đề cương ôn tập nhiên liệu sạch

1 Nêu đặc điểm hợp chất oxygenate sử dụng làm phụ gia cho xăng? Các hợp chất oxygenate sứ dụng làm phụ gia cho xăng acohol ether mạch nhánh Chúng có chung đặc điếm • Trong phân tử có ngun tử oxyẽ giúp cho trình cháy nhiên liệu hồn tồn Tuy nhiên, hợp chất cỏ chứa oxy nén không bền, dè phân hủy thành aldehit xeton • Có trị số octan cao • Tan tốt nước (do đêu lả hợp chất phân cực) Tuy nhiên, với môi loại xúc tác khác lại có đặc điểm riéng ❖ Xúc tác ethanon • Ethanol khan hút ầm mạnh, lượng ẩm có thẻ đạt tới 0,3-0,4% • Độ bay thấp, hòa tan tốt nhiên liệu, giúp giám phát thải co, hydrocacbon, độc hại với mơi trường người • Thường chí pha trộn vào xăng vs tý lệ 2-10% -> tăng 2-3RON ❖ Xúc tác butanol • Giảm phát thái co hydrocacbon, ăn mòn, độ bay thấp • tách lớp -> dễ dàng phân phối Nêu đặc điểm hợp phần alkylate sử dụng làm tăng trị số octan cho xăng? • Chú yếu sán phẩm mạch nhánh, cát nhánh -> tạo gốc tự bền -> chống kích nổ tốt -> trị số octan hợp phần alkylate cao • Độ bay cao, áp suất thấp • Trị số octan cao, độ nhạy nhỏ (RON>96, MON > 94) • Có tính ổn định hỏa học cao (chứa it olefin), hàm lượng độc khí thải cháy thấp Nêu đặc điểm hợp phần isomerate sử dụng làm tăng trị số octan • • • • cho xăng? Là isome đa nhánh -> căt nhánh tạo gốc tự bền -> chống kích nổ tốt -> trị số octan cúa hợp phần isomerate cao Độ bay cao, áp suất thấp Tính ổn định hóa học cao Nguyên liệu đế sán xuất hợp phân isomerate xăng cỏ giới hạn sôi 62-85*0 MTBE Trị số RON ETBE 115-123 110-119 So sánh với ETBE Độ bay ưu nhược Thấpcủa ->MTBE hòa sotan tốt Pht* thấp MTBE -> điếm bảt nhiên liệu cháy thấp Khi pha với • Giám phát thái co Giám bụi, khỏi (36% 70%) so nhiên liệu hydrocacbon với MTBE (xàng/diesel) • Giảm phát thải benzene 35% so với nhiên liệu khơng có ETBE Giảm phát thải NOx, bụi (CO, HCHO) so VỚI MTBE Giám hàm lượng phát thải ethylbenzen, BTX Tính kinh tế Giá thành thấp nhiêu so với ETBE Nhược điểm Độc hại với môi trường, It độc hại so với MTBE dễ bị phân hủy, thủy phân tạo thành andehit.xeton Hiện người ta cho MTBE gây ô nhiềm nguồn nước, mạch nước ngầm khơng khí phân hủy tạo thành formaldehyde số khí (hoặc hơi) khác Quan điểm bạn vấn đề này, giải thích sao? Về chất, MTBE chất ốn định mơi trường kiềm, trung tính acid yếu MTBE an tồn sử dụng, khơng gây án mòn, Tuy nhiên, có xuất gốc hydroxyl tự (trong động mơi trường nước ngồi tự nhiên) MTBE cỏ thể bị phán húy thành formanldehyde, acetone, TBF, peroxide, Các chất chất độc, ảnh hướng trực tiếp đến sức khỏe người, cỏ thể tồn cá nước khơng khí dạng Khi MTBE bị rò rỉ, gây mùi khó chịu cho nước với hàm lượng thấp MTBE dẻ băt cháy cỏ thể tạo peroxit dé nổ tiếp xúc với khơng khí Chính vậy, theo em quan điếm trẽn hồn tồn Ví dụ vê chế phân hủy MTBE tạo formandehyde (H3C)3C-0-CH3 -> (1) (tác nhân 1OH, tách a-H) (CH3)3OC*H2 -> (+02) (CH3)3C-CH2OO* -» (+RR’CHOO*) (CH3)3OCH2OOOOCHRR' (tetroxide khơng bền) Tetroxide khơng bền, tách a-H, hình thành hợp chất trung gian không bên Tetroxide -> (- a-H) (CH3)3-0-CH20000-C-RR'- (trạng thái trung gian tách a-H không bền) -> [(CH3)3C- O-CH2OH) (không bền) ->(CH3)3OH + HCHO (formaldehyde) Phản ứng (1) xảy tác nhân *OH (sinh trình vận hành động cơ, ) cơng tách a-H tạo góc tự dân đến hình thành tetroxide Sau đó, mơi trường giàu O2 xảy trình tạo formandehyde Trị số octan (ON) đại lượng sử dụng để đánh giá khả kích nố xăng Cho biết cách xác định khác biệt MON (motor octane number) RON (research octane number) gì? • Cách xác định ON: Trị số Octan tính theo thỉ lệ phần trăm lượng xăng iso-octan tồn hón hợp xăng xăng isooctan xăng heptane điều kiện chuấn • Sự khác biệt MON RON RON: Chỉ số Octan nghiên cứu tính cho động hoạt động điều kiện nhẹ, nhiệt độ 49°c (120CF) động quay 600 vòng/ phút Chỉ sơ' RON cơng nhận chí số có tinh chinh xác cao xác định tới hiệu làm việc động MON: Chí sơ' Octan động tính điều kiện khác nghiệt nhiêu, nhiệt độ hoạt động 149°C(300 CF) tốc độ quay cúa động 900 vòng/phút Nêu đặc trưng phụ gia cho dầu nhờn, ví dụ minh họa • Phụ gia cho dâu nhờn sử dụng nhiêu ĩân với dâu thiết bị máy móc, động • Tùy thuộc vào mục đích mà phụ gia làm thay đổi hán tính chất cúa dầu khoáng làm tăng độ nhớt, tăng số độ nhớt, làm dâu khống có tính tấy rứa, làm cho dâu khống khơng tạo bọt Vỉ du: + Phụ gia chống oxy hóa: ngăn chặn dầu nhờn tạo thành dạng oxi hóa -> phụ gia ngăn chặn tạo thành hợp phần ăn mòn Phụ gia chổng OXH hoạt động theo chức năng: ức chế peroxide ngăn chặn gổc tự Các chất tiêu biểu: 2,6-di-tert-butyl-p-crezol ((CH3)3C)2C6H3OH Cơ chế: ROH + 02 -> ROOH ROOH -> RO* + *OH ROOH -> R* + *OOH R ->ROO* ROO* + InhOOR -> ROOH + Inh* Inh* + ROO* -> InhOOR (hợp chất không hoạt động) + Phụ gia tăng độ nhót: ví dụ poly-iso-butylen, polymetacrylat, copolymer alkymetacrylat, vinylpyrolyton + Phụ gia chống ăn mòn: q trình sứ dụng, bị OXH thâm nhập từ mt bên mà tạo sản phấm gây ăn mòn acid hữu cơ, khí ăn mòn S02, H2S, NO2 Để chống lại ăn mòn chúng, người ta thường sử dụng hợp chất lưu huỳnh , ni tơ, photpho Cơ chế: Các phụ gia hấp phụ bề mặt KL, hĩnh thành lớp màng mỏng, ngăn chận phản ứng điện hóa bề mặt kim loại (lớp màng có tác dụng thụ động hóa KL) Nồng độ chất nảy: 0.05 - 0.5% Các chất điển hình: benzothiazol, tecpen sunfua, pinen photphosunfua + Phụ gia chống ma sát, mài mòn: có chổng mài mòn học hóa học chúng chia làm loại ■ Phụ gia biến tính masat: chúng làm tăng độ bên màng dầu nhờ tượng hấp thụ vật lý, từ giữ cho bề mặt KL tách rời ngăn không cho lớp dâu bị phá hủy -> giảm masat Phụ gia bao gôm hợp chất chứa 0, N, s, Mo, Cu Các chất tiêu biểu: Oleylamide, Glycerol monoleate, molybdenum dithiocarbamate ■ Phụ gia cực áp: Phụ gia tác dụng vs bê mặt KL ma sát tạo hợp chất cỏ ứng suất cát thấp hươn KL gốc nên lớp phú hình thành chịu trượt cat trước nhiêu KL -ỳ ngăn ngừa kẹt xước, hành dính bề mặt KL Các chất tiêu biểu: dầu béo sunfua hóa, este, polybuten, dibenzyl disunfua Phụ gia chống mài mòn: Chống mài mòn dính, mài mòn hạt mài mòn hóa học Trong dầu bơi trơn có chất tạo thành màng, nhờ q tình hấp thụ vật lý phản ứng hóa học mà thường bị biến dạng cháy déo dần tới sụ phân bố lại tải trọng khác -> báo vệ b'ê mặt KL Các chất tiêu biểu: tricresyl photphat, molipden dithiocacbonat + Phụ gia làm dâu khống có tính tẩy rửa: chứa hợp phãn base trung hòa acid, chúng công bề mặt kim loại Chức khác tạo lồ hổng hợp chất oxygenate phản cực dãu Các phản ứng diền công nghệ khử sâu lưu huỳnh nhiên liệu? Cơ chế xúc tác q trình? • Các phản ứng diễn công nghệ khử sâu lưu huỳnh: Phản ứng hydrodesunfur hóa (HDS), phán ứng oxy hóa khứ lưu huỳnh (ODS), phán ứng khử sinh học • Xét chế xúc tác q trình HDS • Xúc tác: + HDS sử dụng xúc tác CoMo phản tán trén -AI2O3 hoạt hóa bới Co Ni + Có hệ xúc tác HDS: ■ Xúc tác HDS C0M0/AI203 thông thường ■ Xúc tác STARS: CoMo vả NiMo có hoạt tính cao điêu kiện HDS thông thường ■ Xúc tác Nebula: sử dụng công nghệ sở nhân oxit công nghệ chất hoạt động đăc biệt • Cơ chế phản ứng HDS dựa xúc tác KL sunfua hóa C0M0 hoạt hóa -> MoMoS + MoS 2(tạo lưu huỳnh cỏ obitan trống đế bầy) Phản tứ M0S2 Có ngun tứ Mo obitan trống, obitan khơng bên, cỏ khuynh hướng liên kết với nguyên tử KL s (bẳy lưu huỳnh) đế tạo liên kết bền Khi đó, xảy phán ứng cắt đứt liên kết C-S, lưu huỳnh tách điên đầy obitan trống Ví dụ Những hướng áp dụng đế cải thiện quy trình khử sâu lưu huỳnh nhiên liệu gì? Hãy phân tích quy trình cụ thể áp dụng Các hướng mới: • Cải tiến xúc tác HDS đế nâng cao hiệu trình, sử dụng phương pháp tách loại s khác loại s công nghệ hấp phụ, phương pháo chiết, hay sử dụng công nghệ sinh học Xúc tác CoMo NiMo loại II Co-Mo-S Ni-Mo-S hoạt tính cao với phán ứng HDS Hướng hiệu quá, nghiên cứu nhiều céi thiện hoạt tính xúc tác HDS xúc tác CoMo NiMo phân tán chất mang AI203 băng cách tối đa hàm lượng cấu trúc xúc tác loại II băng nhiêu phương pháp khác + Sử dụng chất mang biến tính + Phát triến chất mang + Cải thiện kỹ thuật tống hợp xúc tác +Sử dụng chất biến tính q trình hình thành xúc tác lO.Trị số cetane gì? Cách xác định, ý nghĩa đại lượng Sự chênh lệch trị số cetane diesel khoáng biodiesel nào? • Trị số cetane đại lượng đặc trưng cho náng tự bốc cháy cúa nhiên liệu diesel tính % tích n-xetan cúa hỗn hợp với a-metylhaphtalen hốn hợp có khả tự bốc cháy tương đương với nhiên liệu diesel xét • Cách xác định: người ta so sánh đặc tính cháy động thứ nghiệm với đặc tính cháy cúa hợp nhiên liệu chuẩn biết trước trị số Cetan điều kiện vận hành tiêu chuấn theo phương pháp ASTM D613-03a • Sự chênh lệch trị số cetan cúa diesel khoáng vs biodiesel: diesel: 40-55, nhiên liệu diesel thơng thường có trị số cetane 50-52 53-54 động cao tốc Biodiesel có trị số cetane cao diesel khoáng 46-70 (do thành phần alkyl este mạch thắn), thường từ 56-58 -ỳ đáp ứng yêu câu cúa động đòi hói nhiên kiệu chất lượng cao mà không cần phụ gia tăng trị số cetane 11.Ánh hưởng phụ gia đến tính chất, hiệu suất phát thải động cháy nén nhiên liệu biodiesel nào? • Cũng động xăng, động diesel hay động phản lực, để cải thiện đặc tính, tính chất, hiệu suất phát thái động cháy nén sứ dụng nhiên liệu biodiesel người ta cho thêm phụ gia vào nhiên liệu biodiesel Tùy thuộc vào mục đích muốn hướng tới mà người ta dung loại phụ gia khác Có nhiều loại phụ gia thêm vào nhiên liệu biodiesel phụ gia sở kim loại, phụ gia oxygenate, phụ gia chống oxy hóa, phụ gia cải thiện cháy muội, Phụ gia sở kim loại: Để thiện tính chất cúa nhiên liệu diesel, người ta sứ dụng loại phụ gia khác sở kim loại Chúng giúp cho nhiên liệu cháy triệt đế hơn, góp phản giám phát thái động Các loại phụ gia sớ kim loại: hợp chất hữu oxit cúa kim loại Pt, Pt-Ce, Ce, Ce-Fe, Ba, Ca, Mn, Cu Cơ chế: kim loại tác dụng với nước tạo gốc hydroxyl *OH Gốc hydroxyl tác nhàn oxy hóa mạnh nhất, tác dụng cúa nỏ, hợp chất hữu bị oxy hóa hồn tồn C02 H20 Trong trinh làm việc, kim loại hĩnh thành hạt nano, bây hạt cơng cụ hữu ích giúp giảm phát thải muội động Các phụ gia oxygenate Đế nâng cao trị sô' ON chất lượng cháy, người ta sử dụng phụ gia oxygenate Các loại phụ gia: ancohol (ethanol, methanol, butanol, ), ether (ethyl teriary butyl ether, methyl tert-butyl ether, ) nhóm chức ester (ester acid dicarboxylic ester acetoacetic) ưu điểm: có nhiệt đọ băt cháy thấp, giúp nhién liệu cháy hoàn toàn hơn, giảm khí thải -> giảm thiếu nhiễm khơng khí Nhược điếm: Việc giảm khói thải phụ thuộc vào hàm lượng oxygen cấu trúc phân tử nhiên liệu bio Ngoài ra, việc sử dụng phụ gia ảnh hưởng trực tiếp đến tinh chết độ nhớt, tỷ trọng, trạng thái nhiên liệu nhiệt dộ Thấp , bay trị số cetan • + Phụ gia chống oxy hóa Trong điều kiện bào quản, nhiên liệu bio có xu hướng bị oxy hóa ester cúa acid béo có nhiên liệu có tự oxy hóa Điều làm cho nhiên liệu bị hư hại, có màu, hình thành gum láng đọng Nếu đem nhién liệu bio bị oxy hóa phối trộn với diesel làm tăng tỷ trọng, độ nhót tăng trị số acid Đế giảm thiếu/chống lạl oxy hóa nhiên liệu, người ta sử dụng phụ gia chống oxy hóa ưu điếm: tăng độ ốn định cùa nhién liệu blo, cán trờ xu hưởng hư hại trình báo quán Các chất chống oxy hõa: loại phenol, diamin thơm hón hợp phenol alkyl diamin thơm Cơ chế: Trong diều kiện báo qn, nhóm khơng bên bio tạo gốc tự Các gốc tự kết hợp với 02 đế tạo thành gốc tự khác phán ứng chuói vả phán úng với hợp chất oletinic tạo thành gum Do không bj cán trớ nên phán úng chuói oxi hóa táng theo tốc độ hãm mũ -» tăng gốc tự nhóm peroxỉde Khi thém chất chống oxi hóa, chúng thực việc phá vỡ giai đoạn phát triến mạch nhờ trình phân ly peroxlde bảng hoạt động bẳy gốc tự 12-Nêu trình diẻn công nghệ sản xuất bio-diesel từ nguồn nguyên liệu dầu thực vật? Từ nguồn nguyên liệu dầu thực vật, người ta tiến hành sản xuất nhiên liệu bio-diesel Quá trình dựa trén phán úng chuyển vj ester, sứ dụng xúc tác kiềm Glàl thích trinh: Dâu nguyên liệu, rượu chất xúc tác trộn lò phán ứng thời gian thích hợp (1-2h) ỡ nhiệt độ khoảng 60 C Tạl xảy phản ứng chuyến hóa ester Hỗn hợp phàn ứng đưa tách pha bàng máy phân ly ly tâm Quá trình tách pha dién dễ dàng vi glyxerin hâu không tan ester Lượng rượu dư tan tốt glyxerin ester nén làm chậm trinh tách pha Pha glyxerin đưa trung hòa xúc tác đồng thời trung hòa + tách acid béo tự chung thu hồi methanol Sán phẩm sau chung dưa tinh chế bàng cách nước đế thu glyxerin Glyxerin thu có nơng độ khống 85% Pha ester dược đưa trung hòa qua tháp chưng tách methanol Người ta dung acid HCI acid cltric đế trung hòa lượng xúc tác kiềm dư lượng xà phòng tạo thảnh KOH + HA -> KA + H20 RCOOK + HA -> RCOOH + KA Hón hợp phán úng đưa rửa bâng nước ấm để loại bó xũc tác dư, xà phòng Muối, methanol glyxerol tự cần phải trung hòa bang acid trước rửa đế giảm tối đa lưọng xà phòng lượng nước rửa cân dung -> hạn chế dược trình tạo nhũ tưong, vốn gây khó khăn cho việc tách nước khỏi blo Bio làm khan tháp bay dung muối khơ 13.Cho biết nhiên liệu thu từ trinh cracking nhiệt dầu thực vật thải? Cho biết điều kiện vận hành trình diẻn ra? nguồn nguyên liệu tương đối dõi để sán xuất bio dầu thực vật thải Từ dẳu thực vật thái, người ta sản xuất blo báng cách đưa cracking Có cách crack dầu thái cracking nhiệt, cracking xúc tác hydrocracking xúc tác Trong đó, cracking nhiệt phưong pháp đơn giàn dể sán xuất bio từ nguõn dâu thái Phán ứng xáy theo chế gốc nén có nhiều hướng phàn ứng xảy Vi vậy, ngồi sản phấm thi có nhiều sán phẩm phụ kèm theo Sự phán hủy triglyceride no không no thực tác dụng nhiệt 300oC, toàn trinh nhiệt phân tạo thành acid béo acrolein, nhiệt độ cao hon(400-500oC) trinh cracking xuất sản phẩm tao thành hydrocacbon mạch ngắn hon Ví dụ chuỗi chế trinh xáy cracking nhiệt d’àu thải R'OOCCH2-CH2COOR''-CH2COOR‘" -> CH2=CH-CH3 + R'COOH + R’’’ COOH + R"CH=CO Phần acid lớn acrolein, ketene tạo nhanh chóng b| phán hủy -> hydrocacbon có nhiên liệu lóng, đặc biệt lã phân đoạn xăng Phàn ứng phàn hủy acid béo RCOOH -> C02 + RH 2RCOOH -> C02 + H20 + RCOR Phán úng phân húy xeten acrolein 2R"CH=CO -> 2CO + RHC=CHR CH2=CHCHO -> CO + C2H4 RCOCH2R -> R-R + CH20 2RCOCH2R -> 2R2 +CO + C2H4 Phản ứng phân hủy nguyên tố CnH2n+2 ->nC +(n+1)H2 Phản ứng dehydro hóa pầin CnH2n+2 -> CnH2n +H2 Phản ứng bẻ gãy mạch paraffin -> nhiên liệu thu : hydrocarbon mạch ngắn có nhiên liệu lỏng , axit béo , etylen , chuỗi anken … 14 ưu – nhược biodiesel a.ưu điểm  Trị số cetane cao: nhiên liệu diesel thơng thưòng có trị số cetane từ 50-52 vả 53-54 động cao tốc Biodiesel alkyl ester mạch thảng, nhiên liệu có trị số cetane cao diesel khoáng Trị số cetane cúa biodiesel thưởng tữ 56-58 Với trị số cetane nhưu biodiesel hoàn toàn đáp ứng dè dàng yẻu cầu cùa động đỏi hỏi nhỉén liệu chất lượng cao với nàng bât cháy cao mà không cân phụ gia tảng trị số cetane  Hàm lượng luu huỳnh thấp: biodiesel có hàm lượng lưu huỳnh thấp, khoảng 0,001% Đặc tính biodiesel tốt cho trinh sử dụng lảm nhiên liệu, vi giám dáng kế khí thái SOx gây ăn mỏn thiết bị gảy ỏ nhiễm mt  Quá trình cháy sạch: nhlén liệu biodiesel chứa khoảng 11% oxy nén trinh cháy cúa nhiên liệu xáy hoàn toàn Vi vậy, với nhũng dộng sử dụng nhlẻn liệu biodlesel tạo muội đóng cặn động giám đáng kể  Khá bói trơn cao nên giám mòn: biodiesel có dộ nhớt lón nên bơi tron bén tốt Khá náng bòi trơn cùa nhiên liệu đặc trưng bâng giá trị HFRR Nhiên liệu díesel khống khữ luu huỳnh có giá trị HPRR.450, giá trị HFRR bio chi khoảng 200 -» bio coi phụ gia tốt nhiên liệu diesel thòng thưòng  Tính ổn định: Bio có phân hủy nhanh (>98% chí 21 ngày) nén cỏ thuận lợi lơn mơi trường Tuy nhién lại u cảu ý dặc biệt trình báo qn nhiên liệu  Thích họp cho mùa đóng: biodiesel thích họp động vùng lạnh giá khoáng -20oC nhiệt độ dỉesel khoáng kết tinh gày trờ khó khăn cho hoạt dộng cúa động thường xuyên phái làm đường ống dản nhiên liệu, bơm phun Bio chi bị đòng đặc lại nhiệt độ giảm khơng cãn thiết phái lãm hệ thống nhiên liệu • Giảm lượng thải nguy mác bệnh ung thư: bio chứa hợp chất thơm, lưu huỳnh trinh cháy cúa bio triệt để diesel khoáng nẻn giảm nhiều thành phán hydrocacbon khí thái -» giám ó nhiém mòi trường -» góp phân giám nguy mâc ung thư cúa người dân • An tồn vẽ cháy nổ hơn: biodiesel có nhiệt độ chóp cháy cao, >110oC, cao nhiều so với diesel khoáng (khoảng 6oC), bio an tồn hon tỏng tồn chứa vận chuyển • Nguồn nguyên liệu cho tổng họp hóa học: bio alkyl ester mạch thắng Ngồi việc sú dụng làm nhiên liệu, alkyl ester béo nguồn nguyên liệu quan trọng cho ngành cõng nghệ hóa học, sản xuất rượu béo, ứng dụng dược-mỹ phấm • Có ni trồng dược: bio phát triển nguồn lượng độc lập với dâu mỏ Nó khơng làm suy yếu nguồn lượng tự nhiên, gây ánh hướng đến sức khỏe người mõi trưòng b Nhược điếm • Glá thành cao: biodiesel thu từ dầu thực vật đát so với diesel khoáng nhiều (khống 2-3 lân) • Tính chất thời vụ: nguồn nguyên liệu cúa bio yếu lã tữ dãu thực vật cho nén phụ thuộc nhiều vào thời vụ • Có thể gây ò nhiêm: q trinh sán xuất bio khơng đám bào thi gáy ỏ nhiễm mòl trường Ví dụ: rửa blo khơng -» vẳn xà phòng, kiềm dư, methanol, glyxerin tự lán bio -» sứ dụng bio vản gáy vấn đè vê ó nhlèm mơi trường • 15.NguỒn nguyên liệu đế sản xuất ethanol gì)? Cho biết ưu điếm nhiên liệu ethanol so VÓI xăng gốc Sự phát thải từ hồn hợp phối trộn gì? Ưu điểm xăng bioethanol? Ethanol loại phụ gia oxygenate thòng dụng dược ý nhiều Với ưu điếm có trị số octan cao áp suất hoi bão hòa lớn, nguồn nguyên liệu phong phú, khơng phụ thuộc vào dâu mó thành phân khí thái độc hại đến mòl trường người nén xu hướng sản xuất xăng đặc biệt quan tâm đến phu gia oxygenate nói chung ethanol nói riêng Khi phối trộn ethanol với xăng gốc, ta xăng bioethanol VÓI tỉ lệ phối trộn họp lý (khống 5-20%) thi xăng bioethanol có nhiêu ưu điểm so vói xăng gốc • Tr| số octan cao RON=108 so vóí xàng gốc RON=95-98 • Nhiệt trị trinh bay hoi cao hon, khoảng giới hạn cháy nố rộng hon -» dem lại số thuận lọi cho động co dốt • Do có chửa lượng lớn oxy (>35%) -» nhiên liệu cháy triệt đế hon, làm giám phát thái hạt phản tán từ trinh cháy Tuy nhiên, xăng bioethanol có nhược điếm so với xăng gốc như: Tỷ trọng xăng thấp hon xăng gốc (-36%) gáy ăn mòn kim loại, phận cháy vả hóng chi tiết cao su, nhựa có động co (do đặc tính phán cực ethanol) Sự phát sáng lửa thấp, áp suất bay hoi thấp hon Điều dàn đến việc khói động lạnh kém, hiệu suất động co tính bền bị hạn chế hon so với nhlén liệu xăng gốc • Sự phát thái cúa hợp phối trộn (bioethanol) Trong hón họp phối trộn xăng - bioethanol chứa nhiều oxy nên làm tăng trinh cháy (cháy triệt đế hon), sản phấm thải cùa q trình cháy hỗn hợp khí Cox, NOx, Sox vã hydrocac bon Nhò q trình cháy triệt đế mà giảm phát thài COx NOx hydrocacbon Tuy nhién, lại làm tăng phát thải C02 Trong hydrocacbon phát thái tữ dộng co sứ dung hôn hợp phối trộn xăng - bio thi thành phần acetandehyde, íormandehyde methan Các họp phần hũu co dé bay hoi, benzene, buta 1,3 dien giám đáng kể Ưu điếm • Đáy nhién liệu có nguồn gốc sinh học nén phục hồi Quá trinh sàn xuất vã sử dụng, nhiên liệu không làm tăng hiệu ứng nhà kính, khơng thái thái dộc hại mơi trường • Xăng ethanol có trị só octan cao -> không cần dung đến phụ gia độc hại • Có sử dụng tưong thích VỚI động co kiếu cũ • Có phản hủy sinh học nén khơng gây độc hại đến mỏi trường • Giám phát thái đáng kể co (25-30%), NO (khoáng 20%) Nguồn nguyên liệu sx ethanol: ethanol sản xuất từ nhiêu nguồn nguyên liệu khác • Sx ethanol tữ sán phẩm hóa dâu: hydrat hóa khí etylen cacbonyl hóa methanol CH2=CH2 + H20-> C2H50H CH30H + CO + 2H2 -> C2H50H + H20 • Sx ethanol từ tinh bột Quá trinh sx ethanol từ tinh bột dựa q trình men nguồn cacbohydrate có tự nhiên nước dường, ngơ, sân, mùn gó, (C6H1005), + nH20 ->nC6H1206 -> 2C2H50H + 2C02 + Q • Sx ethanol từ biomass (nguyên liệu chửa cellulose) Về nguyên tâc, nguồn nguyên liệu chứa cellulose thi sản xuất bloethanol Q trình sx bioethanol gôm bước + xỷ lý nguyên liệu thơ + Đường hóa ngun liệu lèn men + Tinh chế sán phẩm (chưng cất, tách nước, bốc hơi, tách lóng rắn) 16.Nẻu nguyên lý chung trinh sản xuất blomass, thành phần nguyên lý chuyến hóa nào? Có nhiều phưong pháp dể tổng hợp nhiên liệu sinh khối, mói phương pháp có đặc điếm hiệu quà khác Tuy nhién, chúng có nguyên lý chung là: Các phụ phẩm, trấu, mùn cưa, rơm •-» sấy khò -» nghiên nhó -> dóng bánh, ép khn tạo kích thước -» biomasss đáy, ta xét đến trinh sx blomass bèng phương pháp nhiệt phản ❖ Thành phản biomass: Ligin: 15-25% Hemixenlulozo: 23-32% Cellulose: 38-50% ❖ Ngun lý chuyển hóa • Sp khí: CO, H2, CH4, acid • Tar: than, cặn, rượu, aldehyde, ketin, ester, hợp chất thơm Cơ chế: nhiệt độ >300oC, số chất chứa liên kết cacboxyl yếu bị phản húy, hĩnh thành gốc tự RCOOH -> RH + C02 • Sàn phấn nhiệt phân khơng có tính chọn lọc (do Pư xảy theo chế gốc) RH -> R* + H* Ar-H -» Ar* + H* R1-R1 -» RI* + R2* Ar-R -» Ar* + R* ROH -> R* + *OH Các gốc tự sinh kết hợp với gốc hydro suốt trình nhiệt phân -» chất metaplast t cao, metaplast có phán tử lượng thấp bay hoi ngung tụ tạo thành chất lóng dầu nhiệt phân Trong pha rân, metaplast có phân tử lưọng lớn hĩnh thành nèn than Các sp tạo CO, C02, CH4, H2, H20, CH4 chiếm đa phẳn hh sản phấm 17.Cho biết nguồn sản xuất hydro, nêu phán ứng tạo hydro? Hãy nêu công nghệ sản xuất hydro mà bạn cho có nhiều ưu điểm! Tồn chứa H2 Hydro loại nhiên liệu sièu Hydro sán xuất từ nhiều nguồn khác Từ nguồn hydrocacbon hóa thạch: từ nguồn hydrocacbon hóa thạch, cổ nhiều phưong pháp khác dể sán xuất H2 • Phưong pháp reforming nước: chuyển hóa từ khí thiên nhiên thành tổng hợp -» (nhiên liệu lỏng, cacohol aldehyde, acid)/tách H2 pp steam methan reforming CH4 + 2H20 -> C02 +4H2 • pp Shyt conversion CO + H20(h) -> CO + Q c + H20(H) -> CO + H2 CO + H20(h) C02 + H2 • Nhiệt phản thiên nhiên CH4 -> c + H2 t=600-700oC, xt: Ni/SiO_AI203 Xúc tác: Ni chiếm khoáng 40% khối lượng H2 thu tinh khiết, chi có lượng nhỏ co dạng vết Nhược điếm: c rân -» gây ngộ độc xúc tác -» tái sinh liên tục • pp thu hồi H2 từ trình reforming: H2 dược tách tữ tháp tách có độ tinh khiết ko cao Sx H2 từ trinh điện phân nước H20 -> H2 (-) + 1/202 (+) T = 700-1 OOOoC, chất điện ly: gốm polymer Sx H2 phương pháp quang sinh học: trình gồm bước: quang học vả phán ứng tạo H2 bới enzim Quang hợp: 2H20 -» 4H‘ + 4e +02 Tạo H2: 4H’ + 4e -> H2 Hiện nay, trén giới, trình SMR trinh quan trọng đế sán xuất H2 có tới 40% tổng sán lưọng giói sán xuất tữ pp Phương pháp SMR có nhiều ưu điếm tận dụng nguồn tổng hợp đẽ' sán xuất sán phẩm chứa oxy rượu, aldehyde, acid Tuy nhiên, xét theo tlẻu chi sx H2 thl theo em phương pháp sản xuất H2 từ đường nhiệt phản metan lại có nhiêu uu điếm CH4 ->C + H2 Quá trình nhiệt phán metan hiệu suất tạo H2 chi 53,7% so với 78,5% cúa phương pháp SMR Nhưng vói chi phí đâu tư thấp, chí khống 41 tr USD so với 83,2tr USD H2 thu tinh khiết thi rõ ràng trình nhiệt phân dã chiếm nhiều ưu hon so với SMR Chính điều nảy dã giúp giá cùa H2 sx từ trinh nhiệt phản thấp trị trường (khoảng 5,1 USD/10A6Btu) Tôn chứa H2 H2 lã chất nhẹ, tơn trạng thái lóng Đẽ' tồn chửa H2 ngưòl ta có nhiều phương pháp • Tơn chứa dạng khỉ: tồn chứa dạng khi, H2 nén với áp suất lớn thiết bị tồn chứa phải chịu áp suất cao Thòng thường, người ta sử dụng bình thép có b’é dày lớn đế đáp ứng u cầu Ngồi dung bình bâng vật liệu composit • Tơn chứa dạng lỏng: Hydro hóa lỏng, nhiên khí nhẹ nẻn tốn nhiêu lượng đế hóa lóng Nhiệt độ hóa lóng cúa H2 điều kiện quyến -253oC Do đó, đế trì điều kiện nhiệt độ cân phải u cầu cơng nghệ bảo òn phức tạp -> gảy tốn giá thành nhiên liệu H2 cao • Tơn chứa chất hấp phụ: Bản chất phương pháp nảy lả hấp phụ vật lý cũa H2 bề mặt số chất có mao quán Khi tảng nhiệt dộ, H2 dược giái phóng Phưong pháp nảy đơn giàn hiệu q khơng cao hấp phụ diẻn nhiệt độ thấp Các chất hấp phụ: + Ống cacbon nano + Zeolite + Polymer có mao quán + Hợp chất kim(MOF, MIL, ) + Hạt cầy thủy tinh • Tôn chứa H2 họp chất trung gian Hợp chất trung gian thường sứ dụng hydrua kim loại, chúng dược hình thành phàn ứng H2 + KL -> hydrua KL + Q t Phàn ứng thu nhiệt, diễn qua thuận nghịch + Khi tăng p, PƯ chuyển dịch theo chiều thuận, lượng hydrua táng đạt cực đại -» hydrua lưu trữ dạng ( Khi tăng to lên >230oC phản ứng giải hấD ohu diễn -> H2 đươc giải phóng +Khá tồn chứa H2 hydrua kim loại khác khác Khi cấp nhiệt, H2 giải phóng Vd: LiBH4 -> LiH + B + H2 ... -> điếm bảt nhiên liệu cháy thấp Khi pha với • Giám phát thái co Giám bụi, khỏi (36% 70%) so nhiên liệu hydrocacbon với MTBE (xàng/diesel) • Giảm phát thải benzene 35% so với nhiên liệu khơng... dụng nhiên liệu biodiesel người ta cho thêm phụ gia vào nhiên liệu biodiesel Tùy thuộc vào mục đích muốn hướng tới mà người ta dung loại phụ gia khác Có nhiều loại phụ gia thêm vào nhiên liệu. .. trọng, trạng thái nhiên liệu nhiệt dộ Thấp , bay trị số cetan • + Phụ gia chống oxy hóa Trong điều kiện bào quản, nhiên liệu bio có xu hướng bị oxy hóa ester cúa acid béo có nhiên liệu có tự oxy