VINPA

Ai cũng biết xăng, dầu hỏa, ma-zút… được làm từ dầu mỏ, nhưng ngoài những người có kiến thức chuyên ngành, ít ai biết rằng từ dầu mỏ người ta có thể thu được bao nhiêu loại sản phẩm và điều gì khiến cho chúng có những đặc tính khác biệt nhau.

Dầu thô - chất lỏng màu đen, khá nhờn và sánh, được chiết xuất từ lòng đất (vì thế còn được gọi là dầu mỏ) - là một hỗn hợp của hydrocacbon. Ngoài những tạp chất khác nhau, dầu mỏ bao gồm cái gọi là hydrocacbon béo (hoặc vòng), bao gồm các nguyên tử cacbon và hydro, được kết nối với nhau bằng các chuỗi có độ dài khác nhau.

Và như vậy, các chuỗi hydrocacbon với độ dài khác nhau thì có tính chất khác nhau, do đó mỗi loại chuỗi có một đặc tính khác nhau. Mê-tan (methane) là ví dụ đơn giản nhất, có chuỗi ngắn nhất và nhẹ nhất. Phân tử của nó chỉ chứa một nguyên tử cacbon (СН4). Bởi vì điều này, methane là một loại khí rất "dễ bay hơi", tương tự như khí heli mà người ta thường dùng để bơm vào bong bóng bay.

Chuỗi càng dài hơn, cấu trúc hydrocacbon càng trở nên nặng hơn.

Nếu chúng ta xem xét các chuỗi theo thứ tự tăng dần chiều dài của chúng, thì bốn chuỗi đầu tiên là các khí methane (CH4), ethan (C2H6), propane (C3H8) và butane (C4H10) có điểm sôi lần lượt là -107, -67, -43 và -18° C.

Sơ đồ cấu trúc phân tử của 4 loại khí nhẹ

Hydrocacbon có chuỗi dài hơn (lên đến C18H32) sẽ hóa lỏng ở nhiệt độ bình thường trong phòng. Và nếu chuỗi dài hơn (với 19 nguyên tử cacbon hoặc nhiều hơn nữa) chúng thậm chí sẽ tồn tại dưới trạng thái rắn ở nhiệt độ phòng.

Chuỗi càng dài, điểm sôi của nó càng cao, và do đó, hydrocacbon càng trở nên ít biến động hơn.

Như vậy, với chiều dài chuỗi tăng lên, điểm sôi của mỗi loại hydrocacbon cũng tăng dần lên. Do đó, có thể dễ dàng tách riêng các loại hydrocacbon khác nhau ra bằng cách chưng cất (chưng lọc). Phương pháp này được sử dụng trong các nhà máy lọc dầu như là giai đoạn đầu của quá trình lọc dầu. Dầu được làm nóng, khiến cho các hydrocacbon có chiều dài chuỗi khác nhau bốc hơi khi chúng đạt đến điểm sôi của mình và người ta có thể dễ dàng thu lấy từng loại sản phẩm.

Những hydrocacbon mà các chuỗi trong đó chứa từ 5 đến 7 nguyên tử cacbon (C5H12 - C7H16), rất nhẹ và dễ bay hơi, được gọi là naphtha. Các hydrocacbon này được sử dụng để sản xuất các loại dung môi khác nhau.

Hydrocacbon có chuỗi dài hơn – từ C7H16 - C11H24 được trộn lẫn và được sử dụng để sản xuất xăng. Điểm sôi của các hydrocacbon này thấp hơn điểm sôi của nước. Đó là lý do tại sao, nếu bị đổ trên mặt đất, nó bốc hơi rất nhanh.

Hàng tiếp theo của các chuỗi hydrocacbon mà số nguyên tử cacbon trong đó từ C12 - C15 là dầu hỏa. Chuỗi dài hơn một chút là nhiên liệu diezen, và nếu chuỗi dài hơn nữa thì đó là dầu ma-zút. Và rồi những hydrocacbon có chuỗi rất dài chính là dầu bôi trơn. Dầu bôi trơn (hay còn gọi dầu nhờn, dầu nhớt) không bay hơi ở nhiệt độ bình thường. Ví dụ, dầu động cơ có thể hoạt động trong động cơ ở nhiệt độ 120° C mà không bị bốc hơi.

Tóm lại, khi chiều dài chuỗi tăng lên, dầu ngày càng trở nên cô đặc hơn, biến thành chất bôi trơn mềm (như mỡ bôi trơn trong các thiết bị chuyển động cơ học chẳng hạn), thậm chí lên đến chất bôi trơn bán rắn (chẳng hạn như chất petrolatum phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp).

Các chuỗi có số lượng nguyên tử cacbon từ 20 trở lên là các chất rắn, bắt đầu từ paraffin, sau đó là hắc ín, và sau cùng là bitum, thường được sử dụng làm lớp phủ mặt đường (vì thế được gọi là nhựa đường).

Tất cả các chất khác nhau này đều được sản xuất từ ​​dầu mỏ. Và sự khác biệt của chúng về cơ bản chỉ ở trong chiều dài của chuỗi hydrocarbon mà thôi!