Bai giang san pham dau mo va phu gia duo

Chuẩn mẫu trắng từ 125 ml dung môi chuẩn độ đ i với quá trình chuẩn độ gi ng nh chuẩn độ mẫu... Cho thêm vào 100 ml dung môi chuẩn độ và 0,5 ml dung dịch chỉ thị, không đậy nút, lắc đều

d u m h p lý h n Đ i với d u m , nó cho phép ta ho ch định ph ng pháp chế biến

và ph ng th c l y các s n phẩm phân đo n Đ i với các s n phẩm d u m , nó cho phép sử d ng các s n phẩm d u m phù h p với các yêu c u sử d ng khác nhau

Đ i với mỗi n ớc, d u m và s n phẩm d u m l i có các quy định khác nhau, phù h p với điều ki n sử d ng c a mỗi n ớc Ngày nay, với xu h ớng hội nhập toàn

c u thì các tiêu chuẩn quy định này cũng đ c sử d ng đan xen nhau, xây d ng trên c

s các tiêu chuẩn đã đ c qu c tế hóa Các ph ng pháp phân tích hóa lý c b n đánh giá ch t l ng, tính ch t c a d u m và s n phẩm d u m ch yếu tuân theo một s tiêu chuẩn, quy chuẩn sau:

- TCVN: Tiêu chuẩn Vi t Nam

- ASTM (American society for testing materials), tiêu chuẩn Mỹ

- IP standard (The institute of petroleum), tiêu chuẩn c a vi n d u m Anh

- ISO (Organisation international de standardisation), tiêu chuẩn qu c tế

………

2.1 CÁC TÍNH CH T HÓA LÝ C B N C A D U M - S N PH M D U M VÀ CÁCH XÁC Đ NH

, kg/m3

C) hoặc mẫu đ c gi nhi t độ thích h p khác là nhi t độ đo đ c c a

mẫu hoặc nhi t độ c a mẫu trùng với nhi t độ phòng

ng đong hình tr , có đ ng kính trong c a ng ≥ 25 mm so với đ ng kính ngoài c a tỷ tr ng kế Chiều cao c a ng đong ph i đ để tỷ tr ng kế n i trong mẫu và đáy c a tỷ tr ng kế cách đáy c a ng đong ít nh t 25 mm Đ a nhi t độ ng đong và nhi t độ tỷ tr ng kế g n bằng nhi t độ mẫu thử

Rót mẫu nhẹ nhàng vào ng đong sao cho tránh t o b t và tránh s bay h i c a các phân đo n nhẹ (khi c n thiết ph i dùng xi phông), sao cho đ l ng để tỷ tr ng kế

n i đ c và đ c đ c s G t b t t c các b t khí sau khic húng n i trên bề mặt mẫu

n tỷ tr ng kế xu ng kho ng hai v ch và sau đó th tỷ tr ng kế ra hoặc có thể xoay nhẹ để đ a tỷ tr ng kế về tr ng thái cân bằng, n i t do không ch m vào thành

ng Đặt mắt ngang bề mặt ch t l ng, đ c đúng v ch cắt c a thang chia độ và mặt

ch t l ng theo hai tr ng h p: ch t l ng trong su t và ch t l ng đ c

Ph ng pháp tỷ tr ng kế này là phù h p nh t để xác định kh i l ng riêng, tỉ

tr ng hoặc độ API c a các lo i d u nhớt th p trong su t

Hình 2.1: Thang đọc của tỷ trọng kế đối với chất lỏng dầu mỏ

trong suốt (a) và không trong suốt (b)

Ph ng pháp này cũng áp d ng cho lo i ch t l ng nhớt với th i gian đ để tỷ

tr ng kế đ t đến tr ng thái cân bằng, hoặc thích h p áp d ng cho lo i ch t l ng đ c

nếu hi u chỉnh mặt khum thích h p Khi đo với l ng d u lớn, các sai s hi u chỉnh thể tích sẽ đ c gi m thiểu bằng cách quan sát s đo trên tỷ tr ng kế t i nhi t độ g n sát nhi t độ c a b n d u

2.1.2 Đ nh t

ASTM D445 - 06; TCVN 3171: 2007

Độ nhớt là đ i l ng đặc tr ng cho m c độ c n tr gi a hai lớp ch t l u khi chúng chuyển động t ng đ i, tr t lên nhau Một cách t ng quát, một ch t l u có độ nhớt càng lớn khi nó càng khó ch y

Độ nhớt là một chỉ tiêu quan tr ng và c b n c a d u m và s n phẩm d u m

Đ i với d u m và đa s các s n phẩm d u m độ nhớt liên quan mật thiết đến tính l u

biến c a chúng trong các điều ki n nhi t độ làm vi c khác nhau Thông th ng nhi t

độ gi m thì độ nhớt tĕng và ng c l i S thay đ i độ nhớt c a d u m và s n phẩm

d u m cũng ph thuộc nhiều vào b n ch t c a chúng D u ch a nhiều parafin th ng

có độ nhớt thay đ i nhiều theo nhi t độ

Chi tiết

a)

Đáy c a mặt khum

Ch t l ng

M ặt phẳng ngang c a

ch t l ng Xem chi tiết

ch t l ng

Xem chi tiết

Ch t l ng

M ặt phẳng ngang c a

ch t l ng Đáy c a mặt khum

Đ c t i điểm này

Mặt phẳng ngang c a

ch t l ng Mặt khum

Chi tiết

b)

Đ i với các ch t bôi tr n, độ nhớt là một tính ch t quyết định độ dày màng d u,

nó làm gi m ma sát và mài mòn gi a hai bề mặt tiếp xúc Nó có nh h ng đến độ khít, t n hao công ma sát, kh nĕng ch ng mài mòn, kh nĕng ch ng t o cặn, kh nĕng làm mát các chi tiết làm vi c… Trong động c , độ nhớt đóng vai trò quyết định l ng tiêu hao nhiên li u, kh nĕng tiết ki m d u và ho t động c a động c Đ i với một s

lo i động c , đặc bi t là động c ôtô cũng nh h ng tới kh i động và t c độ tr c khuỷu Độ nhớt quá cao sẽ làm gi m t c độ c a tr c và do đó làm tĕng l ng nhiên

li u tiêu hao (kể c sau khi động c đã kh i động) Độ nhớt quá th p sẽ dẫn tới chóng mài mòn và tĕng l ng tiêu hao d u Chính vì vậy độ nhớt đ c l y làm c s cho h

th ng phân lo i d u nh n (theo c p độ nhớt SAE)

Có hai lo i độ nhớt là độ nhớt động l c và độ nhớt động h c Trong công nghi p d u m th ng dùng độ nhớt động h c, còn độ nhớt động l c đ c sử d ng nhiều trong các ph ng pháp nghiên c u Độ nhớt động h c đ c xác định bằng

ph ng pháp sử d ng nhớt kế mao qu n với đ n vị đo ch yếu là cSt

Có nhiều lo i nhớt kế đ c thiết kế có hình dáng khác nhau để đo độ nhớt c a

ch t l ng khác nhau theo tiêu chuẩn ASTM D 446-06 Vì vậy vi c l a ch n nhớt kế sao cho phù h p với ch t l ng c n đo độ nhớt có ý nghĩa r t quan tr ng Điều này thể

hi n qua th i gian ch y c a mẫu từ v ch này đến v ch kia c a b u đo Nếu th i gian

ch y nhanh quá hoặc chậm quá thì kết qu đo đều sẽ không chính xác Trong công nghi p d u m ng i ta quan tâm đến hai lo i nhớt kế chính là: nhớt kế ch y xuôi và

nhớt kế ch y ng c Trong đó, nhớt kế ch y xuôi th ng đ c sử d ng cho các ch t

ng R, mm

Thể tích

b u C, ml

Đ ng kính trong

ng N, mm

Đ ng kính trong

ng R, mm

Đ ng kính trong

ng N,E,F,I

* Quy trình xác đ nh đ nh t bằng nh t k mao qu n:

- Ch n nhớt kết phù h p với độ nhớt c a d u sao cho t c độ ch y kho ng 200 - 800 giây

- N p vào d ng c đo (nhớt kế) một l ng d u thích h p

- Để n định nhi t t i một nhi t độ nh t định trong bình n định nhi t kho ng

30 phút sao cho đ t cân bằng nhi t độ bên trong mẫu c n đo và nhi t độ d u c a thiết

bị n định nhi t, dùng đ ng h b m giây đo th i gian ch y c a l ng d u trên từ v ch này đến v ch kia c a d ng c đo, ph thuộc vào hằng s nhớt kế (k) ta tính đ c độ

nhớt động h c c a d u theo công th c sau đây:

nhớt còn ph thuộc vào b n ch t c a d u m D u ch a nhiều naphten có VI cao và

d u ch a nhiều parafin có VI th p

Trong s các s n phẩm d u m , có lẽ chỉ có d u mỡ bôi tr n, nhiên li u ph n l c

ng i ta mới quan tâm nhiều đến VI Vì chỉ tiêu này quyết định đến kho ng nhi t độ làm vi c rộng và ch c nĕng c a chúng Điều này có thể gi i thích nh sau: trong các động c , môi tr ng làm vi c c a d u có nhi t độ thay đ i từ âm vài 0

C đến vài trĕm

0

C, khi đó độ nhớt c a d u thay đ i r t lớn nhi t độ th p, độ nhớt c a d u mỡ bôi

tr n tĕng làm gi m tính l u biến c a d u, khó khĕn trong quá trình b m đi để bôi tr n các chi tiết động c trong quá trình kh i động Ng c l i, nhi t độ cao độ nhớt gi m đáng kể, khi đó độ dày màng d u không đ d y để đ m b o ch c nĕng bôi tr n, gi m

ma sát và các ch c nĕng khác c a mình Chính vì vậy, VI luôn đ c coi là một trong

s các chỉ tiêu quan tr ng hàng đ u đ i với d u mỡ bôi tr n động c

Hình 2.3: Bể xác định độ nhớt

VI là một giá trị đ c xác định qua s thay đ i độ nhớt theo nhi t độ d a trên

c s so sánh kho ng thay đ i t ng đ i về độ nhớt c a hai lo i d u ch n l c chuyên dùng, hai lo i d u này khác bi t nhau r t lớn về chỉ s độ nhớt VI

C với d u mà ta c n tính VI, cSt;

+ Nếu độ nhớt động h c c a d u c n đo 1000

C nh h n hay bằng 70 cSt thì các giá trị t ng ng c a L và H c n ph i tra b ng 2.3

B ng 2.3: Giá trị L,H tương ứng với độ nhớt động học ở 40 0

Ghi chú: Nếu các giá trị độ nhớt không nằm trong b ng trên thì

được suy ra bằng cách nội suy

lửa cháy với th i gian l n h n 5 giây đ c g i là nhi t độ bắt cháy

Nhi t độ chớp cháy, bắt cháy trong một m c độ nào đó đặc tr ng cho tính d cháy c a d u m và s n phẩm d u m D a vào nhi t độ chớp cháy có thể biết đ c đặc tính c a hydrocacbon có trong thành ph n c a nó cũng nh s có mặt c a các c u

tử nhẹ Hydrocacbon có nhi t độ sôi cao thì điểm chớp cháy cao và ng c l i

Xác định nhi t độ chớp cháy có ý nghĩa r t quan tr ng trong vi c b o qu n, t n

ch a nhiên li u và an toàn cháy n

Có hai ph ng pháp xác định nhi t độ chớp cháy, bắt cháy là: ph ng pháp c c kín và c c h Cách tiến hành c a hai ph ng pháp này là hoàn toàn t ng t nhau S khác nhau chỉ thể hi n hai điểm sau:

- Nhi t độ chớp cháy c c kín đ c xác định trong điều ki n chén đ ng mẫu

đ c đậy nắp, nắp này đ c chỉ m trong th i gian r t ngắn khi đ a ng n lửa thử điểm

chớp cháy vào; trong quá trình đo mẫu đ c khu y liên t c

- Đ i các d u m , s n phẩm d u m có kh nĕng bay h i kém nh : d u thô, d u

mỡ bôi tr n thì đ c xác định nhi t độ chớp cháy c c h theo tiêu chuẩn ASTM D92-02 hoặc TCVN 2699:1995 bằng thiết bị chớp cháy c c h Cleveland Open Cup - COC Các s n phẩm d u m có kh nĕng bay h i m nh nh : khí hóa l ng (LPG, CNG, LNG), xĕng, điêzen, kerosen thì nhi t độ chớp cháy, bắt cháy c c kín theo tiêu chuẩn ASTM D93-02 hoặc TCVN 2693:1995 bằng thiết bị chớp cháy c c kín Pensky-Martesns close Cup Tester

* Quy trình xác đ nh:

Đ một l ng mẫu theo m c cho phép, đặt vào máy đo độ chớp cháy, n i máy

với bình ga, sau đó chỉnh ng n lửa có đ ng kính 3,2 đến 4,8 mm và điều chỉnh nhi t

độ c a mẫu sao cho từ 140

Hình 2.5: Thi ết bị xác định nhiệt độ chớp cháy, bắt cháy cốc hở (a), cốc kín (b)

B ng 2.4: Thông s ố cơ b n của thiết bị cốc hở

Giá tr , mm Thông s

2.1.5 Áp su t h i bão hòa Reid

ASTM D323 – 99; TCVN 5731 : 2006

Áp su t h i là một đặc tính lý h c quan tr ng đ i với các ch t l ng d bay h i

Nó là chỉ tiêu đặc bi t quan tr ng cho c xĕng hàng không và xĕng ôtô, vì chúng nh

h ng đến quá trình kh i động, làm nóng máy và có xu h ớng t o h i nhi t độ vận hành cao hoặc trên cao một vài n i giới h n áp su t h i lớn nh t c a xĕng đ c qui định mang tính pháp lý nh một s đo kiểm soát s ô nhi m c a không khí

Tiêu chuẩn ASTM D323 – 99; TCVN 5731 : 2006 áp d ng để xác định áp su t

h i 37,80C (1000F) c a s n phẩm d u m và d u thô có nhi t độ sôi đ u lớn h n 00

C (320F)

a) b) c) d)

Hình 2.6: Sơ đồ truyền mẫu từ hệ thống lo i mở sang khoang lỏng

Cách xác đ nh:

L y bình mẫu ra kh i bể làm l nh, m nắp và lắp ng truyền mẫu đã đ c làm

l nh vào (xem hình 2.6) L y khoang l ng ra kh i bể làm l nh và đặt vị trí lộn ng c trên đ u ng truyền mẫu Lật ng c thật nhanh toàn bộ h th ng sao cho khoang l ng

thẳng đ ng và đ u ng truyền cách đáy khoang l ng kho ng 6 mm (0,25 in.) N p mẫu

đ y tràn khoang l ng Rút ng truyền mẫu ra kh i khoang l ng trong khi mẫu vẫn tiếp

t c tràn cho đến khi ng đ c rút ra hoàn toàn

L y ngay khoang h i ra kh i bể n ớc và n i với khoang l ng đ y mẫu càng nhanh càng t t, không để tràn Khi khoang h i đã đ a ra kh i bể, n i với khoang l ng sao cho không t o ra s trao đ i gi a không khí nhi t độ phòng với không khí có nhi t

độ 37,80

C (1000F) trong khoang đó Hoàn t t thao tác lắp thiết bị trong vòng 10 giây

Lật úp thiết bị đã lắp ráp và cho toàn bộ mẫu từ khoang l ng ch y vào khoang

h i, lắc m nh, lật lên úp xu ng 8 l n Để đ u áp kế đo phía trên, nhúng ngập toàn bộ thiết bị trong bể n ớc đ c duy trì nhi t độ 37,80

Khoang l ng

đ c đặt trên ng dẫn

nghiêng sao cho chỗ n i gi a khoang l ng và khoang h i nằm d ới m c n ớc Kiểm

tra cẩn thận s rò rỉ Nếu không có hi n t ng rò rỉ, tiếp t c ngâm thiết bị sao cho đỉnh

c a khoang h i nằm d ới mặt n ớc ít nh t 25 mm (1 inch)

Hình 2.7: Kích th ước thiết bị đo áp suất hơi bão hòa Reid

B ng 2.6: Thông số thiết bị đo áp suất hơi bão hòa Reid

B, C, D Đ ng kính trong c a khoang l ng và khoang h i 51

Sau khi ngâm thiết bị trong bể n ớc ít nh t 5 phút, gõ nhẹ áp kế đo và quan sát

s đ c trên áp kế đo L y thiết bị ra kh i bể và lặp các b ớc tiến hành nh trên C sau

kho ng ít nh t 2 phút l i gõ nhẹ lên áp kế và ghi l i s chỉ c a áp kế C lặp l i cách

tiến hành nh trên ít nh t 5 l n cho đến khi s chỉ c a áp kế hai l n liên tiếp bằng

nhau, nghĩa là áp su t đã đ t cân bằng Giá trị áp su t này đ c g i là áp su t h i ch a

hi u chỉnh c a mẫu Tháo ngay áp kế ra kh i thiết bị, không c n làm s ch hết ch t l ng

còn bám vào áp kế, kiểm tra s đ c trên áp kế đo theo d ng c đo áp su t khi cho c

hai cùng chịu một áp l c n định bằng nhau, bằng s đo áp su t h i ch a hi u chỉnh

kho ng 1,0 kPa (0,2 psi) Nếu có s khác nhau gi a s đ c c a hai áp kế thì giá trị

chênh l ch này đ c cộng với áp su t h i ch a hi u chỉnh c a mẫu Giá trị áp su t này

chính là áp su t h i bão hòa Reid c a mẫu

Hình 2.8: Sơ đồ thiết bị đo áp suất hơi Reid kiểu nằm ngang

Có 4 quy trình đo áp su t h i ng với các tr ng h p khác nhau

- Quy trình A: áp d ng cho s n phẩm d u m có áp su t h i Reid nh h n 180 kPa (26 psi)

- Quy trình B: áp d ng cho s n phẩm d u m có áp su t h i Reid nh h n 180 kPa (26 psi) lo i bể ngang

- Quy trình C: áp d ng cho s n phẩm d u m có áp su t h i Reid lớn h n 180 kPa (26 psi)

- Quy trình D: áp d ng cho xĕng hàng không có áp su t h i Reid kho ng 50 kPa (7 psi)

T t c b n qui trình A, B, C, D đều dùng khoang h i và khoang l ng có thể tích

bằng nhau Qui trình B sử d ng thiết bị bán t động ngâm chìm trong bể ngang và quay trong khi đ t cân bằng Với qui trình này có thể dùng áp kế Bourdon hoặc bộ chuyển đ i áp su t Qui trình C sử d ng khoang l ng có hai lỗ van Qui trình D qui định chặt h n tỷ l gi a khoang h i và khoang l ng

2.1.6 Thành ph n c t áp su t khí quy ển

ASTM D86 – 05; TCVN 2698 : 2007

Thành ph n c t áp su t khí quyển đ c hiểu là nhi t độ t i đó thu đ c x%

thể tích mẫu trong một thiết bị thử nghi m tiêu chuẩn

Đ i với d u m , biết đ c đặc tính thành ph n c t áp su t khí quyển sẽ giúp cho ng i thiết kế ho ch định đ c tỷ l l y s n phẩm trong quá trình ch ng c t phân

đo n d u m và tính toán các thông s c b n c a tháp ch ng c t

Đ i với các s n phẩm d u m , các đặc tính ch ng c t (tính bay h i) c a các hydrocacbon th ng có nh h ng quan tr ng đến an toàn và tính nĕng sử d ng c a chúng, đặc bi t đ i với các lo i nhiên li u và dung môi D a vào d i sôi có thể biết

đ c các thông tin về thành ph n, tính ch t c a nhiên li u trong quá trình b o qu n và

t o thành cặn cháy c ng Tính bay h i nh h ng đến t c độ bay h i, tính ch t này là

một yếu t quan tr ng khi sử d ng các dung môi, đặc bi t nh ng dung môi pha s n Thành ph n c t c a d u m và các s n phẩm d u m đ c xác định theo tiêu chuẩn ASTM D86 – 05; TCVN 2698 : 2007 Ph ng pháp này áp d ng để xác định các thành ph n c t c a d u m , xĕng, nhiên li u điêzen, dung môi g c d u m , naptha,

Hình chiếu đ ng Hình chiếu c nh

Chiều dài ng

ng ng trong

bể ả 390

7 T m chắn 16 Bếp đi n

8 Cửa quan sát 17 Núm điều chỉnh bộ đỡ

9a Núm điều chỉnh đi n áp 18 Dây đi n

9b Vôn kế hoặc ĕmpe kế 19 ng h ng

thể tích mẫu (không c n làm khô bên trong) vào trong bể điều nhi t nằm d ới đ u th p

c a ng ng ng Đ u c a ng ng ng sẽ nằm gi a mi ng ng h ng và sâu vào trong ng

một kho ng ít nh t là 25 mm, nh ng không d ới v ch 100 mm

Xác định điểm sôi đầu:

Để gi m l ng th t thoát c a ph n c t do bay h i, đậy ng h ng bằng m nh

gi y th m hoặc vật li u t ng t đã đ c cắt vừa khít với ng ng ng Nếu dùng ng

dẫn dòng cho ng h ng thì bắt đ u ch ng c t với đ u c a ng dẫn dòng vừa ch m thành c a ng h ng Nếu không dùng ng dẫn dòng thì gi đ u ch y c a ng ng ng xa thành c a ng h ng Ghi l i th i gian bắt đ u Quan sát và ghi l i điểm sôi đ u chính xác đến 0,5 0

C (1,0 0F) Nếu không dùng ng dẫn dòng thì ph i chuyển dịch ng h ng ngay, sao cho đ u ng ng ng ch m vào thành trong c a nó

Điều chỉnh vi c c p nhi t sao cho kho ng th i gian gi a l n c p nhi t đ u tiên

và điểm sôi đ u đến khi thu đ c 5%, 10% phù h p với từng lo i mẫu c n xác định

Xác định điểm sôi giữa và điểm sôi cuối: Tiếp t c điều chỉnh nhi t sao cho t c

độ ng ng trung bình không đ i từ khi thu đ c 5 % hoặc 10 % đến khi còn 5 ml cặn trong bình c t là 4 ml/phút đến 5 ml/phút

Trong kho ng th i gian gi a điểm sôi đ u và kết thúc ch ng c t, quan sát và ghi l i các s li u c n thiết cho tính toán và báo cáo kết qu phép thử theo tiêu chuẩn yêu c u kỹ thuật qui định, hoặc nh đã yêu c u đ i với mẫu thử Các s li u quan sát

có thể bao g m các s đ c nhi t độ t i các ph n trĕm thu h i định tr ớc hoặc ng c

Trị s axit t ng (TAN) là là s milligam KOH c n để trung hòa hết 100 ml s n

phẩm d u m Các h p ch t mang tính axit ch yếu trong s n phẩm d u m ch yếu là các axit h u c , phenol, các mu i, lacton, các ch t nh a, đặc bi t là khi nó ch a các axit vô c

nh HCl sinh ra trong quá trình chế biến d u m S n phẩm d u m có TAN cao gây ĕn mòn m nh các máy – thiết bị trong quá trình vận chuyển, t n ch a và sử d ng

Trên thế giới, m c quy định TAN hi n nay nằm trong kho ng từ 1 ÷ 4 mgKOH/100 ml S n phẩm d u m c a Nga quy định m c TAN cho phép từ 0,8 ÷ 2 mgKOH/100 ml

TAN đ c xác định theo tiêu chuẩn ASTM D 664 – 06a; TCVN 6325 : 2007 xác định TAN c a các s n phẩm d u m bằng ph ng pháp chuẩn độ đi n thế Ph ng pháp xác định nh sau: Cho vào c c 250 mL hoặc một bình ch a thích h p một l ng

mẫu nh trong b ng 2.7 và thêm 125 ml dung môi chuẩn độ Chuẩn bị các đi n c c theo h ớng dẫn c a nhà s n xu t Đặt c c hoặc bình chuẩn độ theo ph ng thẳng đ ng

và điều chỉnh vị trí c a nó để các đi n c c vị trí nửa chìm Bắt đ u khu y, và khu y trong su t quá trình m c đ để kích động m nh mẽ mà không bắn tung tóe và không

để không khí bão hòa vào dung dịch chuẩn độ

0,10 0,02 0,005 0,001 0,0005

L a ch n buret và đ hoặc hút vào đó dung dịch kiềm KOH 0,1 mol/l Đ a buret vào vị trí c a bộ chuẩn độ, đ m b o rằng đ u c a buret ngập sâu kho ng 25 mm trong dung dịch chuẩn độ Ghi l i thể tích dung dịch chuẩn trong buret và s chỉ đi n

áp c a máy chuẩn độ đi n thế Có hai ph ng pháp đ c sử d ng trong cách xác định này là chuẩn độ th công và chuẩn độ t động

Ph ương pháp chuẩn độ thủ công:

Thêm một l ng nh phù h p dung dịch kiềm KOH 0,1M vào mẫu và đ i cho đến khi hằng s đi n áp đ c thiết lập, ghi l i giá trị thể tích dung dịch chuẩn trong buret và chỉ s đi n áp

T i điểm bắt đ u chuẩn độ và chỉ t i các điểm u n sau đó, chỗ mà 0,1 ml dung

dịch chuẩn KOH 0,1M không làm thay đ i trong quá trình và t ng đi n áp thay đ i c a

nó lớn h n 30 mV đi n c c, tiếp t c thêm một ph n nh 0,05 ml dung dịch chuẩn

đo n gi a (đo n bằng) đ ng cong thế, n i mà cũng với 0,1 ml dung dịch chuẩn KOH 0,1M làm thay đ i đi n áp c a đi n c c nh h n 30 mV, tiếp t c thêm

một ph n nh dung dịch chuẩn độ sao cho thế đi n áp thay đ i không quá 30 mV

Tiếp t c chuẩn độ theo cách th c nh trên cho đến khi t ng ng với 0,1 ml dung dịch chuẩn làm thay đ i đi n áp không quá 5 mV thì dừng quá trình chuẩn độ(điểm cu i t động) hoặc tới khi thế chỉ ra là dung dịch kiềm h n dung dịch đ m kiềm không n ớc mới chuẩn bị (điểm cu i đ c ch n)

đ c sử d ng để tính toán trị s axit m nh Th c hi n ph ng pháp chuẩn độ t động

và xây d ng đ ng cong đi n thế hoặc đ ng cong đ o hàm nh là các đ ng chuẩn Chuẩn độ với dung dịch kiềm KOH 0,1M Thiết bị se t động điều chỉnh hoặc

đ c thiết lập sẵn theo một ch ng trình nh t định Khi t i các điểm u n, nó có thể

đ c sử d ng để tính toán một cách g n đúng, t c độ thêm ch t chuẩn và thể tích c a

ch t chuẩn d a trên s thay đ i độ cong c a đ ng cong chuẩn độ

Dung dịch chuẩn độ tĕng lên sẽ đ c thêm vào sao cho s thay đ i thế c a đi n

c c là từ 5 – 15 mV đ i với ph n dung dịch chuẩn tĕng thêm Thể tích dung dịch chuẩn tĕng thêm sẽ thay đ i từ 0,05 đến 0,5 ml S tĕng tiếp dung dịch chuẩn có thể

đ c thêm vào nếu không có d u hi u thay đ i thế đi n c c lớn h n 10 mV trong 10 giây, nh ng th i gian lớn nh t gi a các l n tĕng thêm dung dịch chuẩn độ không đ c quá 60 giây

Quá trình chuẩn độ có thể kết thúc khi dung dịch đ m có d u hi u đ t đ c độ

pH = 11 và thế quá 200 mV Điểm t ng đ ng (cân bằng) có thể nhận ra nếu điểm

bắt ngu n c a đ ng cong chuẩn độ đ t giá c c đ i, đó là điểm cao nh t so với các tín

hi u nhi u mà đi n c c thiết lập

Chuẩn mẫu trắng từ 125 ml dung môi chuẩn độ đ i với quá trình chuẩn độ

gi ng nh chuẩn độ mẫu

Khi chuẩn độ xong, tráng đi n c c bằng đ u buret bằng dung môi chuẩn độ sau

đó bằng iso-propanol, cu i cùng bằng n ớc c t Nhúng các đi n c c trong n ớc ít nh t

5 phút tr ớc khi dùng l i để ph c h i lớp gel n ớc c a đi n c c thuỷ tinh Nhúng đi n

c c vào trong dung dịch KCl khi không dùng

Tính tr ị số axit, TAN:

Quá trình chuẩn độ th công: Vẽ đ ng cong chuẩn độ d a vào thể tích c a dung dịch chuẩn kiềm KOH 0,1M t ng ng với s chỉ đi n thế (hình 2.11) Đánh d u điểm kết thúc chính xác phù h p, xác định điểm u n g n với đi n áp pin đ t đ c

t ng ng dung dịch axit hoặc dung dịch kiềm đ m Nếu điểm u n không xu t hi n

hoặc xu t hi n không rõ ràng (đ ng cong B), đánh d u điểm cu i t i s chỉ đi n áp

đ t đ c t ng ng với dung dịch đ m thích h p

Hình 2.11: Đồ thị biểu diễn đường cong chuẩn độ

ml dung dịch kiềm KOH 0,1M

Đ ng cong A: Đ ng cong chuẩn độ 125 ml mẫu trắng

Đ ng cong B: Đ ng cong chuẩn độ 10 gam d u động c đã sử d ng cộng với

125 ml dung môi chuẩn độ không có điểm u n rõ ràng, các điểm kết thúc đ c ch n

t i s chỉ c a đi n c c đ t đ c t ng ng với hai dung dịch n ớc đ m

Đ ng cong C: Đ ng cong chuẩn độ 10 gam d u ch a axit yếu cộng với 125

ml dung môi chuẩn độ Điểm kết thúc đ c ch n là điểm mà t i đó đ ng cong chuẩn

độ g n nh thẳng đ ng

Đ ng cong D: Đ ng cong chuẩn độ 10 gam d u ch a axit yếu và axit m nh

cộng với 125 ml dung môi chuẩn độ Các điểm kết thúc đ c ch n là điểm mà t i đó

B : Thể tích dung dịch kiềm KOH đã dùng để chuẩn mẫu trắng, ml

M : Độ chuẩn c a dung dịch KOH, mol/l

W : Kh i l ng mẫu,g

Độ kiềm trong d u nh n đ c biểu thị bằng trị s kiềm t ng (TBN), cho biết

l ng axit clohydric hay percloric, đ c quy chuyển sang KOH t ng đ ng c n thiết

để trung hòa hết các h p ch t mang tính kiềm có mặt trong 1g mẫu

Hi n nay, nhiều lo i ph gia sử d ng nhằm nâng cao phẩm ch t d u bôi tr n Các h p ch t đ c coi là có tính kiềm bao g m: các ch t kiềm vô c và h u c , các

mu i c a các kim lo i nặng, các ph gia, đặc bi t là các ph gia đ c dùng trong điều

ki n khắc nghi t, nh ph gia tẩy rửa… R t nhiều lo i ph gia hi n nay sử d ng cho

d u động c có ch a các h p ch t kiềm, nhằm trung hòa các s n phẩm axit c a quá trình cháy, l ng tiêu t n các thành ph n kiềm này là một chỉ s về tu i th sử d ng

c a d u

D u có độ kiềm cao thì kh nĕng ch ng ĕn mòn t t Khi TBN gi m đến một giá trị

giới h n nào đó thì d u động c c n ph i đ c thay mới Khi độ kiềm quá th p hay không còn thì d u không có kh nĕng b o v các chi tiết động c kh i ĕn mòn

Ph ng pháp ASTM D2896 – 07a; TCVN 3167 : 2008 th ng đ c dùng để xác định các h p ch t kiềm trong các s n phẩm d u m

Quy trình xác đ nh:

Quá trình chuẩn độ theo tiêu chuẩn này hoàn toàn t ng t cách xác định TAN

nh tiêu chuẩn ASTM D664 – 06a; TCVN 6325 : 2007 Theo đó, mẫu đ c làm nóng

ch y là một hỗn h p khan c a clobenzen, axit axetic bĕng, và quá trình trung hòa xẩy

ra với dung dịch axit pecloric trong axit axetic l nh sử d ng bộ đo đi n thế Một bộ

phận chỉ thị c c bằng th y tinh và một c c Hg2Cl2 đ c sử d ng, sau đó đ c kết n i

với dung dịch mẫu bằng th i mu i Máy chỉ thị đ c đ c ng c với thể tích c a dung

dịch chuẩn độ và điểm cu i đ c l y trên đ ng cong kết qu t i điểm u n S khác nhau gi a các l n đ c không lớn h n 0,03V với t c độ chuẩn độ cài đặt lớn nh t c a máy là 1 ml/phút

Có hai quy trình xác định TBN theo tiêu chuẩn này là quy trình A và B S khác nhau c b n gi a hai quy trình này là sử d ng thể tích dung môi chuẩn độ và kh i l ng

mẫu khác nhau Quy trình A sử d ng l ng mẫu 0,1 – 20 gam, đ c xác định theo

ph ng trình 2.8 và dung môi chuẩn độ là 120 ml Quy trình B sử d ng l ng mẫu 0,1 –

10 gam, đ c xác định theo ph ng trình 2.9 và dung môi chuẩn độ là 60 ml

Tính l ng mẫu c n l y theo trị s kiềm (TBN) d đoán nh sau:

L ng mẫu A, g = 28/TBN d đoán (2.8)

L ng mẫu B, g = 10/TBN d đoán (2.9) Tính toán kết qu : Tìm điểm cu i từ đ thị thu đ c trong chuẩn độ t động Điểm cu i là điểm gi a c a đ ng u n là điểm t i đó đ ng cong chuyển từ mặt lõm đến mặt l i Từ đó tính đ c trị s kiềm TBN nh sau:

A

56,1.(E F).NTBN, mgKOH / g

cong chuẩn độ, ml

F Thể tích t ng ng với E để

chuẩn mẫu trắng tới cùng thế nh mẫu chuẩn

NA độ chuẩn c a dung dịch HClO4

Tuy nhiên quy trình này không đ c áp

Hình 12: Máy đo trị số kiềm tổng

d ng cho các s n phẩm d u m có ch a ph gia kiềm, các d u nh : d u cắt g t, d u

ch ng gỉ và các d u có thành ph n t ng t hoặc các d u quá thẫm màu vì không rõ s

dịch chuyển màu trong quá trình chuẩn độ

S n phẩm d u m mới hoặc đã sử d ng có thể ch a các thành ph n axit hoặc

kiềm có trong ph gia hoặc sinh ra do d u biến ch t trong quá trình sử d ng, nh các

s n phẩm oxy hoá Một l ng t ng đ i c a các ch t trên có thể đ c xác định bằng

chuẩn độ với axit hoặc kiềm Trị s axit hoặc trị s kiềm, là s đo l ng axit hoặc

kiềm t ng ng trong d u d ới điều ki n thử nghi m Trị s này đ c dùng nh là một h ớng dẫn trong kiểm tra ch t l ng khi pha chế d u bôi tr n Đôi khi sử d ng trị

s này nh một th ớc đo về độ xu ng c p c a d u trong sử d ng, tuy nhiên, giới h n

để lo i b d u ph i đ c thiết lập bằng kinh nghi m

Do s đa d ng c a s n phẩm ôxy hoá đóng góp vào trị s axit và các axit h u

c v n đã r t khác nhau về tính ĕn mòn, cho nên không dùng ph ng pháp này để d

đoán tính ĕn mòn c a d u trong điều ki n sử d ng Không có m i liên h chung nào

gi a trị s axit và xu h ớng ĕn mòn c a d u đ i với kim lo i Các lo i d u động c

th ng có c trị s axit và trị s kiềm

Qui trình xác đ nh tr s axit

Cân l ng mẫu theo qui định b ng 2.8 r i cho vào bình nón hoặc c c thử

Cho thêm vào 100 ml dung môi chuẩn độ và 0,5 ml dung dịch chỉ thị, không đậy nút,

lắc đều cho đến khi mẫu tan hoàn toàn trong dung môi Tiến hành chuẩn độ ngay

nhi t độ d ới 300C Cho d n dung dịch KOH 0,1 M và lắc đều để phân tán KOH Đến

g n điểm cu i, lắc m nh nh ng tránh làm tan CO2 vào dung môi Trong tr ng h p

d u có tính axit thì màu da cam sẽ chuyển thành màu xanh hoặc xanh – nâu khi chuẩn

độ đ t đến điểm cu i, xem nh là điểm cu i nếu màu không đ i trong 15 giây hoặc

cho thêm 2 gi t HCl 0,1 M màu sẽ đ i ng c l i

Mẫu trắng: Thêm 0,5 ml dung dịch chỉ thị vào 100 ml dung môi chuẩn độ, tiến

hành chuẩn độ mẫu trắng, thêm vào từng l ng 0,1 ml hoặc ít h n dung dịch KOH 0,1M

B ng 2.8: Khối lượng mẫu thử quy định

Tr s axit ho ặc tr s ki m Kh i l ng mẫu, g Đ chính xác phép cân

Nếu dung môi chuẩn độ ch a l ng mẫu đã tan trong đó có màu xanh hoặc nâu – xanh nh t, sau khi thêm vào ch t chỉ thị, thì th c hi n chuẩn độ t ng t nh trên,

nh ng sử d ng HCl 0,1 M và chuẩn độ cho đến khi màu xanh – nâu chuyển sang màu

da cam

Qui trình xác đ nh tr s axit m nh:

Cân 25 g mẫu đ i di n, chính xác đến 0,1 g r i cho vào ph u chiết dung tích

250 ml, thêm 100 ml n ớc sôi Lắc m nh và sau đó tách lớp, chiết ph n n ớc vào bình dung tích 500 ml Chiết mẫu hai l n n a, mỗi l n thêm 50 ml n ớc sôi Cho c hai l n

n ớc chiết vào bình Thêm vào hỗn h p chiết đó 0,1 ml dung dịch chỉ thị metyl da cam, nếu dung dịch có màu h ng hoặc đ thì chuẩn độ bằng dung dịch KOH 0,1 M cho tới khi dung dịch chuyển sang màu nâu – vàng Nếu màu ban đ u không ph i là màu h ng hay đ thì trị s axit m nh coi nh bằng 0

Mẫu trắng: Cho 200 ml n ớc sôi gi ng nh đã làm đ i với mẫu thử vào bình nón dung tích 250 ml Cho vào 0,1 ml dung dịch chỉ thị metyl da cam Nếu màu c a dung dịch là da cam – vàng thì chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,1 M cho đến cùng màu

và cùng độ sẫm nh khi chuẩn độ mẫu thử Nếu màu c a dung dịch chỉ thị là h ng

hoặc đ thì chuẩn bằng dung dịch KOH 0,1 M cho đến khi thu đ c cùng điểm cu i

nh khi chuẩn mẫu thử

Tính k t qu :

Tính tr s axit nh sau:

56,1.(A B).MTAN, mgKOH / g

W

−

Trong đó:

A là thể tích dung dịch KOH đã dùng để chuẩn độ mẫu, ml;

B là thể tích dung dịch KOH đã dùng để chuẩn độ mẫu trắng, ml;

M là n ng độ mol c a dung dịch KOH;

W là kh i l ng mẫu, gam

Tính tr s axit m nh (SAN – strong acide number) nh sau:

Nếu chuẩn mẫu trắng bằng axit:

56,1.(C.M D.m)SAN, mgKOH / g

W

+

Trong đó:

C là thể tích dung dịch KOH đã dùng để chuẩn độ ph n n ớc chiết, ml;

D là thể tích dung dịch KOH đã dùng để chuẩn độ mẫu trắng, ml;

m là n ng độ mol c a dung dịch HCl;

Nếu chuẩn mẫu trắng bằng kiềm:

56,1.(C D).MSAN, mgKOH / g

W

+

Trong đó:

E là thể tích dung dịch HCl đã dùng để chuẩn độ mẫu, ml;

F là thể tích dung dịch KOH đã dùng để chuẩn độ mẫu trắng c a trị s axit, ml;

2.1.8 Tr s Octan (ON - octan number) – Ch s Octan (OI – octan index)

ASTM D2699 – 06a; TCVN 2703 : 2007

ASTM D2700 – 06

Để đặc tr ng cho xĕng có tính ch ng cháy kích n t t, nghĩa là cháy điều hòa

ng i ta th ng dùng đ i l ng đặc tr ng là trị s octan (ON) hoặc chỉ s Octan (OI) Theo đó, trị s octan là một đ i l ng quy ớc Một trong nh ng ch t l ng có kh nĕng ch ng cháy kích n t t là 2,2,4 – trimetyl pentan – quen đ c g i không đúng là isooctan đ c gán cho có trị s octan bằng 100 Một ch t l ng khác có kh nĕng ch ng cháy kích n kém là n – heptan đ c coi là có trị s octan bằng 0 Một nhiên li u có

ON = x, nếu nó có kh nĕng cháy ch ng kích n t ng đ ng hỗn h p x%V isooctan

và (100-x)%V n – heptan

Trị s octan đ c xác định bằng động c thử nghi m tiêu chuẩn CFR và các điều ki n vận hành chuẩn để so sánh đặc tính gõ c a nó với đặc tính gõ c a nh ng nhiên li u chuẩn đ u có ON biết tr ớc Tỷ s nén và tỷ l hỗn h p nhiên li u - không khí đ c điều chỉnh để đ t đ c c ng độ gõ chuẩn thể hi n m i quan h gi a tỷ s nén (CR – compression ratio) c a động c với m c trị s octan cho ph ng pháp này

Tỷ l nhiên li u – không khí cho nhiên li u mẫu và từng hỗn h p nhiên li u chuẩn đ u

đ c điều chỉnh để đ t đ c c ng độ gõ c c đ i cho mỗi lo i nhiên li u bằng cách:

- Thay đ i theo từng b ớc tĕng d n trong hỗn h p, quan sát giá trị c ng độ gõ cân bằng KI cho mỗi b ớc, sau đó l a ch n điều ki n để đ t đ c c c đ i

- Đ a KI lên c c đ i khi thay đ i thành ph n hỗn h p từ giàu xu ng nghèo hoặc

c S khác nhau c b n gi a hai ph ng pháp này là RON đ c xác định nh động

c ho t động với t c độ 600 vòng/phút, hỗn h p nhiên li u – không khí không đ c

hâm nóng tr ớc khi vào xy lanh, còn MON xác định đ c nh động c ho t động

t c độ 900 vòng/phút và hỗn h p nhiên li u – không khí đ c hâm nóng lên 1400

C

tr ớc khi vào xy lanh

Quy trình xác định RON theo tiêu chuẩn ASTM D2699–06a; TCVN 2703:2007:

Quy trình ch ặn trên – chặn dưới: Động c đ c hi u chỉnh để ho t động t o

điều ki n c ng độ gõ KI chuẩn Tỷ l hỗn h p nhiên li u – không khí c a mẫu đ c điều chỉnh để KI c c đ i, điều chỉnh chiều cao xylanh so cho đ t KI tiêu chuẩn và c định l i chiều cao xylanh Hai hỗn h p nhiên li u chuẩn đ u (PRF) đ c l a ch n sao cho t i tỷ l hỗn h p nhiên li u – không khí đ t KI c c đ i Một nhiên li u chuẩn đ u gây tiếng gõ động c m nh h n (KI cao h n so với mẫu đo ON) và nhiên li u chuẩn

đ u có KI th p h n Tuy nhiên vi c l a ch n hai nhiên li u chuẩn ph i th a mãn điều

ki n sao cho độ chênh l ch độ gõ c a chúng ph i không lớn h n 0,3 ON Trị s ON

c a mẫu đ c tính bằng cách nội suy theo tỷ l chênh l ch c a các s đ c KI trung bình theo s đ hình 2.13 và công th c tính 2.15

S đ c c a đ ng h đo độ gõ

Nhiên li u chuẩn s 2 X X

Hình 2.13: S ố đọc của mẫu và nhiên liệu chuẩn

Công th c tính ON c a mẫu theo ph ng pháp chặn trên – chặn d ới:

Trong đó: ONs: trị s xêtan c a mẫu c n đo

ONLRF: trị s octan c a mẫu chuẩn đ u có ON th p (chặn d ới)

ONHRF: trị s octan c a mẫu chuẩn đ u có ON cao (chặn trên)

Quy trình đo nh sau:

Quy trình đo chặn trên – chặn dưới với mức nhiên liệu cân bằng:

Kiểm tra t t c cá điều ki n vận hành c a động c đ m b o s phù h p với các điều ki n thử nghi m Xác định c ng độ gõ chuẩn bằng cách hi u chuẩn động c khi

sử d ng nhiên li u chuẩn đ u có ON g n với mẫu đo Đặt chiều cao xylanh theo giá trị

áp su t khí quyển đã đ c bù trừ cho trị s octan c a nhiên li u chuẩn đ u đ c ch n Xác định m c nhiên li u đ i với c ng độ gõ c c đ i và sau đó điều chỉnh đ ng h đo kích n , xoay núm điều chỉnh Mêter reading để s đ c c a đ ng h đo độ gõ là 50

v ch Kiểm tra độ nh y (spread) c a đ ng h đo kích n đ c đặt m c c c đ i mà

vẫn đ m b o độ n định c a đ ng h đo độ gõ Kho ng đo c a đ ng h kích n đ c đặt từ kho ng 12 – 15 v ch KI cho một trị s octan Đ nhiên li u mẫu vào cacbuarat , làm s ch h th ng dẫn nhiên li u, vận hành động c trên nhiên li u mẫu, điều cỉnh chiều cao xylanh để s đ c c a đ ng h đo độ gõ nằm gi a thanh đ c Xác định m c nhiên li u cho c ng độ gõ c c đ i bằng cách: đ u tiên h th p m c nhiên li u sau đó nâng lên từng m c nh một (m c 0,1 theo v ch ghi trên ng th y tinh hoặc ít h n) đến khi s đ c c a đ ng h đo độ gõ đ t đ c c c đ i và bắt đ u h xu ng Đặt l i bình nhiên li u m c sao cho s đ c c a đ ng h đo độ gõ đ t c c đ i Điều chỉnh chiều cao xy lanh sao cho s đ c c a đ ng h đo độ gõ là 50 v ch Ghi l i s đ c c a đ ng

h đo độ gõ Quan sát s đ c chiều cao xylanh đã đ c bù về áp su t khí quyển, xác định ON c a mẫu c n đo

Quy trình chặn trên – chặn dưới với mức nhiên liệu thay đổi:

Quy trình thử nghi m t ng t nh trên, tuy nhiên khi áp d ng ph ng pháp thay đ i m c nhiên li u thì dừng quá trình đo bằng cách chuyển sang một nhiên li u khác khi c ng độ gõ v t qua giá trị c c đ i và gi m đi kho ng 10 v ch Luôn đ thêm nhiên li u sao cho động c luôn ch y chế độ giàu nhiên li u Sau khi xác định

đ c chiều cao xylanh, c n ph i điều chỉnh l n cu i để đ m b o rằng: m c nhiên li u trong ng quan sát để đ t c ng độ gõ c c đ i nằm trong kho ng tới h n từ 0,7 đến 1,7

in và s đ c c ng độ gõ c c đ i nằm trong kho ng từ 45 - 55 v ch Xác định ON ớc

l ng c a nhiên li u mẫu

Cách xác định MON c a xĕng hoàn toàn t ng t Giá trị MON xác định đ c

th ng th p h n giá trị RON Tuy nhiên, s khác nhau này là không nhiều nh ng cũng

có nh ng ý nghĩa r t quan tr ng sẽ đ c đề cập ph n sau

Hình 2.14: Máy đo trị số octan theo tiêu chuẩn ASTM D2699

th i độc h i

Trị s xêtan là đ i l ng đặc tr ng cho kh nĕng cháy điều hòa c a nhiên li u

và đ c quy ớc nh sau: Xêtan n-C16H34 có trị s xêtan bằng 100, α −metyl

naphtalen có trị s xêtan bằng 0 Hỗn h p ch a x% thể tích xêtan có trị s xêtan là x Trong th c tế, thay cho α −metyl naphtalen ng i ta hay dùng heptametyl nonan với

CN bằng 15, nên hỗn h p x% xêtan có:

CN = x + 0,15(100 - x) (2.16)

Hình 2.15: C ụm thiết bị đo trị số xêtan

A – Các bình nhiên li u L – C m vùi phun

B – Bộ phận s y khô khí M – B m phun nhiên li u

C – Bộ phận gi m thanh cho không khí n p N – Van ch n nhiên li u

D – Buret đo t c độ ch y c a nhiên li u O – L c d u

E – C m biến cháy P – Núm vặn kiểm soát vi c hâm nóng

F – L ới an toàn d u bôi tr n trong hộp khuỷu

G – Tay quay điều chỉnh tỷ s nén Q – Công tác điều khiến vi c s y khô khí

H – Tay quay khóa ch t điều chỉnh tỷ s nén R – Công tác tắt – m máy

I – Các c m biến bánh đà S – B ng điều khiến

J – Lỗ để đ d u hộp khuỷu T – b ng điều khiển nhi t độ không khí n p

K – R le an toàn kiểu solenoit c a b m phun U – Cặp đ ng h xêtan đi n tử

Trị s xêtan th ng đ c đo bằng động c CFC trong phòng thí nghi m theo

ph ng pháp ASTM D613 – 05; TCVN 7630:2007 Động c CFC này hoàn toàn

t ng t động c dùng để đo ON, nh ng dĩ nhiên có xilanh kiểu động c điêzen B n

ch t c a ph ng pháp là: so sánh đặc tính cháy c a mẫu trong động c thử nghi m các điều ki n tiêu chuẩn với hai hỗn h p nhiên li u so sánh đã biết tr ớc trị s xêtan Điều này đ c th c hi n bằng cách sử d ng quy trình chặn trên và chặn d ới tay quay

để thay đ i tỷ s nén (s đ c trên th ớc c a tay quay) c a mẫu và từng cặp nhiên li u chuẩn chặn trên và chặn d ới D a vào th i gian cháy tr c a mẫu và hai mẫu so sánh

sẽ cho phép ta nội suy ra trị s xêtan c a mẫu c n xác định Quá trình nội suy đ c minh h a trên hình 2.16 và tính trị s xêtan c a mẫu theo biểu th c 2.17

Tỷ s nén: là tỷ s gi a thể tích c a bu ng cháy, kể c bu ng cháy ph khi piston điểm chết d ới và thể tích c a bu ng cháy khi piston điểm chết trên

Th i điểm cháy tr : là kho ng th i gian thể hi n bằng kho ng góc quay c a tr c khuỷu tính theo độ kể từ khi nhiên li u bắt đ u đ c phun vào bu ng cháy cho đến khi nhiên li u bắt đ u cháy đ c

Quy trình A: Đo mẫu và nhiên li u chuẩn so sánh

Quy trình B: Đo mẫu và nhiên li u chuẩn so sánh

Hình 2.16: Trình tự đo mẫu và các nhiên liệu chuẩn so sánh

Mẫu chuẩn có CN cao

S đ c trên th ớc c a tay quay

CNHRF: trị s xêtan c a mẫu so sánh có CN cao

HWs: Chỉ s vô lĕng quay c a mẫu c n đo

HWLRF: Chỉ s vô lĕng quay c a mẫu so sánh có CN th p

HWHRF: Chỉ s vô lĕng quay c a mẫu so sánh có CN cao

Ví d : S đ c trên th ớc c a tay quay trị s xêtan

c với nhiên li u này

Chú ý: Vi c l a ch n mẫu chuẩn r t quan tr ng đến sai s c a phép đo Mẫu đo

ph i có trị s xêtan nằm gi a trị s xêtan c a hai mẫu chuẩn Song chênh l ch trị s xêtan gi a hai mẫu chuẩn so sánh này ph i không v t quá 5,5 đ n vị xêtan

- Kiểm tra t c độ ch y c a nhiên li u và chỉnh núm điều chỉnh t c độ nhiên li u

c a b m sao cho l ng nhiên li u tiêu th là 13 ml trong 1 phút

- Điều chỉnh núm th i điểm phun nhiên li u c a b m để đ t đ c s đ c c a góc phun sớm là 130

Hình 2.17: Núm điều chỉnh thời điểm phun và tốc độ bơm nhiên liệu

Trong th c tế ng i ta hay dùng đ i l ng g i là chỉ s xetan (CI: cetan index)

Chỉ s xetan đ c tính toán từ các ph ng trình kinh nghi m H u hết các nhà máy l c

d u đều dùng cách tính c a ASTM D 976 - 06, theo đó chỉ s xêtan đ c tính nh sau :

CI = 65,011(logT)2 + [0,192(oAPI).logT] +

+ 0,16 (oAPI)2 ứ 0,0001809(T)2ứ 420,34 (2.18) Trong đó :

T: là nhi t độ điểm sôi 50%V, 0

Điều chỉnh

th i điểm phun

Ch t l ng c a nhiều lo i s n phẩm d u m liên quan đến s có mặt c a l u

huỳnh nhiều khía c nh khác nhau, đ i với ngành l c – hóa d u thì s có mặt c a

l u huỳnh luôn là h p ph n không mong mu n S hiểu biết về n ng độ l u huỳnh là

c n thiết đ i với quá trình chế biến và s có mặt c a chúng trong d u m và s n phẩm

d u g c, d u th y l c, d u thô, xĕng không chì, M – 85 và M – 100 t ng ng với hàm l ng l u huỳnh nằm trong kho ng từ 3 mg/kg đến 5,3% kh i l ng

Mẫu đ c đặt trong chùm tia X và đo c ng độ pic c a v ch l u huỳnh Kαt i

b ớc sóng 5,373 A L y c0 ng độ pic trừ đi c ng độ c a nền đo đ c t i b ớc sóng 5,190

0

A (hoặc t i 5,437 A n0 ếu sử d ng ng Rh)

Đặt mẫu vào cuvét đo theo kỹ thuật phù h p với thiết bị sử d ng c thể Mặc dù

b c x l u huỳnh chỉ xuyên qua một kho ng cách nh trong mẫu, s tán x từ cuvet

mẫu và mẫu đo đã có thể khác nhau Song ph i đ m b o rằng cuvet mẫu đ c n p cao

h n chiều sâu t i thiểu, trên c s đó l ng mẫu thêm vào không nh h ng đáng kể lên t c độ đếm Nói chung nên n p vào cuvet mẫu một l ng bằng ¾ dung tích cuvet

và ph i có lỗ thông h i nh trong cuvet mẫu

Đặt mẫu vào trong chùm tia X và để quang tr ng tia X đ t cân bằng Xác định

c ng độ b c x l u huỳnh Kαt i b ớc sóng 5,373 A0 L y c ng độ pic trừ đi c ng

độ c a nền đo đ c t i b ớc sóng 5,190 A0 (hoặc t i 5,437 A0 nếu sử d ng ng Rh)

Kα l u huỳnh b ớc sóng 5,373 A b0 ằng cách đo t c độ đếm góc đặt chính xác cho

b ớc sóng này Đo t c độ đếm nền góc đặt c định, ch n tr ớc, kế sát pic Kαl u

huỳnh So sánh t c độ đếm th c với đ ng chuẩn đã đ c chuẩn bị tr ớc để suy ra

n ng độ l u huỳnh theo ph n trĕm kh i l ng

Tính k t qu ASTM D 2622 – 06; TCVN 6701:2007:

Khi sử d ng điều chỉnh sai l ch, tính h s điều chỉnh đ i với các thay đ i độ

nh y hàng ngày c a thiết bị nh sau:

ASTM D 1266 – 03; TCVN 2708:2007 là ph ng pháp xác định hàm l ng l u huỳnh bằng ph ng pháp đ t đèn Tiêu chuẩn này quy định ph ng pháp xác định hàm

l ng l u huỳnh t ng từ 0,1 – 0,4% kh i l ng trong các s n phẩm d u m d ng l ng

Dùng pipet phù h p để đ a vào bình c a từng đèn một l ng mẫu nh qui định

b ng 2.9 Đậy các bình bằng các nút b c s ch, có đánh s Cân từng bình và đèn c a

nó chính xác đến 0,005 g

Hình 2.18: S ơ đồ minh họa thiết bị đèn đã lắp ráp

Để riêng từng đèn, lắp đèn đ t vào bình Ngay lập t c mẫu dâng lên đ u b c

bằng hi u ng mao qu n, n i ng nhánh c a đèn vào đ ng ng c a đèn đ t bằng ng cao su không ch a l u huỳnh Châm đèn bằng ng n lửa không ch a l u huỳnh (ví d đèn c n) và l ng đèn vào ng khói, nếu ng n lửa có xu h ớng bị tắt thì kẹp chặt ph n

n i gi a ng khói và đ ng ng c a ng khói trong quá trình l ng đèn vào Cùng lúc

đó điều chỉnh dòng khí vào đèn sao cho ng n lửa đ c gi ngay sát điểm t o khói, cân x ng đều đặn Tiếp t c bằng cách đó cho đến khi toàn bộ các đèn đ c l ng vào trong các ng khói Trong khi cháy, đặc bi t trong giai đo n cu i, khi ng n lửa gi m

đi, gi m ngu n cung c p CO2 – O2 vào các đèn để ngĕn không cho ng n lửa tắt

B ng 2.9: Lượng mẫu chất lỏng đốt trực tiếp

L ng mẫu Hàm l ng l u huỳnh, %kl

g ml

< 0,05 10 - 15 20 0,05 – 0,4 5 - 10 10

Khi từng mẫu cháy hoàn toàn, bằng ch ng là ng n lửa nh đi khi mẫu c n d n,

l y đèn và bình ra kh i ng khói, tắt lửa, đóng ngu n c p CO2 – O2 vào đèn và nút ng

khói l i Ngay lập t c cân l i bình, đèn và nút b c có đánh s Khi toàn bộ vi c đ t mẫu đã xong, tắt các ngu n c p CO2 và O2 vào đèn, đóng van kiểm tra ng khói, và đóng ph n n i vào thiết bị điều chỉnh chân không; điều này sẽ làm cho không khí đ c

cu n vào đ ng ng khói qua áp kế Bằng cách này cho phép không khí đi qua các cột

h p th trong 5 phút để đu i CO2 đã hoà tan từ dung dịch h p th , sau đó đóng van

kiểm soát chân không

Hình 2.19: Sơ đồ hệ thống đèn và đường ống cấp CO 2 – O 2

Tráng 3 l n các ng khói và các bẫy phun, mỗi l n dùng kho ng 10 ml n ớc Khi mẫu ch a ch t l ng có chì ch ng gõ thì dùng n ớc nóng để tráng các ng khói Rót ph n tráng vào các cột h p th và chuẩn độ bằng cách: cho 3 – 4 gi t dung dịch

chỉ thị metyl đ tía vào ch t l ng trong từng cột h p th Chuẩn độ dung dịch h p th bằng cách đ a dung dịch NaOH 0,05N từ buret vào b u nh h n c a cột h p th Dùng microburet loai 10 ml nếu d đoán hàm l ng l u huỳnh có trong cột h p th

nh h n 10 mg Khu y đều khi chuẩn độ bằng cách hút ngắt quãng vào đỉnh c a b u

lớn h n

Mẫu trắng: Để ng khói c a cột h p th trắng đ c đậy nút, cho dòng khí CO2 –

O2 ch y qua cột h p th này cho đến khi toàn bộ các mẫu ngừng cháy t i cùng một

th i điểm Tắt ngu n cung c p CO2 – O2 và làm thông khí cột h p th trắng theo cách

nh đã tiến hành với các cột h p th mẫu Chuẩn độ ch t l ng cột h p th nh đ i

với quá trình chuẩn độ mẫu trên Thông th ng, mẫu trắng c a khí cháy sẽ nh ,

nh ng nếu vi c chuẩn độ c n h n 0,1 ml dung dịch NaOH 0,05 N thì huỷ phép xác định đó và thay cột CO2

Đ i với các mẫu c n pha trộn và đ t các mẫu d ng l ng thì thêm 6 ml ch t làm loãng không ch a l u huỳnh vào từng bình Đậy nút các bình bằng các nút b c có đánh s và cân chính xác đến 0,005 g Dùng pipét đừa vào bình c a từng đèn một

l ng mẫu nh theo b ng 2.10, lắc để trộn đều và cân l i

B ng 2.10: Lượng mẫu chất lỏng đã trộn

L ng mẫu Hàm l ng l u huỳnh, %kl

g ml

< 0,4 3 - 4 5

Lắp đèn và cho đ t nh ph n trên L y từng đèn ra kh i ng khói khi ng n

lửa g n tắt và tắt lửa Cho thêm 2 ml ch t làm loãng bằng cách cho ch y xu ng theo thành bình Đ t cháy ph n ch t làm loãng vừa cho thêm và lặp l i vi c cho thêm ch t làm loãng, đ t thêm một l n n a sao cho t ng s 10 ml ch t làm loãng đ c đ t

Sau khi t t c các đèn đã cháy hết, tắt ngu n cung c p CO2 và O2, đóng ph n

n i đến bộ điều chỉnh chân không, cho không khí đi qua các cột h p th trong vòng 5 phút và cu i cùng đóng van kiểm soát chân không Tráng ba l n các ng khói và bẫy phun, mỗi l n dùng kho ng 10 ml n ớc

Hàm l ng l u huỳnh c a các mẫu d ng l ng đ c tính theo công th c:

c a chúng và khí th i gây ô nhi m môi tr ng Chẳng h n, trong nhiên li u ph n l c, hydrocacbon th m làm tĕng kh nĕng t o cặn, dẫn đến là gi m chiều cao ng n lửa không khói Trong d u điêzen, hydrocacbon làm gi m kh nĕng t bắt cháy c a nhiên

li u, gi m trị s xêtan Benzen có nhiều trong xĕng gây ngộ độc và có kh nĕng dẫn

đến b nh ung th Hydrocacbon ng ng t đa vòng trong d u nh n làm gi m kh nĕng bôi tr n, độ nhớt, chỉ s độ nhớt Vì vậy, hàm l ng các h p ch t th m trong các s n

đã đậy nắp (đã trừ bì) Cho 9 ml mẫu đã làm l nh vào bình hoặc l , đậy nắp và ghi l i

kh i l ng tịnh (Wg) c a mẫu mới cho vào Trộn đều mẫu Nếu dùng bộ l y mẫu t động, chuyển một l ng dung dịch vào l thuỷ tinh GC Đậy kín l bằng nắp TFE – fluorocarbon

H th ng sắc ký hai cột đ c trang bị van chuyển cột và dêtector ion hoá ng n

lửa Thể tích c a mẫu ch a ch t chuẩn nội thích h p nh 2-hexanon đ c b m vào bên trên c a cột đ u ch a một pha ch t l ng phân c c (TCEP) Các ch t không th m

và C9 nhẹ h n thoát ra không khí khi rửa gi i từ cột đ u Dùng dêtector dẫn nhi t để theo dõi s tách này Cột đ u đ c đ o ng c ngay tr ớc khi rửa gi i benzen, và ph n còn l i c a mẫu đó đ c đ a tr c tiếp vào cột th hai ch a pha l ng không phân c c (WCOT) Benzen, toluen và ch t chuẩn nội thoát ra theo th t điểm sôi c a chúng và

đ c phát hi n bằng dêtector ion hoá ng n lửa Ngay khi ch t chuẩn nội tách ra, l u

l ng qua cột không phân c c WCOT đ c đ o ng c để th i ng c ph n còn l i c a

mẫu thử (các ch t th m C8 và nặng h n cộng các ch t không th m C10 và nặng h n) từ

cột đến dêtector ion hoá ng n lửa

Vi c phân tích đ c lặp l i l n th hai để cho C12 và nh ng h p ch t không

th m nhẹ h n, benzen và toluen đ c rửa gi i từ cột đ u phân c c TCEP tới lỗ thoát

Có thể dùng dêtector dẫn nhi t để theo dõi s tách này Cột đ u TCEP đ c th i

ng c ngay tr ớc khi có s rửa gi i etylbenzen và ph n h p ch t th m còn l i c a mẫu

đ c đ a vào cột WCOT Ch t chuẩn nội và nh ng thành ph n h p ch t th m C8đ c

rửa gi i theo th t điểm sôi c a chúng và đ c phát hi n b i dêtector ion hoá ng n

lửa Ngay sau khi o-xylen đ c rửa gi i, l u l ng ch y qua cột không phân c c WCOT đ c đ o ng c để th i các ch t th m C9 và nặng h n đến dêtector ion hoá

th i ng c tách từ cột WCOT trong l n phân tích th hai chỉ ch a các ch t th m C9 và nặng h n

Tín hi u c a dêtector ion hoá ng n lửa tỷ l với n ng độ c a từng thành ph n

đ c dùng để tính s l ng h p ch t th m hi n di n có so sánh với ch t chuẩn nội

So sánh th i gian l u c a các thành ph n mẫu với th i gian l u c a các ch t

hi u chuẩn để nhận d ng s có mặt c a c a các ch t th m Phát hi n benzen, toluen và

ch t chuẩn nội từ l n phân tích th nh t Phát hi n ch t chuẩn nội, etylbenzen, xylene, o-xylen, các ch t th m C9 và nặng h n từ l n phân tích th hai

p/m-Hình 2.21: Phân tích hợp chất thơm trong mẫu lần 2

Hình 2.20: Phân tích mẫu lần 1

2.1.12 Xác đ nh hàm l ng hydrocacbon

ASTM D1319 – 02a; TCVN 7330 : 2003

Tiêu chuẩn này quy định ph ng pháp xác định các lo i hydroacbon trong kho ng n ng độ từ 5 – 99% thể tích h p ch t th m, từ 0,3 – 55% thể tích olefin và từ 1 – 95% thể tích các hydrocacbon no trong các phân đo n d u m ch ng c t d ới 3150

Hình 2.22: Cột hấp phụ có thành tiêu chuẩn (trái) và cột có đường kính chính xác (ph i) ở phần cột phân tích

Cách xác đ nh:

Tr ớc khi bắt đ u phân tích mẫu ph i đ m b o là silicagel đ c nh i chặt trong

cột và ph n cột n p Trong đó cho l ng gel màu từ 3 – 5 mm đ c đặt vào gi a ph n

cột tách tr ớc khi cho mẫu vào phân tích

Rót r u isopropyl vào đ y ph n cột n p tới chỗ n i hình c u N i cột với ng

dẫn khí và c p khí tới áp su t bằng 14 kPa ± 2 trong 2,5 phút ± 0,5 Sau đó điều

chỉnh tới áp su t c n thiết sao cho th i gian trung chuyển kho ng 1 gi Thông th ng,

đ i với mẫu xĕng c n áp su t từ 28 – 69 kPa, đ i với mẫu nhiên li u ph n l c áp su t

c n từ 69 – 103 kPa

Hình 2.23: Nh ận d ng các miền sắc ký của mẫu và nhiên liệu có chứa các hợp chất của oxi

Sau v ch đ , ranh giới gi a r u th m tiến tới v ch x p xỉ 350 mm c a ph n

cột phân tích, nhanh chóng đánh d u các danh giới c a từng miền hydrocacbon quan sát đ c nh ánh sáng tử ngo i theo th t sau: Đ i với miền hydrocacbon no, không phát huỳnh quang, đánh d u tuyến c a ch t đ c n p và điểm mà t i đó màu vàng

huỳnh quang đ u tiên đ t c ng độ c c đ i, đ i với điểm đ u trên c a miền th hai hay còn g i là miền olefin, đánh d u điểm mà t i đó màu xanh huỳnh quang đ u tiên

xu t hi n, cu i cùng đ i với điểm trên c a miền th ba hay còn g i là miền h p ch t

th m, đánh d u điểm đ u tiên trên đó là màu h i đ hoặc nâu (hình 2.23) Đ i với các

h p ch t không màu, ranh giới r u – h p ch t th m đ c xác định rõ ràng nh vòng

đ Tuy nhiên, t p ch t trong nhiên li u crĕcking làm vòng đ này m và có màu nâu,