Bài của dtquang:
hehe, S ko phải được sử dụng trong nhớt đâu, trong tất cả fuel và lubricant đều hạn chế đến mức tối thiểu S. Thật ra S có mặt trong fuel va lubricant là từ oil mà ra. Trong oil thì S kô phải tồn tại ở dạng nguyên tử mà ở một số dạng như H2S, RSH, RSR,RSSR… Trong quá trình chế biến oil thì các hợp chất S sẽ gây ăn mòn, H2S va RSH thì ăn mòn mạnh trực tiếp, còn RSR va RSSR thì kô ăn mòn trực tiếp nhưng lại phân hủy tạo thành RSH va H2S, và một nguyên nhân nữa là các hợp chất S là tác nhân gây ức chế chất xúc tác của nhiều quá trình chế biến oil, cho nên ở đâu người ta cũng ghét S hết.
Trong fuel S bị ghét là do gây ăn mòn và khi đốt thì tạo SxOy, gây ảnh hưởng môi trường thí dụ như mưa acid.
Trong lubricant thi S bị ghét chủ yếu do gây ăn mòn và cũng do tạo SxOy vì lubricant cũng bị đốt cháy 1 phần cùng với fuel.
Nhưng S vẫn là nguyên tố kô thể thiếu trong antiwear additives và extreme pressure additives (cái này chỉ bỏ vào trong lubricant thôi) . Tác dụng giảm ma sát của S thì mình đã giải thích rồi. Nhưng bản thân lượng additive bỏ vào fuel hay lubricant rất nhỏ nên lượng S trong additive là cực kỳ nhỏ, chẳng ảnh hưởng gì. (Bản thân biodiesel cũng có S đấy, nhưng với lượng rất nhỏ)
Bây giờ quay lại câu hỏi của Nguyên. Dĩ nhiên là trong động cơ thì lubricants có tác dụng bôi trơn và giảm ma sát. Mình nói về lubricating property của fuel là kô phải cho xăng mà chỉ cho diesel fuel mà thôi. Standart cho xăng kô hề có độ nhớt và lubricating property nhưng mà đối với diesel fuel thì là bắt buộc. Nguyên nhân là do cấu tạo và nguyên tắc hoạt động khác nhau của 2 loại động cơ xăng và diesel. Trong động cơ xăng xăng từ bình chứa được phun thành “bụi” và trộn lẫn với không khí rồi hỗn hợp đó đi vào chỗ pit tông được nén lại, sau đó sẽ phun tia lửa điện vào hỗn hợp đốt cháy xăng, xăng đốt cháy sinh ra áp suất đẩy pit tông sinh công.
Trong động cơ diesel diesel fuel kô có trộn với không khí nên từ bình chứa diesel fuel ở dạng lỏng được bơm vào chỗ pit tông. Chính lúc này diesel fuel thực hiện luôn chức năng lubricating của mình. Sau đó diesel fuel sẽ được phun vào không khí có nhiệt độ cao (được nén bởi pit tông) và cháy sinh công.
Do đó đối với xăng dùng khái niệm octane value, còn diesel fuel là cetane value.
Octane value la % thể tích isooctane (whose octane value = 100) trong hỗn hợp với n-heptane (whose octane value = 0) mà sự chống kích nổ của hỗn hợp đó tương ứng với sự chống kích nổ của xăng mà mình muốn xác đinh octane value.
Sự kích nổ là sự cháy kô bình thường do sự có mặt của những chất dễ bị oxi hóa (thí dụ như n-alkanes). Khi đó thậm chí khi chưa phun tia lửa điện xăng đã có thể bị oxi hóa mạnh (do được trộn với kô khí). Phản ứng oxi hóa tạo ra peroxides là phản ứng dây chuyền và tỏa nhiệt cho nên khi phun thêm tia lửa điện nữa thì xăng bị cháy dữ dội, tốc độ truyền của ngọn lửa nhanh gấp ngàn lần bình thường, pit tông khi ấy bị va đập rất mạnh nên pit tông và bộ truyền dẫn động sẽ rất dễ bị hỏng và động cơ sẽ làm việc kô đều
Chất càng dễ bị oxi hóa thi octane value càng thấp. Do đó octane value tăng theo chiều:
n-alkanes<naphthene<isoalkanes ~ or < arene. Ngày trước trong xăng thường hay chứa nhiều arene. Nhưng ngày nay lượng arene bị hạn chế do arene gây ô nhiễm môi trường và là chất gây ung thư, đồng thời khi cháy arene sinh ra cặn ( Euro 4 for gasoline: arene<35%)
Để tăng octane value thì trước kia người ta bỏ tetra ethyl lead (mình chỉ biết tiếng Nga thôi, kô biết tiếng Anh có phải như thế này kô). Chất này có nhiệm vụ là phá những peroxides tạo ra trong quá trình oxi hóa nên tăng octane value (chỉ cần 1 lượng rất nhỏ là octane value tăng lên đáng kể). Nhưng mà ngày nay chất này bị cấm do gây ô nhiễm môi trường và độc cho người. Do đó ở Việt Nam hay thấy “xăng không chì” là vì vậy. Ngày nay trong xăng hay chứa isoalkanes, và những chất tăng octane value thí dụ như MTBE (CH3OC(CH3)3)… MTBE trong thời gian gần đây lại bị khuyến cáo là gây ô nhiễm nguồn nước nên ở một số nước như Mỹ thì lại hạn chế lượng MTBE và có xu hướng thay MTBE bằng ETBE (CH3CH2OC(CH3)3).
Còn Cetane value chính là % thể tích của cetane (n-C16H34) (whose cetane value = 100) trong hỗn hợp với 1-methylnaphthalene (whose cetane value = 0) mà sự tự cháy của hỗn hợp này tương ứng với sự tự cháy của diesel fuel cần xác định.
Vì diesel fuel được phun vào kô khí nóng kô có sự phun tia lửa điện nên sự tự cháy đóng vai trò quyết đinh. Sự tự cháy kô được quá nhanh cũng kô được quá chậm cho nên cetane value thường nằm trong khoảng 45-65.
Chất càng dễ bị oxi hóa thi cetane value càng cao. Do đó cetane value giảm theo chiều:
n-alkanes>naphthene>arene. Muốn xét cetane value của isoalkanes thi phải xem số nhánh của nó, càng ít nhánh thi cetane value càng cao.
Tuy vậy trong người ta lại kô thích sự có mặt của n-alkanes. Nguyên nhân là diesel fuels là fraction 140-280 độ hoặc lớn hơn do đó n-alkanes trong fraction này sẽ lớn hơn C10. Những alkanes này có nhiệt độ đông đặc cao hơn nhiệt độ thường nên ảnh hưởng đến việc sử dụng diesel fuel trong thời tiết lạnh. Do đó lượng n-alkanes bị hạn chế và người ta thích isoalkanes với ít phân nhánh và naphthenes.
Quay lại chủ đề biodiesel, chúng ta thấy cấu trúc của biodiesel CH3OCOR trong đó R là mạch thẳng rất giống với cấu trúc của cetane (C16H34) do đó cetane value của biodiesel thường là cao hoặc rất cao. Cetane value kô phải là vấn đề đáng ngại của việc sử dụng biodiesel.
Như đã nói nếu gốc R no thì nhiệt độ đông đặc sẽ cao. Sự có mặt của nối đôi trong gốc R sẽ làm giảm t đông đặc. Tưởng chừng việc đó chỉ hoàn toàn có lợi nhưng kô phải vậy. Với sự có mặt của nối đôi biodiesel sẽ bị oxi hóa nhanh hơn và ở nhiệt độ cao trong động cơ (>100 ) sẽ xảy ra phản ứng polimerization, kết quả là biodiesel sẽ bị “đông cứng” lại. Do đó việc bảo quản biodiesel “kô bão hòa” để hạn chế oxi hóa là khó khăn hơn và hạn sử dụng của no’ cũng thấp hơn. Để khắc phục điều này người ta dùng những chất antioxidant cho biodiesel. Cũng xin nói thêm việc sử dụng antioxidant cho petrol diesel fuel thì qua’ ok rồi nhưng mà những antioxidant đó thường lại kô tác dụng tốt đối với biodiesel. (Cái vụ antioxidant này thi nhiều chuyện để bàn lắm, sẽ bàn ở bài khác)
Do đó nhưng nước có khí hậu nóng thì có lợi vì có thể sử dụng biodiesel “bão hòa”. Nhưng mà chính cái khí hậu lại gây bất lợi ở điểm khác. Những nước nhiệt đới thường kô chỉ nóng mà độ ẩm lại cao nên sẽ tạo điều kiện cho những vi sinh vật phát triển và làm hư diesel fuel. Có một lần thầy mình kể ở Việt Nam kô hiểu tại sao fuel lại kô dùng được mà kô biết được nguyên nhân. Phía Việt Nam mời chuyên gia Nga sang xem xét, đầu tiên thì cũng chẳng biết nguyên nhân sao, sau đó mang mẫu fuel đi xét nghiệm ở viện sinh học thì mới biết bị vi sinh vật " tấn công". :D. Để khắc phục tình trạng này thì người ta bỏ vào fuel những loại additives gọi là biocide… còn tiếp 