NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ BAO BÌ PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN XÚC TÁC

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ BAO BÌ PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN XÚC TÁC

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGUYỄN VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ BAO BÌ PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN XÚC TÁC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC Người hướng dẫn ThS. NGUYỄN QUỐC HẢI BÀ RỊA – VŨNG TÀU, NĂM 2012 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Đồ án tốt nghiệp Đại học - Khóa III - Năm 2012 Trường ĐHBRVT Chuyên ngành: Hóa dầu Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ------o0o----- Họ và tên sinh viên: Nguyễn Văn Thắng MSSV: 0852010153 Ngày, tháng, năm sinh: 19/3/1990 Nơi sinh: Đăklăk Chuyên Ngành: Hóa dầu I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu khả năng sản xuất dầu nhiên liệu từ bao bì phế thải bằng phương pháp nhiệt phân xúc tác II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:  Tổng quan về bao bì phế thải và phương pháp nhiệt phân xử lý bao bì phế thải  Định hướng nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình nhiệt phân dùng xúc tác bao bì phế thải  Kiểm tra tính chất sản phẩm sau nhiệt phân, đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố và đưa ra kết quả III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: 19/4/2012 IV. NGÀY HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN: 10/7/2012 V. HỘ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Nguyễn Quốc Hải Bà Rịa - Vũng Tàu, Ngày 10 tháng 7 năm 2012 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Đồ án tốt nghiệp Đại học - Khóa III - Năm 2012 Trường ĐHBRVT Chuyên ngành: Hóa dầu Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm MỞ ĐẦU Các sản phẩm bao ni lông ngày càng chiếm lĩnh thị trường và tỏ ra là thứ không thể thiếu trong đời sống hằng ngày. Do đặc tính nhẹ, bền, rẻ và tiện dụng nên bao giờ cũng được lựa chọ làm túi đựng hơn các loại túi khác như túi giấy, túi vải,… Đặc biệt hiện nay ở nhiều quốc gia trên thế giới, loại túi ni lông mỏng, dễ hư hỏng thường bị phát tán khắp nơi và gây nên nạn ‘ô nhiễm trắng’. Ví dụ; số luợng túi ni lông sử dụng hàng năm trên đầu người ở Ai-len ước tính là 328 túi/người/năm, ở Ôxtrâylia là 250 túi/người/năm, ở Scốt-len là 153 túi/người/năm. Mỗi năm có 500 tỷ túi ni lông được tiêu thụ trên toàn cầu, để sản xuất ra lượng túi ni lông này, ước tính phải tiêu tốn tới 12 triệu thùng dầu thô, tương đương để sản xuất ra 240 triệu ga-lông xăng. Bởi sản phẩm bao ni lông thích hợp để chứa đựng tất cả các loại thực phẩm ướt cũng như khô. Cùng với sự phát triển của các mặt hàng có nguồn gốc chất dẻo, nhựa phế thải, bao ni lông ngày càng chiếm một tỷ trọng đáng kể trong thành phần của chất thải rắn sinh hoạt. Ngoài ra, với tốc độ phát triển nhanh của các ngành công nghiệp, nhất là công nghiệp hóa chất, việc sử dụng các bao bì, thùng chứa bằng nhựa ngày càng được ưa chuộng bởi tính chất an toàn, tránh các phản ứng hóa chất, ăn mòn và nhiễm bẩn xảy ra. Vấn đề đối với rác thải ni lông là chúng không phân huỷ thành các chất vô hại, phân huỷ rất chậm trong môi trường tự nhiên và là chất thải tồn tại lâu dài. Vì vậy, nếu toàn bộ bao ni lông phế thải sinh ra được thu hồi sẽ giúp giảm đáng kể thể tích chất thải cần xử lý, góp phần bảo vệ môi trường chúng ta xanh sạch và đẹp hơn. Hiện nay, ở Việt Nam ta, các công trình nghiên cứu về xử lý rác thải có nguồn gốc chất dẻo và đặc biệt là bao ni lông để sản xuất nhiên liệu góp phần xử lý môi trường hầu như chưa được quan tâm và phát triển đúng mức về lĩnh vực này, khiến cho rác thải có nguồn gốc chất dẻo ngày càng nhiều, gây ô nhiễm một cách trầm trọng. Chính vì vậy, trong phạm vi đề tài này em sẽ thực hiện việc nghiên cứu quá trình xử lý bao ni lông phế thải bằng phương pháp nhiệt phân dùng các loại xúc tác góp phần giải quyết vấn đề về năng lượng và bảo vệ môi trường. Trong khi thực hiện đề tài, em đã rất cố gắng tổng hợp kiến thức đã học và tham khảo một số tài liệu chuyên môn nhằm đạt kết quả tốt nhất. Tuy nhiên, do một số khó khăn khách quan về kỹ thuật, tài chính và thời gian nên không khảo sát được nhiều Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Đồ án tốt nghiệp Đại học - Khóa III - Năm 2012 Trường ĐHBRVT Chuyên ngành: Hóa dầu Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm loại xúc tác trên hệ thống mong muốn và chưa thể điều khiển đầy đủ và chính xác các yếu tố công nghệ, do đó em không đưa ra một kết quả tối ưu như mong muốn nhưng hy vọng kết quả thu được từ đề tài này là nền tảng cho các nghiên cứu quy mô lớn hơn trong tương lai. Kính mong nhận được ý kiến đóng góp quý báu từ thầy cô, bạn bè để đề tài này được hoàn thiện hơn và sớm được ứng dụng vào thực tiễn. Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Đồ án tốt nghiệp Đại học - Khóa III - Năm 2012 Trường ĐHBRVT Chuyên ngành: Hóa dầu Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án này, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong hóa học và công nghệ thực phẩm trường đại học Bà Rịa – Vũng Tàu và quý anh chị thuộc trung tâm công nghệ lọc hoá dầu trường đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ tôi. Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Quốc Hải đã không tiếc thời gian và công sức tận tình hướng dẫn, thảo luận và dẫn dắt tôi hoàn thành luận văn này. Chính những chỉ dẫn quý báu của thầy Hải và các thầy cô trong khoa đã giúp tôi từng bước giải quyết các vấn đề trong quá trình thực hiện đề tài, giúp tôi có thể kết quả như hôm nay. Do kiến thức và kinh nghiệm có hạn đồng thời thời gian thực hiện còn hạn chế, nên đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy, tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô để luận văn này được hoàn chỉnh hơn. Cuối cùng, tôi muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, những người luôn luôn ở bên và động viên tinh thần cho tôi, tiếp thêm cho tôi động lực để tôi vượt qua những khó khăn trong học tập và trong cuộc sống. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Tp. Vũng tàu, tháng 7 năm 2012 Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Thắng Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Đồ án tốt nghiệp Đại học - Khóa III - Năm 2012 Trường ĐHBRVT Chuyên ngành: Hóa dầu Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) ….……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………… Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Đồ án tốt nghiệp Đại học - Khóa III - Năm 2012 Trường ĐHBRVT Chuyên ngành: Hóa dầu Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) ….……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………… Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Đồ án tốt nghiệp Đại học - Khóa III - Năm 2012 Trường ĐHBRVT Chuyên ngành: Hóa dầu Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG, SƠ ĐỒ, HÌNH TỪ VIẾT TẮT Chương I. TỔNG QUAN 1 I.1 Tổng quan về túi ni lông phế thải 1 I.1.1 Định nghĩa và lịch sử .1 I.1.2 Phân loại 3 I.1.3 Tính chất 3 I.2 Tác hại và hiện trạng của bao ni lông phế thải trên thế giới và ở Việt Nam .4 I.2.1 Tác hại của bao ni lông .4 I.2.2 Hiện trạng quản lý và xử lý trên thế giới .5 I.2.3 Hiện trạng quản lý và xử lý ở Việt nam 8 I.3 Một số hướng xử lý bao ni lông phế thải .9 I.3.1 Tái chế túi ni lông .9 I.3.2 Phương pháp đốt 11 I.3.3 Phương pháp khí hóa: 12 I.3.4 Phương pháp thủy nhiệt .13 I.3.5 Phương pháp nhiệt phân 13 Chương II. PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN BAO NI LÔNG PHẾ THẢI 15 II.1 Lý thuyết về bản chất quá trình nhiệt phân 15 II.1.2 Nhiệt phân nhiệt polyethylen (PE) 15 II.1.3 Nhiệt phân xúc tác Polyethylen (PE) 18 Chương III. ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ CÁCH TIẾN HÀNH .26 III.1 Định hướng nghiên cứu 26 III.2 Dụng cụ, thiết bị và nguyên liệu .26 III.2.1 Sơ đồ thiết bị thí nghiệm nhiệt phân xúc tác 26 II.2.1.1 Thiết bị phản ứng .26 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Đồ án tốt nghiệp Đại học - Khóa III - Năm 2012 Trường ĐHBRVT Chuyên ngành: Hóa dầu Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm II.2.1.2 Thiết bị gia nhiệt 26 II.2.1.3 Hệ thống ngưng tụ .27 II.2.1.4 Hệ thống xử lý khí .27 II.2.1.5 Hệ thống điều khiển .27 III.2.2 Nguyên liệu và hóa chất sử dụng . 27 III.2.3 Thiết bị sử dụng 29 III.2.3.1Thiết bị chứa, đựng .29 III.2.3.2 Máy sắc ký khối phổ (GC-MS) .29 III.2.3.3 Hệ thống chưng cất ASTM . 30 III.2.3.4 Hệ thống thiết bị đo độ nhớt .33 III.2.3.5 Hệ thống đo nhiệt độ chớp cháy .33 III.2.4 Cách tiến hành thí nghiệm .34 Chương IV. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 36 IV.1 Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình nhiệt phân xúc tác 36 IV.1.1 Tiến hành thí nghiệm 36 IV.1.2 Kết quả và bàn luận .36 IV.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ zeolite 3A đến quá trình nhiệt phân 39 IV.2.1 Tiến hành thí nghiệm 39 IV.2.2 Kết quả và bàn luận .39 IV.3 Khảo sát sự ảnh hưởng xúc tác bentonite đến quá trình nhiệt phân .42 IV.3.1 Tiến hành thí nghiệm 42 IV.3.2 Kết quả và bàn luận .42 IV.4 Tổng kết kết quả thí nghiệm .46 Chương V. KÊT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .49 V.1 Kết luận chung 49 V.2 Kiến nghị 50 PHỤ LỤC 1 .51 1. Trị số cetan (Cetan No) .51 2. Nhiệt độ bắt cháy cốc kín 51 3. Độ nhớt động học 51 4. Cặn cacbon (carbon Conradson) 52 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Đồ án tốt nghiệp Đại học - Khóa III - Năm 2012 Trường ĐHBRVT Chuyên ngành: Hóa dầu Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm 5. Nhiệt cháy ( nhiệt trị ) .52 6. Nước và tạp chất cơ học 52 7. Tỉ trọng .53 PHỤ LUC 2 .58 1. Kết quả đo nhiệt trị dầu nhiêt phân ( có danh sách kèm theo) .58 2. Kết quả phân tích sắc ký khí khối phổ ( có danh sách kèm theo) 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO .59 . Chuyên Ngành: Hóa dầu I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu khả năng sản xuất dầu nhiên liệu từ bao bì phế thải bằng phương pháp nhiệt phân xúc tác II. NHIỆM VỤ VÀ. NGHỆ THỰC PHẨM NGUYỄN VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ BAO BÌ PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN XÚC TÁC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC