Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế mô hình sản xuất Biodiesel từ dầu thải

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề Tài: THIẾT KẾ MÔ HÌNH SẢN XUẤT
BIODIESEL TỪ DẦU THẢI
Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Liễu
Sinh viên thực hiện: Danh sách đính kèm
Lớp: CDHD11
Khoá: 11
Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm 2012
1
Stt Họ Và Tên Mssv
1 Nguyễn Thị Ngọc Anh
09157371
2 Nguyễn Thị Lan Anh
09230141
3 Trần Thị Bình
09072181
4 Phạm Thành Đồng 09083401
5 Phạm Thị Hằng 09095641
6 Nguyễn Quốc Khương 08246231
7 Nguyễn Thị Cẩm Lệ 09155401
8 Đoàn Công Minh 09084451
9 Nguyễn Thị Việt Nữ 09123001
10 Lương Thị Vụ 09222751
DANH SÁCH SINH VIÊN
2
MỞ ĐẦU
Hiện nay, nhân loại đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng về năng lượng khi

các nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt và gây ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng. Giải pháp mà con người tìm đến để khắc phục những vấn đề đó chính
là các nguồn năng lượng mới như năng lượng gió, mặt trời, sinh khối… Khác với
các nguồn năng lượng tái tạo khác, năng lượng sinh khối như biodiesel chẳng hạn
không chỉ thay thế năng lượng hóa thạch mà còn góp phần xử lý ô nhiễm môi
trường. Tại Việt Nam, với đặc thù là một nước nông nghiệp, việc nghiên cứu phát
triển nguồn vật liệu và năng lượng sinh khối tạo ra những dạng năng lượng, vật liệu
sạch, rẻ góp phần bảo đảm an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường (trong đó
biodiesel đang rất được quan tâm hiện nay) chính là một hướng đi tất yếu.
Nhiên liệu sinh học thay thế từng phần diesel từ dầu mỏ không thân thiện với môi
trường và đang cạn kiệt. Nguyên liệu đầu vào để sản xuất biodiesel ở nước ta có
nhiều loại: Các loại dầu thực vật ăn được và không ăn được, trong đó có dầu rán
phế thải, dầu hạt cao su, mỡ cá basa… Trong đó dầu rán phế thải là thích hợp nhất,
vì về nguyên tắc, dầu rán phế thải không dùng để ăn được bởi khi chiên đi chiên lại
nhiều lần tính chất của dầu đã bị biến đổi có hại cho sức khỏe, cụ thể một phần đã
chuyển thành aldehyde rất độc. Dầu rán phế thải lại khó tự phân hủy trong môi
trường, nên nếu thải ra môi trường sẽ làm ô nhiễm môi trường trầm trọng.
Dầu rán phế thải ở Việt Nam đang có hàm lượng acid béo tự do thấp, nên có thể sử
dụng công nghệ sản xuất biodiesel một giai đoạn, đơn giản. Còn sản phẩm biodiesel
từ các loại nguyên liệu đầu vào khác nhau có chất lượng như nhau, miễn là công
nghệ chuyển hóa đạt trên 98%. Dầu rán phế thải từ nhà máy mì ăn liền thường dùng
qua nhiều lần, giá thành rất rẻ.
3
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học
công nghiệp Thành Phố Hồ Chí Minh -khoa công nghệ hóa đã tạo điều kiện cho
chúng em môi trường học tập tốt. Đặc biệt là giáo hướng dẫn Th.s Nguyễn Thị Liễu
đã tận tận tình hướng dẫn và giúp đỡ chúng em hoàn thành tốt báo cáo đồ án này.
Qua thời gian thực hiện đồ án này Chúng em đã học tập được nhiều kiến
thức cơ bản trong trường và nhiều kiến thức ngoài thực tế. Tuy nhiên, do việc tiếp

súc áp dụng vào thực tế chỉ mới bắt đầu và còn ít kinh nghiệm. Vì vậy cuốn báo cáo
này không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong các thầy cô trong khoa công
nghệ hóa học góp ý chỉ dẫn để bài báo cáo của nhóm chúng em được hoàn chỉnh
hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Tp.hcm Ngày… Tháng… Năm 2012
Nhóm Sinh Viên Đồ Án
4
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

















Tp.hcm, Ngày… Tháng… Năm 2012
Giáo Viên Hướng Dẫn
5
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Nội dung Trang
Bảng 1.1: Chỉ tiêu chất lượng dầu Diesel và Biodiesel
Bảng 1.2: Liệt kê một số loại dầu thực vật
Bảng 1.3: Các axit béo có trong thành phần các loại dầu.
Bảng 1.4: Thành phần axit béo trong một số loại dầu thực vật.
Bảng 1.5: Một số chỉ tiêu chất lượng của Biodiesel (B100) theo
ASTM D 6751
Bảng 1.6:Tính chất hóa lí đặc trưng của các xúc tác dạng Al
2
O
3
Bảng 1.7: So Sánh Hiệu Suất biodiezel trên các loại xúc tác khác nhau
Bảng 2.1: Ưu nhược điểm của quá trình mới
Bảng 2.2: So sánh các phương pháp cổ điển và quy trình sản xuất mới
Bảng 2.3: So sánh tính chất
6
DANH MỤC HÌNH
Nội dung Trang
Hình 2.1: Sản xuất Biodiesel
Hình 2.2: Sản xuất Biodiesel từ phản ứng chuyển vị
Hình 2.3: Sản xuất Biodiesel từ dầu thực vật, dầu thải
Hình 2.4: Quy trình mới sản xuất Biodiesel
Hình 2.5: Quy trình HTPM
Hình 2.6 : Sản xuất Biodiesel từ Jatropha
7
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
STT Từ viết tắt Tên đầy đủ
1 DTV Dầu thực vật
2 HTPM
Methanol Metanol với áp suất và nhiệt độ cao (High

Temperature and Pressured)
3 FAME
Axit béo methyl este hay dầu diesel sinh học
4 FFA
Axit béo tự do (Free Fatty Axit)
8
MỤC LỤC
1.1.2 nh ngh a:Đị ĩ 12
1.1.3 Tính ch t và u nh c đi m c a Biodieselấ ư ượ ể ủ 12
1.2 Khái quát quá trình t ng h p Biodieselổ ợ 17
1.2.1 Ngu n nguyên li u:ồ ệ 17
1.2.2 Các ph ng pháp s n xu t Biodieselươ ả ấ 39
1.2.3 Xúc tác c a ph n ng t ng h p Biodieselủ ả ứ ổ ợ 41
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
BIODIESEL 47
2.1M t s công ngh hi n nayộ ố ệ ệ 47
2.1.1Qúa trình s n xu t Biodiesel t nhi u ngu n nguyên li u khác nhauả ấ ừ ề ồ ệ 47
2.1.2 Qúa trình c b n t d u th c v t và d u th iơ ả ừ ầ ự ậ ầ ả 49
2.1.3 Quy trình m i s n xu t Biodiesel t d u th c v t, d u tái chớ ả ấ ừ ầ ự ậ ầ ế 51
2.1.4 Công ngh HTPM s n xu t d u diesel sinh h c t ph li u đ ng, th c v t.ệ ả ấ ầ ọ ừ ế ệ ộ ự ậ
53
2.1.5 S n xu t Biodiesel t cây Jatrophaả ấ ừ 55
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ 57
3.1Các thông s c n cho vi c tính toánố ầ ệ 57
3.2Cân b ng v t ch tằ ậ ấ 58
3.2.1Thi t b ph n ng:ế ị ả ứ 58
3.2.2Quá trình tách pha 59
3.2.3Quá trình r aử 60
3.2.4 Thu h i metanol t pha glyxerin b ng ph ng pháp ch ng c tồ ừ ằ ươ ứ ấ 60
9

3.3 Tính toán thi t bế ị 60
3.3.1Bình ph n ngả ứ 60
3.3.2Các thi t b khácế ị 64
3.4 Cân b ng n ng l ngằ ă ượ 66
3.4.1 bình ph n ngỞ ả ứ 66
3.4.2 bình thu h i glyxerinỞ ồ 67
3.5 Tính toán các thi t b khácế ị 68
CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM 74
4.1 o ph kh i GC-MSĐ ổ ố 74
4.2 o t tr ngĐ ỷ ọ 74
4.3 o đ nh tĐ ộ ớ 74
4.4 o ch s axitĐ ỉ ố 74
10
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1 Sơ lược về Biodiesel
1.1.1 Tổng quan
1.1.1.1 Lịch sử phát triển Biodiesel
Lịch sử hình thành và phát triển của Biodiesel bắt đầu được sản xuất khoảng
giữa năm 1800, trong thời điểm đó người ta chuyển hóa dầu thực vật để thu glixerin
ứng dụng làm xà phòng và thu được các phụ phẩm là methyl hoặc ethyl este gọi
chung là Biodiesel.
Năm 1893, lần đầu tiên Rudolf Diesel đã sử dụng Biodiesel do ông sáng chế
để chạy máy. Năm 1912, ông đã dự báo: “Hiện nay, việc dùng dầu thực vật cho
nhiên liệu động cơ có thể không quan trọng, nhưng trong tương lai, những loại dầu
như thế chắc chắn sẽ có giá trị không thua gì các sản phẩm nhiên liệu từ dầu mỏ và
than đá”. Trong bối cảnh nguồn tài nguyên dầu mỏ đang cạn kiệt và những tác động
xấu lên môi trường của việc sử dụng nhiên liệu, nhiên liệu tái sinh sạch trong đó có
Biodiesel đang ngày càng khẳng định vị trí là nguồn nhiên liệu thay thế khả thi. Để
tưởng nhớ nguời đã có công đầu tiên đoán được giá trị to lớn của Biodiesel, Nation
Board Biodiesel đã quyết định lấy ngày 10 tháng 8 hằng năm bắt đầu từ năm 2002

làm ngày Diesel sinh học Quốc tế (International Biodiesel Day).
Năm 1900 tại hội chợ thế giới tổ chức tại Pari, Diesel đã biểu diễn động cơ
dùng dầu Biodiesel chế biến từ dầu Lạc. Trong những năm của thập kỷ 90, Pháp đã
triển khai sản xuất Biodiesel từ dầu hạt Cải và được dùng ở dạng B5 (5 % Biodiesel
với 95 % Diesel) và B30 (30 % Biodiesel trộn với 70 % Diesel).
1.1.1.2 Tình hình sử dụng Biodiesel trên thế giới:
Các nước trên thế giới đã sản xuất Biodiesel với số lượng ngày càng nhiều
và tăng rất nhanh .Theo xu hướng thế giới, người ta sẽ trộn Bio-Diesel vào thành
phần diesel từ 5 tới 30%.
+ Ở châu Âu theo chỉ thị 2003/30/EC của EU từ ngày 31 tháng 12 năm 2005 ít nhất
là 2% và cho đến 31 tháng 12 năm 2010 ít nhất là 5,75% các nhiên liệu dùng để
chuyên chở phải có nguồn gốc tái tạo. Tại Áo, một phần của chỉ thị của EU đã được
thực hiện sớm hơn và từ ngày 1 tháng 11 năm 2005 chỉ còn có dầu Diesel với 5%
11
có nguồn gốc sinh học (B5) là được phép bán.
+ Tại Australia, đã sử dụng B20 và B50 vào tháng 2 năm 2005.
+ Tại Mỹ năm 2005, đã sử dụng B20.
+ Tại Thái Lan trong năm 2006, sử dụng B5 tại Chiangmai và Bangkok.
+ Tại Việt Nam, Petro Việt Nam đã có kế hoạch đưa 10% Bio-Diesel (B10) vào
thành phần Diesel để lưu thông trên thị trường.
1.1.2 Định nghĩa:
Biodiesel là loại nhiên liệu có những tính chất tương đương với dầu Diesel tự
nhiên nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay mỡ động
vật. Biodiesel nói chung đều là loại năng lượng tái tạo và về phương diện hoá học
thì Biodiesel là este của những axit béo trong dầu hay mỡ khi được este hoá bởi các
ancol.
Nhiều nước trên thế giới dùng chữ B với ý nghĩa là Biodiesel, chữ BA hay E
để cho biết hoá hợp với ethanol. Ví dụ: nhiên liệu chứa 20% Biodiesel được ký hiệu
là B20, Biodiesel tinh khiết là loại B100.
Bản chất của Biodiesel là sản phẩm este hóa giữa Methanol hoặc Ethanol và

axit béo tự do trong dầu thực vật hoặc mỡ động vật.
Tùy thuộc vào loại dầu và loại rượu sử dụng mà alkyl este có tên khác nhau:
+ Nếu đi từ dầu cây đậu nành (soybean) và Methanol thì ta thu được SME (soy
methyl Estes). Đây là loại este thông dụng nhất được sử dụng tại Mỹ.
+ Nếu đi từ dầu cây cải dầu (Rapeseed) và Methanol thì ta thu được RME
(Rapeseed Methyl Estes). Đây là loại Estes thông dụng nhất được sử dụng ở châu
Âu.
Theo tiêu chuẩn ASTM thì Biodiesel được định nghĩa: “là các Mono Alkyl
Este của các axit mạch dài có nguồn gốc từ các lipit có thể tái tạo lại như: dầu thực
vật, mỡ động vật, được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ Diesel”.
1.1.3 Tính chất và ưu nhược điểm của Biodiesel
1.1.3.1 Tính chất
12
Biodiesel là một chất lỏng, có màu giữa vàng hay nâu tối phụ thuộc vào
nguyên liệu để chế biến. Methyl este điển hình có điểm bốc cháy khoảng ~150
0
C
(300
0
F), tỷ trọng thấp hơn nước (d= ~0.88g/cm
3
), có độ nhớt tương tự Diesel từ dầu
mỏ.
Một số tính chất như chỉ số xetan, tỉ trọng chỉ phụ thuộc vào tính chất của
nguyên liệu ban đầu. Hầu hết các tính chất còn lại phụ thuộc vào các yếu tố kỹ thuật
của quá trình sản xuất.
- Yếu tố quan trọng nhất chính là độ chuyển hóa của phản ứng chuyển vị este. Thậm
chí khi thu được hiệu suất phản ứng cao nhất, trong Biodiesel vẫn chưa một lượng
nhỏ tri, đi, Monoglixerit. Những chất này làm tăng độ nhớt, giảm độ bền oxi hóa, do
đó hàm lượng của nó phải nhỏ nhất.

- Tổng lượng glixerin chính là tổng phần glixerin chứa trong các glixerit và glyxerin
tự do. Glyxerin không tan trong Biodiesel, có độ nhớt cao. Nhiên liệu chứa nhiều
glyxerin dẫn đến hiện tượng lắng glyxerin, làm nghẽn bộ lọc nhiên liệu và làm xấu
đi quá trình cháy trong động cơ.
- Metanol bị hạn chế dưới 0.2% trong tiêu chuẩn EN 14214 nhưng không đề cập
đến trong ASTM. Tuy nhiên, hàm lượng methanol có thể hạn chế thông qua chỉ tiêu
độ chớp cháy (càng nhiều methanol, độ chớp cháy càng thấp). Yêu cầu độ chớp
cháy không nhỏ hơn 130
0
C trong ASTM tương ứng với hàm lượng methanol nhỏ
hơn 0.1%.
Trong bảng dưới đây giới thiệu một số chỉ tiêu chất lượng đối với dầu Diesel
(tiêu chuẩn EN 590) và Biodiesel (tiêu chuẩn EN 14214, ASTM D6751).
Bảng 1.1: Chỉ tiêu chất lượng dầu Diesel và Biodiesel
13
Chỉ Tiêu EN590 EN14214 ASTM
D6751
Tỉ trọng ở 15
0
C, kg/m
3
Độ nhớt ở 40
0
C, mm
2
/s
Điểm chớp cháy,
0
C, không thấp hơn
Lưu huỳnh, mg/kg, không lớn hơn

Chỉ số xetan, không thấp hơn
Nước, mg/kg, không lớn hơn
Este, % khối lượng, không nhỏ hơn
Methanol, % khối lượng, không lớn hơn
Monogixerit, % khối lượng, không lớn hơn
Điglixerit, % khối lượng, không lớn hơn
Triglixerit, % khối lượng, không lớn hơn
Glixerin tự do, % khối lượng, không lớn hơn
Tổng lượng glixerin, % khối lượng, không
lớn hơn…
820 – 845
2,0 – 4.5
55
50
51
200
-
-
-
-
-
-
-
860 – 900
3,5 – 5,0
120
10
51
500
96,5

0,2
0,8
0,2
0,2
0,02
0,25
-
1,9 – 6,0
130
15
45
500
-
-
-
-
-
0,02
0,24
1.1.3.2 Ưu Điểm
- Về mặt môi trường:
+ Giảm lượng phát thải khí CO
2
, do đó giảm được lượng khí thải gây ra hiệu ứng
nhà kính.
+ Không có hoặc chứa rất ít các hợp chất của lưu huỳnh (<0,001% so với đến 0,2%
trong dầu Diesel).
+ Hàm lượng các hợp chất khác trong khói thải như: CO, SO
X
, HC chưa cháy, bồ

hóng giảm đi đáng kể nên có lợi rất lớn đến môi trường và sức khoẻ con người.
+ Không chứa HC thơm nên không gây ung thư.
+ Có khả năng tự phân huỷ và không độc (phân huỷ nhanh hơn Diesel 4 lần, phân
huỷ từ 85 ¸ 88% trong nước sau 28 ngày).
+ Giảm ô nhiễm môi trường nước và đất.
+ Giảm sự tiêu dùng các sản phẩm dầu mỏ.
14
- Về mặt kỹ thuật:
+ Có chỉ số cetan cao hơn Diesel.
+ Biodisel rất linh động có thể trộn với Diesel theo bất kì tỉ lệ nào.
+ Biodiesel có điểm chớp cháy cao hơn Diesel, đốt cháy hoàn toàn, an toàn trong
tồn chứa và sử dụng.
+ Biodiesel có tính bôi trơn tốt : ngày nay để hạn chế lượng SO
x
thải ra không khí,
người ta hạn chế tối đa lượng S trong dầu Diesel. Nhưng chính những hợp chất lưu
huỳnh lại là những tác nhân giảm ma sát của dầu Diesel. Do vậy dầu Diesel có tính
bôi trơn không tốt và đòi hỏi việc sử dụng thêm các chất phụ gia để tăng tính bôi
trơn. Trong thành phần của Biodiesel có chứa Oxi. Cũng giống như S, O có tác
dụng giảm ma sát. Cho nên Biodiesel có tính bôi trơn tốt.
+ Do có tính năng tượng tự như dầu Diesel nên nhìn chung khi sử dụng không cần
cải thiện bất kì chi tiết nào của động cơ (riêng đối với các hệ thống ống dẫn, bồn
chứa làm bằng nhựa ta phải thay bằng vật liệu kim loại).
- Về mặt kinh tế:
+ Sử dụng nhiên liệu Biodiesel ngoài vấn đề giải quyết ô nhiễm môi trường nó còn
thúc đẩy ngành nông nghiệp phát triển, tận dụng tiềm năng sẵn có của ngành nông
nghiệp như dầu phế thải, mỡ động vật, các loại dầu khác ít có giá trị sử dụng trong
thực phẩm.
+ Đồng thời đa dạng hoá nền nông nghiệp và tăng thu nhập ở vùng miền nông thôn.
+ Hạn chế nhập khẩu nhiên liệu Diesel, góp phần tiết kiệm cho quốc gia một

khoảng ngoại tệ lớn.
1.1.3.3 Nhược Điểm
Hiên nay, từ những thông tin quảng cáo về Biodiesel nhiều người lầm tưởng
rằng việc sử dụng Biodiesel chỉ có lợi mà không có hại. Trên thực tế, bên cạnh
những ưu điểm, Biodiesel cũng có nhều nhược điểm hạn chế việc ứng dụng rộng rãi
trong công nghiệp và đời sống. Nhiều nhà sản xuất xe hơi và động cơ rất thận trọng
với việc sử dụng Biodiesel trong động cơ của họ.
+ Việc sử dụng nhiên liệu chứa nhiều hơn 5% Biodiesel có thể gây nên những vấn
đề sau:
15
 Ăn mòn các chi tiết của động cơ và tạo cặn trong bình nhiên liệu do tính dễ
bị oxi hóa của Biodiesel
 Làm hư hại nhanh các vòng đệm cao su do sự không tương thích của
Biodiesel với chất liệu làm vòng đệm.
+ Nhiệt độ đông đặc Biodiesel phụ thuộc vào nguyên liệu sản xuất nhưng nói chung
là cao hơn nhiều so với dầu Diesel thành phẩm. Điều này ảnh hưởng rất lớn đến
việc sử dụng Biodiesel ở những vùng có thời tiết lạnh. Tuy nhiên đối với các nước
nhiệt đới, như Việt Nam chẳng hạn thì ảnh hưởng này không đáng kể.
+ Ngoài ra, Biodiesel rất háo nước nên cần những biện pháp bảo quản đặc biệt để
tránh tiếp xúc với nước.
+ Biodiesel không bền, rất dễ bị oxi hóa gây nhiều khó khăn trong việc bảo quản.
+ Biodisel có nhiệt trị thấp hơn so với Diesel.
+ Trở ngại lớn nhất của việc thương mại Biodiesel trước đây là chi phí sản suất cao.
Do đó làm cho giá thành Biodiesel khá cao, nhưng với sự leo thang giá cả nhiêu
liệu như hiện nay thì vấn đề này không còn là rào cản nữa.
+ Hiện nay Biodiesel thường được sản xuất chủ yếu là theo mẻ. Đây là điều bất lợi
vì năng suất thấp, khó ổn định được chất lượng sản phẩm cũng như các điều kiện
của quá trình phản ứng. Một phương pháp có thể tránh hoặc tối thiểu khó khăn này
là sử dụng quá trình sản xuất liên tục.
+ Để sản xuất Biodiesel ở quy mô lớn có một nguồn nguyên liệu dồi dào và ổn

định. Việc thu gom dầu ăn phế thải không khả thi lắm do số lượng hạn chế, lại phân
tán nhỏ lẻ. Những nguồn nguyện liệu có thể chế biến thành dầu ăn ( hướng dương,
cải dầu, cọ…) thì giá thành quá cao, sản xuất Biodiesel không kinh tế. Vả lại, diện
tích đất nông nghiệp cho việc trồng cây lây dầu ăn là có hạn. Để giải quyết bài toán
nguyên liệu này, trên thế giới đang có xu hướng phát triển những cây lấy dầu có
tính chất công nghiệp như dầu mè (Jatropha Curcas), hoặc những loại cây cho năng
suất như Tảo.
16
1.2 Khái quát quá trình tổng hợp Biodiesel
1.2.1 Nguồn nguyên liệu:
1.2.1.1 Dầu thực vật:
- Nguồn cung ứng
Hiện nay dầu thực vật đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phát triển
các nguồn nguyên liệu thay thế. Sản xuất Biodiesel từ dầu thực vật đang là xu thế
của các nước trên thế giới vì giá thành rẻ, số lượng lớn và sẵn có. Một số loại dầu
thực vật có triển vọng sử dụng làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp Biodiesel:
Bảng 1.2: Liệt kê một số loại dầu thực vật
STT Tên
Khối lượng
riêng
Chỉ số xà
phòng hóa
Chỉ số Iốt
1 Dừa 0,917 – 0,930 246 -248 7,5 - 12
2 Đậu nành 0,922 – 0,928 188 – 195 120 – 140
3 Hướng dương 0,923 – 0,926 189 – 194 120 -135
4 Lạc 0,914 – 0,926 187 – 207 83 – 105
5 Bông 0,920 – 0,926 189 – 199 100 – 200
6 Cải (hạt) 0,917 – 0,920 170 – 188 92 - 123
7 Ngô 0,921 – 0,928 187 – 193 115 - 125

8 Cọ 0,914 – 0,925 284 – 250 23 - 37
9 Oliu 0,914 – 0,918 185 -196 79 – 88
10 Cao su (hạt) 0,923 – 0,924 183 – 190 125 - 145
11 Thầu dầu 0,957 – 0,967 177 – 185 81– 90
Dầu thực vật là một trong những nguồn nguyên liệu được sử dụng rộng rãi
trong nhiều ngành công nghiệp. Hàng năm trên thế giới có một lượng lớn dầu thực
vật được sử dụng trong các nghành công nghiệp thực phẩm, sơn, hương liệu, mỹ
phẩm, nhựa, chất hoạt động bề mặt trong nghành dệt nhuộm, công nghiệp sản xuất
dầu mỡ bôi trơn và phụ gia. Dầu thực vật còn dùng để sản xuất vitamin, dược phẩm,
mỹ phẩm, đặc biệt dầu thực vật còn có thể sản xuất nhiên liệu dùng cho động cơ
Diesel (Biodiesel).
Dầu thực vật để sản xuất Biodiesel là đặc trưng của mỗi quốc gia và phụ
thuộc vào nguồn cung cấp sẵn có. Mỹ sử dụng đậu tương và mỡ động vật; Còn ở
Châu Âu sử dụng nho và mỡ động vật. Canada sử dụng hạt Canola, và Nhật Bản ưa
17
chuộng mỡ động vật hơn. Dầu cọ thì được dùng ở Malaysia. Nhưng nhiều nước thì
nhập khẩu dầu thực vật, trong khi mỡ động vật cũng khan hiếm. Những nước này
(chẳng hạn như —n độ) chỉ có thể xem xét việc sử dụng dầu thực vật không ăn được
cho sản phẩm Biodiesel.
Nguồn dầu thực vật Việt Nam rất phong phú. Tuy nhiên vùng nguyên liệu
cây có dầu của Việt Nam chưa tập trung và chưa nhằm vào mục đích lấy dầu là
chính. Đối với Việt Nam, các dầu bông, dừa, sở, đậu tương, cọ và hướng dương là
các dầu tiềm năng hơn cả.
Giới thiệu một số loại dầu thực vật thông dụng:
+ Dầu hạt Sở (dầu Chè, Mắc Xà Dầu): Hạt Sở khô chứa dầu béo, màu vàng, trong
suốt, có mùi thơm nhẹ. Trọng lượng nhân trong hạt chiếm từ 50-55%. Hàm lượng
dầu trong nhân từ 30 ÷35%. Dầu hạt Sở được dùng rộng rãi trong công nghiệp sản
xuất chất tẩy rửa, chất hoá dẻo, mực in, hoặc sản xuất bơ thực vật. Tính chất hoá lý
của dầu hạt Sở:
- Tỷ trọng (35

o
C) : 0,9225
- Chỉ số chiết quang : 1,7950
- Chỉ số Iốt : 80,35 ÷ 80,75g iốt/100g dầu
- Chỉ số xà phòng : 190,50 ÷ 196,50mg KOH/g dầu
- Chỉ số axit : 0,935mgKOH/g dầu
+ Dầu quả cọ: Cọ là một loại cây nhiệt đới, được trồng nhiều ở một số nước Châu
Âu, Tây Phi, Đông Nam Á,… Từ quả của cây Cọ có thể sản xuất được hai loại dầu:
dầu nhân Cọ và dầu cùi Cọ. Dầu nhân Cọ có màu trắng còn dầu cùi cọ có màu vàng.
Hàm lượng dầu trong nhân chiếm 55 ÷ 47% và trong cùi chiếm 45 ÷ 47%. Một số
tính chất hoá lý của dầu cọ như sau:
- Chỉ số axit : 2,25 ÷ 9,15 mgKOH/g dầu
- Chỉ số Iốt : 12,50g iốt/100g dầu
- Chỉ số xà phòng : 235mg KOH/g dầu
+ Dầu hạt cải: Hàm lượng dầu trong hạt từ 38 ÷ 42%, với 31 ÷ 55% axit Eruxic, 11
÷ 145 axit Oleic, 12 ÷ 24% axit Linoleic. Một số chỉ số hoá lý của dầu hạt Cải như
sau:
18
- Tỷ trọng (35
o
C) : 0,9364
- Chỉ số khúc xạ : 1,5053
- Chỉ số Iốt : 97 ÷ 110g iốt/100g dầu
- Chỉ số xà phòng : 186 ÷ 198mg KOH/g dầu
+ Dầu hạt bông: Bông là loại cây mùa vụ. Trong hạt Bông có từ 16 ÷ 18% dầu, 35 ÷
45% tinh bột, 5 ÷ 9% sợi bông, khoảng 25 ÷ 28% vỏ. Trong dầu Bông hàm lượng
axit béo no Palmitic cao nên ở nhiệt độ thường nó đã ở thể rắn. Khi làm sạch dầu
người ta tách được Palmitic dùng để sản xuất Macgarin và Xà Phòng. Đây cũng là
nguyên liệu tốt để sản xuất Biodiesel.
+ Dầu hạt cao su: Dầu hạt cao su tốt có màu vàng nhạt, độ khô trung bình với các

tính chất hoá lý đặc trưng như các loại dầu béo khác. Dầu hạt cao su có một số chỉ
số hoá lý như sau:
- Tỷ trọng (35
o
C) : 0,915 ÷ 0,935
- Chỉ số chiết quang : 1,4650 ÷ 1,4750
- Chỉ số Iốt : 134,35 ÷ 138,75g iốt/100g dầu
- Chỉ số xà phòng : 191,55 ÷ 194,75mg KOH/g dầu
- Chỉ số axit : 30,2 ÷ 40,9mg KOH/g dầu
+ Dầu dừa: Trong dầu dừa có chứa các axit béo như axit Lauric (44 ÷ 52%), axit
Myristic (13 ÷ 19%), axit Palmitic (7,5 ÷ 10,5%). Hàm lượng các chất béo không
no rất ít. Dầu dừa được sử dụng nhiều cho mục đích thực phẩm, có thể sản xuất
Macgarin và cũng là nguyên liệu tốt để sản xuất Biodiesel. Một số chỉ số hoá lý của
dầu dừa như sau:
- Tỷ trọng (35
o
C) : 0,920
- Chỉ số chiết quang : 1,448
- Chỉ số Iốt : 11g iốt/100g dầu
- Chỉ số xà phòng : 255mg KOH/g dầu
+ Dầu đậu nành: Thành phần chủ yếu là Linoneic (50 ÷ 57%), Oleic (23 ÷ 29%).
Dầu đậu nành được dùng trong mục đích thực phẩm, sản xuất sơn, vecni, xà phòng
và đặc biệt là dùng làm nguyên liệu để tổng hợp Biodiesel.
- Tỷ trọng (35
o
C) : 0,924
19
- Chỉ số chiết quang : 1,4750
- Chỉ số Iốt : 129g iốt/100g dầu
- Chỉ số xà phòng : 190mg KOH/g dầu

+ Dầu hạt cây cọc rào (Jatropha):
- Tỷ trọng (35
o
C) : 0,869
- Chỉ số chiết quang : 1,46
- Chỉ số Iốt : 108g iốt/100g dầu
- Chỉ số xà phòng : 187mg KOH/g dầu
- Chỉ số axit : 14,095mg KOH/g dầu
+ Dầu thầu dầu: Dầu thầu dầu hay còn gọi là dầu ve, được lấy từ hạt của cây thầu
dầu. Đây là cây được trồng nhiều ở vùng khí hậu nhiệt đới. Ở nước ta, thầu dầu
được trồng nhiều ở các vùng núi trung du Bắc Bộ, Thanh Hoá, Nghệ An. Tuy nhiên,
hiện nay chúng ta vẫn phải nhập loại dầu này từ Trung Quốc. Dầu thầu dầu là loại
dầu không khô, chỉ số iốt cao, tỷ trọng lớn, tan trong alkan, không tan trong xăng và
dầu hoả. Do độ nhớt cao nên nó được sử dụng trong công nghiệp mỡ bôi trơn. Hiện
nay loại dầu này vẫn là loại dầu cao cấp dùng trong động xe máy, xe lửa và các loại
máy có tốc độ cao, trong dầu phanh. Ngoài ra dầu thầu dầu còn được dùng nhiều
trong các lĩnh vực như: trong y tế, trong công nghiệp chất tẩy rửa, trong công
nghiệp chất dẻo, công nghiệp sơn,…Dầu thầu dầu có một số chỉ số hoá lý sau:
- Tỷ trọng ở 15
o
C : 0,960.
- Chỉ số xà phòng hoá : 176 ÷ 187mg KOH/g dầu
- Chỉ số iốt : 80,2 ÷ 90,6g iốt/100g dầu
- Chỉ số axit : 10mg KOH/g dầu
Hầu hết các loại dầu thực vật đều có thể sử dụng để tổng hợp Biodiesel. Tuy nhiên
các loại dầu muốn sử dụng để tổng hợp Biodiesel được thì trước tiên phải được qua
quá trình tinh chế nhằm loại bỏ hoặc giảm bớt những thành phần không có lợi như:
Phải loại bỏ các tạp chất cơ học, giảm hàm lượng axit tự do xuống mức cho phép,…
để sao cho đáp ứng được các chỉ tiêu đối với quá trình tổng hợp Biodiesel.
Nói chung các quá trình hóa học và ứng dụng có khác biệt đối với từng loại

dầu thực vật. Nhưng hầu như tất cả các loại dầu thực vật đều có thể là nguyên liệu
20
sản xuất Biodiesel pha trộn với nguyên liệu Diesel làm giảm đáng kể các khí độc
hại trong khí thải như: SO
2
, NO
x
, các hydrocacbon thơm, CO… đồng thời có thể tiết
kiệm đáng kể nguyên liệu khoáng.
- Thành phần hoá học của dầu thực vật.
Các loại dầu khác nhau thì có thành phần hoá học khác nhau, tuy nhiên thành
phần chủ yếu của dầu thực vật là các glyxerit, nó là este tạo thành từ axit béo có
phần tử cao và glyxerit (chiếm 95-97%). Công thức cấu tạo chung của nó là:
R
1,
R
2
,R
3
là các gốc hydrocacbua của axit béo, khi chúng có cấu tạo giống
nhau thì gọi là glyxerit đồng nhất, nếu khác nhau thì gọi là glyxerit hỗn tạp, Các gốc
R có chứa từ 8 đến 22 nguyên tử carbon. Đại bộ phận dầu thực vật có thành phần
glyxerit hỗn tạp. Trong lượng phân tử dầu thực vật tùy thuộc vào loại axit béo có
trong cấu tạo, nói chung nằm trong khoảng 650 – 970, trong đó axit béo chiếm 94 –
96% trọng lượng. Do đó, tính chất hóa học của dầu béo có liên quan chặt chẽ đến
tính chất hóa học của axit béo.
Axit béo có 2 loại: axit béo no và không no
+ Axit béo no thường gặp: axit caproic (C
6
), axit capilic (8), axit capric (C

10
),
axit miistic (C
14
), axit paltimic (C
6
), axit stearic (C
8
).
+ Axit béo không no thường gặp: axit oleic, axit linoleic, axit arachidomic.
Trong dầu thực vật, axit béo C
18
thường chiếm nhiều nhất, trừ một vài trường
hợp có tỉ lệ axit C
12
lớn nhất như: dầu Dừa, dầu Cọ, … Chính các axit béo quyết
định phần lớn đặc trưng hoá lý của dầu thực vật. Mạch axit béo càng dài, no thì
nhiệt độ nóng chảy của dầu càng cao, áp suất hơi càng kém, do đó ít có mùi. Cùng
một chiều dài mạch carbon, axit béo có chứa nhiều nối đôi thì nhiệt độ nóng chảy
càng thấp (xem Bảng 1.3). Phần lớn các axit béo có mạch dài cấu tạo nên triglyxerit
của dầu thực vật. Đó chính là nguyên nhân dẫn đến dầu thực vật không tan trong
nước, ít tan trong rượu có mạch ngắn như methanol.
21
CH
2
– OCOR
1
CH
2
– OCOR

2
CH
2
– OCOR
3
Bảng 1.3: Các axit béo có trong thành phần các loại dầu.
Tên thông dụng Công thức cấu tạo T
o
nc
(
o
C) Tỉ trọng
Axit béo no
Blauric CH
3
(CH
2
)
10
COOH 44 -
Panmitic CH
3
(CH
2
)
12
COOH 63 0.849
Stearic CH
3
(CH

2
)
16
COOH 70 0.847
Axit béo không no
Oleic CH
3
(CH)
7
CH=CH(CH
2
)
7
COOH 14 0.900
Linoleic CH
3
(CH
2
)CH=CHCH
2
CH=(CH
2
)
7
COOH -9.5 0.903
Linoleic CH
3
(CH
2
CH=CH)

3
(CH
2
)
7
COOH -11 0.914
Eleostearic CH
3
(CH
2
)
5
CHCH
2
CH=CH(CH
2
)
7
COOH - -
Ricinoleic
CH
3
(CH
2
)
5
CHCH
2
CH=CH(CH
2

)
7
COOH
OH
5 0.954
22
Bảng 1.4: Thành phần axit béo trong một số loại dầu thực vật.
Tên
Thành phần axit béo (% khối lượng)
12:0 14:0 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3 22:1
Dừa 44-51 13-18 7.5-10 1-3 5-8.2 1.0-2.6 - -
Cám - - 7-13 2.5-3 30-43 39-52 1 -
Cotton -
0.8-
1.5
22-24 2.6-5 19 50-52 - -
Lanh - - 6 3.2-4 13-37 5-23 26-60 -
Olive - 1.3 7-18 1.4-3.3 55-85 4-19 - -
Cọ -
0.6-
2.4
32-46 4-6.3 37-53 6-12 - -
Đậu Phộng - 0.5 6-12.5 2.5-6 37-61 13-41 - -
Cải - 1.5 1-4.7 1-3.5 13-18 9.5-22 1-10 40-64
Đậu Nành - - 2.3-11 2.4-6 22-31 49-53
2-
10.5
-
Hướng
Dương

- - 3.5-6.5 1.3-5.6 14-43 44-69 - -
Thành phần khác nhau của dầu thực vật đó là các axit béo. Các axit béo có
trong dầu thực vật đại bộ phận ở dạng kết hợp trong glyxerit và một lượng nhỏ ở
trạng thái tự do. Các glyxerit có thể thuỷ phân thành axit béo theo phương trình
phản ứng sau:
Thường axit béo sinh ra từ dầu mỡ có thể vào khoảng 95% so với trọng
lượng dầu mỡ ban đầu. Về cầu tạo axit béo là những axit cacboxylic mạch thẳng có
cầu tạo từ khoảng 6-30 nguyên tử cacbon. Các axit này có thể no hoặc không no.
23
%
Một thành phần nữa trong dầu thực vật là glyxerin, nó tồn tại ở dạng kết hơp
trong glyxerin. Glyxerin là rượu ba chức, trong dầu mỡ lượng glyxerin thu được
khoảng 8-12% so với trọng lượng dầu ban đầu.
Ngoài các hợp chất chủ yếu ở trên trong dầu thực vật còn chứa một lượng
nhỏ các hợp chất khác nhau như các phophatit, các chất sáp, chất nhựa, chất nhờn,
các chất màu, các chất gây mùi, các tiền tố và sinh tố
Dầu thực vật dùng để tổng hợp Biodiesel phải được tinh chế cẩn thận để đảm
bảo chỉ tiêu chất lượng và cho hiệu suất tổng hợp Biodiesel cao nhất. Đặc biệt chỉ
tiêu về độ axit, hàm lượng nước, tạp chất thường được quan tâm nhất.
- Ưu điểm:
+ Trị số xetan cao: trị số xetan là đơn vị đo quy ước, đặc trưng cho khả năng tự bắt
lửa của nhiên liệu Diesel, là một số nguyên, có giá trị đúng bằng giá trị của hỗn hợp
chuẩn có cùng khả năng tự bắt cháy. Hỗn hợp chuẩn này gồm hai hydrocacbon: n-
xetan (C
16
H
34
) quy định là 100, có khả năng tự bắt cháy tốt và α-metyl aphtalen
(C
11

H
10
) quy định là 0, có khả năng tự bốc cháy kém. Trị số xetan của Diesel càng
cao thì sự mồi lửa và sự cháy càng tốt, động cơ cháy đều đặn hơn. Nhiên liệu Diesel
thông thường có trị số xetan từ 50-52 và 53-54 đối với động cơ cao tốc. Biodiesel là
các alkyl este mạch thẳng do vậy nhiên liệu này có trị số xetan cao hơn diesel
khoáng, trị số xetan của Biodiesel thường từ 56-58. Với trị số xetan như vậy
Biodiesel hoàn toàn có thể đáp ứng dễ dàng yêu cầu của những động cơ đòi hỏi
nhiên liệu chất lượng cao với khả năng tự bắt cháy cao mà không cần phụ gia tăng
trị số xetan.
+Hàm lượng lưu huỳnh: Trong Biodiesel hàm lượng lưu huỳnh rất ít, khoảng
0,001%. Chính vì ưu điểm này mà Biodiesel được chọn làm nhiên liệu sạch và thân
thiện với môi trường, vì khi cháy nó thải ra rất ít SO
2
nên không gây ăn mòn thiết bị
và ô nhiễm môi trường.
+ Quá trình cháy sạch: Do nhiên liệu Biodiesel chứa khoảng 11% oxy, nên quá
trình cháy xảy ra hoàn toàn, vì vậy khi cháy tạo rất ít muội trong động cơ.
+ Khả năng bôi trơn giảm mài mòn: Biodiesel có khả năng bôi trơn tốt hơn Diesel
khoáng. Khả năng bôi trơn của nhiên liệu được đặc trưng bởi giá trị HFRR (high-
24
frequency receiprocating rig), giá trị HFRR càng thấp thì khả năng bôi trơn của
nhiên liệu càng tốt. Diesel khoáng đã xử lý lưu huỳnh có giá trị HFRR
≥
500 khi
không có phụ gia, nhưng giới hạn đặc trưng của Diesel là 450.Vì vậy,Diesel khoáng
yêu cầu phải có phụ gia để tăng khả năng bôi trơn. Trong khi đó giá trị HFRR của
Biodiesel khoảng 200. Vì vậy Biodiesel có thể là phụ gia rất tốt cho Diesel thông
thường. Khi thêm với tỷ lệ thích hợp, thì sự mài mòn của động sẽ giảm đáng kể.
+ Khả năng thích hợp cho mùa đông: Biodiesel phải được phù hợp cho tính chất sử

dụng vào mùa đông ở nhiệt độ -20
o
C(đo ở giá trị CFPP tương tự cho cách đo của
Diesel khoáng). Cả các nhiên liệu chấp nhận phụ gia phải đảm bảo điều này. Sự kết
tinh (tạo parafin) xảy ra trong nhiên liệu Diesel gây trở ngại cho các đường ống dẫn
liệu, quá trình bơm phun. Nếu điều này xảy ra thì quá trình làm sạch là rất cần thiết.
Còn Biodiesel chỉ bị đông đặc khi nhiệt độ tăng, và nó không cần thiết phải làm
sạch hệ thống nhiên liệu.
+ Giảm lượng khí thải độc hại và nguy cơ mắc bệnh ung thư: Theo các nghiên cứu
của Bộ năng lượng Mỹ đã hoàn thành tại một trường đại học ở California, sử dụng
Biodiesel tinh khiết để thay cho Diesel khoáng có thể giảm 93,6% nguy cơ mắc
bệnh ung thư từ khí thải của Diesel, do Biodiesel chứa rất ít các hợp chất thơm,hợp
chất lưu huỳnh, và quá trình cháy của Biodiesel triệt để hơn nên giảm được nhiều
hydrocacbon trong khí thải.
+ An toàn cháy nổ: Biodisel có nhiệt độ chớp cháy trên 110
o
C cao hơn so với Diesel
nên nó an toàn hơn trong quá trình tồn chứa và bảo quản.
- Nhược điểm:
+ Giá thành cao: Biodiesel được tổng hợp từ dầu thực vật đắt hơn dầu diesel.
Nhưng trong quá trình sản xuất Biodiesel tạo ra sản phẩm phụ là glyxerin là một
chất có giá trị cao nên nó sẽ bù lại phần nào giá của Biodiesel.
+ Tính chất thời vụ của dầu thực vật: Do đó cần phải có những chiến lược hợp lý
nếu muốn sử dụng Biodiesel như một nhiên liệu.
+ Quá trình sản xuất Biodiesel không đảm bảo: Khi rửa Biodiesel không sạch thì
khi sử dụng vẫn gây ra các vấn đề ô nhiễm do vẫn còn xà phòng, kiềm dư, glyxerin
25