báo cáo thực tập nhà máy etanol sinh học dung quất quảng ngãi

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
Chƣơng 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY ...........................................................................2
1.1.Tổng quan về Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí Miền Trung (BSRBF)................................................................................................................................ 2
1.1.1.Địa điểm và diện tích sử dụng .........................................................................2
1.1.2.Nguyên liệu và nhiên liệu ................................................................................3
1.1.3.Công suất và sản phẩm ....................................................................................3
1.2.Các công nghệ sử dụng .......................................................................................... 3
1.2.1.Đƣờng hóa và lên mem đồng thời ...................................................................3
1.2.2.Quá trình lên men gián đoạn ............................................................................4
1.2.3.Hấp phụ hơi ẩm bằng rây phân tử, tái sinh bằng áp suất (Pressure Swing
Absorption-PSA) ......................................................................................................4
1.2.4.Công nghệ lò hơi đốt tầng sôi tuần hoàn (Circulating Fluidizing Boiler –
CFB).......................................................................................................................... 5
1.2.5.Công nghệ xử lí nƣớc thải bằng vi sinh kị khí.................................................5
1.2.6.Công nghệ sinh học hiếu khí ...........................................................................7
1.2.7.Công nghệ xử lý nƣớc thải hoạt tính hiếu khí Aeration ..................................8
1.3.Các phân xƣởng sản xuất .......................................................................................9
1.3.1.Khu phân xƣởng nhà máy chính ....................................................................10
1.3.2.Phân xƣởng ngoại vi ...................................................................................... 15
1.3.3.Phân xƣởng phụ trợ........................................................................................ 17
Chƣơng 2: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CHÍNH SẢN XUẤT ETHANOL ...........18
2.1.Quy trình dây chuyền cụ thể ................................................................................21
2.1.1.Khu kho sắn nhà nghiền ................................................................................21
2.1.2.Quá trình chuẩn bị dịch sắn và tách cát ......................................................... 23
2.1.3.Quá trình dịch hóa và nấu ..............................................................................25
I


2.1.4.Phân xƣởng lên men ...................................................................................... 27
2.1.5.Quả trình chƣng cất........................................................................................ 29

2.1.6.Quá trình làm khan cồn và tách acid ............................................................. 32
2.2.Một số quá trình phụ ............................................................................................. 34
2.2.1.Xử lý bã hèm..................................................................................................34
2.2.2.Quá trình thu hồi và sản xuất CO2 ................................................................ 36
2.2.3.Quá trình xử lý nƣớc thải ...............................................................................39
CHƢƠNG 3:CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ .............44
3.1.Thiết bị tĩnh ..........................................................................................................44
3.1.1.Tháp thô và tháp tinh .....................................................................................44
3.1.2.Thiết bị trao đổi nhiệt ....................................................................................46
3.1.4.Hệ thống bồn bể ............................................................................................. 46
3.2.Thiết bị quay ........................................................................................................47
3.2.1.Máy nghiền: máy nghiền dạng búa. ............................................................... 47
3.2.2.Bơm................................................................................................................48
3.3.Điều khiển quá trình ............................................................................................. 49
3.3.1. Van ................................................................................................................ 49
3.3.2.Thiết bị đo lƣờng............................................................................................ 49
Chƣơng 4: AN TOÀN LAO ĐỘNG .............................................................................50
4.1.Các phƣơng pháp bảo vệ cá nhân ........................................................................50
4.2.Các biện pháp bảo vệ sức khỏe ............................................................................50
4.3.Công tác phòng ngừa và ứng phó sự cố ............................................................... 51
KẾT LUẬN ...................................................................................................................52
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 53

II


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Bảng thông số nhiệt độ áp suất ở các tháp ....................................................30
Bảng 2.2. Bảng thông số thiết kế trong sấy bã .............................................................. 35
Bảng 2.3. Tính chất của nguyên liệu CO2 thô ............................................................... 38

Bảng 2.4. Tính chất sản phẩm của CO2 lỏng .................................................................38
Bảng 2.5. Các nguồn nƣớc thải của nhà máy ................................................................ 39
Bảng 2.6. Các thông số thiết kế của hệ thống xử lý nƣớc thải .....................................40
Bảng2.7.Nồng độ chất ô nhiễm trog nƣớc thải sau khi xử lý ........................................42
Bảng 4.1.Một số ký hiệu chất thải nguy hại ..................................................................51

III


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
Hình 1.1. Toàn cảnh Nhà máy Bio-Ethanol Dung Quất .................................................2
Hình 1.2. Bể UASB .........................................................................................................7
Hình 1.3. Mặt bằng tổng thể của Nhà máy Bio-Ethanol Dung Quất .............................. 9
Hình 1.4. Khu nhà máy chính của nhà máy ..................................................................10
Hình 1.5. Khu vực ngoại vi của nhà máy ......................................................................15
Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ quá trình pha trộn chất biến tính vào ethanol ....................16
Hình 1.7. Khu phân xƣởng phụ trợ của nhà máy .......................................................... 17
Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất chính ....................................................................18
Hình 2.2. Sơ đồ công nghệ khu kho sắn nhà nghiền .....................................................21
Hình 2.3. Sơ đồ quá trình chuẩn bị dịch sắn và tách cát ...............................................24
Hình 2.4. Sơ đồ công nghệ của phân xƣởng dịch hóa và nấu .......................................26
Hình 2.5. Sơ đồ công nghệ của phân xƣởng lên men ....................................................28
Hình 2.6. Sơ đồ công nghệ của phân xƣởng chƣng cất ................................................30
Hình 2.7. Sơ đồ công nghệ của phân xƣởng làm khan cồn ...........................................33
Hình 2.8. Sơ đồ công nghệ phân xƣởng thu hồi CO2. ...................................................37
Hình 2.9.Quy trình xử lý nƣớc thải ...............................................................................41
Hình 3.1. Hệ thống tháp chƣng cất ................................................................................44
Hình 3.2. Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm ....................................................................45
Hình 3.3. Hệ thống hydrocyclone..................................................................................46
Hình 3.4. Bồn chứa trung gian ...................................................................................... 47

Hình 3.5. Máy nghiền sắn.............................................................................................. 47
Hình 3.6. Bơm ...............................................................................................................48
Hình 4.1. Trang phục bảo hộ lao động đạt chuẩn ......................................................... 50

IV


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
BSR-BF: Nhà máy nhiên liệu sinh học Bình Sơn.
DDFS: Phần bã khô sau khi sấy dùng làm chất đồn hay thức ăn gia súc.
CFB: Công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn.
UASB: Công nghệ sử lí sinh học kỵ khí.
CIP: Hệ thống làm sạch thiết bị.

V


MỞ ĐẦU
Vào những năm cuối thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21, đi đôi với sự phát triển kinh tế,
nhu cầu sử dụng năng lƣợng tăng nhanh. Hiện nay trên thế giới nguồn cung cấp năng
lƣợng chủ yếu vẫn là từ nhiên liệu hóa thạch. Hơn nữa, nguồn dầu thô và than đá sử
dụng quá nhiều, tạo ra sự giải phóng Carbon ngƣợc lại vào bầu không khí quyển, là
nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi khí hậu toàn cầu. Do đó, nhiều quốc gia đã sử dụng
nghiên cứu sản xuất nhiên liệu sinh học sạch thân thiện với môi trƣờng.
Nền kinh tế càng phát triển, đòi hỏi cơ sở vật chất càng tiện nghi và hiện đại hơn
nhƣng nó cũng mang theo mình rất nhiều hệ lụy. Đặc trƣng là ô nhiễm môi trƣờng, trái
đất nóng lên không ngừng do lƣợng CO2 thải ra quá lớn- hậu quả tất yếu do giao thông
vận tải phát triển mạnh mẻ. Điều này tạo ra thách thức cho các nhà khoa học và không
sau đó một nguyên liệu sinh học mới đã xuất hiện, làm giảm khí thải ô nhiểm môi
trƣờng và rất an toàn, đó là xăng sinh học Ethanol.

1


Chƣơng 1: TỔNG QUAN NHÀ MÁY

Hình 1.1. Toàn cảnh Nhà máy Bio-Ethanol Dung Quất

1.1. Tổng quan về Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí Miền Trung
(BSR-BF)
1.1.1. Địa điểm và diện tích sử dụng


Địa chỉ: Khu Công nghiệp phía Đông, Khu Kinh tế Dung Quất, xã Bình

Thuận, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi.
 Tên đăng ký: Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Dầu khí Miền Trung.
 Tên viết tắt: BSR-BF.
 Ngày thành lập: 29/8/2008.
 Diện tích: 24.62 ha.
 Ngƣời đại diện: Ông Đặng Vĩnh Nghi

Chức vụ: Chủ tịch HĐQT.

 Giám đốc: Ông Phạm Văn Vƣợng.
 Nhân sự: 250 ngƣời.
 Điện thoại: 055.3614666.
 Chủ đầu tƣ của dự án là Công ty Cổ phần Nhiên liệu sinh học Dầu khí Miền
Trung , đƣợc hình thành dƣới sự góp vốn của Tổng Công ty Lọc Hóa dầu Bình Sơn
(BSR) 61%, Tổng Công ty Dầu Việt Nam (PV OIL) 38.75%, Tổng Công ty Dịch vụ

Tổng hợp Dầu khí (Petrosetco) 0.25%.
2


 Nhà máy sử dụng công nghệ của Allied Process Technologies Inc (APTI) - Mỹ
(trƣớc đây là công ty Delta-T).
 Nhà máy đƣợc khởi công xây dựng từ tháng 10/2009, chính thức đi vào sản
xuất từ tháng 02/2012.
 Nhà thầu chịu trách nhiệm xây dựng chính là liên doanh nhà thầu PTSC Quảng
Ngãi và công ty Alfa Laval Ấn Độ (ALIL).
1.1.2. Nguyên liệu và nhiên liệu
 Nguyên liệu chính: Sắn lát khô, 240.000 tấn/năm. Sử dụng nguồn sắn lát của
khu vực Tây Nguyên và Đông Nam Bộ.
 Nhiên liệu: Than cám 4A, 5B (11 tấn/ giờ) hoặc than cám 70% - Biogas 30%.
1.1.3. Công suất và sản phẩm
Công suất: 100.000.000 lít Ethanol khan (99.8% thể tích/năm).
Sản phẩm:
 Sản phẩm chính: Ethanol 99.8% (100.000.000 lít/năm). Dùng để làm xăng
nhiên liệu sinh học.
 Sản phẩm phụ: CO2 lỏng (20.000 tấn/năm), dùng để tạo gas cho nƣớc uống, là

chất làm lạnh, sử dụng trong công nghiệp ô tô. DDFS (20.000 tấn/năm), dùng làm chất
độn thức ăn gia súc, môi trƣờng nuôi cấy vi sinh vật.
1.2. Các công nghệ sử dụng
1.2.1. Đường hóa và lên mem đồng thời
Men giống sau khi đƣợc nhân men và cung cấp các chất dinh dƣỡng nhƣ: gluco,
amylase và urea sẽ đƣợc đƣa đến thùng nhân men thì tại đây sẽ xảy ra quá trình lên
men để tạo thành dịch beer và quá trình đƣờng hóa tạo ra CO2 nên đƣợc gọi là quá
trình đƣờng hóa và lên men đồng thời.
Phƣơng trình tổng quát của quá trình đƣờng hóa và lên men đồng thời bao gồm:

(C6H10O5)n + nH2O  nC6H12O6
C6H12O6  2C2H5OH + 2CO2
Ưu điểm:
 Tiết kiệm năng lƣợng (không gia nhiệt trong quá trình dịch hóa).
 Thời gian sản xuất cũng đƣợc giảm đi đáng kể.
3


 Tiết kiệm chi phí đầu tƣ (không sử dụng thiết bị dịch hóa và đƣờng hóa).
 Giảm thiểu ức chế cho nấm men và giảm nguy cơ nhiễm tạp.
 Quy trình sản xuất ổn định, hiệu suất tƣơng đƣơng quy trình hiện hành.
1.2.2. Quá trình lên men gián đoạn
Lên men gián đoạn: vi sinh vật đƣợc nuôi cố định trong bình lên men với một thể
tích môi trƣờng xác định. Trong thiết bị này, tế bào vi sinh vật đƣợc sinh ra, thành cơ
chất thay đổi, và sản phẩm có thể ức chế sự thành lập tế bào.
Quá trình lên men gián đoạn chỉ xảy ra ở một thiết bị duy nhất, thời gian lên men
kéo dài.
Vi sinh vật phát triển theo các giai đoạn sau:
 Giai đoạn tiềm toàn.
 Giai đoạn phát triển.
 Giai đoạn ổn định.
 Giai đoạn suy thoái.
Kết thúc quá trình tiến hành công đoạn cần thiết để thu lấy sản phẩm. Phƣơng
pháp lên men chu kỳ đƣợc ứng dụng để sản xuất nhiều hoạt chất quan trọng nhƣ amini
acid, các chất kháng sinh.
 Ƣu điểm:
 Thao tác công nhân đơn giản.
 Thết bị dể vệ sinh, sửa chữa.
 Nếu có sự cố (nhiễm khuẩn, nấm men kém...) thì chỉ xảy ra ở thùng men đó,
không ảnh hƣởng đến thùng men khác, sử lí nhẹ nhàng hơn.

 Nhƣợc điểm:
 Chất lƣợng lên men không đều.
 Hiệu suất lên men thấp.
 Thời gian lên men kéo dài.
1.2.3. Hấp phụ hơi ẩm bằng rây phân tử, tái sinh bằng áp suất (Pressure Swing
Absorption-PSA)
Rây phân tử làm việc cơ bản là hấp phụ chọn lọc ở pha hơi. Trong trƣờng hợp
này, nƣớc đƣợc hấp phụ trong các mao quản trong khi ethanol thoát ra ngoài. Nƣớc bị
hấp phụ sẽ đƣợc loại bỏ suốt trong giai đoạn tái sinh và đƣợc đƣa trở lại hệ thống
4


chƣng cất để thu hồi ethanol. Quá trình hấp phụ chọn lọc là của Zeolit loại 3A (kích
thƣớc mao quản 3 Angstrom), nƣớc có kích thƣớc lỗ mao quản 2.5Å nên bị hấp phụ.
Ethanol có kích thƣớc lỗ mao quản 4Å nên không bị hấp phụ. Hấp phụ xong
nƣớc sẽ bị loại bỏ qua giai đoạn tái sinh. Quá trình hấp phụ sử dụng áp suất dƣ trong
khi quá trình tái sinh sử dụng áp suất chân không nên đƣợc gọi là hấp phụ hơi ẩm bằng
rây phân tử và tái sinh bằng áp suất.
1.2.4. Công nghệ lò hơi đốt tầng sôi tuần hoàn (Circulating Fluidizing Boiler –
CFB).
Công nghệ lò hơi tầng sôi tuần hoàn (CFB) là công nghệ tiến tiến phụ hợp với
việc đốt than và các nhiên liệu khác. Là công nghệ với đặc tính than thiện với môi
trƣờng.
Đặc điểm: có nhiệt độ buồng đốt khá thấp so với buồng đốt thông thƣờng nên
phát thải khí SOx, NOx có thể khắc phục đƣợc.
Công nghệ này hiệu quả với việc hiệu chỉnh và duy trì quá trình cháy ở một
phạm vi khá rộng khi sử dụng nhiên liệu là than. Hiệu suất cháy cao với chi phí vận
hành thấp. Nhiên liệu đƣợc cấp vào vùng dƣới của buồng đốt và cháy với dòng không
khí từ dƣới lên trên buồng đốt. Nhiên liệu, tro, và nhiên liệu chƣa cháy hết cùng nhau
đi từ dƣới đi lên và đƣợc thu hồi lại trong bộ phận thu bụi và quay trở lại một phần vào

buồng đốt phía dƣới.
Đá vôi là chất hấp thụ lƣu huỳnh sẽ đƣợc cấp vào vùng dƣới vùng buồng đốt.
Nhiệt độ buồng đốt đƣợc duy trì ở mức 1500ºF (816oC) đến 1700oF (927oC).
1.2.5. Công nghệ xử lí nước thải bằng vi sinh kị khí
Xử lý nƣớc thải bằng vi sinh kỵ khí (SAR): sử dụng nhóm vi sinh vật kị khí, hoạt
động trong điều kiện không có oxi. Phƣơng trình phản ứng sinh hoá trong điều kiện kị
khí có thể biểu diễn đơn giản nhƣ sau:
Chất hữu cơ =====> CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S + tế bào mới.
Một cách tổng quát, quá trình phân huỷ kỵ khí xảy ra theo 4 giai đoạn:
 Giai đoạn 1: Thuỷ phân, cắt mạch các hợp chất cao phân tử. Trong giai đoạn
này các chất thải hữu cơ chứa nhiều chất hữu cơ cao phân tử nhƣ protein, chất béo,
carbohydrates, celluloses, lignin,…chúng bị thuỷ phân, sẽ đƣợc cắt mạch tạo thành
5


những phân tử đơn giản hơn, dễ phân huỷ hơn. Các phản ứng thuỷ phân sẽ chuyển hoá
protein thành amino acids, carbohydrates thành đƣờng đơn, và chất béo thành các acid
béo.
 Giai đoạn 2: Acid hoá. Trong giai đoạn này, các chất hữu cơ đơn giản lại đƣợc
tiếp tục chuyển hoá thành acetic acid, H2 và CO2. Các acid béo dễ bay hơi chủ yếu là
acetic acid, propionic acid và lactic acid. Bên cạnh đó, CO2 và H2O, methanol, các
rƣợu đơn giản khác cũng đƣợc hình thành trong quá trình cắt mạch carbohydrates. Vi
sinh vật chuyển hoá methane chỉ có thể phân huỷ một số loại cơ chất nhất định nhƣ
CO2 + H2, formate, acetate, methanol, methylamines và CO. Các phƣơng trình phản
ứng xảy ra nhƣ sau:
4H2 + CO2

CH4 + 2H2O

4HCOOH

CH4 + CO2 + 2H2O

CH3COOH

CH4 + CO2

4CH3OH

3CH4 + CO2 + 2H2O

4(CH3)3N + H2O

9CH4 + 3CO2 + 6H2O + 4NH3…..

 Giai đoạn 3: Acetate hoá.
 Giai đoạn 4: Methane hoá.
Tuỳ theo trạng thái của bùn, có thể chia quá trình xử lý kỵ khí thành:
 Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng lơ lửng nhƣ quá trình
tiếp xúc kỵ khí, quá trình xử lý bùn kỵ khí với dòng nƣớc đi từ dƣới lên
(UASB).
 Quá trình xử lý kỵ khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng dính bám nhƣ quá trình
lọc kỵ khí.
 Công nghệ sinh học kị khí UASB
Đây là quá trình kị khí đƣợc ứng dụng rộng rãi do 2 đặc điểm chính sau:
 Cả 3 quá trình, phân huỷ – lắng bùn – tách khí, đƣợc lắp đặt trong cùng một
công trình.
 Tạo thành các loại bùn hạt có mật độ vi sinh vật rất cao và tốc độ lắng vƣợt xa
so với bùn hoạt tính hiếu khí dạng lơ lửng.
Bên cạnh đó, quá trình xử lý sinh học kỵ khí sử dụng UASB còn có những ƣu

điểm so với quá trình bùn hoạt tính hiếu khí nhƣ:
 Ít tiêu tốn năng lƣợng vận hành.
6


 Ít bùn dƣ, nên giảm chi phí xử lý bùn.
 Bùn sinh ra dễ tách nƣớc.
 Nhu cầu dinh dƣỡng thấp nên giảm đƣợc chi phí bổ sung dinh dƣỡng.
 Có khả năng thu hồi năng lƣợng từ khí methane.
 Có khả năng hoạt động theo mùa vì kỵ khí có thể phục hồi và hoạt động đƣợc
sau một thời gian ngƣng không nạp liệu.
Hệ thống UASB (Up-flow Anaerobic Slugle Blanked) đƣợc phát triển từ hệ
thống xử lý kỵ khí đối với các loại nƣớc thải có nồng độ các chất ô nhiễm hữu cơ cao.
Trong những năm gần đây UASB đã đƣợc nghiên cứu chuyên sâu và triển khai áp
dụng rộng rãi do các ƣu điểm sau:


Tải trọng phân huỷ hữu cơ cao do vậy mặt bằng yêu cầu cho hệ thống xử lý

nhỏ.


Nhu cầu tiêu thụ năng lƣợng thấp do không cần phải cung cấp oxy.



Có khả năng thu hồi năng lƣợng.

Hình 1.2. Bể UASB

1.2.6. Công nghệ sinh học hiếu khí
Quá trình xử lý sinh học hiếu khí nƣớc thải gồm ba giai đoạn sau:


Oxy hoá các chất hữu cơ: CxHyOz + O2



Tổng hợp tế bào mới: CxHyOz + NH3 + O2



Phân huỷ nội bào:

C5H7NO2 + 5 O2

7

CO2 + H2O + DH
CO2 + H2O + DH
5 CO2+ 5 H2O + NH3 ± DH


Các quá trình xử lý sinh học bằng phƣơng pháp hiếu khí có thể xảy ra ở điều kiện
tự nhiên hoặc nhân tạo. Trong các công trình xử lý nhân tạo, ngƣời ta tạo điều hiện tối
ƣu cho quá trình oxy hoá sinh hoá nên quá trình xử lý có tốc độ và hiệu suất cao hơn
rất nhiều. Tuỳ theo trạng thái tồn tại của vi sinh vật, quá trình xử lý sinh học hiếu khí
nhân tạo có thể chia thành:
 Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng lơ lửng chủ yếu đƣợc
sử dụng khử chất hữu cơ chứa carbon nhƣ quá trình bùn hoạt tính, hồ làm thoáng, bể

phản ứng hoạt động gián đoạn, quá trình lên men phân huỷ hiếu khí. Trong số những
quá trình này, quá trình bùn hoạt tính hiếu khí (Aerotank) là quá trình phổ biến nhất.
 Xử lý sinh học hiếu khí với vi sinh vật sinh trƣởng dạng dính bám nhƣ quá trình
bùn hoạt tính dính bám, bể lọc nhỏ giọt, bể lọc cao tải, đĩa sinh học, bể phản ứng
nitrate hoá với màng cố định.
1.2.7. Công nghệ xử lý nước thải hoạt tính hiếu khí Aeration
Trong bể bùn hoạt tính hiếu khí với sinh vật sinh trƣởng dạng lơ lửng, quá trình
phân huỷ xảy ra khi nƣớc thải tiếp xúc với bùn trong điều kiện sục khí liên tục. Việc
sục khí nhằm đảm bảo các yêu cầu cung cấp đủ lƣợng oxy một cách liên tục và duy trì
bùn hoạt tính ở trạng thái lơ lửng. Bản chất của phƣơng pháp là phân huỷ sinh học
hiếu khí với cung cấp oxy cƣỡng bức và mật độ vi sinh vật đƣợc duy trì cao
(2.000mg/l –5.000mg/l) do vậy tải trọng phân huỷ hữu cơ cao và cần ít mặt bằng cho
hệ thống xử lý.
Tuy nhiên hệ thống có nhƣợc điểm là cần nhiều thiết bị và tiêu hao nhiều năng
lƣợng. Nồng độ oxy hoà tan trong nƣớc ra khỏi bể lắng đợt 2 không đƣợc nhỏ hơn 2
mg/l. Tốc độ sử dụng oxy hoà tan trong bể bùn hoạt tính phụ thuộc vào:
 Tỷ số giữa lƣợng thức ăn lƣợng vi sinh vật.


Nhiệt độ.



Tốc độ sinh trƣởng và hoạt động sinh lý của vi sinh vật.

 Nồng độ sản phẩm độc tích tụ trong quá trình trao đổi chất.
 Lƣợng các chất cấu tạo tế bào.
 Hàm lƣợng oxy hoà tan.
Để thiết kế và vận hành hệ thống bùn hoạt tính hiếu khí một cách hiệu quả cần
phải hiểu rõ vai trò quan trọng của quần thể vi sinh vật. Các vi sinh vật này sẽ phân

huỷ các chất hữu cơ có trong nƣớc thải và thu năng lƣợng để chuyển hoá thành tế bào
8


mới, chỉ một phần chất hữu cơ bị oxy hoá hoàn toàn thành CO2, H2O, NO3-, SO42-, …
Một cách tổng quát, vi sinh vật tồn tại trong hệ thống bùn hoạt tính bao gồm nhiều loại
vi khuẩn khác nhau cùng tồn tại. Yêu cầu chung khi vận hành hệ thống bùn hoạt tính
hiếu khí là nƣớc thải đƣợc đƣa vào hệ thống cần có hàm lƣợng S không vƣợt quá 150
mg/l, hàm lƣợng sản phẩm dầu mỏ không quá 25mg/l, pH = 6.5 – 8.5, nhiệt độ 6oC <
toC < 37oC.
1.3. Các phân xƣởng sản xuất
Mặt bằng tổng thể của nhà máy đƣợc chia làm 3 khu vực chức năng bao gồm
khu vực nhà máy chính, khu vực phụ trợ và khu vực ngoại vi, đƣợc thể hiện chi tiết
trong hình sau:

Hình 1.3. Mặt bằng tổng thể của Nhà máy Bio-Ethanol Dung Quất

Các khu vực chức năng của nhà máy bao gồm:
 Khu vực phân xƣởng chính bao gồm:
 Kho sắn (1), nhà nghiền (2).
 Chuẩn bị dịch và tách cát (34).
 Hồ hóa lên men (3).
 Chƣng cất- tách nƣớc (3).
 Tách và ly tâm sấy bã sắn (5).
 Khu vực phân xƣởng ngoại vi gồm:
9


 Hệ thống thu hồi CO2 (4).
 Khu bồn chứa và xuất sản phẩm Ethanol (21).

 Hệ thống khí nén (17).
 Hệ thống làm lạnh sâu Chiller (35).
 Hệ thống xử lý nƣớc thải (7).
 Khu phân xƣởng Phụ trợ (1).
 Hệ thống sản xuất điện –hơi (14-12).
 Hệ thống nƣớc công nghiệp.
 Trạm khử khoáng, tháp làm mát (11).
1.3.1. Khu phân xưởng nhà máy chính

Hình 1.4. Khu nhà máy chính của nhà máy

Công suất thiết kế: 100 triệu tấn/năm.
Nhà bản quyền công nghệ: Applied Process Technology International-APTI
(Mỹ).
 Mô tả chung:
Công nghệ sản xuất Bio-Ethanol với nguyên liệu là sắn lát, sắn lát đƣợc đƣa đến
khu vực nghiền, chuẩn bị dịch và tách cát, ở đây sẽ tạo thành dung dịch bột đồng nhất.
Tinh bột trong dung dịch bột đƣợc chuyển hóa thành đƣờng có khả năng lên men dựa
10


trên hoạt động của các enzyme (công đoạn hồ hóa và nấu) và sau đó đƣờng đƣợc
chuyển hóa thành Ethanol và CO2 bởi hoạt động của men (công đoạn lên men).
Khí CO2 thô sẽ đƣợc rửa sơ bộ bằng nƣớc để tách lƣợng cồn bị cuốn theo, sau đó
CO2 đƣợc đƣa đến phân xƣởng thu hồi và hóa lỏng CO2.
Dịch sau lên men có nồng độ Ethanol thấp (9 ÷ 14% v/v), cần phải loại bỏ tối đa
lƣợng nƣớc bằng phƣơng pháp chƣng cất, tinh luyện. Tuy nhiên do hiện tƣợng
điểm đẳng phí của hỗn hợp Ethanol và nƣớc nên sau công đoạn chƣng cất BioEthanol thu đƣợc chỉ đạt nồng độ 95-96 % v/v. Để sử dụng làm nhiên liệu, BioEthanol tiếp tục đƣợc đƣa qua công đoạn tách nƣớc để đạt nồng độ tối thiểu 99.8 %
v/v.
Dịch hèm thải ra từ đáy của hai tháp chƣng cất thô đƣợc đƣa đến Decanter (máy

ly tâm) để tách các thành phần rắn có trong dịch hèm. Các bƣớc xử lý tiếp theo là sấy
bã và xử lý nƣớc thải có thu hồi Mêtan.
 Kho sắn và nhà nghiền.

Cụm hệ thống bao gồm từ khâu tiếp nhận sắn lát đến khu vực nghiền sắn. Sắn
lát là nguyên liệu của nhà máy, đƣợc tiến hành xử lý sơ bộ, tồn trữ phục vụ sản xuất
và chuyển sắn thô thành dạng bột mịn. Kho chứa có hệ thống nạp liệu di động và hệ
thống phân bổ bột sắn (chain reclaimer). Dọc hai bên kho chứa có hệ thống vít tải có
chức năng xuất liệu ở kho chứa. Nhà nghiền đƣợc thiết kế gồm hai cấp: nghiền thô và
nghiền tinh để kích thƣớc bột sắn đạt nhƣ mong muốn. Cụm hệ thống bao gồm các

hệ thống nhƣ sau:

 Hệ thống tiếp nhận sắn lát.
Sắn đƣợc vận chuyển bằng xe tải đến nhà máy. Sau khi kiểm tra chất lƣợng sắn,
sắn đƣợc đổ vào các phễu thu của hệ thống tiếp nhận, sau đó sắn sẽ xả từ phiễu
chứa đến hệ thống vận chuyển nhờ trọng lực với lƣu lƣợng ổn định.

 Hệ thống vận chuyển sắn lát.
Sắn đƣợc chuyển từ khâu này đến khâu kia trong cụm là nhờ hệ thống vận
chuyển. Mục đích của hệ thống này nhƣ sau:
−

Vận chuyển sắn từ hệ thống tiếp nhận sắn đến hệ thống làm sạch sơ bộ và bẻ
gãy sắn sơ bộ.

−

Vận chuyển sắn sau khi bẻ gãy sơ bộ đến kho chứa hoặc hệ thống làm sạch.

−

Vận chuyển sắn từ kho chứa đến hệ thống làm sạch.
11


 Hệ thống làm sạch sơ bộ và bẻ gãy sơ bộ sắn.
Sắn lát đƣợc thu nhận tại nhà máy đƣợc làm sạch sơ bộ trƣớc khi bẻ gãy sơ bộ.
Hệ thống làm sạch sơ bộ đƣợc thiết kế để phân tách kim loại, cát, đất đá và các thành
phần khác đi theo sắn. Hệ thống bẻ gãy sơ bộ nhằm giảm kích thƣớc của sắn lát,
từ kích thƣớc lớn thành kích thƣớc nhỏ hơn (khoảng 15 – 20mm). Sắn sau khi bẻ gãy
sơ bộ có thể đƣợc vận chuyển đến kho để lƣu trữ hoặc chuyển trực tiếp vào sản xuất.

 Kho chứa:
Kích thƣớc: 80x159m.
Đƣợc xây lắp với hệ thống kết cấu thép CS, có mái che kín chống thấm ƣớt trong
quá trình bảo quản sắn.
Bên trong kho chứa có hệ thống nạp liệu di động và hệ thống phân bổ bột sắn
(chain reclaimer).Dọc hai bên kho chứa có hệ thống vít tải có chức năng xuất liệu ở
kho chứa.

 Nhà nghiền.
Theo thiết kế để đạt kích thƣớc bột sắn cho quá trình sản xuất thì sắn lát đƣợc
nghiền qua hai cấp:
 Nghiền thô: đƣợc thiết kế hai máy nghiền với công suất tƣơng ứng là 25 tấn/giờ
và 40 tấn/giờ. Nguyên liệu cho giai đoạn ngiền cấp 1 là: sắn lát khô có kích thƣớc dài
30÷70mm, dày 30mm. Kích thƣớc hạt sau giai đoạn nghiền cấp 1 là: max 25mm.
 Nghiền tinh: đƣợc bố trí 3 máy trong đó 2 máy working và 1 máy stand by với
công suất: 18 tấn/giờ. Nguyên liệu cho giai đoạn nghiền tinh là sản phẩm của quá trình
nghiền thô, kích thƣơc hạt tinh bột sau giai đoạn nghiền tinh là: 65% có kích thƣớc

nhỏ hơn 15micron.

 Khu vực chuẩn bị dịch và tách cát.
Bột sắn sau nghiền đƣợc hòa trộn cùng với dòng dịch từ thùng TK-1101 gồm
nƣớc công nghệ, dịch hèm loãng và dòng dịch hồi lƣu từ đỉnh hệ thống cyclone cấp 2
của hệ thống cyclone tách cát. Dịch bột sau đó đƣợc đƣa đến thùng trung gian.
 Khu vực hồ hóa và nấu.
Mô tả chung:
Dịch sau hòa trộn đƣợc bơm đến thùng hồ hóa. Thời gian lƣu của dịch ở thùng
hồ hóa là 120 phút để đủ thời gian cho enzyme Alpha-amylaza tiếp tục bẻ gãy những
chuỗi tinh bột thành đƣờng đơn. Sau đó dịch đƣợc gia nhiệt bằng hơi tại thiết bị trao
12


đổi nhiệt nhằm chuyển hóa tinh bột triệt để và tiệt trùng dòng dịch. Hệ thống gồm 3
nồi nấu dạng ống đƣợc cung cấp nhằm tạo thời gian lƣu cần thiết để tiệt trùng. Sau khi
nấu, dịch đƣợc làm lạnh bằng nƣớc làm mát đến nhiệt độ 32oC và cung cấp cho khu
vực lên men.
Dung dịch H2SO4 đƣợc bổ sung tại đầu ra của thùng hồ hóa nhằm giảm pH
xuống thích hợp cho quá trình nhân men. Trong thời gian dài dừng nhà máy, thùng hòa
trộn, thùng hồ hóa và các đƣờng ống liên quan sẽ đƣợc vệ sinh làm sạch bằng hệ thống
CIP.
 Khu vực nhân men giống và lên men.
Mô tả chung:
Hệ thống lên men gồm 6 thùng, trong đó thùng đầu tiên là thùng nhân giống, 4
thùng lên men cùng kích thƣớc và thùng chứa giấm chín. Nhà máy sử dụng quá trình
lên men theo mẻ để chuyển hóa đƣờng có khả năng lên men thành Ethanol và CO2 dựa
trên hoạt động của men.
Quá trình nhân men theo mẻ và toàn bộ mẻ nhân men sẽ đƣợc cấp cho thùng lên
men khi hoạt động của men đạt đƣợc điểm tối ƣu, bình thƣờng thời gian lƣu dịch trong

thùng nhân men là 12h/mẻ. Sau mỗi mẻ, thùng nhân men, thiết bị làm lạnh
và các đƣờng ống liên quan đƣợc vệ sinh làm sạch bằng hệ thống CIP để ngăn ngừa
nhiễm khuẩn.
Quá trình lên men theo mẻ với hiệu suất 94% và thời gian lƣu 48h/mẻ. Quá trình
lên men sinh nhiệt nên phải tuần hoàn dịch đang lên men qua thiết bị làm mát bên
ngoài để duy trì nhiệt độ thùng lên men ở khoảng 32oC.
Sau khi đạt đủ thời gian lên men, giấm chín đƣợc bơm đến thùng chứa giấm chín.
Tại đây giấm chín sẽ đƣợc cung cấp liên tục cho khu vực chƣng cất. Để thu hồi năng
lƣợng, giấm chín trƣớc khi đến khu vực chƣng cấp sẽ đƣợc gia nhiệt sơ bộ ở 1 trong 2
thiết bị trao đổi nhiệt mà tác nhân gia nhiệt là dịch sau nấu.
Khí CO2 thô sẽ đƣợc rửa sơ bộ bằng nƣớc để tách lƣợng cồn bị cuốn theo, sau đó
CO2 đƣợc đƣa đến phẩn xƣởng thu hồi và hóa lòng CO2. Khí CO2 sinh ra có thể tạo
bọt trong thùng lên men, do đó mỗi thùng lên men đƣợc trang bị các đầu phun chất
chống tạo bọt khi cần.
Các thùng lên men và đƣờng ống lên quan, các thiết bị trao đổi nhiệt đều đƣợc
kết nối với hệ thống CIP để làm sạch và tiệt trùng. Hệ thống lên men đƣợc trang
13


bị với đƣờng ống và điều khiển cho phép làm vệ sinh hay bảo trì bất kỳ thùng lên men
nào cũng không ảnh hƣởng đến việc cung cấp giấm chín liên tục.
 Khu vực chƣng cất.
Chƣng cất là quá trình làm bay hơi ethanol có trong giấm chín và nâng nồng độ
ethanol lên xấp xỉ 95 %vol. Ethnaol trong giấm chín đƣợc tách ra khỏi dịch hèm
sử dụng hệ thống với 3 tháp chƣng cất.
Hệ thống chƣng cất gồm ba tháp, bao gồm hai tháp chƣng cất thô và một tháp
chƣng cất tinh.
Giấm chín đƣợc đƣa đến đỉnh của mỗi tháp chƣng cất thô với tỷ lệ nhƣ nhau. Sau
khi gia nhiệt, giấm chín đi vào tháp thô 1 có nhiệt độ sấp xỉ là 88oC, và đi vào tháp thô
2 với nhiệt độ sấp xỉ là 76oC. Sản phẩm đáy của tháp thô, hay gọi là dịch hèm, đƣợc

đƣa đi xử lý. Hơi ethanol từ đỉnh của các tháp thô đƣợc ngƣng tụ và bơm đến tháp
tinh. Tại đây nó đƣợc nâng nồng độ lên 95%v. Ethanol ra khỏi tháp tinh đƣợc đƣa sang
hệ thống tách nƣớc. Dòng ra khỏi đáy tháp tinh chủ yếu là nƣớc cùng với lƣợng nhỏ
ethanol và các chất hữu cơ dễ bay hơi đƣợc quay lại quá trình công nghệ.
Hệ thống chƣng cất đƣợc tính toán để hiệu suất sử dụng năng lƣợng là lớn nhất.
Phần cất của đỉnh tháp tinh đƣợc sử dụng để cung cấp nhiệt cho các tháp thô. Hơi
ngƣng tụ đƣợc tuần hoàn lại tháp tinh làm dòng hồi lƣu đỉnh. Độ axit của sản
phẩm đƣợc điều khiển bằng cách loại bỏ các khí không tan trong ethanol với một
quá trình riêng.
 Khu vực tách nƣớc.
Việc loại bỏ nƣớc, làm khan cồn để sản xuất cồn nhiên liệu đƣợc thực hiện trong
hệ thống tách nƣớc rây phân tử. Rây phân tử làm việc cơ bản là hấp phụ chọn
lọc ở pha hơi. Trong trƣờng hợp này, nƣớc đƣợc hấp phụ trong các mao quản trong khi
ethanol thoát ra ngoài. Nƣớc bị hấp phụ sẽ đƣợc loại bỏ suốt trong giai đoạn tái sinh và
đƣợc đƣa trở lại hệ thống chƣng cất để thu hồi ethanol. Quá trình hấp phụ thực
hiện ở áp suất dƣ trong khi quá trình tái sinh thực hiện ở áp suất chân không.


Khu vực ly tâm sấy bã

Dịch hèm từ thùng chứa đƣợc đƣa đến máy ly tâm (decanter). Tại decanter, phần
lớn các thành phần rắn có trong dịch hèm sẽ đƣợc phân tách tạo thành bã ẩm (wet
cake). Dòng dịch đi ra khỏi decanter gọi là dòng dịch hèm loãng (thinslop), một phần

14


đƣợc hồi lƣu lại quy trình công nghệ và phần còn lại đƣa đến khu vực thu hồi mêtan và
xử lý nƣớc thải.
Bã ẩm có độ ẩm khoảng 65-70% khối lƣợng đƣợc đƣa đến máy sấy để tạo thành

bã khô có độ ẩm khoảng 10% khối lƣợng, đƣợc bán cho các nhà thu mua dùng làm
chất độn hay thức ăn cho gia súc. Hơi nƣớc sinh ra trong quá trình sấy đƣợc ngƣng
tụ và gộp với dòng dịch hèm loãng đƣa đến khu vực xử lý. Dòng dịch hèm loãng
đƣợc đƣa đi xử lý kỵ khí thu hồi biogas, biogas sinh ra dùng làm nhiên liệu đốt lò hơi.
Lƣợng nƣớc thải sau khi qua bƣớc xử lý kỵ khí và các dòng nƣớc thải khác nhƣ: nƣớc
thải sinh hoạt, nƣớc vệ sinh nhà xƣởng, nƣớc xả đáy tháp, nƣớc xả đáy lò hơi…,đƣợc
xử lý hiếu khí, tuyển nổi, lắng lọc và khử trùng để nƣớc thải đạt tiêu chuẩn xả thải ra.
1.3.2. Phân xưởng ngoại vi

Hình 1.5. Khu vực ngoại vi của nhà máy

 Hệ thống thu hồi CO2.
 Khu bồn chứa và xuất sản phẩm Ethanol.
Ethanol thu đƣợc sau quá trình làm khan đƣợc đƣa qua Check Tank để tiến hành
kiểm định các chỉ tiêu hóa lý. Nếu sản phẩm đạt các chỉ tiêu yêu cầu sẽ đƣợc chuyển
qua bể chứa sản phẩm cuối (Commercial Bioethanol Storage Tank). Chất biến tính
(xăng A92) đƣợc chứa riêng biệt trong Denaturant Storage Tank. Việc phối trộn với
15


các chất biến tính đƣợc tiến hành tại Static Mixer đƣợc lắp trên đƣờng ống dẫn từ
Check Tank đến Commercial Bioethanol Storage Tank.
Nếu sản phẩm không đạt các chỉ tiêu yêu cầu sẽ đƣợc trữ trong Off-Spec
Tank và sau đó đƣợc đƣa lại cột chƣng cất tinh để tiến hành chƣng cất lại.

Hình 1.6. Sơ đồ công nghệ quá trình pha trộn chất biến tính vào ethanol

Sản phẩm ethanol biến tính đƣợc xuất sang các xe bồn qua 02 trạm bơm với
công suất 75 m3/h.
 Hệ thống khí nén

Hệ thống khí nén với mục đích chính là tạo áp lực đóng mở các van tự động
trong nhà máy chính. Phun rữa các thiết bị khi gặp sự cố ngẽn ngặt đƣờng ống.
 Hệ thống làm lạnh sau Chiller
Cụm máy lạnh chiller là thiết bị quan trọng nhất của hệ thống điều hoà kiểu làm
lạnh bằng nƣớc. Làm giảm hai dòng hơi nƣớc xuống tại 150C và 200C. Dùng môi chất
làm lạnh là NH3 99%.
 Hệ thống xử lí nƣớc thải
Công nghệ xử lý nƣớc thải của nhà máy mô ta qua 4 giai đoạn:

16


- Xử lý bậc 1: Xử lý kỵ khí (SAR, UASB)
- Xử lý bậc 2: Xử lý hiếu khí ( vi sinh hiếu khí)
- Xử lý bậc 3: Xử lý làm sạch
- Xử lý bùn: nén ép và tách nƣớc làm giảm độ ẩm của bùn.
1.3.3. Phân xưởng phụ trợ

Hình 1.7. Khu phân xưởng phụ trợ của nhà máy

 Hệ thống sản xuất điện hơi
Nhiệm vụ: Cung cấp hơi cho toàn bộ nhà máy và cung cấp điện vận hành nhà
máy.
Lò hơi: Đốt đƣợc các loại nhiên liệu khó cháy, thành phần nhiên liệu có thể thay
đổi trong dải rất rộng, hàm lƣợng lƣu huỳnh trong than cao. Than không cần có độ mịn
cao nhƣ lò than phun. Khử SO2 trực tiếp ngay trong buồng đốt.

17

Chƣơng 2: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ CHÍNH SẢN XUẤT ETHANOL

Hình 2.1. Sơ đồ công nghệ sản xuất chính

Nguyên liệu sắn lát đƣa vào khu vực xử lý thô. Sắn đƣợc đƣa qua thiết bị bẻ sơ
bộ, tiếp theo qua khu chứa sắn và đi qua thiết bị nghiền tinh. Bột sắn sau khi nghiền
đƣợc đƣa qua thùng chứa tinh bột bằng các vít tải bột sắn. Tại đây, bột sắn đƣợc phối
trộn với nƣớc, nƣớc ngƣng tụ và một lƣợng nhỏ thinslop (dịch hèm loãng). Tuy nhiên
thì loại dịch này ít đƣợc sử dụng do đem lại hiểu quả kinh tế không cao.
Hỗn hợp bột sau khi đƣợc khuấy trộn đƣợc đƣa qua hệ thống cyclon tách cát 3
lớp. Phần cát tách ra đƣa đến khu vực xử lý. Phần dịch bột đƣa đến bồn chứa trung
gian chuẩn bị cho quá trình hồ hóa để giải phóng tinh bột và chuẩn bị tốt cho quá trình
lên men, quá trình này đƣợc bổ sung Enzyme alpha-amylase, ammonia, dịch hèm
loãng bẻ gãy các chuỗi phân tử trong phân tử thành các phân tử đƣờng ngắn hơn. Dịch
bột sau khi hồ hóa đƣợc đƣa qua thiết bị trao đổi nhiệt trƣớc khi thực hiện quá trình
đƣờng hóa. Để tăng hiệu suất hồ hóa hỗn hợp đƣợc nâng nhiệt độ lên 110oC nhờ các
dòng trao đổi nhiệt từ tháp chƣng cất. Dịch bột đƣợc bổ sung Enzyme gluco-amylase
để thực hiện quá trình đƣờng hóa. Ngoài ra, dịch bột còn đƣợc bổ sung thêm urea,
anti-foam, amoniac để điều chỉnh pH.
18


Dòng dịch sau hồ hóa đƣợc tiến hành lên men. Tại đây một lƣợng men sau khi
pha trộn với nƣớc, enzyme gluco amylase, acid sunphuric và nƣớc công nghệ đƣợc
cấp vào để tiến hành quá trình nhân nấm men. Kết quả sau một chu kỳ lên men nồng
độ cồn trong bồn đạt 10.44%, lúc này giấm chín (beer) sẽ đƣợc bơm qua 2 tháp chƣng
cất thô. Đối với tháp 1, giấm chín đƣợc đƣa qua 2 thiết bị gia nhiệt E-2301/2302. Nếu
nhiệt độ giấm chín chƣa đạt khoảng 86oC thì tiếp tục cho qua thiết bị gia nhiệt E-4105
để cho nhiệt độ đạt nhƣ mong muốn. Đối với tháp 2 nhiệt độ đầu vào khoảng 76oC.
Tháp thô là loại tháp đĩa lỗ, dòng giấm trƣớc khi vào 2 tháp chƣng thô đã đƣợc

bổ sung một lƣợng acid sunphuric.
Sản phẩm đỉnh của tháp thô 1 là hơi cồn có nhiệt độ cao sẽ đƣợc tận dụng để đun
sôi dòng tuần hoàn đáy của tháp chƣng thô 2, sau đó sẽ ngƣng tụ và đƣợc chứa vào
thùng VS-4202. Sản phẩm đáy của tháp thô 1 một phần sẽ đƣợc bơm PC-4101A/B
bơm đun sôi tại E-4101 rồi tuần hoàn lại tháp, một phần đƣợc bơm PC-4105A/B bơm
đến E-4105 để cấp nhiệt cho dòng giấm đi vào rồi đi đến khu vực li tâm tách bã để sản
xuất DDFS.
Sản phẩm đỉnh của tháp thô 2 là hơi cồn, dòng hơi này sẽ kết hợp với hơi cồn
chƣa ngƣng từ thùng VS-4202 rồi đến thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp với nƣớc lạnh E4108 để ngƣng tụ thành cồn lỏng để chứa tại thùng VS-4103. Sản phẩm đáy của tháp
thô 2 là dịch hèm, một phần đƣợc bơm PC-4102A/B bơm đun sôi tại E-4102 rồi tuần
hoàn lại tháp, phần còn lại đƣợc bơm PC-4106A/B bơm đến khu vực ly tâm tách bã.
Sản phẩm của hai tháp chƣng thô là cồn có nồng độ khoảng 50%v/v đƣợc chứa tại
VS-4202. Cồn nồng độ 50%v/v tại VS-4202 tiếp tục đƣa vào tháp chƣng tinh C-4201
để chƣng cất thu cồn nồng độ 95%v/v .
Dòng cồn nồng độ 50%v/v đƣợc trao đổi nhiệt để nâng nhiệt lên rồi đƣa vào tháp
chƣng tinh. Sản phẩm đỉnh của tháp chƣng tinh là hơi cồn 95%v/v có nhiệt độ cao sẽ
đƣợc trích một phần tận dụng nhiệt để đun sôi dòng tuần hoàn đáy của tháp thô sau đó
ngƣng tụ chứa tại VS-4203, phần hơi chƣa ngƣng sẽ qua thiết bị ngƣng tụ rồi đến thiết
bị tách pha để thu lƣợng cồn lỏng chuyển về thùng chứa, phần hơi bay ra từ thiết bị
tách pha sẽ kết hợp với dòng hơi chƣa ngƣng từ thùng chứa để tiếp tục đi ngƣng.
Phần hơi cồn 95%v/v còn lại sẽ kết hợp với rƣợu bậc cao (fusel draw) lấy ra ở
phần dƣới của đỉnh tháp để tiếp tục dẫn đến khu tách nƣớc. Sản phẩm đáy của tháp

19


chƣng tinh chủ yếu là nƣớc có lẫn một ít cồn và các chất hữu cơ sẽ đƣợc đun sôi rồi
hoàn về tháp.
Hơi cồn đƣợc đƣa qua hệ thống hấp phụ tách nƣớc, zeolite 3A dùng nhằm mục
đích tách toàn bộ nƣớc còn lại trong cồn 95%v/v để đƣa nồng độ cồn đến 99.98 v/v , và

tách hàm lƣợng acid ra khỏi cồn để đạt tiêu chuẩn của cồn nhiên liệu. Ethanol trƣớc
khi xuất xe bồn đƣợc đƣa vào chứa ở 2 bể kiểm tra chất lƣợng.
Công đoạn cuối cùng để sản xuất ethanol nhiên liệu là tách nƣớc ra khỏi ethanol
bán luyện bằng quy trình lọc rây phân tử. Hệ thống rây phân tử làm việc theo nguyên
tắc hấp phụ trong các pha hơi. Động lực cho quá trình hấp phụ và giải hấp phụ là sự
chênh lệch áp suất.
Hệ thống gồm 02 tháp rây phân tử chứa các vật liệu Zeolites loại 3Ao (có khả
năng hấp phụ các phân tử nƣớc cao), làm việc theo chu kỳ (tách nƣớc và tái sinh),
đƣợc vận hành luân phiên, một tháp đang trong giai đoạn tách nƣớc, tháp kia trong giai
đoạn để tái sinh. Thời gian tách nƣớc và tái sinh tƣơng ứng với nhau để đảm bảo việc
tách nƣớc đƣợc thực hiện liên tục.
Trƣớc khi cấp vào tháp rây phân tử, ethanol bán luyện đƣợc gia nhiệt đến nhiệt
độ quá nhiệt để hóa hơi hoàn toàn, tác nhân gia nhiệt là hơi bão hòa. Sau đó, hơi
ethanol đƣợc đƣa từ đỉnh tháp xuống đáy tháp. Khi đi qua lớp vật liệu Zeolites 3Ao,
nƣớc sẽ bị giữ lại, còn hơi ethanol sẽ thoát ra ở đáy tháp.
Ethanol sau khi đƣợc tách nƣớc đi ra từ đáy rây phân tử đƣợc tách ra làm
hai dòng:
 Dòng thứ nhất đƣợc ngƣng tụ rồi đi vào cột tách acid để tách CO2 và acid
carbonic còn lẫn nên làm cho sản phẩm ở giai đoạn này có tính acid. Cột tách acid hoạt
động ở áp suất chân không.
 Dòng ethanol đã đƣợc tách nƣớc thứ hai đƣợc đƣa vào tháp rây phân tử trong
giai đoạn tái sinh để giải hấp phụ cho tháp này. Tháp tái sinh làm việc ở áp suất thấp
hơn so với tháp tách nƣớc. Ethanol có lẫn nƣớc đƣợc tách ra từ quy trình tái sinh đƣợc
ngƣng tụ và sẽ đƣợc đƣa trở lại tháp cất tinh.
Sản phẩm sau quá trình làm khan nếu không đạt chất lƣợng cũng đƣợc đƣa trở
về tháp tinh để chƣng cất lại.

20