Đồ án Nghiên cứu chế tạo xúc tác cho phản ứng tổng hợp phụ gia bảo quản Biodiezel

Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 1 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr•êng ®¹i häc d©n lËp h¶i phßng ------------------------------- ®å ¸n tèt nghiÖp ngµnh: Ho¸ dÇu Ng•êi h•íng dÉn: GS.TS §inh ThÞ Ngä Sinh viªn : NguyÔn ThÞ Kim Ph•îng H¶i phßng - 2010 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 2 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr•êng ®¹i häc d©n lËp h¶i phßng ----------------------------------- Nghiªn cøu chÕ t¹o xóc t¸c cho ph¶n øng tæng hîp phô gia b¶o qu¶n biodiezel ®å ¸n tèt nghiÖp ®¹i häc hÖ chÝnh quy ngµnh: ho¸ dÇu Ng•êi h•íng dÉn: GS.TS §inh ThÞ Ngä Sinh viªn : NguyÔn ThÞ Kim Ph•îng H¶i phßng - 2010 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 3 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng LỜI CẢM ƠN Đề tài tổng hợp phụ gia chống oxy hóa trong biodiesel trên xúc tác bentonit biến tính bằng phản ứng alkyl hóa toluen với isopropyl bromua là một đề tài mới, bentonit biến tính từ bentonit thuận hải có giá thành thấp và có nhiều ở Việt Nam. Vì vậy, đề tài này có ý nghĩa rất lớn trong việc chống oxy hóa trong biodiesel, mục đích làm tăng chu kỳ cảm ứng và bảo quản. Đây là đề tài mới, có nhiều vấn đề giải quyết nên em gặp rất nhiều khó khăn. Tuy nhiên, nhờ có sự hƣớng dẫn tận tình của GS.TS Đinh Thị Ngọ về phƣơng pháp nghiên cứu cũng nhƣ vấn đề chuyên môn, em đã hoàn thành tốt bản đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn cô. Ngoài ra, các anh chị cán bộ phòng thí nghiệm cũng nhƣ các anh chị nghiên cứu sinh, cao học đã giúp đỡ em trong quá trình làm đồ án. Đồng thời em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo ngành Hoá dầu trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng đã tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành đồ án này. Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã động viên và giúp đỡ em thực hiện thành công đồ án này. HP, ngày 10 tháng 7 năm 2010 Sinh viên Nguyễn Thị Kim Phƣợng Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 4 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 5 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng MỤC LỤC MỞ ĐẦU………………………………………………………………………………….3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT…………………………………………….4 1.1. Tổng quan về nhiên liệu diezel………………………………………………….4 1.1.1. Tiềm năng và nhu cầu sử dụng nhiên liệu hoá thạch…………………….4 1.1.2. Nhiên liệu diezel khoáng……………………………………………………5 1.1.3. Thành phần hoá học của nhiên liệu diezel………………………………….6 1.1.4. Yêu cầu chất lượng của nhiên liệu diezel……………………………………6 1.1.5. Khí thải của nhiên liệu diezel……………………………………………….9 1.1.6. Xu hướng hoàn thiện chất lượng của diezel……………………………….9 1.2. Biodiezel…………………………………………………………………………11 1.2.1. Khái quát chung………………………………………………………….11 1.2.2. Giới thiệu về biodiezel…………………………………………………….11 1.2.3. Các đặc điểm của biodiezel….................................................................13 1.3. Giới thiệu về khoáng sét……………………………………………………….16 1.3.1. Thành phần và cấu trúc của khoáng sét…………………………………16 1.3.2. Sự thay thế ion và sự tích điện trong mạng lưới của sét………………….19 1.3.3. Giới thiệu về bentonit………………………………………………………20 1.4. Tổng quan về phụ gia chống oxy hoá………………………………………….30 1.4.1. Phụ gia chống oxy hoá…………………………………………………….30 1.4.2. Quá trình ức chế………………………………………………………….31 1.4.3. Phân loại phụ gia ức chế oxy hoá………………………………………..32 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…………35 2.1. Tổng hợp xúc tác (bentonit biến tính)……………………………………………35 2.1.1. Nguyên liệu, hoá chất và dụng cụ…………………………………………35 2.1.2. Phương pháp hoạt hoá bentonit bằng HCl……………………………….35 2.1.3. Cách tiến hành thí nghiệm…………………………………………………36 2.2. Phƣơng pháp biến tính bentonit…………………………………………………36 2.3. Điều chế phụ gia…………………………………………………………………37 2.3.1. Điều chế isopropyl bromua………………………………………………..37 2.3.2. Tiến hành phản ứng alkyl hoá toluen bằng isopropyl bromua với xúc tác bentonit biến tính………………………………………………………………….37 2.4. Các phƣơng pháp xác định thành phần cấu trúc và tính chất của bentonit………38 2.4.1. Phƣơng pháp phân tích thành phần hoá học (EDX)………………………38 2.4.2. Phƣơng pháp nhiễu xạ tia X (XRD)……………………………………....38 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 6 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng 2.4.3. Phƣơng pháp xác định diện tích bề mặt riêng…………………………….39 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………………………41 3.1. Tổng hợp xúc tác……………………………………………………………….41 3.1.1. Phƣơng pháp nhiễu xạ Rơnghen (X-Ray)…………………………………41 3.1.2. Khảo sát sự phân bố bề mặt của Ben-Fe3+……………………………….43 3.2. Tổng hợp phụ gia chống oxy hoá isopropyl toluen với xúc tác Ben-Fe+……….44 3.3. Xác định cấu trúc sản phẩm bằng phƣơng pháp GS-MS………………………45 3.4. Thử nghiệm tính năng của phụ gia chống oxy hoá khi pha vào biodiezel……..47 KẾT LUẬN………………………………………………………………………………51 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………….52 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 7 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng MỞ ĐẦU Các nguồn năng lƣợng đang đƣợc sử dụng hiện nay trên thế giới đều là năng lƣợng hoá thạch nhƣ: than đá, dầu mỏ, hạt nhân,… Trong đó, năng lƣợng từ dầu mỏ là quan trọng nhất, chiếm 65% năng lƣợng sử dụng trên thế giới. Trong khi đó, than đá chiếm 20 – 22% và 8 – 12% từ năng lƣợng hạt nhân. Cùng với sự phát triển của kinh tế, nhu cầu sử dụng năng lƣợng ngày càng tăng làm cho các nguồn năng lƣợng hoá thạch ngày càng cạn kiệt, do đó đòi hỏi cần phải tìm ra nguồn năng lƣợng thay thế. Đây là vấn đề có tính chiến lƣợc sống còn của toàn thế giới và từng quốc gia, trong đó có Việt Nam. Hiện nay, thế giới đang có xu hƣớng diezel hoá động cơ vì động cơ diezel có nhiều ƣu điểm hơn động cơ xăng(tỷ số nén cao nên công suất lớn hơn khi sử dụng cùng một lƣợng nhiên liệu), nhiên liệu diezel có giá thành thấp hơn xăng, nguồn cung cấp lại nhiều và đa dạng hơn. Do đó, nhiên liệu diezel sẽ đƣợc sử dụng ngày càng nhiều hơn động cơ xăng. Tuy nhiên, việc làm sạch diezel khoáng lại rất khó khăn và tốn kém. Từ đó, ngƣời ta đã tìm ra một hƣớng đi mới để giải quyết vấn đề môi trƣờng đặt ra đó là phát triển nhiên liệu sinh học, gọi tắt là biodiezel. Nhƣng biodiezel lại dễ dàng bị oxy hoá nên không thể bảo quản lâu loại nhiên liệu này. Vì thế ngƣời ta đã nghiên cứu và tổng hợp ra phụ gia chống oxy hoá nhằm bảo quản biodiezel. Trong đề tài này em nghiên cứu và tổng hợp phụ gia chống oxy hoá biodiezel trên xúc tác bentonit biến tính từ bentonit thuận hải có giá thành thấp và có nhiều ở Việt Nam bằng phản ứng alkyl hoá toluen với isopropyl bromua. Đây là đề tài có ý nghĩa rất lớn trong việc chống oxy hoá biodiezel với mục đích làm tăng chu kỳ cảm ứng và bảo quản nguồn nhiên liệu này. Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 8 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU DIEZEL: 1.1.1. Tiềm năng và nhu cầu sử dụng nhiên liệu hoá thạch [1,6, 9]: Theo dự báo của tập đoàn BP thì trữ lƣợng dầu mỏ đã thăm dò trên toàn thế giới là 150 tỷ tấn. Năm 2003, lƣợng dầu mỏ tiêu thụ trên toàn thế giới là 3,6 tỷ tấn. Vì thế, nếu không phát hiện ra mỏ dầu nào nữa thì nguồn dầu mỏ này sẽ bị cạn kiệt trong vòng 45 năm tới. Trong khi đó, với sự bùng nổ dân số và sự tăng lên không ngừng của các phƣơng tiện giao thông (trong đó dự kiến đến năm 2050 sẽ có 1 tỷ ôtô các loại) thì giá dầu sẽ bị đẩy lên cao sẽ tạo nên sự khủng hoảng nhiên liệu trên toàn thế giới. Nƣớc ta tuy không phải là nƣớc có tiềm năng dầu khí lớn nhƣng chúng ta đã phải khai thác và xuất khẩu dầu thô, còn hầu hết sản phẩm dầu mỏ tiêu dùng trong nƣớc thì vẫn phải nhập khẩu. Đó là vấn đề cần phải suy nghĩ và tìm ra giải pháp để giải quyết triệt để trong tƣơng lai. Năm 2003, mức tiêu thụ năng lƣợng ở nƣớc ta là 205 kg/ngƣời, chỉ bằng 20% mức bình quân của thế giới, trong đó xăng dầu dùng cho giao thống vận tải chiếm 30% nhu cầu năng lƣợng của cả nƣớc. Với việc xuất xây dựng ba nhà máy lọc dầu là: LD1 (Vũng Quýt - Quảng Ngãi), LD2 (Nghi Sơn – Thanh Hoá) và LD3 (Long Sơn – Vũng Tàu) thì tƣơng lai chúng ta có thể đáp ứng đƣợc một phần nhu cầu năng lƣợng cho đất nƣớc, đồng thời có thể hạn chế đƣợc việc nhập khẩu các sản phẩm dầu. Bảng 1.1 - Sản phẩm của các nhà máy lọc dầu (nghìn tấn) (Theo Viện Chiến lược Phát triển - Bộ Khoa học & Công nghệ) LD1 (2008) LD2 (2011 – 2012) LD3 (2017 – 2018) Tổng số trƣớc 2020 Xăng 2000 2100 2100 6200 Diezel 3400 2180 2180 7760 Keroxen 0 200 200 400 JA1 280 200 200 680 FO 120 270 270 660 Tổng số xăng dầu 5800 4950 4950 15700 Tổng số xăng và diezel 5400 4280 4280 13960 Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 9 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng Từ bảng số liệu trên ta thấy: đến trƣớc năm 2020, khi cả ba nhà máy lọc dầu với công suất 20 – 22 triệu tấn cùng đi vào hoạt động sẽ cung cấp 15 – 16 triệu tấn xăng và diezel, trong khi đó nhu cầu về năng lƣợng của nƣớc ta vào khoảng 27 – 28 triệu tấn. Nhƣ vậy, ngay cả khi ba nhà máy cùng đi và hoạt động thì nƣớc ta vẫn trong tình trạng thiếu nguồn năng lƣợng đáng kể. Cho nên việc đáp ứng nhu cầu năng lƣợng trong nƣớc vẫn là vấn đề cần quan tâm và phải không ngừng tìm kiếm giải pháp để đƣa đất nƣớc thoát khỏi cảnh nhập nhiên liệu từ nƣớc ngoài trong bối cảnh giá nhiên liệu không ngừng tăng cao. Nếu không giải quyết tốt vấn đề này thì nó sẽ ảnh hƣởng rất xấu đến sự phát triển nền kinh tế của nƣớc ta. Dƣới đây là những số liệu về cân đối nhiên liệu xăng và diezel ở nƣớc ta: Bảng 1.2 – Cân đối nhiên liệu xăng và diezel đến 2020 (Viện Chiến lược Phát triển - Bộ Khoa học & Công nghệ) Tổng nhu cầu (nghìn tấn) Khả năng cung cấp trong nƣớc (nghìn tấn) Thiếu (nghìn tấn) Mức tiêu thụ (kg/ng/năm) 2001 5143 0 5140 (100%) 2005 8629 700 (condensate) 7930 (92%) 104 2008 5400 (LD1) 2010 12869 6100 6796 (52,7%) 146 2012 4280 (LD2) 2015 16230 10380 5850 (36%) 174 2018 4280 (LD3) 2020 19546 14660 4904 (25%) 196 1.1.2. Nhiên liệu diezel khoáng: Do động cơ diezel có tỷ số nén cao hơn động cơ xăng nên có công suất lớn hơn khi sử dụng cùng một lƣợng nhiên liệu. Mặt khác, nhiên liệu diezel lại có giá thành thấp hơn xăng do ít phải trải qua quy trình chế biến phức tạp và nguồn nhiên liệu diezel lại nhiều và đa dạng. Vì có nhiều ƣu điểm nhƣ vậy nên hiện nay trên thế giới đang có xu hƣớng diezel hoá động cơ. Mặc dù vậy, động cơ diezel cũng tồn tại những nhƣợc điểm nhƣ: cấu tạo phức tạp, hình dáng cồng kềnh. Nhƣng nhờ có những ƣu điểm nhƣ trên mà động cơ diezel và nhiên liệu diezel vẫn đƣợc sử dụng rộng rãi trên thực tế. Vì vậy, việc hoàn thiện phẩm cấp và chất lƣợng của nhiên liệu diezel có ý nghĩa to lớn trong việc nâng cao năng suất thiết bị, tuổi thọ của động cơ và bảo vệ môi trƣờng, bao gồm: - Giảm lƣợng khí NOx và muối rắn trong khí thải động cơ bằng cách tuần hoàn khí thải, sử dụng xúc tác. Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 10 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng - Giảm thiểu hàm lƣợng lƣu huỳnh trong thành phần nhiên liệu xuống dƣới 0,5% khối lƣợng. - Giảm hàm lƣợng hydrocacbon thơm là những cấu tử có trị số xetan thấp và cũng là những chất độc hại với sức khoẻ con ngƣời trong thành phần khí thải xuống dƣới 20% thể tích. 1.1.3. Thành phần hoá học của nhiên liệu diezel [1, 3, 6, 7, 9, 12, 18]: Trong quá trình chƣng cất dầu mỏ thành các phân đoạn ta thu đƣợc phân đoạn dầu diezel có nhiệt độ sôi từ 250 – 3500C có chứa hydrocacbon với số nguyên tử cacbon từ C16 – C22. Phần lớn trong phân đoạn này là n-parafin và iso-parafin, còn hydrocacbon thơm chiếm không nhiều. Các n-parafin mạch dài có nhiệt độ kết tinh cao, chúng là nguyên nhân gây mất ổn định của phân đoạn ở nhiệt độ thấp. Trong phân đoạn diezel,ngoài naphten và thơm hai vòng là chủ yếu thì những hợp chất ba vòng bắt đầu tăng lên và đã bắt đầu xuất hiện các hợp chất có cấu trúc hỗn hợp giữa naphten và thơm. Hàm lƣợng các hợp chất chứa S, N và O bắt đầu tăng nhanh. Các hợp chất của lƣu huỳnh chủ yếu ở dạng dị vòng disulfur. Các hợp chất chứa oxy ở dạng axit naphtenic có nhiều và đạt cực đại ở phân đoạn này. Ngoài ra còn có những hợp chất dạng phenol nhƣ dimetylphenol. Nhựa cũng xuất hiện nhƣng còn ít và trọng lƣợng phân tử cũng thấp, chỉ vào khoảng 300 – 400 đ.v.C. 1.1.4. Yêu cầu chất lượng của nhiên liệu diezel: Để động cơ diezel làm việc ổn định thì nhiên liệu diezel phải đảm bảo các chỉ tiêu chất lƣợng sau: a. Phải có khả năng tự bốc cháy phù hợp: Tính chất này đƣợc đánh giá qua trị số xetan. Trị số xetan là một đơn vị quy ƣớc đặc trƣng cho khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu diezel, nó đƣợc đo bằng phần trăm thể tích của n-xetan có trong hỗn hợp của nó với α-metyl naphtalen và có khả năng tự bốc cháy tƣơng đƣơng khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu thí nghiệm ở điều kiện tiêu chuẩn. Hỗn hợp chuẩn bao gồm hai hydrocacbon là n-xetan (C16H34) có khả năng tự bốc cháy tốt với trị số xetan quy định là 100 và α-metyl naphtalen (C11H10) có khả năng tự bốc cháy kém với trị số xetan quy định là 0. Trị số xetan đƣợc xác định theo tiêu chuẩn ASTM D613. Trị số xetan cao quá hoặc thấp quá đều gây nên những vấn đề không tốt cho động cơ. b. Có khả năng tạo hỗn hợp cháy tốt: Khả năng bay hơi tốt và phun trộn tốt đánh giá qua thành phần phân đoạn, độ nhớt, tỷ trọng và sức căng bề mặt. * Thành phần chưng cất phân đoạn: Thành phần chƣng cất phân đoạn có ảnh hƣởng lớn đến tính năng của động cơ diezel, đặc biệt là các động cơ tốc độ chung bình và tốc độ cao, đồng thời ảnh hƣởng đến Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 11 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng độ an toàn. Thành phần cất đƣợc xác định theo tiêu chuẩn ASTM D86. Nhiệt độ sôi 10% đặc trƣng cho phần nhẹ dễ bay hơi của nhiên liệu. Nhiệt độ này cao quá sẽ làm cho động cơ khó khởi động. Nhiệt độ sôi 50% là chỉ tiêu hay dùng nhất để đánh giá nhiên liệu diezel, nó đặc trƣng cho khả năng cháy hoàn toàn của nhiên liệu. * Độ nhớt động học: Là thông số rất quan trọng vì nó cho biết khả năng phun trộn nhiên liệu vào buồng đốt. Độ nhớt của nhiên liệu có ảnh hƣởng đến kích thƣớc và hình dạng của kim phun. Độ nhớt động học đƣợc xác định ở 400C theo phƣơng pháp ASTM D445. * Tỷ trọng: Là đại lƣợng đặc trƣng cho độ nặng hay nhẹ của nhiên liệu, là tỷ số giữa trọng lƣợng riêng của một vật ở một nhiệt độ nhất định và trọng lƣợng riêng của vật khác đƣợc chọn làm chuẩn xác định ở cùng vị trí. Đối với các sản phẩm lỏng ta lấy nƣớc cất ở 40C với áp suất 760mmHg làm chất chuẩn. c. Tính lưu biến tốt: Để đảm bảo cấp liệu liên tục thì yêu cầu này đƣợc đánh giá bằng nhiệt độ đông đặc, nhiệt độ vẩn đục, tạp chất cơ học, hàm lƣợng nƣớc và hàm lƣợng nhựa. * Nhiệt độ đông đặc: Là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó nhiên liệu vẫn giữ đƣợc tính chất của chất lỏng. Nhiệt độ đông đặc đƣợc xác định theo ASTM D97. * Nước và tạp chất cơ học: Là một trong những chỉ tiêu quan trọng của nhiên liệu diezel, có ảnh hƣởng đến chất lƣợng, sức chứa và khả năng sử dụng của nhiên liệu. Nƣớc và tạp chất trong diezel đƣợc xác định theo ASTM D1796. * Hàm lượng nhựa thực tế: Sau khi ra khỏi nhà máy lọc dầu, nhiên liệu không thể tránh khỏi việc tiếp xúc với không khí và nƣớc nên dễ dàng tạo nhựa và cặn bẩn gây tắc bầu lọc, làm bẩn buồng đốt và tắc hệ thống phun nhiên liệu. Hàm lƣợng nhựa phải đƣợc quy định dƣới giới hạn cho phép và đƣợc xác định theo phƣơng pháp ASTM D381. * Điểm sương: Đây là một chỉ tiêu quan trọng, nó cho biết nhiệt độ tại đó các tinh thể sắp xuất hiện trong nhiên liệu ở điều kiện thí nghiệm xác định. Điểm sƣơng đƣợc xác định theo ASTM D2500. d. Ít tạo cặn: Yêu cầu này phụ thuộc vào thành phần phân đoạn, độ axit, hàm lƣợng lƣu huỳnh, độ ăn mòn lá đồng và hàm lƣợng mercaptan. * Hàm lượng lưu huỳnh: Trong nhiên liệu diezel, lƣu huỳnh tồn tại ở nhiều dạng khác nhau nhƣ: mercaptan, sulphat, thiophen,… Các hợp chất của lƣu huỳnh trong diezel đều là những chất độc hại. Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 12 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng Khống chế hàm lƣợng lƣu huỳnh càng thấp thì càng tốt. Hàm lƣợng lƣu huỳnh đƣợc xác định theo tiêu chuẩn ASTM D129. * Độ ăn mòn lá đồng: Xác định định tính độ ăn mòn của nhiên liệu diezel đối với các chi tiết chế tạo tự động và đƣợc xác định theo phƣơng pháp ASTM D130. * Hàm lượng tro: Là lƣợng tro còn sót lại sau khi đốt diezel đến cháy hết, đƣợc tính bằng phần trăm khối lƣợng tro so với lƣợng mẫu ban đầu. Nói chung hàm lƣợng tro càng thấp càng tốt và đƣợc xác định dƣới mức giới hạn cho phép. Hàm lƣợng tro đƣợc xác định theo tiêu chuẩn ASTM D482 (hoặc TCVN 2690 – 1995). e. An toàn về cháy nổ và không gây ô nhiễm môi trường: Đƣợc đánh giá qua nhiệt độ chớp cháy. Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất ở điều kiện thƣờng mà mẫu nhiên liệu thí nghiệm bắt cháy ngay khi ngọn lửa xuất hiện và tự lan truyền một cách nhanh chóng trên toàn bộ bề mặt mẫu. Nhiệt độ chớp cháy côc kín đƣợc xác định theo ASTM D93. f. Ít ăn mòn và có khả năng bảo vệ: Đƣợc đánh giá qua trị số axit, hàm lƣợng lƣu huỳnh, độ ăn mòn lá đồng và hàm lƣợng mercaptan. Trị số axit đƣợc xác định theo phƣơng pháp ASTM D974 (hoặc TCVN 2695 – 1997). Trị số axit là thƣớc đo đánh giá hàm lƣợng các chất vô cơ và axit tổng cộng của nhiên liệu. Nó giúp đánh giá mức độ ăn mòn của các chi tiết kim loại khi tiếp xúc với nhiên liệu. Để đảm bảo cho động cơ hoạt động hiệu quả thì nhiên liệu diezel phải có những tính chất phù hợp với yêu cầu của động cơ. Bảng 1.3 – Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nhiên liệu diezel theo ASTM Chỉ tiêu Phƣơng pháp xác định N 0 1D N 0 2D N 0 3D Điểm chớp cháy, 0C, min D93 38 52 55 Nƣớc và tạp chất, %vol, max D1796 0,05 0,05 0,5 Nhiệt độ sôi 90%vol, 0C D86 max: 288 282 ÷ 338 - Độ nhớt động học ở 400C, cSt D445 1,3 ÷ 2,4 1,9 ÷ 4,1 5,5 ÷ 24,0 Cặn C trong 10% còn lại, %mass D524 max: 0,15 0,35 0,1 Hàm lƣợng tro, %mass, max D482 0,01 0,01 2,00 Hàm lƣợng S, %mass, max D129 0,50 0,50 - Độ ăn mòn lá đồng, 3h, 500C, max D130 N3 N3 - Trị số xetan, min D613 40G 40G - Điểm sƣơng, 0C, max D2500 H H H Đồ án tốt nghiệp GVHD: GS.TS. Đinh Thị Ngọ 13 SV: Nguyễn Thị Kim Phƣợng_HD1001_Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng Khi muốn so sánh các chỉ tiêu của các nhiên liệu khác nhau, ngƣời ta phải dựa vào một tiêu chuẩn nhất định. Có nhƣ vậy mới biết đƣợc nhiên liệu nào tốt hơn và có ƣu điểm nào vƣợt trội để có hƣớng sử dụng hợp lý. Ngoài ra, mỗi chỉ tiêu đƣợc xác định theo một phƣơng pháp khác nhau. Do đó, bên cạnh việc đƣa ra một phƣơng pháp tiêu chuẩn nhất định, cũng cần phải dựa vào một phƣơng pháp nhất định nào đó thì mới có thể đƣa ra sự so sánh chính xác đƣợc. Ta hãy tham khảo các chỉ tiêu chất lƣợng của nhiên liệu diezel theo tiêu chuẩn của ASTM cho trong bảng 1.3. 1.1.5. Khí thải của nhiên liệu diezel [1,6,10, 12]: Nhiên liệu diezel chủ yếu đƣợc lấy từ hai nguồn chính là chƣng cất trực tiếp từ dầu mỏ và quá trình cracking xúc tác. Thông thƣờng bao giờ diezel cũng chứa các hợp chất của lƣu huỳnh, nitơ, nhựa và asphalten. Những chất này không những gây hại cho động cơ mà còn gây ô nhiễm môi trƣờng rất mạnh. Trong tình hình chung là động cơ diezel ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi thì sự ô nhiễm môi trƣờng càng tăng mạnh. Khí thải chứa chủ yếu là: SO2, NO, NO2, CO, hơi hydrocacbon, muội cacbon,… Đây đều là chất độc hại, khí SO2 ngoài việc gây bệnh cho phổi thì gặp nƣớc sẽ tạo thành axit và nó chính là nguyên nhân hàng đầu của nhữ