Dầu mỏ và khí đốt cho máy diezen tàu thủy

        

Các thành phần hóa học của dầu thô được chia tách bằng phương pháp chưng cất phân đoạn. Các sản phẩm thu được từ việc lọc hóa dầu có thể kể đến là dầu hỏa, benzen, xăng, sáp parafin, nhựa đường v.v...

Một cách chính xác thì dầu mỏ là hỗn hợp của các hydrocacbon, là hợp chất của hydro và cacbon.

Trong điều kiện thông thường, bốn alkan nhẹ nhất - CH₄ (mêtan), C₂H₆ (êtan), C₃H₈ (prôpan) và C₄H₁₀ (butan) - ở dạng khí, sôi ở nhiệt độ -161.6^OC, -88.6^OC, -42^OC, và -0.5^OC tương ứng (-258.9^OF, -127.5^OF, -43.6^OF, và +31.1^OF).

Các chuỗi trong khoảng C_5-7 là các sản phẩm dầu mỏ nhẹ, dễ bay hơi. Chúng được sử dụng làm dung môi, chất làm sạch bề mặt và các sản phẩm làm khô nhanh khác. Các chuỗi từ C₆H₁₄ đến C₁₂H₂₆ bị pha trộn lẫn với nhau được sử dụng trong đời sống với tên gọi là xăng. Dầu hỏa là hỗn hợp của các chuỗi từ C₁₀ đến C₁₅, tiếp theo là dầu diezen/dầu sưởi (C₁₀ đến C₂₀) và các nhiên liệu nặng hơn được sử dụng cho động cơ tàu thủy. Tất cả các sản phẩm từ dầu mỏ này trong điều kiện nhiệt độ bình thường là chất lỏng.

Các dầu bôi trơn và mỡ (dầu nhờn) nằm trong khoảng từ C₁₆ đến C₂₀.

Các chuỗi trên C₂₀ tạo thành các chất rắn, bắt đầu là sáp parafin, sau đó là hắc ín và nhựa đường bitum.

Khoảng nhiệt độ sôi của các sản phẩm dầu mỏ trong chưng cất phân đoạn trong điều kiện áp suất khí quyển tính theo độ C là:

- Xăng ête: 40-70^OC (được sử dụng như là dung môi)

- Xăng nhẹ: 60-100^OC (nhiên liệu cho ô tô)

- Xăng nặng: 100-150^OC (nhiên liệu cho ô tô).

- Dầu hỏa nhẹ: 120-150^OC (nhiên liệu và dung môi trong gia đình).

- Dầu hỏa: 150-300^OC (nhiên liệu).

- Dầu diezen: 250-350^OC (nhiên liệu cho động cơ diezen/dầu sưởi).

- Dầu bôi trơn: > 300^OC (dầu bôi trơn động cơ).

- Các thành phần khác: hắc ín, nhựa đường, các nhiên liệu khác.

Dầu FO (Fuel Oil) là dầu thô chưa chưng cất.

 Dầu FO có hai loại chính:

- Dầu FO nhẹ có độ sôi 200-300^OC, tỷ trọng 0,88-0,92.

- Dầu FO nặng có độ sôi lớn hơn 320^OC và tỷ trọng 0,92-1,0 hay cao hơn.

Tỷ trọng dầu ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ còn phụ thuộc vào rất nhiều nguyên nhân: thành phần vi chất, độ nhớt, nguồn gốc địa lý... Trung bình nó ở khoảng 0,9 tức là nhẹ hơn nước nguyên chất một chút.

Độ nhớt của dầu FO rất cao và thay đổi trong phạm vi rộng từ 250-7.000 đơn vị Red-Wood chuẩn, trong khi đó độ nhớt của dầu DO chỉ là 40-70 đơn vị.

Dầu FO có thể đem chưng cất trong chân không để cho dầu bôi trơn, sáp hay nhựa đường và dầu DO tùy theo loại dầu thô ban đầu.

Dầu H.F.O. cũng là dầu nặng F.O. nó được viết tắt của Heavy Fuel Oil

Dầu M.D.O. cũng chính là dầu D.O. nó được viết tắt của Marine Diesel Oil

Sở dĩ người ta ký hiệu như vậy để phân biệt cho rõ ràng vì các loại dầu F.O. hay D.O. đều có một dải dài và được căn cứ vào Độ nhớt của từng loại cụ thể để phân biệt. Ngoài ra F.O. còn có F.O. với chỉ số lưu huỳnh thấp và chỉ số lưu huỳnh cao. F.O. chỉ số lưu huỳnh thấp được dùng khi hành trình trên những vùng biển quy định phải dùng nó để bảo vệ môi trường (vùng biển Châu Âu, Mỹ...).

        

Ở Mỹ người ta chia dầu đốt thành 6 loại khác nhau được đánh số từ 1 tới 6 tùy thuộc vào điểm sôi, thành phần hóa học và mục đích sử dụng. Độ nhớt là một đặc tính quan trọng của dầu. Độ nhớt càng cao thì số càng cao. Độ nhớt của fuel oil no. 6 là cao nhất và của no. 1 là thấp nhất.

Giá của dầu đốt tăng khi độ nhớt giảm xuống. Các số từ no. 1 tới no.3 thường là dầu đốt chưng cất. Dầu no.1 còn có tên là gas oil vì khi đốt nóng nó dầu sẽ hóa hơi hoàn toàn. Đây chính là dầu hỏa (kerosen). Điểm bay hơi của nó chỉ cao hơn xăng.

Dầu đốt no.2 chính là dầu diesel hay bán ở các cây xăng dành cho xe tải và các xe có động cơ diesel.

Dầu đốt no. 4 là sản phẩm hòa trộn (blend) dầu đốt số 2 và dầu cặn số 6 (residual oil no.6).

Dầu số 5 cũng là blend của hai loại trên nhưng với tỉ lệ no.6 cao hơn và tới 75% khối lượng.

Fuel oil no. 6 chính là phần còn lại của dầu thô sau khi tất cả các thành phần như xăng, dầu hỏa và thành phần distilate no. 2 bay hơi lên. Do đó nó hay được gọi là dầu cặn hay dầu nặng theo cách gọi dân dã.

Dầu diesel dùng dưới tàu còn được gọi là bunker oils. Công tác nhận dầu đốt dưới tàu được gọi là bunkering receive. Tuy nhiên người ta hay gọi dầu no.6 là bunker oil.

Trong ngành hàng hải nhiên liệu diesel cũng được phân loại theo một hệ thống khác.

Dầu MGO (Marine gasoil) - tương đương với dầu fuel oil No. 2

Dầu MDO (Marine diesel oil) - Là dầu trộn giữa dầu no.2 với dầu nặng.

Dầu IFO (Intermediate fuel oil) Là nhiên liệu trộn giữa dầu no. 2 với dầu nặng với tỷ lệ no. 2 ít hơn no.6

Dầu MFO (Medium fuel oil) - Là nhiên liệu trộn giữa dầu no. 2 với dầu nặng mà lượng no. 2 còn ít hơn trong IFO.

Dầu HFO (Heavy fuel oil) - Dầu cặn "nguyên chất" tức là nó không được pha trộn với bất kỳ loại dầu nào và tương đương với no. 6 của Mỹ.

        

Dưới đây là nhiên liệu chưng cất hàng hải theo ISO 8217:

Giới hạn thông số DMX DMA DMB DMC

Mật độ ở 15^OC kg/m³ Max - 890.0 900.0 920.0

Độ nhớt ở 40^OC mm²/s Max 5.5 6.0 11.0 14.0

Độ nhớt ở 40^OC mm²/s Min 1.4 1.5 - -

Lượng nước % V/V Max - - 0.3 0.3

Lượng lưu huỳnh % (m/m) Max 1.0 1.5 2.0 2.0

Có thể thấy tỷ trọng của nhiên liệu này nằm từ 0,89 - 0,92. Thích hợp cho các động cơ trung tốc, khi chạy loại nhiên liệu này người ta thường hâm nó lên khoảng 60^OC.

Dưới đây là phân loại dầu cặn hàng hải:

Giơi hạn thông số: RMA 30 RMB 30 RMD 80 RME 180 RMF 180 RMG 380 RMH 380 RMK 380 RMH 700 RMK 700

Mật độ ở 15^OC kg/m³: Max 960.0 975.0 980.0 991.0 991.0 991.0 991.0 1010.0 991.0 1010.0

Mật độ ở 50^OC mm²/s: Max 30.0 30.0 80.0 180.0 180.0 380.0 380.0 380.0 700.0 700.0

Lượng nước % V/V: Max 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

Lượng lưu huỳnh % (m/m): Max 3.5 3.5 4.0 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5

Ta thấy tỷ trọng của dầu chạy từ 0,96 tới 1,01. Đây còn được gọi là HFO.

Qua phân tích người ta thấy tổng cộng các chi phí cho một đời máy chính bao gồm giá trị máy, nhiên liệu, dầu nhờn, bảo dưỡng thì chi phí cho nhiêu liệu chiếm tới 90% tổng chi phí. Thí dụ như nếu một máy diezen mua với giá 1 triệu USD thì sau khi chiếc máy đó giải bản thì số dầu nó sử dụng có thể lên tới 9 triệu USD.

N. Đắc