PHU GIA CH NG TÁCH PHA CHO XĂNG Ố
PHA C NỒ
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương
HVTH: Triệu Quang Tiến
N i dung trình bàyộ

Giới thiệu

Tính chất của ethanol và gasohol

Phụ gia chống tách pha cho gasohol

Các nghiên cứu về phụ gia chống tách pha cho gasohol

Kết luận
2Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Gi i thi uớ ệ
◦
Do vấn đề nguồn nhiên liệu hoá thạch dần cạn kiệt
◦
Vấn đề môi trường
 Nghiên cứu và ứng dụng nhiên liệu có khả năng tái tạo và giảm thiểu ô nhiễm
môi trường
3Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Gi i thi uớ ệ
◦
Ethanol là một trong những nhiên liệu thay thế
◦
Năm 1907, Henry Ford đã giới thiệu chiếc xe máy đầu tiên chạy ethanol ở Mỹ.
◦
Đến thập niên 70 công nghiệp ethanol mới phát triển manh

4Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Gi i thi uớ ệ
◦
Ở Việt Nam, 20/11/2007, Chính phủ đã phê duyệt “Đề án phát triển nhiên liệu
sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”
5Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Tính ch t c a ethanol và gasoholấ ủ

Tính ch t ethanol:ấ
Properties of ethanol
Molecular formula C2H6O
Molar mass 46.07 g mol−1
Appearance Colorless liquid
Density 0.789 g cm−3
Melting point −114 °C, 159 K, -173 °F
Boiling point 78 °C, 351 K, 172 °F
Vapor pressure 5.95 kPa (at 20 °C)
Refractive index (nD) 1.36
Viscosity 0.0012 Pa s (at 20 °C)
Flash point 13–14 °C
Autoignition 362 °C
Ethanol (C
2
H
5
OH) là chất lỏng không màu, mùi thơm, dễ cháy, dễ hút ẩm
6Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Tính ch t c a ethanol và gasoholấ ủ

Tính ch t ethanol:ấ

7Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Tính ch t c a ethanol và gasoholấ ủ

Tính chất ethanol:
Trị số octane của một số hợp chất oxygenate
Phụ gia chứa oxygen RON MON
Ethanol
120 ÷ 135 100 ÷ 106
Ethyl tert-butyl ether (ETBE)
110 ÷ 119 95 ÷ 104
Methanol
127 ÷ 136 99 ÷ 104
Methanol/TBA (50/50)
115 ÷ 123 96 ÷ 104
Methyl tert-butyl ether (MTBE)
115 ÷ 123 98 ÷ 105
Tert-amyl methyl ether (TAME)
111 ÷ 126 98 ÷ 103
Tert-butanol (TBA)
104 ÷ 110 90 ÷ 98
8Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Tính ch t c a ethanol và gasoholấ ủ

Tính chất ethanol:
Tính chất vật lý của một số hợp chất oxygenate
Các tính chất Ethanol Methanol TBA MTBE TAME
Tỷ trọng 60/60
0
F 0,794 0,796 0,791 0,746 0,770
Áp suất hơi bão hòa, bar 0,16 0,35 0,14 0,61 0,22

Nhiệt độ sôi,
0
C 78 65 83 55 86
Khả năng hòa tan trong nước Vô hạn Vô hạn Vô hạn 1,4% 0,6%
Tỷ lệ A/F 9,0:1 6,5:1 11,1:1 11,7:1 11,9:1
Nhiệt lượng tòan phần, kcal/kg 6,624 4,787 7,827 8,400 9,000
Nhiệt lượng của hơi, kcal/kg 218 276 145 77 78
Điểm chớp cháy,
0
C 13 11 11 - -
Giới hạn bắt lửa: % tối thiểu
% tối đa
4,9
19,0
6,7
36,0
2,4
8,0
-
-
-
-
9Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Tính ch t c a ethanol và gasoholấ ủ

Tính chất ethanol:
Ưu điểm
◦
Giảm phụ thuộc vào xăng
◦

Ethanol cháy sạch, thành phần cháy chỉ có CO
2
và nước.
◦
Giảm NO
x
đến 20 % so với khi dùng xăng.
◦
Giảm CO và CO
2
.
◦
Chỉ số octan cao
10Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Tính ch t c a ethanol và gasoholấ ủ
11Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Tính ch t c a ethanol và gasoholấ ủ

Tính chất ethanol:
Nhược điểm
◦
Ethanol có tính háo nước rất mạnh
◦
Ethanol khó bay hơi hơn phần nhẹ trong xăng  khó khởi động ở nhiệt độ thấp
◦
Nước có trong ethanol tạo hệ nhũ trong ethanol và xăng là trở ngại lớn nhất của hỗn hợp khi sử dụng
◦
Nhiệt trị của ethanol thấp hơn xăng thông thường
◦
Ethanol cháy với ngọn lửa rất mờ trong không khí mà mắt thường rất khó để phát hiện

◦
Giá thành còn cao.
12Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Tính ch t c a ethanol và gasoholấ ủ

Tính chất của Gasohol
:
◦
Khả năng tách pha của gasohol giảm khi tăng hàm lượng cồn trong xăng.
◦
Quá trình tách pha tăng lên khi nhiệt độ giảm.
◦
Cồn và gasohol có thể gây ăn mòn
◦
Áp suất hơi của gasohol cao hơn áp suất hơi của xăng.
◦
Vận chuyển gasohoh tránh mọi khả năng tiếp xúc nước hoặc ẩm.
13Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Hàm lượng ethanol pha vào xăng phổ biến là 5-10%

Ethanol pha vào xăng có khả năng bị tách pha ở nhiệt độ thấp

Khả năng tách pha phụ thuộc vào nhiều yếu tố như thành phần ethanol, hàm lượng nước, nhiệt độ
môi trường, hàm lượng aromatic…

Cần phụ gia để khắc phục nhược điểm này

Có 2 loại cơ chế chống tách pha:


Cơ chế đồng dung môi

Cơ chế nhủ hoá
14Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Hiện tượng tách pha:

◦
Cơ chế của quá trình tách pha cơ bản là do sự háo nước của ethanol và nước không tan lẫn vào xăng.
15Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Hiện tượng tách pha:

◦
Hàm lượng ethanol pha vào càng thấp càng dễ tách pha
16Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Hiện tượng tách pha:

17Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Phụ gia theo cơ chế đồng dung môi:
◦
Loại phụ gia này có moment lưỡng cực nằm giữa xăng và cồn, đồng thời có khả năng hoà tan
nước cao

◦
Các chất này thông thường là các alcohol bậc cao (iso-propyl alcohol, tert-butyl alcohol, iso-
butyl alcohol,…) và các hợp chất ether (như MTBE, ETBE,…)
◦
Hiện nay có nhiều nghiên cứu các hợp chất alkylamin, những chất này vừa có khả năng
chống tách pha, vừa có khả năng chống ăn mòn
18Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Phụ gia theo cơ chế đồng dung môi:

19Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Phụ gia theo cơ chế đồng dung môi:
◦
Phụ gia alcohoh bậc cao có nguy cơ làm tăng khả năng ăn mòn
◦
Phụ gia Ether như MTBE gây ô nhiễm môi trường, ETBE giá thành cao
◦
Phụ gia Alkylamine đa tính năng, vừa giảm khả năng tách pha, vừa chống ăn mòn. Tuy nhiên, khả
năng làm tăng NO
x
20Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Phụ gia theo cơ chế đồng dung môi:
◦
Trong nước ta cũng đã có nghiên cứu và ứng dụng thử nghiệm TEA trong việc chống tách pha và
chống ăn mòn cho xăng E5.

◦
Tháng 06/2008 Công ty Petromekong đã thực hiện dự án sản xuất thử nghiệm phụ gia
triethylamine (hàm lượng 0,15%)
21Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Phụ gia theo cơ chế đồng dung môi:
◦
Phương pháp đồng dung môi dễ thực hiện
◦
Chỉ áp dụng với trường hợp lượng nước trong nhiên liệu thấp
22Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Phụ gia theo cơ chế nhủ hoá
◦
Phụ gia loại này được sử dụng khi hàm lượng nước lẫn vào xăng lớn.
◦
Các chất được sử dụng thực tế là các chất hoạt động bề mặt để nhủ hoá hệ xăng-cồn-nước.
23Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Phụ gia theo cơ chế nhủ hoá
◦
Chất nhủ hoá phổ biến là Organosulfate:
ROH + n C
2
H
4
O → R(OC

2
H
4
)
n
OH (xt: KOH)
R(OC
2
H
4
)
n
OH + SO
3
→ R(OC
2
H
4
)
n
OSO
3
H
24Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố
Ph gia ch ng tách pha cho gasoholụ ố

Phụ gia theo cơ chế đồng nhủ hoá
◦
Phương pháp này giúp hệ bền, cho phép hàm lượng nước lớn, không ăn mòn
◦

Nhược điểm là chất nhủ hoá đắt tiền, cần năng lượng lớn để phân tán hệ thành nhủ.
25Ph Gia Ch ng Tách Pha Cho Gasohohụ ố