Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất bio ethanol từ nguyên liệu sắn lát khô và tính toán, kiểm tra và đánh giá tháp cất tinh trong công nghệ của nhà máy ethanol bình phước

Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất bio ethanol từ nguyên liệu sắn lát khô và tính toán, kiểm tra và đánh giá tháp cất tinh trong công nghệ của nhà máy ethanol bình phước

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất LỜI MỞ ĐẦU I Lý do chọn đề: Như chúng ta đã biết dầu mỏ và khí đốt hiện chiếm khoảng 60-80% nguồn năng lượng của thế giới Với tốc độ tiêu thụ như hiện nay và trữ lượng dầu mỏ hiện có,nguồn năng lượng này sẽ nhanh chống cạn kiệt trong vòng 40-50 năm nữa Bên cạnh đó giá xăng dầu hiện nay đang biến chuyển phức tạp do nhu cầu dầu thô ngày càng lớn và những bất ổn tại những nước sản xuất dầu mỏ.Hơn nữa sản phẩm của nguyên liệu này đã và đang gây ôi nhiễm môi trường trên toàn thế giới như gây hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozon làm trái đất nóng dần lên ,các khí thải như H2S,Sox… làm mưa axit.Để đối phó với tình hình đó con người đã tìm ra các nguồn năng lượng mới thay thế như;năng lượng mặt trời ,năng lượng gió ,năng lượng nước,nhiên liệu sinh học… Trong số các nguồn năng lượng mới thay thế thì nhiên liệu sinh học được thế giới quan tâm nhất là các nước nông nghiệp và nhập khẩu nhiên liệu Do các lợi ích của nó như :Công nghệ sản xuất không quá phức tạp ,tận dụng nguồn nguyên liệu tại chỗ,tăng hiệu quả kinh tế nông nghiệp.Các loại nguyên liệu sinh học diesel sinh học ,ethanol sinh học ,biogas… Bio-Ethanol là nhiên liệu sinh học phổ biến nhất ,chiếm trên 90% tổng các nhiên liệu sinh học đang sử dụng ,với nồng độ cồn trên 99,5%,có trị số octan cao không gây ô nhiễm môi trường được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu chủ yếu là tinh bột(sắn, ngô, khoai ) ,rỉ đường ,nguyên liệu chứa cellulose (rơm rạ,mùn, cưa cây cỏ …) của nông nghiệp Ethanol cũng là một nhiên liệu tiềm năng có thể được sử dụng như năng lượng thay thế hay thay thế một phần (pha trộn với xăng thành E5,E10…)để giảm sự phát thải khí nhà kính đang được nhiều quốc gia quan tâm nghiên cứu và khuyến khích sử dụ Hơn nữa ,nước ta là một nước nông nghiệp có nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol là rất phong phú, Nguồn nguyên liệu rất phong phú, phương pháp tồn tại ở Việt Nam từ rất lâu và đã được tính toán, nghiên cứu rất chi tiết,hiệu suất quá trình cao, giảm giá thành sản phẩm Với điều kiện thực tế Việt Nam trong thời điểm hiện tại đó thì phương pháp đi từ nguồn nguyên liệu chứa tinh bột (đặc biệt là sắn).Hiện nay nước ta đã và đang xây dựng nhiều nhà máy sản xuất ethanol với nguồn nguyên liệu chủ yếu là tinh bột (đặc biệt là sắn) Bình Phước là tỉnh có nghề trồng sắn lâu đời, sản lượng sắn đứng thứ 3 toàn quốc sau Tây Ninh và Gia Lai Diện tích bán ngập thuộc lòng hồ Thác Mơ và vùng vành đai quanh hồ (8 xã thuộc 2 huyện Phước Long và Bù Đăng) là nguồn cung cấp 1 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất sắn trực tiếp, dự kiến chiếm khoảng 20% nhu cầu của nhà máy trong năm đầu tiên hoạt động và sẽ tăng lên khi được đầu tư Bình Phước có đường biên giới chung với tỉnh Bou Doul Gri, Karache, và Kong Pong Cham qua các cửa khẩu Hoàng Diệu Huyện Bù Đốp , Hoa Lư (Huyện Lộc Ninh), và Tavat (Huyện Lộc Ninh) Hàng năm, hàng trăm ngàn tấn sắn lát khô được nhập khẩu vào Việt Nam qua các cửa khẩu biên giới này.Bình Phước nằm trong vùng kinh tế động lực Đông Nam Bộ, có hệ thống giao thông khá hoàn chỉnh và môi trường đầu tư năng động Các sản phẩm của Nhà máy (ethanol, CO2, nguyên liệu cho sản xuất thức ăn chăn nuôi và phân vi sinh) có thị trường kề cận là các tỉnh có nền công nghiệp phát triển mạnh nhất bao gồm Bình Dương, Đồng Nai và Thành phố Hồ Chí Minh Nghiên cứu và phát triển nguồn nguyên liệu cây sắn theo hướng sử dụng đất nghèo dinh dưỡng, đất khó khăn là việc làm có hiệu quả cao của tỉnh Bình Phước (Hoàng Kim và Trần Công Khanh, 2005), đây là hướng hỗ trợ chính cho việc thực hiện Đề án “Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025” đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại quyết định số 177/2007/ QĐ-TT ngày 20 tháng 11 năm 2007, Khởi công xây dựng nhà máy sản xuất Bio-Ethanol Bình Phước vào Tháng 3/2010 Với lý do trên em chọn đề tài :Tìm hiểu về quy trình công nghệ sản xuất BioEthanol từ nguyên liệu sắn lát khô và tính toán ,kiểm tra và đánh giá tháp cất tinh trong công nghệ của nhà máy Ethanol Bình Phước II Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu đề tài này cung cấp cho ta nhiều kiến thức về nhiên liệu Ethanol sinh học, quy trình công nghệ sản xuất Ethanol tiên tiến cho hiệu suất sản phẩm cao nhất Dựa trên Dựa trên việc tính toán một thiết bị chính ta đưa ra được đánh giá sơ bộ điều kiện và chế độ hoạt động của một dây chuyền công nghệ phù hợp Ngoài ra ta còn đề xuất xu hướng phát triễn mở rộng diện tích trồng sắn làm nguồn nguyên liệu chính sản xuất Ethanol III Nhiệm vụ: Tìm hiểu tổng quan về nhiên liệu Bio-Ethanol ,nguồn nguyên liệu và công nghệ sản xuất ethanol của nhà máy Tính toán ,kiểm tra đanh giá sơ bộ về điều kiện và công suất làm việc của tháp chưng cất trong sơ đồ công nghệ của nhà máy Ngoài ra còn tìm hiểu thêm một số dây chuyền công nghệ và nguồn nguyên liệu sản xuất Ethanol trên thế giới và Việt Nam hiện nay 2 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I Vài nét về lịch sử ,sử dụng nhiên liệu ethanol Thời gian đầu ethanol được dùng trong y tế, trong mỹ phẩm, dùng làm dung môi và sau này nó được biết đến như nguồn nhiên liệu cho động cơ đốt trong được ứng dụng ở nhiều nước như Anh, Pháp, Mĩ, Canada, Brazil… Ethanol là cấu tử phối trộn làm tăng chỉ số octane của xăng: Để tăng công suất của động cơ, ta phải tăng chỉ số nén Khi tăng chỉ số nén ta cần phải tăng chỉ số octane của xăng để tránh hiện tượng cháy kích nổ của nhiên liệu Trước đây để tăng chỉ số octane, người ta thường dùng Tetra etyl chì nhưng hiện nay nó đã bị cấm sử dụng vì chì rất độc, gây tổn thương cho hệ thần kinh trung ương, gây ô nhiễm môi trường Nghiên cứu cho chúng ta thấy dùng nhóm phụ gia là hợp chất hữu cơ chứa oxy như: metyl ter butyl ete (MTBE), etyl ter butyl ete (ETBE), methanol, ethanol, khi pha xăng sẽ làm tăng chỉ số octane của xăng, làm xăng cháy tốt hơn, giảm phát thải các khí gây ô nhiễm Ngày nay có thể thấy ethanol hoàn toàn có khả năng dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong, thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch Ethanol đựơc dùng 2 dạng cụ thể sau: Ethanol được pha vào xăng với tỉ lệ nhỏ hơn 15% Với tỉ lệ này thì không cần thay đổi hay hiệu chỉnh gì động cơ xăng Tuổi thọ, độ bền của động cơ không hề thay đổi [1] Ethanol là nhiên liệu thay thế hoàn toàn cho xăng dùng cho những động cơ đốt trong có cải tiến Dùng xe FFV (Flex-Fuel Vehicles- ô-tô nhiên liệu linh hoạt) Xe FFV có thể tự động nhận biết hàm lượng cồn trong bình nhiên liệu để tự điều chỉnh góc đánh lửa sớm và thay đổi lượng phun nhiên liệu Dùng xe FFV có tính kinh tế nhiên liệu cao hơn các xe không FFV, vì xe đã được thiết kế tối ưu về vật liệu, về kết cấu buồng cháy và hệ thống nhiên liệu Nhiên liệu E85 (có 85% ethanol trong xăng) là loại nhiên liệu tốt nhất cho xe FFV Riêng trong năm 2000 Mỹ đã sản xuất 750.000 chiếc FFV Hiện nay Mỹ có khoảng 5 triệu xe FFV cùng với 169.000 trạm bán lẻ E85 Hãng GM trong năm 2005 đã cho ra đời hàng loạt mác xe chạy bằng nhiên liệu E85 như xe Chevrolet Avalanche, Suburban và GMC Yukon XL, Chevrolet Silverado và GMC, Chevrolet Tahoe cho cảnh sát, đến năm 2012 cho ra đời loại xe Hummer 3 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất Các nước khác cũng có xe FFV như BMW E85 Z4 3.0 của Đức Xe FFV hiệu Falcon và Taurus của Mỹ tại châu Âu [1] II Ethanol sinh học II.1 Tính chất lý hóa học của ethanol II.1.1 Tính chất lý học Ethanol hay Rượi etylic là một chất lỏng ,không màu ,mùi thơm dễ chịu ,vị cay ,nhẹ hơn nước (khối lượng riêng 0,7936 g/ml,ở 15 oC.sôi ở nhiệt độ 78,39 oC ,hóa rắn ở -114,15 oC ,tan trong nước vô hạn.Độ nhớt của ethanol là 1,200 cP ở 20 oC II.1.2 Tính chất hóa học Ethanol là rượi no ,đơn chức ,có công thức C 2H5OH.Ethanol mang đầy đủ tính chất của một rượi đơn chức như phản ứng thế với kim loại kiềm ,phản ứng ết hóa ,phản ứng loại nước hay phản ứng tách nước ,phản ứng oxi hóa thành andehyt,axit hay CO 2 tùy theo điều kiện phản ứng.Ngoài ra ethanol còn có một số phản ứng riêng như sau: Phản ứng tọa butadien -1,3:cho hơi rượi đi qua xúc tác hỗn hợp ,ví dụ Cu +AL 2O3 ở 380-400 oC ,lúc đó xảy ra phản ứng tách nước : 2C2H5OH CH2=CH-CH2=CH +2H2O +H2 Phản ứng lên men giấm :oxi hóa rượi etylic 10 độ bằng không khí có mặt men giấm ở nhiệt độ khoảng 25 oC CH3-CH2-OH +O2 CH3-COOH +H2O III.Lợi ích và hạn chế sử dụng Bio-Ethanol nhiên liệu III.1.Lợi ích Sử dụng ethanol làm nhiên liệu không chỉ là một biện pháp tình thế nhằm làm tăng chỉ số octane của xăng , thay thế cho những phụ gia gây ô nhiễm môi trường sinh thái , mà còn đảm bảo an toàn năng lượng cho mỗi quốc gia vì đây là nguồn năng lượng có khả năng tái tạo được (Energie renouvelable) III.1.1 Lợi ích về kinh tế Sản xuất ethanol làm nhiên liệu góp phần thúc đẩy nền nông nghiệp phát triển vì ethanol được sản xuất theo dây chuyền công nghệ sinh học Nguyên liệu sản xuất ethanol là tinh bột của các loại củ hạt như: sắn, khoai, ngô, lúa, gạo, trái cây… Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào trong tự nhiên.Tạo ra nhiều công ăn việc làm cho nhiều lao động ở nông thôn, giải quyết được lượng lương thực bị tù đọng và đặc biệt khuyến khích được tinh thần lao động sản xuất của người dân Ngoài ra việc sử dụng nhiên liệu sinh học nói chung cũng như gasohol nói riêng giúp cho các quốc gia chủ động trong chính sách năng lượng của mình Nước nào càng có nhiều xăng sinh học thì càng ít phụ thuộc vào nước khác và từ đó có thể phát triển nền kinh tế của mình một cách bền vững 4 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất III.1.2 Lợi ích về môi trường Việc dùng ethanol làm nhiên liệu, có tác dụng ngăn chặn hiệu ứng nhà kính Vì vậy nó được mệnh danh là “xăng xanh” Theo các tính toán cho thấy: nếu thay thế việc đốt một lít xăng bằng một lít ethanol (từ ngũ cốc) sẽ giảm 40% và giảm tới 100% (từ cellulose và mía) lượng phát sinh khí CO 2 vào khí quyển giúp môi trường được xanh, sạch hơn Khi đốt ethanol sự cháy xảy ra hoàn toàn hơn so với khi đốt xăng Ta thường thấy trong các động cơ xăng thường xuất hiện các bụi bẩn chính là do các hydrocacbon cháy không hết Điều đó phải tốn thời gian lau chùi, sửa chữa động cơ Khi pha ethanol vào xăng làm cho xăng cháy hoàn toàn hơn, giảm phát thải các khí gây ô nhiễm môi trường Hơn nữa, ethanol được điều chế từ sản phẩm nông nghiệp sẽ làm tăng diện tích đất trồng cây Điều này có nghĩa làm tăng diện tích lá phổi của trái đất lên [2] III.1.3 Hạn chế khi sử dụng nhiên liệu ethanol Hạn chế cơ bản của ethanol nhiên liệu là tính hút nước của nó Ethanol có khả năng hút ẩm và hoà tan vô hạn trong nước Do đó gasohol phải được tồn trữ và bảo quản trong hệ thống bồn chứa đặt biệt Về hiện tượng gây ô nhiễm: tuy giảm các hàm luợng các chất gây ô nhiễm như HC,CO nhưng lại gây ra một số hợp phần khác như các andehyt, NOx cũng là những chất gây ô nhiễm [1] Do nhiệt trị của ethanol nói riêng (PCIethanol =26,8 MJ/kg) và các loại ancol khác nói chung đều thấp hơn so với xăng (PCIxăng =42,5 MJ/kg) nên khi dùng ethanol để pha trộn vào xăng sẽ làm giảm công suất động cơ so với khi dùng xăng Tuy nhiên sự giảm công suất này là không đáng kể nếu ta pha với số lượng ít [3] Tóm lại, việc sử dụng gasohol có nhiều ưu điểm nhưng cũng có những mặt hạn chế Tuy nhiên khi phân tích tương quan giữa các mặt lợi và hại người ta vẫn thấy mặt lợi lớn hơn, mang ý nghĩa chiến lược hơn 5 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất IV Tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu ethanol hiện nay trên thế giới IV.1 Sản xuất và sử dụng etanol sinh học trên thế giới Hiện nay có khoảng 50 nước trên thế giới khai thác và sử dụng NLSH ở các mức độ khác nhau NLSH được dùng làm nhiêu liệu cho ngành giao thông bao gồm: Dầu thực vật sạch, etanol, diesel sinh học, dimetyl ether (DME), ethyl tertiary butyl ether (ETBE) và các sản phẩm từ chúng Năm 2006, toàn thế giới đã sản xuất khoảng 50 tỷ lít etanol (75% dùng làm nhiên liệu) so với năm 2003 là 38 tỷ lít, dự kiến năm 2012 là khoảng 80 tỷ lít; năm 2005 sản xuất 4 triệu tấn diesel sinh học (B100), năm 2010 sẽ tăng lên khoảng trên 20 triệu tấn Năm 2005, Brazil sản xuất 16 tỷ lít etanol, chiếm 1/3 sản xuất toàn cầu Năm 2006, Brazil đã có trên 325 nhà máy etanol, và khoảng 60 nhà máy khác đang xây cất, để sản xuất xăng etanol từ mía (đường, nước mật, bả mía), và bắp; đã sản xuất 17,8 tỷ lít etanol, dự trù sẽ sản xuất 38 tỷ lít vào năm 2013 Hiện tại, diện tích trồng mía ở Brazil là 10,3 triệu ha, một nửa sản lượng mía dùng sản xuất xăng-etanol, nửa kia dùng sản xuất đường Dự đoán là Brazil sẽ trồng 30 triệu ha mía vào năm 2020 Vì lợi nhuận khổng lồ, các công ty tiếp tục phá rừng Amazon để canh tác mía, bắp, đậu nành cho mục tiêu sản xuất xăng sinh họcvừa tiêu thụ trong nước vừa xuất khẩu Giá xăng etanol được bán bằng nửa giá xăng thường tại Brazil Hoa kỳ sản xuất Etanol chủ yếu từ hạt bắp, hạt cao lương và thân cây cao lương ngọt, và củ cải-đường Khoảng 17% sản lượng bắp sản xuất hàng năm ở Hoa Kỳ dùng để sản xuất etanol Hoa Kỳ đặt chỉ tiêu sản xuất E10 để cung cấp 46% nhiên liệu cho xe hơi năm 2010, và 100% vào 2012 Hãng General Motor đang thực hiện dự án sản xuất E85 từ cellulose (thân bắp), và hiện có khoảng hơn 4 triệu xe hơi chạy bằng E85 Hảng Coskata đang có 2 nhà máy lớn sản xuất xăng etanol Hiện tại nông dân Hoa Kỳ chuyển hướng sản xuất lúa mì và bắp cho xăng sinh học, vì vậy số lượng xuất khẩu hạt ngũ cốc giảm từ nhiều năm nay, làm giá nông sản thế giới gia tăng Vì giá cả xăng sinh học còn cao hơn xăng thường, chính phủ Mỹ phải trợ cấp, khoảng 1,9 USD cho mỗi gallon (=3,78 lít) xăng sinh học, trợ cấp tổng cộng khoảng 7 tỷ USD/năm Đức là nước tiêu thụ nhiều nhất xăng sinh học trong cộng đồng EU, trong đó có khoảng 0,48 triệu tấn etanol Nguyên liệu chính sản xuất etanol là củ cải đường Pháp là nước thứ hai tiêu thụ nhiều etanol sinh học trong cộng đồng Âu châu với mức khoảng 1,07 triệu tấn etanol và diesel sinh học năm 2006 Công ty Diester sản xuất diesel sinh học và Téréos sản xuất etanol là 2 đại công ty của Pháp 6 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất Thuỵ Điển có chương trình chấm dứt hoàn toàn nhập khẩu xăng cho xe hơi vào năm 2020, thay vào đó là tự túc bằng xăng sinh học Hiện nay, 20% xe ở Thuỵ Điển chạy bằng xăng sinh học, nhất là xăng etanol Thuỵ Điển đang chế tạo xe hơi vừa có khả năng chạy bằng etanol vừa có khả năng chạy bằng điện Để khuyến khích sử dụng xăng sinh học, chính phủ Thuỵ Điển không đánh thuế xăng sinh học, và trợ cấp xăng sinh học rẻ hơn 20% so với xăng thông thường, không phải trả tiền đậu xe ở thủ đô và một số thành phố lớn, bảo hiểm xe cũng rẻ hơn Vương quốc Anh đặt chỉ tiêu 5% xe giao thông sử dụng xăng sinh học năm 2010 Hiện tại các xe bus đều chạy xăng sinh học Hãng hàng không Virgin (Anh quốc) bắt đầu sử dụng xăng sinh học cho máy bay liên lục địa Trung quốc đã sản xuất 920.000 tấn etanol Chỉ tiêu sản xuất 4 triệu tấn etanol vào năm 2010, và 300 triệu tấn etanol vào 2020 Hiện nay Trung quốc chỉ cho phép trồng sắn, lúa miến ngọt và một số hoa màu không quan trọng khác trên các loại đất nghèo dinh dưỡng, không thích ứng sản xuất nông nghiệp như ởShangdong và Xinjiang Uygur Ở Ấn Độ, Chính phủ đã có chính sách sử dụng xăng etanol E5 hiện nay, và E10 và E20 trong những năm tới Ần Độ gia tăng diện tích trồng cây dầu lai để sản xuất diesel sinh học, và diện tích mía cho sản xuất xăng etanol Thái Lan bắt đầu nghiên cứu sản xuất xăng sinh học từ năm 1985 Năm 2001, Thái Lan thành lập Uỷ ban NLSH để điều hành và phát triển nghiên cứu NLSH Xăng E10 đã bắt đầu bán ở các trạm xăng từ 2003 Sử dụng etanol sinh học: etanol sinh học chủ yếu được nghiên cứu sử dụng làm nhiên liệu [28]: Etanol có thể làm phụ gia cấp oxy cho xăng (nồng độ 3%) giảm phát thải khí CO đồng thời làm phụ gia thay thế chì tetraetyl, hoặc cũng có thể thành nguyên liệu sản xuất etylterbutyleter (ETBE)- một phụ gia cho xăng Etanol còn được dùng làm yếu tố tăng chỉ số octan cho xăng và qua đó giảm nổ và cải thiện tiếng ồn động cơ Chỉ số octan ở etanol cao nên rất thích hợp với hệ đánh lửa động cơ đốt trong của ô tô, song chỉ số xetan thấp nên không thích hợp lắm với động cơ diezel Giải pháp kỹ thuật đối với điều này là người ta sẽ đưa vào nhiên liệu một lượng nhỏ dầu diezel hoặc là sử dụng phụ gia 7 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất Bảng 1.1: So sánh một số chỉ tiêu giữa etanol, xăng và ETBE TT Đặc tính nhiên liệu Etanol ETBE Xăng(Quy ước) 1 Công thức hóa học C2H5OH C4H9OC2H5 C8H15 2 Khối lượng phân tử (kg/kmol) 46 102 111 3 Chỉ số octan (RON) 109 118 97 4 Chỉ số octan (MON) 92 105 86 5 Chỉ số xetan 11 - 8 6 Áp lực bay hơi Reid là chỉ số đo độ 0 bay hơi của nhiên liệu (kPa ) ở 15 C 16,5 28 0 Chỉ số octan của etanol cao hơn xăng nên có tác dụng giảm tiếng ồn động cơ tốt hơn, hơn nữa etanol chứa oxy nên hiệu quả nhiên liệu ở động cơ được cải thiện hơn Pha trộn với tỉ lệ hợp lý giữa etanol và xăng sẽ làm tăng hiệu quả động cơ xe Các loại xe chạy nhiên liệu xăng pha etanol được gọi là xe chạy nhiên liệu gasohol Thông thường gasohol có tỉ lệ pha trộn 10% etanol 90% xăng không pha chì (E10) Nếu xe được cải thiện bộ phận đánh lửa ở động cơ, có thể chạy với nhiên liệu gasohol E85 (85% etanol và 15% xăng) Đa số các loại xe thiết kế ở Mỹ hiện nay có thể chạy nhiên liệu tùy ý cả E85 lẫn chạy hoàn toàn xăng (E0) Dùng gasohol có tỷ lệ pha trộn từ 10 -30% etanol vào xăng thì không cần cải tiến động cơ xe IV.2 Xu hướng sản xuất etanol từ nguyên liệu SK Theo nhận định của ông Donald Coxe, nhà chiến lược hàng đầu, của tập đoàn tài chính BMO Canada, một cuộc khủng hoảng lương thực mới đang xuất hiện và sẽ trở nên trầm trọng hơn bất kỳ cuộc khủng hoảng lương thực nào trước đây thế giới từng chứng kiến Việc sử dụng đất để trồng cây nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học có thể ảnh hưởng đến nguồn cung cấp lương thực, hoặc làm tăng giá lương thực, đặc biệt đối với các nước đang phát triển Khi nông dân trồng cây nguyên liệu có lợi hơn trồng cây lương thực sẽ làm giảm sản lượng lương thực Để giải quyết nguồn nguyên liệu SK sản xuất năng lượng sinh học, ngoài cây lương thực, các quốc gia có nguy cơ thiếu nhiều năng lượng đang tìm kiếm các nguồn cây trồng khác có thể canh tác trên đất hoang hóa, trên cạn, dưới nước, đồng thời tích cực tìm kiếm công nghệ mới thu hiệu suất cao, tiết kiệm nguyên liệu, hạ giá thành 8 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất Tính toán sản lượng lý thuyết etanol từ 1 tấn nguyên liệu khô như Bảng 6 Bảng 2.1: Sản lượng lý thuyết Etanol sinh ra từ 1 tấn nguyên liệu khô [20] Sản lượng dự tính (theo lý thuyết) cho mỗi tấn nguyên liệu khô Gallons Lít 124,4 470,854 113,0 427,705 109,9 415,971 56,8 214, 988 81,5 308,477 100,8 381,528 111,5 422,027 116,5 439,817 Nguyên liệu Hạt bắp ngô Thân và lá bắp ngô Rơm rạ Phế phẩm của bông sợi Phế phẩm lâm nghiệp Mạt cưa Bã mía Giấy vụn V Tình hình sản xuất và khả năng sử dụng ethanol nhiên liệu ở nước ta Ở nước ta, công nghệ sản xuất ethanol còn rất nhỏ bé và lạc hậu Chỉ có ngành sản xuất ethanol sinh học mà nguồn nguyên liệu chủ yếu từ tinh bột (sắn, ngô, khoai…) và từ rỉ đường Hoàn toàn chưa có nhà máy sản xuất ethanol từ các nguồn nguyên liệu chứa cellulose (rơm rạ, mùn cưa, cây cỏ…) Sản phẩm chủ yếu là ethanol thực phẩm (nồng độ 40% đến 45%) và cồn công nghiệp (nồng độ từ 95,57% đến 96%), một lượng nhỏ được làm khan thành ethanol tuyệt đối (nồng độ 99,5%) Ở nước ta, muốn phát triển việc dùng ethanol làm nhiên liệu cần phải có chương trình sản xuất ethanol tầm cỡ quốc gia Việc đó đòi hỏi những bước đi thật cụ thể theo một chiến lược đã hoạch định rõ ràng Nước ta có nhà máy sản xuất ethanol đầu tiên là nhà máy ethanol Đại Tân Nhà máy có công suất 100.000 tấn/năm (tương đương với 125 triệu lít /năm ) Có tổng vốn đầu tư khoảng 900 tỉ đồng ,được đặt tại xã Đại Tân ,huyện Đại Lộc ,Quảng Nam do công ty Cp Đồng Xanh đầu tư.Mỗi năm nhà máy cần 300.000 tấn sắn (mì) khô để sản xuất ra 100 ngàn tấn ethanol Tháng 9/2009 nhà máy Ethanol Đại Tân đã sản xuất thử mẻ sản phẩm đầu tiên từ tháng 4-6/2010 sản xuất 50% công xuất và từ tháng 7/2010 nhà máy đã chạy từ 6070% công suất Hiện nay ngoài nhà máy ethanol Đại tân chúng ta còn có 5 nhà máy khác trên khắp cả nước đang được xây dựng và hoàn thiện 9 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất Bảng 3.1 Tóm tắt các dự án đang được xây dưng hiện nay Tên nhà máy Công suất Nhà máy Đại Lộc Quãng Nam Nhà máy Cu –Dứt Đắc Nông Nhà máy Tam Nông Phú Thọ Nhà máy Dung Quất Nhà máy Bình Phước Chủ đầu tư Tiến độ 100triệu lit/năm Ngàyhoạt động dự kiến Tháng 3/2009 Công ty Đông Xanh Ngày2/4/11đã đưa vào hoạt động 50triệu lit/năm Tháng 12/2008 Công ty Đại Việt Đang đã đi vào vận hành 100 triệu lít /năm Tháng 6 / 2011 Công ty PVB Thuộc PV OIL 100 triệu lít /năm Tháng 7/2011 100 triệu lít /năm Tháng 7/2011 Petrosetco NMLDBình Sơn Lien Doanh ITOCHU Nhật Bản và PV OIL Đã hoàn thành 80% khối lượng tính đến tháng 01/2012 Đã sản xuất mẻ đầu tiên 03/02/12 Khởicông20/03/10.Đ ang kiểm tra trước khi chạy thử tính đến 02/2012 Ở nước ta xăng E5 được bán thí điểm lần đầu tiên vào năm 2008 tại hai trạm bán lẻ xăng dàu ở Hà Nội thuộc hệ thống phân phối xăng dầu của PVOIL PVB nhập khẩu ethanol tuyệt đối 99,6 % thể tích từ Trung Quốc ,sau đó pha với xăng A95 và A92 với tỷ lệ 5 % ethanol theo thể tích để thành xăng ethanol E5 Xăng E5 ban đầu được bán thử nghiệm cho 50 xe tắc xi gồm hai loại :loại 4 chỗ và 7 chổ ngồi ,thuộc hiệp hội taxi thành phố Hà Nội Thời gian bán thử nghiệm là 6 tháng Sau đó Bộ Công Thương đã yêu cầu dừng bán xăng E5 rộng rãi ra công chúng vì đến năm 2008 ,Việt Nam chưa có quy chuẩn quy định về xăng pha ethanol Trong khi đó xăng dầu là mặt hàng phải tuân theo quy chuẩn của nhà nước nên khong thể bán ra thị trường Tháng 7/2010 xăng sinh học E5 được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam , với 20 điểm bán đầu tiên tại TPHCM,Hà Nội ,Vũng Tàu ,Hải Phòng ,Hải Dương và sẽ được mở rộng kinh doanh tại 3 cửa hàng ở Đà Năng ,3 cửa hàng ở Huế và 5 cửa hàng Cần Thơ Đến năm 2012 Việt Nam sẽ cung ứng khoảng 240 triệu lit xăng E5 cho thị trường trong nước 10 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất = 20179,7 m3/h ytb Tốc độ làm việc ω’ được ngoại suy từ hình IX.23 (Sổ tay hóa công 2): ytb ω’ = 2 m/s tb ytb ytb Từ các thông số g’ , ω’ , ρ’ tính được, ta có đường kính đoạn chưng bằng: =1,883 (m) Như vậy ta đã xác định được đường kính đoạn chưng DU = 1,9 [m] và luyện DO = 1,883 [m] sai lệch nhau không nhiều lắm, ta chọn đường kính toàn tháp là 1,9[m] b Số đĩa thực tế Ntt : Số đĩa thực tế được tính theo công thức: (IX.59 – [4]) N tt = N lt ηtb trong đó: Nlt – số bậc thay đổi nồng độ hay số đĩa lý thuyết ηtb – hiệu suất trung bình của thiết bị: ηtb = - α là độ bay hơi tương đối của hỗn hợp: α= - ηW + η F + η P = f ( α , µ ) (IX.60 – [4]) 3 y 1− x 1− y x (IX.61 – [4]) µhh độ nhớt của hỗn hợp lỏng [N.s/m2]: lg µhh = x lg µ A + (1 − x ) lg µ B µA – độ nhớt của cấu tử A phụ thuộc nhiệt độ xét µB – độ nhớt 60 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất của cấu tử B phụ thuộc nhiệt độ xét  Tại đỉnh tháp: xP = 0,8813[phần mol]; yP* = 0,88403 [phần mol]; tP = 78,44 [oC]; suy ra: α = 1,03 µA = 0,45 [10-3 Ns/m2] (ngoại suy bảng I – [92]) µB = 0,4 [10-3 Ns/m2] (ngoại suy bảng I.– [92]) Vậy, ta có: α.µ = 0,46 → ηP = 62% (ngoại suy đồ thị hình IX.11 – [4])  Tại vị trí tiếp liệu: xF = 0,553 [phần mol]; yF* = 0,67785 [phần mol]; tF = 79 ,7[oC]; suy ra: α = 1,7 µA = 0,426 [10-3 Ns/m2] (ngoại suy bảng I.110 – [3]) µB = 0, 351[10-3 Ns/m2] (ngoại suy bảng I.101 – [3]) Vậy, ta có: α.µ = 0,68 → ηF = 58% (ngoại suy đồ thị hình IX.11 – [4])  Tại đáy tháp: xW = 0,02 [phần mol]; yW* = 0,1328 [phần mol]; tW = 96,2[oC]; suy ra: α =5,4 µA = 0,35[10-3 Ns/m2] (ngoại suy bảng I.110 – [3]) µB = 0,3 [10-3 Ns/m2] (ngoại suy bảng I.101 – [3]) Vậy, ta có: α.µ = 1,51 → ηW = 50% Từ các giá trị ηP, ηF, ηW tìm được, ηtb bằng: Vậy số đĩa thực tế là: 61 (ngoại suy đồ thị hình IX.11 – [4]) Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất c Chiều cao cơ bản của tháp: H = N tt ( H d + δ ) + ( 0,8 ÷ 1,0 ) [m] (IX.54 – [4]) trong đó Hd – khoảng cách giữa các đĩa δ – chiều dày của đĩa , chọn δ = 4[mm] = 0,004 [m] Hd = 435 [mm] – chọn theo bảng IX.4a – [4] ứng với đường kính tháp D = 19 00 [mm] Vậy, H= 23.(0,435+0,004) +0,9 ≈11 (m) IV.2.6.Nhiệt độ đỉnh, đáy và vị trí đĩa tiếp liệu ứng với trường hợp nguyên liệu vào ở trạng thái sôi: Từ đồ thị t – x,y, ta có thể xác định dễ dàng nhiệt độ đỉnh, đáy và vị trí đĩa tiếp liệu của tháp: tP = 79,7 [oC], tW = 96,2 [oC], tF = 78,44 [oC] Hoặc ta cũng có thể sử dụng áp suất hơi bão hòa để xác định chính xác nhiệt độ tại vị trí cần xét:  Ta tính được áp suất hơi bão hòa của 2 cấu tử phụ thuộc nhiệt độ như sau (số liệu từ TABLE 2-8 – [6]): ln P = C1 + C2 + C3 ln T + C 4 T C5 [Pa] T Với:( Bảng 3.4) C1 C2 C3 C4 C5 Ethanol 92,684 – 7080,8 – 10,695 8,1366.10-6 2 Nước 76,945 – 6729,8 – 8,179 5,3017.10-6 2  Xác định nhiệt độ đỉnh: o Bước đầu, ta giả sử nhiệt độ đỉnh là tP = 79,7[oC] = 352,7[K] (theo đồ thị t – x,y), tại nhiệt độ đó, ta có: xAP = 0,8813 62 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất xBP = 1 – xAP = 1 – 0,8813 = 0,1187 trong đó xAP – nồng độ cấu tử A tại đỉnh tháp trong pha lỏng xBP – nồng độ cấu tử B tại đỉnh tháp trong pha lỏng o Áp suất Pi được tính cho các cấu tử ở nhiệt độ T = 352,7 [K] bằng: PA = 1,02.105 [Pa] = 1,01 [atm] PB = 7,64.104 [Pa] = 0,754 [atm] o Hệ số Ki được tính bằng: Ki = Pi / Phệ với Phệ = 760 [mmHg] = 1 [atm] KA = 1,01/1 = 1,01 KB = 0,754/1 = 0,754 o Tính ∑yi = ∑Ki.xi : ∑y = yAP + yBP = 1,01.0,8813 + 0,754.0,1187 = 0,9836 ≈ 1 Ta cần giả thiết lại nhiệt độ sao cho ∑y gần bằng 1 nhất Dựa vào cách tính trên, ta có thể tìm được nhiệt độ chính xác nhất, kết quả được tổng hợp ở bảng sau : (Bảng 4.4) Đỉnh tháp Đáy tháp Vị trí tiếp liệu t [oC] 79,7 96.,2 78,44 ∑y 1,000433 1,00218 1,00086 B.Kiểm tra và đánh giá a.Kiểm tra với thiết kế của nhà máy :(bảng 5.4) Thông số Tính toán Nhà máy Đường kính (m) 1,9 1,9 Sai số 0 0 Số đĩa 23 23 Sai số 0 0 Chiều cao (m) ≈11 11 Sai số 0 0 63 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất Nhìn vào bảng số liệu ta thấy qua việc tính toán sơ bộ về tháp chưng cất tinh của nhà máy so với tiêu chuẩn thiết kế của nhà máy là hoàn toàn tương ứng (các thông số chính trong việc thiết kế tháp là khớp với tiêu chuẩn thiết kế của nhà máy b.Đánh giá Qua việc tính toán và kiểm tra ta thấy để thu được Bio-Ethanol có nồng độ 96% v/v ta phải thiết kế tháp cất tinh đáp ứng các thông số thiết kế sao cho tháp làm việc ở hiệu suất cao nhất Dựa trên việc thay đổi năng suất hỗn hợp ban đầu đi vào tháp ,nhiệt độ nạp liệu,nhiệt độ đáy ,nhiệt độ đỉnh từ đó tính toán ra các thông số quan trọng như chiều cao ,đường kính ,số đĩa cấu tạo nên tháp 64 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Nhiên liệu sinh học nói chung ,nhiên liệu Bio-Ethanol nói riêng sẽ có một vị trí quan trọng trong bức tranh toàn cảnh về năng lượng của thế giới ,trong tình hình giá dầu mỏ ngày càng gia tăng và bất ổn đặc biệt là hiện tượng hiệu ứng nhà kính ,sự biến đổi khí hậu hết sức nghiêm trọng do khí thải của việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch Vấn đề là phải nghiên cứu ,cải tiến quá trình sản xuất Bio-Ethanol sao cho hiệu quả nhất Qua quá trình hoàn thiện đồ án,e đã tìm hiểu được một số nội dung sau:  Tầm quan trọng và những hạn chế của việc sử dụng Bio-Ethanol đối với đời sống xã hội hiện nay  Tìm hiểu được các phương pháp sản xuất ethanol từ các nguồn nguyên liệu sẵn có ở Việt Nam đặc biệt là phương pháp sản xuất ethanol từ nguồn nguyên liệu chứa tinh bột (sắn lát khô) Hiện nay đang được các nhà đầu tư nước ngoài quan tâm lập dự án xây dựng nhà máy sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu tại các vùng có diện tích trồng sắn lớn như Bình Phước ,Phú Thọ ,Quãng Ngãi….Ngoài ra còn một số nguyên liệu chứa cellulose Đây là phương pháp sản xuất mới, rất có triển vọng nếu được nghiên cứu đánh giá kỹ lưỡng  Tìm hiểu được một số dây chuyền công nghệ sản xuất Bio-Ethanol hàng đầu trên thế giới Nghiên cứu được chi tiết về quy trình làm việc và cách bố trí của từng công đoạn chính trong một nhà máy sản xuất Bio –Ethanol  Tính toán và kiểm tra ,đánh giá sơ bộ được về một thiết bị chính trong sơ đồ dòng công nghệ cua nhà máy Mặc dầu em đã cố gắng rất nhiều song do còn thiếu những kinh nghiệm thực tế nên bản đồ án không tranh khỏi nhưng sai sot nhất định.Em rất mong được sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô để đồ án củ e được hoàn thiện hơn Em chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS.Công Ngọc Thắng và các thầy cô trong bộ môn và các anh trên Tập Đoàn Dầu khí đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này 65 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất KIẾN NGHỊ Qua quá trình làm đồ án em rút ra được một số vấn dề cần quan tâm và phát triễn  Nhà máy sản xuất Bio-Ethanol muốn hoạt động liên tục thì bắt buộc phải mở rộng quy mô diện tích trồng sắn  Mở rộng thị trường tiêu thụ và khuyến khích người dân sử dụng xăng sinh học  Sản xuất an toàn và giải quyết được vấn đề môi trường  Quy trình công nghệ sản xuất Bio-Ethanol sử dụng công nghệ thủy phân và lên men đồng thời và sử dụng hệ thống 2 tháp chưng cất (cất thô va cất tinh) cần được quan tâm và áp dụng rông rãi TÀI LIỆU THAM KHẢO : [1] Pgs TS Nguyễn Đình Thưởng, TS Nguyễn Thanh Hằng Công nghệ sản xuất và kiểm tra cồn etylic-Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật [2] Petrosetco-khẳng định tầm nhìn khi hợp tác sản xuất ethanol sinh học, báo thanh niên (Số 71, ngày 12/03/2007) [3] KS Nguyễn Văn Phước Kỹ thuật sản xuất rượu etylic-Bộ lương thực và thực phẩm [4] TS Hồ Sĩ Tráng Cơ sở hóa học gỗ và xenluloza T1-Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật [5] TS Hồ Sĩ Tráng Cơ sở hóa học gỗ và xenluloza T2-Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật [6] Aden, A., M Ruth, K Ibsen, J Jechura, K Neeves, J Sheehan, B Wallace, L Montague, A Slayton, J Lukas, “Lignocellulosic Biomass to Ethanol Process Design and Economics Utilizing Co-Current Dilute Acid Prehydrolysis and Enzymatic Hydrolysis for Corn Stover,” National Renewable Energy Laboratory, Technical Report NREL/TP-510-32438, (2002) [7] National Renewable Energy Laboratory (NREL) Lignin Process Design Confirmation and Capital Cost Evaluation Report 42002/02: Review of Design 66 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất Lynn Montague, Harris Group, Inc.Seattle, Washington [8] U.S Department of Agriculture and U.S Department of Energy Feasibility Study for Co-Locating and Integrating Ethanol Production Plants from Corn Starch and Lignocellulosic Feedstocks [9] NREL Subcontract AXE-8-18020-01, Merrick & company, Aurora, CO, February 24, 1998 Wastewater Treatment Option for the Biomass-To-Ethanol [10] Novozymes & BBI International Fuel Ethanol - A Technonogical Evolution [11] Lễ khởi công xây dựng nhà máy cồn Đại Tân, tuoitre.com.vn [12] Sản xuất thành công chất hấp phụ bằng nguyên liệu trong nước, monreNet.com.vn [13] Sản suất cồn ethanol từ rơm, techmartvietnam.com.vn [14] Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất – tập 1 – NXB KH&KT [15] Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất – tập 2 – NXB KH&KT [16]D085-4-GEN1006-Thuyết minh thiết kế nhà máy sản xuất Bio-Ethanol Bình Phước (CÔNG TY TNHH NHIÊN LIỆU SINH HỌC PHƯƠNG ĐÔNG VÀ CÔNG TY TNHH TOYO-VIỆT NAM) [17] Bản thuyết minh thiết kế của nhà máy sản xuất Bio-Ethanol ở Quãng Ngãi do (CÔNG TY NHIÊN LIỆU SINH HỌC DẦU KHÍ MIỀN TRUNG) LỜI CẢM ƠN 67 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất Trong thời gian năm năm học ngồi trên giảng đường trường Đại Học Mỏ -Địa Chất, em đã nhận được những kiến thức quan trọng mà tất cả các thầy cô đã truyền dạy cho em giúp em có được nền tảng hoàn thành đồ án này Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn LỌC HÓA DẦU đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em trong suốt những năm vừa qua Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Công Ngọc Thắng , thầy là người đã giúp em hướng đến với hướng nghiên cứu này ,đồng thời cũng là người tận tình chỉ bảo truyền đạt kiến thức ,kinh nghiệm và tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành đồ án này Em cũng chân thành cảm ơn anh Bùi Ngọc Dương đã nhiệt tình giúp đỡ em cả về kiến thức chuyên môn lẫn kinh nghiệm trong suốt những ngày thực tập tại Tập Đoàn Dầu Khí Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn các bạn trong tập thể lớp Lọc-Hóa Dầu K52 đã giúp đỡ và đóng góp cho mình những kiến thực bổ ích Hà Nội ,ngày 04 tháng 06 năm 2012 Sinh viên Phạm Hoài Nguyên LỜI MỞ ĐẦU Error: Reference source not found I Lý do chọn đề: Error: Reference source not found 68 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất II Mục đích nghiên cứu Error: Reference source not found III Nhiệm vụ: Error: Reference source not found NỘI DUNG Error: Reference source not found Chươn I: TỔNG QUAN Error: Reference source not found I Vài nét về lịch sử ,sử dụng nhiên liệu ethanol .Error: Reference source not found II Ethanol sinh học Error: Reference source not found II.1 Tính chất lý hóa học của ethanol Error: Reference source not found II.1.1 Tính chất lý học .Error: Reference source not found II.1.2 Tính chất hóa học Error: Reference source not found III.Lợi ích và hạn chế sử dụng Bio-Ethanol nhiên liệu Error: Reference source not found III.1.Lợi ích Error: Reference source not found III.1.1 Lợi ích về kinh tế Error: Reference source not found III.1.2 Lợi ích về môi trường Error: Reference source not found III.1.3 Hạn chế khi sử dụng nhiên liệu ethanol Error: Reference source not found IV Tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu ethanol hiện nay trên thế giới Error: Reference source not found IV.1 Sản xuất và sử dụng etanol sinh học trên thế giớiError: Reference source not found IV.2 Xu hướng sản xuất etanol từ nguyên liệu SK Error: Reference source not found V Tình hình sản xuất và khả năng sử dụng ethanol nhiên liệu ở nước ta .Error: Reference source not found VI Một số thông tin về giá cả ethanol nhiên liệu .Error: Reference source not found VI Yêu cầu kỹ thuật đối với ethanol nhiên liệu (Bảng 4.1) .Error: Reference source not found Chương II: GIỚI THIỆU DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIOETHANOL NHIÊN LIỆU CỦA MỘT SỐ NHÀ CUNG CẤP HÀNG ĐẦU TRÊN THẾ GIỚI VÀ MỘT SỐ PHƯỜNG PHÁP SẢN XUẤT ETHANOL NHIÊN LIỆU HIỆN NAY Error: Reference source not found A Một số phương pháp sản xuất ethanol hiện nay .Error: Reference source not found I Sản xuất ethanol từ tinh bột (sắn , ngô, khoai….) .Error: Reference source not found I.1 Tổng quan về nguyên liệu .Error: Reference source not found I.1.1 Thành phần quan trọng và chủ yếu đối với nguyên liệu chứa tinh bột để sản xuất ethanol Error: Reference source not found 69 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất I.1.2 Nguyên liệu chứa tinh bột để sản xuất ethanol Error: Reference source not found I.2 Các công đoạn chính trong quá trình sản xuất ethanol từ tinh bột Error: Reference source not found Thuyết minh dây chuyền : Error: Reference source not found II Sản xuất Ethanol từ rỉ đường: Error: Reference source not found II.1 Tổng quan về nguyên liệu .Error: Reference source not found II.1.1 Giới thiệu nguyên liệu .Error: Reference source not found II.1.2 Bảo quản nguyên liệu Error: Reference source not found II.1.2.Các công đoạn chính của việc sản xuất ethanol từ rỉ đường .Error: Reference source not found II.1.3 Thuyết minh dây chuyền Error: Reference source not found III Sản xuất ethanol từ nguyên liệu chứa cellulose (rơm rạ, mùn cưa…) Error: Reference source not found III.1 Tổng quan về nguyên liệu và phương pháp sản xuất Error: Reference source not found III.1.1 Tổng quan về nguyên liệu .Error: Reference source not found III.1.2 Tổng quan về phương pháp sản xuất .Error: Reference source not found III.1.3 Sơ đồ tổng quan quá trình sản xuất ethanol từ cellulose: Error: Reference source not found III.1.4.Thuyết minh sơ đồ: Error: Reference source not found B Công nghệ của các nhà cung cấp: .Error: Reference source not found I.Công nghệ Technip -Coflexip Error: Reference source not found I.1 Phương án công nghệ: Error: Reference source not found I.1.1 Công đoạn nghiền nguyên liệu(đối với nguyên liệu sắn ) .Error: Reference source not found I.1.2 Công đoạn hồ hóa và đường hóa .Error: Reference source not found I.1.3 Công đoạn lên men Error: Reference source not found I.1.4 Công đoạn chưng cất Error: Reference source not found I.1.5 Công đoạn tách nước Error: Reference source not found I.1.6 Tiêu hao sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu (Bảng 5.2) Error: Reference source not found II Công nghệ Toma Destil .Error: Reference source not found II.1 Phương án công nghệ Error: Reference source not found II.1.1 Công đoạn nghiền nguyên liệu (đối với nguyên liệu sắn khô ) Error: Reference source not found II.1.2.Công đoạn hồ hóa và đường hóa .Error: Reference source not found II.1.3.Công đoạn lên men Error: Reference source not found II.1.4.Công đoạn chưng cất Error: Reference source not found 70 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất II.1.5.Công đoạn tách nước .Error: Reference source not found II.2 Tiêu hao sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu (Bảng 6.2) Error: Reference source not found III Công nghệ Katzen .Error: Reference source not found III.1 Phương án công nghệ Error: Reference source not found III.2 Tiêu hao sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu (Bảng 7.2) Error: Reference source not found IV Công nghệ Delta-T Error: Reference source not found IV.1 Phương án công nghệ Error: Reference source not found IV.2 Tiêu hao sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu (Bảng 8.2) .Error: Reference source not found V Công nghệ Praj Inductries Limited Pune,Ân Độ Error: Reference source not found *Phương án công nghệ Error: Reference source not found C Lựa chọn phương án công nghệ của các nhà cung cấp công nghệ và phương pháp sản xuất ethanol cho nhà máy .Error: Reference source not found Chương III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIO-ETHANOL TỪ NGUYÊN LIỆU SẮN KHÔ CỦA NHÀ MÁY ETHANOL BÌNH PHƯỚC Error: Reference source not found I Tổng quan về nhiên liệu Error: Reference source not found I.1 Sắn Error: Reference source not found I.2 Tổng quan về nhà máy Error: Reference source not found II.1.1.Công suất nhà máy Error: Reference source not found II.1.2 Các hạng mục chính Error: Reference source not found II.1.3 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bioethanol của nhà máy Ethanol Bình Phước Error: Reference source not found II.1.4 Thuyết minh sơ đồ công nghệ sản xuất cồn sinh học .Error: Reference source not found Chương IV: TÍNH TOÁN , KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ THÁP CẤT TINH ETHANOL Error: Reference source not found A.Tính toán : Error: Reference source not found IV.1 Lý Thuyết: Error: Reference source not found IV.1.1 Sơ đồ dòng của quy trình chưng cất Ethanol và Nước Error: Reference source not found Hình 1.4.Sơ đồ dòng quy trình chưng cất Ethanol và Nước Error: Reference source not found IV.1.2 Thuyết minh sơ đồ Error: Reference source not found IV.1 3 Mục đích chưng cất Error: Reference source not found IV.1.4 Mục đích tính toán : .Error: Reference source not found IV.2 Tính toán tháp cất tinh : Error: Reference source not found 71 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất Hình 2.4 Biểu diễn tháp cất tinh .Error: Reference source not found IV.2.1.Số liệu ban đầu: .Error: Reference source not found IV.2.2 Xác định nồng độ phần mol và lưu lượng [kmol/h] của nguyên liệu, sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy .Error: Reference source not found IV.2.3 Vẽ đường cân bằng trên đồ thị x – y (hình 3.4) .Error: Reference source not found IV.2.4 Xác định chỉ số hồi lưu thích hợp, đường làm việc và số đĩa lý thuyết của tháp Error: Reference source not found IV.2.5 Đường kính tháp D, số đĩa thực tế Ntt và chiều cao cơ bản của tháp H: Error: Reference source not found a Đường kính tháp D : Error: Reference source not found b Số đĩa thực tế Ntt : Error: Reference source not found c Chiều cao cơ bản của tháp: Error: Reference source not found B.Kiểm tra và đánh giá Error: Reference source not found a.Kiểm tra với thiết kế của nhà máy :(bảng Error: Reference source not found b,Đánh giá Error: Reference source not found KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error: Reference source not found KẾT LUẬN Error: Reference source not found KIẾN NGHỊ Error: Reference source not found TÀI LIỆU THAM KHẢO : Error: Reference source not found Danh mục các bảng ,hình vẽ Danh mục hình vẽ STT Số Hình vẽ Tên hình vẽ Trang Chương II 1 Hình 1.2 Sơ đồ khối các công đoạn chính trong sản xuất ethnol từ tinh bột 16 2 Hình 2.2 Quá trình sản xuất ethanol tử rỉ đường trải qua các công đoạn sau: 19 72 Đồ án tốt nghiệp 3 Hình 3.2 Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất Sơ đồ tổng quan quá trình sản xuất ethanol từ cellulose 23 Chương III 1 Hình 1.3 Sơ đồ quy trình sản xuất bio-ethanol của nhà máy Ethanol Bình Phước 39 2 Hình 2.3 Quy trình hồ hóa 41 3 Hình 3.3 Quy trình lên men 42 4 Hình 4.3 Dây chuyền chưng cất và tách nước 43 5 Hình 5.3 Công đoạn tách nước 44 Chương IV 1 Hình 1.4 Sơ đồ quy trình chưng cất Ethanol và Nước 46 2 Hình 2.4 Biễu diễn tháp cất tinh 47 3 Hình 3.4 Đồ thị đường cân bằng x-y 50 4 Hình 4.4 đồ thị quan hệ Rth với Nlt(Rth + 1) 51 Danh mục bảng vẽ STT Số hiệu bảng Tên bảng Trang Chương I 1 1,1 So sánh một số chỉ tiêu giữa etanol, xăng và ETBE 8 2 2.1 Sản lượng lý thuyết Etanol sinh ra từ 1 tấn nguyên liệu khô 9 73 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại Học Mỏ- Địa Chất 3 3.1 Tóm tắt các dự án đang được xây dưng hiện nay 10 4 4.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với ethanol nhiên liệu 12 Chương II 1 1.2 Tiêu hao sản xuất Bio-Ethanol nhiên liệu 28 2 2.2 nt 33 3 3.2 nt 34 4 4.2 nt 35 Chương III 1 1.3 Thông số đặc trưng của sắn lát 37 2 2.3 Thông số đặc trưng của sắn tươi 37 Chương IV 1 1.4 Thành phần cân bằng lỏng hơi của hỗn hợp: etthanol – nước 49 2 2.4 bảng số liệu trên ta lập được quan hệ Rth với Nlt(Rth + 1) 51 3 3.4 Biểu diễn hệ số nhiệt dung riêng của ethanol và nước ở nhiệt độ khác nhau 60 4 4.4 nhiệt độ tương ướng ∑y gần bằng 1 61 5 5.4 Kiểm tra thiết kế của nhà máy 61 74 ... Phước vào Tháng 3/2010 Với lý em chọn đề tài :Tìm hiểu quy trình cơng nghệ sản xuất BioEthanol từ ngun liệu sắn lát khơ tính tốn ,kiểm tra đánh giá tháp cất tinh công nghệ nhà máy Ethanol Bình Phước. .. III: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BIO- ETHANOL TỪ NGUYÊN LIỆU SẮN KHÔ CỦA NHÀ MÁY ETHANOL BÌNH PHƯỚC I Tổng quan nhiên liệu I.1 Sắn Sắn nguồn nguyên liệu sử dụng cho nhà máy Nguyên liệu sắn có... ethanol nhà máy Tính tốn ,kiểm tra đanh giá sơ điều kiện công suất làm việc tháp chưng cất sơ đồ công nghệ nhà máy Ngồi cịn tìm hiểu thêm số dây chuyền công nghệ nguồn nguyên liệu sản xuất Ethanol