LOGO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: Tìm hiểu về nhiên liệu JET
A1 và tính tốn thiết kế bể chứa
dung tích 35000 m3

GVHD: GVC TS. Công Ngọc Thắng
SVTH: Trần Anh Vũ
Lớp: Lọc Hóa dầu A – K59


Giới thiệu về đề tài
Lý do chọn đề tài
 Ngành cơng nghiệp dầu khí đóng vai trị hết sức quan trọng trong
thời đại ngày nay.
 Đại dịch Covid 19 hoành hành ảnh hưởng khơng nhỏ tới q trình
sản xuất và tiêu thụ xăng dầu, trong đó có Jet A1.
 Quá trình thực tập sản xuất, thực tập tốt nghiệp, em được thực hành
tại Ban quản lý chất lượng nhà máy lọc dầu Dung Quất, trong đó em
được thực hiện các phương pháp đo đánh giá chất lượng của nhiên
liệu phản lực Jet A1


NỘI DUNG

1

Tổng quan về nhiên liệu bay

2

Các quá trình xử lý Kerosen

3

Các tiêu chuẩn kỹ thuật của Jet A1

4

Tính tốn bể chứa dung tích 35000 m3


1. Tổng quan về nhiên liệu bay
Nhiên liệu
bay

Xăng máy bay
(Aviation Gasoline)
- Là loại xăng có
trị số octan cao,
tiêu chuẩn nghiêm
ngặt về thành phần
cất

Nhiên liệu phản
lực
(Jet Fuel)
- Là các loại nhiên
liệu dựa trên cơ sở
Kerosen và các

chất phụ gia.


1. Tổng quan về nhiên liệu bay
Phân biệt một số loại xăng máy bay

Avgas
80/87

Avgas
100/130

Avgas
100LL

Có màu đỏ, có ít
chì nhất, cực đại
là 0,5 gam chì
trên 1 galon Mỹ,
và nó được sử
dụng trong các
động cơ có tỷ số
nén rất thấp.

Có màu xanh
lục, là xăng máy
bay có chỉ số
octan cao hơn,
chứa tối đa 4
gam chì trên 1

galon Mỹ, hay
1,12 gam/lít.

Có màu lam,
chứa tối đa 2
gam chì trên
một galon Mỹ,
hay 0,56
gam/lít, và là
xăng máy bay
phổ biến nhất.


1. Tổng quan về nhiên liệu bay
Phân biệt một số loại xăng máy bay
JET B
 Là một hỗn hợp hydrocacbon được pha trộn với khoảng 30%
kerosen và 70 % xăng, được biết đến với tên khác là nhiên liệu
wide-cut. Nhiên liệu này có điểm đóng băng rất thấp khoảng -60 oC,
và điểm chớp cháy thấp.
 Do trong thành phần của nhiên liệu này có chứa thành phần nhẹ nên
khó kiểm sốt, nguy hiểm hơn khi xử lý, vì vậy nhiên liệu này rất ít
được sử dụng, hiện chỉ cịn được sử dụng cho máy bay quân sự ở
một số vùng có khí hậu lạnh như ở miền bắc Canada, Alaska, Nga.


1. Tổng quan về nhiên liệu bay
Phân biệt một số loại xăng máy bay
Jet A
Điểm chớp cháy

Điểm băng
Nhiệt độ tự bắt
cháy
Khối lượng
riêng ở 15oC

Jet A1

38 oC (100 oF)
-40 oC

-47 oC

210 oC (410 oF)
0,820 kg/L

0,804 kg/L

Nhiên liệu phản lực loại A được sử dụng tại Mỹ từ những
năm 1950, và hầu như khơng được sử dụng ngồi lãnh
thổ Mỹ. Cịn nhiên liệu Jet A1 được coi là nhiên liệu tiêu
chuẩn được sử dụng ở phần còn lại của thế giới trừ các
quốc gia thuộc Liên Xơ cũ. Điểm khác nhau chính giữa
nhiên liệu Jet A và Jet A1 là ở nhiệt độ đóng băng.


1. Tổng quan về nhiên liệu bay
Chỉ tiêu kỹ thuật của JET A1
Sản phẩm nhiên liệu phản lực JET A1 khi bán ra thị trường phải
có CoQ đã được ký bởi Trưởng phòng Quản lý chất lượng. Trong

chứng chỉ này có đầy đủ tất cả các thơng tin như sau:

Tên đơn vị sản xuất
Loại nhiên liệu
Ngày, số lô, bể

JET A1
TCVN 6426:2009

Các tiêu chí kiểm tra
Phương pháp phân tích
Tiêu chuẩn áp dụng

Bảng các chỉ tiêu đánh giá chất lượng


1. Tổng quan về nhiên liệu bay
Phụ gia pha JET A1
Phụ gia là những hóa chất có thể tan trong nhiên liệu, được thêm vào nhiên
liệu với lượng nhỏ (cỡ ppm) nhằm làm tăng cường hoặc duy trì các tính
chất quan trọng của nhiên liệu. Phụ gia là thành phần không thể thiếu trong
bất cứ nhiên liệu bay nào, sự khác nhau chủ yếu giữa nhiên liệu dùng cho
quân đội và dân dụng là các phụ gia, hàm lượng của chúng.
JET A

JET A1

JP-8

ASTM D 1655


DEF STAN 91-91

MIL-DTL 83133

Chống oxy hóa
Chống tạo cặn kim
loại

Cho phép
Cho phép

Theo yêu cầu
Cho phép

Theo yêu cầu
Thỏa thuận

Chống tĩnh điện

Cho phép

Theo yêu cầu

Theo yêu cầu

Ức chế ăn mịn
Chống đóng băng

Thỏa thuận

Thỏa thuận

Cho phép
Thỏa thuận

Theo u cầu
Theo u cầu

Chống vi sinh vật

Thỏa thuận

Thỏa thuận

Không cho phép

Bền nhiệt

Không cho phép

Không cho phép

Thỏa thuận

Loại phụ gia


1. Tổng quan về nhiên liệu bay
Một số chất phụ gia tiêu biểu
 Phụ gia ức chế đóng băng: phụ gia này cho thêm vào mùa đông và mùa hè khi chuyến bay

kéo dài quá 5 tiếng vì với khoảng thời gian này nhiên liệu sẽ kịp đông lạnh đến nhiệt độ
thấp. Hiện nay sử dụng phổ biến là ethylene glycol mono methyl ether (EGME) và
diethylene glycol mono methyl ether (Di-EGME) ở mức độ cho phép do 2 chất này độc với
môi trường và sức khỏe.
 Phụ gia chống oxy hóa: được sử dụng để ngăn sự tạo thành peroxit trong quá trình bảo
quản, vận chuyển nhiên liệu. Hiện nay chủ yếu sử dụng phổ biến là các dẫn xuất phenol
được đưa vào với hàm lượng 10 – 20 µg/ml. Ví dụ như 2,6-ditertiary-4-methyl phenol
(nồng độ tối đa cho phép của phụ gia này là 24 mg/l), ngồi ra có thể sử dụng 2,4-dimethyl6- terbutyl phenol; 2,6-diterbutyl phenol.


1. Tổng quan về nhiên liệu bay
Một số chất phụ gia tiêu biểu
 Phụ gia chống tĩnh điện: Phụ gia sẽ được bổ sung vào nhiên liệu phản lực làm tăng độ dẫn
điện của nhiên liệu đến một mức thích hợp để giảm thiểu nguy cơ gây cháy nổ. Hiện nay
phụ gia được sử dụng phổ biến có tên Stadis 450 với hàm lượng trong khoảng 5 – 50 ppm,
thành phần gồm có: Toluene: 30 – 60%, Dung dịch Naphta: 10 – 30%, Axit
dinonylnaphtylsulphonic: 10 – 30%, Polymer có chứa lưu huỳnh: 10 – 30%, Polymer có
chứa nitơ: 5 – 10%, Propan-2-ol: 1 – 5%, Naphtalen: 1 – 5%.
 Một số phụ gia khác: ngồi các loại phụ gia chính kể trên, còn một số loại chất phụ gia khác
như phụ gia chống tạo cặn kim loại: N, N’ – disalycylidene-1,2-propane diamine, phụ gia
chống vi sinh vật: BioborTM và KathonTM, phụ gia chống ăn mịn: phụ gia này chứa nhóm có
cực (thường là axit cacboxylic) sẽ bám lên bề mặt kim loại tạo thành một lớp màng mỏng
tương tự như dầu nhờn có tác dụng bảo vệ chống ăn mịn.


2. Các quá trình xử lý Kerosen
Nguyên liệu và sản phẩm
 Quá trình xử lý này được thực hiện chủ yếu ở phân xưởng xử lý kerosen KTU, tại
nhà máy Lọc dầu Dung Quất là U-14. Phân xưởng kerosen được thiết kế sử dụng
kiềm để trích ly, làm giảm hàm lượng mercaptan, axit naphthenic trong dòng

kerosen đến từ phân xưởng chưng cất, đồng thời tách loại tồn bộ nước có trong
kerosen trước khi đưa sang bể chứa. Sau khi qua phân xưởng này kerosen sẽ được
xử lý và đạt tiêu chuẩn của nhiên liệu phản lực.
 Nguyên liệu của phân xưởng lấy từ phân đoạn kerosen của phân xưởng chưng cất.
Phân đoạn này cịn gọi là dầu lửa: có nhiệt độ sôi từ 180 đến 250 oC, bao gồm các
hydrocacbon có số cacbon từ C11 đến C16.
 Sản phẩm sử dụng chủ yếu cho hai mục đích: làm nhiên liệu phản lực và dầu hỏa
dân dụng. Sản phẩm sau khi ra khỏi phân xưởng thỏa mãn các tiêu chuẩn của nhiên
liệu phản lực JET A1.


2. Các q trình xử lý Kerosen
Bản chất hóa học
Q trình xử lý khơng sử dụng hydro:
 Trích ly axit napthenic: Mục đích của q trình tách axit naphthanic để sản phẩm
kerosen sau khi xử lý đáp ứng được tiêu chuẩn về chỉ tiêu ăn mòn tấm đồng
R-COOH + NaOH  RCOONa + H2O
 Oxy hóa mercaptan: Q trình tách mercaptans từ kerosen phải tiến hành oxy hoá để
chuyển mercaptan thành dạng disulfide hydrocacbon (disulfide oils - DSO) bền vững
hơn gồm các quá trình:
 Phản ứng tạo ra natri mercaptides: RSH + NaOH  RSNa + H2O
 Oxy hóa natri mercaptides xảy ra tạo DSO: 4RSNa + O2 + 2H2O  2RSSR + 4NaOH
 Quá trình rửa bằng nước: nhằm loại bỏ các tạp chất kéo theo, tách mercaptans.
 Quá trình sấy bằng muối: nhằm loại bỏ lượng nước tự do kéo theo trong quá trình rửa để
đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm.
 Quá trình lọc bằng đất sét: nhằm lọc nốt các tạp chất cịn sót lại sau các quá trình như
các hạt rắn, nước, các chất tạo bọt, nhũ tương và các hợp chất bề mặt.


2. Các q trình xử lý Kerosen

Bản chất hóa học
Q trình xử lý sử dụng hydro
Dầu thơ là dầu chua thì sau khi qua phân xưởng chưng cất chứa các hợp
chất chứa lưu huỳnh, nitơ, oxy với hàm lượng cao hơn khi đó cần phải loại bỏ bằng
phương pháp hydrotreating. Phương pháp này dùng hydro để khử các hợp chất đó
về dạng dễ tách rồi tách ra. Mục tiêu chủ yếu của quá trình này là làm giảm lưu
huỳnh nâng cao chất lượng sản phẩm và làm giảm lượng huydrocacbon thơm để cải
thiện chiều cao ngọn lửa khơng khói. Gồm các phản ứng:
- Loại bỏ lưu huỳnh: 𝑅 − 𝑆𝐻 + 𝐻2 → 𝑅−𝐻 + 𝐻2𝑆
- Loại bỏ nitơ và oxy: R-NH2+ H2 𝑅−𝐻 + NH3,
𝑅 – 𝑂+ H2 ⟶ 𝑅 – 𝐻 + 𝐻2𝑂
+ 3H2  C6H12
- No hóa hợp chất thơm
- Loại bỏ kim loại.


2. Các q trình xử lý Kerosen
Các cơng nghệ xử lý Kerosen

MERICAT ™ II

Sử dụng Fiber Film
Contactor làm thiết
bị truyền khối và sử
dụng hỗn hợp xút,
chất xúc tác, khơng
khí để loại bỏ
hydrogen sulfide,
làm ngọt các hợp
chất mercaptan

trong nhiên liệu

UOP

Sử dụng q trình
hóa học xúc tác độc
quyền của UOP có
tên Merox để loại
bỏ mercaptan bằng
cách chuyển đổi
chúng thành
hydrocacbon lỏng
disulfua.

Prime-K

Sử dụng quá trình
hydrotreating để
giảm hàm lượng lưu
huỳnh tổng của
nhiên liệu, giảm
lượng hợp chất
thơm để cải thiện
điểm khói của
nhiên liệu phản lực


2. Các q trình xử lý Kerosen
Sơ đồ cơng nghệ xử lý kerosen của UOP



2. Các q trình xử lý Kerosen
Sơ đồ cơng nghệ Prime-K


2. Các q trình xử lý Kerosen
Sơ đồ cơng nghệ MERICAT TM II

Hiện nay nhà máy lọc dầu Dung Quất đang sử dụng công nghệ này


2. Các q trình xử lý Kerosen
Cơng nghệ MERICAT TM II
Cụm thiết bị tiếp xúc NAPFINING FIBER FILM

Thiết bị tiếp xúc NAPFINING FIBER FILM được dùng để tách axit
naphtanic ra khỏi kerosen. Thiết bị có ba phần chính:
- Phần thân thiết bị
- Phần đầu thiết bị
- Phần bó sợi dây kim loại


2. Các q trình xử lý Kerosen
Cơng nghệ MERICAT TM II
Cụm thiết bị oxy hóa mercaptan

Cụm thiết bị oxy hóa mercaptan bao gồm các thiết bị chính: thiết
bị tiếp xúc, thiết bị phân tách và các thiết bị phụ khác



2. Các q trình xử lý Kerosen
Cơng nghệ MERICAT TM II
Thiết bị khác
 Thiết bị sấy bằng muối

 Thiết bị lọc bằng đất sét


2. Các quá trình xử lý Kerosen
Các chất xúc tác được sử dụng
 Xúc tác ARI-100EXL: Xúc tác này được
thêm hàng ngày và tuần hoàn trong hệ
thống MERICAT II.
 Nhà cung cấp: Gas Technology Product,
846 East Algonquin Road, Suite 100,
Schaumburg, IL 60173-3854, U.S.A
- Thành phần: Coban photalocyanin
sunfonat và nước
- Đặc điểm: Chất lỏng màu xanh đậm,
không mùi, pH=5.5-7.5
- Điểm sôi:

1000C

- Điểm đông: -6.5 C
0

- Điểm chớp cháy: không bắt cháy

 Xúc tác ARI-120L: Xúc tác này được

them 1 lần trong suốt quá trình thấm cacbon.
Qui trình thấm lớp cacbon được mơ tả ở
chương 5.0 “Chuẩn bị cho q trình Startup”.
 Nhà cung cấp: Gas Technology Products
LLC, 846 East Algonquin Road, Suite A100,
Schaumburg, IL 60173-3854, U.S.A
Thành phần: Coban photalocyanin sunfonat
và nước
Đặc điểm: Chất lỏng màu xanh đậm, không
mùi, pH=5.5-7.5

- Tỉ trọng tương đương (H2O=1): 1.07-

Điểm sôi:

1.17

Điểm đông: -6.50C

1000C

Điểm chớp cháy: không bắt cháy
Tỉ trọng tương đương (H2O=1): 1.07-1.17


3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của JET A1
 Kiểm tra ngoại quan theo ASTM D 4176: Nhiên liệu JET A1 u cầu khơng có
nước tự do, khơng bị bẩn và nhiễm các vật thể lạ. Các hạt rắn như bụi, gỉ sắt…có
thể bít bộ lọc nhiên liệu và gây mòn bơm nhiên liệu. Nước tự do trong nhiên liệu có
thể gây ăn mịn trong một số kim loại và tạo điều kiện cho vi khuẩn tồn tại. Ngoài

yêu cầu phải sạch, nhiên liệu JET A1 yêu cầu không được chứa các tạp chất và các
chất hoạt động bề mặt, vi khuẩn, thuốc nhuộm.
 Phương pháp này gồm 2 quy trình
 Quy trình 1: quy định phương pháp nhanh xác định mẫu đạt/ không đạt về sự
nhiễm bẩn. Lấy khoảng 900 ml nhiên liệu cho vào cốc thủy tinh sạch dung tích
1000 ml và kiểm tra độ trong bằng mắt thường. Sau đó lắc xốy mẫu và bằng mắt
thường kiểm tra cặn hoặc nước hình thành bên dưới cuộn xốy.
 Quy trình 2: quy định sự đánh giá tổng thể bằng số khi quan sát ngoại quan mờ đục. Lấy
khoảng 900ml nhiên liệu cho vào cốc thủy tinh sạch dung tích 1000 ml và kiểm tra
độ trong bằng mắt thường. Độ trong của nhiên liệu được đánh giá bằng cách đặt
bảng biểu đồ thanh ở phía sau mẫu và so sánh bằng mắt thường ngoại quan của
nhiên liệu với các tấm ảnh chuẩn đánh giá độ đục. Sau đó lắc xoáy mẫu và bằng
mắt thường kiểm tra cặn hoặc nước hình thành bên dưới cuộn xốy.


3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của JET A1
 Kiểm tra màu theo ASTM D 156: Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định
màu của các loại dầu tinh chế như xăng động cơ và xăng hàng không chưa pha
màu, nhiên liệu phản lực, naphta, dầu hỏa, sáp dầu mỏ và các loại dầu trắng dùng
trong dược phẩm.
 Thiết bị, dụng cụ bao gồm: Máy so màu saybolt, cốc đựng mẫu, phễu rót mẫu
 Lấy một phần mẫu thử để tráng ống mẫu, chú ý dốc hết mẫu trong ống. Đổ mẫu
dầu nhiên liệu vào ống, so sánh màu theo số nguyên của kính màu chuẩn. Khi màu
của mẫu sáng hơn kính màu chuẩn thì chuyển và thay bằng kính màu chuẩn nửa
đơn vị. Khi màu của mẫu sẫm hơn một đơn vị tại 61/4 in thì sử dụng kính màu
chuẩn hai đơn vị.
 Đặt màu hoặc các kình màu chuẩn đúng vị trí, và để mẫu thử trong ống ở mức mà
màu của mẫu đó là sẫm hơn so với kính chuẩn, dùng vịi xả bớt mẫu dần dần ra sao
cho màu của mẫu hơi sẫm hơn so với màu chuẩn. Từ điểm này hạ bớt mức mẫu
xuống đến độ sâu gần nhất phù hợp với đúng số màu. Khi quan sát dầu qua mắt

kính, màu mẫu vẫn sẫm hơn kính màu chuẩn thì tiếp tục hạ mức mẫu xuống độ sâu
quy định và so sánh.
 Tiếp tục thao tác như vậy đến khi độ sâu của mẫu đạt vị trí mà màu của mẫu và
kính màu chuẩn như nhau.


3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của JET A1
 Xác định lượng axit tổng theo ASTM D3242: Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác
định axit tổng có trong nhiên liệu tuốc bin hàng không từ 0,000 đến 0,100 mgKOH/g.
 Hòa tan mẫu thử trong hỗn hợp toluen và cồn isopropylic có chứa một lượng nhỏ nước. Dung
dịch đồng nhất được một dịng khí nitơ sục qua và được chuẩn độ bằng cồn kali hydroxit
chuẩn đến điểm cuối được nhận biết bằng sự chuyển màu (da cam trong axit và xanh lá cây
trong kiềm) của dung dịch p-naphtolbenzein.
 Phương pháp hấp phụ chỉ thị huỳnh quang theo ASTM D1319: Tiêu chuẩn này quy định
phương pháp xác định các loại hydrocacbon trong các phân đoạn dầu mỏ chưng cất dưới
315°C với khoảng nồng độ các hợp chất thơm từ 5% đến 99% thể tích, các olefin từ 0,3%
đến 55% thể tích và các hydrocacbon no từ 1 % đến 95% thể tích. Tiêu chuẩn này cũng có
thể áp dụng cho nồng độ nằm ngoài dải quy định trên, nhưng chưa xác định được độ chụm.
Phương pháp này không áp dụng cho các hợp chất tối màu ảnh hưởng việc đọc dải sắc ký.
 Bơm khoảng 0,75 ml mẫu vào trong cột hấp phụ bằng thủy tinh đặc biệt nhồi silica gel đã
hoạt hóa. Một lớp mỏng của silica gel có chứa hỗn hợp phẩm màu huỳnh quang. Khi toàn bộ
mẫu đã được hấp phụ trên silica gel, thêm rượu vào để giải hấp phụ mẫu xuống dưới cột. Do
áp lực hấp phụ khác nhau mà các hydrocacbon được phân tách thành các hợp chất thơm,
olefin và các hydrocacbon no. Các phẩm màu huỳnh quang cũng được phân tách một cách
chọn lọc theo chủng loại hydrocacbon và tạo ra các miền mà ranh giới giữa chất thơm, olefin
và hydrocacbon no có thể nhìn thấy dưới ánh sáng tử ngoại. Phần trăm thể tích của từng loại
hydrocacbon được tính trên cơ sở chiều cao của từng miền trong cột.