nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ mỡ cá basa phế thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM HUY NAM SƠN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP BIODIESEL TỪ MỠ CÁ BASA PHẾ THẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2010 Luận văn thạc sỹ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn “Nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ mỡ cá basa phế thải” công trình nghiên cứu riêng Các số liệu luận văn sử dụng trung thực Kết nghiên cứu trình bày luận văn chưa công bố công trình khác Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Hữu Trịnh, người hướng dẫn tận tình chu đáo mặt chuyên môn để giúp hoàn thành Luận văn Đồng thời xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Bộ môn Công nghệ Hữu – Hóa dầu trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội người giúp đỡ, tạo điều kiện sở vật chất suốt thời gian học tập làm nghiên cứu trường Qua xin gửi lời cảm ơn chân thành đến bạn bè đồng nghiệp, người động viên giúp đỡ nhiều suốt trình thực đề tài Dù cố gắng trình hoàn thành Luận văn này, không tránh khỏi điều thiếu sót, mong nhận bảo phê bình thầy cô để Luận văn hoàn chỉnh Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 26 tháng 10 năm 2010 Phạm Huy Nam Sơn Phạm Huy Nam Sơn      Luận văn thạc sỹ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU Phần I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Chương 1: Nhiên liệu Diesel 1.1 Thành phần hóa học nhiên liệu diesel 1.2 Các tiêu chất lượng nhiên liệu diesel .2 1.3 Khí thải động sử dụng nhiên liệu diesel 1.4 Phương pháp nâng cao chất lượng nhiên liệu diesel Chương 2: Biodiesel .9 2.1 Tổng quan nhiên liệu sinh học .9 2.2 Tổng quan biodiesel .10 2.3 Ưu, nhược điểm biodiesel 10 2.4 Tỷ lệ pha trộn biodiesel với diesel 14 Chương 3: Quá trình tổng hợp biodiesel 16 3.1 Nguyên liệu, xúc tác cho trình tổng hợp biodiesel 16 3.2 Quá trình este hóa sản xuất biodiesel 17 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình phản ứng 23 Chương 4: Nguyên liệu mỡ cá basa 26 4.1 Tình hình phát triển ngành nuôi tra basa Việt Nam .26 4.2 Quy trình sản xuất mỡ từ cá tra cá basa .26 4.4 Triển vọng sản xuất biodiesel từ mỡ tra basa 27 Phần II: THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 Chương 5: Tổng quan xúc tác kiềm γ-Al2O3 28 5.1 Oxyt Nhôm 28 5.3 γ-Al2O3 mao quản trung bình (MQTB) 32 5.4 Các phương pháp nghiên cứu đặc trưng vật liệu γ-Al2O3 34 Chương : Tạo chất mang 38 6.1 Điều chế Boehmite từ nhôm phế liệu 38 Phạm Huy Nam Sơn      Luận văn thạc sỹ 6.2 Điều chế γAl2O3 từ Boehmite 39 Chương 7: Đưa pha xúc tác lên chất mang 42 7.1 Điều chế xúc tác CaO/γ-Al2O3 42 7.2 Điều chế xúc tác Na2CO3/ γ-Al2O3 42 Chương 8: Tiến hành tổng hợp biodiesel 43 8.1 Tiến hành phản ứng este hóa 43 8.2 Tinh chế sản phẩm 44 8.3 Tinh chế biodiesel thu .44 8.4 Thu hồi glyxerin 45 8.5 Thu hồi xúc tác 45 8.6 Tính độ chuyển hóa phản ứng 45 Chương 9: Phân tích chất lượng sản phẩm biodiesel 47 9.1 Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc kín 47 9.2 Phương pháp xác định độ ăn mòn đồng 48 9.3 Tính toán số cetane .48 PHẨN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .50 Chương 10: Kết phân tích tiêu chất lượng mỡ cá 50 Chương 11: Khảo sát đặc trưng xúc tác chất mang 51 11.1 Kết tổng hợp Boehmite 51 11.2 Kết tổng hợp γ-Al2O3 51 11.3 Kết tổng hợp xúc tác kiềm γ-Al2O3 62 11.4 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến độ chuyển hóa tổng hợp Biodiesel 65 Chương 12 Khảo sát trình tái sử dụng xúc tác 79 Chương 13 Đánh giá chất lượng sản phẩm 80 13.1 Phổ hồng ngoại sản phẩm biodiesel 80 13.2 Kết GC – MS mẫu sản phẩm biodiesel thu 80 KẾT LUẬN 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 87 Phạm Huy Nam Sơn      Luận văn thạc sỹ DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Chỉ tiêu chất lượng số loại nhiên liệu diesel Việt Nam Bảng 2.1: So sánh nhiên liệu sinh học với nhiên liệu dầu mỏ Bảng 2.2: So sánh tính chất nhiên liệu diesel với biodiesel .11 Bảng 2.3: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng biodiesel theo ASTM-D6751 13 Bảng 2.4: Một số tiêu biodiesel từ nguyên liệu khác 14 Bảng 2.5: Tỷ lệ phát thải biodiesel so với nhiên liệu diesel truyền thống 15 Bảng 3.1: Độ chuyển hoá biodiesel với loại xúc tác khác 22 Bảng 10.1: Các số mỡ cá basa 50 Bảng 11.1: Kết đo BET mẫu γ-Al2O3 tổng hợp sử dụng 10% axit Tartaric 15% amoni nitrat .56 Bảng 11.2: Kết đo BET mẫu γ-Al2O3 với hàm lượng 7% Tween20 so với boehmite 62 Bảng 11.3: Ảnh hưởng hàm lượng CaO xúc tác CaO/γ-Al2O3 đến độ chuyển hóa biodiesel 66 Bảng 11.4: Ảnh hưởng nhiệt độ nung xúc tác đến độ chuyển hóa 67 Bảng 11.5: Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác đến độ chuyển hóa Biodiesel 68 Bảng 11.6: Ảnh hưởng tỷ lệ metanol/mỡ đến độ chuyển hóa 69 Bảng 11.7: Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến độ chuyển hóa 70 Bảng 11.8: Ảnh hưởng thời gian đến độ chuyển hóa .72 Bảng 11.9: Độ chuyển hóa biodiesel phụ thuộc hàm lượng Na2CO3 xúc tác.73 Bảng 11.10: Độ chuyển hóa Biodiesel phụ thuộc vào tỉ lệ mol methanol/mỡ cá .74 Bảng 11.11: Độ chuyển hóa Biodiesel phụ thuộc vào hàm lượng xúc tác .75 Bảng 11.12: Độ chuyển hoá Biodiesel phụ thuộc nhiệt độ phản ứng .76 Bảng 11.13: Độ chuyển hóa biodiesel phụ thuộc thời gian phản ứng 77 Bảng 12.1: Quá trình tái sử dụng xúc tác .79 Bảng 13.1: Một số tiêu chất lượng sản phẩm Biodiesel 81 Phạm Huy Nam Sơn      Luận văn thạc sỹ DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 5.1: Mật độ nhóm OH oxyt nhôm trình nung nóng 28 Hình 5.2: Cấu trúc khối γAl2O3 29 Hình 5.3: Vị trí cation Al3+ cấu trúc oxyt nhôm 30 Hình 5.4: Ba dạng đường hấp phụ nhả hấp phụ vật liệu MQTB 33 Hình 8.1: Sơ đồ thiết bị phản ứng 43 Hình 8.2: Sơ đồ chiết sản phẩm 44 Hình 11.1: ảnh XRD γ-Al2O3 với axit tartaric 15% 15%NH4NO3 so với khối lượng Boehmite, thời gian nung 500oC 5h 51 Hình 11.2: ảnh XRD γ-Al2O3 với axit tartaric 10% 15%NH4NO3 so khối lượng Boehmite, thời gian nung 500oC 7h 52 Hình 11.3: Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng nhiệt vi sai hỗn hợp gồm Boehmite, axit Tartaric amoni nitrat 53 Hình 11.4: Mẫu γ-Al2O3 thông thường 54 Hình 11.5: Mẫu γ-Al2O3 (10% axit Tactaric 10% amoni nitrat so với boehmite)54 Hình 11.6: Mẫu γ-Al2O3 (10% axit Tactaric 15% amoni nitrat) 54 Hình 11.7: Mẫu γ-Al2O3 (10% axit Tactaric 20% amoni nitrat) 54 Hình 11.8: Mẫu γ-Al2O3 thông thường 55 Hình 11.9: Mẫu γ-Al2O3 MQTB tổng hợp .55 Hình 11.10: Giản đồ phân tích nhiệt trọng lượng nhiệt vi sai hỗn hợp Boehmite Tween 20 57 Hình 11.11: Phổ XRD của γ-Al2O3 với hàm lương Tween 20 3% so với Boehmite 58 Hình 11.12: Phổ XRD của γ-Al2O3 với hàm lương Tween 20 5% so với Boehmite 58 Hình 11.13: Phổ XRD γ-Al2O3 với hàm lương Tween 20 7% so với Boehmite59 Hình 11.14: Mẫu γ-Al2O3 60 Phạm Huy Nam Sơn      Luận văn thạc sỹ Hình 11.15: Mẫu γ-Al2O3 MQTB tổng hợp 60 Hình 11.16: Mẫu γ-Al2O3 (có 7% Tween 20 so với Boehmite) 60 Hình 11.17: Mẫu γ-Al2O3 (có 5% Tween 20 so với Boehmite) 60 Hình 11.18: γ-Al2O3 thông thường 61 Hình 11.19: γ-Al2O3 MQTB .61 Hình 11.20: Mẫu 5% CaO/γ-Al2O3 với độ phóng đại khác .63 Hình 11.21: Mẫu 10% CaO/γ-Al2O3 với độ phóng đại khác 63 Hình 11.22: Mẫu 15% CaO/γ-Al2O3 với độ phóng đại khác 63 Hình 11.23: Na2CO3/γ-Al2O3(40%) 64 Hình 11.24: Na2CO3/γ-Al2O3(60%) 64 Hình 11.25: Phổ XRD xúc tác Na2CO3/γ-Al2O3 (40%) nung 300oC .65 Hình 11.26: Phổ XRD xúc tác Na2CO3/γ-Al2O3 (40%) nung 500oC .65 Hình 11.27: Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác đến độ chuyển hóa 66 Hình 11.28: Ảnh hưởng nhiệt độ nung đến độ chuyển hóa 67 Hình 11.29: Ảnh hưởng hàm lượng xúc tác đến độ chuyển hóa 69 Hình 11.30: Ảnh hưởng tỷ lệ metanol/mỡ đến độ chuyển hóa 70 Hình 11.31: Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến độ chuyển hóa 71 Hình 11.32: Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến độ chuyển hóa .72 Hình 11.33: Ảnh hưởng hàm lượng Na2CO3 đến độ chuyển hóa .73 Hình 11.34: Ảnh hưởng tỷ lệ methanol/mỡ đến độ chuyển hóa .74 Hình 11.35: Ảnh hưởng lượng xúc tác đến độ chuyển hóa 75 Hình 11.36: Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến độ chuyển hóa 76 Hình 11.37: Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến độ chuyển hóa .77 Hình 13.1: Kết phân tích phổ hồng ngoại sản phẩm biodiesel 80 Phạm Huy Nam Sơn      Mở đầu MỞ ĐẦU Hiện vấn đề giá nhiên liệu áp lực từ công tác bảo vệ môi trường ngày tăng cao mối quan tâm Việt Nam tất nước giới Các nguồn nguyên liệu hoá thạch để sản xuất lượng (như dầu mỏ, than đá) ngày cạn kiệt khí thải nguyên nhân gây ô nhiễm bầu khí gây hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozôn, làm trái đất ấm dần lên, khí thải H2S, SOx, CO2 gây mưa axit Do việc nghiên cứu nguồn lượng rẻ thân thiện với môi trường nhằm thay nhiên liệu hoá thạch tập trung nghiên cứu mạnh mẽ Trong dạng lượng như: lượng mặt trời, lượng gió, lượng nguyên tử, nhiên liệu sinh học; nhiên liệu sinh học quan tâm sản xuất từ việc trồng trọt chăn nuôi được, nhiên liệu thân thiện với môi trường Từ thực tiễn nước ta có nông nghiệp phát triển, hướng sản xuất biodiesel từ sản phẩm phụ ngành nông nghiệp cần phải nghiên cứu ứng dụng mạnh mẽ nhắm giảm giá thành sản phẩm, bảo vệ môi trường góp phần bảo đảm an ninh lượng Việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu cho trình tổng hợp biodiesel thích hợp với điều kiện Việt Nam tiếp tục nghiên cứu theo hướng sử dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền Với mục đích đó, Luận văn nghiên cứu chế tạo biodiesel từ mỡ cá basa, phụ phẩm trình chế biến cá xuất có giá thành thấp Luận văn tốt nghiệp tập trung nghiên cứu đến vấn đề sau: - Tổng hợp vật liệu γ-Al2O3 có cấu trúc đa mao quản diện tích bề mặt riêng lớn nhằm đưa pha hoạt tính lên chất mang cách hiệu - Đưa xúc tác kiềm lên γ-Al2O3 để chế tạo hệ xúc tác dị thể có hoạt tính cao cho phản ứng tổng hợp biodiesel từ mỡ cá basa - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tổng hợp biodiesel từ mỡ cá basa như: xúc tác, thời gian phản ứng, nhiệt độ, lượng xúc tác, tỷ lệ mol methanol/nguyên liệu - Tìm điều kiện tối ưu cho phản ứng tổng hợp biodiesel từ mỡ cá basa xúc tác dị thể Phạm Huy Nam Sơn 1     Chương 1: Nhiên liệu diesel Phần I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Chương 1: Nhiên liệu Diesel Diesel loại nhiên liệu lỏng, sản phẩm tinh chế từ dầu mỏ có thành phần chưng cất nằm dầu hoả (kesosene) dầu bôi trơn (lubricating oil) Chúng thường có nhiệt độ bốc từ 175 đến 3700C Các nhiên liệu Diesel nặng hơn, với nhiệt độ bốc 315 đến 4250C gọi dầu Mazut (Fuel oil) Dầu Diesel đặt tên theo nhà sáng chế Rudolf Diesel, dùng loại động đốt mang tên, động diesel 1.1 Thành phần hóa học nhiên liệu diesel Trong trình chưng cất dầu mỏ thành phân đoạn nhỏ dựa vào khác nhiệt độ sôi ta thu phân đoạn dầu diesel có khoảng nhiệt độ sôi 250 – 3500C chứa hydrocacbon có số nguyên tử cacbon từ C16 ÷ C20,C21 Phần lớn phân đoạn n-parafin, izoparafin; hydrocacbon thơm chiếm không nhiều Các n-parafin mạch dài có nhiệt độ kết tinh cao, chúng nguyên nhân gây ổn định phân đoạn nhiệt độ thấp Trong phân đoạn dầu diesel naphten thơm vòng chủ yếu, chất hợp chất có vòng bắt đầu tăng lên Xuất hợp chất với cấu trúc hỗn hợp naphten thơm Hàm lượng chất chứa S, N, O bắt đầu tăng nhanh, hợp chất chứa lưu huỳnh chủ yếu tồn dạng disunfua, dị vòng Các chất chứa oxy (dạng axit naphtenic) có nhiều đạt cực đại phân đoạn Ngoài có chất dạng phenol dimety phenol Trong phân đoạn xuất nhựa, song trọng lượng phân tử dạng nhựa thấp vào khoảng 300 – 400 dvc.[18] 1.2 Các tiêu chất lượng nhiên liệu diesel Để động diesel làm việc ổn định đòi hỏi nhiên liệu diesel phải đảm bảo tiêu chất lượng sau : - Phải có tính tự cháy phù hợp: tính chất đánh giá qua trị số xetan Phạm Huy Nam Sơn 2     Chương 1: Nhiên liệu diesel Trị số xetan đơn vị đo quy ước đặc trưng cho khả tự bắt lửa nhiên liệu diesel, số nguyên, có giá trị giá trị hỗn hợp chuẩn có khả tự bắt cháy Hỗn hợp chuẩn gồm hai hydrocacbon: n-xetan (C16H34) quy định 100, có khả tự bắt cháy tốt alpha-metyl naphtalen (C11H10) quy định 0, có khả tự bắt cháy Trị số xetan xác định theo tiêu chuẩn ASTM-D613 Khi sử dụng nhiên liệu diesel phải ý đến trị số xetan phù hợp với số vòng quay động cơ, không động hoạt động không bình thường Khi trị số xetan thấp yêu cầu, động làm việc khó khăn, máy nóng, công suất giảm Khi trị số xetan nhiên liệu cao mức yêu cầu, nhiên liệu tự cháy nhanh nên cháy không hoàn toàn, xả khói đen, tiêu hao nhiên liệu, làm bẩn máy gây ô nhiễm môi trường - Thành phần chưng phân đoạn: Thành phần chưng cất phân đoạn có ảnh hưởng lớn tính động diesel, tiêu xác định theo tiêu chuẩn ASTM D-86 Nhiệt độ sôi 10% đặc trưng cho phần nhẹ dễ bốc nhiên liệu Nếu thành phần nhẹ cao, cháy làm tăng nhanh áp suất, động làm việc “cứng” dẫn tới cháy kích nổ Thành phần nhẹ nhiều dẫn tới phun sương không tốt, giảm tính đồng hỗn hợp cháy, làm cho khí cháy tạo nhiều khói đen, tạo muội, làm bẩn máy pha loãng dầu nhờn, động làm việc công suất, giảm tuổi thọ Nhiệt độ sôi 50% đặc trưng cho khả khởi động động Nhiên liệu có t50% thích hợp làm động khởi động dễ dàng Nhiệt độ sôi 90% nhiệt độ sôi cuối đặc trưng cho khả cháy hoàn toàn nhiên liệu - Độ nhớt động học: Độ nhớt nhiên liệu diesel quan trọng ảnh hưởng đến khả bơm phun trộn nhiên liệu vào buồng đốt Độ nhớt nhiên Phạm Huy Nam Sơn 3     Chương 12 Khảo sát trình tái sử dụng xúc tác Chương 12 Khảo sát trình tái sử dụng xúc tác Sau xác định điều kiện tối ưu: nhiệt độ phản ứng trì 60oC, thời gian phản ứng giờ, tỷ lệ mol metanol/mỡ cá 15/1, tốc độ khuấy trộn 800 vòng/phút, hàm lượng xúc tác sử dụng 3,5g Na2CO3 /γ-Al2O3 cho 100 ml mỡ cá, tiến hành chạy phản ứng điều kiện Sau lần chạy phản ứng đầu tiên, xúc tác lọc tách khỏi sản phẩm phản ứng đem rửa sấy, nung tiếp tục đưa vào phản ứng lần 1, lần 2, kết sau: Bảng 12.1: Quá trình tái sử dụng xúc tác Số lần tái sử dụng xúc tác Độ chuyển hóa biodiesel 91,8 84,5 68,3 Qua kết thí nghiệm thấy: sau lần tái sử dụng xúc tác hiệu suất thu biodiesel lại giảm xuống Điều trình phản ứng có lượng chất hoạt động bị bong khỏi chất mang vào sản phẩm phản ứng Mặt khác trình phản ứng xúc tác bị hoạt tính dần nên độ chuyển hóa biodiesel giảm dần Phạm Huy Nam Sơn 79     Chương 13 Đánh giá chất lượng sản phẩm Chương 13 Đánh giá chất lượng sản phẩm 13.1 Phổ hồng ngoại sản phẩm biodiesel 423.2 1746.4 10 2854.0 2925.4 20 1118.2 30 1163.9 1462.2 40 1237.4 3008.2 50 1099.0 1375.9 60 722.9 70 %Transmittance 585.4 967.5 80 913.5 1653.0 2679.0 90 3472.9 100 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wavenumbers (cm-1) Number of sample scans: 64 Number of background scans: 64 Resolution: 2.000 Sample gain: 2.0 Mirror velocity: 0.6329 Aperture: 100.00 Hình 13.1: Kết phân tích phổ hồng ngoại sản phẩm biodiesel So với Atlat chuẩn ta thấy phổ IR biodiesel tạo xuất vân hấp thụ với cường độ mạnh vùng tần số 2850 – 2960 cm-1 đặc trưng cho dao động nhóm metyl (-CH3) Ớ cạnh vân hấp thụ có xuất thêm vân với cường độ yếu tần số 3008,2 cm-1 đặc trưng nhóm –CH3 liên kết với nhóm –C=O (theo Atlat chuẩn 3100-2900 cm-1) Trên phổ xuất vân hấp thụ có cường độ mạnh với tần số 1746 cm-1 ứng với dao động nhóm cacbonyl este Như vậy, kết qủa phân tích IR phù hợp với có mặt metyl este sản phẩm biodiesel Điều chứng tỏ tạo thành biodiesel 13.2 Kết GC – MS mẫu sản phẩm biodiesel thu Từ kết sắc ký khí khối phổ cho thấy mẫu biodiesel tổng hợp có peak có thời gian lưu tương ứng với metyl este loại axit có thành phần mỡ cá basa Các peak có diện tích lớn ứng với mestyl este axit béo oleic (33,06%), palmitic (28,66%), linoleic (12,63%), axit béo chiếm thành phần chủ yếu mỡ cá basa Phạm Huy Nam Sơn 80     Chương 13 Đánh giá chất lượng sản phẩm Bảng 13.1: Một số tiêu chất lượng sản phẩm Biodiesel Stt Yêu cầu thử nghiệm Phương pháp Đơn vị tính Kết ASTM D445 cSt 5,4 ASTM D1298 g/cm3 0,883 - 1a thử nghiệm Độ nhớt động học, 40 C Tỷ trọng, 150C Ăn mòn đồng TCVN 2694-1995 ASTM D130-94 Trị số axit mg KOH/g 0,35 Chỉ số cetane - 51 Nhiệt độ chớp cháy TCVN 2693-1995 C 155 cốc kín ASTM D-93 Phạm Huy Nam Sơn 81  o    Kết luận KẾT LUẬN Sau thời gian làm việc khẩn trương với nỗ lức học hỏi thân với giúp đỡ tận tình thầy cô giáo bạn bè, đồng nghiêp, hoàn thành Luận văn tốt nghiệp với đề tài Nghiên cứu tổng hợp Biodiesel từ mỡ cá basa phế thải với số kết sau : Tổng hợp Boehmite có độ tinh thể cao từ nhôm phế liệu Đã điều chế γ-Al2O3 đa mao quản có kích thước trung bình diện tích bề mặt riêng lớn với chất tạo khí amoni nitrat chất tạo cấu trúc axit Tactaric với hàm lượng tối ưu axit Tactaric: 10% so với boehmite, amoni nitrat: 15% so với boehmite Nghiên cứu điều kiện tối ưu để tổng hợp vật liệu γ-Al2O3 mao quản trung bình sử dụng Tween20 làm chất định hướng cấu trúc, với hàm lượng Tween20 7% Điều chế thành công xúc tác CaO/γ-Al2O3 làm xúc tác cho phản ứng tổng hợp Biodiesel với hàm lượng tối ưu 10% CaO/γ-Al2O3 Điều chế thành công xúc tác Na2CO3/γ-Al2O3 làm xúc tác cho phản ứng tổng hợp Biodiezel với hàm lượng tối ưu 40% Na2CO3/γ-Al2O3 Đã tổng hợp thành công Biodiesel với độ chuyển hóa cao 91,8% xúc tác dị thể 40% Na2CO3/γ-Al2O3 với điều kiện tối ưu sau: - Lượng xúc tác: 3,5 g/100 ml mỡ cá basa - Nhiệt độ phản ứng: 60°C - Thời gian phản ứng: 6h - Tỷ lệ mol methanol/dầu: 15/1 Xác định điều kiện tối ưu cho phản ứng tổng hợp Biodiesel từ mỡ cá basa với độ chuyển hóa 90,7% hệ xúc tác CaO/ γ-Al2O3 với điều kiện sau: - Hàm lượng xúc tác: g cho 100 ml mỡ cá - Nhiệt độ phản ứng: 65oC Phạm Huy Nam Sơn 82     Kết luận - Thời gian phản ứng: 6h - Tỷ lệ metanol/mỡ 15/1 (mol metanol/mol mỡ cá) Qua kết nghiên cứu thấy việc sử dụng mỡ cá basa để tổng hợp nhiên liệu sinh học biodiesel hoàn toàn thực với hệ xúc tác dị thể Đây hướng phát triển đắn biodiesel tạo có giá thành rẻ sử dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền mỡ cá basa, đồng thời đáp ứng nhu cầu cấp bách việc tìm kiếm nguồn nhiên liệu thay giải vấn đề môi trường khí thải động diesel gây Phạm Huy Nam Sơn 83     Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ An, Đào Văn Tường (2005)“Tổng hợp biodiesel thân thiện môi trường từ dầu bông”, Tuyển tập báo cáo khoa học hội nghị xúc tác hấp thụ toàn quốc lần thứ Cherng-Yuan Lin, Rong-Ji Li (2009), Fuel processing technology, 90, p130136 Drauz, K; Waldmann, H; Sauerbrei,B In (1996) Applied homogeneous Catalysis with Organometallic Compounds; Cornils, B; Herrmann, W.A, ed; vol 2, VCH Verlagsgessellschaft, Weinheim, p 769 Vũ Đăng Độ (2004) Các phương pháp vật lý hóa học Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, Fangrui Ma, Milford A.Hanna (1999), Biodiesel production: A Review, Bioresource Technology 70, 1-15 Glemser O, Rieck G (1956), Die Bindung des Wassers in den durch thermische Zersetzung Aluminium Hydroxygen enstandenen, Phasen Angew Chem, Bd 68, Hf 5, pp 182 Vũ Thị Thu Hà, Lê Kim Diên (2006), Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất biodiesel từ nguồn nguyên liệu khác đánh giá tính chất hỗn hợp nhiên liệu biodiesel/diesel, Viện hóa học công nghiệp Hà Nội Vũ Tam Huề, Nguyễn Phương Tùng (2000), Hướng dẫn sử dụng nhiên liệudầu-mỡ, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Lê Thị Thanh Hương, Trần Thị Việt Hoa, Nguyễn Thị Ngọc Bích (2006), Tổng hợp AKD từ mỡ cá basa sử dụng công nghệ xeo giấy Tạp chí phát triển Khoa học Công nghệ, Tập 9, p – 10 Kiều Đình Kiểm (2006) Các sản phẩm dầu mỏ hóa dầu, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Phạm Huy Nam Sơn 84     Tài liệu tham khảo 11 J.A Kinast (March 2003), Production of Biodiesels from Multiple Feedstocks andProperties of Biodiesels andBiodiesel/Diesel Blends NREL/SR-510-31460 12 Gerhard Knothe, Jon Van Gerpen, Jurgen Karhl, The biodiesel handbook 13 Life cycle inventory of Biodiesel and Petroleum diesel for use in an Urban bus Final report May 1998 by Jonh Sheehan, Vince Camobreco, James Duffield, Michael Graboski, Housein Shapouri 14 Nguyễn Quang Lộc, Lê Văn Thạch, Nguyễn Nam Vinh (1997), Kỹ thuật ép dầu chế biến dầu, mỡ thực phẩm Nhà xuất khoa học kỹ thuật 15 Ma F, Clement L.D, Hanna M.A (1998), The effect of catalyst, free fatty acids, and water on transesterification of 857 beef tallow, Trans ASAE, 1261 – 1264 16 Từ Văn Mặc (1995), Phân tích hóa lý, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 17 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, p 248 – 268 18 PGS TS Đinh Thị Ngọ (2006), Hóa học dầu mỏ khí, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 19 Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2008), Nhiên liệu sạch, NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội 20 Peri J B, Hanna R B (1960), Surface Hydroxyl Group on γ-Alumina, J Phys Chem 64 (12), pp 1526 21 Phạm Công Tạc (2005), Nhiên liệu sinh học: nhìn từ nhiều phía, Tạp chí Công nghiệp hóa chất số 5, tr 7-9 Phạm Huy Nam Sơn 85     Tài liệu tham khảo 22 Nguyễn Hồng Thanh, Nguyễn Trần Tú Nguyên, Nguyễn Thị Phương Thoa, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM, Tạp chí phát triển KH&CN, Tập 12, Số 03 – 2009 23 Phạm Thế Thưởng (1992), Hóa học dầu béo, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 24 GS.TS Đào Văn Tường (2006), Động học xúc tác, NXB Khoa học kỹ thuật 25 Wei Du, Yuan Xu, Jing Zeng and De- hua liu (2004), “Novozym 435catalysed transesterification of crude soya bean oils for biodiesel production in a solvent – free medium”, Biotechnol, Appi, Biochem, Great Britain 26 Wtckoff, R W G (1963), Crystal Structures; Interscience New York 27 Hoàng Trọng Yêm (1999), Hóa học hữu cơ, tập 3, Nhà xuất giáo dục 28 http://www.biodiesel.org/pdf-files/fuelfactsheets/BDSpec.pdf 29 http://www.biodiesel.org/pdf-files/fuelfactsheets/emissions.pdf Phạm Huy Nam Sơn 86     Phụ lục PHỤ LỤC Phạm Huy Nam Sơn 87     Phụ lục PHỤ LỤC 1: KẾT QUẢ CHỤP SEM Mẫu γ-Al2O3 thông thường Mẫu γ-Al2O3 (10% axit Tartaric 10% amoni nitrat so với boehmite) Phạm Huy Nam Sơn 88     Phụ lục Mẫu γ-Al2O3 (10% axit Tartaric 15% amoni nitrat) Mẫu γ-Al2O3 (10% axit Tartaric 20% amoni nitrat) Phạm Huy Nam Sơn 89     Phụ lục Mẫu γ-Al2O3 (có 5% Tween 20 so với bemit) Mẫu γ-Al2O3 (có 7% Tween 20 so với boehmite) Phạm Huy Nam Sơn 90     Phụ lục PHỤ LỤC II: Kết chụp TEM Ảnh chụp TEM mẫu γ-Al2O3 sử dụng axit tartaric NH4NO3 làm chất tạo cấu trúc Phạm Huy Nam Sơn 91     Phụ lục Phạm Huy Nam Sơn 92     Phụ lục Kết chụp TEM γ-Al2O3 sử dụng chất tạo cấu trúc Tween Phạm Huy Nam Sơn 93     ... ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận văn Nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ mỡ cá basa phế thải công trình nghiên cứu riêng Các số liệu luận văn sử dụng trung thực Kết nghiên cứu trình bày luận văn chưa công... Nguyên liệu mỡ cá basa 26 4.1 Tình hình phát triển ngành nuôi tra basa Việt Nam .26 4.2 Quy trình sản xuất mỡ từ cá tra cá basa .26 4.4 Triển vọng sản xuất biodiesel từ mỡ tra basa ... trình tổng hợp biodiesel thích hợp với điều kiện Việt Nam tiếp tục nghiên cứu theo hướng sử dụng nguồn nguyên liệu rẻ tiền Với mục đích đó, Luận văn nghiên cứu chế tạo biodiesel từ mỡ cá basa,