Nghiên ứu tổng hợp biodiesel từ dầu thự vật trên ơ sở xú tá bazơ kiềm

Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hµ néi Luận văn thạc sĩ khoa học Nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ dầu thực vật sở xúc tác bazơ kiềm Ngành: công nghệ hoá häc M· sè: Hoµng Linh lan Ngêi híng dÉn khoa học: PGS.TS đinh thị ngọ Hà nội 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131479101000000 Bé gi¸o dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà néi Luận văn thạc sĩ khoa học Nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ dầu thực vật sở xúc tác bazơ kiềm Ngành: công nghệ hoá học Mà sè: Hoµng Linh lan Ngêi híng dÉn khoa häc: PGS.TS đinh thị ngọ Hà nội 2006 MụC LụC Trang M ĐẦU ch¬ng – tỉng quan lý thut 1.1 Tổng quan dầu thực vật 1.1.1 Các ngun du thc vt nc 1.1.2 Thành phần hoá học dầu thực vật 1.1.3 Một số tiêu đặc trng dầu thực vật 1.1.4 TÝnh chÊt cđa dÇu thùc vËt 1.2 Tỉng quan vỊ nhiªn liƯu diesel 11 1.2.1 Nhiªn liƯu diesel trun thèng 11 1.2.2 Nhiªn liƯu sinh häc 15 1.2.3 Nhiªn liƯu biodiesel 16 1.2.4 Tû lƯ pha trén biodiesel víi diesel 31 chơng thực nghiệm 33 2.1 phân tÝch mét sè tÝnh chÊt cđa dÇu thùc vËt 33 2.1.1 Thành phần axit béo dầu thực vật 33 2.1.2 Xác định số số dầu thực vật 33 2.2 Quá trình tổng hợp biodiesel 40 2.2.1 Yêu cầu nguyên liệu 40 2.2.2 Quá trình tổng hợp biodiesel từ dầu thực vật 42 2.2.3 Cách tiến hành trình tổng hợp biodiesel 43 2.2.4 Các phơng pháp phân tích chất lợng sản phẩm chơng kết thảo luận 47 51 3.1 ảnh hởng độ dầu thực vật tới trình tổng hợp biodiesel 51 3.1.1 ảnh hởng tác nhân trung hoà 52 3.1.2 ảnh hởng nồng độ tác nhân trung hoà tới số axit nguyên liệu 54 3.1.3 ảnh hởng nhiệt độ nớc rưa tíi chØ sè axit vµ hiƯu st xư lý 3.1.4 ảnh hởng số lần rửa tới số axit hiệu suất xử lý 55 57 3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hởng đến trình tổng hợp biodiesel 58 3.2.1 ảnh hởng tỷ lệ metanol/dầu 58 3.2.2 ảnh hởng nồng độ xúc tác 60 3.2.3 ảnh hởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất sản phẩm 62 3.3 Các yếu tố ảnh hởng đến trình làm biodiesel 63 3.3.1 ảnh hởng nhiệt độ nớc rửa 63 3.3.2 ảnh hởng tốc độ khuấy 64 3.3.3 ảnh hởng tỷ lệ thể tích nớc rửa/metyl este 65 3.4 Đánh giá chất lợng sản phẩm 66 3.5 Nghiên cứu tỷ lệ pha trén biodiesel/diesel 70 3.6 Thư nghiƯm nhiªn liƯu biodiesel (B20) động nh hởng nhiên liệu biodiesel tới công suất động 3.6.1 ả 3.6.2 So sánh thành phần khí thải so sánh với diesel kho¸ng 70 71 72 kÕt ln 76 Tài liƯu tham khảo 77 Danh mục bảng Trang Bảng 1.1: Các thành phần axit béo mẫu dầu thực vật Bảng 1.2: Các tính chất vật lý hoá học số dầu thực vật Bảng 1.3: Dự báo nhu cầu nhiên liệu xăng dầu đến năm 2020 12 Bảng 1.4: Cân đối nhiên liệu xăng, diesel đến 2020 13 Bảng 1.5: So sánh nhiên liệu sinh học với nhiên liệu dầu mỏ 15 Bảng 1.6: Tính chÊt vËt lý cđa diesel kho¸ng so víi mét sè metyleste 18 Bảng 1.7: So sánh tính chất nhiên liệu diesel với biodiesel 19 Bảng 1.8: Chỉ tiêu giá chất lợng biodiesel theo ASTM D6751 22 Bảng 1.9: Độ chuyển hoá sản phẩm metyl este đợc điều chế phản ứng trao đổi este, sử dụng loại xúc tác khác 25 Bảng 1.10: So sánh điều kiện công nghệ trình sản xuất Biodiesel theo phơng pháp xúc tác kiềm xúc tác enzym 26 Bảng 2.1: Lợng mẫu thử thay đổi theo số axit dự kiến 34 Bảng 2.2: Lợng mẫu thử thay đổi theo số iốt dự kiến 36 Bảng 3.1: Hiệu suất mẫu biodiesel tổng hợp từ dầu dừa dầu 51 Bảng 3.2: Các tiêu hoá lý dầu thực vật cha qua xử lý 52 Bảng 3.3: Các tiêu hoá lý dầu thực vật đà qua xử lý 52 Bảng 3.4: ảnh hởng tác nhân trung hoà đến số axit hiệu suất nguyên liệu 53 Bảng 3.5: ảnh hởng nồng độ tác nhân trung hoà tới số axit hiệu suất xử lý 54 Bảng 3.6: ¶nh hëng cđa nhiƯt ®é níc rưa tíi chØ sè axit hiệu suất xử lý Bảng 3.7: ảnh hởng số lần rửa tới số axit hiệu st xư lý 55 57 B¶ng 3.8: Sù phơ thc hiệu suất sản phẩm vào tỷ lệ metanol/dầu thực vật 59 Bảng 3.9: Hiệu suất biodiesel tổng hợp từ dầu dừavà dầu phụ thuộc nồng độ xúc tác 61 Bảng 3.10: Hiệu suất sản phẩm phụ thuộc nhiệt độ phản ứng 62 Bảng 3.11: ảnh hởng nhiệt độ nớc rửa đến trình rửa 64 Bảng 3.12: ảnh hởng tốc độ khuấy đến trình rưa 64 B¶ng 3.13: ¶nh hëng cđa tû lƯ nëc rửa tới trình rửa 65 Bảng 3.14: Các thông số hoá lý biodiesel dầu dừa 68 Bảng 3.15: Các thông số hoá lý biodiesel dầu 69 Danh mục hình Trang Hình 1.1: Sơ đồ công nghệ sản xuất biodiesel 29 Hình 2.1: Thiết bị tổng hợp biodiesel từ dầu thực vật 43 Hình 3.1: ảnh hởng tác nhân trung hoà đến số axit 53 Hình 3.2: ảnh hởng tác nhân trung hoà đến hiệu suất xử lý dầu thực vật 53 Hình 3.3: Quan hệ nồng độ tác nhân trung hoà số axit 54 Hình 3.4: Quan hệ nồng độ tác nhân trung hoà hiệu suất xử lý 55 Hình 3.5: ảnh hởng nhiệt độ nớc rửa tới số axit 56 Hình 3.6: ảnh hởng cđa nhiƯt ®é níc rưa tíi hiƯu st xư lý 56 Hình 3.7: ảnh hởng số lần rửa tới số axit 57 Hình 3.8: ảnh hởng số lần rửa tới hiệu suất xử lý 58 Hình 3.9: ảnh hởng tỷ lệ metanol/dầu đến hiệu suất tổng hợp biodiesel 60 Hình 3.10: ảnh hởng nồng độ xúc tác đến hiệu suất tổng hợp biodiesel từ dầu dừa dầu 61 Hình 3.11: ảnh hởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tổng hợp biodiesel 63 Hình 3.12: Phổ hồng ngoại biodiesel dầu dừa 66 Hình 3.13: Phổ hồng ngoại biodiesel từ dầu 67 Hình 3.14: Phổ GC-MS biodiesel tổng hợp từ dầu 67 Hình 3.15: ảnh hởng nhiên liệu biodiesel diesel đến công suất động tốc độ khác 71 Hình 3.16: So sánh hàm lợng CO khí thải động sử dụng nguyên liệu diesel biodiesel 72 Hình 3.17: So sánh hàm lợng CO2 khí thải động sử dụng nguyên liệu diesel biodiesel 73 Hình 3.18: So sánh hàm lợng hydrocacbon khí thải 74 Hình 3.19: So sánh hàm lợng NOx khí thải động sử dụng nguyên liệu diesel biodiesel 75 danh sách chữ viết tắt B5: Hỗn hợp 5% biodiesel 95% diesel khoáng B20: Hỗn hợp 20% biodiesel 80% diesel khoáng B50: Hỗn hợp 50% biodiesel 50% diesel khoáng B75: Hỗn hợp 75% biodiesel 25% diesel khoáng B100: Biodiesel 100% F.O: Nhiên liệu đốt lò JA1: Nhiên liệu phản lực PM: Hạt rắn có khói xả động ppm: phần triệu %V: phần trăm thể tích LờI CáM ƠN Với t cách tác giả luận văn này, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS TS Đinh Thị Ngọ, ngời đà hớng dẫn tận tình chu đáo mặt chuyên môn để hoàn thành luận văn Đồng thời xin chân thành cảm ơn thày cô giáo Bộ môn Công nghệ Hữu - Hoá dầu ngời đà giúp đỡ tạo điều kiện sở vật chất suốt thời gian làm luận văn phòng thí nghiệm môn Và xin gửi lời cảm ơn đến đồng nghiệp Trung Tâm Nghiên Cứu Phát Triển Chế Biến Dầu Khí, Tổng Công Ty Dầu Khí Việt Nam đà tạo điều kiện thời gian, vật chất lẫn tinh thần để hoàn thành luận văn Cuối xin chân thành cảm tới gia đình bạn bè, ngời đà động viên chia sẻ với nhiều suốt thời gian tham gia học tập làm luận văn Tác giả Hoàng Linh Lan