(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5

(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5(Luận án tiến sĩ) Nghiên cứu quá trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác trên cơ sở HZSM 5

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HUỲNH VĂN NAM NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH NHIỆT PHÂN BÃ MÍA THÀNH NHIÊN LIỆU LỎNG SỬ DỤNG CHẤT XÚC TÁC TRÊN CƠ SỞ HZSM-5 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội – 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI HUỲNH VĂN NAM NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH NHIỆT PHÂN BÃ MÍA THÀNH NHIÊN LIỆU LỎNG SỬ DỤNG CHẤT XÚC TÁC TRÊN CƠ SỞ HZSM-5 Ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 9520301 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Văn Đình Sơn Thọ TS Trương Thanh Tâm Hà Nội – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ TS Trương Thanh Tâm Các số liệu, kết nghiên cứu trình bày luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 02 tháng năm 2021 Tập thể hướng dẫn Tác giả Giáo viên hướng dẫn PGS TS Văn Đình Sơn Thọ Huỳnh Văn Nam Giáo viên hướng dẫn TS Trương Thanh Tâm i LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ TS Trương Thanh Tâm hướng dẫn suốt trình làm luận án tiến sĩ Em xin gửi lời cảm ơn tới Quý Thầy giáo, Cô giáo Bộ mơn Cơng nghệ Hữu - Hóa dầu, Viện Kỹ thuật Hóa học; Phịng Đào tạo - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện, giúp đỡ thời gian thực luận án Tôi xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo trường Đại học Quy Nhơn, lãnh đạo Khoa Khoa học Tự nhiên - Trường Đại học Quy Nhơn tạo điều kiện thuận lợi cho học tập, nghiên cứu thực luận án Cuối cùng, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ suốt thời gian nghiên cứu thực luận án Hà Nội, ngày 02 tháng năm 2021 Nghiên cứu sinh ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ x MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 2.1 Mục tiêu tổng quát 2.2 Mục tiêu cụ thể NỘI DUNG NGHIÊN CỨU PHẠM VI NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Phạm vi nghiên cứu 4.2 Phương pháp nghiên cứu Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ĐIỂM MỚI CỦA LUẬN ÁN TRÌNH TỰ LUẬN ÁN CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Quá trình cháy dầu nhiệt phân 1.2 Quá trình nhiệt phân không xúc tác 1.2.1 Cơ chế trình nhiệt phân 1.2.2 Động học trình nhiệt phân 13 1.2.3 Sản phẩm trình nhiệt phân 15 1.3 Nguyên liệu sinh khối 20 1.3.1 Sinh khối 20 1.3.2 Thành phần bã mía 22 1.3.3 Tiềm sinh khối Việt Nam 22 1.4 Tổng quan xúc tác zeolite ZSM-5 23 1.4.1 Thành phần cấu trúc xúc tác ZSM-5 23 1.4.2 Hoạt tính xúc tác ZSM-5 24 1.5 Quá trình nhiệt phân xúc tác ZSM-5 Me/ZSM-5 26 1.5.1 Q trình chuyển hóa hợp chất furanic phenolic xúc tác ZSM-5 26 1.5.2 Quá trình nhiệt phân sinh khối sở xúc tác ZSM-5 28 iii 1.6 Tình hình nghiên cứu trình nhiệt phân Việt Nam giới 34 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 38 2.1 Nguyên liệu, hóa chất 38 2.2 Các phương pháp phân tích 38 2.2.1 Phương pháp xác định thành phần bã mía 38 2.2.2 Phương pháp xác định thành phần nguyên tố nhiệt trị 41 2.2.3 Phương pháp phân tích nhiệt khối lượng (TGA) 41 2.2.4 Phương pháp phân tích phổ hồng ngoại (FT-IR) 42 2.2.5 Phương pháp phân tích sắc ký khí (GC) 43 2.2.6 Phương pháp phân tích sắc ký khí khối phổ (GC-MS) 43 2.2.7 Phương pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) 45 2.2.8 Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ – giải hấp phụ N2 77K (BET) 45 2.2.9 Phương pháp khử hấp phụ NH3 theo chương trình nhiệt độ (TPD-NH3) 47 2.2.10 Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM) phân tích lượng tán xạ tia X (EDX) 48 2.2.11 Phương pháp phổ điện tử quang tia X (XPS) 48 2.2.12 Phương pháp đặc trưng hóa lý sản phẩm lỏng 49 2.3 Phương pháp tính toán động học đặc trưng cháy 49 2.3.1 Động học giai đoạn trình nhiệt phân 49 2.3.2 Phương pháp xác định mơ hình thơng số động học 51 2.3.3 Phương pháp phân tích đặc trưng cháy 54 2.4 Phương pháp tổng hợp vật liệu xúc tác 55 2.4.1 Tổng hợp xúc tác HZSM-5 55 2.4.2 Tổng hợp xúc tác Zn/HZSM-5, Fe/HZSM-5 56 2.5 Thực nghiệm trình nhiệt phân 56 2.5.1 Nhiệt phân bã mía khơng xúc tác 56 2.5.2 Nhiệt phân có xúc tác 58 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 60 3.1 Đặc trưng nguyên liệu bã mía 60 3.1.1 Đặc trưng kỹ thuật, thành phần hóa học bã mía 60 3.1.2 Đặc trưng liên kết hóa học bã mía 61 3.1.3 Đặc trưng trình phân hủy nhiệt bã mía 62 3.2 Động học trình phân hủy nhiệt bã mía 63 3.2.1 Động học giai đoạn khả bẻ gãy liên kết hóa học q trình phân hủy nhiệt bã mía 63 3.2.2 Mơ hình động học chung q trình nhiệt phân bã mía 67 iv 3.3 Q trình nhiệt phân bã mía khơng xúc tác 70 3.3.1 Hiệu suất sản phẩm trình nhiệt phân theo nhiệt độ 70 3.3.2 Đặc trưng sản phẩm rắn nhiệt phân 72 3.3.3 Đặc trưng sản phẩm khí nhiệt phân 73 3.3.4 Đặc trưng sản phẩm lỏng nhiệt phân 74 3.4 Quá trình nhiệt phân bã mía có xúc tác 90 3.4.1 Kết tổng hợp đặc trưng cấu trúc vật liệu xúc tác 90 3.4.2 Nhiệt phân xúc tác furfural guaiacol 96 3.4.3 Nhiệt phân xúc tác sinh khối bã mía 104 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 120 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Danh mục ký hiệu Ký hiệu A Am C D Db Di Ea FC HC HK HL HR k m M n P Q r R S Sr T t,  V Vr W xm  v ε θ λ Tên đại lượng Thứ nguyên Hệ số trước hàm mũ mg1–n/phút Diện tích cắt ngang trung bình phân tử bị hấp phụ Å2 Nồng độ dung dịch mol/L Hệ số khuếch tán m2/s Trị số dập tắt cháy wt%.phút-1.oC-3 Trị số bắt cháy wt%.phút-1.oC-2 Năng lượng hoạt hóa kJ/mol Hàm lượng carbon cố định wt% Hiệu suất cốc nhiệt phân có xúc tác wt% Hiệu suất sản phẩm khí nhiệt phân wt% Hiệu suất sản phẩm lỏng nhiệt phân wt% Hiệu suất sản phẩm rắn nhiệt phân wt% Hằng số tốc độ mg1–n/phút Khối lượng mg Khối lượng phân tử g/mol Bậc phản ứng Áp suất at Nhiệt lượng W, J Tốc độ phản ứng mg/phút Hằng số khí kJ/mol.K Trị số cháy tổng wt%.phút-1.oC-3 Diện tích bề mặt riêng m2/g Nhiệt độ K Thời gian phản ứng phút, s Hàm lượng chất bốc bã mía wt% Thể tích thiết bị phản ứng m3 Hàm lượng ẩm wt% Lượng chất bị hấp phụ đơn lớp bề mặt 1g xúc tác g/g Độ chuyển hóa % Lưu lượng dịng Hệ số hấp thụ phân tử Góc phản xạ (hoặc góc nhiễu xạ) Bước sóng/Hệ số dẫn nhiệt vi m3/s L/mol.cm Độ (o) Å; W/m.oC Danh mục chữ viết tắt Ký hiệu viết tắt ASTM BET BJH BTX BTEX BTXN CR ĐHCT DO DSC DTG EDX FO FT-IR FWO GC GC-MS HHV KAS MFI MS OP Chú thích tiếng Anh Chú thích tiếng Việt American Society for Testing and Hiệp hội vật liệu thử nghiệm Hoa Materials Kỳ Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụBrunauer-Emmet-Teller giải hấp phụ N2 77K Phương pháp xác định phân bố kích Barrett-Joyner-Halenda thước mao quản Barrett, Joyner Halenda Benzene, toluene and xylene Benzene, toluene xylene Benzene, toluene, ethylbenzene Benzene, toluene, ethylbenzene and xylene xylene Benzene, toluene, xylene and Benzene, toluene, xylene naphthalene naphthalene Mơ hình động học theo phương Coats-Redfern pháp Coats-Redfern Structure orientation Định hướng cấu trúc Diesel oil Dầu diesel Differential scanning calorimetry Phân tích nhiệt quét vi sai Derivative thermogravimetry Phân tích nhiệt khối lượng vi phân analysis Energy-dispersive X-ray Phổ lượng tán xạ tia X spectroscopy Fuel oil Dầu nhiên liệu Fourier transform infrared Phương pháp phổ hồng ngoại spectroscopy chuyển đổi Fourie Mô hình động học theo phương Flynn-Wall-Ozawa pháp Flynn-Wall-Ozawa Gas chromatography Sắc ký khí Gas chromatography Mass Sắc ký khí ghép khối phổ spectrometry Higher heating value Nhiệt trị cao Mô hình động học theo phương Kissinger-Akahira-Sunose pháp Kissinger-Akahira-Sunose Mobil Five Zeolite có hàm lượng silic cao Mass spectrometry Khối phổ Organic phase Pha hữu vii pH SEM SSGM TAPPI TCVN TG TGA TPD-NH3 WHSV WP wt% XPS XRD ZSM-5 Power of hydrogen Scanning electron microscope Single step global model Technical Association of the Pulp and Paper Industry Vietnam standard Thermogravimetry Thermogravimetric analysis Temperature-programmed desorption with ammonia Weigh hourly space velocity Water phase Percent of weight X-ray photoelectron spectroscopy X-ray diffraction Zeolite Socony Mobil Number viii Trị số acid hay base Hiển vi điện tử qt Mơ hình tồn cục đơn bước Hiệp hội công nghiệp giấy bột giấy toàn cầu Tiêu chuẩn Việt Nam Đường giảm khối lượng Phân tích nhiệt khối lượng Phương pháp khử hấp phụ NH3 theo chương trình nhiệt độ Tốc độ khơng gian thể tích Pha nước Phần trăm khối lượng Phổ quang điện tử tia X Nhiễu xạ Rơnghen Zeolite loại khung MFI Hình (PL) Sắc ký đồ khí nhiệt phân xúc tác 3ZnHZ 10 11 Hình (PL) Sắc ký đồ khí nhiệt phân xúc tác 2FeHZ 12 Hình (PL) Sắc ký đồ mẫu sản phẩm lỏng nhiệt phân nhiệt độ khác Hình (PL) Sắc ký đồ sản phẩm lỏng nhiệt phân nhiệt độ 600 oC Bảng (PL) Mảnh phổ thu chất dầu nhiệt phân không xúc tác TT RT (phút) Mảnh (Mz) Tên chất 2,321 60, 43, 45 Acetic acid 3,200 72, 61, 43 Glyceraldehyde 3,353 72, 44, 45 Formic acid, ethenyl ester 4,314 105, 77, 51 Benzaldehyde 5,238 96, 95, 67 Fufural 13 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 5,708 6,525 7,646 7,727 7,91 8,491 9,267 9,436 9,773 9,894 10,279 10,898 11,185 11,299 11,906 12,309 12,866 12,949 13,097 13,169 13,415 14,253 14,474 14,641 14,887 15,513 15,653 15,899 15,956 16,115 16,395 16,708 17,484 17,891 18,694 19,437 20,648 98, 81, 53 112, 83, 56 110, 81, 53 96, 81, 67 95, 55, 41 94, 66, 55 126, 83, 69 108, 107, 77 108, 90, 79 124, 109, 81 107, 91, 76 138, 110, 92 126, 97, 71 111, 83, 69 122, 121, 107 122, 79, 77 138, 123, 95 134, 139, 111 110, 81, 53 122, 91, 65 120, 91, 92 140, 125, 107 89, 55, 43 152, 137, 122 124, 106, 78 140, 125, 97 138, 123, 95 138, 83, 69 166, 151, 123 154, 139, 111 154, 137, 125 86, 58, 45 136, 121, 91 168, 129, 135 166, 151, 135 180, 137, 122 194, 119, 91 2-Furanmethanol 1,3-Cyclopentanedione, 2-methyl2-Furancarboxaldehyde, 5-methyl11-Hexadecyn-1-ol 17-Octadecynoic acid Phenol 2-Cyclopenten-1-one, 2-hydroxy-3-methylp-Cresol Phenol, 2-methylPhenol, 2-methoxyPhenol, 3-methylPhenol, 2-ethoxyMaltol 2-Cyclopenten-1-one, 3-ethyl-2-hydroxyPhenol, 2,5-dimethylPhenol, 2-ethyl1,4-Benzenediol, 2,5-dimethylPhenol, 2,6-dimethoxy Hydroquinone Phenol, 4-ethylBenzofuran, 2,3-dihydro4-Methoxybenzene-1,2-diol Tetradecanoic acid, 2-hydroxyPhenol, 4-ethyl-2-methoxy1,2-Benzenediol, 3-methyl1,2-Benzenediol, 3-methoxy1,3-Benzenediol, 4-ethylDodecanoic acid, 3-hydroxyp-Cymene-2,5-diol 2,4-Dimethoxyphenol Benzenemethanol, 3-hydroxy-5-methoxy3-Methyloxirane-2-carboxylic acid Phenol, 3-ethyl-5-methylPhenol, 4-methoxy-3-(methoxymethyl)Phenol, 3-methoxy-2,4,6-trimethyl2-Propanone, 1-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)Phenol, 2,6-dimethoxy-4-(2-propenyl)14 Bảng (PL) Thành phần hóa học sản phẩm lỏng nhiệt phân không xúc tác Diện tích pic (Area%) RT TT Tên chất (phút) LT L170 L318 L400 L500 L600 2,321 Acetic acid 1,25 61,05 23,62 4,71 4,53 3,200 Glyceraldehyde 0,25 6,38 3,353 Formic acid, ethenyl ester 0,32 3,53 6,40 1,25 1,99 4,314 Benzaldehyde 0,65 20,00 1,34 6,35 20,25 5,238 Fufural 0,98 11,31 8,57 3,99 5,708 2-Furanmethanol 0,52 2,52 1,33 1,18 1,29 1,3-Cyclopentanedione, 27 6,525 2,83 1,65 4,18 3,55 1,94 methyl2-Furancarboxaldehyde, 58 7,646 0,79 2,15 1,68 methyl9 7,727 11-Hexadecyn-1-ol 1,48 4,11 1,06 0,58 10 7,91 17-Octadecynoic acid 0,38 1,37 11 8,491 Phenol 7,79 4,31 6,63 6,14 7,08 2-Cyclopenten-1-one, 212 9,267 5,12 4,95 0,96 hydroxy-3-methyl13 9,436 p-Cresol 0,33 8,08 14 9,773 Phenol, 2-methyl2,42 3,15 4,04 15 9,894 Phenol, 2-methoxy3,76 4,43 4,99 2,64 3,17 16 10,279 Phenol, 3-methyl10,96 3,81 3,17 7,03 8,06 17 10,898 Phenol, 2-ethoxy3,14 2,26 2,71 11,89 18 11,185 Maltol 0,41 1,36 1,25 1,65 2-Cyclopenten-1-one, 319 11,299 1,41 1,35 1,15 ethyl-2-hydroxy20 11,906 Phenol, 2,5-dimethyl1,55 2,55 1,44 2,04 21 12,309 Phenol, 2-ethyl9,75 5,88 0,41 5,68 6,29 1,4-Benzenediol, 2,522 12,866 5,27 3,77 0,00 4,42 dimethyl23 12,949 Phenol, 2,6-dimethoxy 6,85 8,31 11,13 9,33 10,35 24 13,097 Hydroquinone 1,28 0,96 2,90 25 13,169 Phenol, 4-ethyl0,68 11,67 26 13,415 Benzofuran, 2,3-dihydro0,58 3,01 6,15 27 14,253 4-Methoxybenzene-1,2-diol 3,46 3,19 2,08 Tetradecanoic acid, 228 14,474 0,51 0,58 hydroxy29 14,641 Phenol, 4-ethyl-2-methoxy- 3,39 2,93 6,07 1,78 2,07 30 14,887 1,2-Benzenediol, 3-methyl- 1,55 1,15 2,43 1,2-Benzenediol, 331 15,513 0,34 5,36 methoxy15 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 15,653 1,3-Benzenediol, 4-ethylDodecanoic acid, 315,899 hydroxy15,956 p-Cymene-2,5-diol 16,115 2,4-Dimethoxyphenol Benzenemethanol, 316,395 hydroxy-5-methoxy3-Methyloxirane-216,708 carboxylic acid 17,484 Phenol, 3-ethyl-5-methylPhenol, 4-methoxy-317,891 (methoxymethyl)Phenol, 3-methoxy-2,4,618,694 trimethyl2-Propanone, 1-(4-hydroxy19,437 3-methoxyphenyl)Phenol, 2,6-dimethoxy-420,648 (2-propenyl)- 0,35 - - - 1,46 - 0,49 - 0,34 - 1,26 - 0,49 8,95 - - 0,70 0,68 1,51 1,64 - 1,31 - - 0,73 1,26 - 1,61 - 5,19 1,30 8,32 7,32 0,60 - - 1,36 - - 3,86 - 0,70 2,16 0,92 5,87 0,82 - 1,13 2,55 - 4,66 1,02 - - - 1,37 - 0,51 - 1,36 1,37 0,79 - Hình (PL) Sắc ký đồ dầu nhiệt phân xúc tác HZSM-5 (HZ) 16 Bảng (PL) Thành phần hóa học dầu nhiệt phân xúc tác HZSM-5 (HZ) RT Diện tích TT Tên chất (phút) pic (%) 2,042 2,40 Acetic acid, methyl ester 2,315 10,64 Acetic acid 2,795 17,02 Benzene 2,945 0,45 1,2:5,6-Dianhydrogalactitol 4,034 16,83 Toluene 4,739 5,54 Acetic acid, butyl ester 5,09 1,71 Furfural 5,428 1,35 2-Furanmethanol 5,63 3,51 Ethylbenzene 10 5,797 10,10 p-Xylene 11 6,222 4,36 o-xylene 12 6,42 0,38 13-Heptadecyn-1-ol 13 6,496 0,65 1,2-Cyclopentanediol, trans14 6,739 0,64 1,3-Cyclopentanedione 15 7,485 0,46 2-Furancarboxaldehyde, 5-methyl16 7,737 1,89 Phenol 17 8,641 1,22 2-Cyclopenten-1-one, 2-hydroxy-3-methyl18 9,146 0,68 Phenol, 3-methyl19 9,525 1,70 p-Cresol 20 9,825 1,31 Phenol, 2-methoxy21 9,971 0,63 Z,Z-2,5-Pentadecadien-1-ol 22 10,046 0,37 9-Octadecen-12-ynoic acid, methyl ester 23 10,24 0,34 10-Methyl-8-tetradecen-1-ol acetate 24 10,853 0,34 Phenol, 2,3-dimethyl25 11,145 2,12 Phenol, 2-ethyl26 11,55 1,16 Hydroquinone 27 11,642 2,04 1,4-Benzenediol, 2,5-dimethyl28 11,693 0,53 Naphthalene 29 12,023 2,82 Benzofuran, 2,3-dihydro30 12,294 0,37 Ketone, 2,2-dimethylcyclohexyl methyl 31 12,727 0,60 4-Methoxybenzene-1,2-diol 32 13,031 0,60 Phenol, 4-ethyl-2-methoxy33 13,107 0,42 2-(2-Methyl-propenyl)-cyclohexanone 34 13,62 0,97 Phenol, 2,3,5,6-tetramethyl35 14,149 1,70 2,4-Dimethoxyphenol 36 15,561 0,96 2,3-Dimethoxybenzyl alcohol 37 16,973 0,87 β-D-Glucopyranose, 4-O-β-D-galactopyranosyl38 19,149 0,32 Phenol, 2,6-dimethoxy-4-(2-propenyl)17 Hình 10 (PL) Sắc ký đồ dầu nhiệt phân xúc tác 3ZnHZ Bảng (PL) Thành phần hóa học dầu nhiệt phân xúc tác 3ZnHZ TT RT (phút) 10 11 12 13 14 15 2,346 2,781 4,043 5,098 5,431 5,635 5,803 6,228 7,737 8,641 9,145 9,523 9,825 11,145 11,549 Diện tích pic (%) 6,63 20,87 27,54 1,14 0,77 6,10 19,37 7,70 0,93 0,58 0,39 0,83 0,66 0,86 0,36 Tên chất Acetic acid Benzene Toluene Furfural 2-Furanmethanol Ethylbenzene p-Xylene o-Xylene Phenol 2-Cyclopenten-1-one, 2-hydroxy-3-methylPhenol, 3-methylp-Cresol Phenol, 2-methoxyPhenol, 2-ethyl1-Acetoxy-p-menth-3-one 18 16 17 18 19 20 21 22 23 11,631 11,693 12,023 13,031 13,62 14,151 15,562 16,22 0,52 0,69 1,22 0,34 0,50 0,76 0,40 0,82 1,4-Benzenediol, 2,5-dimethylNaphthalene Benzofuran, 2,3-dihydroPhenol, 4-ethyl-2-methoxyPhenol, 2,3,5,6-tetramethyl2,4-Dimethoxyphenol 2,3-Dimethoxybenzyl alcohol d-Mannose Hình 11 (PL) Sắc ký đồ dầu nhiệt phân xúc tác 2FeHZ Bảng (PL) Thành phần hóa học dầu nhiệt phân xúc tác 2FeHZ TT RT (phút) 2,358 2,782 4,042 5,101 5,637 5,803 6,228 7,737 8,643 Diện tích pic (%) 9,04 23,91 24,16 0,98 5,59 17,30 6,90 1,57 0,79 Tên chất Acetic acid Benzene Toluene 3-Cyclopentene-1-acetaldehyde, 2-oxoEthylbenzene p-Xylene o-Xylene Phenol 2-Cyclopenten-1-one, 2-hydroxy-3-methyl19 9,146 9,526 9,825 11,144 11,55 11,631 11,693 12,026 13,031 14,149 15,562 0,64 1,32 0,87 1,63 0,47 0,72 1,11 1,04 0,47 0,93 0,56 Nồng độ (mg/mL) Phenol, 3-methylp-Cresol Phenol, 2-methoxyPhenol, 2-ethylHydroquinone 1,4-Benzenediol, 2,5-dimethylNaphthalene 4-Oxo-4-(para-tolyl)-butyric acid Phenol, 4-ethyl-2-methoxy2,4-Dimethoxyphenol Phenol, 4-methoxy-3-(methoxymethyl)- Acetic acid 2500 y = 0,00000502x - 23,46300742 R² = 0,99912809 2000 1500 1000 500 0 200000000 400000000 600000000 Diện tích pic Hình 12 (PL) Đồ thị đường chuẩn GC/MS acetic acid Furfural 2500 2000 Nồng độ (mg/mL) 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 y = 0,00000178x - 4,62503801 R² = 0,99982645 1500 1000 500 0 500000000 1E+09 1,5E+09 Diện tích pic Hình 13 (PL) Đồ thị đường chuẩn GC/MS furfural 20 Phenol Nồng độ (mg/mL) 2500 y = 0,00000122x - 5,49422395 R² = 0,99979582 2000 1500 1000 500 0 500000000 1E+09 1,5E+09 2E+09 Diện tích pic Hình 14 (PL) Đồ thị đường chuẩn GC/MS phenol Guaiacol 2500 Nồng độ (mg/mL) 2000 y = 8E-07x - 13,539 R² = 0,9996 1500 1000 500 0 1E+09 2E+09 Diện tích pic 3E+09 Hình 15 (PL) Đồ thị đường chuẩn GC/MS guaiacol Benzene Nồng độ (mg/mL) 2500 y = 0,00000093x - 120,68178390 R² = 0,99747825 2000 1500 1000 500 0 1E+09 2E+09 3E+09 Diện tích pic Hình 16 (PL) Đồ thị đường chuẩn GC/MS benzene 21 Toluene 2500 Nồng độ (mg/mL) 2000 y = 0,00000069x - 97,48253844 R² = 0,99827295 1500 1000 500 0 1E+09 2E+09 3E+09 4E+09 Diện tích pic Hình 17 (PL) Đồ thị đường chuẩn GC/MS toluene p-Xylene Nồng độ (mg/mL) 2500 y = 0,00000090x - 36,50974652 R² = 0,99993523 2000 1500 1000 500 0 1E+09 2E+09 3E+09 Diện tích pic Hình 18 (PL) Đồ thị đường chuẩn GC/MS p-xylene Naphthalene Nồng độ (mg/mL) 2500 y = 0,00000050x - 95,98921208 R² = 0,99469605 2000 1500 1000 500 0 2E+09 4E+09 6E+09 Diện tích pic Hình 19 (PL) Đồ thị đường chuẩn GC/MS naphthalene 22 Hình 20 (PL) Phổ khối acetic acid thư viện phổ phổ khối đo mẫu Hình 21 (PL) Phổ khối fufural thư viện phổ phổ khối đo mẫu Hình 22 (PL) Phổ khối phenol thư viện phổ phổ khối đo mẫu 23 Hình 23 (PL) Phổ khối phenol 2-methoxy (guaialcol) thư viện phổ phổ khối đo mẫu Phụ lục Hiệu suất sản phẩm trình nhiệt phân xúc tác furfural guaiacol Bảng 10 (PL) Ảnh hưởng hàm lượng oxide kim loại xúc tác HZSM-5 đến hiệu suất sản phẩm nhiệt phân furfural guaiacol Chất Xúc tác Hiệu nhiệt suất NC HZ 1ZnHZ 3ZnHZ 5ZnHZ 1FeHZ 2FeHZ 3FeHZ phân Lỏng 46,72 93,74 92,44 89,48 64,32 54,57 41,79 34,48 Furfural Khí 53,28 2,18 4,01 8,76 33,95 42,51 55,9 63,5 Cốc 4,08 3,55 1,76 1,73 2,92 2,31 2,02 Lỏng 46,38 54,66 56,35 58,87 52,18 48,26 46,98 39,12 Guaiacol Khí 53,62 43,5 42,22 39,96 46,74 50,11 51,41 59,3 Cốc 1,84 1,43 1,17 1,08 1,63 1,61 1,58 Bảng 11 (PL) Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất sản phẩm nhiệt phân furfural guaiacol xúc tác 3ZnHZ Chất Nhiệt độ (oC) Hiệu nhiệt suất 400 500 600 700 phân Lỏng 97,45 90,41 89,48 40,77 Furfural Khí 0,23 7,42 8,76 57,89 Cốc 2,32 2,17 1,76 1,34 Lỏng 82,14 58,87 46,28 Guaiacol Khí 16,28 40,05 52,39 Cốc 1,58 1,08 1,33 24 ... hợp xúc tác HZSM- 5 55 2.4.2 Tổng hợp xúc tác Zn /HZSM- 5, Fe /HZSM- 5 56 2 .5 Thực nghiệm trình nhiệt phân 56 2 .5. 1 Nhiệt phân bã mía khơng xúc tác 56 2 .5. 2 Nhiệt phân. .. phát từ sở khoa học thực tiễn nêu trên, hướng nghiên cứu với đề tài ? ?Nghiên cứu trình nhiệt phân bã mía thành nhiên liệu lỏng sử dụng chất xúc tác sở HZSM- 5? ?? lựa chọn để nghiên cứu đánh giá thành. .. KHOA HÀ NỘI HUỲNH VĂN NAM NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH NHIỆT PHÂN BÃ MÍA THÀNH NHIÊN LIỆU LỎNG SỬ DỤNG CHẤT XÚC TÁC TRÊN CƠ SỞ HZSM- 5 Ngành: Kỹ thuật Hóa học Mã số: 952 0301 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC