Sản xuất diesel sinh học từ nguyên liệu có trị số axit cao

Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH ẢNH LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 10 1.1 Khái chung biodiesel 10 1.1.1 Tình hình sử dụng biodiesel giới Việt Nam 10 1.1.2 Giới thiệu biodiesel 12 1.1.3 Nguyên liệu để tổng hợp biodiesel 17 1.1.4 Các phƣơng pháp tổng hợp biodiesel 18 1.2 Giới thiệu chung nguyên liệu axit béo 26 1.2.1 Vài nét chung axit béo 26 1.2.2 Tình hình sản xuất metyleste từ nguồn nguyên liệu có hàm lƣợng axit béo cao………………………………………………………………………………28 1.2.3 Công nghệ sản xuất axit béo 29 1.2.4 Vai trò ứng dụng axit béo 31 1.3 Nguyên liệu dầu hạt cao su 32 1.3.1 Giới thiệu cao su 32 1.3.2 Giới thiệu dầu hạt cao su 33 CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 36 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 38 2.2 Khảo sát trình sản xuất axit béo từ dầu cao su 40 2.2.1 Khảo sát trình sản xuất axit béo không sử dụng xúc tác 41 2.2.2 Khảo sát trình sản xuất axit béo với xúc tác H2SO4 41 2.2.3 Khảo sát quát trình sản xuất axit béo với xúc tác LAS 43 Học viên: Phạm Thị Mịn Luận Văn Thạc Sỹ 2.3 PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Quá trình este hóa tạo metyl este từ axit béo 44 2.3.1 Mô hình tiến hành thứ 44 2.3.2 Mô hình tiến hành thứ hai 47 2.4 Các phƣơng pháp phân tích, đánh giá chất lƣợng sản phẩm 49 2.4.1 Xác định số axit 49 2.4.2 Xác định độ nhớt động học 50 2.4.3 Xác định tỷ trọng 51 2.4.4 Xác định nhiệt độ chớp cháy 51 2.4.5 Xác định nhiệt độ đông đặc 52 2.4.6 Đánh giá độ ổn định oxi hóa biodiesel 53 2.4.7 Xác định độ chuyển hóa trình 55 2.4.8 Xác định hiệu suất phản ứng este hóa 55 2.4.9 Phƣơng pháp phân tích phổ FTIR 55 2.5 So sánh tính ƣu việt xúc tác LAS so với xúc tác H2SO4 56 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 3.1 Kết trình khảo sát tối ƣu hóa sản xuất axit béo từ dầu cao su 58 3.1.1 Kết trình sản xuất axit béo không sử dụng xúc tác 58 3.1.2 Kết trình sản xuất axit béo sử dụng xúc tác H2SO4 59 3.1.3 Kết trình sản xuất axit béo sử dụng xúc tác LAS 62 3.2 Kết trình este hóa tạo metyleste từ axit béo 65 3.2.1 Kết khảo sát trình este hóa sử dụng xúc tác axit H2SO4 65 3.2.2 Kết khảo sát trình este hóa sử dụng xúc tác LAS 72 3.3 Kết đánh giá chất lƣợng sản phẩm 83 3.4 So sánh tính ƣu việt xúc tác LAS so với xúc tác H2SO4 84 KẾT LUẬN 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 PHỤ LỤC 89 Học viên: Phạm Thị Mịn Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: So sánh tiêu biodiesel diesel khoáng [4] 13 Bảng 1.2: Thành phần axit có dầu mỡ động vật [4] 27 Bảng 1.3: Các tiêu chất lượng dầu cao su [25] 34 Bảng 2.1: Thành phần axit béo dầu cao su 40 Bảng 2.2 : Số liệu thực nghiệm trình thủy phân xúc tác H2SO4 42 Bảng 2.3 : Số liệu thực nghiệm trình thủy phân với xúc tác LAS 43 Bảng 2.4: Cận biến thực nghiệm 45 Bảng 2.5: Số liệu thực nghiệm trình este hóa với xúc tác H2SO4 LAS 45 Bảng 2.6: Bảng thông số trình este hóa axit béo với lượng xúc tác khác 48 Bảng 2.7: Mô hình thực nghiệm trình este hóa axit béo với lượng xúc tác khác 48 Bảng 2.8: Số liệu thực nghiệm trình este hóa axit béo 57 Bảng 3.1: Số liệu thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến trình thủy phân 58 Bảng 3.2: Kết thực nghiệm trình thủy phân xúc tác H2SO4 59 Bảng 3.3: Phân tích ANOVA 60 Bảng 3.4: Số liệu thực nghiệm trình thủy phân với xúc tác LAS 62 Bảng 3.5 : Phân tích ANOVA mô hình 63 Bảng 3.6: Kết khảo sát trình este hóa axit béo sử dụng xúc tác H2SO4 65 Bảng 3.7: Phương sai ANOVA hàm độ chuyển hoá trình este hoá axit béo sử dụng xúc tác H2SO4 66 Bảng 3.8: Tối ưu hóa trình este hóa nguyên liệu 98% FFA sử dụng xúc tácH2SO4 72 Học viên: Phạm Thị Mịn Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Bảng 3.9: Kết khảo sát trình este hóa sử dụng xúc tác LAS 72 Bảng 3.10: Phương sai ANOVA hàm chuyển hóa trình este hóa xúc tác hữu 74 Bảng 3.11: Kết mô hình este hóa axit béo với lượng xúc tác LAS khác 75 Bảng 3.12: Phương sai ANOVA hàm độ chuyển hóa trình este hóa với lượng xúc tác khác 76 Bảng 3.13: Tối ưu hóa trình este hóa từ axit béo với lượng xúc tác khác 79 Bảng 3.14: Đánh giá chất lượng sản phẩm 83 Bảng 3.15: Kết trình phản ứng este hóa tạo metyleste điều kiện 20 phút, 40 phút 84 Bảng 3.16: Sự phân bố methanol dầu thực phản ứng ester hóa 89 Học viên: Phạm Thị Mịn Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Sơ đồ chung để tổng hợp biodiesel từ dầu thực vật [4] 23 Hình 1.2: Sơ đồ sản xuất biodiesel theo phương pháp gián đoạn [4] 24 Hình 1.3: Sơ đồ sản xuất biodiesel theo phương pháp liên tục [4] 24 Hình 1.4: Quả hạt cao su 33 Hình 2.1: Thiết bị đo độ bền oxy hóa 54 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất chuyển hóa trình thủy phân không xúc tác Hình 3.2 : Đồ thị ảnh hưởng yếu tố đến mô hình 58 60 Hình 3.3: Bề mặt đáp ứng mô hình 61 Hình 3.4 : Đồ thị biểu diễn %FFA dự đoán thực tế 61 Hình 3.5: Đồ thị ảnh hưởng yếu tố đến mô hình 63 Hình 3.6: Đồ thị biểu diễn %FFA thực nghiệm so với dự đoán 64 Hình 3.7: Bề mặt đáp ứng mô hình 64 Hình 3.8: Độ chuyển hoá dự đoán thực tế trình este hóa axit béo sử dụng xúc tác H2SO4 68 Hình 3.9: Bề mặt đáp ứng cho mô hình xúc tác H2SO4 khảo sát với yếu tố nhiệt độ mol methanol/FFA 69 Hình 3.10: Bề mặt đáp ứng cho mô hình xúc tác H2SO4 khảo sát với yếu tố Thời gian mol methanol/FFA 69 Hình 3.11: Bề mặt đáp ứng cho mô hình xúc tác H2SO4 khảo sát với yếu tố tốc độ khuấy mol methanol/FFA 70 Hình 3.12: Bề mặt đáp ứng cho mô hình xúc tác H2SO4 khảo sát với yếu tố thời gian nhiệt độ 70 Hình 3.13: Sự ảnh hưởng yếu tố đến hiệu suất trình este hóa xúc tác H2SO4 71 Học viên: Phạm Thị Mịn Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn độ chuyển hóa thực tế dự đoán trình este hóa với lượng xúc tác khác 77 Hình 3.15: Sự ảnh hưởng lượng xúc tác khác đến độ chuyển hóa trình 78 Hình 3.16: So sánh phổ FTIR mẫu methyle ester thời gian khác dùng xúc tác H2SO4 axit béo 80 Hình 3.17: So sánh phổ FTIR mẫu methyle ester thời gian khác dùng xúc tác LAS axit béo 82 Hình 3.18: Kích thước hạt nhũ sử dụng xúc tác H2SO4 89 Hình 3.19: Kích thước hạt nhũ sử dụng xúc tác LAS 90 Học viên: Phạm Thị Mịn Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài: “ Sản xuất diesel sinh học từ nguyên liệu có trị số axit cao” Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ, thầy giáo trực tiếp hướng dẫn bảo cho hoàn thành luận văn Tôi nhận nhiều giúp đỡ tạo điều kiện tập thể Ban lãnh đạo Viện công nghệ hóa học, thầy cô môn; tập thể Ban giám hiệu, Viện sau đại học, giảng viên, cán phòng, ban chức Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành giúp đỡ Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp gia đình động viên, khích lệ tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình thực luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh Song thời gian hạn chế nên tránh khỏi sai sót trình làm luận văn Vì vậy, mong nhận góp ý quý thầy, cô giáo bạn để luận văn hoàn chỉnh Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 25 tháng 09 năm 2015 Học viên Phạm Thị Mịn Học viên: Phạm Thị Mịn Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu Các kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Hà nội, ngày 25 tháng 09 năm 2015 Phạm Thị Mịn Học viên: Phạm Thị Mịn Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ LỜI MỞ ĐẦU Trong giai đoạn nay, người phải đối mặt với hàng loạt vấn đề mang tính toàn cầu, vấn đề thiết nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày bị cạn kiệt Sự phát triển xã hội dẫn tới nhu cầu sử dụng dầu mỏ mạnh mẽ, làm cho kinh tế toàn cầu trở nên bấp bênh Thế giới bị lệ thuộc nhiều vào dầu mỏ tính dễ dùng Sự cạn kiệt nguồn dầu mỏ quan tâm môi trường ngày tăng dẫn đến việc nghiên cứu phát triển nguồn lượng thay cho lượng có nguồn gốc dầu mỏ Biodiesel thay đầy tiềm cho diesel dựa vào tính chất tương tự ưu điểm vượt trội Biodiesel mono alkyl ester axit béo, tổng hợp từ dầu thực vật hay mỡ động vật phản ứng trao đổi este Việc sử dụng biodiesel làm giảm phụ thuộc người vào nguồn lượng khoáng dần cạn kiệt Bên cạnh đó, sử dụng biodiesel động diesel làm tăng khả bôi trơn, giảm đáng kể lượng khí thải độc hại CO2, CO, NOx, hydrocacbon chưa cháy hết, chất rắn dạng vi hạt muội cacbon, góp phần bảo vệ môi trường Chính lợi ích nên biodiesel nghiên cứu đưa vào sử dụng nhiều nước giới, đặc biệt nước phát triển Ở Việt Nam, ngành sản xuất nhiên liệu sinh học bắt đầu quan tâm phát triển Tuy sơ khai đầy hứa hẹn trở thành ngành sản xuất mang lại nhiều hiệu phát triển kinh tế bảo vệ môi trường Việt Nam Tận dụng ưu Việt Nam có nguồn dầu thực vật mỡ động vật phong phú, trình sản xuất biodiesel quy mô công nghiệp hoàn toàn khả thi Vì vậy, luận văn xin trình bày đề tài: “ Sản xuất diesel sinh học từ nguyên liệu có trị số axit cao” với mong muốn tìm hướng cho cách sử dụng có hiệu nguồn nguyên liệu Học viên: Phạm Thị Mịn Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Khái chung biodiesel 1.1.1 Tình hình sử dụng biodiesel giới Việt Nam  Trên giới Ngày 10/08/1893, lần nhà bác học Rudolf Diesel sử dụng biodiesel ông sáng chế để chạy máy Năm 1900, Hội chợ giới tổ chức Pari, ông biểu diễn động dùng dầu biodiesel chế biến từ dầu lạc Mặc dù thời điểm năm 1912 dầu thực vật chưa người quan tâm ông đưa dự báo: “ Hiện nay, việc dùng dầu thực vật cho nhiên liệu động không quan trọng tương lai, loại dầu chắn có giá trị không thua sản phẩm nhiên liệu từ dầu mỏ than đá” [18] Việc sử dụng trực tiếp dầu mỡ động thực vật làm nguyên liệu có nhiều nhược điểm như: độ nhớt lớn ( gấp 11-17 lần so với diesel dầu mỏ), độ bay thấp dẫn tới trình cháy không hoàn toàn, tạo cặn vòi phun, làm đặc dầu nhờn lẫn dầu thực vật…[21] Các vấn đề phân tử glyxerit với kích thước trọng lượng phân tử lớn gây Do vậy, người ta phải tìm cách khắc phục nhược điểm tạo biodiesel giải pháp tốt Vào năm 1980, biodiesel bắt đầu nghiên cứu sử dụng số nước tiên tiến Đến nay, biodiesel nghiên cứu sử dụng rộng rãi nhiều nước giới Hiện nay, có 28 quốc gia sản xuất biodiesel Tại Mỹ, hầu hết lượng biodiesel sản xuất từ dầu nành Biodiesel pha trộn với diesel dầu mỏ với tỷ lệ 20% biodiesel 80% diesel, dùng làm nhiên liệu cho xe buýt đưa đón học sinh nhiều thành phố Mỹ, làm nhiên liệu cho xe tải nặng phương tiện cho ngành đường sắt, nông nghiệp, chí hệ thống sưởi gia đình máy phát điện Tại Pháp, hầu hết nhiên liệu diesel pha trộn với 5% biodiesel [18] Trên 50% người dân Pháp có xe với động diesel sử dụng nhiên liệu pha trộn biodiesel Năm 1991, Đức bắt đầu đưa chương trình phát triển biodiesel, đến năm 1995 triển khai dự án Năm 2000, Đức có 13 nhà máy sản xuất biodiesel với tổng công suất triệu tấn/ Học viên: Phạm Thị Mịn 10 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ 12 1,00 3,50 90,00 13 1,00 0,80 73,00 Bảng 3.12: Phương sai ANOVA hàm độ chuyển hóa trình este hóa với lượng xúc tác khác Nguồn Tổng bình phƣơng Df Bình phƣơng trung bình Giá trị p Giá trị F Prob > F Mô hình 2368,25 473,65 6,29 0,0159 A-Metanol/FFA 1183,81 1183,81 15,72 0,0054 B-Xúc tác 539,74 539,74 7,17 0,0317 A2 612,10 612,10 8,13 0,0246 B2 43,66 43,66 0,58 0,4712 R2 0,8180 Độ xác 7,221 Bảng 3.12 cho thấy phương sai hàm độ chuyển hóa trình este hóa FFA với xúc tác LAS Giá trị F mô hình 6,29 giá trị p 0,159 chứng tỏ mô hình hội tụ Các yếu tố có giá trị p nhỏ 0,05 hội tụ Trong mô hình yếu tố A, B, A2 hội tụ Giá trị F yếu tố A: mol metanol/FFA, B: xúc tác ảnh hưởng lớn đến mô hình Qua đó, ta thấy ảnh hưởng rõ rệt xúc tác đến hiệu suất chung trình este hóa Giá trị R2 hàm độ chuyển hóa 0,8180 Giá trị R2 cho thấy thay đổi giá trị hàm đáp ứng gây hàm đáp ứng gây yếu tố thực nghiệm Học viên: Phạm Thị Mịn 76 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ tương tác chúng Giá trị độ xác 7,221 > chứng tỏ mô hình dùng để định hướng không gian thiết kế Dự đoán hàm độ chuyển hóa mô hình thể phương trình sau: Độ chuyển hóa = 94,43 + 12,16A + 8,21B – 2,9AB – 9,38A2 – 2,51B2 Hình 3.14: Đồ thị biểu diễn độ chuyển hóa thực tế dự đoán trình este hóa với lượng xúc tác khác Đồ thị hình 3.14 thể tương quan giá trị thực nghiệm giá trị dự đoán mô hình, ta thấy kết thực nghiệm gần với đường chéo dự đoán nằm phía đường chéo chứng tỏ số liệu thực nghiệm tuân theo phân phối chuẩn kết thu từ hàm hồi quy đáng tin cậy Học viên: Phạm Thị Mịn 77 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Hình 3.15: Sự ảnh hưởng lượng xúc tác khác đến độ chuyển hóa trình Qua đồ thị, ta thấy rõ ảnh hưởng lượng xúc tác đến độ chuyển hóa trình Độ chuyển hóa đạt 98,4% với lượng xúc tác hữu 4,06% so với thành phần nguyên liệu điều kiện lượng mol metanol/FFA 3, thấp Với lượng nguyên liệu lượng xúc tác tăng hiệu suất chuyển hoá tăng theo Khi giữ tỷ lệ mol metanol/axit béo không đổi nguyên liệu có hàm lượng xúc tác cao độ chuyển hoá phản ứng este hoá cao Giá trị tối ưu biến mô hình xác định phần mềm Design expert 7.1.6 với yêu cầu độ chuyển hóa lớn nhất, tỷ lệ mol metanol/axit béo hàm lượng xúc tác hợp lý Cụ thể sau: Học viên: Phạm Thị Mịn 78 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Bảng 3.13: Tối ưu hóa trình este hóa từ axit béo với lượng xúc tác khác Thông số Dự đoán Thực tế Mol metanol/FFA 3,6 3,6 Xúc tác (%) 2,55 2,55 Độ chuyển hóa (%) 99,27 96,42 %FFA 0,72 3,51  Kết phân tích phổ hấp thụ FTIR axit béo methyleste - So sánh phổ FTIR mẫu methyle ester thời gian khác dùng xúc tác H2SO4 axit béo Học viên: Phạm Thị Mịn 79 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Hình 3.16: So sánh phổ FTIR mẫu methyle ester thời gian khác dùng xúc tác H2SO4 axit béo Khi sử dụng xúc tác H2SO4 cho phản ứng ester hóa ta so sánh phổ axit béo metyl este thời gian khác sau: pic dao động điển hỉnh FA xuất bước sóng 1710 cm-1 pic dạo động điển hình metyl ester bước sóng 1740 cm-1 (thời gian phản ứng 20 phút), 1739 ( thời gian phản ứng 30 phút), 1740 (thời gian phản ứng 60 phút) tương ứng với liên kết C=O metyl ester Kết khẳng định chuyển hóa FA thành metyl ester Học viên: Phạm Thị Mịn 80 Luận Văn Thạc Sỹ - PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ So sánh phổ FTIR mẫu methyle ester thời gian khác dùng xúc tác LAS axit béo - Học viên: Phạm Thị Mịn 81 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Hình 3.17: So sánh phổ FTIR mẫu methyle ester thời gian khác dùng xúc tác LAS axit béo Khi sử dụng xúc tác LAS cho phản ứng este hóa ta so sánh phổ axit béo metyl este thời gian khác sau: pic dao động điển hình FA xuất bước sóng 1710 cm-1 pic dao động điển hình metyl este bước sóng 1742 cm-1 (thời gian phản ứng 20 phút), 1738 ( thời gian phản ứng 30 phút), 1742 (thời gian phản ứng 40 phút), 1741 (thời gian phản ứng 60 phút) tương ứng với liên kết C=O metyl este Sự xuất đám phổ bước sóng 1459 cm-1, 1198 cm-1, 1173 cm-1 1013 cm-1 (thời gian phản ứng 20 phút) tạo thành đám phổ kéo dài cho liên kết C-O nhóm CH3-O gần nhóm carbonyl este Kết khẳng định chuyển hóa FA thành metyl ester Học viên: Phạm Thị Mịn 82 Luận Văn Thạc Sỹ 3.3 PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Kết đánh giá chất lƣợng sản phẩm Bảng 3.14: Đánh giá chất lượng sản phẩm Tiêu chuẩn STT Chỉ tiêu Việt Nam TCVN 7717: Bangladesh India India Nigeria 2007 Biodiesel gốc (B100) Tỷ trọng, g/cm3 0,85 0,837 0,871 5,8 4,5 3,12 4,98 5 0,4 170 120 128 164 183 130°C 36,8 32,6 38,2 35,78 38,7 NS Độ nhớt 40°C (mm2/s) Điểm mây (°C) 0,885 0,86 – 0,9 0,892 6,29 (30° C) 1,9 – 6,0 NS Điểm chớp cháy (°C) Nhiệt cháy (MJ/kg) Độ bền oxi hóa 35 NS (giờ) Chỉ số axit (mgKOH/ 0,46 0,9 Lớn 0,8 g) Học viên: Phạm Thị Mịn 83 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Satyan Tham khảo Morssed Jose arayan 2011 2011 a 2010 Ikwuag wu 2000 So sánh tính ƣu việt xúc tác LAS so với xúc tác H2SO4 3.4 Bảng 3.15: Kết trình phản ứng este hóa tạo metyleste điều kiện 20 phút, 40 phút Mol Xúc tác Metanol/ Nhiệt độ FFA (0C) Thời Tốc độ Độ chuyển gian khuấy hóa (vòng/phút) (%) (phút) %FFA 97,88 2,08 H2SO4 57,53 41,63 LAS 97,69 2,26 54,64 54,66 LAS 2 H2SO4 60 60 20 40 200 200 Như ta thấy: thời gian khuấy 20 phút xúc tác LAS thể rõ tính ưu việt hẳn xúc tác H2SO4, độ chuyển hóa cao đạt 97,88 % %FFA lại 2,08 % với xúc tác H2SO4 có độ chuyển hóa 57,53% %FFA lại 41,63 Học viên: Phạm Thị Mịn 84 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ KẾT LUẬN Sau trình làm đồ án, rút số kết luận sau: Khảo sát trình tổng hợp axit béo từ dầu cao su, từ rút điều kiện tối ưu cho trình Sản phẩm axit béo dùng nguyên liệu cho trình este hóa để sản xuất biodiesel Tuy nhiên hiệu suất trình thủy phân chưa đạt yêu cầu, cần phải tiếp tục bổ sung hoàn thiện điều kiện kỹ thuật để có trình thủy phân tối ưu mà có hiệu Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố đến trình este hóa sử dụng xúc tác H2SO4 Đó tỷ lệ mol methanol/ FFA, nhiệt độ, thời gian phảm ứng tốc độ khuấy Trong đó, yếu tố tỷ lệ mol methanol/FFA yếu tố ảnh hưởng lớn đến trình Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ mol methanol/ FFA hàm lượng xúc tác ảnh hưởng đến trình este hóa sử dụng xúc tác LAS So sánh hiệu hai loại xúc tác: H2SO4 xúc tác hữu đến độ chuyển hóa trình este hóa việc giảm % FFA từ nguyên liệu Kết luận rằng, xúc tác LAS mang đến kết ưu việt vượt trội hẳn so với xúc tác H2SO4 Sau đánh giá sản phẩm, ta thấy chất lượng B100 đạt yêu cầu Luận văn bước đầu khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến trình sản xuất axit béo từ dầu cao su metyleste từ axit béo thời gian thực có hạn nên kết bước đầu nhiều hạn chế Vì vậy, kính mong nhận đóng góp ý kiến quý báu quý thầy cô bạn Học viên: Phạm Thị Mịn 85 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Mai Ngọc Chúc cộng (2000), Báo cáo kết đề tài nghiên cứu cấp Nghiên cứu công nghệ tách axít béo từ nguồn phế thải thực vật sản xuất thuốc tuyển quặng Apatit, Viện hóa học công nghiệp, Hà Nội [2] Nguyễn Văn Đạt, Bùi Thị Bửu Huệ, Ngô Kim Liên, Đỗ Võ Anh Khoa (2012) Tổng hợp diesel sinh học từ dầu hạt cao su, Tạp chí khoa học 2012:21a 105-113 [3] Lê Văn Hiếu (2006), Công nghệ chế biến dầu mỏ, Nhà xuất khoa học kỹ thuật [4] Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2012), Nhiên liệu sạch, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [5] Lê Thị Thanh Hương, Lê Viết Tấn, Phan Minh Tân, Trần Thị Việt Hoa (2009), Tối ưu hoá chuyển hoá este mỡ cá tra với xúc tác KOH/ -Al2O3 sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng, Tạp chí phát triển khoa học công nghệ, tập 12, số 13 [6] Từ Văn Mặc (2003), Phương pháp phổ nghiệm nghiên cứu cấu trúc phân tử, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật [7] Nguyễn Đức Minh (1996), Nghiên cứu khả thay nhiên liệu diesel nhiên liệu tạo từ dầu thực vật, Trường ĐH Giao thông Vận tải [8] Văn Đình Sơn Thọ (2012), Báo cáo chuyên đề “Hợp tác nghiên cứu chuyển hóa sinh học phụ phẩm chất thải sản xuất cao su tự nhiên cho mục tiêu phát triển nhiên liệu sinh học hệ thứ hai giảm thiểu ô nhiễm môi trường” có chuyên đề “khảo sát trạng thu hoạch, phân loại, chế biến sử dụng dầu cao nông trường sản xuất cao su [9] TCVN 6127:2010 (2010), Dầu mỡ động vật thực vật: Xác định trị số axit độ axit [10] Ann Arbor (1990), Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, CRC Press, Michigan Học viên: Phạm Thị Mịn 86 Luận Văn Thạc Sỹ [11].Arumugam Sakuthalai PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Ramadhas, Simon Jayaraj, Chandrashekaran Muraleedhanran (2008), “Biodiesel production from Rubber seed oil”, Handbook of Plant-Based Biofuels p281-291 [12] Ayato Kawashima, Koh Matsubara, Katsuhisa Honda (2008), “Development of heterogeneous base catalysts for biodiesel production”, Biosource Technology 99, pp 3439-3443 [13] Ayhan Demirbas (2008), Biodiesel: A Realistic Fuel Alternative for Diesel Engines, Springer-Verlag London Limited [14].D.F.Melvin Jose, R.Edwin Raj, B.Durga Prasad, Z.Robert Kennedy, A.Mohammed Ibrahim (2011), “A multi-variant approach to optimize process parameters for biodiesel extraction from rubber seed oil”, Applied Energy [15] Eiichi one, Joel.Cuello, Selection of optimal micrroalgae species for CO2 seqestration, the university of Arizzona depart ment of Agricultural and Biosysteroms Engineering, 403 shants buil doing tucson, Az85721, U.S.A [16] Fangrui Ma, Milford A Hanna (1999), “Biodiesel production: a review”, Bioresource Techology 70, pp 1-15 [17] Gerhard Knothe, Jon Van Gerpen, Jürgen Krahl (2005), The Biodiesel Handbook, AOCS Press, Champaign, Illinois [18] Joshua Tickell (2002), From the fryer to the fuel tank – The complete guide to using vegetable oil as an alternative fuel, Joshua Tickell Publications New Orleans [19] Kunchana Bunyakiat, Sukunya Makmee, Ruengwit, Sawangkeaw, Continuous production of biodiesel via tranesterification from vegetable oils in supercritical methanol, Fuels Research Center, Department of Chemical Technology, Faculty of Sience, Chulalongkoru University, Bankok 10330, Thailand [20].Kurt Kosswig (2007), Surfactants in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Học viên: Phạm Thị Mịn 87 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ [21] L.C Meher, D Vidya Sagar, S.N Naik (2006), “Technical aspects of biodiesel production by transesterification – a review”, Renewable and Sustainable Energy Reviews 10, pp.248-268 [22] Mahbub Morshed, Kaniz Ferdous, Maksudur R Khan, M.S.I Mazumder, M.A.Islam, Md.T.Uddin, “Rubber seed oil as a potential source for biodiesel production in Bangladesh”, Fuel 90 (2011) 2981-2986 [23] S.N Harikrishnan, R Sabarish (2014), Experimental Analysis of Direct Injection Diesel Engine Using Rubber Seed Oil, Department of Mechanical Engineering, Bharath University [24] S.N Naik, Vaibhav V Goud, Prasant K Rout, Ajay K Dalai (2009), Production of first and second generation biofuels: A comprehensive review, Elsevier Ltd [25] Van Tho, Phan Nghia, Nguyen Vu, Nguyen Huong, To Anh (2013), “Optimization of esterification of fatty acid rubber seed oil for methyl ester synthesis in plug flow reactor”, International Journal of Green Energy Học viên: Phạm Thị Mịn 88 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ PHỤ LỤC Sự phân bố methanol dầu thực phản ứng ester hóa Bảng 3.16: Sự phân bố methanol dầu thực phản ứng ester hóa Sự phân bố kích thƣớc hạt Thời gian (phút) H2SO4 LAS Nhiều hạt to, phân bố không đồng Nhiều hạt nhỏ 30 Đã xuất nhiều hạt nhỏ Các hạt nhỏ phân bố đồng 60 Nhiều hạt nhỏ Mật độ hạt nhỏ nhiều Hình 3.18: Kích thước hạt nhũ sử dụng xúc tác H2SO4 Với xúc tác H2SO4: mật độ hạt thấp, pic nhỏ nên chủ yếu hạt to, kích thước hạt trung bình 5852nm Học viên: Phạm Thị Mịn 89 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Hình 3.19: Kích thước hạt nhũ sử dụng xúc tác LAS Pic không nhọn, có độ rộng dài, kích thước hạt trung bình 5120 nm Học viên: Phạm Thị Mịn 90 [...]... liệu diesel khoáng, riêng B20 (hỗn hợp của 20% biodiesel và 80% diesel khoáng) có thể được sử dụng trong các động cơ diesel mà không cần phải thay đổi kết cấu động cơ Thực tế động cơ sẽ chạy tốt hơn với B20 so với biodiesel nguyên chất [4] - Ưu điểm của biodiesel + Trị số xetan cao: Biodiesel là các ankyl este mạch thẳng nên có trị số xetan cao hơn hẳn diesel khoáng Nhiên liệu diesel khoáng thường có trị. .. biodiesel từ dầu hạt cao su Kết quả đã thu được biodiesel với hiệu suất 75% Nghiên cứu quy trình sản xuất biodiesel từ dầu rán phế thải hợp tác giữa trường ĐH Khoa học Tự nhiên (thuộc ĐH Quốc Gia Hà Nội) và trường ĐH Osaka Prefecture (Nhật Bản) Các nhà khoa học đã bước đầu sản xuất được nhiên liệu biodiesel (nhiên liệu sinh học) chiết xuất từ dầu rán phế thải để làm nguồn nhiên liệu cho động cơ diesel. .. nhiên liệu thì động cơ sử dụng nhiên liệu biodiesel cho công suất thấp hơn động cơ sử dụng diesel khoáng + Giá thành cao Biodiesel thu được từ dầu thực vật đắt hơn so với nhiên liệu diesel thông thường Ví dụ: ở Mỹ, 1 gallon dầu đậu nành có giá trị gần gấp hai đến ba lần một gallon dầu diesel Nhưng trong quá trình sản xuất biodiesel có thể tạo ra sản phẩm phụ là glyxerin có rất nhiều ứng dụng nên có thể... dụng biodiesel như một dạng nhiên liệu thường xuyên thì phải quy hoạch tốt vùng nguyên liệu + Độ linh động không cao Có thể thấy nhiệt độ vẩn đục, nhiệt độ kết tinh và nhiệt độ đông đặc của biodiesel có giá trị cao hơn so với giá trị tương ứng của diesel Mặc dù, các nhiệt độ này phụ thuộc khá nhiều vào nguồn nguyên liệu, tuy nhiên việc sử dụng biodiesel (đặc biệt là các loại biodiesel tổng hợp từ dầu... nay, nguồn nguyên liệu dầu thực vật có giá trị khác đang được nghiên cứu đó là tảo So với dầu thực vật thì tảo cho hiệu suất thu hồi biodiesel cao hơn, mặt khác tảo có ưu điểm là nó hấp thụ CO2 nhiều hơn so với các loại dầu thực vật khác Chỉ có khoảng 45% biodiesel được sản xuất từ dầu thực vật tinh luyện, còn lại có thể tổng hợp từ bất kỳ nguồn nguyên liệu nào khác Đối với nước ta thì có tới vài chục... 17 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ Đây là những nguyên liệu rẻ tiền có thể làm giảm giá thành sản xuất biodiesel nhưng chúng đều gặp phải vấn đề là có hàm lượng axit béo tự do rất cao nên cần có biện pháp làm giảm hàm lượng axit béo tự do trước khi đưa vào tổng hợp biodiesel - Dầu thực vật: các nguyên liệu dầu thực vật để sản xuất biodiesel là dầu đậu nành, dầu sở, dầu bông dầu cọ, dầu dừa…... thì quá trình sản xuất axit béo ngày càng tăng chứng tỏ chất béo ngày càng có vai trò trong đời sống xã hội Trong tự nhiên có khoảng 40 loại axit béo, trong đó loại mà cơ thể người có thể hấp thu và tận dụng chỉ có các loại axit béo có số nguyên tử cacbon chẵn Về mặt hóa học, căn Học viên: Phạm Thị Mịn 26 Luận Văn Thạc Sỹ PGS.TS Văn Đình Sơn Thọ cứ vào sự khác nhau về liên kết hóa trị của nguyên tử cacbon... cứu có định hướng tiêu chuẩn về nhiên liệu sinh học ở Việt Nam, trong đó có tiêu chuẩn cho nhiên liệu biodiesel [7] Vào đầu năm 2009, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cũng đã tổ chức Hội nghị quốc tế về “ nhiên liệu sinh học Hội nghị đã thu hút được sự quan tâm của nhiều nước như Pháp, Thái Lan, Ấn Độ,…và các trường đại học lớn ở nước ta Hội nghị đã có nhiều báo cáo khoa học về etanol sinh học và biodiesel... nghiệp sản xuất dầu thực vật ở nước ta vẫn còn non trẻ, trữ lượng thấp, giá thành cao Bên cạnh đó, nguồn mỡ động vật cũng là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất biodiesel, giá thành mỡ động vật lại rẻ hơn dầu thực vật rất nhiều Chẳng hạn, như ở An Giang, Cần Thơ, một vài doanh nghiệp đã thành công trong việc sản xuất biodiesel từ mỡ cá basa Theo tính toán của các công ty này thì biodiesel sản xuất từ mỡ... hai sản phẩm chính là mủ cao su và gỗ cao su có giá trị kinh tế cao, dầu trích ly từ hạt cao su cũng là sản phẩm phụ của ngành cao su Do các sản phẩm có nguồn gốc dầu mỏ ngày càng khan hiếm nên các sản phẩm có nguồn gốc thực vật càng được quan tâm để ý và hiện đang được đánh giá tiềm năng để đưa ra khả năng khai thác sử dụng sao cho có hiệu quả và kinh tế Hiện nay Việt Nam đứng thứ 6 về diện tích và sản