khảo sát tính chất của nhiên liệu phản lực và dầu hỏa - Pdf 22

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
TRUNG TÂM CÔNG NGHỆ HÓA

ĐỀ TÀI:
DANH SÁCH NHÓM 2 MSSV
1. Lê Thị Minh Nhựt 0773207
2. Nguyễn Thị Thúy Nga 0773108
3. Trần Thị Trà Tân 0773384
4. Trần Cẩm Ba 0772491
5. Võ Văn Tú 0773043
6. Phùng Văn Tiến 0773088
7. Phan Thanh Tâm 0772439
8. Nguyễn Bảo Hưng 0772797
9. Nguyễn Mạnh Tuấn 0772601
TP.HCM, tháng 3 năm 2009

KHẢO SÁT TÌNH CHẤT HÓA HỌC CỦA
NHIÊN LIỆU PHẢN LỰC VÀ DẦU HỎA
A . NHIÊN LIỆU PHẢN LỰC (XĂNG MÁY BAY):
I . KHÁI NIỆM :
Nhiên liệu phản lực chủ yếu được pha chế từ những thành phần cất trực tiếp
nên chúng không chứa olefin (hợp chất không no) lượng hydrocacbon cũng bị hạn
chế vì chúng cháy không sạch, gây khói và tạo cặn cacbon trong động cơ.
Nhiên liệu phản lực là một loại sản phẩm được chưng cất từ dầu mỏ và
được dùng cho các loại máy bay, tên lửa, phi thuyền, có sử dụng động cơ phản lực
kiểu tuabin khí
II . YÊU CẦU :
Yêu cầu quan trọng của nhiên liệu phản lực là cần phải có tốc độ cháy cao,
dễ dàng tự bốc cháy, có nhiệt năng lớn, cháy điều hòa, có ngọn lửa ổn định không
bị tắt trong dòng không khí có tốc độ xoáy lớn.
Ngoài yêu cầu về nhiệt cháy, một yêu cầu khác không kém phần quan trọng

2
.
Lưu tính của nhiên liệu phản lực có ý nghĩa quan trọng hơn ở xăng, vì độ an
toàn của máy bay ở trong không trung, vì máy bay thường bay ở độ cao khoảng
10km với nhiệt độ âm bốn năm mươi độ bách phân, thậm chí ở -60
o
C, nghĩa là
thùng đựng xăng của máy bay phản lực không siêu âm có thể lạnh đến -30 đến
-40
o
C. Nhiên liệu phản lực phải giữ được lưu tính cần thiết ở nhiệt độ thấp đó, cụ
thể phải có nhiệt độ hoá đục rất thấp, có độ nhớt nhỏ; muốn thế phải có tỷ khối
không quá cao, chứa rất ít parafin nặng, gần như không chứa nước, vì độ hoà tan
của nước giảm nhanh khi hạ nhiệt độ.
Bảng tóm tắt một số chỉ tiêu của nhiên liệu phản lực :
Đại lượng (phương pháp xác định) Giá trị
vẻ dáng Trong suốt, sáng
Trị số axit (ASTM D3242) ≤0,015 mgKOH/g
Olefin (ASTM D1319) ≥ 5%V
Aromatic (ASTM D1319) ≤ 20%V
Lưu huỳnh tổng (ASTM D 1266) ≤ 0,30%
Lưu huỳnh mercaptan (ASTM D 3227) ≤ 0,002%
Doctor test (ASTM D 235) Không
Đường chưng cất (ASTM D 86) T10 ≤204 độ C; T100 ≤ 300 độ C
Nhiệt độ chớp lửa (ASTM D 3828) ≥ 38 độ C
Khối lượng riêng ở 15 độ C (ASTM D1298) 0,775 – 0,840 g/ml
Nhiệt độ chảy (ASTM D 2386) ≤ -47 độ C
Độ nhớt ở -20 độ C (ASTM D 445) ≤ 8cSt
Nhiệt cháy dưới (ASTM D 2382) ≤ 42,8kJ/g
Điểm khói (ASTM D 1322) ≥ 25mm

nên đông cứng lại.
Phạm vi ứng dụng :
Phương pháp này được áp dụng đo điểm chảy cho mọi sản phẩm dầu mỏ.
Mục đích và ý nghĩa :
Điểm đông đặc là nhiệt độ mà tại đó mẫu nhiên liệu mất đi tính linh động,
dựa vào điểm đông đặc có thể dự đoán được thành phần các parafin có trong mẫu
nhiên liệu nhiều hay ít.
Điểm đông đặc có ý nghĩa rất quan trọng trong vận chuyển, tồn trữ sản phẩm.
Điểm đông đặc có giá trị càng cao thì có nguy cơ gây nghẹt lọc, hư hỏng bơm…
Tóm tắt phương pháp :
Trước khi xác định, mẫu được gia nhiệt trước và sau đó mẫu được làm lạnh
với tốc độ được quy định và kiểm tra đặc tính chảy của mẫu thử (cứ giảm 3
o
C
kiểm tra 1 lần). Điểm chảy là nhiệt độ thấp nhất mà ở nhiệt đó vẫn quan sát thấy
mẫu linh động.
Báo cáo kết quả :
Điểm chảy báo cáo là nhiệt độ quan sát được trong phép thử cộng thêm 3
o
C.
c) Nhiệt độ kết tinh – ASTM D 2386/TCVN 7170 : để đảm bảo tính lưu
chuyển tốt, yêu cầu nhiên liệu phản lực đặc biệt phải có độ kết tinh tùy từng loại là
từ -40
o
C hoặc -47
o
C trở xuống.
Ở nhiệt độ âm, nước hoà tan có thể kết tinh. Những tinh thể nước đá có thể
làm tắc bộ lọc ở máy bay. Việc hạn chế lượng nước có trong nhiên liệu khó hơn
việc làm tăng độ tan của nước, do làm giảm nhiệt độ kết tinh nước. Có thể tránh

chuyên dụng. Theo tiêu chuẩn sự oxy hóa ở 100
o
C và áp suất khí oxy là 7kg/cm
2
trong một khoảng thời gian xác định.
Hàm lượng nhựa đo bằng mg/100ml là chỉ tiêu gián tiếp đánh giá tính ổn
định của xăng máy bay và nhiên liệu phản lực khi bảo quản lâu trong bồn chứa.
Hàm lượng nhựa càng cao thì tính ổn định của nhiên liệu càng kém. Quy định hàm
lượng nhựa không được vượt quá một giới hạn cho phép. Nếu vượt quá giới hạn
này chứng tỏ tính ổn định của nhiên liệu quá kém không thể tiếp tục dùng làm
nhiên liệu cho máy bay.
Phạm vi áp dụng :
Phương pháp này được sử dụng để xác định hàm lượng nhựa có trong xăng
ôtô và nhiên liệu hàng không.
Nó cung cấp cho ta phương thức xác định hàm lượng nhựa có trong xăng
ôtô.
Mục đích ý nghĩa :
Ý nghĩa thật sự của phương pháp này cho việc xác định hàm lượng nhựa có
trong xăng ôtô thì không được thiết lập một cách vững chắc. Nó chứng minh rằng
hàm lượng nhựa cao là nguyên nhân gây nên hiện tượng lắng đọng trên hệ thống
cảm ứng và làm nghẹt van. Và trong hầu hết các trường hợp, hàm lượng nhựa thấp
cũng gây khó khăn cho hệ thống cảm ứng.
Mục đích chính của phương pháp là đo đạc khả năng bị oxi hóa của mẫu
sản phẩm trong điều kiện thông thường trong một chu kỳ.
Nhiều chủng loại xăng được pha trộn từ dầu khó bay hơi và phụ gia, việc
trích ly từng bước bằng n-heptan là cần thiết để loại bỏ hết những phần có thể bay
hơi, phần còn lại được xem như là hàm lượng nhựa.
Tóm tắt phương pháp :
Đo lượng nhiên liệu còn lại sau khi đã làm bay hơi bằng việc điều khiển
nhiệt độ và dòng không khí hoặc hơi. Đối với xăng máy bay thì kết quả báo cáo là

Báo cáo kết quả :
Kết quả báo cáo là nhiệt độ chớp cháy được làm tròn số đến 0,5oC và theo
công thức hiệu chỉnh sau:
T = C + 0,25(101,3 – K)
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.
4 . ASTM D.86 (thành phần chưng cất phân đoạn):
Thành phần cất là một trong những chỉ tiêu quan trọng cần phải xác định
đối với các sản phẩm trắng như xăng, kerosen, diezen. Theo thành phần cất phân
đoạn có thể biết được các loại sản phẩm thu và khối lượng của chúng. Các phân
đoạn dầu bao giờ cũng gồm rất nhiều các đơn chất khác nhau với nhiệt độ sôi thay
đổi. Do vậy đặc trưng cho tính chất bay hơi của một số phân đoạn là nhiệt độ sôi
đầu và nhiệt độ sôi cuối.
Nhiệt độ sôi đầu : là nhiệt độ tại đó giọt lỏng đầu tiên ngưng tụ rơi từ hệ
thống sinh hàn xuống ống đong hứng mẫu.
Nhiệt độ sôi cuối : là nhiệt độ cao nhất đọc trên nhiệt kế.
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. Là đặc
tính tối quan trọng để đánh giá chất lượng cho xăng máy bay, 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 rắn cao.
Phạm vi ứng dụng :
Phương pháp này áp dụng cho chưng cất khí quyển các sản phẩm dầu mỏ
được sử dụng trong phòng thí nghiệm để định lượng đặc tính giới hạn sôi của các
sản phẩm dầu như: xăng, nhiên phân đoạn cất nhẹ và trung bình, nhiên liệu động
cơ đốt trong ôtô, nhiên liệu diesel có hàm lượng sunfur thấp, kerosene…
Mục đích và ý nghĩa :
Phương pháp chưng cất là cơ sở xác định khoảng sôi của sản phẩm dầu mỏ

o
C
- Nhiệt độ sôi cuối và các điểm trung gian: 2
o
C
- Cặn : 0,2 ml
5 . Độ nhớt động học – ASTM D445.
Theo tiêu chuẩn ASTM D.445/IP.71 của nhiên liệu ở nhiệt độ thấp (-20
o
C)
là giới hạn đảm bảo rằng dòng nhiên liệu và áp suất đủ duy trì ở điều kiện vận
hành. Độ nhớt có thể ảnh hưởng nhiều đến đặc tính bôi trơn của nhiên liệu và tuổi
thọ của máy bơm nhiên liệu.
Phạm vi áp dụng :
Phương pháp này dùng để đo độ nhớt của các sản phẩm dầu lỏng sáng và
tối màu đồng nhất có tính chất như chất lỏng Niuton. Bằng cách đo thời gian chảy
của một thể tích chất lỏng qua nhớt kế mao quản thủy tinnh đã chuẩn hóa dưới tác
dụng của trọng lực. Độ nhớt động lực học được tính bằng cách nhân độ nhớt động
học với tỷ trọng mẫu.
Khi đo cho dầu cặn F.O trong một vài điều kiện dầu là chất lỏng phi Niuton
cũng được áp dụng phương pháp này.
Khoảng độ nhớt động học áp dụng cho phương pháp này từ 0,2 – 300.000
cSt (mm
2
/s) ở tất cả các nhiệt độ.
Mục đích và ý nghĩa :
Trong sử dụng dầu bôi trơn, việc vận chuyển, bơm rót, sử dụng nhiên liệu,
vận hành đúng thiết bị phụ thuộc đáng kể vào việc xác định được độ nhớt phù hợp
của chất lỏng sử dụng.
Tóm tắt phương pháp :

Phạm vi áp dụng :
Phương pháp áp dụng cho dầu thô và các sản phẩm dầu mỏ lỏng, đồng
nhất. Có áp suất hơi bão hòa 14,696 spi hoặc thấp hơn.
Mục đích và ý nghĩa :
Phương pháp này dùng một phù kế thủy tinh để đo khối lượng riêng
(Density). Tỷ trọng (Specific Gravity) hay
o
API của dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ
để tính toán chuyển đổi thể tích ra khối lượng hoặc khối lượng ra thể tích và tỷ
trọng ở nhiệt độ khác.
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 thướt thích hợp. Khi hệ thống đạt 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.
Khối lượng riêng (Density): là khối lượng của chất lỏng trên một đơn vị thể
tích ở 15
o
C và 101,325 kPa có đơn vị đo là kg/m
3
(Ở nhiệt độ khác như là đo ở 20
o
C và các đơn vị đo có thể được sử dụng
như kg/l hoặc g/ml).
Tỷ trọng (Specific gravity – spgr): là tỷ số khối lượng của một thể tích chất
lỏng ở nhiệt độ quy định với khối lượng của cùng thể tích nước tinh khiết ở cùng
nhiệt độ hoặc nhiệt độ khác. Cả hai nhiệt độ được ghi rõ.
Ví dụ: d
20
4

o
F/60
o
F)] – 131,5
Giá trị đọc được là giá trị quan sát được ở nhiệt độ khác với nhiệt độ quy
định. Giá trị này chỉ là số đo phù kế mà không phải là khối lượng riêng, tỷ trọng
tương đối hay tỷ trọng API ở nhiệt độ đó.
Báo cáo kết quả :
Kết quả báo cáo cuối cùng là giá trị khối lượng riêng (kg/m
3
) tại nhiệt độ
chuẩn thì phải chính xác đến 0,1 kg/m
3
.
Kết quả báo cáo cuối cùng là giá trị khối lượng riêng (kg/l) tại nhiệt độ
chuẩn thì phải chính xác đến 0,0001 kg/l.
Báo cáo kết quả cuối cùng là tỷ trọng tương đối tại nhiệt độ thử, tỷ trọng
tương đối ở điều kiện chuẩn, tỷ trọng API chính xác gần 0,1 đơn vị.
B . DẦU HỎA (KEROSEN)
I . KHÁI NIỆM:
Là hỗn hợp của các hiđrôcacbon lỏng không màu, dễ bắt cháy. Nó thu được
từ chưng cất phân đoạn dầu mỏ ở nhiệt độ 150 °C đến 275 °C (các chuỗi cacbon
từ C
12
đến C
15
).
Đã có thời, nó được sử dụng như nhiên liệu cho các đèn dầu hỏa, hiện nay
nó được sử dụng chủ yếu làm nhiên liệu cho máy bay phản lực (nói một cách kỹ
thuật hơn là Avtur, Jet-A, Jet-B, JP-4 hay JP-8). Một dạng của dầu hỏa là RP-1

- Điểm sôi cuối, oC không lớn hơn 300
3 Hàm lượng lưu huỳnh, %khối lượng, không lớn
hơn
0,30 TCVN 2708: 2002
(ASTM D 1266)/
TCVN 6701: 2000
(ASTM D 2622)/
ASTM D 4294/
ASTM D 129
4 Chiều cao ngọn lửa không khói, mm, không nhỏ
hơn
19
ASTM D 1322
5 Ăn mòn đồng ở 100oC, 3 giờ, không lớn hơn 3 TCVN 2694: 2000/
(ASTM D 130)
6 Độ nhớt động học ở 40oC, cSt 1,0 - 1,9 ASTM D 445
7 Lưu huỳnh mercaptan, định tính Âm tính ASTM D 4952
8 Khối lượng riêng ở 15oC, kg/ l Báo cáo TCVN 6594: 2000
(ASTM D 1298)
Sau đây là một số chỉ tiêu kỹ thuật đặc trưng, ý nghĩa của nó và các phương
pháp xác định các chỉ tiêu ấy:
1 . Thành phần cất :
Phản ánh độ hóa hơi của các loại hydrocacbon có trong dầu hỏa. Thành
phần cất của dầu hỏa được kiểm tra, đánh giá bằng phương pháp tiêu chuẩn
ASTM D.86 và thường được quy định nhiệt độ sôi ở 10% và nhiệt độ cuối.
2 . Màu sắc :
Cho chúng ta biết độ sạch của sản phẩm. Để xác định màu sắc của dầu hỏa
cần dùng phương pháp thử đo màu Saybolt. Đây là một trong những đặc tính quan
trọng của dầu hỏa. Việc đo màu saybolt được tiến hành theo tiêu chuẩn ASTM
D.156.


Nhờ tải bản gốc

Tài liệu, ebook tham khảo khác

Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status