Giáo trình môn học Sản phẩm dầu mỏ nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí Trường Cao đẳng Dầu khí

Giáo trình sản phẩm dầu mỏ cho nghề vận hành thiết bị chế biến dầu khí trình độ cao đẳng, cung cấp kiến thức chuyên sâu và thực tiễn.

• Tác giả: Ths. Lê Thùy Dung
• Trường học: Trường Cao Đẳng Dầu Khí
• Chuyên ngành: Vận Hành Thiết Bị Chế Biến Dầu Khí
• Đề tài: Giáo Trình Sản Phẩm Dầu Mỏ Nghề Vận Hành Thiết Bị Chế Biến Dầu Khí Trình Độ Cao Đẳng
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Bà Rịa - Vũng Tàu

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• BÀI MỞ ĐẦU: TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM DẦU MỎ
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ
• 1.1. ĐỊNH NGHĨA – PHÂN LOẠI HỢP CHẤT HỮU CƠ
• 1.2. HỢP CHẤT HYDROCACBON
• 1.2.1. Định nghĩa hợp chất hydrocacbon
• 1.2.2. Phân loại hợp chất hydrocacbon
• 2. CHƯƠNG 2: NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG
• 2.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NHIÊN LIỆU XĂNG
• 2.1.1. Các nguồn phối trộn xăng thương phẩm
• 2.1.2. Thành phần hóa học của nhiên liệu xăng
• 2.1.3. Phụ gia dành cho xăng thương phẩm
• 2.2. CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA XĂNG THƯƠNG PHẨM
• 2.2.1. Hiện tượng kích nổ và trị số Octan
• 2.2.2. Các chỉ tiêu liên quan đến độ bay hơi
• 2.3. ỨNG DỤNG CỦA NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ XĂNG
• 2.3.1. Nguyên lý hoạt động của động cơ xăng
• 2.3.2. Bản chất sự cháy của nhiên liệu xăng trong động cơ
• 2.3.3. Nhiên liệu xăng sinh học
• 3. CHƯƠNG 3: NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ DIESEL
• 3.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NHIÊN LIỆU DIESEL
• 3.1.1. Thành phần phân đoạn Gasoil
• 3.1.2. Các nguồn phối trộn Diesel thương phẩm
• 3.2. CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA NHIÊN LIỆU DIESEL
• 3.2.1. Trị số xetan
• 3.2.2. Thành phần cất. Điểm chớp cháy
• 3.2.3. Các chỉ tiêu liên quan đến điều kiện làm việc ở nhiệt độ thấp
• 3.2.4. Hàm lượng lưu huỳnh
• 3.2.5. Độ ổn định oxy hóa
• 3.2.6. Hàm lượng nước
• 3.3. ỨNG DỤNG CỦA NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ DIESEL
• 3.3.1. Nguyên lý hoạt động của động cơ Diesel
• 3.3.2. Bản chất sự cháy của nhiên liệu diesel trong động cơ
• 4. CHƯƠNG 4: NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ PHẢN LỰC
• 4.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NHIÊN LIỆU PHẢN LỰC
• 4.1.1. Thành phần phân đoạn Kerosen
• 4.1.2. Thành phần phụ gia trong nhiên liệu phản lực
• 4.2. CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA NHIÊN LIỆU PHẢN LỰC
• 4.2.1. Những chỉ tiêu liên quan đến quá trình cháy
• 4.2.2. Các tính chất vật lý của nhiên liệu
• 4.2.3. Các tính chất về nhiệt hóa học
• 4.2.4. Các tính chất liên quan đến làm việc ở độ cao lớn
• 4.2.5. Các tính chất liên quan đến an toàn trong tồn chứa và phân phối
• 4.3. ỨNG DỤNG CỦA NHIÊN LIỆU CHO ĐỘNG CƠ PHẢN LỰC
• 4.3.1. Nguyên lý hoạt động của động cơ phản lực
• 4.3.2. Bản chất sự cháy của nhiên liệu phản lực
• 5. CHƯƠNG 5: DẦU BÔI TRƠN
• 5.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA DẦU BÔI TRƠN
• 5.1.1. Thành phần phân đoạn Gasoil nặng
• 5.1.2. Thành phần phụ gia trong dầu bôi trơn
• 5.2. CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG DẦU BÔI TRƠN
• 5.2.1. Tính bôi trơn
• 5.2.2. Độ nhớt và chỉ số độ nhớt
• 5.2.3. Số kiềm tổng
• 5.3. ỨNG DỤNG CỦA DẦU BÔI TRƠN
• 5.3.1. Phân loại dầu bôi trơn
• 5.3.2. Công dụng của dầu bôi trơn
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình sản phẩm dầu mỏ nghề vận hành thiết bị chế biến dầu khí

Giáo trình sản phẩm dầu mỏ nghề vận hành thiết bị chế biến dầu khí trình độ cao đẳng cung cấp kiến thức cơ bản về các sản phẩm dầu mỏ. Nội dung giáo trình được thiết kế để giúp sinh viên hiểu rõ về các loại sản phẩm, quy trình chế biến và ứng dụng thực tiễn trong ngành dầu khí. Mục tiêu chính là trang bị cho sinh viên những kiến thức cần thiết để có thể làm việc hiệu quả trong lĩnh vực này.

1.1. Mục tiêu và nội dung chính của giáo trình

Giáo trình được chia thành năm chương, mỗi chương tập trung vào một khía cạnh khác nhau của sản phẩm dầu mỏ. Mục tiêu là giúp sinh viên nắm vững các kiến thức về hợp chất hữu cơ, nhiên liệu cho động cơ xăng, diesel, phản lực và dầu bôi trơn.

1.2. Tầm quan trọng của sản phẩm dầu mỏ trong đời sống

Sản phẩm dầu mỏ đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ năng lượng đến hóa chất. Chúng là nguồn nguyên liệu chính cho nhiều sản phẩm tiêu dùng và công nghiệp, ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế của quốc gia.

II. Những thách thức trong ngành vận hành thiết bị chế biến dầu khí

Ngành vận hành thiết bị chế biến dầu khí đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm an toàn lao động, bảo vệ môi trường và hiệu quả sản xuất. Những vấn đề này đòi hỏi sự chú ý và giải pháp kịp thời từ các chuyên gia trong ngành.

2.1. An toàn lao động trong ngành dầu khí

An toàn lao động là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong ngành dầu khí. Việc đảm bảo an toàn cho công nhân và thiết bị là cần thiết để giảm thiểu rủi ro và tai nạn trong quá trình sản xuất.

2.2. Bảo vệ môi trường trong chế biến dầu khí

Ngành chế biến dầu khí cần phải thực hiện các biện pháp bảo vệ môi trường để giảm thiểu tác động tiêu cực đến hệ sinh thái. Việc áp dụng công nghệ sạch và quy trình sản xuất bền vững là rất quan trọng.

III. Phương pháp giảng dạy hiệu quả trong giáo trình sản phẩm dầu mỏ

Phương pháp giảng dạy trong giáo trình sản phẩm dầu mỏ được thiết kế để khuyến khích sự tham gia của sinh viên. Các hoạt động học tập bao gồm lý thuyết, thực hành và thảo luận nhóm, giúp sinh viên áp dụng kiến thức vào thực tiễn.

3.1. Phương pháp học tập tích cực

Giáo trình khuyến khích sinh viên tham gia vào các hoạt động học tập tích cực như thảo luận nhóm và thực hành. Điều này giúp sinh viên phát triển kỹ năng làm việc nhóm và tư duy phản biện.

3.2. Sử dụng công nghệ trong giảng dạy

Việc áp dụng công nghệ trong giảng dạy giúp nâng cao hiệu quả học tập. Các công cụ trực tuyến và phần mềm mô phỏng có thể được sử dụng để minh họa các khái niệm phức tạp trong ngành dầu khí.

IV. Ứng dụng thực tiễn của sản phẩm dầu mỏ trong ngành công nghiệp

Sản phẩm dầu mỏ có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp, từ nhiên liệu cho động cơ đến nguyên liệu cho hóa chất. Việc hiểu rõ về các ứng dụng này giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan về ngành dầu khí.

4.1. Nhiên liệu cho động cơ xăng và diesel

Nhiên liệu xăng và diesel là hai loại nhiên liệu chính được sử dụng trong ngành giao thông vận tải. Việc hiểu rõ về thành phần và tính chất của chúng là rất quan trọng cho sinh viên ngành dầu khí.

4.2. Ứng dụng của dầu bôi trơn trong công nghiệp

Dầu bôi trơn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm ma sát và bảo vệ các thiết bị máy móc. Việc lựa chọn đúng loại dầu bôi trơn có thể nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của thiết bị.

V. Kết luận và tương lai của ngành chế biến dầu khí

Ngành chế biến dầu khí đang phát triển mạnh mẽ với nhiều cơ hội và thách thức. Việc áp dụng công nghệ mới và các phương pháp sản xuất bền vững sẽ là chìa khóa cho sự phát triển trong tương lai.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ trong ngành dầu khí

Công nghệ mới như công nghệ lọc dầu tiên tiến và công nghệ chế biến khí sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu tác động đến môi trường.

5.2. Tương lai của nguồn năng lượng tái tạo

Ngành dầu khí cần phải thích ứng với xu hướng chuyển đổi sang năng lượng tái tạo. Việc đầu tư vào nghiên cứu và phát triển các nguồn năng lượng mới sẽ là cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình môn học "Sản phẩm dầu mỏ" (Mã môn học: CNH19MH14) được biên soạn bởi tập thể giảng viên Trường Cao đẳng Dầu khí gồm Ths. Lê Thùy Dung (Chủ biên), Nguyễn Thị Thùy, Trần Thu Hằng, Huỳnh Việt Triều và Phạm Công Quang, ban hành chính thức theo Quyết định số 191/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020.

                                  CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO NGHỀ
                            Vận hành Thiết bị Chế biến Dầu khí
[Khối Kỹ thuật Cơ sở]                                                    [Môn Chuyên môn Nghề]
• Nhiệt kỹ thuật (CNH19MH10)                                            • Sản phẩm dầu mỏ (CNH19MH14)
• Điện kỹ thuật (KTĐ19MĐ06)                                               (3 tín chỉ / 45 giờ)
                              [Mô đun Chuyên môn Ứng dụng]
                              • Vận hành TB tách dầu khí (CNH19MĐ16)
                              • Vận hành PX chưng cất dầu thô (CNH19MĐ22)
                              • Vận hành PX chế biến dầu I & II (CNH19MĐ23, 24)

Trong cấu trúc chương trình đào tạo nghề "Vận hành thiết bị chế biến dầu khí" trình độ Cao đẳng (tổng dung lượng 93 tín chỉ, 2.290 giờ), môn học "Sản phẩm dầu mỏ" có thời lượng 3 tín chỉ (45 giờ, bao gồm 42 giờ lý thuyết và 3 giờ kiểm tra). Môn học được định vị ở khối môn học chuyên môn nghề, học sau các môn kỹ thuật cơ sở (như Vẽ kỹ thuật CK19MH01, Điện kỹ thuật KTĐ19MĐ06, An toàn vệ sinh lao động ATMT19MH01, Nhiệt kỹ thuật CNH19MH10, Cơ sở điều khiển quá trình TĐH19MĐ12, Cơ sở quá trình và thiết bị CNH19MH13) và được bố trí tiên quyết trước các mô đun thực hành chuyên ngành như Vận hành thiết bị tách dầu khí (CNH19MĐ16), Vận hành phân xưởng chưng cất dầu thô (CNH19MĐ22), Vận hành phân xưởng chế biến dầu I và II (CNH19MĐ23, CNH19MĐ24).

Mục tiêu đào tạo (Learning Outcomes) của giáo trình xác lập theo 3 chuẩn đầu ra:

• Chuẩn kiến thức (A1): Trình bày và giải thích được thành phần hóa học, tính chất vật lý, cơ chế phản ứng cháy, các tiêu chuẩn chất lượng kỹ thuật và phạm vi ứng dụng của từng nhóm sản phẩm dầu mỏ thương phẩm.
• Chuẩn kỹ năng (B1): Tra cứu, đối chiếu và đánh giá độc lập các chỉ tiêu chất lượng sản phẩm dầu mỏ trong các hệ thống tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) và quốc tế (API, ASTM, EU).
• Chuẩn năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Hình thành tác phong làm việc khoa học, tính cẩn thận, kỷ luật kỹ thuật công nghiệp và kỹ năng phối hợp làm việc nhóm.

Về cấu trúc và cách tiếp cận, giáo trình gồm 1 Bài mở đầu và 5 Chương chuyên đề, tổ chức theo nguyên lý sư phạm từ bản chất hóa học đại cương của hydrocacbon đến công nghệ tạo sản phẩm thương phẩm, gắn trực tiếp các thông số kỹ thuật với các phân xưởng chế biến tại nhà máy lọc dầu thực tế.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

                               CẤU TRÚC PHÂN TÁCH SẢN PHẨM TỪ DẦU THÔ
                                [Chưng cất khí quyển (CDU)]
[Khí & LPG]       [Phân đoạn Xăng]      [Phân đoạn Kerosen]     [Phân đoạn Gasoil]     [Cặn >350°C]
                               [Công nghệ Chuyển hóa & Nâng cấp]
                               • Cracking xúc tác tầng sôi (FCC)
                               • Reforming xúc tác, Isomer hóa
                               • Tách lưu huỳnh bằng hydro (Hydrodesulfurization)

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giảng dạy được phân bổ qua 5 chương chuyên môn cụ thể:

• Bài mở đầu: Tổng quan về sản phẩm dầu mỏ (1 giờ): Giới thiệu khái niệm sản phẩm lọc hóa dầu; phân loại các phân đoạn chưng cất dầu thô theo dải nhiệt độ sôi (xăng $35-180^\circ\text{C}$, kerosen $180-250^\circ\text{C}$, gasoil $250-350^\circ\text{C}$, cặn chưng cất chân không $>500^\circ\text{C}$); thiết lập công thức nền tảng cấu thành sản phẩm lọc dầu thương phẩm: $$\text{Sản phẩm lọc dầu} = \sum \text{Chất nền} + \sum \text{Phụ gia}$$

• Chương 1: Giới thiệu chung về hợp chất hữu cơ (6 giờ): Cung cấp hệ thống phân loại hợp chất hữu cơ, tập trung vào cấu trúc và tính chất của hydrocacbon no (ankan/parafin mạch hở công thức $C_nH_{2n+2}$, xicloankan/naphten mạch vòng công thức $C_nH_{2n}$), hydrocacbon không no (anken/olefin $C_nH_{2n}$, ankadien $C_nH_{2n-2}$, ankin $C_nH_{2n-2}$) và hydrocacbon thơm (aromat $C_nH_{2n-6}$). Trình bày các nhóm dẫn xuất chứa oxy, nitơ và lưu huỳnh.

• Chương 2: Nhiên liệu cho động cơ xăng (13 giờ): Phân tích nguồn phối trộn xăng thương phẩm (xăng FCC, reformat, alkylat, isomerat, xăng chưng cất trực tiếp); cơ chế phản ứng cháy bình thường và cháy kích nổ trong động cơ 4 kỳ; bản chất trị số Octan (RON, MON) quy ước dựa trên hỗn hợp iso-octan (RON = 100) và n-heptan (RON = 0); các chỉ tiêu kỹ thuật bay hơi (thành phần cất $10%, 50%, 90%$, áp suất hơi Reid - RVP, điểm chớp cháy); các phụ gia tăng octan (MTBE, etanol sinh học, MMT); khống chế độc chất (benzen $< 2,5%$, hợp chất lưu huỳnh).

Loại cấu tử phối trộn cao octan	RON	MON
Toluen	115	102
o-Xylen	120	103
p-Xylen	140	127
Xyclopentan	100	85
Metylxyclopentan	>100	>100
Xyclohexan	83	78,6
Isopropylbenzen	108	99
Alkylat	93–97	91–96
Isomerat	85–95	80–90

• Chương 3: Nhiên liệu cho động cơ Diesel (9 giờ): Phân tích phân đoạn gasoil nhẹ ($250-350^\circ\text{C}$, chứa hydrocacbon $C_{16}-C_{20}$); cơ chế tự bốc cháy nén và thời gian cảm ứng cháy; định nghĩa trị số Xetan dựa trên n-xetan (chỉ số 100) và $\alpha$-metylnaphtalen (chỉ số 0); khoảng xetan tiêu chuẩn động cơ ($40-60$); các chất phụ gia tăng xetan thúc đẩy tạo gốc oxy hóa (amyl nitrite, butyl nitrate, isopropyl nitrate); chỉ tiêu kiểm soát hàm lượng lưu huỳnh theo TCVN 5689:2005 ($< 0,05%$), độ ổn định oxy hóa, hàm lượng nước và axit naphtenic.

Tên phụ gia tăng Xetan	Công thức cấu tạo	Khối lượng mol (g/mol)	Khối lượng riêng ($25^\circ\text{C}$, $\text{g/cm}^3$)	Nhiệt độ nóng chảy ($^\circ\text{C}$)	Nhiệt độ sôi ($^\circ\text{C}$)	Độ hòa tan trong nước ($25^\circ\text{C}$)	Nhiệt độ chớp cháy ($^\circ\text{C}$)
Amyl nitrite	$\text{C}5\text{H}{11}\text{NO}_2$	117,15	0,872	—	99	Ít tan	21
Butyl nitrate	$\text{C}_4\text{H}_9\text{NO}_3$	119,12	—	$< 0$	133	$1120\text{ mg/l}$	—
Iso-propyl nitrate	$\text{C}_3\text{H}_7\text{NO}_3$	105,09	1,036	-82,5	101,5	—	22,2

• Chương 4: Nhiên liệu cho động cơ phản lực (8 giờ): Nghiên cứu phân đoạn kerosen ($180-250^\circ\text{C}$, hydrocacbon $C_{11}-C_{15}$); các yêu cầu chất lượng chuyên biệt cho hàng không: chiều cao ngọn lửa không khói, độ ổn định nhiệt hóa học, khả năng vận hành ở tầng cao nhiệt độ thấp với nhiệt độ kết tinh khắt khe của nhiên liệu Jet A-1 (từ $-50^\circ\text{C}$ đến $-47^\circ\text{C}$); an toàn tĩnh điện trong tồn chứa và phân phối.

• Chương 5: Dầu bôi trơn và các sản phẩm khác (8 giờ): Khảo sát phân đoạn gasoil nặng và cặn chưng cất chân không ($350-500^\circ\text{C}$, hydrocacbon $C_{21}-C_{35/40}$); chỉ tiêu bôi trơn, độ nhớt, chỉ số độ nhớt (VI), số kiềm tổng (TBN); quy trình chế tạo mỡ bôi trơn (phối trộn $30-35%$ xà phòng hóa axit béo với $65-70%$ dầu gốc); tiêu chuẩn nhựa đường bitum (3 chỉ tiêu: độ xuyên kim, độ chảy mềm, độ kéo dài).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Lý thuyết nền tảng (Fundamental Theories): Cơ chế oxy hóa dây chuyền tạo hợp chất peroxyt/hydroperoxyt tự bốc cháy; động học phản ứng cracking, reforming, alkyl hóa; lý thuyết nhiệt động chưng cất đa cấu tử.
• Nguyên lý cốt lõi (Core Principles): Mối liên hệ định lượng giữa cấu trúc phân tử hydrocacbon và đặc tính cháy (khả năng chống kích nổ tăng dần: parafin mạch thẳng < naphten < olefin < naphten nhánh < parafin nhánh < aromat); nguyên tắc bù trừ tính chất trong phối trộn đa cấu tử nền.
• Khung tiêu chuẩn (Essential Frameworks): Hệ thống chỉ tiêu kỹ thuật xăng dầu đối chiếu giữa tiêu chuẩn TCVN với các quy chuẩn kỹ thuật quốc tế (ASTM, API, EU).

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng chuyên môn (Technical Skills): Tra cứu bảng số liệu vật lý, tính toán phối trộn tỷ lệ phụ gia và cấu tử nền; xác định các thông số kỹ thuật (RON, MON, Xetan, RVP, điểm chớp cháy, điểm đông đặc).
• Kỹ năng phân tích (Analytical Skills): Đánh giá nguyên nhân phát sinh hiện tượng kích nổ, nghẽn nút hơi, tạo cặn buồng đốt, ăn mòn do lưu huỳnh hoặc suy giảm phẩm chất dầu bôi trơn theo thời gian vận hành.
• Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical Competencies): Đọc hiểu sơ đồ dòng công nghệ phân xưởng sản xuất nhiên liệu thương phẩm (FCC, Reforming, Isomer hóa, Hydrodesulfurization), xử lý số liệu kiểm nghiệm trong phòng thí nghiệm hóa nghiệm dầu khí.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

                       QUY TRÌNH TỔ CHỨC DẠY HỌC VÀ ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC
[Giảng viên tổ chức]               [Phương pháp Sinh viên]                [Kiểm tra & Đánh giá]
• Dạy học nêu vấn đề               • Tự học nhóm (2-3 SV)                • Đánh giá quá trình (40%):
• Phân tích tình huống kỹ thuật      nghiên cứu trước tài liệu             - Vấn đáp sau 5h (A1, B1)
• Hướng dẫn tra cứu tiêu chuẩn     • Lập bảng kiểm tra tiêu chuẩn          - Định kỳ viết/TN sau 15h
• Điều phối thảo luận nhóm         • Điểm danh: tham dự ≥ 70%            • Thi kết thúc (60%):
                                                                           - Trắc nghiệm/Tự luận sau 45h

Giáo trình áp dụng phương pháp dạy học tích cực, đặt người học vào trung tâm quá trình tiếp nhận tri thức kỹ thuật. Giảng viên triển khai các buổi học thông qua phương pháp nêu vấn đề, giao bài tập tình huống thực tế và định hướng sinh viên khai thác dữ liệu từ các tài liệu quy chuẩn kỹ thuật.

Nội dung học tập kết hợp chặt chẽ giữa giờ học lý thuyết tập trung và phương thức làm việc nhóm nhỏ (2-3 sinh viên). Mỗi nhóm được phân công nghiên cứu độc lập từng chuyên đề kỹ thuật (như cơ chế chống kích nổ của phụ gia MMT, so sánh hiệu quả phụ gia ethanol E5/E10, hoặc công nghệ xử lý lưu huỳnh trong phân đoạn DO), sau đó tổng hợp báo cáo và thuyết trình phản biện trước lớp.

Phương pháp kiểm tra, đánh giá kết quả học tập tuân thủ Quy chế đào tạo Cao đẳng chính quy (ban hành kèm Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội), được cụ thể hóa tại Trường Cao đẳng Dầu khí theo cơ cấu điểm số:

$$\text{Điểm môn học} = (\text{Điểm quá trình} \times 40%) + (\text{Điểm kết thúc môn} \times 60%)$$

• Điểm đánh giá quá trình (Trọng số 40%): Bao gồm điểm kiểm tra thường xuyên hệ số 1 (hình thức quan sát, hỏi đáp sau 5 giờ học, kiểm tra chuẩn A1, B1) và điểm kiểm tra định kỳ hệ số 2 (hình thức viết tự luận hoặc trắc nghiệm sau 15 giờ học, kiểm tra chuẩn A1, B1, C1).
• Điểm thi kết thúc môn học (Trọng số 60%): Tổ chức sau 45 giờ đào tạo theo hình thức trắc nghiệm trên máy tính hoặc bài thi tự luận kết hợp trắc nghiệm, đánh giá tổng hợp toàn diện các chuẩn đầu ra A1, B1 và C1.
• Thang điểm: Chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân.
• Quy định tự học và chuyên cần: Sinh viên bắt buộc phải nghiên cứu tài liệu trước khi đến lớp và phải tham dự tối thiểu 70% tổng thời lượng buổi giảng lý thuyết. Trường hợp sinh viên vắng quá 30% thời lượng quy định sẽ không đủ điều kiện dự thi và phải đăng ký học lại môn học.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình phản ánh các bước tiến công nghệ lọc hóa dầu đương đại thông qua việc cập nhật các dây chuyền chế biến sâu và hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật thực tế:

                            TIẾN TRÌNH CÔNG NGHỆ & TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT
[Công nghệ Chế biến Chuyên sâu]                                           [Tiêu chuẩn & Chất lượng Thực tế]
• Xăng FCC, Reformat, Isomerat, Alkylat thay thế                            • TCVN 5689:2005 khống chế S trong DO
  phương pháp chưng cất trực tiếp thô (hiệu suất chỉ 15%)                     giảm từ 0,5% xuống 0,05% - 0,25%
• Loại bỏ phụ gia chì độc hại; áp dụng phụ gia MTBE,                        • Khống chế hàm lượng Benzen trong xăng < 2,5%
  MMT (8-18 mg Mn/l), Etanol sinh học (E10, E20)                            • Dữ liệu NMLD Dung Quất: Reforming không chì,
• Công nghệ tách lưu huỳnh bằng hydro (Hydrodesulfurization)                  HDS 80 triệu USD, Jet A-1 đông đặc -50 đến -47°C

• Tích hợp các công nghệ chuyển hóa xúc tác sâu: Giáo trình làm rõ hạn chế của công nghệ chưng cất thô khí quyển (chỉ thu được khoảng 15% xăng trực tiếp với trị số octan thấp 30-60), từ đó đi sâu vào nguyên lý các công nghệ tăng hiệu suất và chất lượng: Cracking xúc tác tầng sôi (FCC), Reforming xúc tác tạo hydrocacbon thơm, Isomer hóa tăng nhánh parafin, Alkyl hóa và Cốc hóa.
• Xu hướng chuyển dịch nhiên liệu sạch và sinh học: Cập nhật các giải pháp kỹ thuật thay thế phụ gia tetraetyl chì bằng hợp chất chứa oxy (MTBE đạt RON 115-123), phụ gia cơ kim hữu cơ MMT (nồng độ 8-18 mg Mn/l) và cồn sinh học Etanol (nồng độ 10-20% từ sắn, ngô, rỉ đường giúp giảm 40% phát thải $CO_2$). Phân tích tiêu chuẩn khống chế hàm lượng benzen độc hại ($< 2,5%$) và giảm nồng độ lưu huỳnh trong nhiên liệu diesel xuống mức $0,05%$ theo tiêu chuẩn TCVN 5689:2005.
• Gắn kết thực tiễn sản xuất tại Việt Nam: Giáo trình tích hợp số liệu vận hành thực tế tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất (Quảng Ngãi), bao gồm quy trình công nghệ Hydrodesulfuration (HDS) xử lý lưu huỳnh trong dầu DO, công nghệ Reforming/Isomer hóa tạo xăng RON 92/95 thương phẩm, thông số kỹ thuật nhiên liệu phản lực Jet A-1 cung ứng cho các hãng hàng không nội địa, và phân tích đặc tính dầu thô mỏ Bạch Hổ (chứa nhiều parafin, ít asphalten nên không dùng sản xuất nhựa đường).

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên chuyên ngành: Tài liệu học tập bắt buộc đối với sinh viên trình độ Cao đẳng hệ chính quy nghề "Vận hành thiết bị chế biến dầu khí" tại Trường Cao đẳng Dầu khí và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp đào tạo ngành công nghệ kỹ thuật hóa học, lọc hóa dầu.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức hóa học đại cương, hóa học hữu cơ và các môn kỹ thuật cơ sở bao gồm: Vẽ kỹ thuật (CK19MH01), Điện kỹ thuật (KTĐ19MĐ06), An toàn vệ sinh lao động (ATMT19MH01), Nhiệt kỹ thuật (CNH19MH10) và Cơ sở điều khiển quá trình (TĐH19MĐ12).
• Giảng viên và cán bộ đào tạo: Sử dụng làm khung tài liệu chuẩn để thiết kế giáo án lý thuyết, bài giảng tích hợp, biên soạn hệ thống bài tập tình huống phối trộn sản phẩm và xây dựng ngân hàng đề thi trắc nghiệm, tự luận.
• Kỹ thuật viên và cán bộ vận hành: Tài liệu tham khảo chuyên môn phục vụ công tác đào tạo nội bộ, nâng bậc thợ cho kỹ thuật viên tại các nhà máy lọc dầu, trạm pha chế phối trộn nhiên liệu, kho cảng xăng dầu và phòng thí nghiệm kiểm định chất lượng sản phẩm dầu mỏ.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề Vận hành thiết bị chế biến dầu khí, đồng thời là tài liệu tra cứu kỹ thuật cho công nhân, kỹ thuật viên vận hành phân xưởng và nhân viên phân tích chất lượng tại các nhà máy lọc hóa dầu.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần nắm vững kiến thức hóa học hữu cơ (các dãy đồng đẳng hydrocacbon, liên kết hóa học, phản ứng cộng, phản ứng thế, phản ứng oxy hóa) và các môn kỹ thuật cơ sở như Nhiệt kỹ thuật, Điện kỹ thuật và Cơ sở quá trình - thiết bị truyền nhiệt, truyền khối.

3. Điểm khác biệt so với các giáo trình hóa dầu khác là gì?

Giáo trình tập trung chuyên biệt vào tính chất kỹ thuật và tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm thương phẩm sau chế biến, không đi sâu thuần túy vào lý thuyết phản ứng mà gắn chặt với công nghệ thực tế tại Nhà máy Lọc dầu Dung Quất cùng các quy định pháp quy hiện hành (TCVN, ASTM).

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học cần chuẩn bị bài trước giờ lên lớp, lập bảng đối chiếu giữa các thông số lý thuyết (RON, MON, Xetan, RVP, điểm chớp cháy) với cơ chế cháy của từng loại động cơ, đồng thời tích cực thảo luận nhóm theo các chủ đề tình huống kỹ thuật được nêu cuối mỗi chương.

5. Giáo trình có những tài liệu bổ trợ nào đi kèm?

Giáo trình cung cấp hệ thống câu hỏi thảo luận sau mỗi bài học, tích hợp đề mục tra cứu tiêu chuẩn và liên kết với 6 tài liệu tham khảo chuyên ngành tiêu chuẩn trong danh mục học liệu.

---

Kết luận

Giáo trình "Sản phẩm dầu mỏ" cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện về thành phần hóa lý, cơ chế cháy và tiêu chuẩn kỹ thuật của các dòng sản phẩm lọc hóa dầu thương phẩm (xăng, diesel, nhiên liệu phản lực, dầu bôi trơn, nhựa đường). Lộ trình học tập được thiết kế mạch lạc: khởi đầu từ việc củng cố cấu trúc phân loại hydrocacbon, phân tích chuyên sâu các phân đoạn sản phẩm, đến làm chủ nguyên lý vận hành các phân xưởng công nghệ chuyển hóa xúc tác và phương pháp kiểm chuẩn chất lượng theo TCVN.

Nhằm mở rộng và đào sâu kiến thức, người học được khuyến nghị tham khảo các nguồn tài liệu bổ trợ chuyên ngành đã được trích dẫn trong danh mục của giáo trình:

1. Trương Hữu Trì, Sản phẩm dầu mỏ thương phẩm, Đại học Bách khoa Đà Nẵng.
2. Kiều Đình Kiểm, Các sản phẩm dầu mỏ và hóa dầu, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
3. Lê Thị Như Ý, Công nghệ chế biến khí, Đại học Bách khoa Đà Nẵng.
4. Jean-Pierre Wauquier, Petroleum Refining, Vol. 2: Separation Processes, Editions Technip, 2000.
5. John M. Campbell, Gas Conditioning and Processing, Volumes 1 & 2, Campbell Petroleum Series, 1998.
6. Nguyễn Thị Minh Hiền, Công nghệ chế biến khí tự nhiên và khí đồng hành, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2004.

Trích đoạn nội dung tài liệu

mở đầu: Tổng quan về sản phẩm dầu mỏ Trang 21 thể sản xuất được nhựa đường. Dầu thô Việt Nam hiên có, nhất là dầu Bạch hổ thì không thể sản xuất nhựa đường vì thành phần của cặn quá nhiều parafin, rất ít các chất nhựa và asphalten, các chất này vừa dẻo vừa kết dính chắc, bền khi kết hợp với vật liệu vô cơ như đá, cát… là tiêu chí cần thiết của nhựa đường. Dầu mỏ có tính naphtenic, như các loại dầu mỏ Trung đông là loại sản xuất nhựa đường rất tốt vì trong cặn chưng cất có thành phần các chất nhựa, asphalten rất cao, rất ít parafin (vì khi có parafin thì nhựa đường dễ nóng chảy, không dẻo, dòn, kết dính kém, giảm chất lượng nhựa đường). Cặn chưng cất > 500oC của các loại dầu naphtenic, thu được qua phân xưởng sản xuất nhựa đường.

Ở đây người ta đun nóng, xục không khí để ô xy hóa, biến các chất nặng trong đó thành nhựa, thành asphalten đến khi có được tỷ lệ thích hợp trong thành phần của nhựa đường để đảm bảo đạt 3 chỉ tiêu chất lượng quan trọng (độ kéo dài, độ chảy mềm và độ xuyên kim). Như vậy, sản phẩm dầu mỏ hoàn tất (thương phẩm): là sản phẩm đã hoàn chỉnh, chứa đầy đủ tính năng để đưa ra thị trường tiêu thụ, hầu hết các sản phẩm hoàn tất là hỗn hợp của sự pha trộn từ nhiều chất nền cộng thêm một số phụ gia nhằm đáp ứng yêu cầu chất lượng sản phẩm. Sản phẩm lọc dầu = ∑chất nền + ∑ phụ gia Chất nền: các chất nền được pha trộn nhằm mục đích đáp ứng nhu cầu về sản lượng cho thị trường (thường thì một chất nền không đủ đáp ứng về chất lượng) Pha trộn chất nền để tạo ra một hỗn hợp thể hiện đầy đủ tính năng cho sản phẩm. Mỗi chất nền sẽ có một vai trò riêng, sự phối hợp một cách hợp lý của các chất nền sẽ tạo ra một sản phẩm thoả mãn yêu cầu về tính kinh tế kỹ thuật.

Phụ gia: thường chỉ chiếm vài ppm ÷ vài %. Phụ gia làm tăng cường tính năng và bổ sung tính năng cho hợp chất nền. ❖ TÓM TẮT BÀI MỞ ĐẦU Trong chương này, một số nội dung chính được giới thiệu: - Giới thiệu về sản phẩm lọc hóa dầu - Các phân đoạn chính của dầu mỏ ❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN BÀI MỞ ĐẦU 1. Dầu mỏ là gì? 2.

Thế nào là phương pháp chưng cất? 3. Các phân đoạn chính của dầu mỏ? Bài mở đầu: Tổng quan về sản phẩm dầu mỏ Trang 22 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỢP CHẤT HỮU CƠ ❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1 Chương 1 giới thiệu khái quát về các loại hợp chất hữu cơ, đặc biệt là các hợp chất hydrocacbon để người học có được kiến thức nền tảng cho các chương sau. ❖ MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG NÀY LÀ: Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày được định nghĩa và phân loại về hợp chất hữu cơ - Giới thiệu được hợp chất hydrocacbon ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm - Học sinh có tính nghiêm túc, cẩn thận, kỷ luật cao trong học tập, có khả năng làm việc theo nhóm. ❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 1 - Đối với người dạy: + Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết, thực hành hoặc tích hợp phù hợp với bài học.

Giáo án được soạn theo bài hoặc buổi dạy. + Tổ chức giảng dạy: Chia ca, nhóm (phụ thuộc vào số lượng sinh viên/lớp) - Đối với người học: + Chuẩn bị tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ; + Hoàn thành các bài thực hành kỹ năng; + Tổ chức làm việc nhóm, làm việc độc lập; + Tuân thủ quy định an toàn, giờ giấc. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học lý thuyết. - Trang thiết bị máy móc: Máy tính, máy chiếu, bảng, phấn.

- Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Giáo án, giáo trình. - Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 1 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. Chương 1: Giới thiệu chung về hợp chất hữu cơ Trang 23 ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học.

+ Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: vấn đáp, bảng kiểm) ✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: Không. ✓ Kiểm tra định kỳ thực hành: Không. ❖ NỘI DUNG CHƯƠNG 1 1.

ĐỊNH NGHĨA – PHÂN LOẠI HỢP CHẤT HỮU CƠ Định nghĩa Hợp chất hữu cơ là hợp chất của cacbon (trừ CO, CO2, muối: cacbonat, cacbua, xianua…) Hợp chất hữu cơ có mặt ở xung quanh chúng ta bao gồm: cây cối, động thực vật, thức ăn, quần áo … và ngay trong cơ thể con người VD: Khí metan (CH4), cồn (C2H5OH), đường (C12H22O11), xăng, khí gas … Sự phát triển của hóa học hữu cơ không những có tác dụng trực tiếp đến các ngành kinh tế quốc dân có liên quan đến hóa học hữu cơ, mà còn ảnh hưởng sâu sắc đến các ngành khoa học khác như sinh học, hóa sinh, y học, dược học, nông nghiệp… làm cho con người ngày càng làm chủ thiên nhiên và bắt thiên nhiên, điều khiển thiên nhiên phục vụ đời sống con người. Ứng dụng: Hiện nay đã có trên 10 triệu hợp chất hữu cơ thiên nhiên và tổng hợp. Ngành hoá học hữu cơ đang ngày càng phát triển, mang lại nhiều lợi ích cho đời sống hàng ngày và trong các ngành kinh tế quốc dân. • Thành phần trong các hợp chất hữu cơ có thể gặp hầu hết các nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn, nhưng số lượng các nguyên tố thường xuyên tạo nên chất hữu cơ là không nhiều: nhất thiết phải có C, H, hay có O, N, Halogen, S, P.

• Liên kết hoá học chủ yếu là liên kết cộng hóa trị. • Dễ bay hơi, kém bền với nhiệt, và dễ cháy hơn hợp chất vô cơ. • Phản ứng xảy ra chậm và không theo một hướng nhất định. Phân loại Chương 1: Giới thiệu chung về hợp chất hữu cơ Trang 24 a.

Hydrocacbon: Phân tử chỉ chứa nguyên tử cacbon và hydro. - Hydrocacbon no: Chỉ có liên kết đơn. Ví dụ: Khí metan (CH4) - Hydrocacbon không no: chứa liên kết bội. Ví dụ: Khí etylen (C2H2) - Hydrocacbon thơm: chứa vòng benzen.

Dẫn xuất của Hydrocacbon. Dẫn xuất Hydrocacbon là hợp chất hữu cơ mà trong phân tử ngoài hai nguyên tố là cacbon và hydro còn có các nguyên tố khác: oxi, nitơ, clo. (dẫn xuất halogen, ancol, phenol, ete, andehit, xeton, axit, este, amin, hợp chất tạp chất chức, polime …) - Dẫn xuất halogen: nguyên tử halogen liên kết với gốc hydrocacbon ( R-Hal) Ví dụ: CH3Cl , CH3Br - Rượu: Nhóm –OH liên kết với gốc hydrocacbon R-OH Ví dụ: CH3-CH2-OH - Axít hữu cơ: Nhóm –COOH liên kết với gốc hydrocacbon Ví dụ: CH3-COOH. => Có thể tóm bằng sơ đồ sau: 1.

HỢP CHẤT HYDROCACBON Định nghĩa hợp chất hydrocacbon Hợp chất hydrocacbon theo định nghĩa chính là một loại hợp chất hữu cơ mà trong phân tử chỉ bao gồm cacbon (C) và hydro (H). Phân loại hợp chất hydrocacbon Hợp chất hydrocacbon thường được chia thành 3 loại như sau: - Hợp chất hydrocacbon no. Chương 1: Giới thiệu chung về hợp chất hữu cơ Trang 25 - Hợp chất hydrocacbon không no. - Hợp chất hydrocacbon thơm.

Hợp chất hydrocacbon no Hợp chất hydrocacbon no là những hydrocacbon chỉ chứa liên kết đơn trong phân tử. Hợp chất hydrocacbon no gồm 2 đại diện điển hình là ankan và xicloankan. ➢Ankan (Parafin): Ankan là hợp chất hydrocacbon no, mạch hở trong phân tử chỉ chứa 1 loại liên kết σ. Ankan còn có tên gọi khác là parafin.

Công thức tổng quát : CnH2n + 2 ( n ≥ 1) CH4 Metan C7H16 Heptan C2H6 Etan C8H18 Octan C3H8 Propan C9H20 Nonan C4H10 Butan C10H22 Dekan C5H12 Pentan C11H24 Undekan C6H14 Hexan C12H26 Dodekan Ứng dụng của ankan: - Từ C1 đến C20 được ứng dụng làm nhiên liệu. - Nhiều Ankan được dùng làm dung môi và dầu bôi trơn máy. - Điều chế chất sinh hàn. - Nhờ tác dụng của nhiệt và các phản ứng oxy hoá không hoàn toàn → HCHO, rượu metylic , axitaxetic,… ➢Xicloankan (Naphten): Xycloankan là hợp chất hydrocacbon no có mạch vòng (một hoặc nhiều vòng).

Xycloankan còn có tên gọi khác là naphten. Công thức tổng quát: CnH2n (n≥ 3) Chương 1: Giới thiệu chung về hợp chất hữu cơ Trang 26 CH2 H2C CH2 Xyclopropan CH2 CH2 Xyclopentan CH2 H2C CH2 H2C Xyclobutan H2C CH2 CH2 CH3 Xyclohexan 1-metyl-2-etyl xyclohexan CH2CH3 b. Hợp chất hydrocacbon không no: Liên kết đôi C=C gồm một liên kết δ và một liên kết π. Liên kết π kém bền hơn liên kết δ nên dễ bị phân cắt hơn, gây nên tính chất hóa học đặc trưng của anken: dễ dàng tham gia phản ứng cộng tạo thành hợp chất no tương ứng.

➢Anken (Olefin) Hợp chất hydrocacbon không no mạch hở, trong phân tử chỉ có 1 nối đôi gọi là anken. Anken còn có tên gọi khác là olephin. Công thức tổng quát: CnH2n ( n≥2 ) ➢Ankadien Hợp chất hydrocacbon không no, mạch hở, trong phân tử có 2 liên kết đôi được gọi là ankadien. Ankadien còn được gọi là dien hay diolefin.

Công thức tổng quát: CnH2n-2 ( n ≥ 3) CH2=C=CH2 Propadien (allen) CH3-CH=C=CH2 1,2-Butadien CH2=CH-CH=CH2 1,3-Butadien (Divinyl) CH2=C - CH=CH2 2-metyl butadien (Isopren) CH3 1,4 -pentadien CH2=CH-CH2-CH=CH2 Chương 1: Giới thiệu chung về hợp chất hữu cơ Trang 27 ➢Ankin Hợp chất hydrocacbon không no, mạch hở, trong phân tử có 1 liên kết ba được gọi là ankin. Công thức tổng quát: CnH2n-2 (n ≥ 2) c. Hợp chất hydrocacbon thơm (Aromat) Hợp chất hydrocacbon thơm, không no, mạch vòng (có nối đôi trong phân tử). Công thức tổng quát: CnH2n-6 (n ≥ 6) Ứng dụng của Hợp chất hydrocacbon thơm: - Benzen và toluen là những nguyên liệu rất quan trọng được sử dụng nhiều trong công nghiệp hoá học.

- Nguồn cung cấp benzen, toluen hiện nay chủ yếu vẫn là từ nhựa than đá và từ sản phẩm đề hydro đóng vòng hexan, heptan tương ứng. ❖ TÓM TẮT CHƯƠNG 1 Trong chương này, một số nội dung chính được giới thiệu: Chương 1: Giới thiệu chung về hợp chất hữu cơ Trang 28 - Định nghĩa, phân loại hợp chất hữu cơ - Hợp chất hydrocacbon ❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG 1 1. Có bao nhiêu loại hợp chất hữu cơ? Thành phần các nguyên tố trong hợp chất hữu cơ là gì? 2.