MỞ ĐẦU

Các sản phẩm đa dạng, phong phú từ quá trình chế biến dầu mỏ có vai trò quan trọng như thế nào trong đời sống và sản xuất công nghiệp, nông nghiệp?

Giải chi tiết:

Một số sản phẩm từ quá trình chế biến dầu mỏ và vai trò của chúng:

• LPG được sử dụng làm nhiên liệu cho phương tiện vận tải (LPG cháy tốt hơn diesel hoặc xăng, vì vậy trên thế giới, LPG được sử dụng phổ biến làm nhiên liệu cho các phương tiện vận tải nhờ có hiệu năng tốt hơn và thân thiện với môi trường hơn), làm nhiên liệu trong nấu nướng, công nghiệp, chạy turbine phát điện ...; làm môi chất làm lạnh; đầu vào cho công nghiệp hóa chất; sấy khô nông sản trong nông nghiệp; ...

• Xăng được sử dụng như một loại nhiên liệu, chất đốt cho các phương tiện có động cơ đốt trong, hoặc một số vật dụng như bật lửa, lò sưởi…

• Dầu cặn được sử dụng trong các nhà máy điện, động cơ tàu thủy và cũng là nguyên liệu cho hóa dầu.

I. CÁC GIAI ĐOẠN CHẾ BIẾN DẦU MỎ

II. CÁC SẢN PHẨM CỦA DẦU MỎ

Hoạt động: Em hãy tìm hiểu tại sao xe máy, ô tô, máy bay... thường phải bảo dưỡng định kì, một thao tác trong quy trình bảo dưỡng là thay dầu bôi trơn.

Giải chi tiết:

Dầu nhớt là chất lỏng dùng để bôi trơn các bộ phận kim loại bên trong hệ thống động cơ xe máy, ô tô, máy bay, ... Đây là thành phần quan trọng có nhiệm vụ giảm ma sát, làm sạch các chi tiết giúp máy móc không bị mài mòn, bám cặn hay hỏng hóc trong quá trình vận hành xe.

Trong quá trình hoạt động, dầu bôi trơn bị biến chất do nhiệt (phản ứng Oxy hóa và nhiệt phân), nhiễm bẩn do bụi, nước, nhiên liệu và tiêu hao các phụ gia. Do đó, sau một thời gian sử dụng, dầu bôi trơn sẽ bị biến sắc, xuống cấp, không còn tác dụng, cần phải xả bỏ và thay mới. Các chất phụ gia trong dầu bôi trơn khi bị Oxy hóa sẽ làm giảm khả năng chống ma sát. Nếu không thay dầu nhớt định kỳ, hệ thống động cơ hoạt động nặng nề hơn, công suất vận hành giảm đáng kể. Bên cạnh đó, cặn bẩn và mạt sắt bám chặt vào các chi tiết máy trở thành hạt mài làm mòn động cơ. Ngoài ra, dầu bôi trơn càng để lâu càng dễ bị đốt cháy, từ đó sinh ra các loại khí thải độc hại gây ô nhiễm môi trường.

Chính vì vậy, xe máy, ô tô, máy bay... thường phải bảo dưỡng định kì và thay dầu bôi trơn để đảm bảo sự ổn định của động cơ.

Hoạt động: Hãy tìm hiểu về các sản phẩm hóa dầu có ở xung quanh em.

Giải chi tiết:

Công nghệ hoá dầu thực hiện các quy trình chuyển hoá hoá học các hydrocarbon chủ yếu là alkene và arene thành nguồn nguyên liệu để sản xuất những sản phẩm có giá trị phục vụ cho đời sống và cho nhiều ngành công nghiệp như: hoá chất, dung môi, vật liệu xây dựng, sản xuất thuốc nổ, thuốc tuyển quặng, cao su tổng hợp, các monomer, vật liệu polymer, composite, vải, sợi, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc thú y, thuốc nổ, phân bón, các chất màu, sơn, mĩ phẩm, nguyên liệu tổng hợp hoá dược,...

Ví dụ: Cao su tổng hợp là chất dẻo được con người chế tạo với chức năng là chất co giãn. Một chất co giãn là vật chất có đặc tính cơ học là chịu được sức ép thay đổi hình dạng hơn phần lớn các vật chất khác mà vẫn phục hồi hình dạng cũ. Cao su tổng hợp được dùng thay thế cao su tự nhiên trong rất nhiều ứng dụng, khi mà những đặc tính ưu việt của nó phát huy tác dụng.

Cao su tự nhiên có nguồn gốc từ nhựa cây cao su, trải qua phản ứng trùng hợp tạo thành isopren với đôi chút tạp chất. Điều này giới hạn các đặc tính của cao su. Thêm vào đó, những hạn chế còn ở tỷ lệ các liên kết đôi không mong muốn và tạp chất phụ từ phản ứng trùng hợp mủ cao su tự nhiên. Vì những lý do trên, các chỉ số đặc tính của cao su tự nhiên bị suy giảm ít nhiều mặc dù quá trình lưu hóa có giúp cải thiện trở lại.

Cao su tổng hợp được tạo ra từ phản ứng trùng ngưng các cấu trúc đơn bao gồm isopren (2-methyl-1, 3-butadien), 1,3-butadien, cloropren (2-cloro-1,3-butadien) và isobutylen (methylpropen) với một lượng nhỏ phần trăm isopren cho liên kết chuỗi. Thêm vào đó, các cấu trúc đơn này có thể trộn với các tỷ lệ mong muốn để tạo phản ứng đồng trùng hợp mà kết quả là các cấu trúc cao su tổng hợp có các đặc tính vật lý, cơ học và hóa học khác nhau.

Câu hỏi: Hãy kể tên các chất gây ô nhiễm chính do các phương tiện giao thông thải ra và các vấn đề nảy sinh từ các chất gây ô nhiễm này. Nêu một số biện pháp để giảm thiểu ô nhiễm trong khí thải.

Giải chi tiết:

Khí thải động cơ, ngoài thành phần là carbon dioxide và hơi nước, còn có thể có carbon monoxide, sulfur dioxide, các oxide của nitrogen và alkane chưa bị cháy hết.

Theo các chuyên gia y tế, tác hại của khí thải phương tiện giao thông ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khoẻ và môi trường.

Khí CO ( carbon monoxide):

• Khí này là sản phẩm cháy không hoàn toàn của nhiên liệu. Ở khu đô thị với mật độ xe cộ rất đông thì lượng CO trong không khí thường rất cao. Khi CO xâm nhập vào cơ thể sẽ liên kết với hemoglobin trong máu gây cản trở sự tiếp nhận O₂ dẫn đến nghẹt thở. Chính vì thế mà loại khí này rất có hại đối với phụ nữ mang thai và những người mắc bệnh tim mạch.

• Khi bị nhiễm CO, nhẹ thì có các triệu chứng nhức đầu, buồn nôn, rối loạn thị giác, mệt mỏi,… còn nếu nặng thì sẽ dẫn đến tình trạng thiếu oxygen trong máu và mô, rối loạn hô hấp, hệ thần kinh, hệ tim mạch sẽ bị tổn thương, liệt hô hấp,…

Khí CO₂ ( carbon dioxide):

• Trong không khí có khoảng 15% do các phương tiện giao thông vận tải thải ra. Nó không những gây ô nhiễm môi trường mà còn có tác động rất lớn đến sức khỏe con người. CO₂ là một chất gây ngạt thở, nếu tiếp xúc với CO₂ ở nồng độ 15% thì con người sẽ không thể làm việc được, ở nồng độ 30- 60% thì sẽ gây nguy hiểm đến tính mạng.

• Hydro cacbon được thải ra ngoài môi trường từ các phương tiện giao thông, chúng là những chất rất độc gây rối loạn hô hấp ngay với nồng độ thấp. Chúng có thể làm sưng màng phổi, hẹp cuống phổi, làm viêm mắt, viêm mũi… Bên cạnh đó chúng còn là nguyên nhân gây ung thư họng, phổi và đường hô hấp.

Các nitrogen oxide (NO, NO₂…):

• Ở các khu đô thị thì loại khí này được giao thông thải ra môi trường khoảng 50% mật độ khí trong không khí. Loại khí này là hỗn hợp của 2 khí NO và NO₂, chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra ô nhiễm không khí. Khi tiếp xúc với những loại khí này với nồng độ thấp có thể có những biểu hiện như rối loạn tiêu hóa, viêm phế quản.

Khí SO₂:

• SO₂ có trong không khí là chất hàng đầu được cho là nguyên nhân gây hại cho sức khỏe của người dân đô thị. SO₂ gây kích ứng niêm mạc mắt và các đường hô hấp trên. Với nồng độ cao, SO₂ gây viêm kết mạc, trong trường hợp tiếp xúc ồ ạt với chất này có thể gây chết người do ngừng hô hấp.

Một số biện pháp hạn chế ô nhiễm môi trường do khí thải của động cơ:

• Đưa chất xúc tác vào ống xả của động cơ. Nhờ có chất xúc tác, alkane trong khí thải tiếp tục được chuyển hóa thành carbon dioxide và nước, trong khi carbon monoxide và các oxide của nitrogen được chuyển hóa thành carbon dioxide và nitrogen.

• Sử dụng nhiên liệu cháy sạch: nhiên liệu đảm bảo nghiêm ngặt về chỉ số octane và cetane.

• Sử dụng nhiên liệu sinh học như xăng pha thêm ethanol (E5, E10,...), biodiesel.

Ethanol vừa là phụ gia tăng chỉ số octane vừa là nhiên liệu cháy sạch. Biodiesel là methyl ester của các acid béo trong dầu mỡ động thực vật phi thực phẩm, nhiên liệu này có chỉ số cetane cao, không chứa sulfur và arene.

• Sử dụng các phương tiện giao thông tiết kiệm năng lượng và chuyển đổi sang các loại động cơ điện.