đồ án công nghệ 1 biodiesel

ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ I GVHD:T.S BÙI XUÂN ĐÔNG MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu sử dụng Biodiesel nƣớc giới: 1.1.1.Thế giới 1.1.2 Trong nƣớc 1.2 Giới thiệu chung Biodiesel 1.2.1 Định nghĩa Biodiesel 1.2.2 Tính chất Biodiesel 1.2.3 Sản xuất Biodiesel 1.2.4 Ƣu điểm Biodiesel môi trƣờng .7 1.2.5 Các vấn đề sử dụng Biodiesel 1.3 Các nguồn nguyên liệu xu hƣớng sản xuất Biodiesel giới 1.4 Các phƣơng pháp sản xuất Biodiesel .11 1.4.1 Các phƣơng pháp 11 1.4.2 Phƣơng pháp chuyển ester hóa .12 1.5 Giới thiệu số công nghệ tổng hợp Biodiesel 12 1.5.1 Công nghệ sản xuất gián đoạn 14 1.5.2 Công nghệ sản xuất liên tục 14 CHƢƠNG 2: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL TỪ DẦU THỰC VẬT 16 2.1 Sơ đồ sản xuất Biodiesel từ dầu thực vật công nghiệp 16 2.2 Thuyết minh quy trình 16 2.2.1 Xử lí nguyên liệu 16 2.2.2 Qúa trình xúc tác chuyển vị ester 18 2.2.3 Tách pha glycerin ester 18 2.2.4 Trung hòa ester 18 2.2.5 Làm tách nƣớc 19 CHƢƠNG 3: KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG BIODIESEL 20 KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢNH i ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ I GVHD:T.S BÙI XUÂN ĐÔNG Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Phản ứng transester hóa triglyceride với rƣợu 12 Hình 2.1 Sơ đồ công ngệ sản xuất Biodiesel .16 Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý dầu thực vật 17 Danh mục bảng Bảng 1.1 Sản lƣợng tiêu thụ Biodiesel số nƣớc giới .2 Bảng 1.2 Tình hình sản xuất Biodiesel số nƣớc vào năm 2000 Bảng 1.3 Tính chất vật lý Biodiesel so với Diesel gốc khoáng [1] Bảng 1.4 Ảnh hƣởng yếu tố đến tính chất Biodiesel Bảng 3.1 Tiêu chuẩn Biodiesel theo ASTM D6751 20 Bảng 3.2 Gioi thiệu số tiêu chất lƣợng Biodiesel 21 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢNH ii ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ I GVHD:T.S BÙI XUÂN ĐÔNG MỞ ĐẦU Ngoại trừ lƣợng thủy điện lƣợng hạt nhân, phần lớn lƣợng giới tiêu tốn dầu mỏ, than đá khí tự nhiên Tất nguồn có hạn với tốc độ sử dụng chúng nhƣ bị cạn kiệt hồn tồn vào cuối kỉ 21 Sự cạn kiệt nguồn dầu mỏ giới tƣợng ô nhiễm môi trƣờng sinh thái toàn cầu, nguyên nhân chủ yếu khí thải động đốt gây nên Những khí thải tích tụ bầu khí vƣợt xa tiêu chuẩn cho phép, đe dọa sức khoẻ cộng đồng Ngồi ra, khí thải ảnh hƣởng xấu đến hệ sinh thái gây nên biến đổi khí hậu tồn cầu, cụ thể làm tăng hiệu ứng nhà kính, tạo trận mƣa axit, làm suy giảm tầng ơzơn… Chính vậy, việc nghiên cứu tìm dạng lƣợng thay nguồn nguyên liệu hoá thạch ngày cạn kiệt, đảm bảo an ninh lƣợng, giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng sinh thái trở thành vấn đề thời nóng bỏng nhiều quốc gia giới Một dạng lƣợng đƣợc quan tâm Biodiesel - thay đầy tiềm cho Diesel dựa vào tính chất tƣơng tự ƣu điểm vƣợt trội Với nƣớc phụ thuộc phần lớn vào nguồn lƣợng nhập nhƣ Việt Nam nay, việc nghiên cứu nhằm sử dụng sản xuất nhiên liệu sinh học việc làm đáng đƣợc lƣu tâm Theo dự báo, nhu cầu lƣợng Việt Nam đến năm 2030 tăng lần so với năm 2005 Nguồn nguyên liệu để sản xuất Biodiesel chủ yếu từ dầu mỡ động thực vật qua sử dụng Trong tình hình nay, cá tra ca basa tăng giá, hay suất bất ổn việc sản xuất dầu Biodiesel từ dầu thực vật giải pháp hữu hiệu Vì vậy, đề tài nghiên cứu “ Sản xuất Biodiesel từ dầu thực vật”, đặc biệt dầu thực vật phi thực phẩm, phƣơng pháp có triển vọng, đem lại nhiều lợi ích kinh tế, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên giải pháp lâu dài SVTH: NGUYỄN THỊ THẢNH Trang ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ I GVHD:T.S BÙI XUÂN ĐÔNG CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu sử dụng Biodiesel nƣớc giới 1.1.1.Thế giới Hiện giới có 50 nƣớc có chƣơng trình nghiên cứu sử dụng nhiên liệu sinh học Các nƣớc APEC (Asia-Pacific Economic Cooperation) chọn nhiên liệu sinh học thay cho nhiên liệu khoáng sản Theo dự báo chuyên gia, đến năm 2025, giới sử dụng 12% nhiên liệu sinh học toàn nhu cầu lƣợng, đến năm 2020, EU sử dụng 20% nhiên liệu sinh học Bảng 1.1 Sản lƣợng tiêu thụ Biodiesel số nƣớc giới Tên nƣớc Lƣợng tiêu thụ năm (tấn) Loại dầu sử dụng Mỹ 190.000 Dầu ăn phế thải Pháp 38.100 - Đức 207.000 - Đan Mạch 32.000 - Hungary 18.800 - Ireland 5.000 - Úc 56.200 – 60.000 - Tây Ban Nha 500 Dầu hƣớng dƣơng Tại Châu Âu từ năm 1992 bắt đầu sản xuất Biodiesel quy mô cơng nghiệp Hiện có 50 nhà máy lớn với cơng suất vài trăm nghìn tấn/năm, nhà máy tập trung Đức, Áo, Ý, Pháp, Thụy Điển Năm 2004 toàn nhiên liệu Diesel thị trƣờng chứa 2-5% Biodiesel, dự tính đến năm 2020 đạt 20% Brazin nƣớc xuất nhiên liệu sinh học hàng đầu giới Một nửa sản lƣợng mía đƣờng nƣớc cung cấp 40% nhiên liệu cho giao thông vận tải dạng phi diesel Tại Mỹ, Diesel đƣợc bán thị trƣờng chứa 20% Biodiesel (B20) Năm 1992, hội đồng Biodiesel quốc gia đƣợc thành lập nhằm phối hợp chƣơng trình kỹ thuật điều phối BFD (Biodiesel fuel) Tháng 3/2002, bang Minnessota ban hành đạo luật qui định toàn nhiên liệu Diesel thị trƣờng phải chứa 2% Biodiesel Năm 2001, ASTM (American Society for Testing Materials) hoàn chỉnh tiêu chuẩn D - 6751 cho nhiên liệu B20 Hiện có 100 cơng sở tập đồn lớn đăng ký sử dụng BDF cho phƣơng tiện công cộng nhƣ Bộ Quốc SVTH: NGUYỄN THỊ THẢNH Trang ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ I GVHD:T.S BÙI XN ĐƠNG Phòng, Hải Quân, Bộ Năng Lƣợng, Bƣu Điện Sản xuất, kinh doanh, thử nghiệm BDF đƣợc phát triển rộng rãi bang: California Châu Đại Dƣơng: Australia sản xuất Biodiesel từ dầu ăn phế thải Nƣớc tiêu thụ khoảng 100.000 Biodiesel từ nguồn dầu phế thải Tại Châu Á, nghiên cứu BDF phát triển mạnh Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ Ấn Độ nƣớc tiệu thụ dầu Diesel lớn (40 triệu tấn/năm), có kế hoạch phát triển đồn điều trồng jatropha vùng đất khô cằn để cung cấp nguyên liệu sản xuất BDF Trung Quốc Hồng Kông thử nghiệm sản xuất BDF cho xe tải, xe bus BDF đƣợc điều chế chủ yếu từ dầu mỡ thải Ngoài nƣớc Nam Á bắt đầu quan tâm đến sản xuất Biodiesel, đặc biệt từ dầu cọ dầu dừa [25,28] Bảng 1.2 Tình hình sản xuất Biodiesel số nƣớc vào năm 2000 STT Các nƣớc Sản lƣợng Biodiesel (triệu lit) USA 22 Canada 130 Hàm lƣợng nƣớc tạp chất ≤ 0.05 % Độ nhớt 1.9 : mm2/s Tro sunfat ≤ 0.02 Wt.% Hàm lƣợng lƣu huỳnh ≤ 0.05 Wt.% Ăn mòn đồng ≤3 Chỉ số cetan ≥ 4.7 Điểm sƣơng Theo yêu cầu Cặn cacbon ≤ 0.05 Wt.% Chỉ số acid ≤ 0.8 mgKOH/g Glycerin tự 0.02 Wt.% Glycerin tổng số 0.24 Wt.% Hàm lƣợng phosphat 0.01 Wt.% Nhiệt độ chƣng cất ≤ 360 SVTH: NGUYỄN THỊ THẢNH Đơn vị 0 C C C Trang 20 ĐỒ ÁN CÔNG NGHỆ I GVHD:T.S BÙI XUÂN ĐÔNG Bảng 3.2 Giới thiệu số tiêu chất lƣợng Biodiesel Đặc tính EN590a EN14214b Đơn vị Tỉ trọng 150C 824-845 860-900 kg/cm3 Độ nhớt 400C 2.0-4.5 3.5-5.0 mm2/s Điểm bốc cháy >55 >120 Lƣu huỳnh 45 mg/kg Nƣớc