nghiên cứu mô phỏng dự đoán cân bằng pha hệ cấu tử có trong quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học biodiesel sử dụng mô hình nhiệt động gc pc saft

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

NGUYỄN THỊ THUỲ

NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG DỰ ĐOÁN CÂN BẰNG PHA HỆ CẤU
TỬ CÓ TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU SINH HỌC
BIODIESEL SỬ DỤNG MÔ HÌNH NHIỆT ĐỘNG GC-PC-SAFT

Chuyên ngành : Kỹ thuật hoá học

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT HOÁ HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC :
1. TS. Văn Đình Sơn Thọ

2. TS. Nguyễn Huỳnh Đông

HÀ NỘI - 2013


LỜI CAM ĐOAN
Bản luận văn thạc sỹ Ngành kỹ thuật Hoá học với đề tài: “Nghiên cứu mô
phỏng dự đoán cân bằng pha hệ cấu tử có trong quá trình sản xuất nhiên liệu
sinh học biodiesel sử dụng mô hình nhiệt động GC-PC-SAFT” đƣợc hoàn thành
dƣới sự hƣớng dẫn của TS. Văn Đình Sơn Thọ - Bộ môn Công nghệ Hữu cơ - Hóa
dầu, Khoa Công nghệ Hóa học, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội và TS. Nguyễn
Huỳnh Đông - Bộ môn Lọc Hoá dầu – khoa Dầu khí, Trƣờng Cao đẳng nghề Dầu
khí – Vũng Tàu.

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và nội dung này chƣa từng đƣợc công bố trong
bất kỳ công trình nghiên cứu nào trƣớc đó.
Hà Nội, tháng 09 năm 2013
Tác giả

Nguyễn Thị Thuỳ

Trang 1


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Văn Đình Sơn Thọ và TS. Nguyễn
Huỳnh Đông đã dạy dỗ, hƣớng dẫn tận tình về mặt khoa học giúp tôi có thể hoàn
thành luận văn thạc sỹ này. Đƣợc học tập và nghiên cứu dƣới sự hƣớng dẫn của các
thầy giúp tôi tiến bộ hơn rất nhiều, cả về mặt kiến thức và tác phong làm việc.
Tôi xin cám ơn đề tài HỢP TÁC QUỐC TẾ VỀ KHOA HỌC VÀ CÔNG
NGHỆ THEO NGHỊ ĐỊNH THƢ Số: 10/2012/HĐ-NĐT.
Tôi xin cảm ơn các Thầy, Cô giáo của trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội đã
dạy dỗ và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học.
Tôi cũng xin cảm ơn gia đình và Ban giám hiệu cũng nhƣ khoa Dầu khí
trƣờng cao Đẳng nghề Dầu khí đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học
tập và hoàn thành luận văn này.

Hà Nội, tháng 09 năm 2013
Tác giả

Nguyễn Thị Thuỳ

Trang 2

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu/

Chú giải

chữ viết tắt
ρL

tỷ trọng pha lỏng (liquid density)

Pvap

áp suất hơi bảo hòa (vapor pressure)

CpL

nhiệt dung pha lỏng (liquid heat capacity)

ΔHvap

nhiệt hóa hơi (heat of vaporization)

VLE

Cân bằng lỏng – hơi (Vapor–liquid equilibria)

LLE

Cân bằng lỏng – lỏng (Liquid–liquid equilibria)

EoS

phƣơng trình trạng thái (Equation of state)

SAFT

thuyết nhiệt động thống kê (statistical associating fluid theory)

PC-SAFT

perturbed – chain SAFT

asso

association

hc

hard chain

disp

dispersion

id

Ideal

hs

hard sphere

ahc

thành phần năng lƣợng chuẩn

adisp

năng lƣợng do lực London (năng lƣợng tính đến tƣơng tác do các
moment phân cực tạm thời) gây ra

aasso

năng lƣợng tính đến các liên kết hydro

aid

năng lƣợng tự do Helmholtz của khí lý tƣởng

ahs

năng lƣợng tự do Helmholtz của thành phần “hard-sphere”

xi

thành phần mole của cấu tử i

mi

số “segments” của cấu tử i

g ijhs

hàm phân bố cặp của “segments” của cấu tử i

d

đƣờng kính “segment”

k

hằng số Boltzmann

Trang 3


T

nhiệt độ tuyệt đối

i

đƣờng kính các “segment”

i

năng lƣợng tƣơng tác giữa các “segment”

m

chiều dài phân tử



kích thƣớc phân tử

/k

năng lƣợng tƣơng tác

NAV

số Avogadro



tỷ trọng mole của cấu tử

AiNj

thông số đặc trƣng cho lực liên kết hydro

XAi

phần mole của phân tử i không có liên kết hydro tại vị trí site A

Mi

số vị trí sites trên phân tử i có liên kết hydro



năng lƣợng tƣơng tác



Đƣờng kính segment

m

số segment cầu trong phân tử/ chiều dài phân tử

kij

thông số tƣơng tác hỗn hợp, là hệ số hiệu chỉnh

K

hằng số Boltzmann

d

kích thƣớc trung bình của segment  và 

µ

momen dipole của cấu tử 

xp

phần phân cực có trên phân tử 

x

thành phần mole của cấu tử 

ni

số nhóm i trong phân tử làm nên những nhóm khác nhau nnhóm

Si

hệ số không cầu của phân nhóm

Trang 4


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................................................... 1
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................................................... 2
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................. 3
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................................................... 7
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................................................. 9
Chƣơng 1: BIO-DIESEL NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ............................................. 17
1.1.

Giới thiệu chung .............................................................................................................................. 17

1.2.

Nguyên liệu sản xuất Bio-diesel ..................................................................................................... 22

1.3.

Các cấu tử hiện diện trong quá trình sản xuất bio-diesel ................................................................ 27

1.4.

Quy trình sản xuất bio-diesel .......................................................................................................... 31

1.4.1. Phƣơng pháp este hóa có sử dụng xúc tác bazơ ............................................................................. 32
1.4.2. Phƣơng pháp este hóa có sử dụng xúc tác axit ............................................................................... 32
1.4.3. Phƣơng pháp chuyển hoá dầu thành acid, và sau đó este hóa thành bio-diesel ............................ 32
1.4.4. Phƣơng pháp không sử dụng chất xúc tác ...................................................................................... 33
1.5.

Các đặc tính yêu cầu cho quá trình sản xuất Bio-diesel .................................................................. 33

Chƣơng 2: GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH NHIỆT ĐỘNG GC-PC-SAFT ................................................... 37
2.1. Các mô hình nhiệt động ứng dụng trong công nghiệp ........................................................................ 37
2.2. Phƣơng trình nhiệt động PC-SAFT ..................................................................................................... 43
2.3. Phƣơng trình nhiệt động GC-PC-SAFT áp dụng cho cấu tử phân cực ............................................... 48
Chƣơng 3: PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG ................................................................................................ 50
3.1. Các cấu tử, phân nhóm và thông số cần thiết để mô phỏng quá trình sản xuất bio-diesel .................. 50
3.2. Lựa chọn dữ liệu thực nghiệm............................................................................................................. 52
3.3. Tối ƣu các thông số phân nhóm và các cấu tử đặc biệt ....................................................................... 53
3.4. Xác định thông số cấu tử tinh khiết và phân nhóm ............................................................................. 54
Chƣơng 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ........................................................................................................... 56

4.1. Kết quả mô phỏng thu đƣợc, thông số phân nhóm .............................................................................. 56
4.2. Kết quả mô phỏng cấu tử tinh khiết .................................................................................................... 58
4.2.1.

Cấu tử đặc biệt: glycerol, methanol, ethanol ....................................................................... 58

4.2.2.

Ankanes ............................................................................................................................... 59

4.2.3.

Alkene ................................................................................................................................. 61

4.2.4.

Alcohols .............................................................................................................................. 62

4.2.5.

Esters ................................................................................................................................... 64

Trang 5


4.3. Dự đoán cân bằng pha của cấu tử tinh khiết nặng và so sánh với các mô hình nhiệt động khác ........ 66
4.4. Mô phỏng cân bằng pha hỗn hợp ........................................................................................................ 72
4.4.1.

Cân bằng pha lỏng hơi, hệ hai cấu tử .................................................................................. 72

4.4.2.

Cân bằng pha lỏng lỏng, hệ hai cấu tử ................................................................................ 80

4.4.3.

Cân bằng pha hệ ba cấu tử .................................................................................................. 85

4.4.4.

Dự đoán tỷ trọng pha lỏng của hỗn hợp bio-diesel ............................................................. 90

Chƣơng 5 : KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ..................................................................................................... 97

Trang 6


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. 1: So sánh nhiên liệu bio-diesel và nhiên liệu diesel ............................................18
Bảng 1. 2: Mức độ giảm khí thải khi sử dụng bio-diesel so với diesel dầu mỏ . .............. 19
Bảng 1. 3: Đặc tính của một số loại dầu thực vật so sánh với dầu diesel ......................... 23
Bảng 1.4: Các thành phần axit béo của các loại dầu thực vật ........................................... 24
Bảng 1.5: Một số nguồn nguyên liệu đƣợc sử dụng để sản xuất bio-diesel ..................... 26
Bảng 1.6: Axit béo trong một số Dầu không ăn đƣợc (Non-edible Oils) ......................... 30
Bảng 1.7: Tên và công thức hóa học của các axit béo có trong dầu và mỡ ...................... 31
Bảng 1.8: Các thành phần axit béo của các loại dầu thực vật ........................................... 31
Bảng 1.9: Các thông số nhiệt động quan trọng cần có để mô phỏng quá trình sản
xuất Bio-diesel .................................................................................................................. 35
Bảng 2. 1: Dữ liệu cân bằng pha cần thiết trong thiết kế một số trƣờng hợp cụ thể .........38

Bảng 2. 2: Những phƣơng trình trạng thái Cubic (cubic EoS) và cách cổ điển để ƣớc
tính các thông số của chúng .............................................................................................. 41
Bảng 2. 3: Một số biến thể nổi tiếng của mô hình SAFT ................................................. 42
Bảng 3. 1: Các phân nhóm cần thiết để mô phỏng các cấu tử có trong hệ bio-diesel .......51
Bảng 3. 2: Các thông số cần thiết cho các phân nhóm của từng cấu tử ............................ 51
Bảng 4. 1: Thông số cấu tử tinh khiết thu đƣợc cho các phân nhóm .................................57
Bảng 4. 2: Thông số phân cực và liên kết hydro thu đƣợc cho các phân nhóm ............... 57
Bảng 4. 3: Kết quả tối ƣu dữ liệu sử dụng để xác định thông số phân nhóm [CH3] và
[CH2] của dãy alkanes, sử dụng áp suấp hơi bão hòa của 8 cấu tử từ propane (C3)
đến decane (C10). ............................................................................................................... 60
Bảng 4. 4: Kết quả tối ƣu dữ liệu sử dụng để xác định thông số phân nhóm [CH3] và
[CH2] của dãy alkanes, sử dụng tỷ trọng pha lỏng của 8 cấu tử từ propane (C3) đến
decane (C10). ...................................................................................................................... 60
Bảng 4. 5: Kết quả tối ƣu dữ liệu sử dụng để xác định thông số phân nhóm [CH=]
của dãy alkenes, sử dụng tỷ trọng pha lỏng của 7 cấu tử từ 1- butene (C4) đến 1decene (C10). ..................................................................................................................... 62
Bảng 4. 6: Kết quả tối ƣu thu đƣợc trên áp suất hơi của các alcohols .............................. 62

Trang 7


Bảng 4. 7: Kết quả tối ƣu thu đƣợc trên tỷ trọng pha lỏng của các alcohols .................... 63
Bảng 4. 8: Kết quả tối ƣu thu đƣợc trên áp suất hơi của các esters .................................. 64
Bảng 4. 9: Kết quả tối ƣu thu đƣợc trên tỷ trọng pha lỏng của các esters ........................ 65
Bảng 4. 10: Kết quả dự đoán áp suất hơi của các các alkanes nặng không sử dụng
trong quá trình tối ƣu, xác định thông số phân nhóm ....................................................... 66
Bảng 4. 11: Kết quả dự đoán tỷ trọng pha lỏng của các các alkanes nặng không sử
dụng trong quá trình tối ƣu, xác định thông số phân nhóm .............................................. 67
Bảng 4. 12: So sánh kết quả dự đoán áp suất hơi bão hòa cấu tử nặng giữa GC-sPCSAFT và mGC-PC-SAFT ................................................................................................. 68
Bảng 4. 13: So sánh kết quả dự đoán áp suất hơi bão hòa của alkane nặng giữa
SAFT-γ [160] và mGC-PC-SAFT. ................................................................................... 68

Bảng 4. 14: Kết quả dự đoán áp suất hơi của các các alcohols nặng ................................ 69
Bảng 4. 15: Kết quả dự đoán tỷ trọng pha lỏng của các các alcohols nặng ...................... 69
Bảng 4. 16. So sánh kết quả dự đoán áp suất hơi bão hòa của alkane nặng giữa GCSAFT-VR [162] và mGC-PC-SAFT. ................................................................................ 70
Bảng 4. 17: Sai số tƣơng đối áp suất sôi của hỗn hợp thu đƣợc từ tính toán và thực
nghiệm của hỗn hợp Methanol – ester .............................................................................. 72
Bảng 4. 18: Sai số tƣơng đối áp suất sôi của hỗn hợp thu đƣợc từ tính toán và thực
nghiệm của hỗn hợp Ethanol – ester ................................................................................. 73
Bảng 4. 19: Sai số tƣơng đối áp suất sôi của hỗn hợp thu đƣợc từ tính toán và thực
nghiệm của hỗn hợp Glycerol – Methanol và Glycerol – Ethanol ................................... 74
Bảng 4. 20: Thành phần của các bio-diesel đƣợc nghiên cứu trong bài luận văn, theo
phần trăm khối lƣợng. ....................................................................................................... 90
Bảng 4. 21: Khối lƣợng phân tử của các bio-diesel .......................................................... 91
Bảng 4. 22: Kết quả dự đoán dự đoán tỷ trọng pha lỏng của hỗn hợp bio-diesel tại
áp suất hơi bão hoà ............................................................................................................ 92
Bảng 4. 23: Kết quả dự đoán tỷ trọng pha lỏng của hỗn hợp bio-diesel tại áp suất
0.145 MPa ....................................................................................................................... 93

Trang 8


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2. 1. Nhóm các thông số tƣơng tác hiện có của UNIFAC chỉnh sửa (Modified
UNIFAC) cung cấp bởi DDBST (Dortmund Data Bank Software & Separation
Technology), năm 2011. ........................................................................................... 40
Hình 2. 2: Phân tử đƣợc đề xuất bao gồm các chuỗi và có liên kết hydro................ 43
Hình 2. 3: Quá trình hình thành một phân tử trong mô hình SAFT ......................... 44
Hình 2. 4: Chiều dài phân tử m, kích thƣớc phân tử ζ và năng lƣợng tƣơng tác ε/k
của cấu tử tinh khiết không phân cực ........................................................................ 46
Hình 2. 5: Mô tả phân tử phân cực, hiện nay có nhiều thuyết phân cực khác nhau
nhƣng thuyết của Jog và Chapman (phải) với giả thuyết mô men phân cực của phân

tử chỉ phân bố trên phân nhóm phân cực, đƣợc nhiều tác giả chấp nhận và cho kết
quả mô phỏng tốt nhất ............................................................................................... 48
Hình 3. 1: Chiều dài phân tử m, kích thƣớc phân tử ζ và năng lƣợng tƣơng tác ε/k
của Butane ................................................................................................................. 52
Hình 3. 2: Chiều dài phân tử m, kích thƣớc phân tử ζ năng lƣợng tƣơng tác ε /k và
thể tích vùng có khả năng tạo liên kết hydro κAB của 2-Pentanol ............................. 52
Hình 4. 1: Sơ đồ liên kết hydro của alcohols mô phỏng theo mô hình 3B .............. 56
Hình 4. 2: Sơ đồ liên kết hydro của methanol và ethanol mô phỏng theo mô hình
2B .............................................................................................................................. 56
Hình 4. 3: Sơ đồ liên kết hydro của Glycerols mô phỏng theo mô hình 4C ............. 56
Hình 4. 4: Áp suất hơi bão hòa và tỷ trọng pha lỏng của glycerol. So sánh giữa số
liệu thực nghiệm và kết quả thu đƣợc trong bài luận văn này. ................................. 58
Hình 4. 5: Áp suất hơi bão hòa và tỷ trọng pha lỏng của methanol. So sánh giữa số
liệu thực nghiệm và kết quả thu đƣợc trong bài luận văn này. ................................. 59
Hình 4. 6: Áp suất hơi bão hòa và tỷ trọng pha lỏng của ethanol. So sánh giữa số
liệu thực nghiệm và kết quả thu đƣợc trong bài luận văn này. ................................. 59
Hình 4. 7: Kết quả tối ƣu áp suất hơi (trái) và tỷ trọng pha lỏng (phải) của 8 alkanes
sử dụng làm cơ sở dữ liệu xác định thông số phân nhóm [CH3] và [CH2]. Điểm là

Trang 9


dữ liệu thực nghiệm lấy từ DIPPR và đƣờng liên tục là kết quả tính toán sử dụng
mGC-PC-SAFT. ........................................................................................................ 61
Hình 4. 7: Kết quả tối ƣu áp suất hơi (trái) và tỷ trọng pha lỏng (phải) của 7 alkenes
sử dụng làm cơ sở dữ liệu xác định thông số phân nhóm [CH=]. Điểm là dữ liệu
thực nghiệm lấy từ DIPPR [158] và đƣờng liên tục là kết quả tính toán sử dụng
mGC-PC-SAFT. ........................................................................................................ 61
Hình 4. 8: Kết quả tối ƣu thu đƣợc trên áp suất hơi (trái) và tỷ trọng pha lỏng (phải)
của các alcohols so sánh giữa phƣơng trình nhiệt động mGC-PC-SAFT đang sử

dụng trong bài luận văn. Điểm là dữ liệu thực nghiệm lấy từ DIPPR và đƣờng liên
tục là kết quả tính toán sử dụng mGC-PC-SAFT. .................................................... 63
Hình 4.11: Kết quả tối ƣu thu đƣợc trên áp suất hơi của Hexanol so sánh giữa
phƣơng trình nhiệt động mGC-PC-SAFT đang sử dụng trong bài luận văn, hệ nhiệt
động NRTL trong phần mềm HYSYS 7.3 và số liệu thực nghiệm .......................... 64
Hình 4. 10: Kết quả tối ƣu thu đƣợc trên áp suất hơi của các alkyl acetate. Điểm là
dữ liệu thực nghiệm lấy từ DIPPR và đƣờng liên tục là kết quả tính toán sử dụng
mGC-PC-SAFT. ........................................................................................................ 65
Hình 4. 11: Kết quả tối ƣu thu đƣợc trên tỷ trọng pha lỏng của các alkyl acetate.
Điểm là dữ liệu thực nghiệm lấy từ DIPPR và đƣờng liên tục là kết quả tính toán sử
dụng mGC-PC-SAFT ................................................................................................ 66
Hình 4. 13: Kết quả dự đoán áp suất hơi (trái) và tỷ trọng pha lỏng (phải) của các
alkanes nặng không sử dụng trong quá trình tối ƣu, xác định thông số phân nhóm. 67
Hình 4. 14: So sánh kết quả dự đoán áp suất hơi của akan nặng sử dụng hệ nhiệt
động mGC-PC-SAFT trong bài luận văn và đƣợc tính toán bởi Tamouza et al. ...... 68
Hình 4. 15: Kết quả dự đoán áp suất hơi (trái) và tỷ trọn pha lỏng (phải) các alcohol
tinh khiết nặng. Điểm là dữ liệu thực nghiệm lấy từ DIPPR và đƣờng liên tục là kết
quả tính toán sử dụng mGC-PC-SAFT. .................................................................... 70
Hình 4.16: Kết quả dự đoán enthalpy hóa hơi của alkanes. Số liệu thực nghiệm lấy
từ................................................................................................................................ 71

Trang 10


Hình 4.17: Kết quả dự đoán enthalpy hóa hơi của alcohol. Số liệu thực nghiệm lấy
từ................................................................................................................................ 71
Hình 4.18: Cân bằng pha lỏng hơi hệ methanol + ethyl ethanoate (trái) và Methanol
+ butyl-ethanoate (phải). So sánh kết quả mô phỏng trong luận văn này và kết quả
sử dụng mô hình UNIQUAC, UNIFAC, NRTL có trong phần mềm Hysys. ........... 75
Hình 4.19: Cân bằng pha lỏng hơi hệ Methanol + ethyl-propanoate (trái) và

Methanol + methyl-butanoate (phải). So sánh kết quả mô phỏng trong luận văn này
và kết quả sử dụng mô hình PSRK, Chein-Null có trong phần mềm Hysys 7.3. ..... 76
Hình 4.20: Cân bằng pha lỏng hơi hệ methanol + hexyl-acetate (trái) và ethanol +
methyl-propanoate (phải). So sánh kết quả mô phỏng trong luận văn này và kết quả
sử dụng mô hình NRTL có trong phần mềm Hysys. ................................................ 76
Hình 4.21: Cân bằng pha lỏng hơi hệ methanol + n-butylacetate (trái) và methanol +
n-methyl butanoate (phải). So sánh kết quả mô phỏng trong luận văn này và kết quả
sử dụng mô hình NRTL có trong phần mềm Hysys. ................................................ 77
Hình 4.22: Cân bằng pha lỏng hơi hệ ethanol + butyl-ethanoate (trái) và ethanol +
heptyl-ethanoate (phải). So sánh kết quả mô phỏng trong luận văn này và số liệu
thực nghiệm. .............................................................................................................. 77
Hình 4.23: Cân bằng pha lỏng hơi hệ ethanol + etyl-ethanoate (trái) và ethanol +
methyl-butanoate (phải). So sánh kết quả mô phỏng trong luận văn này và kết quả
sử dụng mô hình UNIQUAC, NRTL có trong phần mềm Hysys. ............................ 78
Hình 4.24: Cân bằng pha lỏng hơi hệ ethanol + methyl-propanoate (trái) và ethanol
+ methyl-propanoate (phải). So sánh kết quả mô phỏng trong luận văn này và kết
quả sử dụng mô hình NRTL có trong phần mềm Hysys. ......................................... 78
Hình 4.25: Cân bằng pha lỏng hơi hệ ethanol +methyl butanoate (trái) và (phải). So
sánh kết quả mô phỏng trong luận văn này và kết quả sử dụng mô hình NRTL có
trong phần mềm Hysys.............................................................................................. 79
Hình 4.26: Cân bằng pha lỏng hơi hệ methanol + glycerol (trái) và so sánh kết quả
mô phỏng trong luận văn này và kết quả sử dụng các mô hình nhiệt động khác nhau

Trang 11


có trong phần mềm Hysys (phải). Đƣờng liền đậm là kết quả thu đƣợc với mGCPC-SAFT. .................................................................................................................. 79
Hình 4.26: Cân bằng pha lỏng hơi hệ ethanol + glycerol và so sánh kết quả mô
phỏng trong luận văn này với dữ liệu thực nghiệm. ................................................. 80
Hình 4.27: Cân bằng pha lỏng - lỏng methanol + n-pentane; methanol + n-hexane;

methanol + n-octane; methanol + n-decane. So sánh kết quả mô phỏng trong luận
văn này và kết quả sử dụng các mô hình nhiệt động khác nhau với dữ liệu thực
nghiệm. Kết quả so sánh với CK-SAFT, t-PPC-SAFT là mô hình PC-SAFT phân
cực do Karakatsani et al. phát triển. Các mô hình nhiệt động khác lấy từ kết quả
phần mềm hysys 7.3. ................................................................................................. 81
Hình 4.28: Cân bằng pha lỏng hơi (ethanol + n-hexane) và lỏng lỏng (ethanol + ndodecane). So sánh kết quả mô phỏng trong luận văn này và kết quả sử dụng thông
số do Gross & Sadowski công bố, tác giả của PC-SAFT [100] và các mô hình PR có
trong hysys 7.3. ......................................................................................................... 82
Hình 4.29: Cân bằng pha lỏng lỏng (ethanol + n-dodecane, trái) và lỏng lỏng
(ethanol + n-tetradecane, lỏng). So sánh kết quả mô phỏng trong luận văn này và số
liệu thực nghiệm ........................................................................................................ 82
Hình 4.30: Cân bằng pha lỏng lỏng (ethanol + n-dodecane, trái) và lỏng lỏng
(ethanol + n-tetradecane, phải). So sánh kết quả mô phỏng trong luận văn này với
các mô hình nhiệt động khác nhau. ........................................................................... 83
Hình 4.31: Cân bằng pha lỏng – lỏng hệ glycerol + methyl-hexanoate. So sánh số
liệu thực nghiệm (điểm) và mGC-PC-SAFT (đƣờng liền). ...................................... 83
Hình 4.32: Cân bằng pha lỏng – lỏng hệ glycerol + methyl-octanoate. So sánh số
liệu thực nghiệm (điểm) và mGC-PC-SAFT (đƣờng liền). ...................................... 84
Hình 4.33: Cân bằng pha lỏng – lỏng hệ glycerol + methyl-dodecanoate. So sánh số
liệu thực nghiệm (điểm) và mGC-PC-SAFT (đƣờng liền). ...................................... 84
Hình 4.34: Cân bằng pha lỏng – lỏng hệ glycerol + methyl-octadecanoate. So sánh
số liệu thực nghiệm (điểm) và mGC-PC-SAFT (đƣờng liền)................................... 85

Trang 12


Hình 4. 35: Cân bằng pha LLE cho hệ ba cấu tử Glycerol – Methanol – Methyl
hexanoate ở nhiệt độ 333.48K và 5x105Pa so sánh với dữ liệu thực nghiệm ........... 86
Hình 4. 36: Cân bằng pha LLE cho hệ ba cấu tử Glycerol – Methanol – Methyl
hexanoate ở nhiệt độ 352.76K và 5x105Pa so sánh với dữ liệu thực nghiệm ........... 86

Hình 4. 37: Cân bằng pha LLE cho hệ ba cấu tử Glycerol – Methanol – Methyl
octanoate ở nhiệt độ 333.55K và 101325Pa so sánh với dữ liệu thực nghiệm ......... 87
Hình 4. 38: Cân bằng pha LLE cho hệ ba cấu tử Glycerol – Methanol – Methyl
octanoate ở nhiệt độ 352.96K và 101325Pa so sánh với dữ liệu thực nghiệm ......... 87
Hình 4. 39: Cân bằng pha LLE cho hệ ba cấu tử Glycerol – Methanol – Methyl
dodecanoate ở nhiệt độ 333.62K và 101325Pa so sánh với dữ liệu thực nghiệm .... 88
Hình 4. 40: Cân bằng pha LLE cho hệ ba cấu tử Glycerol – Methanol – Methyl
dodecanoate ở nhiệt độ 353.11K và 101325Pa so sánh với dữ liệu thực nghiệm .... 88
Hình 4. 41: Cân bằng pha LLE cho hệ ba cấu tử Glycerol – Methanol – Methyl
octadecanoate ở nhiệt độ 333.63K và 101325Pa so sánh với dữ liệu thực nghiệm .. 89
Hình 4. 42: Cân bằng pha LLE cho hệ ba cấu tử Glycerol – Methanol – Methyl
octadecanoate ở nhiệt độ 353.21K và 101325Pa so sánh với dữ liệu thực nghiệm .. 89
Hình 4. 43: Sự phụ thuộc của sai số giữa tỷ trọng pha lỏng xác định từ thực nghiệm
và dự đoán bằng phƣơng trình nhiệt động mGC-PC-SAFT theo nhiệt độ ............... 93
Hình 4. 44: Tỷ trọng pha lỏng của Rapeseed bio-diesel (bên trái) và Palm bio-diesel
(bên phải) xét trong hệ đẳng nhiệt, so sánh giữa dữ liệu thực nghiệm và dự đoán
bằng hệ nhiệt động mGC-PC-SAFT ......................................................................... 94
Hình 4. 45: Tỷ trọng pha lỏng của Soybean + Rapeseed bio-diesel (bên trái) và
Rapeseed + Palm bio-diesel (bên phải) xét trong hệ đẳng nhiệt, so sánh giữa dữ liệu
thực nghiệm và dự đoán bằng hệ nhiệt động mGC-PC-SAFT ................................. 94
Hình 4. 46: Tỷ trọng pha lỏng của Soybean + Palm bio-diesel (bên trái) và Soybean
+ Rapeseed + Palm bio-diesel (bên phải) xét trong hệ đẳng nhiệt, so sánh giữa dữ
liệu thực nghiệm và dự đoán bằng hệ nhiệt động mGC-PC-SAFT .......................... 95

Trang 13


Hình 4. 48: Tỷ trọng pha lỏng của Soybean bio-diesel xét trong hệ đẳng nhiệt, so
sánh giữa dữ liệu thực nghiệm, dự đoán bằng hệ nhiệt động mGC-PC-SAFT và dữ
liệu tính toán với hệ nhiệt động CPA ........................................................................ 95

Trang 14


MỞ ĐẦU
Từ thực trạng nguồn nhiên liệu hoá thạch đƣợc khai thác ngày càng nhiều dẫn
đến nguy cơ cạn kiệt, cùng với đó là vấn đề ô nhiễm môi trƣờng khi sử dụng xăng
và dầu diesel trong các phƣơng tiện giao thông và sự biến động gía dầu thô trong
thời gian gần đây, rất nhiều quốc gia đã quyết định những chính sách năng lƣợng
phù hợp để nghiên cứu nguồn năng lƣợng tái tạo thay thế và năng lƣợng sạch [1].
Trong đó, việc nghiên cứu và ứng dụng nhiên liệu sinh học (biofuels) đang có
những bƣớc phát triển vƣợt bậc và đƣợc xem nhƣ là nguồn nhiên liệu tái tạo khả
quan nhất [2] sẽ thay thế toàn bộ nhiên liệu hóa thạch trong tƣơng lai xa [3].
Tuy nhiên, chi phí sản xuất nhiên liệu biofuels hiện nay còn rất cao so với đơn
giá sản xuất nhiên liệu hóa thạch. Thực tế cho thấy, chi phí này có thể giảm thông
qua cải thiện khả năng dự đoán của các phần mềm mô phỏng công nghệ chuyên
dụng, từ đó nâng cao hiệu quả, mức độ chính xác công tác thiết kế quá trình sản
xuất nhiên liệu sinh học [3]. Theo các nghiên cứu tổng hợp của các nhóm nghiên
cứu trong lĩnh vực sản xuất nhiên liệu bio-diesel từ các loại nhiên liệu khác nhau,
nhiều nhóm tác giả đã khẳng định sự cần thiết phải xây dựng một mô hình nhiệt
động đáng tin cậy để mô phỏng quá trình thiết kế, tính toán công nghệ. Sự thiếu hụt
thông tin hoặc sai số tính toán lớn hơn cho phép có thể gây ra hiện tƣợng xuất hiện
các pha không mong muốn trong hỗn hợp phản ứng nhƣ lỏng-hơi, lỏng-lỏng, lỏnglỏng-hơi [4]. Do đó, phát triển mô hình nhiệt động có thể mô tả chính xác cân bằng
pha và cân bằng phản ứng cho các hỗn hợp có trong hệ là rất quan trọng [5].
Hiện nay, có rất nhiều mô hình nhiệt động đã đƣợc đề nghị sử dụng để tính
toán các đặc tính của hệ sản xuất biodiesel (bao gồm các cấu tử: nƣớc, axit
cacboxylic (long-chain carboxylic acids) alkyl-esters (fatty acid methyl esters),
glycerol và methanol/ ethanol [6]) có tính đến các liên kết phân cực, liên kết hydro
của từng cấu tử. Luận văn này tập trung vào đánh giá, sử dụng mô hình nhiệt động
GC-SAFT một cách phù hợp nhất, tối ƣu các thông số cấu tử tinh khiết để thu đƣợc

Trang 15


kết quả mô phỏng các đặc tính cân bằng pha cấu tử và các hỗn hợp có trong quá
trình sản xuất nhiên liệu sinh học biodiesel.
Mục tiêu nghiên cứu chính của luận văn là tối ƣu, dự đoán thông số của mô
hình nhiệt động để cho phép dự đoán cân bằng pha các hỗn hợp có trong quá trình
sản xuất bio-diesel. Các thông số của mô hình nhiệt động đƣợc tối ƣu thông qua dữ
liệu thực nghiệm đƣợc công bố trên các tạp chí khoa học. Cấu trúc luận văn bao
gồm các nội dung chính nhƣ sau:
Chương 1: Cung cấp những thông tin tóm tắt, tổng quan về nguyên liệu sử
dụng trong quá trình sản xuất nhiên liệu biodiesel, các công nghệ sản xuất, các cấu
tử và phân nhóm hiện diện chủ yếu trong quá trình sản xuất biodiesel.
Chương 2: Thảo luận về lý thuyết Statistic Associating Fluid Theory (SAFT)
và tổng quan về phƣơng trình GC-PC-SAFT.
Chương 3: Mô tả phƣơng pháp mô phỏng để thu đƣợc các thông số các phân
nhóm quan trọng hiện diện trong quá trình sản xuất biodiesel.
Chương 4: Tổng hợp kết quả tối ƣu và kết quả dự đoán thu đƣợc, thảo luận và
so sánh với các mô hình nhiệt động khác đã công bố.
Chương 5: Kết luận tổng hợp và định hƣớng nghiên cứu mở rộng cho luận
văn.
Trong giới hạn luận văn này, cân bằng pha của các hệ gồm alkanes, alcohols,
alkyl-esters, methanol/ ethanol, glycerol sẽ đƣợc xem xét. Với định hƣớng xây dựng
hệ thống các thông số phân nhóm/ cấu tử tinh khiết phù hợp, cho kết quả mô phỏng
với sai số bé nhất so với số liệu thực nghiệm, hy vọng sẽ làm tiền đề cho việc
nghiên cứu đặc tính cân bằng pha của hệ phức tạp hơn, tiến đến hoàn thiện hệ thống
thông số phân nhóm cho mGC-PC-SAFT góp phần xây dựng hoàn chỉnh mô hình
nhiệt động dự đoán, ứng dụng trong mô phỏng, thiết kế và tính toán các quá trình
sản xuất bio-diesel.

Trang 16


Chƣơng 1: BIO-DIESEL
NGUYÊN LIỆU VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
1.1.

Giới thiệu chung
Theo tiêu chuẩn ASTM thì bio-diesel đƣợc định nghĩa: “Là các mono alkyl

ester của các acid mạch dài có nguồn gốc từ các lipit có thể tái tạo lại nhƣ: dầu thực
vật, mỡ động vật, đƣợc sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ dầu diesel” [7, 8]. Nhƣ
vậy, bio-diesel còn đƣợc gọi là dầu diesel sinh học và là sản phẩm ester hoá giữa
methanol hoặc ethanol và acid béo tự do có trong dầu thực vật hoặc mỡ động vật
[9].
Từ thực tế nhu cầu nhiên liệu cho động cơ tăng cao trong những năm gần đây,
nhu cầu nhiên liệu cho động cơ đốt trong sản xuất từ dầu thô tăng đột biến, do đó,
khi sản lƣợng khai thác dầu mỏ giảm sẽ ảnh hƣởng nghiêm trọng đến lĩnh vực vận
chuyển đƣờng bộ. Để đáp ứng nhu cầu nhiên liệu cho động cơ đốt trong, rất nhiều
loại nhiên liệu thay thế, trong đó có bio-diesel là nhiên liệu có tính khả thi cao, với
rất nhiều ƣu điểm nổi bật [2], có thể liệt kê cơ bản nhƣ sau:
Bio-diesel có thể sử dụng trực tiếp cho động cơ diesel mà không cần tiến
hành thay đổi động cơ;
Bio-diesel đƣợc sản xuất hoàn toàn từ các nguyên liệu thực vật (hoặc mỡ
động vật), không có các tạp chất nhƣ lƣu hùy, hydrocacbon thơm, các tạp
chất khác nhƣ diesel dầu mỏ;
Do thành phần của bio-diesel có thành phần của ô xi, quá trình cháy của
bio-diesel sạch hơn, ít thải các hợp chất gây ô nhiễm môi trƣờng hơn;
Theo phân loại của tổ chức “Occupational Safety and Health

Administration”, bio-diesel đƣợc xếp loại là loại nhiên liệu an toàn;
Động cơ sử dụng bio-diesel có tuổi thọ cao hơn so với sử dụng diesel dầu
mỏ, vì bio-diesel có tính chất bôi trơn động cơ tốt hơn;

Trang 17


Nguồn nguyên liệu sử dụng sản xuất bio-diesel không gây ảnh hƣởng đến
an ninh lƣơng thực trên toàn thế giới.
Có thể tóm tắt một số tính chất vật lý của bio-diesel so với nhiên liệu diezel
dầu mỏ đƣợc thể hiện ở bảng 1.1 [10]:
Bảng 1. 1: So sánh nhiên liệu bio-diesel và nhiên liệu diesel
Nhiên liệu diesel

Nhiên liệu bio-diesel

Sản xuất từ dầu mỏ

Sản xuất từ nhiên liệu thực vật

Hàm lƣợng lƣu huỳnh cao

Hàm lƣợng lƣu huỳnh cực thấp

Chứa hàm lƣợng chất thơm

Không chứa hàm lƣợng chất thơm

Khó phân hủy sinh học

Khả năng phân hủy sinh học cao

Không chứa hàm lƣợng oxi

Chứa 11% oxi

Điểm chớp cháy thấp

Điểm chớp cháy cao

Những ƣu điểm của bio-diesel có thể kể đến nhƣ sau:
Giảm lượng khí thải độc hại [2, 11, 12]: Bio-diesel lấy từ nguồn nguyên liệu
sinh học, đó là một nguồn nguyên liệu tái sử dụng đƣợc, hơn nữa nguyên liệu này
có hàm lƣợng oxy cao hơn so với nhiên liệu hóa thạch nên khi cháy, bio-diesel tạo ít
các khí thải nhƣ COx, SOx, H2S, hydrocacbon thơm… hơn, đây là những khí gây ô
nhiễm môi trƣờng.
Vào năm 2011, nhóm nghiên cứu của giáo sƣ Y. Maeda et al. [13] đã kết luận
bio-diesel có thể sử dụng làm nhiên liệu thay thế diesel dầu mỏ, bio-diesel giúp
giảm bớt đáng kể ô nhiễm môi trƣờng trong không khí.

Trang 18


Bảng 1. 2: Mức độ giảm khí thải khi sử dụng bio-diesel so với diesel dầu mỏ [11,
13, 14].
Khí thải

Tỉ lệ giảm (%)

CO

HC

67

30

Bụi lơ lửng

Muội

(ppm)

than

68

50

PAH

CO2

85

100

NOX

S

±

80 -

2÷6

100

Hàm lượng lưu huỳnh thấp: Bio-diesel có hàm lƣợng lƣu huỳnh rất thấp,
khoảng 0.001% khối lƣợng, nên khi cháy Bio-diesel thải ra rất ít SO2 [10]. Với đặc
tính quý giá nhƣ vậy bio-diesel đƣợc coi là nhiên liệu sạch và thân thiện với môi
trƣờng.
Chỉ số cetan cao [15]: chỉ số cetan là đơn vị đo quy ƣớc, đặc trƣng cho khả
năng tự cháy của nhiên liệu diesel bên trong động cơ khi quá trình nén xảy ra. Chỉ
số cetan đƣợc xác định thông qua việc đánh giá khả năng tự cháy của nhiên liệu
tƣơng đƣơng với khả năng tự cháy của hỗn hợp hai hydrocacbon: n-cetan (C16H34)
quy định chỉ số cetan là 100, có khả năng tự bắt cháy tốt và metylnaphtalen (C11H10)
quy định chỉ số cetan là 0, có khả năng tự bốc cháy kém [16]. Chỉ số xetan của
diezel càng cao thì quá trình tự cháy càng tốt, động cơ cháy đều đặn hơn. Nhiên liệu
diezel thông thƣờng có chỉ số xetan từ 45 đến 50 cho động cơ tốc độ chậm và trên
50 cho động cơ đối với động cơ cao tốc [17]. Xét về thành phần hóa học, bio-diezel
có thành phần chủ yếu là các alkyl este mạch thẳng, do vậy nhiên liệu này thƣờng
có chỉ số cetan cao hơn diezel dầu mỏ, giá trị này thƣờng trong khoảng 45 đến 55
[15]. Với chỉ số cetan nhƣ vậy bio-diezel hoàn toàn có thể đáp ứng dễ dàng yêu cầu
chỉ tiêu chất lƣợng này mà không cần xem xét sử dụng phụ gia tăng chỉ số cetane.
Có khả năng bôi trơn giảm mài mòn [18]: bio-diesel có khả năng bôi trơn tốt
hơn dầu diesel. Khả năng bôi trơn của nhiên liệu đƣợc đặc trƣng bằng một giá trị
gọi là HFRR (High Frequency Receiprocating Rig) [10]. Giá trị này càng thấp thì
khả năng bôi trơn của nhiên liệu càng tốt. Để hạn chế lƣợng SOx thải ra không khí,

ngƣời ta hạn chế tối đa lƣợng S trong dầu diesel, nhƣng chính những hợp chất lƣu

Trang 19


huỳnh lại là những tác nhân giảm ma sát của dầu diesel. Dầu diesel đã xử lý lƣu
huỳnh có HFRR ≥ 500 khi không có phụ gia, trong khi giới hạn đặc trƣng của dầu
diesel là 450 [17]. Vì vậy dầu diesel dầu mỏ cần phải đƣợc bổ sung phụ gia để tăng
khả năng bôi trơn. Trong khi đó, thành phần của bio-diesel có chứa oxi. Cũng giống
nhƣ lƣu huỳnh, oxi có tác dụng giảm ma sát, do đó HFRR của bio-diesel khoảng
200 nên bio-diesel có tính bôi trơn tốt hơn dầu diesel [10].
Khả năng phân huỷ sinh học [1]: Bio-diezel là một nhiên liệu sinh học điển
hình, nó đƣợc điều chế từ dầu thực vật (dầu dừa, dầu bông, dầu hạt hƣớng dƣơng,
dầu cọ, dầu đậu nành,....) hoặc là mỡ động vật sạch hoặc phế thải. Bio-diesel có khả
năng phân huỷ trong thiên nhiên nhanh gấp bốn lần so với diesel dầu mỏ [10].
Ngoài ra, trong quá trình sản xuất bio-diesel, có tạo ra sản phẩm phụ là glyxerin,
đây là một chất có giá trị kinh tế cao, chúng đƣợc sử dụng trong các ngành dƣợc mỹ
phẩm ... [8, 19].
An toàn cháy nổ và độ ổn định oxy hóa [1]: Bio-diesel có nhiệt độ chớp cháy
trên 110oC cao hơn so với dầu diesel nên nó an toàn hơn trong quá trình tồn chứa và
bảo quản. Ngoài ra, bio-diesel còn có một số ƣu điểm khác nhƣ: biodisel rất linh
động có thể trộn với dầu diesel dầu mỏ theo bất kì tỉ lệ nào, khi sử dụng bio-diesel
thay thế dầu diesel dầu mỏ không cần cải thiện bất kì chi tiết nào của động cơ (chỉ
riêng đối với các hệ thống ống dẫn, bồn chứa làm bằng nhựa phải thay bằng vật liệu
kim loại) và đồng thời giúp đa dạng hoá nền nông nghiệp va tăng thu nhập ở vùng
miền nông thôn.
Bên cạnh những ƣu điểm trên, bio-diesel vẫn tồn tại những nhƣợc điểm chính
sau đây:
Tính chất thời vụ của dầu thực vật: do đó cần phải có những chiến lƣợc quy
hoạch vùng nguyên liệu hợp lý nếu muốn sử dụng bio-diesel nhƣ một nhiên liệu

[10].

Trang 20


Quá trình sản xuất bio-diesel không đảm bảo: Khi rửa bio-diezel không sạch
thì khi sử dụng vẫn gây ra các vấn đề ô nhiễm do vẫn còn xà phòng, kiềm dƣ,
glyxerin tự do, methanol là những chất gây ô nhiễm mạnh [10].
Giá thành cao: Trở ngại lớn nhất của việc thƣơng mại bio-diesel là chi phí sản
suất cao. Bio-diesel có giá thành gấp khoảng 2 lần do với đơn giá của diesel dầu
mỏ, trong đó chi phí bio-diesel cao chủ yếu do chi phí nguyên liệu đầu vào [20] và
tối ƣu công nghệ chƣa tốt [21]. Đây là nguyên nhân chính dẫn đến việc hiện nay
nhiên liệu dầu mỏ vẫn là loại nhiên liệu đƣợc ƣa chuộng sử dụng hơn cả vì đơn giá
thấp hơn nhiều so với biofuels nói chung và bio-diesel nói riêng.
Tuy nhiên, trong xu hƣớng nguồn dầu thô của toàn thế giới đang có xu hƣớng
cạn kiệt dần theo thời gian khai thác, các chính sách bảo vệ môi trƣờng, các chính
sách chính trị liên quan đến vấn đề khí thải ngày càng nghiêm ngặt, thì biofuels vẫn
đƣợc đánh giá là nguồn nhiên liệu thay thế có triển vọng nhất [22]. Một số quốc gia
trong đó có Hoa Kỳ, Châu Âu đã đặt những mục tiêu phát triển nhiên liệu sinh học,
trong đó có bio-diesel một cách cụ thể từ nay đến năm 2020 [4, 14, 23]. Biofuels
sản xuất từ nguồn nguyên liệu tái tạo đƣợc và bất kỳ quốc gia nào có nguồn nguyên
liệu nông nghiệp dồi dào đều có thể sản xuất bio-diesel. Với đặc tính là nhiên liệu
thân thiện môi trƣờng, ƣu đãi về các chính sách thuế bảo vệ môi trƣờng, bio-diesel
xứng đáng là nhiên liệu thay thế trong tƣơng lai.
Trong phần tiếp theo của luận văn sẽ cung cấp ngắn gọn, tổng hợp và nguồn
nguyên liệu và các công nghệ sản xuất bio-diesel đã đƣợc công bố hiện nay trên thế
giới. Cuối cùng, các tính chất nhiệt động quan trọng, dựa trên yêu cầu tiến hành mô
phỏng công nghệ quá trình sản xuất bio-diesel sẽ đƣợc đề cập chi tiết để đạt đƣợc
mục tiêu của luận văn là tối ƣu và xác định các thông số nhóm cần thiết để phục vụ
mô phỏng dự đoán các tính chất nhiệt động các hệ quan trọng có trong quá trình sản

xuất bio-diesel.

Trang 21


1.2.

Nguyên liệu sản xuất Bio-diesel
Nguyên liệu để sản xuất biođiesel có thể là dầu thực vật, mỡ động vật mới

chƣa qua sử dụng hoặc có thể sử dụng dầu phế thải sau khi đã làm sạch, lọc, loại bỏ
chất bẩn, trung hoà các axit béo tự do. Dầu thực vật có chứa triglycerides hay
thƣờng đƣợc biết đến nhƣ là triacylglycerol, và các axit béo tự do (FFA),
phospholipid và một số các tạp chất khác. Mỡ động vật có hàm lƣợng axit béo cao
hơn rất nhiều, tuy nhiên nguồn nguyên liệu này không nhiều mặc dù giá thành rất
thấp so với các loại nguyên liệu khác.
Đặc tính của một số loại dầu thực vật so sánh với diesel dầu mỏ đƣợc trình bày
trong bảng sau:

Trang 22


Bảng 1. 3: Đặc tính của một số loại dầu thực vật so sánh với dầu diesel [6]
Độ nhớt
Dầu thực vật

động học ở
o

Trị số cetane

o

Nhiệt trị

Điểm vẩn
o

Điểm đông
o

Điểm chớp
o

Tỷ trọng

Cặn Cacbon

( C)

(MJ/kg)

đục ( C)

đặc ( C)

cháy ( C)

(kg/l)

(%KL)

34.9

37.6

39.5

-1.1

-40

277

0.9095

0.24

33.5

41.8

39.5

1.7

-15

234

0.9148

0.24

53.6
27.2
39.6
37.0

44.6
34.6
41.8
37.6

40.5
39.3
39.8
39.7

10.0
1.7
12.8
- 3.9

-12.2
-15.0
-6.7
-31.7

274
241

271
246

0.9048
0.9236
0.9026
0.9115

0.23
0.22
0.24
0.30

31.3

41.3

39.5

18.3

-6.7

260

0.9144

0.25

35.5

40.2

39.3

- 3.9

-9.4

260

0.9133

0.24

32.6

37.9

39.6

- 3.9

-12.2

254

0.9138

0.25

33.9

37.1

39.6

7.2

-15.0

274

0.9161

0.27

39.6
30.3
3.06

42.0
38.0
50

43.8

31.0
20.0
-

-16

267
150
76

0.9180
0.9460
0.855

0.23
-

38 C
(mm2/s)

Dầu bắp (Corn)
Dầu hạt bông
(Cottonseed)
Crambe
Linseed
Dầu lạc (Peanut)
Hạt cải dầu (Rapeseed)
Dầu cây rum
(Safflower)
Dầu mè (Sesame)
Dầu đậu nành
(Soybeans)
Dầu hạt hoa hƣớng

dƣơng (Sunflower)
Dầu cọ (Palm)
Babassu
Diesel

Có thể tham khảo thành phần % cuả các axit béo cuả các loại dầu thực vật khác nhau ở bảng 1.3.

Trang 23


Bảng 1.4: Các thành phần axit béo của các loại dầu thực vật [24]
%
Loại dầu
Dầu lạc (Peanut)
Hạt cải dầu (Rapeseed)
Dầu cây hạt cải dầu (Canola)
Ô liu (Olive)
Dầu dừa (Coconut)
Dầu bắp (Corn)
Dầu cọ (Palm)
Dầu cây rum (Safflower)
Dầu hạt hoa hƣớng dƣơng
(Sunflower)
Dầu đậu nành (Soybeans)
Sunola
Dầu hạt bông (Cotton seed)
Mỡ bò (Beef tallow)
Chất béo của sữa (Butterfat)
Mỡ heo (Lard)

Caprylic
0.333
0.0
0.0
0.0
0.0
8.3
0.0
0.1
0.0

Capric
10:0
0.0
0.0
0.0
0.0
6.0
0.0
0.1
0.0

Lauric
12:0
0.0
0.0
0.0
0.0
46.7
0.0

0.9
0.0

Myristic
14:0
0.0
0.0
0.1
0.0
18.3
0.0
1.3
0.1

Palmitic
16:0
10.4
2.7
3.9
11.0
9.2
9.9
43.9
6.6

Stearic
18:0
8.9
2.8
3.1

3.6
2.9
3.1
4.9
3.3

Oleic
18:1
47.1
21.9
60.2
75.3
6.9
29.1
39.0
14.4

Linoleic
18:2
32.9
13.1
21.1
9.5
1.7
56.8
9.5
75.5

Linoleic
18:3

0.5
8.6
11.1
0.6
0.0
1.1
0.3
0.1

Erucic
22:1
0.2
50.9
0.5
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0

0.0

0.0

0.0

0.1

6.0

5.9

16.0

71.4

0.6

0.0

0.0
0.0
0.0
0.0
5.5
0.0

0.0
0.0
0.0
0.1
3.0
0.1

0.0
0.0
0.0
0.1
3.6
0.1

0.1
0.0
0.8
3.3
11.6
1.4

10.3
3.0
22.9
25.2
33.4
25.5

4.7
4.4
3.1
19.2
11.4
15.8

22.5
88.2
18.5
48.9
27.8
47.1

54.1

4.3
54.2
2.7
3.1
8.9

8.3
0.1
0.5
0.5
0.6
1.1

0.0
0.0
0.0
0.0
0.0
0.0

Trang 24