Seminar phương pháp và thiết bị đo chỉ số octane và cetane

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC  SEMINAR KỸ THUẬT NHIÊN LIỆU SINH HỌC Phương pháp thiết bị đo số octane cetane GVHD: PGS.TS TRƢƠNG VĨNH SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN THỊ NHƢ NGỌC 15139081 ĐÀO HƢƠNG XUÂN 15139152 LUYỆN THANH LAN 15139060 NGUYỄN THỊ KIM 15139057 TRẦN PHƢƠNG UYÊN 15139146 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2018 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh MỤC LỤC I Tổng quan nhiên liệu sinh học Khái niệm Ưu điểm Nhược điểm Các giai đoạn phát triển nhiên liệu sinh học Phân loại 10 5.1 Diesel sinh học (Biodiesel) 10 5.1.1 Diesel sinh học gì? 10 5.1.2 Nguyên liệu sản xuất 11 5.2 Xăng sinh học (Biogasoline) 11 5.2.1 Xăng sinh học (Biogasoline) gì? 11 5.2.2 Quy trình sản xuất xăng sinh học 12 5.2.3 Xăng sinh học E5 12 5.2.3.1 Giới thiệu xăng E5 12 5.2.3.2 Ưu điểm đặc tính kỹ thuật 13 5.2.3.3 Hạn chế 13 5.3 Khí sinh học (Biogas) 13 5.3.1 Khái niệm 13 5.3.2 Lợi ích khí sinh học 14 Khả phát triển nhiên liệu sinh học 14 Nhiên liệu sinh học Việt Nam 15 II Chỉ số octane cetane 16 Chỉ số octane 16 1.2 Tại cần trị số Octan? 16 1.3 Cách tính trị số Octan 17 1.4 Các loại trị số Octan 17 1.5 Các cách để tăng số octan 18 1.5.1 Phụ gia tăng số Octan 18 1.5.2 Thành phần, tính chất chức số loại phụ gia tăng trị số octan cho xăng 20 1.5.2.1 Phụ gia PT – 10515 G 20 Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh 1.5.2.2 Phụ gia MMT - Hợp chất chứa Mangan 21 1.5.2.3 Phụ gia Sunazocene – Hợp chất chứa sắt 22 Chỉ số Cetane 23 2.1 Giới thiệu trị số Cetane 23 2.2 Trị số cetane 24 2.3 Phụ gia cải thiện trị số cetane 24 III Phương pháp đo số Octane Cetane 26 Chỉ số octane (Octane number – ON) 26 Chỉ số cetane (Cetane index - CI) 27 2.1 Cetane Engine 27 2.2 Ignition Quality Tester 27 2.3 Near Infra – Red (NIR) Analyzer 28 2.4 Cetane Indices 28 IV Một vài thiết bị đo số Octane - Cetane 29 Thiết bị phân tích số Octane - Cetane lưu động 29 Model: ZX-101XL 29 Hãng sản xuất: Zeltex – USA 29 1.1 Đặc điểm 30 1.2 Thông số kỹ thuật 31 1.2.1 Thông số hệ thống 31 1.2.2 Thông số quang học 32 1.2.3 Thông tin mẫu 32 1.2.4 Kích thước trọng lượng 32 1.2.5 Nguồn điện 32 Thiết bị đo số octan cầm tay - Koehler K88600 33 2.1 Đặc điểm 33 2.2 Thông số kỹ thuật 33 Máy đo số octane/cetane SX-200 34 3.1 Khả 34 3.2 Phạm vi sử dụng 35 3.3 Mô tả thông số 35 V Tiềm khó khăn ngành nhiên liệu sinh học Việt Nam 37 Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh Tình hình chung 37 Tiềm sản xuất nhiên liệu sinh học Việt Nam 39 2.1 Tiềm nguồn nguyên liệu cho sản xuất cồn nhiên liệu 39 2.2 Tiềm nguồn nguyên liệu cho sản xuất diesel sinh học từ dầu thực vật 41 2.3 Đánh giá chung hội thách thức phát triển nhiên liệu sinh học Việt Nam 42 2.3.1 Thuận lợi 42 2.3.2 Khó khăn 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1- Quy trình sản xuất lượng sinh học từ vi tảo 10 Hình - Quy trình sản xuất xăng sinh học 12 Hình - Iso-octan (2,2,4-trimetylpentan) 16 Hình - Methyl naphthalene 23 Hình - n-hexandecane 23 Hình -Thiết bị phân tích số Octane - Cetane lưu động ZX-101XL 29 Hình - Thiết bị đo số octan cầm tay - Koehler K88600 33 Hình - Máy đo số octane/cetane SX-200 34 Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng - Các loại phụ gia tăng trị số octan 19 Bảng - Khả tương thích hợp chất tăng trị số octan 19 Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh I Tổng quan nhiên liệu sinh học Khái niệm Nhiên liệu sinh học (Tiếng Anh: Biofuels) loại nhiên liệu hình thành từ hợp chất có nguồn gốc động thực vật - Chế xuất từ chất béo động thực vật (mỡ động vật, dầu dừa…) - Chế xuất từ ngũ cốc (lúa mì, ngơ, đậu tương…) - Chế xuất từ chất thải nông nghiệp (rơm, rạ, phân…) - Chế xuất từ sản phẩm thải công nghiệp (mùn cưa, gỗ thải…) Ƣu điểm Trước kia, nhiên liệu sinh học hồn tồn khơng trọng Hầu loại nhiên liệu thay phụ, tận dụng quy mô nhỏ Tuy nhiên, sau xuất tình trạng khủng hoảng nhiên liệu quy mơ tồn cầu ý thức bảo vệ môi trường lên cao, nhiên liệu sinh học bắt đầu ý phát triển quy mô lớn có nhiều ưu điểm bật so với loại nhiên liệu truyền thống (dầu khí, than đá ): - Thân thiện với mơi trường: chúng có nguồn gốc từ thực vật, mà thực vật trình sinh trưởng (quang hợp) lại sử dụng điơxít cácbon (là khí gây hiệu ứng nhà kính - mộthiệu ứng vật lý khiến Trái Đất nóng lên) nên xem khơng góp phần làm trái đất nóng lên - Nguồn nhiên liệu tái sinh: nhiên liệu lấy từ hoạt động sản xuất nơng nghiệp tái sinh Chúng giúp giảm lệ thuộc vào nguồn tài nguyên nhiên liệu không tái sinh truyền thống Nhƣợc điểm Việc sản xuất cồn sinh học từ nguồn tinh bột thực phẩm cho không bền vững ảnh hưởng tới an ninh lương thực Khả sản xuất với quy mơ lớn nguồn cung cấp khơng ổn định phụ thuộc vào thời tiết nơng nghiệp Bên cạnh đó, giá thành sản xuất nhiên liệu sinh học cao nhiều so với nhiên liệu truyền thống từ việc ứng dụng sử dụng nhiên liệu sinh học vào đời sống chưa thể phổ biến rộng Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh Các giai đoạn phát triển nhiên liệu sinh học Giai đoạn nhiên liệu sinh học hệ thứ - Nhiên liệu sinh học hệ thứ tạo từ nguồn nguyên liệu carbohydrate gạo, ngô, lúa mạch, lúa mỳ, củ cải đường ; loại hạt có dầu dầu cọ, đậu tương, dầu hạt cải từ mỡ động vật - Các loại nhiên liệu sinh học hệ thứ bao gồm: dầu thực vật, diesel sinh học, ethanol sinh học, khí sinh học (biogas), nhiên liệu sinh học thể rắn, khí đốt tổng hợp (syngas) - Nhiên liệu sinh học hệ thứ sử dụng từ lâu Sử dụng nguồn nhiên liệu sinh học hệ thứ làm giảm đáng kể khí CO2 phát thải so với nhiên liệu hóa thạch, khơng thực phát triển bền vững ngun liệu sử dụng thường phần nguồn thức ăn cho người động vật nuôi Gia tăng sử dụng nguồn nguyên liệu nêu làm gia tăng giá loại trồng bất ổn lương thực, quỹ đất trồng cho loại lương thực bị cạnh tranh gây ảnh hưởng đến an ninh lượng thực quốc gia - Chính vậy, cần phải tìm kiếm loại nhiên liệu thay đảm bảo an ninh lương thực lượng quốc gia cải tiến mặt công nghệ đặt Chính nhiên liệu sinh học hệ thứ hai đời Giai đoạn nhiên liệu sinh học hệ thứ hai - Nhiên liệu sinh học hệ thứ hai đời nhằm hạn chế nhược điểm nhiên liệu sinh học hệ thứ nhất, sử dụng nguồn nguyên liệu phế thải nông nghiệp hay nguyên liệu trồng đất bạc màu, bỏ hoang (nhiên liệu sinh học sản xuất từ cellulose), ví dụ cỏ switchgrass, cọc rào (Jatropha)… (Naik cs., 2010) - Mặc dù nguyên liệu thô cho sản xuất nhiên liệu sinh học hệ phong phú, sẵn có tùy thuộc địa phương, việc sản xuất nhiên liệu sinh học từ nguyên liệu chưa thực có hiệu kinh tế chi phí để chuyển hóa cellolose thành đường đắt so với chi phí chuyển tinh bột thành đường Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh - Nhiên liệu sinh học hệ thứ hai khơng đe dọa đến an ninh lương thực giới, nguyên nhân làm nảy sinh loạt vấn đề quan trọng khác như: gây ô nhiễm cạn kiệt nguồn tài nguyên nước, giảm diện tích rừng, nguy từ độc canh Nếu giải vấn đề khơng thỏa đáng làm nảy sinh nhiều vấn đề bất cập khác - Chính vậy, nhiên liệu sinh học hệ thứ đời, cho giải hầu hết vấn đề tồn Giai đoạn nhiên liệu sinh học hệ thứ ba - Có thể nói nhiên liệu sinh học từ tảo nhiên liệu sinh học hệ thứ - Việc dùng tảo để sản xuất nhiên liệu sinh học thay dầu mỏ giống mũi tên bắn trúng hai đích: vừa tạo lượng vừa góp phần làm mơi trường Mỗi tế bào tảo nhà máy sinh học nhỏ, sử dụng q trình quang hợp để chuyển hóa CO2 ánh sáng mặt trời thành lượng dự trữ tế bào tạo sản phẩm thứ cấp có giá trị cao Hoạt động chuyển đổi chúng hiệu đến mức sinh khối tăng gấp nhiều lần ngày - Ngồi ra, q trình quang hợp, tảo sản xuất dầu tế bào chúng Trên đơn vị diện tích, lượng dầu mà tảo tạo nhiều gấp 30 lần lượng dầu từ đậu nành Đồng thời tảo tăng khả sản xuất dầu cách bổ sung khí CO2 q trình ni trồng chúng sử dụng môi trường giàu chất hữu (như nước thải) để nuôi trồng Điều vừa tạo nhiên liệu sinh học, vừa làm giảm lượng CO2 làm môi trường Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh Hình 1- Quy trình sản xuất lượng sinh học từ vi tảo - Tuy nhiên, trở ngại lớn nhiên liệu sinh học hệ thứ ba vấn đề công nghệ sản xuất sinh khối tảo có hàm lượng lipid dầu cao với giá thành rẻ, cạnh tranh với nguồn nguyên liệu truyền thống khác giá thành việc chiết xuất dầu từ sinh khối tảo Hiện nay, việc sản xuất dầu tảo có giá thành cao nhiều so với sản xuất nhiên liệu diesel từ dầu mỏ Phân loại Nhiên liệu sinh học phân loại thành nhóm sau: 5.1 Diesel sinh học (Biodiesel) 5.1.1 Diesel sinh học gì? Diesel sinh học loại nhiên liệu lỏng có tính tương tự sử dụng thay cho loại dầu diesel truyền thống Biodiesel điều chế cách dẫn xuất từ số loại dầu mỡ sinh học (dầu thực vật, mỡ động vật), thường thực thơng qua q trình transester hóa cách cho phản ứng với loại rượu phổ biến methanol Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 10 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh Cổng RS-232 để giao tiếp với máy tính Cổng USB tùy cọn Hiển thị [(R+M)/2], RON, MON Có thể lưu tới 10 chuẩn công thức xăng riêng biệt Nhỏ, nhẹ dễ sử dụng Dùng pin “AA” nguồn xoay chiều Valy nhôm chắn 1.2 Thông số kỹ thuật 1.2.1 Thông số hệ thống Được hiệu chuẩn trước cho: Chỉ số octane RON, MON, (R+M)/2 Các tùy chọn hiệu chuẩn khác: Chỉ số cetane Diesel Đầu ra: Màn hình LCD, máy in tích hợp Truyền số liệu: Qua cổng RS-232 để giao tiếp với máy tính Phân tích số liệu: Kèm theo phần mềm hiệu chuẩn đầy đủ Kết đo: Kết nối chuẩn với động CFR tiêu chuẩn khác Hiệu chuẩn: Lưu tới 10 hiệu chuẩn Lưu số liệu: Lưu số liệu 25 mẫu Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 31 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh 1.2.2 Thông số quang học Chế độ đo: Truyền dẫn khuếch tán Dải phổ: 14 lọc cho bước sóng từu 893 ~ 1045 nm Tốc độ quét: Tới 10 lần quét giây Dải quang học: ~ AU Độ phân giải: 0.00001 AU Độ ổn định: 0.05 Mili-AU Thời gian đo: Có thể thay đổi (thơng thường 20 giây) 1.2.3 Thơng tin mẫu Kích thước mẫu: 200mL với chiều dài đường 75 mm Cốc đựng mẫu: sử dụng lại Chuẩn bị mẫu: Không yêu cầu Phá hủy mẫu: Khơng 1.2.4 Kích thƣớc trọng lƣợng Kích thước: 5” X 14” X 4” (12 cm X 36 cm X 11 cm) (Dài x Rộng x Cao) Trọng lượng: lbs (ít kg) 1.2.5 Nguồn điện Nguồn xoay chiều: Nắn dòng 240 VAC 50/60 Hz AC Nguồn chiều: Pin kiềm AA Công suất tiêu thụ: 750 ma Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 32 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh Thiết bị đo số octan cầm tay - Koehler K88600 Hình - Thiết bị đo số octan cầm tay - Koehler K88600 2.1 Đặc điểm Thiết bị dùng xác định số Octane cho xăng khơng chì RON,MON (RON + MO)/2 Phân biệt xăng A90, A92, A95 loại dầu Nó ứng dụng cơng ty xăng dầu, nhà máy lọc hố dầu, viện nghiên cứu, trường đại học chuyên ngành dầu mỏ cho quan chức quản lý chất lượng dầu mỏ K88600 cung cấp với hai mã hiệu: K88600 K88600-GPS (tích hợp thêm chức định vị tồn cầu) 2.2 Thơng số kỹ thuật Kết đo tương đương với tiêu chuẩn ASTM D2699,và D2700 Dung tích cốc đựng mẫu: 250 ml Hiển thị vòng 20 giây Có giao diện RS 232 kết nối với thiết bị ngoại vi Có máy in lắp Màn hình hiển thị LCD, có hệ thống Detector silicon trình vi xử lý hồn tồn thống Thiết bị xác định cho xăng khơng chì pha trộn Ethanol xác định với loại nhiên liệu thêm vào Thiết bị thiết kế nhỏ, gọn Có thể sử dụng với pin dòng điện xoay chiều Trước đọc kết quả, thiết bị tự chuẩn lại để đảm bảo độ xác cao Kích thước: 34 x 11,5 x 6,25 cm Khối lượng: 5.5 Kg Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 33 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh Máy đo số octane/cetane SX-200 Model: SX-200 SHATOX SX-200 PORTABLE OCTANE TESTER Hình - Máy đo số octane/cetane SX-200 Octane Tester SX-200 thiết kế để phân tích, đo lường số Octan, số Cetane nhiên liệu, để ước lượng nhiệt độ đóng băng nhiên liệu, mức độ tinh khiết, chất lượng động cơ, công nghiệp máy biến áp dầu SX-200 cho kết đo xác Kết đo, phân tích lưu trữ cố thể chuyển giao sang máy tính Máy cài đặt chương trình đo riêng biệt (theo yêu cầu người sử dụng) cho phép điều chỉnh việc phân tích chất lượng xăng dầu SX-200 sử dụng vi xử lý giúp cho việc đo, phân tích, xử lý nhanh xác Kết số Octane đo hiển thị đồng thời số RON, MON 3.1 Khả Xác định số octane xăng dầu động Tuân theo tiêu chuẩn ASTM D 2699-86, ASTM D 2700-86 Xác định số octane xăng dầu động Tuân theo tiêu chuẩn ASTM D 4737-03, ASTM D 613, EN ISO 5165 Xác định nhiệt độ đông đặc loại nhiên liệu diesel Thời gian xăng dầu phân hủy (ổn định oxy hóa) Tuân theo tiêu chuẩn ASTM D 525; Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 34 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh Đo mức độ tinh khiết xăng dầu 3.2 Phạm vi sử dụng Octane Tester SX-200 sử dụng phổ biến trạm xăng, nhà máy lọc dầu khí, tổ chức mơi trường giám sát, dùng phòng thí nghiệm … thiết bị cầm tay để kiểm soát nhiên liệu chất lượng xăng dầu 3.3 Mô tả thông số Mô tả thông số Đơn vị Giá trị đo Khoảng đo số Octane xăng dầu ON 40-120 Giới hạn lỗi chấp nhận số Octane, tối đa ON ± 0.5 ON ± 0.2 Khoảng đo số Cetane xăng dầu CN 20-100 Giới hạn lỗi chấp nhận số Cetane , tối đa CN ±1.0 CN ± 0.5 Đo mức độ tinh khiết dầu động cơ, lớn % 95 Độ xác đo độ tinh khiết dầu động cơ, lớn % 0.1 % 0.01 Khoảng đo độ dẫn điện nhiên liệu, unit 1-5 Độ xác khoảng đo độ dẫn điện unit 0.001 Giới hạn khác chấp nhận phép đo độ dẫn unit 0.001 Giới hạn khác chấp nhận phép đo Octane song song, tối đa Giới hạn khác chấp nhận phép đo Centane song song, tối đa Giới hạn khác chấp nhận phép đo độ tinh khiết dầu động cơ, lớn Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 35 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh điện dầu động cơ, lớn Khoảng đo điện nhiên liệu kV 5-100 Độ xác khoảng đo điện thế, lớn kV kV 0.2 Khoảng đo chất điện mơi % 0.01 - Độ xác khoảng đo điện môi, lớn % 0.01 % 0.001 Khoảng thời gian đo Giây 1–5 Nguồn điện cung cấp thiếu hiển thị ngưỡng V 5.4 electronic module mm 100х210х25 sensor mm 60х100 gr 680 Giới hạn khác chấp nhận phép đo điện dầu động cơ, lớn Giới hạn khác chấp nhận phép đo điện môi dầu động cơ, lớn Kích thước Trọng lượng với sensor Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 36 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh V Tiềm khó khăn ngành nhiên liệu sinh học Việt Nam Tình hình chung Nhu cầu sử dụng lượng Việt Nam ngày gia tăng nhanh chóng, tương thích với tốc độ phát triển kinh tế phát triển dân số Sản lượng lượng nước ta tiếp tục tăng cao Năm 2005 tiêu thụ gần 27 triệu dầu qui đổi, dự đoán tăng lên đến gần 37 triệu vào năm 2010 51 triệu vào năm 2020 Trong đó, ngành cơng nghiệp có tỷ lệ sử dụng lượng cao chiếm 46%, vận tải chiếm 35%, thương mại dịch vụ chiếm 12%, nông nghiệp chiếm 1% ngành khác chiếm 6% Việt Nam nước thiên nhiên ưu đãi, hội đủ nguồn tài nguyên lượng Tuy nhiên, khả khai thác, chế biến sử dụng nguồn tài nguyên lượng hạn chế Theo phân tích tình hình phát triển kinh tế nguồn cung cấp lượng, dự kiến thời gian tới (tính đến năm 2020) nước ta tiếp tục phải nhập sản phẩm dầu mỏ, giá dầu ln có áp lực lớn đến phát triển kinh tế Để giải vấn đề này, nhiều cơng trình nghiên cứu sản xuất nhiên liệu sinh học tiến hành: sản xuất diesel từ đậu tương, vừng, dầu phế thải; sản xuất ethanol từ mía, ngơ, lúa, sắn, Việc nghiên cứu sản xuất nhiên liệu sử dụng cho giao thông vận tải giao cho số quan Petrolimex, Petro Việt Nam, Đại học kỹ thuật Đà Nẵng có kết ứng dụng bước đầu đáng khích lệ Một số quan nghiên cứu, có Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh pha chế, thử nghiệm để chứng minh ethanol thay xăng dùng làm nhiên liệu cho động đốt trong, nghiên cứu Metyl este dùng làm diesel sinh học phòng thí nghiệm đơn lẻ Viện Nghiên cứu Rượu Bia NGK triển khai đề tài nghiên cứu sử dụng ethanol làm nhiên liệu thay cho số loại động cho kết khả quan việc sản xuất sử dụng loại nhiên liệu Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 37 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh Công ty APP vài năm gầy pha chế, thử nghiệm sản xuất mỡ bôi trơn sở sử dụng dầu mỡ thực vật hố học Bộ Khoa học Cơng nghệ giao cho Cơng ty APP chủ trì đề tài độc lập cấp Nhà nước: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học có pha ethanol số hợp chất có nguồn gốc thực vật” Cơng ty nghiên cứu thành cơng phòng thí nghiệm chuẩn bị thử nghiệm cho phương tiện giao thông quy mô lớn Viện Công nghiệp thực phẩm giao chủ trì đề tài cấp nhà nước nghiên cứu sản xuất ethanol nhiên liệu từ phế thải nông nghiệp công nghệ enzyme vi sinh vật Cơng ty phụ gia dầu mỏ (APP), Sài Gòn Petro, Cơng ty CP mía Đường Lam Sơn Thanh Hố,… tham dự nhiều hội nghị quốc tế nhiên liệu sinh học, có quan hệ rộng rãi với tổ chức nước hoạt động lĩnh vực lượng sinh học có kế hoạch để pha chế thử nghiệm, tiến tới sản xuất quy mô phù hợp đưa vào thử nghiệm sử dụng Trong năm 2007, việc xây dựng nhà máy sản xuất cồn công nghiệp để sản xuất nhiên liệu sinh học khởi động tích cực phía Nam Trong đó: - Công ty Cổ phần cồn sinh học Việt Nam đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất cồn công nghiệp với công suất 66.000 m3 cồn/ năm tỉnh Đăk Lắk Để đảm bảo nguồn nguyên liệu ổn định, cơng ty có kế hoạch triển khai trồng tinh bột Tiboca 4.000 đất dự án - Cơng ty đường Biên Hòa Cơng ty Fair Energy Asia Ltd Xinhgapo ký kết ghi nhớ ngày 15/8 hợp tác đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất cồn sinh học, công suất 50.000 cồn nguyên liệu/năm Nhà máy xây dựng Cụm cơng nghiệp phía Tây sơng Vàm Cỏ Đơng thuộc huyện Châu Thành, tỉnh Tây Ninh - Công ty Petrosetco (Việt Nam)và Itochu (Nhật Bản) tiến hành dự án khoảng 80-100 triệu USD để xây dựng nhà máy có cơng suất 100 triệu lít ethanol năm từ nguồn nguyên liệu sắn lát Nhà máy dự định đặt Khu công nghiệp Hiệp Phước, TP HCM Dự kiến, 99,8% sản phẩm cung ứng cho thị trường để pha vào xăng sinh học Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 38 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh Tiềm sản xuất nhiên liệu sinh học Việt Nam Nước ta nước có nơng nghiệp chiếm tỷ trọng lớn cấu kinh tế với 12 triệu đất canh tác Sản lượng lúa, mía đường, ngơ, sắn, 10 năm trở lại tăng đáng kể Đây nguồn nguyên liệu tiềm cho sản xuất nhiên liệu sinh học cồn nhiên liệu (ethanol) loại diesel sinh học 2.1 Tiềm nguồn nguyên liệu cho sản xuất cồn nhiên liệu Các phân tích, đánh giá vùng nguyên liệu có khả cho sản xuất cồn Bộ Công nghiệp trước đây, Bộ Cơng Thương cho thấy: - Việt Nam có tiềm số loại trồng cung cấp nguyên liệu cho sản xuất cồn lúa, ngô, sắn, khoai lang mía Tiềm thích ứng điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu với loại Một số giống cho suất cao phát triển quy mơ lớn Sự thích ứng cho phép thành lập vùng nguyên liệu tập trung - Sản lượng có đủ cho sản xuất tiêu dùng nay, có dư thừa khơng nhiều, muốn sản xuất cồn quy mô lớn tập trung chưa đủ nguyên liệu Tuy nhiên để phát triển sản xuất cồn quy mơ vừa nhỏ đáp ứng mở rộng diện tích - Đối với tình hình thực trạng vùng nguyên liệu Việt Nam, nên quy hoạch tập trung cho phát triển nguồn nguyên liệu từ tinh bột sắn nguồn từ mía đường thành vùng nguyên liệu đủ lớn cung cấp cho nhà máy sản xuất Bên cạnh phải ứng dụng giống có suất cao siêu cao đảm bảo cho giá thành cồn hạ Các biện pháp thâm canh tăng suất quan trọng để đảm bảo suất cao, sản lượng lớn Từ số liệu thống kê ta thấy để phát triển vùng nguyên liệu nên tập trung vào vùng có diện tích, suất sản lượng lớn Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 39 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh Theo chiến lược phát triển nông nghiệp nông thôn Việt Nam đến năm 2017 ,khả mở rộng đất nông nghiệp tối đa 1,0 triệu lúa nước 127,9 ngàn ha, ngắn ngày 362,4 ngàn Các vùng sinh thái nông nghiệp Tây Nguyên, Đồng sông Cửu Long, Duyên hải Nam Trung Bộ có khu vực mở rộng ngắn ngày tương đối tập trung Các vùng sinh thái nông nghiệp Đơng Bắc, Bắc Hồng Liên Sơn, Tây Bắc, Dun hải Bắc Trung Bộ có diện tích đất mở rộng cho ngắn ngày phân tán Phương hướng phát triển cho vùng kinh tế có liên quan đến nguyên liệu sản xuất cồn bao gồm: - Vùng Trung du miền núi Bắc Bộ: Thâm canh cao diện tích lúa nước, chuyển dần phần diện tích lúa nương rẫy suất thấp không ổn định sang trồng màu cơng nghiệp có hiệu hơn, xây dựng nương thâm canh, mở rộng diện tích ngơ lai để tăng sản lượng lương thực góp phần giải nhu cầu chỗ Lúa đạt 668,9 ngàn ha, sản lượng 4,1 triệu Ngô đạt 390 ngàn ha, sản lượng 1,45 triệu - Vùng Đồng Sông Hồng: Tiếp tục phát triển theo hướng thâm canh, tăng suất lúa Năm 2017 mục tiêu đạt 7,2 triệu lúa, diện tích trồng ngơ đạt 200 ngàn ha, sản lượng ngô đạt 800 ngàn - Vùng Duyên hải Bắc Trung Bộ: Quản lý tốt diện tích đất lúa, bước chuyển diện tích sản xuất cho suất thấp sang trồng ăn có hiệu Năm 2017 diện tích lúa đạt 679 ngàn ha, sản lượng 3,1 triệu tấn, diện tích ngơ đạt 140 ngàn ha, sản lượng 595 ngàn Hình thành vùng ngun liệu mía cơng nghiệp cho nhà máy tỉnh Thanh Hố, Nghệ An chiếm tỷ trọng cao (gần 70% tồn vùng) Diện tích năm 2017 đạt 79,1 ngàn ha, sản lượng 5,9 triệu - Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ: Về an ninh lương thực tiếp tục chuyển đổi cấu mùa vụ, kết hợp biện pháp giống thâm canh để đưa sản xuất lương thực vào ổn định có tăng trưởng Đến năm 2017 diện tích gieo trồng lúa đạt 516,8 ngàn ha, sản lượng 2,7 triệu tấn; ngô 70 ngàn ha, sản lượng 257,6 ngàn Mía chủ lực cấu trồng vùng Tập trung xây dựng vùng nguyên liệu ổn định có suất cao nhằm hạ giá thành sản xuất, tăng sức cạnh tranh Quy mơ diện tích đến năm 2010 81,4 ngàn ha, sản lượng 5,3 triệu Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 40 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh - Vùng Tây Nguyên: Tận dụng triệt để diện tích lúa nước có, mở rộng diện tích ngơ lai Đến năm 2017 diện tích lúa vùng đạt 193,5 ngàn ha, ngô đạt 150 ngàn - Vùng Đơng Nam Bộ: Diện tích lúa đạt 300 ngàn sản lượng đạt 1,3 triệu đến năm 2017 Ngơ đạt diện tích 150 ngàn ha, sản lượng 601 ngàn Mía phấn đấu đạt 75 tấn/ha, diện tích 40 ngàn - Vùng Đồng Sơng Cửu Long: Lương thực phát triển mức độ định Diện tích khoảng 3.898,8 ngàn ha, sản lượng 19,3 triệu Phát triển 100 ngàn ngô sản lượng 549 ngàn tấn, vùng nguyên liệu mía đường, thâm canh tăng suất 80 ngàn đạt sản lượng 5,6 triệu mía đường Chiến lược phát triển mía nói chung vừa tập trung xây dựng vùng nguyên liệu giống thâm canh Tập trung chủ yếu địa bàn tỉnh Trung du Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Đông Nam Bộ Cải tạo thay giống mía thối hố giống suất mía hàm lượng đường cao ROC1, ROC10, Quế đường 11, Việt đường số giống khác, mở rộng vùng mía đất đồi, đất phèn Hình thành vùng mía tập trung quanh nhà máy (cự ly 30km) Hình thành khu cơng nghiệp chế biến đường tập trung Ninh Bình – Thanh Hố, Quảng Ngãi – Bình Định, Phú n Tây Ninh Đến năm 2010 diện tích mía nước đạt 356,5 ngàn ha, sản lượng 20 triệu mía 2.2 Tiềm nguồn nguyên liệu cho sản xuất diesel sinh học từ dầu thực vật Đậu tương: Diện tích đậu tương nước tăng từ 110.000 năm 1990 lên 124.000 năm 2000 với tốc độ tăng bình quân 22,5%, đến năm 2015 nước có khoảng 203.600 gieo trồng đậu tương, suất bình quân đạt 1,4 tấn/ha, tăng 6,3%, sản lượng đậu tương nước đạt 291,5 nghìn tấn, cao gấp 2,6 lần so với năm 1990 Gần 50% sản lượng đậu tương hàng năm sản xuất đồng sông Hồng vùng Đông Bắc Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 41 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh Lạc: Diện tích lạc nước tăng từ 200 nghìn năm 1990 lên 269 nghìn năm 2015 với tốc độ tăng bình qn 1,5%/năm Vùng Bắc Trung có diện tích gieo trồng cao nhất, chiếm 30% tổng diện tích lạc hàng năm nước Năng suất lạc thời kỳ 1990-2000 đạt tốc độ tăng 4,1%/năm Năm 2015, suất bình quân nước đạt 1,8 tấn/ha, tăng 0,74 tấn/ha so với năm 1990 Mức tăng suất cao đạt đồng sông Cửu Long với 2,3 tấn/ha Dừa: Về mặt kỹ thuật, nghiên cứu chứng minh dầu dừa nguồn nguyên liệu phù hợp cho sản xuất diesel sinh học Cây dừa có khả phát triển tốt nước ta Đây loại dễ trồng, chi phí sản xuất thấp, mang lại cho người nơng dân nhiều giá trị kinh tế Tổng diện tích trồng dừa Việt Nam năm 2015 khoảng 132.100 sản lượng 972.200 tấn, suất trung bình 7,35 quả/ Hai khu vực trồng dừa lớn Đồng sông Cửu long miền Duyên hải Nam Trung với diện tích tương ứng 105.000 20.000 Sản lượng năm 2003 xấp xỉ 714.000 136.000 (tính theo trọng lượng quả) Diện tích trồng dừa vùng lại nhỏ, không đáng kể xét mặt sản xuất công nghiệp Diện tích trồng dừa tiềm nước ta vào khoảng 220.000 - 250.000 ha, sản lượng trái theo tính toán khoảng 1.300.000 000 - 1.440.000.000 trái/năm 2.3 Đánh giá chung hội thách thức phát triển nhiên liệu sinh học Việt Nam 2.3.1 Thuận lợi Vấn đề an ninh lượng bảo vệ môi trường Việt Nam ngày trở nên xúc Đảng Chính phủ quan tâm Việt Nam có điều kiện để sản xuất nhiên liệu sinh học từ nguồn sinh khối nước nhiệt đới với kinh tế lên từ nông nghiệp Bước đầu tiếp cận nghiên cứu triển khai lĩnh vực sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học thu số kết quan trọng Tiềm lực khoa học công nghệ lĩnh vực sản xuất ứng dụng nhiên liệu sinh học Việt Nam bắt đầu đầu tư, đội ngũ cán khoa học sinh học đào tạo bổ sung, số sở phối chế phân phối xăng dầu nước bước đầu tạo dựng sở vật chất tiềm lực ngành hoá dầu nên thuận lợi tiếp Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 42 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh cận tiếp thu công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học phát triển việc sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học thay phần nhiên liệu hoá thạch phải nhập Việc sản xuất sử dụng nhiên liệu sinh học trở thành xu phổ biến giới việc tìm kiếm nguồn nhiên liệu có khả tái tạo Nhiều quốc gia thu thành công rực rỡ lĩnh vực Brazil, Mỹ, Đức, Nhật, Trung Quốc, Thái Lan, Việt Nam có nhiều thuận lợi từ học đúc rút trình nghiên cứu, sản xuất, sử dụng nước trước 2.3.2 Khó khăn Sức ép biến đổi khí hậu: theo dự báo quốc tế, Việt Nam năm nước có nguy tổn thương nặng nề BĐKH, trái đất nóng lên, thời tiết cực đoan, nước biển dâng, gây xâm thực mặn, tình hình hữu, số vùng ven biển đặc biệt Đồng song Cửu Long bị xâm thực mặn hạn hán, thiệt hại lớn kinh tế sinh kế dân cư Trình độ cơng nghệ thiết bị: hầu hết sở sản xuất cồn nước sử dụng công nghệ cũ lạc hậu, thiết bị chắp vá thiếu đồng bộ, công suất nhỏ (dưới 10 triệu lít/năm), tiêu hao nhiều lượng đơn vị sản phẩm, hiệu suất tổng thu hồi so với lý thuyết đạt khoảng 80% (các nước tiên tiến đạt 90%), sử dụng nguồn nguyên liệu sinh khối truyền thống (ngũ cốc, rỉ đường) khiến giá thành sản phẩm cao Các sở sản xuất dầu mỡ động, thực vật có cơng nghệ thiết bị tách dầu, mỡ lạc hậu, tỷ lệ thu hồi thấp Việc nghiên cứu phát triển công nghệ phối trộn cồn dầu mỡ động thực vật vào xăng dầu khoáng bước thử nghiệm Chất lượng nguồn nhân lực: Cán khoa học kỹ thuật viên lành nghề q số lượng, hạn chế trình độ tiếp cận công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học (từ sản xuất nguyên liệu sinh khối chuyển hoá thành nhiên liệu thương mại), thiếu chun gia đầu ngành có trình độ cao, chưa bắt kịp với tốc độ phát triển công nghệ đại Hạn chế đầu tư: đầu tư cho việc phát triển ứng dụng nhiên liệu sinh học đòi hỏi phải lâu dài cho hoạt động nghiên cứu, triển khai sản xuất, mạng lưới tiêu thụ, đào tạo nhân lực, nâng cao lực sở vật chất, nhập công nghệ thiết bị Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 43 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh đại, nâng cao nhận thức cộng đồng Nhưng nguồn kinh phí đầu tư hạn hẹp, chủ yếu từ nguồn ngân sách nhà nước cho đề tài, dự án sản xuất thử nghiệm, chưa đầu tư tập trung dứt điểm, chưa khai thác đóng góp loại hình kinh tế cho việc đầu tư phát triển Mức độ đầu tư cho phát triển ứng dụng nhiên liệu sinh học Việt Nam mức thấp so với quốc tế Hạn chế nghiên cứu triển khai ứng dụng: chưa có phối hợp chặt chẽ ngành có liên quan việc phối hợp nghiên cứu triển khai ứng dụng kết nghiên cứu vào thực tiễn sản xuất, chưa khai thác có hiệu sở vật chất có Nội dung nghiên cứu triển khai dàn trải, kết nghiên cứu phần lớn dừng quy mô phòng thí nghiệm xưởng thực nghiệm, chưa thực xuất phát từ nhu cầu thị trường, chưa xác định điểm “đột phá” để nhiên liệu sinh học thay phần cho nhiêu liệu hố thạch Nguồn nguyên liệu sinh khối sản xuất giống quy trình canh tác cũ nên suất thấp, chất lượng khơng cao, chưa có giống trồng qui trình canh tác phù hợp để phát triển nguyên liệu với suất cao, có chất lượng phù hợp với công nghệ đáp ứng yêu cầu sản xuất theo nhu cầu thị trường nên gặp khó khăn sản xuất quy mơ cơng nghiệp Hệ thống pháp lý: Chưa có chế, sách ưu tiên đầu tư, thu hút phát triển nguồn nhân lực, nâng cao chất lượng phát triển nguyên liệu, chuyển giao phát triển công nghệ, bảo đảm quyền sở hữu trí tuệ, quyền lợi nhà đầu tư để phát triển ứng dụng nhiên liệu sinh học Chưa có quy định mơi trường theo hướng khuyến khích sử dụng nhiên liệu hệ thống tiêu chuẩn cho sản phẩm nhiên liệu sinh học Hạn chế hợp tác quốc tế: Chương trình hợp tác quốc tế nghiên cứu, phát triển, sản xuất ứng dụng nhiên liệu sinh học bao gồm: xây dựng sở pháp lý cho việc sản xuất, sử dụng nhiên liệu sinh học, nghiên cứu, đào tạo, chuyển giao công nghệ thiết bị q chưa đạt hiệu mong muốn Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 44 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh TÀI LIỆU THAM KHẢO https://vi.wikipedia.org/wiki/Nhi%C3%AAn_li%E1%BB%87u_sinh_h%E1%BB%8Dc# Xem_th%C3%AAm http://tuaf.edu.vn/khoacnsh/bai-viet/nhien-lieu-sinh-hoc-hien-trang-va-xu-the-phat-trien4533.html https://vi.wikipedia.org/wiki/Diesel_sinh_h%E1%BB%8Dc https://vi.wikipedia.org/wiki/Biogas https://bsr.com.vn/vi/xang-sinh-hoc-e5.htm https://www.slideshare.net/suongtuyet14418/cng-ngh-xng-sinh-hc https://www.researchgate.net/publication/275541824_Calculation_of_Gasoline_Octane_ Numbers_Taking_into_Account_the_Reaction_Interaction_of_Blend_Components Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 45 ... Hình -Thiết bị phân tích số Octane - Cetane lưu động ZX-101XL 29 Hình - Thiết bị đo số octan cầm tay - Koehler K88600 33 Hình - Máy đo số octane/ cetane SX-200 34 Phương pháp thiết. .. 1000rpm) cần 50 Phương pháp thiết bị đo số octane cetane Trang 25 Seminar kỹ thuật nhiên liệu sinh học GVHD: PGS.TS Trương Vĩnh III Phƣơng pháp đo số Octane Cetane Chỉ số octane (Octane number – ON)... phương pháp Cetane Engine, đo 10 – 15 đặc tính diesel đồng thời từ – phút 2.4 Cetane Indices Phương pháp ước tính số cetane dựa công thức ASTM D976 ASTM D4737 Phương pháp thiết bị đo số octane cetane