BÀI TIỂU LUẬN Môn NHIÊN LIỆU SẠCH Đề tài NHIÊN LIỆU SINH HỌC BIODIEZEL

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP TUY HOÀ
KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ

BÀI TIỂU LUẬN
Môn : NHIÊN LIỆU SẠCH
Đề tài: NHIÊN LIỆU SINH HỌC BIODIEZEL
Giáo viên hướng dẫn: Lê Thị Kim Huyền
Sinh viên thực hiện: 1. Nguyễn Minh Khiêm
2. Nguyễn Thị Hà
3. Nguyễn Văn Thuận
4. Huỳnh Minh Trí
5. Tống Thị Thuận
6. Võ Chí Tâm
7. Trần Hàn Vũ
8. Võ Thái Học
9. Huỳnh Ngọc Nam
Phú Yên, Tháng 03 Năm 2012
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Mụ Lục
Lời Nói Đầu
Nhu cầu năng lượng của loài người đã hiện diện cách nay hàng trăm ngàn
năm, khi con người biết dùng lửa trong hoạt động hàng ngày để nướng thịt, đuổi thú
dữ, đốt rừng làm rẫy. Kể từ đó, nguồn năng lượng từ vật rắn như gỗ cây ngày càng
trở nên quan trọng, có hơn hai tỉ người trên thế giới đang dùng chất rắn trong gia
đình để nấu nướng và sưởi ấm mùa đông. Năng lượng có vai trò quan trọng đối với
sự phát triển kinh tế - xã hội. An ninh quốc gia, an ninh kinh tế luôn gắn liền với an
ninh năng lượng của một quốc gia. Vì vậy trong chính sách phát triển kinh tế, xã
hội bền vững, chính sách năng lượng nên được đặt lên hàng đầu.
Vào thế kỷ 19, gỗ là nguồn năng lượng làm máy chạy bằng hơi nước phổ
thông trong ngành chuyên chở, giúp phát triển mạnh 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 trầm tích như than đá, dầu hỏa và khí đốt, con người tăng
tốc sử dụng loại năng lượng không tái tạo này để chạy máy nổ, chủ yếu trong ngành
vận tải, nhiệt và điện năng. Loại nhiên liệu thể lỏng (xăng dầu) trở nên thông dụng
hơn trong ngành chuyển vận vì có tỉ trọng năng lượng cao, dễ sử dụng hơn loại
nhiên liệu khí và rắn, và từ đó nguồn năng lượng rắn được sử dụng giảm dần.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 tốc độ tiêu thụ như hiện nay và
trữ lượng dầu mỏ hiện có, nguồn năng lượng này sẽ nhanh chóng bị cạn kiệt trong
vòng 40-50 năm nữa. Diễn biến phức tạp của giá xăng dầu gần đây là do nhu cầu
dầu thô ngày càng lớn và những bất ổn chính trị tại những nước sản xuất dầu mỏ.
Để đối phó tình hình đó, cần tìm ra các nguồn năng lương thay thế, ưu tiên hàng
đầu 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
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 2/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
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 qua 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. Trong đó phổ biến nhất là nhiên liệu biodiezel.
Biodiezel 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. Các chất dầu (còn gọi là fatty
acid methyl (hay ethyl) ester (FARME)) trộn với sodium hydroxide và methanol
(hay ethanol) tạo ra dầu diesel sinh học và glycerine bằng phản ứng chuyển hóa
este. Qua bài tiểu luận này giúp chúng ta biết được chất lượng và quy trình để sản
xuất dầu biodiezel . Trong quá trình hoàn thành tiểu luận này chúng em rất cảm ơn
sự hướng dẫn tận tình của cô Lê Thị Kim Huyền. Mặc dù cố gắng nhưng khó tránh

khỏi sai sót .
Chúng em rất mong nhận được những đóng góp quý báu của cô và các bạn
để chúng em hoàn thành tốt đề tài này.
Phần 1 : Tổng Quan Về Nhiên Liệu Sinh Học Biofuel
1.1 Tổng quan
Năng lượng hóa thạch ngày càng cạn dần, yêu cầu bức xúc về vấn đề ô
nhiễm môi trường với những tác động gây thay đổi khí hậu toàn cầu. Đó 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 (biofuel) không phải là nhiên liệu mới, đã được áp dụng
đã khá lâu kể từ khi động cơ diezel đầu tiên chạy bằng dầu lạc ra đời năm 1898
được 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 thực cho động
cơ của mình. Hơn 10 năm sau (1912) ngay cả khi dầu mỏ và than bắt đầu được đề
cao, ông cũng vẫn tuyên bố: "sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu động cơ hiện thời
có thể không còn ý nghĩa, song nó vẫn sẽ trở thành nguồn nhiên liệu quan trọng như
dầu mỏ và than trong về sau này". Cho tới năm 1920 khi các nhà sản xuất động cơ
diezel phải thay đổi động cơ của họ để sử dụng loại nhiên liệu độ nhớt thấp hơn
(diezel dầu mỏ) và không dùng dầu thực vật nữa thì các cơ sở sản xuất biofuel thời
đó mới dần bị loại bỏ.
Còn một sự kiện nữa: động cơ đốt trong ô tô của tác giả Nicola Otto ra đời
năm 1877 lại chạy bằng cồn. Các loại xe ô tô của hãng Ford sản xuất năm 1928 -
1929 đều được thiết kế để chạy bằng các loại nhiên liệu khác nhau, trong đó có cồn.
Xe ô tô của hãng Studebaker những năm 1930 được thiết kế để chạy được cả xăng
và cồn. Thật ra trong thời buổi bình minh của triều đại ô tô, cồn được xem là nhiên
liệu đề cao như xăng, dầu sau này. Xăng dầu phát triển mạnh sau đó đã khiến các
nhà cung cấp cồn đơn lẻ khó phát triển, tuy rằng trong giai đoạn Đại chiến II, ở
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 3/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
những vùng khó cung cấp xăng thì cồn vẫn được đề cao và sử dụng làm nhiên liệu

chạy xe.
Ngày nay do những nguyên nhân đã nêu ở trên, các nước trên thế giới đang
có xu hướng tích cực quay trở lại với biofuel. Một bài toán đang đặt ra: liệu
biodiezel có thể thay thế hoàn toàn được nhiên liệu hóa thạch trong tương lai hay
không? Người ta hy vọng cho tới năm 2010, biofuel sẽ được sản xuất và phát triển
trên quy mô thương mại toàn cầu. Các nhà sản xuất chính hiện nay là Mỹ, Canađa
và Braxin. Tổng sản lượng bioetanol hiện nay là vài tỉ galon/ năm, trong đó Braxin
dẫn đầu với con số 4 tỉ galon/ năm còn Liên minh châu Âu ( EU) đóng góp phần rất
nhỏ. Tuy nhiên EU lại là nhà sản xuất biofuel lớn nhất trên thị trường toàn cầu. Từ
năm 1993 đến năm 2001, sản lượng biofuel 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,
theo sau là Pháp, Italia và Áo. Hiện nay, trên toàn EU, biofuel được sử dụng chạy
động cơ dưới dạng pha trộn với diezel thông thường. Tại Đức, Áo và Thụy điển,
biofuel được sử dụng dưới dạng tinh khiết trong các đoàn xe tải nặng. Bioetanol 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 bioetanol ở châu Âu. Bioetanol tại đây cũng được
dùng cả dưới dạng tinh khiết lẫn pha trộn với xăng. Tại Pháp, bioetanol 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 bioetanol (năm 2000 đạt 14,6 triệu tấn). Trong Sách trắng về chiến lược
và kế hoạch hoạt động của EU (1997) mục "Năng lượng tương lai: nguồn năng
lượng tái tạo" đã nêu yêu cầu cấp bách phải tăng bằng được thành phần năng lượng
sinh học trong cơ cấu kinh tế, trong đó có biofuel. Người ta cho rằng hiện tại
biofuel chưa có giá cạnh tranh được với dầu mỏ, song để đảm bảo an ninh năng
lượng trong tương lai, cần thiết phải đưa ra thị trường nguồn nhiên liệu thay thế mới
để đón đầu, bởi trong tương lai khi nguồn năng lượng hóa thạch cạn dầu, giá dầu sẽ

biến động tới mức khó dự đoán nổi. ưu tiên đầu tiên đề cập tới trong Sách trắng của
EU là tìm cách giảm chi phí sản xuất biofuel. Mục tiêu khác là giảm thuế đánh vào
các hoạt động canh tác cung cấp nguyên liệu sinh khối.
Trong Sách xanh, mục "Chiến lược của EU về an ninh năng lượng" (2000)
đã nhấn mạnh tầm quan trọng của sinh khối trong vấn đề đảm bảo an ninh năng
lượng. Người ta cho rằng tiềm năng hết sức to lớn của rừng và phế thải nông nghiệp
hầu như chưa được tận dụng, trong khi nhiên liệu từ nguồn sinh khối này khi được
sử dụng sẽ làm giảm phát thải gây hiệu ứng nhà kính xuống 40 - 80% so với sử
dụng nhiên liệu hóa thạch.
Tuy nhiên các vấn đề trong Sách trắng và Sách xanh cũng chưa hoàn toàn
thúc ép các nước thành viên EU đề ra chính sách tập trung phát triển biofuel một
cách cụ thể. Từ 6/2001, hai nghị định mới của EU khuyến khích xúc tiến phát triển
biofuel đã được ban hành. Nghị định thứ nhất bắt buộc các nước thành viên phải có
sản phẩm biofuel đưa ra thị trường vào giai đoạn 2005 - 2010. Nghị định thứ hai
cho phép các nước thành viên được áp dụng mức thuế ưu đãi đối với biofuel, nhất
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 4/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
là đối với các biofuel sử dụng trong ngành giao thông vận tải. Nhiệm vụ đặt ra cho
ngành này là phải sử dụng biofuel thay thế nhiên liệu thông thường.
Bảng dưới đây dự báo mức sử dụng biofuel làm nguồn thay thế từ nay tới năm
2020.
Năm
Biofuel ,% Khí tự nhiên ,% Hydro, % Tổng , %
2005
2010
2015
2020
2
6
7

8
2
2
5
10
-
-
2
5
2
8
14
23
Nghị quyết của EU vào ngày 22/10/2002 yêu cầu thực hiện không chậm trễ hai nghị
định đã ban hành từ tháng 6/2001 và nhấn mạnh một mục tiêu trong toàn bộ chiến
lược năng lượng của EU là phải giảm mức phát thải do giao thông vận tải xuống
mức thấp cho tới zero hoàn toàn trong giai đoạn sắp tới.
1.2 Tiềm năng Biofuel ở Việt Nam
Theo các số liệu báo cáo, sản lượng cồn của Việt Nam hiện nay chỉ khoảng 50
triệu lít/năm, phân bố chủ yếu tại các vùng:
Đông và Tây Bắc 1,83 triệu lít/ năm
Đồng bằng Bắc bộ 10,2 lít/ năm
Miền Trung và Tây nguyên 7,7 triệu lít/ năm,
TP Hồ Chí Minh và Nam Bộ 19,5 triệu lít/ năm,
Đồng Bằng Sông Cửu Long 12,63 triệu lít/ năm
Nhà máy cồn số 2 của Công ty cổ phần đường mía Lam Sơn (Thanh Hóa) khi đi
vào hoạt động sẽ bổ sung công suất khoảng 25 triệu lít/ năm.
Nếu như ở Việt Nam, nhu cầu sử dụng thực tế (cần 600 triệu lít etanol để pha chế
thay thế 5% lượng xăng dầu đang tiêu thụ hàng năm ở nước ta (10 triệu tấn) thì con
số nói trên thật sự còn quá nhỏ (chưa đến 10% lượng cần thiết).

Khi xem xét các thông số tương quan giữa diện tích đất trồng và sản lượng
thu hoạch thực tế năm 2002 - 2003 của một số loại cây trồng (mía, ngô, sắn) có thể
dùng làm nguyên liệu sinh khối sản xuất etanol ở nước ta (bảng dưới đây) thì thấy
với khoảng 591.950 tấn rỉ đường thu được từ các nhà máy đường toàn quốc (số liệu
của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn năm 2003) số lượng etanol có thể tăng
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 5/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
gấp nhiều lần so với con số hơn 50 triệu lít nói trên và vấn đề đáp ứng đủ 600 triệu
lít etanol làm nhiên liệu pha xăng trong tương lai có thể hoàn toàn khả thi.
Bảng diện tích và sản lượng một số cây nguyên liệu biofuel ở Việt Nam
Cây trồng
Đất trồng (nghìn hecta) Sản lượng (nghìn tấn)
2002 2003 2002 2003
Mía 320 306 17.120 16.524,9
Ngô 816 909,8 2.511,2 2.933,7
Sắn 337 371 4.438 5,228,5
Nếu huy động cả nguồn nguyên liệu sắn, ngô dư thừa để sản xuất etanol làm
nhiên liệu thì tiềm năng thật sự của nó trong tương lai cũng không phải là nhỏ. Vấn
đề ở đây là chính sách cân đối năng lượng và lương thực như thế nào. Quá trình
phát triển khí sinh học ở Việt Nam cũng đang có nhiều tiến bộ và cơ hội phát triển.
Tuy nhiên một số phương án về phát triển và sản xuất lớn biofuel ở nước ta vẫn
mới đang trong giai đoạn chuẩn bị khởi hành..
Công nghệ khí sinh học (KSH) vào Việt Nam từ những năm 1960. Sau năm
1975 công nghệ này là một trong những công nghệ trọng điểm của Chương trình
Quốc gia về Năng lượng mới và Năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, đến năm 1991,
Chương trình này bị "chết yểu" dù đã có những thành công nhất định. Thành công
duy nhất mà đến nay chỉ mỗi Viện Năng lượng làm được là nghiên cứu sử dụng
KSH thắp sáng và chạy máy phát điện. Một số máy phát điện được cải tạo chạy
bằng KSH được áp dụng ở một số vùng sâu, vùng xa. Thành công này còn gắn liền
với sự ra đời của các hầm khí sinh học (KSH) thể tích đến 10m

3Â
, Ngoài ra, các loại
đèn măng sông dùng xăng và dầu hỏa đã được cải tạo để sử dụng bằng KSH đều đã
hoạt động tốt.
Viện Năng lượng đang nghiên cứu và thiết kế loại bể KSH có kích thước
trên 100m
3
để xử lý chất thải từ các trang trại và khu chăn nuôi tập trung hoặc thay
thế bể phốt ở các khu chung cư ngoại vi thành phố. Công trình đang thử nghiệm là
chạy tủ lạnh và ấp trứng gà ở quy mô hộ gia đình sử dụng KSH. To và lớn hơn là
dự án phát triển công nghệ KSH quy mô công nghiệp xử lý chất thải sinh hoạt và
công nghiệp. Viện Năng lượng đang đề xuất dự án 1,2 tỷ đồng trong đó xây dựng
và vận hành thử nghiệm một hệ thống xử lý chất thải sinh hoạt bằng công nghệ
KSH tại một trường đại học. Đây sẽ là mô hình trình diễn thiết bị KSH cỡ lớn đầu
tiên ở Việt Nam để xử lý chất thải. Lớn hơn nữa, Viện này sẽ xây dựng dự án 2,4 tỷ
đồng nhằm ứng dụng pin nhiên liệu sử dụng khí mê tan thu hồi từ các hệ thống xử
lý chất thải tập trung.
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 6/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Cho đến nay, thành phố Hồ Chí Minh hiện là đơn vị đi đầu cả nước trong
việc sử dụng năng lượng từ rác thải. Công trình xử lý rác thải Gò Cát được xây
dựng trên diện tích 25 ha, tổng vốn đầu tư 262 tỷ đồng, do Chính phủ Hà Lan viện
trợ không hoàn lại 60% và Công ty Ballast Nedem Vietnam (Hà Lan) làm tổng thầu
xây dựng cung cấp thiết bị. Trong đó, riêng hạng mục phục vụ cho việc sản xuất
điện từ rác đã được đầu tư trên 3 triệu USD. Sau khoảng 3,5 năm đi vào hoạt động
(từ đầu năm 2002) đến nay, công trường Gò Cát đã tiếp nhận được 2,7 triệu tấn rác
và bắt đầu khai thác khí gas từ rác để sản xuất điện. Hiện tổ máy 1 công suất 750
kw đã hoạt động 24/24 giờ và phát điện lên lưới quốc gia. Tính đến đầu tháng
8/2005 đã có 170.000 kWh điện phát lên lưới điện quốc gia.
Dự kiến đến năm 2006, khi 2 tổ máy còn lại đi vào hoạt động thì tổng công suất sẽ

nâng lên 2.430 kW. Thời gian khai thác khí gas của hệ thống thiết bị trên là 15 năm.
1.3 Nguyên liệu chung để tổng hợp biodiezel.
1.3.1 Giới thiệu chung
Nguyên liệu để sản xuất Nhiên liệu sinh học rất đa dạng, phong phú, bao
gồm:
Nông sản: sắn, ngô, mía, củ cải đường…
Cây có dầu: lạc, đậu tương, cây hướng dương, dừa, cọ dầu, jatropha…
Chất thải dư thừa: sinh khối phế thải, rơm rạ, thân cây bắp, gỗ, bã mía, vỏ trấu…
Mỡ cá
Tảo
Tùy theo lợi thế về nguồn nguyên liệu của mỗi quốc gia, người ta lại chọn những
loại nguyên liệu phù hợp để sản xuất NLSH. Ví dụ như Brasil sản xuất ethanol chủ
yếu từ mía, ở Mỹ là từ ngô.
Trên thực tế, người ta đã và đang nghiên cứu gần như tất cả những nguồn
dầu, mỡ có thể sử dụng để sản xuất Biodiesel. Việc lựa chọn loại dầu thực vật hoặc
mỡ động vật nào phụ thuộc vào nguồn tài nguyên sẵn có và điều kiện khí hậu cụ thể
của từng vùng. Với điều kiện ở châu Âu thì cây cải dầu với lượng dầu từ 40% đến
50% là cây thích hợp để dùng làm nguyên liệu sản xuất diesel sinh học.
Ở Trung Quốc người ta sử dụng cây cao lương và mía để sản xuất
Biodiesel.Cứ 16 tấn cây cao lương có thể sản xuất được 1 tấn cồn, phần bã còn lại
còn có thể chiết xuất được 500 kg Biodiesel. Ngoài ra, Trung Quốc còn nghiên cứu
phát triển khai thác một loại nguyên liệu mới - Tảo. Khi nghiên cứu loại dầu sinh
học từ tảo thành công và được đưa vào sản xuất, quy mô sản xuất loại dầu này có
thể đạt tới hàng chục triệu tấn. Theo dự tính của các chuyên gia, đến năm 2010,
Trung Quốc sẽ sản xuất khoảng 6 triệu tấn dầu nhiên liệu sinh học.
Mỹ cũng vận dụng công nghệ sinh học hiện đại như nghiên cứu gien đã thực
hiện tại phòng thí nghiệm năng lượng tái sinh quốc gia tạo được một giống tảo mới
có hàm lượng dầu trên 60%, một mẫu có thể sản xuất được trên 2 tấn dầu diesel
sinh học
Các nước Tiểu Vương quốc Ảrập Thống Nhất thì sử dụng dầu jojoba, một

loại dầu được sử dụng phổ biến trong mỹ phẩm để sản xuất Biodiesel.
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 7/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Đối với khu vực Đông Nam Á, các nước Thái Lan, Inđônêxia, Malaysia
cũng đã đi trước nước ta một bước trong lĩnh vực nhiên liệu sinh học. Như ở Thái
Lan, hiện sử dụng dầu cọ và đang thử nghiệm hạt cây jatropha, cứ 4 kg hạt jatropha
ép được 1 lít diesel sinh học tinh khiết 100%, đặc biệt loại hạt này không thể dùng
để ép dầu ăn và có thể mọc trên những vùng đất khô cằn, cho nên giá thành sản
xuất sẽ rẻ hơn so với các loại hạt có dầu truyền thống khác. Bộ Năng Lượng Thái
Lan này cũng đặt mục tiêu, đến 2011, lượng diesel sinh học sẽ đạt 3% (tương
đương 2,4 triệu lít/ngày) tổng lượng diesel tiêu thụ trên cả nước và năm 2012, tỷ lệ
này sẽ đạt 10% (tương đương 8,5 triệu lít/ngày).
Indonexia thì ngoài cây cọ dầu, cũng như Thái Lan, Indonesia còn chú ý đến
cây có dầu khác là jatropha. Indonesia đặt mục tiêu đến năm 2010, nhiên liệu sinh
học sẽ đáp ứng 10% nhu cầu năng lượng trong ngành điện và giao thông vận tải. Do
chi phí cho việc trồng cây nhiên liệu lấy dầu rất thấp, hơn nữa chúng lại rất sẵn
trong tự nhiên nên trong tương lai, diesel sinh học có thể được sản xuất ra với chi
phí thấp hơn nhiều so với diesel lấy từ dầu mỏ.
Tuy nhiên bài toán nguyên liệu đặt ra là: “Diesel sinh học cũng có thể làm
thay đổi nhu cầu đối với đất nông nghiệp”, Trevor Price, một chuyên gia môi
trường tại Đại học Glamorgan (xứ Wales, Anh), nhận định. Diesel sinh học có thể
giải quyết được bài toán hiệu ứng nhà kính và sự cạn kiệt của nhiên liệu hóa thạch,
nhưng dẫu sao nó vẫn cần rất nhiều đất. Các cánh rừng nhiệt đới có thể bị đốt để
trồng cọ, đậu tương và những cây lấy dầu khác. Nhiều quốc gia sẽ phải lựa chọn
giữa nhiên liệu và thực phẩm". Vì lý do này mà ở nhiều quốc gia đã sử dụng nguồn
nguyên liệu là mỡ các loại động vật ít có giá trị về mặt kinh tế để sản xuất
Biodiesel.
Tại An Giang, đề tài nghiên cứu khoa học của ông Hồ Xuân Thiên cùng một
số cán bộ kỹ thuật thuộc Công ty Cổ phần Xuất Nhập khẩu Thủy sản An Giang
(AGIFISH) nghiên cứu công nghệ sản xuất Bio-Diesel từ mỡ cá tra, cá ba sa hiện

đang đưoc áp dụng ở các công ty trong khu vực Đồng Bằng Sông Cữu Long như:
công ty AGIFISH, công ty MINH TÚ, và các cở sở sản xuất nhỏ lẻ khác…
Nước ta đặt mục tiêu đến năm 2020 - 2025 phải sản xuất được 4,5 - 5 triệu tấn
(xăng, diesel pha cồn và Biodiesel), chiếm 20% nhu cầu xăng dầu cả nước.…
……………………………………………………
1.3.2 Thành phần hóa học của dầu thực vật.
Các loại dầu khác nhau có thành phần khác nhau .Tuy nhiên thành phần chủ
yếu của dầu thực vật là các glyxerit ,nó là các este tạo thành từ các axit béo có
phân tử cao là glyxerin (chiếm 95-97%).
Lipit
Đây là các cấu tử quan trọng trong dầu hạt cao su, lipit là các chất hòa tan tốt
trong dung môi hữu cơ không phân cực như xăng .tetraclorua cacbon và những chất
khác không tan trong nước hàm lượng lipit dao động từ 1/4 đến 1/3 khối lượng
hạt .Trong các hạt dầu liptit thường liên quan tới các chất khác như protein
,saccarit dẫn xuất của chúng tạo thành các kiểu hợp chất hợp chất khác nhau và
bền vững .
Triglyxerit
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 8/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Triglyxerit là thành phần chiếm chủ yếu (95% đến 98%) của lipit và các hạt
dầu .Về cấu tạo hóa học chúng là các este của rượu đa chức glyxerin với axit béo
ở dạng đơn chức mạch thẳng, có số nguyên tử cacsbon chẵn trong dầu gốc thực vật
có 1 hoặc 2, 3 nối đôi .
Những axit béo phổ biến trong dầu thực vật là các axit oleic và linoleic, axit béo
không no như axit panmatit, axit strearic .
Photpho lipit
Là lipit phức tạp thường có photpho và nito hàm lượng dao động từ 0.25
đến 2% so với lượng dầu trong hạt .Về cấu tạo hóa học photpho lipit là cấu tạo hóa
học là dẫn xuất của triglyxerit .
Sáp

Theo cấu tạo sáp thuộc loại lipit đơn giản. Chúng là các este của axit béo
mạch cacbon dài ( có từ 20 đến 26 nguyên tử cacbon) và rượu 1 chức hay 2 chức
Sáp có vai trò bảo vệ các mô thực vật khỏi tác động của độ ẩm và những tác
động có hại của các enzim, sáp bị phân hủy ở những điều kiện mạnh hoặc chậm
hơn so với quá trình các chất béo.
Hợp chất chứa nito
Hợp chất tạo thành nito trong hạt chiếm 20 đến 25% khối lượng hạt .Trên 90% các
hợp chất có chứa nito là protein . Protein được chia làm hai loại:
Protein đơn giản ;Chiếm 80 đến 90 % tronh hạt dầu.
- Protein hòa tan trong nước : aluminat .
- Protein hòa tan dung dịch Nacl 10% :glubilon.
- Protein hòa tan trong dung dịch NaOH 0,1 %: Glutein và một số các protein
không tan.
Protein phức tạp bao gồm .
-Lipaza thủy phân glyxerit.
-Photpho lipaza thủy phân mối liên kết este của photpho lipit.
-Lipoxigenaza xúc tiến sự phân hủy của các axit béo làm dầu bị hắc hôi .
Saccarit và các dẫn xuất của chúng.
Trong hạt dầu, lượng saccarit tự nhiên mà chủ yếu là xenlulozo và các
hemixenlulozo tạo thành những tế bào của mô thực vật .
Nguyên tố khoáng chất phần lớn tập chung trong phần nhân hạt . Trong
vỏ quả vỏ hạt hàm lượng tro ít hơn . Hàm lượng tro chủ yếu các hạt gồm hàm
lượng ít hơn hàm lượng tro của các hạt gồm oxit photpho ,oxitkali ,oxitmazo
chiếm 90% tổng lượng tro.
Thành phần khác nhau của dầu thực vật đó là các axit béo .Các axit béo có
trong dầu thực vật phần lớn ở dạng kết hợp trong glyxerit và một lượng nhỏ ở
trạng thái tự do . Các glyxerin có thể thủy phân các axit béo.
Thông thường, các axit béo sinh ra từ dầu mỡ có thể chiếm 95% trọng lượng
dầu mỡ ban đầu. Về cấu tạo, axit béo là những axit cacboxylic mạch thẳng có cấu
tạo khoảng từ 6 – 30 nguyên tử cacbon. Các axit béo này có thể no hoặc không no.

Để sản xuất biodiezel, chủ yếu sử dụng thành phần triglyxerit của dầu thực
vật. Có thể tham khảo cơ cấu sản xuất biodiezel trên hình sau:
Dầu khác 5%
Dầu cám 3%
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 9/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Dầu thầu dầu 5%

Dầu dừa 10%
Dầu cọ 60%
Dầu nành 17%
Hình: cơ cấu sản xuất biodiezel từ các loại dầu khác nhau.
Công thức cấu tạo glyxerit là:
R
1
, R
2
, R
3
là các gốc hydrocacbon của axit béo.
Thành phần khác nhau của dầu thực vật đó là các axit béo. Các axit béo
trong dầu thực vật thường ở dạng kết hợp trong glyexerit và một luọng nhỏ ở trạng
thái tự do. Các glyxerit có thể thuỷ phân tạo thành axit béo theo phương trình phản
ứng sau:
Ngoài các hợp chất chủ yếu trên, trong dầu thực vật còn chứa một lượng nhỏ
các hợp chất khác như photphatit, các chất sáp, chất nhựa, chất nhờn, các chất màu,
các chất gây mùi, các tiền tố và sinh tố….
1.3.3 Tính chất lý học của dầu thực vật
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đông đặc.
Vì các dầu khác nhau có thành phần hoá học khác nhau cho nên chúng cũng

có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đông đặc khác nhau. Các giá trị nhiệt độ này
thường không ổn định và thường trong một khoảng nào đó.
Tính tan của dầu thực vật.
Dầu không phân cực, cho nên chúng tan rất tốt trong dung môi không phân
cực, tan rất ít trong rượu và không tan trong nước. Độ tan của dầu trong dung môi
phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ.
Màu của dầu.
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 10/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Màu của dầu phụ thuộc vào thành phần hợp chất có trong dầu. Dầu tinh khiết
không màu, dầu có màu vàng là do các carotenoit và các dẫn xuất, dầu có màu xanh
là do clorophin…
Khối lượng riêng
Khối lượng riêng của dầu thực vật thường nhẹ hơn nước, d
p
20
= 0,907 –
0,971, dầu có càng nhiều thành phần hydrocacbon và càng no thì tỷ trọng càng cao.
1.3.4 Tính chất hoá học của dầu thực vật
Thành phần hoá học của dầu thực vật chủ yếu là este của axit béo và glyxerin. Do
vậy chúng có đầy đủ tính chất của một este.
Phản ứng xà phòng hoá.
Trong điều kiện nhất định ( nhiệt độ, áp suất, xúc tác thích hợp) dầu có thể bị thuỷ
phân.
Phản ứng qua các giai đoạn trung gian tạo thành các diglyxerin và monoglyxerin.
Trong quá trình thủy phân axit béo phản ứng với kiềm tạo thành xà phòng.
Đây là phản ứng cơ bản trong quá trình sản xuất xà phòng và glyxerin từ dầu thực
vật.
Phản ứng cộng hợp.
Trong điều kiện thích hợp các axit béo không no sẽ cộng hợp với các chất

khác.
Phản ứng hydro hoá
Là phản ứng được tiến hành ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thấp,và có xúc
tác là Ni.
Trong những điều kiện thích hợp, dầu có chứa các axit béo không no sẽ cộng
hợp với các halogen.
Phản ứng este hoá
Các glyxêrin trong điều kiện có mặt của xúc tác vô cơ (H
2
SO
4
, HCl hoặc
NaOH, KOH) có thể tiến hành este hoá trao đổi với rượu bậc một. (như
metylic, etylic)… tạo thành các alkyl este của axit béo và glyxerin.
Phản ứng này có ý nghĩa thực tế rất quan trọng vì người ta có thể sử dụng
các alkyl este béo làm nhiên liệu do giảm một cách đáng kể lượng khí thải
độc hại ra môi trường. Đồng thời cũng thu được một lượng glyxerin sử dụng
trong nghành công nghiệp mỹ phẩm, hàng tiêu dùng.\, sản xuất nitroglyxerin
làm thuốc nổ.
Phản ứng oxy hoá
Dầu thực vật chúa nhiều axit béo không no dễ bị oxy hoá, thường xảy ra
trong nối đôi của mạch cacbon. Tùy thuộc vào bản chất của chất oxy hóa và
điều kiện phản ứng mà tạo ra các chất oxy hoá không hoàn toàn như peroxit,
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 11/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
xetoaxit hoặc các sản phẩm đứt mạch có phân tử lượng bé. Dầu thực vật tiếp
xúc với không khí có thể xảy ra quá trình oxy hoá làm biến chất dầu mỡ.
Phản ứng trùng hợp
Dầu mỡ có nhiều axit không no dễ xảy ra phản ứng trùng hợp tạo ra hợp chất
cao phân tử.

Sự ôi chua của dầu mỡ.
Do trong dầu có chứa nước, vi sinh vật, các men thuỷ phân nên trong quá
trình bảo quản thường phát sinh những biến đổi làm ảnh hưởng tới màu sắc,
mùi vị.Đây là quá trình ôi chua của dầu mỡ.
1.3.5 Các nguồn nguyên liệu khác.
Ngoài các nguyên liệu là dầu thực vật, để tổng hợp biodiezel còn có thể sử
dụng các nguồn khác như:
Mỡ động vật: như mỡ cá basa, cá tra, mỡ bò, mỡ gà……Đối với nguyên
liệu loại này, ngoài tác nhân trao đổi este là metanol, có thể dùng tác nhân hỗn hợp
là 65% metanol và 35% etanol cũng thu được độ nhớt cần thiết của biođiezel.
Dầu phế thải của nhà máy chế biến dầu, mỡ. Đó chính là dầu cặn của các
nhà máy chế biến thực phẩm, chúng có đặc điểm là đã qua gia nhiệt nhiều lần , có
màu xẫm.Kết quả phân tích cho thấy ngoài lượng dầu mỡ còn có nhiều chất khác kể
cả các chất rắn.Nguyên liệu này cần phải xử lý, trước tiên là lọc, sau đó tách
nước…Tác nhân phản ứng có thể dùng metanol và etanol,propanol với xúc tác là
KOH sẽ cho hiệu suất biodiezel là cao nhất.trị số xetan thu được cũng đạt tới 49 đáp
ứng tiêu chuẩn của diezel thông dụng.
Dầu tảo: Hiện nay nguồn nguyên liệu thực vật có giá trị khác đang
nghiên cứu là tảo. So với dầu thực vật thì tảo cho hiệu suất thu biodiezel cao hơn.
Mặt khác tảo còn có ưu điểm là nó hấp thụ CO
2
nhiều hơn so với các loại thực vật
khác.
Chỉ có 45% biodiezel được sản xuất từ dầu thực vật, còn lại 55% biodiêzel
có thể tổng hợp từ bất cứ nguyên liệu , trong đó có dầu phế thải.
1.3.6 Xử lý sơ bộ nguyên liệu.
Dầu thu được từ các phương pháp khác nhau (ép, trích ly, chưng cất ) mới
chỉ qua xử lý sơ bộ gọi là dầu thô. Trong thành phần của dầu thô còn có nhiều loại
tạp chất khác nhau thông thường không phù hợp với các mục đích thực phẩm hoặc
kỹ thuật. Dầu thô này cần phải loại bỏ các tạp chất cơ học và hoá học không mong

muốn. Quy trình xử lý dầu thực vật bao gồm các công đoạn sau:
Lọc: Mục đích là loại bỏ các tạp chất cơ học có trong dầu.
Xử lý hàm lượng axit béo tự do có trong nguyên liệu.
 Phương pháp trung hoà.
Mục đích để tách các axit tự do có trong dầu. Nếu trong dầu thô có nhiều
axit béo tự do thì sẽ làm giảm hiệu suất biodiezel. Thậm chí phản ứng không thực
hiện được do hỗn hợp đông đặc lại (axit sẽ tác dụng với bazo kiềm tạo xà phòng).
Hàm lượng axit tự do càng thấp thì hiệu suất thu biodiezel càng cao.
Có thể trung hoà các axit béo tự do bằng NaOH, KOH, Na
2
CO
3
, sau đó dùng nước
cất để rửa.
 Phương pháp glyêxerin hoá:
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 12/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Đun nóng glyxerin và nguyên liệu đến nhiệt độ cao (khoản 200
0
C ) với xúc
tác ZnCl
2
, glyxerin phản ứng với axit béo tự do trong dầu tạo thành mono hoặc
diglyxêrit. Chất glyxerin lại phản ứng trao đổi với rượu tạo để tạo biodiezel tương
tự như dầu thực vật Phương pháp này làm giảm lượng axit béo và tăng hiệu suất
biodiezel.
 Phương pháp xử dụng xúc tác axit
Để loại axit béo tự do, có thể dùng xúc tác axit mạnh, ví dụ như H
2
SO

4
. Axit này sẽ
làm xúc tác cho phản ứng este hoá của axit béo tự do với rượu, sau đó sẽ có phản
ứng trao đổi este với rượu. Sẽ không tạo thành xà phòng vì không có kim loại kiềm,
vì vậy mà khối phản ứng không bị đông đặc.
Axit béo tự do có trong dầu.
Triglyxerit của dầu thực vật.
 Phương pháp xử lý bằng xúc tác axit, sau đó bằng xúc tác bazo kiềm.
Phương pháp này giải quyết được tốc độ của phản ứng. Xúc tác axit có tác
dụng thúc đẩy nhanh phản ứng este hóa axit béo tự do thành metyleste nên được sử
dụng để xử lý nguyên liệu đầu vào có hàm lượng axit béo tự do cao. Sau đó nguyên
liệu đã có hàm lượng axit thấp được đưa vào phản ứng chuyển hoá este của
triglyxerit với xúc tác là bazo kiềm. Tuy nhiên phương pháp này vẫn tạo ra nước.
Một cách để khắc phục là cho dư metanol trong quá trình xử lý để nước tạo thành bị
pha loãng đến mức không ảnh hưởng đến phản ứng. Tỷ lệ metanol và axit béo tự do
lên tới 40:1. Hạn chế của phương pháp này là tốn năng lượng.
Rửa và sấy dầu
Mục đích để loại bỏ hoàn toàn xà phòng ra khỏi dầu. Dầu sau khi lắng cặn xà
phòng phải rửa liên tục nhiều lần bằng nước nóng. Sau đó xử lý bằng dung dịch
muối ăn NaCl hoặc Na
2
SO
4
đun sôi nồng độ 8-10%. Vì xà phòng không tan
trong dung dịch muối nên khi rửa bằng dung dịch muối chỉ xảy ra kết lắng xà
phòng. Khi rửa bằng dung dịch muối nước nóng , hỗn hợp sẽ lắng xuống tạo
thành 3 lớp:
 Lớp ở đáy là nước muối.
 Lớp ở giữa là xà phòng.
 Lớp trên cùng là dầu trung tính.

Số lần rửa càng nhiều thì dầu càng sạch, lượng axit càng giảm.Tuy nhiên
cũng dẫn đến giảm hiệu suất thu hồi dầu. Vì vậy chỉ cần làm sạch và giảm lượng
axit tự do đến mức độ yêu cầu.
Sấy là khâu tách ẩm ra khỏi dầu sau khi rửa. Sấy dầu được thực hiện trong
chân không hoặc ở áp suất khí quyển, ở đây ta tách ẩm bằng cách chưng đuổi nước
ở 130
0
C.
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 13/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Tẩy màu dầu: Tẩy màu là quá trình tương tác giữa chất hấp phụ và dầu, dẫn
đến kết quả làm cho dầu sáng màu do đã loại được các hợp chất gây màu. Trong
quá trình hấp phụ đã xảy ra sự tương tác giữa các chất màu tan trong dầu, kết quả là
màu bị khử đi. Khi tăng bề mặt hấp phụ khả năng hấp phụ bề mặt cũng tăng lên. Vì
các chất hấp phụ khác nhau nên khả năng tẩy màu khác nhau. Việc tẩy màu hiệu
quả nhất khi chất hấp phụ được dùng là hỗn hợp các chất như than hoạt tính và oxit
nhôm.
Khử mùi: Mùi từ dầu thực vật, nhất là từ động vật gây khó chịu trong quá
trình sử dụng sản phẩm. Khử mùi là quá trình tách ra khỏi dầu các hợp chất gây
mùi. Phương pháp thường được sử dụng là phương pháp cất cuốn hơi nước. Hơi
nước dùng để khử mùi dầu là hơi quá nhiệt(325-375
0
C) . Quá trình tiến hành ở
trong điều kiện chân không khoảng 5-8 kpa. Có thể khử mùi bằng than hoạt tính
hoặc các chất hấp phụ khác.
Ngoài các phương pháp trên ta có thể tinh chế dầu thực vật bằng cách chưng
cất axit béo tự do, làm giảm độ axit của dầu bằng chưng cất, dựa trên cơ sở chuyển
axit béo từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí. Axit béo trong dầu khi sôi có khả
năng bốc ra nhưng nhiệt độ sôi của chúng lại rất cao. Vì vậy để giảm nhiệt độ sôi
của axit béo tự do có trong dầu, dầu được xử lý bằng hơi nước trực tiếp trong điều

kiện chân không.
Phần 2: Các Phương Pháp Tổng Hợp Biodiezel
2.1 Phân loại các phương pháp tổng hợp biodiezel
2.1.1 Pha loãng dầu thực vật
Độ nhớt của dầu thực vật có thể được làm thấp xuống bằng việc trộn lẫn với
etanol tinh khiết , hoặc pha trộn với dầu khoáng. Chẳng hạn 25% dầu hướng dương
và 75% dầu khoáng có tính chất tương tự như dầu diezel. Độ nhớt của hỗn hợp này
là 4,88 cst tại 313k, trong khi theo tiêu chuẩn ASTMD, giá trị này là 4,0 cst tại
313k. Sự pha loãng như vậy đã làm giảm độ nhớt của dầu thực vật để đạt được giá
trị gần tương đương dầu diezel trong động cơ.
2.1.2 Nhiệt phân dầu thực vật
Nhiệt phân là phân hủy các phân tử dầu thực vật bằng nhiệt không có mặt
của oxy, kết quả tạo ra các alkan, alkadien, các axitcacboxylic, hợp chất thơm và
lượng nhỏ các sản phẩm khí. Quá trình nhiệt phân các hợp chất béo đã được thực
hiện cách đây hơn 100 năm, đặc biệt ở nhiều nơi trên thế giới có ít hoặc không có
dầu mỏ.
2.1.3 Cracking xúc tác dầu thực vật
Bằng phương pháp cracking có thể tạo ra các ankan, xycloalkan,
alkylbenzen… tuy nhiên việc đầu tư cho một dây chuyền cracking xúc tác rất tốn
kém nên phương pháp này ít sử dụng.
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 14/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
2.1.4 Chuyển hóa este tạo biodiezel (phản ứng trao đổi este)
Quá trình này tạo ra các alkyl este axit béo (biodiezel là tên gọi của các
ankyl este axit béo này khi chúng được dùng làm nhiên liệu) có độ nhớt thấp hơn
nhiều so với các phân tử dầu thực vật ban đầu. Các este này có trọng lượng phân tử
bằng một phần ba khối lượng phân tử của dầu thực vật và có độ nhớt xắp xỉ bằng
diezel khoáng. Vì vậy, biodiezel thu được có tính chất phù hợp như một nhiên liệu
sử dụng cho động cơ diezel. Đây là phương pháp được sử dụng nhiều nhất.
2.2 Các phương pháp tổng hợp

2.2.1 Tổng hợp biodiezel theo phương pháp trao đổi este
2.2.1.1 Bản chất hóa học
Trong các phương pháp trên, phương pháp chuyển hóa este tạo biodiezel là
sự lựa chọn tốt nhất, vì các đặc tính vật lý của các alkyl este rất gần với nhiên liệu
diezel thông dụng và các quá trình này cũng tương đối đơn giản, chi phí không cao.
Hơn nữa, các alkyl este có thể cháy trong động cơ mà không cần phải thay đổi các
chi tiết của động cơ với sự tạo cặn thấp. Bản chất hóa học của phản ứng trao đổi
este như sau;
2.2.1.2 Tác nhân phản ứng trao đổi este
 Metanol
Tác nhân phản ứng trao đổi este là các alcol khác nhau, nhưng thông thường
hay sử dụng nhất là metanol. Metanol có công thức là CH
3
OH, là rượu đầu tiên của
dãy no, phân cực. Vì gốc CH
3
có khối lượng lượng nhỏ nên metyleste tạo ra có tỷ
trọng nhỏ hơn nhiều so với pha glyxerin, là cho sản phẩm dễ phân lớp và tách
biodiezel dễ dàng. Như ta đã biết phản ứng trao đổi este là phản ứng thuận nghịch,
do vậy muốn tăng hiệu suất biodiezel phải dùng lượng dư metanol (tạo điều kiện
cho phản ứng theo chiều thuận), tuy nhiên phải dùng lượng dư metanol theo một tỷ
lệ thích hợp vì nếu lượng metanol nhiều làm quá trình phân lớp sản phẩm sẽ khó
khăn và tốn nhiều năng lượng cho quá trình thu hồi metanol (quá trình thu hồi
metanol cần tránh lẫn nước). Thông thường tỷ lệ metanol/ dầu thích hợp từ 6/1 đến
9/1. Metanol rẻ tiền, dễ kiếm, tuy nhiên rất độc.
 Etanol
Etanol là một loại alcol được ứng dụng nhiều nhất trong ngành tổng hợp hữu
cơ hóa dầu vì etanol không độc hại, hơn nữa etanol có thể sản xuất từ nguồn nguyên
liệu sinh học như từ gạo, sắn…bằng quá trình lên men. Chính vì những lý do trên
mà hiện nay người ta đang quan tâm đến sử dụng etanol làm nguyên liệu cho quá

trình tổng hợp biodiezel từ dầu thực vật.
Theo cơ chế của quá trình tổng hợp biodiezel (ở phần tổng quan) ta thấy khả
năng tấn công của C
2
H
5
O
-
vào nhóm cacbonyl của phân tử glyxerit tạo ra các hợp
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 15/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
chất trung gian sẽ kém hơn so với nhóm CH
3
O
-
. Chính điều này làm giảm hiệu suất
tạo thành biodiezel của rượu có phân tử lượng lớn nói chung và etanol nói riêng là
tương đối thấp.
Khi hiệu suất thấp, lượng etanol dư nhiều, sẽ hòa tan vào trong lớp dầu
biodiezel và hòa tan trong lượng glyxerin khiến cho tỷ trọng của glyxerin sẽ giảm
xuống làm hỗn hợp sản phẩm không thể phân lớp. Chính lý do như vậy mà quá
trình tinh chế sản phẩm rất khó khăn. Để khắc phục hiên tượng này, cần tìm cách
tách etanol ra khỏi sản phẩm ngay sau khi phản ứng kết thúc. Theo kinh nghiệm của
một số tác giả, có thể trộn hỗn hợp cồn và xúc tác với dầu sau đó cho xuyên qua
một ống có gia nhiệt đủ dài để phản ứng xảy ra, sau khi sản phẩm ra ngoài đường
ống thì sẽ được nâng nhiệt độ ngay tới nhiệt độ sôi của cồn để cồn bay hơi, sau đó
dùng axit để trung hòa lượng xúc tác. Toàn bộ hỗn hợp sau khi trung hòa được cho
vào bình chứa sản phẩm. Lúc này sản phẩm được chia thành 2 lớp. Lớp trên là lớp
giàu biodiezel còn lớp dưới là lớp giàu glyxerin. Hoặc để tăng quá trình tách
glyxerin, etanol ra khỏi sản phẩm có thể dùng dung môi phân cực mạnh như

furfural, nitrometan, etyl sunfat, Na
2
SO
4
…
Để khắc phục tình trạng không phân lớp của etanol có thể trộn metanol vào
etanol theo một tỷ lệ thích hợp và cho phản ứng thì sẽ tách được glyxerin ra khỏi
sản phẩm, Tỷ lệ pha trộn thích hợp là 30% metanol và 70% etanol.
 Các rượu no khác
Về nguyên tắc, có thể sử dụng các rượu có số cacbon bằng 3 hoặc 4. Tuy nhiên,
mạch của rượu càng lớn, tốc độ trao đổi este càng nhỏ, sự phân tách pha càng kém,
do vậy chúng ít được sử dụng.
2.2.1.3 Cơ chế phản ứng
Phản ứng trao đổi este được thực hiện trên nhiều loại xúc tác khác nhau, tuy
nhiên cho đến nay cơ chế mới được nghiên cứu kỹ trên xúc tác bazo kiềm. Cơ chế
phản ứng trên được mô tả như sau:
Đầu tiên là phản ứng của rượu với xúc tác bazo tạo thành alkoxit:
Sau đó gốc RO
-
tấn công vào nhóm cacbonyl của phân tử glyxerit tạo thành hợp
chất trung gian:
Hợp chất trung gian này không bền, tiếp tục tạo một anion và một alkyl este
tương ứng:
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 16/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Cuối cùng là sự hoàn nguyên lại xúc tác theo phương trình:
Xúc tác B lại tiếp tục phản ứng với các diglyxerit và monoglyxerit giống như
cơ chế trên, cuối cùng tạo ra các alkyl este và glyxerin.
Quá trình trao đổi este còn gọi là quá trình rượu hóa, có nghĩa là từ một phân
tử glyxerit hoặc các axit béo, tách ra glyerin và tạo ra các alkyl este khác. Rượu

được sử dụng trong các quá trình này thường là các rượu đơn chức chứa khoảng từ
một đến tám nguyên tử cacbon: metanol, etanol, butanol, và amylalcol. Metanol và
etanol là cá rượu hay được sử dụng nhất . Etanol có ưu điểm là sản phẩm của nông
nghiệp, có thể tái tạo được, dễ bị phân hủy sinh học, ít ô nhiễm môi trường hơn,
nhưng metanol lại được sử dụng nhiều hơn do giá thành thấp hơn, cho phép tách
đồng thời pha glyxerin, do nó là rượu mạch ngắn nhất và phân cực. Phản ứng tương
tự sử dụng etanol phức tạp hơn vì nó yêu cầu lượng nước trong rượu và trong dầu
rất thấp. Ngoài ra metyl este có năng lượng lớn hơn etyl este, khả năng tạo cốc ở
vòi phun thấp hơn.
2.2.1.4 Các phương pháp trao đổi este khác
Ngoài các phương pháp este hóa có xúc tác, còn sử dụng các cách khác nhau để
trao đổi este, đó là:
 Phương pháp siêu tới hạn: Đây là phương pháp mới không cần sử dụng xúc
tác nhưng nhiệt độ và áp suất tiến hành phản ứng rất cao (p > 100MPa và
nhiệt độ 850k). Phương pháp này cho độ chuyển hóa cao, thời gian phản
ứng ngắn nhất, quá trình tinh chế sản phẩm đơn giản nhất vì không sử dụng
xúc tác, nhưng đòi hỏi công nghệ cao, phức tạp.
 Phương pháp chuyển hóa dầu thành axit, và sau đó este hóa thành
biodiezel. Phương pháp này trải qua hai giai đoạn, hiệu quả của quá trình
này không cao nên ít sử dụng.
 Tính chất của diezel khoáng và một số metyleste được đưa ra ở bảng sau:
Tính chất Nhiên liệu
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 17/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Diezel
N
o
2
Metylesste
dầu đậu

nành
Metyleste
dầu hạt
cải
Metyleste
dầu phế
thải
1 Trị số xetan 40 ÷ 52 50,9 52,9 57
2 Nhiệt độ chớp
cháy,
o
C
60 ÷ 72 131 170 117
3 Tỷ trọng 0,85 0,885 0,883 0,876
4 Độ nhớt ở 40
o
C,
cst
2,6 4,08 4,83 4,80
5 Nhiệt độ đông
đặc,
o
C
-25÷ -15 -0,5 -4,0 13,9
6 Thành phần cất phân đoạn,
o
C
T
s
đầu 185 299 326 209

T
s
10% 210 328 340 324
T
s
50% 260 336 344 328
T
s
90% 315 340 348 342
T
s
cuối 345 346 366 339
7 Chỉ số iot 8,6 133,2 97,4 -
2.2.1.5 Phương pháp hai giai đoạn
Đối với những nguyên liệu đầu có hàm lượng axit béo tự do cao thì axit béo
sẽ phản ứng với xúc tác để tạo thành xà phòng nếu phản ứng sử dụng xúc tác kiềm.
Lượng axit béo tự do tối đa đối với phản ứng xúc tác kiềm là 2% nhưng tốt hơn là
1% . Tuy nhiên nhiều nguyên liệu đầu vào có hàm lượng axit béo tự do cao hơn
nhiều và chúng phải được tinh chế để đạt tới yêu cầu. Quá trình tinh chế thường
được tiền hành trên hai giai đoạn: chuyển hóa este trên xúc tác axit để làm giảm
hàm lượng axit béo tự do xuống dưới 1%, sau đó tiến hành phản ứng trao đổi este
bằng xúc tác kiềm.
Giai đoạn một: Tiến hành phản ứng este hóa trên xúc tác axit nhằm chuyển
lượng axit béo thành este để đưa hàm lượng axit béo tự do trong dầu xuống dưới
1%. Rượu được dùng là metanol với tỷ lệ metanol / dầu là 25/1 . Lượng metanol
cho dư rất nhiều so với lượng dầu do phản ứng este hóa tạo ra nước sẽ làm giảm
hiệu suất của phản ứng khi sử dụng xúc tác axit(H
2
SO
4 đặc

), metanol dư sẽ hấp thụ
nước được tạo ra.
Phản ứng được tiến hành trong 1,5 giờ, hàm lượng xúc tác là 1% theo thể
tích hỗn hợp phản ứng, nhiệt độ phản ứng là 60
o
C. Sau khi kết thúc thì hỗn hợp
phản ứng sẽ lắng tách thành hai lớp. Lớp trên chủ yếu là metanol dư, axit sunfuric,
nước sẽ được tách ra. Sản phẩm thu được ở lớp dưới được rửa và chưng loại nước
sẽ có hàm lượng axit béo đảm bảo dưới (1%) được dùng làm nguyên liệu tổng hợp
biodoezel sử dụng xúc tác kiềm.
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 18/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Giai đoạn 2:Tổng hợp biodiezel từ dầu đã xử lý trên xúc tác kiềm (NaOH).
Sản phẩm của giai đoạn 1 sau khi tách axit, metanol, nước được dùng làm nguyên
liệu cho giai đoạn 2. Phản ứng được tiến hành trong điều kiện: nhiệt độ phản ứng
60
o
C, thời gian phản ứng là 2 giờ, hàm lượng xúc tác (theo khối lượng dầu) 0,8%,
tỷ lệ mol metanol/dầu là 4/1.Sau phản ứng kết thúc thì hỗn hợp phản ứng sẽ lắng
tách thành 2 lớp. Lớp trên chủ yếu là biodiezel được tách rửa nước, chưng loại nước
thu được biodiezel đạt chỉ tiêu chất lượng. Lớp dưới chủ yếu là glyxerin được rửa
nước, chưng loại nước thu được glyxerin tinh chế có giá trị kinh tế cao.
2.2.2 Xúc tác của phản ứng tổng hợp biodiezel
2.2.2.1 Xúc tác axit
Xúc tác axit chủ yếu là axit bronsted như H
2
SO
4
,HCl…xúc tác đồng thể
trong pha lỏng. Phương pháp xúc tác đồng thể này đòi hỏi nhiều năng lượng cho

quá trình tinh chế sản phẩm. Các xúc tác axit cho độ chuyển hóa cao khi nhiệt độ
cao trên 100
o
C và thời gian phản ứng lâu hơn, ít nhất trên 6 giờ mới đạt độ chuyển
hóa hoàn toàn.Xúc tác axit dị thể được sử dụng trong quá trình này là SnCl
2
, zeolit
USY-292, nhựa trao đổi anion amberlyst A26,A27… Xúc tác này có ưu điểm là
tinh chế sản phẩm đơn giản, không tốn nhiều năng lượng nhưng ít được sử dụng vì
độ chuyển hóa thấp.
2.2.2.2 Xúc tác bazo
Xúc tác bazo được sử dụng trong quá trình chuyển hóa este dầu thực vật có
thể là xúc tác đồng thể trong pha lỏng như: KOH, NaOH, K
2
CO
3
, CH
3
Ona…Xúc
tác đồng thể CH
3
ONa cho độ chuyển hóa cao nhất, thời gian phản ứng ngắn nhất,
nhưng yêu cầu không được có mặt của nước, vậy gây khó khăn cho các quá trình
công nghiệp.
2.2.2.3 Xúc tác dị thể
Xúc tác đồng thể bazo cho hiệu suất biodiezel cao, tuy nhiên gặp phải một số
khó khăn như: quá trình lọc rửa sản phẩm biodiezel khó khăn. Xúc tác không tái sử
dụng và không tái sinh được, mất nhiều chi phí để xử lý môi trường vì sau mỗi lần
phản ứng hỗn hợp thải phải bỏ đi. Để khắc phục các nhược điểm đó, các nhà khoa
học đã nghiên cứu tìm ra xúc tác dị thể. Trong các loại xúc tác dị thể , điển hình là

các loại sau:
 Xúc tác MgO: Đây cũng là loại xúc tác bazo, nhưng sử dụng ở dạng rắn.
Hiệu suất biodiezel thu được trên xúc tác này thấp hơn khoảng 10 lần so với NaOH
hay KOH. Để nâng cao hoạt tính của xúc tác dị thể như MgO, có thể hoạt hóa MgO
bằng NaOH. Các kết quả thực nghiệm cho biết, hiệu suất biodiezel trên xúc tác
MgO đã hoạt hóa có thể đạt trên 90%, thay bằng 11% trên xúc tác chưa được hoạt
hóa. Việc dị thể hóa xúc tác sẽ dẫn đến đễ lọc sản phẩm, mặt khác xúc tác này có
thể tái sử dụng và tái sinh được, sẽ nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm thiểu số lần
phải xử lý môi trường.
 Xúc tác nhựa trao đổi cation amberlyst 15,titanium silicat TIS: xúc tác này
mới được nghiên cứu , hoạt tính của xúc tác còn thấp.
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 19/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
 Xúc tác HZSM-5 Hiện nay ở thái lan đã tổng hợp được biodiezel trên xúc
tác này. Đặc điểm của xúc tác này là có tỷ lệ Si/Al =18 bề mặt riêng 393m
2
/g. Có
thể sử dụng hỗn hợp giữa HZSM-5 và sunfat zirconi (ZnSO
4
) với tỷ lệ 0,1/0.9 đến
0,8/0.2. Bề mặt riêng của hỗn hợp này thay đổi từ 191 đến 385 m
2
/g. Xúc tác loại
này thường được sử dụng trong phản ứng điều chế biodiezel theo phương pháp
hydrocracking.
2.2.2.4 Xúc tác enzim
Gần đây có rất nhiều nhà nghiên cứu quan tâm đến khả năng ứng dụng xúc
tác vi sinh vật trong quá trình sản xuất biodiezel. Các enzim nhìn chung là xúc tác
sinh học có đặt tính pha nền, đặc tính của nhóm chức và đặc tính lập thể trong môi
trường nước. Cả hai dạng lipaza ngoại bào và nội bào đều xúc tác một cách có hiệu

quả cho quá trình trao đổi este của triglyxerit trong môi trường nước hoặc không
nước. Các phản ứng trao đổi este sử dụng xúc tác enzim có thể vượt qua được tất cả
các trở ngại đối với quá trính chuyển hóa hóa học trình bày ở trên. Đó là những sản
phẩm phụ như metanol và glyxerin có thể được tách ra khỏi sản phẩm một cách dễ
dàng mà không cần bất kỳ một quá trình nào phức tạp, đồng thời các axit béo tự do
có chứa trong dầu mỡ sẽ được chuyển hóa hoàn toàn thành metyl este . Sử dụng xúc
tác enzim có ưu điểm là độ chuyển hóa cao nhất, thời gian phản ứng ngắn nhất, quá
trình tinh chế sản phẩm đơn giản. Nhưng xúc tác này chưa được ứng dụng rộng rãi
trong công nghiệp vì xúc tác enzim có giá thành cao.Để có thể sử dụng xúc tác
enzim nhiều lần người ta mang enzim lipaza trên chất mang xốp để sử dụng nhiều
lần làm giảm rất nhiều chi phí của quá trình , tạo tiền đề cho việc ứng dụng của
công nghệ vi sinh trong quá trình sản xuất biodiezel.
2.2.3 Công nghệ tổng hợp biodiezel bằng phương pháp trao đổi este
2.2.3.1 Chế độ công nghệ của quá trình trao đổi este
Trong các loại bazo, bazo kiềm có hoạt tính cao nhất, đây là phản ứng thuận
nghịch, vì vậy muốn đạt độ chuyển hóa cao phải dùng dư rượu. Thường tỷ lệ mol
rượu/dầu từ 5/1 tới 9/1.
Có rất nhiều các thông số ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng này như nhiệt độ, thời
gian phản ứng, tốc độ khuấy, các đặc trưng của nhiên liệu đầu vào, tỷ lệ nguyên
liệu…Sau đây là các thông số ảnh hưởng đến phản ứng:
 Ảnh hưởng của độ ẩm và các axit béo tự do
Nguyên liệu cho quá trình este hóa glyxerit với xúc tác kiềm cần phải thỏa
mãn các yêu cầu sau:
• Glyxerin cần phải có trị số axit thấp.
• Nguyên liệu phải được làm khan hoàn toàn.
• Hàm lượng nước phải rất nhỏ (nước có tác hại vì gây ra
phản ứng xà phòng hóa, làm tiêu tốn và giảm hiệu quả
của xúc tác).
Mặt khác, xà phòng sinh ra làm tăng độ nhớt tạo thành gel và làm quá trình tách
glyxerin rất khó khăn. Nếu lượng xà phòng nhiều có thể làm cho khối phản ứng

đông đặc lại.
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 20/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Quá trình khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng nước được tiến hành ở tỷ lệ
MeOH : Dầu = 15:1, thời gian phản ứng là 3 giờ. Sắc ký đồ của nguyên liệu và sản
phẩm thu được cũng như độ chuyển hóa và độ nhớt của các sản phẩm được trình
bày trên hình sau:
Hình: Sắc ký đồ của dầu dừa và các mẫu metyl ester (Biodiesel) khác nhau (A), Sự thay
đổi của hiệu suất và độ nhớt (B) theo các tỷ lệ khối lượng H
2
0/MeOH khác nhau: 0%, 5%
và 10%
Như vậy hàm lượng nước và axit béo tự do trong nguyên liệu có ảnh hưởng rất
mạnh tới hiệu suất chuyển hóa của quá trình trao đổi este. Do vậy công nghệ sản
xuất biodiezel phụ thuộc rất lớn vào nguyên liệu. Với nguyên liệu có hàm lượng
nước và axit béo tự do cao thì nhất phải qua công đoạn xử lý sơ bộ trước khi đưa
vào thiết bị phản ứng.

 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Phản ứng este hóa có thể tiến hành ở các nhiệt độ khác nhau phụ thuộc vào
loại dầu sử dụng. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ phản ứng càng tăng nhanh.Đối với
loại dầu thông dụng thì nhiệt độ thích hợp nằm trong khoảng 55÷ 70
o
C, vì nhiệt độ
cao tốc độ phản ứng xà phòng hóa sẽ tăng lên, và vì nhiệt độ sôi của metanol là
64
o
C nên nhiệt độ cao làm bay hơi metanol dẫn đến độ chuyển hóa của sản phẩm sẽ
giảm xuống.
 Ảnh hưởng của áp suất

Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 21/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Áp suất không ảnh hưởng nhiều tới tốc độ phản ứng. phản ứng thường được
tiến hành ở áp suất khí quyển.
 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy
Do phản ứng tồn tại trong hai pha khác biệt nên tốc độ khuấy đóng vai trò
quan trọng. Có nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng: với cùng điều kiện phản ứng,
nếu tốc độ khuấy 300 vòng/phút thì sau 8h hiệu suất chuyển hóa 12%, nhưng nếu
tốc độ khuấy 600 vòng/phút thì chỉ sau 2h độ chuyển hóa đã đạt 97%.
 Ảnh hưởng của metanol dư
Một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu suất este là tỷ lệ
mol giữa alcol và glyxerit. Tỷ lệ phương trình phản ứng hóa học đối với quá trình
trao đổi este đòi hỏi 3mol alcol và 1mol triglyxerin để tạo thành 3 mol este của axit
béo và 1 mol glyxerin. Tuy nhiên phản ứng này là phản ứng thuận nghịch nên để
tăng hiệu suất chuyển hóa phải dùng dư metanol. Đối với quá trình chuyển hóa sử
dụng xúc tác kiềm thì tỷ lệ mol metanol/dầu là 5 - 7,25.
Chúng tôi đã khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ MeOH/Dầu lên hiệu suất thu
metyl ester và độ nhớt. Ngoài ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng ra, tỷ lệ MeOH:
Dầu còn quyết định đến công suất của thiết bị, khối lượng riêng của 2 pha metyl
este và glycerin thô và ảnh hưởng đến quá trình phân tách pha. Quá trình thực
nghiệm đã chứng tỏ rằng khi tỷ lệ này càng cao quá trình phân tách pha càng khó.
Quá trình này được khảo sát trong điều kiện có mặt 5% nước, thời gian phản ứng là
3h. Kết quả của quá trình nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ thu MeOH/Dầu được mô
tả ở hình sau.
Hình : Sắc ký đồ của dầu dừa và các mẫu metyl ester (Biodiesel) thu được (A), Sự
thay đổi của hiệu suất và độ nhớt (B) theo các tỷ lệ mol MeOH:Rượu=42:1; 30:1;
25:1; 15:1; 10:1.
Trong phạm vi từ 10:1 đến 25:1, Tỷ lệ MeOH/Dầu ảnh hưởng mạnh đến độ
chuyển hóa cũng như độ nhớt của sản phẩm trong phạm vi từ 10:1 đến 25:1. Vượt
qua giá trị 25:1 ảnh hưởng của tỷ lệ MeOH/Dầu trở nên không đáng kể.

 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
Thời gian phản ứng có ảnh hưởng nhiều tới độ chuyển dịch của phản ứng.
Thời gian phản ứng càng dài thì tốc độ chuyển hóa càng tăng. Thời gian phản ứng
thường từ 1- 8h. Nếu ít hơn thì chưa đủ mức độ tiếp xúc để phản ứng xảy ra, còn
nếu dài quá thì có thể xảy ra phản ứng phụ, không hiệu quả trong sản xuất công
nghiệp.
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 22/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Quá trình khảo sát ảnh hưởng của thời gian phản ứng lên hiệu suất thu metyl
este và độ nhớt được thực hiện trong điều kiện có mặt 5% nước, tỷ lệ MeOH: Dầu
bằng 25:1. Kết quả thu được của quá trình này được trình bày ở hình sau:
Hình: . Sắc ký đồ của dầu dừa và các mẫu metyl ester (Biodiesel) thu được (A), Sự
thay đổi của hiệu suất và độ nhớt (B) theo thời gian phản ứng khác nhau: 1giờ, 2
giờ, 3 giờ và 4 giờ
Sau 1 giờ đàu tiên, phản ứng xảy ra không đáng kể, các pic chính trong
nguyên liệu vẫn còn xuất hiện trên sắc kí đồ với cường độ khá lớn. Kết quả thu
được từ hình 3 cho thấy rằng tốc độ chuyển hóa các triglyceride diễn ra chủ yếu
trong 2 giờ đầu tiên và do đó độ nhớt của sản phẩm giảm nhanh. Đây chủ yếu là các
triglyceride có số cacbon thấp, chiếm đa số trong nguyên liệu có khả năng phản ứng
tốt. Sau 2 giờ phản ứng, hiệu suất phản ứng thay đổi không đáng kể trong khi độ
nhớt sản phảm vẫn còn giảm khá mạnh chứng tỏ rằng các triglyceride có số nguyên
tử cacbon cao hơn cần có thời gian dài hơn để có thể chuyển hóa hết về các dạng
metyl este tương ứng.
2.3 Sơ đồ công nghệ tổng hợp biodiezel
Có rất nhiều công nghệ tổng hợp metyleste, tuy nhiên có thể chia làm hai loại:
 Công nghệ gián đoạn.
 Công nghệ liên tục.
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 23/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
Có thể mô tả chung quá trình tổng hợp metyleste có xúc tác như sau:

Hình: Sơ đồ chung để tổng hợp biodiezel từ dầu thực vật
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 24/36
Bài tiểu luận môn: Nhiên liệu sạch
 Sau đây là các công nghệ trao đổi este điển hình:
Công nghệ gián đoạn
Đây là phương pháp đơn giản nhất để sản xuất biodiezel. Thiết bị chính dạng
thùng khuấy. Cho rượu và thực vật vào với tỷ lệ từ 4: 1 đến 20:1 (theo mol), khuấy
ở điều kiện 25 – 85
o
C , xúc tác hay sử dụng là NaOH hoặc KOH, chiếm từ 0,3 –
1,5% KL. Sau khi kết thúc hỗn hợp phản ứng được để ổn định trong thiết bị phân ly
tách riêng hai pha bằng máy ly tâm. Rượu có cả trong hai pha, loại bằng cách cho
bay hơi . Pha este được trung hòa, rửa bằng nước ấm để thu được biodiezel. Pha
glyxerin cũng được trung hòa rồi rửa để thu được glyxerin.
Hình Sơ đồ sản xuất biodiezel theo phương pháp gián đoạn
Công nghệ liên tục
Phương pháp này có hiệu suất cao hơn do hỗn hợp sau khi phản ứng xong
trong thiết bị thứ nhất lại được tiếp tục đưa vào thiết bị thứ hai để phản ứng triệt để
hơn. Bằng phương pháp này có thể đạt hiệu suất biodiezel 98 – 99%.
Đề tài :Nhiên liệu sinh học biodiezel - GVHD: Lê Thị Kim Huyền Trang 25/36