66
CÔNG TY TNHH PETRO LAO TÀI LIỆU KỸ THUẬT DẦU DIESEL

Tai Lieu Diesel

Embed Size (px)

DESCRIPTION

tinh chat cua nhien lieu DO

Citation preview

CÔNG TY TNHH PETRO LAO

TÀI LIỆU KỸ THUẬT

Viêng Chăn, tháng 01 năm 2015

DẦU DIESEL

(Tài liệu lưu hành nội bộ)

CÔNG TY TNHH PETRO LAO

TÀI LIỆU KỸ THUẬT

DẦU DIESEL

Viêng Chăn, tháng 01 năm 2015

(Tài liệu lưu hành nội bộ)

1

M C L CỤ Ụ

CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VÀ CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA NHIÊN LIỆU

DIESEL......................................................................................................................4

1.1. Giới thiệu chung về nhiên liệu diesel................................................................................4

1.2. Thành phần hóa học của nhiên liệu diesel........................................................................5

1.2.1. Thành phần hóa học của phân đoạn gasoil....................................................................5

1.2.1.1. Nhóm hợp chất hydrocacbon......................................................................................6

1.2.1.2. Nhóm hợp chất phi hydrocacbon................................................................................6

1.2.2. Thành phần hoá học ở các nguồn ngoài phân đoạn gasoil để sản xuất Diesel..............7

1.2.3. Nguyên tắc hoạt động và đặc điểm quá trình cháy trong động cơ Diesel......................8

1.2.3.1. Nguyên lý hoạt động của động cơ Diesel...................................................................8

1.2.3.2. Đặc điểm quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ Diesel...................................9

1.2.4. Các chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu Diesel..............................................................11

1.2.4.1. Chỉ số xêtan IC (Indice de Cétane)...........................................................................11

1.2.4.1.1. Định nghĩa..............................................................................................................11

1.2.4.1.2. Phương pháp xác định chỉ số xêtan........................................................................12

1.2.4.1.3. Cải thiện IC bằng phụ gia......................................................................................13

1.2.4.1.4. Ảnh hưởng của chỉ số IC lên hoạt động của động cơ............................................13

1.2.4.2. Tỷ trọng.....................................................................................................................14

1.2.4.3. Thành phần cất..........................................................................................................15

1.2.4.4. Điểm chớp cháy........................................................................................................16

1.2.4.5. Độ nhớt (µ)................................................................................................................17

1.2.4.5. Các chỉ tiêu liên quan đến điều kiện làm việc ở nhiệt độ thấp..................................18

1.2.4.5.1. Điểm vẫn đục.........................................................................................................19

1.2.4.5.2. Điểm đông đặc hay điểm chảy...............................................................................19

2

1.2.4.5.3. Nhiệt độ lọc tới hạn................................................................................................20

1.2.4.6. Hàm lượng lưu huỳnh...............................................................................................20

1.2.4.7. Độ ổn định oxy hoá...................................................................................................21

1.2.4.8. Độ ăn mòn tấm đồng.................................................................................................22

1.2.4.9. Hàm lượng nước.......................................................................................................22

1.2.4.10. Màu sắc...................................................................................................................22

1.2.4.11. Phụ gia dùng cho nhiên liệu Diesel.........................................................................23

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ THỬ NGHIỆM TIÊU CHUẨN CỦA NHIÊN LIỆU DIESEL

...................................................................................................................................24

2.1. Chưng cất D86................................................................................................................24

2.1.1. Mục đích và ý nghĩa.....................................................................................................24

2.1.2. Một số thuật ngữ..........................................................................................................24

2.1.3. Tóm tắt phương pháp...................................................................................................25

2.1.4. Quy trình thí nghiệm....................................................................................................26

2.2. Xác định điểm aniline (ASTM D611).............................................................................26

2.2.1. Mục đích và ý nghĩa.....................................................................................................26

2.2.2. Tóm tắt phương pháp...................................................................................................27

2.2.3. Quy trình tiến hành......................................................................................................27

2.3. Xác định nhiệt độ vẩn đục (ASTM D2500)....................................................................27

2.3.1. Mục đích và ý nghĩa.....................................................................................................27

2.3.2. Tóm tắt phương pháp...................................................................................................28

2.3.3. Quy trình thử nghiệm...................................................................................................28

2.4. Độ ăn mòn tấm đồng (ASTM D130)..............................................................................29

2.4.1. Mục đích và ý nghĩa.....................................................................................................29

2.4.2. Tóm tắt phương pháp...................................................................................................29

2.4.3. Quy trình thí nghiệm....................................................................................................29

2.5. Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc hở...............................................................................30

3

2.5.1. Mục đích và ý nghĩa.....................................................................................................30

2.5.2. Tóm tắt phương pháp...................................................................................................31

2.5.3. Quy trình thí nghiệm....................................................................................................31

2.6. Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc kín..............................................................................32

2.6.1. Mục đích và ý nghĩa.....................................................................................................32

2.6.2. Tóm tắt phương pháp...................................................................................................32

2.6.3. Quy trình thí nghiệm....................................................................................................32

2.7. Xác định chiều cao ngọn lửa không khói (ASTM – D1322)..........................................34

2.7.1. Mục đích và ý nghĩa.....................................................................................................34

2.7.2. Tóm tắt phương pháp...................................................................................................35

2.7.3. Quy trình thí nghiệm....................................................................................................35

2.8. Xác định tỷ trọng.............................................................................................................36

2.8.1. Mục đích và ý nghĩa.....................................................................................................36

2.8.2. Tóm tắt phương pháp...................................................................................................36

2.8.3. Quy trình thí nghiệm....................................................................................................36

2.9. Xác định hàm lượng nước (ASTM D95 – 99)................................................................37

2.9.1. Mục đích và ý nghĩa.....................................................................................................37

2.9.2. Tóm tắt phương pháp...................................................................................................38

2.9.3. Quy trình thí nghiệm....................................................................................................38

2.10. Xác định độ nhớt động học (ASTM D445)..................................................................39

2.10.1. Mục đích và ý nghĩa...................................................................................................39

2.10.2. Tóm tắt phương pháp.................................................................................................40

2.10.3. Quy trình thí nghiệm..................................................................................................40

CHƯƠNG 3: AN TOÀN KHI LÀM VIỆC VỚI DẦU DIESEL.........................41

3.1...........................................................................................................................................41

4

CHƯƠNG 1: TÍNH CHẤT VÀ CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA

NHIÊN LIỆU DIESEL

1.1. Giới thiệu chung về nhiên liệu diesel

Nhiên liệu diesel là một nhiên liệu lỏng, nặng hơn dầu hỏa và xăng, sử dụng cho động

cơ diesel (đường bộ, đường sắt, đường thủy) và một phần sử dụng cho máy móc công

nghiệp như: tuabin khí, máy phát điện, máy móc xây dựng…

Ngày nay động cơ diesel đã phát triển mạnh mẽ, đa dạng hóa về chủng loại cũng như

kích thước được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong đời sống sản xuất và sinh

hoạt của con người bởi tính ưu việc của nó so với động cơ xăng. Do vậy nhu cầu nhiên liệu

Diesel ngày càng tăng, điều này đã đặt ra cho các nhà sản xuất nhiên liệu những thách thức

mới và điều này càng khắt khe hơn bởi những yêu cầu ngày càng khắt khe của luật bảo vệ

môi trường.

Trong nhà máy lọc dầu thì nhiên liệu Diesel được lấy chủ yếu từ phân đoạn gasoil của

quá trình chưng cất dầu mỏ. Đây chính là phân đoạn thích hợp nhất để sản xuất nhiên liệu

Diesel mà không cần phải áp dụng những quá trình biến đổi hóa học. Tuy nhiên, để đảm bảo

về số lượng ngày càng tăng của nhiên liệu Diesel và việc sử dụng một cách có hiệu quả các

sản phẩm trong nhà máy lọc dầu thì thực tế nhiên liệu Diesel luôn được phối trộn từ các

nguồn khác như: Phân đoạn gasoil của quá trình hydrocracacking, phân đoạn gasoil từ quá

trình FCC, các sản phẩm của quá trình oligome hóa, dime hóa, trime hóa, giảm nhớt, HDS...

Một số tính chất hóa lý của nhiên liệu Diesel:

Đặc điểm Kết quảTrạng thái vật lý LỏngMàu sắc Màu vàng nhẹMùi đặc trưng Mùi nhẹ, đặc trưng xăng dầuÁp suất hóa hơi (mmHg) ở nhiệt độ, áp suất tiêu chuẩn

0.4

Độ hòa tan trong nước KhôngKhối lượng riêng (kg/m3) ở 15C 820 – 860Điểm sôi (C) 175 – 370Điểm nóng chảy (C) max 6Điểm chớp cháy (C) > 52Nhiệt độ tự cháy (C) 210 – 260Giới hạn nồng độ cháy, nổ trên (% 10

5

hỗn hợp với không khí)Giới hạn nồng độ cháy, nổ dưới (% hỗn hợp với không khí)

0.3 – 10

Tỉ lệ hóa hơi (kg/l) 0.7Chỉ số cetane > 46

1.2. Thành phần hóa học của nhiên liệu diesel

Như đã nêu trong phần trước, nhiên liệu Diesel thương phẩm được phối trộn từ nhiều

nguồn khác nhau trong nhà máy lọc dầu. Thành phần hoá học của các nguồn này thay đổi

rất nhiều ngay cả khi cùng một nguồn gốc dầu thô. Để xem xét, trước hết ta xem xét các

nguồn dùng để phối trộn nhiên liệu Diesel.

Phân đoạn Gasoil của tháp chưng cất khí quyển (phân đoạn chính để phối trộn)

Từ phân xưởng cracking xúc tác

Từ phân xưởng hydrocracking

Từ phân xưởng giảm nhớt

Từ phân xưởng cốc hoá

Từ phân xưởng tách loại lưu huỳnh kèm theo quá trình chuyển hoá

Từ các quá trình tổng hợp như oligome hoá

1.2.1. Thành phần hóa học của phân đoạn gasoil

6

Đây là thành phần chính để phối trộn nhiên liệu Diesel. Trước đây phân đoạn này được

lấy từ tháp chưng cất khí quyển có khoảng nhiệt độ sôi là 250oC ÷ 350oC, với khoảng nhiệt

độ sôi này thì thành phần hoá học của gasoil bao gồm các hydrocacbon có số nguyên tử

cacbon từ C15,16 ÷ C20,21, hầu hết các nhóm chất có mặt trong dầu thô đều tìm thấy trong phân

đoạn này. Cũng như khi nghiên cứu dầu mỏ hay các sản phẩm dầu mỏ khác, thành phần hoá

học của gasoil được chia thành hai nhóm chất chính như sau:

1.2.1.1. Nhóm hợp chất hydrocacbon

Nhóm chất này bao gồm các họ như sau: Paraffin, Naphten, Aromatic

Họ Parfinic

Đặc điểm chung về các hydrocacbon parafinic trong phân đoạn này là sự phân bố giữa

cấu trúc thẳng và cấu trúc nhánh ở đây có khác: hầu hết là cấu trúc mạch thẳng (n-parafin),

dạng cấu trúc nhánh đồng phân của chúng thì rất ít và nhánh chủ yếu là gốc mêtyl. Đáng

chú ý là về cuối phân đoạn gasoil, bắt đầu có mặt những hydrocacbon n-parafinic có nhiệt

độ kết tinh cao như: C16 có nhiệt độ kết tinh ở 18,1oC, C20 có nhiệt độ kết tinh ở 36,7oC. Khi

những parafin này kết tinh, chúng sẽ tạo ra một bộ khung phân tử, những hydrocacbon khác

còn lại ở dạng lỏng sẽ nằm trong đó, nếu các parafin rắn này có nhiều, chúng sẽ làm cho cả

nhiên liệu mất tính linh động thậm chí có thể làm đông đặc lại ở những nhiệt độ thấp.

Họ Naphten và Aromatic

Những hydrocacbon loại naphten và aromatic trong phân đoạn này bên cạnh những

loại có cấu trúc một vòng có nhiều nhánh phụ đính xung quanh còn có mặt các hợp chất 2

hoặc 3 vòng. Ngoài ra trong gasoil đã có mặt các hợp chất hydrocacbon có cấu trúc hỗn hợp

giữa vòng naphten và aromatic như têtralin và các đồng đẳng của chúng. Ngoài ba họ trên

thì trong thành phần của nhiên liệu Diesel luôn chứa một hàm lượng đáng kể các hợp chất

không no như olefin (phần chủ yếu), dien ...các hợp chất không no này đến từ các quá trình

chế biến sâu như FCC, giảm nhớt . . .

1.2.1.2. Nhóm hợp chất phi hydrocacbon

Trong Diesel thương phẩm thì các chất phi hydrocacbon tồn tại dưới nhiều dạng khác

nhau.

Hợp chất của lưu huỳnh

Nếu như trong xăng, lưu huỳnh dạng mercaptan chiếm phần chủ yếu trong số các hợp

chất lưu huỳnh ở đó, thì trong phân đoạn gosoil loại lưu huỳnh mercapten hầu như không

7

còn mercaptan nữa. Thay thế vào đó là lưu huỳnh dạng sunfua và disunfua, cũng như lưu

huỳnh trong các mạch dị vòng. Trong số này, các sunfua vòng no (dị vòng) là loại có chủ

yếu.

Hợp chất của oxy

Các hợp chất chứa oxy trong phân đoạn gasoil cũng tăng dần lên. Đặc biệt ở phân

đoạn này, các hợp chất chứa oxy dưới dạng axit, chủ yếu là axit naphtenic có rất nhiều và

đạt đến cực đại ở trong phân đoạn gasoil. Ngoài các axit, các hợp chất chứa oxy trong phân

đoạn gasoil còn có các phenol và đồng đẳng của chúng như crezol, dimetyl phenol.

Hợp chất của nitơ

Các hợp chất của nitơ trong phân đoạn này cũng có ít nhưng chúng có thể nằm dưới

dạng các Quinolin và đồng đẳng, hoặc các hợp chất chứa nitơ không mang tính bazơ như

Pirol, Indol và các đồng đẳng của nó. Ngoài những hợp chất chứa thuần tuý N2, O2, S thì

trong phân đoạn gasoil đã có mặt các chất nhựa, trọng lượng phân tử của nhựa vào khoảng

(300-400). Nói chung các chất nhựa của dầu mỏ thường tập trung chủ yếu vào các phân

đoạn sau gasoil, còn trong phân đoạn này số lượng chúng rất ít.

1.2.2. Thành phần hoá học ở các nguồn ngoài phân đoạn gasoil để sản

xuất Diesel

Trong các nguồn này thì thành phân hoá học của nó thay đổi rất nhiều. Chúng không

chỉ phụ thuộc vào loại dầu thô mà còn phụ thuộc vào quá trình sử dụng và điều kiện công

nghệ. Các nguồn này có thể chia làm hai nhóm nhỏ:

Nhóm thứ nhất:

Nhóm này bao gồm các loại gasoil nhận được từ các quá trình sau:

Crackinh nhiệt, xác tác

Giảm nhớt

Cốc hoá

Gasoil thu được từ các quá trình này thường có chất lượng rất xấu (chỉ số cetan thấp,

hàm lượng lưu huỳnh cao, các chất kém ổn định nhiều, hàm lượng aromatic và hợp chất

nhựa nhiều). Khi phối trộn trực tiếp thì nhóm gasoil này chỉ chiếm một lượng nhỏ, nhưng

thông thường thì chúng phải qua quá trình xử lý (HDS) rồi mới đem phối trộn.

Nhóm thứ hai:

Nhóm này bao gồm các loại gasoil thu được từ các quá trình xử lý bằng hydro như:

HDS, Hydrocrackinh, các quá trình tổng hợp… Đặc điểm nỗi bật của gasoil nhóm này là

8

chất lượng rất tốt có nghĩa là chỉ số cetan cao, hàm lượng các hợp chất phi hydrocacbon như

lưu huỳnh, nitơ giảm xuống rất nhiều, hàm lượng aromatic và các chất không no cũng giảm

đi nhiều lần.

1.2.3. Nguyên tắc hoạt động và đặc điểm quá trình cháy trong động cơ

Diesel

Để khảo sát thành phần và tính chất nhiên liệu Diesel ảnh hưởng đến quá trình hoạt

động của động cơ và vấn đề ô nhiễm môi trường, trước hết ta xét sơ lược về hoạt động và

đặc điểm quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ Diesel.

1.2.3.1. Nguyên lý hoạt động của động cơ Diesel

Động cơ Diesel là một động cơ nhiệt dùng để biến năng lượng hoá học của

nhiên liệu khi cháy thành năng lượng cơ học dưới dạng chuyển động quay. Động cơ này

làm việc theo nguyên tắc một chu trình gồm kỳ: nạp, nén, cháy nổ và giản nở sinh công, thải

khí cháy ra ngoài. Sơ đồ nguyên lý như sau:

Trong quá trình vận hành của động cơ, trục khuỷu quay theo chiều mũi tên, piston đi

động lên xuống trong xylanh, thanh truyền truyền vận động tịnh tiến của piston cho trục

khuỷu quay tròn. Ở đây ta có khái niệm điểm chất trên và điểm chất dưới đó là các điểm

tương ứng với vị trí cao nhất và thấp nhất của piston trong xylanh. Chu trình công tác của

động cơ Diesel được tiến hành như sau :

Kỳ 1 – Hành trình nạp

Khi piston đi từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới xupap xả đóng lại xupap nạp mở

ra không khí được hút qua xupap nạp vào trong xylanh.

Kỳ 2 – Hành trình nén

9

Sau khi đến điểm chết dưới piston sẽ đi ngược lên phía trên, lúc này cả hai xupap đều

đóng lại không khí trong xylanh được nén đến nhiệt độ cao khoảng 450÷500oC tuỳ thuộc

vào tỷ số nén của động cơ.

Kỳ 3 – Hành trình Phun nhiên liệu chảyvà giản nở sinh công

Khi piston gần đến điểm chết trên thì nhiên liệu được bơm cao áp phun vào dưới dạng

các sương (các hạt có kích thước rất nhỏ), từ các hạt sương này nhiên liệu sẽ bay hơi tạo với

không khi một hỗn hợp tự bốc cháy. Nhờ vào kết quả của quá trình cháy, nhiệt độ và áp suất

trong xylanh tăng cao nên chúng đẩy piston chạy từ điểm chết trên xuống điểm chết dưới và

đồng thời thực hiện quá trình giản nở sinh công.

Kỳ 4 – Hành trình thải

Khi piston bị đẩy xuống điểm chết dưới theo lực quán tính nó ngược lên phía trên, lúc

này xupap xả mở ra để đẩy khí cháy ra ngoài và kết thúc một chu trình. Sau chu trình này

piston lại đi xuống phía dưới để thực hiện chu trình tiếp theo. Trong thực tế thì các xupap

đóng mở cũng như thời điểm phun nhiên liệu không trùng với điểm chết trên và điểm chết

dưới. Thường để nạp được nhiều không khí vào xylanh người ta cho các xupap được mở

sớm nhưng đóng muộn, còn nhiên liệu sẽ được phun vào trước khi piston đến điểm chết trên

khoảng lớn hơn khoảng 10 độ theo gốc quay của trục khuỷu. Như vậy, toàn bộ chu trình

công tác được thực hiện theo bốn hành trình trong hai vòng quay của trục khuỷu, trong bốn

hành trình này chỉ một hành trình cháy và giãn nở duy nhất sinh công, còn ba hành trình

khác không sinh công.

1.2.3.2. Đặc điểm quá trình cháy của nhiên liệu trong động cơ Diesel

Từ việc phân tích hoạt động của động cơ Diesel ở trên ta rút ra được những đặc điểm

của quá trình cháy trong động cơ này như sau: khác với động cơ xăng nhiên liệu được phối

trộn trước trong bộ chế hoà khí thì ở động cơ Diesel nhiên liệu không được phối trộn trước

mà chỉ được phun vào xylanh khi không khí đã được nén để đạt nhiệt độ và áp suất cao, ở

trong điều kiện này thì nhiên liệu bay hơi rồi tạo hỗn hợp tự bốc cháy mà không cần đến sự

đánh lửa của bugi. Trong động cơ xăng thì quá trình cháy phải được bắt đầu từ bugi sau đó

lan truyền đi theo các mặt cầu và nhiên liệu chỉ được phép cháy khi màng lửa lan tràn đến

còn trong động cơ Diesel thì quá trình bắt cháy có thể bất kỳ chổ nào trong xylanh mà ở đó

nhiên liệu được phối trộn tốt với không khí để có thể tự bốc cháy.

Nếu như trong động cơ xăng việc tăng công suất bằng cách tăng tỷ số nén sẽ vấp phải

hiện tượng nhiên liệu chịu nhiệt độ và áp suất cao sẽ tự bốc cháy khí mặt lửa chưa lan

10

truyền đến thì trong động cơ Diesel bắt buộc phải có tỷ số nén cao để bảo đảm cho nhiên

liệu có thể tự bay hơi và bốc cháy. Do đó công suất của động cơ Diesel luôn lớn hơn công

suất của động cơ xăng khi cùng mức tiêu thụ nhiên liệu. Nhiên liệu sau khi phun vào buồng

cháy nó không cháy ngay mà cần có một thời gian nhất định để chuẩn bị, đây là thời gian để

oxy hóa sâu các hydrocacbon trong nhiên liệu tạo các hợp chất chứa oxy trung gian, có khả

năng tự bốc cháy. Thời gian này được gọi là thời gian cháy trễ hay thời gian cảm ứng. Thời

gian này dài hay ngắn phụ thuộc hoàn toàn vào bản chất của nhiên liệu và cấu trúc của động

cơ, nó thường được chia thành hai loại đó là thời gian cảm ứng vật lý và thời gian cảm ứng

hoá học. Thời gian cảm ứng càng ngắn càng tốt vì lúc đó nhiên liệu sẽ cháy điều hòa.

Như vậy để có thời gian cháy trễ ngắn thì nhiên liệu phải có nhiều các chất n–paraffin,

vì các cấu tử này dễ bị oxy hóa, tức là rất dễ tự bốc cháy. Còn các iso – parafin và các hợp

chất hydrocacbon thơm khác rất khó bị oxy hóa nên thời gian cháy trễ dài, khả năng tự bốc

cháy kém. Có thể sắp xếp theo thứ tự chiều giảm khả năng oxy hóa (tức là tăng thời gian

cảm ứng) của các hydrocacbon như sau:

n-parafin < naphten < n-olefin < iso-naphten < iso-parafin

< iso-olefin < hydrocacbon thơm

So sánh lợi ích của động cơ Diesel và động cơ xăng

Khi so sánh về lợi ích của động cơ Diesel so với động cơ xăng người ta nhận thấy

động cơ Diesel có nhiều lợi ích hơn theo nhiều gố độ.

Xét về gốc độ nhiệt trị:

Nhiệt trị khối lượng của Diesel lớn hơn nhiệt trị khối lượng của xăng khoảng 10% do

đó khi xem xét 2 động cơ có cùng hiệu suất thì động cơ Diesel tiêu thụ nhiên liệu ít hơn

khoảng 10%.

Xét về hiệu suất sử dụng nhiệt:

Hiệu suất sử dụng nhiệt của động cơ Diesel luôn lớn hơn động cơ xăng vì nó không có

lá trập để tạo ra độ âm áp trong giai đoạn hút do đó trên đồ thị P-V diện tích của vùng áp

suất thấp nhỏ hơn so với động cơ xăng. Tuy nhiên hiệu suất của động cơ Diesel giảm nhanh

khi tốc độ tăng lên do tổn thấp áp suất do ma sát tăng nhanh và quá trình cháy trong thời

gian ngắn khó khăn hơn so với động cơ xăng.

Xét về gốc độ nhiên liệu:

Giá thành của Diesel rẻ hơn xăng, theo tính toán ở nhà máy lọc dầu thì năng lượng tiêu

thụ để sản xuất Diesel nhỏ hơn sản xuất xăng khoảng 6% (13% so với 19%) So sánh mức

tiêu thụ nhiên liệu của động cơ Diesel và Xăng theo các điều kiện vận hành khác nhau:

11

Vì những ưu điểm của động cơ Diesel mà chung được sử dụng ngày càng rộng rãi.

Chúng ta có thể thấy rõ điều này qua số lượng nhiên liệu tiêu thụ tại thị trường Pháp.

1.2.4. Các chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu Diesel

Như vừa thấy trong phần trước, quá trình cháy trong động cơ không phải là quá trình

cháy lý tưởng nên nó sẽ làm giảm công suất của động cơ, nhưng điều quan trọng hơn cả là

quá trình cháy không hoàn toàn này sẽ tạo ra các chất độc có hại cho con người và môi

trường. Do đó việc nghiên cứu nhằm làm giảm các chất độc này là điều bắt buộc đối với các

nhà sản xuất động cơ và nhiên liệu. Đối với nhiên liệu Diesel thương phẩm nó phải đảm bảo

được các tính chất sau:

1.2.4.1. Chỉ số xêtan IC (Indice de Cétane)

1.2.4.1.1. Định nghĩa

Chỉ số xêtan là một đại lượng qui ước đặc trưng cho khả năng tự bốc cháy của nhiên

liệu Diesel và được tính bằng % thể tích của n-xêtan trong hỗn hợp của nó với α-

mêtylnaphtalen khi hỗn hợp này có khả năng tự bốc cháy tương đương với nhiên liệu Diesel

12

đang khảo sát. Trong hỗn hợp này thì n-xêtan có khả năng tự bốc cháy tốt nên trị số của nó

được qui ước bằng 100, còn α-mêtỵlnaphtalen có khả năng tự bốc cháy kém được qui ước

bằng 0. Trong thực tế một vài phòng thí nghiệm người ta dùng hephtametylnonan (HMN)

thay cho α-mêltỵnaphtalen, trong đó HMN có IC = 15.

Các hydrocacbon khác nhau đều có trị số cetan khác nhau: mạch càng dài thì trị số

cetane càng cao, ngược lại hydrocacbon thơm, nhiều vòng thì trị số cetane thấp.

1.2.4.1.2. Phương pháp xác định chỉ số xêtan

Chỉ số xêtan có thể xác định theo nhiều phương pháp khác nhau như do trực tiếp trên

động cơ hay xác định từ các tính chất của nó. Việc xác định trực tiếp IC được thực hiện trên

động cơ CFR (Coferation Fuel Reseach) như trong động cơ xăng với gốc phun sớm nhiên

liệu là 13 độ theo gốc quay của trục khuỷu. Phương pháp này trong thực tế ít được sử dụng

vì nó phức tạp và tốn kém. Chỉ số IC có thể được các định từ các tính chất của nhiên liệu

Diesel, chỉ số thu được gọi là chỉ số IC tính toán. Theo cách này thì trong thực tế cũng tồn

tại nhiều công thức khác nhau để xác định IC.

Từ nhiệt độ sôi ứng với 50% chưng cất và tỷ trọng ta có thể xác định được IC theo

công thức sau:

CCI = 454,74-1641,41d+774d2 -0,554T50 +97,083(lgT50)2

Từ công thức này người ta đã xây dựng được đồ thị xác định như sau.

13

Xác định CI bằng phương pháp đồ thị

Vẽ đường thẳng qua 2 điểm : T50 và độ 0API (hoặc d415) đường thẳng này cắt vạch

thang chia IC tại CCI cần tìm.

Ví dụ :

Nhiên liệu có d415=0,84 (khối lượng riêng tiêu chuẩn) và T50=2800C (ASTMD86) ta

tìm được CCI =56.

Trong phạm vi IC=40÷55 sai lệch giữa CCI và IC đo đạc là tương đối nhỏ nếu nhiên

liệu không sử dụng phụ gia cải thiện IC.

Trên đây là phương pháp được sử dụng nhiều trong thực tế. Ngoài phương pháp này thì chỉ

số IC cong có thể đước xác đinh từ nhiệt độ sôi 10%, 50% và 90%; từ điểm anline hay từ

việc phân tích sắc ký, khối phổ thành phần hoá học của nhiên liệu Diesel.

1.2.4.1.3. Cải thiện IC bằng phụ gia

Như trong phần đàu chúng ta đã thấy nhiên liệu Diesel thương phẩm được phối trộn

từ rất nhiều nguồn với chất lượng rất khác nhau, chẳng hạn như nguồn LCO của quá trình

FFC hay gasoil của các quá trình cốc hoá, giảm nhớt ... chỉ số IC rất thấp. Khi đó nếu cần

nâng cao chỉ số này thì người ta có thể dùng các phụ gia. Phụ gia nhằm nâng cao chỉ số IC

có nhiều loại khác nhau nhưng có thể chia thành hai nhóm như sau:

Nhóm thứ nhất bao gồm các hợp chất peroxyt

Nhóm thứ hai bao gồm các hợp chất nitrat alkyl

Các hợp chất peroxyt đã được biết đến từ lâu nhưng chung ít được ứng dụng vì đây là

các hợp chất rất kém bền và vấn đề giá cả. Trong nhóm thứ hai thì hợp chất 2- Etylhecxyl

nitrat được sử dụng nhiều nhất.

1.2.4.1.4. Ảnh hưởng của chỉ số IC lên hoạt động của động cơ

Trong thực tế ngày nay các động cơ Diesel có yêu cầu về chỉ số IC vào khoảng 40÷60

tuỳ theo tốc độ của động cơ, với khoảng yêu cầu này thì người ta dễ dàng đạt được trong các

nhà máy lọc dầu. Tuy nhiên điều quan trọng là phải sử dụng loại nhiên liệu hợp với động cơ

theo qui định của nhà chế tạo vì chỉ số này liên quan trực tiếp đến thời gian cảm ứng.

14

Khi chỉ số IC giảm xuống thì thời gian cảm ứng sẽ tăng lên điều này sẽ ảnh hưởng trực

tiếp đến quá trình cháy trong động cơ, cụ thể là khi nhiên liệu phun vào có chỉ số IC nhỏ sẽ

có thời gian cảm ứng lớn do đó khi nó có thể tự bắt cháy thì khối lượng nhiên liệu trong

buồng cháy lớn nên quá trình cháy có thể xảy ra với tốc độ lớn làm cho áp suất trong buồng

cháy tăng cao một cách đột ngột, điều này sẽ tạo ra những tiếng gỏ kim loại, gây nóng máy

và làm giảm tuổi thọ của động cơ, ngoài ra khi tốc độ cháy quá lớn thì một phần nhiên liệu

có thể không cháy kịp mà bị phân huỷ do đó làm giảm công suất và thải ra nhiều chất gây ô

nhiễm môi trường. Quá trình này gọi là Cháy kích nổ vì khi nhiên liệu phun vào xylanh

nhiều mới xảy ra quá trình tự cháy dẫn đến cháy cùng một lúc, gây tỏa nhiệt mạnh, áp suất

tăng mạnh, động cơ rung giật, … Tuy nhiên sự ảnh hưởng này sẽ ít hơn trong động cơ

buồng cháy trước so với động cơ có buồng cháy trực tiếp.

Ngược lại, khi chỉ số IC quá cao thì thời gian cảm ứng sẽ quá nhỏ điều này có thể dẫn

đến quá trình tự bắt cháy quá sớm nên phần nhiên liệu phun vào sau có thể bị phun vào

trong khí cháy có nhiệt độ quá cao nên nhiên liệu không đủ thời gian để bay hơi thì đã nhận

được một lượng nhiệt quá lớn nên nó bị phân huỷ trước khi cháy, trong trường này công

suất của động cơ cũng bị giảm, gây lãng phí nhiên liệu và khói thải ra nhiều chất độc hại

cho con người và môi trường.

1.2.4.2. Tỷ trọng

Theo tiêu chuẩn của Việt Nam: ≤ 860 kg/m3

Theo tiêu chuẩn của châu Âu trước 01/01/2000 : 820 ≤ ρ15.515.5 ≤ 860 kg/m3

Theo tiêu chuẩn của châu Âu từ 01/01/2000 : 820 ≤ ρ15.515.5 ≤ 845 kg/m3

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.

Trong các phương pháp trên thì phương pháp dùng picnomet là phương pháp cần đến

ít mẫu nhất và cho độ chính xác cao nhất. Như vậy, phương pháp này có ý nghĩa lớn khi có

ít mẫu và đòi hỏi độ chính xác cao. Phương pháp này có thể áp dụng cho các loại mẫu khác

nhau. Nhược điểm duy nhất của phương pháp này cần nhiều thời gian. Từ nguyên tắc hoạt

động của động cơ Diesel ta nhận thấy nhiên liệu trước khi cháy chúng phải trải qua một quá

trình biến đổi từ việc bị phân chia thành các hạt sương sau khi qua kim phun cao áp, hoá hơi

15

để trộn lẫn với không khí và biến đổi để tự bốc cháy, các quá trình này đều liên quan trực

tiếp đến tỷ trọng của Diesel.

Khi khối lượng riêng lớn thì động năng của dòng nhiên liệu lớn, nhiên liệu bị phun đi

xa hơn khi đó không gian trộn lẫn của nhiên liệu với không khí lớn. Tuy nhiên, khi nhiên

liệu có khối lượng riêng lớn thì thường độ nhớt của nhiên liệu cũng lớn nên khả năng bay

hơi tạo với không khí hỗn hợp tự bốc cháy thấp điều này làm cho quá trình cháy của nhiên

liệu kém. Nếu như khối lượng riêng lớn quá thì khi phun nhiên liệu có thể va đập vào thành

của buồng cháy, điều này sẽ làm loảng màng dầu bôi trơn trên thành của buồng cháy gây ra

hiện tượng mài mòn. Ngoài ra khi bị phun vào màng dầu bôi trên thành xylanh thì nhiên liệu

sẽ bị hấp thụ trong màng dầu này, sau đó trong giai đoạn thải khí cháy chúng có thể bay hơi

theo khí cháy và được đẩy ra ngoài làm tăng hàm lượng các chất độc hại trong khí thải. Khi

hai loại nhiên liệu có cùng giới hạn sôi thì nhiên liệu nào có khối lượng riêng cao hơn thì sẽ

có hàm lượng các hydrocacbon thơm và naphtenic cao hơn, nhiên liệu có khối lượng riêng

thấp sẽ chứa nhiều parafin. Tuy nhiên, việc khống chế giá trị tối đa của khối lượng riêng để

tránh đưa vào nhiên liệu các phần nặng gây khó khăn cho quá trình tự bốc cháy, tăng độ

giàu của nhiên liệu làm tăng thải ra khói đen, bồ hóng. Qua phân tích trên cho thấy khôi

lượng riêng của nhiên liệu sẽ có những ảnh hưởng đến quá trình sử dụng nhiên liệu Diesel

qua các thông số sau:

Công suất của động cơ

Tiêu thụ riêng

Hàm lượng CO, HC, Particules trong khói thải.

1.2.4.3. Thành phần cất

Cũng tương tự như nhiên liệu xăng, nhiên liệu Diesel là một hỗn hợp của rất nhiều các

hợp chất khác nhau có nhiệt độ sôi thay đổi trong khoảng rộng. Thực tế, trong khoảng phân

đoạn của nó thì ở nhiệt độ nào cũng có các hydrocacbon tương ứng bay hơi, nhưng điều cần

quan tâm ở đây là ở một nhiệt độ nhất định thì cường độ bay hơi của các cấu tử khác nhau là

không giống nhau. Vì vậy, để đặc trưng cho độ bay hơi của nhiên liệu Diesel thì người ta

dùng hai khái niệm là Thành phần cất. Nhờ khái niệm này mà ta có thể biết được sự phân bố

của các hydrocacbon trong nhiên liệu Diesel.

Những khái niệm và định nghĩa được dùng ở đây cũng như đã nêu trong phần nhiên

liệu cho động cơ xăng. Thành cất được xác định theo phương pháp thử ASTM-D86. Cũng

tương tự như xăng, nhiên liệu diesel cũng cần phải có thành phần cất theo quy định để bảo

16

đảm cho quá trình hoạt động của động cơ bởi độ bay hơi của nhiên liệu sẽ ảnh hưởng trực

tiếp quá trình cháy của nó trong buồng cháy, nhưng điều cần phải chú ý ở nhiên liệu Diesel

là nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối thay đổi trong khoảng rộng (do nhiên liệu Diesel được phối

trộn từ nhiều nguồn có khoảng nhiệt độ rất khác nhau như đã nêu ở trên và cũng tuỳ theo

yêu cầu về chất lượng của nó) nên người ta thường không quan tâm nhiều như trong động

cơ xăng, thường đối với nhiên liệu Diesel thì người ta quan tâm đến phần trăm chưng cất ở

một số nhiệt độ nhất định.

Theo tiêu chuẩn Việt Nam thì có hai giá trị như sau:

Điểm cất ở 50% thể tích là 290oC (E50)

Điểm cất ở 90% thể tích là 350oC (E90)

Theo tiêu chuẩn Châu Âu thì có ba giá trị sau được quan tâm:

Ở 250oC thành phần cất thu được phải nhỏ hơn 65%

Ở 350oC thành phần cất thu được phải lớn hơn 85%

Ở 370oC thành phần cất thu được phải lớn hơn 95%

Ở Hoa Kỳ thì người ta phân biệt hai loại gasoil đó là gasoil dùng cho phương tiện giao

thông vận tải và gasoil dùng cho các máy móc công nghiệp, trong loại thứ nhất thì nhiệt độ

ở 90% chưng cất phải nhỏ hơn 288oC, còn loại thứ hai nhiệt độ này mằn trong khoảng

282oC ÷ 338oC. Tuy nhiên, những giá trị của nhiệt độ sôi đầu cũng không được quá thấp và

nhiệt độ cuối không được quá cao vì điều này sẽ ảnh hưởng xấu đến việc sử dụng trong

động cơ. Nếu nhiệt độ cuối cao quá tức là trong thành phần của nó chứa nhiều cấu tử nặng

làm cho quá trình bay hơi để tạo hỗn hợp tự bốc cháy kém làm tăng quá trình cháy không

hoàn làm giảm công suất của động cơ (thực nghiệm cho thấy công suất của động cơ sẽ giảm

đi khoảng 1 ÷ 5%), tạo nhiều chất gây ô nhiễm môi trường, làm loãng màng dầu bôi trơn

trong buồng cháy hay làm giảm độ nhớt của dầu trong carter như đã nêu đối với động cơ

xăng. Ngược lại, khi nhiệt độ sôi đầu nhỏ nó không ảnh hưởng trực tiếp công suất của động

cơ, nhưng nếu như nhiệt độ đầu quá nhỏ thì làm tăng độ bay hơi gây mất mát trong quá trình

vận chuyển hay bảo quản hay làm giảm độ nhớt của nhiên liệu có thể gây mài mòn kim

phun.

1.2.4.4. Điểm chớp cháy

Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó nhiên liệu bay hơi tạo với không

khí một hỗn hợp có thể phụt cháy rồi tắt ngay như một tia chớp khi đưa ngọn lửa đến gần.

Nhiệt độ chớp cháy được xác định trong hai loại thiết bị cốc kín và cốc hở khác nhau nên

17

tương ứng ta cũng có hai loại nhiệt độ chớp cháy cốc kín và cốc hở. Loại cốc kín thường

dùng cho các loại sản phẩm có độ bay hơi lớn còn loại cốc hở thường dung cho các phân

đoạn nặng. Nhiệt độ chớp cháy đặc trưng cho các phần nhẹ dễ bay hơi trong nhiên liệu, khi

phần nhẹ càng nhiều thì khả năng bay hơi càng lớn điều này sẽ gây ra mất mát vật chất và

điều quan trọng hơn cả là nó có thể tạo ra hỗn hợp nổ trong quá trình bảo quản và vận

chuyển.

Tiêu chuẩn này đặc trưng cho các phần nhẹ dễ bay hơi trong nhiên liệu, khi phần nhẹ

càng nhiều thì khả năng bay hơi càng lớn điều này sẽ gây ra mất mát vật chất và điều quan

trọng hơn cả là nó có thể tạo ra hỗn hợp nỗ trong quá trình bảo quản và vận chuyển. Vì vậy

chỉ tiêu này đặc trưng cho mức độ an toàn của nhiên liệu Diesel.

Nếu như đối với xăng thì ở điều kiện thường độ bay hơi của nó lớn nên tạo hỗn hợp

với không khí nằm trên giới hạn nỗ thì ngược lại ở đây nhiên liệu Diesel có độ bay hơi kém,

ở điều kiện thường thì nó chỉ tạo được hỗn hợp nằm ở dưới giới hạn dưới của hỗn hợp nổ.

Tuy nhiên, khi nhiên liệu Diesel có lẫn những phần nhẹ thì nó có thể tạo ra những hỗn hợp

nổ.

1.2.4.5. Độ nhớt (µ).

Độ nhớt của nhiên liệu là một đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực do ma sát nội tại

sinh ra ngay trong lòng chất lỏng khi có sự chuyển động tương đối của các phân tử với

nhau. Độ nhớt có thể được biểu diễn dưới ba dạng chính như sau: độ nhớt động lực (cP), độ

nhớt động học (cSt) và độ nhớt quy ước. Độ nhớt động lực hay độ nhớt tuyệt đối là đại

lượng biểu diễn lực ma sát nội tại thực sinh ra khi các phân tử chuyển động tương đối với

nhau, hai loại độ nhớt còn lại là những đại lượng chỉ cho biết giá trị tương đối hay gián tiếp.

Độ nhớt động lực được rút ra từ phương trình của Newton về chất lỏng chảy trong

dòng ở chế độ chảy dòng (phần lớn các chất lỏng đều có thể áp dụng được phương trình

này). Phương trình của Newton được phát biểu như sau: Lực ma sát nội tại sinh ra giữa hai

lớp chất lỏng có sự chuyển động tương đối với nhau sẽ tỷ lệ với diện tích bề mặt của hai lớp

chất lỏng, với tốc độ biến dạng (không phải là gradient vận tốc).

Phương trình được biểu diễn như sau:

Trong đó:

18

F là lực tác dụng từ bên ngoài làm hai lớp chất lỏng chuyển động tương đối với nhau

và chính bằng lực ma sát sinh ra giưa hai bề mặt.

S là diện tích của hai bề mặt.

V là vận tốc tương đối giữa hai lớp chất lỏng.

Z là khoảng cách giữa hai lớp

µ là độ nhớt động học.

Độ nhớt động học có thể biểu theo nhiều đơn vị khác nhau tuỳ theo hệ thống đơn vị sử

dụng, nhưng thông thường thì trong lĩnh vực dầu khí nó thường được đo trong hệ CGS,

trong hệ thống này thì đơn vị của nó là Poise (P), thực tế thì hay dung đại lượng ước số của

nó là centipoise (cP).

Cũng tương tự như thành phần cất hay tỷ trọng, độ nhớt cũng có những ảnh hưởng

trực tiếp đến hoạt động của động cơ. Thực tế khi độ nhớt quá lớn sẽ làm tăng tổn thất áp

suất trong bơm và trong kim phun, làm tăng kích thước của các hạt sương nhiên liệu do đó

các tia nhiên liệu sẽ bay xa nên nó có thể và đập vào thành của buồng cháy để gây ra những

tác hại như đã nêu trong phần trên.

Ngược lại, khi nhiên liệu có độ nhớt quá thấp sẽ làm tăng lưu lượng thoát ra ở bơm

nạp liệu, như vậy sẽ làm giảm lưu lượng thể tích thực thoát ra ở kim phun (bơm cao áp).

Trong trường hợp này thì kim phun được nâng lên chậm hơn điều này sẽ làm giảm nhiên

liệu cung cấp cho động cơ. Với nhiên liệu Diesel có độ nhớt nhỏ quá thì khi phun vào

xylanh nó sẽ tạo thành các hạt quá mịn, không thể tới được các vùng xa kim phun có nghĩa

là không gian để trộn lẫn giữa nhiên liệu - không khí nhỏ, điều này làm cho quá trình tạo

hỗn hợp tự bốc cháy không tốt đồng thời phần được phun vào đầu có thể tự bắt cháy quá

sớm nên phần phun vào sau có thể bị phun vào trong khí cháy có nhiệt độ quá cao nên nhiên

liệu Diesel không đủ thời gian để bay hơi thì đã nhận được một lượng nhiệt quá lớn nên bị

phân huỷ trước khi cháy. Như vậy, trong trường này công suất của động cơ cũng bị giảm.

Ngoài ra, nhiên liệu Diesel còn có tác dụng bôi trơn cho bơm cao áp và các lò xo trong bộ

phận bơm nên khi độ nhớt quá nhỏ dễ gây ra sự rít làm mài mòn hệ thống này.

1.2.4.5. Các chỉ tiêu liên quan đến điều kiện làm việc ở nhiệt độ thấp

Như chúng ta đã biết nhiên liệu Diesel thương phẩm được phối trộn từ rất nhiều

nguồn khác với thành phần hoá học của nó có thể chứa các hydrocacbon có số nguyên tử

cacbon từ 10 ÷ 35. Muốn đảm bảo khả năng bay hơi tạo hỗn hợp tự bốc cháy trong buồng

cháy thì thành phần hoá học của nhiên liệu Diesel phải chứa một hàm lượng nhất định các

19

hydrocacbon Paraffin, nhưng chính các hợp chất sẽ gây ra cho nhiên liệu Diesel những khó

khăn khi nhiệt độ của môi trường xuống thấp. Khi nhiệt độ xuống thấp các hydrocacbon n-

paraffin có mạch dài sẽ kết tinh, các tinh thể này có dạng hình kim chúng dễ tạo ra các

khung tinh thể để chứa những phần còn lại, điều này sẽ làm giảm độ linh động của nhiên

liệu. Khi nạp liệu cho động cơ thì nhiên liệu Diesel phải đi qua một hệ thống lọc có một lưới

lọc với kích thước khoảng vài micromet. Trong trường hợp này các tinh thể paraffin có thể

làm bít các lỗ của lưới lọc dẫn đến sai lệch về lượng nhiên liệu cung cấp cho động cơ đồng

thời các tinh thể paraffin này còn có thể gây những ảnh hưởng xấu cho bơm nhiên liệu. Qua

những phân tích ở trên cho thấy việc cần thiết phải có những tiêu chuẩn để đảm bảo cho

nhiên liệu Diesel có khả năng làm việc được ở nhiệt độ thấp.

Trong thực tế, để đặc trưng cho khả năng làm việc của nhiên liệu Diesel ở nhiệt độ

thấp người ta dùng ba khái niệm khác nhau, đó là: Nhiệt độ vẩn đục, Điểm đông đặc (điểm

chảy), Nhiệt độ lọc tới hạn. Giá trị quy định cho các tiêu chuẩn này phụ thuộc vào từng

Quốc gia, từng châu lục và tuỳ thuộc theo mùa khác nhau và cuối cùng là tuỳ theo loại

nhiên liệu Diesel.

1.2.4.5.1. Điểm vẫn đục

Điểm vẫn đục là nhiệt độ mà ở đó bắt đầu xuất hiện sự kết tinh của các phân tử

paraffin trong hỗn hợp của nó ở điều kiện thí nghiệm.

Việc xác định điển vẫn đục được tiến hành theo các tiêu chuẩn ISO 3015 hoặc ASTM

D2500, trước đây các kết quả quan sát bằng mắt, ngày này nhiều phòng thí nghiệm đã trang

bị các thiết bị bán tự động và kết quả không còn quan sát bằng mắt nữa mà nó được đọc nhờ

hai sợi cáp quang.

Giá trị của điểm vẫn đục thay đổi tuỳ theo Quốc gia hoặc khu vực nhưng thông thường

nó nằm trong khoảng 0 đến -15oC nó cũng có thể lên đến 14oC ở các nước nóng nhưng cũng

có thể xuống - 40oC ở các nước quá lạnh.

1.2.4.5.2. Điểm đông đặc hay điểm chảy

Điểm đông đặc là điểm mà giá trị của nó chính bằng giá trị của nhiệt độ cao nhất mà ở

đó nhiên liệu Diesel còn có thể chảy lỏng.

Giá trị của điểm đông đặc thay đổi tuỳ theo Quốc gia hoặc khu vực, khoảng giao động

của nó rất rộng từ +4oC đến -39oC, nhưng thông thường nó nằm trong khoảng từ - 18oC đến

- 30oC.

20

Việc xác định điển đông đặc được tiến hành theo các tiêu chuẩn ISO 3016 hoặc ASTM

D97.

Trong thực tế thì việc xác định điểm đông đặc cũng tương tự như điểm vẩn đục, ở đây

người ta cho 40 ml nhiên liệu Diesel vào trong ống thuỷ tinh đậy nắp kín có gắn nhiệt kế,

trước hết đun nóng hỗn hợp đến 45oC sau đó làm lạnh với tốc độ xác định cho đến nhiệt độ

lớn hơn khoảng 9oC so với nhiệt độ điểm chảy dự đoán thì ta bắt đầu thí nghiệm tức là đặt

ống nghiệm sang trang thái nằm ngang, nếu nhiên liệu Diesel trong ống nghiệm bị chảy thì

tiếp tục làm lạnh xuống thêm 3oC nữa rồi lặp lại thao tác trên cho đến khi nhiên liệu Diesel

trong ống nghiệm không chảy khi đặt ông nghiệm nằm ngang trong vòng 5 giây thì ta dừng

thí nghiệm. Điểm đông đặc bằng giá trị của nhiệt độ khi dừng thí nghiệm cộng thêm 3.

1.2.4.5.3. Nhiệt độ lọc tới hạn

Hai tiêu chuẩn vừa nêu trên nhằm đánh giá độ linh động của nhiên liệu Diesel khi đã

có sự kết tinh với một lượng đáng kể tức là lượng tinh thể paraffin có thể đủ để bít phim lọc

làm tắt quá trình nạp liệu cho động cơ. Tuy nhiên trong thực tế khi nhiệt độ giảm một mức

độ nào đó mà các tinh thể paraffin chưa xuất hiện hoặc xuất hiện chưa nhiều nhưng độ nhớt

của nhiên liệu Diesel đã tăng lên một cách đáng kể, khi đó nó sẽ làm giảm tính linh động

của nhiên liệu nên nó có thể làm giảm lưu lượng của nhiên liệu cung cấp cho động cơ, điều

này sẽ có những ảnh hưởng xấu đến quá trình hoạt động của nó. Vì vậy để đảm bảo cho

động cơ Diesel làm việc tốt trong điều kiện này thì người ta đưa ra tiêu chuẩn nhiệt độ lọc

tới hạn. (TLF) Nhiệt độ lọc tới hạn là nhiệt độ cao nhất mà ở đó một thể tích xác định của

nhiên liệu Diesel (20ml) không chảy qua được một hệ thống lọc có kích thước xác định

trong khoảng thời gian xác định (60 giây) ở điều kiện thí nghiệm (độ chân không 20mbar).

1.2.4.6. Hàm lượng lưu huỳnh

Như chúng ta đã biết lưu huỳnh trong dầu thô cũng như trong các sản phẩm của nó

tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau như: Lưu huỳnh dạng nguyên tố, H2S, mercaptan, sulfua,

disulfua, dị vòng . . . tuỳ theo dạng tồn tại của nó mà nó có thể gây ăn mòn trực tiếp hay

gián tiếp. Nếu như trong nhiên liệu xăng lưu huỳnh tồn tại chủ yếu dưới dạng mercaptan

gây ăng mòn trực tiếp thì trong nhiên liệu Diesel dạng tồn tại này hầu như không còn nữa

mà chủ yếu dưới dạng sulfua, disulfua hay dị vòng không có khả năng ăn mòn trực tiếp mà

chúng chỉ gây ăn mòn khi bị cháy trong động cơ để tạo ra SO2 sau đó nó có thể chuyển một

phần thành SO3. Phần lớn lượng khí này thoát ra ngoài cùng khí cháy, nhưng có thể một

21

phần nhỏ lọt qua các xecmăng để vào trong carter chứa dầu và khi nhiệt độ trong carter này

xuống thấp thì chúng kết hợp với hơi nước để tạo ra các axit tương ứng gây ăn mòn các bề

mặt chi tiết khi dầu được bơm trở lại các bề mặt bôi trơn.

Trong các động cơ hiện đại ngày nay, nhằm làm giảm hàm lượng các

chất gây ô nhiễm cho môi trường trong khói thải thì động cơ được trang

bị bộ xúc tác để chuyển các chất độc hại thành các chất không hoặc kém

độc hại hơn. Khi có mặt các khí SOx trong dòng khí thải nó sẽ làm giảm

hoạt tính, ngộ độc xúc tác và ảnh hưởng đến nhiệt độ làm việc của bộ

xúc tác. Sự ảnh hưởng này được thể hiện trên đồ thị sau:

Ngoài ra, khi hàm lượng lưu huỳnh tăng thì nó sẽ làm giảm nhiệt cháy của nhiên liệu

Diesel vì vậy nó sẽ làm tăng hàm lượng các hydrocacbon chưa cháy, bồ hóng, muội than

trong sản vật cháy do đó càng làm mài mòn máy móc. Thực nghiệm cho thấy :

Hàm lượng lưu huỳnh khoảng 0,06% khối lượng nhiên liệu thì lượng muội than sinh

ra trên secmăng và piston là 2,1%.

Hàm lượng lưu huỳnh khoảng 0,85% khối lượng nhiên liệu thì lượng muội than sinh

ra trên secmăng và piston là 5,8%.

Hàm lượng lưu huỳnh khoảng 2,9% khối lượng nhiên liệu thì lượng muội than sinh

ra trên secmăng và piston là 12,2%

1.2.4.7. Độ ổn định oxy hoá

22

Nhiên liệu Diesel thương phẩm được phối trộn từ nhiều nguồn khác nhau trong đó có

nhiều nguồn thu được từ các quá trình chế biến sâu mà trong thành phần của nó có chứa

nhiều hợp chất kém bền như olefin, diolefin, aromatic… Trong quá trình chế biến, vận

chuyển, bảo quản cũng như trong quá trình nạp liệu cho động cơ thì nhiên liệu luôn tiếp xúc

với các tác nhân gây oxy hoá như oxy, nhiệt độ và cả sự có mặt của xúc tác thì nhiên liệu sẽ

bị biến đổi để tạo ra các hợp chất như nhựa, cặn… đây là các hợp chất có hại của nhiên liệu

vì nó có thể gây ăn mòn, gây tắt nghẽn phim lọc… vì vậy cần thiết nhiên liệu Diesel phải

đảm bảo được tiêu chuẩn này.

1.2.4.8. 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 ra toàn bộ là không khó thực hiện về mặt công nghệ và

không kinh tế. Mặc dù phần 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 này trong nhiên liệu

Diesel 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 Diesel theo phương

pháp thử ASTM-D130 tối đa là mức N1.

1.2.4.9. Hàm lượng nước

Nước trong nhiên liệu cũng rất nguy hiểm cho động cơ vì chúng gây ăn mòn mạnh và

rỉ, gây trở ngại cho quá trình cháy. Trong quá trình chưng cất khí quyển, phân đoạn gasoil

trước khi được lấy ra luôn phải qua quá trình tripping bằng hơi nước, sau đó nước đã được

tách loại nhưng nó vẫn còn một giới hạn nhất định. Hơn nữa, trong quá trình bảo quản do sự

thở của các bể chứa nên một lượng nước từ hơi ẩm của không khí sẽ đi vào trong nhiên liệu

Diesel.

Hàm lượng nước trong nhiên liệu Diesel được xác định theo phương pháp đo ASTM-

D95

1.2.4.10. Màu sắc

Tuy rằng đây không phải là một chỉ tiêu thực sự về chất lượng sản phẩm nhưng đối

với nhiên liệu Diesel khi có màu sắc nằm ngoài phạm vi màu qui định thì có thể cho biết đó

có thể là, sự biến chất của nhiên liệu, quá trình tạo nhựa…

23

Tiêu chuẩn Việt Nam (phương pháp đo ASTM-D1500 theo thiết bị chuẩn của hãng

Saybolt Universal) thì màu tối đa của nhiên liệu Diesel là mức N2.

1.2.4.11. Phụ gia dùng cho nhiên liệu Diesel

Như đã được nhắc nhiều lần trong các phần trước thì trong nhà máy lọc dầu nhiên liệu

Diesel luôn được phối trộn từ nhiều nguồn khác nhau, trong đó có những nguồn có chất

lượng tốt nhưng cũng có những nguồn có chất lượng thấp. Để bảo đảm các tiêu chuẩn cho

nhiên liệu Diesel thương phẩm thì bắt buộc phải có những phân xưởng xử lý. Sự vận hành

của phân xưởng này thường tốn kém hơn nữa sau quá trình xử lý thì hiệu suất thu hồi sản

phẩm sẽ giảm xuống, như vậy sẽ không kinh tế. Trong thực tế ở các nhà máy lọc dầu thì

người ta thường xử lý một phần rồi dùng thêm các loại phụ gia khác nhau để nâng cao các

tính chất cần thiết.

Có nhiều loại phụ gia khác nhau được dùng như: Phụ gia chống oxy hoá, phụ gia cải

thiện các tính chất ở nhiệt độ thấp, phụ gia tẩy rửa…

24

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ THỬ NGHIỆM TIÊU CHUẨN CỦA NHIÊN

LIỆU DIESEL

2.1. Chưng cất D86

2.1.1. Mục đích và ý nghĩa

Phương pháp chưng cất là cơ sở xác định khoảng sôi của sản phẩm dầu mỏ bằng

chưng cất mẻ đơn giản.

Tính chất bay hơi của hydrocacbon có ý nghĩa quan trọng trong việc giữ an toàn và sử

dụng, đặc biệt trong lĩnh vực sử dụng nhiên liệu và dung môi. Giới hạn sôi cho biết thông

tin về thành phần và sự thay đổi của nhiên liệu trong lưu trữ bảo quản và sử dụng. Khả năng

bay hơi của các hydrocacbon xác định khuynh hướng tạo hỗn hợp nổ tiềm ẩn.

Tính chất bay hơi là đặc tính tối quan trọng để đánh giá chất lượng cho cả xăng máy

bay và xăng ôtô, khả năng khởi động, khả năng đốt nóng và khả năng tạo hơi khi vận hành ở

nhiệt độ cao hay ở độ cao. Sự hiện diện của cấu tử có giới hạn sôi cao trong nhiên liệu dẫn

đến mức độ hình thành muội than rất cao.

Tính chất dễ bay hơi tác động lớn đến tốc độ bay hơi, nó là chỉ tiêu và yếu tố quan

trọng của nhiều dung môi, đặc biệt là trong ngành sơn.

Giới hạn chưng cất thường được dưa vào trong các yêu cầu chất lượng sản phẩm dầu

mỏ thương mại, ứng dụng điều khiển quá trình lọc dầu.

2.1.2. Một số thuật ngữ

Thể tích mẫu (charge volume): thể tích của mẫu đem phân tích (100ml) được nạp vào

bình chưng cất.

Sự phân hủy (decomposition): hydrocacbon bị phân hủy nhiệt (cracking) sinh ra các

phân tử nhỏ hơn có nhiệt độ sôi thấp hơn so với các hydrocacbon ban đầu (dấu hiệu nhận

biết sự phân hủy nhiệt độ là có khói phát ra và nhiệt độ quan sát được trên nhiệt kế giảm

xuống bất thường).

Điểm sôi đầu (innital boiling point); là nhiệt độ tại đó giọt lỏng đầu tiên ngưng tụ rơi

từ condenser xuống ống đong hứng mẫu.

Điểm sôi cuối (final boiling point): là nhiệt độ cao nhất đọc được trên nhiệt kế.

25

Phần trăm thu hồi được (percent recovered): thể tích của phần mẫu ngưng tụ quan sát

được trong ống đong hứng mẫu ở nhiệt độ tương ứng được tính theo phần trăm thể tích mẫu

được nạp vào bình cất.

Tổng phần trăm thu hồi (percent total recovery): kết hợp phần trăm thu hồi và phần

trăm cặn trong bình cất.

Phần trăm cặn (percent residue): thể tích của phần cặn trong bình và được tính bằng

phần trăm so với thể tích mẫu đem cất.

2.1.3. Tóm tắt phương pháp

Tiến hành chưng cất 100ml mẫu dưới điều kiện tương ứng. Quá trình chưng cất được

thực hiện bằng dụng cụ chưng cất trong phòng thí nghiệm ở áp suất khí quyển và tương ứng

như chưng cất một đĩa lý thuyết. Các số liệu về nhiệt độ theo thể tích chưng cất được ghi

chép lại một các hệ thống và tùy theo yêu cầu của người sử dụng số liệu mà các kết quả ghi

nhận được về nhiệt độ, cặn, mất mát sẽ được báo cáo.

Sau khi chưng cất xong, nhiệt độ sôi có thể được hiệu chỉnh theo áp suất và các số liệu

được đánh giá về sự phù hợp theo yêu cầu đặt ra. Thí nghiệm được lặp lại cho đến khi thỏa

mãn những yêu cầu của phép phân tích.

Kết quả thường được báo cáo dưới dạng phần trăm thu hồi (percent recovered) theo

nhiệt độ tương ứng, kể cả bảng hay đồ thị của đường chưng cất.

Hệ thống thiết bị chưng cất D-86

Yêu cầu kết quả giữa hai lần chưng cất song song cho phép sai số như sau;

Nhiệt độ sôi đầu: 4C

Nhiệt độ sôi cuối và các điểm trung gian: 2C

Thể tích cặn: 0.2 ml

26

2.1.4. Quy trình thí nghiệm

Lắp bình cầu vào thiết bị chưng cất.

Điều chỉnh tốc độ gia nhiệt từ lúc bắt đầu đến khi xuất hiện giọt lỏng đầu tiên chảy ra

khỏi đuôi ống sinh hàn là 5 – 10 phút (thông thường múc gia nhiệt là 2 - 3C/ phút).

Lắp miếng hướng dòng vào thành ống đong và dùng bông đã thấm nước vắt khô bao

xung quanh miệng ống đong và ống sinh hàn để tránh bị thất thoát.

Khi xuất hiện giọt lỏng đầu tiên, ta đọc và ghi nhận nhiệt độ trên nhiệt kế (đó chính

là xác định nhiệt độ điểm sôi đầu).

Từ đây, ta điều chỉnh tốc độ gia nhiệt sao cho tốc độ chưng cất khoảng: 4 – 5ml/phút

(thường mức gia nhiệt khoảng 3 - 5C/phút).

Ghi lần lượt các giá trị nhiệt độ tương ứng với thể tích sản phẩm cất thu được trong

ống đong tại các thời điểm: 5, 10, 20, …, 90 ml.

Sau khi chưng cất được 90%, điều chỉnh tốc độ gia nhiệt sao cho thời gian từ lúc

chưng cất được 90% đến khi kết thúc chưng cất là 3 – 5 phút (thông thường ở mức

gia nhiệt từ 4.0 – 5.0C/phút).

Tiếp tục gia nhiệt nhưng không thấy cột thủy ngân của nhiệt kế dâng lên một độ cao

nào đó rồi bắt đầu hạ xuống: ghi nhận nhiệt độ cao nhất này (đó là điểm sôi cuối)

Tắt thiết bị gia nhiệt, chờ nhiệt độ trên nhiệt kế của bình cầu hạ xuống dưới 40C ta

đọc thể tích thu được trong ống đong (gọi là thể tích cất).

Lấy bình cầu ra một cách cẩn thận như lúc gắn vào.

Dùng pipet hút hết phần mẫu còn lại trong bình cầu vào ống đong. Xác định thể tích

vừa thu được (đó chính là thể tích cặn).

Vệ sinh thiết bị cho lần thử nghiệm kế tiếp.

2.2. Xác định điểm aniline (ASTM D611)

2.2.1. Mục đích và ý nghĩa

Sự có mặt của hydrocacbon thơm có trong xăng dầu làm nâng cao tính chống kích nổ

của xăng nhưng nó lại làm tăng độ đông đặc, độ đục, làm tăng tính hút ẩm và tăng khuynh

hướng dẫn đến tạo muội. Việc nâng cao hàm lượng hydrocacbon thơm trong nhiên liệu phản

lực làm giảm khả năng sinh nhiệt của nó, làm kém đi tính bắt lửa và tăng khả năng tạo

muội.

2.2.2. Tóm tắt phương pháp

27

Một hỗn hợp gồm 2 phần là hỗn hợp hydrocacbon và anilin không tan trong nhau chia

thành 2 lớp, khi tăng nhiệt độ lên thì hỗn hợp trở thành đồng nhất (tan hoàn toàn). Khi làm

nguội từ từ đến một nhiệt độ xác định nào đó hỗn hợp lại bắt đầu tách lớp, biểu hiện bằng

hiện tượng hóa đục của dung dịch. Nhiệt độ ứng với thời điểm xuất hiện hiện tượng đục này

gọi là điểm aniline.

2.2.3. Quy trình tiến hành

Cho vào ống chứa mẫu chính xác 6 ml aniline và 6 ml DO. Lắp cánh khuấy, ống

chứa mẫu và nhiệt kế vào hệ thống theo tứ tự như hình:

Chú ý: lắp nhiệt kế sao cho bầu thủy ngân của nhiệt kế nằm giữa đường phân chia của

hai chất lỏng aniline và DO, bầu thủy ngân không được chạm đáy cốc hoặc thành ống.

Điều chỉnh lại cánh khuấy sao cho không chạm vào đáy thiết bị chứa mẫu và chỉnh

đầu nhỏ giọt ống thủy tinh ngoài đồng trục với ống chứa đèn.

Điều chỉnh vị trí motor khuấy lên xuống theo thanh trượt sao cho trục cánh khuấy

đồng trục với motor khuấy và cánh khuấy không chạm vào đáy ống chứa mẫu.

Sau đó nối cánh khuấy và motor lại với nhau và chỉnh vị trí sao cho cánh khuấy ở

trạng thái tự do và có thể khuấy và bơm một cách dễ dàng.

Chú ý: có thể cho cánh khuấy hoạt động thử ở tốc độ chậm và điểu chỉnh lại hệ thống

cánh khuấy, motor và ống bao sao cho hệ thống hoạt động ổn định.

Kiểm tra lại hoàn toàn hệ thống chuẩn bị tiến hành thử nghiệm. Sauk hi hệ thống

được lắp ráp hoàn tất, điều chỉnh tốc độ khuấy sao cho tốc độ nhỏ giọt khoảng 1

giọt/giây. Bật hệ thống gia nhiệt để nâng nhiệt độ của chất tải nhiệt với tốc độ khoảng

3C/5phút. Khi hệ trở thành đồng thể (trong suốt hoàn toàn), đọc nhiệt độ ở thời điểm

này chính xác đến 0.1C. Đó chính là điểm anilne. Không cần thay mẫu mới, tiếp tục

lặp lại thử nghiệm trên bằng cách thay chất tải nhiệt mới, đến khi nhiệt độ ghi nhận

giữa các lần thực hiện không chênh lệch quá 0.2C.

2.3. Xác định nhiệt độ vẩn đục (ASTM D2500)

2.3.1. Mục đích và ý nghĩa

Nhằm xác định nhiệt độ vẩn đục của các sản phẩm dầu mỏ sáng màu. Điểm vẩn đục

của sản phẩm dầu mỏ là nhiệt độ thấp nhất mà sản phẩm vẫn còn được sử dụng.

2.3.2. Tóm tắt phương pháp

28

Mẫu thử nghiệm được làm lạnh với tốc độ quy định và được kiểm tra định kỳ. Nhiệt

độ mà tại đó bắt đầu xuất hiện đám mây (vẩn đục) ở đáy ống thử nghiệm được ghi nhận là

điểm vẩn đục (cloud point)

Sơ đồ hệ thống xác định điểm vẩn đục

2.3.3. Quy trình thử nghiệm

Lấy mẫu thử nghiệm ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ vẩn đục ít nhất 14 C, có thể loại trừ

phần ẩm bằng cách lọc qua màng lọc thấm nước đến khi mẫu sạch hoàn toàn (quá

trình lọc phải thực hiện ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ vẩn đục ít nhất 14C)

Rót mẫu thử nghiệm vào ống thử nghiệm đến vạch định mức.

Đậy ống nghiệm bằng nút cao su có gắn nhiệt kế và điều chỉnh sao cho nhiệt kế ở vị

trí đồng trục với ống thử nghiệm và bầu nhiệt kế không được chạm vào đáy ống

nghiệm.

Lắp vòng đệm vào ống bao sau khi ống bao đã được làm sạch và khô. Gắn ống bao

vào giá kẹpvà nhúng ống bao vào bể làm lạnh ít nhất 25 mm.

Lắp ống thử nghiệm vào ống bao sau khi đã được ngâm trong bể làm lạnh ít nhất 10

phút. Không được nhúng trực tiếp ống thử nghiệm vào bể làm lạnh.

Duy trì nhiệt độ bể làm lạnh tại 0 ± 1.5C.

Kiểm tra hiện tượng vẩn đục định kỳ khi nhiệt độ giảm 1C (lấy nhanh ống thử ngiệm

ra khỏi ống bao để quan sát và lắp lại vào ống bao trong 3 giây), lưu ý tránh làm xáo

động mẫu thử nghiệm.

Nếu nhiệt độ mẫu thử nghiệm giảm đến 9C mà vẫn không thấy xuất hiện hiện tượng

vẩn đục thì phải di chuyển ống nghiệm test sang bể thứ hai có nhiệt độ bể làm lạnh

-18±1.5C. Nếu nhiệt độ mẫu thử giảm xuống 6C mà vẫn không xuất hiện hiện

29

tượng vẩn đục thì tiếp tục di chuyển ống test sang bể thứ ba với nhiệt độ của bể là -

33±1.5C.

Ghi nhận nhiệt độ xuất hiện hiện tượng vẩn đục ở đáy ống nghiệm chính xác đến 1C.

Chú ý:

Sau khi thực hiện xong thí nghiệm cần vệ sinh sạch sẽ thiết bị. Mẫu sản phẩm dầu

sau quá trình thí nghiệm không được đổ trực tiếp vào nguồn nước thải, phải đổ vào

bình thu hồi sau đó đem xử lý.

Sử dụng khăn khô lau sạch nước đọng trong bể cách nhiệt.

Không rửa ống nghiệm trực tiếp bằng nước sinh hoạt mà phải dùng bột xà phòng

hoặc nước rửa chén để rửa sạch mẫu dầu còn dính trên thành của ống nghiệm. Sau đó

mới rửa lại bằng nước sinh hoạt.

2.4. Độ ăn mòn tấm đồng (ASTM D130)

2.4.1. Mục đích và ý nghĩa

Xác định tính chất ăn mòn của miếng đồng ở điều kiện cho trước để đánh giá mức độ

ăn mòn kim loại của sản phẩm dầu mỏ.

2.4.2. Tóm tắt phương pháp

Tấm đồng đã được đánh bóng và làm sạch theo tiêu chuẩn, ngâm trong mẫu cần thử ở

nhiệt độ và thời gian đặc trưng cho mẫu thử. Sau đó lấy ra lau sạch và so sánh với bảng màu

chuẩn theo ASTM.

2.4.3. Quy trình thí nghiệm

Mẫu cần được đựng trong chai thủy tinh sạch, tối màu, chai plastic hay các bình

đựng phù hợp khác mà không ảnh hưởng đến các tính chất ăn mòn của mẫu. Tránh

sử dụng các bình có phủ thiếc.

Nạp mẫu vào bình càng đầy càng tốt và đậy nắp lại ngay sau khi lấy mẫu. Khi lấy

mẫu tránh ánh sáng mặt trời trực tiếp hay ngay cả ánh sáng khuếch tán ban ngày.

Sauk hi nhận mẫu tiến hành thử càng sớm càng tốt và ngay sau khi mở bình chứa

mẫu.

Mẫu có nước hoặc nhũ tương phải lọc nhanh mẫu trước khi cho vào ống thử. Thực

hiện tao tác này trong phòng tối.

30

Giữ chặt tấm đồng trên thiết bị kẹp tấm đồng. Dùng giấy nhám thô để loại bỏ các vết

bẩn khỏi 6 bề mặt của tấm đồng.

Dùng giấy nhám min để loại bỏ các vết xước trên tấm đồng, cho đến khi màu của

tấm đồng trúng với màu của bảng so màu chuẩn.

Rửa tấm đồng bằng dung dịch acetone hoặc isopropan và lau khô bằng giấy mịn.

Đong khoảng 30 ml mẫu và cho vào ống nghiệm và cho tấm đồng đã được làm sạch

vào ống nghiệm chứa mẫu.

Đặt ống nghiệm chứa mẫu và tấm đồng vào bom và đậy chặt nắp lại.

Đặt bom vào bể điều nhiệt và giữ bom trong bể điều nhiệt ở nhiệt độ 100 C trong 2

giờ.

Sau 2 giờ ta lấy bom ra và ngâm vào nước cho bom nguội (chú ý khi làm nguội bom

phải để bom ở vị trí thẳng đứng, tránh để bom nghiêng sẽ làm đổ mẫu).

Lấy ống nghiệm chứa mẫu ra khỏi bom. Rót mẫu vào beacher, dùng kẹp lấy miếng

đồng ra ngoài và rửa miếng đồng lại bằng dung dịch acetone và lau khô.

Giữ tấm đồng và bảng so màu chuẩn dưới góc 45 theo hướng ánh sáng phản chiếu,

rồi tiến hành so màu và ghi lại kết quả mẫu so được.

Vệ sinh thiết bị và dụng cụ cho lần thử nghiệm kế tiếp.

Hình: Thiết bị đo độ ăn mòn tấm đồng

2.5. Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc hở

2.5.1. Mục đích và ý nghĩa

Điểm chớp cháy của dầu mỏ là nhiệt độ thấp nhất được hiệu chỉnh ở áp suất 101.3 KPa

(760 mmHg) tại đó hơi của mẫu thử chớp cháy khi có mồi lửa dưới điều kiện thử nghiệm.

2.5.2. Tóm tắt phương pháp

31

Rót khoảng 70 ml mẫu vào cốc thử nghiệm đến vạch mức, gia nhiệt với tốc độ nhanh

ban đầu và chậm hơn khi sắp tới điểm chớp cháy. Cứ mỗi khoảng nhiệt độ nhất định, đưa

ngọn lửa qua bề mặt của mẫu. Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất tại đó hơi của mẫu

trên bề mặt côc thử bắt cháy.

2.5.3. Quy trình thí nghiệm

Chuẩn bị mẫu trong chai kín, làm bằng vật liệu không thẩm thấu không khí (không

đựng trong chai nhựa), để ở nhiệt độ thấp tránh làm bay hơi các phần nhẹ, tiến hành

rót mẫu ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bắt cháy 56C. Không mở nắp khi không cần

thiết để tránh mất phần nhẹ và đưa hơi nước vào. Khi có thể phải xác định điểm chớp

cháy trước tiên và bảo quản mẫu ở nhiệt độ thấp. Nếu mẫu chứa nhiều nước có thể

làm khô bằng Canxiclorua hoặc lọc qua giấy lọc định tính. Chú ý: nếu mẫu có chứa

nhiều thành phần nhẹ thì không đun cũng không lọc.

Rót khoảng 70 ml mẫu cần thử đến lúc mặt khum của mẫu trùng với vạch mức,

không để mẫu có bọt khí trong suốt quá trình thử nghiệm.

Lắp nhiệt kế vào giá và giữ ở vị trí thẳng đứng sao cho đáy của bầu thủy ngân cách

đáy cốc 6.4 ± 0.1 ml.

Châm ngọn lửa và điều chỉnh để nó có đường kính từ 4.2 – 4.8 mm. Chú ý: cẩn thận

khi sử dụng bình gas, không nên mở van quá lớn.

Cấp nhiệt với tốc độ tăng nhiệt độ của mẫu khoảng 14 - 17C/phút.

Khi nhiệt độ của mẫu thử thấp hơn điểm chớp cháy dự đoán 50C thì giảm tốc đọ

tắng nhiệt độ xuống còn 5 - 6C/phút.

Khi nhiệt độ đạt đến 28C dưới điểm chớp cháy dự kiến, cho mồi lửa chạy ngang qua

bề mặt cốc thử, cứ tăng 2C thử một lần, tiếp tục cho đến khi xuất hiện chớp cháy.

Chú ý: phải đọc nhiệt độ trước khi đưa ngọn lửa qua bề mặt mẫu thử.

Khi xuất hiện ngọn lửa màu xanh đầu tiên trên một phần hay toàn bộ bề mặt mẫu, ghi

nhận nhiệt độ quan sát được. Đó chính là nhiệt độ chớp cháy.

Khi mẫu thử có nhiệt độ chớp cháy không biết trước thì mẫu thử được rót vào cốc

thử ở nhiệt độ nhỏ hơn 50C, cung cấp mồi lửa thử bắt đầu ở nhiệt độ cao hơn nhiệt

độ rót mẫu là 5C, tiếp tục đun nóng mẫu thử 5 - 6C/phút và cứ tăng 2C thử một lần

cho đến khi thu được điểm chớp cháy. Chú ý: kích cỡ mồi lửa, tốc độ gia nhiệt đều

ảnh hưởng đến kết quả. Mồi lửa có thể gây ra quầng xanh và ngọn lửa rộng trước

điểm cháy thực, cần bỏ qua.

32

Khi thu được điểm chớp cháy ở lần thử nghiệm đầu tiên, ngừng thử nghiệm và lặp lại

với mẫu mới. Ở các mẫu sau ta chỉ bắt đầu thử ở nhiệt độ dưới nhiệt độ chớp cháy

lần trước 28C.

Khi thiết bị nguội dưới 60C, lấy nhiệt kế và cốc chứa mẫu ra khỏi bếp, làm sạch cốc

mẫu.

Hình: Thiết bị đo nhiệt độ chớp cháy cốc hở

2.6. Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc kín

2.6.1. Mục đích và ý nghĩa

Dùng để phát hiện các chất dễ bay hơi và dễ cháy nhiễm trong các sản phẩm dầu mỏ.

Nó đánh giá hàm lượng các cấu tử nhẹ có trong các mẫu sản phẩm, từ đó áp dụng vào vấn

đề bảo quản, vận chuyển và bảo đảm an toàn.

2.6.2. Tóm tắt phương pháp

Mẫu trong cốc thử được gia nhiệt ở tốc độ quy định. Khi đưa ngọn lửa mồi tiêu chuẩn

trực tiếp vào bề mặt các mẫu ở các khoảng thời gian đều đặn.

Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó hơi của mẫu trên bề mặt cốc thử

chớp cháy khi có mồi lửa tiêu chuẩn được đưa vào.

2.6.3. Quy trình thí nghiệm

Cần ít nhất 75 ml mẫu DO cho mỗi lần thử. Các mẫu tiếp theo phải lấy từ cùng một

bình chứa mẫu, mẫu thứ hai phải lấy từ bình chứa không ít hơn 50% mẫu. Không mở

bình chưa mẫu khi không cần thiết để trnahs mất phần nhẹ hay hấp thụ hơi nước. Bảo

33

quản mẫu ở nhiệt độ không quá 35C. Bình chứa mẫu phải có nắp trong. Với mẫu

lỏng làm lạnh mẫu và rót ở nhiệt độ thấp thấp hơn nhiệt độ dự kiến 18C.

Không chứa mẫu trong bình thẩm thấu khí. Mẫu quá đặc phải được gia nhiệt trong

bình chứa đủ để cháy trong 30 phút ở nhiệt độ thấp nhất không vượt quá 28C dưới

điểm chớp cháy dự kiến. Nếu mẫu vẫn chưa chảy lỏng có thể gia nhiệt them 30 phút

nữa. Sau đó lắc nhẹ theo phương nằm ngang để trộn đều trước khi chuyển mẫu vào

cốc thử. Mẫu chứa nước hòa tan hay tự do cần được tách nước bằng CaCl 2 hay bằng

cách lọc qua giấy lọc.

Cẩn thận làm sạch cốc và loại bỏ hết các vết bẩn của lần thử trước.

Dùng ống đong lấy chính xác 50 ml mẫu (DO) cần thử nghiệm cho vào cốc mẫu,

mẫu không được có bọt khí trong suốt quá trình thử nghiệm. Dùng giấy thấm lau khô

vành cốc, lắp cốc vào bể điều nhiệt và đậy kiến cốc chứa mẫu.

Đặt bình điều nhiệt lên thiết bị gia nhiệt, lắp nhiệt kế vào nắp đậy của cốc chứa mẫu

(bầu nhiệt kế phải ngập trong mẫu thử).

Tiến hành tăng nhiệt độ lên từ từ với tốc độ tăng khoảng 5 - 8C/phút (đối với các

mẫu có điểm chớp cháy dự kiến từ 50 - 150C) và 10 – 12C/phút (với mẫu có điểm

chớp cháy dự kiến lớn hơn 150C).

Khi cách điểm chớp cháy dự kiến khoảng 30C thì giảm tốc độ tăng nhiệt còn

2C/phút và châm lửa mồi, điều chỉnh ngọn lửa mồi đến kích thước tiêu chuẩn trên

nắp đậy (có đường kính 3.2 – 4.8 mm). Không nên mở van ở bình gas quá lớn.

Khi cách điểm chớp cháy khoảng 18C thì bắt đầu kiểm tra điểm chớp cháy. Đọc

nhiệt độ trên nhiệt kế trước, sau đó cho ngọn lửa mồi vào bề mặt mẫu thử nghiệm

bằng cơ cấu trên nắp, sao cho ngọn lửa hạ xuống vùng hơi của cốc thử trong vòng 0.5

giây, lưu lại ở vị trí thấp trong 1 giây và nhanh chóng trở về vị trí cũ.

Khi hơi của mẫu thử trong cốc chớp cháy (xuất hiện ngọn lửa chớp cháy màu xanh)

thì ghi lại nhiệt độ này, nhiệt độ đó gọi là điểm chớp cháy cốc kín (mồi lửa có thể

gây ra quầng xanh trước điểm chớp cháy thực, cần bỏ qua).

Sau khi phát hiện điểm chớp cháy, tiếp tục nâng nhiệt độ lên 1 - 2C nữa và lại thử

tiếp tục, nếu không thấy xuất hiện ngọn lửa thì thử nghiệm xem như sai, phải làm lại

từ đầu.

Đối với mẫu chưa biết điểm chớp cháy thì phải làm thí nghiệm thăm dò bằng cách

nâng nhiệt độ 4C/phút và sau 4C lại thử một lần. Sauk hi xác định thăm dò được

điểm chớp cháy thì tiến hành thí nghiệm như trên.

34

Chú ý: Nếu điểm chớp cháy lớn hơn 104C, sai lệch không quá 5.5C

Nếu điểm chớp cháy nhỏ hơn 104C, sai lệch không quá 2C

Làm tròn số đến 0.5C theo công thức hiệu chỉnh sau:

T = C + 0.25(101.3 – K)

Trong đó: T: là nhiệt độ bắt cháy sau khi đã hiệu chỉnh

C: là nhiệt độ bắt cháy của mẫu quan sát được.

K: là áp suất của môi trường thử kPa

Hình: Thiết bị đo nhiệt độ chớp cháy cốc kín

2.7. Xác định chiều cao ngọn lửa không khói (ASTM – D1322)

2.7.1. Mục đích và ý nghĩa

Phương pháp kiểm tra này cung cấp cho ta tính tạo khói của nhiên liệu phản lực, dầu

DO.

Chiều cao ngọn lửa không khói có liên quan đến thành phần các hợp chất hydrocacbon

trong nhiên liệu. Thông thường nhiên liệu có chứa nhiều aromatic thì tạo nhiều khói hơn.

Một nhiên liệu có chiều cao ngọn lửa không khói cao thì có xu hướng tạo ít khói.

Chiều cao ngọn lửa không khói có liên quan đến khả năng truyền nhiệt bằng bức xạ

trong buồng đốt của nhiên liệu.

2.7.2. Tóm tắt phương pháp

Mẫu được đốt bằng bấc đèn kín, nó được hiệu chỉnh bằng hỗn hợp hydrocacbon đã

biết trước chiều cao ngọn lửa không khói.

35

Chiều cao cực đại của ngọn lửa khi kiểm tra mẫu nhiên liệu mà không tạo khói gọi là

chiều cao ngọn lửa không khói và có đơn vị là mm.

2.7.3. Quy trình thí nghiệm

Nếu mẫu quá bẩn thì phải lọc trước khi kiểm tra.

Nhúng một phần của bấc đèn đã được sấy khô vào mẫu, phần chiều dài đoạn bấc

được nhnugs vào mẫu không ngắn hơn 125 mm. Lắp bấc đèn vào ống chứa bấc, có

thể nhúng lại phần đầu của bấc vào mẫu sau khi đã lắp bấc đèn vào ống chứa bấc

(nếu cần độ chính xác cao thì nên dùng bấc mới).

Cho 20 ml mẫu đã chuẩn bị sẵn ở nhiệt độ phòng vào bình chứa mẫu đã được làm

khô và sạch.

Lắp ống chứa bấc vào bình chứa mẫu và gắn chặt vào thân bình. Kéo cho bấc thẳng

đứng và cắt phần đầu của bấc sao cho đoạn bấc còn lại nhô ra khoảng 6 mm.

Đặt hệ thống trên vào bên trong đèn. Tiến hành đốt bấc và điều chỉnh chiều cao ngọn

lửa khoảng 10 mm, duy trì trong 5 phút.

Tăng dần chiều cao ngọn lửa cho đến khi xuất hiện khói ở đuôi (quan sát bằng kính

quan sát), sau đó giảm từ từ chiều cao ngọn lửa cho đến lúc không còn khói. Đọc giá

trị chiều cao ngọn lửa.

Lặp lại thử nghiệm trên 3 lần, nếu các giá trị giữa các lần đo khác nhau quá 1.0 mm

thì phải thay bấc mới và tiến hành đo lại.

Sau khi đo xong, lấy bình chứa mẫu ra khỏi đèn, rửa với dung môi hay xăng nhẹ và

thổi sạch bằng không khí chuẩn bị cho lần thử nghiệm kế tiếp.

Kết quả trung bình của 3 lần đo chỉ cho phép sai số với các lần đo không quá 0.1

mm.

36

Hình: Thiết bị xác định chiều cao ngọn lửa không khói

2.8. Xác định tỷ trọng

2.8.1. Mục đích và ý nghĩa

Phương pháp này dùng một phù kế thủy tinh để đo khối lượng riêng (density). Tỷ

trọng hay tỷ trọng API của dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ để tính toán, chuyển đối thể tích ra

khối lượng hoặc khối lượng ra thể tích và tỷ trọng ở nhiệt độ khác.

2.8.2. Tóm tắt phương pháp

Cho phù kế và nhiệt kế vào mẫu và được giữ ở nhiệt độ quy định trong ống đong có

kích thước thích hợp. Khi hệ thống cân bằng, đọc giá trị đo được trên phù kế và nhiệt kế.

Dùng bảng chuyển đổi để chuyển đổi về nhiệt độ yêu cầu và loại tỷ trọng yêu cầu.

2.8.3. Quy trình thí nghiệm

Vệ sinh thật sạch ống đong và tỷ trọng kế.

Rót mẫu từ từ vào ống đong thật khéo, tránh tạo bọt. Nếu xuất hiện bọt thì phải dùng

giấy lọc để thấm.

Đặt ống đong chữa mẫu ở vị trí thẳng đứng ở nơi thông gió và có nhiệt độ thay đổi ít

hơn 2C trong suốt thời gian thử.

Cho nhiệt kế phù hợp vào mẫu thử, khuấy nhẹ và ghi nhận nhiệt độ mẫu chính xác

đến 0.1C.

37

Nhấc nhiệt kế ra, thả từ từ tỷ trọng kế vào mẫu và thả tay đến khi tỷ trọng kế đạt đến

vị trí cân bằng. Chú ý tránh làm ướt thân trên vạch mà tại đó tỷ trọng kế nổi tự do.

Để cho tỷ trọng kế quay nhẹ, khi tỷ trọng kế dừng, nổi tự do và không chạm vào

thành ống. Đọc số đo thang tỷ trọng kế chính xác đến 1/5 vạch thang đo.

Ghi số đo tỷ trọng kế trên thang đo tại đó mặt chính của chất lỏng cắt thang đo. Bằng

cách đặt mắt hơi thấp hơn mực chất lognr và từ từ nâng lên đến bề mặt. Ban đầu nhìn

thấy hình elip méo, sau đó trở thành đường thẳng cắt ngang tỷ trọng kế.

Nhấc tỷ trọng kế ra khỏi mẫu, đặt nhiệt kế vào mẫu và đo lại nhiệt độ mẫu chính xác

đến 0.1C. nếu nhiệt độ đo khác nhiệt độ ban đầu nhiều hơn 0.5C thì lặp lại thử

nghiệm cho đến khi nhiệt độ ổn định trong khoảng 0.5C.

Lấy mẫu ra khỏi ống đong và cho vào bình chứa mẫu.

Lau sạch ống đong, nhiệt kế và tỷ trọng kế.

2.9. Xác định hàm lượng nước (ASTM D95 – 99)

2.9.1. Mục đích và ý nghĩa

Hàm lượng nước chứa trong các sản phẩm dầu mỏ được tính bằng % theo trọng lượng,

thể tích hay theo ppm. Khi một sản phẩm dầu mỏ bị lẫn nước sẽ làm ảnh hưởng không nhỏ

đến chất lượng của sản phẩm, tùy theo từng loại sản phẩm mà người ta cho phép giới hạn

hàm lượng nước có trong mẫu.

Nước có mặt trong các sản phẩm dầu mỏ làm ảnh hưởng đến nhiều tính năng của sản

phẩm dầu mỏ. Đối với các sản phẩm dùng làm nhiên liệu đốt, sự có mặt của nước làm giảm

khả năng bắt cháy và nhiệt lượng của nhiên liệu và trong sản phẩm dùng làm dầu bôi trơn

thì sự có mặt của nước làm giảm khả năng bôi trơn của sản phẩm. Đối với các sản phẩm nhẹ

thì sự có mặt của nước làm giảm áp suất hơi từ đó làm giảm khả năng bắt cháy của sản

phẩm.

Nước có mặt trong các sản phẩm dầu mỏ không những đẩy nhanh quá trình ăn mòn

thiết bị, sự oxy hóa mà trong một số sản phẩm nó còn gây ra quá trình nhũ tương và phân

hủy một số phụ gia ta cho vào sản phẩm..

Việc xác định hàm lượng nước trong các sản phẩm dầu mỏ có ý nghĩa rất quant trọng

trong quá trình tồn trữ cũng như sử dụng sản phẩm. Xác định hàm lượng nước trong sản

phẩm dầu mỏ ta có thể đánh giá được chất lượng của sản phẩm, tính chất này có ý nghĩa

trong quá trình buôn bán dầu mỏ.

38

Nước có mặt trong các sản phẩm dầu mỏ dẫn đến các quá trình ăn mòn thiết bị, làm

giảm khả năng bôi trơn của sản phẩm. Vì vậy khi biết được hàm lượng của nước trong sản

phẩm mà người ta có thể đánh giá được tuổi thọ của thiết bị hay khắc phục sự ăn mòn bằng

cách them phụ gia vào sản phẩm.

2.9.2. Tóm tắt phương pháp

Đun nóng mẫu thử trong bộ cất có sinh hàn hồi lưu với dung môi không ta trong nước

và dung môi đó cũng được cất ra với nước trong mẫu. Dung môi ngưng tụ và nước dược

tách ra ở ống ngưng, nước nằm lại ở phàn đuôi ống ngưng, còn dung môi chảy trở lại bình

cất.

2.9.3. Quy trình thí nghiệm

Bình chưng ống sinh hàn, ống thu phải sạch và khô.

Lắp dụng cụ như hình

Cân khoảng 100 gam mẫu (chính xác đến 1 gam) cho vào bình chưng (trong trường

hợp dùng ống đong 100 ml thì phải tráng bằng 100 ml dung môi). Trường hợp nhiều

nước có thê cân 50 gam mẫu hoặc ít hơn.

Đong khoảng 100 ml dung môi cho vào bình chưng, cho them 1 đến 2 viên đá bọt để

tránh sôi bùng.

Lắp ống thu nước, ống sinh hàn vào bình chưng, mở nước hoàn lưu.

Cắm bếp điện và gia nhiệt cho bình chưng với tốc đọ ngưng tụ của dung môi từ ôgns

sinh hàn là 2 5 giọt/ giây.

39

Tiếp tục chưng cất cho đến khi thể tích nước trong ống thu không thay đổi trong

vòng 5 phút. Nếu có vết nước bám trền thành ống sinh hàn cần tăng tốc độ chưng cất

hoặc tắt nước hoàn lưu trong vài phút. Khi quá trình lôi cuốn nước kết thúc, tắt bếp

điện để ống thu nguội đến nhiệt độ phòng.

Dùng sợi giây kim loại dồn các hạt nước bám trên thành ống thu xuống. Đọc và ghi

lại thể tích nước trong ống thu.

Rửa sạch ống thu nước, bình chưng để khô cho lần thử nghiệm sau.

Khi thay bình dung mới thì phải làm mẫu trắng để xác định hàm lượng nơcs trong

dung môi và hiệu chỉnh kết quả cuối cùng.

Chú ý: trong trường hợp thể tích nước của mẫu vượt quá khả năng chứa của ống thu

(lớn hơn 10 ml), tắt bếp điện, để nguội ống thu đến nhiệt độ phòng và dùng pipet hút chính

xác một lượng nước ra khỏi ống thu rồi lắp hệ thống lại như cũ, gia nhiệt cho bình chưng và

tiếp tục thí nghiệm. Ghi lại thể tích nước đã hút ra khỏi ống thu.

2.10. Xác định độ nhớt động học (ASTM D445)

2.10.1. Mục đích và ý nghĩa

Đột nhớt là một đại lượng vật lý đặc trưng cho trở lực ma sát nội tại của chấtlỏng sinh

ra khi chuyển động.

Độ nhớt lại một trong những yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sử dụng một sản

phẩm dầu mỏ. Vì vậy việc xác định độ nhớt của một sản phẩm dầu mỏ trước khi sử dụng là

một công việc không thể thiếu, đặc biệt đối với các sản phẩm như dầu bôi trơn, nhiên liệu

phản lực có phù hợp với động cơ sử dụng.

Độ nhớt thể hiện tính linh động hay tính dễ chảy của nhiên liệu. Nó ảnh hưởng đến sự

lưu chuyển của nhiên liệu, vì độ nhớt lớn có sức cản trong hệ thống cung cấp nhiên liệu sẽ

tăng, sự chuyển nhiên liệu vào xy lanh sẽ không đều.

Xác định độ nhớt có ý nghĩa quan trọng trong việc theo dõi dầu trong quá trình sử

dụng có bị thay đổi thành phần cấu trúc, có bị nhiễm bẩn hay không.

Từ việc xác định độ nhớt ta có thể xác định được tính phù hợp của động cơ sử dụng,

sao cho mục đích sử dụng là hiệu quả nhất.

Xác định độ nhớt có ý nghĩa rất quan trọng đối với các thiết bị sử dụng đòi hỏi mức an

toàn cao như trong động cơ phản lực. Từ độ nhớt ta có thể xác định được quá trình phun

nhiên liệu của động cơ, quá trình ăn mòn động cơ,khả năng tạo cặn trong buồng đốt.

40

2.10.2. Tóm tắt phương pháp

Cho một khối dạng hình trụ (spindle) quay với một vận tốc nhất định trong môi trường

mẫu, tùy theo độ nhớt của mẫu mà lực ma sát tác dụng lên spindle sẽ khác nhau. Độ nhớt

của mẫu càng lớn thì lực ma sát tác dụng lên spindle càng cao và ngược lại.

Lực ma sát tác dụng lên spindle theo chu vi hình tròn sẽ tạo nên một moment xoắn tác

dụng lên trục của spindle. Dựa vào moment xoắn này ta có thể tính toán độ nhớt động lực

học thông qua các thông số hình học của spindle và tốc độ quay của spindle.

2.10.3. Quy trình thí nghiệm

Lắc mẫu thật đều trước khi tiến hành thí nghiệm.

Cho khoảng 500ml mẫu vào cốc chứa mẫu, tránh tạo bọt khí trong quá trình rót mẫu

vào cốc. Nếu có xuất hiện bọt khí trong mẫu thì phải để yên một ít phút để bọt khí

nổi hết lên trên mặt thoáng, sau đó sử dụng giấy thẩm để vớt bọt khí ra ngoài.

Tùy theo loại spindle sử dụng mà lượng mẫu có thể thay đổi, sao cho bề mặt thoáng

của mẫu khi đo phải đạt tới vạch chuẩn trên trục của spindle.

Sau khi đã cài đặt hết những thông số của spindle và tốc độ quay của spindle ta bắt

đầu tiến hành đo. Ta hạ thiết bị xuống sao cho spindle ngập trong mẫu đến vạch

chuẩn của spindle. Lưu ýL khi hạ spindle vào trong mẫu phải tiến hành thật chậm và

cẩn thận để tránh các bọt khí có thể tích tụ dưới đáy và thân spindle.

Khi ta thay đổi tất cả các tốc độ quay mà % moment xoắn < 50 thì ta phải thay

spindle mới và tiến hành quy trình đo như trên.

Sau khi đo xong ta tiến hành tắt motor để ngừng quá trình đo.

Nâng thiết bị lên, tắt công tắc nguồn và rút phích cắm điện. Sau đó tháo spindle, lau

sạch spindle trước khi cất vào hộp.

Vệ sinh máy bằng cách dùng giấy mịn lau sạch những vị trí có dính mẫu vừa để đo

những lần đo kế tiếp được chính xác.

41

CHƯƠNG 3: AN TOÀN KHI LÀM VIỆC VỚI DẦU DIESEL

3.1. Nhận dạng nguy hiểm

3.1.1. Cảnh báo nguy hiểm

Dầu diesel là loại sản phẩm dễ cháy nổ khi tiếp xúc với ngọn lửa trần ở điều kiện

nhiệt độ bình thường.

Đối với sức khỏe con người, dầu diesel gây kích thích và ức chế hệ thần kinh. Hơi

dầu diesel gây kích thích hệ hô hấp.

Trường hợp xảy ra sự cố tràn dầu, dầu diesel gây ô nhiễm môi trường, vùng nước và

vùng đất đá.

Dầu diesel là sản phẩm dễ cháy nổ ở nhiệt độ thường, được tồn trữ ở thể lỏng trong

các thiết bị chứa chuyên dụng, tuyệt đối tránh xa các nguồn nhiệt, nguồn lửa trần và

tầm với của trẻ em. Khi tiếp xúc với dầu diesel phải sử dụng phương tiện bảo hộ lao

động phù hợp. Trong quá trình vận chuyển có thể xảy ra hiện tượng tĩnh điện trong

dầu diesel, vì vậy trước khi bơm nạp, xả hàng từ các phương tiện vận chuyển phải sử

dụng các thiết bị chuyên dùng như nam châm tĩnh điện, tiếp đất… để phòng ngừa sự

cố do hiện tượng tĩnh điện.

3.1.2. Các đường tiếp xúc và triệu chứng

Đường mắt: có thể gây kích thích và các tổn thương cho mắt.

Đường thở: gây kích thích và ức chế hệ thần kinh. Hơi dầu diesel kích thích hệ hô

hấp.

Đường da: tiếp xúc thường xuyên và liên tục có gây dị ứng và kích thích da.

Đường tiêu hóa: gây độc nhẹ qua đường tiêu hóa. Có thể tràn vào phổi gây nôn, viêm

phổi.

3.2. Biện pháp sơ cứu khi gặp tai nạn

3.2.1. Trường hợp tai nạn tiếp xúc theo đường mắt

Đưa nạn nhân ra nơi an toàn, thoáng mát. Dùng nước sạch rửa mắt ít nhất 15 phút, sau

đó đưa nạn nhân đi gặp bác sỹ.

3.2.2. Trường hợp tai nạn tiếp xúc trên da

42

Tháo bỏ giày dép và quần áo. Sử dụng nước và xà phòng rửa sạch vùng da bị nhiễm

dầu diesel. Trường hợp vùng da bị dị ứng hoặc bị tổn thương nặng phải đưa nạn nhân đi gặp

bác sỹ.

3.2.3. Trường hợp tai nạn tiếp xúc theo đường hô hấp

Đưa nạn nhân ra nơi an toàn, thoáng mát. Trường hợp nạn nhân bị ngạt thở phải sử

dụng các biện pháp trợ thở, hô hấp nhân tạo và đưa đi cấp cứu kịp thời.

3.2.4. Trường hợp tai nạn theo đường tiêu hóa

Tuyệt đối không được khuyến khích, trợ giúp nạn nhân nôn mửa vì có thể gây biến

chứng phổi.

3.3. Các biện pháp chữa cháy

Thực hiện các biện pháp khẩn cấp và các biện pháp ban đầu để dập tắt đám cháy:

Cắt nguồn điện liên quan tới đám cháy.

Ưu tiên cứu người bị nạn, tìm cách ngăn chặn, cách ly nguồn rò rỉ dầu diesel, di

chuyển các thùng chứa xăng dầu khác hoặc các trang thiết bị khác liền kề với đám

cháy nếu có thể.

Sử dụng bình chữa cháy, cát, chăn thấm nước để chữa cháy với các đám cháy nhỏ.

Không sử dụng nước để chữa cháy. Chỉ sử dụng nước để làm mát các thiết bị chứa,

đựng và các thiết bị liền kề.

Gọi điện thông báo cho lực lượng cảnh sát phòng cháy chữa cháy chuyên nghiệp để

ứng cứu.