Nghiên cứu chuyển hóa dầu ăn phế thải và mỡ cá thành biodiesel trên xúc tác dị thể

Nghiên cứu chuyển hóa dầu ăn phế thải và mỡ cá thành biodiesel trên xúc tác dị thể

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA DẦU ĂN PHẾ THẢI VÀ MỠ CÁ THÀNH BIODIESEL TRÊN XÚC TÁC DỊ THỂ NGÀNH: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Mà SỐ: ðỖ THỊ DIỄM THÚY Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS ðINH THỊ NGỌ HÀ NỘI 2009 -1- MỞ ðẦU Vào ñầu thế kỷ XX, Rudolf Diesel ñã dùng dầu lạc làm nhiên liệu cho ñộng cơ diesel mà ông phát minh ra. Tuy nhiên, lúc này nguồn nhiên liệu từ dầu mỏ rất rẻ và trữ lượng dồi dào, nên không ai quan tâm ñến nguồn nhiên liệu từ dầu thực vật. Gần một thế kỷ trôi qua, tình hình dân số thế giới ngày càng tăng nhanh, tốc ñộ phát triển kinh tế - xã hội cũng ngày càng tăng mạnh, kéo theo nhu cầu sử dụng nhiên liệu ngày càng nhiều, ñể phục vụ cho các lĩnh vực khác nhau. ðiều này dẫn ñến tình trạng nguồn nhiên liệu hóa thạch vốn có hạn, ñang ngày càng cạn kiệt, giá dầu mỏ ngày càng ñắt ñỏ. Hơn nữa, khi kinh tế - xã hội phát triển, người ta bắt ñầu chú ý nhiều hơn ñến môi trường, cũng như sức khỏe của con người, và ngày càng có nhiều quy ñịnh khắt khe hơn về mức ñộ an toàn cho môi trường ñối với các loại nhiên liệu. Chính những ñiều này ñã ñặt ra vấn ñề cho các nhà khoa học, là phải nỗ lực tìm nguồn nhiên liệu thay thế, nguồn nhiên liệu thân thiện với môi trường, và nhiên liệu sinh học ñã thật sự lên ngôi. Nhiên liệu sinh học ñã thu hút ñược sự quan tâm ñặc biệt của nhiều nhà khoa học trên cả thế giới, bởi nó ñem lại nhiều lợi ích như bảo ñảm an ninh năng lượng và ñáp ứng ñược các yêu cầu về môi trường. Trong số các nhiên liệu sinh học, thì diesel sinh học (biodiesel) ñược quan tâm hơn cả, do xu hướng diesel hóa ñộng cơ, và giá diesel khoáng ngày càng tăng cao. Hơn nữa, biodiesel ñược xem là loại phụ gia rất tốt cho nhiên liệu diesel khoáng, làm giảm ñáng kể lượng khí thải ñộc hại, và nó là nguồn nhiên liệu có thể tái tạo ñược. Ở Việt Nam ñã có nhiều ñề tài nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ các nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước như dầu ñậu nành, dầu hạt cải, dầu cao su, mỡ cá,…và ñã thu ñược kết quả khá tốt. Tuy nhiên vì nền công nghiệp sản xuất dầu mỡ nước ta còn khá non trẻ, chưa ñáp ứng ñược nguồn nguyên liệu cho sản xuất biodiesel ở quy mô lớn. Ngoài ra, nếu sản xuất biodiesel từ dầu ăn tinh chế thì giá thành khá cao, và còn ảnh hưởng ñến an ninh lương thực. Do ñó, việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu rẻ tiền, phù hợp với ñiều kiện của ñất nước vẫn ñang ñược tiếp tục nghiên cứu. Với mục ñích ñó, việc tận dụng nguồn dầu ăn phế thải và mỡ cá làm nguyên liệu cho tổng hợp biodiesel là có ý nghĩa thực tế rất lớn. Bởi ñây là nguồn nguyên liệu có trữ lượng tương ñối lớn, lại rẻ tiền, ñem lại hiệu quả kinh tế cao. Việc tận dụng nguồn nguyên liệu này còn góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe người dân. -2- Các nghiên cứu về biodiesel trước ñây, chủ yếu tập trung vào xúc tác ñồng thể. Xúc tác này cho ñộ chuyển hóa rất cao, nhưng khó lọc tách sản phẩm, và không tái sử dụng ñược nên giá thành sản phẩm cao. ðể khắc phục các nhược ñiểm ñó, trong luận văn này chúng tôi nghiên cứu chế tạo xúc tác dị thể cho quá trình. Chính vì những ý nghĩa thực tiễn trên mà chúng tôi chọn ñề tài “Nghiên cứu chuyển hóa dầu ăn phế thải và mỡ cá thành biodiesel trên xúc tác dị thể”. Luận văn này ñã ñạt ñược những ñiểm mới sau: - ðã tổng hợp ñược hệ xúc tác dị thể MgSiO 3 . - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến hoạt tính xúc tác cho phản ứng tổng hợp biodiesel như thời gian nung, nhiệt ñộ nung. - Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng ñến hiệu suất tổng hợp biodiesel từ dầu ăn phế thải và mỡ cá, sử dụng xúc tác dị thể MgSiO 3 ñã ñiều chế ñược. - Thu hồi và tinh chế glyxerin – một phụ phẩm có giá trị của quá trình tổng hợp biodiesel. Ngoài ra, trong luận văn này còn ñề cập ñến các vấn ñề sau: - Xác ñịnh các chỉ tiêu chất lượng của 2 nguồn nguyên liệu tổng hợp biodiesel là dầu ăn phế thải và mỡ cá. - Nghiên cứu xử lý, tinh chế dầu ăn phế thải và mỡ cá ñể ñảm bảo yêu cầu chất lượng của nguyên liệu tổng hợp biodiesel. - Phân tích các chỉ tiêu chất lượng biodiesel thu ñược, và thử nghiệm nhiên liệu B20 trong ñộng cơ ñể ñánh giá thành phần khói thải và tác ñộng của nhiên liệu ñến tính năng của ñộng cơ. -3- CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. NHIÊN LIỆU DIESEL 1.1.1. Khái quát về nhiên liệu diesel Diesel là một loại nhiên liệu lỏng có nguồn gốc từ dầu mỏ. Thường thì diesel là phân ñoạn dầu mỏ có nhiệt ñộ sôi từ 250 ñến 350 o C, chứa các hydrocacbon có số cacbon từ C 16 ñến C 20 , C 21 , với thành phần chủ yếu là n- parafin, iso-parafin và một lượng nhỏ hydrocacbon thơm, trong ñó có một số hợp chất phi hydrocacbon (hợp chất chứa N, O, S) [9]. Phân ñoạn này ñược dùng làm nhiên liệu cho một loại ñộng cơ ñốt trong tự bắt cháy do nhà bác học Rudolf Diesel sáng chế, nên gọi là nhiên liệu diesel.  Nhu cầu sử dụng nhiên liệu: Ngày nay cùng với sự gia tăng dân số mạnh mẽ và nhịp ñộ phát triển kinh tế ngày càng tăng cao, kéo theo nhu cầu sử dụng các nguồn nhiên liệu ngày càng nhiều ñể phục vụ các lĩnh vực khác nhau. Khối lượng nhiên liệu sử dụng ñến năm 2020 dự ñoán ñạt tới 13,6 tỉ tấn dầu quy ñổi, gấp 1,5 lần so với 9,1 tỉ tấn năm 2000 [44]. Nhiên liệu hóa thạch (than ñá, dầu và khí tự nhiên) ñược dự ñoán là ñóng góp tới 90% trong mức tăng sự tiêu thụ năng lượng nói trên, và vì thế nó tiếp tục ñóng vai trò quan trọng trong các dạng năng lượng. Sự tiêu thụ dầu mỏ dự báo là lớn nhất trong các dạng nhiên liệu hóa thạch, ước tính khoảng 35% trong tổng mức tiêu thụ năng lượng chủ yếu, tiếp sau ñó là khí tự nhiên 30% và than ñá là 26%. Mức tiêu thụ dầu mỏ ñược dự ñoán tăng từ 70 triệu thùng/ngày trong năm 2000 ñến 102 triệu thùng/ngày vào năm 2020, tốc ñộ tăng trung bình hàng năm khoảng 1,9%. Trong ñó, Châu Á góp phần tăng 50% mức tiêu thụ trên và sử dụng nhều nhất là lĩnh vực giao thông vận tải (chiếm 60%) [43]. ðối với nước ta là một nước ñang phát triển, nhịp ñộ phát triển kinh tế - xã hội ngày càng tăng, vì vậy nhu cầu về năng lượng sẽ tăng mạnh trong thời gian tới. Dự báo tỷ lệ nhập khẩu năng lượng ở nước ta ñến năm 2020 khoảng 11 – 20%, và tăng lên 50 – 58% vào năm 2050. Riêng nguồn dầu mỏ, theo thống kê của Tổng công ty Xăng dầu Việt Nam (Petrolimex) vào năm 2004, thì mức tiêu thụ xăng dầu của cả nước khoảng 13,5 triệu tấn . Dự báo nhu cầu tiêu thụ xăng dầu ở Việt nam sẽ tăng mạnh trong giai ñoạn 2005 – 2020 [64]. Số liệu cụ thể ở bảng 1.1. -4- Bảng 1.1: Dự báo nhu cầu nhiên liệu xăng dầu ñến năm 2020. ðơn vị: Nghìn tấn Sản phẩm 2005 2010 2015 2020 Gasoline 2.829 4.156 5.090 6.024 Diesel 5.800 8.740 11.140 13.024 Kerosen 440 420 392 360 Nhiên liệu JA1 419 615 844 1.023 Dầu FO 2.878 3.665 4.350 5.089 Tổng số nhiên liệu 12.362 17.596 21.816 26.036 Tổng số xăng diesel 8.629 12.896 16.230 19.564 ( Nguồn: Viện chiến lược phát triển - Bộ Kế hoạch ðầu tư ). Xăng dầu dùng cho giao thông vận tải thường chiếm ñến 30% nhu cầu năng lượng cả nước, chúng ta phải nhập khẩu hoàn toàn. ðến giữa năm 2009, nhà máy Lọc dầu số 1 Dung Quất bắt ñầu hoạt ñộng, cũng mới chỉ cung cấp ñược khoảng 5,3 triệu tấn xăng và diesel dùng cho giao thông vận tải, trong khi tổng nhu cầu 15,5 – 16 triệu tấn. ðến trước năm 2020 khi cả 3 nhà máy lọc dầu, với tổng công suất 20 – 22 triệu tấn dầu thô ñi vào hoạt ñộng sẽ cung cấp 15 – 16 triệu tấn xăng và diesel, trong khi tổng nhu cầu khoảng 27 – 28 triệu tấn [64]. Như vậy, lượng xăng dầu trong nước cung cấp vẫn còn thiếu ñáng kể. ðiều này thể hiện rất rõ qua số liệu ở bảng 1.2, về cân ñối nhu cầu nhiên liệu xăng, diesel và khả năng cung cấp của 3 nhà máy lọc dầu ở nước ta. Bảng 1.2: Cân ñối nhiên liệu xăng, diesel ñến 2020. ( Nguồn: Viện chiến lược phát triển - Bộ Kế hoạch ðầu tư ). Từ hai bảng số liệu trên ta thấy, trong các loại nhiên liệu thì diesel là loại nhiên liệu ñược tiêu thụ nhiều nhất. ðiều này cho thấy diesel có tầm quan Năm 2001 2005 2009 2010 2013 2015 2018 2020 Tổng nhu cầu 5.143 8.629 12.89 16.23 19.5 Khả năng cung cấp trong nước 700 condensat 5.40 LD-1 6.100 4.28 LD-2 10.38 4.28 LD-3 14.6 Thiếu(-) 5.14 100% 7.929 (92%) 6.796 52% 5.850 36% 4.90 25% Tiêu dùng, kg/ng/năm 104 146 174 196 -5- trọng rất lớn. Do ñó việc tìm cách nâng cao chất lượng diesel, cũng như tìm kiếm nguồn nhiên liệu thay thế diesel khoáng ñang ngày càng cạn kiệt và thiếu hụt là hết sức cần thiết.  Yêu cầu chất lượng nhiên liệu diesel: ðể ñộng cơ diesel làm việc ổn ñịnh ñòi hỏi nhiên liệu diesel phải ñảm bảo các yêu cầu chất lượng sau [5,9]: - Phải có trị số xetan phù hợp: Trị số xetan là ñơn vị ño quy ước ñặc trưng cho khả năng tự bắt lửa của nhiên liệu diesel là một số nguyên, có giá trị ñúng bằng giá trị của hỗn hợp chuẩn có cùng khả năng tự bắt cháy. Hỗn hợp chuẩn này gồm hai hyñrocacbon: n-xetan (C 16 H 34 ) quy ñịnh là 100, có khả năng tự bắt cháy tốt và α -metyl naphtalen (C 11 H 10 ) quy ñịnh là 0, có khả năng tự bắt cháy kém. Trị số xetan ñược xác ñịnh theo tiêu chuẩn ASTM D 613. Trị số xetan cao quá hoặc thấp quá ñều không tốt cho ñộng cơ. - Thành phần chưng cất phân ñoạn: Chỉ tiêu này ñược xác ñịnh theo tiêu chuẩn ASMT D 86. Thành phần chưng cất phân ñoạn có ảnh hưởng rất lớn ñối với tính năng của ñộng cơ diesel: + ðiểm sôi 10% V, ñặc trưng cho phần nhẹ dễ bốc hơi của nhiên liệu. Yêu cầu thành phần này chỉ chiếm một tỷ lệ thích hợp, nếu thấp quá thì khó khởi ñộng, cao quá thì dẫn tới cháy kích nổ, cháy tạo nhiều khói muội, giảm công suất và tuổi thọ ñộng cơ. + ðiểm sôi 50% V, ñặc trưng cho khả năng thay ñổi tốc ñộ của ñộng cơ, thường . + ðiểm sôi 90% V, biểu hiện cho khả năng cháy hoàn toàn của nhiên liệu. - ðộ nhớt ñộng học: ðộ nhớt ñộng học ñược xác ñịnh theo phương pháp thử ASTM D 445. Nó biểu hiện tính lưu chuyển của nhiên liệu, và ảnh hưởng ñến khả năng bơm, phun trộn nhiên liệu vào buồng ñốt. - Nhiệt ñộ ñông ñặc: Là nhiệt ñộ cao nhất mà sản phẩm dầu lỏng ñem làm lạnh trong ñiều kiện nhất ñịnh không còn chảy ñược nữa. Ở khí hậu lạnh thì yêu cầu nhiên liệu phải có nhiệt ñộ ñông ñặc rất thấp, ñể không bị ñông ñặc khi làm việc. Nhiệt ñộ ñông ñặc xác ñịnh theo phương pháp ASTM D 97. -6- - Nước và tạp chất cơ học: ñây là một trong những chỉ tiêu quan trọng của nhiên liệu diesel. Nước và cặn có ảnh hưởng ñến chất lượng, tồn chứa và sử dụng. Chỉ tiêu này xác ñịnh theo phương pháp ASTM D 1796. Bảng 1.3: Chỉ tiêu ñánh giá chất lượng nhiên liệu diesel theo ASTM. - Hàm lượng nhựa thực tế: Sau khi ra khỏi nhà máy lọc dầu, nhiên liệu không tránh khỏi việc tiếp xúc với nước và không khí có thể tạo nhựa và cặn bẩn làm tắc bầu lọc, bẩn buồng ñốt, tắc hệ thống phun nhiên liệu. Vì vậy hàm lượng nhựa thực tế phải ñược quy ñịnh dưới mức giới hạn cho phép và nó ñược xác ñịnh theo phương pháp ASTM D 381. - Hàm lượng tro: Là lượng cặn không cháy của nhiên liệu, ñược tính bằng % khối lượng của lượng tro so với lượng mẫu ban ñầu. Nếu hàm lượng STT Chỉ tiêu Phương Pháp ño N 0 1D N 0 2D N 0 4D 1 ðiểm chớp cháy, 0 C, min D 93 38 52 55 2 Nước và cặn, % TT, max D 1796 0.05 0.05 0.5 3 Nhiệt ñộ sôi 90% TT, 0 C D 86 Max 288 282-338 - 4 ðộ nhớt ñộng học ở 40 0 C, cSt D 445 1.3-2.4 1.9-4.1 5.5-24.0 5 Cặn cacbon trong 10% còn lại, % KL D 524 Max 0.15 0.35 0.1 6 Hàm lượng tro, %KL, max D 482 0.01 0.01 2.00 7 Hàm lượng lưu huỳnh, %KL, max D129 0.50 0.50 - 8 ðộ ăn mòn lá ñồng, 3h, 50 0 C, max D 130 N3 N3 - 9 Trị số xetan, min D 613 40 40 - -7- tro lớn, sẽ gây mài mòn làm hỏng các chi tiết máy. Do ñó, yêu cầu phải giảm lượng tro ñến mức tối thiểu. Hàm lượng tro ñược xác ñịnh theo phương pháp ASTM D 482. - Hàm lượng lưu huỳnh: Lưu huỳnh trong diesel tồn tại ở nhiều dạng khác nhau như: mercaptan, sulfat, thiophen…Các hợp chất lưu huỳnh trong diesel ñều là thành phần có hại. Nó gây ăn mòn kim loại, làm giảm tuổi thọ ñộng cơ, và sản phẩm cháy của lưu huỳnh là SO x rất ñộc hại. Do ñó yêu cầu hàm lượng lưu huỳnh càng thấp càng tốt. Hàm lượng lưu huỳnh có thể xác ñịnh theo phương pháp ASTM D 129. - ðộ ăn mòn lá ñồng: là chỉ tiêu nhằm ñánh giá tính ăn mòn kim loại của nhiên liệu diesel, ñược xác ñịnh theo phương pháp ASTM D 130. - An toàn về cháy nổ: ñược ñánh giá qua nhiệt ñộ chớp cháy. Nhiệt ñộ chớp cháy là nhiệt ñộ thấp nhất mà tại ñó hơi nhiên liệu ñược ñốt nóng tạo thành hỗn hợp với không khí, bị bén cháy khi có tia lửa ñến gần. Nhiệt ñộ chớp cháy cốc kín ñược xác ñịnh theo phương pháp ASTM D 93. Nhiệt ñộ chớp cháy càng cao, sản phẩm càng khó cháy nổ nên an toàn hơn trong quá trình bảo quản, vận chuyển và sử dụng. Khi muốn so sánh các chỉ tiêu của các nhiên liệu khác nhau thì ta phải so sánh dựa trên một tiêu chuẩn nhất ñịnh. Từ ñó ta mới biết ñược nhiên liệu nào tốt hơn nhiên liệu nào, và có những ưu ñiểm gì vượt trội ñể có hướng sử dụng cho hợp lý. Có thể tham khảo các chỉ tiêu chất lượng của nhiên liệu diesel theo tiêu chuẩn Mỹ (ASTM) như bảng 1.3. 1.1.2 Nhiên liệu diesel khoáng và vấn ñề ô nhiễm môi trường Các thành phần phi hydrocacbon trong nhiên liệu diesel khoáng, như các hợp chất chứa lưu huỳnh, nitơ, nhựa, asphanten, khá cao. Các thành phần này không những không tốt cho ñộng cơ, mà còn gây ô nhiễm môi trường. Các loại khí thải chủ yếu là SO 2 , NO x , CO, CO 2 , hydrocacbon, vật chất dạng hạt… Khí SO 2 không những gây ăn mòn mà còn ảnh hưởng ñến sức khỏe của con người, gây mưa axit… Khí CO 2 là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính. Khí CO rất ñộc, với lượng CO khoảng 70 ppm có thể gây ra các triệu chứng như ñau ñầu, mệt mỏi, buồn nôn. Lượng CO khoảng 150 - 200 ppm gây bất tỉnh, mất trí nhớ và có thể gây chết người. Các thành phần hydrocacbon trong khí thải của nhiên liệu diesel ñặc biệt là các hợp chất thơm rất có hại cho con người, là nguyên nhân gây ra các bệnh về ung thư [10]. -8- Khí thải diesel chứa các phần tử có kích thước rất nhỏ và các khí dễ cháy có thể ñi vào sâu bên trong phổi. Các nghiên cứu trước ñây ñã chứng minh có sự liên hệ giữa các thành phần hữu cơ trong khí thải diesel với dị ứng, viêm ñường hô hấp và biến ñổi chức năng ñường hô hấp. Nguy cơ tắc nghẽn phổi mãn tính (COPD) gia tăng 2,5% mỗi năm ở các công nhân bị phơi nhiễm trực tiếp với khói diesel [75]. Như vậy, cùng với những lợi ích to lớn của nhiên liệu diesel khoáng, thì nó lại gây ra tác ñộng xấu ñến môi trường sống và sức khỏe con người. Chính vì vậy mà vấn ñề ñặt ra, là phải tìm giải pháp ñể nâng cao chất lượng nhiên liệu diesel, ñể nâng cao năng suất thiết bị, tuổi thọ ñộng cơ, cũng như bảo vệ môi trường sinh thái. Hiện nay thì có bốn phương pháp nâng cấp chất lượng nhiên liệu diesel: - Phương pháp pha trộn: pha trộn giữa nhiên liệu diesel sạch với nhiên liệu diesel kém sạch ñể thu ñược nhiên liệu diesel ñảm bảo chất lượng. Phương pháp này có hiệu quả kinh tế khá cao, có thể pha trộn với các tỷ lệ khác nhau ñể có nhiên liệu diesel thoả mãn yêu cầu. Tuy nhiên, dầu mỏ trên thế giới chủ yếu là dầu có chứa nhiều hợp chất phi hydrocacbon (dầu không sạch) nên phương pháp này cũng không phải là khả thi. - Phương pháp hydro hoá làm sạch: phương pháp này có ưu việt là hiệu quả làm sạch rất cao. Tuy nhiên phương pháp này ít ñược lựa chọn vì vốn ñầu tư khá cao, khoảng 60 - 80 triệu USD cho một phân xưởng hydro hoá. - Phương pháp nhũ hoá nguyên liệu diesel: người ta ñưa nước vào nhiên liệu diesel và tạo thành dạng nhũ tương. Loại nhiên liệu này có nồng ñộ oxy cao nên quá trình cháy sạch hơn. Phương pháp này nếu thực hiện ñược thì không những giảm ñược ô nhiễm môi trường mà còn có giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, hiện tại phương pháp này vẫn còn ñang nghiên cứu, chưa ñược ứng dụng thực tế. - Dùng kết hợp với biodiesel: biodiesel là metyleste của các axit béo. Dạng nhiên liệu này có nồng ñộ oxy cao hơn, ít tạp chất, vì vậy quá trình cháy sạch, ít tạo cặn, khói thải ít ñộc hại. Biodiesel ñược xem là loại phụ gia rất tốt cho diesel khoáng, nó có thể trộn lẫn với diesel khoáng theo mọi tỷ lệ. Trong bốn phương pháp trên thì sử dụng biodiesel là phương pháp ñược nhiều nước quan tâm, và tập trung nghiên cứu nhiều nhất. Bởi biodiesel ñược sản xuất từ nguồn nguyên liệu sinh học, ñó là một nguồn nguyên liệu vô tận, tái tạo ñược, dễ phân huỷ không gây ô nhiễm môi trường. Hơn nữa khi trộn [...]... trong những nghiên cứu mới về biodiesel trong thời gian gần đây l tập trung v o phơng pháp điều chế không xúc tác trong môi trờng alcol siêu tới hạn Đối với phản ứng trao ủ i este thông thờng, ngời ta phải giải quyết hai vấn đề l thời gian phản ứng v quỏ trỡnh tinh ch sản phẩm (loại xúc tác v loại x phòng ra khỏi sản phẩm) V i phơng pháp alcol siêu tới hạn không có xúc tác, những vấn đề trên không xảy... m ủú, v t o biodiesel l m t trong nh ng gi i phỏp t t Vo nh ng nm 1980, biodiesel b t ủ u ủ c nghiờn c u v s d ng m t s n c tiờn ti n n nay, biodiesel ủó ủ c nghiờn c u v s d ng r ng rói nhi u n c trờn th gi i Hi n nay cú hn 28 qu c gia tham gia nghiờn c u, s n xu t v s d ng biodiesel Cỏc nh mỏy s n xu t ch y u n m chõu u v chõu M T i M , h u h t l ng biodiesel ủ c s n xu t t d u nnh Biodiesel ủ... siêu tới hạn không có xúc tác, những vấn đề trên không xảy ra Phản ứng chuy n hoá este dầu hạt cải trong metanol siêu tới hạn cho độ chuyển hoá cao hơn 95% trong vòng 4 phút, điều kiện tối u l : nhiệt độ 350oC, áp suất 30MPa, tỷ lệ metanol /dầu 42/1 -19- Năm 2003, nhóm tác giả Y.Warabi thuộc đại học Kyoto nghiên cứu phản ứng chuy n hoá este t triglyxerit v axit béo với metanol siêu tới hạn (300oC),... dễ thực hiện, n u xỳc tỏc t t có thể đạt ủ chuy n húa r t cao, nhng đòi hỏi thời gian ph n ng khá d i - Phơng pháp siêu âm: Trong những nghiên cứu gần đây, phơng pháp siêu âm đợc áp dụng nhi u vì có u điểm l rút ngắn thời gian phản ứng, v độ chuyển hoá của phản ứng tơng đối cao - Phơng pháp vi sóng: Phơng pháp vi sóng áp dụng cho phản ứng chuy n hoá este cng cho độ chuyển hoá cao v thời gian phản ứng... khoỏng, ch khụng th s d ng 100% biodiesel [33] Vỡ n u s d ng nhiờn li u 100% biodiesel trờn ủ ng c diesel s n y sinh m t s v n ủ liờn quan ủ n k t c u v tu i th ủ ng c Hi n nay ng i ta th ng s d ng h n h p 5% v 20%, biodiesel (ký hi u B5, B20), ủ ch y ủ ng c N u pha biodiesel cng nhi u thỡ cng -9- gi m l ng khớ th i ủ c h i, nhng khụng cú l i v kinh t , b i hi n t i giỏ thnh c a biodiesel v n cũn cao hn diesel... phỏt tri n biodiesel nh m xõy d ng ngu n nng l ng cho ủ t n c Thỏi Lan d ki n s d ng diesel pha 5% biodiesel trờn ton qu c vo nm 2011 v pha 10% biodiesel vo nm 2012 Ngay t i Lo cng ủang xõy d ng nh mỏy s n xu t biodiesel ngo i ụ th ủụ Viờn Chn M t s n c chõu Phi cng ủang ti p c n ủ n nhiờn li u sinh h c - Tỡnh hỡnh trong n c: Tr c s phỏt tri n m nh m ngu n nhiờn li u sinh h c núi chung v biodiesel núi... ph m chỏy c a biodiesel s ch hn nhi u so v i nhiờn li u diesel khoỏng, riờng B20 (20% biodiesel, 80% diesel khoỏng) cú th ủ c s d ng trong cỏc ủ ng c diesel m khụng c n ph i thay ủ i k t c u c a ủ ng c, th c t cỏc ủ ng c diesel s ch y t t hn khi pha ch 20% biodiesel T t t c ph n t ng quan trờn ta cú th rỳt ra m t s u nh c ủi m c a biodiesel so v i diesel khoỏng nh sau: -22- u ủi m c a biodiesel: - Tr... th y r ng, d th húa xỳc tỏc t ng h p biodiesel l phng h ng ủỳng ủ n trong tng lai Cụng ngh : Các kỹ thuật thực hiện phản ứng chuy n húa este t o biodiesel th ng ủ c ti n hnh theo nh ng phng phỏp sau: - Phơng pháp khuấy gia nhiệt: õy l phơng pháp cổ điển Ngời ta sử dụng mỏy khuấy cơ học hay máy khuấy từ có gia nhiệt để khuấy trộn hỗn hợp, tạo điều kiện cho sự tiếp xúc tốt giữa hai pha (r u v d u, m )... nnh Biodiesel ủ c pha tr n v i diesel d u m v i t l 20% biodiesel v 80% diesel, dựng lm nhiờn li u cho cỏc xe buýt ủa ủún h c sinh r t nhi u -10- thnh ph c a M Hng nm, M bỏn ra g n hai t gallon biodiesel T i Phỏp, h u h t nhiờn li u diesel ủ c pha tr n v i 5% biodiesel [42] Trờn 50% ng i dõn Phỏp cú xe v i ủ ng c diesel ủó s d ng nhiờn li u pha biodiesel Hn 4000 phng ti n giao thụng ủó s d ng nhiờn... ng biodiesel tiờu th trờn th tr ng Phỏp tng m nh trong nh ng nm g n ủõy, nm 2004 tiờu th 387 ngn t n, nhng ủ n nm 2008 ủó lờn ủ n g n 1 tri u t n [10] Nm 1991, c b t ủ u ủa ra chng trỡnh phỏt tri n biodiesel, ủ n nm 1995 ủó b t ủ u tri n khai d ỏn ny Nm 2000 t i c ủó cú 13 nh mỏy s n xu t biodiesel v i t ng cụng su t l 1 tri u t n/nm V thỏng 1 nm 2005, Nh n c c ủó ban hnh s c l nh bu c ph i pha biodiesel . chọn ñề tài Nghiên cứu chuyển hóa dầu ăn phế thải và mỡ cá thành biodiesel trên xúc tác dị thể . Luận văn này ñã ñạt ñược những ñiểm mới sau: - ðã tổng hợp ñược hệ xúc tác dị thể MgSiO 3 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHUYỂN HÓA DẦU ĂN PHẾ THẢI VÀ MỠ CÁ THÀNH BIODIESEL TRÊN XÚC TÁC DỊ THỂ NGÀNH:. cập ñến các vấn ñề sau: - Xác ñịnh các chỉ tiêu chất lượng của 2 nguồn nguyên liệu tổng hợp biodiesel là dầu ăn phế thải và mỡ cá. - Nghiên cứu xử lý, tinh chế dầu ăn phế thải và mỡ cá ñể ñảm