Nghiên cứu xử lý glyxerin phụ phẩm sản xuất biodiezen thành nguyên liệu cho tổng hợp glyxerin tert bulyl ete GTBE

Nghiên cứu xử lý glyxerin phụ phẩm sản xuất biodiezen thành nguyên liệu cho tổng hợp glyxerin tert bulyl ete GTBE Nghiên cứu xử lý glyxerin phụ phẩm sản xuất biodiezen thành nguyên liệu cho tổng hợp glyxerin tert bulyl ete GTBE luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐỖ ANH QUANG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ GLYXERIN PHỤ PHẨM SẢN XUẤT BIODIEZEN THÀNH NGUYÊN LIỆU CHO TỔNG HỢP GLYXERIN TERT-BULYL ETE (GTBE) Chuyên ngành: KỸ THUẬT HÓA HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC Hà Nội - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐỖ ANH QUANG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ GLYXERIN PHỤ PHẨM SẢN XUẤT BIODIEZEN THÀNH NGUYÊN LIỆU CHO TỔNG HỢP GLYXERIN TERT-BULYL ETE (GTBE) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN HỒNG LIÊN Hà Nội – 2018 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ PSG.TS Nguyễn Hồng Liên Cơ tận tình hướng dẫ giúp đỡ em trình thực cơng trình nghiên cứu Em xin chân thành cảm ơn thầy Viện kỹ thuật hóa học, trường Đại học Bách khoa Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày 29 tháng 10 năm 2018 Học viên Đỗ Anh Quang LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nghiên cứu kết đạt luận văn hồn tồn trung thực, tơi tiến hành nghiên cứu Các số liệu, kết nghiên cứu nêu luận văn chưa công bố cơng trình khác Các tài liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ phần danh mục tài liệu tham khảo Hà Nội, ngày 29 tháng 10 năm 2018 Học viên Đỗ Anh Quang MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1.1 TỔNG QUAN Quá trình sản xuất biodiesel 1.1.1 Nguyên liệu cho sản xuất biodiesel 1.1.2 Phản ứng tổng hợp biodiesel 1.1.3 Hiện trạng sản xuất biodiesel .3 1.2 Phụ phẩm trình sản xuất biodiesel 1.3 Tính chất, ứng dụng phương pháp sản xuất glyxerin 1.3.1 Giới thiệu glyxerin 1.3.2 Tính chất vật lý .7 1.3.3 Tính chất hố học 1.3.4 Ứng dụng 10 1.3.5 Các phương pháp sản xuất glyxerin 13 1.3.6 Sản xuất glyxerin Việt Nam 17 1.3.7 Tình hình tiêu thụ Glyxerin giới 17 1.4 Các phương pháp tinh chế glyxerin phụ phẩm sản xuất biodiezen .19 1.4.1 Phương pháp chưng cất 20 1.4.2 Phương pháp sử dụng nhựa trao đổi ion 21 1.4.3 Phương pháp acid hố, trích ly với dung môi hấp phụ 21 1.4.4 Một số phương pháp khác 22 1.5 Ứng dụng glyxerin tổng hợp Glyxerin tert-butyl ete (GTBE) .22 1.5.1 Tính chất glyxerin tert-butyl ete (GTBE) 22 1.5.2 Ứng dụng GTBE 23 1.5.3 Sản xuất GTBE phương pháp ete hóa glyxerin 25 1.6 CHƯƠNG Định hướng nghiên cứu 27 THỰC NGHIỆM 28 2.1 Hoá chất, dụng cụ thí nghiệm 28 2.1.1 Hoá chất 28 2.1.2 Dụng cụ thí nghiệm 28 2.2 Tinh chế glyxerin thô .29 2.2.1 Giai đoạn axit hố glyxerin thơ 29 2.2.2 Giai đoạn trung hoà pha giàu glyxerin NaOH 30 2.2.3 Giai đoạn trích ly dung mơi phân cực .31 2.2.4 Giai đoạn tách dung môi chưng đơn giản 31 2.2.5 Giai đoạn xử lý màu glyxerin 32 2.3 Phương pháp phân tích nguyên liệu sản phẩm 33 2.3.1 Phân tích GC/MS 33 2.3.2 Xác định hàm lượng nước glyxerin 35 2.3.3 Xác định hàm lượng tro glyxerin 36 2.3.4 Hàm lượng chất hữu khác glyxerin 37 2.3.5 pH mẫu glyxerin 37 2.3.6 Độ màu glyxerin 37 2.4 CHƯƠNG Phản ứng tổng hợp GTBE 37 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Đặc trưng glyxerin thô thu từ sản xuất biodiesel 40 3.2 Tinh chế glyxerin- giai đoạn axit hoá 42 3.2.1 Mục đích giai đoạn axit hố glyxerin thơ để loại bỏ xà phịng, axit béo tự muối vơ .42 3.2.2 Ảnh hưởng loại axit .43 3.2.3 Ảnh hưởng pH .45 3.2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng .46 3.2.5 Ảnh hưởng thời gian phản ứng 47 3.2.6 Ảnh hưởng thời gian tách pha 48 3.3 Tinh chế glyxerin- giai đoạn trích ly .49 3.3.1 Ảnh hưởng loại dung môi 49 3.3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ dung môi pha glyxerin đến hiệu tinh chế glyxerin 51 3.4 Tinh chế glyxerin- giai đoạn xử lý màu .52 3.5 Đặc trưng glyxerin sau tinh chế 53 3.6 Thử nghiệm tổng hợp GTBE từ glyxerin tinh chế 55 KẾT LUẬN 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu Giải thích GTBE Glyxerin tert-butyl ete IPA Iso-Propyl Ancol DGBE di-etylen Glycol mono-Butyl ete KL Khối lượng MONG Matter organic non glyxerin GC-MS Gas chromatography–mass spectrometry DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tính chất vật lý Glyxerin Bảng 2.1 Điều kiện phân tích GC/MS 34 Bảng 2.2 Các mẫu dùng để dựng đường chuẩn glyxerin 35 Bảng 3.1 Các hợp chất có glyxerin thơ 41 Bảng 3.2 Hàm lượng tro mẫu glyxerin 41 Bảng 3.3 Đặc trưng glyxerin thô 42 Bảng 3.4 Quá trình tách pha sau axit hoá pH =2,5 45 Bảng 3.5 Thành phần, tính chất glyxerin thô, glyxerin tinh chế glyxerin thương mại 55 Bảng 3.6 Thành phần chất mẫu nguyên liệu 56 Bảng 3.7 Thành phần chất mẫu sản phẩm 56 Bảng 3.8 Thành phần peak mẫu ME thương mại 57 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 [19] Hình 1.2 [15] Hình 1.3 [15] Hình 1.4 Hình 1.5 [1] Hình 1.6 Cơng thức cấu tạo glyxerin Hình 1.7 [5] 12 Hình 1.8 [4] 13 Hình 1.9 [14] 14 Hình 1.10 Sơ đồ chưng cất chân không 21 Hình 1.11 Phản ứng tổng hợp GTBE từ glyxerin iso-butylen 25 Hình 2.1 Sơ đồ giai đoạn tinh chế glyxerin 29 Hình 2.2 Giai đoạn axit hố 30 Hình 2.3 Hỗn hợp sản phẩm sau trích ly 31 Hình 2.4 31 Hình 2.5 Hấp phụ chất màu than hoạt tính 32 Hình 2.6 Hệ lọc micropore 33 Hình 2.7 35 Hình 2.8 Thiết bị chuẩn độ Karl-Fisher 36 Hình 2.9 Sơ đồ hệ phản ứng tổng hợp GTBE 37 Hình 2.10 Sơ đồ khối quy trình tổng hợp GTBE 38 Hình 3.1 Glyxerin thơ từ q trình sản xuất biodiesel 40 Hình 3.2 Sắc ký đồ mẫu glyxerin thơ 41 Hình 3.3 Phân tách pha sau q trình axit hố 43 Hình 3.4 Q trình axit hố glyxerin thơ 44 Hình 3.5 Thể tích pha glyxerin thu sau axit hố pH khác 46 Hình 3.6 Thể tích pha glyxerin thu sau axit hố nhiệt độ khác 47 Hình 3.7 Thể tích pha glyxerin thu sau axit hố khoảng thời gian khác 48 Hình 3.8 Hiện tượng tách pha khoảng thời gian khác 49 Hình 3.9 Trích ly với dung mơi 50 ... HÀ NỘI - ĐỖ ANH QUANG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ GLYXERIN PHỤ PHẨM SẢN XUẤT BIODIEZEN THÀNH NGUYÊN LIỆU CHO TỔNG HỢP GLYXERIN TERT- BULYL ETE (GTBE) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Chuyên ngành:... nhiên liệu sinh học biodiezen Mục tiêu nghiên cứu tinh chế glyxerin phụ phẩm trình sản xuất biodiezen đáp ứng chất lượng làm nguyên liệu cho tổng hợp glyxerin tert- butyl ete Đối tượng nghiên cứu glyxerin. .. phụ phẩm, thử nghiệm cho tổng hợp glyxerin tert- butyl ete 1.1 Quá trình sản xuất biodiesel 1.1.1 Nguyên liệu cho sản xuất biodiesel Biodiesel sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu phong phú nông sản