TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI -------- BÀI TIỂU LUẬN XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ VÀ HÀM LƯỢNG NHỰA TRONG SẢN PHẨM DẦU MỎ Môn học: HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ Giảng viên hướng dẫn Học viên thực Mã học viên Lớp Khóa Hà Nội – 9/2015 : TS. Nguyễn Thế Hữu : Nguyễn Thị Nga : 0451120106 : Cao học Kỹ thuật hóa học : K4 đợt Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa học TỔNG QUAN VỀ DẦU MỎ Dầu mỏ khí nguồn hydrocacbon phong phú có thiên nhiên. Dầu mỏ khí, ngày phát nhiều đâu thấy dầu mỏ khí không nhiều ít. Qua phân tích thành phần hoá học loại dầu mỏ khác người ta nhận thấy loại dầu mỏ giới lại có thành phần giống hoàn toàn cả, mà chúng khác thay đổi theo phạm vi rộng. Sự khác nhiều thành phần dầu mỏ vấn đề khoa học lớn. Có nhiều cách giải thích khác nói chung, muốn làm sáng tỏ vấn đề cần phải trở cuội nguồn nó, nghĩa phải xem xét trình hình thành biến đổi dầu khí lòng đất. Tuy nhiên, chưa có ý kiến nhận định trí nguồn gốc biến đổi tạo thành dầu khí, chí có nhiều nhà khoa học lĩnh vực cho rằng, người sử dụng đến giọt dầu cuối hành tinh vấn đề nguồn gốc dầu khí chưa sáng tỏ hoàn toàn. Tuy nhiên, ngày với phát triển không ngừng khoa học công nghệ người chế tạo nhiều công cụ đại phục vụ cho công nghiên cứu việc ứng dụng phương pháp phân tích vật lý đại (sắc ký phổ khối, phổ hồng ngoại, phổ tử ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân . ) kết hợp với phương pháp vật lý cổ truyền (chưng cất thường, chưng cất phân tử, chưng cất đẳng phí, chưng trích ly, kết tinh, trích ly, khuyếch tán nhiệt .) góp phần đáng kể vào việc hiểu biết thêm nguồn gốc vật liệu hữu ban đầu tạo thành dầu khí trình biến đổi chúng. Nhờ kết công trình nghiên cứu mà nhận định nguồn gốc tạo thành dầu khí sáng tỏ, việc nghiên cứu Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa học giải thích khác thành phần loại dầu giới thuận tiện rõ ràng hơn. Vì vậy, vấn đề nghiên cứu thành phần dầu khí khai thác vấn đề nguồn gốc, tạo thành biến đổi dầu khí lòng đất hai vấn đề liên quan vô khăng khít. * Nguồn gốc dầu mỏ khí Khi xem xét nguồn gốc dầu mỏ khí, người ta đưa nhiều giả thiết khác nhau, chí trái ngược nhau, chủ yếu người ta quan tâm đến hai giả thiết sau: giả thiết nguồn gốc hữu giả thiết nguồn gốc hữu cơ. phần ta tìm hiểu hai giả thiết này. + Nguồn gốc vô dầu mỏ Theo giả thiết nguồn gốc vô dầu mỏ hình thành từ hợp chất vô cơ, cụ thể lòng đất có chứa cacbua kim loại Al C , CaC . chất bị phân huỷ nước để tạo CH , C H theo phương trình phản ứng 2 sau: Al4C3 + 12 H2O Al(OH)3 + CH4 CaC2 + H2O Ca(OH)2 + C2H2 Các chất hữu hình thành từ phản ứng tiếp tục biến đổi tác động yếu tố nhiệt độ, áp suất cao xúc tác khoáng sét có sản lòng đất để tạo nên dầu khí. Để chứng minh cho giả thiết vao năm 1866, Berthelot tiến hành trình tổng hợp hợp chất hydrocacbon thơm từ axtylen nhiệt độ cao với có mặt xúc tác, năm 1901, Sabatier Sendereus tiến hành phản ứng hydro o hoá axetylen xúc tác Niken Sắt nhiệt độ khoảng 200 đến 300 C, thu loạt hydrocacbon tương ứng thành phần dầu mỏ Cùng với nhiều phẩn ứng tương tự, giả thiết thuyết phục nhiều nhà khoa học thời gian dài. Tuy nhiên, hoạt động thực tiễn giả thiết gặp phải nhiều vấn đề mà thân giải thích như: Hàm lượng hợp chất cacbua lòng đất hạn chế dầu mỏ ngày tìm với số lượng lớn có mặt khắp nơi Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa học Các phản ứng tạo hợp chất thơm hợp chất có thành phần tương tự thành phần dầu mỏ từ CH C H đòi hỏi có nhiệt độ cao thực 2 o tế nhiệt độ đạt mỏ dầu vượt 150 đến 200 C Bằng phương pháp phân tích đại, ngày người ta xác định dầu thô có chứa porphyrin hợp chất có nhiều xác đông thực vật. Chính khuyết điểm mà giả thiết ngày có người quan tâm thay vào giả thiết nguồn gốc hữu cơ. + Nguồn gốc hữu dầu mỏ Theo giả thiết dầu mỏ hình thành từ hợp chất có nguồn gốc hữu cơ, cụ thể từ xác chết động thực vật trải qua trình biến đổi phức tạp thời gian dài (hàng chục đến hàng trăm triệu măn) tác động nhiều yếu tố khác vi khuẩn, nhiệt độ, áp suất xúc tác có sản lòng đất có tác động xạ phóng xạ lòng đất. CHƯƠNG I : PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 1. Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử Phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử sử dụng để xác định kim loại mẫu quặng, đất, đá, nước khoáng, mẫu y học, sinh học, sản phẩm nông nghiệp, rau quả, thực phẩm, nước uống, nguyên tố vi lượng phân bón, thức ăn gia súc, v.v . Ở nhiều nước giới, nước phát triển, phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử trở thành phương pháp tiêu chuẩn để định lượng nhiều kim loại. Đồng kẽm xác định phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử lửa không khí – axetilen. Đồng đo bước sóng 324,8 nm, kẽm đo bước sóng 213,9 nm. Asen Cacdimi xác định phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử không lửa ( lò Graphit). Asen đo bước sóng , Cadimi đo bước sóng 1.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử AAS 1.1.1 Nguyên tắc trang bị phép đo AAS Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa học Phương pháp phân tích dựa sở đo phổ hấp thụ nguyên tử nguyên tố gọi phép đo phổ hấp thụ nguyên tử (phép đo AAS). Cơ sở lí thuyết phép đo hấp thụ lượng (bức xạ đơn sắc) nguyên tử tự trạng thái (khí) chiếu chùm tia xạ qua đám nguyên tố môi trường hấp thụ. Vì muốn thực phép đo phổ hấp thụ nguyên tử nguyên tố cần thực trình sau đây: 1. Chọn điều kiện loại trang bị phù hợp để chuyển mẫu phân tích từ trạng thái ban đầu (rắn hay dung dịch) thành trạng thái nguyên tử tự do. Đó trình hóa nguyên tử hóa mẫu. Những trang bị để thực trình gọi hệ thống nguyên tử hóa mẫu (dụng cụ để nguyên tử hóa mẫu). Nhờ có đám nguyên tử tự nguyên tố mẫu phân tích. Đám môi trường hấp thụ xạ sinh phổ hấp thụ nguyên tử. Chiếu chùm tia sáng xạ đặc trưng nguyên tố cần phân tích qua đám nguyên tử vừa điều chế trên. Các nguyên tử nguyên tố cần xác định đám hấp thụ tia xạ định tạo phổ hấp thụ nó. Ở đây, phần cường độ chùm tia sáng bị loại nguyên tử hấp thụ phụ thuộc vào nồng độ môi trường hấp thụ. Nguồn cung cấp chùm tia sáng phát xạ nguyên tố cần nghiên cứu gọi nguồn phát xạ đơn sắc hay xạ cộng hưởng. 2. 3. Tiếp đó, nhờ hệ thống máy quang phổ người ta thu toàn chùm sáng, phân li chọn vạch phổ hấp thụ nguyên tố cần nghiên cứu để đo cường độ nó. Cường độ tín hiệu hấp thụ vạch phổ hấp thụ nguyên tử. Trang bị phép đo Dựa vào nguyên tắc phép đo, ta mô tả hệ thống trang bị thiết bị đo phổ AAS theo sơ đồ sau: Phần Phần Phần Phần Phần Phần Phần Phần4 Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa học Phần 1. Nguồn phát chùm tia xạ cộng hưởng nguyên tố cần phân tích. Đó đèn catốt rỗng (Hollow Cathode Lamp-HCL), hay đèn phóng điện không điện cực (Electrodeless Discharge Lamp-EDL), nguồn phát xạ liên tục biến điệu. Phần 2. Hệ thống nguyên tử hoá mẫu. Hệ thống chế tạo theo ba loại kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu. Đó là: - Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu lửa đèn khí (F-AAS ) - Kỹ thuật nguyên tử hoá mẫu không lửa (ETA-AAS ) - Kỹ thuật hoá lạnh (CV-AAS ) Phần 3. Bộ phận đơn sắc (hệ quang học) có nhiệm vụ thu, phân ly chọn tia sáng (vạch phổ) cần đo hướng vào nhân quang điện để phát đo tín hiệu hấp thụ AAS vạch phổ. Phần 4. Bộ phận khuyếch đại thị tín hiệu AAS. Phần thị tín hiệu là: - Điện kế thị tín hiệu AAS - Bộ tự ghi để ghi pic hấp thụ - Bộ thị số - Bộ máy in - Máy tính với hình để hiển thị liệu, phần mềm xử lý số liệu điều khiển toàn hệ thống máy đo. Hình 1.1 Sơ đồ nguyên tắc cấu tạo máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Trong ba kỹ thuật nguyên tử hóa mẫu kĩ thuật F-AAS đời sớm hơn. Theo kỹ thuật người ta dùng nhiệt lửa đèn khí để nguyên tử hóa mẫu. Do trình xảy nguyên tử hóa mẫu phụ thuộc vào đặc tính lửa nhiệt độ yếu tố định hiệu suất nguyên tử hóa mẫu phân tích * Kỹ thuật lửa Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa học Theo kĩ thuật người ta dùng lượng nhiệt lửa đèn khí để hóa nguyên tử hóa mẫu phân tích. Vì trình xảy nguyên tử hóa mẫu phụ thuộc vào đặc trưng tính chất lửa đèn khí, chủ yếu nhiệt độ lửa. Đó yếu tố định hiệu suất nguyên tử hóa mẫu phân tích, yếu tố ảnh hưởng đến nhiệt độ lửa đèn khí ảnh hưởng đến kết quả. + Kĩ thuật nguyên tử hóa không lửa Về nguyên tắc, kĩ thuật nguyên tử hóa không lửa trình nguyên tử hóa tức khắc thời gian ngắn nhờ lượng dòng điện công suất lớn môi trường khí trơ. Quá trình nguyên tử hóa xảy theo ba giai đoạn nhau: sấy khô, tro hóa luyện mẫu, nguyên tử hóa để đo phổ hấp thụ cuối làm cuvet. Trong hai giai đoạn đầu chuẩn bị cho giai đoạn nguyên tử hóa để đạt kết tốt. Nhiệt độ cuvet graphit yếu tố định diễn biến trình nguyên tử hóa mẫu. Kĩ thuật nguyên tử hóa không lửa ứng dụng phổ biến, kĩ thuật cung cấp cho phép đo AAS có độ nhạy cao (mức nanogam ppb); có gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần phép đo lửa. Hình 1: Hệ thống quang phổ hấp thụ nguyên tử - AAS 1.2. Những ưu nhược điểm phép đo AAS Cũng phương pháp phân tích khác, phương pháp phân tích phổ hấp thụ nguyên tử có ưu điểm nhược điểm định. Các ưu điểm nhược điểm là: Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa học Phép đo phổ hấp thụ nguyên tử có độ nhạy độ chọn lọc tương đối cao. Gần 60 nguyên tố hóa học xác định phương pháp với độ nhạy từ 1.10 -4 đến 1.10-5 %. Đặc biệt, sử dụng kĩ thuật nguyên tử hóa không lửa đạt đến độ nhạy n.10-7% . Chính có độ nhạy cao, nên phương pháp phân tích sử dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực để xác định lượng vết kim loại Đặc biệt phân tích nguyên tố vi lượng đối tượng mẫu y học, sinh học, nông nghiệp, kiểm tra hóa chất có độ tinh khiết cao. 2. Phổ huỳnh quang tia X 2.1. Cơ chế phát xạ Khi nguồn kích thích tia X sơ cấp từ ống tia X từ nguồn đồng vị phóng xạ chiếu vào mẫu, tia X hấp thụ nguyên tử hay phân tán thông qua vật liệu. Quá trình tia X hấp thụ nguyên tử cách chuyển toàn lượng cho electron gọi " hiệu ứng quang điện ". Khi electron lớp K, L, M…. thoát ngoài, nguyên tử trạng thái kích thích lỗ trống lấp đầy dịch chuyển electron lớp có mức lượng lớn hơn, chuyển mức có lượng kèm theo lượng sử dụng theo hai cách:  Dùng cho photon tia X – nghĩa xạ huỳnh quang tia X Quang electron Bức xạ phát từ ống tia X nguồn đồng vị phóng xạ e− E Dùng cho electron Auger – nghĩa lượng tia X hoàn toàn bị hấp thụ phạm vi nguyên tử với kết electron mức cao ( lớp ngoài) thoát ngoài. Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa học 2.2. Ưu Điểm Và Nhược Điểm Ưu điểm Huỳnh quang tia X thích hợp cho việc phân tích có liên quan đến: - Phân tích số lượng lớn nguyên tố hóa học (Si, Ti, Al, Fe, Mn, Mg, Ca, Na, K, P) đá trầm tích. - Phân tích số lượng lớn nguyên tố vi lượng (> ppm; Ba, Ce, Co, Cr, Cu, Ga, La, Nb, Ni, Rb, Sc, Sr, Rh, U, V, Y, Zr, Zn, Pb) đá trầm tích. Nhược điểm Trong lý thuyết XRF có khả phát tia X phát từ hầu hết tất yếu tố, tùy thuộc vào bước sóng cường độ tia X. Tuy nhiên : - Trong thực tế, phổ kế thương mại hạn chế khả đo xác nguyên tố có Z [...]... chuẩn và xác định tỷ số Rc theo điều 19.5 và điều 19.6 dùng mẫu trắng đã xác định ở thời điểm phân tích 22 Dựng đường chuẩn Tính hàm lượng chì trong mẫu theo Rc với đường chuẩn đã xác định trước Nếu S đã tính ở điều 19.7 thì xác định hàm lượng chì như sau Chì, g Pb/US gal = Rc x S (8) 23 Báo cáo kết quả Báo cáo hàm lượng chì theo 10.2 là g Pb/US gal ở 15,5 oC (60 oF) chính xác đến 0,005 g 2.3 Xác định chì. .. giảm chức năng sinh sản ở cả nam và nữ giới 2 Cách xác định chì trong xăng Có thể sử dụng một trong số các phương pháp sau để xác định hàm lượng chì trong xăng : + TCVN 7143:2010 Xăng – Phương pháp xác định chì bằng phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử + TCVN 6704:2008 Xăng – Phương pháp xác định chì bằng phổ tia X + TCVN 6020: 2008 Xăng – Phương pháp iot monoclorua 2.1 Xác định chì bằng phương pháp... có) TCVN 6777:2007 (ASTM D 4057-06) Dầu mỏ và sản phẩm dầu mỏ - Phương pháp lấy mẫu thủ công ASTM D 2599 Test method for lead in gasoline by X-ray spectrometry (Phương pháp xác định hàm lượng chì trong xăng bằng phổ tia X) ASTM D 3229 Test method for low levels of lead in gasoline by wavelength dispersive X-ray spectrometry (Phương pháp xác định hàm lượng chì thấp trong xăng bằng phổ bước sóng tán xạ... cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố 1 Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng nhựa thực tế có trong nhiên liệu hàng không và hàm lượng nhựa có trong xăng động cơ hoặc các sản phẩm cất dễ bay hơi khác ở dạng thương phẩm (bao gồm cả các loại nhiên liệu có chứa các loại oxygenat dạng ancol và ete và các phụ gia kiểm soát cặn -... tuốc bin hàng không 229 °C đến 235 °C 5 Ý nghĩa và ứng dụng Ý nghĩa thực của phương pháp này trong việc xác định hàm lượng nhựa trong xăng động cơ chưa được khẳng định một cách chắc chắn Đã có sự chứng minh rằng hàm lượng nhựa cao có thể gây ra đóng cặn trong hệ thống nạp và gây tắc các van nạp và trong đa số các trường hợp, có thể cho rằng hàm lượng nhựa thấp sẽ đảm bảo cho hệ thống nạp không gặp... để đảm bảo chất lượng các dữ liệu 9 Cách tiến hành 9.1 Lấy mẫu theo TCVN 6777 (ASTM D 4057) 9.2 Chuẩn bị mẫu thử theo điều 7.3 và 7.4 đối với các dung dịch chì tiêu chuẩn và xác định tỷ lệ R theo 7.5 9.3 Xác định hàm lượng chì có trong mẫu bằng các so sánh giá trị R thu được với đường chuẩn đã xác định trước 10 Báo cáo kết quả Báo cáo kết quả hàm lượng chì theo g Pb/l ở 15,5 °C chính xác đến 0,003 g,... F phải được xác lập hàng ngày 15.4 Xác định tỷ số R' cho mẫu theo điều 13.1, 13.2, 13.3 và hàm lượng chì trong mẫu bằng R' nhân với hệ số hiệu chuẩn F Báo cáo kết quả hàm lượng chì theo g Pb/I ở 15,5 oC chính xác đến 0,003 g (xem Chú thích 7), hoặc theo g Pb/UK gal ở 15,5 oC (60oF), hoặc theo g Pb/US gal ở 15,5 °C (60 °F) chính xác đến 0,01 g 16 Báo cáo kết quả Báo cáo kết quả hàm lượng chì theo g Pb/l... trong các số liệu thử nghiệm để xác định sự phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật) Các tiêu chuẩn IP dùng cho phân tích và thử nghiệm các sản phẩm dầu mỏ IP 540 Determination of the existent gum content of aviation turbine fuel - jet evaporation method (Xác định hàm lượng nhựa thực tế của nhiên liệu tuốc bin hàng không - Phương pháp bay hơi) 3 Thuật ngữ, định nghĩa 3.1 Định nghĩa các thuật ngữ sử dụng trong. .. Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố 1 Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn này qui định phương pháp xác định hàm lượng chì tổng trong xăng với khoảng nồng độ sau: từ 0,0026 g Pb/l đến 1,32 g Pb/l hoặc từ 0,010 g Pb/US gal đến 5,0 g Pb/US gal hoặc từ 0,012 g Pb/UK gal đến 6,0 g Pb/UK gal 1.1.1 Phương pháp A và B áp dụng để xác định hàm lượng chì trong xăng từ 0,026 g Pb/l... ứng với iot và muối amoni bậc bốn Xác định hàm lượng chì trong mẫu bằng quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa tại bước sóng 283,3 nm, sử dụng các chuẩn được chuẩn bị từ chì clorua cấp thuốc thử Bằng cách xử lý này, tất cả các hợp chất chì alkyl sẽ cho kết quả như nhau 4 Ý nghĩa và ứng dụng Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Khoa Công nghệ Hóa học Sử dụng phương pháp này để xác định hàm lượng chì dạng vết . XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHÌ VÀ HÀM LƯỢNG NHỰA TRONG SẢN PHẨM DẦU MỎ Môn học: HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ Giảng viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thế Hữu Học viên thực hiện : Nguyễn Thị Nga Mã. sinh sản ở cả nam và nữ giới. 2. Cách xác định chì trong xăng Có thể sử dụng một trong số các phương pháp sau để xác định hàm lượng chì trong xăng : + TCVN 7143:2010 Xăng – Phương pháp xác định. quang tia X CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH CHÌ VÀ NHỰA TRONG SẢN PHẨM DẦU MỎ 1. Chì 1.1.Tính chất vật lý Chì có màu trắng bạc và sáng, bề mặt cắt còn tươi của nó xỉ nhanh trong không khí tạo ra màu