Đối chiếu các phương pháp xác định chỉ tiêu kỹ thuật của biodiesel và diesel của tiêu chuẩn ASTM D 975 và ASTM D6751
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN ĐỐI CHIẾU CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA BIODIESEL VÀ DIESEL CỦA TIÊU CHUẨN ASTM D975 VÀ ASTM D6751 CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH Giáo viên hướng dẫn: TS. LÊ THỊ THANH HƯƠNG Sinh viên thực hiên: PHAN VĂN VĨNH Mã số sinh viên: 10046061 Lớp: DHPT6 Khóa: 2010 - 2014 TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2013 i TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC ĐỒ ÁN HỌC PHẦN ĐỐI CHIẾU CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA BIODIESEL VÀ DIESEL CỦA TIÊU CHUẨN ASTM D975 VÀ ASTM D6751 CHUYÊN NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH Giáo viên hướng dẫn: TS. LÊ THỊ THANH HƯƠNG Sinh viên thực hiên: PHAN VĂN VĨNH Mã số sinh viên: 10046061 Lớp: DHPT6 Khóa: 2010 - 2014 TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2013 ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại Khoa Công Nghệ Hóa Học Trường Đại Học Công Nghiệp Tp. Hồ Chí Minh, em đã được sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô trong Khoa Công Nghệ Hóa Học, đặc biệt là Ts. Lê Thị Thanh Hương_người đã hướng dẫn em làm thành công đồ án này, em đã tiếp thu được rất nhiều kiến thức bổ ích trong học tập và quá trình nghiên cứu. Để hoàn thành đồ án này, em xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu nhà Trường Đai Học Công Nghiệp Tp. Hồ Chí Minh, Khoa Công Nghệ Hóa Học đã tạo điều kiện thuận lợi cho em nghiên cứu, đặc biệt là Ts. Lê Thị Thanh Hương đã vất vả đưa ra những lời nhận xét và cung cấp cho em nhiều lời khuyên quý báu. iii LỜI NHẬN XÉT iv MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ DIOSEL VÀ BIODIESEL 2 1.1. Tổng quan về Biodiesel 2 1.1.1. Lịch sử hình thành [11] 2 1.1.2. Khái niệm [12] 2 1.1.3. Phân loại [13] 3 1.1.4. Phương pháp tổng hợp: phương pháp chuyển vị este [1] 6 1.1.5. Ưu điểm và nhược điểm[10] 9 1.1.6.Tình hình sản xuất và sử dụng [6] 11 1.2. Tổng quan về diesel 13 1.2.1. Giới thiệu về dầu diesel [7] 13 1.2.2. Ưu điểm và nhược điểm [16] 13 1.2.3. Phân loại [9] 14 1.2.4. Tình hình sản xuất và sử dụng [20] 16 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU QUAN TRỌNG TRONG TIÊU CHUẨN ASTM D6751 VÀ ASTM D975 18 2.1. Các phương pháp xác định trong tiêu chuẩn ASTM D6751 (Biodiesel) 18 2.1.1. Nhóm đặc trưng cho tính chất nhiên liệu 19 2.1.2. Nhóm đặc trưng cho tính chất nguyên liệu 31 2.2. Phương pháp xác định trong tiêu chuẩn ASTM D975 (Diesel) 37 CHƯƠNG 3. ĐỐI CHIẾU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ THUẬT TRONG TIÊU CHUẨN ASTM D6751 VÀ ASTM D975 56 3.1. Các phương pháp giống nhau 56 v 3.2. Đối chiếu các phương pháp khác nhau 57 3.2.1. Nhóm đặc trưng cho tính chất nhiên liệu 58 3.2.2. Nhóm đặc chưng cho tính chất nguyên liệu 70 KẾT LUẬN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 vi DANH MỤC BẢNG , HÌNH, SƠ ĐỒ Stt Bảng Tên bảng Trang 1 1.1.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật đối với Biodiesel (B100) 4 2 1.2.3 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nhiên liệu diesel theo ASTM D975 15 3 2.1 Các phương pháp xác định trong tiêu chuẩn ASTM D6751 18 4 2.1.1.1 Các phương pháp kiểm đặc trưng cho tính chất nhiên liệu 19 5 2.1.1.2 Các điều kiện vận hành điển hình 23 6 2.1.1.3 Các vùng hiệu chuẩn lưu huỳnh điển hình và các nồng độ tiêu chuẩn 23 7 2.1.2.1 Thời gian lưu tương đối 32 8 2.1.2.2 Lượng cân mẫu 36 9 2.2.1 Các phương pháp xác định trong tiêu chuẩn trong tiêu chuẩn ASTM D975 38 10 2.2.2 Khối lượng mẫu thử tương ứng với lượng tro 40 12 2.2.3. Áp suất của thiết bị phân hủy áp suất khi nạp oxy 43 13 2.2.4 Lượng mẫu cần lấy xác định cặn cacbon 347 14 2.2.5 Các điều kiện trong quá trình thí nghiệm 53 15 3.1.1 Các phương pháp kiểm giống nhau trong hai tiêu chuẩn ASTM D975 và ASTM 6751 57 vii 16 3.2 So sánh các chỉ tiêu quan trọng trong ASTM D6751 và ASTM D975 58 17 3.2.1.1 So sánh các đặc điểm về phạm vi áp dụng giữa D874 và D482 57 18 3.2.1.2 So sánh một số đặc điểm về phạm vi áp dụng giữa D5453 và D129 61 19 3.2.1.3 So sánh các đặc điểm về tiến trình thực hiện giữa D5453 và D129 60 20 3.2.1.4 So sánh một số đặc điểm về phạm vi áp dụng giữa D4530 và D524 63 21 3.2.1.5 Lượng mẫu lấy của phương pháp D524 64 22 3.2.1.6 Lượng mẫu lấy của phương pháp D4530 64 23 3.2.1.7 So sánh các đặc điểm về giới hạn giữa hai phương pháp D1160 và D86 65 24 3.2.1.8 So sánh các đặc điểm về cách tiến hành giữa hai phương pháp D1160 và D86 69 Stt Hình/sơ đồ Tên hình/sơ đồ Trang 25 1.1.3 Biểu đồ thành phần diesel và biodiesel được pha 4 26 1.1.4 Sơ đồ sản xuất biodiesel sử dụng xúc tác 7 27 1.1.6 Đồ thị sản lượng và trữ lượng biodiesel trên thế giới 12 viii 28 2.2.1 Dụng cụ lấy mẫu dầu xác định cặn cacbon 47 29 3.2.1.1 Quy trình xác định cặn sunfat của phương pháp D874 60 30 3.2.1.2 Sơ đồ chưng hệ thống chưng cất của phương pháp D1160 66 31 3.2.1.3 Sơ đồ chưng hệ thống chưng cất của phương pháp D86 69 32 3.2.2.1 Phản ứng transester hóa tổng hợp Biodiesel 79 33 3.2.2.2 Sơ đồ chưng cất, chế hóa, ứng dụng dầu mỏ 80 1 LỜI MỞ ĐẦU Sự nóng lên toàn cầu và vấn đề ô nhiễm đang là vấn đề khó khăn của toàn thế giới đòi hỏi sự nghiên cứu thực tiễn của các nhà khoa học giúp giảm thiểu khó khăn đó. Giải pháp đi đầu là sử dụng nguồn nhiên liệu sạch thay thế nhiên liệu gây nhiều ô nhiễm. Biodiesel là nhiên liệu sạch hiện đang được quan tâm lớn nhất, cũng có rất nhiều nghiên cứu tổng hợp nên biodiesel thành công để đi đến sản xuất và sử dụng đại trà cho toàn thế giới. Liệu nhiên liệu biodiesel được tổng hợp sẽ được đánh giá dựa vào các chỉ tiêu nào, trên phương pháp nào sẽ cho kết quả chính xác, hiệu quả cao. Vậy nên, trong đồ án “Đối chiếu các phương pháp xác định chỉ tiêu kỹ thuật của biodiesel và diesel của tiêu chuẩn ASTM D975 và ASTM D6751” sẽ chỉ ra ưu điểm và nhược điểm, cũng như đối chiếu một số đặc điểm các phương pháp xác định các chỉ tiêu trong hai tiêu chuẩn ASTM D975 và ASTM D751 để lựa chọn phương pháp cho phù hợp với yêu cầu, điều kiện, lợi ích kinh tế cho người phân tích và khách hàng. Do thời gian có hạn trong hơn một tháng và kiến thức chưa vững nên Đồ án có nhiều thiếu sót, em mong nhận được đóng góp ý kiến của quý thầy cô và bạn đọc. [...]... Kỳ và Trung Quốc, số lượng đáng kể nhiên liệu diesel được sản xuất tại Nga, Nhật Bản và Ấn Độ 18 CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU QUAN TRỌNG TRONG TIÊU CHUẨN ASTM D6 751 VÀ ASTM D9 75 2.1 Các phương pháp xác định trong tiêu chuẩn ASTM D6 751 (Biodiesel) Các phương pháp xác định trong tiêu chuẩn ASTM D 6751 mang tính chất nguyên liệu và nhiên liệu: Bảng 2.1 Các phương pháp xác định trong tiêu. .. B5 gồm 5% biodiesel pha với 95% d u diesel - B10 gồm 10% biodiesel pha với 90% d u diesel - B15 gồm 15% biodiesel pha với 85% d u diesel - B20 gồm 20% biodiesel pha với 80% d u diesel - B100 là biodiesel nguyên chất Hình 1.1.3 Biểu đồ thành phần diesel và biodiesel được pha Bảng 1.1.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật đối với Biodiesel (B100) Stt Tiêu chuẩn Đơn vị Giới hạn Phương pháp đo 1 Hàm lượng este % khối... Phụng (lạc) Trong những năm của thập kỷ 90, Pháp đã triển khai sản xuất Biodiesel từ d u hạt cải Và được d ng ở d ng B5 (5% Biodiesel với 95% Diesel) và B30 (30% Biodiesel trộn với 70% Diesel) 1.1.2 Khái niệm [12] Diesel sinh học là loại nhiên liệu có những tính chất tương đương với d u Diesel tự nhiên nhưng không phải được sản xuất từ d u mỏ mà từ d u thực vật hay mỡ động vật Diesel sinh học nói riêng... tiêu chuẩn ASTM D6 751 Phương pháp thử Giới hạn Đơn vị ASTM D 93 130 min 0C Nước và cặn ASTM D 2709 0,05 max % thể tích Độ nhớt động học ở 400C ASTM D 445 1,9 – 6,0 mm2/s Tro Sulfat ASTM D 874 0,020 max % khối lượng Sulfur tổng ASTM D 5453 0,05 max % khối lượng Độ ăn mòn tấm đồng ASTM D 130 No 1 max Chỉ số cetane ASTM D 613 47 min Điểm đục ASTM D 2500 Cặn Carbon ASTM D 4530 0,05 max % khối lượng Chỉ. .. 3.1.1.1 Các phương pháp kiểm đặc trưng cho tính chất nhiên liệu Chỉ tiêu Phương pháp Giới hạn Đơn vị Cặn sunfat ASTM D 874 0,020 max % khối lượng Hàm lượng lưu ASTM D 5453 huỳnh 0,05 max % khối lượng Cặn cacbon ASTM D 4530 0,05 max % khối lượng Nhiệt độ cất D1 160 360 max o C a Cặn sunfat [2] Phạm vi áp d ng Áp d ng ASTM D8 74 (TCVN 2689) Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định cặn sunphat của d u bôi... càng khẳng định vị trí là nguồn nhiên liệu thay thế khả thi Để tưởng nhớ nguời đã có công đầu tiên đoán được giá trị to lớn của Biodiesel, Nation Board Biodiesel đã quyết định lấy ngày 10 tháng 8 hằng năm bắt đầu từ năm 2002 làm ngày Diesel sinh học Quốc tế (International Biodiesel Day) 1900 tại Hội chợ thế giới tổ chức tại Pari, Diesel đã biểu diễn động cơ d ng d u Biodiesel chế biến từ d u Phụng (lạc)... với các nhiên liệu Diesel còn lại Nhiên liệu loại 15 này d ng cho các động cơ tốc độ thấp và trung bình trên các phương tiện chịu tải trọng lâu d i ở tốc độ ổn định đáng kể Bảng 1.2.3 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nhiên liệu diesel theo ASTM D9 75 Tên chỉ tiêu 1 Hàm lượng lưu huỳnh, mg/kg, max 2 Chỉ số xêtan1), min 3 Nhiệt độ cất, °C, 90% thể tích, max Phương pháp thử Mức TCVN 500 2 500 6701:2000 (ASTM. .. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ DIOSEL VÀ BIODIESEL 1.1 Tổng quan về Biodiesel 1.1.1 Lịch sử hình thành [11] Biodiesel bắt đầu được sản xuất khoảng giữa năm 1800, trong thời điểm đó người ta chuyển hóa d u thực vật để thu Glycerol ứng d ng làm xà phòng và thu được các phụ phẩm là methyl hoặc ethyl Ester gọi chung là biodiessel 10/08/1893 lần đầu tiên Rudolf Diesel đã sử d ng Biodiesel do ông sáng chế để chạy... nếu muốn sử d ng biodiesel như một nhiên liệu Tính kém ổn định: Do biodiesel d bị vi khuẩn phân huỷ Thải ra nhiều NOx: Nếu tỷ lệ pha trộn biodiesel vào diesel khoáng tăng thì hàm lượng NOxcũng tăng theo Tuy nhiên có thể sử d ng bộ tuần hoàn khí thải để giảm lượng khí này hoặc gắn thêm hộp xúc tác ở ống xả động cơ Làm hỏng các bộ phận bằng cao su: Do có chứa một tỷ lệ nhất định rượu nên biodiesel có... Diesel: Xuất phát từ phân loại đối với động cơ, tiêu chuẩn Mỹ ASTM D9 75 phân loại nhiên liệu Diesel thành 03 loại: N0 1D, N0 2D, N0 4D - Loại N0 1D: Bao gồm lớp nhiên liệu Diesel d hóa hơi từ d u lửa đến các phần cất trung bình Nhiên liệu nằm trong phạm vi này được d ng cho các động cơ có tốc độ cao và cho những phương tiện có tốc độ và tải trọng thường xuyên thay đổi, đặc biệt d ng trong trường hợp khi nhiệt . nguyên tử cacbon trong phân tử như metanol, etanol, butanol và amyl alcol. Hay sử dụng nhất là metanol và etanol. Etanol có ưu điểm là sản phẩm của nông. NGÀNH: HÓA PHÂN TÍCH Giáo viên hướng dẫn: TS. LÊ THỊ THANH HƯƠNG Sinh viên thực hiên: PHAN VĂN VĨNH Mã số sinh viên: 10046061 Lớp: DHPT6 Khóa: