BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI








BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ


thuộc Đề tài: “Nghiên cứu khả năng tương thích của động cơ nổ
thế hệ cũ sử dụng xăng sinh học có tỷ lệ etanol E100 lớn hơn
5%”, mã số ĐT.06.11/NLSH
thuộc Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015,
tầm nhìn đến năm 2025


Sản phẩm 2.4. Phối trộn và đánh giá chất lượng xăng sinh học
E10, E15, E20 sản xuất thử
Chuyên đề số: 4
Chủ nhiệm đề tài Người thực hiện


PGS.TS. Lê Anh Tuấn PGS.TS. Vũ Thị Thu Hà
Cơ quan chủ trì







Hà Nội, tháng 08 năm 2011
ĐT.06.11/NLSH
-1 -
MỤC LỤC

Lời nói đầu
2
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
3
1.1 Trị số octan
3
1.1.1 Ý nghĩa của trị số octan
4
1.2.2 Các phương pháp đo trị số octan
4
1.2 Tỷ trọng
5
1.3 Thành phần cất phân đoạn
6
1.4 Áp suất hơi bão hoà
6
1.5 Độ ổn định oxy hoá
7
1.6 Hàm lượng ôlefin
8

1.7 Hàm lượng etanol
8
1.8 Hàm lượng benzen
8
1.9 Hàm lượng lưu huỳnh
9
1.10 Độ ăn mòn tấm đồng
10
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
11
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
18
3.1 Đánh giá chất lượng của xăng sinh học E10
18
3.2 Đánh giá chất lượng của nhiên liệu phối trộn E15
20
3.3 Đánh giá chất lượng của nhiên liệu phối trộn E20
22
Kết luận
24
Tài liệu tham khảo
25





ĐT.06.11/NLSH
-2 -
Lời nói đầu


Etanol và metanol là hai nhiên liệu thuộc họ rượu. Trong đó, etanol được sử
dụng pha vào xăng làm nhiên liệu động cơ rộng rãi hơn so với metanol vì metanol gây
ăn mòn cao hơn.
Cùng với sự gia tăng về số lượng động cơ, nhu cầu về nhiên liệu ngày càng tăng
nhanh. Bên cạnh những lợi ích mà động cơ mang lại cho con người thì đồng thời nó
cũng thải ra môi trường một lượng lớn các chất thải độc hại làm ảnh hưởng đến sức
khoẻ và cả môi trường sinh thái.
Do đó nhiên liệu thương phẩm bắt buộc phải bảo đảm được các yêu cầu không
những liên quan đến quá trình cháy trong động cơ, hiệu suất đốt cháy mà còn phải bảo
đảm các yêu cầu về bảo vệ môi trường.
Thông thường nhiên liệu cần phải đạt được các yêu cầu cơ bản như sau [1]:
 Khởi động tốt khi đang ở nhiệt độ thấp.
 Động cơ hoạt động không bị kích nổ.
 Không kết tủa, tạo cặn trong bình chứa và cả trong bộ chế hoà khí.
 Không tạo nút hơi trong hệ thống cung cấp nhiên liệu.
 Dầu bôi trơn bị pha loãng bởi xăng là ít nhất.
 Trị số octan ít bị thay đổi khi thay đổi tốc độ động cơ.
 Các chất độc hại thải ra môi trường càng ít càng tốt.
Do đó, việc đánh giá chất lượng xăng sinh học sản xuất thử là yêu cầu bắt buộc.
Chuyên đề “Phối trộn và đánh giá chất lượng xăng sinh học E10, E15, E20 sản
xuất thử" thực hiện việc phối trộn và đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của các loại
xăng sinh học sản xuất thử.




ĐT.06.11/NLSH
-3 -
Chuyên đề 4: Phối trộn và đánh giá chất lượng xăng sinh học E10, E15, E20 sản

xuất thử

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Để sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ đánh lửa, xăng sinh học phải đảm bảo
những chỉ tiêu chất lượng đáp ứng tiêu chuẩn của nhiên liệu xăng pha etanol biến tính.
Tiêu chuẩn quy định chỉ tiêu chất lượng đối với nhiên liệu bao gồm [2]: Trị số octan,
hàm lượng chì, thành phần cất phân đoạn, ăn mòn tấm đồng, hàm lượng nhựa, độ ổn
định oxy hóa, hàm lượng lưu huỳnh, áp suất hơi bão hòa, hàm lượng benzen, hàm
lượng hydrocacbon thơm, hàm lượng olefin, hàm lượng oxy, hàm lượng etanol, khối
lượng riêng, hàm lượng kim loại, ngoại quan.
1.1 Trị số ốctan
Trị số ốctan là một đại lượng quy ước để đặc trưng cho khả năng chống lại sự
kích nổ của xăng, giá trị của nó được tính bằng phần trăm thể tích của iso-octan (2,2,4-
trimetylpentan) trong hỗn hợp của nó với n-heptan khi mà hỗn hợp này có khả năng
chống kích nổ tương đương với khả năng chống kích nổ của xăng nhiên liệu đang khảo
sát.
Trong hỗn hợp này thì iso-octan có khả năng chống kích nổ tốt, được quy ước
bằng 100, ngược lại n-heptan có khả năng chống kích nổ kém và được quy ước bằng 0.
Trong trường hợp trị số octan lớn hơn 100 thì để xác định trị số octan người ta cho
thêm vào xăng một hàm lượng Tetraetyl chì rồi tiến hành đo. Trị số octan được tính
theo công thức sau:

Trong đó T là hàm lượng Tetraetyl chì ml
Các yếu tố liên quan đến động cơ ảnh hưởng đến chỉ số octan bao gồm:
 Tỷ số nén
 Hệ số đầy
 Góc đánh lửa sớm
 Nhiệt độ và áp suất vào
ĐT.06.11/NLSH
-4 -

 Độ giàu
1.1.1 Ý nghĩa của trị số octan
Trị số octan là một chỉ tiêu rất quan trọng của xăng khi dùng xăng có trị số
ốctan thấp hơn so với quy định của nhà chế tạo thì sẽ gây ra hiện tượng kích nổ làm
giảm công suất của động cơ, nóng máy, gây mài mòn các chi tiết máy, tạo khói đen
gây ô nhiễm môi trường. Ngược lại nếu dùng xăng có trị số octan cao quá sẽ gây lãng
phí. Điều quan trọng là phải dùng xăng đúng theo yêu cầu của nhà chế tạo, cụ thể là
theo đúng tỷ số nén của động cơ, khi tỷ số nén lớn thì yêu cầu trị số octan lớn và
ngược lại.
1.1.2 Các phương pháp đo chỉ số octan
Thông thường thì chỉ số octan được đo theo hai phương pháp như sau:
 Phương pháp nghiên cứu (RON) đo theo tiêu chuẩn ASTM D 2700
 Phương pháp mô tơ (MON) đo theo tiêu chuẩn ASTM D 2699
Cả hai phương pháp này đều được đo trên cùng một động cơ CFR (Cooperative
Fuel Research). Đây là động cơ có một xylanh có các thông số như sau:
 Đường kính xylanh: 82,55 mm
 Khoảng chạy piston: 114,30 mm
 Thể tích xylanh: 661 cm
3

 Tỷ số nén: 4 ÷ 18
 Vận tốc quay khi thử nghiệm là cố định
 Độ giàu điều chỉnh được
Để phát hiện ra hiện tượng kích nổ có thể dùng các thiết bị sau:
+ Capteur từ
+ Theo tín hiệu
+ Theo cường độ âm thanh
Điều kiện đo của 2 phương pháp được trình bày trong bảng 1.



ĐT.06.11/NLSH
-5 -
Bảng 1: Điều kiện đo của hai phương pháp
Thông số làm việc RON MON
Số vòng quay của động cơ thử
nghiệm, vòng/phút
600 900
Góc đánh lửa sớm (góc đánh lửa
trước khi đến điểm chết trên), độ
13 Điều chỉnh tự động từ
15  26
Nhiệt độ sấy nóng không khí,
o
C 52 ± 1 50 ± 5
Nhiệt độ của hỗn hợp nhiên liệu -
không khí,
o
C
- 149 ± 1
Nhiệt độ chất lỏng làm mát
xylanh,
o
C
100 ± 2 100 ± 2
Độ ẩm tuyệt đối của không khí
dẫn vào động cơ, g H2O/1 kg
không khí khô
3,5  7,0 3,5  7,0
Thông thường, trị số octan theo RON thường cao hơn MON. Mức chênh lệch
đó phản ánh: ở một mức độ nào đó tính chất của nhiên liệu thay đổi khi chế độ làm

việc của động cơ thay đổi, cho nên mức chênh lệch đó còn gọi là độ nhạy của nhiên
liệu đối với chế độ làm việc thay đổi của động cơ. Độ nhạy càng thấp càng tốt.
1.2 Tỷ trọng
Tỷ trọng của một chất lỏng là tỷ số giữa khối lượng riêng chất đó so với khối
lượng riêng của nước được đo ở trong những điều kiện nhiệt độ xác định. Như vậy, tỷ
trọng là một đại lượng không có thứ nguyên.
Người ta thường ký hiệu là ρ
t1
t2
, trong đó t1 là nhiệt độ mà tại đó người ta xác
định khối lượng riêng của nước, tương tự như vậy t2 là nhiệt độ mà tại đó người ta đo
khối lượng riêng của chất cần đo.
Trong thực tế ta thường gặp ρ
4
20
, ρ
4
15
, ρ
15.6
15.6
, đối với dầu mỏ và các sản phẩm
của nó thì trong tính toán người ta thường dùng tỷ trọng chuẩn ρ
15.6
15.6
.
ĐT.06.11/NLSH
-6 -
Ở Mỹ và một số nước khác người ta còn biểu thị tỷ trọng thông qua một đại lượng
khác gọi là độ API và giá trị của nó được xác định thông qua tỷ trọng chuẩn như sau:


Có nhiều phương pháp để xác định tỷ trọng, nhưng thông thường nó được xác
định theo 3 phương pháp sau:
 Phương pháp dùng picnomet
 Phương pháp dùng phù kế
 Phương pháp dùng cân thuỷ tĩnh.
Theo tiêu chuẩn của châu Âu thì giá trị này nằm trong khoảng 720 đến 775
kg/m
3
.
Đối với xăng thì việc xác định tỷ trọng không có nhiều ý nghĩa như đối với dầu
thô hay diesel hoặc một sản phẩm khác, tuy nhiên nó cũng có những ý nghĩa nhất định
trong việc điều khiển độ giàu khi bắt đầu khởi động động cơ, ảnh hưởng trực tiếp lên
nhiệt cháy thể tích do đó ảnh hưởng lên sự tiêu thụ riêng của nhiên liệu, cụ thể khi tỷ
trọng tăng lên thì suất tiêu thụ riêng giảm xuống.
1.3 Thành phần cất phân đoạn
Thành phần cất là khái niệm dùng để biểu diễn phần trăm bay hơi theo nhiệt độ
hoặc ngược lại nhiệt độ theo phần trăm thu được khi tiến hành chưng cất mẫu trong
thiết bị chuẩn theo những điều kiện xác định.
 Nhiệt độ sôi đầu: là nhiệt độ đọc được trên nhiệt kế vào lúc giọt chất lỏng
ngưng tụ đầu tiên chảy
 Nhiệt độ sôi cuối: là nhiệt độ cao nhất đạt được trong quá trình chưng cất.
 Nhiệt độ phân hủy: là nhiệt độ đọc được trên nhiệt kế khi xuất hiện các dấu hiệu
đầu tiên của sự nhiệt phân như xuất hiện hơi trắng
 Nhiệt độ sôi 10% (t
10%
), t
50%
, t
90%

, t
95%
, . . .: là nhiệt độ đọc trên nhiệt kế tương
ứng khi thu được 10%, 50%, 90%, 95% . . . chất lỏng ngưng tụ trong ống thu.
Phần trăm thu hồi được là số ml chất lỏng ngưng tụ thu được trong ống đong có
chia độ tương ứng lúc đọc nhiệt độ.
Ý nghĩa của việc xác định thành phần cất:
ĐT.06.11/NLSH
-7 -
Ngoài việc đánh giá thành phần hoá học của nhiên liệu thì thành phần cất còn
có ý nghĩa rất quan trọng đối với xăng nhiên liệu bởi các giá trị của nó ảnh hưởng trực
tiếp lên khả năng khởi động, khả năng tăng tốc và cả khả năng cháy hoà toàn trong
buồng cháy.
Thành phần cất phân đoạn của nhiên liệu được xác định bằng phương pháp
ASTM D 86.
1.4 Áp suất hơi bão hoà
Áp suất hơi là một đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất các phân tử trong
pha lỏng có xu hướng thoát khỏi bề mặt của nó để chuyển sang pha hơi ở nhiệt độ nào
đó. Như vậy áp suất hơi bảo hoà chính là áp suất hơi mà tại đó thể hưoi cân bằng với
thể lỏng.
Áp suất hơi là một hàm số của nhiệt độ và của đặc tính pha lỏng. Sự sôi của một
hydrocacbon nào đó, hay của một phân đoạn dầu mỏ chỉ xảy ra khi áp suất hơi của nó
bằng với áp suất hơi của hệ. Vì vậy, khi áp suất hệ tăng lên, nhiệt độ sôi của phân đoạn
sẽ tăng theo nhằm tạo ra một áp suất hơi bằng áp suất của hệ. Ngược lại, khi áp suất
của hệ giảm thấp, nhiệt độ sôi của phân đoạn sẽ giảm đi tương ứng.
Đối với các hydrocacbon riêng lẻ, áp suất hơi của nó chỉ phụ thuộc vào nhiệt
độ, vì vậy ở một áp suất nhất định chỉ có một nhiệt độ sôi tương ứng.
Đối với một phân đoạn dầu mỏ trong đó bao gồm nhiều hydrocacbon riêng lẽ
thì áp suất hơi của phân đoạn, ngoài sự phụ thuộc vào nhiệt độ, còn phụ thuộc vào
thành phần các hydrocacbon có áp suất riêng phần khác nhau, nghĩa là áp suất hơi của

phân đoạn mang tính chất cộng tính của các thành phần trong đó và tuân theo định luật
Raoult:

(Pi, xi là áp suất riêng phần và nồng độ phần mol của cấu tử i trong phân đoạn).
Áp suất hơi bão hoà có thể được biểu diễn theo 3 phương pháp khác nhau:
 Phương pháp của Reid (PVR)
 Phương pháp của Grabner
 Phương pháp xác định tỷ lệ lỏng - hơi (V/L)
ĐT.06.11/NLSH
-8 -
Trong ba phương pháp trên thì phương pháp của Reid thường được dùng nhiều
nhất. Áp suất thu được là áp suất tuyệt đối. Áp suất này được đo ở 100
o
F (37,8
o
C).
Cũng tương tự như thành phần cất, áp suất hơi bão hòa đặc trưng cho khả năng khởi
động của động cơ ở nhiệt độ thấp. Khi giá trị này lớn thì động cơ dễ khởi động nhưng
nếu giá trị này lớn quá sẽ gây ra hiện tượng tạo nút hơi, thiếu nhiên liệu khi cung cấp
cho động cơ và gây mất mát, nhưng nếu nhỏ quá thì động cơ khó khởi động.
Áp suất hơi bão hoà được xác định bằng phương pháp ASTM D 4953/ASTM D
5191.
1.5 Độ ổn định oxy hoá
Trong quá trình vận chuyển và bảo quản dầu thô cũng như sản phẩm của nó
thường tiếp xúc với không khí nên các hydrocacbon dễ bị oxy hoá tạo thành các sản
phẩm nặng hơn và thường gọi là nhựa, các hợp chất này thường gây ra nhiều ảnh
hưởng xấu đến quá trình hoạt động của động cơ như: Làm tắt nghẽn lưới lọc trong
bơm nạp liệu, tạo cặn trong các rãnh của piston và trên xecmăng.
Để đặc trưng cho khả năng chống lại quá trình oxy hoá người ta dùng khái niệm
độ ổn định oxy hoá. Độ ổn định oxy hóa có thể được xác định theo nhiều phương pháp

khác nhau.
Độ ổn định oxy hoá phụ thuộc vào thành phần hoá học của các họ hydrocacbon.
Trong dầu thô cũng như các sản phẩm của nó thì các hydrocacbon có độ ổn định hoá
học khác nhau, các hợp chất aromatic có độ ổn định kém nhất còn các hợp chất
parafinic có độ ổn định cao nhất, tuy nhiên ở điều kiện nhiệt độ thường thì tốc độ oxy
hoá của các họ hydrocacbon này không lớn.
Độ ổn định oxy hóa được xác định bằng phương pháp ASTM D 525.
1.6 Hàm lượng ôlefin
Trong dầu thô không có các hợp chất ôlefin, nhưng trong quá trình chế biến,
dưới tác dụng của nhiệt độ các hydrocacbon kém bền nhiệt sẻ bị cắt mạch để tạo thành
các sản phẩm nhẹ hơn trong đó có các hợp chất không no như ôlefin. Ngoài ra, xăng
thương phẩm thường được phối trộn từ rất nhiều nguồn khác nhau trong đó chủ yếu là
các sản phẩm của các quá trình chế biến sâu, trong các sản phẩm này thường chứa các
hợp chất không no. Vì vậy trong thành phần của xăng luôn chứa các hợp chất ôlefin,
ĐT.06.11/NLSH
-9 -
đây là hợp chất kém bền dễ bị oxy hoá tạo nhựa và các hợp chất có hại khác cho xăng.
Chính vì lý do này mà phải khống chế hàm lượng của ôlefin trong xăng.
Hàm lượng ôlefin trong xăng nhiên liệu được xác định bằng phương pháp
ASTM D 1319 hoặc ASTM D 6296.
1.7 Hàm lượng etanol
Theo tiêu chuẩn về hàm lượng etanol trong xăng đối với nhiên liệu sinh học
được xác định bằng phương pháp ASTM D 4815
1.8 Hàm lượng benzen
Như chúng ta đã biết benzen là một chất độc, có thể gây chết người với hàm
lượng cao, với nồng độ thấp thì benzen có thể gây ung thư.
Quá trình cháy trong động cơ thường không hoàn toàn bởi điều kiện cháy trong
động cơ khá đặc biệt. Trong khí thải của động cơ, ngoài các khí CO
2
, H

2
O, N
2
còn có
thêm một số các chất khác như CO, NOx, SOx, các hydrocacbon chưa cháy, bồ hóng
hydrocacbon chưa cháy thực chất là một hỗn hợp các hợp chất hữu cơ như benzen,
butadien, fornaldehyt, acetaldehyt các hợp chất này khi thải ra môi trường đều có hại
cho con người và môi trường sinh thái, điều này bắt buộc con người phải xử lý nó.
Có nhiều phương pháp nhằm hạn chế các chất ô nhiễm này như cải tiến cấu trúc
của động cơ, khống chế điều kiện làm việc tối ưu hay cải thiện chất lượng của nhiên
liệu. Trong các giải pháp này thì hai giải pháp đầu tiên rất khó làm giảm hàm lượng
benzen trong khí thải vì benzen là một chất khó cháy nhất trong các hợp chất này. Vì
những lý do này mà người ta bắt buộc phải khống chế hàm lượng benzen và cả hàm
lượng các hợp chất aromatic trong nhiên liệu.
Bảng 1.2: Benzen trong khí thải động cơ xăng phụ thuộc vào hàm lượng aromatic
Hàm lượng
aromatic trong
nhiên liệu (%)
Hàm lượng benzen trong khí chưa cháy trong
khí xả (%)
1% benzen trong
nhiên liệu
3% benzen trong
nhiên liệu
20 1,5 2,25
ĐT.06.11/NLSH
-10 -
35 2 2,9
50 2,5 3,5
Hàm lượng benzen trong nhiên liệu được xác định bằng phương pháp ASTM D

3606 hoặc ASTM D 4420.
1.9 Hàm lượng lưu huỳnh
Trong phân đoạn xăng thu được từ quá trình chưng cất khí quyển hay trong
xăng thương phẩm thì hàm lượng lưu huỳnh không nhiều, chúng có thể tồn tại dưới
nhiều dạng khác nhau tuỳ theo nguồn gốc phối trộn. Trong các dạng tồn tại này, người
ta quan tâm nhiều nhất đến hợp chất mercaptan (có trong phân đoạn xăng chưng cất
trực tiếp) vì đây là các hợp chất có khả năng gây ăn mòn trực tiếp các thiết bị trong tồn
chứa bảo quản, vận chuyển cũng như sử dụng trong động cơ.
Mặc dù hàm lượng các hợp chất này không lớn trong thành phần của xăng
nhưng nó gây ra nhiều ảnh hưởng xấu đến chất lượng của xăng. Khi cháy trong động
cơ chúng tạo ra khi SO
2
, khí này sau đó có thể chuyển một phần thành SO
3
. Các chất
khí này sẽ tạo thành các axit tương ứng khi nhiệt độ xuống thấp, đây là các chất gây ăn
mòn rất mạnh. Ngoài ra, khi theo khói thải ra ngoài các chất khí này sẽ làm nhiễm độc
xúc tác trong hệ thống xử lý khí thải và gây ô nhiễm môi trường khí quyển.
Hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu lỏng được xác định bằng phương pháp
ASTM D 5453.
1.10 Độ ăn mòn tấm đồng
Mặc dù phần lớn các thành phần chứa lưu huỳnh đã được loại ra khỏi nhiên liệu
trong quá trình chế biến nhưng việc loại bỏ toàn bộ lưu huỳnh là khó thực hiện về mặt
công nghệ và không kinh tế. Tuy hàm lượng lưu huỳnh còn lại trong sản phẩm là
không nhiều nhưng sự tồn tại của nó cùng với sự tồn tại của các hợp chất hữu cơ chứa
oxy cũng có thể gây ra sự ăn mòn mạnh đối với các bộ phận của động cơ. Vì vậy, hàm
lượng của các hợp chất lưu huỳnh này trong nhiên liệu cũng cần phải nằm trong một
giới hạn nhất định. Giới hạn này được biểu diễn qua phép thử tính chất ăn mòn tấm
đồng.
Tiêu chuẩn việt Nam về độ ăn mòn tấm đồng đối với nhiên liệu theo phương pháp thử

ASTM-D130 tối đa là loại1.
ĐT.06.11/NLSH
-11 -
Ngoài những tiêu chuẩn quan trọng nêu trên thì một loại xăng sinh học còn phải
đạt nhiều tính chất khác như: hàm lượng nhựa, cặn, tro, tiêu chuẩn về màu sắc các chỉ
tiêu về độ kiềm, axit . . .









ĐT.06.11/NLSH
-12 -
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
2.1 Nguyên liệu
Xăng A92 được mua tại cây xăng của Petrolimex.
Etanol khan với hàm lượng 99,5% được cung cấp bởi Công ty TNHH Bagico,
được pha trộn với hỗn hợp chất biến tính để thu được etanol nhiên liệu biến tính gồm
chất biến tính (xăng) và các phụ gia: phụ gia chống tách pha: Isopropyl alcol (IPA),
phụ gia chất phân tán, chất tẩy rửa: Polyetheramine, phụ gia chống oxy hóa: Butylated
diphenylamine (BD), phụ gia chống ăn mòn: Tetraethanolamine (TEA).
Chuẩn bị hỗn hợp nhiên liệu với 10%, 15%, 20% etanol nhiên liệu biến trong
xăng.
Quy trình phối trộn được trình bày trong hình 2.1.












Hình 2.1: Sơ đồ quy trình phối trộn
Xăng, etanol nhiên liệu biến tính được phối trộn với tỷ lệ theo đơn và quy trình
như đã trình bày trong các chuyên đề trước.
Các mẫu sau khi pha trộn được kiểm tra tính chất của nhiên liệu và so sánh với
mẫu xăng thương mại.
Các chỉ tiêu chất lượng được xác định tại Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam.
Xăng A92
Etanol 99,5
Phối trộn
Hỗn hợp chất biến tính
đa chức năng
Sản phẩm
ĐT.06.11/NLSH
-13 -
2.2 Các phương pháp phân tích
2.2.1 Trị số octan (TCVN 2703/ASTM D 2699)
Phương pháp này dùng để xác định khả năng chống kích nổ của nhiên liệu
xăng
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
 Động cơ xy lanh đơn tiêu chuẩn có khả năng thay đổi tỷ số nén trong quá trình
hoạt động

 Dung dịch làm lạnh xy lanh (dung dịch trên cơ sở glycol)
 IsoOctan độ tinh khiết ≥ 99,75%
 n-heptan độ tinh khiết ≥ 99,75%
Tiến hành:
- Cài đặt chương trình cũng như các điều kiện chạy cho máy.
2.2.2Xác định hàm lượng chì (TCNV 7143/ASTM D 3237)
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
 Máy phổ hấp thụ nguyên tử AAS
 Bình thủy tinh thể tích 50, 100, 250 mL
 Micropipet 100 µL
 Nước cất, dung dịch iot, chì clorua, MIBK
Tiến hành:
 Cho 5 mL mẫu xăng vào 30 mL MIBK chứa trong bình thủy tinh dung tích 50
mL
 Thêm 0,1 mL dung dịch iot (trong toluen) và cho phản ứng trong vòng 1 phút
 Thêm 5 mL dung dịch Aliquat 336/MIBK 1%
 Tiến hành xác định chì bằng máy AAS
2.2.3 Thành phần cất phân đoạn (TCVN 2698/ASTM D 86)
Phương pháp ứng dụng cho việc xác định khoảng nhiệt độ sôi của các sản
phẩm dầu mỏ có nhiệt độ bay hơi lớn nhất là 400
o
C
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
ĐT.06.11/NLSH
-14 -
 Thiết bị chưng cất chân không
 Bình chưng thủy tinh thể tích 500mL
 Cột thủy tinh tạo độ chân không có ngưng tụ ( có khả năng duy trì áp suất 10
-5


Pa)
 Cốc thủy tinh đựng sản phẩm
Tiến hành:
 Lấy mẫu vào bình chưng thủy tinh 100 mL mẫu và lắp vào hệ thiết bị chưng cất
chân không
 Bật thiết bị tạo độ chân không đến 10 mmHg sau đó bật thiết bị gia nhiệt với
tốc độ ngưng tụ 6-8 mL/phút
 Ghi các nhiệt độ bay hơi của mẫu ở các thể tích ngưng tụ khác nhau: 5, 10, 20,
30, 40, , 90, 95.
2.2.4 Ăn mòn tấm đồng (TCVN 2694/ASTM D 130)
Phương pháp này dùng để xác định khả năng ăn mòn tấm đồng các sản phẩm
dầu mỏ, dung môi có áp suất hơi không lớn hơn 124 kPa ở 37,8
o
C
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
 Ống chịu áp thử nghiệm ăn mòn: làm từ thép không rỉ có kích thước theo đúng
tiêu chuẩn có thể chịu được áp suất 700 kPa
 Ống thử nghiệm: thủy tinh borosilicate chứa được 30 ml mẫu và ngập trên tấm
đồng 5 mm
 Bể điều nhiệt: có thể duy trì nhiệt độ với sai số ±1
o
C
 Dung môi rửa, panh, giấy ráp, tấm đồng
Tiến hành:
 Đánh sạch tấm đồng và cho vào ống nghiệm chứa mẫu cho vào ống chịu áp đặt
vào bể điều nhiệt
 Duy trì bể điều nhiệt ở 100
o
C trong vòng 2 giờ sau đó bỏ ống chịu áp ra và làm
lạnh bằng nước

 Bỏ tấm đồng ra và so sánh với bảng màu chuẩn để đưa ra kết quả
ĐT.06.11/NLSH
-15 -
2.2.5 Độ ổn định oxy hóa (TCVN 6778/ASTM D 525)
Phương pháp xác định áp dụng đối với xăng có nhiệt độ sôi thấp dưới điều
kiện xác định
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
 Bom chịu áp xác định độ ổn định oxy hóa
 Ống thủy tinh chứa mẫu, ống dẫn khí
 Bể điều nhiệt, nhiệt kế
 Oxy độ tinh khiết ≥ 99,6%
Tiến hành:
 Đưa bom chịu áp về nhiệt độ 15 – 25
o
C
 Đặt ống thủy tinh chứa 50 mL mẫu vào bom chịu áp và nối khí oxy
 Đặc bom chứa mẫu vào bể điều nhiệt duy trì 98-102
o
C
 Ghi thời gian (phút) từ khi đặt bom vào bể điều nhiệt đến khi kết thúc quá trình
oxy hóa
2.2.6 Hàm lượng lưu huỳnh (TCVN 6701/ASTM D 2662)
Phương pháp dùng để xác định lượng lưu huỳnh tổng trong dầu mỏ và sản
phẩm dầu mỏ
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
 Thiết bị phổ tán xạ huỳnh quang tia X (WDXRF)
 Khí Heli 99,9%
 Detetor: xác định các Tia X sóng dài, Ống X-ray
 Phân tích tinh thể
 Các hóa chất tinh khiết

Tiến hành:
 Chuẩn máy trước khi thử nghiệm
 Pha loãng mẫu trong dung môi thích hợp và tiến hành phân tích
 Số liệu kết quả X-ray chỉ ra khi mà các hệ số hấp thụ của các phần khối lượng
của mẫu không lớn hơn 4 đến 5% so với chuẩn.
ĐT.06.11/NLSH
-16 -
2.2.7 Áp suất hơi Reid (TCVN 7023/ASTM D 4953/ASTM D 5191)
Xác định khả năng bay hơi của nhiên liệu xăng ở một điều kiện nhiệt độ nhất
định
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
 Máy điều nhiệt
 Thiết bị xác định áp suất hơi (bom đựng mẫu, buồng bay hơi, detecto áp suất)
 Tủ lạnh lưu mẫu
Tiến hành:
 Đặt mẫu, bom đựng mâu trong tủ làm lạnh đến nhiệt độ 0
o
C
 Duy trì máy điều nhiệt ở nhiệt độ 37,8 ± 0,5
o
C
 Rót đầy mẫu vào bom chứa rồi lắp vào buồng bay hơi rồi cho vào bể điều nhiệt
 Cứ 2 phút đọc kết quả một lần rồi nhấc thiết bị đo áp suất ra lắc. Sau đó lại cho
vào bể điều nhiệt; quá trình lặp lại đến khi trong vòng 2 phút áp suất tăng không
quá 5 psi; đọc kết quả cuối cùng.
2.2.8 Hàm lượng benzen (TCVN 6703/ASTM D 3606/ASTM D 4420)
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
 Máy sắc ký khí, bình thủy tinh 500 mL, buret, pipet, micropipet
 Khí mang heli độ tinh khiết 99,99%, Metanol, Cloroform, Metylen Clorit,
Aceton, MEK, Benzen, Isooctan, Toluen, n-Nonan

Tiến hành:
 Rửa cột (hoạt hóa lại cột trước khi tiến hành xác định mẫu)
 Cài đặt chế độ của máy GC phù hợp việc xác định hàm lượng benzen
 Lấy 1 µL mẫu bằng kim rồi tiến hành chạy máy
 Xác định hàm lượng benzen dựa trên pick chuẩn
2.2.9 Hàm lượng hydrocacbon thơm, olefin (TCVN 7330/ASTM D 1319)
Phương pháp này xác định hàm lượng hydrocacbon thơm từ 5-99%, hàm lượng
olefin từ 0,3-55%.
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
 Silica Gel
ĐT.06.11/NLSH
-17 -
 Isoamyl Alcohol 99%, IPA 99%, Aceton, Dung dịch đệm pH 4 và 7
 Nitơ ≥ 99%
Tiến hành:
 Đảm bảo rằng Silica Gel được nhồi chặt vào cột thủy tinh
 Làm lạnh mẫu đến 2-4
o
C rồi rót 0,75 mL mẫu vào xilanh và bơm mẫu xấp xỉ 30
mm dưới so với bề mặt gel trong phần nạp mẫu
 Điền đầy IPA vào phần nạp mẫu rồi nối với khí Nitơ với áp suất 14 kPa trong
thời gian 2-3 phút và di chuyển chất lỏng từ trước ra sau. Tăng áp suất lên 34
kPa trong thời gian 2-3 phút
 Bỏ ống dẫn khí, gel đã sử dụng, đọc và tính toán hàm lượng hydrocabon thơm,
olefin trong ống
2.2.10 Hàm lượng oxy (TCVN 7332/ASTM D 4815)
Phương pháp này xác định dựa trên kết quả của phương pháp xác định etanol
bằng sắc ký khí. Kết quả thu được của hàm lượng etanol có thể suy ra hàm lượng oxy
chứa trong mẫu xăng.
2.2.11 Hàm lượng etanol (TCVN 7332/ASTM D 4815)

Phương pháp này dùng sắc ký khí để xác định các ete và rượu trong nhiên liệu
xăng.
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
 Máy sắc ký khí, micropipet, kim lấy mẫu 10 µL
 Khí mang heli độ tinh khiết ≥ 99,95%
 Metylen Clorit (sử dụng trong chuẩn bị cột sắc ký)
Tiến hành:
 Bật máy GC duy trì các điều kiện thích hợp để ổn định trong vòng 1 giờ
 Chuẩn bị mẫu (có thể pha loãng bằng n-hexan) sử dụng micropipet
 Lấy 1 µL mẫu bằng kim rồi tiến hành đo
 Pick thu được so với pick chuẩn qua đó xác định được hàm lượng etanol

ĐT.06.11/NLSH
-18 -
2.2.12 Khối lượng riêng ở 15
o
C (TCVN 6594 /ASTM 1298)
Phương pháp này được sử dụng trong phòng thí nghiệm, sử dụng tỷ trọng kế
bằng thủy tinh để xác định khối lượng riêng, tỷ trọng hay trọng lượng API của dầu thô,
các sản phẩm của dầu mỏ hay không phải dầu mỏ.
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
 Tỷ trọng kế thủy tinh có vạch chia
 Nhiệt kế đo nhiệt độ mẫu kiểm tra
 Ống thủy tinh trong chứa mẫu có đường kính trong ít nhất là 25 mm
 Bể điều nhiệt độ có khả năng ổn định nhiệt sai số trong khoảng 0,25
o
C
Tiến hành thí nghiệm:
 Cho mẫu vào ống thủy tinh
 Bật bể điều nhiệt duy trì đến nhiệt độ cần đo

 Cho tỷ trọng kế vào mẫu, để ổn định và xác định kết quả
2.2.13 Hàm lượng kim loại (Fe, Mn) (TCVN 7331/ASTM D 3831)
Hóa chất, thiết bị, dụng cụ:
 Máy hấp thụ nguyên tử
 Lọ thủy tinh 40 mL, pipet 1 mL, micropipet 100 1 µL
 Dung dịch brom, mangan, MIK, hóa chất tinh khiết
Tiến hành:
 Cho 100 1 µL dung dịch brom vào lọ 40 mL
 Thêm 1 mL mẫu xăng lắc đều
 Thêm 9 mL MIK (Metyl iso butyl keton) lắc đều
 Cho hỗn hợp vào máy AAS xác định hàm lượng Fe, Mn trong mẫu




ĐT.06.11/NLSH
-19 -
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Đánh giá chất lượng của xăng sinh học E10 sản xuất thử
Etanol nhiên liệu biến tính và xăng A92 sử dụng để phối trộn có các tính chất
nhiên liệu đáp ứng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7716:2007 [3] và TCVN
6776:2005 [2] được trình bày trong bảng 2 và bảng 3 trong chuyên đề “1”.
Nhiên liệu xăng sinh học E15 sản xuất thử có thành phần được trình bày trong
bảng 1.
Bảng 1 : Thành phần phối trộn xăng sinh học E10
Thành phần
Hàm lượng (% tt)

Etanol nhiên liệu biến tính
Chất biến tính 0,500

Phụ gia chống tách pha 0,100
Phụ gia chất phân tán 0,010
Phụ gia chất chống oxy hóa 0,010
Phụ gia chống ăn mòn 0,013
Etanol 99,5 9,500
Xăng
Xăng A92 89,867
Tổng 100,000
Mẫu sau khi pha trộn được kiểm tra các tính chất nhiên liệu điển hình của xăng
sinh học theo tiêu chuẩn TCVN 6776:2005 của xăng A92 không trì.
Bảng 2: Tính chất nhiên liệu của xăng sinh học E10
STT

Chỉ tiêu E10
TCVN
6776:2005
(A92)
1 Trị số ốctan

ĐT.06.11/NLSH
-20 -
 RON 94,6
Min. 92
2 Hàm lượng chì, g/l 0,0031
Max. 0,013
3 Thành phần cất phân đoạn

 10%,
0
C

47,5
Max. 70
 50%,
0
C
67
Max. 120
 90%,
0
C
159,5
Max. 190
 Điểm sôi cuối,
0
C
183,0
Max. 215
 Cặn cuối, %thể tích
1,6
Max. 2
4 Ăn mòn tấm đồng, 3h, 50
0
C Loại 1
Loại 1
5 Hàm lượng nhựa đã rửa dung môi, mg/100ml 3,5
Max. 5
6 Độ ổn định oxy hóa, phút 890
Min. 480
7 Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg 220
Max. 500

8 Áp suất hơi Reid, kPa 60
43 – 75
9 Hàm lượng benzen, % thể tích 1,3
Max. 2,5
10 Hàm lượng hydocacbon thơm, % thể tích 28,5
Max. 40
11 Hàm lượng olefin, % thể tích 34,2
Max. 38
12 Hàm lượng oxy, % khối lượng 3,96
Max. 2,7
13 Hàm lượng etanol, % thể tích 9,99
-
14 Khối lượng riêng ở 15
0
C, kg/m
3
0,742
Báo cáo
15 Hàm lượng kim loại (Fe, Mn), mg/l 4,0
Max. 5,0
Từ kết quả thu được trong bảng 2 cho thấy, mẫu xăng sinh học E10 sản xuất thử
có các tính chất nhiên liệu nằm trong giới hạn phù hợp làm nhiên liệu cho động cơ đốt
trong (ngoại trừ chỉ tiêu về hàm lượng oxi).

ĐT.06.11/NLSH
-21 -
3.2 Đánh giá chất lượng của nhiên liệu phối trộn E15
Nhiên liệu xăng sinh họcE15 sản xuất thử có thành phần được trình bày trong
bảng 3.
Bảng 3: Thành phần phối trộn xăng sinh học E15

Thành phần
Hàm lượng (% tt)

Etanol nhiên liệu biến tính
Chất biến tính 0,750
Phụ gia chống tách pha 0,150
Phụ gia chất phân tán 0,010
Phụ gia chất chống oxy hóa 0,010
Phụ gia chống ăn mòn 0,013
Etanol 99,5 14,200
Xăng
Xăng A92 84,867
Tổng 100,000
Mẫu sau khi pha trộn được kiểm tra các tính chất nhiên liệu điển hình theo tiêu
chuẩn TCVN 6776:2005 áp dụng cho xăng không chì.
Bảng 4: Tính chất nhiên liệu của xăng sinh học E15
STT Chỉ tiêu E15
TCVN
6776:2005
(A92)
1 Trị số ốctan
 RON

95,3

Min. 92
2 Hàm lượng chì, g/l 0,0028
Max. 0,013
3 Thành phần cất phân đoạn
ĐT.06.11/NLSH

-22 -

 10%,
0
C
48,0
Max. 70
 50%,
0
C
67,0
Max. 120
 90%,
0
C
156,5
Max. 190
 Điểm sôi cuối,
0
C
178,5
Max. 215
 Cặn cuối, % thể tích
1,3
Max. 2
4 Ăn mòn tấm đồng, 3h, 50
0
C Loại 1
Loại 1
5 Hàm lượng nhựa đã rửa dung môi, mg/100ml


2,5
Max. 5
6 Độ ổn định oxy hóa, phút 1250
Min. 480
7 Hàm lượng lưu huỳnh, ppmw 210
Max. 500
8 Áp suất hơi Reid, kPa 60
43 – 75
9 Hàm lượng benzen, %thể tích 1,2
Max. 2,5
10 Hàm lượng hydocacbon thơm, %thể tích 26,9
Max. 40
11 Hàm lượng olefin, % thể tích 32,4
Max. 38
12 Hàm lượng oxy, % khối lượng 6,02
Max. 2,7
13 Hàm lượng etanol, % thể tích 14,98
-
14 Khối lượng riêng ở 15
0
C, kg/m
3
0,743
Báo cáo
15 Hàm lượng kim loại (Fe, Mn), mg/l 3,7
Max. 5,0
Từ kết quả thu được trong bảng 2 cho thấy, mẫu xăng sinh học E15 sản xuất thử
có các tính chất nhiên liệu nằm trong giới hạn phù hợp làm nhiên liệu cho động cơ đốt
trong (ngoại trừ chỉ tiêu về hàm lượng oxi).


ĐT.06.11/NLSH
-23 -
3.3 Đánh giá chất lượng của nhiên liệu phối trộn E20
Thành phần của nhiên liệu xăng sinh học phối trộn E20 sản xuất thử được trình
bày trong bảng 5.
Bảng 5: Thành phần phối trộn xăng sinh học E20
Thành phần
Hàm lượng (% tt)

Etanol nhiên liệu biến tính
Chất biến tính 1,000
Phụ gia chống tách pha 0,200
Phụ gia chất phân tán 0,010
Phụ gia chất chống oxy hóa 0,010
Phụ gia chống ăn mòn 0,013
Etanol 99,5 18,900
Xăng
Xăng A92 79,867
Tổng 100,000
Mẫu xăng sinh học E20 sau khi pha trộn được đánh giá các tính chất nhiên liệu
theo tiêu chuẩn TCVN 6776:2005.
Bảng 6: Tính chất nhiên liệu của xăng sinh học E20
STT

Chỉ tiêu Giá trị
TCVN
6776:2005

(A92)

1 Trị số ốctan
 RON

97,1

Min. 92
2 Hàm lượng chì, g/l 0,0027
Max. 0,013

3 Thành phần cất:
ĐT.06.11/NLSH
-24 -

 10%,
0
C 49,5
Max. 70
 50%,
0
C
69,5
Max. 120
 90%,
0
C
155,5
Max. 190
 Điểm sôi cuối,
0
C

176,5
Max. 215
 Cặn, % thể tích 1,0
Max. 2
4 Ăn mòn tấm đồng, 3h, 50
0
C Loại 1
Loại 1
5 Hàm lượng nhựa đã rửa dung môi, mg/100ml 1,5
Max. 5
6 Độ ổn định oxy hóa, phút >1440
Min. 480
7 Hàm lượng lưu huỳnh, ppmw 198
Max. 500
8 Áp suất hơi Reid, kPa 61
43 – 75
9 Hàm lượng benzen, %thể tích 1,1
Max. 2,5
10 Hàm lượng hydocacbon thơm, %thể tích 25,3
Max. 40
11 Hàm lượng olefin, %thể tích 30,4
Max. 38
12 Hàm lượng oxy, %khối lượng 8,06
Max. 2,7
13 Hàm lượng etanol, %thể tích 19,91
-
14 Khối lượng riêng ở 15
0
C, kg/m
3

0,751
Báo cáo
15 Hàm lượng kim loại (Fe, Mn), mg/l 3,6
Max. 5,0
Từ kết quả trên bảng 6 cũng nhận thấy rằng, mẫu xăng sinh học E20 sản xuất
thử cũng có các tính chất nhiên liệu nằm trong giới hạn của tiêu chuẩn xăng A92
(ngoại trừ chỉ tiêu hàm lượng oxy). Như vậy, nhiên liệu xăng sinh học E20 phù hợp
làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong.