ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU Đề tài ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG BUTANOL SINH HỌC TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỂ THAY THẾ MỘT PHẦN XĂNG THÔNG DỤNG TẠI VIỆT NAM CÁN BỘ HD: HV: NGUYỄN HUỲNH HƯNG MỸ MSHV: 10400159 TP.HỒ CHÍ MINH, 6/2011 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU I CÁC THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: Đánh giá khả ứng dụng butanol sinh học động đốt để thay phần xăng thông dụng Việt Nam Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa dầu Họ tên học viên: Nguyễn Huỳnh Hưng Mỹ Mã số HV: 10400159 Cán hướng dẫn: Thời gian thực (tháng): II NỘI DUNG Đặt vấn đề: Hiện giới có xu hướng tìm kiếm sử dụng nhiên liệu sạch, có khả tái tạo để hạn chế ô nhiễm môi trường sống, đồng thời thay nguồn nhiên liệu hóa thạch dần cạn kiệt Nhà nước quan tâm đến việc sử dụng nhiên liệu sinh học Nhiều nhà máy sản xuất cồn sinh học đầu tư xây dựng khắp nước sau Đề án phát triển nhiên liệu sinh học (NLSH) Chính phủ có hiệu lực như: Tập đồn Dầu khí Việt Nam đầu tư nhà máy sản xuất (NMSX) cồn tỉnh Phú Thọ, Quảng Ngãi Bình Phước; tỉnh Quảng Nam có NMSX cồn Đồng Xanh; tỉnh Đồng Nai có NMSX cồn Tùng Lâm; tỉnh Đắc Lắc có NMSX cồn Đại Việt Trên giới etanol sinh học ra, butanol sinh học ý ứng dụng làm nhiên liệu thời gian gần Butanol sinh học đánh giá có nhiều tiềm thay xăng nhiên liệu hóa thạch cho giao thơng vận tải Butanol có nhiều ưu điểm so với etanol: - Nhiệt trị cháy cao cồn (do butanol có cấu trúc carbon dài hơn); - Áp suất bão hòa thấp nên độ an toàn cao hơn, dễ dàng cho việc phối trộn với xăng; - Pha trộn với xăng theo khoảng tỷ lệ rộng dùng trực tiếp (100% butanol) động mà khơng cần hốn cải động (trong cồn pha chế tối đa tới E85 phải có hốn cải động phù hợp); - Ít tan nước nên dễ dàng vận chuyển đường ống hữu, giảm thiểu gây ăn mòn thiết bị (trong nhược điểm lớn cồn); - Nguồn nguyên liệu công nghệ sản xuất butanol sinh học tương tự sản xuất etanol sinh học Trên giới, nhiều tập đoàn, tổ chức nhận thấy tiềm ứng dụng butanol sinh học làm nhiên liệu thay lĩnh vực giao thơng vận tải sản xuất từ nguồn nguyên liệu sinh khối như: BP, Dupont, Chevron, Honda, Baer Enterprises… tiến hành nghiên cứu triển khai dự án lớn sản xuất sử dụng butanol sinh học để giảm thiểu phụ thuộc vào lượng dầu mỏ giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính mơi trường khí 1/6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tại Việt Nam, butanol chủ yếu sử dụng làm hóa chất, dung mơi ngành cơng nghiệp sơn nhựa, chưa có nghiên cứu ứng dụng loại ancol làm nhiên liệu cho ngành giao thông vận tải Thông tin gần đây, Công ty Cổ Phần mía đường Lam Sơn (Lasuco) ký thỏa thuận hợp tác với Công ty TNHH thành viên - Tổng công ty Dầu Việt Nam (PVOil), Công ty cổ phần Zarubezhnef thuộc tập đồn Dầu Khí Nga Tổng Công ty Công nghệ Sinh học Nga (KBT) thành lập Công ty CP Công nghệ Sinh học Việt Nam để thực dự án xây dựng nhà máy sản xuất biobutanol có cơng suất 100.000 tấn/năm tỉnh Thanh Hóa Nhà máy sử dụng nguyên liệu có chứa cenlulose từ nguồn phụ phẩm nông lâm nghiệp Việt Nam Như thấy song song với dự án sản xuất bioetanol dự án đầu tư sản xuất biobutanol để pha chế nhiên liệu quan tâm Việt Nam Trong tương lai gần, việc ứng dụng loại nhiên liệu đánh giá cao lĩnh vực giao thông vận tải nhiên liệu xăng pha biobutanol có khả thay phần xăng truyền thống góp phần đảm bảo an ninh lượng quốc gia Việc nghiên cứu khả sử dụng butanol Việt Nam hướng thiết thực bối cảnh thiếu hụt lượng phù hợp với xu hướng phát triển giới nói chung Đề án phát triển NLSH Chính Phủ nói riêng Kết nghiên cứu sở định hướng cho nhà nước việc đánh giá khả đầu tư xây dựng sở hạ tầng cho sản xuất sử dụng đại trà butanol sinh học Việt Nam Mục tiêu nghiên cứu: Đánh giá phù hợp mặt kỹ thuật, mơi trường tính kinh tế xăng pha butanol điều kiện Việt Nam, từ đề xuất tỷ lệ pha trộn thích hợp butanol vào xăng Nội dung/nhiệm vụ nghiên cứu: 3.1 Tổng quan tình hình sản xuất sử dụng butanol sinh học làm nhiên liệu thay xăng thông dụng nước khu vực giới: - Tình hình nghiện cứu, sản xuất sử dụng butanol sinh học cho mục đích làm nhiên liệu giao thông vận tải; - Thông tin nguồn nguyên liệu sản xuất butanol sinh học phổ biến giới Tiềm nguồn nguyên liệu sản xuất butanol sinh học Việt Nam; - Kết luận tình hình sản xuất sử dụng butanol sinh học khu vực giới, tiềm xu hướng sử dụng butanol làm nhiên liệu tương lai 3.2 Pha chế hỗn hợp xăng pha butanol có quy cách phẩm chất tương đương với xăng thông dụng Việt Nam: - Tìm hiểu đặc tính hóa lý butanol (tập trung n-butanol); - Pha chế phịng thí nghiệm: Phương pháp pha chế: pha chế tìm tỷ lệ lớn n-butanol pha vào xăng thông dụng cho tiêu kỹ thuật nhiên liệu pha chế đáp ứng tương đương theo tiêu chuẩn xăng thông dụng RON 95; Thành phần cấu tử pha chế: n-butanol; 2/6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Xăng thông dụng A 95 (của Nhà máy lọc dầu Dung Quất) Xác định tỷ lệ n-butanol pha trộn vào xăng A95 cho đáp ứng số tiêu kỹ thuật theo TCVN 6776:2005 như: RON, hàm lượng oxy So sánh đánh giá tiêu kỹ thuật lại xăng pha butanol (RON 95) so với xăng thông dụng RON 95 để hiệu chỉnh công thức pha chế nhằm tạo mẫu xăng pha butanol có tiêu kỹ thuật hoàn toàn đáp ứng theo tiêu chuẩn TCVN 6776 : 2005; Đánh giá thêm số tiêu khác liên quan đến độ ổn định chất lượng sản phẩm như: hàm lượng nước, độ nhớt - Kết luận tỷ lệ đặc tính kỹ thuật xăng pha butanol sử dụng cho động cơ; - Đánh giá độ ổn định chất lượng xăng pha butanol quy mơ phịng thí nghiệm theo thời gian tồn trữ tháng: tượng tách lớp, biến chất 3.3 Thử nghiệm xăng pha butanol chạy ô tô băng tải (autotest) so với xăng thơng dụng Đặc tính lực cản tổng cộng tơ chạy ngồi sá thực tế mô băng thử bao gồm: Lực cản lăn; Lực cản khí động; Qn tính ơtơ băng thử tạo tương tự ô tô chạy đường sá - Nội dung thử nghiệm: đo kiểm đánh giá thông số kinh tế kỹ thuật động thành phần khí xả gây nhiễm mơi trường Nhiên liệu thử nghiệm: xăng pha butanol RON 95 xăng thông dụng trị số octan; Phương tiện thử nghiệm: 1xe tải nhẹ Suzuki Carry Truck đời 2008 Thời gian thử nghiệm: tháng; Quy trình thử nghiệm: bao gồm chế độ thử nghiệm sau o Chế độ (theo chu trình thử nghiệm 504): đánh giá tiêu hao nhiên liệu tiêu thụ, độ phát thải gây ô nhiễm hai loại nhiên liệu ô tô chạy băng thử CD-48” mô loại đường; o Chế độ 2: đo kiểm đặc tính lực kéo xác định tốc độ cực đại ôtô tương ứng với chế độ tải (25, 50, 75 100% vị trí bướm ga cung cấp nhiên liệu) Chế độ cho phép so sánh đặc tính động lực học ơtơ hai loại nhiên liệu xe chạy loại đường; Ngồi ra, quy trình cịn đo kiểm độ giảm áp suất nén xylanh động trước sau trình thử nghiệm - Kết thử nghiệm: trình bày kết so sánh khách quan tương đối số liệu thử o 3/6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nghiệm hai loại nhiên liệu thơng số kinh tế kỹ thuật (cơng suất có ích, tốc độ, lượng nhiên liệu tiêu thụ, độ giảm áp suất nén xy-lanh) thành phần khí phát thải gây ô nhiễm (COx, NOx, HC); - Đơn vị thử nghiệm: Phịng thí nghiệm động đốt trong, trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng 3.4 Đánh giá khả sử dụng xăng pha butanol làm nhiên liệu động xăng Việt Nam - Về kỹ thuật: Khả pha trộn butanol vào xăng, ưu nhược điểm trình tồn trữ sử dụng; Đánh giá ảnh hưởng xăng pha butanol đến thông số kinh tế kỹ thuật phương tiện sử dụng - Yếu tố kinh tế - xã hội: Tính tốn sơ so sánh giá lít xăng pha butanol so với xăng truyền thống trị số octan; Sự tương thích sở hạ tầng có cho việc sử dụng xăng pha butanol: hệ thống tồn trữ, vận chuyển phân phối; - Yếu tố môi trường: Đánh giá độ phát thải gây ô nhiễm môi trường xăng pha butanol so với xăng thông dụng; 3.5 Kết luận kiến nghị - Kết luận phù hợp butanol sử dụng pha chế làm nhiên liệu động xăng; - Kết luận tính khả thi ứng dụng butanol với mục đích làm nhiên liệu giao thơng vận tải điều kiện Việt Nam góc độ sở hạ tầng có yếu tố môi trường Phương pháp nghiên cứu: - Thu thập, xử lý thơng tin liên quan đến tình hình sản xuất ứng dụng butanol sinh học làm nhiên liệu nước khu vực giới; - Pha chế, kiểm tra đánh giá tiêu kỹ thuật hỗn hợp xăng pha butanol phòng thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN, ASTM; - Thực thử nghiệm phương tiện sử dụng xăng pha butanol băng thử ô tô so với xăng thông dụng 4/6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Kết nghiên cứu: Yêu cầu khoa học, kinh tế sản phẩm tạo ra: Stt Tên sản phẩm Yêu cầu khoa học, kinh tế Báo cáo “Đánh giá khả ứng dụng butanol sinh học động đốt để thay phần xăng thông dụng Việt Nam” Báo cáo trình bày kết thực nghiệm pha chế, tồn trữ chạy ô tô băng thử so với xăng thông dụng Ghi Độ ổn định chất lượng theo thời gian tồn chứa; Đánh giá thông số kinh tế kỹ thuật ô tô băng thử; Độ phát thải gây ô nhiễm môi trường Bố cục Báo cáo tổng kết (dự kiến sơ lược): 6.1 Mở đầu 6.2 Tổng quan tình hình sản xuất sử dụng butanol sinh học làm nhiên liệu thay xăng thông dụng nước khu vực giới: 6.2.1 Tình hình nghiện cứu, sản xuất sử dụng butanol sinh học cho mục đích làm nhiên liệu giao thông vận tải; 6.2.2 Nguồn nguyên liệu sản xuất butanol sinh học giới, tiềm nguyên liệu sản xuất butanol sinh học Việt Nam; 6.2.3 Tiềm xu hướng sử dụng butanol sinh học làm nhiên liệu tương lai 6.3 Pha chế hỗn hợp xăng pha butanol có quy cách phẩm chất tương đương với xăng thơng dụng Việt Nam: 6.3.1 Đặc tính lý hóa butanol; 6.3.2 Cơng thức pha chế xăng pha butanol đánh giá đặc tính kỹ thuật xăng pha butanol sử dụng cho động cơ; 6.3.3 Tồn trữ xăng pha butanol phịng thí nghiệm: kết đánh giá độ ổn định chất lượng xăng pha butanol theo thời gian tồn trữ 6.4 Thử nghiệm xăng pha butanol chạy ô tô băng thử (autotest) so với xăng thơng dụng 6.4.1 Thuyết minh quy trình thử nghiệm: chế độ - thông số thử nghiệm, thời gian, phương tiện, thiết bị sử dụng thử nghiệm; 6.4.2 Kết chạy thử nghiệm xăng pha butanol xe ô tô so với xăng thông dụng; 6.4.3 Đánh giá kết luận thông số kinh tế kỹ thuật độ phát thải gây ô nhiễm môi trường xăng pha butanol so với xăng thông dụng 6.5 Đánh giá khả sử dụng xăng pha butanol làm nhiên liệu động xăng Việt Nam 6.5.1 Kỹ thuật; 6.5.2 Kinh tế - xã hội; 6.5.3 Môi trường 6.6 Kết luận kiến nghị 5/6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Stt Tiến độ thực Nội dung công việc Thời gian Tiến độ triển khai Bắt đầu Kết thúc Tổng quan tình hình sản xuất sử dụng butanol sinh học làm nhiên 3.1 liệu thay xăng thông dụng nước khu vực giới tháng Tháng Tháng Pha chế hỗn hợp xăng pha butanol 3.2 có quy cách phẩm chất tương đương với xăng thông dụng Việt Nam tháng Tháng Tháng Thử nghiệm xăng pha butanol chạy ô 3.3 tô băng thử (autotest) so với xăng thông dụng tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Tháng 10 Tháng 10 Tháng 10 Đánh giá khả sử dụng xăng pha 3.4 butanol làm nhiên liệu động xăng tháng Việt Nam 3.5 Kết luận kiến nghị 1/2 tháng 3.6 Tổng hợp viết báo cáo tổng kết tháng Dự tốn kinh phí: 6/6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... CƯƠNG NGHIÊN CỨU I CÁC THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: Đánh giá khả ứng dụng butanol sinh học động đốt để thay phần xăng thông dụng Việt Nam Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa dầu Họ tên học viên: Nguyễn Huỳnh... khoa học, kinh tế Báo cáo ? ?Đánh giá khả ứng dụng butanol sinh học động đốt để thay phần xăng thông dụng Việt Nam? ?? Báo cáo trình bày kết thực nghiệm pha chế, tồn trữ chạy ô tô băng thử so với xăng. .. Phòng thí nghiệm động đốt trong, trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng 3.4 Đánh giá khả sử dụng xăng pha butanol làm nhiên liệu động xăng Việt Nam - Về kỹ thuật: Khả pha trộn butanol vào xăng, ưu nhược