Mô phỏng và thiết kế nhà máy sản xuất bioethanol từ nguồn nguyên liệu sắn lát khô việt nam và nghiên cứu công nghệ tách nước và biến tính sản phẩm

Mô phỏng và thiết kế nhà máy sản xuất BIOETHANOL từ nguồn nguyên liệu sắn lát khô VIỆT NAM và nghiên cứu công nghệ tách nước và biến tính sản phẩm. LỜI MỞ ĐẦUSự khám phá ra dầu mỏ đã đánh dấu một bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển của xã hội loài người. Dầu mỏ và các sản phẩm từ dầu mỏ đã đóng góp trong tất cả các lĩnh vực đời sống nói chung và các ngành năng lượng nói riêng. Tuy nhiên, bên cạnh những mặt ưu việt, chúng ta không thể không nói đến những vấn đề tồn tại do quá trình khai thác và sử dụng dầu mỏ quá mức gây ra việc thiếu hụt năng lượng trong tương lai, nhưng đáng kể nhất là sự ô nhiễm môi trường do khí thải của quá trình đốt cháy nhiên liệu.Người ta ước tính khí thải từ các hoạt động có liên quan các sản phẩm dầu mỏ và nhiên liệu hóa thạch chiếm khoảng 70% tổng lượng khí thải trên toàn thế giới. Khí thải là nguyên nhân trực tiếp gây ra những biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính và hàng loạt các vấn đề về môi trường. Nhiều nỗ lực đã và đang được thực hiện nhằm tìm kiếm những nguồn năng lượng thay thế, trong đó, một trong những nguồn năng lượng mới đang được quan tâm hiện nay là nhiên liệu sinh học. Ðây là nguồn năng lượng mới có thể tái sinh và ít gây ô nhiễm môi trường. Và nó có thể được chia thành các loại sau: •Nhiên liệu lỏng •Khí sinh học (biogas)•Nhiên liệu sinh học rắnTrong đó bioethanol là một loại nhiên liệu sinh học lỏng mới, hiện đang được nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Loại năng lượng sinh học này ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lượng trên thế giới đồng thời có khả năng thay thế dần cho nguồn năng lượng hóa thạch đang có nguy cơ cạn kiệt trong tương lai.Góp phần thực hiện mục tiêu đó em đã thực hiện đề tài: “Mô phỏng và thiết kế nhà máy sản xuất Bioethanol từ nguồn nguyên liệu sắn lát khô Việt nam và nghiên cứu công nghệ tách nước và biến tính sản phẩm” trên cơ sở kiến thức cơ bản, ứng dụng phần mềm mô phỏng và tính toán em đã hoàn thành đề tài này. Đề tài gồm các phần chính:•Tổng quan về tình hình nghiên cứu và sản xuất nhiên liệu sinh học – bioethanol trên thế giới và ở nước ta.•Nghiên cứu tài liệu và thực tế để lựa chọn các công nghệ cho các quy trình.•Nghiên cứu, lựa chọn phần mềm mô phỏng hỗ trợ cho quá trình tính toán.•Nghiên cứu để xác lập các số liệu cần thiết cho quá trình mô phỏng.•Mô phỏng các khu vực chính trong quá trình sản xuất bioethanol gồm khu dịch hóa, men hóa, chưng cất.•Đánh giá phân tích các phương pháp tách nước nhằm thu được cồn khan 99.8%vv. Mô phỏng khu vực tách nước, từ đó tính toán thiết kế thiết bị hấp phụ và các thiết bị trao đổi nhiệt trong khu vực.•Mô phỏng quá trình phối trộn Ethanol 99.8%vv thành Ethanol nhiên liệu biến tính. So sánh phối trộn động và tĩnh. Tính toán thiết bị phối trộn tĩnh (static mixer.

I ____________________________________________________________________ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA KỸ THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU VÀ KHÍ ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIOETHANOL TỪ NGUỒN NGUYÊN LIỆU SẮN LÁT KHÔ VIỆT NAM VÀ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TÁCH NƯỚC VÀ BIẾN TÍNH SẢN PHẨM. II ____________________________________________________________________ Đồ án tốt nghiệp là những gì đúc kết lại sau một quá trình học tập, nghiên cứu của sinh viên dưới sự hướng dẫn của các quý thầy cô. Sau ba tháng làm việc, em đã hoàn thành đề tài. Thành quả đạt được hôm nay là do sự nỗ lực của bản thân dưới sự hướng dẫn giúp đỡ động viên tận tâm của quý thầy cô, của bố mẹ cũng như các anh chị em, bạn bè. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng đã truyền đạt kiến thức cơ bản và giúp đỡ chúng em trong những năm học vừa qua, đặc biệt là các thầy cô trong Khoa Hóa và bộ môn công nghệ chế biến dầu- khí. Trên hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy TS. Nguyễn Đình Lâm đã hướng dẫn đề tài và tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Sau cùng em xin cảm ơn gia đình, bạn bè luôn là điểm tựa, nguồn động viên giúp em vượt qua nhiều khó khăn trong thời gian qua. Em xin trân trọng gửi đến quý thầy cô, gia đình và bạn bè của em những lời chúc tốt đẹp nhất. Trong quá trình thực hiện, do nhiều nguyên nhân khác nhau nên những thiếu sót là điều khó tránh khỏi. Em rất mong sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô giáo và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn. III ____________________________________________________________________ MỤC LỤC MỤC LỤC III LỜI MỞ ĐẦU X CHƯƠNG 1 1 TỔNG QUAN 1 Hình 1.3 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới từ năm 1995-2008 5 Hình 1.4 Sản lượng sắn ở Việt Nam và một số nước trên thế giới [1] 5 Bảng1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của Việt Nam từ năm 2001-2011 [1], [5] 6 Hình 1.5 Hình ảnh công thức của ethanol 9 Bảng 1.2 Thành phần lỏng- hơi theo nhiệt độ của hồn hợp ethanol-nước 10 Hình 1.6 Đồ thị thể hiện đường đẳng phí của ethanol-nước 10 Hình 1.7 Hình ảnh về nhà máy sản xuất bio-ethanol Đại Tân 17 Hình 1.8: Hình ảnh về một nhà máy sản xuất bio-ethanol 18 Bảng 1.4: Các dự án xây dựng nhà máy bio-ethanol 18 CHƯƠNG 2 19 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIOETHANOL 19 Bảng 2.1 So sánh các công nghệ Praj, Technip, Changhae 21 Bảng 2.3 So sánh hiệu quả của quá trình sản xuất bio-ethanol từ sắn lát 23 Hình 2.1 Quy trình làm sạch và nghiền khô của công nghệ PRAJ 25 Hình 2.8 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tâm của công nghệ Praj 28 Hình 2.11 Thiết bị lên men kiểu VAT của công nghệ Tomsa 29 Hình 2.12 Quy trình chung sản xuất bio-ethanol 33 Bảng 4.1 Cấu tử có sẵn trong data bank 37 Bảng 4.2 Cấu tử được định nghĩa trong quá trình mô phỏng bio-ethanol 38 Hình 4.1 Các phản ứng phụ trong khu vực dịch hóa và men hóa 39 Bảng 4.3 Thành phần dòng nguyên liệu (phần khối lượng) [15] 40 Hình 4.2 Khu vực dịch hóa 41 Hình 4.3 Điều kiện và thành phần của thiết bị T-1211 41 Hình 4.4 Điều kiện và thành phần của thiết bị T-1216 42 Hình 4.5 Điều kiện và thành phần của thiết bị T-1213A/B 42 Hình 4.6 Điều kiện và thành phần của thiết bị T-1212 43 Hình 4.7 Điều kiện và thành phần của dòng sp cuối của dịch hóa 43 Bảng 4.4 Thành phần dòng nguyên liệu (phần khối lượng) 44 Hình 4.8 Hình ảnh mô phỏng khu vực men hóa 45 Hình 4.10 Thông số các dòng vào và ra của T-1335 46 Hình 4.11 Thiết bị lên men chính R-1311 46 Hình 4.12 Thông số các dòng vào và ra của thiết bị R-1311 46 Hình 4.13 Thông số tháp hấp phụ CO2 (C-1311) 47 IV ____________________________________________________________________ Hình 4.15 Thành phần của dòng trong tháp C-1311 48 Hình 4.16 Thiết bị T-1334 48 Hình 4.17 Điều kiện và thành phần của cụm 2 TB E-1314 và E-1335 49 Hình 4.18 Điều kiện và thành phần của dòng sp cuối của khu men hóa 49 Hình 4.19 Sơ đồ khối khu vực chưng cất 50 Bảng 4.5 Thành phần dòng nguyên liệu của chưng cất (phần khối lượng) 51 Bảng 4.7 Khảo sát tìm đĩa nạp liệu tối ưu 57 Hình 4.26 Ba biểu đồ khảo sát tìm đĩa nạp liệu tối ưu 58 Bảng 4.8 Bảng khảo sát tìm Qreb min từ đĩa 33 40 58 Hình 4.27 Biểu đồ khảo sát tìm đĩa nạp liệu tối ưu 58 Bảng 4.9 Khảo sát tìm đĩa fusel trích 59 Hình 4.28 Biểu đồ khảo sát tìm đĩa trích fusel tối ưu tại cùng đĩa nạp liệu 39 59 Hình 4.29 Thông số tháp chính C-1461 60 Hình 4.30 Thông số dòng nguyên liệu 60 Hình 4.31 Thông số dòng sản phẩm đỉnh tháp chính 61 Hình 4.32 Thông số dòng sản phẩm đáy tháp chính 61 Hình 4.33 Khu vực thu hồi nhiệt ở đỉnh tháp C-1461 62 Hình 4.34 Dòng hơi của tháp và lượng nhiệt thu hồi 62 Hình 4.36 Dòng vào và ra của thiết bị E-1465 63 Hình 4.37 Thông số dòng vào và ra của thiết bị E-1466 63 CHƯƠNG 5 64 KHU VỰC TÁCH NƯỚC 64 Bảng 5.2 Tính chất của hỗn hợp đẳng phí ethanol – benzen - nước [19] 66 Hình 5.1 Sơ đồ đơn giản của chưng cất đẳng phí 66 Hình 5.2 Hình ảnh của zeolite loại 3A 68 Hình 5.3 Một số tính chất điển hình của Z3-03 68 Hình 5.4 Sơ đồ quá trình hấp phụ 69 Hình 5.5 Sơ đồ chung khu vực tách nước 70 Hình 5.6 Khu vực tách nước 71 Hình 5.8 Thành phần đỉnh và đáy tháp 73 Hình 5.9 Sơ đồ mô phỏng khu vực tách nước 73 Hình 5.10 Thông số dòng của thiết bị 74 Hình 5.11 Thông số dòng vào ra của TBTĐ nhiệt E-1603 74 Hình 5.13 Thông số dòng vào ra của TBTĐ nhiệt E-1608 75 Hình 5.14 Thông số dòng vào ra của TBTĐ nhiệt E-1608 75 Hình 5.15 Tính chất dòng sản phẩm cuối của khu vực tách nước 75 Bảng 5.3 Thông số nguyên liệu vào tháp hấp phụ 76 Bảng 5.6 Thời gian và c/cF theo các chiều cao lớp hấp phụ khác nhau 82 Hình 5.16 Đường cong breakthrough ở các chiều cao khác nhau 83 V ____________________________________________________________________ Hình 5.17 Bảng tham khảo thời gian chu trình hấp phụ theo phương pháp PSA 84 7.1.2.Khu vực lên men 100 7.1.3.Khu vực chưng cất 101 7.1.4.Khu vực tách nước 101 KẾT LUẬN 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sản lượng ngô, sắn, mía ở Việt Nam qua một số năm [1] 1 Hình 1.2 Các hình ảnh về cây sắn Việt Nam [3] 3 Hình 1.3 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới từ năm 1995-2008 . . 5 Hình 1.4 Sản lượng sắn ở Việt Nam và một số nước trên thế giới [1] 5 Hình 1.5 Hình ảnh công thức của ethanol 9 Hình 1.6 Đồ thị thể hiện đường đẳng phí của ethanol-nước 10 Hình 1.7 Hình ảnh về nhà máy sản xuất bio-ethanol Đại Tân 16 Hình 1.8 Hình ảnh về một nhà máy sản xuất bio-ethanol 17 Hình 2.1 Quy trình làm sạch và nghiền khô của công nghệ PRAJ 25 Hình 2.2 Hệ thống cyclone ba bậc của công nghệ PRAJ 26 Hình 2.3 Nam châm tĩnh tách các hạt kim loại của công nghệ PRAJ 26 Hình 2.4 Thiết bị tách đất đá của Montz 26 Hình 2.5 Hệ thống sàn rung 2 tầng của Technip 26 Hình 2.6 Hệ thống nam châm tĩnh của các công nghệ khác 27 Hình 2.7 Sơ đồ dịch hóa của công nghệ Montz 27 Hình 2.8 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tâm của công nghệ Praj 28 Hình 2.10 Sơ đồ hệ thống làm sạch CIP 29 Hình 2.11 Thiết bị lên men kiểu VAT của công nghệ Tomsa 29 Hình 2.12 Quy trình chung sản xuất bio-ethanol 33 Hình 3.1 Hình ảnh mô phỏng propylene bằng proII 35 Hình 3.2 Hình ảnh mô phỏng bằng Aspen hysys 35 Hình 4.1 Các phản ứng phụ trong khu vực dịch hóa và men hóa 39 Hình 4.2 Khu vực dịch hóa 41 Hình 4.3 Điều kiện và thành phần của thiết bị T-1211 41 Hình 4.4 Điều kiện và thành phần của thiết bị T-1216 42 VI ____________________________________________________________________ Hình 4.5 Điều kiện và thành phần của thiết bị T-1213A/B 42 Hình 4.6 Điều kiện và thành phần của thiết bị T-1212 43 Hình 4.7 Điều kiện và thành phần của dòng sp cuối của dịch hóa 43 Hình 4.8 Hình ảnh mô phỏng khu vực men hóa 45 Hình 4.9 Điều kiện và thành phần của thiết bị lên men sơ bộ T-1335 Error: Reference source not found Hình 4.10 Thông số các dòng vào và ra của T-1335 46 Hình 4.11 Thiết bị lên men chính R-1311 46 Hình 4.12 Thông số các dòng vào và ra của thiết bị R-1311 47 Hình 4.13 Thông số tháp hấp phụ CO2 (C-1311) 47 Hình 4.14 Thông số các dòng vào và ra của tháp C-1311 48 Hình 4.15 Thành phần của dòng trong tháp C-1311 48 Hình 4.16 Thiết bị T-1334 48 Hình 4.17 Điều kiện và thành phần của cụm 2 TB E-1314 và E-1335 49 Hình 4.18 Điều kiện và thành phần của dòng sp cuối của khu men hóa 49 Hình 4.19 Sơ đồ khối khu vực chưng cất 50 Hình 4.20 Khu vực chưng cất 52 Hình 4.21 Thông số tháp chưng sơ bộ C-1401 53 Hình 4.22 Thông số tháp tách khí C-1402 54 Hình 4.23 Thông số tháp thu hồi ethanol C-1412 54 Hình 4.24 Điều kiện và thành phần dòng nguyên liệu tháp C-1412 55 Hình 4.25 Điều kiện và thành phần của dòng sản phẩm tháp C-1412 55 Hình 4.26 Ba biểu đồ khảo sát tìm đĩa nạp liệu tối ưu 58 Hình 4.27 Biểu đồ khảo sát tìm đĩa nạp liệu tối ưu 58 Hình 4.28 Biểu đồ khảo sát tìm đĩa trích fusel tối ưu tại cùng đĩa nạp liệu 39 60 Hình 4.29 Thông số tháp chính C-1461 60 Hình 4.30 Thông số dòng nguyên liệu 60 Hình 4.31 Thông số dòng sản phẩm đỉnh tháp chính 61 Hình 4.32 Thông số dòng sản phẩm đáy tháp chính Error: Reference source not found1 Hình 4.33 Khu vực thu hồi nhiệt ở đỉnh tháp C-1461 62 Hình 4.34 Dòng hơi của tháp và lượng nhiệt thu hồi 62 Hình 4.35 Thông số thiết bị trao đổi nhiệt E-1465 63 VII ____________________________________________________________________ Hình 4.36 Dòng vào và ra của thiết bị E-1465 63 Hình 4.37 Thông số dòng vào và ra của thiết bị E-1466 63 Hình 5.1 Sơ đồ đơn giản của chưng cất đẳng phí 66 Hình 5.2 Hình ảnh của zeolite loại 3A 68 Hình 5.3 Một số tính chất điển hình của Z3-03 68 Hình 5.4 Sơ đồ quá trình hấp phụ 69 Hình 5.5 Sơ đồ chung khu vực tách nước 70 Hình 5.6 Khu vực tách nước 71 Hình 5.7 Điều kiện và tiêu chuẩn tháp C-1601 72 Hình 5.8 Thành phần đỉnh và đáy tháp 73 Hình 5.9 Sơ đồ mô phỏng khu vực tách nước 73 Hình 5.10 Thông số dòng của thiết bị 74 Hình 5.11 Thông số dòng vào ra của TBTĐ nhiệt E-1603 74 Hình 5.12 Thông số dòng vào ra của TBTĐ nhiệt E-1604 74 Hình 5.13 Thông số dòng vào ra của TBTĐ nhiệt E-1608 75 Hình 5.14 Thông số dòng vào ra của TBTĐ nhiệt E-1608 Error: Reference source not found Hình 5.15 Tính chất dòng sản phẩm cuối của khu vực tách nước 75 Hình 5.16 Đường cong breakthrough ở các chiều cao khác nhau 83 Hình 5.17 Bảng tham khảo thời gian chu trình hấp phụ theo phương pháp PSA 84 Hình 5.18 Các bước cơ bản tính toán thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt 85 Hình 5.19 Trao đổi nhiệt shell-tube dạng BEM 86 Hình 5.20 Phân loại các front, shell, rear 86 Hình 5.21 Hình ảnh khởi động của phần mềm Exchanger Design and Rating 88 Hình 5.22 Hình ảnh và các thông số dòng vào ra của thiết bị E-1602 88 Hình 5.23 Liên kết dữ liệu từ file Hysys qua Exchanger Design and Rating 89 Hình 5.24 Kết quả về nhiệt và thủy lực 89 Hình 5.25 Kết quả về cơ khí 89 Hình 6.1 Các loại static mixer chuyên dụng 91 Hình 6.2 Đơn vị phối trộn của static mixer và các cách nối 92 Hình 6.3 Nguyên tắc hoạt động của static mixer 92 Hình 6.4 Các ứng dụng của static mixer trong công nghiệp 93 Hình 6.5 Thiết bị trộn truyền thống và thiết bị phối trộn tĩnh cùng công suất 94 VIII ____________________________________________________________________ Hình 6.6 Sơ đồ mô phỏng khu phối trộn 95 Hình 6.7 Kết quả mô phỏng khu phối trộn 96 Hình 6.8 Cấu tạo thiết bị trộn lẫn tĩnh 97 Hình 6.9 Toán đồ tra các thông số thiết kế (Re, L/h, w, din) của thiết bị phối trộn tĩnh từ lưu lượng và độ nhớt của hỗn hợp phối trộn 98 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của Việt Nam từ năm 2001- 2011 [1], [5] 6 Bảng 1.2 Thành phần lỏng- hơi theo nhiệt độ của hồn hợp ethanol-nước 10 Bảng 1.3 Các tính chất cơ bản của ethanol 11 Bảng 1.4 Các dự án xây dựng nhà máy bio-ethanol 18 Bảng 2.1 So sánh các công nghệ Praj, Technip, Changhae 21 Bảng 2.2 Các thông số năng lượng và enzyme của các công nghệ 22 Bảng 2.3 So sánh hiệu quả của quá trình sản xuất bio-ethanol từ sắn lát 22 Bảng 4.1 Cấu tử có sẵn trong data bank 38 Bảng 4.2 Cấu tử được định nghĩa trong quá trình mô phỏng bio-ethanol 39 Bảng 4.3 Thành phần dòng nguyên liệu (phần khối lượng) [15] 40 Bảng 4.4 Thành phần dòng nguyên liệu (phần khối lượng) 45 Bảng 4.5 Thành phần dòng nguyên liệu của chưng cất (phần khối lượng) 51 Bảng 4.6 Thành phần dòng Fusel (phần khối lượng) 52 Bảng 4.7 Khảo sát tìm đĩa nạp liệu tối ưu 57 Bảng 4.8 Bảng khảo sát tìm Qreb min từ đĩa 33 ÷ 40 58 Bảng 4.9 Khảo sát tìm đĩa fusel trích 59 Bảng 5.1 Các điểm đẳng phí của hỗn hợp ethanol-nước 65 Bảng 5.2 Tính chất của hỗn hợp đẳng phí ethanol – benzen - nước [19] 65 Bảng 5.3 Thông số nguyên liệu vào tháp hấp phụ 66 Bảng 5.4 Thông số phục vụ quá trình tính toán đường breakthrough 80 Bảng 5.5 Kết quả tính toán phục vụ khảo sát đường breakthrough 81 Bảng 5.6 Thời gian và c/cF theo các chiều cao lớp hấp phụ khác nhau 83 Bảng 6.1 So sánh thiết bị trộn truyền thống và thiết bị phối trộn tĩnh 94 IX ____________________________________________________________________ Bảng 6.2 Thông số đầu vào phục vụ mô phỏng 95 Bảng 7.1 Kết quả mô phỏng khu dịch hóa 99 Bảng 7.2 Kết quả mô phỏng khu lên men 100 Bảng 7.3 Kết quả mô phỏng khu chưng cất 101 Bảng 7.4 Kết quả mô phỏng khu làm khan cồnError: Reference source not found Bảng 7.5 Kết quả mô phỏng khu phối trộn biến tính tĩnh 102 X ____________________________________________________________________ LỜI MỞ ĐẦU LỜI MỞ ĐẦU Sự khám phá ra dầu mỏ đã đánh dấu một bước ngoặt lớn trong lịch sử phát triển của xã hội loài người. Dầu mỏ và các sản phẩm từ dầu mỏ đã đóng góp trong tất cả các lĩnh vực đời sống nói chung và các ngành năng lượng nói riêng. Tuy nhiên, bên cạnh những mặt ưu việt, chúng ta không thể không nói đến những vấn đề tồn tại do quá trình khai thác và sử dụng dầu mỏ quá mức gây ra việc thiếu hụt năng lượng trong tương lai, nhưng đáng kể nhất là sự ô nhiễm môi trường do khí thải của quá trình đốt cháy nhiên liệu. Người ta ước tính khí thải từ các hoạt động có liên quan các sản phẩm dầu mỏ và nhiên liệu hóa thạch chiếm khoảng 70% tổng lượng khí thải trên toàn thế giới. Khí thải là nguyên nhân trực tiếp gây ra những biến đổi khí hậu, hiệu ứng nhà kính và hàng loạt các vấn đề về môi trường. Nhiều nỗ lực đã và đang được thực hiện nhằm tìm kiếm những nguồn năng lượng thay thế, trong đó, một trong những nguồn năng lượng mới đang được quan tâm hiện nay là nhiên liệu sinh học. Ðây là nguồn năng lượng mới có thể tái sinh và ít gây ô nhiễm môi trường. Và nó có thể được chia thành các loại sau: • Nhiên liệu lỏng • Khí sinh học (biogas) • Nhiên liệu sinh học rắn Trong đó bio-ethanol là một loại nhiên liệu sinh học lỏng mới, hiện đang được nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Loại năng lượng sinh học này ra đời nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ năng lượng trên thế giới đồng thời có khả năng thay thế dần cho nguồn năng lượng hóa thạch đang có nguy cơ cạn kiệt trong tương lai. Góp phần thực hiện mục tiêu đó em đã thực hiện đề tài: “Mô phỏng và thiết kế nhà máy sản xuất Bioethanol từ nguồn nguyên liệu sắn lát khô Việt nam và nghiên cứu công nghệ tách nước và biến tính sản phẩm” trên cơ sở kiến thức cơ bản, ứng dụng phần mềm mô phỏng và tính toán em đã hoàn thành đề tài này. Đề tài gồm các phần chính: • Tổng quan về tình hình nghiên cứu và sản xuất nhiên liệu sinh học – bioethanol trên thế giới và ở nước ta. [...]... kiện và nguồn nguyên liệu mỗi quốc gia mà chọn loại nguyên liệu thích hợp để sản xuất nhiên liệu sinh học Ví dụ như: Brazil sản xuất ethanol từ mía, Mỹ sản xuất từ ngô… Ở Việt Nam, nguyên liệu có thể sử dụng vào mục đích sản xuất bio-ethanol bao gồm: ngô, sắn, mía Theo số liệu của Tổng cục thống kế: sản lượng năm 2008 đạt 16.1 tr.tấn mía, 9.3 tr.tấn sắn và 4.5 tr.tấn ngô [1] Hình 1.1 Sản lượng ngô, sắn, ... 500.0 17.8 8.9 Tiêu thụ sắn hiện tại gồm ba nhóm chính là: sản xuất tinh bột; sản xuất thức ăn chăn nuôi và sắn lát khô (sắn cồn) xuất khẩu Sản xuất sắn tinh bột có hai loại: tinh bột ướt dùng cho sản xuất bột ngọt và tinh bột khô chủ yếu cho xuất khẩu Còn sản xuất thức ăn chăn nuôi dùng sắn lát khô chất lượng cao Sắn cồn xuất khẩu là 7 sắn lát khô có chất lượng thấp... phí sản xuất, nếu sử dụng cây mía làm nguyên liệu, lúc này chi phí cho nguyên liệu chiếm khoảng 75% tổng chi phí Trong khi đó với nguyên liệu là sắn, con số chỉ là 62% Từ những lí do trên, chúng ta có thể kết luận rằng sắn là nguyên liệu thích hợp nhất để sản xuất bio-ethanol ở Việt Nam 1.2 1.2.1 1.2.1.1 Giới thiệu về nguồn nguyên liệu sắn lát Giới thiệu cây sắn và giá trị của chúng[3] Danh pháp và nguồn. .. vực tách nước, từ đó tính toán thiết kế thiết bị hấp phụ và các thiết bị trao đổi nhiệt trong khu vực • Mô phỏng quá trình phối trộn Ethanol 99.8%v/v thành Ethanol nhiên liệu biến tính So sánh phối trộn động và tĩnh Tính toán thiết bị phối trộn tĩnh (static mixer 1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan về nguyên liệu Các nguồn nguyên liệu sản xuất bio-ethanol ở Việt Nam. .. trình Nghiên cứu tài liệu và thực tế để lựa chọn các công nghệ cho các quy • toán Nghiên cứu, lựa chọn phần mềm mô phỏng hỗ trợ cho quá trình tính • Nghiên cứu để xác lập các số liệu cần thiết cho quá trình mô phỏng • Mô phỏng các khu vực chính trong quá trình sản xuất bioethanol gồm khu dịch hóa, men hóa, chưng cất • Đánh giá phân tích các phương pháp tách nước nhằm thu được cồn khan 99.8%v/v Mô phỏng. .. Quốc dùng để làm nguyên liệu cho các nhà máy ethanol Năm 2007, sắn dùng cho tinh bột chiếm 37%, sắn lát khô xuất khẩu chiếm 34% và sắn cho thức ăn chăn nuôi chiếm 28% Tổng lượng xuất khẩu chiếm hơn 50% sản lượng sắn, bao gồm tinh bột sắn khô xuất khẩu và sắn cồn xuất khẩu Theo thống kê, năm 2009, sắn là mặt hàng có khối lượng và kim ngạch xuất khẩu tăng đột biến Bảy tháng đầu năm, cả nước xuất khẩu được... lượng sắn của thế giới từ năm 1995-2008 Hình 1.4 Sản lượng sắn ở Việt Nam và một số nước trên thế giới [1] 6 1.2.3 Tình hình sản xuất và xuất khẩu sắn ở Việt Nam [4] Ở Việt Nam, cây sắn đã nhanh chóng chuyển từ cây lương thực thành cây công nghiệp với tốc độ cao, năng suất và sản lượng tăng nhanh Cây sắn là nguồn thu nhập quan trọng của các hộ nông dân nghèo do sắn. .. dầu để ổn định giá nguyên liệu từ sản xuất nông nghiệp (giá mía và sắn) Ðây sẽ là một công cụ quan trọng và tiện lợi để nhà nước thực hiện các chính sách hỗ trợ nông nghiệp, nông dân và nông thôn Phát triển NLSH sẽ tăng đầu tư vào vùng sâu, vùng xa của nông thôn Việt Nam Sự phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu của các nhà máy NLSH sẽ tạo động lực xây dựng mối liên kết gắn bó giữa nhà máy và nông dân, thúc... Phước) Các nhà máy nói trên đều sử dụng sắn lát là nguồn nguyên liệu chính Hình 1.8: Hình ảnh về một nhà máy sản xuất bio-ethanol Bảng tóm tắt các dự án xây dựng Nhà máy ethanol nhiên liệu tại Việt Nam như sau [4] : Bảng 1.4: Các dự án xây dựng nhà máy bio-ethanol Tên nhà máy Công suất Ngày hoạt động dự kiến Chủ đầu tư Tiến độ Nhà máy Đại Tân, 100 Công ty Đồng Tháng 3/2009 Đã hoạt động Quảng Nam Triệu... đưa 3 nhà máy ethanol sinh học ở Quảng Ngãi, Phú Thọ, Bình Phước vào hoạt động với tổng công suất 230.000 tấn/năm và từ sản phẩm này sẽ pha thành nhiên liệu E5-E10, đáp ứng khoảng 20% tổng nhu cầu tiêu thụ xăng sinh học cả nước Từ năm 2008 đến nay Việt Nam đã có 4 dự án sản xuất ethanol sinh học từ sắn lát hoặc rỉ đường để trộn với xăng thành gasohol Hiện nay có một nhà máy sản xuất cồn nhiên liệu lớn . THUẬT NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU VÀ KHÍ ĐỀ TÀI: MÔ PHỎNG VÀ THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BIOETHANOL TỪ NGUỒN NGUYÊN LIỆU SẮN LÁT KHÔ VIỆT NAM VÀ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TÁCH NƯỚC VÀ BIẾN TÍNH SẢN PHẨM. II ____________________________________________________________________ Đồ. Bioethanol từ nguồn nguyên liệu sắn lát khô Việt nam và nghiên cứu công nghệ tách nước và biến tính sản phẩm trên cơ sở kiến thức cơ bản, ứng dụng phần mềm mô phỏng và tính toán em đã hoàn thành. Brazil sản xuất ethanol từ mía, Mỹ sản xuất từ ngô… Ở Việt Nam, nguyên liệu có thể sử dụng vào mục đích sản xuất bio-ethanol bao gồm: ngô, sắn, mía. Theo số liệu của Tổng cục thống kế: sản lượng