Qua nghiên cứu này, chúng tôi nhận thấy tuy có nhiều nhược điểm về thành phần, nhưng dầu hạt cao su hoàn toàn có thể cho ra sản phẩm biodiesel với chất lượng tốt. Để thực hiện điều đó, cần có những nghiên cứu tiếp theo để phát triển đề tài này:
Nghiên cứu cách xử lí dầu cao su làm sao loại được tạp chất một cách triệt để nhất.
Ứng dụng các hệ xúc tác khác, nhằm nâng cao hiệu suất trong thời gian ngắn. Xúc tác có thể sử dụng là hệ xúc tác như: K2CO3/-Al2O3, CaO/Al2O3, MgO/Al2O3, BaO/ZnO, Mo-Co/-Al2O3.
Tìm phương pháp thu hồi các chất còn dư, sản phẩm phụ trong quá trình tổng hợp biodiesel để có thể tận dụng tối ưu nguyên liệu mang lại giá trị kinh tế cao nhất.
Báo cáo khoa học cấp trường Trang 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Nguyễn Mộng Hoàng (2010). Nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ hạt jatropha trên
xúc tác đồng thể NaOH. Luận văn Thạc sĩ hóa học Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên.
[2]. Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu Hồng (2008). Nhiên liệu sạch và các quá
trình xử lý trong hóa dầu. Nhà xuất bản khoa học và công nghệ.
[3]. Đinh Thị Ngọ (2006). Hóa học dầu mỏ và khí. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. [4]. Nguyễn Hồng Ngọc (2012). Nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ dầu jatropha bằng
methanol và NaOH. Đồ án tốt nghiệp Đại học trường Đại học Bà Rịa- Vũng Tàu.
[5]. Trần Danh Thế. Thí nghiệm biodiesel. Phòng công nghệ tế bào thực vật – Viện sinh học nhiệt đới.
[6]. Nguyễn Văn Đạt, Lưu Cẩm Lộc, Bùi Thị Bửu Huê, Dương Kim hoàng Yến, Trần Phát Đạt, Phạm Văn Thanh, Nguyễn Văn Nhã, Lê Văn Thức (2012). Tổng hợp dầu
diesel sinh học từ dầu thầu dầu. Trường Đại học Cần Thơ. Tạp chí Khoa học
2012:24b 147-155.
[7]. Nguyễn Văn Đạt, Lưu Cẩm Lộc, Bùi Thị Bửu Huê, Dương Kim hoàng Yến, Trần Phát Đạt, Phạm Văn Thanh, Nguyễn Văn Nhã, Lê Văn Thức (2012). Tổng hợp dầu
diesel sinh học từ dầu mù u. Trường Đại học Cần Thơ. Tạp chí Khoa học 2012:24b
108-116.
[8]. Nguyễn Văn Đạt, Lưu Cẩm Lộc, Bùi Thị Bửu Huê, Dương Kim hoàng Yến, Trần Phát Đạt, Phạm Văn Thanh, Nguyễn Văn Nhã, Lê Văn Thức (2012). Tổng hợp dầu
diesel sinh học từ dầu hạt cao su. Trường Đại học Cần Thơ. Tạp chí Khoa học
Báo cáo khoa học cấp trường Trang 54
PHỤ LỤC A. Các phiếu kết quả thử nghiệm
kết quả kiểm định thành phần CRSO
kết quả kiểm định thành phần metyl ester trong Biodiesel lần 1
Báo cáo khoa học cấp trường Trang 55
B. Phương pháp xác định một số chỉ tiêu của dầu theo tiêu chuẩn Việt Nam
Xác định tỷ trọng của dầu thải (ASTM 1298)
Tiến hành: Cho 500 ml mẫu vào ống đong hình trụ khô và sạch. Chú ý thả sao cho phù kế không chạm vò thành của ống. Khi phù kế hoàn toàn ở trạng thái cân bằng mà nhiệt độ của mẫu thí nghiệm chỉ dao động 0.5oC thì ta đọc kết quả theo mép tiếp xúc giữa mặt chất lỏng và thanh chia độ của phù kế. Đọc chính xác đến 0.5 trước và sau khi đọc vạch chia trên phù kế. Đo hai lần lấy kết quả trung bình. Kết quả trên thang đo phù kế là tỷ trọng của chất lỏng.
Xác định độ nhớt (ASTM D445)
Tiến hành: Sử dụng các nhớt kế có khoảng đo từ 3.5 đến 100 cSt. Nhớt kế phải khô và sạch, có miền làm việc bao trùm độ nhớt của dầu cần xác định, thời gian chảy không hơn 200 giây. Chuẩn bị đồng hồ bấm giây và lắp dụng cụ. Nạp 7 ml mẫu vào nhớt kế bằng cách hút hoặc đẩy để đưa mẫu đến vị trí cao hơn vạch đo thời gian đầu tiên khoảng 5mm trong nhánh mao quản của nhớt kế. Khi mẫu chảy tự do, đo thời gian chảy bằng giây từ vạch thứ nhất đến vạch thứ hai. Gia nhiệt mẫu ở 40oC trong 15 phút.
Tính kết quả:
Độ nhớt động học: υ = C.t ( mm2/s ) Trong đó:
υ: độ nhớt động học, tính bằng cSt hay mm2/s.
C: hằng số của nhớt kế, mm2/s2. (tùy loại nhớt kế kiềm theo, có ghi trên hộp đựng) t: thời gian chảy, s.
Xác định chỉ số xà phòng (TCVN 6126 - 1996)
Cách tiến hành: Cân khoảng 2 g mẫu dầu cho vào bình nón 250ml. Dùng pipet lấy 25ml dung dịch KOH 0.1 N trong ethanol cho vào bình nón chứa mẫu thử. Nối bộ sinh hàn với dụng cụ đun nóng và đun sôi từ từ, khuấy nhẹ trong thời gian 1-2 giờ. Sau khi đun nóng để hỗn hợp về nhiệt độ phòng. Sau đó cho thêm vào bình nón 3-5 giọt phenolphtalein và chuẩn độ với dung dịch HCl 0.1 N đến khi màu hồng của chất chỉ thị biến mất. Tiến hành chuẩn độ với dung môi trắng (khi không cho dầu thải hay mỡ cá vào) với các bước như trên.
Báo cáo khoa học cấp trường Trang 56
Chỉ số xà phòng được xác định theo công thức: 0 1 s (V -V ).C.56,1 I = m Trong đó:
Vo: là thể tích dung dịch chuẩn HCl đã sử dụng cho mẫu trắng, ml. V1 : là thể tích dung dịch chuẩn HCl đã chuẩn mẫu thử, ml.
C: là nồng độ chính xác của dung dịch HCl, mol/l. m : là khối lượng mẫu, gam.
Xác định chỉ số iốt (TCVN 6122 – 1996)
Tiến hành: Đặt mẫu thử vào bình dung tích 500 ml. Cho thêm 20 ml dung môi để hòa tan mỡ. Thêm chính xác 25 ml thuốc thử Wijs, đậy nắp và lắc mạnh, đặt bình trong bóng tối. Tương tự chuẩn bị một mẫu thử trắng với dung môi và thuốc thử nhưng không có mẫu thử, để bình trong bóng tối 1 giờ. Đến cuối thời điểm, cho thêm 20 ml KI và 150 ml nước vào mỗi bình. Chuẩn độ bằng dung dịch Na2S2O3 chuẩn cho đến khi gần mất hết màu vàng của iốt. Thêm một vài giọt dung dịch hồ tinh bột và chuẩn độ cho đến khi lắc mạnh bình thì màu xanh biến mất.
- Tính kết quả: Chỉ số iốt được xác định theo công thức sau: Id = 12,69.C.(V2-V1)
m Trong đó:
C: Nồng độ chính xác của dung dịch natri tiosunfat chuẩn đã sử dụng, ml. V1: Thể tích dung dịch natri thiosunfat chuẩn đã sử dụng cho mẫu trắng. V2: Thể tích dung dịch natri thiosunfat chuẩn đã sử dụng cho mẫu thử, ml. m: Khối lượng mẫu thử, g.
Xác định hàm lượng nước (TCVN 2631-78)
Cách tiến hành: Cân chính xác 2-3 gam nguyên liệu trong cốc thuỷ tinh thật khô và sạch đã biết trọng lượng khô tuyệt đối (m). Cân chính xác mẫu và cốc thuỷ tinh trước khi cho vào tủ sấy (m1). Mang cốc chứa mẫu vào tủ sấy 100oC trong 2 giờ. Để nguội trong bình hút ẩm 45 phút, cứ tiếp tục như vậy cho đến khi cân được hai trọng lượng liên tiếp giống nhau hoặc chênh lệch nhau không quá 5 mg , ta được trọng lượng khô tuyệt đối (m2).
Báo cáo khoa học cấp trường Trang 57 Công thức tính: 1 2 1 (m m ).100 X= (%) m -m
Nếu X >0,5% ta thực hiện công đoạn khử nước .
Xác định chỉ số axít (TCVN 6127 – 1996)
Cách thực hiện: Trong bình tam giác 250 ml, cân chính xác khoảng 5 gam mẫu, thêm vào đó 50 ml hỗn hợp dietylethe trong methanol (tỉ lệ 1:1), cho thêm 3-4 giọt phenolphthalein. Lắc tròn đều và nhẹ nhàng để làm tan chất béo rồi định phân nhanh bằng buret chuẩn độ với KOH 0,1 N cho đến khi có màu hồng nhạt (bền trong 30 giây).
Công thức tính:
Chỉ số axit (AX) = 5,61.V m Trong đó:
5.61: số mg KOH tương ứng với 1ml KOH 0.1N (mg) V: số ml KOH 0.1N đã dùng để chuẩn độ (ml)
m: trọng lượng dầu đã cân (g)
Xác định tỷ trọng của dầu (ASTM 1298)
Tỷ trọng là tỷ số giữa trọng lượng riêng của một vật ở nhiệt độ nhất định và trọng lượng riêng của một vật khác được chọn làm chuẩn, xác định ở cùng vị trí. Đối với dầu lỏng thường lấy nước cất ở nhiệt độ +4oC và áp suất 760 mmHg làm chuẩn.
Có thể xác định tỷ trọng kế bằng phù kế, cân thủy tĩnh, picromet.
- Nguyên tắc: Dựa trên cơ sở của lực đẩy Acsimet. Sự nổi lên của phù kế trong lòng một chất lỏng phụ thuộc vào mật độ chất lỏng đó. Tỷ trọng được xác định theo mép tiếp xúc của bề mặt chất lỏng và thang chia độ trên phù kế.
- Tiến hành: Cho 500ml mẫu vào ống đong hình trụ khô và sạch. Chú ý thả sao cho phù kế không chạm vò thành của ống. Khi phù kế hoàn toàn ở trạng thái cân bằng mà nhiệt độ của mẫu thí nghiệm chỉ dao động 0,5oC thì ta đọc kết quả theo mép tiếp xúc giữa mặt chất lỏng và thanh chia độ của phù kế. Đọc chính xác đến 0,5 trước và sau khi đọc vạch chia trên phù kế. Đo hai lần lấy kết quả trung bình. Kết quả trên thang đo phù kế là tỷ trọng của chất lỏng.
Báo cáo khoa học cấp trường Trang 58
Độ nhớt động học theo (ASTM D445)
Nguyên tắc: Phương pháp này, theo tiêu chuẩn ASTM D445, nhằm xác định độ nhớt động học của những sản phẩm dầu mỏ trong cũng như đục, bằng cách đo thời gian để một thể tích chất lỏng xác định chảy qua một mao quản thủy tinh dưới tác dụng của trọng lực. Độ nhớt động học là kết quả tính được từ thời gian chảy và hằng số tương ứng của nhớt kế.
Thiết bị: + Nhớt kế mao quản thủy tinh phù hợp với độ nhớt của mẫu xác định. + Bể điều nhiệt.
+ Nhiệt kế chính xác. + Đồng hồ bấm giây. Cách tiến hành:
Bước 1: Đều chỉnh và giữ nhiệt độ bể điều nhiệt ổn định ở 40oC, rửa sạch và làm khô nhớt kế. Nhớt kế sử dụng thích hợp phải có thời gian chảy ≥ 200 giây.
Bước 2: Lắp nhớt kế vào giá đỡ và đặt thiết bị vào bể điều nhiệt. Bước 3: dùng pipet hút 7(ml) dầu diesel sinh học vào nhớt kế.
Bước 4: Nhớt kế đã được nạp mẫu giữ trong bể điều nhiệt khoảng 30 phút để đảm bảo đạt đến nhiệt độ cần xác định (40oC).
Bước 5: Dùng bóp cao su hút mực dầu diesel sinh học trong mao quản ở nhớt kế cao hơn mực đánh dấu thứ nhất khoảng 5mm. Để dầu chảy tự do và dùng đồng hồ bấm giây xác định thời gian chất lỏng chảy từ mực đánh dấu thứ nhất tới mực đánh dấu thứ hai .
Lặp lại quá trình. Kết quả ghi nhận nếu sai số giữa hai lần đo nhỏ hơn hay bằng 0.2% Nếu thời gian chảy nhỏ hơn thời gian tối thiểu 200 giây thì phải chọn một nhớt kế khác có đường kính mao quản nhỏ hơn và lặp lại phép đo.
Kết quả tính toán Độ nhớt động học: υ = C.t ( mm2/s ) Trong đó: υ: độ nhớt động học, tính bằng sCt hay mm2/s. C: hằng số của nhớt kế, mm2/s2.
Báo cáo khoa học cấp trường Trang 59
Xác định điểm chớp cháy cốc hở theo (ASTM D92)
Nguyên tắc : Phương pháp này dựa theo tiêu chuẩn ASTM D92 nhằm xác định
điểm chớp cháy và bốc cháy của các loại sản phẩm dầu mỏ chủ yếu là các sản phẩm nặng như dầu FO, dầu nhờn, bitume có điểm chớp cháy lớn hơn 800C.
Thiết bị 1 2 3 4 5
1. Que thử; 2. Cần cố định nhiệt kế thủy ngân đo nhiệt độ; 3. Cốc thử mẫu; 4. Bộ phận gia nhiệt; 5. Núm điều chỉnh nhiệt độ thiết bị gia nhiệt.
Hình P.1: Thiết bị đo điểm chớp cháy cốc hở
Cách tiến hành
Bước 1: Lấy cốc chứa mẫu ra làm sạch và lau khô phía trên vạch chuẩn chứa mẫu. Bước 2: Lấy 75ml mẫu dầu diesel sinh học vào beaker và đổ vào cốc thử tới vạch chuẩn.
Bước 3: Gắn nhiệt kế thẳng đứng như trên hình sao cho dấu khắc trên nhiệt kế thấp hơn 6,4mm so với miệng cốc (bầu thuỷ ngân vừa ngập dưới mẫu dầu là được).
Bước 4: Mở công tắc nguồn, bật gia nhiệt, chỉnh tốc độ đốt nóng mẫu ban đầu khoảng 14÷17oC/phút. Quan sát sự tăng nhiệt độ trên nhiệt kế.
Bước 5: Thắp ngọn lửa thử, điều chỉnh kích thước của nó khoảng 3.2÷ 4.8mm sau đó bắt đầu thử bằng cách cho ngọn lửa di chuyển nhanh qua tâm cốc thử bằng cách bấm vào công tắc tự động xoay thử lửa của thiết bị. Lặp lại việc thử lửa sau mỗi 2oC.
Bước 6: Ghi nhận nhiệt độ tại điểm chớp cháy khi sự bắt lửa xuất hiện tại bất cứ điểm nào trên bề mặt mẫu (lửa loé cháy tại một điểm và nhanh chóng lan truyền khắp bề mặt mẫu rồi vụt tắt như một tia chớp).
Báo cáo khoa học cấp trường Trang 60
Bước 7: Để xác định điểm bốc cháy, tiếp tục nâng nhiệt độ mẫu với tốc độ 5÷ 6oC/phút. Tiếp tục thử bằng ngọn lửa sau mỗi 2oC cho đến khi mẫu bốc cháy và sự cháy duy trì trong ít nhất 5s. Ghi nhận nhiệt độ tại điểm đó – điểm bốc cháy.
Bước 8: Ngưng thí nghiệm, tắt nguồn nhiệt, đổ mẫu và lau sạch cốc bằng khăn giấy hay vải sạch có thấm dung môi thích hợp để loại bỏ bất cứ vết dầu hay cặn còn bám lại.
Xử lý kết quả
Ghi lại áp suất khí quyển tại thời điểm kiểm tra, khi áp suất khác 760mmHg (101.3 kPa) thì hiệu chỉnh điểm chớp lửa hoặc điểm bắt cháy theo một trong hai công thức sau:
Điểm chớp lửa, điểm bắt cháy đã hiệu chỉnh: C + 0.25(101.3 - K) Điểm chớp lửa, điểm bắt cháy đã hiệu chỉnh: C + 0.033(760 - P) Trong đó:
C: là điểm chớp lửa, điểm bắt cháy đã quan sát được, oC. K: là áp suất khí quyển tính theo kPa.
P: là áp suất khí quyển tính theo mmHg. Ghi lại điểm chớp lửa chính xác đến 2oC.
Kết quả thử nghiệm là giá trị điểm chớp lửa hoặc điểm bắt cháy đã được hiệu chỉnh.
Đo hàm lượng cặn carbon theo (ASTM D4530)
Nguyên tắc : Cặn cacbon condradson của sản phẩm dầu là hàm lượng căn than hình thành sau khi tiến hành đốt cháy mẫu theo tiêu chuẩn ASTM D189. Phương pháp kiểm nghiệm này nói chung chỉ áp dụng cho các sản phẩm tương đối khó bay hơi. Thuật ngữ cặn cacbon condradson chỉ dùng trong phương pháp này.
Nguyên tắc của phương pháp này là xác định khối lượng cặn than tạo thành sau khi cho đun nóng, bay hơi và nhiệt phân (bao gồm các quá trình cracking, cốc hóa), một lượng mẫu trong điều kiện quy định.
Báo cáo khoa học cấp trường Trang 61
Hình P.2. Thiết bị đo cặn cacbon condradson
- Tiến hành thí nghiệm
Lắc đều toàn bộ mẫu thử, hâm nóng mẫu nếu thấy cần thiết để làm giảm độ nhớt của mẫu. Cân 5g mẫu (không chứa hơi ẩm và các tạp chất lơ lửng) cho vào chén sứ đã cân bì trước và có sẵn 2 hạt thủy tinh đường kính 2.5 mm. Đặt chén mẫu này vào trong chén sắt trong. San bằng cát ở trong chén sắt ngoài rồi đặt chén skidmore vào trong chính giữa chén sắt ngoài. Đậy nắp của cả hai chén Skidmore và chén sắt ngoài. Nắp chén sắt ngoài được đậy hờ để cho phép hơi tạo thành tự do thoát ra ngoài.
Đặt tam giác mạ Ni- Cr lên kiềng hoặc vòng đỡ thích hợp. Đặt bao cách nhiệt lên trên, Đặt cụm chén mẫu vào ổ bao cách nhiệt sao cho đáy chén ngoài dựa vào tam giác mạ, đậy nắp chụp lên toàn bộ để phân bố nhiệt đều trong suốt quá trình thí nghiệm.
Tiến hành cấp nhiệt với ngọn lửa cao và mạnh bằng cách điều chỉnh van trên ống dẫn khí đốt sao cho hơi bắt cháy một cách đều đặn với ngọn lửa trên ống khói nhưng không vượt quá cầu bắc ngang của sợi dây làm mức. Tiến hành đốt đến khi không thấy ngọn lửa cháy trên ống khói, tiếp tục đốt tới khi không còn khói xuất hiện thì ngừng đốt. Tháo chụp ống khói ra, mở nắp chén sắt trong (chén Skidmore) và dùng kẹp đã hơ nóng lấy chén sứ ra cho vào bình hút ẩm, để nguội rồi cân. Tiến hành thí nghiệm tương tự với chén sứ thứ hai. Tính phần trăm lượng cặn cacbon theo lượng mẫu ban đầu.
Độ ăn mòn tấm đồng (ASTM D130)
- Nguyên tắc: Xác định tính chất ăn mòn của miếng đồng ở điều kiện thử cho trước để đánh giá mức độ ăn mòn kim loại của sản phẩm dầu mỏ.
Hood Iron cover Iron crucible Porcelain crucible Iron crucible Dry sand Insulator Horizontal obening
Báo cáo khoa học cấp trường Trang 62
Phương pháp thử nghiệm này theo tiêu chuẩn ASTM D130, dùng để đánh giá mức