Các giả thiết trong thiết kế:
Hiện nay có nhiều quá trình được sử dụng để sản xuất biodiesel từ dầu jatropha. Trong thiết kế này lựa chọn quá trình este hóa sử dụng xúc tác NaOH.
Phản ứng ester hóa được thực hiện trong môi trường xúc tác NaOH đồng thể pha lỏng. Thành phần chất lưu trong thiết bị bao gồm xúc tác NaOH, methanol và dầu jatropha.
Dầu jatropha nguyên liệu khi vào thiết bị phản ứng đã qua bước tiền xử lý, loại bỏ hoàn toàn các tạp chất cơ học, loại axit béo tự do, các thành phần nhựa và nhũ tương. Tính chất vật lý của dầu jatropha, methanol và NaOH 20% dùng để xác định các điều kiện thủy lực của chất lưu trong thiết bị.
Thiết kế sơ bộ chỉ xét tới các yếu tố cấu hình cơ bản bao gồm: Kích thước thiết bị, cấu hình ống, vách ngăn, số dãy ống, số hành trình, vận tốc chất lưu, công suất, thể tích và đánh giá mức độ tiêu thụ năng lượng, so sánh với thiết bị PFR cùng điều kiện, không xét tới phương diện cơ khí.
Thuật toán thiết kế đã được trình bày trong mục 3.6.5. Quá trình tính toán và các kết quả sẽ được trình bày trên bảng tính để thuận lợi cho việc tính toán và theo dõi kết quả trực quan.
Các thông số đầu vào cần thiết cho quá trình thiết kế bao gồm:
Thành phần, tính chất của chất lưu tham gia quá trình
Thời gian lưu τ, xác định từ yêu cầu độ chuyển hóa và thông tin động học của các phản ứng
Bảng 4-1: Tính chất vật lý của dầu jatropha nguyên liệu [13] Tính chất Giá trị Chỉ số axit 38,2 Chỉ số bazo 195 Chỉ số iot 101,7 Độ nhớt (31oC), cP 40,4 Tỷ khối (15oC) 0,918 – 0,923 Hàm lượng S, % 0,014
Hàm lượng axit béo tự do (FFA), % 5,8 – 7,5
Điểm chớp cháy, oC 191
Trị số cetan 57 – 62
Bảng 4-2:Tính chất vật lý của methanol 99,8%. [13]
Tính chất Giá trị
Khối lượng phân tử 32,05
Tỷ trọng 0,7918
Độ nhớt ở 20oC, m2/s 5,9.10-7 Áp suất hơi ở 20oC, kPa 13,02
Điều kiện phản ứng:
Nhiệt độ phản ứng T = 333K
Tỉ lệ mol Methanol/Jatropha = 6/1
Tỷ lệ xúc tác NaOH 20%: 4 %