Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
1.1 Tổng quan về xăng
1.2 Khái niệm cơ bản về xăng
Xăng là hỗn hợp của các chất
hydrocarbon. Nói cách khác, xăng
là nhóm hợp chất hữu cơ có công
thức phân tử C
n
H
2n+2
, gồm mạch
carbon thẳng chứa từ 7 – 11
nguyên tử C, và các nguyên tử
hydrogen. Ngoài ra ta cũng có thể
định nghĩa, Xăng, hay còn gọi là
ét-xăng (phiên âm từ tiếng
Pháp: essence), là một loại dung
dịch nhẹ chứa Hyđrocacbon, dễ bay
hơi, dễ bốc cháy, cất từ dầu mỏ.
Xăng được sử dụng như một
loại nhiên liệu, làm chất đốt cho
các loại động cơ xăng.
Xăng được chế biến từ dầu mỏ
bằng phương pháp chưng cất trực tiếp và cracking,… có tỷ trọng d
15
= từ 0.07 đến 0.75, dễ
bay hơi, dễ cháy, có mùi đặc trưng, nhiệt độ sôi từ 35-200
o
C.
Khi chúng ta đốt xăng cháy
hoàn toàn, trong điều kiện đủ

oxigen, nó sẽ tạo ra khí carbonic
(CO
2
) từ các nguyên tử C, và hơi
nước (H
2
O) từ các nguyên tử H, đồng thời phản ứng cháy này sẽ tỏa ra rất nhiều nhiệt.
Một gallon xăng (3,85 lit), khi cháy hoàn toàn sẽ tỏa ra 132x106 joules nhiệt năng, hay
tương đương 36.650 watt-hours. Để dễ hình dung năng lượng chứa trong 1 gallon xăng
(3,85 lít) nhiều ít ra sao, chúng ta thử làm vài so sánh như sau:
Sống ở Hà Nội, Đà Lạt hay ở những vùng núi cao, vào những ngày mùa đông lạnh
lẽo bạn muốn sưởi ấm căn phòng của mình. Bạn lấy ra một máy sưởi 1500 W, cắm điện
và bật quạt sưởi ở số mạnh nhất. Lượng nhiệt tỏa ra trong 24 giờ từ chiếc máy sưởi này
khi hoạt động như vậy, sẽ tương đương với nhiệt năng của 1 gallon xăng khi cháy tỏa ra.
Chúng ta cũng thường nói về calorie của thực phẩm, tức năng lượng do thực phẩm
cung cấp khi cơ thể chúng ta tiêu hóa và hấp thu hoàn toàn lượng thực phẩm đó. Nếu qui
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 1/25
Hình 1: Các loại phân tử hydrocarbon phổ biến
trong thành phần của xăng
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
đổi năng lượng tạo ra khi đốt cháy 1 gallon xăng ra số calorie, con số này sẽ là 31.000
calorie. Tương đương với năng lượng của 110 chiếc bánh mì kẹp thịt hamburger của tiệm
Mac Donalds, hay của Kentucky Fried Chicken – KFC.
1.3 Phân loại xăng và một số tính chất đặc trưng
1.4 phân loại
Căn cứ vào Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6776: 2005 – Tiêu chuẩn chất lượng
xăng không chì, xăng sử dụng tại Việt Nam được phân thành 3 loại cơ bản:
− Xăng mogas 95 (M95): Có mùi đặc trưng, màu vàng, được sử dụng cho
phương tiện có tỉ số nén trên 9,5/1 như các xe hơi đời mới, xe đua, có trị số ốctan
là 95.

− Xăng mogas 92 (M92): Có mùi đặc trưng, màu xanh lá, được sử dụng cho
phương tiện có tỉ số nén 9,5/1, có trị số ốctan là 92.
− Xăng mogas 83 (M83): Có mùi đặc trưng, màu vàng, được sử dụng cho
phương tiện có tỉ số nén 8/1, có trị số ốctan là 83. Hịện xăng này ít được sử dụng
trên thị trường
1.5 Các chỉ tiêu chất lượng đặc trưng
Tính chống kích nổ
Có hai hiện tượng cháy có thể xảy ra: Cháy bình thường, cháy kích nổ Trị số ốctan
của xăng biểu hiện tính chống kích nổ của xăng. Xăng có trị số ốctan càng cao thì tính
chống kích nổ càng cao VD: M95 Xăng có trị số ốctan cao sử dụng cho động cơ có tỉ số
nén cao.
Tính bay hơi thích hợp
Xăng muốn cháy được trong máy thì phải bay hơi. Xăng bay hơi thích hợp thì sẽ
cháy tốt trong máy. Nếu xăng bay hơi không thích hợp thì máy sẽ không phát huy được
hết công suất, hao xăng nhiều và gặp phải những sự cố kỹ thuật sau: Hiện tượng nghẹt
xăng hay nút hơi Hiện tượng ngộp xăng (sặc xăng)
Tính ổn định hóa học cao
Khả năng giữ vững bản chất hóa học chống lại ảnh hưởng của môi trường xung
quanh gọi là tính ổn định hóa học của xăng. Tính ổn định hóa học của xăng bị ảnh hưởng
nhiều bởi các yếu tố: nhiệt độ, diện tiếp xúc với không khí, độ sạch và khô của vật chứa,
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 2/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
mức độ tồn chứa và thời gian tồn chứa Xăng có hàm lượng keo nhựa càng cao thì có tính
ổn định hóa học càng thấp.
Thông có sự ăn mòn, tạp chất cơ học và nước
Xăng có tính ăn mòn kim lọai do sự có mặt của các hợp chất lưu hùynh, các axít, keo
nhựa chưa tinh chế hết trong quá trình chế biến Tạp chất cơ học có trong xăng gồm những
chất từ bên ngòai rơi vào trong quá trình bơm rót, vận chuyển như cát, bụi, v.v… Nước từ
bên ngoài rơi vào xăng trong quá trình xuất, nhập, tồn chứa .
1.6 Nguồn gốc của xăng

Xăng là sản phẩm của quá trình chưng cất dầu thô. Dầu thô được khoan và bơm lên
từ lòng đất, là một chất lỏng hơi sệt, màu nâu sẫm, nó là một hỗn hợp của rất nhiều loại
hydrocarbon có công thức cấu tạo khác nhau. Mỗi loại hydrocarbon có chiều dài và cấu
tạo phân tử khác nhau sẽ có các tính chất hóa, lý khác nhau. Mạch carbon càng dài, trọng
lượng phân tử càng lớn hơn.
Hợp chất hydrocarbon có từ 1 đến 4 nguyên tử C như Methane (CH
4
), Ethane
(C
2
H
6
), Propane (C
3
H
8
), và Butane (C
4
H
10
) là các chất khí ở nhiệt độ thường. Với số
nguyên tử C từ 5 – 18, là các hydrocarbon ở dạng lỏng. Với số nguyên tử C ≥ 19, hợp
chất hydrocarbon là các chất rắn ở nhiệt độ thường. Tất nhiên chúng ta dễ suy luận là các
hydrocarbon có mạch carbon càng dài sẽ có độ sôi càng cao. Dựa vào đặc tính này mà các
kỹ sư có thể thiết kế tháp chưng cất để tách các loại hydrocarbon khác nhau ra từng nhóm
riêng biệt từ dầu thô.
Trong nhà máy lọc dầu như Dung Quất ở Bình Sơn, Quảng Ngãi, quá trình chưng
cất dầu thô xãy ra như vậy. Dầu thô được đun nóng liên tục và các loại hydrocarbon như
các chất khí, dung môi hữu cơ, xăng, dầu hỏa, dầu diesel, dầu nhờn, paraffin… được tách
ra từ cột tháp chưng cất ở những tầng có nhiệt độ ngưng tụ khác nhau. Nhóm hydrocarbon

ở nhiệt độ sôi thấp sẽ được tách ra trước tiên nằm ở phần cao nhất của tháp chưng cất. Về
phía đáy tháp là các hydrocarbon nặng hơn được tách ra. Chúng ta có thể hiểu rõ hơn qui
trình chưng cất dầu thô, hay còn gọi là qui trình lọc dầu, từ sơ đồ bên dưới.
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 3/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
Hình 2: Sơ đồ tháp chưng cất dầu thô.
Dầu thô (crude oil) được đun nóng bốc hơi và tách ra theo từng nhóm trong tháp
chưng cất phân đoạn (distillation column), ở các khoảng nhiệt độ khác nhau, có thể diễn
tả sơ lược:
1. Cao nhất là các chất khí (gas) với số nguyên tử C ≤ 4, được tách ra ở nhiệt độ 20º
C.
2. Nhóm hỗn hợp dung môi (naphtha) có số nguyên tử C từ 5 - 8, được tách ra khi
đun dầu thô từ 40ºC - 70ºC.
3. Nhóm hợp hỗn hợp, gồm các hydrocarbon có công thức phân tử C
7
H
16
đến C
11
H
24
trộn lẫn vào nhau, được gọi là xăng, và được dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong.
Nhiệt độ bốc hơi của hỗn hợp này thấp hơn nhiệt độ sôi của nước, do vậy khi ta làm đổ
xăng trên đất nó sẽ bốc hơi rất nhanh.
4. Tiếp theo nhóm xăng là các hydrocarbon thuộc nhóm dầu hỏa (kerosene), công
thức cấu tạo của chúng có từ 12 – 15 nguyên tử C.
5. Tiếp theo dầu hỏa, xuống bên dưới của tháp chưng cất, là dầu diesel, và kế bên
dưới dầu diesel là loại dầu nặng hơn dùng để đốt lò sưởi.
6. Tiếp xuống phía dưới là dầu nhờn bôi trơn động cơ, còn gọi với tên thông dụng là
nhớt máy, nhớt động cơ (lubricating oil). Mạch carbon của nhóm này khá lớn, do vậy mà

chúng không thể bốc hơi ở nhiệt độ thường. Bạn cũng biết rằng bên trong động cơ đang
hoạt động, dầu nhờn thường xuyên ở nhiệt độ 121ºC mà không bị bốc hơi (nhìn lại trên sơ
đồ tháp chưng cất, bạn sẽ hiểu vì sao). Các chất bôi trơn này gồm nhiều loại, từ loại lỏng
cho động cơ; đặc sánh hơn cho các hộp số mạnh (gear oil); dặc hơn nữa như mỡ bôi trơn
cơ phận (grease). Va-zơ-lin (vasoline) dùng để bôi chống khô da khi trời lạnh cũng thuộc
về nhóm này. Khi mạch phân tử dài hơn 20 nguyên tử C, các hydrocarbon ở thể rắn và có
tên gọi là paraffin hay sáp.
7. Cuối cùng là nhựa đường, hay dầu hắc dùng để trải đường cho xe chạy. Tất cả các
sản phẩm trên đều lấy ra từ dầu thô. Và các bạn thấy là chỉ dựa vào chiều dài khác nhau
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 4/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
của mạch Carbon (C) mà chúng ta có thể tách các nhóm hợp chất hữu cơ Hydrocarbon ra,
bằng phương pháp chưng cất theo cột bốc hơi phân đoạn.
1.7 Sự phát triển của xăng pha chì
Xăng pha chì ra đời giúp ngành công nghiệp ôtô chuyển sang một bước phát triển
mới nhưng nó đã bị cấm sử dụng do gây tác động xấu đến sức khoẻ con người.
Phát hiện của Charles F. Kettering, trưởng phòng nghiên cứu, sáng chế viên cao cấp
hãng General Motors và đồng nghiệp Thomas Midgley về nguyên nhân của hiện tượng
kích nổ vào những năm đầu của thập niên 1910 đã đưa ra thách thức mới cho ngành công
nghiệp ôtô thời kỳ đó: Tìm kiếm giải pháp nâng cao tính chất chống kích nổ của nhiên
liệu.
Trong suốt khoảng thời gian gần 10 năm sau đó, các hãng xe hơi, các công ty dầu
khí, công ty hoá chất đã huy động rất nhiều nhà nghiên cứu, chi những khoản tiền khổng
lồ để giúp họ tập trung vào nghiên cứu, thử nghiệm hàng loạt các đề án nhằm loại bỏ hiện
tượng kích nổ. Lịch sử ngành công nghiệp ôtô lại một lần nữa ghi tên những nghiên cứu
viên xuất sắc của hãng General Motor. Thomas Midgley, ngày 9/12/1921, đã khám phá ra
tính chất chống kích nổ đặc biệt của hợp chất cơ kim chứa chì mang tên “chì tetra-ethyl”.
Một thành công ngoài sức tưởng tượng của Thomas Midgley sau hơn 5 năm tiến hành thử
nghiệm với hàng trăm chất phụ gia khác nhau.
Tuy nhiên, Thomas Midgley không chỉ khám phá ra “chì tetra-ethyl”, trước đó ông

còn phát hiện ra rằng cồn cũng là một chất có những khả năng tương tự. Năm 1921, trong
thư gửi cho Charles F. Kettering, lúc đó là Phó chủ tịch General Motors, Thomas Midgley
viết “cồn là nhiên liệu của tương lai”. Lý do ông đưa ra là hợp chất đó cực kỳ phổ biến và
đồng thời nó được điều chế dễ dàng từ hợp chất cũng phổ biến không kém: tinh bột.
Thomas Midgley coi đó như là sự thay thế hoàn hảo cho nhiên liệu động cơ khi
nguồn tài nguyên dầu cạn kiệt. Nhưng vào thời kỳ đó, người ta không thể điều chế được
cồn hoàn toàn tinh khiết để làm nhiên liệu vì trong cồn luôn luôn tồn tại một tỷ lệ nước
nhất định, chúng tạo thành một hỗn hợp đẳng phí và thành phần đó không bị phá vỡ dưới
mọi dạng chưng cất và mọi công nghệ tinh chế.
Ý tưởng về nguồn nhiên liệu dùng cồn bị phá sản, Detroit (nơi đặt trụ sở chính của
General Motors cũng như hai hãng xe lớn khác của nước Mỹ là Ford và Chrysler) lựa
chọn “chì tetra-ethyl” làm giải pháp cho hiện tượng kích nổ. Chỉ cần 3-4 cc hợp chất này
trong một gallon nhiên liệu (3,79 lít), hiện tượng kích nổ hoàn toàn biến mất. Detroit
không cần biết nguyên lý hoạt động của “chì tetra-ethyl” và cũng không quan tâm đến
việc Thomas Midgley vẫn bảo vệ cho quan điểm dùng cồn làm nhiên liệu. General Motor
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 5/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
đã nâng ngành công nghiệp ôtô lên tầm cao mới, một thời kỳ phát triển mới với những
động cơ có tỷ số nén cao hơn, mạnh mẽ hơn, hiệu quả hơn và tiết kiệm nhiên liệu hơn.
Năm 1923, song song với việc cải tiến động cơ, thiết kế những mẫu xe mới, General
Motor bắt đầu sản xuất “chì tetra-ethyl” thương mại và sau khi liên kết với hãng dầu khí
Standard Oil (Exxon Mobil ngày nay) vào năm 1924 để thành lập lên công ty Ethyl Corp.
Hàng loạt công ty hoá chất khác tham gia vào liên minh này với tư cách là thành viên thứ
3. Xăng pha chì bắt đầu chiếm lĩnh thị trường, sản lượng “chì tetra-ethyl” không ngừng
tăng và chỉ một thời gian ngắn sau đó tất cả các loại xăng trên thế giới đều pha “chì tetra-
ethyl”. Nó mang về cho General Motors lợi nhuận khổng lồ, đến nỗi Charles F. Kettering
đã phải thốt lên: “Đó là món quà từ thiên đường!”.
Sự phát triển của ngành công nghiệp ôtô gắn liền với “chì tetra-ethyl” trong suốt một
thời gian dài. Nhưng, như bao hoá chất thông dụng khác, bên cạnh những tính năng vượt
trội, “chì tetra-ethyl” bắt đầu có những ảnh hưởng đến sức khoẻ con người trên diện rộng.

Không phải đến tận khi có những số liệu thống kê về số người bị chết, bị thương do hít
phải quá nhiều khí thải từ xăng pha chì người ta mới biết đến những tính chất độc hại của
nó. Ngay từ những năm 1925, trong cuộc hội thảo về “chì tetra-ethyl” do Cục sức khoẻ
cộng đồng Mỹ tổ chức, Hamilton đã gọi General Motors và Charles F. Kettering là
“những kẻ giết người không hơn, không kém” khi cho phổ biến “chì tetra-ethyl”.
Năm 1975, Mỹ chính thức phê chuẩn quyết định cắt giảm hàm lượng “chì tetra-
ethyl” trong xăng, và đến năm 1986 cấm hoàn toàn việc sử dụng xăng pha chì. Ở châu
Âu, xăng pha chì bị cấm sử dụng vào những năm 1990. Còn ở Việt Nam, ngày 1/11/2001,
Thủ tướng cũng đã ra quyết định cấm sử dụng xăng pha chì trên phạm vi toàn quốc.
Quyết định khai tử “chì tetra-ethyl” mang lại cho chúng ta sự yên tâm về sức khoẻ,
nhưng lại đặt ra cho các nhà phát triển năng lượng một câu hỏi hóc búa: dùng chất gì để
nâng cao chỉ số octan của nhiên liệu mà không làm ảnh hưởng đến sức khoẻ con người?
Thế giới một lần nữa quay lại với nhận định của Thomas Midgley “Cồn: nhiên liệu của
tương lai”.
2. Chỉ số Octane
2.1 Chỉ số octane của xăng
Nếu bạn có kiến thức về động cơ đốt trong, bạn hiểu rắng đa phần động cơ ô tô là
loại động cơ xăng 4 -Thì, tức là quá trình hoạt động của động cơ xãy ra theo chu trình 4
giai đoạn: Nén, Nổ, Xả và Nạp. Ở giai đoạn Nén (compression stroke), pit-tông (piston)
ép hỗn hợp gồm không khí và hơi xăng trong xy-lanh (cylinder) trước khi hỗn hợp này bị
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 6/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
đốt bằng tia lửa điện từ bu-gi (spark plug) và gây nổ. Hệ số nén của động cơ (compression
ratio) thông thường là 8.
Chỉ số Octane của xăng sẽ nói lên được áp suất mà hỗn hợp xăng và không khí có
thể bị nén trong xi-lanh động cơ, trước khi bu-gi đánh lửa gây nổ. Nếu hỗn hợp hơi xăng
và không khí này bị nén chưa đạt tới tỉ số nén 8 và đã phát nổ (nổ trước khi bu-gi đánh
lửa), nó sẽ tạo ra các va đập bên trong và có thể gây hư hại, cũng như làm giảm công suất
động cơ. Loại xăng có chỉ số Octane thấp, như xăng 92 bán trên thị trường hiện nay, có tỉ
số nén thấp nhất trước khi bị kích nổ bởi bu-gi. Tỉ số nén của động cơ sẽ xác định chỉ số

Octane của nhiên liệu dành cho nó. Nếu chúng ta muốn tăng mã lực của động cơ, chỉ
bằng cách thay đổi nhiên liệu, chúng ta phải chọn loại xăng nào có chỉ số Octane cao, tức
tỉ số chịu nén cao.
Tóm lại, động cơ sẽ hoạt động tối hảo ở tỉ số nén cao nhất của nó, sẽ đòi hỏi nhiên
liệu tốt hơn, với chỉ số octane cao. Và sự bất tiện ở đây, khi chúng ta muốn động cơ xe
hoạt động hoàn hảo, đó là chúng ta phải mua loại xăng tốt hơn với giá đắt hơn.
Xăng là một hỗn hợp của các hydrocarbon có mạch Carbon từ C
7
đến C11. Trong
đó, thành phần Heptane - C
7
H
16
, chịu nén rất dở, chỉ cần tăng áp suất lên một chút là nó đã
phát nổ mà không cần tia lửa điện của bu-gi trong xi-lanh động cơ. Octane ngược lại, chịu
nén được dưới áp suất rất cao. Lọai xăng Octane 92 bán trên thị trường có nghĩa là gồm
92% Octane và 8% Heptane (hay của một hỗn hợp hydrocarbon có khả năng chịu nén
tương đương với tỉ lệ 92/8 của 2 loại trên). Nếu động cơ của xe bạn hoạt động với tỉ số
nén cao hơn, bạn nên chọn loại xăng có chỉ số Octane cao hơn xăng 92.
2.2 Lịch sử chỉ số octane
Gần hai thập kỷ từ sau khi Carl Benz chế tạo
chiếc xe chạy bằng động cơ xăng đầu tiên, các
chuyên gia kỹ thuật mới nhận ra rằng hiện tượng
kích nổ không cho phép họ tuỳ ý tăng sức mạnh của
động cơ đốt trong.
Những năm cuối thế kỷ 19 đầu thế kỷ 20, lịch
sử của động cơ đốt trong bước sang một trang mới.
Người khởi xướng cho cuộc cách mạng công nghệ
ôtô - xe máy thời kỳ đó là Gottlieb Wilhelm
Daimler, nhà thiết kế động cơ người Đức, khi vào

năm 1885, ông thử nghiệm thành công loại xe hai
bánh chạy bằng động cơ đốt trong một xi-lanh.
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 7/25
Hình 3: Bộ đốt nhiên liệu taọ áp suất
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
Song song và độc lập với Wilhelm Daimler, năm 1886, Carl Freidrich Benz nhận được
bằng sáng chế về phát minh “vận chuyển bằng động cơ dùng xăng” với chiếc xe 4 bánh,
động cơ làm lạnh trong một xi-lanh. Và ở bên kia bờ Đại Tây Dương, năm 1903, đánh
dấu sự ra đời của một trong những hãng xe nổi tiếng nhất hiện nay, Ford Motor Company
do Henry Ford thành lập.
Lợi nhuận kếch xù thu được từ việc sản xuất xe hơi cộng với sự xuất hiện của hàng
loạt các phát minh sáng chế đã kéo tất cả các hãng xe và các nhà phát triển động cơ vào
cuộc cạnh tranh gay gắt về công nghệ. Các hãng xe thường xuyên nâng cấp cấu tạo của
động cơ bằng cách tích hợp thêm nhiều tính năng mới như hệ thống làm lạnh trong, hệ
thống đánh lửa tự động, và điều quan trọng hơn, luôn tin tưởng rằng sức mạnh của động
cơ đốt trong có thể tăng lên một cách tuỳ ý, vì theo lý thuyết nhiệt động học, với tỷ số nén
càng cao, hiệu suất nhiệt càng gần đến cực đại.
Nhưng, vào năm 1912, họ đã phải khống chế tỷ số nén ở dưới một giá trị tới hạn cho
phép. Nguyên nhân đưa ra quyết định đi ngược với xu thế phát triển đó là những tiếng nổ
“lốc cốc” xuất hiện khi động cơ đang làm việc, nguy hiểm hơn, hiện tượng này còn phá
hủy động cơ chỉ sau vài phút xuất hiện. Vào thời điểm đó, các kỹ sư cho rằng những tiếng
“lốc cốc” có nguyên nhân từ hệ thống đánh điện được cung cấp cho các loại xe có chức
năng “đề”, còn những nhà phát triển động cơ cho biết họ có thể nâng cao sức mạnh và
hiệu suất của động cơ nếu hiện tượng đó được khắc phục.
Đứng trước thách thức đó, Charles F. Kettering, trưởng phòng nghiên cứu của hãng
General Motor đã giao cho người đồng nghiệp Thomas Midgley nhiệm vụ phải tìm ra một
cách chính xác nguyên nhân của hiện tượng.
Ban đầu, họ sử dụng máy ghi áp lực Dobbie-McInnes và đã chứng minh rằng những
tiếng “lốc cốc” đó không xuất hiện do sự đánh lửa sớm của hệ thống điện, mà nó xuất
hiện đúng thời điểm áp suất tăng một cách mãnh liệt sau khi bugi đánh lửa. Tuy nhiên,

máy ghi áp lực không thích hợp cho các nghiên cứu sâu hơn, vì vậy Midgley và Bob đã
dùng một camera tốc độ cao để quan sát chính xác những gì đang diễn ra khi động cơ làm
việc, đồng thời, phát triển một máy hiển thị năng lượng cao để đo mức độ của tiếng nổ.
Song song với những thử nghiệm của Thomas Midgley, Sir Harry Ricardo - chuyên
gia động cơ của quân đội Hoàng gia Anh - đưa ra khái niệm lựa chọn tỷ số nén tối ưu cho
các động cơ có tỷ số nén biến đổi. Tuy nhiên, tỷ số mà Ricardo đưa ra không phải là tuyệt
đối vì còn rất nhiều các thông số khác như thời gian đánh lửa, tình trạng sạch sẽ, vị trí của
chốt đánh lửa, nhiệt độ động cơ…
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 8/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
Các hãng xe, những nhà nghiên cứu động cơ cuối cùng phải thừa nhận rằng, họ đã
quên không nghiên cứu, không phát triển một thành phần quan trọng ảnh hưởng đến quá
trình hoạt động của động cơ đốt trong: nhiên liệu. Nhiên liệu dùng cho động cơ đốt trong
tồn tại một tính chất đặc biệt: nó sẽ tự cháy, tự kích nổ khi bị nén trong xi-lanh dưới áp
suất cao, trước cả khi bugi đánh lửa.
Từ kết quả của những nhà nghiên cứu đi trước, năm 1927, Graham Edgar, một nhân
viên trẻ của hãng Ethyl Corporation tại Mỹ, đưa ra đề nghị sử dụng 2 hydrocacbon để
đánh giá mức độ kích nổ cho nhiên liệu: n-heptan và 2,4,4-trimetylpentan, hay còn được
gọi một cách không chính xác là iso-octan.
Iso-octan có chỉ số chống kích nổ cao, còn n-heptan có khả năng chống kích nổ rất
kém và Edgar đã đề nghị sử dụng tỷ số của hai chất này để đánh giá khả năng chống kích
nổ của nhiên liệu sử dụng trong các động cơ đốt trong. Ông cũng đã chứng minh rằng, trị
số chống kích nổ của tất cả các loại xăng thương mại ngày đó đều có thể quy về tỷ số thể
tích n-heptan: octan nằm trong khoảng 60:40 đến 40:60. Như vậy, nếu chúng ta ra quầy
xăng vào những năm 30 của thế kỷ trước, chúng ta chỉ có thể mua được các loại xăng từ
A40 đến A60 mà thôi.
Lý do mang tính kỹ thuật mà Edgar đưa ra khi dùng hai chất này là chúng có những
tính chất vật lý rất gần nhau như tính chất bay hơi và đặc biệt là nhiệt độ sôi, chính vì vậy,
khi ta thay đổi tỷ số “heptan: iso-octan” từ 100:0 đến 0:100 thì hầu như các thông số trên
thay đổi không đáng kể. Điều này rất quan trọng đối với quá trình thử nghiệm, vì khả

năng bay hơi của nhiên liệu ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của động cơ.
Edgar đã thu được rất nhiều thông số từ thử nghiệm này, tuy nhiên, hiện nay, phổ
biến nhất vẫn là hai thông số RON (Research Octane Number-chỉ số octan nghiên cứu) và
MON (Motor Octane Number-chỉ số octan động cơ).
2.3 Hai chỉ số octane: RON và MON
Giữa những năm 20 của thế kỷ trước, vào thời điểm General
Motors quyết định thương mại hoá sản phẩm chất phụ gia
"chì tetraetyl", hãng nhận ra sự cần thiết phải có một thông số
định lượng xác định tính chất chống kích nổ của xăng.
Thông số này phải dễ hiểu, dễ xác định và hơn hết phải có độ
chính xác cao vì nó được dùng làm cơ sở hàng đầu để phân
loại, định giá cho các sản phẩm xăng thương mại, cũng như là
yếu tố đóng một vai trò quan trọng đối với các nhà phát triển
động cơ.
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 9/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
Năm 1927, Graham Egar đã hoàn tất những nghiên cứu của Thomas Midgley khi
ông giới thiệu phương pháp xác định khả năng chống kích nổ của nhiên liệu
thoả mãn tất cả các điều kiện của Detroit, dựa trên tỷ số thể tích của hai chất n-
heptan và iso-octan và tên gọi “chỉ số Octan” bắt nguồn từ đây. Hiện nay, sau
gần 80 năm ra đời, phương pháp do Edgar đề nghị vẫn là phương pháp xác định chỉ số
chống kích nổ duy nhất được dùng trong các phòng tiêu chuẩn, phòng kiểm định chất
lượng xăng trên thế giới.
Trải qua nhiều thập niên, có rất nhiều phương pháp đo chỉ số Octan được giới thiệu,
ngoài sự phong phú về thiết kế của động cơ còn có cả sự phong phú về các điều kiện vận
hành. Giai đoạn 1950-1960, người ta cố gắng thiết lập một phương pháp đo chỉ số Octan
tiêu chuẩn mang tính toàn cầu, nhằm giảm thiểu sự tồn tại của quá nhiều phương pháp đo,
quá nhiều tiêu chuẩn đánh giá riêng của mỗi nước, ảnh hưởng xấu đến sự phát triển của
ngành thương mại dầu khí.
Trong bối cảnh đó, phương pháp do ASTM (American Society for Testing Materials

- Hiệp hội thử nghiệm vật liệu Hoa Kỳ) đề nghị dần trở nên thông dụng và cuối cùng các
nhà kiểm định chất lượng đã thống nhất dùng MON (Motor Octane Number - chỉ số
Octan động cơ) và RON (Research Octane Number - chỉ số Octan nghiên cứu).
Điều kiện đo của phương pháp MON rất khắc nghiệt, tốc độ động cơ cao và duy trì
trong một thời gian dài, mang tải trọng lớn. Do vậy, thông số này thích hợp đối với các
loại xe vận tải đường trường, tốc độ vận hành cao và ổn định.
Ngược lại, phương pháp RON vận hành ở điều kiện nhẹ nhàng hơn, không thích hợp
với các trường hợp mang tải trọng lớn. RON phù hợp cho các loại xe chạy trong thành
phố, thường xuyên thay đổi tốc độ và tải trọng nhẹ.
Giai đoạn 1940-1960, các kết quả đo RON trở thành một chỉ tiêu quan trọng đánh
giá chất lượng xăng do nó có sự tương ứng với chỉ số Octan mà các nhà thiết kế động cơ
yêu cầu. Nhưng, những năm cuối của thập niên 60 thế kỷ trước, các nhà chế tạo động cơ
Đức khám phá ra rằng động cơ của họ tự phá huỷ khi chạy trên các xa lộ dài, thậm chí
ngay cả khi chỉ số RON vẫn nằm trong yêu cầu kỹ thuật.
Thiết kế của động cơ có ảnh hưởng đáng kể đến yêu cầu về chỉ số Octan tối ưu của
động cơ đó (cả về RON và MON). Những năm 1930, hầu hết các phương tiện giao thông
vận tải có sự nhạy cảm đặc biệt với chỉ số RON, và người ta quên đi thông số MON.
Trong khi đó, từ năm 1990, động cơ cần cả hai thông số này, điều đó có nghĩa là động cơ
không thể làm việc bình thường chỉ với một thông số độc lập (RON hoặc MON) khi mà
sự thay đổi RON sẽ kéo theo sự thay đổi MON.
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 10/25
Hình 4: Thiết bị phân tích
chỉ số octane
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
Ngày nay, ở các loại xăng thương mại dùng cho các dòng xe hơi cao cấp, bên cạnh
RON, MON, thông số RON - MON = “độ nhạy” cũng được đưa vào chỉ tiêu kỹ thuật khi
động cơ vận hành. Nguyên nhân đưa ra khái niệm “độ nhạy” là do hai phương pháp này
được tiến hành ở hai điều kiện khác nhau, đặc biệt là nhiệt độ hỗn hợp khí nạp và tốc độ
động cơ. Loại nhiên liệu nào nhạy với sự thay đổi trong quá trình vận hành sẽ có sự chênh
lệch lớn giữa RON và MON. Nhiên liệu hiện nay thường có độ nhạy nằm trong khoảng

10.
2.4 Lựa chọn chỉ số Octane phù hợp
Chỉ số Octan là một trong những yếu tố quan
trọng quyết định quá trình vận hành của động cơ.
Lựa chọn giá trị Octan để động cơ "chạy" một cách
êm ả, khoẻ khoắn và trường kỳ là yêu cầu hàng đầu
đối với những người sở hữu xe.
Chỉ số Octan nằm ngoài danh mục bảo hành
của nhà sản xuất và việc đáp ứng những yêu cầu kỹ
thuật của nhiên liệu hoàn toàn phụ thuộc vào người
sử dụng. Đầu tiên, để lựa chọn được loại xăng phù
hợp, bạn cần phải biết kiểu động cơ mà bạn đang sử dụng. Thị trường Việt Nam hiện có rất
nhiều hãng xe hơi và xe gắn máy, mỗi hãng xe đều có những cải tiến, thiết kế riêng cho
động cơ của mình. Có thể phân thành hai nhóm chính: được và không được trang bị hệ
thống điều hành tự động.
Các loại xe không được trang bị hệ thống điều hành tự động thường là xe gắn máy và
ôtô đời cũ, chúng có đặc điểm chung là vẫn dùng bộ chế hoà khí để tạo ra hỗn hợp xăng
gió.
Trong khi đó, hầu hết các hãng xe hơi có mặt ở Việt Nam hiện nay đều trang bị hệ
thống điều hành tự động cho các sản phẩm của mình. Trên các dòng xe này không gắn bộ
chế hoà khí mà nhiên liệu được bơm thẳng vào xi-lanh thông qua thiết bị bơm nhiên liệu tự
động (EFI - Electronic Fuel Injection).
Đối với các loại xe không trang bị hệ thống điều hành tự động, việc lựa chọn chỉ số
Octan sẽ khó khăn hơn vì động cơ không thể tự điều chỉnh về điều kiện vận hành tối ưu.
Hơn nữa, hiện tượng kích nổ phá huỷ động cơ rất nhanh nên người sử dụng các loại xe này
phải dùng loại nhiên liệu chắc chắn không gây ra hiện tượng kích nổ, dưới những điều kiện
vận hành mà họ thường xuyên gặp phải.
Sau khi thử nghiệm với nhiều dạng động cơ và nhiều loại xăng có chỉ số Octan khác
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 11/25
Hình 5: nguyên tố iso - octane

Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
nhau, các nhà nghiên cứu đã đưa ra kết luận lựa chọn chỉ số Octan dựa trên tỷ số nén của
mỗi loại động cơ. Sự tương quan giữa tỷ số nén với chỉ số Octan tối ưu và tuân theo quy
luật nhiệt động học, tăng tỷ số nén đồng thời kéo theo sự tăng chỉ số Octan và hiệu suất
nhiệt động.
Hiệu suất nhiệt động học tăng lên và đạt cực đại khi động cơ ở trạng thái chớm xuất
hiện hiện tượng kích nổ. Động cơ có tỷ số nén thấp làm hiệu suất làm việc cũng giảm
tương ứng.
Bảng 1: Quan hệ giữa tỷ số nén và chỉ số Octan
Tỷ số nén Chỉ số octane tối ưu Tỷ số nén Chỉ số octane tối ưu
5:1 72 9:1 96
6:1 81 10:1 100
7:1 87 11:1 104
8:1 92 12:1 108
Với hai loại xăng bán trên thị trường hiện nay là Mogas 92 và Mogas 95, các xe gắn
máy có tỷ số nén từ 9:1 đến 8:1 đều có thể hoạt động một các trơn tru nếu đảm bảo được
các thông số kỹ thuật khác như: tình trạng sạch sẽ của động cơ, vị trí chốt lửa và thông số
quán tính vận hành “Run-on” (“Run-on” là thuật ngữ dùng để chỉ xu hướng tiếp tục hoạt
động của động cơ khi ngắt nguồn điện bugi, nếu quán tính này càng lớn, động cơ càng dễ
bị kích nổ).
Dòng xe cao cấp của các hãng xe hơi danh tiếng như Mercedes-Benz, GM Daewoo,
Lexus, BMW đang hoạt động ở Việt Nam, động cơ được trang bị hệ thống điều hành tự
động gồm hai hệ thống thứ cấp: Hệ thống kiểm soát lưu lượng dòng không khí, lưu lượng
dòng nhiên liệu, thời gian đánh lửa bugi; và hệ thống cảm biến các thông số nồng độ oxy
trong khí thải, mức độ kích nổ, nhiệt độ khí thải, nhiệt độ chất làm mát và nhiệt độ van
nạp.
Trong trường hợp bạn sử dụng loại xăng có chỉ số Octan khác loại đang dùng, hệ
thống sẽ lập tức đưa động cơ về trạng thái hoạt động tối ưu nhất đối với loại xăng đó bằng
cách thay đổi thông số dòng nhiên liệu, dòng không khí để điều chỉnh hỗn hợp xăng-gió, ra
lệnh cho bugi đánh lửa sớm hay muộn (độ đánh lửa sớm tỷ lệ thuận với chỉ số Octan, 60

đối với xăng 93, 80 với xăng 96 và muộn 40 với xăng 91). Tuy nhiên, trên thực tế, vẫn có
một giá trị về chỉ số Octan tối ưu dành cho từng loại động cơ ở từng điều kiện vận hành
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 12/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
nhất định, giá trị này thường được các nhà sản xuất đưa ra, vì vậy bạn cần phải tôn trọng
các khuyến cáo và cẩn trọng với những quyết định của mình.
Nếu loại nhiên liệu sử dụng có chỉ số Octan đúng như yêu cầu, bạn cũng không nhận
được nhiều năng lượng hơn so với sử dụng loại nhiên liệu có chỉ số Octan cao hơn. Động
cơ đang vận hành trơn tru ở điều kiện tối ưu, vì thế, một nhiên liệu có chỉ số Octan cao hơn
sẽ chẳng có ảnh hưởng đáng kể nào đến hoạt động của chúng. Hơn nữa, khi sở hữu một
chiếc xe được trang bị những hệ thống hiện đại như vậy, bạn cần phải lưu rằng hai yếu tố
công suất động cơ và sử dụng nhiên liệu một cách kinh tế có vai trò ngang nhau. Nhiên
liệu có chỉ số Octan cao hơn đương nhiên sẽ đắt hơn, và như vậy bạn sẽ phải chi nhiều tiền
hơn.
Còn nếu nhiên liệu có chỉ số Octan thấp hơn chỉ số Octan tối ưu không đáng kể thì
việc bạn sử dụng nhiên liệu có chỉ số Octan cao hơn sẽ làm cho hệ thống điều hành tự
động chuyển về điều kiện vận hành tối ưu, lúc đó động cơ của bạn khoẻ hơn, đồng thời vấn
đề kinh tế cũng được cải thiện. Lời khuyên cuối cùng là bạn nên thay đổi chỉ số Octan ở
các mùa khác nhau (chọn loại xăng có chỉ số Octan thấp hơn về mùa đông) để tiết kiệm
tiền mà không làm giảm sức mạnh của động cơ.
3. Phụ gia tăng chỉ số Octane
3.1 Tiến trình sử dụng phụ gia trong xăng
Trong thời gian Chiến Tranh Thế Giới lần I, các nhà hóa học đã tìm ra rằng nếu cho
thêm chất phụ gia là Tetra-Ethyl Chì (tetraethyl lead - TEL) vào trong xăng, sẽ làm tăng
chỉ số Octane của xăng lên một cách “trên cả tuyệt vời”. Các loại xăng rẻ tiền, chỉ cần cho
vào một ít phụ gia này, là có tỉ số chịu nén tăng lên rất cao, tương tự như loại xăng có chỉ
số Octane lớn. Điều này dẫn đến “xăng có chì” (leaded gasoline), đã một thời được bán
rộng rãi trên khắp thế giới. Chẳng may, khi cho thêm phụ gia này vào xăng đã xãy ra hiệu
ứng phụ độc hại như sau:
• Bầu khí quyển trên hành tinh của chúng ta chẳng bao lâu được phát hiện là có một

màn mỏng bụi chì bao phủ. Và bạn đã biết rồi, là chì rất độc cho rất nhiều loài sinh vật
sống trên trái đất, trong đó có chính chúng ta.
• Chất Tetraethyl Chì này sau khi ra khỏi buồng đốt đã tạo ra một lớp chì áo bọc các
kim loại như Cerium, Sắt, Manganese, Nickel… của bộ xúc tác chuyển đổi khí độc
(catalytic converter) ở bên trong ống xả, và làm vô hiệu hóa nhanh chóng bộ phận này.
Khi chất phụ gia chứa chì này bị cấm không được sử dụng nữa, xăng đã đồng loạt tăng
giá, bởi vì các nhà máy lọc dầu không còn có thể sản xuất xăng rẻ tiền với chỉ số Octane
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 13/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
thấp được nữa (tại Bắc Mỹ và một số nước châu Âu xăng chứa chì bị cấm sử dụng vào
đầu thập niên 1990).
Tuy vậy, ngày nay loại máy bay cánh quạt vẫn còn phải sử dụng xăng pha chì. Lý do
là động cơ máy bay cánh quạt hoạt động ở tỉ số nén cực lớn, cần loại xăng có chỉ số
Octane 115. Trong trường hợp này chất Tetraethyl Lead vẫn đóng vai trò quan trọng. May
thay, các loại máy bay cánh quạt chiếm tỉ lệ không lớn trong hoạt động của ngành hàng
không. Riêng may bay phản lực, động cơ của chúng sử dụng dầu phản lực, một loại dầu
Kerosene (tương tự dầu hỏa), do vậy không sử dụng chất phụ gia Tetraethyl Lead.
Một loại chất phụ gia được dùng phổ biến khác trong xăng, đó là chất MTBE –
Methyl Tertiary Butyl Ether, một hợp chất được tạo ra từ rượu Methanol. Chất này được
cho vào xăng với 2 công dụng: Làm tăng chỉ số Octane và là chất cung cấp thêm Oxygen
(oxygenate) cho phản ứng nổ trong buồng đốt của động cơ. Với đặc tính thứ 2, chất
MTBE là chất phụ gia lý tưởng vì giúp đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu, tăng công suất máy,
giảm lượng hydrocarbon dư, mà đồng thời cũng giảm lượng khí Carbon Mono-oxide
(CO) thải ra khí quyển. Chất MTBE được bắt đầu cho vào xăng sau khi đạo luật về Khí
Quyển Sạch (Clean Air Act) ra đời vào năm 1990, đã chấm dứt việc sử dụng phụ gia chì.
Qui định của đạo luật này cũng chỉ cho phép tỉ lệ của chất phụ gia MTBE trong xăng là
10 -15% mà thôi. Lý do: chất MTBE này cũng chẳng mấy tốt lành cho sức khỏe con
người, vì nó được coi là chất gây ung thư (carcinogenic).
MTBE tan rất dễ trong nước, và nếu xăng có chứa chất này bị rò rỉ ra môi trường, nó
có thể ngấm xuống các mạch nước ngầm làm ô nhiễm các giếng nước. Hợp chất để có thể

thay thế MTBE trong xăng mà không gây độc hại gì là rượu Ethanol thông dụng. Bên
cạnh đó, sự phát triển khoa học công nghệ hiện đại, vấn đề đảm bảo môi trường và sức
khỏe nhân loại, các nhà khoa học đã nghiên cứu tìm ra những loại phụ gia tương ứng, vừa
đảm bảo trị số octane cao phù hợp cho động cơ vừa giảm thiểu lượng khí độc ra môi
trường bên ngoài, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng quốc gia và thế giới.
3.2 Phân loại phụ gia tăng chỉ số octane
Phụ gia có chứa hợp chất oxygenat
Methanol
Ethanol
Isopropyl alcohol n- butanol
Gasoline grade t-
butanol
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 14/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
Methyl tert butyl ether
Tertiary amyl methyl
Ether Tertiary hexyl
ethyl ether Ethyl
Tertiary
butyl ether Tertiary
amyl
butyl ether Di-isopropyl ether
Phụ gia chứa hợp chất thơm, amin thơm
Butylated hydroxytoluene (BHT)
2,4-Dimethyl-6-tert-butylphenol
2,6-Di-tert-butylphenol (2,6-DTBP)
p-Phenylenediamine
Ethylene diamine
Ngoài ra, chúng ta vẩn có thể sản xuất và ứng dụng những phụ gia là những hợp
chất cơ kim (kim loại sử dụng trong các hợp chất cơ kim thường là sắt (Fe) và Mangan

(Mn)… ), với những tính năng tương ứng, số lượng pha chế thích hợp, phụ gia này vẫn
đảm bảo tiêu chuẩn. Hiện nay loại phụ gia này vẫn được sử dụng tại các nhà máy chế
biến xăng dầu lớn.
Bảng 2 Các loại phụ gia tăng trị số octan
Chất phụ
gia
Giới hạn trong
xăng
Khả năng
tăng trị số
octane
Nguyên nhân của
việc giới hạn
Hợp chất thơm
amin
1-1.3% thể tích 6
Tạo nhựa trong
động cơ và các bộ phận
đốt nhiên liệu
6% thể tích
nếu
có xúc tác
1
8
Hợp chất chứa
sắt
30 mg Fe/lit
1 -
2
Làm tăng sự mài

mòn và hư hỏng ở bộ
phận đánh lửa và trong
buồng đốt chính
Hợp chất chứa
mangan
18mg Mn/lit
2 -
3
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 15/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
Các loại phụ gia tăng trị số octan khi pha chế vào xăng có một số hiệu ứng tác động
khác nhau đối với các thành phần của xăng cũng như với các loại phụ gia khác. Bảng 2
cho biết khả năng tương thích của các hợp chất tăng trị số octan trong xăng.
Bảng 3 Khả năng tương thích của các hợp chất tăng trị số octan
Hợp chất
tăng trị số
octan
Chì Sắt Mangan Amin Oxygenate
Chì - - + +
Sắt - - + -
Mangan - - + 0
Amin + + + +
Oxygenate + - 0 +
Ghi chú + = cộng hưởng ; - = tương phản ; 0 = cộng hợp
3.3 Thành phần, tính chất và chức năng của một số loại phụ gia tăng trị số
octane cho xăng được sử dụng phổ biến trên thế giới
3.3.1 Hợp chất thơm amin
Trong các hợp chất thơm amine thì N-methylaniline được sử dụng rộng rãi nhất vì
hợp chất này có thể tăng trị số octan nhiều nhất với hiệu ứng tạo nhựa thấp nhất. Thành
phần, tính chất và chức năng của một loại phụ gia thông dụng đặc trưng cho nhóm hợp

chất amin được trình bày dưới đây.
Phụ gia PT – 10515 G
Thành phần
– Hợp chất thơm amine N- methyl aniline ( C
6
H
5
-NH-CH
3
)
– Xúc tác độc quyền giúp đốt cháy hoàn toàn nguyên liệu .
Tính chất
– Chất lỏng màu vàng xanh đến nâu tía khi tiếp xúc với không khí .
– Điểm chớp cháy cốc kín: 79
0
C
– Điểm sôi: 196
0
C
– Điểm chảy: - 57
0
C
– Tỉ trọng: 0.989
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 16/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
– Nồng độ sử dụng tối đa 6% thể tích . Được cơ quan bảo vệ Mỹ EPA cho
phép sử dụng ở Mỹ
– Khả năng tăng Ron: khoảng 20 điểm, tùy thành phần và trị trí octan xăng
gốc.
Chức năng của phụ gia

– Tăng trị số octan của tất cả các loại xăng
– Tạo độ ổn định cho xăng
– Làm giảm bớt hoặc loại trừ các tạp chất trong xăng
– Có thể sử dụng thay thế chì
– Cải thiện độ cháy
– Loại trừ và ngăn chặn các loại cặn carbon
– Giảm hoặc hạn chế lượng hydrocarbon, NO
x
, SO
2
thải ra
Một số kết quả thực nghiệm khả năng tăng trị số octan với phụ gia PT- 10515G
Bảng 4: Một số kết quả thử nghiệm với phụ gia PT-10515G
PT-10515G, ml/l RON MON ( R + M )/2
0
93,2
83,6
88,4
10
97,0
86,1
91,5
15
98,4
87,6
93,0
20
99,2
88,3
93,7

25
101,3
89,9
95,6
30
102,1
90,8
96,4
35
103,5
91,4
97,4
40
104,1
92,5
98,3
Ta thấy với xăng gốc là RON 93,2; khi pha thêm 10ml/l phụ gia PT – 10515G thì trị
số octan của xăng tăng lên 3,8. Khi pha lên 40ml/l thì chỉ số octan của xăng lên 104,1
RON, độ tăng là 10,9. Trị số RON và MON tăng đều. Với những xăng gốc có trị số octan
càng thấp thì khả năng tăng trị số octan lại càng cao.
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 17/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
Bảng 5: Thử nghiệm khả năng tăng chỉ số octan của phụ gia PT-10515G
Condensate Bạch
Hổ (% thể tích)
Reformat PT RON đo ΔRON
50 50 0 84,1
50 49 1 88,3 4,2
3.3.2 Hợp chất chứa Mangan
Một trong những hợp chất chứa Mangan được sử dụng phổ biến để làm phụ gia

tăng trị số octan cho xăng là Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl ( MMT).
MMT được dùng để tăng trị số octan cho xăng không chì ở Mỹ và Canada từ năm
1977. Năm 1995, Tổ chức bảo vệ môi trường của Mỹ EPA cho phép sử dụng MMT
trong xăng không chì. Năm 2000, Tổ chức bảo vệ môi trường Trung Quốc cho phép sử
dụng MMT trong xăng không chì. Hiện nay, có trên 150 nhà máy ở 45 quốc gia trên thế
giới sử dụng MMT.
Tại Việt Nam, các công ty TNHH một thành viên Dầu khí Tp. Hồ Chí Minh và
Công ty chế biến và Kinh doanh dầu PDC cũng đang sử dụng MMT để pha xăng.
MMT được chào bán tại Việt Nam thông qua Daryar International Corp và công ty
TNHH C&S. MMT còn đáp ứng những tiêu chuẩn Euro III, Euro IV về khí thải. Một
số đặc điểm về thành phần và tính chất của phụ gia MMT được trình bày dưới đây .
Phụ gia MMT
Thành phần và tính chất của MMT
– Công thức hóa học: C
6
H
7
Mn(CO)
3
– Chất lỏng cơ kim chứa 24.4% Mangan
– Nhiệt độ đông đặc: -1
0
C
– Khối lượng riêng: 1.38 g/ml tại 20
o
C
– Điểm sôi: 232
0
C tại 760 mmHg
– Điểm chớp cháy cốn kín: 82

0
C
– Áp suất bay hơi : - 0.05 mmHg tại 20
0
C
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 18/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
– Ổn định tại nhiệt độ cao
– Không tan trong nước
So sánh với tetraethyl chì và một số phụ gia kim loại tăng trị số octan khác thì
MMT có những ưu điểm như :
– Sử dụng hàm lượng thấp .
– Phân tán tốt trong các loại xăng và không tăng độc tính của xăng .
– Thích hợp với các động cơ đời cũ và mới
– Giảm việc thải ra các chất độc hại như CO, NOx , HC
– Không ảnh hưởng lên bộ chuyển đổi xúc tác
Nhược điểm lớn nhất của MMT là rất nhạy với ánh sang. Khi có mặt ánh sang MMT
phân hủy và tạo thành cặn lắng xuống .
Hiệu ứng tăng trị số octan của MMT đối với các loại xăng như sau :
– Parafin > Olefins > Aromatics
– Xăng gốc có trị số octan thấp > Xăng gốc có trị số octan cao
– RON > MON
– Xăng không chì > Xăng chì
Bảng 6 : Những ảnh hưởng của MMT đến tính chất của xăng
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 19/25
Tiêu chuẩn Phương pháp thử Ảnh hưởng của MMT
Độ ổn định oxy hóa ASTM D – 525 không
Hàm lượng lưu
huỳnh
ASTM D – 2622

không
Hàm lượng chì ASTM D – 3237
không
Hàm lượng oxygenat
e
ASTM D – 4815
không
Hàm lượng
hydrocarbon
ASTM D – 1319
không
Hàm lượng benzene ASTM D – 4420
không
Áp suất hơi ASTM D – 5191
không
Thành phần cất ASTM D – 86
không
Tỷ trọng ASTM D – 4052
không
Độ ăn mòn tấm
đồng
ASTM D – 130
không
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
So sánh về chi phí cho các biện pháp tăng trị số octan được trình bày trong hình I.4.
Cụ thể thấy rằng việc sử dụng phụ gia MMT cho chi phí thấp nhất.
Một số kết quả thử nghiệm về khả năng làm tăng trị số octan của MMT đối với
xăng gốc có trị số octan từ 86 đến 88 và từ 92 đến 94 lần lượt được trình bày trong các
bảng 5 và 6. Ta thấy rằng , độ tăng RON cao nhất là 3,1 RON đối với xăng gốc có
RON 86 đến 88 và 1,6 RON đối với xăng gốc có RON 92 đến 94.

CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 20/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
Bảng 7 Khả năng tăng trị số octan đối với xăng gốc có trị số octan từ 86 đến 88
V
ùng
MMT(mg Mn/l) R
on
Ron tăng
Châu Á
0
86.4

9
88.6
2.2
18
89.5
3.1
Trung Đông
0
86.4

9
88.4
2.0
18
89.3
2.9
Nam Mỹ
0

88.0

9
89.8
1.8
18
90.7
2.7
Bảng 8 Khả năng tăng trị số octan đối với xăng gốc có trị số octan từ 92 đến 95
V
ùng
MMT (mg Mn/l) RO
N
RON tang
Châu Á
0
93,5

9
94,5
1
18 95,1 1,6
Trung Đông
0
94,1

9
95,2
1,1
18

95,8
1,5
Nam Mỹ
0
92,4

9
93,2
0,9
18
93,6
1,3
CBHD: Nguyễn Thành Trung Trang 21/25
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
Như vậy, qua kết quả so sánh giữa hai nguồn xăng gốc có trị số octan khác
nhau, ta thấy loại xăng gốc có trị số octan thấp thì MMT cho khả năng tăng RON cao
hơn so với xăng gốc có trị số octan cao.
Khi xem xét về ảnh hưởng đến môi trường, theo một nghiên cứu ở Mỹ, nếu các
nhà máy lọc dầu dùng phụ gia MMT thì hăng năm sẽ giảm được:
1800 tấn bụi
2000 tấn CO
2500 tấn NO
x
3400 tấn SO
x
1600000 tấn CO
2
3.3.3 Hợp chất chứa sắt
Hợp chất chứa sắt sản xuất theo 3 cấp độ tinh khiết là 98% 99% và 99,9% với giá cả
cách biệt nhau nhiều lần. Octel Corporation chào bán hợp chất chứa ferrocene 99,9%

hiệu PLUTOcen
#
dạng viên nén ở VIệt Nam thông qua công ty kinh doanh hóa chất J-J
Degussa. Công ty Sila Chemicals (Dailian) Limited của Trung Quốc bán hợp chất
ferrocene hiệu Sunazocene
#
Các hợp chất chứa sắt không độc hại nhưng ở nồng độ cao
có thể tạo oxyt sắt ở bộ phận đánh lửa gây ăn mòn động cơ. Do đó, nồng độ phụ gia
trong xăng bị giới hạn ở mức 30 mg ferocene/l xăng (khoảng 9 mg Fe/l xăng) ở Canada
và các nước Châu Âu và 37 mg Fe/l xăng ở Nga. Hiện tại chưa có giới hạn nồng độ sắt
trong xăng ở Việt Nam. Thành phần, tính chất và đặc tính sử dụng của một loại phụ gia
thuộc nhóm hợp chất sắt được trình bày dưới đây.
Phụ gia Sunazocene
#
Thành phần tính chất và đặc tính sử dụng của
Sunazocene
#
: Công thức hóa học: (C
5
H
5
)
2
Fe
Độ tinh khiết: 99,5-
99,9% Hàm lượng sắt:
30,02%
Sử dụng hàm lượng thấp
Xúc tác khả năng cháy, cải thiện hệ số cháy của nhiên liệu.
22

Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
Giảm các chất phát thải ô nhiễm (khói, CO, NO
x
, hidrocacbon không cháy)
Các tính chất của phụ chứa hợp chất sắt Sunazocene
#
được trình bày trong bảng 9
Bảng 9 Các dạng phụ gia Sunazocene
#
và tính chất hóa lý
Tính chất Dạng bột Dạng lỏng
Hàm lượng Fe (khối lượng)
30,02%
2,1%
Điểm sôi
o
C
249
170
Điểm chảy
o
C
174
-9
Điểm chớp cháy
o
C
62
Nhiệt độ tự bốc cháy
o

C
>
149
Tỉ trọng 1,49
g/cm
3
0,96
g/cm
3
Đóng gói phuy hay bao Phuy hay thùng
Khả năng RON của phụ gia Sunazocene
#
(nồng độ tối đa 30 ppm Ferocene, 9 mg
Fe/l) được trình bày trong hình 2. Ta thấy độ tăng RON cao nhất là 1,7
Sunazocene và MMT lần lượt là 1 và 1,1. Có thể thấy rằng, so với phụ gia MMT thì
phụ gia chứa sắt có chi phí làm tăng RON thấp hơn, nhưng không nhiều. Như vậy, đây là
hai loại phụ gia tăng trị số octan cần được xem xét để đưa vào xăng.
Bảng 10: So sánh lựa chọn phụ gia
Phụ gia MMT Phụ gia Ferrocene
Độ tăng RON tối đa 3,1 RON 1,7 RON
Chi phí tăng RON 1,1 USD/RON/tấn 1 USD/RON/tấn
Tác động đến môi trường Giảm khí thải độc hại Giảm khí thải độc hại
Thông tin về phụ gia Đầy đủ, tin cậy, có nhiều
công trình nghiên cứu
được công bố
Thiếu độ tin cậy, ít thông
tin, công trình nghiên cứu
được công bố
23
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng

4. Kết luận
Vấn đề hiện nay của các công ty xăng dầu là pha chế xăng đạt tiêu chuẩn và
đem lại hiệu quả kinh tế cho nhà máy, Tren cơ sở tận dụng nguồn condensat
có sẵn trong nước, hướng giải quyết vấn đề này là tìm loại phụ gia tăng trị số
octan phù hợp để dùng vào việc pha chế xăng.
Tuy nhiên, chẳng may Ethanol cũng chẳng rẻ gì để pha trộn vào xăng. Những
vấn đề còn tồn tại với xăng Có 2 vấn đề gây ô nhiễm môi trường do xăng tạo ra
khi cháy trong động cơ. Vấn đề đầu tiên liên quan đến khói bụi và ảnh hưởng
đến tầng ozone ở những thành phố lớn. Vấn đề thứ hai liên quan đến khí
carbonic và “các loại khí nhà kính”.
Thật ra, một cách lý tưởng là xăng sẽ cháy hoàn toàn trong buồng đốt
(cylinder), chỉ tạo ra hơi nước và khí carbonic (CO
2
) mà thôi. Nhưng chẳng
may động cơ đốt trong không được hoàn hảo lắm, khi đốt cháy xăng trong
buồng nổ (cylinder), nó cũng tạo ra các loại khí sau, rất độc hại:
• Khí Carbon Monoxide (CO), là một loại khí độc chết người
• Các loại khí Nitrogen oxide, như NO, NO2, tạo ra các đám sương màu cam
bao phủ các đô thị lớn, và là tác nhân chính gây mưa acid
• Các loại hydrocarbon chưa cháy hết trong buồng đốt động cơ và bị thải ra.
Đây là nguyên nhân tác hại chính đến tầng ozone. Bộ xúc tác chuyển đổi khí
thải độc thành vô hại (catalytic converter) ở các ống xả của xe hơi (đáng lẽ
cũng nên có ở xe máy, nhất là tại VN với lượng xe máy lưu thông rất lớn), sẽ
giúp hạn chế sự ô nhiễm này.
Tuy nhiên, cho đến nay các công ty sản xuất xe hơi vẫn chưa đầu tư nghiên cứu
hoàn thiện đúng mức bộ Xúc Tác Chuyển Đổi. Và do vậy sự ô nhiễm gây ra
bởi các loại ô tô, xe máy và các nhà máy nhiệt điện chạy bằng xăng dầu, vẫn là
đề tài gây bức xúc cho người dân ở các đô thị lớn trên toàn thế giới. Nhưng giả
sử, xăng cháy hoàn toàn trong buồng đốt thì nó sẽ chỉ tạo ra hơi nước và khí
Carbonic – CO

2
. Khí Carbonic này, nếu ở một lượng lớn, vẫn tạo ra vấn đề đối
với môi trường sống trên trái đất. Theo công thức cấu tạo C
n
H
2n+2
, khối lượng
của hydrocarbon chủ yếu là khối lượng của các nguyên tử C. Một gallon xăng
(3,85 lít) khi bị đốt cháy hoàn toàn sẽ sinh ra 2,5 kg khí Carbonic và thải vào
khí quyển. Nếu chỉ tính riêng một mình nước Mỹ không thôi, cũng đã thải ra
24
Phụ gia tăng chỉ số octane trong xăng
khoảng 900.000 tấn khí Carbonic trong một ngày, từ lượng xe lưu thông và các
nhà máy nhiệt điện. Con số này là con số khổng lồ, nhưng chúng ta không hoàn
toàn ý thức được sự tác hại của nó lên đời sống của chính chúng ta. Carbonic,
CO2 là một loại khí nhà kính. Chính nó góp phần tạo nên biến đổi khí hậu đột
ngột trên hành tinh này. Hệ quả là mực nước biển dâng cao hơn, gây ngập lụt
các miền duyên hải và diện tích canh tác trồng trọt, hay sinh sống của con
người và các loài sinh vật khác bị giảm thiểu. Và hệ lụy gây ra bởi xăng và
động cơ đốt trong cho môi trường, vẫn chưa dừng lại ở đó. Nhiều tác hại vẫn
đang còn tiềm tàng, chưa được khám phá hết. Sau cùng, ảnh hưởng của xăng
dầu đối với nền kinh tế và chính trị của các quốc gia. Giá xăng dầu liên tục tăng
trong những thập niên gần đây là một trong những nguyên nhân gây bất ổn về
kinh tế cũng như chính trị của thế giới nói chung. Nguyên nhân chủ yếu, đó là
các hoạt động chính của xã hội loài người hiện đại quá lệ thuộc vào nguồn tài
nguyên dầu mỏ; xăng dầu tựa như là nguồn năng lượng tạo ra nền văn minh và
chính trị hiện đại của thế giới. Bao lâu chúng ta chưa tìm được phương thức để
cân bằng được một cách hợp lý giữa sử dụng xăng dầu và các nguồn năng
lượng khác, nền kinh tế và chính trị của thế giới sẽ vẫn đối mặt với các vấn đề
như đã và đang xãy ra.

25
Bảng biến động giá xăng dầu tại Anh từ năm 2007 – 2011 (nguồn Wiki)