Sản xuất biodiesel liên tục từ mỡ cá,
sử dụng xúc tác rắn và thiết bị tạo nhũ GVHD: TS.Nguyễn Vĩnh Khanh
theo công nghệ cavitaion
HVTH: Nguy฀n Đình Phúc i
Luận văn
Sản xuất biodiesel liên tục từ mỡ cá,
sử dụng xúc tác rắn và thiết bị tạo nhũ
theo công nghệ cavitaion
Sản xuất biodiesel liên tục từ mỡ cá,
sử dụng xúc tác rắn và thiết bị tạo nhũ GVHD: TS.Nguyễn Vĩnh Khanh
theo công nghệ cavitaion
HVTH: Nguy฀n Đình Phúc ii
Mục Lục
Chương 1: Mở Đầu............................................. 1
1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1
2. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................. 2
3. Ý nghĩa và tính mới về khoa học và thực tiễn: ........................................................... 2
Chương 2: Cơ Sở Lí thuyết................................ 1
1. Giới thiệu biodiesel ................................................................................................... 1
2. Tính chất của biodiesel .............................................................................................. 1
2.1. Tính chất vật lý .................................................................................................... 1
2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của biodiesel ................................................ 1
3. Tình hình sản xuất và sử dụng biodiesel trên thế giới và tại Việt Nam ....................... 3
3.1. Thị trường biodiesel trên thế giới ......................................................................... 3
3.2. Khả năng phát triển biodiesel ở Việt Nam............................................................ 5
4. Phương pháp transester hóa ....................................................................................... 5
4.1. Cơ chế phản ứng .................................................................................................. 5
4.2. Các kỹ thuật thực hiện phản ứng transester hóa.................................................... 7
4.3. Xúc tác rắn .......................................................................................................... 7
4.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng ..................................................... 8
4.5. Quy trình sản xuất biodiesel ................................................................................ 9
4.6. Chỉ tiêu chất lượng ............................................................................................ 10
Chương 3: Nội Dung Nghiên Cứu Và Một Số
Nghiên Cứu Liên Quan ...................................... 13
1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................... 13
2. Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài .............................................. 13
2.1. Ngoài nước: ....................................................................................................... 13
2.2. Trong nước: ....................................................................................................... 17
Chương 4: Phương pháp nghiên cứu .............. 20
1. Hướng thực hiện ...................................................................................................... 20
2. Nguyên liệu ............................................................................................................. 20
2. Xúc tác .................................................................................................................... 21
3. Các bước tiến hành phản ứng tổng hợp: ................................................................... 21
3.1. Điều chế xúc tác ................................................................................................ 21
3.2. Tổng hợp biodiesel ............................................................................................ 22
4. Kế hoạch thực hiện : ................................................................................................ 23
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................. 24
Sản xuất biodiesel liên tục từ mỡ cá,
sử dụng xúc tác rắn và thiết bị tạo nhũ GVHD: TS.Nguyễn Vĩnh Khanh
theo công nghệ cavitaion
HVTH: Nguy฀n Đình Phúc iii
Danh Sách Bảng
Bảng 2.1: Ảnh hưởng của nguyên liệu đến tính chất
của biodiesel .......................................................... 2
Bảng 2.2: Giá nhiên liệu trung bình tháng 9/2005
(USD/gallon) .......................................................... 4
Bảng 2.3: Sản lượng tiêu thụ biodiesel ở một số nước
................................................................................ 4
Bảng 2.4: Các lọai xúc tác rắn sử dụng với những
thành quả đạt được .............................................. 7
Bảng 2.5: Chỉ tiêu chất lượng cho biodiesel (B100)
.............................................................................. 10
Bảng 2.6: Chỉ tiêu chất lượng biodiesel ở một số
nước ..................................................................... 12
Danh Sách Hình
Hình 2.1: Quy trình sản xuất biodiesel gián đoạn .. 9
Hình 2.2: Quy trình sản xuất biodiesel liên tục ... 10
Hình 4.1: Quy trình điều chế xúc tác ................... 21
Hình 4.2: Quy trình điều chế Biodiesel ............... 22
Sản xuất biodiesel liên tục từ mỡ cá,
sử dụng xúc tác rắn và thiết bị tạo nhũ theo công nghệ cavitaion
Sản xuất biodiesel liên tục từ mỡ cá,
sử dụng xúc tác rắn và thiết bị tạo nhũ GVHD: TS.Nguyễn Vĩnh Khanh
theo công nghệ cavitaion
HVTH: Nguy฀n Đình Phúc iv
Sản xuất biodiesel liên tục từ mỡ cá,
sử dụng xúc tác rắn và thiết bị tạo nhũ GVHD: TS.Nguyễn Vĩnh Khanh
theo công nghệ cavitaion
HVTH: Nguy฀n Đình Phúc 1
Chương 1: Mở Đầu
1. Đặt vấn đề :
Nguồn nhiên liệu cung cấp cho động cơ diesel ngày càng khan hiếm vì tài
nguyên dầu mỏ có giới hạn và cùng với tình hình chính trị thế giới diễn biến phức tạp
nên sản lượng, giá dầu liên tục biến động. Ngoài ra khí thải của động cơ diesel là một
trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng nhất.
Để thay thế cho diesel người ta đã dùng biodiesel, là nhiên liệu có nguồn gốc
từ dầu mỡ thực động vật.Những đặc điểm nổi bật khi sử dụng biodiesel là khả năng
cháy sạch và thải ra rất ít khí độc hại cho môi trường như oxyt luu huynh,
hydrocacbon…, dùng biodiesel làm giảm 1/3 muội than so với diesel truyền thống,
đồng thời không cần thêm phụ gia để làm tăng chỉ số cetan và nhiệt độ sôi cao cũng là
yếu tố thuận lợi cho việc tồn trữ lâu dài.Sản xuất biodiesel không đòi hỏi công nghệ
phức tạp, dễ thực hiện, nguồn nguyên liệu đa dạng, quốc gia nào cũng có thể sản xuất
được.
Hiện tại trên thế giới cũng như tại Việt Nam, biodiesel thương phẩm được sản
xuất từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật, bằng quá trình chuyển ester hoá
(transeterification), với methanol hoặc ethanol, sử dụng xúc tác acid hoặc base. Trong
quá trình sản xuất này, còn tồn tại những vấn đề như sau:
1. Tốc độ phản ứng bị giới hạn bởi quá trình truyền khối giữa pha dầu và pha
rượu, bởi vì chúng không hoà tan lẫn nhau.
2. Quá trình chuyển este hoá là phản ứng thuận nghịch, vì vậy nếu không liên tục
tách sản phẩm ra khỏi hỗn hợp phản ứng, độ chuyển hoá sẽ bị giới hạn.
3. Quá trình sản xuất được thực hiện theo chế độ mẻ, vì vậy không có được những
ưu điểm của quá trình sản xuất liên tục.
Để giải quyết được những tồn đọng trên, công nghệ tại thời điểm hiện tại phải
được thực hiện với thời gian phản ứng dài, tỷ lệ mol rượu/dầu cao và hàm lượng xúc
tác lớn. Điều này dẫn đến những nhược điểm của quá trình sản xuất bao gồm: (i) chi
phí và năng lượng tiêu tốn cho quá trình tinh chế sản phẩm biodiesel và hoàn nguyên
xúc tác cũng như lượng rượu dư là rất cao; (ii) lượng nước thải độc hại phát sinh lớn;
và (iii) thời gian phản ứng và thời gian tinh chế sản phẩm lâu làm cho hiệu suất của
quá trình là thấp.
Vì vậy, những nghiên cứu công nghệ nhằm giải quyết các nhược điểm trên đã
bắt đầu được tiến hành trên thế giới, chủ yếu tập trung vào các vấn đề sau:
4. Nâng cao khả năng hoà trộn, hiệu suất truyền nhiệt và truyền khối giữa hai pha
dầu và rượu;