khả năng sử dụng butanol làm nhiên liệu sinh học

Company Logo
KHẢ NĂNG SỬ DỤNG BUTANOL LÀM NHIÊN
LIỆU SINH HỌC
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương
HV: Võ Đức Minh Minh
Company Logo
Giới thiệu
Nội dung
1
Tính chất biobutanol
2
Bioethanol vs biobutanol
3
Tình hình nghiên cứu sản xuất và ứng dụng
4
2
Kết luận
5
Company Logo
1. Giới thiệu
3
Company Logo
Đặt vấn đề
• Nguy cơ cạn kiệt nguồn dầu mỏ trong những
thập niên sắp tới và nhu cầu dầu mỏ không
ngừng tăng  giá dầu thô tăng;
4
Company Logo
Đặt vấn đề
•Vấn đề ô nhiễm môi trường do hàm
lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính

ngày càng tăng;
•Xu đột chính trị xảy ra ở nhiều quốc gia
mà nguyên nhân sâu xa là do nguồn
dầu thô.
 Yêu cầu cấp thiết về nguồn nhiên liệu
thay thế.
5
Company Logo
Biofuels
•Biogas
•Bioethanol
•Biodiesel
•Biobutanol…
6
Company Logo
2. Tính chất biobutanol
7
Company Logo
Butanol
•Thuộc nhóm của rượu đơn chất có 4
nguyên tử carbon với công thức
C
4
H
9
OH.
•Các đồng phân: n-butanol, iso-butanol,
sec-butanol và tert-butanol.
8
Company Logo

n-butanol
• Là chất lỏng trong suốt, không màu, có thể
cháy được và có mùi chuối.
• Thị trường toàn cầu: 3 triệu tấn/năm (giá trị
thị trường trên 4 tỷ $).
• Ứng dụng:
 Dung môi dùng trong sơn, lớp phủ, véc ni (lớp sơn ngoài);
 Chất hóa dẻo – để cải thiện tính chất vật lý của nhựa;
 Là chất trung gian, nguyên liệu cho các ngành hóa học và
plastic khác;
 Dùng trong ngành dệt – chất trương nở cho sơ sợi;
 Mỹ phẩm, ngành dược phẩm – thuốc kháng sinh,
hormone, vitamins;
 Phụ gia pha xăng và dầu phanh (thành phần tổng hợp).
9
Company Logo
Iso-butanol
• Là chất lỏng không màu với mùi mốc ngọt (sweet
musty odor). Hòa tan vô hạn với tất cả các dung môi
hữu cơ (miscible), tan rất ít trong nước.
• Giá trị thị trường hiện tại khoảng 560 triệu $/năm.
• Ứng dụng:
 Dung môi trong công nghiệp (lớp phủ bề mặt, chất kết
dính, chất trích ly);
 Hóa chất trung gian cho ngành hóa dầu;
 Chất phân tán;
 Phụ gia.
10
Company Logo
Sec-butanol

•Chất lỏng không màu, có thể bắt cháy,
ít tan trong nước và tan hoàn toàn với
dung môi hữu cơ phân cực.
•Ứng dụng:
 Dùng làm dung môi;
 Chủ yếu được chuyển hóa thành butanone
("MEK” - methyl ethyl ketone);
 Ester của sec-butanol có mùi dễ chịu và được
dùng với lượng nhỏ trong sản xuất nước hoa
hoặc làm chất tạo mùi nhân tạo.
11
Company Logo
Tert-butanol
• Chất lỏng trong suốt, có mùi long não (camphor-
like). Tan tốt trong tốt và tan vô hạn trong
ethanol và diethyl ether.
• Đóng rắn ở nhiệt độ phòng (điểm chảy khoảng 25
°C)
• Ứng dụng
 Dung môi;
 Chất biến tính ethanol,
 Thành phần trong chất tẩy sơn;
 Phụ gia xăng (tăng chỉ số octane);
 Chất trung gian trong tổng hợp các hợp chất như MTBE,
ETBE, TBHP, chất mùi khác…
12
Company Logo
Bio-butanol
• n-butanol là sản phẩm chính thu được từ quá
trình lên men ABE (known technology, hiệu suất

thấp khoảng 15 g/L);
• Iso-butanol: được sản xuất từ quá trình lên men
cồn (lượng nhỏ). Một vài tế bào của vi khuẩn
chuyển gen (genetically microbial cell) có thể
tạo isobutanol với hiệu suất cao hơn 60 g/L;
• Sec-butanol: không thể được sản xuất trực tiếp
từ quá trình lên men, nhưng có thể thu 2,3-
butanediol từ lên men, sau đó tách nước để tạo
ra MEK. Hydro hóa MEK để có 2-butanol;
• Tert-butanol: không thể sản xuất được từ bất kỳ
quá trình sinh hóa nào đã được biết đến.
13
Company Logo
Tính chất các đồng phân butanol
Tính chất
n-
butanol
Iso-
butanol
sec-
butanol
tert-
butanol
Khối lượng
riêng ở 20
o
C
(g/cm
3
)

0,81 0,802 0,806 0,781
Nhiệt độ sôi
(
o
C)
118 108 99 82
Khả năng tan
trong nước
(g/100mL)
7,7 8 12,5 Miscible
Điểm chớp
cháy (
o
C)
35 28 24 11
MON 78 94 - 89
14
Nguồn: C. Machaco et al.
Company Logo
Tính chất biobutanol
Nguồn: SK energy
15
Company Logo
Tính chất biobutanol
Nguồn BP
16
Company Logo
Ưu điểm nổi bật
•Tính chất của biobutanol gần với tính
chất của xăng:

 Nhiệt trị;
 RVP.
•Hòa tan tốt trong xăng;
•Khả năng hòa tan ẩm thấp.
17
Company Logo
3. Biobutanol vs bioethanol
18
Company Logo
RON
19
Company Logo
TBP
20
Company Logo
RVP
21
Company Logo
RVP
22
Company Logo
Nhiệt trị
23
Company Logo
Alcohol – water interactions
24
Company Logo
Độ ăn mòn miếng đồng
25