Bạn đã bao giờ thắc mắc xăng và dầu diesel được tạo ra từ dầu mỏ bằng cách nào chưa? Thực tế, dầu mỏ không chỉ là nguồn nhiên liệu cho giao thông mà còn là nguyên liệu để sản xuất hàng loạt sản phẩm quan trọng khác trong đời sống và công nghiệp.
Trong bài viết này, AMN sẽ cùng bạn khám phá quy trình chế biến dầu mỏ, đồng thời tìm hiểu những sản phẩm đa dạng được tạo ra từ dầu mỏ, giúp bạn có cái nhìn rõ ràng và toàn diện hơn về nguồn tài nguyên đặc biệt này.
1. Tại sao phải chế biến dầu mỏ?
Dầu mỏ (dầu thô) là một hỗn hợp phức tạp gồm nhiều hydrocarbon, chủ yếu thuộc dãy alkane. Ở trạng thái tự nhiên, dầu mỏ không thể sử dụng trực tiếp cho hầu hết các mục đích trong đời sống và sản xuất do thành phần lẫn lộn, tính chất không ổn định và hiệu quả sử dụng thấp.
Từ thời cổ đại, con người đã biết khai thác dầu mỏ ở các mỏ lộ thiên và sử dụng chủ yếu làm chất đốt để chiếu sáng hoặc chữa một số bệnh ngoài da. Tuy nhiên, giá trị sử dụng của dầu mỏ khi đó còn rất hạn chế.
Chỉ đến khi khoa học – công nghệ phát triển, đặc biệt là sự ra đời của phương pháp chưng cất phân đoạn, dầu mỏ mới được chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau như xăng, dầu hỏa, diesel, dầu nhờn, nhựa đường… Ngày nay, các nhà máy lọc dầu hiện đại tiếp tục tinh chế dầu thô bằng nhiều công nghệ tiên tiến, tạo ra các sản phẩm có giá trị kinh tế cao và đáp ứng nhu cầu đa dạng của con người.
Vì vậy, chế biến dầu mỏ là quá trình cần thiết, giúp tách, biến đổi và nâng cao giá trị của dầu thô, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế và đời sống hiện đại.
Dầu mỏ được chế biến tại các nhà máy lọc dầu hiện đại
2. Phương pháp chế biến dầu mỏ
Dầu mỏ là hỗn hợp rất phức tạp, chứa các hydrocarbon, khí thiên nhiên, khí dầu mỏ và nhiều loại tạp chất khác như CO2, H2, N2, H2S… Vì vậy, để sử dụng được, người ta phải tiến hành phân chia các chất này thông qua phương pháp chưng cất để thu được các sản phẩm có nhiệt độ sôi khác nhau. Các sản phẩm thu được sau khi chưng cất sẽ được tách tạp chất và tinh chế thêm trước khi trở thành các sản phẩm tiêu dùng được sử dụng rộng rãi như xăng, dầu diesel, dầu hỏa, dầu nhờn…
Trong quá trình chưng cất phân đoạn, người ra sẽ tiến hành đun sôi dầu thô dưới áp suất không khí và tăng dần nhiệt độ để thu được các sản phẩm khác nhau. Khoảng nhiệt độ sôi của các sản phẩm thu được tùy theo từng giai đoạn cụ thể như sau:
Ở mức 40 - 70 oC: thu được xăng ete (được sử dụng như là dung môi).
Ở mức 60 - 100 oC: thu được xăng nhẹ (nhiên liệu cho ô tô).
Ở mức 100 - 150 oC: thu được xăng nặng (nhiên liệu cho ô tô).
Ở mức 120 - 150 oC: thu được dầu hỏa nhẹ (nhiên liệu và dung môi)
Ở mức 150 - 300 oC: thu được dầu hỏa (nhiên liệu).
Ở mức 250 - 350 oC: thu được dầu diesel (nhiên liệu cho động cơ diesel hoặc làm dầu sưởi).
Ở mức trên 300 oC: thu được dầu bôi trơn (dùng để bôi trơn động cơ)
Các sản phẩm khác như nhựa đường, sáp parafin…
Sơ đồ chưng cất phân đoạn dầu mỏ
Trong lần chưng cất đầu tiên, lượng xăng thu được chiếm tỷ lệ rất thấp. Vì vậy, để tăng lượng xăng thu được người ta sẽ sử dụng phương pháp cracking (giúp bẻ gãy các phân tử hydrocarbon nặng) để chế biến các sản phẩm nặng có giá trị thấp thành xăng và các sản phẩm có giá trị cao hơn. Trung bình mỗi thùng dầu thô sau khi được chế biến sẽ thu được:
8% khí dầu mỏ chứa thành phần chính là các hydrocarbon nhẹ như propan, butan…
49% xăng.
32% nhiên liệu máy bay, dầu diesel, dầu hỏa và dầu sưởi.
11% chuyển hóa thành các loại dầu nặng, nhựa đường và các sản phẩm khác.
Ngoài phương pháp chưng cất phân đoạn dầu thô ở áp suất không khí, còn có một số phương pháp khác để chế biến dầu. Một ví dụ là phương pháp nhiệt phân, giúp phân hủy các hydrocarbon để tách dầu mỏ thành các phân đoạn khác nhau trong áp suất thấp và dưới tác động của nhiệt độ trên 650 oC.
3. Các sản phẩm từ dầu mỏ
Tinh lọc và chế biến dầu mỏ là một quá trình phức tạp, đòi hỏi trình độ kỹ thuật và công nghệ cao. Sau khi trải qua các công đoạn lọc dầu, người ta có thể thu được hàng trăm sản phẩm khác nhau phục vụ đời sống và sản xuất.
Trong đó, khoảng 88% dầu thô được dùng để sản xuất nhiên liệu, còn 12% được sử dụng trong ngành công nghiệp hóa dầu nhằm tạo ra các nguyên liệu và sản phẩm hóa học quan trọng.
3.1. Các sản phẩm thu được trong quá trình lọc dầu
Một số sản phẩm chính thu được từ quá trình lọc dầu bao gồm:
Khí dầu mỏ (khí gas): Là hỗn hợp khí gồm metan, etan, propan và butan. Khí dầu mỏ được sử dụng phổ biến làm nhiên liệu cho đun nấu, sưởi ấm trong gia đình và một số ngành công nghiệp.
Xăng: Là hỗn hợp các ankan chứa từ 5 đến 12 nguyên tử cacbon, được dùng làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông như xe máy, ô tô.
Dầu hỏa (kerosen): Là hỗn hợp các ankan chứa khoảng 10 đến 18 nguyên tử cacbon, được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ phản lực và máy bay.
Dầu diesel: Là hỗn hợp các hydrocarbon chứa từ 12 nguyên tử cacbon trở lên, được dùng cho động cơ diesel của ô tô, tàu thủy, tàu hỏa và máy móc công nghiệp.
Dầu nhờn: Gồm các ankan, cycloankan và hợp chất thơm có từ 20 đến 50 nguyên tử cacbon, có tác dụng bôi trơn, giảm ma sát và bảo vệ động cơ, máy móc.
Dầu nặng: Là chất lỏng chứa từ 20 đến 70 nguyên tử cacbon, thường được sử dụng làm nhiên liệu trong công nghiệp và làm nguyên liệu tiếp tục chế biến.
Xăng được sử dụng làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông
3.2. Các sản phẩm thu được từ ngành công nghiệp hóa dầu
Bên cạnh các sản phẩm nhiên liệu thu được trong quá trình lọc dầu, dầu mỏ còn là nguyên liệu quan trọng của ngành công nghiệp hóa dầu. Thông qua các phản ứng hóa học và công nghệ hiện đại, dầu mỏ được chuyển hóa thành nhiều sản phẩm có giá trị cao, phục vụ rộng rãi trong đời sống và sản xuất.
Một số sản phẩm tiêu biểu của ngành công nghiệp hóa dầu bao gồm:
Phân bón hóa học và thuốc bảo vệ thực vật: Dầu mỏ là nguồn nguyên liệu quan trọng để sản xuất amoniac – thành phần chính của nhiều loại phân bón dùng trong nông nghiệp. Ngoài ra, dầu mỏ còn được sử dụng để tổng hợp nhiều loại thuốc trừ sâu và thuốc bảo vệ thực vật đang được ứng dụng rộng rãi hiện nay.
Nước hoa và mỹ phẩm: Các dẫn xuất từ dầu mỏ như ete dầu mỏ, toluen, hexan và benzen sau khi được tinh chế có thể sử dụng trong sản xuất nước hoa, mỹ phẩm và các sản phẩm chăm sóc cá nhân.
Vitamin và dược phẩm: Một số vitamin quan trọng như vitamin A, vitamin B6, vitamin B9… được tổng hợp từ các dẫn xuất dầu mỏ. Phương pháp này có chi phí thấp và hiệu quả cao hơn so với việc chiết xuất từ nguồn tự nhiên.
Nhựa và vật liệu polymer: Phần lớn các loại nhựa hiện nay được sản xuất từ dầu mỏ. Đây là vật liệu quan trọng trong đời sống hiện đại, tuy nhiên cũng là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường lớn nếu không được quản lý và tái chế hợp lý.
Ngoài ra, dầu mỏ còn là nguyên liệu để sản xuất nhiều sản phẩm khác như thuốc aspirin, sáp màu, kẹo cao su, vải chống nhăn, tất da chân, pin mặt trời, nhựa đường, chất khử trùng, chất tạo màu và nhiều sản phẩm thiết yếu khác.
Nhựa là một trong những dẫn xuất từ dầu mỏ
Qua bài viết này AMN đã cùng bạn tìm hiểu tổng quan về các sản phẩm được tạo ra từ dầu mỏ. Hy vọng những thông tin trên đã giúp bạn hiểu rõ vì sao cần phải chế biến dầu mỏ cũng như những sản phẩm quan trọng thu được từ quá trình chế biến dầu mỏ trong đời sống hiện đại.
Cảm ơn bạn đã dành thời gian theo dõi bài viết. Đừng quên theo dõi AMN để cập nhật thêm nhiều kiến thức hữu ích và bài viết thú vị trong thời gian tới!
