zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

Báo cáo nghiên cứu khoa học: " NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TRỊ SỐ OCTANE XĂNG MO90 BẰNG PHỤ GIA ETHANOL"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Báo xấu

96
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tìm tỷ lệ pha chế tối ưu ethanol vào trong xăng để nâng cao trị số octane. Với thể tích phối trộn 150ml ethanol vào xăng MO90 đã nâng trị số octane lên 92,2 nhưng các chỉ tiêu như độ hóa hơi, hàm lượng oxi, benzen vẫn đảm bảo đạt tiêu chuẩn Việt Nam về nhiên liệu xăng không chì TCVN 6776:2005.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học: " NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TRỊ SỐ OCTANE XĂNG MO90 BẰNG PHỤ GIA ETHANOL"

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 NGHIÊN CỨU NÂNG CAO TRỊ SỐ OCTANE XĂNG MO90 BẰNG PHỤ GIA ETHANOL A RESEARCH ON THE INCREASE OF MO90 OCTANE RATING BY USING ETHANOL ADDITIVE ĐÀO HÙNG CƯỜNG Trường Đại học Sư phạm, Đại học Đà Nẵng NGUYỄN ĐÌNH THỐNG Công ty xăng dầu khu vực V TÓM TẮT Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tìm tỷ lệ pha chế tối ưu ethanol vào trong xăng để nâng cao trị số octane. Với thể tích phối trộn 150ml ethanol vào xăng MO90 đã nâng trị số octane lên 92,2 nhưng các chỉ tiêu như độ hóa hơi, hàm lượng oxi, benzen vẫn đảm bảo đạt tiêu chuẩn Việt Nam về nhiên liệu xăng không chì TCVN 6776:2005. ABSTRACT This report deals with the research results of the finding on the optimum mixture ratio of ethanol with gasoline to enhance octane rating. A volume of 150ml of ethanol mixed with MO90 gasoline has increased octane rating to 92.2, and specifications such as vapour point, oxygen and benzen contents still conform to Viet Nam standards for unleaded fuel (TCVN 6776:2005) 1. Mở đầu Ô nhiễm khí thải từ các loại xe cơ giới là nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí lớn nhất và nguy hại nhất, đặc biệt là đối với khu vực đô thị. Cùng với sự phát triển của ngành năng lượng thế giới, ngành dầu khí Việt Nam ngày càng lớn mạnh, trong đó việc cung cấp xăng dầu với chất lượng cao, giảm thiểu ô nhiễm môi trường trên thị trường rất quan trọng. Để hòa nhập với các nước trong khu vực và trên toàn thế giới về chất lượng nhiên liệu và khí thải, ngày 01/01/2007 Việt Nam đã áp dụng tiêu chuẩn mới cho xăng không chì theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6776:2005, tiêu chuẩn này phù hợp với tiêu chuẩn Euro II về khí thải nhiên liệu [1]. Đứng trước thực trạng nguồn dầu mỏ đang cạn kiệt dần, để đảm bảo an ninh năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, phát triển nông nghiệp từ nguồn nông sản dồi dào trong nước như sắn, ngô... ở nước ta, phương pháp phối trộn ancol vào xăng nhằm nâng cao trị số octan là giải pháp có tính thực thi cao. Giải pháp này còn có ý nghĩa kinh tế, xã hội thiết thực hơn đối với Công ty xăng dầu khu vực V và tỉnh Quảng Nam khi nhà máy sản xuất ethanol Quảng Nam đi vào hoạt động vào năm 2009. Hiện nay trên thế giới một số nước như Mỹ, Brazin đã ứng dụng thành công phương pháp phối trộn ancol vào xăng tạo ra xăng thương phẩm không chì sử dụng cho động cơ đốt trong đã cho thấy tính ưu việt hơn hẳn về giảm thiểu ô nhiễm môi trường của loại nhiên liệu này [2], [4], [6]. Riêng ở nước ta, vấn đề này mới được một số nhà 37
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 nghiên cứu bắt đầu quan tâm. Để góp phần thực hiện nhiệm vụ của “Đề án Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” theo Quyết định số 177/2007/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, chúng tôi công bố một số kết quả đạt được về nghiên cứu công nghệ phối trộn xăng với ethanol nhằm nâng cao chỉ số octane của xăng MO90. 2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1. Nguyên liệu - Nguồn xăng MO90 tại Công ty xăng dầu khu vực V - Ethanol công nghiệp 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Qui trình pha chế Mẫu thí nghiệm được chuẩn bị bằng cách phối trộn ethanol công nghiệp với những thể tích khác nhau vào một lượng xăng MO90 xác định. Sau khi khuấy đều tạo dung dịch đồng nhất, mẫu được giữ trong tủ lạnh ở nhiệt độ từ 0oC ÷ 4oC trước khi đưa vào phân tích các chỉ tiêu hóa lý quan trọng nhất của xăng để xác định điều kiện tối ưu [3], [5]. 2.2.2. Phương pháp phân tích hàm lượng oxy, benzen Tiến hành phân tích mẫu trên máy sắc kí GC 6890N khí để xác định hàm lượng oxy, benzen có trong mẫu. Hệ phần mềm xử lý dữ liệu được phát triển riêng cho hệ thống phân tích các hợp chất thơm và các hợp chất chứa oxi trong xăng theo phương pháp thử nghiệm ASTM D4815/D5580 của AC : * Hàm lượng benzen wb (%) trong xăng được tính theo tỷ lệ đáp ứng rspi : W 100 wb = ib ; Wg Trong đó Wg - khối lượng của mẫu xăng ; khối lượng aromatic Wbi :  A   Wib =  ib  bib  mib Wsb ; A   sb   với : Aib - diện tích mũi của aromtic; Asb - diện tích mũi của chuẩn nội; Wsb - khối lượng chuẩn nội thêm vào; mib - độ dốc của phương trình tuyến tính cho chất thơm thứ i. W 100 * Hàm lượng oxi wo(%) trong xăng được tính theo tỷ lệ đáp ứng rspi : wo = io ; Wg Sau khi đã xác định được các hợp chất chứa oxy có trong mẫu tính diện tích của từng peak và peak của chất chuẩn nội. Từ phương trình tối thiểu đơn giản phù hợp hiệu chỉnh, tính toán khối lượng của từng hợp chất chứa oxy có trong xăng (W io), sử dụng tỷ lệ đáp ứng (rspi) của diện tích của các hợp chất chứa oxy so với diện tích của chất chuẩn nội theo công thức: rspi =(mi)(atmi) + bi; trong đó: rspi: tỷ lệ đáp ứng đối với các hợp chất chứa oxy thứ i (trục y); (mi): độ dốc của đồ thị đối với hợp chất chứa oxy thứ i; (bi): giao điểm của đồ 38
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 thị với trục tung; (atmi): tỷ lệ về lượng của hợp chất chứa oxygenate, trục x ; (atmi) = (Wio/Wso), với Wio: lượng hợp chất chứa oxy và Wso: lượng chất chuẩn có trong mẫu. 2.2.3. Phương pháp phân tích xác định trị số octane Trị số octane A được xác định trên máy: WAUKESHA - Mỹ, No: C-14458/1 với công thức tính : a1  a A = A1 + (A2 – A1) ; a1  a 2 Trong đó: A1 - trị số octane của nhiên liệu chuẩn chặn dưới; A2 - trị số octane của nhiên liệu chuẩn chặn trên; a - cường độ kích nổ (chỉ số kích nổ) của nhiên liệu mẫu; a1 - cường độ kích nổ của nhiên liệu chuẩn chặn dưới; a2 - cường độ kích nổ của nhiên liệu chuẩn chặn trên. 2.2.3.Phương pháp xác định thành phần chưng cất của xăng Thành phần chưng cất của xăng được phân tích trên máy chưng cất tự động AD6, sản xuất: TANAKA-Nhật với nhiệt độ buồng ngưng được cài đặt từ 0 ÷ 70oC; nhiệt độ chưng cất đến 400oC; tốc độ chưng cất: 2 ÷ 9ml/phút, có cài đặt phần mềm AD Manager Software. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Nghiên cứu sự phụ thuộc hàm lượng oxy vào hàm lượng Ethanol pha vào mẫu xăng Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc hàm lượng oxy vào thể tích phối trộn ethanol với xăng được trình bày trên bảng 1 và hình 1. Bảng 1: Sự phụ thuộc oxy vào hàm lượng thể tích Ethanol Ethanol (ml) 0 25 50 75 100 125 150 175 200 Hàm lượng oxy (%) 0,58 0,63 1,15 1,57 1,91 2,33 2,60 3,02 3,38 Hình 1. Phổ GC của oxy trong hỗn hợp xăng và ethanol Kết quả trên bảng 1 và hình 1 cho thấy khi thể tích ethanol pha vào càng nhiều 39
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 thì hàm lượng oxy càng lớn. Khi thể tích ethanol vượt quá 150ml thì hàm lượng oxy phân tích trên máy sắc kí khí vượt quá tiêu chuẩn cho phép (theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6776:2005 hàm lượng oxy ≤ 2,7% khối lượng). Do vậy để đảm bảo mẫu xăng phối trộn với ethanol có hàm lượng oxy phù hợp theo tiêu chuẩn Việt Nam ta chọn thể tích ethanol pha vào xăng ≤ 150ml. Tương ứng với thể tích này hàm lượng oxy là 2,60%, hoàn toàn phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam 3.2. Nghiên cứu sự phụ thuộc trị số octane vào hàm lượng ethanol pha vào mẫu xăng Kết quả nghiên cứu sự phụ thuộc trị số octane vào thể tích phối trộn ethanol với xăng được trình bày trên bảng 2. Bảng 2: Sự phụ thuộc trị số octane vào thể tích ethanol Ethanol (ml) 0 25 50 75 100 125 150 175 200 Trị số octan (RON) 90,3 90,5 90,7 91,0 91,4 91,8 92,2 92,5 92,8 Kết quả trên bảng 2 cho thấy với thể tích phối trộn 200ml ethanol, xăng đạt trị số octane cao nhất 92,8. Tuy nhiên theo kết quả phân tích hàm lượng oxy bảng 1, ứng với thể tích phối trộn 200ml ethanol vào trong xăng hàm lượng oxy là 3,38 %, hàm lượng này không đạt theo tiêu chuẩn Việt Nam theo TCVN 6776:2005 (theo tiêu chuẩn Việt Nam hàm lượng oxy ≤ 2,7% khối lượng). Tương tự như vậy khi thể tích ethanol phối trộn là 175ml, trị số octane đạt 92,5 nhưng không đạt chỉ tiêu oxy (theo bảng 1 là 3.02 > 2,7%). Chỉ có ứng với thể tích phối trộn 150ml hàm lượng oxy đạt TCVN (bảng 1) và trị số octan là 92,2. Giá trị này được chọn làm tiêu chuẩn cho nghiên cứu tiếp theo. 3.3. Nghiên cứu sự phụ thuộc hàm lượng benzen vào thể tích ethanol Kết quả khảo sát sự phụ thuộc hàm lượng benzen vào thể tích ethanol phối trộn với xăng được trình bày trên bảng 3 và hình 2: Bảng 3: Sự phụ thuộc benzen vào hàm lượng thể tích Ethanol pha vào Ethanol (ml) 0 25 50 75 100 125 150 175 200 Hàm lượng benzen 1,198 1,184 1,153 1,143 1,108 1,081 1,074 1,056 1,016 (% thể tích) Hình 2. Phổ GC của benzen trong hỗn hợp xăng và ethanol 40
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 Kết quả trên bảng 3 và hình 2 cho thấy khi pha ethanol vào xăng càng nhiều thì hàm lượng benzen càng giảm, đã giảm thiểu về ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên với thể tích ethanol phối trộn cao hơn 150ml sẽ làm tăng hàm lượng oxy (theo bảng 1), không phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam. 3.4. Nghiên cứu khả năng cháy hết của nhiên liệu Kết quả nghiên cứu khả năng cháy hết của nhiên liệu (xăng phối trộn) được xác định qua thành phần chưng cất của xăng được trình bảy trên bảng 4, trong đó nhiệt độ sôi đầu, 10% của xăng đặc trưng cho khởi động của động cơ; nhiệt độ sôi 50 % của xăng đặc trưng cho khả năng tăng tốc của động cơ; nhiệt độ sôi 90% và sôi cuối của xăng đặc trưng cho khả năng cháy hết của nhiên liệu. Bảng 4: Sự phụ thuộc thành phần chưng cất vào hàm lượng thể tích ethanol Ethanol (ml) 0 25 50 75 100 125 150 175 200 Thành phần chưng cất 35,3 35,5 35,5 35,8 36,0 36,1 36,1 36,2 36.3 Điểm sôi đầu (oC) Điểm sôi 10% (oC) 51,8 52,0 52,2 52,4 52,5 52,6 52,6 52,7 52,9 Điểm sôi 50% (oC) 81,5 82,0 82,3 82,7 83,1 83,1 83,2 83,2 83,4 Điểm sôi 90% (oC) 164,0 163,8 163,5 163,0 162,3 161.9 161,5 161,3 161,2 Điểm sôi cuối (oC) 204,9 204,6 204,0 203,3 202,7 202,1 199,2 199,0 199,0 Cặn (% thể tích) 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1.0 1,0 1,0 1,0 Kết quả trên bảng 4 cho thấy khi phối trộn ethanol vào xăng càng nhiều thì nhiệt độ sôi cuối càng thấp và nhiên liệu tăng khả năng cháy hết. Giá trị thành phần chưng cất ở các điểm sôi 10%, 50%, 90% đều phù hợp với tiêu chuẩn của xăng theo TCVN 6776:2005. Giá trị các điểm sôi cuối nhỏ hơn so với tiêu chuẩn Việt Nam (theo TCVN 6776:2005 điểm sôi cuối  215oC), ứng với nhiệt độ sôi cuối càng thấp và nhiên liệu tăng khả năng cháy hết. 4. Kết luận Sự phối trộn ethanol vào xăng đã làm tăng trị số octane. Với thể tích ethanol phối trộn 150ml vào một lượng xăng MO90 xác định sẽ làm tăng trị số octane lên 92,2 nhưng vẫn đảm bảo các chỉ tiêu hàm lượng oxy, benzen, thành phần chưng cất theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 6776:2005). TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cục đăng kiểm Việt Nam, Áp dụng tiêu chuẩn Châu Âu đối với khí thải xe cơ giới đường bộ và chất lượng nhiên liệu, 2005. [2] Chandra Frakash, Motor Vehicle Emissions & Fuels Consiltant. “Use of Higher than10 volume percent Ethanol/Gasoline Blends in Gasoline Powered Vehicle”. Transportation Systems Branch Air Pollution Prevention Directorate Environment Canada. October, 1998. [3] European Corparation, Motor Gasoline - Sec.751-007, 1992 41
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 4(27).2008 [4] R.L.Furay, “Volatility Characteristics of Gasoline – Alcohol and Gasoline Ether Fuel Blends”. SAE paper 852116, 1985. [5] E.L. Marshall and K.Owen, Motor gasoline, 1995 [6] T.V.Rasskazchikova, V.M.Kapustin, and S.A.Karpov, “Ethanol as High-Octane Additive to Automotive Gasolines. Production and Use in Russia and Abroad”. Chemistry & Technology of Fuels and Oils, Vol.40, No.4.2004. 42

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2418 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.