ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

LÊ THỊ KIM CHI

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TRỊ SỐ OCTANE
CỦA XĂNG BẰNG PHỤ GIA IOB 3000, CLEABOOST PLUS ĐÁP
ỨNG TIÊU CHUẨN XĂNG SINH HỌC E5

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT HÓA HỌC

Đà Nẵng – Năm 2022


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

LÊ THỊ KIM CHI

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TRỊ SỐ OCTANE
CỦA XĂNG BẰNG PHỤ GIA IOB 3000, CLEABOOST PLUS ĐÁP
ỨNG TIÊU CHUẨN XĂNG SINH HỌC E5

Chuyên ngành : Kỹ thuật hóa học
Mã số: 8520301

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN ĐÌNH THỐNG

Đà Nẵng – Năm 2022


LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT

Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố
trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Tác giả luận văn

Lê Thị Kim Chi

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo Tiến sĩ Nguyễn
Đình Thống, Thầy là người đã giao đề tài và tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tơi
trong q trình nghiên cứu và hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn q Thầy Cơ thuộc Khoa Hóa học, Trường Đại học
Bách Khoa Đà Nẵng đã tạo điều kiện tốt nhất cho tơi học tập trong suốt q trình học
Cao học, đặc biệt là trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp.
Tơi xin được gửi đến gia đình lịng biết ơn và tình cảm u thương đã ln
động viên, tạo cơ hội cho tôi được học tập, nghiên cứu.
Cuối lời tôi xin gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp Cao học Kỹ thuật hóa học khóa

41, những người bạn luôn bên tôi suốt chặng đường học Cao học, đã cùng tơi vượt
qua những khó khăn, đã động viên và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, tháng 5 năm 2022
Tác giả luận văn

Lê Thị Kim Chi

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN
Đề tài: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TRỊ SỐ OCTANE
CỦA XĂNG BẰNG PHỤ GIA IOB 3000, CLEABOOST PLUS ĐÁP
ỨNG TIÊU CHUẨN XĂNG SINH HỌC E5
Học viên: Lê Thị Kim Chi, Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
Mã số: 8520301 - Khóa: K41.KTHH, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN
Tóm tắt:
Năng lượng có vai trị quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội của các
quốc gia trên thế giới. Vì vậy chính sách phát triển kinh tế, xã hội bền vững của mỗi
quốc gia đều có sự gắn kết chặt chẽ giữa an ninh quốc gia, an ninh kinh tế và an ninh
năng lượng.
Các quốc gia phát triển thực hiện các siêu dự án khai thác nhiên liệu từ lòng
đất và các nhà máy lớn của những quốc gia này liên tục thải hàng tấn khí độc hại vào
mơi trường khiến trái đất ngày một nóng dần. Do vậy, thế giới cần nhanh chóng giải
quyết vấn đề thiếu năng lượng, tìm kiếm các biện pháp để phát triển năng lượng thay
thế. Theo đó chính phủ các nước, nhất là các nước đang phát triển cần đẩy mạnh các
chương trình thử nghiệm thành cơng năng lượng sạch - nguồn năng lượng bền vững

và các công nghệ sử dụng năng lượng hiệu quả và đổi mới.
Xăng nhiên liệu là sản phẩm quan trọng của các nhà máy lọc dầu, là mặt hàng
quen thuộc đối với đời sống con người và được sử dụng trong nhiều mục đích khác
nhau. Việc sử dụng ethanol, một loại năng lượng tái tạo, pha trộn vào xăng khoáng là
một giải pháp được nhiều Quốc gia sử dụng. Ngoài việc sử dụng ethanol thì trong
thực tế các nhà máy lọc dầu, cơng ty kinh doanh dầu có thể phối trộn thêm một số
loại phụ gia tăng chỉ số octane làm tăng thêm lợi nhuận về kinh tế. Việc cải thiện,
nâng cao chất lượng xăng trong đó chủ yếu là nâng cao trị số octane nhằm gia tăng
giá trị sử dụng và kinh tế của xăng đã và đang được tiến hành từ lâu nay. Một số
doanh nghiệp đang nghiên cứu tìm ra phụ gia mới để pha vào xăng tăng chỉ tiêu trị
số octane, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, phù hợp với tiêu chuẩn mới của Việt Nam
nhưng giá thành rẻ.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


Trong đề tài này, tôi thực hiện Nghiên cứu nâng cao trị số octane của xăng
bằng phụ gia IOB 3000, Cleaboost Plus đáp ứng tiêu chuẩn xăng sinh học E5
Từ khóa: Năng lượng; Mơi trường; Octane; Ethanol; Phụ gia.

Topic: RESEARCH ENHANCEMENT ON OCTANE NUMBER OF
GASOLINE BY ADDING IOB 3000, CLEABOOST PLUS
CORRESPONDING BIOFUEL E5

Abstract
Energy play important roles in socio-economic development and enhance the
quality of life of nations all over the world. Therefore, each country's sustainable
economic and social development policies have tight national cohesion in terms of

security, economic security, and energy security.
Developed countries implement super-projects that extract fuel from the
ground, and their vast factories constantly release tons of toxic gases into the
environment, causing the Earth’s atmosphere to heat up.
Fuel gasoline is an important product of oil refineries, it is a familiar item to
human life and used for a variety of pur poses. The use of ethanol, a type of renewable
energy, blended into mineral gasoline is a solution used by many countries. In
addition to the use of ethanol, in fact, oil refineries, oil trading companies can mix up
some types of sub-additives to increase the octane index to further increase economic
profit ability.
Gasoline The octane number is primarily used to improve and enhance the
quality of gasoline in order to raise its economic and usage value. Studying and
selecting mixed additives to increase the quality of gasoline, particularly the octane
number, must follow the technical requirements of the gasoline according to
international standards, Vietnamese standards, refineries, and many petroleum
trading units. On the topic, I have studied how to improve gasoline’s octane number
by adding the IOB 3000 additive, Cleaboost Plus, and corresponding biofuel E5.
Keyword: Energy; Environmental; Octane number; Ethanol; Additives.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
TRANG TĨM TẮT LUẬN VĂN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài .................................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ...........................................................................................2
3. Nội dung và phạm vi nghiên cứu ........................................................................2
4. Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................4
6. Cấu trúc của luận văn ..........................................................................................4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................5
1.1. Dầu mỏ và quá trình chế biến dầu mỏ ..............................................................5
1.1.1. Định nghĩa: ................................................................................................5
1.1.2. Nguồn gốc ..................................................................................................5
1.1.3. Thành phần ................................................................................................7
1.1.4. Sơ lược về quá trình chế biến dầu mỏ .......................................................8
1.1.5. Tầm quan trọng của các sản phẩm dầu mỏ
8
1.2. Nhiên liệu xăng.................................................................................................9
1.2.1. Giới thiệu chung ........................................................................................9
1.2.2. Cấu tạo động cơ xăng ................................................................................9
1.2.3. Chu trình đốt trong của động cơ ..............................................................10
1.2.4. Yêu cầu về chất lượng xăng ....................................................................11
1.3. Ethanol và khả năng sử dụng ethanol trong lĩnh vực nhiên liệu trên thế giới và
tình hình nghiên cứu ở Việt Nam .........................................................................21
1.3.1. Tổng quan về ethanol...............................................................................21
1.3.2. Khả năng sử dụng ethanol trong lĩnh vực nhiên liệu trên thế giới ........23
1.3.3. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ...........................................................25
1.4. Các loại phụ gia ..............................................................................................26
1.4.1. Phụ gia IOB 3000 ....................................................................................26


THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


1.4.2. Phụ gia Cleaboost Plus ............................................................................27
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.....................28
2.1. Quá trình tiến hành thực nghiệm ....................................................................28
2.2. Chuẩn bị mẫu xăng .........................................................................................28
2.2.1. Đặc điểm kỹ thuật các mẫu xăng .............................................................28
2.2.2. Nguồn gốc các mẫu xăng:........................................................................28
2.3. Chất phụ gia ....................................................................................................29
2.4. Pha chế............................................................................................................29
2.4.1. Pha ethanol ...............................................................................................29
2.4.2. Pha các loại phụ gia IOB 3000, Cleaboost Plus ......................................29
2.5. Quy trình pha chế ...........................................................................................29
2.6. Sơ đồ quy trình pha chế ..................................................................................30
2.7. Thiết bị..........................................................................................................301
2.7.1. Máy octane:..............................................................................................31
2.7.2. Máy sắc ký khí: ........................................................................................31
2.7.3. Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử: phân tích hàm lượng Fe, Mn ..........33
2.7.4. Thiết bị xác định thành phần chưng cất xăng dầu ..................................34
2.7.5. Một số thiết bị phân tích đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của xăng .......35
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................36
3.1. Lựa chọn các mẫu xăng ..................................................................................37
3.2. Đánh giá chất lượng các loại phụ gia Ethanol, IOB 3000, Cleaboost Plus ....37
3.2.1. Ethanol .....................................................................................................37
3.2.2. IOB 3000..................................................................................................37
3.2.3. Cleaboost Plus .........................................................................................39
3.3. Xăng pha ethanol – Đánh giá chất lượng .......................................................40

3.3.1. Quy trình pha chế.....................................................................................40
3.3.2. Hàm lượng oxy (phương pháp thử ASTM D4815) ................................40
3.3.3. Trị số octane (phương pháp thử ASTM D2699) .....................................42
3.3.4. Áp suất hơi bão hòa (ASTM D5191) ......................................................44
3.3.5. Thành phần cất .........................................................................................47
3.3.6. Hàm lượng lưu huỳnh ..............................................................................50
3.3.7. Hàm lượng benzen ...................................................................................51
3.4. Xăng pha phụ gia ethanol, phụ gia IOB 3000, Cleaboost Plus ......................52
3.4.1. Các mẫu xăng gốc trước khi pha ................................................................52

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


3.4.2. Chỉ tiêu chất lượng các mẫu xăng M1, M2, M4 xăng RON 87 và RON 90
pha ethanol .........................................................................................................52
3.4.3. Chỉ tiêu chất lượng các mẫu xăng RON 87 (mẫu M1 và M2) và xăng RON
90 (mẫu M4) pha ethanol và phụ gia IOB 3000

55

3.4.4. Chỉ tiêu chất lượng các mẫu xăng RON 87 (mẫu M1 và M2) và RON 90
(mẫu M4) pha ethanol và phụ gia Cleaboost Plus ..........................................60
3.4.5. So sánh kết quả độ tăng chỉ số octane của hai loại phụ gia IOB 3000,
Cleaboost Plus......................................................... ..........................................65
3.5. Đánh giá thành phần khí thải của xăng pha ethanol và phụ gia Cleaboost Plus
...............................................................................................................................63
3.5.1. Thành phần các chất độc hại trong khí thải của động cơ xăng ................66
3.5.2. Kết quả đo hàm lượng khí thải CO2, CO, HC, NOx ................................66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..........................................................................................71
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO).

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AAS

Quang phổ hấp thụ nguyên tử

ASTM

Hiệp hội thử nghiệm và vật liệu Mỹ

CP-RON 95

M45E pha 1%thể tích Cleanboost Plus

CP-E5 RON 92

M15E pha 1% thể tích Cleanboost Plus

E

Ethanol


E5

Xăng pha 5% thể tích ethanol

E7

Xăng pha 7% thể tích ethanol

E10

Xăng pha 10% thể tích ethanol

Gasohol

Xăng pha ethanol (xăng pha cồn)

GC-MS

Sắc ký ghép khối phổ

HC

Hydrocacbon

LHV

Nhiệt trị thấp

M15E


Mẫu xăng RON 87 pha 5% thể tích ethanol

M25E

Mẫu xăng RON 87 pha 5% thể tích ethanol

M45E

Mẫu xăng RON 90 pha 5% thể tích ethanol

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

RON

Trị số octane theo phương pháp nghiên cứu

SKK

Sắc ký khí

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN 6776:2013

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6776:2013, Xăng khơng chì -u
cầu kỹ thuật


TCVN 8063:2015

Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8063:2015, Xăng không chì pha
5% Ethanol – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

Vol

Thể tích

Wt

Khối lượng

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên
bảng

Số bảng

1.1.

Ưu nhược điểm chung của từng loại chất phụ gia cho xăng khơng chì 17

1.2.


Tiêu chuẩn Việt Nam về xăng khơng chì pha 5% Ethanol - TCVN
19
8063:2015

2.1.

Những chỉ tiêu cơ bản của các mẫu xăng RON 87 và xăng RON 90 28

3.1.

Hàm lượng oxy của các mẫu xăng M1, M2, M3, M4, M5 pha ethanol 40

3.2.

Trang

Kết quả đo trị số octane các mẫu xăng M1, M2, M3, M4, M5 pha
ethanol

43

3.3.

Áp suất hơi bão hoà của các mẫu xăng M1, M2, M3, M4, M5 pha
45
ethanol

3.4.


Hỗn hợp đẳng phí của ethanol với các hydrocacbon

3.5.

Nhiệt độ sơi đầu các mẫu xăng M1, M2, M3, M4, M5 và xăng pha
47
ethanol

3.6.

Nhiệt độ sôi cuối các mẫu xăng M1, M2, M3, M4, M5 và xăng pha
48
ethanol

3.7.

Hàm lượng lưu huỳnh các mẫu xăng M1, M2, M3, M4, M5 pha
50
ethanol

3.8.

Hàm lượng benzen mẫu xăng M1, M2, M3, M4, M5 pha ethanol

3.9.

3.10.

3.11.


46

Kết quả phân tích chỉ tiêu oxy, trị số octane của các mẫu xăng M1,
M2, M4 sau khi pha ethanol

51
53

Kết quả phân tích các chỉ tiêu chất lượng theo TCVN 8063:2015 của
các mẫu xăng M1. M2, M4 sau khi pha 5 phần trăm vol ethanol là 53
M15E; M25E ; M45E
Kết quả phân tích trị số octane các mẫu xăng pha 5% vol ethanol
M15E, M25E, M45E và phụ gia IOB 3000

55

Kết quả phân tích hàm lượng nhựa các mẫu xăng RON 87 (mẫu
3.12.

M1 và M2) và RON 90 (mẫu M4) pha ethanol M15E, M25E, M45E 56
và phụ gia IOB 3000

3.13.

Kết quả phân tích hàm lượng hydrocacbon thơm các mẫu xăng
pha 5% ethanol M15E, M25E, M45E và phụ gia IOB 3000

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

57


Lưu hành nội bộ


Tên
bảng
3.14
3.15
3.16.
3.17.
3.18.
3.19
3.20
3.21

Số bảng

Trang

Kết quả phân tích nhiệt độ sơi đầu các mẫu xăng pha 5% vol
ethanol M15E, M25E, M45E và phụ gia IOB 3000
Kết quả phân tích nhiệt độ sơi cuối các mẫu xăng pha 5% vol
ethanol M5E, M25E, M45E và phụ gia IOB 3000
Kết quả phân tích trị số octane các mẫu xăng pha 5% vol ethanol
M15E, M25E, M45E và phụ gia Cleaboost Plus
Kết quả phân tích hàm lượng nhựa các mẫu xăng pha 5% vol
ethanol M15E, M25E, M45E và phụ gia Cleaboost Plus
Kết quả phân tích hàm lượng hydrocacbon thơm các mẫu xăng
pha 5% vol ethanol M15E, M25E, M45E và phụ gia Cleaboost Plus
Kết quả phân tích nhiệt độ sôi đầu các mẫu xăng pha 5% vol

ethanol M15E, M25E, M45E và phụ gia Cleaboost Plus
Kết quả phân tích nhiệt độ sôi cuối các mẫu xăng pha 5% vol
ethanol M15E, M25E, M45E và Cleaboost Plus
So sánh hiệu quả độ tăng trị số octane của hai loại phụ gia IOB
3000, Cleaboost Plus

58
59
60
61
62
63
64
65

Kết quả đo thành phần phát thải ô nhiễm của Ô tô Nissan Sunny
3.22

khi sử dụng hai loại nhiên liệu xăng RON 95 thị trường và xăng 66
CP-RON95
Kết quả đo thành phần phát thải ơ nhiễm của Ơ tơ Nissan Sunny

3.23

khi sử dụng hai loại nhiên liệu E5 RON 92 thị trường và CP-E5 66
RON 92
Kết quả đo thành phần phát thải ô nhiễm của xe máy Honda Future

3.24


Fi 125cc khi sử dụng hai loại nhiên liệu CP-RON 95 và xăng RON 67
95 thị trường
Kết quả đo thành phần phát thải ô nhiễm của xe máy Honda Future

3.25

Fi 125cc khi sử dụng hai loại nhiên liệu CP-E5 RON 92 và xăng 67
E5 RON 92 thị trường

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hình
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
1.7.
1.8.
1.9.
1.10.
2.1.
2.2.
2.3.

2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.

Tên hình
Trang
Tháp chưng cất ở áp suất thường
9
Cấu tạo động cơ xăng
10
Chu trình hoạt động trong động cơ 4 kỳ
11
Chu trình hoạt động của động cơ 2 kỳ
12
Hiện tượng cháy kích nổ
14
Sự tăng áp suất đột ngột khi cháy kích nổ
14

Phân bố lượng ethanol sản xuất từ phương pháp tổng hợp và phương pháp
22
lên men
Tình hình sản xuất các loại ethanol
24
Chất phụ gia IOB 3000
26
Chất phụ gia Cleaboost Plus
27
Máy đo trị số octane
31
Máy sắc ký khí phân tích hàm lượng oxy và benzen
32
Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS)
33
Máy chưng cất xăng dầu tự động
34
Máy đo áp suất hơi bão hoà tự động
35
Thiết bị xác định hàm lượng nhựa
36
Thiết bị xác định hàm lượng ethanol của E100
36
Sắc ký đồ của ethanol
37
Sắc ký đồ của phụ gia IOB 3000
38
Phổ MS của Aniline từ ngân hàng phổ
38
Phổ MS của N-methylaniline từ ngân hàng phổ

39
Sắc ký đồ của phụ gia Cleaboost Plus
39
Sự phụ thuộc hàm lượng oxy theo hàm lượng các chất phụ gia chứa oxy
40
trong xăng
Đồ thị biểu thị sự phụ thuộc hàm lượng oxy các mẫu xăng
41
M1, M2, M3, M4, M5 vào phần trăm thể tích ethanol
Trị số octane của các hợp chất chứa oxy
42
Độ tăng trị số octane của xăng pha ethanol ứng với các mẫu xăng có trị số
43
octane khác nhau
Đồ thị sự phụ thuộc trị số octane các mẫu xăng M1, M2, M3, M4, M5 vào
44
phần trăm thể tích ethanol
Ảnh hưởng của ethanol đến áp suất hơi hỗn hợp
45

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


Số hình Tên hình
Trang
Đồ thị biểu thị sự phụ thuộc áp suất hơi bão hòa của các mẫu xăng M1,
3.12.
46

M2, M3, M4, M5 vào phần trăm thể tích ethanol
Đồ thị biểu thị sự phụ thuộc nhiệt độ sôi đầu của các mẫu M1, M2, M3,
3.13.
48
M4, M5 vào phần trăm thể tích ethanol
Đồ thị biểu thị sự phụ thuộc nhiệt độ sôi cuối của các mẫu M1, M2, M3,
3.14.
49
M4, M5 vào phần trăm thể tích ethanol
Đồ thị biểu thị sự phụ thuộc hàm lượng lưu huỳnh các mẫu xăng M1, M2,
3.15.
50
M3, M4, M5 vào phần trăm thể tích ethanol
Đồ thị biểu thị sự phụ thuộc hàm lượng benzen các mẫu xăng M1, M2, M3,
3.16.
52
M4, M5 vào phần trăm thể tích ethanol
Đồ thị sự phụ thuộc trị số octane các mẫu xăng pha ethanol
3.17.
55
M15E, M25E, M45E vào thể tích phụ gia IOB 3000
Đồ thị sự phụ thuộc hàm lượng nhựa các mẫu xăng pha ethanol M15E,
3.18.
57
M25E, M45E, vào phụ gia IOB 3000
Đồ thị sự phụ thuộc trị hàm lượng hydrocacbon thơm các mẫu xăng pha
3.19.
58
5% vol ethanol M15E, M25E, M45E, và phụ gia IOB 3000
Đồ thị sự phụ thuộc nhiệt độ sôi đầu các mẫu xăng pha 5% vol ethanol

3.20
59
M15E, M25E, M45E, và phụ gia IOB 3000
Đồ thị sự phụ thuộc nhiệt độ sôi cuối các mẫu xăng pha 5% vol ethanol
3.21.
59
M15E, M25E, M45E, và phụ gia IOB 3000
Đồ thị sự phụ thuộc trị số octane các mẫu xăng pha ethanol M15E, M25E,
3.22.
60
M45E vào thể tích phụ gia Cleaboost Plus
Đồ thị sự phụ thuộc hàm lượng nhựa các mẫu xăng pha ethanol M15E,
3.23.
62
M25E, M45E, vào phụ gia Cleaboost Plus
Đồ thị sự phụ thuộc trị hàm lượng hydrocacbon thơm các mẫu xăng pha
3.24.
63
5% ethanol M15E, M25E, M45E, và phụ gia Cleaboost Plus
Đồ thị sự phụ thuộc nhiệt độ sôi đầu các mẫu xăng pha 5% vol ethanol
3.25
64
M15E, M25E, M45E, và Cleaboost Plus
Đồ thị sự phụ thuộc nhiệt độ sôi cuối các mẫu xăng pha 5% vol ethanol
3.26
65
M15E, M25E, M45E, và Cleaboost Plus

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.


Lưu hành nội bộ


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Môi trường sống ngày càng bị ơ nhiễm do tình trạng sử dụng năng lượng hóa thạch.
Việc xây dựng đất nước trên cơ sở cơng nghiệp hố, hiện đại hố cùng với mức độ gia tăng
đáng kể các khu vực đô thị, khu dân cư khơng có quy hoạch đồng bộ, tổng thể và thiếu tính
hợp lý lại càng gây phức tạp thêm cho công tác quản lý và khống chế ô nhiễm từ các nguồn
thải.
Ơ nhiễm khí thải từ các loại xe cơ giới là nguồn gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí lớn
nhất và nguy hại nhất, đặc biệt đối với các khu vực đô thị [1]. Hầu như tất cả các khí độc
gây ơ nhiễm mơi trường (CO, hydrocacbon, NOx, SOx, Pb, các loại bụi lơ lửng, bụi hạt ….)
đều được tạo thành do quá trình đốt cháy nhiên liệu của động cơ xe cơ giới. Theo Bộ Tài
nguyên và Môi trường, năm 2002 phương tiện giao thông vận tải đã sử dụng khoảng 1,5
triệu tấn xăng và dầu diesel, tương ứng với lượng phát thải là 6 triệu tấn CO 2, 61.000 tấn
CO, 35.000 tấn NO2, 12.000 tấn SO2 và trên 22.000 tấn hydrocacbon. Nếu tính mức tăng
trưởng trung bình số lượng phương tiện xe cơ giới của nước ta vào khoảng 15%/năm và tại
các đô thị lớn như thủ đơ Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh là trên 20%/năm thì rõ ràng
mức tiêu thụ nhiên liệu cũng tăng theo tỷ lệ thuận và tất nhiên các số liệu cơng bố nêu trên
đã tăng gấp 1,8 lần tính đến thời điểm tháng 12/2007.
Trong khi đó, các nước thuộc hiệp hội ASEAN như Thái Lan, Malaysia, Singapore,
Philipines đã áp dụng các tiêu chuẩn Euro từ những năm 90 của thế kỷ trước và nay đang áp
dụng Euro II và Euro III [2].
Chính xuất phát từ những vấn đề ơ nhiễm mơi trường do khí thải nhiên liệu, Bộ giao
thơng vận tải đã chủ trì và phối hợp với các cơ quan trong và ngoài nước tổ chức nhiều cuộc
hội thảo quốc tế và trong nước để học tập kinh nghiệm nước ngoài, lấy ý kiến các cơ quan
quản lý liên quan và các nhà sản xuất về mức khí thải nhiên liệu áp dụng, chất lượng nhiên

liệu. Các chuyên gia đầu ngành của quốc gia và quốc tế đều nhất trí cho rằng Việt Nam đã
đến lúc cần áp dụng tiêu chuẩn khí thải Euro II trở lên là phù hợp [3].
Đối với vấn đề hiện nay của đất nước ta đang quan tâm là sử dụng nhiên liệu xăng
theo tiêu chuẩn mới nhằm làm giảm ô nhiễm môi trường, các chỉ tiêu chất lượng khác vẫn
đảm bảo phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam của xăng E5 TCVN 8063:2015 [4], tiêu chuẩn
Euro II, và quan trọng nhất là chỉ tiêu trị số octane. Phụ gia pha vào đảm bảo các yêu cầu
trên nhưng giảm chi phi giá thành. Và đây là vấn đề mà các nhà máy sản xuất, chế biến, các
doanh nghiệp kinh doanh xăng dầu đủ điều kiện pha chế đang rất quan tâm.
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


2

Xăng nhiên liệu là sản phẩm quan trọng của các nhà máy lọc dầu, là mặt hàng quen
thuộc đối với đời sống con người và được sử dụng trong nhiều mục đích khác nhau. Tuy
nhiên, việc sử dụng xăng ln thải ra môi trường một lượng lớn các chất độc hại như SOx,
CO, HC chưa cháy..., những hợp chất này sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người,
làm giảm chất lượng môi trường sinh thái. Hơn nữa nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày càng
cạn kiệt. Vì vậy, việc giảm thải ô nhiễm môi trường đã được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm
từ lâu, chính sách của các Quốc gia ngày càng nghiêm ngặt nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi
trường và hạn chế dần sự phụ thuộc vào năng lượng hóa thạch. Việc sử dụng ethanol, một
loại năng lượng tái tạo, pha trộn vào xăng khoáng là một giải pháp được nhiều Quốc gia sử
dụng. Ngoài việc sử dụng ethanol thì trong thực tế các nhà máy lọc dầu, cơng ty kinh doanh
dầu có thể phối trộn thêm một số loại phụ gia tăng chỉ số octane là tăng thêm lợi nhuận về
kinh tế ( như xăng pha trộn phụ gia Antiknok 819,...)
Chính vì vậy, trong đề tài này tôi nghiên cứu phối trộn chất phụ gia IOB 3000,
Cleaboost Plus với xăng để làm tăng trị số octane đáp ứng tiêu chuẩn xăng sinh học E5.
Trên cơ sở việc lựa chọn tỷ lệ ethanol, chất phụ gia IOB 3000 [5], Cleaboost Plus [6]

để phối trộn vào trong xăng RON 87, xăng RON 90 có chỉ tiêu trị số octane thấp khi nhập
khẩu, hoặc xăng bán thành phẩm, thành xăng có trị số octane cao để sản xuất xăng sinh học
E5 phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam của xăng E5, giảm thiểu ô nhiễm môi trường và giá
thành chi phí thấp đem lại lợi nhuận cho các nhà máy lọc dầu, các doanh nghiệp kinh doanh
xăng dầu đủ điều kiện pha chế. Đó là những lý do mà đề tài tập trung nghiên cứu.
Với những phân tích nêu trên, luận văn xin được lựa chọn trình bày đề tài: “Nghiên
cứu nâng cao trị số octane của xăng bằng phụ gia IOB 3000, Cleaboost Plus đáp ứng tiêu
chuẩn xăng sinh học E5”
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu xây dựng quy trình pha chế và tìm tỷ lệ tối ưu giữa các phụ gia: IOB
3000, Cleaboost Plus và nhiên liệu sinh học Ethanol với xăng nền có trị số octane thấp RON
≥ 87,0; RON ≥ 90,0 để tăng trị số octane, nâng cao chất lượng xăng, các chỉ tiêu theo quy
định của tiêu chuẩn Việt Nam của xăng xăng sinh học E5.
3. Nội dung và phạm vi nghiên cứu
- Nội dung nghiên cứu:
+ Phối trộn xăng trị số octane thấp RON ≥ 87,0, RON ≥ 90,0 với các phụ gia làm
tăng trị số octane theo các tỷ lệ khác nhau, tiến hành phân tích mẫu.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


3

+ Xác định được tỷ lệ mẫu xăng pha phụ gia với kết quả tối ưu và đánh giá chất lượng
thực tế khí thải ra mơi trường của một số mẫu.
- Phạm vi nghiên cứu:
+ Nghiên cứu quy trình pha các loại phụ gia IOB 3000, Cleaboost Plus và nhiên liệu
sinh học ethanol với xăng có trị số octan thấp RON ≥ 87,0, RON ≥ 90,0.

+ Nghiên cứu tìm tỷ lệ pha chế tối ưu.
4. Phương pháp nghiên cứu
4.1. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu các phương pháp phân tích định lượng, phân tích các chỉ tiêu lý hố của
xăng theo tiêu chuẩn Việt Nam, phân tích thành phần các loại phụ gia.
4.2. Một số thiết bị phân tích đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của xăng
-

Máy octan: xác định trị số octane;

-

Máy sắc ký khí: dùng phân tích xác định hàm lượng oxy, benzen;

-

Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử: phân tích hàm lượng Mn, Fe, Pb;

-

Máy LAB X-3500: phân tích hàm lượng lưu huỳnh, chì;

-

Máy TS 100V: phân tích hàm lượng lưu huỳnh;

-

Máy chưng cất xăng dầu tự động;


-

Thiết bị xác định áp suất hơi bão hoà;

-

Thiết bị xác định độ ăn mòn mảnh đồng;

-

Thiết bị xác định hàm lượng nhựa;

-

Thiết bị đo tỷ trọng;

-

Thiết bị xác định hàm lượng olefin;

-

Thiết bị xác định độ ổn định oxy hoá;

-

Thiết bị xác định hàm lượng hydrocacbon thơm.

4.3. Các phương pháp phân tích định lượng [7], [8]
-


Phương pháp phân tích trị số octane ASTM D 2699

-

Phương pháp phân tích hàm lượng chì ASTM D 5059

-

Phương pháp phân tích thành phần cất phân đoạn ASTM D 86

-

Phương pháp phân tích ăn mịn mảnh đồng ASTM D 130

-

Phương pháp phân tích hàm lượng nhựa thực tế ASTM D 381

-

Phương pháp phân tích độ ổn định oxy hóa ASTM D 525

-

Phương pháp phân tích hàm lượng lưu huỳnh ASTM D 5453

-

Phương pháp phân tích áp suất hơi (Reid) ASTM D 5191


THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


4
-

Phương pháp phân tích hàm lượng benzen ASTM D 5580A

-

Phương pháp phân tích hydrocacbon thơm ASTM D 1319

-

Phương pháp phân tích olefin ASTM D 1319

-

Phương pháp phân tích hàm lượng oxy ASTM D 4815

-

Phương pháp phân tích khối lượng riêng ASTM D 1298

-

Phương pháp phân tích hàm lượng kim loại (Fe) ASTM D 3831


5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5.1. Ý nghĩa khoa học:
- Đưa ra một quy trình pha chế ethanol, IOB 3000, Cleaboost Plus vào xăng có trị số
octane thấp, xác định tỷ lệ pha chế các loại phụ gia vào xăng.
- Nâng cao chất lượng xăng thông qua chỉ tiêu trị số octane.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn:
- Góp phần vào sự phát triển của quốc gia và lộ trình sử dụng nhiên liệu sinh học của
Chính phủ.
- Làm cơ sở cho q trình pha chế thương mại (giá thành, chi phí, lợi nhuận, giải quyết
công ăn việc làm cho người lao động,...).
6. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm 74 trang, trong đó có 28 bảng và 44 hình. Phần mở đầu 4 trang, kết luận
và kiến nghị 1 trang, tài liệu tham khảo 4 trang. Nội dung chính của luận văn chia làm 3
chương:
Chương 1: Tổng quan;
Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu;
Chương 3: Kết quả và thảo luận.
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Quyết định giao đề tài

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Dầu mỏ và quá trình chế biến dầu mỏ [7], [8]
1.1.1. Định nghĩa:
- Dầu mỏ là một chất lỏng hỗn hợp sánh, nhớt, có màu từ nâu sáng đến màu đen, tồn tại
trong thiên nhiên dưới dạng lỏng - khí, nằm sâu trong lịng đất, đáy biển, ở độ sâu từ vài
trăm mét đến hàng ngàn kilomet.
- Thành phần chủ yếu của dầu mỏ là một tập hợp các hydrocacbon (hợp chất của H và
C), ngoài ra cịn có các chất khơng thuộc loại hydrocacbon, tức là các hợp chất hữu cơ của
oxy, nitơ, lưu huỳnh, nhựa, asphanten, các hợp chất cơ kim (hydrocacbon có chứa nguyên
tố kim loại trong công thức phân tử), các nguyên tố kim loại: V, Ni, Fe, Cu, Zn, Mg,....và
các tạp chất cơ học như: cát, đất, nhũ tương....
1.1.2. Nguồn gốc của dầu mỏ
Cơ chế hình thành dầu mỏ được giải thích dựa trên 2 giả thiết:
-

Xuất phát từ nguồn gốc vô cơ của dầu mỏ.

-

Xuất phát từ nguồn gốc hữu cơ của dầu mỏ.

1.1.2.1.

Nguồn gốc vô cơ

Theo giả thiết này, trong lịng quả đất có chứa các cacbua kim loại như Al4C3, CaC2,
các chất này bị phân hủy bởi hơi nước để tạo ra CH4 và C2H2.
Al4C3

+


12H2O

4Al(OH)3

+

3CH4

CaC2

+

2H2O

Ca(OH)2

+

C2H2

Các chất khởi đầu đó (CH4 và C2H2) qua q trình biến đổi dưới tác dụng của nhiệt
độ, áp suất cao trong lòng đất với xúc tác là các khoáng sét, tạo thành những loại
hydrocacbon có trong dầu khí.
Để chứng minh cho điều đó, năm 1866, Berthelot đã tổng hợp được hydrocacbon
thơm từ axetylen ở nhiệt độ cao trên xúc tác than hoạt tính. Năm 1901, Sabatier và Sendereus
thực hiện phản ứng hydro hoá axetylen trên xúc tác niken và sắt ở nhiệt độ 200  300oC và
đã thu được một loạt các hydrocacbon tương ứng trong thành phần của dầu mỏ. Với các thí
nghiệm trên, giả thiết về nguồn gốc vơ cơ của dầu mỏ đã được chấp nhận trong một thời
gian khá dài.
Sau này, khi trình độ khoa học và kỹ thuật ngày càng phát triển thì người ta bắt đầu

hồi nghi luận điểm trên vì:

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


6

-

Đã phân tích được (bằng phương pháp hiện đại) trong dầu thơ có chứa các porphyrin
có nguồn gốc từ động vật;

-

Trong vỏ quả đất hàm lượng cacbua kim loại là không đáng kể;

-

Các hydrocacbon thường gặp trong các lớp trầm tích, tại đó nhiệt độ ít khi vượt q
150  200oC (vì áp suất rất cao), nên khơng đủ nhiệt độ cần thiết cho phản ứng tổng
hợp xảy ra.
Chính vì vậy mà nguồn gốc vô cơ ngày càng phai mờ và ít thuyết phục.

1.1.2.2.

Nguồn gốc hữu cơ

Theo giả thiết này thì dầu mỏ được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc hữu cơ, cụ

thể là từ xác chết của động thực vật và trải qua một quá trình biến đổi phức tạp trong một
thời gian dài (hàng chục đến hàng trăm triệu năm) dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau
như vi khuẩn, nhiệt độ, áp suất và xác tác có sẵn trong lịng đất và đơi khi cịn có sự tác động
của các bức xạ ở trong lịng đất.
Thực tế thì q trình hình thành dầu khí là một q trình lâu dài và liên tục, nhưng để
thuận tiện cho quá trình nghiên cứu của sự biến đổi từ các xác chết của động thực vật đến
dầu khí ngày nay thì q trình hình thành có thể được mơ tả tóm tắt như sau:
Giai đoạn 1: Tích đọng các vật liệu hữu cơ ban đầu: từ xác các động thực vật chết và lắng
xuống đáy biển, các vi khuẩn sẽ phá hủy chúng để tạo thành khí và các sản phẩm tan trong
nước. Phần bền vững nhất không tan sẽ lắng đọng lại, qua hàng triệu năm chúng tích đọng
lại thành lớp trầm tích ở đáy bể. Sự lắng đọng trong thiên nhiên xảy ra vô cùng chậm từ
12mm đến vài chục cm trong khoảng một ngàn năm.
Giai đoạn 2: Biến đổi các chất hữu cơ bền vững thành các hydrocacbon ban đầu của dầu
khí: Những chất hữu cơ bền vững không bị các vi khuẩn phá hủy ở giai đoạn 1, đó chính là
các hợp chất lipid, một nhóm gọi chung của các chất mà đặc trưng của chúng là trong phân
tử có các mạch hydrocacbon thẳng hoặc vòng như các axit béo, các rượu bậc cao... theo hàng
triệu năm đã bị lún chìm. Càng xuống sâu, nhiệt độ và áp suất càng tăng lên, có thể lên đến
100  200oC và 2001000 atm. Với điều kiện nhiệt độ, áp suất và xúc tác thời gian như vậy,
các thành phần hữu cơ bền vững với vi khuẩn đều bị biến đổi do các phản ứng hoá học để
tạo nên các hydrocacbon ban đầu của dầu khí.
Giai đoạn 3: Di cư của dầu khí đến các bồn chứa thiên nhiên, các hydrocacbon ban đầu
được tạo thành thường nằm dưới dạng phân bố rãi rác trong các lớp trầm tích chứa dầu được
gọi là đá mẹ. Vì áp suất trong các lớp trầm tích rất cao, các hydrocacbon ban đầu này liền

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


7


bị đẩy ra ngồi và buộc chúng phải tìm đường di cư đến nơi ở mới. Quá trình di cư đó thường
diễn ra trong các lớp sa mạc, đá vơi hoặc các loại nham thạch có độ rỗng, xốp được gọi là
đá chứa và nó sẽ ở lại nếu cấu trúc địa chất có khả năng giữ được nó và bảo vệ nó, nghĩa
là tạo được những bồn chứa tự nhiên. Những bồn chứa này là những cái bẩy chỉ có vào
mà khơng ra được, với cấu trúc bao giờ cũng có 1 tầng đá chắn ở trên có tác dụng giữ dầu
và khí ở lại. Trong suốt q trình di cư, dầu khí ban đầu sẽ chịu nhiều biến đổi hoá học, kết
quả là chúng sẽ nhẹ hơn.
Giai đoạn 4: Biến đổi áp lực trong bồn chứa tự nhiên: Ở giai đoạn này tính chất của dầu khí
biến đổi ít, không đáng kể. Trong trường hợp các bẩy dầu nằm không sâu lắm và các tầng
đá chắn không bảo vệ tốt, dầu có thể bay hơi, nước sẽ lẫn vào oxy hoá làm dầu xấu đi... kết
quả dầu lại nặng thêm, có nhiều nhựa và asphanten.
Tóm lại, dầu và khí trong thiên nhiên đều có cùng nguồn gốc. Chính vì vậy, nơi nào
có dầu thì nơi đó cũng sẽ có khí hay ngược lại. Tuy nhiên, do q trình di cư có thể khác
nhau, nên mặc dù chúng sinh ra ở một nơi chúng vẫn có thể cư trú ở những nơi khác nhau.
Vì vậy, có thể gặp những bẫy chứa khí nằm xa những bẩy chứa dầu.
1.1.3. Thành phần
1.1.3.1. Hydrocacbon: Ít nhất lượng các hợp chất hydrocacbon lớn hơn 50% thể tích,
cịn nhiều nhất đạt tới 97-98% thể tích. Các hợp chất hydrocacbon ln có trong dầu mỏ
được chia thành 5 loại sau:
- Parafin có cấu trúc mạch thẳng:

chiếm 25-30% thể tích

- Parafin có cấu trúc mạch nhánh:

chiếm 10-15% thể tích

- Parafin có cấu trúc mạch vịng:


chiếm 30-60% thể tích

- Aromatic (hydrocacbon thơm):

chiếm 5-10% thể tích

- Hydrocacbon hỗn hợp: naphten-thơm: > 10% thể tích
1.1.3.2. Các hợp chất chứa lưu huỳnh: chiếm từ nhỏ hơn 0,3 đến lớn hơn 0,8% (có
loại dầu lên đến 13%), bao gồm 2 nhóm chính: mercaptan, sunfure.
1.1.3.3. Các hợp chất chứa nitơ: chiếm từ nhỏ hơn 0,01 đến 1,7%, bao gồm 3 nhóm
chính: nitro, amin, cianure.
1.1.3.4. Các hợp chất chứa oxy: Chiếm từ nhỏ hơn 0,05 đến 3,6% bao gồm 8 nhóm:
ancol, phenol, andehyt, xeton, anhydrit, axit, este, ete.
1.1.3.5. Các tạp chất khác có trong dầu thơ: Ngồi các chất chủ yếu làm nên thành
phần dầu thô như đã nêu trên, dầu thô từ mỏ khai thác lên còn chứa 1 lượng nhỏ các nhóm
chất sau đây:
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


8

- Các khí hydro nhẹ từ C1 đến C5 và khí vơ cơ như H2S, CO2, He;
- Nước các nhũ tương nước - dầu và dầu - nước;
- Các chất dầu nhựa, asphanten;
- Các chất phức cơ kim của V, Ni, Fe, Cu... từ vài phần vạn đến vài phần triệu;
- Các chất bẩn cơ học: cát, đá, sạn....
1.1.4. Sơ lược về quá trình chế biến dầu mỏ
Quá trình chế biến dầu mỏ gồm những bước cơ bản sau:

• Bước 1: Tách cặn, nước: dầu mỏ từ các giếng khai thác được đưa tới các bể lắng để
tách các tạp chất cơ học và nước.
• Bước 2: Gia nhiệt: dầu mỏ được đưa tới các lò ống gia nhiệt, sau khi ra lị nó có nhiệt
độ khoảng 200  325oC.
• Bước 3: Chưng cất: dầu mỏ được đưa vào tháp chưng cất tùy theo mục đích mà người
ta thu được các sản phẩm ở các phân đoạn sau:
+ Phân đoạn xăng: (cịn có thể chia làm 2 phân đoạn: xăng nhẹ chứa các cấu tử từ C3
 C6 có nhiệt độ sôi <110oC, xăng nặng chứa các cấu tử từ C7  C10 có nhiệt độ sơi từ 110oC
 180oC) với khoảng nhiệt độ sôi < 180oC;
+ Phân đoạn kerosene: với khoảng nhiệt độ sôi 180oC  250oC, bao gồm các cấu tử
từ C11 C15;
+ Phân đoạn gasoil nhẹ: với khoảng nhiệt độ sôi từ 250oC  350oC, bao gồm các cấu
tử từ C16 C20;
+ Phân đoạn gasoil nặng hay cịn gọi là dầu nhờn (tùy theo mục đích chế biến tiếp
đó) với khoảng nhiệt độ sơi khoảng 350oC  500oC, bao gồm các cấu tử từ C21  C35 có thể
lên đến C40;
+ Phân đoạn cặn goudron với khoảng nhiệt độ sôi >500oC, bao gồm các cấu tử từ C41
trở lên, có thể lên đến C50 C60.
• Bước 4: Chế biến sâu hơn để được nhiều sản phẩm như ý muốn, người ta làm thay
đổi cấu trúc hydrocacbon bằng cách thực hiện các q trình cracking, alkyl hố,
reforming...
• Bước 5: Tinh chế và pha thêm phụ gia cho ra các sản phẩm theo nhu cầu sử dụng.
1.1.5. Tầm quan trọng của các sản phẩm dầu mỏ

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


9


Các sản phẩm dầu mỏ đóng vai trị hàng đầu trong quá trình phát triển nền kinh tế
quốc dân của mỗi nước. Chúng là nhiên liệu các ngành kinh tế, vận tải, cơng nghiệp, nơng
nghiệp, ... Đặc biệt nó cịn là nguồn nguyên liệu vô cùng quý giá cho ngành cơng nghiệp hố
chất. Sản phẩm dầu mỏ là nguồn năng lượng bền vững cho nhu cầu năng lượng của toàn thế
giới [9].

Hình 1.1. Tháp chưng cất ở áp suất thường
1.2. Nhiên liệu xăng
1.2.1. Giới thiệu chung
Nhiên liệu dùng cho động cơ xăng của môtô, xe máy, ôtô con,... được gọi chung là
xăng động cơ. Xăng động cơ là một trong những sản phẩm quan trọng của công nghiệp chế
biến dầu mỏ và ngày nay đã thực sự trở thành một sản phẩm quen thuộc của con người.
Xăng động cơ không phải đơn thuần chỉ là sản phẩm của một quá trình chưng cất từ
một phân đoạn nào đó của dầu mỏ hay một quá trình chưng cất đặc biệt khác. Nó là một sản
phẩm hỗn hợp được lựa chọn cẩn thận từ một số thành phần, kết hợp với một số phụ gia
nhằm đảm bảo các yêu cầu hoạt động của động cơ trong những điều kiện vận hành thực tế
và cả trong các điều kiện tồn chứa, dự trữ khác nhau.... Xăng thương phẩm bắt buộc phải
bảo đảm được các u cầu khơng những liên quan đến q trình cháy trong động cơ, hiệu
suất nhiệt mà còn phải bảo đảm các yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt về môi trường [10],
[11], [12].

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


10

Thông thường xăng thương phẩm cần đạt được các yêu cầu cơ bản như sau: khởi động

tốt khi đang ở nhiệt độ thấp; động cơ hoạt động khơng bị kích nổ; khơng kết tủa, tạo băng
trong bình chứa và cả trong bộ chế hịa khí; khơng tạo nút hơi trong hệ thống cung cấp nhiên
liệu; dầu bôi trơn bị pha lỗng bởi xăng là ít nhất; trị số octane ít bị thay đổi khi thay đổi tốc
độ động cơ; các chất độc hại thải ra mơi trường càng ít càng tốt [9].
1.2.2. Cấu tạo động cơ xăng
Động cơ xăng thuộc dạng động cơ đốt trong, các động cơ đốt trong được ứng dụng
phổ biến trong ngành công nghiệp ô tô. Cấu tạo của một động cơ xăng tiêu biểu

Hình 1.2. Cấu tạo động cơ xăng
1.2.3. Chu trình đốt trong của động cơ
1.2.3.1. Động cơ 4 kỳ (hình 1.2)

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


11

Hình
1.3. Chu trình hoạt động trong động cơ 4 kỳ
Chu trình làm việc của động cơ như sau:
- Kỳ hút: Tương ứng với pít tơng di chuyển từ điểm chết trên đến điểm chết dưới, lúc
này su páp mở để hút hỗn hợp nhiên liệu + khơng khí.
- Kỳ nén: Pít tơng di chuyển từ điểm chết dưới lên điểm chết trên, su páp đóng lại để
nén hỗn hợp cháy, áp lực: 6 - 12 k/cm2, t = 250 - 3500C.
- Kỳ nổ: Khi pít tơng lên đến điểm chết trên thì bugi đánh lửa, áp lực lên đến 30 - 40
k/cm2, t = 20000C. Khi cháy, sau khi đã thực hiện cơng, khí thải được xả ra khỏi xi lanh và
hỗn hợp mới lại được đưa vào.
- Kỳ xả: Lúc pít tơng bị đẩy xuống điểm chết dưới, do qn tính của bánh đà, pít tơng

lại tiếp tục đi lên, su páp mở ra để thải khí ra ngồi. Khi pít tơng lên đến điểm chết trên, khí
được xả hồn tồn, su páp đóng lại và q trình xảy ra lặp lại.
1.2.3.2. Động cơ 2 kỳ
Động cơ 2 kỳ được sử dụng nhiều cho xe máy nhỏ, thuyền máy, máy phát điện, cưa
máy, xe trượt tuyết, và các thiết bị di động hoặc cố định khác.
Chu trình kín 2 kỳ như sau: (xem hình 1.3)

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ