I. NHIÊN LIỆU DIESEL
d. Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng trao đổi este
Ảnh hưởng của lượng nước và axit béo tự do trong nguyên liệu
Theo Wright và cộng sự (1944) cho rằng nguyên liệu cho quá trình ester hóa chất
béo triglycerid cần phải có trị số axit thấp hơn 1 và tất cả các nguyên liệu cần phải
khan hoàn toàn.
Nếu trị số axit lớn hơn 1 cần phải sử dụng KOH để trung hòa các axit béo tự do. Nước cũng gây xà phòng hóa làm tiêu tốn xúc tác và giảm hiệu quả của xúc tác.
Xà phòng sinh ra làm tăng độ nhớt, tạo thành gel và làm cho việc tách glycerin trở
nên rất khó khăn.
Kali hydroxit hoặc kali methoxit phản ứng với nước và CO2 có trong không khí làm giảm hiệu quả xúc tác. Chính và có sự ảnh hưởng mạnh của hàm lượng nước và acid béo tự do trong nguyên liệu đến hiệu suất chuyển hóa của quá trình trao đổi ester nên như ta đã thấy, công nghệ sản xuất biodiesel phụ thuộc rất nhiều vào nguyên liệu.
Với những nguồn nhiên liệu có hàm lượng axit béo cao hoặc nguồn nguyên liệu là dầu mỡ phế thải, nhất thiết phải qua công đoạn xử lý nguyên liệu trước khi đưa vào
thiết bị trao đổi ester.
Ảnh hưởng của tốc độ khuấy
Các chất phản ứng tồn tại ở 2 pha tách biệt nên rất khó tiếp xúc để phản ứng. Do
đó cần phải khuấy trộn, và tốc độ khuấy trộn ảnh hưởng rất lớn đến thời gian phản ứng, và hiệu suất phản ứng. Thường hiệu suất phản ứng tăng theo tốc độ khuấy trộn.
Theo nhiều kết quả nghiên cứu thì tốc độ khuấy trộn khoảng 600 vòng/phút là tốt nhất. Ảnh hưởng của tỷ lệ metanol/dầu (mỡ)
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Do phản ứng trao đổi ester là phản ứng thuận nghịch nên người ta thường cho dư
methanol để tăng hiệu suất chuyển hóa. Tuy nhiên, không nên cho quá nhiều methanol sẽ tốn nhiều chi phí cho quá trình thu hồi và gây trở ngại cho công đoạn thu hồi
glyxerin vì tăng độ hòa tan. Lượng methanol tối ưu phụ thuộc vào từng loại xúc tác sử
dụng.
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Phản ứng trao đổi ester có thể xảy ra ở các nhiệt độ khác nhau, tùy thuộc vào các loại dầu sử dụng (thường dao động từ 55 – 70oC). Khi nhiệt độ tăng thì hiệu suất phản ứng tăng, nhưng thường thì thực hiện phản ứng ở dưới nhiệt độ sôi của methanol, để tránh trường hợp methanol bay hơi quá nhiều làm giảm hiệu suất phản ứng, cũng như
tốn năng lượng làm lạnh, và hạn chế phảnứng xà phòng hóa (do nhiệt độ cao). Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
Thời gian phản ứng cũng ảnh hưởng đến hiệu suất tạo biodiesel. Nếu thời gian
ngắn quá thì lượng nguyên liệu phản ứng còn ít, hiệu suất thấp. Tuy nhiên nếu thời
gian phản ứng lâu quá thì có thể tạo sản phẩm phụ và tốn nhiều chi phí. Thời gian
phản ứng phù hợp thì cần phải khảo sát vì nó còn phụ thuộc vào loại nguyên liệu, xúc
tác, và cả nhiệt độ phản ứng. Ảnh hưởng của lượng xúc tác
Các loại xúc tác với hoạt tính khác nhau nên lượng xúc tác cần dùng cũng sẽ khác nhau. Ngoài ra lượng xúc tác còn phụ thuộc vào nguyên liệu. Thường thì lượng xúc
tác càng nhiều sẽ cho hiệu suất phản ứng càng cao.
Cơ chế phản ứng transester hóa dưới tác dụng của xúc tác kiềm
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Anion RO - tấn công vào trung tâm mang điện tích dương của liên kết C – O-, tiếp theo là sự tách phân tử ester ra khỏi phân tử triglyceride và sự tạo thành phân tử diglyceride:
Cơ chế này lập lại cho đến khi tạo thành phân tử glycerin. Có thể thấy rằng,
phản ứng transester hóa xảy ra phức tạp, với sự tạo thành sản phẩm trung gian là diglyceride và monoglyceride. [3]
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
CHƯƠNG II
THỰC NGHIỆM