Đề tài “mô phỏng và đánh giá các công nghệ tách nước để sản xuất ethanol tuyệt đối”

Đồ án tốt nghiệp là những gì đúc kết lại sau một quá trình học tập, nghiên
cứu của sinh viên dưới sự hướng dẫn của các quý thầy cô. Sau ba tháng làm việc,
em đã hoàn thành đề tài. Thành quả đạt được hôm nay là do sự nỗ lực của bản thân
dưới sự hướng dẫn giúp đỡ động viên tận tâm của quý thầy cô, của bố mẹ cũng
như các anh chị em, bạn bè.
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Trường Đại Học Bách Khoa
Đà Nẵng đã truyền đạt kiến thức cơ bản và giúp đỡ chúng em trong những năm
học vừa qua, đặc biệt là các thầy cô trong Khoa Hóa và Bộ môn Công nghệ Hóa
học – Dầu và Khí. Trên hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy
PGS.TS. Nguyễn Đình Lâm đã hướng dẫn đề tài và tận tình giúp đỡ em trong suốt
thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp này.
Sau cùng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè luôn là điểm tựa, nguồn động viên
giúp em vượt qua nhiều khó khăn trong thời gian qua. Em xin trân trọng gửi đến
quý thầy cô, gia đình và bạn bè những lời chúc tốt đẹp nhất.
Trong quá trình thực hiện, do nhiều nguyên nhân khác nhau nên những
thiếu sót là điều khó tránh khỏi. Em rất mong được sự đóng góp ý kiến của quý
thầy cô giáo và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.
Đà nẵng, ngày 13 tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Lê Gia Trung
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp I Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU
LỜI MỞ ĐẦU


1
1
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung

Đồ Án Tốt Nghiệp II Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
DANH MỤC HÌNH ẢNH
LỜI MỞ ĐẦU
LỜI MỞ ĐẦU


1
1
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp III Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
DANH MỤC BẢNG BIỂU
LỜI MỞ ĐẦU
LỜI MỞ ĐẦU


1
1
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp IV Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
LỜI MỞ ĐẦU
LỜI MỞ ĐẦU

Sự khám phá ra dầu mỏ đã đánh dấu một bước ngoặt lớn trong lịch sử phát
triển của xã hội loài người. Dầu mỏ và các sản phẩm từ dầu mỏ đã đóng góp trong
tất cả các lĩnh vực đời sống nói chung và các ngành năng lượng nói riêng. Tuy
nhiên, bên cạnh những mặt ưu việt, chúng ta không thể không nói đến những vấn
đề tồn tại do quá trình khai thác và sử dụng dầu mỏ quá mức gây ra việc thiếu hụt
năng lượng trong tương lai, nhưng đáng kể nhất là sự ô nhiễm môi trường do khí
thải của quá trình đốt cháy nhiên liệu.
Người ta ước tính khí thải từ các hoạt động có liên quan các sản phẩm dầu

mỏ và nhiên liệu hóa thạch chiếm khoảng 70% tổng lượng khí thải trên toàn thế
giới. Khí thải là nguyên nhân trực tiếp gây ra những biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà
kính và hàng loạt các vấn đề về môi trường. Nhiều nỗ lực đã và đang được thực
hiện nhằm tìm kiếm những nguồn năng lượng thay thế, trong đó, một trong những
nguồn năng lượng mới đang được quan tâm hiện nay là nhiên liệu sinh học. Ðây là
nguồn năng lượng có thể tái sinh và ít gây ô nhiễm môi trường. Và nó có thể được
chia thành các loại như sau:
• Nhiên liệu lỏng
• Khí sinh học (Biogas)
• Nhiên liệu sinh học rắn
Trong đó Bio ‒ Ethanol là một loại nhiên liệu sinh học lỏng mới, hiện đang
được nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Loại năng
lượng sinh học này ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lượng trên thế giới
đồng thời có khả năng thay thế dần cho nguồn năng lượng hóa thạch đang có nguy
cơ cạn kiệt trong tương lai.
Góp phần thực hiện mục tiêu đó em đã thực hiện đề tài: “Mô phỏng và
Đánh giá các công nghệ tách nước để sản xuất Ethanol tuyệt đối” trên cơ sở
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 1 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
kiến thức cơ bản, ứng dụng phần mềm mô phỏng và tính toán em đã hoàn thành đề
tài này. Đề tài gồm các phần chính như sau:
• Tổng quan về nhiên liệu sinh học – Bioethanol trên thế giới và ở
nước ta.
• Tổng quan các công nghệ tách nước của Ethanol.
• Lựa chọn phần mềm mô phỏng thích hợp hỗ trợ cho quá trình tách
nước.
• Mô phỏng các công nghệ tách nước để sản xuất Ethanol tuyệt đối.
Từ dữ liệu mô phỏng tính toán thiết kế thiết bị hấp phụ và lựa chọn thiết bị trao đổi
nhiệt phù hợp với nhu cầu sử dụng.
• Đánh giá so sánh các phương pháp tách nước nhằm thu được cồn

tinh khiết.
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 2 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC VÀ
ETHANOL
1.1 Tổng quan về nhiên liệu sinh học
1.1.1 Nhiên liệu sinh học ‒ Nguồn năng lượng tất yếu
Vào thế kỷ 19, gỗ là nguồn năng lượng làm chạy máy động cơ hơi nước
trong giao thông vận tải, giúp đẩy mạnh ngành công nghiệp cơ giới. Sau đó, con
người chế tạo máy phát điện cung cấp nguồn điện năng mới có nhiều công dụng
cho đời sống hàng ngày và thay thế dần những máy chạy bằng hơi nước. Khi tìm
thấy nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ và khí đốt, con người nhanh
chóng chuyền sang sử dụng các nguồn năng lượng không tái tạo này để chạy máy
nổ, chủ yếu trong ngành vận tải, nhiệt và điện năng. Dạng nhiên liệu lỏng (xăng
dầu) trở nên thông dụng hơn cho nhiên liệu giao thông vận tải vì tỏa nhiều nhiệt
lượng, dễ sử dụng hơn loại nhiên liệu khí và rắn, và từ đó nguồn năng lượng rắn
được sử dụng giảm dần.
Năng lượng là vấn đề sống còn của toàn nhân loại. Con người đang khai
thác đến mức cao nhất các nguồn năng lượng hóa thạch (dầu mỏ, khí thiên nhiên,
than đá…), nhưng dự trữ của các nguồn nhiên liệu này ngày càng cạn kiệt với tốc
độ phi mã. Theo các điều tra quốc tế thì nếu không tìm kiếm thêm được các nguồn
dự trữ mới thì với lượng khai thác như hiện nay, khoảng 85.9 triệu thùng mỗi
ngày, thì dầu mỏ sẽ cạn kiệt sau 43 năm nữa. Với lượng khai thác 19BBOE (tương
đương triệu thùng dầu mỏ) mỗi ngày thì khí thiên nhiên cũng sẽ cạn kiệt sau 60
năm nữa. Với lượng khai thác khoảng 29.85BBOE mỗi ngày thì than đá nhiều nhất
là 148 năm nữa cũng sẽ cạn kiệt.
Theo tính toán của các chuyên gia kinh tế năng lượng, dầu mỏ và khí đốt
hiện chiếm khoảng 60 - 80% cán cân năng lượng thế giới. Với diễn biến phức tạp
của giá xăng dầu gần đây cho thấy nhu cầu dầu thô ngày càng lớn cũng như những

bất ổn chính trị tại những nước sản xuất dầu mỏ ngày càng lan rộng ra. Hơn nữa
nhiên liệu hóa thạch phát sinh nhiều khí thải gây ô nhiễm môi trường, hiệu ứng
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 3 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
nhà kính. Để đối phó với tình hình đó chúng ta cần tìm ra các nguồn năng lượng
mới thay thế, và ưu tiên hàng đầu được dành cho các nguồn năng lượng tái sinh và
thân thiện với môi trường.
Trong số các nguồn năng lượng thay thế dầu mỏ đang sử dụng hiện nay
(năng lượng gió, năng lượng mặt trời, năng lượng hạt nhân,…), năng lượng sinh
học đang là xu thế phát triển tất yếu, nhất là ở các nước nông nghiệp và nhập khẩu
nhiên liệu, do các lợi ích của nó như: công nghệ sản xuất không quá phức tạp, tận
dụng nguồn nguyên liệu tại chỗ, tăng hiệu quả kinh tế nông nghiệp, không cần
thay đổi cấu trúc động cơ cũng như cơ sở hạ tầng hiện có và giá thành cạnh tranh
so với xăng dầu.
Hình 1.1 – Cây Jatropha, một trong những nguyên liệu chính chế biến dầu sinh học
Trong những năm gần đây người ta đã sử dụng cồn đốt (Ethanol) pha vào
xăng chạy máy để giảm phần nào sự sử dụng xăng. Ethanol được làm ra từ những
nguồn nguyên liệu tái sinh như: phế phẩm nông nghiệp (vật liệu phế thải sau gặt
hái như lá, rơm, rạ, thân bắp, lõi bắp), phế phẩm lâm nghiệp (vụn gỗ, mạt cưa, vụn
thân cây hoặc cành cây), các phế phẩm hữu cơ trong rác (rác trong nhà các loại
giấy vụn), phế phẩm từ nhà máy thực phẩm gia công (phế phẩm của nhà máy rượu
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 4 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
và nhà máy giấy), cây công nghiệp (những loại thực vật lớn nhanh) được gieo
trồng cho mục đích làm nguyên liệu.
1.1.2 Tình hình phát triển nhiên liệu sinh học (BioFuel) hiện nay
1.1.2.1 Phát triển nhiên liệu sinh học ở các nước trên thế giới
Năng lượng hóa thạch ngày càng cạn dần, yêu cầu bức xúc về vấn đề ô
nhiễm môi trường với những tác động gây biến đổi khí hậu toàn cầu là những lý
do khiến các nước trên thế giới từ 5 - 10 năm trở lại đây ráo riết nghiên cứu để

phát triển nguồn năng lượng thay thế. Nhiên liệu sinh học không phải là nhiên liệu
mới, đã được áp dụng khá lâu kể từ khi động cơ diezel đầu tiên chạy bằng dầu lạc
ra đời năm 1898 triển lãm ở Paris (Pháp). Tác giả của động cơ diezel đầu tiên -
ông Rudolf Diezel đã từng tiên đoán rằng nhiên liệu từ sinh khối sẽ là tương lai
thật cho động cơ của mình. Từ năm 1993 đến năm 2001, sản lượng Biodiesel của
EU tăng gấp 10 lần, từ mức 80.000 tấn vào năm 1993 lên 780.000 tấn vào năm
2001, Đức là nước sản xuất hàng đầu, tiếp theo là Pháp, Italia và Áo. Hiện nay,
trên toàn EU Biodiesel được sử dụng chạy động cơ dưới dạng pha trộn với diesel
thông thường. Tại Đức, Áo và Thụy Điển, Biodiesel được sử dụng dưới dạng tinh
khiết trong các loại xe tải nặng. Bioethanol sử dụng làm nhiên liệu ô tô ở châu Âu
tăng gấp 4 - 5 lần, từ mức 47.000 tấn vào năm 1993 lên 216.000 tấn vào năm 2001.
Pháp, Tây Ban Nha và Thụy Điển là các nước đóng vai trò lớn trong thị trường
Bioethanol ở châu Âu. Bioethanol tại đây cũng được dùng cả dưới dạng tinh khiết
lẫn pha trộn với xăng. Tại Pháp, Bioethanol chủ yếu để chuyển hóa thành phụ gia
ETBE pha xăng. Quy mô sản xuất Biofuel toàn cầu mở rộng dần suốt những năm
1980, trước khi đạt mức phát triển cao hơn nhiều vào những năm 1990. Sản lượng
Biofuel toàn cầu hiện đạt khoảng 15 triệu tấn/năm. Các nước EU chỉ chiếm mức
dưới 6% tổng sản lượng (890.000 tấn vào năm 2000). Hầu hết sản lượng Biofuel
toàn cầu tập trung vào Bioethanol (năm 2000 đạt 14.6 triệu tấn).
1.1.2.2 Phát triển nhiên liệu sinh học tại các nước trong khu vực
• Trung Quốc
Trung Quốc đang dành mối quan tâm lớn cho sự phát triển Biofuel. Do tốc
độ phát triển kinh tế cao và kéo dài liên tục nên Trung Quốc đang thiếu hụt năng
lượng. Nước này xem việc phát triển năng lượng sinh học là một trong các giải
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 5 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
pháp giảm thiểu chi phí nhập khẩu dầu mỏ, góp phần đảm bảo an ninh năng lượng.
Sản lượng ethanol của Trung Quốc hiện đứng thứ 3 thế giới với con số 3 tỉ lít/năm.
• Thái Lan
Hiện tại quy mô sản xuất ethanol ở Thái Lan còn nhỏ, năng suất và kỹ thuật

canh tác mía và các cây trồng làm nguyên liệu chưa cao nên mặc dù nước này có
quan tâm tới các chương trình biofuel nhưng cho tới nay vẫn chưa có tiến bộ đáng
kể. Chính phủ Thái Lan vừa ra thông báo áp dụng chính sách sản xuất gasohol sử
dụng rộng rãi khắp thành phố Băng Cốc kể từ tháng 1/2005 với tỉ lệ pha trộn 10 -
20% ethanol trong xăng sử dụng.
• Nhật Bản
Nhật Bản là nước tiêu thụ xăng dầu lớn thứ 2 trên thế giới chỉ đứng sau
Mỹ, lên tới 215 triệu tấn trong năm 2003 (theo số liệu của Bộ Kinh tế, Thương mại
và Công nghiệp Nhật Bản), trong đó 99% được nhập khẩu.
• Philippin
Bộ Khoa học và Hội đồng kỹ thuật R&D về công nghiệp và Năng lượng
Philippin đang có chính sách tích cực thúc đẩy sử dụng Biofuel ở xe máy và xe ba
bánh để giảm ô nhiễm môi trường. Biodiesel ở Philippin chủ yếu được sản xuất từ
dầu dừa (cocometyl este – CME) là nguồn năng lượng rẻ tiền có thể dùng thay thế
xăng chạy xe máy và xe ba bánh động cơ 2 kỳ (lượng xe máy và xe ba bánh chiếm
gần 35% trong tổng số 4 triệu đầu xe ở Philippin và hiện tại 75% trong tổng số xe
ở Philippin là động cơ 2 kỳ).
1.1.3 Phân loại nhiên liệu sinh học
Tùy theo tính chất cơ bản mà ta có thể chia nhiên liệu sinh học thành ba loại
chính như sau:
• Khí sinh học (Biogas)
• Diesel sinh học (BioDiesel)
• Xăng sinh học (Gasohol)
1.1.3.1 Khí sinh học (Biogas): là sản phẩm khí từ quá trình phân hủy sinh
khối, phân gia súc và phân người, bùn cống… nhờ vi khuẩn lên men yếm khí
(trong điều kiện không có oxy không khí) được gọi là Biogas. Biogas chứa nhiều
Methane (CH
4
).
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung

Đồ Án Tốt Nghiệp 6 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
* Nguyên liệu để sản xuất khí sinh học: có nguồn gốc từ động vật và thực vật:
• Nguồn gốc thực vật như lá cây, thân cây, phụ phẩm cây trồng (rơm,
rạ, thân lá ngô, khoai, đậu.…), rác sinh hoạt hữu cơ và các loại cây xanh hoang dại
(rong, bèo, các cây phân xanh thải) cũng được xem là một nguồn nguyên liệu để
sản xuất khí sinh học.
• Nguồn gốc động vật như phân gia súc, gia cầm, phân bắc , các bộ
phận cơ thể của động vật như xác động vật chết, rác và nước thải các lò mổ, cơ sở
chế biến thuỷ, hải sản…
* Ưu điểm khi sử dụng khí sinh học:
• Về mặt môi trường: dùng khí Biogas làm nhiên liệu sẽ giảm một
phần việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch và việc chặt phá rừng để làm củi đốt nên đã
góp phần bảo vệ rừng, giảm đáng kể các chất khí gây hiệu ứng nhà kính.
• Về mặt kỹ thuật: công nghệ đơn giản, dễ lắp đặt và tốn ít chi phí.
• Về mặt kinh tế - xã hội: sẽ tiết kiệm được chi phí mua nhiên liệu và
phân bón.
1.1.3.2 Diesel sinh học (BioDiesel): Diesel sinh học là một loại nhiên liệu có
tính chất tương đương với nhiên liệu dầu diesel nhưng không phải được sản xuất
từ dầu mỏ mà được sản xuất từ dầu thực vật hay mỡ động vật bằng phản ứng
chuyển hóa este.
* Nguyên liệu để sản xuất Diesel sinh học như: dầu thực vật (cải dầu, dầu hoa
hướng dương, dầu dừa…), mỡ động vật, và dầu ăn phế thải đã qua sử dụng.
* Các phương pháp chế biến Diesel sinh học: phương pháp pha loãng với diesel,
phương pháp vi nhũ tương hóa dầu, phương pháp nhiệt phân và phương pháp
chuyển đổi este.
* Ưu nhược điểm khi sử dụng diesel sinh học:
• Ưu điểm: giảm được lượng khí thải gây ra hiệu ứng nhà kính, không
có hoặc chứa rất ít các hợp chất của lưu huỳnh (nhỏ hơn 0.001% so với 0.05%
trong dầu diesel), không chứa HidroCacbon thơm nên không gây ung thư, có chỉ
số cetan cao hơn diesel.

• Nhược điểm: Biodiesel có nhiệt trị thấp hơn so với diesel, và thường
được sản xuất chủ yếu theo mẻ nên năng suất thấp.
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 7 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
.
Hình 1.2 – Chế biến Biodiesel từ hoa hướng dương
1.1.3.3 Xăng sinh học (Gasohol): bao gồm Biomethanol, Bioethanol,… Trong
số các dạng xăng sinh học này, Bio-Ethanol là loại nhiên liệu sinh học thông dụng
nhất hiện nay trên thế giới vì có khả năng sản xuất ở quy mô công nghiệp từ
nguyên liệu chứa đường như mía, củ cải đường và nguyên liệu chứa tinh bột như:
ngũ cốc, khoai tây, sắn…
* Nguyên liệu để sản xuất xăng sinh học:
• Cây nông phẩm chứa đường như mía, củ cải đường, nông phẩm
chứa tinh bột gồm hạt ngũ cốc như lúa mì, lúa, bắp,…và củ như khoai tây, khoai
mì, khoai lang.
• Nông phẩm chứa dầu như đậu, đậu phộng, hột cải dầu, hạt…
• Thực vật hoang dại như tảo nước ngọt, tảo biển, cỏ Vetiver, cỏ voi
(Elephant grass, Pennisetum Purpureum), cỏ tranh (Imperata cylindrica),…
• Phó thực vật từ sản xuất cây nông phẩm và cây kỹ nghệ: rơm rạ, bã
mía, thân, gỗ, mùn cưa, trấu, hột cao su, hạt bông vải.
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 8 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
• Ngoài ra còn có một số loại nguyên liệu khác như giấy phế thải, rác
thải thành phố, phế thải chuồng trại gia súc (phân chuồng).
* Phương pháp sản xuất xăng sinh học:
Để sản xuất cồn tuyệt đối người ta tiến hành các bước như sau:
• Xử lý nguyên liệu và tiền xử lý.
• Đường hoá và lên men.
• Tinh chế sản phẩm (chưng cất, tách nước, bốc hơi, tách lỏng rắn).
* Ưu nhược điểm khi sử dụng xăng sinh học:

• Ưu điểm: sử dụng ethanol làm nhiên liệu là một biện pháp nhằm làm
tăng chỉ số octane của xăng, thay thế cho những phụ gia gây ô nhiễm môi trường,
đảm bảo an toàn năng lượng cho mỗi quốc gia vì đây là nguồn năng lượng có khả
năng tái tạo được.
• Nhược điểm: chi phí bảo quản và tồn chứa gasohol cao do tính hút
ẩm của Ethanol, khi dùng ethanol để pha trộn vào xăng sẽ làm giảm công suất
động cơ so với khi dùng xăng.
Tóm lại, việc sử dụng gasohol có nhiều ưu điểm nhưng cũng có những mặt
hạn chế. Tuy nhiên khi phân tích tương quan giữa các mặt lợi và hại người ta vẫn
thấy mặt lợi lớn hơn, mang nhiều ý nghĩa chiến lược hơn. Như vậy việc sản xuất
và sử dụng gasohol nói chung hay Ethanol nói riêng là một trong những xu thế tất
yếu mang tính cấp bách và cần thiết cho nhu cầu hiện nay ở Việt Nam cũng như
các nước trên thế giới.
1.2 Lý thuyết tổng quan về ethanol
1.2.1 Sơ lược về Ethanol
1.2.1.1 Tính chất Ethanol
Ethanol (C
2
H
5
OH) là một hợp chất hữu cơ dạng lỏng, nằm trong dãy đồng
đẳng của rượu metylic, dễ cháy, không màu, có mùi thơm, vị cay, nhẹ hơn nước,
khối lượng riêng là 0.789 g/ml ở 15
o
C, sôi ở nhiệt độ 78.15
o
C, hóa rắn ở âm
114.3
o
C, tan vô hạn trong nước. Sở dĩ ethanol tan trong nước vô hạn và có nhiệt độ

sôi cao hơn nhiều so với este hay aldehyde có khối lượng phân tử xấp xỉ là do sự
tạo thành liên kết hydro giữa các phân tử rượu với nhau và với nước.
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 9 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
Hình 1.3 – Công thức 3D của ethanol
Sau đây là bảng thống kê một vài thông số thể hiện tính chất của ethanol:
Bảng 1.1 – Bảng thống kê một vài tính chất của ethanol
Tổng quan Thuộc tính
Danh pháp IUPAC Ethanol Tỷ trọng 0.789 g/cm
3
Tên khác
Rượu etylic, Cồn,
Hydroxyetan
Độ hòa tan trong
nước
Tan lẫn hoàn toàn
Công thức phân tử C
2
H
5
OH hay C
2
H
6
O Điểm nóng chảy
-114.3
o
C
(158.7K)
Phân tử gam 46.07 g/mol Điểm sôi 78.15

o
C (351.2K)
Biểu hiện Chất lỏng trong suốt pK
a
15.9
(H
+
từ nhóm –OH)
Độ nhớt ở 20
o
C 1.2 cP
Điểm bắt lửa 13
o
C
Ethanol tạo hỗn hợp đẳng phí với nước có thành phần 95.57% khối lượng
(tương đương 96% thể tích ethanol). Nên không thể dùng chưng cất thông thường
để thu được độ tinh khiết của ethanol lớn hơn 95.57%.
1.2.1.2 Ứng dụng của Ethanol
1.2.1.2.1 Các chất điều chế từ Ethanol
 Etyle este
Trong sự hiện diện của chất xúc tác axit (thông thường là axit sulfuric
H
2
SO
4
đậm đặc) ethanol phản ứng với các axit cacboxylic để tạo ra este:
CH
3
CH
2

OH + RCOOH → RCOOCH
2
CH
3
+ H
2
O
Hai etyle este được sản xuất nhiều nhất là etyle acrylat (từ ethanol và axit
acrylic) và etyle axetat (từ ethanol và axit axetic). Etyle acrylat là một đơn phân tử
được sử dụng trong sản xuất polyme acrylat có công dụng làm chất kết dính hay
các vật liệu che phủ. Etyle axetat là dung môi phổ biến sử dụng trong sơn, các vật
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 10 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
liệu che phủ và trong công nghiệp dược phẩm. Các etyle este khác cũng được sử
dụng trong công nghiệp nhưng với sản lượng ít hơn như là các chất tạo mùi hoa
quả nhân tạo.
 Dấm
Dấm là dung dịch loãng của axit axetic được điều chế bằng phản ứng của vi
khuẩn Acetobacter trên dung dịch ethanol. Mặc dù theo truyền thống người ta điều
chế dấm từ các đồ uống chứa cồn như rượu vang, rượu táo và bia nhưng dấm cũng
có thể điều chế từ các dung dịch ethanol công nghiệp. Dấm điều chế từ ethanol
chưng cất được gọi là “dấm chưng cất” và nó được sử dụng phổ biến trong ngâm
dấm thực phẩm hay làm gia vị.
 Etylamin
Khi nung nóng tới 150 – 220
o
C trên chất xúc tác Niken gốc silica- hay
alumina-, ethanol và amoniac phản ứng với nhau để tạo ra etylamin. Các phản ứng
tiếp theo tạo ra dietylamin và trietylamin.
CH

3
CH
2
OH + NH
3
→ CH
3
CH
2
NH
2
+ H
2
O
CH
3
CH
2
OH + CH
3
CH
2
NH
2
→ (CH
3
CH
2
)
2

NH + H
2
O
CH
3
CH
2
OH + (CH
3
CH
2
)
2
NH → (CH
3
CH
2
)
3
N + H
2
O
Các etylamin được sử dụng trong việc tổng hợp các dược phẩm, hóa chất
nông nghiệp và các chất hoạt tính bề mặt.
1.2.1.2.2 Ethanol nhiên liệu
Ethanol nhiên liệu cũng là ethanol (cùng một loại với ethanol trong rượu
với các sản phẩm có chứa cồn) được sử dụng như một loại nhiên liệu, thực chất đó
là nhiên liệu sinh học có thể sử dụng thay thế cho xăng dầu. Bởi vì nó được sản
xuất dễ dàng từ những loại cây trồng phổ biến như mía, ngô, sắn, xác thực vật thân
gỗ,… Ethanol nhiên liệu được sản xuất ngày càng nhiều trên thế giới để thay thế

một phần xăng dầu. Đây là nguồn tài nguyên tái tạo, ít độc tính và ít gây ô nhiễm
môi trường. Ethanol nhiên liệu có chỉ số Octane cao nên thường dùng để pha vào
xăng, phổ biến nhất là tỉ lệ 10% ethanol và 90% xăng (xăng E10). Loại xăng này
vẫn dùng được cho các loại động cơ xăng truyền thống mà không cần phải thay đổi
động cơ cho phù hợp với hỗn hợp nhiên liệu xăng - ethanol. Trên thế giới đã xuất
hiện các dòng xe gọi là FFV (Flexible - Fuel Vehicles) sử dụng tốt hỗn hợp nhiên
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 11 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
liệu ethanol lẫn xăng nhưng tốt nhất là E85 (85% ethanol và chỉ 15% xăng truyền
thống) chứ không phải E100 (100% ethanol) như các dòng xe Chevrolet Corsa,
Chevrolet Astra hay Saab BioPower.
1.2.1.2.3 Các ứng dụng khác
Ethanol tinh khiết và ethanol 95% là các dung môi tốt và được sử dụng
trong các loại nước hoa, sơn, cồn thuốc. Các tỷ lệ khác của ethanol với nước hay
các dung môi khác cũng có thể dùng làm dung môi.
Các loại đồ uống chứa cồn có hương vị khác nhau do có các hợp chất tạo
mùi được hòa tan trong nó trong quá trình ủ và nấu rượu. Khi ethanol được sản
xuất như là đồ uống hỗn hợp thì nó là rượu ngũ cốc tinh khiết.
Dung dịch chứa 70% ethanol chủ yếu được sử dụng như là chất tẩy uế.
Ethanol cũng được sử dụng trong các gel vệ sinh kháng khuẩn phổ biến nhất ở
nồng độ khoảng 62%. Khả năng khử trùng tốt nhất của ethanol khi nó ở trong
dung dịch khoảng 70%, nồng độ cao hơn hay thấp hơn của ethanol có khả năng
kháng khuẩn kém hơn. Ethanol giết chết các vi sinh vật bằng cách biến tính protein
của chúng và hòa tan lipit của chúng. Nó hiệu quả trong việc chống lại phần lớn
các loại vi khuẩn và nấm cũng như nhiều loại virus, nhưng không hiệu quả trong
việc chống lại các bào tử vi khuẩn.
Rượu vang chứa ít hơn là 16% ethanol nên không tự bảo vệ được chúng
trước vi khuẩn. Do điều này, vang Bordeaux thông thường được làm nặng thêm
bằng ethanol tới ít nhất 18% ethanol theo thể tích để ngăn chặn quá trình lên men
nhằm duy trì độ ngọt và trong việc pha chế để lưu trữ, từ thời điểm đó nó có khả

năng ngăn chặn vi khuẩn phát triển trong rượu, cũng như có thể lưu trữ lâu năm
trong các thùng gỗ, bằng cách này vang Bordeaux có thể lưu trữ lâu năm mà
không bị hỏng. Do khả năng sát khuẩn của ethanol nên các đồ uống chứa trên 18%
ethanol theo thể tích đều có khả năng bảo quản lâu dài.
1.2.1.3 Cơ chế phụ gia của Ethanol khi pha vào xăng
Ethanol có trị số octane cao RON = 120 ÷ 135, MON = 100 ÷ 106, thường
được pha vào xăng với hàm lượng 10 ÷ 15% khối lượng. Khi pha ethanol vào xăng
do bản thân nó là chất có trị số octane cao do đó sẽ làm tăng trị số octane của xăng.
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 12 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
Mặt khác, do bản thân quá trình cháy trong động cơ xăng là quá trình cháy
cưỡng bức, việc tận dụng không khí trong buồng đốt sẽ không hoàn toàn. Do đó sẽ
có nhiên liệu cháy trong điều kiện thiếu oxy, dẫn đến sản phẩm cháy không hoàn
toàn (sản phẩm cháy bẩn). Khi ta đưa ethanol vào ở dạng phụ gia thì quá trình
cháy trong động cơ sẽ:
• Cháy hoàn toàn nhờ có oxy sẵn có trong ethanol nên ta giảm thiểu
được quá trình thải các khí độc hại ra môi trường.
• Giảm tiêu tốn nhiên liệu.
Chính sự bổ sung thêm oxy vào hỗn hợp cháy để đảm bảo quá trình cháy
hoàn toàn, sản phẩm cháy sạch hơn. Việc sử dụng ethanol pha vào xăng đang là
hướng phát triển có triển vọng nhất vì nó có những ưu điểm sau:
• Có trị số octane cao thay thế những phụ gia độc hại với con người.
• Có hàm lượng oxy lớn hơn so với MTBE, ETBE, TAME,…
• Động cơ sử dụng xăng pha ethanol dễ khởi động, vận hành ổn định
hơn so với các loại phụ gia khác. Công nghệ sản xuất đơn giản hơn và tận
dụng được nhiều nguồn nguyên liệu sẵn có.
Bên cạnh đó việc sử dụng phụ gia ethanol cũng có những nhược điểm đó là:
khả năng bảo quản phụ gia ethanol là rất khó (đây là nhược điểm quan trọng nhất),
giá thành của nhiên liệu tương đối cao.
1.2.1.4 Tình hình sản xuất Ethanol trên thế giới

Dẫn đầu trong công nghiệp sản xuất ethanol năm 2006 là Hoa Kỳ với 4.855
tỷ gallon và Brazil với 4.49 tỷ gallon, chiếm 70% tổng lượng ethanol của thế giới
là 13.5 tỷ gallon (khoảng 40 triệu tấn). Năm 2007, Hoa Kỳ và Brazil tiếp tục chiếm
88% trong tổng số 13.1 tỷ gallon ethanol được sản xuất trên thế giới. Được khuyến
khích mạnh mẽ, công nghiệp sản xuất ethanol cũng phát triển nhanh ở một số quốc
gia như Thái Lan, Colombia và một số quốc gia Trung Mỹ.
Bảng 1.2 – Sản lượng ethanol nhiên liệu ở 10 nước dẫn đầu trên thế giới
Nguồn: en.wikipedia.org
Tình hình sản xuất ethanol nhiên liệu ở các nước trên thế giới
(2007–2011)
Tốp 10 quốc gia/khu vực dẫn đầu
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 13 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
(Triệu gallons của Mỹ/năm )
Vị
thứ
Quốc gia/Khu vực 2011 2010 2009 2008 2007
1 Mỹ 13,900 13,231 10,938 9,235 6,485
2 Brazil 5,573.24 6,921.54 6,577.89 6,472.2 5,019.2
3 Châu Âu 1,199.31 1,176.88 1,039.52 733.60 570.30
4 Trung Quốc 554.76 541.55 541.55 501.90 486.00
5 Thái Lan 435.20 89.80 79.20
6 Canada 462.3 356.63 290.59 237.70 211.30
7 Ấn Độ 91.67 66.00 52.80
8 Colombia 83.21 79.30 74.90
9 Úc 87.2 66.04 56.80 26.40 26.40
10 Khu vực khác 247.27
Tổng 22,356.09 22,946.87 19,534.993 17,335.20 13,101.7
Brazil, Ấn Độ, Trung Quốc là các nước có điều kiện thuận lợi nhất để sản
xuất các loại nhiên liệu có thể tái chế trên, với đất đai màu mỡ, nhiều ánh nắng mặt

trời và mùa thu hoạch kéo dài cả năm. Brazil đang là nước đi tiên phong, sản xuất
được 14 tỉ lít cồn từ cây mía (tương đương hai mươi vạn thùng). Luật pháp của
Brazil qui định tất cả các loại phương tiện giao thông phải sử dụng xăng pha với
22% cồn ethanol, trong khi đó cũng có 20% các các loại xe cộ chỉ hoạt động bằng
cồn ethanol. Hơn nữa, giá của cồn ethanol rất thấp, chỉ khoảng 25 đôla một thùng
(với dung tích bằng 1 thùng xăng). Chương trình này của chính phủ Brazil đã tạo
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 14 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
ra gần 1 triệu việc làm, và tiết kiệm được 60 tỉ đôla tiền nhập khẩu dầu trong 3
thập niên vừa qua. Số tiền này lớn gấp 10 lần tổng số tiền đầu tư vào chương trình
này, và gấp hơn 50 lần số tiền trợ cấp ban đầu. Các chính sách quan trọng của
chính phủ Brazil để thúc đẩy sự bùng nổ của nguồn nhiên liệu mới này bao gồm:
việc tiêu thụ được đảm bảo bởi công ty dầu khí quốc doanh Petrobras; cho các
hãng sản xuất ethanol vay với lãi suất thấp; giữ giá ethanol ổn định, bằng 59% giá
xăng do nhà nước qui định. Có gần 25% lượng xăng đã được thay thế bằng cồn
ethanol, số cồn được sản xuất trên 5% diện tích đất nông nghiệp.
Hình 1.4 – Một trong những nhà máy chế tạo nhiên liệu sinh học tại Mỹ
1.2.1.5 Tình hình sản xuất Bioethanol tại Việt Nam
Ngày 20/11/2007, Thủ Tướng Chính Phủ đã chính thức phê duyệt “Đề án
phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” (Quyết định
số 177/QĐ-TTg), trong đó năm 2010 sản xuất được 100.000 tấn xăng E5/năm và
50.000 tấn B5/năm (dầu diesel sinh học), đảm bảo 0.4% nhu cầu nhiên liệu cả
nước và đến năm 2025 sẽ có sản lượng hai loại sản phẩm này đủ đáp ứng 5% nhu
cầu thị trường nội địa. Đề án cũng đưa ra 6 giải pháp quan trọng nhằm phát triển
năng lượng sinh học và kiến lập thị trường để đưa ngành này từng bước hội nhập
với thế giới.
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 15 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
Để thực hiện chiến lược này, PetroVietNam dự kiến từ 2011 đến 2015 sẽ
đưa 3 nhà máy ethanol sinh học ở Quảng Ngãi, Phú Thọ, Bình Phước vào hoạt

động với tổng công suất 300.000 tấn/năm và từ sản phẩm này sẽ pha thành nhiên
liệu E5 – E10, đáp ứng khoảng 20% tổng nhu cầu tiêu thụ xăng sinh học cả nước.
Từ năm 2008 đến nay Việt Nam đã có 4 dự án sản xuất ethanol sinh học từ sắn lát
hoặc rỉ đường để trộn với xăng thành gasohol. Hiện nay có một nhà máy sản xuất
cồn nhiên liệu lớn nhất Việt Nam, cũng là 1 trong 3 nhà máy lớn nhất khu vực
Đông Nam Á đã đi vào hoạt động tại xã Đại Tân, huyện Đại Lộc, Quảng Nam.
Hình 1.5 ‒ Hình ảnh về nhà máy sản xuất Bioethanol ở Đại Lộc – Quảng Nam
Nhà máy sản xuất này do công ty Cổ phần Đồng Xanh làm chủ đầu tư đã
hoạt động thử nghiệm được 7 tháng, với sản phẩm chính là cồn nhiên liệu hay còn
gọi là cồn tuyệt đối (99.5%) dùng để pha với xăng tạo thành xăng sạch (xăng E5).
Mẻ cồn đầu tiên của Công ty cổ phần Đồng Xanh (Quảng Nam) đạt 120.000
lit/ngày đã ra lò vào tháng 10/2009, góp phần đưa tổng sản lượng cồn của Việt
Nam trong năm này đạt 50 triệu lit/năm.
Tuy nhiên giá cồn trên thị trường trong nước đã tăng từ 5000 đồng/lit năm
2001 lên 13.000 đồng/lit năm 2010 và đến tháng 5/2012 là 30.000 đồng/lit (giá
được tính đến ngày 15/05/2012 – Nguồn www.vatgia.com) trở thành giá cao hơn
giá bán trong khu vực. Sở dĩ có tình trạng này vì quy mô sản xuất nhỏ, công nghệ
lạc hậu, chưa sử dụng nhiều loại nguyên liệu khác rẻ hơn, chưa tận dụng các phụ
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 16 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
phẩm để hạ giá thành sản phẩm, quan trọng nhất là do ảnh hưởng của sự tăng
mạnh giá xăng dầu trên thế giới. Hiện nay, toàn quốc đã có 40 trạm cung cấp xăng
E5. Dự kiến, đến năm 2015, sẽ có hơn 4.000 điểm bán xăng E5 trên cả nước, sẵn
sàng phục vụ nhu cầu của người dân muốn sử dụng xăng sinh học để bảo vệ môi
trường. Số trạm cung cấp xăng sẽ tăng tùy theo tình hình sản xuất ethanol trong
nước đáp ứng nhu cầu đến mức nào.
Sản xuất nhiên liệu sinh học ở Việt Nam cũng được nhiều đối tác nước
ngoài rất quan tâm. Đáng chú ý trong số này là các Dự án JICA – Nhật bản hỗ trợ
Việt Nam nghiên cứu sản xuất nhiên liệu sinh học sử dụng các loại phế phẩm bã
mía, rơm rạ; dự án do Chính phủ Hà Lan tài trợ sử dụng trấu, vỏ cà phê, trái điều,

vỏ điều, rong biển; chương trình tổng thể về nghiên cứu và phát triển nhiên liệu
sinh học ở Việt Nam của Hàn Quốc sản xuất diesel sinh học và các hóa chất tinh
khiết thân thiện với môi trường từ dầu thực vật v.v…
Gần đây, nhiều dự án xây dựng nhà máy sản xuất Bioethanol được khởi
công với mục tiêu đáp ứng tỉ lệ pha ethanol bắt buộc là 5% trong giai đoạn năm
2012 đến năm 2014 và 10% cho giai đoạn từ năm 2015 đến năm 2025. Chẳng hạn
dự án đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất Bioethanol khu vực phía Bắc do công ty
cổ phần hóa dầu và nhiên liệu sinh học dầu khí (PVB) thuộc Petrovietnam làm chủ
đầu tư. Dự án xây dựng tập trung ở miền Trung gần khu công nghiệp Dung Quất
(Đồng Xanh, Petrosetco). Dự án Bioethanol ở Bình Phước cũng đang phát triển
(20/3/2010 chính thức khởi công xây dựng tại xã Minh Hưng, huyện Bù Đăng, tỉnh
Bình Phước). Các nhà máy nói trên đều sử dụng sắn lát là nguồn nguyên liệu
chính.
Bảng tóm tắt các dự án xây dựng Nhà máy ethanol nhiên liệu tại Việt Nam
như sau:
Bảng 1.3 – Các dự án xây dựng nhà máy Bioethanol tại Việt Nam
Nguồn: Tổng hợp từ Báo Thanhnien số 142 (5994)
và ORIENT BIOFUELS của TS. Trần Ngọc Toản, Vietnamnet
Thống kê năm 2012
Tên nhà máy Công suất
Ngày hoạt
động dự kiến
Chủ đầu tư Tiến độ
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 17 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
Nhà máy Đại Tân,
Quảng Nam
100
Triệu lít/năm
Tháng 3/2009 Công ty Đồng

Xanh
Đã hoạt động
Nhà máy Cư-Dút,
Đắc Nông
50
Triệu lít/năm
Tháng 12/2008 Công ty Đại Việt Đang chạy thử
Nhà máy Tam
Nông,
Phú Thọ
100
Triệu lít/năm
Tháng 6/2011
Công ty PVB,
thuộc PV OIL
Đã động thổ
khởi công ký
hợp đồng EPC
Nhà máy Dung
Quất
100
Triệu lít/năm
Tháng 7/2011
Petrosetco,
NMLD Bình
Sơn thuộc
Petrovietnam
Đã động thổ
khởi công ký
hợp đồng EPC

Nhà máy Bình
Phước
100
Triệu lít/năm
Tháng 7/2011
Liên doanh
ITOCHU Nhật
bản và PV OIL
Dự kiến quý I
năm 2010 ký
hợp đồng EPC
và khởi công
1.2.2 Quy trình chung sản xuất ethanol nhiên liệu
Các bước cơ bản trong quá trình sản xuất ethanol quy mô lớn là lên men
đường, chưng cất và tách nước (quá trình này tùy tiêu chuẩn và mục đích thu sản
phẩm ethanol mà có các công nghệ khác nhau). Trước khi lên men một số nguyên
liệu từ nông nghiệp cần phải qua quá trình dịch hóa và đường hóa các hydrat
cacbon (xenlulozo, tinh bột) thành đường. Quá trình này thực hiện nhờ enzym.
1.2.2.1 Quá trình lên men (Fermentation)
Ethanol để sử dụng trong đồ uống chứa cồn cũng như phần lớn ethanol sử
dụng làm nhiên liệu được sản xuất bằng cách lên men. Khi một số loại men nhất
định (quan trọng nhất là saccharomyces cerevisiae) chuyển hóa đường trong điều
kiện không có oxy (gọi là yếm khí) chúng tạo ra ethanol và khí cacbonic. Phản ứng
hóa học tổng quát có thể viết như sau:
C
6
H
12
O
6

→ 2CH
3
CH
2
OH + 2CO
2
Quá trình nuôi cấy men theo các điều kiện để sản xuất ethanol được gọi là
quá trình ủ hay quá trình lên men rượu.
Để sản xuất ethanol từ các nguyên liệu chứa tinh bột như hạt ngũ cốc thì
trước tiên chúng phải được chuyển hóa thành đường. Trong quá trình ủ men, theo
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 18 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
truyền thống nó được tạo ra bằng cách cho hạt nảy mầm hay ủ. Trong quá trình
nảy mầm, hạt tạo ra các enzym có chức năng phá vỡ tinh bột để tạo ra đường. Để
sản xuất ethanol làm nhiên liệu, quá trình thủy phân này của tinh bột thành
glucozo được thực hiện nhanh chóng hơn bằng cách xử lý hạt với axit sulfuric,
enzym nấm amylaza hay tổ hợp của cả hai phương pháp.
Quá trình lên men để sản xuất ethanol có thể thu được từ xenlulozo. Việc
thực hiện công nghệ này có thể giúp chuyển hóa một loạt các phế thải và phụ
phẩm nông nghiệp chứa nhiều xenlulozo, chẳng hạn lõi ngô, rơm rạ hay mùn cưa
thành các nguồn năng lượng tái sinh. Cho đến gần đây thì giá thành của các
enzyme cellulas có thể thủy phân xenlulozo là rất cao. Hãng Iogen ở Canada đã
đưa vào vận hành xí nghiệp sản xuất ethanol trên cơ sở xenlulozo đầu tiên vào năm
2004.
Phản ứng thủy phân xenlulozo gồm các bước:
• Bước 1: thủy phân xenlulozo thành đường mantozo dưới tác dụng
của men amylaza.
(C
6
H

10
O
5
)
n
→ C
12
H
22
O
11
• Bước 2: thủy phân tiếp mantozo thành glucozo dưới tác dụng của
men mantaza.
C
12
H
22
O
11
→ C
6
H
12
O
6
• Bước 3: phản ứng lên men rượu có xúc tác là men zima.
C
6
H
12

O
6
→ 2C
2
H
5
OH + 2CO
2
1.2.2.2 Quá trình chưng cất (distillation)
Để có thể sử dụng ethanol làm nhiên liệu thì nước cần được loại bỏ gần như
hoàn toàn. Phần lớn nước được loại bỏ bằng quá trình chưng cất, nhưng độ tinh
khiết bị giới hạn khoảng 95.57% do điểm đẳng phí của hỗn hợp nước – ethanol.
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 19 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
Hình 1.6 – Giãn đồ điểm đẳng phí của hỗn hợp ethanol – nước (1bar)
Hỗn hợp Ethanol - nước 95.57% khối lượng (hay 96% thể tích ethanol) có
thể đã từng được sử dụng để chạy động cơ nhưng người ta nhận thấy nó không phù
hợp để pha vào xăng truyền thống mà phải là ethanol tinh khiết (hàm lượng nước
phải nhỏ hơn 1%). Do đó sau quá trình chưng cất ethanol cần phải được xử lý tách
nước để thu được sản phẩm ethanol tinh khiết (hay ethanol tuyệt đối) dùng pha vào
xăng chạy trên động cơ xăng thông thường.
1.2.2.3 Quá trình tách nước (dehydration)
Quá trình này còn có thể gọi là quá trình làm tinh khiết ethanol. Có nhiều
công nghệ nhằm mục đích tách nước ra khỏi ethanol cả trong phòng thí nghiệm và
trong công nghiệp như chưng cất đẳng phí, dùng chất hút ẩm, hấp phụ bằng rây
phân tử hay mới nhất là công nghệ dùng màng lọc. Công nghệ nào cũng có hai mặt
của nó, có công nghệ chi phí đầu tư thấp nhưng nồng độ ethanol chưa cao, có công
nghệ thì thu được nồng độ ethanol cao nhưng chi phí đầu tư ban đầu khá lớn. Tóm
lại, tùy vào mục đích sử dụng ethanol, nồng độ cần đạt đến của ethanol và điều
kiện đầu tư mà người ta sử dụng công nghệ cho phù hợp. Mặc dù công nghệ sau ra

GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 20 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí
đời có khả năng tách ưu việt hơn công nghệ trước nhưng các công nghệ cũ vẫn còn
phổ biến ở nhiều quốc gia.
1.2.3 Một số lưu đồ sản xuất bioethanol
1.2.3.1 Sản xuất Bioethanol từ tinh bột
Bioethanol hiện nay sản xuất dựa vào nguồn nguyên liệu tinh bột (lúa, sắn,
hạt bắp,…). Dưới đây là một số lưu đồ đại diện cho quá trình sản xuất bioethanol
từ tinh bột:
Hình 1.7 – Lưu đồ sản xuất Bioethanol của Lurgi từ lúa gạo
Hình 1.8 – Lưu đồ sản xuất Bioethanol từ hạt bắp
1.2.3.2 Sản xuất Bioethanol từ rỉ đường
Rỉ đường là nguyên liệu chứa các loại đường không tinh khiết thu được
trong quá trình sản xuất đường, tỷ lệ rỉ đường chiếm 3 ÷ 3.5% trọng lượng nước
GVHD: PGS. TS. Nguyễn Đình Lâm SVTH: Lê Gia Trung
Đồ Án Tốt Nghiệp 21 Bộ môn CNHH – Dầu Và Khí