Tiểu luận Biodiezen

LOGO






biodiezen

 
!"#$%&'(
)
*+,
*#,
biodiezen
-./%0

Biodiesel còn được gọi Diesel sinh học là một loại nhiên liệu có tính chất giống
với dầu diesel nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay
mỡ động vật. Biodiesel, hay nhiên liệu sinh học nói chung, là một loại năng lượng
sạch. Mặt khác chúng không độc và dể phân giải trong tự nhiên
*+1
/

Các loại dầu khác nhau có thành phần hóa học khác nhau. Tuy nhiên, các
thành phần chủ yếu của dầu thực vật là các glyxerit, nó là este tạo thành
từ axit béo có phân tử lượng cao và glyxerin (95 – 97%).
*+12
/

Thành phần khác nhau của dầu thực vật đó là các axit béo có trong dầu thực vật

thường ở dạng kết hợp trong glyxerit và một ít ở dạng tự do. Các glyxerit có thể thủy
phân thành axit béo theo pt
34356789:65;<=;>?>9@3A3B<C;=D6
EA39EF6
dầu cọ 60%
dầu nành 17%
dầu dừa 10%
thầu dầu 5%
dầu cám 3%
dầu khác 5%
3A39-6G99-6HI9B;J6EA3

Mở động vật: mỡ cá tra cá basa, bò, lợn, gà……

Dầu phế thải của các nhà máy chế biến dầu mở nhà máy chế biến thực phẩm nhà
hang……

Dầu tảo : đang được nghiên cứu so với dầu thực vật thì tảo có sức thu hồi bio cao
hơn. Mặt khác nó còn hấp thụ nhiều CO2 hơn các loài thực vật khác

Thực tế chỉ có khoảng 45% bio được sản xuất từ dầu thực vật tinh luyện còn lại là từ
bất kể nguồn nào trong đó có dầu phế thải


Loc: loại bỏ tạp chất cơ học có trong dầu

Sử lí hàm lượng axit tự do trong nguyên liệu
1. Phương pháp trung hòa
2. Phương pháp glyxerin hóa
3. Phương pháp sử dụng xúc tác axit

4. Phương pháp sử dụng xúc tác axit sau đó sử lý bằng bzo kiềm
!6;KL9E743EM;<

Rửa và sấy dầu: loại bỏ hoàn toàn xà phòng khỏi dầu

Tẩy màu dầu: là phương pháp tương tác giữa chất hấp thụ và chất gây màu

Khử mùi: mùi của dầu thực vật thường gây khó chịu trong quá trình sử dụng.nên ta cần tách các
chất gây mùi ra khỏi dầu

Ngoài ra ta có thể tinh chế dầu thực vật bằng chưng cất axit béo tự do, làm giảm độ axit của dầu
bằng chưng cất, dựa trên cơ sở chuyển axit béo từ lỏng sang khí. Axit béo trong dầu khi sôi sẻ
tách ra nhưng nhiệt độ sôi của chúng lại rất cao,vì vậy để giảm nhiệt độ sôi ta có thể sử lý hơi
nước trực tiếp trong đk chân không
!6;KL9E743EM;<

Trong đó qui trình Sử lí hàm lượng axit tự do trong nguyên liệu khá quan
trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất bio
=N B2O0P
Q'R
STU VTS VTU W
Hiệu suất
biodiezen %
80 65 40 30
=0 Lượng axit béo
tự do%
0.5 1.0 1.5 2.0
Hiệu suất
biodiezen %
85 67 52 35

X+"+$%&


 !"
#$!%"

&'()*+),+-


Có nhiều phương pháp dùng để tổng hợp bio: pha loảng dầu thực vật,
nhiệt phân dầu thược vật, cracking xúc tác dầu thực vật, chuyển hóa este
tạo bio

Trong đó phương pháp chuyển hóa este dc sử dụng rông rãi nhất vì nó
đáp ứng tốt nhất cho một động cơ dideeezeen làm việc bình thường như:
cấu tử bằng 1/3 dầu thực vật, độ nhớt gần băng diexzen khoáng, chi phí
sản xuất phù hợp…
347YE<FEZ3

Bản chất hóa học: chuyển hóa dầu thực vật thành các ankyl este


R1COOCH2 CH2OH R1COOCH3
R2COOCH2 + CH3OH CHOH + R2COOCH3
R3COOCH2 CH2OH R3COOCH3

Tác nhân phản ứng trao đổi este
1. metanol(CH3OH)
2. Etanol(C2H5OH)
3. Rựu no khác

897<7A9E
CH3OH Gốc CH3 tạo ra metyeste
có tỷ trọng nhỏ giúp phân
lớp và tách dể dàng
Tăng hiệu xuất phải dùng nhiều
CH3OH nên quá trình thu hồi
tốn nhiều năng lượng
Gốc CH3O- khả năng
tấn công vào nhóm
cacbony cao nên hiệu
xuất tạo bio cao
Rẻ tiền dể kiếm
C2H5OH Phân lớp khó Như trên,hoặc tốn nhiều năng
lượng hơn
Hiệu xuất thấp Dể chế tạo: gạo sắn…
không độc
Rựu no khác
C3 OR C4
Phân lớp khó Như trên,hoặc tốn nhiều năng
lượng hơn
Hiệu xuất thấp Tùy vào chất dùng
3A3E[49-EAKF<\;>7>EA3

Phương pháp siêu tới hạn : không cần sử dụng xúc tác, nhưng nhiệt độ và
áp suất phải rất cao, phương pháp này cho độ chuyển hóa rất cao, thời
gian ngắn, tinh chế đơn giản, nhưng đòi hỏi công nghệ cao

Phương pháp chuyển hóa dầu thành axit và sau đó chuyển thành bio, hiệu
quả không cao nên ít được dùng
E[49-EAEF;-;F;<C9


Giai đoạn 1: tiến hành este hóa xúc tác axit nhằm giảm lượng axit béo <1%,rựu
được dùng là metanol, metanol được cho dư nhiều để hấp thụ nước tiết ra, sau pứ
hỗn hợp tách thành 2 lớp, lớp trên là metanol dư, axit sunfuaric, nước sẽ được tách
ra. Sản phẩm ở phần dưới đã có chỉ số axit phù hợp

Giai đoạn 2: tổng hợp bio từ dầu trên sử lí với xúc tac kiềm (60oC, 2h) sau phản ứng
chia thành 2 lớp, lớp trên là bio, lớp dưới là glyxerin
:]3A33^F_\9-E`;<

Đồng thể
 Axit: là axit bronted cho độ chuyển hóa cao nhưng thời gia lâu >6h
 Bazơ: KOH NAOH CH3ONa…. CH3ONa cho độ chuyển hóa cao nhất, thời gian ngắn nhất nhưng buộc không có mặt
của nước nên khó khăng trong công nghiệp

Dị thể
 MgO, nhưạ trao đổi cation amberlyst 15,titanum silicat TIS

NA/NAOH/y- Al2O3
:a" EOb0R
NaOH
Emzym
Amberlyst A26
Amberlyst A27
TIS
SnCl2
USY-292
MgO
NaOH/MgO
y-Al2O3

Na/NAOH/y-Al2O3
Na2CO3/y-Al2O3
HZSM-5
HZSM-5 – ZrSO4
100
100
0.1
0.4
0.7
0.6
3
0.2
11
MAX 94
11
MAX94
MAX92
V7c3d9-9-EJ

SƠ ĐỒ CHUNG
METANOL XÚC TÁC Dầu thực vật
KHUẤY CHUYỂN HÓA ESTE
Thu hồi metanol dư từ bio
Rữa nước
Làm khan
Bio đã tinh chế
TÁCH PHA trung hòa xúc tác của pha glyxerin
Trung hòa
Thu hồi metanol dư
Tinh chế glyxerinGlxerin đã tinh chế

V7c3d9-9-EJ

Siêu tới hạn
Thiết bị phản ứng siêu tới hạn Thiết bị tách
Thiết bị tách
Dầu thực vật
Rựu
Metanol
Metyl este
glyxerin
e2+00f+X+"+gOa
"
 Phương pháp này thực hiện ở nhiệt độ cao, xúc tác sử dụng cũng đan dạn: Na2CO3, HZSM-5, ZrSO4……
 Bản chất của phương pháp này là sảy ra các phản ứng cắt đứt liên kết C H, C OOR tạo ra các hiro cacbon khác nhau
nên thành phần của sản phẩm tương tự như diezen khoáng

Có thể mô tả pứ như sau

R1COOCH2 R1CH2CH3 + R2CH2CH3 + R3CH2CH3 +H2O

R2COOCH2 R1CH3 + R2CH3 + R3CH3 + CO2

R3COOCH2 R1CH3+R2CH2CH3+ R3CH2CH3 + CO2 +H2O

Xúc tác Na2CO3: cracking dầu thực vật(450oC) sản phẩm thu được là alkan C8 – C20(70%) ngoài ra còn alken,
aromatic, bio thu được có trị số xetan và độ nhớt thấp
 Xúc tác NiMo/y-Al2O3: có hoạt tính cao với dầu nành sản phẩm thu được có alkan, alkylxycloalkan,một ít alkylbenzen
e2+00f+X+"+gOa
"
 Xúc tác Ni/SiO2 : dùng cho nhiều loại dầu thực vật khác nhau (10 – 200 bar, 623 – 673oK). Sản phẩm thu được là hỗn

hợp các hyrocacbon chủ yếu là ankal
 Xúc tác Rh-Al2O3: sử dụng tốt với dầu nành (40 bar, 693oK) phản ứng decacboxy hóa diển ra mạnh

Xúc tác MgO hoặc hỗn hợp MgO và Al2O3 sản phẩm thu được là hyrocacbon và oxi, nếu dùng MgO sẽ cho bio chứa
nhiều hyrocacbon không no và thơm hơn với Al2O3. trị số xetan thu được cao 60 – 70

Xúc tác HZSM – 5 – ZrSO4 : sảy ra ở 430oC 10 bar, 90p,tỷ lệ xúc tác 0,1% (HZ:0.3/ Zr:0.7) tạo 80% bio và 26% xăng
3
Eh-;F
 Chất hạ điểm rót
 Chất ức chế oxi hóa
 xid-hóa và gây mòn bạc lót (Oxidation and Bearing Corrosion Inhibitors)

Chất ức chế rỉ sét và hao mòn (Rust and Corrosion Inhibitors)

Chất tẩy (Detergent)

Chất cải thiện chỉ số nhớt (Viscosity Index Improver)
 Chất chống hao mòn (Anti-wear)
 Các chất ức chế oxid-hóa (Oxidation inhibitors)
 Các chất ức chế sự tạo bọt (Foam inhibitors)

Tác nhân biến đổi ma sát (Friction modifiers)
./! !0 +12 345
6!7819
:;.<
ASTM D 93 130 min
0
C
14=> ASTM D 2709 0,05 max % thể tích

381!78?@AB
B
 ASTM D 445 1,9 – 6,0 mm2/s
CD! ASTM D 874 0,020 max % khối lượng
CDC!E ASTM D 4294 - 99 0,05 max % khối lượng
3FG7H ASTM D 2500 oC
>I ASTM D 4530 0,05 max % khối lượng
J$;K ASTM D 664 0,5max mg KOH/g
=GL+9M%!NK ASTM D 6854 0,02 max % khối lượng
=GL+9M%!E ASTM D 6854 0,24 max % khối lượng
=GL! ASTM D 4951 10 ppm