Kết quả thu được sau quá trình cracking dầu thực vật thải là khí khô (chứa chủ yếu các khí H2, CO, CO2, CH4, C2H6, C2H4), khí hóa lỏng, và xăng. Những sản phẩm này hoàn toàn có thể sử dụng được và có chất lượng tốt.
Ngày nay, sự phát triển của xã hội sẽ kéo theo những nhu cầu to lớn về sử dụng nhiên liệu, đặc biệt là cho giao thông. Đại đa số lượng nhiên liệu chúng ta sử dụng có được từ việc khai thác nhiên liệu hóa thạch - được tạo nên từ những xác động thực vật sống cách đây 300 triệu năm bị chôn vùi sâu dưới lòng đất, qua thời gian đã tạo thành những mỏ dầu, khí. Vì nó là nguồn năng lượng không thể tái sinh nên có thể khẳng định nhiên liệu hóa thạch là một tài sản vô cùng quý giá của loài người.
Nhưng trải qua nhiều thập niên, dưới sự khai thác của con người thì tài nguyên này đang dần dần cạn kiện. Điều này không những ảnh hưởng đến an ninh năng lượng mà còn gây ra biết bao hệ lụy đối với cuộc sống của con người. Đơn cử, khi nguồn dầu thụ khan hiếm, giá dầu trên thế giới tăng vọt, ảnh hưởng đến hàng loạt các vấn đề về kinh tế, chính trị, xã hội, nổi cộm là nạn lạm phát, những cuộc chiến tranh vì dầu mỏ trên toàn thế giới. Vì thế hậu quả của nguồn nhiên liệu hóa thạch bị cạn kiệt là vô cùng to lớn. Bài toán khắc phục vấn đề này luôn luôn là đề tài được xã hội quan tâm nhiều nhất.
Cùng với nguồn tài nguyên đang từng giờ bị cạn kiệt dưới bàn tay khai thác của con người, khoảng 900 tấn nhiên liệu cacbon liên tục được giải phóng mỗi giây. Theo đó, nhiều vấn đề về môi trường mà chúng ta đang phải đối mặt phát sinh từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch đó là: sự nóng lên của trái đất, xuống cấp chất lượng của bầu không khí, mưa axit và tràn dầu... Việc nghiên cứu tìm ra nhiên liệu mới thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt, đảm bảo an ninh năng lượng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường đang là vấn đề thời sự nóng bỏng của toàn thế giới. Đã đến lúc con người phải bắt tay vào tìm kiếm những nguồn nhiên liệu mới cho sự phát triển bền vững.
Trong số các nhiên liệu mới được sử dụng và nghiên cứu hiện nay, nguồn năng lượng được sự quan tâm nhiều hơn cả đó là nhiên liệu xanh (green fuel). Nhiên liệu xanh là loại
nhiên liệu được chế biến từ những nguyên liệu là động, thực vật như các loại dầu hạt cải, dầu mè, tảo và salicornia, hoặc thể lấy từ mỡ động vật...[40] Do các nguồn nguyên liệu này không phải là nguồn lương thực, nên khi sản xuất không vấp phải sự cạnh tranh của các cây lương thực nên an ninh lương thực vẫn được đảm bảo. Hơn nữa trong số những nguồn nguyên liệu có thể sử dụng để thay thế cho nguồn nguyên liệu dầu khoáng thì dầu thực vật có tiềm năng lớn hơn cả do chúng có trữ lượng ổn định và có nguồn gốc từ sinh vật nên các sản phẩm phát triển từ chúng rất thân thiện với môi trường [9].
Xu hướng diesel hóa động cơ ngày nay thì diesel xanh (green diesel) có vai trò vô cùng quan trọng. Diesel xanh, còn được gọi là diesel tái sinh (cũng là một nhiên liệu xanh), một trong những nhiên liệu thân thiện với môi trường nhất. Theo Tổ chức Hòa bình xanh, khi sử dụng dầu diesel xanh có thể giảm 60% việc phát xạ khí nhà kính so với nhiên liệu truyền thống, điều này đã làm giảm thiểu đáng kể việc thải ra những hạt bụi lơ lửng góp phần cải thiện chất lượng không khí.
Đề tài đi sâu nghiên cứu chế tạo nhiên liệu diesel xanh cũng xuất phát từ những thực tế trên. Với ưu điểm đã nêu ra ở trên thì chúng ta hoàn toàn có thể tin tưởng về tính chất cũng như chất lượng của diesel xanh. Chỉ có nhược điểm duy nhất là so với nhiên liệu khoáng để chế tạo được diesel xanh phải trải qua những quá trình chế biến phức tạp, khó khăn hơn, vì thế giá của nó có thể cao hơn diesel khoáng một chút. Nhưng xét cho cùng thì nhược điểm này cũng không còn quan trọng khi mà ưu điểm của nó là quá lớn.
CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 ĐIỀU CHẾ XÚC TÁC 2.1.1. Tổng hợp zeolit ZSM-5
Các hóa chất cần sử dụng và khối lượng của chúng được tính toán sẽ được thể hiện dưới bảng như sau:
Bảng 2.1. Tính toán các hóa chất sử dụng để tổng hợp ZSM-5
Hóa chất NaOH TEOS Al2SO4 . 18H2O TPABr H2O
Khối lượng, g 4.8594 30 2.2540 3.6018 97.5
Tiến hành quá trình tổng hợp: chia làm 4 bước
Bước 1. Thủy phân TEOS trong môi trường axit H2SO4
Cho 30 g TEOS vào trong một bình teflon, thêm 97,5 g nước cất rồi khuấy trên máy khuấy từ. Sau đó thêm từ từ axit H2SO4 đến pH=1. Thực hiện khuấy ở nhiệt độ phòng trong 20 h để đảm bảo TEOS đã thủy phân hoàn toàn.
Bước 2. Quá trình kết tinh
Lấy 2,2540 g nhôm sunfat, 4,8594 g NaOH cho vào một cốc thủy tinh, khuấy trên bếp khuấy từ. Vừa khuấy vừa ra nhiệt nhẹ khoảng 20 phút cho nhôm tan hoàn toàn. Đổ hết dung dịch này vào trong Teflon chứa TEOS đã thủy phân, sau đó thêm 3,6018 g TPABr vào. Dựng đũa thủy tinh khuấy trộn trong 20 phút cho gel thật mịn. Cuối cùng đổ toàn bộ gel vào autoclave và kết tinh ở 180˚C trong 35 h.
Bước 3. Lọc và sấy
Sau khi kết tinh, sản phầm được đem đi lọc chân không. Trong quá trình lọc đồng thời rửa bằng nước cất cho đến khi nước ra ở cuống phễu lọc cho pH =7.
Sấy khô mẫu ở 110˚C trong 5 h.
Bước 4. Nung để loại template
Sau khi sấy ta đem tinh thể nung ở 550˚C trong 5 h để loại chất tạo cấu trúc.