gốm, sứ, thuỷ tinh và các lò sấy lương thực thực phẩm, các lò hơi nhà máy điện...sẽ có ưu điểm hơn hẳn nhiên liệu rắn vì rất tiện lợi cho quá trình tự động hoá công nghệ do khi sử dụng vòi phun dễ phun nhiên liệu phân tán vào không khí hoặc phun nhiên liệu vào không khí. Cấu tạo vòi phun có liên quan đến độ nhớt của nhiên liêu đốt lò. Kích thước hạt nhiên liệu sau khi phun càng bé càng tốt vì nó càng được phân tán triệt để trong không khí càng cháy được hoàn toàn. 3.3.4. Yêu cầu về chất lượng của nhiên liệu đốt lò. [5] Đối với nhiên liệu đốt lò gia đình(FO nhẹ) thì những đặc tính khác nhau liên quan đến đặc tính cháy của nhiên liệu được coi là quan trọng nhất. Nếu nhiên liệu không đủ khả năng bay hơi, hiệu suất cháy không đạt thì nhiên liệu khi cháy có xu hướng tạo cặn cacbon, có thể đóng cặn các vòi cháy và các thiết bị bay hơi, kết quả là khả năng bắt lửa kém, luôn phải lau chùi, vệ sinh thiết bị. Trong quá trình sản xuất chế biến nhiên liệu đốt lò, chất lượng cháy phải được kiểm tra cẩn thận bằng các phương pháp thử tiêu chuẩn như đặc tính bay hơi, nhiệt trị, độ nhớt, hàm lượng lưu huỳnh. Ngoài ra một số phương pháp thử và quy định đánh giá khác với mục đích quản lý chất lượng để đảm bảo cho quá trình bảo quản và vận chuyển không gây ra sự nhiễm bẩn, ăn mòn... cũng được đề cập đến. Sau đây là một số chỉ tiêu chất lượng hay được đề cập đến đối với nhiên liệu dầu đốt: - Nhiệt trị Nhiệt trị là một trong những đặc tính quan trọng nhất, là thông tin cần thiết cho biết về hiệu suất cháy của nhiên liệu. Nhiệt trị được xác định theo tiêu chuẩn ASTM-D.240. Nhiệt trị được xác định bằng thiết bị dạng bom(thường gọi là bom nhiệt trị) trong điều kịên đặc biệt khi oxy trong bom được bão hoà bằng hơI nước trước khi kích cháy nhiên liệu sao cho nước tạo thành trong khi cháy được ngưng tụ. Nhiệt trị được xác định như vậy bao gồm ẩn nhiệt của nước ở nhiệt độ thử nghiệm và được biết dưới dạng nhiệt trị tổng ở thể tích không đổi. Đối với FO nhẹ, đặc tính này không phải lúc nào cũng được nêu ra trong chứng chỉ chất lượng. Đối với FO nặng, nhiệt trị có phần nhỏ hơn FO nhẹ vì tỉ lệ C/H cao hơn và do chứa nhiều nước, tạp chất cơ học hơn. Do phần lớn nhiệt trị của FO nặng ở trong khoảng gần nhau, nên giới hạn về nhiệt trị thường ít đề cập tới trong quy cách phẩm chất. Khối lượng riêng (xác định theo tiêu chuẩn ASTM-D.1298/IP.160) thường được đưa vào trong chứng chỉ chất lượng và được dùng chủ yếu trong việc xác định tương quan giữa thể tích- khối lượng để tính nhiệt trị. - Hàm lượng lưu huỳnh Những hợp chất hữu cơ chứa S (mercaptans, sulphides, polysulphides...) có mặt trong sản phẩm dầu với một lượng lớn hay nhỏ phụ thuộc vào dầu thô và công nghệ chế biến khí dầu mỏ. Ăn mòn thiết bị nhiệt thường xảy ra nếu như SO2 tạo ra trong quá trình cháy nhiên liệu đọng lại với sự có mặt của hơi ẩm sẽ tạo thành H2SO4 làm hang những phần làm lạnh của hệ thống nhiên liệu, các ống xả hơI bằng kim loại, các bộ phận làm nóng nước trước khi vào lò và các bộ phận bằng kim loại của lò. Lưu huỳnh còn làm ảnh hưởng tới môi trường. Xác định lưu huỳnh và các hợp chất của lưu có thể được tiến hành theo nhiều phương pháp thử khác nhau. + Đối với FO nhẹ, xu hướng ăn mòn của nhiên liệu có thể được phát hiện bằng phép thử ăn mòn tấm đồng (ASTM-D.130/IP.154). Hàm lượng hợp chất S trong nhiên liệu FO nhẹ càng thấp càng tốt. Phần lớn nhiên liệu có nhiệt độ sôi nằm trong khoảng của diesel sẽ có hàm lượng S cao hơn. + Đối với FO nặng thì hàm lượng S thường rất cao, từ 4-5%.ở các nhà máy luyện kim, nếu dùng nhiên liệu có S cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng thép.Đối với FO có hàm lượng lưu huỳnh cao thì phương pháp tiêu chuẩn để xác định S là ASTM-D.129. Ngoài ra một số phương pháp xác định nhanh hàm lượng S đã được ban hành và đang được áp dụng rộng rãi, bao gồm: Phương pháp hấp phụ tia X theo tiêu chuẩn ASTM-D.2622 Phương pháp bom theo tiêu chuẩn ASTM-D.1266 Phương pháp đốt đèn bằng ống thạch anh theo tiêu chuẩn ASTM-D.1552. - Cặn cacbon Có hai dạng lò đốt nhiên liệu: lò đốt bay hơi dạng ống khói và lò đốt bay hơi dạng phun. Trong lò đốt bay hơi dạng ống khói thì bất kì cặn cacbon nào tạo ra do dầu không bị phá huỷ hoặc do không bay hơi hoàn toàn sẽ đóng cặn ở trong hoặc ở gần bề mặt trong của đường dẫn nhiên liệu vào và sẽ làm giảm dòng tốc độ nhiên liệu. Đặc biệt nếu lò đốt bằng đồng thì hiệu quả sẽ giảm đi rất nhiều. Do vậy, để các lò đốt vận hành tốt thì FO nhẹ phải có xu hướng tạo cặn cacbon thấp. - Hàm lượng tro Hàm lượng tro xác định bằng tiêu chuẩn ASTM-D.482. Hàm lượng tro phụ thuộc vào phẩm chất nguyên liệu và phương pháp chế biến ra nhiên liệu đó. Tro có trong nhiên liệu đốt lò sẽ làm giảm nhiệt lượng của nhiên liệu. Tro đọng lại trong ống dẫn, trong máy ngưng tụ hơi, trong bộ phận làm nóng nước trước khi vào nồi sup - ze, trong cac bộ phận làm nóng không khí... có thể làm hỏng các bộ phận đó. Tro có trong nhiên liệu chủ yếu là do chất muối khoáng có sẵn trong dầu mỏ mà không tẩy hết được sẽ gây ra ăn mòn máy, thiết bị như các hợp chất kim loại của Na, Va, Ni, Fe...  PHầN ii: Chỉ tiêu chất lượng sản phẩm Nhiên liệu của việt NAM Và MộT Số NƯớc trong khu vực và trên thế giới 1. Quy định của Việt Nam 1.1. Chỉ tiêu chất lượng của Xăng Bảng chỉ tiêu chất lượng của Xăng 2005. [11] Chỉ tiờu Xăng khụng chỡ Phương phỏp thử 90 92 95 Trị số octan RON, min RON MON 90 79 92 81 95 84 TCVN 2703 : 2002 (ASTM D 2699-99) 2. Hàm lượng chỡ, g/l, max 0.013 TCVN 7143 : 2002 (ASTM D 3237) 3. Thành phần cất phõn đoạn TCVN 2698 : 2002 (ASTM D 86-00a) Điểm sụi đầu, 0C Bỏo cỏo 10% thể tớch, 0C(max) 70 50% thể tớch, 0C(max) 120 90% thể tớch, 0C(max) 190 Điểm sụi cuối, 0C (max) 215 Cặn cuối, % thể tớch (max) 2.0 4. Ăn mũn m