


Môn hc:  !
"#$%&'
()*+,-./0
()12
*()34543467
TP.HCM, 2011

"."
89(:;.&*&.3

 !
"#$%&' (
89(:#/0<
)*+,-.
/012,-3
"4#5,$&6#512789+:;
&)*+#512789+:;
9/012#5,$&
#<= >?@6>1AB?A1AB@&&#
=(:;.#/0
$>3?
)*+"
"C7D+#E&,-14 F
FG8 7:#H#E&,-IJK#!
&L8!
9LD+#A#*# #M!
#LD+7N7:#!
O!

từ C
14
đến C
20
. Ngòai ra, phân đan gasoil cũng có thể được trộn chung với
các sản phẩm của các quá trình khác: cracking xúc tác, hydrocracking, … để
tăng sản lượng, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
Thành phần của nhiên liệu diesel chủ yếu bao gồm chất nền và các chất
phụ gia. Chất nền chính là phân đan gasoil thu từ các quá trình khác nhau.
Các chất phụ gia được bổ xung vào thành phần chất nền nhằm cải thiện các
chỉ tiêu chất
lượng
của sản phẩm diesel.
• Các chất nền:
o Gasoil từ
chưng
cất dầu thô (chiếm chủ yếu từ 60 – 90%).
o Gasoil từ cracking xúc tác.
o Gasoil từ cracking nhiệt.
o Gasoil từ hydrocracking.
• Các chất phụ gia:
o Phụ gia làm giảm điểm chảy.
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu
Lương
o Phụ gia làm giảm điểm vẩn đục.
o Phụ gia tăng chỉ số cetane.
o Phụ gia chống sự oxy hóa, ngăn cản tạo nhựa.
o Phụ gia khử hat tính kim lai.
o Phụ gia chống ăn mòn.

lượng
quy
ước,
có giá trị bằng tỷ số phần trăm thể tích của cetane (C
16
H
34
) trong
hỗn hợp với
α
-metyl naphthalene (C
10
H
7
CH
3
) sao cho hỗn hợp này có khả năng tự bốc
cháy
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu
Lương
tương đương
với mẫu nhiên liệu diesel trong điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn.
• Độ nhớt:
Đây cũng là một chỉ tiêu chất
lượng
quan trng của nhiên liệu diesel. Độ
nhớt quyết định khả năng
lưu
động và hóa

cốc hở. loại cốc kín t
h
ư
ờng
dùng cho các loại sản phẩm có độ bay hơi lớn còn
loại cốc hở
thường
dùng cho các phân đoạn nặng.
Bảng 1 trình bày những yêu cầu về chất
lượng
của nhiên liệu diesel
theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5689:2005.
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu
Lương
IJK3)Tiêu chuẩn Việt Nam đối với nhiên liệu diesel (TCVN 5689
:
2005)
 LJMNF LH
OM
PQJK
RSR
FT
1
Hàm
lượng lưu
huỳnh,
mg/kg, max.
U44 >U44
TCVN 6701:2002

/ s
2 – 4, 5 TCVN 3171:2003
(ASTM D 445)
6
Cặn các bon của 10% cặn
chưng
cất, %khối lượng,
max.
0,
3
TCVN 6324:1997
(ASTM D 189)/
ASTM D 4530
7
Điểm đông đặc,
o
C, max.
+
6
TCVN
3753:1995/
ASTM D 97
8
Hàm
lượng
tro, % khối
lượng,
max.
0,
01

3
820 – 860 TCVN 6594:
2000 (ASTM D
1298)/ ASTM
4052
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu
Lương
13
Độ bôi trơn, µm, max.
460
ASTM D6079
14
Ngoại quan Sạch, trong ASTM D4176
 Nhu cầu sử dụng Diesel ở Việt Nam được biểu hiện trong biểu đồ sau :
>C VJKIJ
PWJK
X YTZJKJ LJ[ GHZ \Y\[F]H^_JF`JK)
Nói chung, nhiên liệu diesel truyền thống
được
sản xuất bằng
ph
ư
ơng
pháp
chưng
cất trực tiếp dầu thô từ các mỏ khóang dầu. Vì vậy, nguồn nhiên liệu
diesel sử dụng trên thế giới phải phụ thuộc vào nguồn cung cấp này. Tuy
nhiên, sản
lượng

khi cháy sẽ thải ra 3,2 kg CO
2
. Bảng 8 trình bày mức độ gia tăng của các chất
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu
Lương
gây ô nhiễm trong khí quyển.
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương
IJK>)
Sự gia tăng các chất ô nhiễm trong khí quy
ể
n
aFbJ cd e XfF _JMbJK
JK GRBRRdC
 GJJ!^BRRdC `Mgh
FiJK
Bj
$
JidC
CO
2
270 340
0,
4
N
2
O
0,
28

Ngay từ những năm cuối thế kỷ 19, thế giới đã bắt đầu nghiên cứu về các
nhiên liệu có thể thay thế cho nhiên liệu diesel truyền thống .Vấn đề này càng
được
phát triển mạnh trong những năm xảy ra chiến tranh thế giới, giai đan
khủng hỏang dầu mỏ và nhất là trong những năm gần đây. Các nhà nghiên cứu
đã tìm ra
hướng
giải quyết cho nhiên liệu diesel truyền thống
như
sau
• Dầu thực vật: Từ những năm thuộc thập kỷ 80 của thế kỷ trước, trên thế
giới đã có những thử nghiệm những nguồn thay thế cho nhiên liệu diesel truyền
thống như dầu cải, dầu lạc, dầu hướng
d
ư
ơng,
dầu đậu nành, dầu c, … do dầu
thực vật có khối
lượng
riêng, chỉ số cetane, nhiệt trị chỉ thấp hơn nhiên liệu diesel
một ít.
Ưu
điểm của lai nhiên liệu này là chất thải ít gây ô nhiễm môi
trường,
có
nguồn nguyên liệu vô tận, giảm thiểu được lượng nhập khẩu dầu từ nhiên liệu
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương
khóang, vì vậy, giải quyết
được

khí thải NOx trên cùng một
lượng
nhiên liệu.
• Nhiên liệu hòan nguyên: Đây là nguồn năng lượng chuyển hóa từ các
nguồn nhiên liệu có sẵn trong tự nhiên: năng
lượng
mặt trời, năng
lượng
thủy lực,
năng
lượng
gió, …; hay là nguồn năng
lượng
nhân tạo: năng
lượng
điện, …Hiện
nay,
người
ta còn đang thử nghiệm những nguồn năng lượng của hải dương và
nguồn năng
lượng
của trung tâm địa cầu.
Ưu
điểm của nguồn năng
lượng
này là:
nguồn năng
lượng
sạch, tận dụng
được

phân tán ( pha liên tục). Theo cách phân loại này
người
ta chia nhũ tương
ra làm hai loại:
• n/d (w/o: water in oil) gi là nhũ
tương nước
trong dầu gồm các git nước
phân tán trong dầu.
• d/n (o/w) gi là nhũ
tương
dầu trong
nước
gồm các git dầu phân tán trong
nước.
Nhũ
tương
n/d còn gi là nhũ
tương
loại 1 hay nhũ
tương
thuận. Nhũ tương
d/n còn gi là nhũ
tương
loại 2 hay nhũ
tương
nghịch.
Có thể nhận biết và phân biệt loại nhũ
tương
bằng các
phương

loãng: nồng độ pha phân tán < 0, 1 %. Nói nhũ
tương
loãng
không có nghĩa là đem pha loãng nhũ
tương
đậm đặc
được
nhũ tương
loãng mà nó có nhiều tính chất đặc
trưng như:
các hạt nhũ
tương
loãng
có kích
thước
rất khác với các hạt nhũ
tương
đặc và rất đặc, có đường
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương
kính khoảng 10
-5
cm, có tích điện. Điện tích này là do sự hấp phụ các
ion của chất điện ly vô cơ có mặt trong môi
tr
ư
ờng.
Khi không có chất
điện ly thì bề mặt hạt nhũ
tương

?C  E F GHq_MaFJmk!BMaFopFghJKr_dsFC)
!C S J GdMaFopFghJKr_dsF)
Các chất HDBM là những chất có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của
dung môi chứa nó. Các chất này có khả năng hấp phụ lên lớp bề mặt, có độ tan
tương
đối nhỏ, nếu không chúng có xu
hướng
rời khỏi bề mặt vào trong lòng chất
lỏng.
1 phân tử chất HDBM gồm 2 phần.
+ Phần phân cực (ái nước,
ưa nước,
háo
nước)
thường chứa các nhóm
carboxylate, sulfonate, sulfate, amine bậc bốn…… Nhóm này làm cho phân tử
chất hat động bề mặt có ái lực lớn đối với
nước
và bị kéo vào lớp nước.
+ Phần không phân cực (kỵ
nước,
ghét
nước
hay ái dầu, háo dầu,
ưa
dầu) là
các gốc hydrocarbon không phân cực kỵ
nước,
không tan trong nước, tan trong
pha hữu cơ không phân cực nên bị đẩy đến pha không phân cực.

chất
làm tan, làm ẩm hay chất thấm ứơt. Những chức năng liên quan đến vai trò trong
sự tạo nhủ đã chứng minh tính phổ biến của chúng đối với sản phẩm về nhũ
rC nJ[op MaFJmk!)
Theo tính chất của phần kỵ nước:
- Sự đa dạng trong chiều dài gốc hydrocarbon.
- Độ bất bão hòa của gốc hydrocarbon
- Sự phân nhánh của gốc hydrocarbon
- Sự có mặt và vị trí của nhóm aryl trong gốc hydrocarbon
Theo loại điện tích
- Anionic:
-
+ stearate glyceryl SE.
+ glycol stearate và nguyên liệu khác.
+ glycol stearate + hexylene glycol + SLES.
- Nonionic:
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương
+ glyceril stearate + laureth_23
+ PED-20 stearate
+ stearamide MEA stearate
+
- Cationic:
+ diethylaminoethyl stearate
-
Lưỡng
tính:
+
-
MC NY`.B^Z]oR [\t. RoR [\t![!JM\C)

HLB cho biết tỷ lệ giữa tính ái nước so với tính kỵ nước, được biểu thị
bằng thang đo có giá trị từ 1-40. Các CHDBM có tính ái nước thấp sẽ có HLB
nhỏ, các CHDBM có tính ái dầu thấp sẽ có HLB lớn. Sự gia tăng HLB
tương
ứng
với sự gia tăng của tính ái nước.
Có thể
ước lượng
sơ bộ giá trị HLB dựa trên tính chất hòa tan trong nước
hay tính phân tán của chất hat động bề mặt trong nước. Ứng với độ phân tán
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương
khác nhau thì giá trị HLB khác nhau.
IJK?)
/EM
tính HLB dựa trên mức độ phân tán của chất hoạt động bề mặt trong nước
Mức độ phân tán HLB
- Không phân tán trong nước 1-4
- Phân tán kém 3-6
- Phân tán
như
sữa sau khi lắc 6-8
- Phân tán
như
sữa bền 8-10
- Phân tán trong mờ đến trong 10-13
- Dung dịch trong > 13
 =(:;.#/0

$

>C SMMaFJmk!FPeJKZvJK)
Yêu cầu đối với chất nhũ hóa là:
+ Khả năng tạo nhũ tốt
+ Tạo nhũ bền và ổn định
+ Có chỉ số HLB thích hợp để tạo nhũ, chỉ số HLB phù hợp để tạo nhũ
DO/H
2
O là từ 3 đến 6
• H Ethoxylates: Nonylphenol Ethoxylates, Octylphenol

Ethoxylate s

, S econd a

ry A lco h

ol Ethoxylate s
• sorbitan monooleate, sorbitan dioleate, sorbitan trioleate,
• Polysorbate 20 (T20), Polysorbate 40 ( T40),
?C /Hg wdMx!J LJ[ GHJm
FPQJK
YoqE J LJ[ GHF]H^_JF`JK)
+
Rẻ hơn so với nhiên liệu truyền thống.
+
Khí thải từ nhiên liệu nhũ
tương
sạch hơn so voi nhiên liệu truyền thống:
ít NO
x

C) cao hơn so với điểm chớp
cháy của dầu diesel theo TCVN 5689: 2005 ( 55
o
C) vì điểm chớp cháy phụ thuộc
vào độ nhớt của nhiên liệu nên độ nhớt của nhiên liệu nhũ
tương
cao hơn dầu
diesel sẽ dẫn đến điểm chớp cháy của nhiên liệu nhũ
tương
cao hơn của dầu diesel.
Sau khoảng 20 ngày tồn trữ thì điểm chớp cháy của nhiên liệu nhũ t
ư
ơng
giảm (từ 3~4
o
C) vì tính chất của hệ nhũ
tương
giảm theo thời gian ( độ phân tán,
kích thước hạt nhũ, …) và có xu hướng trở về gần giống với nhiên liệu truyền
thống.
Vì vậy điểm chớp cháy cốc kín của nhiên liệu nhũ tương cũng phụ thuộc
vào thời gian tồn trữ, loại CHDBM sử dụng, nồng độ CHDBM và tỷ lệ giữa các
CHDBM.
MC  wdgbJKgsM)
Điểm đông đặc của dầu diesel theo TCVN 5689: 2005 là 6
o
C, nước đông
đặc ở 0
o
C nên khi dầu diesel và

MJ/kg
o Nhiệt trị khoảng 37-40 MJ/kg thấp hơn so với nhiệt trị dầu Diesel truyền thống
43,8 MJ/kg.
o Nhiệt trị phụ thuộc vào hàm lượng nước đưa vào, ít phụ thuộc vào CHDBM sử
dụng.
\C yM
FPEM
Jm)
Kích thước nhũ sau khi tạo thành khoảng 2µm và sau 20 ngày tồn trữ tăng lên
khoảng 5 µm .
( @:ABC)
Ở đây ta sử dụng các chất hoạt động bề mặt sau:
3C *<4)Có cấu trúc phân tử
như
sau
uJ?)Mẫu chất hoạt động bề mặt SPAN 80
Công thức phân tử của S80:
C
24
H
44
O
6
Khối
lượng
phân tử: 428, 61 g/mol
Các tính chất cơ bản của S80:
• Là chất lỏng
như
dầu, màu nâu vàng, không độc hại

Các tính chất cơ bản của S85:
 Là chất lỏng như dầu, màu nâu vàng, không độc hại
 Chỉ số OH: 190~220 (mg KOH/g)
 Tỷ trng: 0, 994 g/ml ở 20
0
C
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương
 Điểm chớp cháy: >110
0
C
 Chỉ số Iot: 60~75 (mg Iot/g)
 Chỉ số HLB: 4, 3
 Chỉ số xà phòng hóa: 140~160 (mg KOH/g)
 Hàm lượng nước: 0, 5% max
 Chỉ số acid: 8, 0 max (mg KOH/g)
HV: Bùi Thanh Hải
Phụ Gia GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương
?C %&&>4)Có cấu trúc phân tử sau
uJU)Mẫu chất hoạt động bề mặt TWEEN 20
Công thức phân tử của T20: C
58
H
114
O
26
(với n=20)
Khối
lượng
phân tử: 1227. 54 g/mol

O
26
(với n=20)
Khối
lượng
phân tử: 1310 g/mol
Các tính chất cơ bản của T80:
• Là chất lỏng màu vàng nhạt, không độc hại
• Nhiệt độ sôi: 100
o
C
• Tỷ trng: 1, 08 g/ml
• Chỉ số HLB: 15
• Điểm chớp cháy: >110
o
C
• Chỉ số xà phòng hóa: 45 ~ 55 (mg KOH/g)
• Chỉ số OH: 65 ~ 80 (mg KOH/g)
• Điểm vẩn đục: 93
o
C
• Hàm
lượng nước:
3% max
• Chỉ số acid: 2, 0 max (mg KOH/g)
 \odhFJK LJMOHMx!n^!J!)
Những hỗn hợp cho độ hòa tan nước cao và ổn định :
o S20 : T80 = 62 : 38
o S80 : T80 = 49 : 51
HV: Bùi Thanh Hải 19