- Xúc tác axit:
Xúc tác axit chủ yếu là Bronsted như H2SO4,HCl…, xúc tác đồng thể trong pha lỏng. Phương pháp xúc tác đồng thể này địi hỏi nhiều năng lượng cho quá trình tinh chế sản phẩm. Các xúc tác cho độ chuyển hĩa este cao, nhưng phản ứng chỉ đạt độ chuyển hĩa cao trên 1000C và thời gian phản ứng lâu hơn, ít nhất trên 6 giờ mới đạt độ chuyển hĩa hồn tồn.
Ví dụ như sử dụng xúc tác H2SO4 nồng độ 1% với tỷ lệ methanol/dầu đậu nành là 30/1 tại 650C mất 50 giờ mới đạt độ chuyển hĩa 99%. Xúc tác axit dị thể được sử dụng trong quá trình là SnCl2,zeolite USY-292, nhựa trao đổi anion Amberlyst A26, A27…
Xúc tác này cĩ ưu điểm là quá trình tinh chế sản phẩm đơn giản, khơng tốn nhiều năng lượng, nhưng ít được sử dụng vì độ chuyển hĩa thấp.
27 - Xúc tác bazơ:
Xúc tác bazơ được sử dụng trong quá trình chuyển hĩa este dầu thực vật cĩ thể là xúc tác đồng thể trong pha lỏng như: KOH, NaOH, K2CO3, CH3ONa…, xúc tác đồng thể CH3ONa cho độ chuyển hĩa cao nhất, thời gian phản ứng ngắn nhất, nhưng yêu cầu khơng được cĩ mặt nước vì vậy gây khĩ khăn cho các ngành cơng nghiệp.
- Ưu điểm:
+ Xúc tác đồng thể bazơ cho hiệu suất Biodiesel cao.
- Nhược điểm:
+ Quá trình lọc rửa Biodiesel khĩ khăn. + Xúc tác khơng tái sử dụng và tái sinh được.
+ Mất nhiều chi phí để xử lý mơi trường vì sau mỗi lần phản ứng, hỗn hợp thải phải bỏ đi.
- Xúc tác dị thể:
Để khắc phục nhược điểm của xúc tác đồng thể bazơ, các nhà khoa học đã nghiên cứu tìm ra xúc tác dị thể. Trong các loại xúc tác dị thể, điển hình là các loại sau đây:
+ Xúc tác MgO: Đây cũng là loại xúc tác bazơ, nhưng sử dụng ở dạng rắn. Hiệu suất Biodiesel thu được trên xúc tác này thấp hơn khoảng 10 lần so với NaOH hay KOH. Để nâng cao hoạt tính của xúc tác dị thể như MgO, cĩ thể hoạt hĩa MgO bằng NaOH. Các kết quả thực nghiệm cho biết, hiệu suất Biodiezel trên xúc tác MgO đã hoạt hĩa cĩ thể đat trên 90%, thay bằng 11% trên xúc tác chưa hoạt hĩa. Việc dị thể hĩa xúc tác sẽ dẫn đến dễ lọc rửa sản phẩm, mặt khác xúc tác này cĩ thể tái sử dụng và tái sinh được, sẽ nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm thiểu số lần cần phải xử lý mơi trường.
28 + Xúc tác trao đổi cation amberlyst 15 titanium silicat TIS: Xúc tác dạng này mới được nghiên cứu, hoạt tính xúc tác cịn thấp.
+ Ngồi dạng xúc tác trên, cịn cĩ hoạt hĩa xúc tác ɤ- Al2O3 bằng Na2CO3. Sau khi điều chế ɤ- Al2O3, tiến hành ngâm tẩm dung dịch Na2CO3 trên chất mang này, sấy khơ và gia nhiệt để hoạt hĩa. Xúc tác dị thể thu được cĩ độ kiềm cao, rất tốt để chuyển hĩa dầu thực vật thành Biodiezel. Cĩ thể thu được đến 94% Biodiezel trên thế hệ xúc tác này.
+ Xúc tác HZSM-5: Hiện nay ở Thái Lan đã tổng hợp được Biodiezel trên hệ xúc tác HZSM-5. Đặc điểm của xúc tác này là cĩ tỉ lệ Si/Al = 18, bề mặt riêng 393 m2/g. Cĩ thể sử dụng hỗn hợp trộn cơ học giữa HZSM-5 và sunfat zirconi (ZrSO4) với tỉ lệ 0,1/0,9 đến 0,8/0.2. Bề mặt riêng (BET) của hỗn hợp này thay đổi từ 191 đến 385 m2
/g. Xúc tác loại này thường được sử dụng trong phản ứng điều chế Biodiezel theo phương pháp hydrocracking.
+ Xúc tác Rh-Al2O3: Xúc tác này được sử dụng trong phản ứng hydrocracking dầu nành. Sản phẩm thu được ngồi Biodiezel cịn cĩ xăng và các sản phẩm khác.
+ Ngồi dạng xúc tác trên, cịn cĩ hoạt hĩa xúc tác ɤ- Al2O3 bằng Na2CO3. Sau khi điều chế ɤ- Al2O3, tiến hành ngâm tẩm dung dịch Na2CO3 trên chất mang này, sấy khơ và gia nhiệt để hoạt hĩa. Xúc tác dị thể thu được cĩ độ kiềm cao, rất tốt để chuyển hĩa dầu thực vật thành Biodiezel. Cĩ thể thu được đến 94% Biodiezel trên thế hệ xúc tác này.
+ Xúc tác HZSM-5: Hiện nay ở Thái Lan đã tổng hợp được Biodiezel trên hệ xúc tác HZSM-5. Đặc điểm của xúc tác này là cĩ tỉ lệ Si/Al = 18, bề mặt riêng 393 m2/g. Cĩ thể sử dụng hỗn hợp trộn cơ học giữa HZSM-5 và sunfat zirconi (ZrSO4) với tỉ lệ 0,1/0,9 đến 0,8/0.2. Bề mặt riêng (BET) của hỗn hợp này
29
thay đổi từ 191 đến 385 m /g. Xúc tác loại này thường được sử dụng trong phản
ứng điều chế Biodiezel theo phương pháp hydrocracking.
+ Xúc tác Rh-Al2O3: Xúc tác này được sử dụng trong phản ứng hydrocracking dầu nành. Sản phẩm thu được ngồi Biodiezel cịn cĩ xăng và các sản phẩm khác.
+ Ngồi dạng xúc tác trên, cịn cĩ hoạt hĩa xúc tác ɤ- Al2O3 bằng Na2CO3. Sau khi điều chế ɤ- Al2O3, tiến hành ngâm tẩm dung dịch Na2CO3 trên chất mang này, sấy khơ và gia nhiệt để hoạt hĩa. Xúc tác dị thể thu được cĩ độ kiềm cao, rất tốt để chuyển hĩa dầu thực vật thành Biodiezel. Cĩ thể thu được đến 94% Biodiezel trên thế hệ xúc tác này.
+ Xúc tác HZSM-5: Hiện nay ở Thái Lan đã tổng hợp được Biodiezel trên hệ xúc tác HZSM-5. Đặc điểm của xúc tác này là cĩ tỉ lệ Si/Al = 18, bề mặt riêng 393 m2/g. Cĩ thể sử dụng hỗn hợp trộn cơ học giữa HZSM-5 và sunfat zirconi (ZrSO4) với tỉ lệ 0,1/0,9 đến 0,8/0.2. Bề mặt riêng (BET) của hỗn hợp này thay đổi từ 191 đến 385 m2/g. Xúc tác loại này thường được sử dụng trong phản ứng điều chế Biodiezel theo phương pháp hydrocracking.
+ Xúc tác Rh-Al2O3: Xúc tác này được sử dụng trong phản ứng hydrocracking dầu nành. Sản phẩm thu được ngồi Biodiezel cịn cĩ xăng và các sản phẩm khác.
30
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL
Một số cơng nghệ hiện nay