Nhiên liệu được sử dụng trong ô tô hiện đại, cho dù là xăng, dầu diesel hay thậm chí là LPG (LiquidPetroleum Gas), phải đáp ứng các tiêu chuẩn cao về độ tinh khiết nếu động cơ của ô tô hoạt động trơn tru.
Khai thác nhiên liệu từ dầu thô
Nhiên liệu hiện đại phải đủ bay hơi để bốc cháy nhanh chóng, ngay cả khi điều kiện không thuận nghịch, và chúng phải có sự pha trộn chính xác của các hydrocacbon để đốt cháy đồng đều đủ để phát triển công suất hữu ích trong động cơ đốt trong. (nổ sớm) có thể gây hỏng động cơ.
Động cơ đốt trong được thiết kế để chạy bằng loại nhiên liệu đặc biệt và được điều chỉnh để chạy khá gần với giới hạn mà nhiên liệu có thể hỗ trợ, chất lượng ổn định là rất quan trọng trong nhiên liệu hiện đại.
Cả xăng và dầu diesel đều có nguồn gốc từ dầu thô, là hỗn hợp phức tạp của hàng trăm hydrocacbon khác nhau cũng như các sản phẩm khác cần được loại bỏ trong quá trình tinh chế. Dầu thô khác nhau giữa các nguồn; chúng thường chứa các chất lỏng bay hơi nhẹ, xăng và các chất khác, cũng như các thành phần nặng hơn, gần như rắn, chẳng hạn như bitum.
Tách và tinh chế xăng và dầu diesel từ dầu thô đòi hỏi các quy trình đơn giản, được thực hiện trong một nhà máy lọc dầu.
Dầu được tinh chế thành các thành phần của nó bằng một quá trình gọi là chưng cất phân đoạn. Điều này phân tách các thành phần khác nhau của dầu thô bằng cách sử dụng thực tế là chúng sôi lên và bốc hơi ở các nhiệt độ khác nhau.
Quá trình đầu tiên được thực hiện trong một cột phân đoạn, một tháp hình trụ cao tới 250ft (75m), bên trong có độ cao từ 30 đến 40trays được gọi là khay phân đoạn, xếp chồng lên nhau. Phần dưới cùng của cột được giữ rất nóng nhưng nhiệt độ càng giảm khi bạn di chuyển lên trên cột, do đó mỗi khay sẽ mát hơn một chút so với khay bên dưới.
Dầu thô được làm nóng trước ở nhiệt độ từ 315 ° C đến 370 ° C để tất cả ngoại trừ các thành phần dễ bốc hơi nhất. Sau đó, nó được đưa vào phía dưới của cột chưng cất dưới dạng hỗn hợp khí và chất lỏng. Hơi dầu bốc lên cột thông qua các thiết bị, chẳng hạn như nắp bong bóng, trong các khay phân đoạn khiến nó được trộn kỹ với chất lỏng đã có ở đó. Theheavier, dầu vẫn còn lỏng đi xuống đáy cột.
Khi hơi nước bốc lên, nó sẽ nguội đi theo nhiệt độ giảm của hệ thống truyền tải. Bất cứ khi nào hơi bay lên và sủi bọt qua khay chứa chất lỏng có nhiệt độ tương ứng với điểm sôi của một trong các thành phần của hơi, thành phần đó sẽ ngưng tụ trên khay. Theother, hơi có nhiệt độ sôi cao hơn đi lên cột.
Bằng cách này, mỗi thành phần trong hơi sẽ gặp một khay mà trên đó nó sẽ cô đặc lại. Kết quả là một loạt các thành phần được tách biệt, được gọi là phân đoạn, có thể được rút ra khỏi cột thông qua các đường ống.
Có sáu phân số chính. Nhẹ nhất, vẫn là khí khi đốt đầu cột, được gọi là khí của nhà máy lọc dầu và được sử dụng làm nhiên liệu cho chính nhà máy lọc dầu.
Phần còn lại được tiếp tục xử lý trong một nhà máy bổ sung. Phần lỏng nhẹ nhất trong số đó rất dễ bay hơi và được sử dụng để pha trộn intopetrol.
Sau đó đến naphtha (được sử dụng để chế biến tiếp thành hóa dầu bằng miệng để pha trộn thành xăng), dầu hỏa (về cơ bản là parafin), dầu diesel và các loại dầu nhẹ và nặng được sử dụng để bôi trơn công nghiệp, và sau đó là phần nặng nhất, bitum, được để lại dưới dạng aresidue.
Quá trình chưng cất phân đoạn cơ bản chia dầu thô thành các hydrocacbon hóa tinh khiết của nó. Nhưng một số hydrocacbon này có giá trị cao hơn. Đặc biệt, nhu cầu về xăng dầu lớn hơn nhiều so với bitum, hay thực tế là đối với dầu diesel. Vì vậy, một số phân đoạn nặng hơn được chuyển đổi tại nhà máy lọc dầu thành xăng. Điều này được thực hiện bởi một quá trình được gọi là bẻ khóa.
Quá trình crackinh nhiệt sử dụng nhiệt, trong khi cracking xúc tác sử dụng chất xúc tác hóa học.
Trong quá trình crackinh nhiệt, các hydrocacbon được nung nóng đến áp suất cao từ 450 ° C đến 540 ° C. Kết quả là nhiên liệu cấp thấp sau đó được tinh chế lại ở nhiệt độ và áp suất cao hơn để tạo ra xăng có chất lượng đủ tốt để sử dụng trong động cơ xe hơi.
Quá trình crackinh xúc tác hữu ích hơn so với crackinh nhiệt vì nó cho năng suất sản phẩm hữu ích cao hơn. Bằng cách thêm chất xúc tác (thường là bột silica analuminium) vào dầu trong giai đoạn gia nhiệt trước, các phần tử nặng có thể được chia thành hỗn hợp các phần nhẹ hơn, sau đó được đưa vào cột phân đoạn để được tách ra.
Sau đó, những phân đoạn nhẹ này trải qua các quá trình tiếp theo được gọi là quá trình chuyển đổi để tạo ra hỗn hợp hydrocacbon chính xác.
Những chuyển đổi này được theo sau bởi các giai đoạn xử lý trong đó các chất phụ gia thích hợp được đưa vào để làm cho xăng pha trộn thích hợp cho việc sử dụng vào mùa đông.
Để có ích cho việc chạy động cơ đốt trong, xăng phải có những đặc tính chắc chắn. Nó phải cháy trơn tru trong động cơ trên một loạt các tốc độ và công suất đầu ra mà không gây nổ. Điều này tự biểu hiện bằng cách 'gõ cửa' và nếu để kéo dài, có thể dẫn đến hư hỏng động cơ nghiêm trọng.
Xăng phải có một số thành phần dễ bay hơi cho phép xăng khởi động dễ dàng trong thời tiết lạnh. Nhưng xăng không được bay hơi đến mức dễ bốc hơi và gây khóa hệ thống nhiên liệu, hoặc đóng băng ngay bộ chế hòa khí (xem bên lề, bên phải).
Hiệu suất của xăng được đánh giá chủ yếu bằng chỉ số octan của nó. Để giải quyết vấn đề này, xăng được so sánh với hai loại nhiên liệu tiêu chuẩn có hiệu suất đã biết được gọi là n-heptan và iso-octan, cả hai đều là hydrocacbon. N-heptane là nhiên liệu sử dụng trong động cơ đốt trong và gây ra tiếng nổ lớn; nó có số anoctan bằng 0. Isooctan thì ngược lại, một loại nhiên liệu chất lượng rất cao và có số octan là 100.
Nếu xăng có trị số octan là 90, điều này có nghĩa là nó cho hiệu suất tương đương với hỗn hợp 90 phần iso-octan đến 10 phần nheptan. Hầu hết các loại xăng yêu cầu xăng có chỉ số octan từ 90 đến 100.
Như một biện pháp chống kích nổ khác, thông thường vẫn là thêm một lượng nhỏ chì tetraetyl hoặc tetra-metyl vào xăng. Tuy nhiên, điều này chắc chắn đang bị hạn chế vì bản chất độc hại của chì.
Lượng chì tối đa cho phép trong xăng đã giảm từ 0,4 xuống 0,15gram / lít vào năm 1986, và xăng không chì bắt đầu xuất hiện trên thị trường Châu Âu. Đây là xăng không có hợp chất chì nào được thêm vào.
Nhiên liệu điêzen nhớt hơn và nặng hơn xăng, ít bay hơi hơn và thoát ra khỏi cột phân đoạn ở mức thấp hơn.
Nhiên liệu điêzen không được phân loại theo chỉ số octan như xăng; thay vào đó là đánh giá cetane của givena. Điều này có được bằng cách so sánh dầu diesel với hai hydrocacbon khác, cetan và alpha-metylnaphthalene.
Nhiên liệu điêzen chất lượng cao được sử dụng cho các phương tiện giao thông đường bộ có chỉ số cetan ở khoảng 50, trong khi các động cơ chậm hơn như động cơ được sử dụng trên tàu lớn có thể chạy bằng nhiên liệu có chỉ số cetan thấp hơn. Xếp hạng cetan càng cao, càng dễ bắt đầu, quá trình đốt cháy càng trơn tru và mức độ 'dieselknock' càng thấp.
Một số loại dầu diesel cấp thấp (được gọi là dầu khí) được sử dụng cho công việc tĩnh hoặc đường địa hình được nhuộm để nhận dạng và do đó được gọi là dầu diesel đỏ. Chỉ động cơ diesel màu trắng đã đóng thuế Đường bộ mới có thể được sử dụng hợp pháp trên đường.
Nhiên liệu diesel, giống như xăng, thường có các chất phụ gia quan trọng. Các chất chống đóng băng và chống tẩy lông phải được thêm vào nhiên liệu diesel được sử dụng trong thời tiết lạnh để ngăn chặn nó làm tắc nghẽn đường dẫn nhiên liệu và kim phun.
Từ nhà máy lọc dầu, xăng và dầu diesel được vận chuyển đến nhà để xe và các cửa hàng trạm dịch vụ của họ bằng đường bộ hoặc đường sắt trong các tàu chở dầu được thiết kế đặc biệt.
Nhiên liệu thường được lưu trữ trong các bể ngầm bên dưới khu vực bán hàng - trạm nạp. Nhiên liệu xăng và dầu diesel được chứa trong các bồn chứa riêng biệt, cũng như các loại xăng khác nhau, cho đến khi chúng được nâng lên cao trên mặt đất và được máy bơm đo đếm để bán.
Máy bơm xăng thông thường có thể lấy nhiên liệu từ bất kỳ bể ngầm nào và bán lại nó để cung cấp cho người sử dụng ở bất kỳ cấp độ nào cần thiết. Tuy nhiên, xăng không pha chì và không pha chì không được trộn lẫn vì vậy chúng cần có bồn chứa và máy bơm riêng biệt và phải được đánh dấu rõ ràng để hiển thị những gì chúng chứa.
Cách thay dầu xe hơi của bạn?
Làm cách nào để ngăn xe bị rò rỉ dầu?
Cách ngăn chặn sự cố rò rỉ dầu trên ô tô của bạn
Dầu động cơ ô tô hoạt động như thế nào