TAÄP SLIDE BAØI GIAÛNG NG BK TP.HCM NHIEÂN LIEÄU, DAÀU MÔÕ VAØ CHAÁT LOÛNG CHUYEÂN DUØNG Boä moân OÂ toâ – Maùy ñoäng löïc Khoa Kyõ thuaät Giao thoâng GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch khoa 268 Lyù thöôøng kieät, P.HCM Ñieän thoïai: +84 - 8655979 Email : vtbong@lib.vn NOÄI DUNG MOÂN HOÏC Teân moân hoïc: NHIEÂN LIEÄU-DAÀU MÔÕ VAØ CHAÁT LOÛNG CHUYEÂN DUØNG Maõ soá moân hoïc: 206035 Phaân phoái tieát hoïc: 2-1-4 § Lyù thuyeát: 28 tieát § Seminar: 14 tieát Caùn boä giaûng daïy: GVC.S Vaên Thò Boâng GV.S Traàn Quang Tuyeân GV.S Hoàng Ñöùc Thoâng GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 2 NOÄI DUNG MOÂN HOÏC Noäi dung moân hoïc: khaùi nieäm chung veà nhieân lieäu; nhieân lieäu truyeàn thoáng xaêng-diesel, nhieân lieäu thay theá (Biodiesel, Bioethanol, LPG, CNG, fuel cell, hydrogen,. Cô sôû lyù thuyeát veà ma saùt vaø maøi moøn. Khaùi nieäm veà chaát boâi trôn. Ñaëc tính kyõ thuaät cuûa chaát boâi trôn loûng – daàu boâi trôn.
Ñaëc tính kyõ thuaät cuûa chaát boâi trôn ñaëc – môõ boâi trôn. Ñaëc tính kyõ thuaät cuûa chaát loûng chuyeân duøng. GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 3 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 1. Tuøng, OÂ toâ & OÂ nhieãm Moâi tröôøng, NXB Giaùo Duïc, 1999.
Taân, Toång hôïp Höõu cô vaø Hoùa daàu, NXB ÑHQG Tp. Tuøng, Höôùng daãn Söû duïng Nhieân lieäu Daàu-Môõ, NXB KHKT, 2000 4. Töø ñieån Nhieân lieäu-Daàu-Môõ-Chaát theâm-Chaát loûng Chuyeân duøng, NXB KHKT, 1984 5. Nguyeãn Ñình Phoå, Kyõ thuaät saûn xuaát ñieän hoùa, NXB ÑHQG Tp.HCM, 2006 GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 4 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 6.
Ñinh Thò Ngoï, Hoùa hoïc daàu moû vaø khí, NXB KHKT, 2004. Wyman, Handbook Bioethanol, Taylor & Francis, 1996. Speight, Petroleum Chemistry and Refining, Taylor & Francis, 1998 9. Booser, Applied Tribology, John Wiley & Sons, 2001 GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 5 ÑEÀ CÖÔNG CHI TIEÁT Chöông 1: TOÅNG NG QUAN VEÀ NHIEÂN LIEÄU, U, DAÀU MOÛ – CHEÁ BIEÁN DAÀU MO 1.1 Toång quan veà nhieân lieäu 1.3 Cheá bieán daàu moû GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 6 ÑEÀ CÖÔNG CHI TIEÁT Chöông 2: NHIEÂN LIEÄU XAÊNG 2.1 Ñaëc ñieåm ñoäng cô söû duïng nhieân lieäu xaêng 2.2 Caùc yeâu caàu ñoái vôùi xaêng 2.3 Caùc tính chaát cuûa xaêng 2.4 Caùc chæ tieâu chính ñaùng giaù chaát löôïng nhieân lieäu xaêng GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 7 ÑEÀ CÖÔNG CHI TIEÁT Chöông 3: NHIEÂN LIEÄU DIESEL 3.1 Ñaëc ñieåm cuûa ñoäng cô söû duïng nhieân lieäu diesel 3.2 Caùc yeâu caàu ñoái vôùi nhieân lieäu diesel 3.3 Caùc tính chaát cô baûn cuûa nhieân lieäu diesel 3.4 Caùc chæ tieâu chính ñaùnh giaù chaát löôïng nhieân lieäu diesel GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 8 ÑEÀ CÖÔNG CHI TIEÁT Chöông 4: NHIEÂN LIEÄU THAY THEÁ 4.1 Khí thieân nhieân (NG) 4.2 Khí ñoàng haønh hoùa loûng (LPG) 4.3 Nhieân lieäu coàn 4.4 Nhieân lieäu daàu thöïc vaät – Biodiesel 4.6 Naêng löôïng ñieän vaø pin nhieân lieäu GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 9 ÑEÀ CÖÔNG CHI TIEÁT Chöông 5: MA SAÙT VAØ MAØI MOØN 5.1 Khaùi nieäm veà ma saùt vaø maøi moøn 5.2 Caùc daïng ma saùt vaø maøi moøn 5.3 Moät soá ví duï ma saùt trong cô khí GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 10 ÑEÀ CÖÔNG CHI TIEÁT Chöông 6: DAÀU BOÂI TRÔN 6.1 Coâng duïng-YÙ nghóa-Yeâu caàu cuûa daàu boâi trôn 6.2 Ñaëc tính kyõ thuaät cuûa daàu boâi trôn 6.3 Phaân loaïi daàu GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 11 ÑEÀ CÖÔNG CHI TIEÁT Chöông 7: MÔÕ BOÂI TRÔN 7.1 Khaùi nieäm vaø Coâng duïng cuûa Môõ boâi trôn 7.2 Ñaëc tính Kyõ thuaät cuûa Môõ boâi trôn 7.3 Phaân loïai Môõ boâi trôn GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 12 ÑEÀ CÖÔNG CHI TIEÁT Chöông 8: CHAÁT LOÛNG CHUYEÂN DUØNG 8.1 Chaát loûng laøm maùt 8.2 Chaát loûng thuûy löïc 8.3 Chaát loûng ñaëc chuûng GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 13 TAÄP SLIDE BAØI GIAÛNG NG BK TP.HCM NHIEÂN LIEÄU-DAÀU MÔÕ VAØ CHAÁT LOÛNG CHUYEÂN DUØNG Chöông 1: TOÅNG NG QUAN VEÀ NHIEÂN LIEÄU – DAÀU MOÛ – CHEÁ BIEÁN DAÀU MOÛ Boä moân OÂ toâ – Maùy ñoäng löïc q Toång quan veà Nhieân lieäu Khoa Kyõ thuaät Giao thoâng Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch khoa q Daàu moû 268 Lyù thöôøng kieät, P.HCM Ñieän thoïai: +84 - 8655979 Email : vtbong@lib.vn q Cheá bieán daàu moû TOÅNG QUAN VEÀ NHIEÂN LIEÄU 1.
Giôùi thieäu khaùi quaùt veà naêng löôïng truyeàn thoáng Naêng löôïng truyeàn thoáng söû duïng treân oâtoâ laø naêng löôïng nhieät do ñoát chaùy nhieân lieäu loûng coù nguoàn goác töø daàu moû: Xaêng vaø Diesel… Daàu moû: Coù nguoàn goác höõu cô hoùa thaïch, hình thaønh do söï phaân huûy cuûa xaùc ñoäng vaø thöïc vaät trong caùc lôùp traàm tích ôû ñaùy bieån hoaëc trong loøng ñaát, döôùi taùc duïng phaù huûy cuûa caùc vi khuaån hieáu khí. GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 15 TOÅNG QUAN VEÀ NHIEÂN LIEÄU Daàu khí: laø teân goïi cuûa daàu moû (daàu thoâ) vaø hoãn hôïp khí thieân nhieân. Daàu khí laø moät nguoàn khoùang saûn lôùn vaø quyù cuûa con ngöôøi. Daàu khí cung caáp: - 60 ÷ 65% naêng löôïng tieâu thuï treân theá giôùi.
- 90% caùc saûn phaåm cuûa ngaønh coâng nghieäp hoùa daàu (haøng nghìn loaïi saûn phaåm cuûa coâng nghieäp hoùa daàu). GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 16 TOÅNG QUAN VEÀ NHIEÂN LIEÄU 2. Yeâu caàu ñoái vôùi nhieân lieäu ñoäng cô ñoát trong Coù naêng löôïng (nhieät trò) lôùn. Coù caùc thoâng soá vaät lyù phuø hôïp vôùi ñoäng cô söû duïng.
Coù ñoä oån ñònh cao, khoâng bò bieán chaát trong thôøi gian daøi. Khoâng chöùa laãn nöôùc, taïp chaát cô hoïc. Coù löôïng döï tröõ lôùn, giaù thaønh reû. Vaán ñeà saûn xuaát, löu tröõ, vaän chuyeån, phaân phoái ñôn giaûn, deã daøng vaø an toaøn.
GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 17 DAÀU MOÛ 1. Ñònh nghóa daàu moû Daàu moû laø moät trong caùc chaát höõu cô hoùa thaïch (than ñaù, daàu moû, khí thieân nhieân), laø moät hoãn hôïp cuûa nhieàu loaïi hydrocacbon (CnHm), coù caáu truùc hoùa hoïc khaùc nhau vaø coù caùc tính chaát dò bieät. Thaønh phaàn nguyeân toá chuû yeáu taïo neân caùc hôïp phaàn cuûa daàu moû Cacbon (C): 83,5 ÷ 87% Hydro ( H): 11,5 ÷ 14% GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 18 DAÀU MOÛ Haøm löôïng Hydro (H) coù trong daàu moû cao hôn haún so vôùi caùc khoaùng vaät coù nguoàn goác ñoäng thöïc vaät phaân huûy khaùc nhö: – Than buøn: 5% – Than ñaù: töø 2% ñeán 5%. Haøm löôïng H cao hôn C laø lyù do ñeå giaûi thích nguyeân nhaân daàu moû toàn taïi ôû traïng thaùi loûng.
Ngoaøi ra trong daàu moû coøn chöùa moät löôïng nhoû löu huyønh, Oxy, Nitô. GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 19 DAÀU MOÛ 3. Lyù tính cuûa daàu moû Daàu moû thöôøng ôû theå loûng nhôù, coù moät soá daàu moû do haøm löôïng Parafin cao neân ngay ôû nhieät ñoä thöôøng ñaõ ñoâng ñaëc. Daàu coù maàu saéc töø vaøng nhaït, naâu saùng ñeán ñen saãm coù aùnh huyønh quang.
Ñoä nhôùt thay ñoåi trong moät khoaûng raát roäng töø 5 cSt ñeán 100 cSt vaø coù theå hôn. Daàu coù ñoä nhôùt lôùn hôn nöôùc haøng truïc, thaäm chí haøng traêm laàn nhöng laïi coù tyû troïng thaáp hôn. GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 20 DAÀU MOÛ Caùc Hydrocacbon trong daàu moû coù khoái löôïng phaân töû khaùc nhau neân chuùng coù nhieät ñoä soâi khaùc nhau. Khoái löôïng rieâng daàu moû khoaûng r = 0,78 ¸ 0,98 kg/lít.
Daàu coù maøu caøng saùng thì coù khoái löôïng rieâng caøng nhoû vaø caøng loaõng. Nhieät trò thaáp trong khoaûng QH = 41. Daàu moû vaø caùc saûn phaåm cuûa daàu moû hoøa tan trong röôïu, töï hoøa tan toát trong môõ, daàu vaø axit beùo. GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 21 DAÀU MOÛ Daàu moû khoâng chöùa nöôùc vaø saûn phaåm cuûa daàu laø caùc chaát khoâng daãn ñieän.
Tính daãn ñieän cuûa daàu nhoû hôn cuûa kính, goám vaø söù töø 3 ñeán 4 laàn. Töø daàu moû cheá taïo ra caùc loaïi daàu ñaëc bieät chuyeân duøng cho maùy bieán theá, tuï ñieän vaø caùc thieát bò ñieän. GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 22 DAÀU MOÛ 4. Thaønh phaàn chính cuûa daàu moû: goàm 4 nhoùm chính a.
Nhoùm Hydrocacbon Parafin (Alkan): Coâng thöùc toång quaùt: CnH2n+2 Parafin laø caùc Hydrocacbon coù keát caáu phaân töû moät maïch Cacbon hôû, caùc nguyeân töû Cacbon lieân keát vôùi nhau baèng lieân keát ñôn beàn vöõng neân coù teân laø Hydrocacbon no (n – Parafin) nhö: n – Octan (n – C8H18) CH3 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 23 DAÀU MOÛ ÔÛ ñieàu kieän thöôøng (t = 250C, p = 1bar) Parafin coù theå toàn taïi ôû 3 traïng thaùi: Theå khí (C1 ® C4): Meâtan (CH4), Etan (C2H6), Propan (C3H8) vaø Butan (C4H10) Theå loûng (C5 ® C17): Pentan (C5H12), Hexan (C6H14), Heptan (C7H16), Octan (C8H18), Nonan (C9H20), Decan (C10H22), …, Xetan (C16H34), (C17H36). Theå raén (C18 trôû leân): Octadecan (C18H38), Nonadecan (C19H40), Ecoran (C20H42)… GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 24 DAÀU MOÛ Nhieät ñoä noùng chaûy cuûa caùc Parafin raén taêng daàn theo ñoä daøi cuûa maïch C. Nhieät ñoä naøy cuûa n– Parafin thöôøng lôùn hôn Parafin phaân nhaùnh töông öùng (coøn goïi laø izo–Parafin hay Parafin ñoàng vò). GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 25 DAÀU MOÛ Izo–Parafin coù tính choáng kích noå cao vì coù ñoä beàn vöõng hoùa hoïc ôû nhieät ñoä cao hôn caùc n–Parafin, song ôû nhieät ñoä thöôøng caùc lieân keát izo laïi keùm beàn hôn.
Trong xaêng thöôøng chöùa caùc Alkan töø C6H14 (Hexan) ñeán C11H24 (Undecan) vaø caùc izo cuûa chuùng. Alkan coù nhieät ñoä ñoâng ñaëc cao neân caàn haïn cheá chuùng trong thaønh phaàn nhieân lieäu vaø daàu môõ boâi trôn muøa ñoâng. Alkan coù ñoä nhôùt nhoû, thaáp nhaát trong caùc loaïi Hydrocacbon trong daàu moû. GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 26 DAÀU MOÛ b.
Nhoùm Olefin (Alken) Coâng thöùc toång quaùt: CnH2n Olefin laø caùc Hydrocacbon khoâng no, ôû phaân töû Olefin caùc nguyeân töû Cacbon lieân keát vôùi nhau theo moät maïch Cacbon hôû, baèng lieân keát ñôn vaø lieân keát ñoâi keùm beàn. Do coù lieân keát ñoâi, maïch Cacbon khoâng baõo hoøa neân caùc Olefin coù hoaït tính cao, keùm oån ñònh, keùm beàn vöõng. Caùc Olefin coù caáu truùc thaúng (normal) vaø nhaùnh (izo). Etylen (n – C2H4): CH2 = CH2 Propylen (n – C3H6): CH3 – CH = CH2 GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 27 DAÀU MOÛ 3–Hepten (C7H14): CH3 – CH2 – CH = CH – CH2 – CH2 – CH3 Caùc Hydrocacbon Olefin khoâng coù maët trong daàu thoâ vaø khí thieân nhieân, nhöng laïi toàn taïi vôùi haøm löôïng khaù cao trong caùc saûn phaåm cheá bieán töø daàu moû, ñaëc bieät coù nhieàu trong xaêng.
GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 28 DAÀU MOÛ c. Nhoùm Hydrocacbon Naphten (voøng no) Coâng thöùc toång quaùt: CnH2n ÔÛ phaàn töû Hydrocacbon Naphten, caùc nguyeân töû Cacbon lieân keát vôùi nhau taïo neân moät voøng Cacbon kín baèng lieân keát ñôn beàn vöõng. Chuû yeáu laø voøng 5 vaø voøng 6 Cacbon Cyclopentan C5H10 Cyclohexan C6H12 CH 2 H 2C CH 2 H 2C CH 2 H 2C CH 2 H 2C CH 2 CH 2 CH 2 GIAÛNG VIEÂN: Th.S VAÊN THÒ BOÂNG 29 DAÀU MOÛ Naphten coù khoái löôïng rieâng hôi lôùn hôn Parafin coù cuøng soá nguyeân töû Cacbon vaø coù nhieät trò hôi nhoû hôn vì coù tyû leä C/H lôùn hôn.