Trang 114 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƯ NHIÊN KHOA HÓA SEMINAR MÔN HỌC HÓA HỌC DẦU MỎ Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Thị Phương Phong Sinh viên Thực Hiện Võ Thị Kim Thư MSSV.Trang 114 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƯ NHIÊN KHOA HÓA SEMINAR MÔN HỌC HÓA HỌC DẦU MỎ Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Thị Phương Phong Sinh viên Thực Hiện Võ Thị Kim Thư MSSV.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TƯ NHIÊN KHOA HĨA SEMINAR MƠN HỌC HÓA HỌC DẦU MỎ Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Phương Phong Sinh viên Thực Hiện: Võ Thị Kim Thư MSSV: 0814215 Huỳnh Văn Thành MSSV: 0814197 Võ Xuân Nam MSSV:0814127 Trang 1/14 I Lời mở đầu Vào năm 1859, dầu thô phát Pennsylvania Sản phẩm tinh chế từ dầu thô dầu hỏa Bởi có phần dầu thơ làm đèn dầu tốt Các nhà máy lọc dầu bắt đầu tìm kỹ thuật để điều chế hết sản phẩm lại dẫn đến phát triển mạnh mẽ động đốt vào cuối kỷ XVIII Rudolf Diesel công nhận sản phẩm phụ dầu khí lỏng làm nhiên liệu động tốt so với bụi than, ông bắt đầu thử nghiệm với số chúng Sự thay đổi nhiên liệu với số thay đổi thiết kế khí cho đời thành công động chạy diesel vào năm 1895 Ngày nay, động nhiên liệu mang tên ông Động diesel mang tính thương mại lớn hoạt động tốc độ thấp Chúng sử dụng cho tàu điện, xe lửa nhà máy công nghiệp Đến năm 1930, động diesel cung cấp lượng cho xe tải xe buýt Một nỗ lực vào cuối năm 30 để mở rộng việc sử dụng diesel động xe ô tô chở khách bị gián đoạn chiến tranh giới thứ II Sau chiến tranh, động diesel ôtô chở khách trở nên phổ biến Châu Âu, không đạt thành công tương đương Hoa Kỳ Ngày nay, động diesel sử dụng toàn giới cho giao thông vận tải, sản xuất, phát điện, xây dựng nông nghiệp Các loại động diesel đa dạng mục đích sử dụng chúng, động phun gián tiếp tốc độ cao, tốc độ thấp, tiêm trực tiếp với xi-lanh có đường kính mét Thành cơng xuất phát từ hiệu quả, độ tin cậy cho kinh tế II Nhiên liệu Diesel Dầu Diesel (Diesel Oil) a Giới thiệu Dầu Diesel Dầu Diesel loại nhiên liệu lỏng, tinh chế từ dầu mỏ có thành phần chưng cất nằm dầu hoả (kesosene) dầu bôi trơn (lubricating oil) Chúng chứa Hydrocarbon có nhiệt độ sơi từ 200-350oC, chứa nhiều n-parafin Các nhiên liệu Diesel nặng hơn, với nhiệt độ sơi 315 – 425oC cịn gọi dầu Mazut (Fuel oil) Trang 2/14 Dầu Diesel (DO – Diesel Oil) nặng dầu hỏa xăng, sử dụng chủ yếu cho động Diesel (đường bộ, đường sắt, đường thủy) phần sử dụng cho tuabin khí (trong cơng nghiệp phát điện, xây dựng…) b Đặc tính Dầu Diesel • Chỉ số cetan Trị số cetan đại lượng quy ước đặc trưng cho khả tự bốc cháy dầu diesel Quy trình xác định hệ số cetan giống với quy trình xác định hệ số octan xăng Hệ số cetan xác định cách so sánh mẫu nhiên liệu cần thử với vài loại nhiên liệu tiêu chuẩn Lượng cetan (%) nhiên liệu chuẩn có khả bốc cháy nhiên liệu cần kiểm tra hệ số cetan nhiên liệu cần kiểm tra Nhiên liệu chuẩn hỗn hợp cetan nhiên liệu khác, α-methylnaphthalen hay Heptamethylnonan Hệ số cetan số chất liệt sau: - Cetan(n-hexadecan): 100, đốt cháy tốt - α-methylnaphthalen: 0, cháy - Heptamethylnonan: 15 Ví dụ: nhiên liệu với số cetan 40 thực tương tự động pha trộn hỗn hợp gồm 40% n-hexadecane 60% αmethylnaphthalen • Hàm lượng Hydrocarbon thơm Hydrocarbon thơm hợp chất có chứa nhiều vòng benzene cấu trúc Hợp chất chứa nhiều hydrocarbon thơm làm khả tự đánh lửa tạo nhiều bụi than đốt Hydrocarbon thơm tự bắt lửa kém, dầu diesel chứa hàm lượng hydrocarbon thơm cao số cetan thấp Các giá trị cetan cho động diesel chạy đường dài khoảng 50-55, dầu diesel thơm thường 40-45 chí thấp Dầu khó khởi động trời lạnh tạo tiếng ồn đốt cháy, hydrocarbon NOx gây nên bắt lửa Trang 3/14 Sự tăng tính thơm có liên quan tới phát hạt phóng xạ cao Hydrocarbon thơm tạo nhiều bụi than đốt đốt cháy tệ cũng làm tăng hạt phóng xạ SOF • Dễ biến động Dầu diesel chứa hỗn hợp hydrocarbon với khối lượng phân tử nhiệt độ sôi khác Thực tế để mô tả phạm vi hydrocarbon nhiên liệu dạng "đường cong chưng cất", nhiệt độ xác định mà 10%-20% hydrocarbon sôi, 10% điểm sôi thấp hydrocarbon tương đối dễ bay Diesel sinh học (Biodiesel) a Giới thiệu Biodiesel Diesel sinh học loại nhiên liệu có tính chất giống với dầu diesel khơng phải sản xuất từ dầu mỏ, mà từ dầu thực vật hay mỡ động vật Là loại lượng sạch, mặt khác chúng không độc dễ phân giải tự nhiên Bản chất Biodiesel sản phẩm Ester hóa methanol ethanol acid béo tự dầu thực vật mỡ động vật Tùy thuộc vào loại dầu loại rượu sử dụng mà alkyl Ester có tên khác nhau: Nếu từ dầu đậu nành (soybean) Methanol ta thu SME (soy methyl Esters) Đây loại Ester thông dụng sử dụng Mỹ Nếu từ dầu cải dầu (rapeseed) Methanol ta thu RME (rapeseed methyl Esters) Đây loại Ester thông dụng sử dụng châu Âu Glycerin sản phẩm trình sản xuất diesel sinh học sử dụng cho sản phẩm cá nhân ứng dụng đa dạng hóa học Trang 4/14 Ngày 10/08/1893 lần Rudolf Diesel sử dụng Biodiesel ông sáng chế để chạy máy Năm 1912, ông dự báo: “Hiện nay, việc dùng dầu thực vật cho nhiên liệu động không quan trọng, tương lai, loại dầu chắn có giá trị khơng thua sản phẩm nhiên liệu từ dầu mỏ than đá”.Trong bối cảnh nguồn tài nguyên dầu mỏ cạn kiệt tác động xấu lên môi trường việc sử dụng nhiên liệu, nhiên liệu tái sinh có Biodiesel ngày khẳng định vị trí nguồn nhiên liệu thay khả thi Năm 1900 Hội chợ giới tổ chức Pari, Diesel biểu diễn động dùng dầu Biodiesel chế biến từ dầu Phụng (lạc) Trong năm thập kỷ 90, Pháp triển khai sản xuất Biodiesel từ dầu hạt cải Được dùng dạng B5 (5% Biodiesel 95% Diesel) B30 (30% Biodiesel trộn với 70% Diesel) b Q trình chuyển hóa Biodiesel Ở seminar đề cập chất biodiesel sản phẩm ester hóa methanol ethanol acid béo tự dầu thực vật mỡ cá tra 100 kg dầu mỡ + 10 kg methanol → 100 kg biodiesel + 10 kg glycerol Phương trình phản ứng: H 2C OCO R1 HC OCO R2 H2C OCO R3 (triglycerid) + CH3OH CH3COOR2 CH3COOR3 (hon hop acid beo) Metanol H2C OH CH3COOR1 xuc tac + HC OH H2C OH (glycerol) Trong R1, R2, R3 acid béo no không no chứa mỡ cá tra, dầu thực vật, acid hữu chiếm chủ yếu dầu mỡ động vật Palmitic: R= Stearic: R= (CH2)16 Oleic: R= (CH2)7 CH CH (CH2)7 (CH2)14 CH3 CH3 Trang 5/14 CH3 Để thực phản ứng chuyển hóa cần có chất xúc tác NaOH, KOH Vai trò chất xúc tác quan trọng phản ứng với Methanol trước để tạo tiền chất cho phản ứng: Phản ứng 1: Tạo Alkoxide: CH3 + NaOH CH3ONa + H2O Trong môi trường có nước alkoxide phân ly tạo CH3O- Na+, CH3O - ,tiếp tục thực phản ứng Phản ứng 2: Tạo Triglyceride amion CH2 CH3 O (alkoxid) + OCO R CH OCO R CH2 OCO R (triglycerid) CH2 CH3 OCO R (methyl ester) + OCO R CH O CH2 OCO R (triglycerid anion) Phản ứng 3: Tạo diglyceride tiếp tục cho phản ứng dây chuyền để tạo monoglyceride, methyl ester cuối tạo glycerol methyl ester CH2 CH O CH2 CH2 OCO R + OCO R CH OH CH3OH CH2 OCO R + CH3 O OCO R Như vậy: trình 01 phân tử Triglyceride tác dụng với 03 phân tử CH3O¬H tạo 01 phân tử glycerol 03 phân tử methyl ester (2) c Ưu nhược điểm • Ưu điểm: - Với mơi trường: Giảm lượng khí thải CO2, giảm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính Khơng có chứa hợp chất lưu huỳnh (