CÔNG NGHỆ sản XUẤT NHIÊN LIỆU DIESEL SINH học (BIODIESEL)

NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIODIESEL Nguồn nguyên liệu để sản xuất biodiesel chủyếu đi từ dầu mỡ động thực vật mới hoặc đãqua sử dụng..  Hiện nay việc tranh cãi về cân bằng giữa anninh lương

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU

DIESEL SINH HỌC (BIODIESEL)

TS Nguyễn Hữu Lương

TT Nghiên cứu Công nghệ Lọc Hóa dầu

5 SẢN XUẤT BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI

6 SẢN XUẤT BIODIESEL Ở VIỆT NAM

7 KẾT LUẬN

Ô nhiễm môi trường

2

2 NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BIODIESEL

 Nguồn nguyên liệu để sản xuất biodiesel chủyếu đi từ dầu mỡ động thực vật mới hoặc đãqua sử dụng

 Hiện nay việc tranh cãi về cân bằng giữa anninh lương thực và an ninh năng lượng đã dẫnđến việc sử dụng các nguồn dầu thực vậtkhông dùng trong thực phẩm cũng như cácnguồn dầu mỡ phế thải làm nguyên liệu để sảnxuất biodiesel

 Biodiesel thế hệ thứ nhất: dựa trên phảnứng chuyển methyl ester hóa cáctriglyceride từ các nguồn dầu thực vật.

 Biodiesel thế hệ thứ hai: dựa trên phảnứng Fischer-Tropsch với nguyên liệu làcác nguồn biomass phế thải

 Biodiesel thế hệ thứ ba: dựa trên cácnguồn tảo với hiệu suất cung cấp dầucực cao

3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP BIODIESEL

Dùng phản chuyển methyl ester hóa để chuyểnhóa các trigliceride trong dầu mỡ thành cácmonomethyl ester (biodiesel)

Các lọai xúc tác sử dụng trong quá trình tổng hợpbiodiesel:

 Dùng xúc tác kiềm: NaOH, KOH, K2CO3,…

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng:

4 CÁC QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL

Hình 1. Quy trình sản xuất biodiesel gián đọan.

Hình 2. Quy trình sản xuất biodiesel liên tục với xúc tác lỏng

Hình 3. Quy trình sản xuất biodiesel liên tục với xúc tác rắn

Ester TG Alcohol TG

Hình 4. Quy trình sản xuất biodiesel kết hợp gián đọan và liên tục

Hiện nay, quy trình sản xuất biodiesel liên tục thường được lựa chọn với các ưu điểm về công suất, tiết kiệm diện tích mặt bằng sản xuất cũng như thuận tiện trong việc kiểm sóat chất lượng sản phẩm Bên cạnh đó, việc sử dụng phương pháp hóa

lợi trong việc phân tách sản phẩm và khiến quá trình trở nên “xanh” hơn.

5 SẢN XUẤT BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI

 2000-2005: tổng sản lượng biodiesel tăng 32%

 2007: tổng sản lượng gấp 3 lần năm 2006

 2008: tổng sản lượng biodiesel tăng 115%

 Châu Âu: đứng đầu thế giới về sản xuất và tiêuthụ biodiesel (185 + 58 nhà máy)

 2012: Mỹ trở thành thị trường tiêu thụ biodieselđứng đầu thế giới

 Hoa Kỳ:

 2004: sản xuất 25.000.000 gallons.

 2005: sản xuất 75.000.000 gallons (53 nhà máy).

 1/4/2008: nhà máy sản xuất biodiesel từ tảo đầu tiên

 Hiện nay: 329.000.000 gallons/năm (~100 nhà máy).

 Argentina:

 2008: tăng sản lượng gấp 3 lần và là nước sản xuất

tăng 150% so với năm 2007.

 2009: dự kiến tăng gấp đôi số nhà máy biodiesel so với năm 2008 (~ 70 nhà máy).

 2010: bắt buộc sử dụng B5 toàn quốc.

 Italia:

 2008: sản xuất 600.000 tấn/năm, tổng sản lượng

 Ấn Độ:

 2004: chạy thử nghiệm xe bus với B5.

 2007: xây dựng nhà máy công suất 100.000 tấn biodiesel/năm.

 Trung Quốc:

 2006: sản xuất 4.800 tấn biodiesel/năm.

 2007: sản xuất 10.000 tấn biodiesel/năm.

6 SẢN XUẤT BIODIESEL Ở VIỆT NAM

 Việc điều chế và thử nghiệm nhiên liệubiodiesel từ dầu thực vật bắt đầu được quantâm từ những năm 1980

 Trong khỏang 5 năm gần đây, các nghiên cứu

về điều chế nhiên liệu biodiesel từ dầu thực vật

đã được thực hiện ở Hà Nội và TPHCM

 Một số sản xuất thử nghiệm mang tính tự phátđược thực hiện ở một số nơi với nguồn nguyênliệu mỡ cá basa

Từ năm 2001, nhóm nghiên cứu thuộc Bộ mônCông nghệ Chế biến Dầu khí và Trung tâm Nghiêncứu Lọc – Hóa dầu (Trường Đại học Bách KhoaTPHCM) đã bắt đầu nghiên cứu khả năng sảnsuất biodiesel từ các nguồn dầu thực vật.

Tháng 10 năm 2006, nhóm nghiên cứu đã triểnkhai dự án sản xuất thử nghiệm “Thiết kế và xây dựng hệ thống sản xuất nhiên liệu biodiesel từ dầu

mỡ thực, động vật phế thải năng suất 2 tấn/mẻ” do

TS Nguyễn Hữu Lương làm chủ nhiệm dự án, cơquan chủ trì là Sở Khoa học Công nghệ TPHCM

Sau các đợt sản xuất thử nghiệm trong năm 2007,hiện nay, nhóm nghiên cứu đã hoàn thiện cácthông số công nghệ và xây dựng hòan chỉnh quytrình công nghệ sản xuất nhiên liệu biodiesel từdầu mỡ thực, động vật phế thải.

Quy trình có ưu điểm là có thể áp dụng cho cácnguồn nguyên liệu dầu thải với chỉ số acid thay đổitrong một khỏang rộng và có thể nâng công suấtlên gấp 3 - 5 lần với chi phí đầu tư thêm tối thiểu.Sản phẩm biodiesel từ quy trình này đảm bảo cácchỉ tiêu chất lượng ASTM D6751

NaOH hòa tan trong MeOH

MeOH NaOH

Hỗn hợp phản ứng

Dầu thải đã

xử lý sơ bộ

Glycerin MeOH

Sản xuất thử nghiệm tại PTN Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Lọc Hóa Dầu

Pilot sản xuất thử nghiệm biodiesel từ dầu ăn phế thải năng suất 2 tấn/ngày

7 KẾT LUẬN

 Trong tương lai, khi nguồn nhiên liệu hóathạch hòan tòan cạn kiệt, xu hướng sửdụng biodiesel và các nguồn nhiên liệu phihóa thạch khác sẽ là tất yếu

 Hiện nay, biodiesel được sản xuất chủ yếubằng phương pháp biến tính hóa học dựatrên phản ứng chuyển methyl ester hóa

 Nguyên liệu không cạnh tranh với thựcphẩm và “xanh” hóa quá trình sản xuấtbiodiesel

 Để nâng cao tính hiệu quả và kinh tế củaquá trình, các yếu tố sau cũng cần đượcquan tâm: tận dụng các sản phẩm phụ củaquá trình như glycerin; cải thiện các chỉ tiêuchất lượng của methyl ester,…

 Hệ thống sản xuất thử nghiệm biodieselcông suất 2 tấn/mẻ cho thấy tính khả thi củaviệc triển khai sản xuất biodiesel trên cơ sởcác thiết bị công nghệ chế tạo trong nước