Nghiên cứu quá trình sản xuất nhiện liệu lỏng từ rác thải nhựa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC -o0o TRƯƠNG VĂN MINH NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU LỎNG TỪ RÁC THẢI NHỰA Chun ngành: Cơng nghệ hóa học LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2011 Luận văn thạc sĩ CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TPHCM ngày tháng năm 2011 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN Bộ mơn quản lý chuyên ngành 2  Luận văn thạc sĩ CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP.HCM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Tp HCM, ngày tháng năm 2011 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRƯƠNG VĂN MINH Phái: NAM Ngày, tháng, năm sinh: 15/05/1977 Nơi sinh: PHÚ N Chun ngành: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC MSHV: 00507731 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU LỎNG TỪ RÁC THẢI NHỰA II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng quan tình hình sử dụng lượng tình hình rác thải nhựa giới Việt Nam - Định hướng nghiên cứu tiến hành làm thực nghiệm nghiên cứu khảo sát trình nhiệt phân nhựa phế thải - Nghiên cứu khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình nhiệt phân nhựa phế thải - Kiểm tra, đo số tiêu thành phần sản phẩm lỏng sau trình nhiệt phân để tìm chế độ thích hợp cho q trình nhiệt phân nhựa phế thải - Kết luận kiến nghị cho nghiên cứu sau để đạt sản phẩm có giá trị mang ý nghĩa kinh tế III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 09/2010 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 07/2011 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN CHỦ NHIỆM BỘ MƠN QL CHUN NGÀNH 3  Luận văn thạc sĩ LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô môn công nghệ lọc dầu anh chị thuộc trung tâm công nghệ Lọc Hóa Dầu tạo điều kiện tận tình giúp đỡ suốt trình thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Phan Đình Tuấn thầy TS.Huỳnh Quyền giành nhiều thời gian công sức hướng dẫn tận tình, chu đáo suốt trình nghiên cứu Chính dẫn q báu tận tình thầy giúp bước giải vấn đề trình thực đề tài Vì kiến thức kinh nghiệm cịn có hạn nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót q trình thực luận văn Do vậy, mong nhận đóng góp ý kiến chia sẻ kinh nghiệm quý báu quý thầy cô để luận văn hồn chỉnh Một lần cho tơi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô TPHCM, ngày 21 tháng 06 năm 2011 Trương Văn Minh CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN 4  Luận văn thạc sĩ NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Ký tên CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN 5  Luận văn thạc sĩ NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Ký tên CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN 6  Luận văn thạc sĩ NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Ký tên CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN 7  Luận văn thạc sĩ LỜI MỞ ĐẦU Các sản phẩm có nguồn gốc chất dẻo ngày chiếm lĩnh thị trường có khả thay sản phẩm kim loại, thủy tinh giấy Do đặc tính nhẹ phí vận chuyển sản phẩm nhựa rẻ sản phẩm khác Sản phẩm nhựa thích hợp để chứa đựng loại thực phẩm ướt khô Cùng với phát triển mặt hàng có nguồn gốc chất dẻo nhựa phế thải, đặc biệt bao nilon ngày chiếm tỷ trọng đáng kể thành phần chất thải rắn sinh hoạt Ngoài ra, với tốc độ phát triển nhanh ngành công nghiệp, cơng nghiệp hóa chất việc sử dụng bao bì, thùng chứa nhựa ngày ưa chuộng tính chất an tồn, tránh phản ứng ăn mịn xảy Vì vậy, tồn nhựa phế thải sinh thu hồi hợp lý giúp giảm đáng kể lượng chất thải rắn cần xử lý Hiện nay, Việt Nam cơng trình nghiên cứu xử lý rác thải có nguồn gốc từ chất dẻo để sản xuất nhiên liệu góp phần xử lý môi trường chưa quan tâm phát triển mức lĩnh vực Điều khiến cho lượng rác thải có nguồn gốc chất dẻo ngày nhiều gây ô nhiễm cách trầm trọng Chính vậy, đề tài tơi nghiên cứu trình sản xuất nhiên liệu lỏng từ rác thải nhựa phương pháp nhiệt phân nhằm mục đích góp phần giải vấn đề nhu cầu lượng bảo vệ mơi trường CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN 8  Luận văn thạc sĩ TÓM TẮT LUẬN VĂN Ở đề tài này, tơi nghiên cứu q trình xử lý nhựa phế thải phương pháp nhiệt phân Đây phương pháp nhiệt xử lý chất dẻo cách có hiệu Q trình nhiệt phân nhựa phế thải thực chế độ nhiệt độ 350-550oC ứng với tốc độ gia nhiệt khác Ngồi ra, đề tài cịn khảo sát ảnh hưởng xúc tác đến trình nhiệt phân Đầu tiên nghiên cứu ảnh hưởng tốc độ cấp nhiệt đến trình nhiệt phân nhựa thải Tốc độ cấp nhiệt phù hợp trình thực tìm 3oC/phút Sau tiếp tục khảo sát phản ứng nhiệt phân cho loại nhựa riêng biệt dạng hỗn hợp với tốc độ cấp nhiệt 3oC/phút Đối với nhựa PE PP cho hiệu suất thu hồi lỏng cao 400oC, tốc độ cấp nhiệt 3oC/phút Cịn PS cho hiệu suất thu hồi lỏng cao 475oC, 3oC/phút Sự có mặt nhựa PET làm giảm hiệu suất thu hồi lỏng trình phản ứng Sau trình nhiệt phân kết thúc, thu phần lớn sản phẩm dạng lỏng, phần khí nhiên liệu phần cặn khơng đáng kể Mẫu thu kiểm tra số tiêu cần thiết nhiên liệu lỏng để xem mức độ đáp ứng chúng Sau phân tích xem ứng với chế độ tối ưu Cuối định hướng kiến nghị cho đề tài nghiên cứu để đạt nhiên liệu lỏng đạt tiêu chuẩn có giá trị thương mại Như vậy, đề tài nghiên cứu sở lý thuyết ban đầu mơ hình thực nghiệm có sở để hình thành quy mơ sản xuất cơng nghiệp xử lý chất thải rắn có nguồn gốc chất dẻo tạo thành nguồn nhiên liệu lỏng có chất lượng giảm áp lực nhu cầu lượng tương lai CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN 9  Luận văn thạc sĩ MỤC LỤC TRANG BÌA i NHIỆM VỤ LUẬN VĂN ii NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ 3  LỜI CẢM ƠN 4  LỜI MỞ ĐẦU 8  TÓM TẮT LUẬN VĂN 9  MỤC LỤC 10  DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 13  DANH MỤC BẢNG 14  DANH MỤC HÌNH 16  CHƯƠNG 18  TỔNG QUAN 18  1.1 Tình hình lượng giới Việt Nam 18  1.1.1 Tình hình lượng giới 18  1.1.2 Tình hình lượng Việt Nam 19  1.1.3 Vấn đề an ninh lượng quốc gia 20  1.2 Tình hình sử dụng nhựa giới Việt Nam 21  1.2.1 Tình hình sử dụng nhựa giới 22  1.2.2 Tình hình sử dụng nhựa Việt Nam 25  1.2.3 Một số hướng xử lý rác thải nhựa 27  1.3 Tổng quan nguyên liệu nhựa 36  1.3.1 Khái niệm 36  1.3.2 Phân loại 37  1.3.3 Một vài loại nhựa thông dụng 38  1.3.4 Sơ lược lịch sử phát triển ngành nhựa 42  1.4 Tổng quan nhiên liệu lỏng 43  1.4.1 Giới thiệu chung 43  1.4.2 Một số tính chất hóa lý nhiên liệu lỏng 44  1.4.3 Một số nhiên liệu lỏng thông dụng 47  CHƯƠNG 53  CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN 10  Luận văn thạc sĩ  acid terephtalic ethylen glycol Khi nhiệt phân mơi trường khí N2, phản ứng tách nước đứt gãy tự mạch PET xảy làm giảm chiều dài đỉnh đồng vị đến liên kết với O nguyên tử (C –O, C = O) liên kết xích σ, để lại cặn nghèo hidro tạo thành axit terephtalic Mà terephtalic acid chất dễ thăng hoa (nhiệt độ thăng hoa xấp xỉ khoảng 300oC) đóng rắn van đường ống Do làm cho hiệu suất thu hồi lỏng thấp ™ Kết luận Qua thí nghiệm cho ta thấy loại polymer có lượng hoạt hóa riêng bẻ mạch liên kết Do chúng chuyển hóa thành sản phẩm lỏng nhiệt độ khác dạng hydrocacbon với cấu trúc khác Cần nghiên cứu tiến hành nhiều thí nghiệm thực tế để tìm nhiệt độ phù hợp cho trình nhiệt phân nhựa Trong loại nhựa PE, PP PS nhiệt độ cho hiệu suất thu hồi lỏng tối ưu PE PP 400oC cịn PS 475oC Sự có mặt nhựa PET hỗn hợp cho hiệu suất thu hồi lỏng thấp hỗn hợp (khơng có mặt nhựa PET) Muốn thu hiệu suất thu hồi lỏng lớn nhiệt phân hỗn hợp chứa PET phải cần sử dụng xúc tác phù hợp để chuyển hóa acid terephtalic hợp chất Fe hợp chất Ni 4.3 Khảo sát ảnh hưởng xúc tác 4.3.1 Nguyên liệu nhựa PP – xúc tác Bentonite 4.3.1.1 Tiến hành thí nghiệm - Chúng ta tiến hành khảo sát nhựa PP, tỉ lệ xúc tác nhựa 1: 10 - Cố định khối lượng nguyên liệu 150g tốc độ gia nhiệt trung bình khoảng 3oC/phút Timer chế độ ON: 30 OFF - Cho nguyên liệu nhựa xúc tác vào bình phản ứng Sau lắp đầy đủ phận cần thiết hệ thống Sục khí N2(khí trơ) với lưu lượng 2.5l/phút 10 phút để đuổi hết khơng khí (oxi) khỏi bình phản ứng - Cài đặt nhiệt độ phản ứng 375oC, bật CB cấp điện cho hệ thống CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       97  Luận văn thạc sĩ  - Tương tự thực thí nghiệm cho chế độ khác tốc độ gia nhiệt khác nhau: 400oC, 425oC, 450oC 475oC, 500oC, 550oC - Khí bay lên dẫn qua lớp xúc tác đặt cố định (tầng cố định) phía đỉnh thiết bị phản ứng trước vào thiết bị ngưng tụ 4.3.1.2 Kết bàn luận Bảng 4.8: Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ PP-xúc tác Bentonite Nhiệt STT độ o ( C) Vsp msp Tỷ (ml) (g) trọng Hiệu suất lỏng (%) Nhiệt trị Cal/g 375 68 58.39 0.8655 38.93 9924.05 400 125 109.28 0.8801 72.85 10321.31 425 84 74.36 0.8913 49.57 10294.67 450 75 65.74 0.8939 43.83 10119.29 475 65 57.54 0.8923 38.36 10109.24 500 58 51.92 0.9016 34.61 10009.23 550 58 51.72 0.8998 34.51 9921.19 CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       98  Luận văn thạc sĩ  Hình 4.14: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi lỏng trình nhiệt phân PP có khơng có Bentonite Hình 4.15: Đồ thị so sánh nhiệt trị dầu từ nhiệt phân PP có khơng có xúc tác Bentonite với nhiên liệu chuẩn khác CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       99  Luận văn thạc sĩ  ™ Nhận xét bàn luận Chúng ta thấy quy luật biến đổi hiệu suất thu hồi lỏng có khơng có mặt xúc tác Bentonite gần có nét tương đồng Nhưng trường hợp có mặt xúc tác Bentonite cho ta hiệu suất thu lỏng lớn khơng có mặt xúc tác Hiệu suất thu hồi lỏng lớn có mặt xúc tác Bentonite 72.85% 400oC nhỏ 34.51% 550oC Về tiêu nhiệt trị, thấy hầu hết chế độ nhiệt độ khác đạt tiêu chuẩn so với nhiên liệu chuẩn FO ngoại trừ trường hợp chế độ 375oC khơng có mặt xúc tác Đặc biệt, chế độ 425oC, 450oC trường hợp khơng có mặt xúc tác chế độ 400oC, 425oC trường hợp có mặt xúc tác nhiệt trị chúng đạt tiêu chuẩn nhiên liệu DO tiêu chuẩn ™ Giải thích Như biết phản ứng cracking xúc tác chủ yếu xảy bề mặt xúc tác Cho nên có mặt xúc tác Bentonite giúp cho trình bẻ mạch cabon nhanh tạo sản phẩm có khối lượng phân tử nhỏ Hơn có mặt Bentonite hạn chế lơi phân tử khí, tăng thời gian lưu sản phẩm có mạch cacbon dài thiết bị Điều giúp cho phản ứng cracking thứ cấp xảy cho sản phẩm có mạch ngắn Cuối thu sản phẩm lỏng với hiệu suất cao so với xúc tác Bentonite Sự có mặt xúc tác hai chế độ nhiệt độ 400oC 425oC cho sản phẩm lỏng có nhiệt trị cao đạt tiêu chuẩn nhiên liệu DO Điều giải thích có mặt củ xúc tác Bentonite giúp cho phản ứng cracking thứ cấp xảy mạnh mẽ tốc độ bẻ mạch cacbon lớn Vì thu sản phẩm có mạch ngắn hơn, có thành phần xăng KO nhiều Cho nên kết sản phẩm có nhiệt trị tương đối cao, đạt tiêu chuẩn DO ™ Kết luận Qua phần nhận xét ta thấy nhiệt phân nhựa PP chế độ 400oC có mặt xúc tác Bentonite cho ta hiệu suất thu hồi lỏng cao (72.85%) nhiệt trị CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       100  Luận văn thạc sĩ  thỏa mãn tiêu chuẩn nhiên liệu FO DO Cho nên xem chế độ tối ưu cho loại nhựa PP sử dụng xúc tác Bentonite để sản suất nhiên liệu FO Nó sở để tiếp tục nghiên cứu sản xuất nhiên liệu đạt chuẩn DO 4.3.2 Nguyên liệu nhựa PP-400oC với loại xúc tác khác 4.3.2.1 Tiến hành thí nghiệm - Chúng ta tiến hành khảo sát nhựa PP, tỉ lệ xúc tác nhựa 1: 10 - Cố định khối lượng nguyên liệu ban đầu 150g tốc độ gia nhiệt trung bình khoảng 3oC/phút Timer chế độ ON: 30 OFF - Cho nguyên liệu nhựa xúc tác Zeolite vào bình phản ứng Sau lắp đầy đủ phận cần thiết hệ thống Sục khí N2(khí trơ) với lưu lượng 2.5l/phút 10 phút để đuổi hết khơng khí (oxy) khỏi bình phản ứng - Cài đặt nhiệt độ phản ứng 400oC, bật CB cấp điện cho hệ thống - Tương tự thực thí nghiệm cho xúc tác FCC - Khí bay lên dẫn qua lớp xúc tác đặt cố định (tầng cố định) phía đỉnh thiết bị phản ứng trước vào thiết bị ngưng tụ 4.3.2.2 Kết bàn luận Bảng 4.9: Kết khảo sát ảnh hưởng xúc tác PP-400oC STT Xúc tác Không xúc tác HS Nhiệt độ lỏng chớp cháy Vsp msp Tỷ , ml , g trọng 120 101.54 0.7865 67.69 40 9971.32 ,% o cốc kín, C Nhiệt trị , Cal/g Zeolite 122 108.51 0.7619 72.34 40 10103.75 FCC 130 114.24 0.7756 76.16 39 10336.86 Bentonite 125 109.28 0.7793 72.85 39 10321.31 CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       101  Luận văn thạc sĩ  Hình 4.16: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng loại xúc tác đến hiệu suất thu hồi lỏng trình nhiệt phân PP 400oC Hình 4.17: Đồ thị so sánh nhiệt trị dầu từ nhiệt phân PP 400oC với có mặt loại xúc tác với nhiên liệu chuẩn khác CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       102  Luận văn thạc sĩ  ™ Nhận xét bàn luận Từ hình 4.16 thấy sử dụng loại xúc tác khác cho hiệu suất thu hồi lỏng khác chúng lớn hiệu suất thu hồi lỏng khơng có mặt xúc tác Ta thấy trường hợp sử dụng xúc tác FCC cho hiệu suất thu hồi lỏng cao trường hợp (76.16%) Từ hình 4.17 thấy tất trường hợp cho nhiệt trị đạt tiêu chuẩn so với nhiên liệu chuẩn FO Riêng trường hợp sử dụng xúc tác FCC Bentonite có nhiệt trị đạt tiêu chuẩn nhiên liệu chuẩn DO ™ Giải thích Sự có mặt xúc tác giải thích trường hợp (trường hợp sử dụng Bentonite), có nghĩa hạn chế lơi phân tử khí, tăng thời gian lưu sản phẩm có mạch cacbon dài thiết bị Điều giúp cho phản ứng cracking thứ cấp xảy cho sản phẩm có mạch ngắn Điều giúp cho sản phẩm lỏng tạo nhiều so với trường hợp không sử dụng xúc tác Chúng ta thấy ba loại xúc tác khác cho ta hiệu suất thu hồi lỏng khác Điều lý giải, ba loại xúc tác khác nên bề mặt riêng khác nên cho hiệu suất thu hồi lỏng khác Như ta biết có mặt xúc tác tạo điều kiện tốt cho phản ứng cracking thứ cấp xảy Nó tạo sản phẩm lỏng có mạch ngắn nhẹ nên nhiệt trị sản phẩm có sử dụng xúc tác cao không sử dụng xúc tác ™ Kết luận Trong trường hợp thực nhiệt phân có sử dụng xúc tác ta thấy trường hợp sử dụng xúc tác FCC mang lại hiệu cao mặt hiệu suất thu hồi lỏng giá trị nhiệt trị CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       103  Luận văn thạc sĩ  ¾ PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN PHÂN ĐOẠN HYDROCACBON TRONG CÁC MẪU DẦU SAU NHIỆT PHÂN NHỰA PP Ở 400oC VỚI SỰ CÓ MẶT CỦA CÁC LOẠI XÚC TÁC KHÁC NHAU: Bảng 4.10: Kết chưng cất mẫu dầu sau nhiệt phân nhựa PP 400oC với có mặt loại xúc tác khác 400oC xúc tác Phương pháp Chỉ tiêu Không thử Zeolite FCC Bentonite xúc tác Thành phần cất phân đoạn ASTM To sôi đầu 92 70 60 77 10% V, max 118 108 104 112 20% V, max 134 124 121 123 30% V, max 141 137 136 134 40% V, max 156 146 141 150 50% V, max 170 164 161 168 60% V, max 206 178 174 207 70% V, max 244 191 180 240 80% V, max 262 245 237 279 90% V, max 306 276 270 294 321 282 277 299 91 92 91 92.5 Cặn cuối, %V, max 3 Cặn hao hụt %V, max 4.5 40 40 38 41 ASTM D56 1.1883 1.0875 0.9784 1.1934 ASTM 445 Điểm sôi cuối, max V ngưng, ml Nhiệt độ chớp cháy cốc kín, oC Độ nhớt động học 40oC, mm2/s CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN    D 86    104  Luận văn thạc sĩ  Hình 4.18: Đường chưng cất ASTM dầu lỏng sau nhiệt phân nhựa PP vói có mặt loại xúc tác khác ™ Nhận xét bàn luận Chúng ta thấy đường cong chưng cất mẫu có mặt xúc tác Zeolite FCC có đặc điểm tương đồng Và đường cong chưng cất mẫu không xúc tác có mặt xúc tác Bentonite có nét tương đồng với Dựa vào đường chưng cất ASTM ta có bảng số liệu sau: CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       105  Luận văn thạc sĩ  Bảng 4.11: Bảng phân tích thành phần phân đoạn Hydrocacbon sản phẩm lỏng sau nhiệt phân PP 400oC với loại xúc tác khác STT Thành phần Nhiệt độ sôi (oC) Không Xúc tác Zeolite FCC Bentonite -180 54 65 71 53 C9C11– C13C14 180 - 250 19 16 13 20 C13 – C20 250 -350 25 15 13 22.5 C5 – C10C11 %V ™ Từ ta thấy thành phần cấu tử nhẹ nhiệt phân với có xúc tác FCC lớn (xăng chiếm 71%) Thành phần xăng mẫu xúc tác Zeolite chiếm vị trí thứ 65% xăng Cịn mẫu xúc tác Bentonite có thành phần xăng khơng so với trường hợp khơng có xúc tác ™ Giải thích Sở dĩ đặc điểm đường cất phân đoạn xúc tác Zeolite FCC có nét tương đồng cấu trúc, thành phần Zeolite FCC gần giống Xúc tác Zeolite thành phần cấu trúc xúc tác FCC Thành phần xăng mẫu lỏng có xúc tác FCC lớn Zeolite ngồi nhờ Zeolite có hoạt tính xúc tác độ chọn lọc cao xúc tác FCC chứa chất Mà chất chứa mao quản trung bình lớn, tâm axit yếu nên cracking sơ hydrocacbon phân tử lớn, tạo điều kiện thuận lợi cho trình khuếch tán chất tham gia phản ứng sản phẩm phản ứng Ngồi chất cịn hỗ trợ q trình truyền nhiệt chất xúc tác nơi “bắt giữ từ xa” tác nhân ngộ độc zeolite, bảo vệ pha hoạt động xúc tác Cho nên thành phần xăng mầu lỏng có mặt xúc tác FCC có thành phần xăng cao ™ Kết luận Sự có mặt xúc tác làm cho trính nhiệt phân có hiệu hơn, hiệu suất thu hồi lỏng cao Bên cạnh chất lượng sản phẩm lỏng tốt hơn, mang giá trị thương mại nhiều bỡi thành phần xăng chiếm tỷ lệ cao CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       106  Luận văn thạc sĩ  CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Sau trình nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm rút số kết luận sau: - Tốc độ gia nhiệt ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu hồi lỏng trình nhiệt phân nhựa thải Tốc độ gia nhiệt tối ưu trình nhiệt phân mà tìm đươc 3oC/phút - Tùy theo nguyên liệu đầu vào mà có nhiệt độ phản ứng nhiệt phân khác để đạt hiệu suất thu hồi lỏng cao Đối với nguyên liệu nhựa PE PP nhiệt độ nhiệt phân tối ưu hiệu suất thu hồi lỏng 400oC Cịn loại nhựa PS nhiệt độ phản ứng nhiệt phân cho hiệu suất thu hồi lỏng cao 475oC - Đối với nguyên liệu dạng hỗn hợp, hỗn hợp có mặt loại nhựa PET cho ta hiệu suất thu hồi lỏng giảm đáng kể trinh bẻ gãy mạch nhựa PET tạo loại axit kiềm hãm trình tạo sản phẩm lỏng Khi sử dụng hỗn hợp ngun liệu khơng có loại nhựa PET thu hiệu suất thu hồi lỏng cao (55.12%) - Sự có mặt xúc tác góp phần làm cho hiệu suất thu hồi lỏng phần cảm quan tốt nhiều Đặc biệt loại xúc tác FCC, cho hiệu suất thu hồi lỏng cao so với loại xúc tác lại Bên cạnh nhiệt trị mẫu sản phẩm có giá trị cao, cao nhiệt trị nhiên liệu chuẩn FO DO - Nhìn chung hiệu suất thu hồi lỏng trình nhiệt phân nhựa chưa thật cao mát trình thao tác, lọc sản phẩm thiết bị ngưng tụ chưa hồn tồn nên lượng khí khơng kịp ngưng tụ ngồi - Chúng ta có số chế độ cho sản phẩm lỏng đạt tiêu chuẩn đạt chuẩn FO, đặc biệt có mặt xúc tác Còn để đạt chuẩn DO KO đặc biệt xăng cịn nhiều điều phải làm Rất mong gặp lại vấn đề đề tài tương lai gần CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       107  Luận văn thạc sĩ  5.2 Kiến nghị Mặc dù có nhiều cố gắng thời gian thực luận văn có hạn nên chưa thể khảo sát hết đầy đủ yếu tố ảnh hưởng đến trình nhiệt phân Cho nên để đạt nhiên liệu cao cấp hiệu suất cao cần nhiều công đoạn nghiên cứu thêm vấn đề khác có liên quan đến q trình Do đề tài tiếp tục nghiên cứu nên quan tâm đến yếu tố sau: - Hiệu chỉnh lại thiết bị ngưng tụ để ngưng tụ hồn tồn khí có khả ngưng tụ, tránh tối đa lượng khí mát bên - Nghiên cứu ảnh hưởng áp suất đến trình nhiệt phân - Nghiên cứu ảnh hưởng đảo trộn vật liệu suốt trình nhiệt phân - Nghiên cứu ảnh hưởng loại xúc tác khác loại thử nghiệm - Nên thực thêm vài công đoạn sau q trình nhiệt phân sử dụng phương pháp hóa lý hóa học để cải thiện chất lượng sản phẩm dầu sau trình nhiệt phân Hy vọng vấn đề quan tâm chặt chẽ đề tài nghiên cứu tương lai CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       108  Luận văn thạc sĩ  TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Thanh Bình, “Hóa học Hóa lý polyme”, Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2008 [2] Nguyễn Văn Phước, “Quản lý xử lý chất thải rắn”, Nhà xuất đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh, 2007 [3] Guang – Hua Zhang, Prospect and current status of recycling waste plastics and technology for converting them into oil in China [4] Ghana, Sustainable Plastic Waste Manegement – A Case of Accra [5] Võ Thị Liên, Cơng nghệ chế biến dầu mỏ khí 1, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1998 [6] PGS.TS Đinh Thị Ngọ, Hóa học dầu mỏ khí, NXB Khoa học kỹ thuật, 2006 [7] Ejaz Ahmad, Catalytic Degradation of Waste Plastic into Fuel Oil [8] Hoàng Nhâm, Hóa học vơ tập II, Nhà xuất giáo dục, 2002 [9] Lê Văn Nãi, Bảo vệ Môi trường Xây dựng bản, NXBKHKT,1999 [10] Filipe Paradela, Filomino Pinto, Effect of experimental conditions on Pyrolysis of plastics mixed with forestry biomass [11] Sản xuất dầu từ nhựa phế thải – tạp chí hoạt động khoa học 03.06.2010 http://www.tchdkh.org.vn/ttchitiet.asp?code=12551 [12] Colin Hackett, Thomas D.Durbin, William Welch, Joshua Pence, Evaluation of Conversion Technology Processes and Products, September 2004 [13] Trịnh Văn Dũng, Ứng dụng tin học công nghệ hóa học – thực phẩm, nhà xuất Đại học quốc gia Tp HCM, 2008 [14] Nguyễn Minh Tuyển, Phạm Văn Thiêm, Kỹ Thuật hệ thống cơng nghệ Hóa học 2, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 [15] John Scheirs & Walter Kaminsky, Feedstock Recycling and Pyrolysis of Waste Plastics, 2006 [16] James G.Speight, Handbook of Petroleum Analyis CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       109  Luận văn thạc sĩ  [17] Mai Hữu Khiêm, Bài giảng Kỹ thuật xúc tác, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2007 [18] Lê Văn Hiếu, Công nghệ chế biến dầu mỏ, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2001 [19] Nguyễn Văn Phú, Cracking xúc tác, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2005 CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       110  Luận văn thạc sĩ  PHỤ LỤC NHIỆT TRỊ CỦA MỘT NGUYÊN LIỆU QUAN TRỌNG Nhiên liệu J/g Cal/g Củi khô 10 000 389 Than bùn 14 000 344 Than đá 25 200 020 Than gỗ 34 000 122 Hydro 120 000 28 667 Khí hóa lỏng LPG 39 927 – 54 900 538 – 13 115 Xăng 46 000 10 989 Dầu nặng FO 41 131 – 43 138 826 Dầu DO 43 138 10 030 Dầu KO 44 106 10 536 MỘT SỐ CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ NĂNG LƯỢNG QUAN TRỌNG • cal = 4.186 J • Kwh = 860 kcal • Kwh = 3600 kJ • kg dầu FO = 1163 Kwh • kg dầu FO = 10000 kcal • kg than cám = 5000 kcal • BTU = 0.252 kcal = 252 cal • TOE = 1000 kg dầu FO CBHD: PGS.TS PHAN ĐÌNH TUẤN       111  ... TÀI: NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT NHIÊN LIỆU LỎNG TỪ RÁC THẢI NHỰA II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng quan tình hình sử dụng lượng tình hình rác thải nhựa giới Việt Nam - Định hướng nghiên cứu. .. liệu quan tâm Và đề tài nghiên cứu biển đổi nhiên liệu thành nhựa ý nghiên cứu giới Việt Nam Trên giới vấn đề nghiên cứu chuyển đổi nhựa thải thành nhiên liệu nghiên cứu từ lâu Ở dự án Kaisei,... nghiệm nghiên cứu khảo sát trình nhiệt phân nhựa phế thải - Nghiên cứu khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình nhiệt phân nhựa phế thải - Kiểm tra, đo số tiêu thành phần sản phẩm lỏng sau trình nhiệt