BỘ CÔng thưƠng trưỜng cao đẲng công nghiệp tuy hòA
Đánh giá chất lượng của dầu mỏ qua các đặc trưng sau
tải về 0.81 Mb.
|
- Điều hướng trang này:
- Thành phần hydrocacbon trong dầu mỏ
- Tỷ trọng
- Hệ số đặc trưng K
- Hàm lượng các hợp chất chứa các nguyên tố dị thể
- Độ nhớt
- Nhiệt độ đông đặc
- Nhiệt độ chớp cháy
- Hàm lượng cốc conradson
- Kim loại nặng trong dầu
Đánh giá chất lượng của dầu mỏ qua các đặc trưng sauĐể xác định giá trị của dầu thô trên thị trường, đồng thời định hướng cho các quá trình sử dụng, chế biến, tính toán công suất thiết bị cho nhà máy lọc dầu, việc phân tích, xác định các chỉ tiêu của dầu thô là rất cần thiết. Có rất nhiều đặc tính quan trọng, trong phần này chỉ đưa ra các tính chất tiêu biểu nhất, liên quan đến sử dụng và quá trình công nghệ chế biến chúng.
Hydrocacbon là thành phần quan trọng nhất của dầu thô, trong dầu chúng chiếm từ 60 đến 90% trọng lượng. Dầu chứa càng nhiều hydrocacbon thì càng có giá trị kinh tế cao. Phụ thuộc vào hàm lượng của từng loại: pararfin, naphten, aromat mà có thể sản xuất được các sản phẩm nhiên liệu có chất lượng khác nhau. Dầu chứa naphten, aromat sẽ cho phép sản xuất xăng có trị số octan cao. Dầu chứa nhiều n-parafin sẽ là nguồn tạo ra nhiên liệu điêzen có chất lượng tốt, nhưng hàm lượng parafin rắn cao quá sẽ làm tăng điểm đông đặc của dầu, gây khó khăn cho quá trình vận chuyển, bốc rót, phải áp dụng các biện pháp để hạ điểm đông, gây tốn kém. Dầu trung gian naphten - parafinic sẽ là nguyên liệu tốt để sản xuất ra dầu nhờn có chỉ số độ nhớt cao. Khi khai thác được dầu thô, nhất thiết phải xác định hàm lượng và đặc tính của các hydrocacbon có trong dầu. Có nhiều phương pháp để xác định chúng nhưng phổ biến là phương pháp hóa lý như sắc ký khí, phổ hồng ngoại (IR) và tử ngoại (UV).
Dựa vào tỷ trọng có thể sơ bộ đánh giá dầu mỏ thuộc loại nặng hay nhẹ, mức độ biến chất thấp hay cao. Theo tỷ trọng, phổ biến người ta chia dầu thay 3 cấp:
Dầu thô càng nhẹ, hiệu suất và chất lượng các sản phẩm trắng thu được khi chưng cất càng cao; dầu càng chứa ít lưu huỳnh, càng mang nhiều đặc tính parafinic hoặc trung gian naphtenic – parafinic. Dầu càng nặng thì chứa càng nhiều các chất dị nguyên tố, các chất nhựa và asphanten, không thuận lợi để sản xuất các sản phẩm nhiên liệu và dầu nhờn, nhưng lại là nguyên liệu tốt để sản xuất bitum nhựa đường và cốc.
Hệ số này cho biết dầu mỏ mang đặc tính của loại hydrocacbon nào là chủ yếu. Hệ số K dao động trong khoảng từ 10 đến 13, trong đó:
Các họ dầu trung gian có giá trị K nằm giữa các số trên. Biết được họ dầu thô là họ gì sẽ có hướng sử dụng hợp lý. Chẳng hạn một loại dầu thô có K = 12, dầu đó sẽ thuộc loại trung gian naphteno – parafinic, nó cho hiệu suất và chất lượng của xăng, kerosen, gasoil cao, bitum thu được từ cặn dầu đó sẽ không tốt.
Lưu huỳnh là hợp chất chủ yếu có trong dầu thô. Chúng tồn tại ở nhiều dạng: mercaptan, sunfua, disunfua, H2S, S. Căn cứ vào hàm lượng lưu huỳnh người ta chia dầu mỏ làm ba loại:
Dầu mỏ chứa nhiều lưu huỳnh có giá trị kinh tế thấp hơn dầu mỏ ít lưu huỳnh. Lưu huỳnh là chất gây nhiều tác hại: Khi đốt cháy tạo ra SO2, SO3 gây độc hại và ăn mòn đường ống, thiết bị. Mặt khác, khi đưa dầu thô đi chế biến hóa học, lưu huỳnh sẽ là nguyên nhân gây ngộ độc xúc tác, làm giảm hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Thông thường dầu càng nặng thì hàm lượng lưu huỳnh càng cao.
Các chất chứa nitơ trong dầu thường ít hơn so với lưu huỳnh. Chúng thường có tính bazơ nên có ảnh hưởng lớn đến quá trình chế biến dầu trên xúc tác axit (quá trình crắcking, reforming, alkyl hóa…), nó là nguyên nhân gây nên mất hoạt tính xúc tác, tạo cặn trong động cơ và làm biến màu sản phẩm.
Dầu mỏ có nhiều nhựa và asphanten thì trong sản phẩm (dầu nhờn và cặn) càng có nhiều chất đó. Nói chung nhựa và asphanten là những chất có hại. Nếu trong sản phẩm có nhựa và asphanten thì khả năng cháy sẽ không hoàn toàn, tạo cặn và tàn, làm tắc vòi phun của động cơ. Nhựa là chất dễ bị oxi hóa, sẽ làm giảm tính ổn địng của sản phẩm. Tuy nhiên dầu thô chứa nhiều nhựa và asphanten thì phần cặn lại là nguyên liệu tốt để sản xuất bitum. Phần cặn grudron của dầu thô Việt Nam có tổng hàm lượng nhựa và asphanten là rất thấp nên không thể sử dụng để sản xuất bitum.
Dựa vào độ nhớt của dầu mỏ có thể tính toán được các quá trình bơm vận chuyển. Dầu có độ nhớt càng cao thì càng khó vận chuyển bằng đường ống. Để vận chuyển phải tiêu hao năng lượng, vì vậy chi chí vận chuyển sẽ tăng lên. Đối với dầu thô càng nặng thì độ nhớt càng cao. Đối với các phân đoạn dầu mỏ, chẳng hạn dầu nhờn độ nhớt gần như là một chỉ tiêu quan trọng nhất nhằm đảm bảo cho quá trình bôi trơn tốt.
Nhiệt độ đông đặc phản ánh tính linh động của dầu ở nhiệt độ thấp. Nếu nhiệt độ đông đặc của một loại dầu nào đó cao thì sẽ rất khó khăn cho quá trình vận chuyển, bơm rót, phải tiến hành các biện pháp làm giảm nhiệt độ đông đặc như gia nhiệt gây tốn kém. Có hai nguyên nhân dẫn đến dầu có nhiệt độ đông đặc cao, đó là: dầu có độ nhớt lớn và dầu chứa nhiều n – parafin rắn. Ví dụ dầu thô Bạch Hổ chứa nhiều n – parafin rắn nên nhiệt độ đông đặc là +330C.
Nhiệt độ chớp cháy phản ánh hàm lượng các hydrocacbon nhẹ có trong dầu và cho biết độ nguy hiểm đối với hiện tượng cháy nổ khi bảo quản và vận chuyển. Nhiệt độ chớp cháy càng thấp, càng gần với nhiệt độ của môi trường thì cần phải thận trọng khi bảo quản và vận chuyển. Phải có các biện pháp đề phòng để giảm tối đa các hiện tượng cháy nổ. Ví dụ, xăng có nhiệt độ chớp cháy thấp nên để bảo quản an toàn cho các bồn bể chứa xăng, người ta thường sơn nhũ trắng để phản xạ nhiệt, hệ thống tưới nước để làm mát bể, hoặc xây bể ngầm.
Độ cốc hóa conradson là đại lượng đặc trưng cho khả năng tạo cốc của phần cặn dầu mỏ. Đại lượng này càng cao thì hiệu suất cốc thu được càng cao. Hàm lượng cốc conradson càng cao còn có nghĩa hàm lượng nhựa và asphanten trong dầu mỏ sẽ cao, và có thể sử dụng cặn dầu mỏ loại này để sản xuất bitum nhựa đường với hiệu suất và chất lượng tốt.
Trong dầu mỏ thường có nhiều kim loại ở mức vi lượng như V, Ni, Co, Pb, Ti, Mn…trong đó chủ yếu là hai nguyên tố Vanadi và Niken. Hàm lượng các kim loại trong dầu phản ánh mức độ ảnh hưởng của chúng khi sử dụng các phân đoạn làm nhiên liệu và nguyên liệu cho các quá trình chế biến. Ví dụ, nếu trong nhiên liệu đốt lò có nhiều V, Ni các kim loại này sẽ gây thủng lò do tạo thành các hợp kim với sắt có nhiệt độ nóng chảy thấp, còn trong phản ứng reforming xúc tác, các kim loại Pb, As sẽ làm xúc tác mất hoạt tính (ngộ độc xúc tác). Đối với dầu thô Việt Nam, hàm lượng trung bình của V và Ni rất thấp, hàm lượng Vanadi trong phần cặn cũng chỉ khoảng 0,46 ppm, còn Ni là 10,503 ppm.
|
12,5