Nghiên cứu thực nghiệm sử dụng tổ hợp phụ gia cho xăng sinh học e10 trên động cơ xe máy

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

PHẠM VĂN ĐÔN

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG
TỔ HỢP PHỤ GIA CHO XĂNG SINH HỌC
E10 TRÊN ĐỘNG CƠ XE MÁY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

HÀ NỘI- NĂM 2014


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

PHẠM VĂN ĐÔN

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG
TỔ HỢP PHỤ GIA CHO XĂNG SINH HỌC
E10 TRÊN ĐỘNG CƠ XE MÁY

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS. TS. LÊ ANH TUẤN

HÀ NỘI- NĂM 2014


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu kết quả nêu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ đề tài nghiên
cứu nào khác.
Hà Nội, tháng 5 năm 2014
Học viên

Phạm Văn Đôn

i


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn trường Đại học Bách khoa Hà Nội, Viện Sau đại
học, Viện Cơ khí Động lực và bộ môn Động cơ đốt trong đã cho phép và tạo điều
kiện cho tôi thực hiện luận văn tại trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS Lê Anh Tuấn đã hướng dẫn tôi rất tận tình
và chu đáo về mặt chuyên môn để tôi có thể thực hiện và hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành biết ơn quý Thầy, Cô giảng dạy ở bộ môn Động cơ đốt trong
và phòng thí nghiệm động cơ đốt trong - trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã giúp
đỡ và dành những điều kiện hết sức thuận lợi để tôi có thể hoàn thành luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn trường Đại học sư phạm kỹ thuật Hưng Yên và Ban
quản lý cơ sở II đã tạo điều kiện, cổ vũ, động viên chúng tôi trong suốt thời gian học
tập
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy phản biện đã đồng ý đọc, duyệt và
góp các ý kiến quý báu để tôi có thể hoàn thành luận văn này và hướng mở cho mai
sau.

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn tới gia đình, bạn bè và cơ quan nơi tôi
đang công tác là những người đã động viên, khuyến khích tôi trong suốt thời gian tôi
tham gia học tập, nghiên cứu và thực hiện thành công luận văn này.
Học viên

Phạm Văn Đôn

ii


MỤC LỤC
Danh mục các bảng, các hình vẽ
LỜI NÓI ĐẦU…………………………………………………….…….…………..1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ETHANOL VÀ PHỤ GIA CHO XĂNG SINH
HỌC……………………………........................……………………………………3
1.1 Xăng sinh học…………......…………………….………………………………3
1.1.1 Xăng sinh học là gì?....................................................................................3
a. Khái niệm………………………………....………………………………………3
b. Nguồn nguyên liệu sản xuất xăng sinh học……………..……………....……3
1.1.2 Tính chất vật lý của xăng sinh học……………………….……………...4
1.1.3 Tính chất hóa học……………………………………..…….……………5
1.1.4 Các tính chất nguy hiểm của xăng sinh học…………………………….5
1.2 Phụ gia cho xăng sinh học…………………………………….………………..6
1.2.1 Phụ gia cho xăng……………………………………….........……………6
1.2.2 Phụ gia cho xăng sinh học…………………………………………....…..9
1.3 Tính cấp thiết, mục tiêu, phạm vi và nội dung nghiên cứu ………………….11
1.3.1 Tính cấp thiết của đề tài……………………………………......……….11
1.3.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu…………………………………....….13
1.3.3 Nội dung nghiên cứu……………………………………………..……..14
1.3.4 Phương pháp nghiên cứu………………………………………………15

1.3.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn……………………………………….…….15
1.4 Kết luận chương 1……………………………………………………….....….16
CHƯƠNG 2: PHÁT TRIỂN PHỤ GIA CHO XĂNG SINH HỌC E10………...18
2.1 Nhiên liệu khoáng pha trộn với nhiên liệu sinh học…………………………18
2.1.1 Ethanol nhiên liệu biến tính…………………………………………….18
2.1.2 Chỉ tiêu chất lượng xăng……………………………......………………19
2.1.3 Xăng pha Ethanol……………………………………….....……………21
2.1.4 Khả năng thích ứng của xăng pha trộn với Ethanol………………….22

iii


2.2 Phụ gia cho nhiên liệu xăng pha Ethanol………………………………….....23
2.2.1 Phụ gia tăng trị số ốc tan………………………………….…………….24
2.2.2 Nhóm phụ gia hỗ trợ tan và chống phân tách pha…………………….25
2.2.3 Nhóm phụ gia chống ăn mòn kim loại…………………………….……27
2.2.4 Nhóm phụ gia chống oxy hóa………………………………….……….28
2.2.5 Nhóm phụ gia khác……………………………………….....…………..29
2.3 Quy trình pha chế, phát triển phụ gia cho hỗn hợp Ethanol sinh học với
nhiên liệu hóa thạch……………………………………..…………………….31
2.4 Tính chất lý hóa của xăng E10………………………………….…………….33
2.5 Lựa chọn thành phần phụ gia cho xăng E10………………………………..39
2.6 Đánh giá tính chất và chất lượng của nhiên liệu E10 khi có phụ gia……....41
2.6.1 Tính chất và chất lượng của nhiên liệu E10 khi có phụ gia…………...41
2.6.2 Nhận xét về khảo sát xăng E10 không và có phụ gia…………………..48
2.7 Kết luận chương 2…………………………………..…………………………48
CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM………………………………...50
3.1 Đối tượng và mục tiêu thử nghiệm……………………………………………50
3.1.1

Xe máy Honda Wave 110cc…………………………………..………..50

3.2 Bố trí thử nghiệm…………………………………………….………………..51
3.2.1 Quy trình thử nghiệm…………………………………………………..51
3.2.2 Trang thiết bị thử nghiệm………………………………………………52
3.3 Kết quả thử nghiệm…………………………………..………….…………….55
3.3.1 Công suất và tiêu thụ nhiên liệu………………………………………..55
3.3.2 Phát thải………………………………………………..………………..57
3.3.3 Đánh giá chung về tính năng kinh tế, kỹ thuật và khả năng ứng dụng
của phụ gia VPI-G………………………………………………………62
3.4 Kết luận chương 3………………………………………………....…………..63
KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN……………….……………. 64
Kết luận…….…………………..………………………………………..…….64

iv


Hướng phát triển……………………………………………...………………65
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………...………………………….66
Tiếng Việt………………………………..…………………………………….66
Tiếng Anh……………......……………………………………………………67

v


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Tính chất của ethanol……………………………………………………………..4
Bảng 2.1. Yêu cầu kỹ thuật đối với ethanol NLBT…………………….………………......18
Bảng 2.2. Đặc tính cơ bản của ethanol NLBT……………………………………………..19

Bảng 2.3 Đặc tính xăng thông dụng……………………………………………………….19
Bảng 2.4. Các chỉ tiêu chất lượng xăng thông dụng………………………………………..20
Bảng 2.5. Đặc tính nhiên liệu của xăng thông dụng và ethanol NLBT…………………….22
Bảng 2.6. Độ ổn định oxy hóa của xăng-ethanol…………………………………………..34
Bảng 2.7. Trị số octan của xăng và xăng-ethanol………………………………………….34
Bảng 2.8. Thành phần chưng cất phân đoạn của xăng A90 và xăng E10…………………..35
Bảng 2.9. Áp suất hơi bão hòa của xăng E10………………………………………………35
Bảng 2.10. Sự phân tách pha của xăng A90 và xăng E10 theo nhiệt độ…………………..36
Bảng 2.11. Sự phân tách pha của xăng E10 theo thời gian ở nhiệt độ thường………………36
Bảng 2.12. Sự phân tách pha của xăng E10 theo hàm lượng nước…………………………37
Bảng 2.13. Ăn mòn mảnh đồng của nhiên liệu xăng và xăng E10………………………….38
Bảng 2.14. Tính chất và chất lượng xăng E10……………………………………………..38
Bảng 2.15. Ăn mòn mảnh đồng của nhiên liệu xăng E10 có phụ gia……………………….43
Bảng 3.1. Thông số xe Honda Wave 110…………………………………………………..51

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 2.1 Khi sảy ra hiện tượng phân tách pha trong nhiên liệu xăng – ethanol……………26
Hình 2.2. Công thức hóa học của chất phụ gia có nguồn gốc dầu mỡ béo động thực vật….28
Hình 2.3. Quy trình phát triển phụ gia cho hỗn hợp nhiên liệu sinh học với nhiên liệu
khoáng……………………………………………………………………………………..33
Hình 2.4. Nhiệt độ phân pha của xăng E10 phụ thuộc vào hàm lượng nước………………37
Hình 2.5. Ảnh hưởng của phụ gia đến độ bền phân pha của xăng E10……………………42
Hình 2.6. Ảnh hưởng của phụ gia đến độ ổn định oxy hóa của xăng E10………………….42
Hình 2.7. Ảnh soi kim tương mẫu kim loại đồng, nhôm và thép chịu tác động bởi nhiên liệu
xăng E10 không có và có phụ gia…………………………………………………………..44
Hình 2.8. Ăn mòn tấm đồng trong xăng E10 có và không có phụ gia sau 7 ngày ở 50oC…45

Hình 2.9. Ảnh hưởng của phụ gia đến khả năng chống ăn mòn kim loại của xăng E10….48
Hình 3.1. Đo đặc tính trên băng thử xe máy CD20’’………………………………………50
Hình 3.2. Sơ đồ băng thử Chassis Dynamometer 20’’……………………………………..54
Hình 3.3. Đặc tính công suất Ne…………………………………………………………...55
Hình 3.4. Suất tiêu hao nhiên liệu………………………………………………………….56
Hình 3.5. Hàm lượng phát thải CO………………………………………………………...57
Hình 3.6. Hàm lượng phát thải CO2 ……………………………………………………….58
Hình 3.7. Hàm lượng phát thải HC………………………………………………………...59
Hình 3.8. Hàm lượng phát thải NOx ……………………………………………………….60
Hình 3.9. Tỷ lệ cải thiện thông số tính năng của động cơ xe Wave khi sử dụng nhiên liệu
pha phụ gia VPI-G so với trường hợp không phụ gia…………………………………..60
Hình 3.10. Tỷ lệ cải thiện phát thải của động cơ xe Wave khi dùng xăng E10 pha phụ gia
VPI-G so với trường hợp không phụ gia……………………………………………………61
Hình 3.11. Tỷ lệ cải thiện thông số tính năng của động cơ xe Wave khi sử dụng xăng E10
pha phụ gia VPI-G so với sử dụng phụ gia Keropur………………………………………..61
Hình 3.12. Tỷ lệ cải thiện thông số phát thải của động cơ xe Wave khi sử dụng xăng E10
pha phụ gia VPI-G so với trường hợp pha phụ gia Keropur………………………………..62

vii


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay thế giới đang phải đối mặt với một thực tế là nguồn nguyên liệu
hóa thạch dầu mỏ đang có xu hướng ngày càng cạn kiệt. Bên cạnh đó, vấn đề
ô nhiễm môi trường do khí thải từ các phương tiện giao thông vận tải đang trở
nên báo động.
Một hướng đang được tập trung nghiên cứu nhằm tiết kiệm năng lượng và
giảm thiểu khí thải từ động cơ là sử dụng nhiên liệu sinh học phối trộn cùng
nhiên liệu hóa thạch, trong đó ethanol sinh học đang được quan tâm vì nguồn
khá dồi dào và có khả năng pha trộn với cả xăng và diesel. Tuy nhiên do

ethanol pha trộn với nhiên liệu khoáng thì tính chất và chất lượng của nhiên
liệu nhận được sẽ bị thay đổi so với ban đầu. Sự thay đổi nhiều hay ít phụ
thuộc vào tỷ lệ ethanol so với nhiên liệu khoáng. Để nhiên liệu khoáng pha
ethanol có được tính chất và chất lượng đạt yêu cầu kỹ thuật, biện pháp hiệu
quả nhất là sử dụng phụ gia.
Phụ gia trong nhiên liệu có tác dụng cải thiện và bổ sung các tính chất cần
thiết hoặc còn thiếu của nhiên liệu gốc nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cũng
như chất lượng nhiên liệu. Có nhiều loại phụ gia với công dụng khác nhau
nhưng có thể chia ra làm hai nhóm: Nhóm phụ gia tính năng và nhóm phụ gia
tồn trữ bảo quản.
Nhiên liệu khoáng và nhiên liệu sinh học đều phải có phụ gia. Khi phối
trộn nhiên liệu khoáng với nhiên liệu sinh học mà ethanol là trường hợp phổ
biến, vai trò của phụ gia càng được quan tâm nhiều hơn.
Phụ gia cho xăng pha ethanol về mặt nguyên tắc cũng giống như phụ gia
cho xăng khoáng. Tuy nhiên, do tính chất đặc thù của hỗn hợp nhiên liệu,
trong thành phần phụ gia sử dụng cho các loại nhiên liệu này cần có sự thay
sao cho đổi cho phù hợp
Trên thế giới, đã có nhiều công ty, tổ chức nghiên cứu và sử dụng phụ gia cho
nhiên liệu sinh học. Tại Việt Nam chưa có nghiên cứu cụ thể để tìm ra phụ gia
cho nhiên liệu sinh học để ứng dụng có hiệu quả. Đề tài:‘Nghiên cứu thực nghiệm
sử dụng tổ hợp phụ gia cho xăng sinh học E10 trên động cơ xe máy’’ hướng tới
góp phần giải quyết các yêu cầu về phát triển và ứng dụng phụ gia cho nhiên liệu
sinh học, đáp ứng nhu cầu sản xuất, kinh doanh nhiên liệu sinh học ở nước ta, góp
phần cắt giảm lượng sử dụng nhiên liệu hóa thạch, giảm phát thải của thực tiễn. Đề
tài còn góp phần đáp ứng ‘Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm
nhìn đến năm 2025’’ theo quyết định 177/2007/QĐ-TTg năm 2007 của chính phủ

1

và đặc biệt góp phần thực hiện đúng lộ trình áp dụng tỷ lệ phối trộn nhiên liệu sinh
học với nhiên liệu truyền thống mà thủ tướng chính phủ đã ký Quyết định số
53/2012/QĐ-TTg ngày 22/11/2012.
Đề tài nằm trong khuôn khổ hợp tác giữa viện Dầu khí Việt Nam và Bộ môn
Động cơ đốt trong, Viện Cơ khí động lực, Đại học Bách khoa Hà Nội đã phát triển
thành công phụ gia mang tên VPI-G dùng cho nhiên liệu E10. Đây là phụ gia trợ tan
(hòa tan và phân tán đều ethanol trong xăng), tạo nhũ, tăng khả năng ổn định và nâng
cao chất lượng cho E10. Sau khi xác lập được phụ gia mới, phụ gia được kiểm tra
đối chứng với trường hợp nhiên liệu không pha phụ gia và có pha phụ gia đang sử
dụng phổ biến và hiệu quả của nước ngoài về các tính chất lý hóa theo TCVN và
ASTM trong phòng thí nghiệm. Kết quả cho thấy nhiên liệu E10 sử dụng phụ gia
VPI-G có chất lượng tương đương với phụ gia nước ngoài, bên cạnh đó còn có một
số tính chất ưu điểm hơn.
Kết quả nghiên cứu trên xe Honda Wave 110 cho thấy nhiên liệu E10 sử dụng phụ
gia VPI-G giúp công suất tăng, suất tiêu hao nhiên liệu giảm. Các thành phần phát
thải đều giảm so với trường hợp không sử dụng phụ gia và với trường hợp sử dụng
phụ gia của nước ngoài.
Luận văn đã đưa ra được quy trình phát triển phụ gia cho hỗn hợp nhiên liệu xăng
khoáng và nhiên liệu sinh học. Ứng dụng và phát triển thành công phụ gia VPI-G
Quá trình và kết quả nghiên cứu được thể hiện rõ qua nội dung của luận văn gồm:
Mở đầu
Chương 1. Tổng quan về ethanol và phụ gia cho xăng sinh học
Chương 2. Phát triển phụ gia cho xăng sinh học E10
Chương 3. Nghiên cứu thực nghiệm
Kết luận và kiến nghị
Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng chắc rằng luận văn sẽ không thể tránh khỏi
những thiếu sót. Mong nhận được sự đóng góp ý kiến chân thành và quý báu từ thầy
cô, các nhà chuyên môn cùng quý đồng nghiệp
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 5 năm 2014

Học viên

Phạm Văn Đôn
2


Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ETHANOL VÀ PHỤ GIA CHO XĂNG
SINH HỌC
1.1 Xăng sinh học
1.1.1 Xăng sinh học là gì?
a. Khái niệm
Ethanol còn được gọi là rượu etylic, rượu ngũ cốc hay cồn. Nó là một hợp chất
hữu cơ nằm trong dãy đồng đẳng của rượu metylic, dễ cháy, không màu, là một
trong các thành phần của đồ uống chứa cồn. Trong đời sống hàng ngày, nó thường
được gọi là rượu. Công thức hóa học của C2H5OH, viết tắt là C2H6O.
Ethanol dễ dàng hòa tan trong nước theo mọi tỷ lệ, với sự giảm nhẹ tổng thể về
tích khi hai chất này được trộn lẫn với nhau. Ethanol tinh khiết là dung môi tốt, sử
dụng trong các loại nước hoa, sơn và cồn thuốc. Các tỷ lệ khác của ethanol với nước
cũng có thể làm dung môi. Các loại đồ uống chứa cồn có hương vị khác nhau do có
các tạp chất tạo mùi khác nhau được hòa tan trong nó, trong quá trình ủ và nấu
rượu.
Ethanol có thể được sử dụng cho các sản phẩm đông lạnh vì điểm đóng băng của
nó thấp.
Ethanol có thể sử dụng làm nguyên liệu trong công nghệ hóa học, nguyên liệu
cho tổng hợp hữu cơ hóa dầu.
Ngày này ethanol được sử dụng rộng rãi để pha vào xăng tạo nhiên liệu sinh học
thân thiện với môi trường.
b. Nguồn nguyên liệu sản suất xăng sinh học
Nguyên liệu sản suất ethanol thích hợp nhất là đường (từ củ cải đường, mía), rỉ
đường và cây lúa, tinh bột (khoai tây, các loại hạt lúa, lúa mỳ, ngô, đại mạch). Năng

suất ethanol trung bình dao động từ 2.100 đến 5.600 lít/ha đất trồng trọt, tùy thuộc
vào từng loại cây trồng. Đối với các loại hạt, năng suất ethanol thu được vào khoảng
2.800 lit/ha tức vào khoảng 3 tấn nguyên liệu sẽ thu được một tấn ethanol
Hiện nay các hoạt động nghiên cứu và phát triển ở châu Âu về lĩnh vực ethanol
sinh học, chủ yếu tập trung vào sử dụng các nguồn xenlulo (gỗ). Các loại cây trồng

3


quay vòng ngắn (liễu, bạch dương, bạch đàn) các chất thải nông nghiệp (rơm, bã
mía), các phế thải của công nghiệp gỗ, gỗ thải… đều thích hợp làm nguyên liệu
ethanol. Cứ khoảng 2 – 4 tấn vật liệu gỗ khô hoặc cỏ khô đã có thể cho 1 tấn
ethanol. Nguyên nhân khiến người ta chuyển sang sản xuất ethanol từ sinh khối
xenlulo (gỗ, thân thảo) là vì các loại này sẵn có vả rẻ tiền hơn các loại tinh bột, đặc
biệt là với những nguồn chất thải hầu như không có giá trị kinh tế thì vấn đề càng có
ý nghĩa, tuy nhiên quá trình chuyển hóa các vật liệu này sẽ khó khăn hơn.
Tại Việt Nam đang hướng đến việc sử dụng nguyên liệu chính là sắn, ngô và mía
đường và tận dụng các phế phẩm thừa trong nông nghiệp để sản suất ethanol.
1.1.2 Tính chất vật lý của xăng sinh học
Ethanol là một chất lỏng, không màu, mùi thơm dễ chịu, vị cay, nhẹ hơn nước
(khối lượng riêng 0,7936 g/ml ở 15oC), sôi ở 78,39oC, hóa rắn ở -114,5oC, tan vô
hạn trong nước. Rượu etylic tan tốt trong nước và nhiệt độ sôi cao hơn nhiều với
este hay andehyde có cùng số cacbon là do có sự tạo thành liên kết hydro giữa các
phân tử với nhau và với nước. Một số tính chất vật lý được thể hiện qua bảng 1.1.
Bảng 1.1. Tính chất của ethanol
STT
1
2
3
4

5
6
7
8
9
10
11
12
13

Tính chất
Công thức phân tử
Phân tử gam
Cảm quan
Tỷ trọng
Độ nhớt
Độ tan trong nước
Số UN
Nhiệt độ sôi
Nhiệt độ tan
Điểm tới hạn
pH
Cp
Tác động cấp tính

14
15
16

Tác động kinh niên

Nhiệt độ tự cháy
Mật độ giới hạn nổ

Giá trị
C2H5OH, Hay C2H6O
46,07 g/mol
Chất lỏng trong suốt, dễ cháy
0,789
1,2 cP ở 20oC
Tan hoàn toàn
1170
78,4oC (351,6 K)
158,8 K ( -114,50C; -173,83oC)
514 K (241oC; 465,53oF) ở p = 63Pa
7,0 (trung hòa)
65,21 J/mol.K
Buồn nôn, gây mửa, trầm cảm, nặng thì
ngừng thở
Nghiện, xơ gan
425oC (797oF)
3,5 – 15 %

4


1.1.3 Tính chất hóa học
Tính chất của một rượu đơn chức
-

Phản ứng với kim loại kiềm:

2C2H5OH + 2Na  2C2H5ONa + H2

-

Phản ứng este hóa:
C2H5OH + CH3OOH  CH3OOC2H5 + H2O

-

Phản ứng loại nước

+ Tách nước tạo olefin: C2H5OH  C2H4 + H2O
+ Tách nước tạo ete:
-

2C2H5OH  C2H5 – O-C2H5 + H2O

Phản ứng oxy hóa:

Phản ứng oxy hóa có thể xảy ra theo các mức khác nhau: Oxy hóa không hoàn
toàn tạo ra aldehit, axit hữu cơ và oxy hóa hoàn toàn CO2 và H2O:
CH3 – CH2 – OH + CuO  CH3 – CHO + Cu + H2O
Có thể oxy hóa bằng oxy không khí có xúc tác sẽ tạo thành axit hữu cơ:
CH3 – CH2 – OH + O2  CH3COOH + H2O
Oxy hóa hoàn toàn:
C2H5OH + 3O2  2CO2 + 3H2O
Tính chất riêng
Nếu cho hơi ethanol qua xúc tác hỗn hợp, ví dụ Cu + Al2O3 ở 380o đến 400o C có
thể xảy ra phản ứng kiểu butadien:
2C2H5OH  CH2 = CH – CH = CH2 + H2O + H2

Phản ứng lên men dấm
Oxy hóa rượu etylic có nồng độ dấm 10% bằng oxy không khí có mặt men dấm ở
khoảng 25% sẽ tạo thành dấm ăn:
CH3 - CH2 – OH + O2  CH3COOH + H2O
1.1.4 Các tính chất khác
Ethanol là những chất dễ cháy và dễ dàng bắt lửa nên cần thiết phải có các biện
pháp bảo vệ an toàn.

5


Ethanol trong cơ thể con người được chuyển hóa thành axetaldehit do enzym
alcohol dehydrogeas phân hủy rượu và sau đó thành axit axetic bởi enzym
axetaldehit dehydrogeas phân hủy axetaldehit. Aldehit này là nguy cơ gây bệnh xơ
gan, nhiều dạng ung thư và chứng nghiện. Nếu nồng độ ethanol trong máu cao đạt
từ 0,3 đến 0,4% có thể gây hôn mê, nếu đạt đến 0,5% hoặc cao hơn có thể gây tử
vong.
Người ta cũng chỉ ra mối liên quan tỷ lệ thuận giữa ethanol và sự phát triển của
vi khuẩn gây ra viêm phổi, viêm màng não và các viêm nhiễm hệ bài tiết. Sự phát
triển hiện nay trái với sự nhầm lẫn phổ biến cho rằng uống rượu có thể giết chết
nhiều loại vi khuẩn gây ra các bệnh truyền nhiễm.
1.2 Phụ gia cho xăng sinh học
1.2.1 Phụ gia cho xăng
Các phụ gia đưa vào nhiên liệu xăng có thể xếp thành các nhóm sau:
-

Nhóm phụ gia cải thiện tính chất của nhiên liệu: Các phụ gia này thường
được sử dụng cho xăng máy bay, xăng ô tô, nhiên liệu phản lực. Đó là các
phụ gia làm tăng tính chất cháy của nhiên liệu, làm cho nhiên liệu cháy hoàn
toàn hơn và giảm thiểu các khí độc hại sinh ra khi cháy.

-

Nhóm phụ gia cải thiện tính ổn định khi bảo quản, tồn chứa, vận chuyển:
Điển hình là các phụ gia chống oxy hóa (các ankyl, amin, phenol, các dẫn
xuất cơ khí); các phụ gia làm thụ động kim loại, các phụ gia làm ổn định sự
phân tán, tăng độ tẩy rửa…

-

Nhóm phụ gia làm giảm ảnh hưởng có hại của nhiên liệu đối với thiết bị
động cơ: đó là phụ gia chống ăn mòn, phụ gia nhằm giảm tạo muội, phụ gia
có tính tẩy rửa hệ thống nhiên liệu.

-

Nhóm phụ gia đảm bảo sử dụng nhiên liệu dùng ở nhiệt độ thấp: nhóm này
gồm naphten, prafin clo hóa. Các tính chất này làm giảm nhiệt độ kết tinh
của nhiên liệu, phụ gia chống sự bay hơi của xăng, phụ gia chống sự kết tinh
của nhiên liệu ở nhiệt độ thấp.
6


-

Nhóm phụ gia khác: là phụ gia chống tích điện, phụ gia chống vi sinh vật,
phụ gia tạo màu (thường được sử dụng để đánh dấu nhằm quản lý chất lượng
của sản phẩm). Đặc biệt có phụ gia tạo mùi, giúp con người có thể phát hiện
được sự rò rỉ của sản phẩm mà phòng ngừa.

Trong các loại phụ gia cho xăng thì các phụ gia chống kích nổ là quan trọng nhất.
Trước đây, trên thế giới người ta thường sử dụng các hợp chất có chì như tetraetyl
chì, tetraemetyl chì hay hỗn hợp etylmetyl chì. Do tính độc hại của các khí thải
động cơ dùng nhiên liệu chứa chì nên hiện nay xăng pha chì hầu như không được sử
dụng. Các phụ gia làm tăng chỉ số octan của xăng không chì là:
-

Methanol (CH3OH).

-

Ethanol (C2H5OH).

-

Tert-butyl ancol ((CH3)3C-OH).

-

Metyl tert-butyl ete (MTBE).

-

Tert-Amyl Metyl ete (TAME).

Ngoài việc làm tăng trị số octan, các phụ gia còn có tác dụng làm giảm thiểu sự
phát thải của hydrocacbon và CO, giúp cho quá trình cháy được xảy ra hoàn toàn.
Một số phụ gia điển hình cho xăng
Phụ gia chì (TML, TEL): bao gồm tetrametyl chì Pb(CH3)4 và tetraetyl
Pb(C2H5)4 chì có tác dụng phá hủy hợp chất trung gian hoạt động (peroxit, hidro

peroxit) do đó làm tăng trị số octan của xăng lên và làm giảm khả năng cháy kích
nổ. Cho đến nay chưa có bất kỳ phụ gia nào làm tăng trị số octan như phụ gia chì
(có hàm lượng từ 0,1 đến 0,15g/l xăng có thể làm tăng từ 6- 12 đơn vị octan) [4],
tuy nhiên do tính chất độc hại của loại phụ gia này mà ngày nay trên thế giới hầu
như không dùng nữa. Ở Việt Nam từ tháng 7 năm 2001 đã quyết định sử dụng xăng
không chì.
Methanol: Methanol (methyl alcohol) CH3OH là một chất lỏng không màu ở nhiệt
độ thường với mùi alcohol nhẹ đặc trưng và có thể được sử dụng như một phụ gia để

7


pha vào xăng nhằm tăng chỉ số octan. Phụ gia này có ưu điểm là rẻ tiền, dễ kiếm.
Tuy nhiên phụ gia này có nhược điểm là tan vô hạn trong nước nên có tính hút ẩm
mạnh, do đó nhiên liệu có methanol để một thời gian sẽ bị đọng nước và tất nhiên
khi dùng cho động cơ sẽ có hại [4].
Ethanol: Ethanol (C2H5OH) là loại nhiên liệu dạng cồn, có chỉ số octan rất cao
120 đến 135, có thể được sản xuất bằng phương pháp lên men và chưng cất các loại
ngũ cốc chứa tinh bột như ngô, lúa mỳ, lúa mạch… để chuyển hóa thành đường
đơn. Ngoài ra, ethanol còn được sản xuất từ cây, cỏ có chứa xenlulose. Ethanol có
nhược điểm là hút ẩm nhiều làm tăng nguy cơ thâm nhập của nước vào xăng [4].
MTBE: Là một chất dễ bay hơi dễ cháy và là chất lỏng không màu, không trộn
lẫn được với nước MTBE là phụ gia dùng cho xăng, trị số octan từ 115 đến 123 việc
tăng hàm lượng MTBE trong xăng dẫn tới thay đổi áp suất hơi bão hòa, thành phần
phân cất phân đoạn nhiên liệu nên không nên sử dụng lớn hơn 15% [4]
Ở Mỹ, MTBE đã được sử dụng ở mức độ thấp từ năm 1979 để thay thế cho tetraethyl chì và làm tăng chỉ số octan giúp ngăn ngừa động cơ khỏi sự kích nổ.
Trên thế giới cũng đã có nhiều nhà máy sản xuất nhưng giá thành còn cao.
TAME: Là một ete và được sử dụng như một phụ gia oxy hóa cho xăng. Nó
được thêm vào xăng vì ba lý do: thứ nhất là để tăng chỉ số octan của xăng, thứ hai là
để thay thế tetraethyl chì và lý do cuối cùng là làm tăng hàm lượng oxy trong xăng.

Phụ gia TAME pha vào nhiên liệu có tác dụng làm giảm khí thải độc hại như những
hợp chất hữu cơ dễ bay hơi.
MMT: Phụ gia có công thức là (CH3C5H4)Mn(CO)3 Phụ gia MMT được đưa ra
thị trường vào năm 1958, nó có vai trò như một phần bổ sung với phụ gia tetraethyl
chì để làm tăng chỉ số octan của nhiên liệu, về sau MMT được sử dụng trong xăng
không chì

8


Phụ gia này có ưu điểm như:
-

Sử dụng với hàm lượng thấp từ 8 đến 18 mg Mn/l

-

Thích hợp với mọi vật liệu chế tạo của động cơ

-

Ngăn chặn sự mất mát nhiệt do sự cháy sớm

-

Không ăn mòn thiết bị

-

Không ảnh hưởng đến bộ chuyển đổi xúc tác

-

Rẻ hơn các loại phụ gia khác

-

Giảm thiểu khí thải độc hại

Với các tính chất ưu việt trên, Phụ gia MMT đang được sử dụng rộng rãi tại
Canada và Mỹ La tinh, Châu Âu [4]
Phụ gia ức chế ăn mòn: Là một hợp chất hóa học được thêm vào nhiên liệu để
giảm sự ăn mòn của kim loại và hợp kim. Các phụ gia làm giảm sự ăn mòn được sử
dụng cho nhiên liệu xăng gồm có: DCI-4A, DCI- 6A, DCI- 11, DCI- 28, DCI- 30 và
DMA-4 [10]
1.2.2 Phụ gia cho xăng sinh học
Nhiên liệu sinh học hết sức đa dạng tùy thuộc vào từng nước. Nhiên liệu sinh
học ở Việt Nam cho đến nay chủ yếu từ cây sắn để sản xuất ra cồn. Còn ở Braxin
thì từ gỉ đường mía. Châu Âu thì dùng cải dầu hay dầu hạt hướng dương… Dùng
phụ gia gì và ảnh hưởng đối với từng nguyên liệu cụ thể ra sao là một vấn đề cần
nghiên cứu.
Thông thường, ethanol sản xuất có nồng độ 96% là phổ biến nhất (96% ethanol
và 0,4% nước). Để tạo ra ethanol có nồng độ là 99% phải tiến hành các biện pháp
loại nước, hay còn gọi là làm khan. Một trong những biện pháp để đảm bảo sự ổn
định (ngăn cách sự tách pha và ngăn cách sự thâm nhập của nước và hơi nước từ
khí quyển), người ta dùng các loại phụ gia là các loại rượu có phân tử lớn hơn như:
isopropylic, isobutyric…

9

Do đặc điểm của xăng sinh học là kém ổn định không chỉ phối trộn đơn thuần
mà còn phải đảm bảo tính đồng pha, hệ số cháy ổn định, chống oxy hóa, chống
biến chất, chống tách lớp, chống gỉ…
Phụ gia cho nhiên liêu sinh học được nghiên cứu muộn hơn so với nhiên liệu
khoáng. Do tính chất và yêu cầu kỹ thuật chất lượng của nhiên liệu, việc nghiên
cứu phụ gia cho nhiên liệu khoáng phối trộn với nhiên liệu sinh học được kế thừa,
phát triển với tốc độ nhanh trên cơ sở một số loại phụ gia sử dụng trên nhiên liệu
khoáng.
Khi đưa một phụ gia nào đó vào nhiên liệu, phải đảm bảo không được làm xấu
đi các chỉ tiêu chất lượng khác của nhiên liệu. Nếu vì lý do phải ưu tiên cho chỉ
tiêu chất lượng nào đó mà làm kém đi chỉ tiêu khác kém quan trọng hơn thì phải
tìm giải pháp khắc phục cho chỉ tiêu bị ảnh hưởng đó, nhưng phải đảm bảo không
gây ảnh hưởng xấu dây chuyền tới chỉ tiêu chất lượng khác. Vì vậy, khi cho bất kỳ
phụ gia nào vào nhiên liệu cần phải khảo sát để tìm ra hàm lượng phụ gia tối ưu.
Phụ gia cho nhiên liệu xăng pha ethanol nhiên liệu biến tính (NLBT) về mặt
nguyên tắc không khác cho xăng khoáng. Tuy nhiên, do tính chất đặc thù của hỗn
hợp nhiên liệu khoáng với ethanol, trong thành phần phụ gia sử dụng cho nhiên
liệu xăng cần có sự thay đổi sao cho phù hợp.
Khi nhiên liệu cháy, phụ gia cũng được cháy cùng nhiên liệu. Khi nhiên liệu
chưa được sử dụng (vận chuyển, tồn trữ và bảo quản), phụ gia đóng vai trò quan
trọng giúp nhiên liệu giữ được chất lượng ổn định. Theo đó, phụ gia cho nhiên liệu
xăng có thể được chia ra làm hai nhóm chính: Nhóm phụ gia tính năng và nhóm
phụ gia tồn trữ vào bảo quản.
-

Nhóm phụ gia tính năng: Là nhóm phụ gia giúp nhiên liệu đáp ứng được đầy
đủ các yêu cầu kỹ thuật về chất lượng khi sử dụng (tăng trị số octan đối với
xăng).

-

Nhóm phụ gia tồn trữ bảo quản: Là nhóm các phụ gia giúp nhiên liệu giữ

được thành phần và chất lượng ổn định khi chưa sử dụng (chống phân tách pha,
chống ăn mòn…)

10


Có thể có những phụ gia đa chức năng: Vừa đóng vai trò giúp nhiên liệu có chất
lượng ổn định khi chưa sử dụng, vừa đóng vai trò giúp nhiên liệu đáp ứng được
đầy đủ các yêu cầu cần thiết khi sử dụng.
1.3

Tính cấp thiết, mục tiêu, phạm vi nghiên cứu và nội dung nghiên cứu

của đề tài
1.3.1 Tính cấp thiết
Nhiên liệu khoáng và nhiên liệu sinh học đều phải có phụ gia. Khi phối trộn
nhiên liệu khoáng với nhiên liệu sinh học mà ethanol là một trường hợp phổ biến,
vai trò của phụ gia càng được quan tâm nhiều hơn, do khi pha ethanol vào nhiên
liệu khoáng thì sẽ có ảnh hưởng nhất định đến tính bền vững của hỗn hợp, tính đồng
pha, hệ số cháy nổ, tính ăn mòn kim loại… cho nên cần thiết phải có chất phụ gia
phù hợp. Do vậy phụ gia trong hỗn hợp nhiên liệu có tác dụng cải thiện và bổ sung
các tính chất cần thiết hoặc còn thiếu của hỗn hợp nhiên liệu. Có nhiều loại phụ gia
với công dụng khác nhau nhưng có thể chia ra làm hai nhóm: nhóm phụ gia tính
năng và nhóm phụ gia tồn trữ và bảo quản.
Hiện nay, ở Việt Nam mới lưu hành duy nhất một loại xăng sinh học là E5, tuy
nhiên lượng tiêu thụ nhiên liệu này còn rất hạn chế do nhiều nguyên nhân, trong đó

hệ thống phân phối còn chưa được phát triển (có hơn 100 điểm bán xăng E5 trên
toàn quốc), chưa đáp ứng được yêu cầu thực tế và lượng sản suất tại các nhà máy
cồn sinh học tuy chưa hết công suất nhưng đã có lượng tồn đọng khá lớn và đang
phải xuất khẩu. Riêng tại nhà máy sản xuất ethanol Đồng Xanh đã chính thức được
khánh thành tại xã Đại Tân, huyện Đại Lộc tỉnh Quảng Nam. Với tổng vốn đầu tư
hơn 600 tỉ đồng (khởi công năm 2007). Nhà máy có công suất thiết kế 100.000
tấn/năm, nghĩa là cứ bình quân 1 năm, đơn vị sẽ cho ra khoảng 100.000 tấn cồn
khan, tương đương với 125 triệu lít ethanol, chưa kể các cơ sở sản xuất khác. Như
vậy tiềm năng về ethanol ở nước ta là rất lớn [21]
Trong khi đó tại Việt Nam, nếu không phát hiện thêm các mỏ dầu có trữ lượng
lớn thì đến năm 2025, Việt Nam về cơ bản sẽ cạn kiệt dầu khí. Từ chỗ xuất khẩu
năng lượng trong vòng 15 năm tới, Việt Nam sẽ phải nhập khẩu năng lượng,

11


trong đó xăng dầu dùng cho giao thông vận tải chiếm khoảng 30% tổng nhu cầu
năng lượng của cả nước.
Khi nhà máy lọc Dung Quất hoạt động hết công suất, Việt Nam mới tự cung cấp
được khoảng 5,3 triệu tấn xăng dùng cho giao thông vận tải trong tổng nhu cầu 15,5
đến 16 triệu tấn xăng dầu. Do vậy Việt Nam vẫn phải nhập khẩu ít nhất 2/3 nhu cầu
xăng dầu từ nước ngoài.
Để giảm bớt sự phụ thuộc vào dầu mỏ, than đá và bù đắp cho sự thiếu hụt năng
lượng trong tương lai, năm 2007 Chính Phủ đã phê duyệt “Đề án phát triển nhiên
liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” Theo quy định 177/2007/QĐTTg năm 2007, được chia làm 4 giai đoạn. Cụ thể năm 2010 xây dựng và phát triển
các mô hình sản xuất thử nghiệm và sử dụng nhiên liệu sinh học quy mô 100.000
tấn xăng E5 và 50.000 tấn dầu diesel B5 mỗi năm, đáp ứng 0,4% nhu cầu xăng dầu
của cả nước (chỉ tiêu này là 1% đến năm 2015). Đến năm 2025, sản lượng ethanol
và dầu sinh học phấn đấu đạt 1,8 triệu tấn, đáp ứng khoảng 5% nhu cầu xăng dầu
của cả nước.

Còn theo dự báo về nhu cầu nhiên liệu sinh học đến năm 2025 (dựa trên giả
định về tăng trưởng tiêu thụ xăng, dầu là 8,5%/năm với tỉ lệ ethanol bắt buộc là 5%
trong giai đoạn 2012 – 2014 và 10% cho giai đoạn 2015 – 2025), năm 2012 nhu cầu
ethanol là 300 triệu lít, đến năm 2015 là 457 triệu lít và 2025 là 1 tỉ lít. Nhu cầu này
sẽ mở rộng ra một thị trường đầy tiềm năng cho xăng sinh học, đặc biệt là cho
những doanh nghiệp đi tiên phong.
Mới đây ngày 22/11/2012, Thủ tướng Chính phủ đã ký Quyết định số
53/2012/QĐ-TTg ban hành lộ trình áp dụng tỉ lệ phối trộn nhiên liệu sinh học với
nhiên liệu truyền thống.
Theo đó:
Đối với xăng E5: Từ ngày 01/12/2014, xăng được sản xuất, phối chế, kinh doanh,
để sử dụng cho phương tiện cơ giới đường bộ tiêu thụ trên các địa bàn các tỉnh, thành
phố: Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ, Quảng Ngãi,

12


Bà Rịa - Vũng Tàu. Từ ngày 1/12/2015 xăng được sản xuất, phối chế, kinh doanh để
sử dụng cho các phương tiện cơ giới đường bộ tiêu thụ trên toàn quốc.
Đặc biệt, trong thời gian chưa áp dụng tỉ lệ phối trộn theo lộ trình khuyến khích
các tổ chức, cá nhân sản xuất, phối chế, kinh doanh xăng E5, E10, diesel B5 và
B10.
Để đáp ứng kịp thời theo lộ trình đặt ra thì việc phát triển phụ gia cho nhiên liệu
sinh học là rất cần thiết (đặc biệt trước mắt vận dụng để đưa phụ gia vào nhiên liệu
E10 (10% ethanol và 90% xăng) để sớm đưa vào thực tế sử dụng.
Để đáp ứng các yêu cầu cho phát triển nhiên liệu sinh học trong giai đoạn 2015
– 2025 thì việc nghiên cứu và đưa xăng E10 vào sử dụng là rất cần thiết. Với tỉ lệ
pha này cần thiết phải có nghiên cứu cẩn thận để đảm bảo an toàn về cháy nổ, các
tính năng về kỹ thuật của nhiên liệu cũng như khi đưa vào sử dụng cho động cơ và
phương tiện thì việc nghiên cứu và phát triển phụ gia cho loại nhiên liệu này cũng

trở lên cấp thiết và có vai trò rất quan trọng.
Trên thế giới đã có nhiều phụ gia đáp ứng được nhu cầu cho nhiên liệu sinh học,
tuy nhiên giá thành rất cao. Ngoài ra, nguồn nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh
học trong nước có nhiều điểm khác biệt so với nước ngoài và thời tiết nhiệt đới
cũng khác biệt nên việc sử dụng phụ gia cũng cần có những thay đổi về thành phần
đảm bảo phù hợp với thời tiết và nguyên liệu sản xuất ở Việt Nam.
1.3.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu dựa trên cơ sở nhóm phụ gia VPI-G do Viện Dầu khí phát triển để
đánh giá chất lượng của xăng E10 có pha phụ gia và đánh giá ảnh hưởng của phụ
gia đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của động cơ như công suất, tiêu hao nhiên liệu,
chất lượng khí thải.
Do hạn chế về tài chính, thời gian và năng lực, đồng thời đảm bảo nghiên cứu,
tập trung và có hiệu quả, ứng dụng vào thực tiễn trong thời gian tới và bám sát “Đề
án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” đặc biệt
góp phần đáp ứng lộ trình áp dụng tỷ lệ phối trộn nhiên liệu sinh học vào nhiên liệu

13


khoáng theo Quyết định số 53/2012/QĐ- TTg và tính cấp thiết đã trình bày ở trên
nên chỉ tập trung vào phụ gia cho xăng sinh học E10.
1.3.3 Nội dung nghiên cứu
Để thực hiện mục tiêu đề ra, quá trình nghiên cứu được thực hiện bởi 3 chương
của luận văn này.
Đề tài tập hợp nghiên cứu tổng quan về nhiên liệu sinh học và phụ gia, lý thuyết
và ảnh hưởng của phụ gia trong nhiên liệu; lựa chọn nhiên liệu sinh học và khảo sát;
lựa chọn các phụ gia cho nhiên liệu sinh học đã chọn; lựa chọn động cơ thử nghiệm
và quy trình cùng các chế độ thử nghiệm; tiến hành thử nghiệm; thảo luận kết quả
nghiên cứu và kết luận.
Việc nghiên cứu được thực hiện trên cơ sở đặc điểm của nhiên liệu sinh học, điều

kiện thời tiết và bảo quản của Việt Nam. Sau khi đã lựa chọn được thành phần, xây
dựng được đơn pha chế, khảo nghiệm và đánh giá chất lượng các phụ gia cho nhiên
liệu E10 về mặt lý - hóa trong phòng thí nghiệm đảm bảo các tiêu chuẩn TCVN và
ASTM, phụ gia sẽ được thực hiện trên động cơ và phương tiện để đánh giá các đặc
tính kinh tế - kỹ thuật, từ đó có đề xuất, kiến nghị để đưa vào ứng dụng trong thực
tiễn có hiệu quả.
1.3.4 Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu của đề tài là sử dụng phương pháp thực nghiệm đối
chứng các chỉ tiêu, tính chất hóa lý, chống phân tách pha… trong phòng thí nghiệm
giữa nhiên liệu không phụ gia và có phụ gia, giữa các phụ gia với nhau. Nghiên cứu
thực nghiệm theo phương pháp đối chứng trên động cơ để đánh giá ảnh hưởng của
phụ gia đến các thông số kinh tế, kỹ thuật và phát thải của động cơ ở thời điểm 0
giờ (sau khi căn chỉnh, động cơ làm việc ổn định thì thực hiện thử nghiệm và quy
ước thời điểm là 0 giờ).

14


Cụ thể là:
-

Thử nghiệm đối chứng cho nhiên liệu E10 trên xe Honda Wave 110.

Từ những kết quả thực nghiệm đưa ra được một số kết luận ảnh hưởng của phụ
gia về tính năng và phát thải của động cơ, những lợi ích kinh tế của phụ gia mới cho
nhiên liệu sinh học E10, góp phần bổ sung vào tiêu chuẩn cho nhiên liệu sinh học
của Việt Nam.
1.3.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Trong bối cảnh nguồn nhiên liệu hóa thạch có xu hướng ngày càng cạn kiệt. Bên
cạnh đó, môi trường của con người đang bị hủy hoại nghiêm trọng từ nhiều nguồn ô

nhiễm khác nhau. Một trong những nguồn ô nhiễm chủ yếu là khí thải của động cơ
đốt trong - thiết bị cung cấp tới 80% tổng số năng lượng tiêu thụ toàn cầu. Ở Việt
Nam, cùng với sự phát triển của kinh tế - xã hội, tốc độ tăng hàng năm của các
phương tiện sử dụng động cơ đốt trong là khá nhanh, gây ra sự ô nhiễm môi trường
nặng nề.
Do vậy việc nghiên cứu tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu thành phần khí thải
độc hại của khí thải động cơ đốt trong trên các phương tiện cơ giới là cần thiết và
nằm trong các chương trình phát triển nhiên liệu của Việt Nam và Thế giới.
Một hướng nghiên cứu đang được quan tâm là sử dụng nhiên liệu sinh học phối
trộn với nhiên liệu khoáng. Tuy nhiên, khi phối trộn như vậy cần thiết phải có phụ
gia để đảm bảo tính bền vững của hỗn hợp, tính đồng pha, hệ số cháy nổ, tính ăn
mòn kim loại…
Đề tài này tập trung nghiên cứu phát triển phụ gia cho nhiên liệu sinh học E10,
loại nhiên liệu này đang được tập trung nghiên cứu để đưa vào sử dụng rộng rãi ở
nước ta trong tương lai gần.
Đề tài góp phần lựa chọn các loại phụ gia sử dụng cho nhiên liệu xăng E10 đảm
bảo các yêu cầu về tính năng sử dụng, tồn trữ, bảo quản và môi trường. Ngoài ra, luận

15


văn góp phần đưa ra tỷ lệ pha trộn giữa phụ gia tối ưu cho nhiên liệu xăng E10 và đề
xuất quy trình công nghệ pha chế phụ gia cho nhiên liệu xăng E10.
Như vậy, đây là đề tài có ý nghĩa về mặt thực tiễn và lý luận rõ nét trong bối
cảnh nền công nghiệp nhiên liệu sinh học còn rất mới mẻ ở nước ta, góp phần xây
dụng tiêu chuẩn cho nhiên liệu sinh học Việt Nam.
Ngoài ra viêc phát triển phụ gia trong nước sẽ mang lại hiệu quả kinh tế do các
thành phần được lựa chọn rẻ tiền, dễ kiếm do vậy sẽ rẻ hơn so với tổ hợp phụ gia
nhập ngoại, không những thế, phụ gia sẽ phù hợp hơn với nguồn ethanol và thời tiết
của Việt Nam. Luận văn này còn làm cơ sở nghiên cứu cho những người quan tâm

tới lĩnh vực nhiên liệu sinh học và phụ gia.

1.4 Kết luận chương 1
Nhiên liệu ngày càng cạn kiệt, sự ô nhiễm của môi trường do khí thải động cơ,
các lò đốt công nghiệp, các cơ sở sản xuất ngày càng tăng và trở nên trầm trọng. Để
giảm thiểu ô nhiễm môi trường, đảm bảo an ninh năng lượng lâu dài và phát triển
bền vững, nhiều quốc gia đã tập trung nghiên cứu sử dụng nhiên liệu sinh học thay
thế một phần dầu khoáng, tiến tới ngành nhiên liệu sạch ở quốc gia mình. Việt Nam
cũng đang tập trung theo hướng phát triển này.
Do đặc điểm của nhiên liệu sinh học là kém ổn định và động cơ đang sử dụng với
số lượng rất lớn thì chưa phù hợp để sử dụng hoàn toàn nên nhiên liệu sinh học
đang được sử dụng dưới dạng phối trộn với nhiên liệu khoáng.
Để đảm bảo chất lượng nhiên liệu khi phối trộn thì cần thiết phải sử dụng phụ
gia. Trên thế giới đã có những nghiên cứu về phụ gia cho nhiên liệu sinh học, tuy
nhiên vẫn còn đơn lẻ và phù hợp với nguồn gốc, tính chất và điều kiện của môi
trường mỗi nước.
Về nhiên liệu sinh học, nước ta mới đưa nhiên liệu E5 vào sử dụng, vì tỉ lệ pha
này chưa có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng nhiên liệu, nên phụ gia cho nhiên
liệu E5 vẫn là phụ gia dùng chung cho xăng khoáng ban đầu, không cần bổ sung
16