Bài thuyết trình sản xuất biodiesel trên cơ sở phản ứng hdo

SẢN XUẤT BIODIESEL TRÊN CƠ
SỞ PHẢN ỨNG HDO
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
 Giới thiệu
 Biodiesel trên cơ sở HDO
 Tính chất biodiesel từ quá trình HDO
 Các nghiên cứu khoa học
 Kết luận
2
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
GIỚI THIỆU
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
NHIÊN LIỆU HOÁ THẠCH
4
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
 Dầu mỏ ngày càng quan trọng khi công nghiêp phát triển.
 Chủ yếu làm nhiên liệu  hay nói khác đi là đang đốt nguồn
năng lượng không thể tái tạo
NHIÊN LIỆU HOÁ THẠCH
5
NHIÊN LIỆU HOÁ THẠCH
6
NHIÊN LIỆU HOÁ THẠCH
7
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
 Ô nhiễm môi trường: các khí thải như CO2, hợp chất S,
benzene…
 Giá cả, an ninh năng lượng…
NHIÊN LIỆU SINH HỌC - BIODIESEL
8
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO

 Nhiên liệu đi từ nguồn gốc sinh học: bioethanol, biodiesel,
biogas, nhằm giải quyết những vấn đề hiện tại của nhiên liệu
hoá thạch.
 Biodiesel, người ta đã biết sử dụng đầu tiên từ thế kỷ trước.
Theo đó, Rudolf Diesel chính là cha đẻ của loại nhiên liệu
này, khi ông dùng dầu lạc để làm nhiên liệu cho động cơ
diesel (khi đó chưa có DO hoá thạch)
 Nghiên cứu biodiesel nhiều từ những năm 80 của thế kỷ 20
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ PHẢN ỨNG
TRANSESTERIFICATION
9
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
 Quá trình sản xuất biodiesel thực tế là làm giảm độ nhớt của
các triglyceride
 Có nhiều phương pháp làm giảm độ nhớt của trglyceride:
 phương pháp pha loãng (pha trực tiếp dầu thực vật vào diesel
hoá thạch)
 phương pháp nhủ hoá (nhủ hoá dầu thực vật với rượu),
 phương pháp alcol phân (phản ứng transesterification) 
phương pháp được sữ dụng chủ yếu để sản xuất biodiesel
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ PHẢN ỨNG
TRANSESTERIFICATION
10
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
 Biodiesel đi từ phản ứng alcol phân: Biodiesel là monoalkyl
ester của acid béo mạch dài có nguồn gốc từ dầu thực vật
hoặc mỡ động vật, được sử dụng cho động cơ diesel.
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ PHẢN
ỨNG TRANSESTERIFICATION
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO

11
 Xúc tác:
 Đồng thể:
 Xúc tác acid: H
2
SO
4
, p-toluensulfonic
 Xúc tác base: KOH, NaOH
 Dị Thể:
 Acid rắn: MCM-41, ZnO
2
 Base rắn: ETS-10, ETS-4, NaOH/γ-Al
2
O
3
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ PHẢN ỨNG
TRANSESTERIFICATION
12
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
 Hạn chế:
 Độ nhớt còn tương đối cao (ảnh hưởng quá trình phun sương
trong động cơ), tạo ra nhiều glycerol trong phản ứng (liên quan
đến việc xử lý chất này), dễ đông đặc ở nhiệt độ thấp (ảnh
hưởng đến những nước có khí hậu ôn đới), dễ bị hút ẩm (do có
nguyên tố oxygen trong cấu trúc), nhiệt trị thấp…
 Nhiên liệu sinh học trên cơ sở thực phẩm sẽ làm ảnh hưởng đến
an ninh lương thực, do yếu tốt sinh lợi lớn của nhiên liệu người
ta sẽ có xu hướng chuyển sang trồng những loại cây để làm
nhiên liệu và sẽ cạnh tranh với cây lương thực .

BIODIESEL THẾ HỆ THỨ 2
13
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
 Biodiesel thế hệ thứ 2 đi từ các sinh khối biomass
(lignocellulocis biomass)
 Có nhiều phương pháp:
 Khí hoá  FT  Diesel
 Thông qua quy trình HDO
BIODIESEL THẾ HỆ THỨ 2
14
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
 Biodiesel có những hạn chế do trong thành phần có nhiều
oxygenates
 Quá trình xử lý HDO nhằm loại bỏ oxygen trên xúc tác và Hydro ở
áp suất cao.
 Nguyên liệu chủ yếu là biomass thông qua quá trình pyrolysis thành
bio-oil, sau đó thông qua quá trình HDO để nâng cấp thành
biodiesel.
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
16
 Bio-oil để sản xuất biodiesel có hàm lượng oxy cao, có thể
lên đến 50%:
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
17
 Các chất chiếm thành phần chủ yếu trong bio-oil:
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
CƠ SỞ LÝ THUYẾT

18
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
19
 Năng lượng liên kết các liên kết oxy:
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
20
 Quá trình chuyển hoá tổng quát:
 Quy trình tổng quát:
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
21
 HDO được thực hiện qua nhiều giai đoạn HDO.
 Nếu đi dầu thực vật hay mỡ động vật thì quá trình sẽ đơn
giản hơn, do không cần quá trình nhiệt phân nhanh và chỉ cẩn
HDO 1 lần
 Thực hiện quá trình HDO: sản phẩm thu được sạch, độ nhớt
giảm đáng kể (do tách oxy mạch bị đứt gãy).
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
22
 Cơ chế phản ứng với nguyên liệu là bio-oil:
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
23
 Lưu trình chuyển hoá của dầu thực vật:
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
24

 Xúc tác cho phản ứng HDO:
 Xúc tác cho phản ứng HDO cơ bản giống với HDS và HDN.
Theo đó, thành phần xúc tác có thể là: NiCo/γ-Al
2
O
3
, NiMo/ γ-
Al
2
O
3
, CoMo/ γ-Al
2
O
3,
hay NiW/ γ-Al
2
O
3
, trong đó WO
3
hay
MoO
3
là thành phần chính NiO hay CoO là chất hoạt hoá
(promotor).
 Thành phần của các chất trong xúc tác tuỳ theo loại nguyên
liệu, điều kiện công nghệ… Trong công nghiệp thành phần của
NiO và CoO vào khoảng 3-5% khối lượng xúc tác, WO
3

và
MoO
3
vào khoảng 12-15% khối lượng xúc tác.
 Ngoài ra, hiện nay cũng đã có nhiều nghiên cứu trên nền xúc
tác là zeolite như : HZSM-5, SUZ-4…
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
25
 Một số loại xúc tác đã thương mại hoá:
CoMo/ γ-Al
2
O
3
NiMo/ γ-Al
2
O
3
NiW/ γ-Al
2
O
3
Cyanamid
HDS-16
Filtrol
HPC-15
Nalco
474
Filtrol
HPC-30

Harshaw
HT-500E
Cyanamid
HDS-3A
Shell 454
Harshaw
4303E
Nalco
NT
Thành phần (%wt)
CoO hay NiO
5.7
3.1
3.5
2.8
4.1
3.3
5.2
6
5
WO
3
hay MoO
3
12.2
15
13.8
14.7
14.2
15

24
19
20
Diện tích bề mặt (g/m
2
)
176
181
284
190
213
176
157
152
215
Thể tích trống (cc/g)
0.43
0.55
0.61
0.56
0.53
0.6
0.38
0.54
0.38
Kích thước lỗ phân bố (%)
35 – 100 A dia
95
43
91

40
57
95
76
-
-
100 – 200 A dia
3.5
56
2.4
58
33
1.4
23
-
-
200 – 400 A dia
1.1
0.5
2.3
1.1
0.4
1
0.9
-
-
Tỉ lệ nguyên tử
Co/(Co + Mo)
Ni/(Ni + Mo)
Ni/(Ni + W)

0.47
0.29
0.33
0.27
0.36
0.3
0.4
0.49
0.44
BIODIESEL TRÊN CƠ SỞ HDO