BÁO CÁO KHOA HỌC QUÁ TRÌNH CRACKING DẦU ĂN THẢI THU NHIÊN LIỆU XANH SỬ DỤNG HỆ XÚC TÁC TRÊN CƠ SỞ

HỒ VĂN BÌNH Liên hệ: Gmail: renobinhdl@gmail.com

BÁO CÁO KHOA HỌC (Chuyên đề: Hóa dầu_Hóa Học Xanh)

QUÁ TRÌNH CRACKING DẦU ĂN THẢI THU NHIÊN LIỆU XANH SỬ DỤNG HỆ XÚC TÁC TRÊN CƠ SỞ BIẾN TÍNH XÚC TÁC FCC THẢI

 Nghiên cứu các loại xúc tác khác cho phản ứng cracking dầu thải động cơ diezel.  Nghiên cứu các phương pháp khác xử lý màu và mùi của phân đoạn diezel như quá trình hydrotreating (xử lý bằng hydro).

 Khảo sát hoạt tính xúc tác sau mỗi phản ứng.  Nghiên cứu việc tái sinh xúc tác cho quá trình cracking.

Blog: ebookhvb.blogspot.com Facebook: EBOOK SHOP TRI THỨC LÀ NỀN TẢNG CỦA THÀNH CÔNG HVB MANG THANH CÔNG ĐẾN VỚI MỌI NGƯỜI

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

MỤC LỤC

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ...................................................................... 7

Ơ

Khái quát về nhiên liệu ............................................................................................. 7

H

1.1

N

MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 6

Nhu cầu sử dụng nhiên liệu ............................................................................... 7

1.1.2

Nhiên liệu xăng .................................................................................................. 9

Y

N

1.1.1

1.1.3

Nhiên liệu Diesel .............................................................................................. 10

G

Nhiên liệu sinh học và biodiesel ............................................................................... 15

H Ư

1.2

Nhiên liệu diesel khoáng .................................................................................. 13

N

1.1.4

Nhiên liệu sinh học........................................................................................... 15

1.2.2

Khái niệm biodiesel .......................................................................................... 16

TR ẦN

1.2.1

1.2.3 Tình hình nghiên cứu, sản xuất và sử dụng biodiesel trên thế giới và ở Việt Nam ......................................................................................................................................... 16

B

Quá trình tổng hợp biodiesel ............................................................................ 20

10 00

1.2.4

1.2.4.1 Phân loại các phương pháp tổng hợp biodiesel ............................................ 20 1.2.4.2 Xúc tác: .......................................................................................................... 22

A

Tổng quan về các loại dầu làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp Biodiesel... 30

-H

1.3

Yêu cầu chất lượng nhiên liệu biodiesel.......................................................... 27

Ó

1.2.5

Thành phần hóa học của dầu thực vật ............................................................ 30

1.3.2

Một số tính chất của dầu thực vật.................................................................... 31

-L

Ý

1.3.1

ÁN

1.3.2.1 Tính chất vật lý .............................................................................................. 31

TO

1.3.2.2 Tính chất hóa học .......................................................................................... 32

1.3.3

1.3.3.1 Dầu ăn phế thải .............................................................................................. 35

ÀN Đ IỄ N

Giới thiệu về dầu ăn phế thải ........................................................................... 35

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

1.1.3.2 Yêu cầu chất lượng nhiên liệu diesel ............................................................. 11

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

1.1.3.1 Khái niệm ....................................................................................................... 10

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

1.1.2.2 Yêu cầu chất lượng nhiên liệu xăng ................................................................. 9

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

1.1.2.1 Khái niệm, thành phần ..................................................................................... 9

1.3.3.2 Tính chất của dầu ăn thải .............................................................................. 39

1.4

Lựa chọn phƣơng pháp ............................................................................................ 40

1.4.1

Phương pháp hydrocracking............................................................................ 41

1.4.2

Phương pháp cracking xúc tác ........................................................................ 43

1.5

Tổng quan về sản phẩm (nhiên liệu xanh) ............................................................. 45

1.6

Giới thiệu về xúc tác FCC thải ................................................................................ 46

1.6.1

Xúc tác FCC...................................................................................................... 46

1 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

1.6.2

Xúc tác FCC thải .............................................................................................. 48

Giới thiệu chung về quá trình cracking xúc tác ..................................................... 54

1.7.1

Mục đích của quá trình cracking xúc tác ........................................................ 54

1.7.2

Vai trò của quá trình cracking xúc tác ............................................................ 54

1.7.3

Bản chất hoá học của quá trình cracking xúc tác và cơ chế của phản ứng.. 55

H

Ơ

1.7.3.1 Bản chất hoá học của quá trình cracking xúc tác ......................................... 55

N

1.7

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

N

1.7.3.2 Cơ chế của phản ứng cracking xúc tác .......................................................... 55

Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................. 57

2.2

Phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................................... 57

2.3

Thực nghiệm ............................................................................................................. 57

2.3.1.2

ác

nh tính chất x c tác FCC ..................................................................... 63

N

H Ư

Xử lý, tinh chế dầu ăn thải và tái sinh xúc tác FCC thải ............................... 67 ử lý và tinh chế dầu ăn phế thải .................................................................. 67

2.3.2.2

Tái sinh xúc tác FCC.................................................................................. 70

2.3.3

TR ẦN

2.3.1.2

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cracking dầu ăn thải ............. 70

B

Xác định và đánh giá các chỉ tiêu của phân đoạn diesel ....................................... 73 Thành phần cất ................................................................................................. 73

2.4.2

Tỷ trọng (Theo phương pháp ASTM D 1298-96; TCVN 6594 : 2000) .......... 75

2.4.3

Độ nhớt động học ............................................................................................. 75

2.4.4

Điểm đông đặc .................................................................................................. 76

2.4.5

Xác định nhiệt độ chớp cháy ............................................................................ 77

2.4.6

Độ ăn mòn tấm đồng ........................................................................................ 77

2.4.7

Màu sắc ............................................................................................................. 78

A

Ó

-H

Xử lý cảm quan phân đoạn diezel .................................................................... 78

ÁN

2.4.8

10 00

2.4.1

TO

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ....................................................................... 80 3.1. Khảo sát nguyên liệu ................................................................................................ 80

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

nh tính chất dầu ăn thải ....................................................................... 57

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

ác

G

2.3.1.1 2.3.2

2.4

Phân tích các tính chất của dầu ăn thải và xúc tác FCC thải ........................ 57

Ý

http://daykemquynhon.ucoz.com

2.3.1

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

TP

.Q

U

2.1

-L

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Y

CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM ....................................................................................... 57

D

IỄ N

Đ

ÀN

3.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình cracking xúc tác dầu ăn thải ..................... 81 3.2.1.

Nhiệt độ phản ứng ............................................................................................ 82

3.2.2.

Khảo sát hàm lượng xúc tác............................................................................. 83

3.2.3

Khảo sát điều kiện thời gian phản ứng ........................................................... 84

3.3

Xác định các chỉ tiêu của sản phẩm sau cracking ................................................. 86

3.4

Chƣng cất thành phần phân đoạn........................................................................... 87

3.5

Phƣơng pháp hấp phụ bằng bentonit để khử màu và mùi sản phẩm diesel ....... 88

3.6. Tính chất hoá lý của mẫu diesel .............................................................................. 89

2 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

3.7. Khảo sát khả năng sử dụng của mẫu biodiesel ...................................................... 90 KẾT LUẬN ......................................................................................................................... 91

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 92

3 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sơ ồ sản xuất green diesel từ dầu mỡ ộng thực vật ....................................... 42 Hình 2.1. Sơ ồ thiết b cracking x c tác gián oạn .......................................................... 71

Ơ

dạng bột ............................................................................................................................. 73

N

Hình 2.2 Chuyển hóa dầu ăn thải bằng cách Cracking dầu ăn thải với x c tác FCC thải

N

H

Hình 2.3. Sơ ồ thiết b chưng cất phân oạn ...................................................................74

U

Y

Hình 3.1. ồ th bi u di n sự ph thuộc của sản ph m theo nhiệt ộ ............................... 82

TP

Hình 3.3. ồ th bi u di n sự ph thuộc của sản ph m theo th i gian phản ứng ............. 85

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

...........................................................................................................................................89

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Hình 3.4. Kết quả sử lý màu bằng bentonit của sản ph m phân oạn diesel qua các lần lọc

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Hình 3.2. ồ th bi u di n sự ph thuộc của sản ph m theo hàm lượng xúc tác .............. 84

4 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Dự báo nhu cầu nhiên liệu xăng dầu ến năm 2020 ở Việt Nam ......................... 7 Bảng 1.2 Cân ối nhiên liệu xăng, diesel ến 2020............................................................. 8

Ơ

Bảng 1.4 Chỉ tiêu ánh giá chất lượng nhiên liệu diesel theo ASTM ................................ 12

N

Bảng 1.3 Tiêu chu n TCVN ối với các loại xăng............................................................. 10

N

H

Bảng 1.5 Sản lượng Biodiesel ở các nước châu Âu năm 2004 .......................................... 17

U

Y

Bảng 1.6 So sánh hiệu suất biodiesel trên các loại x c tác khác nhau. ........................... 25

TP

Bảng 1.8 So sánh tính chất của nhiên liệu diesel khoáng với biodiesel ............................ 28

G

Bảng 1.11 So sánh tính chất của biodiesel và green diesel ............................................... 41

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Bảng 1.12 Thành phần x c tác FCC .................................................................................. 48 Bảng 1.13 Hàm lượng một số kim loại trong x c tác FCC thải và x c tác FCC mới ....... 48

TR ẦN

Bảng 1.14 Thành phần chính của xi măng và x c tác FCC thải (% khối lượng) .............. 49 Bảng 1.15 Một số loại chất kết dính ược sử d ng ể chế tạo vật liệu xây dựng, giao thông

B

từ x c tác FCC thải .........................................................................................................50

10 00

Bảng 1.16 ộ chuyển hóa và ộ chọn lọc của phản ứng Fisher – Tropsch trên xúc tác Fe/FCC ........................................................................................................................... 51

A

Bảng 1.17 So sánh một số thông số kỹ thuật của x c tác FCC thải và FCC mới .............. 52

-H

Ó

Bảng 1.18 Khả năng tạo cốc bằng phương pháp oxi hóa thông thư ng và phương pháp oxi hóa có sử d ng chất trợ oxi hóa Ce 0,68 Zr 0,32O2 ........................................................... 53

-L

Ý

Bảng 2.1 Lượng mẫu thử thay ổi theo chi số iốt dự kiến. ................................................ 59

ÁN

Bảng 3.1 Các chỉ số hoá lý của dầu nguyên liệu ............................................................... 80

TO

Bảng 3.2 Lượng sản ph m thu ược ở các nhiệt ộ khác nhau ........................................ 82 Bảng 3.3 Lượng sản ph m thu ược với các hàm lượng x c tác khác nhau ..................... 83

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Bảng 1.10 Các tính chất vật lý và hóa học của dầu thực vật. ........................................... 35

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Bảng 1.9 Thành phần hóa học của các loại dầu. .............................................................. 31

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Bảng 1.7 Chỉ tiêu ánh giá chất lượng biodiesel theo ASTM D 6751 ............................... 27

D

IỄ N

Đ

ÀN

Bảng 3.4 Sự ph thuộc của sản ph m theo th i gian phản ứng ........................................ 85 Bảng 3.5 Các chỉ tiêu của sản ph m sau cracking ............................................................ 86 Bảng 3.6 Kết quả chưng cất phân oạn (mẫu 1 – mẫu 5) ................................................. 87 Bảng 3.7 Tính chất hoá lý của mẫu DO.............................................................................89 Bảng 3.8 Tiêu chu n nhiên liệu diesel ...............................................................................90

5 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

MỞ ĐẦU Trong bối cảnh nền kinh tế thế giới đang bước vào quá trình toàn cầu hóa, mỗi

Ơ

gần đây thị trường xăng dầu trên thế giới luôn biến động, đã ảnh hưởng không nhỏ

N

một biến động luôn ảnh hưởng đến các quốc gia, trong đó có Việt Nam. Những năm

H

đến nền kinh tế nước ta. Nguyên nhân là do sự biến động về chính trị, về nhu cầu sử

Y

N

dụng. Đặc biệt là theo dự đoán của các nhà khoa học thì trữ lượng các loại nhiên liệu

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

người ta bắt đầu chú ý nhiều hơn đến môi trường, cũng như sức khỏe của con người,

G

T thực trạng các ngu n nhiên liệu chưa được sử dụng tối ưu và gây lãng phí

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

cũng như ảnh hưởng đến môi trường sống. Nó đã thu hút được sự quan tâm đặc biệt của nhiều nhà khoa học trên cả thế giới, bởi nó đem lại nhiều lợi ích như bảo đảm an

TR ẦN

ninh năng lượng và đáp ứng được các yêu cầu về môi trường. Trong số các nhiên liệu thải, thì dầu m thải được quan tâm hơn cả, do lượng dầu m thải hàng năm rất lớn

10 00

ngu n dầu m thải này.

B

đó là một ngu n nguyên liệu d i dào, cho hướng phát triển tạo năng lượng mới t

A

Ở Việt Nam đã có nhiều đề tài nghiên cứu chuyển hóa dầu m thành các sản

Ó

ph m với mục đích khác nhau, t các ngu n nguyên liệu s n có trong nước như dầu

-H

đậu nành, dầu hạt cải, dầu cao su, m cá,…và đã thu được kết quả khá tốt. Tuy nhiên

-L

Ý

vì nền công nghiệp sản xuất dầu m nước ta c n khá non tr , chưa đáp ứng được

ÁN

ngu n nguyên liệu cho sản xuất ở quy mô lớn. Ngoài ra, nếu sản xuất t dầu ăn tinh

TO

chế thì giá thành khá cao, và c n ảnh hưởng đến an ninh lương thực. Do đó, việc tìm kiếm ngu n nguyên liệu r tiền, ph hợp với điều kiện của đất nước v n đang được

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

với các loại nhiên liệu.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

và ngày càng có nhiều quy định khắt khe hơn về mức độ an toàn cho môi trường đối

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

hóa thạch đang cạn kiệt dần trong 50 năm tới. Hơn nữa, khi kinh tế - xã hội phát triển,

D

IỄ N

Đ

ÀN

tiếp tục nghiên cứu. Với mục đích đó, việc tận dụng ngu n dầu ăn phế thải làm nguyên liệu để t ng hợp các sản ph m có giá trị có ý ngh a thực tế rất lớn. Việc tận dụng ngu n nguyên liệu này c n góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe người dân.

Chính vì những ý ngh a thực tiễn trên mà chúng tôi chọn đề tài “Quá trình cracking dầu ăn thải thu nhiên liệu xanh sử d ng hệ x c tác trên cơ sở biến tính xúc tác FCC thải”.

6 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

CHƢƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT Khái quát về nhiên liệu

1.1

Ơ

Ngày nay c ng với sự gia tăng dân số mạnh mẽ và nhịp độ phát triển kinh tế

N

1.1.1 Nhu cầu sử dụng nhiên liệu

triệu th ng ngày trong năm

đến

triệu

thùng/ngày vào năm 2020, tốc độ tăng trung bình hàng năm khoảng 1,9%. Trong đó, %) [3].

10 00

thông vận tải (chiếm

% mức tiêu thụ trên và sử dụng nhều nhất là l nh vực giao

B

Châu Á góp phần tăng

A

Đối với nước ta là một nước đang phát triển, nhịp độ phát triển kinh tế - xã hội

Ó

ngày càng tăng, vì vậy nhu cầu về năng lượng sẽ tăng mạnh trong thời gian tới. Dự

-H

báo t lệ nhập kh u năng lượng ở nước ta đến năm

ÁN

Xăng dầu Việt Nam (Petrolimex) vào năm

4, thì mức tiêu thụ xăng dầu của cả

–

[4 . Số liệu cụ thể ở bảng 1.3.

Bảng 1.1: Dự báo nhu cầu nhiên liệu xăng dầu đến năm 2020 ở Việt Nam

Đ

ÀN

mạnh trong giai đoạn

IỄ N

%, và tăng

, triệu tấn. Dự báo nhu cầu tiêu thụ xăng dầu ở Việt nam sẽ tăng

TO

nước khoảng

–

. Riêng ngu n dầu mỏ, theo thống kê của T ng công ty

-L

Ý

lên 50 – 8% vào năm

khoảng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

%. Mức tiêu thụ dầu

TR ẦN

mỏ được dự đoán tăng t

% và than đá là

H Ư

lượng chủ yếu, tiếp sau đó là khí tự nhiên

% trong t ng mức tiêu thụ năng

N

các dạng nhiên liệu hóa thạch, ước tính khoảng

G

trò quan trọng trong các dạng năng lượng. Sự tiêu thụ dầu mỏ dự báo là lớn nhất trong

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

tới 90% trong mức tăng sự tiêu thụ năng lượng nói trên, và vì thế nó tiếp tục đóng vai

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

[ .

Nhiên liệu hóa thạch (than đá, dầu và khí tự nhiên) được dự đoán là đóng góp

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

, t tấn dầu quy đ i, gấp , lần so với , t tấn năm

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

đoán đạt tới

dự

U

Y

để phục vụ các l nh vực khác nhau. Khối lượng nhiên liệu sử dụng đến năm

N

H

ngày càng tăng cao, kéo theo nhu cầu sử dụng các ngu n nhiên liệu ngày càng nhiều

(Nguồn: Viện chiến lược phát triển - Bộ Kế hoạch ầu tư) ơn v : Nghìn tấn

Sản ph m

2005

2010

2015

2020

Gasoline

2.829

4.156

5.090

6.024

Diesel

5.800

8.740

11.140

13.024

7 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

440

420

392

360

Nhiên liệu JA

419

615

844

1.023

mDầu FO

2.878

3.665

4.350

5.089

Tổng số nhiên liệu

12.362

17.596

21.816

26.036

Tổng số xăng, diesel

8.629

12.896

16.230

19.564

H

Kerosen

N

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Ơ

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

% nhu cầu năng

Y

N

Xăng dầu d ng cho giao thông vận tải thường chiếm đến

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

dầu số 1 Dung Quất bắt đầu hoạt động, cũng mới ch cung cấp được khoảng 5,3 triệu

–

–

triệu

triệu tấn xăng và diesel, trong khi

G

tấn dầu thô đi vào hoạt động sẽ cung cấp

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

t ng nhu cầu khoảng 27 – 28 triệu tấn [4]. Như vậy, lượng xăng dầu trong nước cung cấp v n còn thiếu đáng kể. Điều này thể hiện rất rõ qua số liệu ở bảng 1.4, về cân đối

TR ẦN

nhu cầu nhiên liệu xăng, diesel và khả năng cung cấp của ta.

nhà máy lọc dầu ở nước

B

Bảng 1.2: Cân đối nhiên liệu xăng, diesel đến 2020

Năm

2001

T ng nhu cầu

Ó

-H

Ý -L

ÁN

Thiếu(-)

8.629

2010

2013

12.89

700

5.40

condensat

LD-1

6.100

2015

2018

16.23 4.28

10.38

LD-2

2020 19.5

4.28

14.6

LD-3

7.929

6.796

5.850

4.90

100%

(92%)

52%

36%

25%

104

146

174

196

TO ÀN Đ

2009

5.14

Tiêu dùng,

IỄ N

2005

A

5.143

Khả năng cung cấp trong nước

10 00

(Nguồn: Viện chiến lược phát triển - Bộ Kế hoạch ầu tư)

kg ng năm

D

nhà máy lọc dầu, với t ng công suất

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

khi cả

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

tấn. Đến trước năm

Đ ẠO

tấn xăng và diesel dùng cho giao thông vận tải, trong khi t ng nhu cầu 15,5 – 16 triệu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

lượng cả nước, chúng ta phải nhập kh u hoàn toàn. Đến giữa năm 2009, nhà máy Lọc

T hai bảng số liệu trên ta thấy, trong các loại nhiên liệu thì diesel là loại nhiên

liệu được tiêu thụ nhiều nhất. Điều này cho thấy diesel có tầm quan trọng rất lớn. Do đó việc tìm cách nâng cao chất lượng diesel, cũng như tìm kiếm ngu n nhiên liệu thay thế diesel khoáng đang ngày càng cạn kiệt và thiếu hụt là hết sức cần thiết.

8 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1.1.2 Nhiên liệu xăng 1.1.2.1 Khái niệm, thành phần

Ơ

xu ng máy...), nó là sản ph m chưng cất của nhiều quá trình xong được lựa chọn c n

N

Xăng là một loại nhiên liệu lỏng d ng trong động cơ xăng( ôtô, xe gắn máy,

H

thận và kết hợp với một số phụ gia để đảm bảo các yêu cầu hoạt động của động cơ

Y

N

trong những những điều kiện vận hành thực tế, cả trong quá trình vận chuyển và t n

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

C10 thậm chí có cả các hydrocacbon nặng hơn như C11, C12 và cả C13. Ngoài

G

Khi nghiên cứu về thành phần hoá học của dầu mỏ cũng như các phân đoạn

chính là hydrocacbon và phi hydrocacbon.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

hay sản ph m của nó thì người ta thường chia thành phần chúng ra làm hai phần

TR ẦN

1.1.2.2 Yêu cầu chất lượng nhiên liệu xăng  Tr số octan: Là một đơn vị đo quy ước dùng để đặc trưng cho khả năng chống

10 00

B

kích n của nhiên liệu. Nó là % thể tích isooctan trong hỗn hợp 2 chất chu n có cùng độ kích n với m u xăng được xác định trên động cơ tiêu chu n CFR. Trị số octan có

A

loại RON và MON. Đây là một tính chất hàng đầu của xăng. Xăng thường được

-H

Ó

phân loại chủ yếu dựa vào trị số octan.

Ý

 Tỷ trọng: Ảnh hưởng đến công suất và mức tiêu thụ nhiên liệu của động cơ.

-L

Xăng có t trọng thấp, phao trong bình xăng n i ít, mức tiêu thụ xăng nhiều, sự hóa

ÁN

hơi trong bộ chế h a khí sẽ khó, công suất giảm và tạo cặn than. Xăng có t trọng

TO

cao, phao n i nhiều, mức tiêu thụ xăng thấp, hỗn hợp khí ngh o xăng cũng d n đến

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

hợp chất phi hydrocacbon của lưu hu nh, nitơ và oxy [1].

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

ra trong thành phần hoá học của xăng c n chứa một hàm lượng nhỏ các

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

trữ. Thành phần hoá học chính của xăng là các hydrocacbon có số nguyên tử t C4÷

ÀN

công suất giảm.Do đó t trọng của xăng phải nằm trong phạm vi cho phép được quyết

D

IỄ N

Đ

định bởi các nhà chế tạo động cơ.  Áp suất hơi: Thông số này nhằm giới hạn các hydrocacbon nhẹ. Phần nhẹ giúp khởi động dễ dàng, đặc biệt khi gặp lạnh. Tuy nhiên, có một số bất lợi: gây đóng băng ở bộ chế h a khí, tạo nút hơi trong ống nạp liệu và hao hụt trong t n trữ.  Hàm lượng lưu huỳnh, benzen: Ảnh hưởng đến vấn đề môi trường.

9 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 1.3: Tiêu chuẩn TCVN đối với các loại xăng [5]

92

95

-theo phương pháp nghiên cứu (RON)

90

92

95

-theo phương pháp môtơ (MON)

79

81

84

3

Thành phần cất phân đoạn : - % thể tích, max

70

N

4

Ăn m n miếng đ ng ở

C

giờ, max

5

Hàm lượng nhựa thực tế (đã rửa dung môi), mg/ 100ml, max.

TR ẦN

o

Ơ

2.0

5

Độ n định ôxy hóa, phút, min.

480

7

Hàm lượng lưu hu nh, mg kg, max

500

8

Áp suất hơi (Reid) ở

9

Hàm lượng benzen, %thể tích, max

10

Hydrocacbon thơm, %thể tích, max

40

11

Olefin, %thể tích, max

38

12

Hàm lượng ôxy, % khối lượng, max

2,7

,8 oC, kPa

43 - 75

Ó

A

10 00

B

6

-L

Ý

-H

2,5

ÁN

TO ÀN Đ

H Ư

-Cặn cuối, % thể tích, max

215

Hàm lượng kim loại, mg l

14

Khối lượng riêng (ở

15

Ngoại quan

o

5

C), kg/m3

Báo cáo

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

190

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

120

-Điểm sôi cuối, OC, max

IỄ N

H

U .Q

Báo cáo

TP

-Điểm sôi đầu, oC

- % thể tích, max

13

Y

0,013

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Hàm lượng chì, g l, max

N

2

N

Trị số octan, min

- % thể tích, max

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

90

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

1

Xăng không chì

Tên chỉ tiêu

TT

Trong, không có tạp chất lơ lửng

1.1.3 Nhiên liệu Diesel 1.1.3.1 Khái niệm Diesel là một loại nhiên liệu lỏng, nặng hơn xăng và kerozen, được sử dụng chủ yếu cho động cơ diesel( đường bộ, đường sắt, đường thu ) và một phần được sử dụng cho các tuabin khí . Thường thì diesel là phân đoạn dầu mỏ có nhiệt độ sôi t

10 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

o

đến

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

C, chứa các hydrocacbon có số cacbon t C16 đến C20, C21, với thành

phần chủ yếu là n-parafin, iso-parafin và một lượng nhỏ hydrocacbon thơm, trong đó có một số hợp chất phi hydrocacbon (hợp chất chứa N, O, S) [1]. Phân đoạn này được

N

dùng làm nhiên liệu cho một loại động cơ đốt trong tự bắt cháy do nhà bác học Rudolf

H

Ơ

Diesel sáng chế, nên gọi là nhiên liệu diesel.

Y

N

1.1.3.2 Yêu cầu chất lượng nhiên liệu diesel

TP

N

, có khả năng tự bắt cháy tốt và  -

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

hyđrocacbon: n-xetan (C16H34) quy định là

G

trị của hỗn hợp chu n có c ng khả năng tự bắt cháy. Hỗn hợp chu n này g m hai metyl naphtalen (C11H10) quy định là , có khả năng tự bắt cháy kém. Trị số xetan . Trị số xetan cao quá hoặc thấp quá đều

TR ẦN

được xác định theo tiêu chu n ASTM D không tốt cho động cơ.

Thành phần chưng cất phân oạn: Ch tiêu này được xác định theo tiêu

10 00

B

-

chu n ASMT D8 . Thành phần chưng cất phân đoạn có ảnh hưởng rất lớn đối với

% V, đặc trưng cho phần nhẹ dễ bốc hơi của nhiên liệu. Yêu

Ó

Điểm sôi

-H

•

A

tính năng của động cơ diesel:

Ý

cầu thành phần này ch chiếm một t lệ thích hợp, nếu thấp quá thì khó khởi

-L

động, cao quá thì d n tới cháy kích n , cháy tạo nhiều khói muội, giảm công

ÁN

suất và tu i thọ động cơ.

IỄ N

Đ

ÀN

TO

•

• 

Điểm sôi

% V, đặc trưng cho khả năng thay đ i tốc độ của động cơ,

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

khả năng tự bắt lửa của nhiên liệu diesel là một số nguyên, có giá trị đúng bằng giá

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

- Phải có tr số xetan ph hợp: Trị số xetan là đơn vị đo quy ước đặc trưng cho

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

yêu cầu chất lượng sau [ , :

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

.Q

U

Để động cơ diesel làm việc n định đ i hỏi nhiên liệu diesel phải đảm bảo các

thường. Điểm sôi

% V, biểu hiện cho khả năng cháy hoàn toàn của nhiên liệu.

ộ nhớt ộng học: Độ nhớt động học được xác định theo phương pháp thử

ASTM D44 . Nó biểu hiện tính lưu chuyển của nhiên liệu, và ảnh hưởng đến khả năng bơm, phun trộn nhiên liệu vào bu ng đốt.

11 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn



www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Nhiệt ộ ông ặc: Là nhiệt độ cao nhất mà sản ph m dầu lỏng đem làm

lạnh trong điều kiện nhất định không c n chảy được nữa. Ở khí hậu lạnh thì yêu cầu nhiên liệu phải có nhiệt độ đông đặc rất thấp, để không bị đông đặc khi làm việc.

H

Ơ

- Nước và tạp chất cơ học: đây là một trong những ch tiêu quan trọng của

N

Nhiệt độ đông đặc xác định theo phương pháp ASTM D97.

N

nhiên liệu diesel. Nước và cặn có ảnh hưởng đến chất lượng, t n chứa và sử dụng.

N 0 1D

N 0 2D

N 0 4D

1

Điểm chớp cháy, 0 C, min

D 93

38

52

55

2

Nước và cặn, % TT, max

D 1796

0.05

0.05

0.5

Max

282-338

-

1.9-4.1

5.5-24.0

0.35

0.1

3

% TT, 0 C

H Ư

N Nhiệt độ sôi

D 86

4

cSt

10 00

B

Độ nhớt động học ở 4 oC, Cặn cacbon trong

%c n

lại, % KL

6

Hàm lượng tro, %KL, max

D 524

1.3-2.4 Max 0.15

D 482

0.01

0.01

2.00

D129

0.50

0.50

-

D 130

N3

N3

-

D 613

40

40

-

Ý

-H

Ó

A

5

D 445

288

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

7

-L

Hàm lượng lưu hu nh, %KL, max

Độ ăn m n lá đ ng, h,

8

C, max

9

Trị số xetan, min

0

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Pháp đo

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Chỉ tiêu

G

STT

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Phƣơng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

TP

Bảng 1.4: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nhiên liệu diesel theo ASTM[5].

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

Y

Ch tiêu này xác định theo phương pháp ASTM D1796.

 Hàm lượng nhựa thực tế: Sau khi ra khỏi nhà máy lọc dầu, nhiên liệu không tránh khỏi việc tiếp xúc với nước và không khí có thể tạo nhựa và cặn b n làm tắc bầu lọc, b n bu ng đốt, tắc hệ thống phun nhiên liệu. Vì vậy hàm lượng nhựa thực tế phải được quy định dưới mức giới hạn cho phép và nó được xác định theo phương pháp ASTM D381.

12 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

 Hàm lượng tro: Là lượng cặn không cháy của nhiên liệu, được tính bằng % khối lượng của lượng tro so với lượng m u ban đầu. Nếu hàm lượng tro lớn, sẽ gây mài mòn làm hỏng các chi tiết máy. Do đó, yêu cầu phải giảm lượng tro đến mức

H

Ơ

 Hàm lượng lưu huỳnh: Lưu hu nh trong diesel t n tại ở nhiều dạng khác

N

tối thiểu. Hàm lượng tro được xác định theo phương pháp ASTM D482.

N

nhau như: mercaptan, sulfat, thiophen…Các hợp chất lưu hu nh trong diesel đều là

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

cháy của lưu hu nh là SOx rất độc hại. Do đó yêu cầu hàm lượng lưu hu nh càng thấp

G

nhiên liệu diesel, được xác định theo phương pháp ASTM D130.

N

 An toàn về cháy nổ: được đánh giá qua nhiệt độ chớp cháy.

H Ư

Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất mà tại đó hơi nhiên liệu được đốt

TR ẦN

nóng tạo thành hỗn hợp với không khí, bị bén cháy khi có tia lửa đến gần. Nhiệt độ chớp cháy cốc kín được xác định theo phương pháp ASTM D 93. Nhiệt độ chớp cháy

10 00

B

càng cao, sản ph m càng khó cháy n nên an toàn hơn trong quá trình bảo quản, vận chuyển và sử dụng.

A

Khi muốn so sánh các ch tiêu của các nhiên liệu khác nhau thì ta phải so sánh

-H

Ó

dựa trên một tiêu chu n nhất định. T đó ta mới biết được nhiên liệu nào tốt hơn

Ý

nhiên liệu nào, và có những ưu điểm gì vượt trội để có hướng sử dụng cho hợp lý.

-L

Có thể tham khảo các ch tiêu chất lượng của nhiên liệu diesel theo tiêu chu n

ÁN

Mỹ (ASTM) như bảng 1.4.

IỄ N

Đ

ÀN

TO

1.1.4 Nhiên liệu diesel khoáng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ộ ăn mòn lá ồng: là ch tiêu nhằm đánh giá tính ăn m n kim loại của

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)



http://daykemquynhon.ucoz.com

D

Đ ẠO

càng tốt. Hàm lượng lưu hu nh có thể xác định theo phương pháp ASTM D129.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

thành phần có hại. Nó gây ăn m n kim loại, làm giảm tu i thọ động cơ, và sản ph m

Các thành phần phi hydrocacbon trong nhiên liệu diesel khoáng, như các hợp

chất chứa lưu hu nh, nitơ, nhựa, asphanten, khá cao. Các thành phần này không những không tốt cho động cơ, mà c n gây ô nhiễm môi trường. Các loại khí thải chủ yếu là SO2, NOx, CO, CO2, hydrocacbon, vật chất dạng hạt… Khí SO2 không những gây ăn mòn mà còn ảnh hưởng đến sức khỏe của con người, gây mưa axit… Khí CO2 là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính. Khí CO rất độc, với lượng CO khoảng

13 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

ppm có thể gây ra các triệu chứng như đau đầu, mệt mỏi, bu n nôn. Lượng CO khoảng ppm gây bất t nh, mất trí nhớ và có thể gây chết người. Các thành phần

-

hydrocacbon trong khí thải của nhiên liệu diesel đặc biệt là các hợp chất thơm rất có

H

Ơ

Khí thải diesel chứa các phần tử có kích thước rất nhỏ và các khí dễ cháy có

N

hại cho con người, là nguyên nhân gây ra các bệnh về ung thư [6].

N

thể đi vào sâu bên trong ph i. Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh có sự liên hệ

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

biến đ i chức năng đường hô hấp. Nguy cơ tắc nghẽn ph i mãn tính (COPD) gia tăng , % mỗi năm ở các công nhân bị phơi nhiễm trực tiếp với khói diesel [7].

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

vấn đề đặt ra, là phải tìm giải pháp để nâng cao chất lượng nhiên liệu diesel, để nâng

H Ư

cao năng suất thiết bị, tu i thọ động cơ, cũng như bảo vệ môi trường sinh thái. Hiện

TR ẦN

nay thì có bốn phương pháp nâng cấp chất lượng nhiên liệu diesel: - Phương pháp pha trộn: pha trộn giữa nhiên liệu diesel sạch với nhiên liệu

B

diesel kém sạch để thu được nhiên liệu diesel đảm bảo chất lượng. Phương pháp này

10 00

có hiệu quả kinh tế khá cao, có thể pha trộn với các t lệ khác nhau để có nhiên liệu

A

diesel thoả mãn yêu cầu. Tuy nhiên, dầu mỏ trên thế giới chủ yếu là dầu có chứa

-H

phải là khả thi.

Ó

nhiều hợp chất phi hydrocacbon (dầu không sạch) nên phương pháp này cũng không

-L

Ý

- Phương pháp hydro hoá làm sạch: phương pháp này có ưu việt là hiệu quả

ÁN

làm sạch rất cao. Tuy nhiên phương pháp này ít được lựa chọn vì vốn đầu tư khá cao, - 8 triệu USD cho một phân xưởng hydro hoá.

- Phương pháp nhũ hoá nguyên liệu diesel: người ta đưa nước vào nhiên liệu

ÀN

TO

khoảng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

gây ra tác động xấu đến môi trường sống và sức khỏe con người. Chính vì vậy mà

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Như vậy, cùng với những lợi ích to lớn của nhiên liệu diesel khoáng, thì nó lại

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

giữa các thành phần hữu cơ trong khí thải diesel với dị ứng, viêm đường hô hấp và

D

IỄ N

Đ

diesel và tạo thành dạng nhũ tương. Loại nhiên liệu này có n ng độ oxy cao nên quá trình cháy sạch hơn. Phương pháp này nếu thực hiện được thì không những giảm được ô nhiễm môi trường mà c n có giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên, hiện tại phương pháp này v n c n đang nghiên cứu, chưa được ứng dụng thực tế.

- D ng kết hợp với biodiesel: biodiesel là metyleste của các axit béo. Dạng

nhiên liệu này có n ng độ oxy cao hơn, ít tạp chất, vì vậy quá trình cháy sạch, ít tạo

14 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

cặn, khói thải ít độc hại. Biodiesel được xem là loại phụ gia rất tốt cho diesel khoáng, nó có thể trộn l n với diesel khoáng theo mọi t lệ.

nước quan tâm, và tập trung nghiên cứu nhiều nhất. ởi biodiesel được sản xuất t

H

Ơ

ngu n nguyên liệu sinh học, đó là một ngu n nguyên liệu vô tận, tái tạo được, dễ

N

Trong bốn phương pháp trên thì sử dụng biodiesel là phương pháp được nhiều

N

phân hu không gây ô nhiễm môi trường. Hơn nữa khi trộn diesel với biodiesel thì

H Ư

thải nông nghiệp, lâm nghiệp (rơm rạ, bã mía, trấu, m n cưa, phân chu ng,…). Đây

TR ẦN

là ngu n nhiên liệu sạch (chất thải ít độc hại), và đặc biệt là ngu n nhiên liệu có thể tái tạo được (renewable fuel), nên nó làm giảm sự phụ thuộc vào ngu n tài nguyên nhiên liệu khoáng vốn có hạn. Chính hai đặc điểm n i bật này mà nhiên liệu sinh học

10 00

B

được sự lựa chọn của nhiều nước trên thế giới hiện nay và cả trong tương lai.

Nhiên liệu sinh học có nhiều loại như xăng sinh học (biogasoil), diesel sinh

Ó

A

học (biodiesel), và khí sinh học (biogas) - loại khí được tạo thành do sự phân hủy

-H

yếm khí các chất thải nông nghiệp, chăn nuôi và lâm nghiệp. Trong các dạng trên thì

Ý

ch có biogasoil và biodiesel được quan tâm nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng trong

-L

quy mô công nghiệp [8].

ÁN

Một số nước đã đặt ra mục tiêu thay thế dần nguyên liệu truyền thống sang % lượng xăng tiêu thụ

bằng các sản ph m có ngu n gốc t sinh khối vào năm

. Ấn Độ đặt mục tiêu

IỄ N

Đ

ÀN

TO

nhiên liệu sinh khối. Mỹ đặt ra mục tiêu thay thế khoảng tăng dần sử dụng nhiên liệu sinh khối t

% lên

% vào năm

phần nhiên liệu sinh học chiếm % trong t ng nhiên liệu tiêu thụ.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

N

G

liệu sinh học – sinh khối như dầu thực vật, m động vật, tinh bột, thậm chí là chất

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nhiên liệu sinh học (biofuel) là loại nhiên liệu được sản xuất t ngu n nguyên

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

1.2.1 Nhiên liệu sinh học

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

TP

Nhiên liệu sinh học và biodiesel

1.2

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

sản ph m cháy chứa rất ít các khí thải độc hại như COx, SOx, H2S, hydrocacbon thơm.

. EU đặt ra thị raxin là nước

đang đứng đầu thế giới về nhiên liệu sinh học với nhiên liệu sản xuất t sinh khối chiếm tới

% trong t ng nhiên liệu đang sử dụng cho ngành giao thông vận tải [ .

15 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1.2.2 Khái niệm biodiesel iodiesel hay diesel sinh học là một loại nhiên liệu có ngu n gốc t dầu thực vật hay m động vật, có ch tiêu kỹ thuật gần giống với diesel khoáng. Về bản chất

N

hóa học nó là ankyleste của các axit béo. iodiesel được xem là một loại phụ gia rất

H

Ơ

tốt cho diesel truyền thống [ .

N

Biodiesel có thể trộn l n với diesel khoáng theo mọi t lệ. Tuy nhiên, một điều

.Q

% biodiesel trên động cơ diesel sẽ nảy

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

biodiesel [ . Vì nếu sử dụng nhiên liệu

%

sinh một số vấn đề liên quan đến kết cấu và tu i thọ động cơ. Hiện nay người ta ), để chạy động cơ.

Nếu pha biodiesel càng nhiều thì càng giảm lượng khí thải độc hại, nhưng không có

H Ư

và cần phải điều ch nh kết cấu động cơ diesel cũ.

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

lợi về kinh tế, bởi hiện tại giá thành của biodiesel v n còn cao hơn diesel truyền thống,

TR ẦN

Biodiesel có thể được sản xuất t nhiều ngu n nguyên liệu khác nhau như các loại dầu thực vật (dầu d a, dầu cọ, dầu hạt hướng dương, dầu hạt cải, dầu lạc, dầu hạt

B

cao su,...), các loại m động vật (m bò, m lợn, m cá), và thậm chí là dầu phế thải.

10 00

Như vậy nguyên liệu để sản xuất biodiesel khá phong phú, và chúng có ngu n gốc

-H

Ó

nhiên liệu biodiesel.

A

sinh học, có thể tái tạo được. Đây cũng là một trong những điểm thuận lợi của ngu n

1.2.3 Tình hình nghiên cứu, sản xuất và sử dụng biodiesel trên thế giới và ở

-L

Ý

Việt Nam

TO

ÁN

- Trên thế giới: Năm

, khi phát minh ra động cơ diesel, nhà bác học Rudolf Diesel đã

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

,

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

%, biodiesel (ký hiệu

Đ ẠO

thường sử dụng hỗn hợp % và

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

rất đáng chú ý là phải pha trộn với diesel khoáng, chứ không thể sử dụng

ÀN

dùng dầu lạc để thử nghiệm. Mặc dù lúc đó dầu thực vật chưa thật sự được quan tâm,

D

IỄ N

Đ

nhưng ông đã có một nhận xét như lời tiên tri về ngu n nhiên liệu sinh học này: “Ngày nay việc sử dụng dầu thực vật làm nhiên liệu cho động cơ có thể chưa được quan tâm đúng mức. Nhưng trong tương lai dầu thực vật sẽ trở nên quan trọng như vai tr của sản ph m dầu mỏ và than đá hiện nay [

.” Và thực tế sau gần 100 năm, khi mà các

ngu n nhiên liệu hóa thạch ngày càng cạn kiệt, giá dầu mỏ ngày càng đắt đỏ, và

16 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

những yêu cầu ngày càng khắt khe hơn về môi trường, thì người ta lại chú ý nhiều hơn đến ngu n nhiên liệu t dầu thực vật, m động vật.

điểm như: độ nhớt lớn (gấp 11 – 17 lần so với diesel dầu mỏ), độ bay hơi rất thấp d n . Các vấn đề này là do

N

làm tắc v i phun, làm đặc dầu nhờn do l n dầu thực vật,...[

H

Ơ

đến quá trình cháy không hoàn toàn, tạo cặn trong vòi phun, ngăn cản quá trình phun,

N

Việc sử dụng trực tiếp dầu m động thực vật làm nhiên liệu có nhiều nhược

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

người ta phải tìm cách khắc phục các nhược điểm đó, và tạo biodiesel là một trong những giải pháp tốt.

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

nước trên thế giới. Hiện nay có hơn 8 quốc gia tham gia nghiên cứu, sản xuất và sử

H Ư

dụng biodiesel. Các nhà máy sản xuất chủ yếu nằm ở châu u và châu Mỹ. Tại Mỹ, dầu mỏ với t lệ

TR ẦN

hầu hết lượng biodiesel được sản xuất t dầu nành. Biodiesel được pha trộn với diesel % biodiesel và 8 % diesel, d ng làm nhiên liệu cho các xe buýt

B

đưa đón học sinh ở rất nhiều thành phố của Mỹ. Hàng năm, Mỹ bán ra gần hai t [

. Trên

10 00

gallon biodiesel. Tại Pháp, hầu hết nhiên liệu diesel được pha trộn với % biodiesel % người dân Pháp có xe với động cơ diesel đã sử dụng nhiên liệu pha

Ó

A

biodiesel. Hơn 4000 phương tiện giao thông đã sử dụng nhiên liệu B30, chạy hơn 200

-H

triệu km mà không hề có một hỏng hóc nào liên quan đến sự vận hành của động cơ.

-L

Ý

Theo thống kê, thì lượng biodiesel tiêu thụ trên thị trường Pháp tăng mạnh trong

ÁN

những năm gần đây, năm 2004 tiêu thụ 387 ngàn tấn, nhưng đến năm 2008 đã lên đến gần

triệu tấn [ . Năm

TO

đến năm

, Đức bắt đầu đưa ra chương trình phát triển biodiesel,

đã bắt đầu triển khai dự án này. Năm

D

IỄ N

Đ

ÀN

sản xuất biodiesel với t ng công suất là

tại Đức đã có

triệu tấn năm. Và tháng

năm

nhà máy

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

nước tiên tiến. Đến nay, biodiesel đã được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi ở nhiều

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Vào những năm 1980, biodiesel bắt đầu được nghiên cứu và sử dụng ở một số

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

phân tử triglyxerit với kích thước và phân tử lượng lớn trong dầu m gây ra. Do vậy,

, Nhà

nước Đức đã ban hành sắc lệnh buộc phải pha biodiesel vào diesel dầu mỏ theo t lệ 5% [12]. Có thể tham khảo sản lượng biodiesel của một số nước châu Âu ở bảng 1.5.

Bảng 1.5. Sản lượng Biodiesel ở các nước châu Âu năm 2004

Nước

Sản lượng( tấn)

Đức

1.088.000

17 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

Tây Ban Nha

70.000

Đan Mạch

44.000

Anh

15.000

Thụy Điển

8.000

Tổng

2.246.000

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

TP

Không ch có châu u, Mỹ mà ở châu Á, chính phủ nhiều nước cũng đã quan

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

dựng chiến lược mở rộng thị trường sản xuất để đáp ứng thị trường dầu ăn và cung

H Ư

cấp nguyên liệu cho sản xuất biodiesel. Mặc dù hiện nay trữ lượng dầu cọ ở Malaysia

TR ẦN

đã đạt mức k lục nhưng giá dầu cọ thô của nước này v n tăng cao, do nhu cầu sản xuất biodiesel trên thế giới v n tăng cao. Ủy ban dầu cọ Malaysia (MPO ) cho biết, t nay đến năm 2015 sẽ có 5 nhà máy sản xuất biodiesel t dầu cọ với t ng công suất

10 00

B

gần 1 triệu tấn để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước, và xuất kh u sang châu u.

Indonesia, ngoài dầu cọ c n đầu tư tr ng

sẽ d ng nhiên liệu

cho cả nước. Trung

Ó

A

liệu sinh học, và phấn đấu đến năm

triệu ha cây J.Curcas lấy dầu làm nhiên

-H

Quốc, nước nhập kh u nhiên liệu lớn nhất thế giới đã khuyến khích sử dụng nhiên

Ý

liệu sinh học. Tại Thái Lan, ộ năng lượng đã s n sàng hỗ trợ sử dụng dầu cọ trên

-L

phạm vi toàn quốc. Hiện nay

ộ này đang hoàn tất các thủ tục hỗ trợ phát triển

ÁN

biodiesel nhằm xây dựng ngu n năng lượng cho đất nước. Thái Lan dự kiến sử dụng

TO

diesel pha % biodiesel trên toàn quốc vào năm

và pha

% biodiesel vào năm

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

riêng. Malaysia và Indonesia là hai nước xuất kh u dầu cọ lớn nhất thế giới, đã xây

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

tâm rất nhiều đến việc phát triển ngu n nhiên liệu sinh học nói chung và biodiesel nói

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

100.000

Ơ

Áo

H

419.000

N

Italia

Y

502.000

.Q

Pháp

N

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

U

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ÀN

2012. Ngay tại Lào cũng đang xây dựng nhà máy sản xuất biodiesel ở ngoại ô thủ đô

D

IỄ N

Đ

Viên Chăn. Một số nước ở châu Phi cũng đang tiếp cận đến nhiên liệu sinh học.

- Tình hình trong nước: Trước sự phát triển mạnh mẽ ngu n nhiên liệu sinh học nói chung và biodiesel nói riêng trên thế giới, các nhà khoa học Việt Nam cũng đã bắt tay vào nghiên cứu và sản xuất biodiesel ở ph ng thí nghiệm và quy mô sản xuất nhỏ. Việc

18 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

sản xuất biodiesel ở nước ta có nhiều thuận lợi, vì nước ta là một nước nông nghiệp, thời tiết lại thuận lợi để phát triển các loại cây cho nhiều dầu như v ng, lạc, cải, đậu nành,...Tuy nhiên ngành công nghiệp sản xuất dầu thực vật ở nước ta v n còn rất non

H

Ơ

nguyên liệu tốt để sản xuất biodiesel, giá thành m động vật lại r hơn dầu thực vật

N

tr , trữ lượng thấp, giá thành cao. Bên cạnh đó, ngu n m động vật cũng là một ngu n

N

rất nhiều. Một vài doanh nghiệp ở Cần Thơ, An Giang đã thành công trong việc sản

). Công ty TNHH Minh

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

thành công trong việc nghiên cứu sản xuất biodiesel t nhiều ngu n nguyên liệu khác

H Ư

nhau như dầu cọ, dầu d a, dầu bông, dầu hạt cải, dầu nành, dầu hạt cao su, dầu ăn

TR ẦN

thải, m cá,...sử dụng xúc tác bazơ đ ng thể và bước đầu nghiên cứu với xúc tác bazơ dị thể, xúc tác zeolit.

B

Không ch có các nhà khoa học quan tâm, mà các nhà quản lý ở Việt Nam

10 00

cũng rất quan tâm đến ngu n nhiên liệu sinh học này. Đề án “Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm

, tầm nhìn

” do ộ Công nghiệp chủ trì đã được chính

Ó

A

phủ phê duyệt để đi vào hoạt động. Ngoài việc phát triển nhiên liệu xăng pha c n, đề

-H

án c n đề cập đến việc phát triển nhiên liệu diesel pha với metyl este dầu m động

Ý

thực vật (biodiesel), với mục tiêu đến năm

nước ta sẽ làm chủ được công nghệ

-L

sản xuất biodiesel t các ngu n nguyên liệu s n có trong nước, và bước đầu tiến hành

ÁN

pha trộn hỗn hợp B5. Bên cạnh đó, ộ Khoa học và Công nghệ, T ng cục Tiêu chu n

TO

Đo lường chất lượng cũng rất quan tâm đến vấn đề “nhiên liệu sinh học”, và đã t

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Ngoài ra, một số viện nghiên cứu và trường đại học ở nước ta, cũng đã có những

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

t đ ng, và đã ký hợp đ ng xuất kh u biodiesel sang Campuchia.

Đ ẠO

t ng đầu tư gần

TP

Tú cũng đã đầu tư xây dựng dây chuyền sản xuất tự động hoàn toàn và khép kín, với

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

đ ng lít (năm

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

xuất t m cá có giá thành khoảng

U

Y

xuất biodiesel t m cá basa. Theo tính toán của các công ty này thì biodiesel sản

D

IỄ N

Đ

ÀN

chức hội nghị khoa học về etanol và biodiesel. Qua hội nghị, lãnh đạo T ng cục đã có kiến nghị về việc sớm xây dựng và triển khai một đề án nghiên cứu có định hướng tiêu chu n về nhiên liệu sinh học ở Việt Nam, trong đó có tiêu chu n cho nhiên liệu biodiesel [

. Vào đầu năm

, Trường Đại học ách Khoa Hà Nội cũng đã t

chức Hội nghị quốc tế về “nhiên liệu sinh học”. Hội nghị đã thu hút được sự tham gia của nhiều nước như Pháp, Thái Lan, Ấn Độ,... và các trường Đại học lớn ở nước ta.

Hội nghị đã có nhiều báo cáo khoa học về etanol sinh học và biodiesel, với sự chú ý

19 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

theo d i và thảo luận sôi n i của nhiều nhà khoa học đầu ngành. Điều này cũng cho thấy sự quan tâm đặc biệt của các nhà khoa học trong nước và quốc tế về nhiên liệu sinh học.

Ơ H

Phân loại các phương pháp tổng hợp biodiesel

N

1.2.4.1

N

1.2.4 Quá trình tổng hợp biodiesel

U

Y

Vấn đề chính liên quan đến việc hạn chế sử dụng trực tiếp dầu thực vật là độ

TP

mỏ. Độ nhớt cao gây ảnh hưởng đến d ng phun và hạt sương (d ng phun dài và hạt

N

G

để giảm độ nhớt của dầu m . Đã có bốn phương pháp được nghiên cứu để giải quyết

-

Pha loãng dầu thực vật:

TR ẦN

este dầu thực vật [10].

B

Người ta có thể làm giảm độ nhớt của dầu thực vật bằng cách pha loãng nó

10 00

với etanol tinh khiết hoặc dầu diesel khoáng. Thường thì người ta pha loãng với 50 – 8 % diesel dầu mỏ. Chẳng hạn như hỗn hợp

% dầu hướng dương và

% dầu

Ó

A

diesel có độ nhớt 4,48 cSt tại 4 oC, trong khi theo tiêu chu n ASTM về độ nhớt của

-H

diesel tại 40oC là 4, cSt. Tuy nhiên hỗn hợp này cũng ch sử dụng được trong một

Ý

thời gian ngắn. Nếu sử dụng lâu dài sẽ nảy sinh một số vấn đề về động cơ như nhiên

-L

liệu bị polyme hóa, gây lắng đọng cacbon, làm đặc dầu bôi trơn,.... Vì vậy, dù phương

Đ

ÀN

TO

ÁN

pháp này rất đơn giản nhưng v n không được tích cực hưởng ứng trong thực tế.

IỄ N D

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

vấn đề độ nhớt cao đó là: sự pha loãng, nhiệt phân, cracking xúc tác và chuyển hóa

-

Chuyển hoá este tạo biodiesel:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

v ng dầu và làm đặc dầu nhờn nếu bị l n dầu thực vật. Do đó, cần phải có giải pháp

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

sương lớn) nên tạo hỗn hợp cháy không tốt, cháy không hoàn toàn, tạo cặn, gây kẹt

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

nhớt rất cao. Dầu m động, thực vật có độ nhớt cao gấp 11 – 17 lần so với diesel dầu

Quá trình chuyển hóa este là phản ứng trao đ i este giữa dầu thực vật và ancol.

Quá trình này tạo ra các alkyl este axit béo (biodiesel) có trọng lượng phân tử bằng một phần ba trọng lượng phân tử dầu thực vật, và độ nhớt thấp hơn nhiều so với các phân tử dầu thực vật ban đầu (xấp x diesel khoáng). Ngoài ra, người ta kiểm tra các đặc trưng hóa lý khác của biodiesel thì thấy chúng đều rất gần với nhiên liệu diesel

20 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

khoáng. Vì vậy, biodiesel thu được có tính chất ph hợp như một nhiên liệu sử dụng cho động cơ diesel.

Nhiệt phân dầu thực vật:

Nhiệt phân là phương pháp phân hu các phân tử dầu thực vật bằng nhiệt, không

H

Ơ

có mặt của oxy, tạo ra các ankan, ankadien, các axit cacboxylic, hợp chất thơm và

N

-

Y

N

lượng nhỏ các sản ph m khí. Sản ph m của quá trình này g m có cả xăng sinh học

G

phân tử có mạch ngắn hơn, phân tử lượng nhỏ hơn. Phương pháp này có thể tạo ra

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

các ankan, cycloankan, alkylbenzen,…. Trong các phương pháp cracking dầu thực vật thì phương pháp cracking xúc tác được nghiên cứu và tìm hiểu nhiều hơn cả vì so

TR ẦN

với các phương pháp c n lại, nó có rất nhiều ưu điểm. Trong phương pháp này, độ chọn lọc sản ph m tốt hơn so với phương pháp cracking nhiệt, áp suất cho quá trình

10 00

B

thấp hơn so với áp suất thực hiện trong phương pháp hydrocracking. Mặt khác, quá trình cracking xúc tác có tính linh động cao, nó có thể sử dụng nguyên liệu là dầu

A

thực vật hoặc là dầu thực vật kết hợp với phân đoạn VGO th dầu mỏ, hoặc cũng có

Ý

lượng cao [14].

-H

Ó

thể sử dụng nhiều loại dầu thực vật khác nhau nhưng v n cho ra sản ph m với chất

-L

Trong phương pháp này, các phản ứng chính là các phản ứng cắt liên kết C-H,

ÁN

liên kết C-OOR để tạo ra các hydrocacbon khác nhau, tách ra CO2, CO, hoặc H2O.

TO

Thành phần sản ph m thu được không c n chứa oxy và tương tự như sản ph m

ÀN

khoáng c ng loại. Tuy nhiên chất lượng của sản ph m cracking dầu thực vật tốt hơn

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Quá trình cracking sẽ b gãy các liên kết hóa học trong phân tử dầu để tạo các

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Cracking x c tác dầu thực vật:

Đ ẠO

-

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

diesel.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

(biogasoil) và biodiesel. Tuy nhiên thường thu được nhiều nhiên liệu xăng hơn là

D

IỄ N

Đ

nhiều do không chứa S, N. Quá trình cracking dầu thực vật được trải qua hai giai đoạn liên tục và kế tiếp nhau. Ở giai đoạn đầu, đặc điểm của các axit tự do và các axit cấu tạo nên phân tử glyxerit sẽ quyết định chiều hướng của phản ứng trong giai đoạn này. Ở giai đoạn này, các liên kếc C-O giữa glyxerin với axit béo bị b gãy, đ ng thời các phản ứng decacboxyl hóa, decacbonyl hóa được xảy ra để tách oxy ra khỏi phân tử glyxerit.

21 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tới giai đoạn hai, các sản ph m trung gian được tạo thành t giai đoạn một là nhân tố chính quyết định tới chiều hướng của các phản ứng trong giai đoạn. Trong gia đoạn này, dưới tác dụng của xúc tác, các sản ph m trung gian tiếp tục được biến đ i và

H

Ơ

Sản ph m của quá trình cracking xúc tác t y thuộc vào nguyên liệu đem

N

thay đ i cấu trúc để tạo thành sản ph m cuối.

N

cracking, xúc tác sử dụng cũng như chế độ công nghệ. Thông thường, để thu sản

.Q

hay xúc tác zeolit như H-ZSM- , Zeolit X Y, REY… Đặc

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

xúc tác MCM-4 , S A

biệt việc sử dụng xúc tác HZSM- để cracking dầu thực vật thường cho sản ph m

H Ư

xúc tác để thực hiện phản ứng cracking dầu ăn thải thành nhiên liệu diesel xanh. Vì

TR ẦN

việc sử dụng phương pháp hydrocracking đ i hỏi áp suất phải cao, k m theo đó là những yêu cầu về thiết bị cũng như kinh tế. Do điều kiện ph ng thí nghiệm thiếu

B

thốn, việc sử dụng phương pháp hydrocracking thì khó khăn và tốn kém. Hơn nữa

10 00

khi sử dụng phương pháp hydrocracking thì việc xử lý nguyên liệu cũng rất phức tạp

Xúc tác:

Ó

1.2.4.2

A

nên phương pháp cracking xúc tác đã được lựa chọn.

-H

Xúc tác sử dụng cho quá trình t ng hợp biodiesel có thể là bazơ, axit, hoặc

Xúc tác bazơ:

TO

ÁN

-

-L

Ý

enzym, sử dụng ở dạng đ ng thể hay dị thể.

Xúc tác bazơ đ ng thể thường được sử dụng nhất v n là các bazơ mạnh như

ÀN

NaOH, KOH, Na2CO3,... vì xúc tác này cho độ chuyển hóa rất cao, thời gian phản

D

IỄ N

Đ

ứng ngắn (t

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Theo những luận điểm đã nêu ra ở trên, đề tài sử dụng phương pháp cracking

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

.

G

có chứa nhiều aromat [

Đ ẠO

lỏng có chất lượng cao hơn các xúc tác khác do trong thành phần của sản ph m lỏng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

ph m lỏng thì xúc tác sử dụng cho quá trình là các vật liệu mao quản trung bình như

– , giờ), nhưng yêu cầu không được có mặt của nước trong phản

ứng vì dễ tạo xà ph ng gây đặc quánh khối phản ứng, giảm hiệu suất tạo biodiesel, gây khó khăn cho quá trình sản xuất công nghiệp. Quá trình tinh chế sản ph m khó khăn. Để khắc phục tất cả các nhược điểm của xúc tác đ ng thể, các nhà khoa học hiện nay đang có xu hướng dị thể hóa xúc tác. Các xúc tác dị thể thường được sử

22 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

dụng là các hợp chất của kim loại kiềm hay kiềm th mang trên chất mang rắn như NaOH/MgO, NaOH/-Al2O3, Na2SiO3/MgO, Na2SiO3/SiO2, Na2CO3/-Al2O3, KI/Al2O3. Các xúc tác này cũng cho độ chuyển hóa khá cao (trên

%), nhưng thời gian

H

Ơ

đang tiếp tục nghiên cứu thêm nhiều loại xúc tác khác nhằm mục đích nâng cao độ

N

phản ứng kéo dài hơn nhiều so với xúc tác đ ng thể. Hiện nay, các nhà khoa học v n

N

chuyển hóa tạo biodiesel, có thể tái sử dụng nhiều lần, hạ giá thành sản ph m [10,22].

Sau đó, gốc RO- tấn công vào nhóm cacbonyl của phân tử triglyxerit tạo thành hợp

N

G

chất trung gian:

R1COOCH2

R2COOCH O

C

R3

R2COOCH H2C

RO O

TR ẦN

H2C

RO-

+

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

R1COOCH2

O-

C

R3

O-

Hợp chất trung gian này không bền, tiếp tục tạo một anion và một alkyl este tương

10 00

B

ứng: R1COOCH2 R2COOCH O

C

H2 C

R3

+ O

RCOOR3

-

Ó

H2 C

R2COOCH

A

RO

R1COOCH2

-H

O

-

-L

Ý

Cuối c ng là sự hoàn nguyên lại xúc tác theo phương trình:

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

R1COOCH2

R1COOCH2 +

R2COOCH H2C

Xúc tác

BH+

+

R2COOCH

O-

H2C

B

OH

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

BH+

+

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

RO-

B

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

+

Đ ẠO

ROH

TP

[10]:

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

.Q

U

Y

Cơ chế của phản ứng trao đ i este sử dụng xúc tác bazơ được mô tả như sau

lại tiếp tục phản ứng với các diglyxerit và monoglyxerit giống như

cơ chế trên, cuối c ng tạo ra các alkyl este và glyxerin.

-

Xúc tác axit:

Ngoài ra các axit ronsted như H2SO4, HCl,…cũng là các xúc tác đ ng thể cho độ chuyển hóa cao. Nhưng phản ứng ch đạt được độ chuyển hóa cao khi nhiệt độ đạt trên

o

C, thời gian phản ứng trên

giờ. Xúc tác axit dị thể cho quá trình

23 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

này zeolit USY-292, nhựa trao đ i anion Amberlyst A26, A27. Các xúc tác dị thể này có ưu điểm là dễ lọc tách, tinh chế sản ph m đơn giản, ít tiêu tốn năng lượng, nhưng ít được sử dụng vì cho độ chuyển hóa thấp. Cơ chế của phản ứng trao đ i este sử dụng

R’

R’

OR”

N

U

+

OR”

+

R’

G N

OH

R OR”

+

R’

Trong đó:

O R’

OR

10 00

B

R là nhóm alkyl của rượu.

-H+ R”OH

+ OR”

O H

H Ư

OH

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

trung h a bền vững là alkyl este và glyxerin.

R’ là chuỗi cacbon của axit béo.

Ó

Xúc tác enzym:

-H

-

A

R’’ là glyxerit

Ý

Việc sử dụng xúc tác enzym cho phản ứng trao đ i este đã được các nhà khoa

-L

học quan tâm nghiên cứu rất nhiều. Enzym thường được sử dụng là hai dạng lipaza

ÁN

nội bào và ngoại bào. Xúc tác này có rất nhiều ưu điểm như độ chuyển hóa rất cao

TO

(cao nhất trong các loại xúc tác hiện nay), thời gian phản ứng ngắn nhất, quá trình

ÀN

tinh chế sản ph m đơn giản, và đặc biệt là không bị ảnh hưởng bởi hàm lượng nước

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

này hoàn nguyên lại tâm axit cho môi trường phản ứng và tách ra thành hai phân tử

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Cacbocation này tương tác với phân tử rượu tạo thành một cation kém bền, cation

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

OR”

OH

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

R’

O+H

.Q

H+

O

Y

hợp chất trung gian là cation kém bền và chuyển sang trạng thái cacbocation:

H

Ơ

Đầu tiên tâm axit tấn công vào nhóm cacbonyl của phân tử glyxerit, tạo thành

N

xúc tác axit được mô tả như sau [51]:

D

IỄ N

Đ

và axit béo tự do trong nguyên liệu. Đặc biệt là người ta đã cho enzym mang trên vật liệu xốp (vật liệu vô cơ hoặc nhựa anionic), nên dễ thu h i xúc tác và có thể tái sử dụng xúc tác nhiều lần, góp phần làm hạ giá thành sản ph m. Tuy nhiên, giá thành của xúc tác này v n c n rất cao nên hiện nay chưa được ứng dụng nhiều trong công nghiệp.  So sánh ưu, nhược iểm của các loại x c tác khác nhau

24 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Kết quả thực nghiệm đối với các loại xúc tác khác nhau ở cùng điều kiện nhiệt độ là

0

C, thời gian phản ứng là 8 giờ, c ng một loại dầu, c ng một loại tác nhân

rượu hóa, t lệ mol rượu dầu như nhau được thể hiện ở bảng 1.6.

0,7

TIS

0,6

Ơ

3,0

H Ư

SnCl2

0,2

TR ẦN

USY-292 MgO NaOH/MgO

B

γ-Al2O3

11,0 max 94 11,0 max 94

Na2CO3 γ-Al2O3

max 94

A

10 00

Na NaOH γ-Al2O3

-H

Ó

T số liệu ở bảng . ta thấy hiệu suất thu biodiesel đạt cao nhất khi sử dụng xúc tác kiềm (đ ng thể) và enzym, xúc tác kiềm dị thể cũng cho hiệu suất tương đối

-L

Ý

cao. C n các loại xúc tác khác có độ chuyển hóa rất thấp.

ÁN

Có thể nhận thấy một số ưu nhược điểm của xúc tác đ ng thể và dị thể như

TO

sau:

ÀN

*

c tác ồng thể:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Amberlyst 15

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

0,4

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Amberlyst A27

N

0,1

Y

Amberlyst A26

U

100

.Q

Enzym

TP

100

Đ ẠO

Axit

G

100

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

NaOH

H

Hiệu suất biodiesel, %

Xúc tác

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

N

Bảng 1.6: So sánh hiệu suất biodiesel trên các loại xúc tác khác nhau.

Đ

- Độ chuyển hóa cao.

IỄ N

- Thời gian phản ứng nhanh.

D

- Tách rửa sản ph m phức tạp.

- Dễ tạo sản ph m phụ là xà ph ng, gây khó khăn cho phản ứng tiếp theo. *

c tác d thể: - Độ chuyển hóa thấp hơn.

25 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Thời gian phản ứng dài hơn.

- Giá thành r do tái sử dụng và tái sinh xúc tác.

- Tách lọc sản ph m dễ hơn.

H

Ơ

Tất cả đã cho thấy việc sử dụng dầu ăn thải cho quá trình cracking xúc tác là

N

- Hạn chế phản ứng xà ph ng hóa.

N

một hướng phát triển khả quan để sản xuất nhiên liệu cũng như nguyên liệu cho ngành

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

quá trình hoàn thiện thì phải có một xúc tác tối ưu. Như chúng ta đã biết xúc tác thích hợp cho quá trình cracking là những xúc tác mang tính axit. Việc lựa chọn xúc tác tất

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

ZSM-5 và γ Al2O3 (FCC). Đ ng thời nghiên cứu tìm các điều kiện tối ưu để thực hiện

H Ư

phản ứng cracking dầu m thải thu nhiên liệu xanh.

TR ẦN

Sau khi phân tích và xem xét các phương pháp trên thì ta thấy phương pháp Cracking xúc tác dầu thực vật là sự lựa chọn tốt nhất. Vì các đặc tính hóa lý của các

B

thành phần sau khi xử lí rất gần với nhiên liệu diesel khoáng, và quá trình này cũng

10 00

tương đối đơn giản. Hơn nữa, việc sử dụng các biodiesel này làm nhiên liệu thì không

A

cần phải thay đ i các chi tiết của động cơ diesel cũ.

-H

Ó

 Các yếu tố ảnh hưởng ến phản ứng cracking - Ảnh hưởng của lượng nước và axit béo tự do trong nguyên liệu: Quá trình sản

-L

Ý

xuất biodiesel (tr trường hợp sử dụng xúc tác enzym), chịu ảnh hưởng rất lớn bởi

ÁN

yếu tố lượng nước và axit béo tự do trong nguyên liệu. Khi có mặt nước (đặc biệt ở

TO

nhiệt độ cao) sẽ gây thủy phân triglyxerit thành các axit béo tự do. Các axit này sẽ kết hợp với kiềm tạo xà phòng gây kết khối phản ứng, làm giảm hiệu suất tạo biodiesel

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

tác axit rắn, đặc biệt là quá trình nghiên cứu điều chế xúc tác siêu axit trên cơ sở zeolit

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

nhiên cũng phải dựa trên yếu tố này. Vì thế chúng tôi có hướng nghiên cứu về xúc

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

công nghiệp hóa dầu. Nguyên liệu và phương pháp đã được sàng lọc và lựa chọn, để

D

IỄ N

Đ

ÀN

và ảnh hưởng đến quá trình xử lý thu sản ph m. Do đó, yêu cầu nguyên liệu phải hoàn

toàn khan và ch số axit thấp.

Như vậy, với các ngu n nguyên liệu có hàm lượng nước, hàm lượng axit béo cao như dầu hạt cao su, m cá, dầu ăn phế thải,... thì nhất thiết phải xử lý trước khi đưa vào thiết bị cracking.

26 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Ảnh hưởng của tốc ộ khuấy: Các chất phản ứng t n tại ở

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

Ơ

v ng phút là tốt nhất.

H

khoảng

N

ứng tăng theo tốc độ khuấy trộn. Theo nhiều kết quả nghiên cứu thì tốc độ khuấy trộn

N

- Ảnh hưởng của nhiệt ộ: Phản ứng cracking có thể xảy ra ở các nhiệt độ khác

Y

U

.Q

tăng thì hiệu suất phản ứng tăng, vì khả năng b mạch liên kết tăng lên.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

- Ảnh hưởng của th i gian phản ứng: Thời gian phản ứng cũng ảnh hưởng đến

N

phụ và tốn nhiều chi phí. Thời gian phản ứng phù hợp thì cần phải khảo sát vì nó còn

H Ư

phụ thuộc vào loại nguyên liệu, xúc tác, và cả nhiệt độ phản ứng.

TR ẦN

- Ảnh hưởng của lượng x c tác: Các loại xúc tác với hoạt tính khác nhau nên lượng xúc tác cần d ng cũng sẽ khác nhau. Ngoài ra lượng xúc tác c n phụ thuộc

10 00

B

vào nguyên liệu. Thường thì lượng xúc tác càng nhiều sẽ cho hiệu suất phản ứng càng cao.

Ó

A

1.2.5 Yêu cầu chất lượng nhiên liệu biodiesel

-H

Theo hiệp hội đo lường và thử nghiệm vật liệu Hoa K (ASTM), ch tiêu chất

-L

Ý

lượng của biodiesel được quy định theo bảng sau. [33]

ÁN

Bảng 1.7: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng biodiesel theo ASTM D 6751

Chỉ tiêu đánh giá

Giá trị 0,8 - 0,9

Độ nhớt (4 oC, mm2/s)

1,9 - 6,0

Nhiệt độ chớp cháy, oC

min 130

Hàm lượng nước, % thể tích

max 0,05

Glyxerin tự do, % khối lượng

max 0,02

Hàm lượng lưu hu nh, % khối lượng

max 0,05

Hàm lượng photpho, % khối lượng

max 0,001

Ch số axit, mg KOH g nhiên liệu

max 0,8

IỄ N

Đ

ÀN

TO

T trọng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

ít, hiệu suất thấp. Tuy nhiên nếu thời gian phản ứng lâu quá thì có thể tạo sản ph m

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

hiệu suất tạo biodiesel. Nếu thời gian ngắn quá thì lượng nguyên liệu phản ứng c n

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

C). Khi nhiệt độ

o

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

nhau, t y thuộc vào các loại dầu sử dụng (thường dao động t >

27 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Độ ăn m n tấm đ ng ( h, 0oC)

< No3

Trị số xetan

> 47

Cặn cacbon, % khối lượng

< 0,05

T ng lượng glyxerin, % khối lượng

N

max 0,24

Diesel khoáng

0,87 - 0,89

0,81 - 0,89

Độ nhớt động học ở 4 oC, cSt

3,7 - 5,8

1,9 - 4,1

Trị số xetan

46 - 70

40 - 55

Nhiệt lượng tỏa ra khi cháy, cal g

37.000

Y

-11÷ 16

-

Ch số iot

60 - 135

8,6

N

H Ư

TR ẦN

Vậy biodiesel có tính chất vật lý rất giống với dầu diesel. Tuy nhiên, tính chất phát khí thải thì biodiesel tốt hơn dầu diesel khoáng. Sản ph m cháy của biodiesel sạch hơn nhiều so với nhiên liệu diesel khoáng, riêng B20 (20% biodiesel, 80% diesel

10 00

B

khoáng) có thể được sử dụng trong các động cơ diesel mà không cần phải thay đ i kết cấu của động cơ, thực tế các động cơ diesel sẽ chạy tốt hơn khi pha chế

A

biodiesel.

%

-H

Ó

T tất cả phần t ng quan trên ta có thể rút ra một số ưu nhược điểm của

Ý

biodiesel so với diesel khoáng như sau:

-L

 Ưu iểm của biodiesel

TO

ÁN

- Tr số xetan cao: iodiesel là các alkyl este mạch thẳng nên có trị số xetan cao hơn hẳn diesel

ÀN Đ IỄ N

đối với động cơ cao tốc, trong khi với biodiesel thường là

đến đến 8 [

và

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Điểm v n đục

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

.Q 0,5

G

0,0 - 0,0024

khoáng. Nhiên liệu diesel khoáng thường có trị số xetan t

D

43.800 MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Hàm lượng lưu hu nh, % khối lượng

http://daykemquynhon.ucoz.com

TP

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

T trọng

N

Biodiesel

H

Các chỉ tiêu

Ơ

Bảng 1.8: So sánh tính chất của nhiên liệu diesel khoáng với biodiesel.

đến 4 . Như vậy

biodiesel hoàn toàn có thể đáp ứng yêu cầu về trị số xetan mà không cần phụ gia, thậm chí nó c n được d ng như phụ gia tăng trị số xetan cho diesel khoáng.

- Giảm lượng các khí phát thải ộc hại: iodiesel chứa rất ít hydrocacbon thơm. Hàm lượng lưu hu nh rất thấp, khoảng ,

%[

. Đặc tính này của biodiesel rất tốt cho quá trình sử dụng làm

28 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

nhiên liệu, vì nó làm giảm đáng kể khí thải SOx gây ăn m n thiết bị và gây ô nhiễm môi trường. Đ ng thời, trong nhiên liệu biodiesel chứa khoảng 11% oxy nên quá trình cháy của nhiên liệu xảy ra hoàn toàn, giảm được lượng hydrocacbon trong khí thải. % khí CO, và c n có nhiều khí

H

Ơ

O2 tự do [42]. Do đó sử dụng nhiên liệu biodiesel sẽ rất có lợi cho môi trường và giảm

N

Với biodiesel khí thải không có SO2, CO2 và giảm

N

nguy cơ bị bệnh ung thư do hít phải khói thải độc hại.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

iodiesel có khả năng bôi trơn bên trong tốt hơn diesel khoáng. Khả năng bôi trơn của nhiên liệu được đặc trưng bởi giá trị HFRR (high-frequency receiprocating

G

. Vì vậy, diesel khoáng yêu cầu phải có phụ gia

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

giới hạn đặc trưng của diesel là 4

H Ư

để tăng khả năng bôi trơn. Ngược lại, giá trị HFRR của biodiesel khoảng 200. Vì vậy,

TR ẦN

biodiesel c n như là một phụ gia rất tốt đối với nhiên liệu diesel thông thường.

- Có khả năng phân hủy sinh học:

B

iodiesel có khả năng phân hủy rất nhanh (phân hủy đến hơn 8% ch trong

10 00

ngày) nên rất tốt cho môi trường. Tuy nhiên, sự thuận lợi này yêu cầu sự chú ý

A

đặc biệt về quá trình bảo quản nhiên liệu.

Ó

- Khả năng thích hợp cho m a ông:

-H

Biodiesel rất phù hợp cho điều kiện sử dụng vào mùa đông, nó có thể làm việc

-L

Ý

được ở nhiệt độ -20oC.

o

C,

ÁN

- An toàn về cháy nổ tốt hơn: iodiesel có nhiệt độ chớp cháy cao, trên

TO

nên an toàn hơn trong t n chứa và vận chuyển.

D

IỄ N

Đ

ÀN

- Nguồn nguyên liệu cho tổng hợp hóa học:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Diesel khoáng đã xử lý lưu hu nh có giá trị HFRR ≥ 500 khi không có phụ gia, nhưng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

rig). Nói chung, giá trị HFRR càng thấp thì khả năng bôi trơn của nhiên liệu càng tốt.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

- Khả năng bôi trơn cao nên giảm mài mòn:

Ngoài việc được sử dụng làm nhiên liệu, các alkyl este axit béo c n là ngu n

nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghệ hóa học, sản xuất các rượu béo, ứng dụng trong dược ph m và mỹ ph m, các alkanolamin isopropylic este, các polyeste được ứng dụng như chất nhựa, chất hoạt động bề mặt,…

- Có khả năng nuôi trồng ược:

29 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

iodiesel có ngu n gốc t dầu m động thực vật nên có thể nuôi tr ng và tái tạo được. Nó tạo ra ngu n năng lượng độc lập với dầu mỏ, không làm suy yếu các ngu n năng lượng tự nhiên, không gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người và môi

N

trường,…

N

H

Ơ

 Nhược iểm chủ yếu của biodiesel

Y

- Giá thành khá cao:

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

thường. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất biodiesel có thể tạo ra sản ph m phụ là

N

- D phân hủy sinh học: iodiesel dễ phân hủy gấp 4 lần diesel khoáng [

H Ư

vì

tâm.

- Có thể gây ô nhi m:

TR ẦN

nó v n c n chứa các axit không no. Do đó vấn đề bảo quản t n chứa phải được quan

10 00

B

Nếu quá trình sản xuất biodiesel không đảm bảo, chẳng hạn rửa biodiesel không sạch thì khi sử dụng v n gây ra các vấn đề về ô nhiễm do v n c n xà ph ng,

Ó

A

kiềm dư, metanol, glyxerin tự do…cũng là những chất gây ô nhiễm.

Tổng quan về các loại dầu làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp

-H

1.3

-L

Ý

Biodiesel

iodiesel có thể được sản xuất t nhiều ngu n nguyên liệu khác nhau như

ÁN

các loại dầu thực vật, m động vật, và cả dầu ăn phế thải. Việc lựa chọn ngu n nguyên

IỄ N

Đ

ÀN

TO

liệu nào là tùy thuộc vào điều kiện của t ng địa phương, t ng đất nước.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

phần nào giá cả cao của biodiesel.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

nghiệp sản xuất mỹ ph m, dược ph m, kem đánh răng, mực viết,... nên có thể b lại

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

Đ ẠO

glyxerin, là một chất có tiềm năng thương mại lớn vì có nhiều ứng dụng trong công

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

iodiesel thu được t dầu thực vật đắt hơn so với nhiên liệu diesel thông

Tất cả các dạng nguyên liệu này đều có chứa hợp chất triglyxerit (là este của

glyxerin và các axit béo). Tuy nhiên, thành phần hóa học cụ thể của t ng loại nguyên liệu thì khá phức tạp. Thành phần hóa học và tính chất của dầu, m động thực vật có ảnh hưởng nhất định đến quá trình sản xuất, cũng như chất lượng biodiesel, nên cần được tìm hiểu.

1.3.1 Thành phần hóa học của dầu thực vật

30 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Các loại dầu thực vật khác nhau thì có thành phần hóa học khác nhau. Nhưng nhìn chung, thành phần hóa học của chúng g m 95 - 97% các triglyxerit và một lượng nhỏ các axid béo tự do. Công thức hóa học chung của triglyxerit là [15]:

Ơ

N

R1COOCH2

H

R2COOCH

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

R1, R2, R3 là các gốc hydrocacbua của các axit béo. Khi chúng có cấu tạo giống

TP

nhau thì gọi là glyxerit đ ng nhất, nếu khác nhau thì gọi là glyxerit hỗn hợp. Các gốc

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

các hợp chất khác như photphatit, các chất sáp, chất nhựa, chất nhờn, các chất màu,

H Ư

các chất gây m i, các tiền tố và sinh tố…

TR ẦN

Bảng 1.9. Thành phần hóa học của các loại dầu.

Thành phần

Dầu bông

B

Cacbon (%)

10 00

Hydro (%)

số

lượng

-H

T

Ó

T trong C H

không

76,80

72,00

11,66

11,90

12,00

11,09

11,30

16,00

6,63

6,45

6,00

12,40

12,39

11,83

Ý

khí nhiên liệu (A F)

Dầu d a

77,25

A

Oxy (%)

Dầu hạt cải

-L

Như vậy, về thành phần hóa học, đối với dầu thực vật so với dầu diesel: chứa

ÁN

C ít hơn

–

%, lượng H ít hơn

–

%, c n lượng O thì lớn hơn rất nhiều (dầu

TO

diesel ch có vài phần ngàn O, còn dầu thực vật có 9 – 11% O), cho nên dầu thực vật

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Ngoài các hợp chất chủ yếu ở trên, trong dầu thực vật còn chứa một lượng nhỏ

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

R này có thể no hoặc không no, và thường có khoảng 8 – 30 cacbon.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

N

R3COOCH2

D

IỄ N

Đ

ÀN

là nhiên liệu có chứa nhiều oxy. Chính vì điều này mà dầu thực vật có thể cháy hoàn

toàn với hệ số dư lượng không khí bé.

1.3.2 Một số tính chất của dầu thực vật 1.3.2.1 Tính chất vật lý - Nhiệt ộ nóng chảy và nhiệt ộ ông ặc: các loại dầu khác nhau có nhiệt độ

nóng chảy và nhiệt độ đông đặc khác nhau. Các giá trị này không phải là một số cố

31 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

định mà thường nằm trong một khoảng. Nhiệt độ nóng chảy của dầu thực vật tăng lên c ng với sự tăng chiều dài mạch cacbon.

môi không phân cực, và tan rất ít trong rượu, không tan trong nước. Độ tan của dầu

H

Ơ

trong dung môi phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, nên trong phản ứng chuyển hóa este

N

- Tính tan của dầu thực vật: dầu không phân cực nên tan rất tốt trong dung

Y

N

thường cần phải khuấy trộn và tiến hành ở nhiệt độ ph hợp.

N

ộ nhớt: dầu thực vật ở nhiệt độ thường, có độ nhớt cao hơn so với diesel

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

-

G

phần hydrocacbon no thì t trọng càng cao.

khoảng vài chục lần, khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của dầu thực vật giảm nhanh. Độ

TR ẦN

nhớt của dầu ảnh hưởng lớn đến khả năng thông qua của dầu trong bầu lọc, đến chất lượng phun nhiên liệu và h a trộn hỗn hợp, do đó ảnh hưởng mạnh đến tính kinh tế

10 00

B

và hiệu quả của động cơ.

- Tr số xetan: dầu thực vật có trị số xetan nhỏ hơn so với dầu diesel. Trong số

A

các dầu thực vật nghiên cứu thì dầu d a có trị số xetan gần bằng dầu diesel. Muốn

-H

Ó

tăng trị số xetan cho dầu thực vật nên chuyển thành este dầu thực vật.

Ý

1.3.2.2 Tính chất hóa học:

-L

Thành phần hoá học của dầu thực vật và m động vật chủ yếu là este của axit

ÀN

TO

ÁN

béo với glyxerin, do vậy chúng có đầy đủ tính chất của một este:

Đ IỄ N

 Phản ứng thủy phân:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

- Khối lượng riêng: dầu thực vật thường nhẹ hơn nước. Dầu có nhiều thành

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

dầu có màu xanh là của clorophin…

sau:

D

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

dầu. Dầu tinh khiết không màu, dầu có màu vàng là do các carotenoit và các d n xuất,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

- Màu của dầu: màu của dầu phụ thuộc vào thành phần các hợp chất có trong

Các glyxerit có thể thủy phân tạo thành axit béo theo phương trình phản ứng R1COOCH2 R2COOCH

R1COOH

CH2- OH +

3H2O

CH - OH

R3COOCH2

CH2- OH

 Phản ứng xà phòng hoá:

+

R2COOH R3COOH

Nếu trong quá trình thu phân có mặt kiềm (NaOH, KOH), thì axit béo tạo ra sẽ phản ứng với kiềm tạo thành xà ph ng:

32 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

RCOOH + NaOH

RCOONa + H2O

Phản ứng thủy phân và phản ứng xà ph ng hóa là hai phản ứng không mong suất tạo biodiesel; xà phòng còn có thể gây kết khối phản ứng làm giảm khả năng tiếp

H

Ơ

xúc giữa các chất nên giảm hiệu suất phản ứng, thậm chí có thể gây đông đặc phản

N

muốn trong quá trình t ng hợp biodiesel, vì nó làm giảm lượng triglyxerit, giảm hiệu

Y

N

ứng. Do có, cần hạn chế tối đa hai phản ứng này trong quá trình t ng hợp biodiesel.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Trong điều kiện thích hợp, các axit béo không no sẽ cộng hợp với chất khác:

G

+ Cộng halogen: trong những điều kiện thích hợp, dầu có chứa các axit béo

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

không no có thể cộng hợp với các halogen.  Phản ứng trao ổi este (rượu hóa):

TR ẦN

Các glyxerit trong điều kiện có mặt của xúc tác axit mạnh (H2SO4, HCl), hoặc bazơ mạnh (NaOH, KOH) sẽ xảy ra phản ứng trao đ i este với các rượu bậc một,

3ROH

R1COOR

CH2- OH

A +

-H

R2COOCH

Ó

R1COOCH2

10 00

B

mạch thẳng như metanol, etanol,... tạo thành các alkyl este axit béo và glyxerin:

Xúc tác CH - OH

R3COOCH2

R2COOR R3COOR

-L

Ý

CH2- OH

+

ÁN

Đây là phản ứng t ng hợp biodiesel. Phản ứng này có ý ngh a thực tế rất lớn

TO

vì người ta có thể sử dụng các alkyl este axit béo làm nhiên liệu, giảm một cách đáng

ÀN

kể lượng khí thải độc hại ra môi trường. Ngoài ra, lượng glyxerin thu được cũng có

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

áp suất cao và có mặt của xúc tác niken.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

+ Phản ứng hydro hoá: phản ứng này được tiến hành ở điều kiện nhiệt độ,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

 Phản ứng cộng hợp:

D

IỄ N

Đ

giá trị kinh tế cao.  Phản ứng oxi hoá: dầu thực vật có chứa nhiều các loại axit béo không no

dễ bị oxi hoá. Tu thuộc vào bản chất của chất oxi hoá và điều kiện phản ứng mà tạo ra các sản ph m khác nhau. Dầu thực vật tiếp xúc với không khí có thể xảy ra quá trình oxi hoá làm biến chất dầu.

33 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

 Phản ứng trùng hợp: dầu m có nhiều axit không no dễ phát sinh phản ứng tr ng hợp tạo ra các hợp chất cao phân tử.

thủy phân…nên trong quá trình bảo quản thường phát sinh những biến đ i làm ảnh

H

Ơ

hưởng đến màu sắc, m i vị của dầu.

N

 Sự ôi chua của dầu mỡ: do trong dầu có chứa nước, vi sinh vật, các men

Y

N

 Các chỉ tiêu quan trọng của dầu thực vật

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

biodiesel, người ta dựa vào các ch tiêu cơ bản sau [15]:

G

170 - 260. Ch số này càng cao thì chứng tỏ dầu dễ bị xà phòng hóa nên khi t ng hợp

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

biodiesel sử dụng xúc tác kiềm mạnh, phải hết sức chú ý nếu không sẽ bị xà ph ng

TR ẦN

hóa, gây khó khăn cho phản ứng và lọc tách sản ph m, làm giảm hiệu suất biodiesel.  Chỉ số axit: là số mg KOH cần thiết để trung h a hết lượng axit béo tự do có trong g dầu. Ch số axit của dầu thực vật không cố định, dầu càng biến chất thì

10 00

B

ch số axit càng cao.

Đây là ch số rất quan trọng đối với dầu sử dụng làm nguyên liệu sản xuất

Ó

A

biodiesel. Ch số này càng cao tức là lượng axit béo tự do trong dầu càng nhiều, nếu

-H

d ng trực tiếp để t ng hợp biodiesel, sử dụng xúc tác bazơ sẽ gây xà ph ng hóa, làm

-L

hiện được.

Ý

giảm hiệu suất phản ứng, thậm chí là gây đông đặc khiến phản ứng không thể thực

ÁN

 Chỉ số iot: là số gam iot tác dụng với

g dầu m (Is). Ch số iot biểu thị

TO

mức độ không no của dầu m , ch số này càng cao thì mức độ không no càng lớn và

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

hóa hoàn toàn g dầu. Thông thường, dầu thực vật có ch số xà ph ng hóa khoảng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

 Chỉ số xà phòng hóa: là số mg KOH cần thiết để trung h a và xà ph ng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Để đánh giá sơ bộ chất lượng của dầu thực vật dùng làm nguyên liệu t ng hợp

D

IỄ N

Đ

ÀN

ngược lại. Như vậy, nếu ch số iot càng cao thì dầu có chứa nhiều liên kết không no, nên sản ph m biodiesel tạo thành dễ biến chất. Do đó, cần phải có biện pháp bảo quản

sản ph m ph hợp.  Ngoài ra, người ta còn xác định hàm lượng tạp chất, hàm lượng cặn cacbon, hàm lượng tro, hàm lượng nước, hàm lượng lưu hu nh. Và yêu cầu dầu, m làm nguyên liệu cho biodiesel phải rất sạch, hàm lượng nước, tạp chất, cặn cacbon, tro,

34 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

lưu hu nh rất bé, để không ảnh hưởng xấu đến phản ứng, và đảm bảo chất lượng biodiesel thu được.

Sau đây là một vài số liệu tham khảo về tính chất lý, hóa của các loại dầu thông

Ơ

N

dụng.

H

N

33.7

39.4

0.02

0.01

113.20

Dầu nho

37.3

0.31

37.5

39.7

0.006

0.01

108.05

Dầu v ng

36.0

0.25

40.4

39.4

0.002

0.01

Dầu nành

28.0

0.24

27.6

39.3

0.01

0.01

Dầu thầu dầu

33.1

0.24

38.1

39.6

0.006

Dầu lạc

24.0

0.21

52.9

39.8

Dầu cọ

34.2

0.22

34.5

M b

51.2

0.26

-

207.7

Y

0.25

0.01

69.82

220.7

0.01

0.02

98.62

197.6

39.8

0.01

0.01

102.35

197.5

40.1

0.01

0.02

47

220.0

H Ư

KV (kinematic viscosity): Độ nhớt động học, mm2 s tại

K.

10 00

B

CR (carbon residue): Cặn cacbon,% khối lượng.

CN ( Cetane number): Trị số xetan.

Ó

A

HHV (higher heating value): Nhiệt trị,MJ kg.

-H

AC (ash content): Hàm lượng tro,% khối lượng.

Ý

SC (sulfur content): Hàm lượng lưu hu nh,%.

ÁN

-L

IV (iodine value): Ch số iot, g iot g dầu.

SV (saponification value): Ch số xà ph ng, mgKOH g dầu.

Đ

ÀN

TO

1.3.3 Giới thiệu về dầu ăn phế thải

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

188.7

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

156.74

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

210.3

G

91.76

Đ ẠO

197.0

N

TP

.Q

U

33.7

Trong đó:

IỄ N D

SV

Dầu bông

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Bảng 1.10: Các tính chất vật lý và hóa học của dầu thực vật.

Tên dầu KV CR CN HHV AC SC IV

1.3.3.1 Dầu ăn phế thải - Khái niệm Dầu ăn phế thải chính là cặn dầu thực vật của các nhà máy chế biến thực ph m,

hay ở các nhà hàng, cửa hàng ăn. Chúng có đặc điểm là đã qua sử dụng, gia nhiệt nhiều lần nên màu s m và bị biến chất. Về tính chất ngu n dầu này rất phức tạp. Nó được thu gom t nhiều nơi khác nhau, thành phần dầu ban đầu khác nhau, số lần sử

35 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

dụng khác nhau, nên không có một số liệu cụ thể nào chung cho ngu n nguyên liệu này. Tuy nhiên, nhìn chung các ngu n dầu phế thải đều có thành phần phức tạp, ngoài dầu m ra c n có nhiều tạp chất khác như muối, tạp chất cơ học, cặn cacbon, nước,

Y

N

Lượng dầu ăn thải và nguồn cung cấp

-

Ơ

H

dụng như lọc tách cặn rắn, tách nước, trung h a để giảm lượng axit béo tự do,….

N

lượng axit béo tự do tăng. Do đó, ngu n nguyên liệu này cần được xử lý trước khi sử

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

tăng nhanh chóng, lượng dầu m thải hoặc đã qua sử dụng cũng tăng lên. Ngu n dầu m thải chủ yếu t các nhà máy chế biến thực ph m, sản xuất dầu ăn, t các nhà hàng

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

bật của loại nguyên liệu này. Theo tác giả Canakci, m thải thải t nhà hàng có hàm , – 4 ,8%, hàm lượng nước chiếm ,

H Ư

lượng axit béo tự do t

– 55,38% [6].

TR ẦN

Theo thông tin t nhà quản lý năng lượng Mỹ, có khoảng

triệu gallon dầu

ăn thải được thải ra trong một ngày tại đây. Cũng theo thống kê ở Canada có thể thải tấn năm. Tại các nước liên minh Châu

qua sử dụng là gần .

– .

.

u thì t ng lượng dầu ăn đã

tấn năm. Tại Vương Quốc Anh sản xuất ra

tấn năm [23].

A

hơn

.

B

.

10 00

ra gần

- sao tại TP.HCM thì lượng dầu m thải mỗi ngày có

-H

khách sạn t -36 m3.

-L

thể lên tới

-

Ý

lít,với

Ó

Tại khách sạn Park Hyatt Saigon, một ngày bình quân lượng dầu m thải t

ÁN

Theo thống kê sơ bộ hiện tại trên địa bàn thành phố có khoảng .8

TO

khách sạn lớn nhỏ. Với những nhà hàng nhỏ một tuần có thể thải ra

-

lít dầu – 1.000 lít.

ÀN

ăn đã qua chiên rán, những nhà hàng khách sạn lớn có thể lên đến

nhà hàng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

ra trên thế giới đặc biệt là tại các nước phát triển. Giá r và s n có là hai ưu điểm n i

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

khách sạn, và các hộ gia đình. Một lượng lớn dầu ăn đã qua sử dụng cũng được thải

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Những năm gần đây do nền công nghiệp ngày một phát triển và dân số thế giới

D

IỄ N

Đ

Đây là ngu n cung khá d i dào, nhưng lại nằm rải rác khắp nơi trên địa bàn thành phố, gây khó khăn cho việc thu mua. Ngu n cung thứ hai khá n định và tập trung đó là dầu thải t các nhà máy sản xuất mì tôm, bánh kẹo nằm tập trung tại

khu công

nghiệp. Các nhà máy này mỗi tháng thải ra 40-50 tấn dầu m thải. Vậy lượng dầu m thải ra trong một năm khoảng

.

tấn.

36 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tại thành phố H Chí Minh, dầu ăn phế thải được thu gom t các nhà máy tinh luyện dầu ăn như nhà máy dầu ăn Nhà

(

tấn tháng), nhà máy dầu ăn Tân ình

(50 tấn tháng), các nhà máy chế biến thực ph m có sử dụng dầu ăn như công ty Masan

H

Ơ

NVT ( , tấn tháng) và một số nhà hàng quán ăn, cơ sở chế biến thực ph m nhỏ

N

– Mì ăn liền Chinsu (8 – 10 tấn năm, công ty Vietnam Northern Viking Technologies

N

(Saigon New World, KFC…) theo ước tính, lượng dầu thải t những khu vực này có

Tại Việt Nam lượng dầu m thải này chủ yếu thải ra ở hai thành phố lớn là Hà

đ ng lít. Sau đó, họ đem về sơ chế lại hết sức thủ

H Ư

công, r i đóng vào can, th ng phuy không ghi nhãn mác, đem bán lại với giá

.

TR ẦN

– 16.000 đ ng lít cho các cơ sở chiên rán mì nui, hạt ngô, cút chiên bơ, đậu phụ chiên, chả cá chiên, khoai tây chiên…để phục vụ cho mục đích chiên rán thứ cấp tại các

B

quán cơm bình dân, các bếp ăn công nghiệp và các cơ sở chế biến thực ph m không

10 00

đảm bảo vệ sinh. Dầu ăn được d ng để chiên nhiều lần đến mức t vàng sang đen, r i vón cục. Lúc này, chu k “tận dụng” của nó mới chấm dứt, và thường được đ

Ó

A

thẳng xuống cống rãnh, làm thành những mảng bám gây ô nhiễm môi trường và là

-H

ngu n phát sinh mầm bệnh. Dầu ăn qua nhiều lần chiên rán bị biến chất, t n trữ lâu

-L

Ý

ngày sẽ phát sinh nhiều chất độc hại cho sức khỏe người sử dụng.

ÁN

Như vậy với việc nếu đem sử dụng lại dầu ăn trên một lần thì ảnh hưởng xấu

TO

đến sức khỏe của người tiêu d ng vì theo giáo sư Saaru Csallany, chuyên gia về hóa thực ph m và dinh dư ng của khoa hóa sinh, đại học Minnesota thì dầu ăn trong các

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

– .

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

với giá r t khoảng .

G

lớn dầu ăn đã qua sử dụng bị các nhà hàng thải ra, được các cơ sở tư nhân thu mua

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Nội và thành phố H Chí Minh. Hiện tại trên địa bàn thành phố Hà Nội, một lượng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

- Ảnh hưởng của việc ăn dầu tái sử d ng và tiêu hủy dầu:

U

Y

thể lên đến 4-5 tấn ngày.

D

IỄ N

Đ

ÀN

thực ph m chiên rán có thể là nguyên nhân gây ra một số bệnh liên quan đến tim và máu, bệnh parkinson, chứng mất trí và những vấn đề liên quan đến gan, rủi ro này sẽ tăng cao nếu tái sử dụng lại nhiều lần vì lượng độc tố HNE phát sinh t các loại dầu này sẽ tăng lên sau mỗi lần được đun nóng. Dầu ăn khi đun ở nhiệt độ cao sẽ bị oxy hóa và polyme hóa nên mất chất dinh dư ng, đặc biệt khi thức ăn bị cháy đen trong môi trường dầu sẽ trở thành hợp chất cacbon đây là nguyên nhân gây ung thư [6].

37 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Nếu lượng dầu thải này được xả thẳng ra môi trường thì gây lãng phí, ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Dầu nhẹ hơn nước và có khuynh hướng giãn ra thành màng mỏng, lan rộng gây cản trở sự oxy hóa trong nước. Vì lí do đó mà 1 lít dầu có thể làm triệu lít nước. Ngoài ra, dầu có thể đông lại trong đường ống d n gây tình

N

ô nhiễm

H

Ơ

trạng nghẹt và nứt v ống.

N

Thực tế, trung bình một nhà hàng thải ra khoảng 20 – 30 kg dầu ăn trong ngày,

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

khỏe người tiêu d ng. Vì nếu tái sử dụng trên một lần để chế biến thực ph m thì dầu ăn sẽ trở thành chất độc hại. Dầu ăn khi đun ở nhiệt độ cao sẽ bị ôxy hóa và polyme

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Dầu ăn được d ng để chiên nhiều đến mức t vàng sang đen, thậm chí vón

H Ư

cục, sau đó thường được đ thẳng xuống cống rãnh, làm thành những mảng bám ở

TR ẦN

đây, gây ô nhiễm môi trường. Dầu nhẹ hơn nước và có khuynh hướng giãn ra thành màng mỏng, lan rộng gây cản trở sự ôxy hóa trong nước. Vì lý do đó mà

triệu lít nước. Ngoài ra, dầu có thể đông lại trong đường ống d n

B

thể làm ô nhiễm

lít dầu có

10 00

gây tình trạng nghẹt và nứt v ống.

A

- Khả năng sử d ng dầu ăn thải:

-H

Ó

Như vậy, dầu ăn thải sau khi sử dụng không c n giá trị dinh dư ng nữa. Do đó, việc tái tạo sử dụng ngu n dầu này là rất cần thiết và đem lại nhiều lợi ích thiết

-L

Ý

thực thực về kinh tế, bảo vệ môi trường và sức khỏe người dân.

ÁN

Dầu ăn thải được sử dụng để sản xuất xà ph ng, đặc biệt là được sử dụng làm

TO

nguyên liệu cho quá trình t ng hợp biodiesel. Dầu ăn thải được gom lại t các hệ –

đ ng lít),

ÀN

thống nhà hàng, nhà máy chế biến thực ph m,... có giá rất r (

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

thành chất cacbon - đây là nguyên nhân gây ung thư.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

hóa nên mất dinh dư ng, đặc biệt khi thức ăn bị cháy đen trong môi trường dầu sẽ trở

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

sau đó đem bán lại cho tiểu thương chiên xào tiếp. Điều này rất nguy hại cho sức

D

IỄ N

Đ

nên biodiesel sản xuất ra có giá thành r . Ước tính, hiện tại riêng khu vực phía Nam, các nhà máy tinh luyện dầu ăn như Nhà

:

tấn tháng, Tân

ình:

tấn tháng,

ngoài ra các nhà máy sản xuất mì ăn liền, nhà máy chế biến thực ph m có sử dụng dầu ăn và một số nhà hàng, quán ăn, cơ sở chế biến thực ph m nhỏ với khối lượng 4 -

tấn ngày. Nếu có kế hoạch thu gom cụ thể thì lượng dầu thải này cũng khá lớn.

Song ngu n nguyên liệu có hạn chế là phải thu gom t ng nơi nhỏ l , nên cần phải có

38 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

kế hoạch thu gom phù hợp, và cần nhận được sự hỗ trợ hợp tác của chính quyền cũng như các nhà cung cấp, và người tiêu dùng.

trong đ án này là có nhiều ý ngh a thực tế và góp phần đa dạng hóa ngu n nguyên

H

Ơ

liệu t ng hợp biodiesel.

Y

N

1.3.3.2 Tính chất của dầu ăn thải

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Vì các m khác nhau có thành phần hóa học khác nhau. Do vậy, các loại dầu

G

Do trong thành phần của dầu ăn thải thường t n tại dạng lỏng, nhiệt độ đông

-

,

H Ư

này có thể đạt tới

%. [10]

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

đặc thấp bởi chúng có hàm lượng axit béo không no thì cao. Theo tác giả, hàm lượng

Màu sắc

Dầu ăn thải thường có màu vàng s m hoặc màu đen vì chúng chứa rất nhiều

-

10 00

B

tạp chất sau một “ chu trình” chiên rán dài.

Khối lượng riêng

Ó

A

Dầu ăn thải thường l n nhiều tạp chất nên khối lượng riêng thường xấp x khối

-H

lựong riêng của nước.

Ý

Hàm lượng các tạp chất cơ học

-L

-

ÁN

Trong dầu ăn thải luôn có chứa một lượng các tạp chất cơ học nhất định. Các

TO

tạp chất này bị l n vào dầu m trong quá trình sử dụng, bảo quản, vận chuyển. Hàm lượng các tạp chất cơ học phụ thuộc vào ngu n gốc của dầu m thải. Đối với dầu ăn

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

không n định thường nằm trong một khoảng nào đó

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

khác nhau có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ đông đặc khác nhau. Các giá trị này

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Nhiệt ộ nóng chảy và nhiệt ộ ông ặc

.Q

-

N

Vậy, việc đưa ra giải pháp ngu n nguyên liệu tận dụng dầu ăn phế thải r tiền

D

IỄ N

Đ

ÀN

thải, các tạp chất cơ học l n trong dầu thường là những m u vụn thực ph m bị rơi ra trong quá trình chiên xào. Lượng tạp chất này thường rất lớn và cần được làm sạch bằng cách lắng, lọc trước khi đưa vào thiết bị phản ứng.

-

Hàm lượng nước

Nước l n trong dầu m thải trong quá trình sử dụng, bảo quản, vận chuyển.Với dầu thực vật thải hàm lượng nước thường cao hơn do trong quá trình chế biến thực

39 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

ph m nước trong thực ph m sẽ l n vào hoặc khi gom dầu. Trong quá trình cracking nước sẽ bay hơi l n vào sản ph m cracking nên cần phân pha tách nước ra khỏi sản

Cơ sở của quá trình cracking chuyển hóa dầu m thải thành nhiên liệu: Để phương pháp chính là phương pháp trao đ i este và

N

diesel cho các loại động cơ có

H

Ơ

chuyển hóa dầu ăn thải thực vật thành nhiên liệu xanh, trong đó chủ yếu là green

N

ph m.

.Q G

rắn.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Việc lựa chọn, tối ưu hóa xúc tác là vô c ng quan trọng.

Hai phương pháp để chuyển hóa dầu ăn thải thành nhiên liệu xanh đó là:

TR ẦN

phương pháp cracking và phương pháp trao đ i este. Trong phương pháp trao đ i este, sản ph m của quá trình là các este của axit béo có trong dầu thực vật với rượu

10 00

B

metyl hoặc etylic [ 8 . Tuy nhiên, nhiên liệu thu được các quá trình este hóa thường có giá thành khá cao so với sản ph m tương đương có ngu n gốc t dầu khoáng.

A

Nguyên nhân là trong phương pháp này, ta phải cần một lượng lớn các tác nhân este

-H

Ó

hóa như etylic, metylic. Đ ng thời quá trình xử lý trước và sau este hóa cũng làm giá

Ý

thành sản ph m cao hơn.

-L

Khác với phương pháp trao đ i este, phương pháp cracking, đặc biệt là

ÁN

cracking xúc tác có nhiều ưu điểm hơn, nó giúp loại bỏ oxi ra khỏi sản ph m vì vậy

TO

sản ph m thu được có tính chất giống với tính chất của nhiên liệu khoáng hơn. Nó

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Sử dụng quá trình cracking để tạo diesel thì xúc tác phải là một xúc tác axit

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Lựa chọn phƣơng pháp

1.4

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

này sẽ đề cập đến phương pháp cracking.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

phương pháp cracking dầu thực vật. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm riêng, đề tài

ÀN

cũng cần ít nguyên liệu hơn, và có nhiều tính chất tốt hơn [ 8 . Vì vậy trong đ án

D

IỄ N

Đ

này nghiên cứu về phương pháp cracking để xử lý dầu thực vật thu nhiên liệu xanh.

Trong cracking dầu thực vật cũng có

phương pháp: cracking nhiệt, cracking

xúc tác và hydrocraking. Nhưng vì phương pháp cracking nhiệt có độ chọn lọc sản ph m thấp cũng như hiệu quả thu nhiên liệu kém nên đ án này ch xin đề cập đến phương pháp chính: cracking xúc tác và hydrocracking.

40 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

1.4.1 Phương pháp hydrocracking Quá trình hydrocracking dầu thực vật là quá trình có sử dụng tác nhân hydro để thực hiện các phản ứng b g y mạch trong phân tử chất béo của dầu thực vật [8,

H

Ơ

phản ứng hydro hóa. Xác xuất g y mạch có thể xảy ra ở bất kì vị trí nào nên sản ph m

N

. Hầu hết sản ph m thu được là các alkan vì có sự tham gia của H , xảy ra các

N

thu được là hỗn hợp hydrocacbon có số cacbon khác nhau.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

cứu và phát triển, đưa vào sản xuất diesel (UOP ENI EcofiningTM) [ 4 . Sản ph m chính của quá trình này là nhiên liệu xanh, trong đó chủ yếu là green diesel. Trong

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

hầu như không có NOx [37]. Tính chất của green diesel được đưa ra ở bảng dưới đây.

Bảng 1.11. So sánh tính chất của biodiesel và green diesel [50].

Biodiesel

Green diesel

11

0

0,883

0,78

< 10

< 10

38

44

+ 10

0

50

80 - 90

TR ẦN

Các chỉ tiêu % Oxy

10 00

B

Khối lượng riêng, g ml Hàm lượng lưu hu nh, ppm

Ý

Trị số xetan

-H

Ó

% NOx trong khí xả

A

Nhiệt cháy, MJ kg

-L

Các phản ứng xảy ra trong quá trình là hydrodeoxy hóa, decacboxyl hóa,

ÁN

hydroisome hóa. Các phản ứng deoxy hóa được xảy ra hoàn toàn (

%) để chuyển

TO

hóa hết các hợp chất oxy thành các hydrocacbon paraffin. Tính chất của diesel sản

-

CnCOOH + 3H2 -

-

.

Hydro deoxyl hóa Xúc tác

nCn+1 + 2H2O

Decacboxy hóa

D

IỄ N

Đ

ÀN

ph m được quyết định bởi các phản ứng isome hóa paraffin [

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

giống diesel khoáng. Green diesel cho nhiệt cháy cao hơn biodiesel, khí thải động cơ

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

thành phần của green diesel không có chứa oxy như biodiesel, mà là các hydrocacbon

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

Quá trình hydrocracking dầu thực vật đã được Viện dầu mỏ UOP Mỹ nghiên

CnCOOH

Xúc tác

nCn + CO2

CO2 + H2

Xúc tác

CO + H2O

Hydro isome hóa

41 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

nCn+1 + nCn

Xúc tác

iCn+1 + iCn

Lượng khí hydro cần d ng cho cả quá trình phụ thuộc vào độ bão h a của các quá trình cũng như xúc tác. Sản ph m của phản ứng deoxy là nước, còn của phản ứng

H

Ơ

decacboxyl hóa là COx. Việc b gãy mạch glyxerit cho ta sản ph m khí chủ yếu là

N

axit béo tự do, phụ thuộc kỹ thuật của phản ứng deoxy hóa mà ở đây là điều kiện của

Y

N

propan và các hydrocacbon nhẹ hơn. Hàm lượng của green diesel có trị số xetan cao

N

Tách CO2 và H2O

Thiết bị phản ứng 1

H Ư

Dầu

Sản ph m nhẹ

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

G

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

động thực vật như sau:

Thiết bị

10 00

B

Tách và thu h i sản ph m

Green diesel

-H

Ó

A

phản ứng số 2

-L

Ý

Hình 1.1. Sơ ồ sản xuất green diesel từ dầu mỡ ộng thực vật [14].

ÁN

Xúc tác sử dụng được phát triển t xúc tác của quá trình hydrocracking trong

TO

các nhà máy lọc dầu: NiMo γ-Al2O3 đã được sulfat hóa để tăng tính axit [ Nhiệt độ để thực hiện quá trình này là

–4

C, c n áp suất hydro là

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Ta có thể mô tả sơ đ công nghệ của phương pháp hydrocracking dầu m

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

và lưu hu nh thấp có thể chiếm tới hơn 8% thể tích [14].

, 8.

-200 bar.

D

IỄ N

Đ

ÀN

Sản ph m chính của quá trình ngoài C15 – C18, n-alkan, iso – alkan c n có cả

xycloalkan, aromat, axit cacboxylic… Các phản ứng chính bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ phản ứng, áp suất và thành phần dầu thực vật. Phản ứng deoxy hóa được tiến hành với sự trợ giúp của tâm kim loại trong xúc tác. Nếu áp suất hydro quá cao thì thành phần aromat trong sản ph m sẽ bị giảm đi. Ngoài loại xúc tác kể trên ta còn có thể sử dụng một số loại khác như: Ni/SiO2, RhAl2O3, MgO hoặc hỗn hợp MgO và Al2O3.

42 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Xúc tác Ni/Al2O3 có thể sử dụng cho các loại dầu thực vật khác nhau. Áp suất hydro t

–

bar, nhiệt độ phản ứng t

–

K. Sản ph m thu được chiếm chủ

yếu là alkan. Xúc tác Rh-Al2O3 sử dụng tốt với dầu đậu nành ở áp suất hydro là 4 K.

H

Ơ

Ngoài ra, ở một số nước, điển hình là Thái Lan, có xu hướng sử dụng xúc tác

N

bar và nhiệt độ phản ứng

Y

N

mới quá trình trình hydrocracking dầu thực vật, đó là H-ZSM-5, ZrSO4, hỗn hợp H-

TP

G

hợp chất acid béo chưa bão h a trước khi được đưa tới thiết bị phản ứng. Công nghệ

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

sản xuất green diesel có thể được thiết kế trong một phân xưởng riêng biệt, hoặc kết hợp với phân đoạn VGO của nhà máy lọc dầu. Vì thế đây cũng là nhược điểm của

1.4.2

TR ẦN

phương pháp. [ 4

Phương pháp cracking xúc tác

10 00

B

Trong các phương pháp cracking dầu thực vật thì phương pháp cracking xúc tác được nghiên cứu và tìm hiểu nhiều hơn cả vì so với các phương pháp c n lại, nó

Ó

A

có rất nhiều ưu điểm. Trong phương pháp này, độ chọn lọc sản ph m tốt hơn so với

-H

phương pháp cracking nhiệt, áp suất cho quá trình thấp hơn so với áp suất thực hiện

Ý

trong phương pháp hydrocracking. Mặt khác, quá trình cracking xúc tác có tính linh

-L

động cao, nó có thể sử dụng nguyên liệu là dầu thực vật hoặc là dầu thực vật kết hợp

ÁN

với phân đoạn VGO th dầu mỏ, hoặc cũng có thể sử dụng nhiều loại dầu thực vật

IỄ N

Đ

ÀN

TO

khác nhau nhưng v n cho ra sản ph m với chất lượng cao. [24]

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

nguyên liệu cần phải được tách hết các kim loại kiềm và được hydro hóa làm no các

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

vật thành các parafin có trong phân đoạn diesel là hết sức khả thi. Tuy nhiên, dầu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

Việc sử dụng công nghệ Hydrocracking để deoxy hóa dầu thực vật và m động

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

U

ZSM-5ZrSO4 [29, 30].

Trong phương pháp này, các phản ứng chính là các phản ứng cắt liên kết C-H,

liên kết C-OOR để tạo ra các hydrocacbon khác nhau, tách ra CO2, CO, hoặc H2O. Thành phần sản ph m thu được không c n chứa oxy và tương tự như sản ph m khoáng c ng loại. Tuy nhiên chất lượng của sản ph m cracking dầu thực vật tốt hơn nhiều do không chứa S, N. Quá trình cracking dầu thực vật được trải qua hai giai đoạn liên tục và kế tiếp nhau. Ở giai đoạn đầu, đặc điểm của các axit tự do và các axit cấu tạo nên phân tử

43 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

glyxerit sẽ quyết định chiều hướng của phản ứng trong giai đoạn này. Ở giai đoạn này, các liên kếc C-O giữa glyxerin với axit béo bị b gãy, đ ng thời các phản ứng decacboxyl hóa, decacbonyl hóa được xảy ra để tách oxy ra khỏi phân tử glyxerit.

H

Ơ

tố chính quyết định tới chiều hướng của các phản ứng trong giai đoạn. Trong gia đoạn

N

Tới giai đoạn hai, các sản ph m trung gian được tạo thành t giai đoạn một là nhân

N

này, dưới tác dụng của xúc tác, các sản ph m trung gian tiếp tục được biến đ i và

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Sản ph m của quá trình cracking xúc tác t y thuộc vào nguyên liệu đem cracking, xúc tác sử dụng cũng như chế độ công nghệ. Thông thường, để thu sản hay xúc tác zeolit như H-ZSM- , Zeolit X Y, REY… Đặc

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

biệt việc sử dụng xúc tác HZSM- để cracking dầu thực vật thường cho sản ph m .

TR ẦN

có chứa nhiều aromat [

H Ư

lỏng có chất lượng cao hơn các xúc tác khác do trong thành phần của sản ph m lỏng

Theo những luận điểm đã nêu ra ở trên, đề tài sử dụng phương pháp cracking

B

xúc tác để thực hiện phản ứng cracking dầu ăn thải thành nhiên liệu diesel xanh. Vì

10 00

việc sử dụng phương pháp hydrocracking đ i hỏi áp suất phải cao, k m theo đó là những yêu cầu về thiết bị cũng như kinh tế. Do điều kiện ph ng thí nghiệm thiếu

Ó

A

thốn, việc sử dụng phương pháp hydrocracking thì khó khăn và tốn kém. Hơn nữa

-H

khi sử dụng phương pháp hydrocracking thì việc xử lý nguyên liệu cũng rất phức tạp

-L

Ý

nên phương pháp cracking xúc tác đã được lựa chọn.

ÁN

Tất cả đã cho thấy việc sử dụng dầu ăn thải cho quá trình cracking xúc tác là

TO

một hướng phát triển khả quan để sản xuất nhiên liệu cũng như nguyên liệu cho ngành công nghiệp hóa dầu. Nguyên liệu và phương pháp đã được sàng lọc và lựa chọn, để

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

xúc tác MCM-4 , S A

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

ph m lỏng thì xúc tác sử dụng cho quá trình là các vật liệu mao quản trung bình như

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

thay đ i cấu trúc để tạo thành sản ph m cuối.

D

IỄ N

Đ

ÀN

quá trình hoàn thiện thì phải có một xúc tác tối ưu. Như chúng ta đã biết xúc tác thích hợp cho quá trình cracking là những xúc tác mang tính axit. Việc lựa chọn xúc tác tất nhiên cũng phải dựa trên yếu tố này. Vì thế chúng tôi có hướng nghiên cứu về xúc tác axit rắn, đặc biệt là quá trình nghiên cứu điều chế xúc tác siêu axit trên cơ sở zeolit ZSM- và γ Al2O3. Đ ng thời nghiên cứu tìm các điều kiện tối ưu để thực hiện phản ứng cracking dầu m thải thu nhiên liệu xanh.

44 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tổng quan về sản phẩm (nhiên liệu xanh)

1.5

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 ph m

Ơ

N

này hoàn toàn có thể sử dụng được và có chất lượng tốt.

H

Ngày nay, sự phát triển của xã hội sẽ kéo theo những nhu cầu to lớn về sử

Y

N

dụng nhiên liệu, đặc biệt là cho giao thông. Đại đa số lượng nhiên liệu chúng ta sử

triệu năm bị chôn v i sâu dưới l ng đất, qua thời gian đã

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

thực vật sống cách đây

G

Nhưng trải qua nhiều thập niên, dưới sự khai thác của con người thì tài nguyên

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

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 ngu n

TR ẦN

dầu thô khan hiếm, giá dầu trên thế giới tăng vọt, ảnh hưởng đến hàng loạt các vấn đề về kinh tế, chính trị, xã hội, n i cộm là nạn lạm phát, những cuộc chiến tranh vì

10 00

B

dầu mỏ trên toàn thế giới. Vì thế hậu quả của ngu n 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

A

tâm nhiều nhất.

-H

Ó

C ng với ngu n tài nguyên đang t ng giờ bị cạn kiệt dưới bàn tay khai thác tấn nhiên liệu cacbon liên tục được giải phóng mỗi giây.

Ý

của con người, khoảng

-L

Theo đó, nhiều vấn đề về môi trường mà chúng ta đang phải đối mặt phát sinh t việc

ÁN

sử dụng nhiên liệu hóa thạch đó là: sự nóng lên của trái đất, xuống cấp chất lượng

TO

của bầu không khí, mưa axit và tràn dầu... Việc nghiên cứu tìm ra nhiên liệu mới thay

ÀN

thế ngu n nhiên liệu hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt, đảm bảo an ninh năng lượng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

thể khẳng định nhiên liệu hóa thạch là một tài sản vô c ng quý giá của loài người.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

tạo thành những mỏ dầu, khí. Vì nó là ngu n năng lượng không thể tái sinh nên có

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

dụng có được t việc khai thác nhiên liệu hóa thạch - được tạo nên t những xác động

D

IỄ N

Đ

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 ngu n nhiên liệu mới cho sự phát triển bền vững.

Trong số các nhiên liệu mới được sử dụng và nghiên cứu hiện nay, ngu n 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 t những nguyên liệu là động, thực vật như

45 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

các loại dầu hạt cải, dầu m , tảo và salicornia, hoặc thể lấy t m động vật...[

Do

các ngu n nguyên liệu này không phải là ngu n lương thực, nên khi sản xuất không vấp phải sự cạnh tranh của các cây lương thực nên an ninh lương thực v n được đảm

H

Ơ

nguyên liệu dầu khoáng thì dầu thực vật có tiềm năng lớn hơn cả do chúng có trữ

N

bảo. Hơn nữa trong số những ngu n nguyên liệu có thể sử dụng để thay thế cho ngu n

N

lượng n định và có ngu n gốc t sinh vật nên các sản ph m phát triển t chúng rất

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

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 % việc phát xạ khí nhà

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

kính so với nhiên liệu truyền thống, điều này đã làm giảm thiểu đáng kể việc thải ra

H Ư

những hạt bụi lơ lửng góp phần cải thiện chất lượng không khí.

TR ẦN

Đề tài đi sâu nghiên cứu chế tạo nhiên liệu diesel xanh cũng xuất phát t những thực tế trên. Với ưu điểm đã nêu ra ở trên thì chúng ta hoàn toàn có thể tin tưởng về

B

tính chất cũng như chất lượng của diesel xanh. Ch có nhược điểm duy nhất là so với

10 00

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.

-H

của nó là quá lớn.

Ó

A

Nhưng xét cho c ng thì nhược điểm này cũng không c n quan trọng khi mà ưu điểm

Giới thiệu về xúc tác FCC thải

-L

Ý

1.6

ÁN

1.6.1 Xúc tác FCC

TO

Các xúc tác FCC công nghiệp thường được chế tạo t

–

% (khối lượng)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H a bình xanh, khi sử dụng dầu diesel xanh có thể giảm

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

liệu xanh), một trong những nhiên liệu thân thiện với môi trường nhất. Theo T chức

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

thân thiện với môi trường [32].

ÀN

zeolit tinh thể trong một chất nền là aluminosilicat vô định hình và hoặc khoáng sét.

D

IỄ N

Đ

Để bảo đảm chế độ làm việc ở trạng thái lưu thể trong d ng hơi hydrocacbon, đường

kính hạt xúc tác nằm trong khoảng

-

µm. Zeolit phải được phân tán vào trong

pha nền aluminosilicat để tránh hiệu ứng nhiệt cục bộ, để n định hoạt tính xúc tác của zeolit nhờ cấu trúc xốp và độ axit khác nhau giữa zeolit và pha vô định hình. [33] Nhờ sự khác nhau đó mà xúc tác zeolit có hoạt tính cracking gasoil và độ chọn lọc gasolin cao hơn nhiều so với xúc tác aluminosilicat vô định hình. Ngày nay trong

46 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

chất xúc tác FCC, ngoài các hợp phần cơ bản là zeolit Y dạng USY và pha nền là aluminosilicat vô định hình, người ta còn thêm vào các zeolit phụ gia (với hàm lượng t 1 – 10% khối lượng) như HZSM-5, HZSM

… để tăng ch số octan của xăng hoặc

N

gia tăng hàm lượng olefin nhẹ trong thành phần của khí cracking, và thêm một số phụ

H N

Zeolit Y

Y

-

Ơ

gia thụ động hóa kim loại.

, T

N

cách ô mạng a = 4, A0. Mật độ vật liệu của Y là

G

Tinh thể cơ bản của Y có cấu trúc lập phương, thuộc nhóm đối xứng Fd m, khoảng

H Ư

A3 (số nguyên tử T

bên trong chứa nhiều thể tích trống -

Chất nền

TR ẦN

của tứ diện TO4 (T = Si, Al) trong 1000 A3) rất thấp, chứng tỏ Y là zeolit khá rỗng,

10 00

B

Thành phần quan trọng thứ hai của xúc tác FCC là chất nền (pha nền). Nhiều pha nền có thành phần tương tự thành phần của chất xúc tác cracking được sử dụng

A

trước đây khi chưa phát hiện ra zeolit, trong thời k chiến tranh thế giới thứ , đất

-H

Ó

sét xử lý axit hoặc aluminosilicat vô định hình được sử dụng làm xúc tác cracking.

Ý

Trong chất xúc tác FCC, zeolit được phân tán trong chất nền. Thành phần của

-L

chất nền và điều kiện chế tạo chất xúc tác được lựa chọn sao cho chất xúc tác có

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

hoạt tính và độ bền thích hợp.

-

Các chất ph trợ x c tác

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Na56[(AlO2)56(SiO2)136].250H2O

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

học của một đơn vị tinh thể cơ bản của zeolit Y là:

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

trúc tinh thể giống như một zeolit có trong tự nhiên là Faujasite. Thành phần hóa

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Zeolit Y là thành phần quan trọng nhất trong xúc tác cracking. Zeolit Y có cấu

Nhằm nâng cao chất lượng nhiên liệu, sản xuất gasolin nhiều hơn, đ ng thời

phải tạo ra nhiều sản ph m khác, ví dụ như anken nhẹ nhằm phục vụ cho công nghiệp hóa dầu, các chất phụ trợ được thêm vào xúc tác FCC như zeolit ZSM- , zeolit ,... và một số chất phụ trợ khác.

47 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Bảng 1.12. Thành phần xúc tác FCC

Sản ph m trung gian

Tính chất xúc tác

Clorua của đất hiếm (RE)

50 –

Sunfat amoni

Tính chất vật lý, có thể có tính chất xúc tác.

Ơ H N

Xúc tác FCC thải ngoài thành phần như xúc tác FCC c n có thêm các chất độc

10 00

B

hại như cốc, hydrocacbon chua cháy hết và một số kim loại nặng.

Bảng 1.13: Hàm lượng một số kim loại trong xúc tác FCC thải và xúc tác FCC mới

A

Hàm lƣợng kim loại

Xúc tác FCC thải

23,5

23,89

Al

21

20,68

Fe

0,4

0,58

Ni

0,015

0,051

Ti

< 0,5

0,7

Pt

Rất nhỏ

< 0,001

V

0,02

0,084

Ó

Xúc tác FCC mới

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

Si

-H

(% khối lƣợng)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

1.6.2 Xúc tác FCC thải

H Ư

N

Sb, Sn, i…

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

.Q TP G

Đất hiếm (RE)

Đ ẠO

Tăng ch số Octan

Platin

Xúc tác FCC

% Phụ gia

Đốt CO, khử SOx

Oxyt nhôm

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

% Pha nền (Matrix)

0–

Oxyt silic

N

Hidroxyt natri

Đất sét Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

% Zeolit

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

–

Oxyt silic

Sản ph m cuối

Y

Nguyên liệu ban ầu

Như vậy, xúc tác FCC thải ở dạng rất mịn (khả năng gây bụi là rất lớn) đ ng thời chứa nhiều thành phần có khả năng gây ô nhiễm môi trường. Mặt khác, c ng

48 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

với nhu cầu về nhiên liệu nói riêng và năng lượng nói chung ngày một tăng thì quá trình công nghệ FCC được sử dụng ngày càng nhiều nên lượng xúc tác FCC thải ra là rất lớn. Vì vậy, vấn đề xử lý xúc tác FCC thải ngày càng trở nên quan trọng và

Ơ

H

an đầu, xúc tác FCC thải ra được xử lý bằng phương pháp đơn giản là đóng

N

được quan tâm nhiều hơn.

N

rắn r i chôn lấp (như một loại rác thải nguy hại thông thường). Tuy nhiên, khi t ng

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

nguy hại cho môi trường. Mặt khác, xúc tác FCC thải v n c n có nhiều thành phần và các đặc tính kỹ thuật quý nên việc chôn lấp là một sự lãng phí lớn. Do vậy, trong

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Với thành phần chính là silic và nhôm - thành phần tương tự như trong vật liệu

H Ư

giao thông (bảng . ), đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng xúc tác FCC thải để làm vật

Bảng 1.14. Thành phần chính của xi măng và xúc tác FCC thải (% khối lượng) [7]

Vật liệu

CaO

25

7

3

60

A

10 00

B

SiO2 Al2O3 Fe2O3

Xi măng

45

40

0,5

< 0,01

thải

Ý

-H

Ó

Xúc tác FCC

-L

Trong các nghiên cứu này, xúc tác FCC thải được sử dụng là thành phần chính

ÁN

của bê tông trải mặt đường. Ngoài ra, còn sử dụng một số chất kết dính như vôi hydrat

TO

hóa (vôi đã tôi), tro bay, xi măng portland hoặc hỗn hợp của hai hay nhiều chất kết

IỄ N

Đ

ÀN

dính trên với hàm lượng

D

TR ẦN

liệu làm đường [3-8].

t

–

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

dụng loại vật liệu xúc tác này.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

năm trở lại đây, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng để tái sử

Đ ẠO

khoảng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

lượng xúc tác thải này ngày càng lớn thì việc chôn lấp mất dần tính thực tế, gây

% (khối lượng) để tạo ra bê tông trải mặt đường.

Nghiên cứu [8 đã tìm ra rằng, khi xúc tác ở dạng mịn hay hạt có kích thước -

m thì khi kết hợp với chất kết dính sẽ có khả năng chống lại các tác động

của môi trường. Đặc biệt, người ta đã chứng minh rằng khi phối trộn vôi hydrat hóa và xúc tác thải sẽ thích hợp để ứng dụng cho vật liệu chống thấm chịu áp lực như nền đường. Khi xúc tác thải trộn với tro bay (flyash) và hoặc xi măng portland kết hợp với một lượng nhỏ vôi hydrat hóa sẽ thích hợp làm vật liệu có khả năng chống thấm,

49 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

chịu áp lực v a phải nhưng có khả năng dễ dàng định hình như để xây dựng đập, đê.

Một số loại chất kết dính đã được sử dụng phối trộn với xúc tác FCC thải để chế tạo

Bảng 1.15. Một số loại chất kết dính được sử dụng để chế tạo vật liệu xây dựng, giao thông từ

(%khối lượng)

(% khối lượng)

Vôi hydrat hóa

4

96

Vôi hydrat hóa

7

Vôi hydrat hóa

10

Tro bay (fly ash)

10

Tro bay (fly ash)

20

Xi măng Portland

4

Xi măng Portland + tro bay

10 (5 + 5)

Y

H Ư

96 90

B

xác định hàm lượng m tối ưu và phương pháp đóng rắn theo ASTM D

8,

8. Sau đó

10 00

các m u vật liệu được ngâm trong nước trong 4 giờ và thử độ bền nén theo tiêu chu n . Kết quả thử nghiệm các m u vật liệu như sau:

A

ASTM D

-H

Ó

M u g m vôi hydrat hóa và xúc tác thải được hóa cứng trong chịu nén trung bình của m u 4% vôi hydrat hóa và

% xúc tác thải là

, psi khi

ngày và 8, psi khi hóa cứng trong 8 ngày. Độ chịu nén của m u

-L

Ý

hóa cứng trong

– 8 ngày. Độ

ÁN

% vôi hydrat hóa là 4 , psi khi hóa cứng trong

TO

trong 8 ngày. Độ chịu nén trung bình của m u

Đ

ÀN

hóa cứng trong

thiểu

ngày và

ngày và

8, psi khi hóa cứng

% vôi hydrat hóa là 558,4 psi khi

, psi khi hóa cứng trong 8 ngày.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

80

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

90

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

.Q TP Đ ẠO G N

90

Quá trình kết khối của vật liệu được thực hiện theo tiêu chu n ASTMD

IỄ N D

93

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

H

Hàm lượng xúc tác thải

N

Hàm lượng chất kết dính

Loại kết dính

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Ơ

xúc tác FCC thải [5,7]

N

vật liệu như sau:

Theo tiêu chu n Mỹ về vật liệu nền đường là vật liệu phải đạt độ chịu nén tối psi, như vậy m u vật liệu chứa khoảng % vôi hydrat hóa được hóa rắn

trong 7 – 8 ngày là thích hợp[ . Tài liệu [8 cho rằng, có một lực liên kết rất mạnh giữa vôi hydrat hóa (tính bazơ mạnh) và các hạt xúc tác (tính axit mạnh) tạo thành hỗn hợp có độ liên kết mạnh và bền vững để tạo nên độ bền nén cao của vật liệu.

50 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Các m u vật liệu sử dụng tro bay và xi măng Portland làm chất kết dính có kết % tro bay có độ chịu nén là

rắn trong

ngày và 4, psi khi hóa rắn trong 8 ngày. M u chứa

chịu nén

, psi khi hóa rắn trong

ngày và

, psi khi hóa % tro bay có độ

, psi khi hóa rắn trong 8 ngày. M u

, psi khi hóa rắn trong

ngày và 8, psi khi

N

tro bay, % xi măng có độ chịu nén

H

Ơ

chứa 4% xi măng có độ chịu nén 13,2 psi khi hóa rắn ch trong 2 ngày. M u chứa 5%

N

quả thử nghiệm như sau: m u chứa

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

lượng làm nền đường, tuy nhiên loại này có thể được ứng dụng để làm vật liệu cần

TP

độ chịu nén nhỏ nhưng giữ được hình dáng như vật liệ xây dựng đê. Ví dụ, vật liệu

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

tạo vật liệu giao thông hay vật liệu xây dựng thông thường khác. Tuy nhiên, do giá

H Ư

thành trong việc chế tạo cao [7, 8] nên loại vật liệu này v n chưa được ứng dụng rộng

TR ẦN

rãi, việc chế tạo chủ yếu v n được trợ giá theo đặt hàng của các nhà máy lọc dầu nhằm xử lý chất thải nguy hại.

B

Xúc tác FCC thải v n có thành phần và tính chất giống như xúc tác FCC cân

10 00

bằng, do vậy có thể sử dụng loại xúc tác này cho một số quá trình hóa học khác. Trong nghiên cứu [ ,

, người ta phân tán thêm kim loại hoạt tính Fe và một vài kim loại

Ó

A

chuyển tiếp khác trên chất mang là xúc tác FCC thải để chế tạo xúc tác ứng dụng cho

-H

quá trình t ng hợp Fischer – Tropsch. Tiến hành phản ứng trên hệ thiết bị lớp xúc tác

Nhiệt độ: 2500C

ÁN

-

-L

Ý

cố định với các điều kiện:

Áp suất: MPa

-

T lệ H2/CO = 1

-

Tốc độ nạp liệu: WHSV = 0,77 h-1.

Kết quả thu được như sau:

Bảng 1.16. Độ chuyển hóa và độ chọn lọc của phản ứng Fisher – Tropsch trên xúc tác

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

-

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Tóm lại, về mặt kỹ thuật, xúc tác FCC thải hoàn toàn có thể ứng dụng để chế

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

làm đê phải đảm bảo hình dáng mặt cắt ngang trong khi độ chịu nén ch cần 5 – 7 psi.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

hóa rắn trong 8 ngày. Rõ ràng, với độ chịu nén như vậy thì vật liệu này không đủ chất

Fe/FCC[10] Độ chuyển hóa CO (% khối lượng)

36,6

Độ chọn lọc sản ph m C1 (% khối lượng)

26,6

51 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Độ chọn lọc sản ph m C2 – C4 (% khối lượng)

43,2

Độ chọn lọc sản ph m C5+ (khối lượng)

30,2

Ơ

thành r hơn. Tuy nhiên hiệu suất thu nhiên liệu lỏng trực tiếp (phân đoạn C5+) mới

N

Đây là một hướng nghiên cứu rất khả quan, có thể tạo ra nhiên liệu với giá

N

H

ch đạt khoảng 9%. Vì vậy, hiện nay v n có nhiều nghiên cứu tiếp tục theo hướng này

Y

để tăng cường khả năng ứng dụng xúc tác FCC thải vào công nghiệp hóa chất, nhiên

%

G

. ảng .8 so sánh một số ch tiêu kỹ thuật chính của xúc tác FCC thải so

N

[29 –

H Ư

với xúc tác FCC mới. [

Xúc tác FCC thải

40 - 150

40 – 150

Không đáng kể

< 20

Diện tích bề mặt riêng (m2/g)

50 – 175

> 300

T ng thể tích lỗ xốp (ml g)

0,58

0,62

10 00

C hạt (µm)

Xúc tác FCC mới

B

Ch tiêu kỹ thuật

TR ẦN

Bảng 1.17. So sánh một số thông số kỹ thuật của xúc tác FCC thải và FCC mới

Hàm lượng hạt có kích thước < 4

-L

Ý

-H

Ó

A

µm (% khối lượng)

ÁN

Nguyên nhân làm giảm hoạt tính cracking của xúc tác FCC là do:

IỄ N

Đ

ÀN

TO

-

Thứ nhất: các kim loại và cốc bám lên bề mặt của xúc tác và mao quản, làm giảm khá mạnh bề mặt riêng, d n đến giảm khả năng tiếp xúc giữa các

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

như cốc, kim loại (V, Ni, Fe…) sẽ làm giảm hoạt tính so với xúc tác FCC ban đầu

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

khối lượng), aluminosilicat và hoặc nhôm oxit và một số chất gây ngộ độc xúc tác

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U TP

Xúc tác FCC thải với thành phần chính là zeolite USY (chiếm khoảng

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

liệu và năng lượng.

hydrocacbon và các tâm axit hoạt tính[36-38].

-

Thứ hai: các kim loại như Fe, Ni, V… và cốc là các chất tác động mạnh hoặc che phủ các tâm axit hoạt tính, d n đến làm giảm mạnh số lượng tâm hoạt tính khả dụng, gây nên hiện tượng ngộ độc xúc tác[36-38,40,41].

Cốc là sản ph m phụ không mong muốn của quá trình công nghệ FCC. Cốc

được hình thành do sự ngưng tụ của các hydrocacbon ở nhiệt độ cao tạo nên các hợp

52 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

chất đa vòng ngưng tụ rất bền vững. Quá trình tạo cốc còn được xúc tiến bởi các kim loại có mặt trong dầu mỏ bám vào xúc tác như Ni, V… [

,

. Ngày nay, khi xu

hướng tận dụng các ngu n nguyên liệu nặng hơn, chất lượng kém hơn ngày càng tăng

H

Ơ

Các kim loại nặng như Ni, V…luôn có trong thành phần nguyên liệu, nhất là

N

thì lượng cốc tạo ra nhiều hơn.

N

các nguyên liệu nặng [ , . Trong quá trình phản ứng cracking, các kim loại này tiếp

TP

- 4 , đã đặc trưng tính

G

khí và hoặc oxi (phương pháp đốt cốc). Một số nghiên cứu[

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

chất, thành phần và chế độ oxi hóa để loại bỏ cốc. Các nghiên cứu này đã ch ra rằng, cấu tạo thành phần của cốc không ch có C, H mà c n có các hợp chất cơ kim loại.

TR ẦN

Các hợp chất cơ kim này chủ yếu là có các kim phân tán thêm hỗn hợp của Ce và Zr lên xúc tác FCC để hỗ trợ quá trình oxi hóa hoàn toàn của cốc. Trong nghiên cứu này,

B

chất trợ oxi hóa hoàn toàn của cốc tối ưu có công thức Ce 0,68 Zr 0,32O2. Oxit này được

10 00

t m lên trên xúc tác FCC trước quá trình loại cốc. Kết quả thực hiện quá trình oxi hóa

A

hoàn toàn cốc được thể hiện trên bảng . 8 [14]

-H

Ó

Bảng 1.18. Khả năng tạo cốc bằng phương pháp oxi hóa thông thường và phương pháp oxi hóa có sử dụng chất trợ oxi hóa Ce 0,68 Zr 0,32O2

Ce 0,68 Zr 0,32O2/FCC

CO (µmol/g xúc tác)

217

85

550

916

-L

Ý

FCC

ÁN

Thành phần khí thải

IỄ N

Đ

ÀN

TO

CO2 (µmol/g xúc tác)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Phương pháp ph biến nhất để loại cốc là oxi hóa hoàn toàn dưới d ng không

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

cốc và các kim loại gây ngộ độc mạnh, có hàm lượng lớn như Fe, Ni, V,…

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

.Q

Vì vậy, để phục h i hoạt tính cho xúc tác FCC thải, cần thiết phải loại bỏ được

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

Y

xúc với xúc tác và bám lên bề mặt hoặc trong mao quản của xúc tác.

Như vậy, khi thêm chất trợ oxi hóa Ce0,68Zr0,32O2, không những khả năng cháy

hoàn toàn của cốc tăng lên mà c n làm giảm lượng CO trong thành phần khí thải.

Quá trình sử dụng thêm kim loại hoạt tính để tăng khả năng oxi hóa hoàn toàn của cốc tuy đã tăng khả năng loại cốc nhưng lại tạo ra thêm lượng kim loại không mong muốn trên xúc tác. Các kim loại này làm giảm hoạt tính xúc tác cracking (gây ngộ độc xúc tác) và làm tăng phản ứng dehydro hóa của quá trình cracking. Như vậy, nếu quá trình phục h i xúc tác mới ch d ng lại ở giai đoạn đốt cốc thì lượng kim loại

53 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

không mong muốn lại tăng cao. Do đó hiệu quả của quá trình phục h i hoạt tính xúc tác là không r rệt.

loại bỏ các kim loại gây ngộ độc xúc tác như V, Ni, Fe… Các nghiên cứu [

-19] đã

H

Ơ

sử dụng các phương pháp khác nhau để tách các kim loại này ra khỏi xúc tác FCC.

N

Để tăng cường khả năng phục h i hoạt tính của xúc tác FCC, cần thiết phải

N

Tuy nhiên, vấn đề đặt ra với các phương pháp này là Al trong xúc tác FCC cũng bị

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Như vậy, vấn đề xử lý cốc và tách kim loại trong xúc tác FCC thải có quan hệ mật thiết với nhau. Các phương pháp nghiên cứu hiện nay chưa giải quyết được triệt

Giới thiệu chung về quá trình cracking xúc tác

TR ẦN

1.7

1.7.1 Mục đích của quá trình cracking xúc tác

B

Mục đích của quá trình cracking xúc tác là nhận các cấu tử có trị số octan cao

10 00

cho xăng ô tô hay xăng máy bay t nguyên liệu là phần cất nặng hơn, chủ yếu là phần cất nặng hơn t các quá trình chưng cất trực tiếp AD (Atmospheric Distillation) và

Ó

A

VD (Vacuum Distilllation) của dầu thô. Đ ng thời ngoài mục đích nhận xăng, người

-H

ta c n nhận được cả nguyên liệu có chất lượng cao cho công nghệ t ng hợp hóa dầu

Ý

và hóa học. Ngoài ra c n thu thêm một số sản ph m phụ khác như gasoil nhẹ, gasoil

-L

nặng, khí, chủ yếu là các phần tử có nhánh, đó là các cấu tử quý cho t ng hợp hữu cơ

TO

ÁN

hóa dầu.

IỄ N

Đ

ÀN

1.7.2 Vai trò của quá trình cracking xúc tác

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

H Ư

N

FCC.

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

G

mới để có thể phục h i được các đặc tính kỹ thuật cũng như tính chất của xúc tác

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

để cả hai vấn đề trên. Vì vậy cần tìm ra phương pháp hay t hợp các phương pháp

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

tách theo, cấu trúc của zeolite USY bị phá hủy và hoạt tính xúc tác giảm đáng kể.

Quá trình cracking xúc tác là quá trình không thể thiếu được trong bất k các

nhà máy chế biến dầu nào trên thế giới, vì quá trình này là một trong các quá trình chính sản xuất xăng có trị số octan cao. Xăng thu được t quá trình này được d ng để phối trộn các loại xăng khác để tạo ra các mác xăng khác nhau. Khối lượng xăng thu được t quá trình này chiếm t lệ rất lớn khoảng

-8 % so với t ng lượng xăng

thu được t các quá trình khác.

54 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Lượng dầu mỏ được chế biến bằng cracking xúc tác chiếm tương đối lớn. Ví dụ vào năm

, lượng dầu mỏ thế giới chế biến được

cracking xúc tác chiếm 8

tấn (tương ứng

tấn ngày thì trong đó

%).

Ơ

C – 5500C.

Tốc độ nạp liệu: , – , đơn vị thể tích nguyên liệu trong

Y

hình.

Khi mức độ chuyển hóa cao trên

N

G

% lượng tuần hoàn có tối đa là 30%. % thì phải giảm lượng tuần hoàn thậm chí

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Mức độ biến đ i thấp hơn

TR ẦN

không cần tuần hoàn.

Xúc tác cho quá trình cracking thường d ng là xúc tác zeolit mang tính axit.

B

Sản ph m của quá trình là một hỗn hợp phức tạp của các loại hydrocarbon

10 00

khác nhau, chủ yếu là hydrocarbon có số cacbon tử

trở lên, với cấu trúc nhánh.

1.7.3 Bản chất hoá học của quá trình cracking xúc tác và cơ chế của phản

-H

Ó

A

ứng

Ý

1.7.3.1 Bản chất hoá học của quá trình cracking x c tác

-L

Cracking là quá trình b gãy mạch carbon – carbon (của hydrocarbon) của

ÁN

những phân tử có kích thước lớn (có khối lượng phân tử lớn) thành những phân tử có

TO

kích thước nhỏ hơn (có khối lượng phân tử nhỏ hơn). Trong công nghệ dầu mỏ, quá

ÀN

trình này được ứng dụng để chế biến các phân đoạn nặng thành các sản ph m nhẹ,

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

biến đ i:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

ội số tuần hoàn nguyên liệu: Có thể cần hoặc không t y thuộc vào mức độ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

t y theo loại xúc tác zeolit hay vô định

.Q

-

Mpa.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

T lệ xúc tác nguyên liệu:

giờ.

U

Áp suất trong v ng lắng của l phản ứng : ,

H

0

N

Nhiệt độ: 4

N

Quá trình cracking xúc tác được thực hiện ở điều kiện công nghệ là:

D

IỄ N

Đ

tương ứng với khoảng sôi của các sản ph m trắng như xăng, kerosen, diezen. Quá trình này có thể thực hiện dưới tác dụng của nhiệt độ (cracking nhiệt) và xúc tác (cracking xúc tác).

1.7.3.2 Cơ chế của phản ứng cracking x c tác Hiện nay v n chưa có sự nhất trí hoàn toàn trong việc giải thích bản chất, cơ

chế của các phản ứng cracking xúc tác nên c n nhiều ý kiến trong việc giải thích cơ

55 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

chế xúc tác trong quá trình cracking. Tuy vậy, ph biến nhất v n là cách giải thích các phản ứng theo cơ chế ion cacboni. Cơ sở của lý thuyết này dựa vào các tâm hoạt tính là các ion cacboni. Chúng được tạo ra khi các phân tử hydrocarbon của nguyên

N

liệu tác dụng với tâm hoạt tính acid của xúc tác ronsted (H+) hay Lewis (L).

H

Ơ

Theo cơ chế này các phản ứng cracking xúc tác diễn ra theo phương pháp sau:

N

 Giai đoạn : Giai đoạn tạo ion cacboni.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

 Giai đoạn : Giai đoạn d ng phản ứng

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

U

Y

 Giai đoạn 2: Các phản ứng của ion cacboni (giai đoạn biến đ i ion cacboni tạo thành các sản ph m trung gian).

56 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM Mục tiêu nghiên cứu

2.1

H

Ơ

và ứng dụng rộng rãi. Trong đó, phương pháp cracking xúc tác tâm axit có nhiều ưu

N

Có nhiều phương pháp t ng hợp biodiesel khác nhau đang được nghiên cứu

N

thế đang được quan tâm nhiều hơn. Trong đề tài này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu

.Q G

Xử lí xúc tác FCC thải

-

Tiến hành phản thử nghiệm khảo sát các thông số tối ưu cho phản ứng.

-

Xác định tính chất hóa lý của sản ph m biodiesel.

H Ư

N

-

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

cho quá trình t ng hợp.

Thực nghiệm

B

2.3

ác

nh chỉ số axit (TCVN 6127 - 1996)

-H

Ó

ác

-

nh tính chất dầu ăn thải

A

2.3.1.1

10 00

2.3.1 Phân tích các tính chất của dầu ăn thải và xúc tác FCC thải

-L

dầu, m .

Ý

Ch số axit là số mg KOH cần d ng để trung h a hết lượng axit có trong g

ÁN

+ Nguyên tắc: Hòa tan m u thử trong dung môi thích hợp, và tiến hành chu n

TO

độ axit – bazơ để xác định lượng axit béo tự do bằng dung dịch KOH trong etanol,

D

IỄ N

Đ

ÀN

chất ch thị màu là phenolphtalein.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Xác định một số tính chất của dầu ăn thải làm nguyên liệu và xúc tác FCC thải

-

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Phƣơng pháp nghiên cứu

2.2

Đ ẠO

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

chuyển hóa dầu thực vật thải của Việt Nam.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

khả năng sử dụng xúc tác FCC thải t nhà máy lọc dầu Dung Quất trong phản ứng

+ Thực nghiệm: Thực nghiệm được tiến hành tại ph ng thí nghiệm của bộ

môn Công nghệ Hữu cơ – Hóa dầu, với các bước tiến hành như sau: Cân

–

g m u dầu (m ), cho vào bình tam giác

ml, thêm vào đó 8 ml

dung môi hỗn hợp (g m hai phần ete dietylic và một phần etanol), lắc mạnh cho dầu tan đều. Sau đó cho vào bình 4 giọt chất ch thị màu phenolphtalein, và chu n độ bằng

57 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

dung dịch KOH , N đến khi xuất hiện màu h ng nhạt, bền trong

giây, thì d ng

và đọc kết quả. + Tính kết quả:

Ơ N

H

56,1.V .C m

Y

X

N

Ch số axit được tính theo công thức:

TP

lần, kết quả cuối c ng là trung bình cộng của ba lần

G

Mỗi m u được xác định

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

chu n. Chênh lệch giữa các lần thử không lớn hơn , mg. ác

-

nh chỉ số xà phòng ( TCVN 6126 - 1996 )

kiện quy định của tiêu chu n này.

TR ẦN

Ch số xà ph ng là số mg KOH cần để xà ph ng hóa g chất béo dưới các điều

10 00

B

+ Nguyên tắc: đun sôi m u thử với dung dịch KOH trong etanol và cho h i lưu bằng bộ sinh hàn sau đó chu n độ bằng dung dịch chu n HCl .

ml dung dịch KOH , N trong etanol cho vào bình nón chứa m u thử.

-H

pipet lấy

Ó

A

+ Cách tiến hành: Cân khoảng 2 g m u dầu (m ) cho vào bình nón 250ml. D ng

Ý

Tiếp tục cho vào đó một ít chất trợ sôi. Nối bộ sinh hàn với dụng cụ đun nóng và đun

-L

sôi t t , khuấy nhẹ trong thời gian 1-2 giờ. Sau khi đun nóng để hỗn hợp về nhiệt độ

ÁN

ph ng. Sau đó cho thêm vào bình nón - giọt phenolphtalein và chu n độ với dung

IỄ N

Đ

ÀN

TO

dịch HCl , N đến khi màu h ng của chất ch thị biến mất.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

m: là lượng m u dầu thử, g.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

C: là n ng độ chính xác của dung dịch chu n KOH đã d ng.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

V: là số ml dung dịch KOH , N cần d ng để chu n độ.

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

U

Trong đó:

Tiến hành chu n độ với dung môi trắng (khi không cho dầu thải hay m cá vào)

với các bước như trên. + Tính toán kết quả : Ch số xà ph ng được xác định theo công thức: I s

(V0 V1 ).C.56.1 m

58 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Trong đó : Vo : là thể tích dung dịch chu n HCl đã sử dụng cho m u trắng, ml.

V1 : là thể tích dung dịch chu n HCl đã chu n m u thử, ml.

N

C : là n ng độ chính xác của dung dịch HCl, mol l.

H

Ơ

m : là khối lượng m u, g.

N

Kết quả của ch số xà ph ng là giá trị trung bình của hai lần đo, chênh lệch

G

+ Nguyên tắc: H a tan lượng m u thử trong dung môi và cho thêm thuốc thử

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Wijs. Sau một thời gian xác định cho thêm dung dịch KI và nước, chu n độ iốt đã được giải phóng với dung dịch natri tiosunfat.

TR ẦN

+Tiến hành: Đặt m u thử vào bình dung tích để h a tan m . Thêm chính xác

ml. Cho thêm

ml dung môi

ml thuốc thử Wijs, đậy nắp và lắc mạnh, đặt bình

10 00

B

trong bóng tối. Tương tự chu n bị một m u thử trắng với dung môi và thuốc thử nhưng không có m u thử.

A

Khối lượng phần m u thử thay đ i theo ch số iốt dự kiến như bảng . .

ÁN TO ÀN Đ

IỄ N

Khối lượng phần m u thử,

Ch số iốt dự kiến

-L

Ý

-H

Ó

Bảng 2.1. Lượng mẫu thử thay đổi theo chi số iốt dự kiến.

g

<5

3,00

5 – 20

1,00

21 – 50

0,40

51 – 100

0,20

101 – 150

0,13

151 – 200

0,10

Đối với m u có ch số iốt thấp hơn m u thử có ch số iốt trên

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

quy định trong tiêu chu n này.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

+ Chỉ số iốt: Là khối lượng iốt do m u thử hấp thụ dưới điều kiện thao tác được

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

nh chỉ số iốt (TCVN 6122 - 1996).

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

ác

-

Y

giữa hai lần không quá , % kết quả trung bình.

, để bình trong bóng tối giờ, đối với

và các sản ph m polyme hóa hoặc sản ph m bị oxy

hóa tương đối hơn thì để hai giờ.

59 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Đến cuối thời điểm, cho thêm

ml KI và

ml nước vào mỗi bình. Chu n độ

bằng dung dịch natri thiosunfat chu n cho đến khi gần mất hết màu vàng của iốt.

Thêm một vài giọt dung dịch h tinh bột và chu n độ cho đến khi lắc mạnh bình thì

N

màu xanh biến mất.

H TP

C: N ng độ chính xác của dung dịch natri tiosunfat chu n đã sử dụng, ml.

N

G

m: Khối lượng m u thử, g.

H Ư

Kết quả ch số iốt là giá trị trung bình của hai lần đo, chênh lệch giữa hai lần

TR ẦN

đo không quá , . ác

-

nh hàm lượng nước (TCVN 2631 - 78)

B

+ Nguyên tắc: Hàm lượng nước trong dầu, m được xác định bằng cách sấy

10 00

dầu, m đến khối lượng không đ i. + Cách tiến hành: Cân g m u cần xác định cho vào cốc thủy tinh đã sấy khô

Ó

A

và biết trước khối lượng. Đem sấy ở nhiệt độ

phút lại đem cân lại). Khối lượng

-H

(sau 4 phút đem cân lần đầu, và cứ sau

C đến khối lượng không đ i

o

-L

Ý

được xem là không đ i khi hai lần cân khác nhau không quá ,

ÁN

+ Tính kết quả: Hàm lượng nước được tính theo công thức sau:

IỄ N

Đ

ÀN

TO

(m1 – m2).100 N=

g.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

V : Thể tích dung dịch natri thiosunfat chu n đã sử dụng cho m u thử, ml.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

V : Thể tích dung dịch natri thiosunfat chu n đã sử dụng cho m u trắng.

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

.Q

Trong đó:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

N

12,69.C.(V 2  V1) m

Id =

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Ơ

+ Tính kết quả: Ch số iốt được xác định theo công thức sau:

m

Trong đó: N: hàm lượng nước, %. m: khối lượng m u thử, g. m1: khối lượng cốc và m u thử trước khi sấy, g. m2: khối lượng cốc và m u thử sau khi sấy, g.

60 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Kết quả là giá trị trung bình cộng của hai lần đo, chênh lệch hai lần xác định không quá 0,04%. nh tỷ trọng của dầu thải (ASTM D 1298)

T trọng là t số giữa trọng lượng riêng của một vật ở một nhiệt độ nhất định và

N

mmHg làm chu n.

Y .Q

+ Thực nghiệm: đo bằng ph kế, tại ph ng thí nghiệm của ộ môn.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

N

G

mép tiếp xúc của bề mặt chất lỏng và thang chia độ trên ph kế.

+ Tiến hành: Cho m u vào ống đong hình trụ khô và sạch. Thả t t ph kế vào

H Ư

TR ẦN

ống đo. Chú ý thả sao cho ph kế không chạm vào thành của ống. Khi ph kế hoàn toàn ở trạng thái cân bằng mà nhiệt độ của m u thí nghiệm ch dao động , oC thì ta đọc kết quả theo mép tiếp xúc giữa mặt chất lỏng và thang chia độ của ph kế. Đọc

10 00

B

nhiệt độ chính xác đến , oC trước và sau khi đọc vạch chia trên ph kế. Trung bình cộng của hai giá trị trên được coi là nhiệt độ của phép đo. Kết quả đọc trên thang ph

nh ộ nhớt (ASTM D 445)

-H

ác

-

Ó

A

kế là t trọng của chất lỏng.

-L

Ý

+ Nguyên tắc:

Đo thời gian chảy của một thể tích chất lỏng chảy qua một mao quản của nhớt

ÁN

kế chu n dưới tác dụng của trọng lực ở nhiệt độ xác định. Thời gian chảy được tính

IỄ N

Đ

ÀN

TO

bằng giây (s).

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

l ng một chất lỏng phụ thuộc vào mật độ chất lỏng đó. T trọng được xác định theo

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

+ Nguyên tắc: Dựa trên cơ sở của định luật Acsimet. Sự n i lên của phù kế trong

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

U

Có thể xác định t trọng bằng ph kế, cân thủy t nh, picnomet.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

với dầu lỏng thường lấy nước cất ở nhiệt độ +4oC và áp suất

H

Ơ

trọng lượng riêng của một vật khác được chọn làm chu n, xác định ở cùng vị trí. Đối

N

ác

-

Độ nhớt động học là tích số giữa thời gian chảy đo được và hằng số nhớt kế

(hằng số hiệu chu n). Hằng số nhớt kế được nhà sản xuất cung cấp, hoặc có thể xác định bằng cách chu n trực tiếp với các chất chu n đã biết độ nhớt. + Tiến hành: Sử dụng nhớt kế kiểu Pinkevic.

61 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Nhớt kế phải khô và sạch, có miền làm việc bao trùm độ nhớt của dầu cần xác định, thời gian chảy không ít hơn

giây. Vì các sản ph m chủ yếu là tối màu nên

ta phải xử lí trước khi đo ( Sấy m u ở 60oC trong 1h, lắc đều và rót vào chai thủy tinh phút, lắc và lọc qua rây

µm, lấy m u

N

khoảng 4 ml đậy nắp ngâm vào nước sôi

H

Ơ

sau khi lọc để tiến hành đo).

Y

N

Chu n bị đ ng h bấm giây và lắp dụng cụ.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

vạch đo thời gian đầu tiên khoảng 5 mm trong nhánh mao quản của nhớt kế. Khi m u

H Ư

N

Trong đó C: Hằng số nhớt kế, mm2/s2 t: Thời gian chảy, s.

B

lần r i lấy kết quả trung bình, sai lệch không quá , đến

10 00

Ta tiến hành đo

TR ẦN

: Độ nhớt động học được tính bằng St, hoặc cSt.

, % so với kết quả trung bình. ác

nh hàm lượng cặn rắn (ASTM – D2709)

A

-

-H

Ó

Trong khi d ng dầu ăn chiên thức ăn bị cháy đen trong môi trường sẽ tạo cặn

Ý

cacbon trong dầu. C n m cá thì trong quá trình chế biến cũng bị l n nhiều cặn b n.

-L

+ Nguyên tắc: Cân một khối lượng m u xác định đặt trong một lò nung kim loại

ÁN

và nung để phân hủy hết phần cất. Phần cặn c n lại sau khi nung, được làm nguội và

IỄ N

Đ

ÀN

TO

đem cân lại. Hàm lượng cặn là phần trăm lượng cặn so với khối lượng m u ban đầu.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

 = C.t

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

+ Tính kết quả:

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

Đ ẠO

chảy tự do, đo thời gian chảy bằng giây t vạch thứ nhất đến vạch thứ hai.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Nạp m u vào nhớt kế bằng cách hút hoặc đ y để đưa m u đến vị trí cao hơn

+ Tính toán: CR = (A/W).100 Trong đó:

A là khối lượng cặn cacbon, g.

W là khối lượng m u, g.

CR là hàm lượng cặn rắn, %.

62 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

ác

-

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

nh hàm lượng muối ăn trong dầu thải (TCVN 3973 - 84)

Trong quá trình chiên thực ph m, người ta thường ướp muối ăn, nên trong dầu t ng hợp biodiesel nên cần được xác định.

H

Ơ

+ Nguyên tắc: D ng muối antimonat kali K2H2Sb2O7 kết tủa natri trong môi

N

ăn thải có chứa một lượng muối nhất định. Lượng muối này ảnh hưởng đến quá trình

Y

N

trường trung tính hoặc axit yếu, h a tan kết tủa trong hỗn hợp dung dịch HCl và KI,

ml

yên ở nhiệt độ ph ng

H Ư

N

K2H2Sb2O7 v a cho v a khuấy trộn, khi thấy kết tủa tạo thành thì cho nhanh hơn. Để giờ r i lọc kết tủa, d ng etanol rửa kết tủa ml. Cho vào

TR ẦN

tủa bằng 8 ml HCl đặc, thêm nước cất đến

lần. H a tan kết

g tinh thể KI để yên

phút r i chu n độ bằng Na2S2O3 cho đến khi dung dịch có màu vàng nhạt,

thêm

ml chất ch thị h tinh bột , % lắc đều và tiếp tục chu n cho đến khi dung

B

trong

10 00

dịch hết màu.

A

+Tính toán: Kết quả hàm lượng muối ăn tính theo công thức sau:

-H

Ó

M = {V.N.(58,5/2)/m}.100% M: hàm lượng muối trong m u dầu, % khối lượng.

Ý

Với:

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

V: Thể tích Na2S2O3 tiêu tốn khi chu n.

N: N ng độ đương lượng của Na2S2O3 chu n. m: Lượng m u dầu đem thử.

8,

: Hệ số chuyển sang khối lượng muối NaCl.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

ml dung dịch

G

ml etanol khan. Đun hỗn hợp trên bếp cách thủy và cho thêm

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

gia nhiệt nhẹ trên bếp cách thủy. Sau khi dầu tan hết để về nhiệt độ ph ng, cho thêm

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

ml thêm vào đó

C2H5OH lắc mạnh cho tan đều, trong trường hợp dầu không tan hết phải v a lắc v a

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

nh: Cân 1- g dầu thải vào bình nón

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

+ Cách xác

U

r i d ng Na2S2O3 định phân iốt tự do, t đó tính ra hàm lượng Na.

ác nh màu của dầu thải.

Thành phần các hợp chất trong dầu quyết định màu của dầu. Dầu tinh khiết có

màu vàng sáng. Thông thường dầu thải có màu tối. Dầu càng sử dụng lâu thì màu của dầu càng đậm. Màu của dầu được xác định theo phương pháp so màu Saybol. Lấy một lượng dầu ra cốc 2.3.1.2

ác

ml sau đó so màu của dầu với bảng màu chu n. nh tính chất x c tác FCC

63 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Những tính chất vật lý quan trọng nhất của chất xúc tác FCC là độ bền nhiệt và thủy nhiệt, bề mặt riêng, khối lượng riêng, độ tinh thể. Đây là những tính chất quan trọng ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của vật liệu. Ngoài ra có một số tính chất khác

N

như độ bền mài m n, phân bố kích thước hạt và khối lượng ảnh hưởng trực tiếp đến

H

Ơ

tính chất cơ học của xúc tác.

Y

N

ộ bền nhiệt và thủy nhiệt

-

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

nguyên khắc nghiệt đ i hỏi độ bền nhiệt và thủy nhiệt cao của xúc tác FCC.

H Ư

N

thước hạt tinh thể lớn.

http://daykemquynhon.ucoz.com

Nói chung, các cation đa hóa trị tạo ra độ bền nhiệt và thủy nhiệt cao hơn so

TR ẦN

với ion hóa trị . Zeolit Y trao đ i với cation đất hiếm là zeolit bền nhất.

Chất nền bền vững đảm bảo một độ xốp n định cho xúc tác trong quá trình

10 00

B

hoàn nguyên, ngh a là đảm bảo sự khuếch tán tốt cho các phân tử nguyên liệu và các khí hoàn nguyên đến tận các tinh thể zeolit. ộ bền mài mòn

Ó

A

-

-H

Độ bền mài m n là một tính chất quan trọng vì:

-L

Ý

+ Độ bền mài m n quyết định t lệ b sung xúc tác mới vào xúc tác đang hoạt

ÁN

động do đó ảnh hưởng đến tính kinh tế của công nghệ

TO

+ Xúc tác có độ bền mài m n kém dễ bị phá v và thải một lượng bụi đáng kể

Đ

ÀN

vào môi trường.

IỄ N D

G

nhiệt và thủy nhiệt của zeolit Y tăng khi t số Si Al tăng, độ tinh thể cao và kích

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

thể, dạng ion trao đ i, hàm lượng ion natri c n lại và kích thước tinh thể. Độ bền

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Độ bền nhiệt và thủy nhiệt của zeolit Y chịu tác động của t số Si Al, độ tinh

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Việc duy trì n định hoạt tính và độ chọn lọc của xúc tác trong quá trình hoàn

+ Ảnh hưởng đến tính linh động của xúc tác trong thiết bị.

Hàm lượng zeolit cũng như kiểu và hàm lượng chất nền tác động trực tiếp đến

độ bền mài m n của chất xúc tác FCC. Nói chung tăng hàm lượng zeolit d n đến giảm độ bền mài m n. Hình thể học của zeolit cũng ảnh hưởng đến độ bền mài m n. Ví dụ, khi thay thế các tinh thể zeolit Y dạng tám mặt bằng zeolit dạng đ a dẹt (kết tinh khi có mặt ion K+) sẽ làm tăng độ bền mài m n của xúc tác.

64 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

-

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Thể tích mao quản và sự phân bố kích thước mao quản

Thể tích mao quản và sự phân bố kích thước mao quản phụ thuộc vào thành Zeoit Y là loại vật liệu vi mao quản với đường kính mao quản Φ= 8A , trong khi đó

H

Ơ

Zeolit USY có cả hai loại mao quản nên nó đóng vai tr quyết định tạo ra thể thích

N

phần, phương pháp điều chế và quá trình xử lý nhiệt và thủy nhiệt cho chất xúc tác.

N

mao quản và sự phân bố mao quản của chất xúc tác. Các xúc tác được sản xuất bằng

trọng trong sự định hình tính chất xúc tác. Nếu chất nền chứa nhiều mao quản tương

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

Nếu chất nền chứa nhiều mao quản tương đối rộng (Φ>

A ) thì thường có bề

H Ư

mặt riêng thấp, làm giảm vai tr xúc tác của chất nền, đ ng thời làm giảm độ bền

TR ẦN

mài m n của hạt xúc tác. Sự phân bố kích thước mao quản tối ưu là sự phân bố cân bằng giữa các mao quản hẹp và mao quản rộng c n t y thuộc vào ngu n nguyên

B

liệu và các điều kiện cracking các nguyên liệu nặng (dầu cặn). Sự phân bố kích

10 00

thước mao quản của chất nền bị thay đ i khi thêm các chất khác vào, chẳng hạn, tăng hàm lượng Al2O3 trong gel t

đến

% có thể làm tăng thể tích và đường

Ó

A

kính mao quản trung bình của vật liệu.

-H

Các điều kiện điều chế chất nền cũng ảnh hưởng đến cấu trúc mao quản, n ng

-L

Ý

độ của hỗn hợp ướt, pH, nhiệt độ phản ứng, nhiệt độ và thời gian làm già, sự hiện

ÁN

diện của các cation khác làm ảnh hưởng đến thể tích mao quản của chất nền.

A được được xác định bằng phương pháp đẳng

-

TO

Thể tích mao quản t

nhiệt hấpphụ Nitơ (ASTM D-4

ÀN Đ IỄ N

-

và D-4 4 ) trong khi đó thể tích các mao quản

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

do đó gây cản trở khuếch tán đ ng thời độ bền thủy nhiệt của vật liệu không cao.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

A ) thì có thể xảy ra sự bịt tắc mao quản do sự hình thành cốc và

Đ ẠO

đối hẹp (Φ <

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Sự phân bố kích thước mao quản trong pha nền chất xúc tác đóng vai tr quan

t

D

Y

phương pháp t hợp có thể tích mao quản rộng hơn.

A được xác định bằng phương pháp porosimet thủy ngân (ASTM D-

4 84). Thể tích mao quản cũng có thể được xác định bằng phương pháp hấp phụ nước.

-

Phân bố kích thước hạt

Khi sấy phun người ta nhận được các hạt xúc tác có kích thước nằm trong phân bố Gauss với cực đại khoảng

- 80 µm, các hạt có đường kính nhỏ hơn 4 µm và

65 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

đặc biệt nhỏ hơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

µm (hạt mịn) hầu như rất ít bởi vì chúng sẽ không lưu lại ở

trong thiết bị FCC. Các hạt lớn (> 4 µm) không tốt cho sự luân chuyển trong trạng

H

Ví dụ, tăng hàm lượng pha rắn và độ nhớt của nguyên liệu sấy phun làm tăng kích

Ơ

Các điều kiện sấy phun quyết định phần lớn sự phân bố kích thước hạt xúc tác.

N

thái lưu thể.

N

thước hạt, khi tăng áp suất hoặc tăng tốc độ của đ a phân tán làm giảm kích thước

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

như nhau nhưng người ta có thể nhận được sự phân bố kích thước hạt khác nhau, đáp ứng yêu cầu cụ thể của t ng nhà máy lọc dầu.

-

N H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

D-4438).

Khối lượng riêng

TR ẦN

Khối lượng tiêng của chất xúc tác là khối lượng của một đơn vị thể tích chất xúc tác có thể được biểu diễn như là mật độ khối trung bình A D ( average bulk

10 00

B

density) hoặc mật độ l n chặt CD (compacted density), chúng được xác định theo phương pháp ASTM D-4164 và D-4512.

A

Khối lượng riêng của chất xúc tác phụ thuộc vào thành phần và phương pháp

-H

Ó

điều chế và điều kiện sấy phun. Khối lượng riêng của xúc tác cao thì độ xốp và thể

Ý

tích mao quản không cao nhưng tuy nhiên thường biểu hiện độ bền tốt của chất xúc

-L

tác. Do đó, khối lượng riêng cũng là một đặc trưng vật lý của chất xúc tác FCC.

ÁN

-

ộ tinh thể

TO

Độ tinh thể thường được xác định theo phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD),

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

sáng lazer với kích thước hạt (ASTM D-44 4) hoặc bằng kỹ thuật điện tử (ASTM

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Sự phân bố kích thước hạt được đo dựa trên mối quan hệ giữa cường độ ánh

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

hạt. ằng cách thay đ i điều kiện sấy phun, với chất xúc tác có thành phần hóa học

D

IỄ N

Đ

ÀN

biểu hiện hàm lượng của zeolit trong xúc tác FCC. Khi hàm lượng zeolit trong xúc tác FCC và mức độ hoàn thiện quá trình kết tinh zeolit tăng thì độ tinh thể XRD cũng tăng. So sánh với độ tinh thể XRD của m u xúc tác cân bằng và m u xúc tác mới có thể biết được sự phá v cấu trúc và độ bền của chất xúc tác. Xác định độ tinh thể XRD thường được thực hiện bằng phương pháp ASTM D-3906.

66 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Tóm lại: Chất xúc tác FCC cần có những tính chất vật lý cần thiết để đảm bảo độ bền cơ học và thực chất để đảm bảo độ bền hóa học và xúc tác của chất xúc tác.

Các tham số vật lý này đóng vai tr phát triển, bảo vệ và tăng tính hiệu quả của tâm

N

xúc tác trong quá trình thực hiện phản ứng cracking và hoàn nguyên chất xúc tác.

N

H

Ơ

2.3.2 Xử lý, tinh chế dầu ăn thải và tái sinh xúc tác FCC thải

Y

2.3.1.2 ử lý và tinh chế dầu ăn phế thải

TP

nhiều tạp chất như: nước, các tạp chất cơ học, cặn cacbon, lượng axit béo tự do cao,…

N

G

tinh chế. Quá trình này g m các bước:

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Lắng: dựa trên cơ sở sự rơi tự do của các hạt phân tán có trong dầu dưới ảnh

TR ẦN

hưởng của trọng lực. Do ch dựa vào quá trình rơi trọng lực nên quá trình lắng kéo dài. Để tạo điều kiện cho quá trình lắng được nhanh thì người ta nâng nhiệt độ để độ nhớt của dầu giảm và ở nhiệt độ này các hạt có kích thước nhỏ sẽ kết tụ tạo ra các hạt và thời gian lắng khoảng

10 00

B

có kích thước lớn hơn nên dễ lắng hơn. Nhiệt độ lắng cặn tốt nhất là

C đến

o

o

C

đến , giờ.

Ó

A

Lọc: Quá trình lọc dựa trên khả năng của các vật liệu xốp ch cho đi qua những

-H

phần tử có kích thước nhất định. Trong ph ng thí nghiệm d ng bông để lọc vì dầu

Ý

m có độ nhớt rất lớn nếu lọc bằng giấy lọc sẽ rất lâu.

-L

Tách axit béo tự do: Axit béo tự do có trong dầu là một trong những nguyên

ÁN

nhân làm cho dầu kém ph m chất, các axit béo tự do thường đóng vai tr là xúc tác

TO

cho các phản ứng oxy hóa và phân ly dầu. Mặt khác trong quá trình t ng hợp biodiesel

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

dụng của dầu trước đó. Để sử dụng được các ngu n nguyên liệu phế thải này cần phải

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Hàm lượng các tạp chất phụ thuộc vào ngu n gốc của m cá, dầu thải và thời gian sử

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Dầu thải thu gom về chưa sử dụng để t ng hợp biodiesel ngay được, do có l n

D

IỄ N

Đ

ÀN

thì yêu cầu của dầu nguyên liệu là phải có ch số axit nhỏ hơn . Nếu ch số axit lớn hơn

trong quá trình sử dụng xúc tác kiềm cho phản ứng t ng hợp biodiesel sẽ tạo

ra xà ph ng, xà ph ng nhiều làm đông đặc khối phản ứng d n đến hiệu suất chuyển hóa thấp. Việc tách axit béo tự do trong dầu cần đảm bảo các điều kiện: - Tác nhân trung hòa phải nhanh chóng phản ứng với axit béo tự do, không tác dụng với dầu trung tính.

67 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

- Hỗn hợp phân lớp nhanh và triệt để, dầu trung tính nhanh chóng tách ra khỏi tạp chất.

Tác nhân trung h a thường d ng các loại kiềm như NaOH, KOH,…hoặc các

H

Ơ

loại muối kiềm như Na2CO3… Mỗi tác nhân đều có ưu, nhược điểm riêng, nên cần

N

- Không tạo thành hệ nhũ tương bền.

N

phải khảo sát và lựa chọn tác nhân ph hợp. Hiệu quả của quá trình trung h a được

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Trung hòa bằng NaOH hay KOH.

= R-COONa + H2O

N

CH2OH |  CHOH + R1COONa + R2COONa + R3COONa | CH2OH

H Ư

CH-O-CO-R1 | CH-O-CO-R2 + 3NaOH | CH2-O-CO-R3

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

Mặt khác NaOH c n tác dụng với triglixerit :

B

Phản ứng này làm t n hao dầu m , nên trong quá trình trung h a dầu, m bằng

10 00

kiềm thì nhiệt độ, n ng độ của dung dịch kiềm phải thích hợp để hạn chế phản ứng

A

này xảy ra.

-H

Ó

Để tiến hành trung hòa trước hết phải xác định ch số axit của dầu thô, t đó chọn n ng độ dung dịch kiềm thích hợp và tính được lượng kiềm v a đủ để tác dụng

-L

Ý

với lượng axit béo tự do có trong dầu thải.

TO

ÁN

Trung hòa bằng Na2CO3 Phương pháp này dùng để trung hòa dầu có ch số axit thấp. Khi đun nóng đến

ÀN

60oC thì CO2 sinh ra trong quá trình phản ứng sẽ sục lên, tạo điều kiện tiếp xúc tốt

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

NaOH

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

+

G

RCOOH

Đ ẠO

Khi trung h a bằng NaOH hay KOH ta có phản ứng (viết cho NaOH):

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

đánh giá bằng ch số axit của dầu, m sau khi trung h a.

D

IỄ N

Đ

giữa axit béo tự do và tác nhân trung hòa làm cho quá trình trung hòa được thuận lợi.

Tuy nhiên, cũng do hiện tượng sục CO2 làm hạt xà phòng n i lên mặt thoáng của dầu đem trung h a t đó gây khó khăn cho quá trình lắng tách các cặn xà ph ng ra khỏi dầu sau khi trung hòa. Phương pháp này ít gây t n thất dầu vì Na2CO3 không tác dụng với dầu ở nhiệt độ thấp.

N ng độ các tác nhân trung h a t y thuộc vào ch số axit của dầu, m .

68 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Với tác nhân NaOH người ta thường d ng ba loại n ng độ sau: - Kiềm loãng:

- 4 g NaOH lit d ng cho dầu có ch số axit < mg KOH.

- Kiềm v a: 85 - 105 g NaOH/lit dùng cho dầu có ch số axit trong khoảng 5 mg KOH.

Y

N

* Cách tiến hành:

TP

- Trung hòa bằng NaOH : pha dung dịch NaOH 40g/lit. Cho 250ml dầu thải vào

G

tiếp xúc với axit béo tự do để tạo cặn xà phòng. Nếu khuấy chậm phản ứng sẽ không

TR ẦN

nhỏ lơ lửng gây khó khăn cho việc lắng cặn.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

hoàn toàn, tuy nhiên nếu khuấy quá nhanh thì cặn xà ph ng bị v thành những hạt

- Sau đó cho dung dịch muối ăn

- 4% vào để tạo điều kiện cho cặn xà ph ng

lắng nhanh. Để lắng trong vài giờ, cặn xà ph ng lắng xuống, dầu sẽ n i lên trên.

10 00

B

- Rửa và sấy dầu

Sau khi trung hòa, ta tiến hành rửa lại bằng nước nóng nhằm loại bỏ hoàn toàn

-H

trong và trung tính.

Ó

A

xà ph ng và kiềm dư c n lại. Thử nước rửa bằng giấy qu , rửa cho đến khi nước rửa

Ý

Sau khi rửa, lắng và tách nước xong, trong dầu v n còn một ít nước dưới dạng

-L

hạt phân tán nhỏ, do đó cần phải sấy để tách nước. Có thể sấy ở chân không hoặc áp

ÁN

suất thường. Sấy dầu trong chân không sẽ cho chất lượng dầu cao hơn vì tránh dầu bị

IỄ N

Đ

ÀN

TO

phân hủy và oxy hóa.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

rất quan trọng, nó làm cho kiềm phân tán tốt trong dầu m , tạo điều kiện cho kiềm

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

ml dung dịch NaOH trên vào khuấy đều. Tốc độ khuấy

Đ ẠO

phễu chiết. sau đó cho

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

- Xác định ch số axit của dầu thải.

D

Ơ

g NaOH lit d ng cho dầu có ch số axit >

H

- Kiềm đặc: >

N

7 mg KOH.

Sau đó xác định lại ch số axit, ch số này nhỏ hơn hai là đạt yêu cầu.

- Chiết lấy phần dầu, rửa lại bằng nước vài lần.

- Sau đó đem dầu đi sấy ở

C trong h để đu i hết nước và các chất bay hơi

o

trong dầu.

- Xác định lại các tính chất kỹ thuật của dầu thải đã xử lý.

69 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.3.2.2 Tái sinh xúc tác FCC 0 Xúc tác sau khi được sấy ở C trong h được loại cốc bằng quá trình oxi hóa trong tủ nung có ống cấp khí. ng cấp khí được nối với máy nén khí hoặc bình

–

ml h được điều khiển bằng

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

đ ng h đo lưu lượng khí.

– 5h.

Tạo hạt xúc tác có tính axit sử dụng chất kết dính trên cơ sở gel nhôm hydroxit:

N

G

Gel nhôm hydroxit được tạo thành bằng phương pháp đưa t t Al(OH) 3 vào dung . Gel tạo thành sẽ được ly tâm và tách ra.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

dịch H3PO4 với t lệ mol P Al lớn hơn

TR ẦN

Xúc tác được trộn đều với gel có xử lý nhiệt nhẹ để tạo độ đ ng đều cho vật liệu tạo thành. Hàm lượng gel dùng để kết dính đối với các vật liệu có tính axit t 3 đến 10%.

Hỗn hợp sau khi trộn được sấy tại

C trong 4 giờ và nung tại

o

C trong 4 giờ

o

10 00

B

trước khi đưa vào quy trình tạo xúc tác với các hạt có kích thước xác định [34].

2.3.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cracking dầu ăn thải

Ó

A

Thực nghiệm phương pháp cracking dầu ăn thải trên cơ sở xúc tác axit rắn được

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

Nam chế tạo.

-H

thực hiện trên hệ thiết bị phản ứng cracking gián đoạn do Viện hóa công nghiệp Việt

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

- Sau khi đạt nhiệt độ thích hợp, giữ tại nhiệt độ này trong khoảng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

- Nhiệt độ tủ nung được đặt theo chế độ với tốc độ tăng nhiệt độ là 5 – 100C/phút.

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

- D ng khí cấp vào tủ nung có lưu lượng

N

H

cm x 20cm.

Y

bề mặt thoáng có kích thước

lít với

Ơ

- Cho kg xúc tác FCC thải vào cốc nung bằng sứ chịu nhiệt dung tích

N

khí oxi. Quá trình tiến hành như sau:

70 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

o

C

10 00

- Nhiệt độ phản ứng: 4

B

- Xúc tác nguyên liệu = - Thời gian phản ứng:

vòng/phút

A

- Tốc độ khuấy: 4

phút

-H

Ó

Thực hiện phản ứng cracking với với các điều kiện như trên.

Ý

 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ

-L

Tiến hành quá trình cracking xúc tác dầu ăn thải trên xúc tác FCC ở các nhiệt

ÁN

độ khác nhau.

Đ

ÀN

TO

Các điều kiện công nghệ khác v n giữ nguyên.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

- Nguyên liệu: 1000ml

TR ẦN

Các điều kiện công nghệ:

IỄ N D

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

 Khảo sát sự ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác FCC

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

G

Hình 2.1. Sơ ồ thiết b cracking x c tác gián oạn

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian cracking Cũng sử dụng xúc tác FCC cracking ở nhiệt độ tối ưu c ng các điều kiện công

nghệ như trên, theo d i hiệu suất sản ph m theo thời gian.  Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn Cũng sử dụng FCC, cracking ở c ng các điều kiện công nghệ như trên, theo d i hiệu suất sản ph m theo tốc độ khuấy trộn.

71 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

 Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ xúc tác/nguyên liệu Khảo sát quá trình cracking với các điều kiện tối ưu như trên với xúc tác FCC theo t lệ xúc tác (khối lượng, g) nguyên liệu (thể tích, ml):

8,

,

.

Ơ

N

 Thực hiện phản ứng cracking trong một thí nghiệm điển hình

H

Do dầu ăn thải chứa nhiều các phân tử mạch dài nên sản ph m cracking có thể

Y

N

thu được các phần nặng như diesel và FO. Nhằm mục đích thu nhiều nhiên liệu diesel

- Nguyên liệu: 1000ml

G

- Nhiệt độ phản ứng: 4

o

- Thời gian phản ứng:

phút

- Tốc độ khuấy: 4

TR ẦN

N

C

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

- Xúc tác nguyên liệu =

vòng/phút

Trộn xúc tác với nguyên liệu, khuấy đều trong khoảng

phút, hỗn hợp dầu

10 00

B

nguyên liệu và xúc tác đã khuấy đều được cho vào thiết bị cracking. Thiết bị cracking được gia nhiệt bằng đai gia nhiệt. Nhiệt độ quá trình cracking xúc tác được xác định

A

bằng cặp nhiệt điện và khống chế bằng rơle tự ngắt. Dưới tác dụng của nhiệt và xúc

-H

Ó

tác quá trình b mạch xảy ra. Sản ph m của quá trình đi qua hệ thống làm lạnh bằng

Ý

sinh hàn với tác nhân làm lạnh là nước. Sau phản ứng ta thu được ba dạng sản ph m:

-L

khí, lỏng và cặn không chuyển hoá. Phần sản ph m khí không ngưng khi đi qua sinh

ÁN

hàn được d n qua bình chứa nước vôi trong, sau một thời gian rất ngắn nước vôi bị

TO

v n đục chứng tỏ trong khí có chứa CO2. Khi lấy một chiếc thìa inox nhỏ đưa qua

ÀN

d ng khí thấy có hơi nước ngưng tụ, cho thấy sản ph m khí có hơi nước. Khi d ng

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Đ ẠO

quá trình cracking dầu m thải:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Trong một thí nghiệm điển hình khảo sát điều kiện phản ứng thích hợp thu diesel t

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

nhất phục vụ cho một lượng ngày càng lớn các động cơ sử dụng loại nhiên liệu này.

D

IỄ N

Đ

que đóm để thử, nhận thấy que đóm cháy mạnh hơn, khẳng định sự có mặt của các hydrocacbon trong dòng khí. Phần sản ph m lỏng ngưng tụ được hứng vào bình chứa, chia làm hai phần: - Phần : có nhiệt độ sôi nhỏ hơn 4

o

C đóng rắn ở nhiệt độ thường sẽ

tiếp tục cho cracking xúc tác lần nữa sau đó đem chưng cất phân đoạn

72 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

trong bộ chưng cất để xác định hàm lượng các phân đoạn để tách t ng phân đoạn.

- Phần : có nhiệt độ sôi lớn hơn 4

o

C ở trạng thái lỏng, s m màu sau

N

đó đem chưng cất phân đoạn trong bộ chưng cất để xác định hàm lượng

H

Ơ

các phân đoạn.

N

M u cho kết quả tốt nhất được đem đi xác định các tính chất của nó. Hàm lượng

.Q TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Hàm lượng khí được xác định theo cách sau:

dạng bột:

Xác định và đánh giá các chỉ tiêu của phân đoạn diesel

-L

Ý

2.4

ÁN

2.4.1 Thành phần cất

TO

Thành phần chưng cất (hay c n gọi là độ bay hơi) của các hydrocacbon trong

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-H

Ó

A

Hình 2.2 Chuyển hóa dầu ăn thải bằng cách Cracking dầu ăn thải với x c tác FCC thải

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

Vkhí = Vnguyên liệu - Vsản ph mlỏng - Vcặn không chuyển hoá

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

cặn c n lại sẽ được thu gom lại để xử lí.

ÀN

nhiên liệu, nói chung thường có ảnh hưởng rất lớn đối với các tính năng của các động

D

IỄ N

Đ

cơ diesel, đặc biệt là động cơ diesel tốc độ trung bình và tốc độ cao, chúng ảnh hưởng quan trọng đến tính an toàn.

Thành phần cất được xác định theo phương pháp ASTM D 8 hoặc TCVN 8-

. Trong phương pháp này người ta thường tiến hành chưng cất m u nhiên

liệu sau đó ghi lại mối liên hệ giữa nhiệt độ và thể tích nhiên liệu cất được. Sản ph m

73 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

lỏng được chưng tách thành các phân đoạn bởi thiết bị chưng cất Engler như sơ đ

5. Ống lư ng

6. Hộp chắn gió

3. Ống sinh hàn

10 00

B

7. Bếp gia nhiệt

 Phân loại phân đoạn sản ph m

-H

Ó

A

 Đối với xăng động cơ: không quá 350C

T0 sôi (10% V)

không quá 700C

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

T0 sôi đầu

T0 sôi (50% V)

không quá 1400C

T0 sôi (90% V)

không quá 1900C

T0 sôi cuối

không quá 2050C

4. Hộp sinh hàn

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

2. Nhiệt kế 4000C

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

1. Bình chưng

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Hình 2.3. Sơ ồ thiết b chưng cất phân oạn

IỄ N D

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

N

sau:

 Đối với nhiên liệu Kerosen: T0 sôi đầu

không quá 1500C

T0 sôi (10% V)

không quá 1750C

T0 sôi (50% V)

không quá 2250C

T0 sôi (90% V)

không quá 2700C

T0 sôi cuối

không quá 2800C

74 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

không quá 1500C

T0 sôi (10% V)

không quá 2900C

T0 sôi (50% V)

không quá 3700C

T0 sôi (90% V)

không quá 2700C

N

H

Đối với nhiên liệu điêzen thường ch quan tâm nhiều đến T0 sôi (50%

Ơ

T0 sôi đầu

N

 Đối với nhiên liệu điêzen:

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

2.4.2 Tỷ trọng (Theo phương pháp ASTM D 1298-96; TCVN 6594 : 2000)

G

nh:

H Ư

N

Quy trình xác

M u được đưa về nhiệt độ chu n quy định chính xác bằng máy điều nhiệt (là 0

C) hoặc m u được giữ ở nhiệt độ thích hợp khác là nhiệt độ đo được

TR ẦN

150C hoặc

của m u hoặc nhiệt độ của m u tr ng với nhiệt độ ph ng.

10 00

B

Ta chọn ống đong hình trụ, có đường kính trong của ống ≥ 25 mm so với đường kính ngoài của t trọng kế. Rót m u nhẹ nhàng vào ống đong sao cho đủ lượng để t

A

trọng kế n i được và đọc được số. Đặt ống đong chứa m u ở vị trí thẳng đứng sau đó

-H

Ó

ấn t trọng kế xuống khoảng hai vạch và sau đó thả t trọng kế ra hoặc có thể xoay

Ý

nhẹ để đưa t trọng kế về trạng thái cân bằng, n i tự do không chạm vào thành ống.

-L

Đặt mắt ngang bề mặt chất lỏng, đọc đúng vạch cắt của thang chia độ và mặt chất

ÁN

lỏng theo hai trường hợp: chất lỏng trong suốt và chất lỏng đục.

IỄ N

Đ

ÀN

TO

2.4.3 Độ nhớt động học

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

F) so với khơi lượng của nước tinh khiết (nước cất) có thể tích tương

đương ở c ng nhiệt độ đó.

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

0

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

150C (hoặc

Đ ẠO

T trọng là t số giữa khối lượng của chất lỏng có thể tích đã cho ở nhiệt độ

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

V) và T0 sôi (90% V)

Độ nhớt động học là khả năng cản trở sự chuyển động nội tại của chất lỏng. Nó

được đo bằng cách đo thời gian cần thiết để một lượng chất lỏng nhất định chảy qua một mao quản có kích thước nhất định ở một nhiệt độ nhất định. Độ nhớt động học được xác định ở 4 0C theo phương pháp thử ASTM D 44 hoặc TCVN 3171-1995. Độ nhớt của nhiên liệu diesel rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến khả năng bơm phun của nhiên liệu vào bu ng đốt. Độ nhớt của nhiên liệu ảnh hưởng đến kích thước

75 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

và hình dạng của kim phun. Nhiên liệu có độ nhớt cao quá rất khó nguyên tử hóa, các tia nhiên liệu không mịn và khó phân tán đều trong bu ng đốt, làm giảm công suất và hiệu suất của động cơ. Nhiên liệu có độ nhớt quá thấp khi được phun vào xylanh các

H

Ơ

liệu và không khí tạo thành trong xylanh không đ ng nhất, nhiên liệu cháy không đều

N

tia nhiên liệu qua mịn, khó có thể tới được các v ng xa xylanh do đó hỗn hợp nhiên

N

làm giảm công suất. Nhiên liệu có độ nhớt thấp có thể gây ra hiện tượng rò r tại bơm,

.Q Đ ẠO

k : là hằng số nhớt kế mao quản được xác định riêng cho t ng nhớt kế.

-

t : là thời gian chảy của mặt khum của dầu (tính bằng giây) trong nhớt kế t vạch

đến vạch

N

G

-

của bầu đo. Thời gian chảy của dầu không

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Trong đó:

TR ẦN

được quá nhanh hoặc quá chậm (

–8

giây). Nếu nhanh quá thì

kết quả đo sai nhiều. Nếu chậm quá thì công thức V = k.t sẽ không đúng

10 00

B

(không tuyến tính).

2.4.4 Điểm đông đặc

A

Điểm đông đặc của nhiên liệu là nhiệt độ thấp nhất mà nhiên liệu v n giữ được

-H

Ó

các tính chất của chất lỏng hay nói cách khác là nhiệt độ thấp nhất mà ta có thể bum

Ý

phun nhiên liệu. Điểm đông đặc được xác định theo ASTM D 97(TCVN 3753-1995).

-L

Điểm đông đặc thường thấp hơn điểm đục t 4,5 – 5,50C cũng có khi t 8 -110C

ÁN

t y loại nhiên liệu. Mặc d nhiên liệu, đặc biệt là nhiên liệu có chứa nhiều sáp v n

TO

chảy được ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ đông đặc trong một vài trường hợp, song điểm

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

V = k.t

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Độ nhớt được xác định theo công thức:

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

làm sai lệch kết quả đông đếm d n đến thay đ i t lệ pha trộn nhiên liệu không khí.

ÀN

đông đặc v n là nhiệt độ thấp nhất mà nhiên liệu có thể sử dụng được. Nếu quá nhiệt

được hoạt động bình thường, và tại nhiệt độ đó bắt đầu xuất hiện trục trặc và động cơ không hoạt động được.

D

IỄ N

Đ

độ đó thì có thể xảy ra hiện tượng hệ thống cung cấp nhiên liệu không thể duy trì

76 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.4.5 Xác định nhiệt độ chớp cháy Xác định nhiệt độ chớp cháy có ý ngh a rất quan trọng trong việc bảo quản, t n

Ơ

Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt độ thấp nhất của chất lỏng mà ở đó hơi của nó và

N

chứa nhiên liệu và an toàn cháy n .

N

giây.

Y

theo quy định) t ngoài vào và cháy không quá

H

không khí tạo thành hỗn hợp có khẳ năng bắt cháy khi đưa ngọn lửa (có kích thước

N

G

xác định trong điều kiện chén đựng m u được đậy nắp, nắp này được ch mở trong

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

thời gian rất ngắn khi đưa ngọn lửa thử điểm chớp cháy vào; trong quá trình đo m u ml m u vào cốc thử nghiệm đến vạch mức, gia nhiệt với

TR ẦN

được khuấy liên tục. Rót

tốc độ nhanh ban đầu sau đó gia nhiệt chậm lại khi gần tới khoảng chớp cháy. Cứ mỗi khoảng nhiệt độ nhất định đưa ngọn lửa qua bề mặt m u. Nhiệt độ chớp cháy là nhiệt

10 00

B

độ thấp nhất tại hơi của m u trên bề mặt cốc thử bắt cháy.

2.4.6 Độ ăn mòn tấm đồng

-H

Ó

A

Ăn m n tấm đ ng thể hiện sự có mặt của lưu hu nh trong m u thử.

Quy trình xác

nh:

-L

Ý

Rửa sạch tấm đ ng bằng dung môi dễ bay hơi (Aceton) không có lưu hu nh.

ÁN

Thấm khô tấm đ ng bằng bông hoặc giấy lọc.

TO

Dùng cặp gắp hoặc lót tay b ng giấy lọc cho tấm đ ng vào ống thử nghiệm. Cho

ÀN

m u thử nghiệm vào ống nghiệm đến ngập tấm đ ng. Nếu ống thử nghiệm hở thì cho

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

định nhiệt độ chớp cháy cốc kín. Ch khác ở ch : nhiệt độ chớp cháy cốc kín được

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Quy trình xác định của nhiệt độ chớp cháy cốc hở tương tự như quy trình xác

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

, xác định bằng thiết bị chớp cháy cốc hở.

.Q

Theo ASTM D

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Nhiệt độ chớp cháy cốc hở

D

IỄ N

Đ

ống vào rọ r i nhúng nó vào th ng điều nhiệt, giữ ở nhiệt độ theo quy định của đối tượng thử nghiệm. Điều kiện thử nghiệm về thời gian, nhiệt độ, kín hoặc hở tùy thuộc

vào t ng sản ph m.

Kết thúc lấy tấm đ ng ra, d ng dung môi rửa tấm đ ng, thấm khô cho vào ống nghiệm dẹt để so sánh với bản chu n ăn m n.

77 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

2.4.7 Màu sắc Xác định theo ASTM - D1500.

Ơ

nhau về khoảng nhiệt độ sôi, mức độ tinh luyện trong quá trình chế biến. Màu của

N

Sự khác nhau về màu sắc của các sản ph m dầu mỏ có ngu n gốc t sự khác

N

H

các sản ph m dầu mỏ rất khác nhau: t trong suốt đến săm màu hoặc đen kịt.

Y

Các phương pháp so màu đều dựa trên cơ sở so sánh bằng mắt thường, lượng

, – 8,0.

N

G

r i so sánh với màu của các đ a thủy tinh màu có giá trị t

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

Phương pháp xác định màu của các sản ph m dầu mỏ được sử dụng chủ yếu cho

TR ẦN

các mục đính kiểm tra trong quá trình sản xuất và đối với người tiêu d ng thì màu dầu cũng không phải là một ch tiêu quan trọng vì người ta có thể nhìn thấy được.

B

2.4.8 Xử lý cảm quan phân đoạn diezel

10 00

Mục đích của quá trình này là cải thiện màu và m i dầu. Đây là biện pháp xử

A

lý dầu theo phương pháp hóa lý. Các chất hấp phụ sử dụng có bề mặt riêng rất lớn,

Ó

c vài trăm m2 g, có thể d ng silicagel, oxyt nhôm, đất sét. Mục đích của quá trình

-H

này là cải thiện màu dầu và tách lần cuối c ng các hợp chất không bền, các hợp chất

-L

Ý

tạo màu dầu. Các hợp chất chứa oxy (axit hữu cơ, este,…) là những chất dễ bị hấp

ÁN

phụ, các hydrocacbon no hầu như không bị hấp phụ

Cơ sở của phương pháp này là dùng chất hấp phụ để thu hút các chất linh động

ÀN

TO

 Cơ sở của phƣơng pháp:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

Người ta d ng một ngu n sáng tiêu chu n, c n m u được đặt trong bu ng thử

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

dầu mỏ) thì phương pháp thử là phép xác định bằng mắt.

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

truyền qua một trong số dãy kính màu. Theo ASTM - D1500 (màu của các sản ph m

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

ánh sáng truyền qua một bề dày của một loại sản ph m dầu mỏ với lượng ánh sáng

D

IỄ N

Đ

như: khí, lỏng, ion... trên bề mặt của nó. Trong thực tế thì để thu được diesel sạch thì

cũng được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc và lọc qua chất hấp phụ.

Các chất hấp phụ được sử dụng là: than hoạt tính, silicagen, Al2O3 và đất sét trắng...

78 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất hấp thụ: Có thể kể tới đó là: ề mặt tiếp xúc giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ, kích hấp phụ, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc, lượng chất hấp phụ…

H

Ơ

Đối với quá trình tinh chế Diesel này chất hấp phụ được sử dụng là bentonit.

N

thước và hình dạng của mao quản, kích thước và cấu trúc hình dạng của chất được

N

Qua nhận xét ban đầu nguyên nhân d n tới màu của dầu bị đỏ th m và tối dần

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

do có các hợp chất của lưu hu nh. Nên khi được xử lý bằng bentonit chất lượng của diesel được cải thiện một cách đáng kể.

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

trình này là đất sét). D ng máy hút chân không để quá trình lọc diễn ra nhanh hơn.

H Ư

Thực hiện quá trình khoảng vài ba lần. Sau đó sản ph m được đme đi phân tích các

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Ý

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

ch tiêu để so sánh với phân đoạn diezel thu được t quá trình chưng cất phân đoạn.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

ở dưới có lót các miếng giấy lọc và phía trên là lớp chất hấp phụ (sử dụng cho quá

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Các phân đoạn diezel t quá trình chưng cất phân đoạn được cho vào phễu lọc

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

màu khi để lâu là do có các hợp chất oxit của Nitơ. C n nguyên nhân gây ra m i là

79 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Khảo sát nguyên liệu

3.1.

H

Ơ

đích t ng hợp. Đó là loại dầu Tường An( nhà hàng Sông Trà) và dầu Cái Lân( nhà

N

Trong quá trình thu gom nguyên liệu, có hai ngu n được sử dụng cho mục

N

hàng Mỹ Trà), đây là ngu n rất lớn vì đây là hai nhà hàng lớn tại Quảng Ngãi. Thường

TP

để đưa ra phương án t ng hợp tốt nhất.

H Ư

N

Bảng 3.1. Các chỉ số hoá lý của dầu nguyên liệu

T trọng

Dầu ăn phế thải

g/cm3

50

Cst

180

-

Ch số axit

1.8

mgKOH/g

Ch số iod

Điểm chớp cháy

117

oC

Điểm v n đục

20

oC

Điểm chảy

23

oC

Hàm lượng nước

Vết

% tt

Cặn cacbon

0.3

% KL

Độ ăn m n tấm đ ng

3A

-

Điểm đông đặc

17

oC

-L

Ý

-H

Ó

19.8

ÁN TO ÀN Đ

gm u

mgI2

A

10 00

Ch số xà ph ng

B

0.89

Độ nhớt 4 oC

IỄ N

Đơn vị

TR ẦN

Tính chất

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

quả như sau:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Qua quá trình thực nghiệm nghiên cứu nhóm chúng tôi thu được một số kết

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

tốt trong quá trình nghiên cứu thì phải xử lí và kiểm tra các ch tiêu của nguyên liệu

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

hỗn hợp bao g m nhiều thành phần, chưa được phân loại. Vì vậy để đạt được kết quả

Dựa vào kết quả kiểm nghiệm, có thể thấy dầu nguyên liệu chứa nhiều acid béo có mạch cacbon dài nên chúng có độ nhớt và khối lượng cao hơn so với dầu chưa sử dụng. Nguyên nhân là do sau thời gian sử dụng thì dầu ăn đã bị biến tính

80 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

khi làm việc ở nhiệt độ cao và có thêm các thành phần khác của thức ăn trong quá trình sử dụng đã tan l n trong dầu. Độ nhớt tương đối cao sẽ gây ra khó khăn trong việc t ng hợp biodiesel.

Ơ

N

Nhiệt độ này cho thấy lượng acid béo ở mức trung bình có thể ph hợp với điều

H

điểm thuận lợi cho quá trình khuấy trộn và gia nhiệt để kiểm tra các ch tiêu khác.

N

Điểm v n đục và điểm chảy nằm dưới mức nhiệt độ ph ng, vì thế đây là một

có mạch cacbon rất dài.

N

gây ảnh hưởng đến khả năng ăn m n và khả năng tạo bọt ít. Khả năng xà ph ng hóa

H Ư

thấp( ch số xà ph ng tương đối thấp).

TR ẦN

Ngoài ra c n các ch tiêu khác như hàm lượng nước, hàm lượng cacbon có trong dầu tương đối ít nên cũng rất thuận lợi trong quá trình xử lí nguyên liệu cho

10 00

B

các giai đoạn sau.

Độ ăn m n tấm đ ng ở ngoài mức cho phép của dầu, đánh giá hàm lượng lưu %, không có lợi

A

hu nh có trong dầu. Với mức A thì lượng lưu hu nh lớn hơn .

-H

Ó

trong nhiên liệu nên cần phải giảm hàm lượng này.

Ý

Mặt khác, ta thấy nhiệt chớp cháy của dầu này cháy ở nhiệt độ rất cao để ph

-L

hợp với điều kiện sử dụng của nó. Đây là một thuận lợi về an toàn cháy n trong

ÁN

quá trình sử dụng dầu ăn thải làm nhiên liệu.

IỄ N

Đ

ÀN

TO

3.2.

Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình cracking xúc tác dầu ăn thải:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

nên có thể sau khi t ng hợp thì lượng này rất nhỏ không

G

lượng acid tự do nhỏ hơn

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Các ch số acid, iod hay xà ph ng có thể đánh giá lượng este có trong dầu, hàm

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

tự như vậy thì điểm đông đặc cũng cho thấy r hơn bản chất của dầu nguyên liệu là

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

kiện phản ứng để đạt được điểm chảy và điểm v n đục theo yêu sản ph m. Tương

Dầu ăn thải sau khi được xử lí bằng các phương pháp vật lí và hóa học thì sẽ

được đưa vào bình phản ứng để trộn với xúc tác, khuấy đều trong khoảng

phút.

Sau đó, cho hỗn hợp nguyên liệu và xúc tác này vào thiết bị cracking, và tiến hành khảo sát các thông số: nhiệt độ, hàm lượng xúc tác của quá trình cracking xúc tác quy mô

ml m ( lít m ).

81 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

3.2.1. Nhiệt độ phản ứng Thời gian và hàm lượng xúc tác được giữ cố định để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất sản ph m lỏng của quá trình. Tiến hành quá trình cracking xúc ml, ở các nhiệt độ

o

C, 380 oC, 400 oC, 420 oC,

H

Ơ

450 oC, 480 oC; với cùng khoảng thời gian phản ứng là 1,5h và lượng xúc tác là 10%

N

tác với lượng nguyên liệu là

Y

N

khối lượng nguyên liệu. Với mỗi nhiệt độ thu được kết quả như sau:

55

66,5

72,5

82,5

78

Sản ph m khí (%)

10.5

12

12.5

13

14

16,5

Sản ph m cặn (%)

43.5

33

21

14.5

3.5

5,5

Độ chuyển hóa (%)

56.5

67

79

85,5

96.5

94,5

Hiệu suất quá trình

46

55

66.5

72,5

82.5

78

N

H Ư khí

10 00

B

cặn

90 80

Ó

A

70

- Lhiệu suất Ý -H

60 50 40 20 10 0

320

340

Đ

360

380

400

420

440

460

480

500

nhiệt độ

ÀN

TO

ÁN

30

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

46

lỏng

480 oC MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Sản ph m lỏng (%)

(%)

450 oC

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

420 oC

Hình 3.1. ồ th bi u di n sự ph thuộc của sản ph m theo nhiệt ộ

IỄ N D

TP

400 oC

Đ ẠO

380 oC

TR ẦN

http://daykemquynhon.ucoz.com

350 oC

G

Nhiệt độ

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

U

Bảng 3.2. Lượng sản phẩm thu được ở các nhiệt độ khác nhau

Qua quá trình khảo sát, nhận thấy khi nhiệt độ phản ứng tăng t 4000C – 4200C thì độ chuyển hóa của quá trình tăng tương ứng t 79% lên 85,5%, hiệu suất thu lỏng tăng t

, % lên

, %. Khi nhiệt độ phản ứng là 4

lớn nhất 8 , % và đạt hiệu suất chuyển hóa là

C thì hiệu suất thu lỏng là

0

, %. Khi nhiệt độ tăng lên 48 0C

82 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

thì hiệu suất thu lỏng giảm ch c n 8%, lượng sản ph m khí của quá trình tăng lên là

, %. Có thể giải thích kết quả này như sau: Ở nhiệt độ thấp độ chuyển hóa và

lượng sản ph m lỏng thu được là thấp, khi nhiệt độ tăng ta thấy, độ chuyển hóa của

H

Ơ

sản ph m lỏng thu được sẽ giảm. Đ ng thời, khi nhiệt độ tăng thì xảy ra quá trình

N

quá trình tăng, lượng sản ph m lỏng cũng tăng, nhưng qua giá trị nhiệt độ tối ưu lượng

N

cracking sâu d n đến tăng lượng sản ph m khí, và hiệu suất thu sản ph m lỏng thấp

TP

vượt mức giới hạn cân bằng của phản ứng.

H Ư

N

3.2.2. Khảo sát hàm lượng xúc tác

Sau khi tiến hành khảo sát điều kiện nhiệt độ phản ứng cracking xúc tác,chúng

TR ẦN

tôi tiếp tục khảo sát hàm lượng xúc tác FCC ảnh hưởng như thế nào đến khả năng phản ứng. Nhiệt độ và thời gian cho mỗi phản ứng được giữ cố định để khảo sát ảnh

10 00

B

hưởng của hàm lượng xúc tác đến hiệu suất thu lỏng của quá trình. Tiến hành phản ứng với lượng nguyên liệu là 1000 ml, với các hàm lượng xúc tác lần lượt là 1%; 5%;

A

7%; 10%; 12%, 15% ở cùng một nhiệt độ 4500C và trong cùng một khoảng thời gian

-H

Ó

là , h. Quá trình thực nghiệm thu được kết quả như sau:

Ý

Bảng 3.3. Lượng sản phẩm thu được với các hàm lượng xúc tác khác nhau

ÁN

-L

Hàm lượng xúc tác (% khối lượng) 5

7

10

12

15

Sản ph m lỏng (%)

60

64,5

72,0

85,5

82,0

79,0

Sản ph m khí (%)

5

6,5

8,0

10

12,5

13,5

Sản ph m cặn (%)

35

29

20

4,5

5,5

7,5

Độ chuyển hóa (%)

65

71

80

95,5

94,5

92,5

Hiệu suất quá trình

60

64,5

72,0

85,5

82,0

79,0

IỄ N

Đ

ÀN

TO

1

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

C là nhiệt độ phản ứng tối ưu nhất.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

o

G

chuyển hóa dầu ăn thải ở 4

Đ ẠO

T thực nghiệm và kết quả cho thấy nhiệt độ xảy ra phản ứng cracking xúc tác

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

.Q

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

hóa thì lượng lỏng thu được sẽ giảm là do nó bị phân tách thành sản ph m khí, tức

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

hơn, điều này là không mong muốn. Tuy nhiên khi vượt quá giới hạn nhiệt độ chuyển

(%)

83 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

khí

lỏng

rắn

90 80 70

N Ơ H

50

N

40 30

Y 4

6

10

8

12

% XÚC TÁC

14

16

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Hình 3.2. ồ th bi u di n sự ph thuộc của sản ph m theo hàm lượng x c tác

H Ư

T những số liệu trên ta nhận thấy, khi hàm lượng xúc tác tăng t lên

%. Ở hàm lượng xúc tác

% thì hiệu suất thu lỏng là lớn nhất đạt 8 , %

, %. Khi tăng hàm lượng xúc tác lên

% thì hiệu suất

B

và độ chuyển hóa lên đến

% lên 8 % và hiệu suất thu lỏng tăng t

TR ẦN

% thì độ chuyển hóa tăng tương ứng t

% lên đến

10 00

thu lỏng lại giảm, lượng khí thu được tăng lên. Điều này được giải thích như sau: Khi hàm lượng xúc tác thấp quá trình cracking xảy ra không triệt để do hàm lượng xúc

Ó

A

tác không đủ, d n đến độ chuyển hóa của quá trình và lượng sản ph m lỏng thu được

-H

là thấp. Khi hàm lượng xúc tác cao hơn quá trình cracking diễn ra mạnh mẽ hơn, độ

Ý

chuyển hóa cũng như lượng sản ph m lỏng đều tăng. Nhưng khi hàm lượng xúc tác

-L

cao quá điểm tối ưu, quá trình tạo nhiều sản ph m khí hơn, lượng sản ph m lỏng thu

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

được giảm.

T thực nghiệm và kết quả chọn ra hàm lượng xúc tác phản ứng cracking là

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

2

Đ ẠO

0

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

0

TP

10

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

U

20

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

HIỆU SUẤT

60

% khối lượng nguyên liệu.

3.2.3 Khảo sát điều kiện thời gian phản ứng Sau khi xác định được nhiệt độ phản ứng và hàm lượng xúc tác của quá trình

cracking, tiến hành khảo sát theo thời gian để tìm ra khoảng thời gian phản ứng thích hợp nhất. Tiến hành phản ứng ở các thời gian khác nhau là 60 phút; 90 phút, 120 phút

84 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

và

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

phút ở c ng nhiệt độ 4

0

C và hàm lượng xúc tác là

%. Kết quả thu được

như sau: Bảng 3.4. Sự phụ thuộc của sản phẩm theo thời gian phản ứng

N

120 phút

150 phút

Sản ph m lỏng (%)

67,5

85,0

79,0

76,0

Sản ph m khí (%)

7,5

8,0

8,5

Sản ph m cặn (%)

25

7

12,5

Độ chuyển hóa (%)

75,0

93,0

87,5

Hiệu suất quá trình (%)

67,5

85,0

N

Y https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

76,0

70 60

B

50

10 00

40 30

Ó

A

20

-H

10

70

90

110

ÁN

130

150

170

thời gian

-L

Ý

50

khí

lỏng

cặn

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Hình 3.3. ồ th bi u di n sự ph thuộc của sản ph m theo th i gian phản ứng

Qua các thí nghiệm nhận thấy, khi tăng thời gian của quá trình t

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

79,0

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U .Q

TP

Đ ẠO

86,5

TR ẦN

80

Hiệu suất

13,5

H Ư

90

0

10,5

N

100

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

Ơ

90 phút

H

60 phút

G

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Thời gian

phút lên

90 phút thì hiệu suất của quá trình tăng lên rất nhanh t 67,5% lên 85,0% và độ chuyển hóa cũng tăng theo t 75,0% lên 93%. Khi tăng thời gian t 90 phút lên 120 phút hiệu suất thu lỏng giảm, trong khi đó thì lượng khí của quá trình tăng lên t 8% lên 8, %.

Tiếp theo là khi tăng t

phút đến

phút thì nó cũng cho số liệu tương tự như

trên. Điều này được giải thích như sau: Khi thời gian phản ứng nhỏ độ chuyển hóa và

85 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

lượng sản ph m lỏng thu được là thấp, do không đủ thời gian để các phản ứng xảy ra nên ch một lượng nhỏ nguyên liệu được chuyển hóa thành sản ph m. Khi thời gian tăng, độ chuyển hóa cũng như hiệu suất thu sản ph m lỏng tăng tương ứng. Nhưng phút lên

phút thì độ chuyển hóa của quá trình

H

Ơ

v n tăng, nhưng hiệu suất tạo sản ph m lỏng gần như không tăng, quá trình lúc này

N

khi tăng thời gian phản ứng t

gian cho quá trình là 90 phút.

Lương nguyên liệu :

lít dầu ăn thải.

-

Hàm lượng xúc tác:

%.

-

Nhiệt độ phản ứng: 4500C.

-

Thời gian phản ứng:

10 00

B

TR ẦN

-

H Ư

dầu ăn thải thành sản ph m xanh như sau:

N

số liệu nhóm chung tôi đã rút ra được điều kiện tối ưu nhất cho quá trình chuyển hóa

phút.

Xác định các chỉ tiêu của sản phẩm sau cracking

Ó

A

3.3

-H

Để đánh giá hiệu quả ban đầu của quá trình cracking xúc tác dầu ăn thải, chúng

Ý

tôi tiến hành xác định một số ch tiêu như là độ nhớt và cảm quan về màu sắc đối với

-L

những m u sản ph m đã lựa chọn là m u 1, m u 2, m u 3 và m u 4, thu được các kết

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

quả như sau:

Bảng 3.5: Các chỉ tiêu của sản phẩm sau cracking Ch tiêu

M u

M u

M u

M u4

Độ nhớt(cSt)

5.12

5.1

4.93

5

Điểm v n đục(oC)

18

17

16.5

17.2

Ch số acid (mgKOH g m u)

0.32

0.3

0.28

0.29

0.86

0.85

0.84

0.85

T trọng d

20 4

Màu sắc

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

tác với quy mô 1 lít m đã thu được các kết quả như trên. Sau quá trình phân tích các

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Qua quá trình thực nghiệm nghiên cứu các thông số của quá trình cracking xúc

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Do mục đích của quá trình là tối ưu sản ph m lỏng, nên quyết định chọn thời

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

phản ứng lâu d n đến các sản ph m bị b thành các phân tử mạch ngắn hơn.

N

ch sinh ra sản ph m khí là chủ yếu. Điều này là do thời gian lưu của sản ph m trong

S m màu

86 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Nhận xét: so với tiêu chuân của DO thì các sản ph m sau khi Cracking có t trọng và độ nhớt đều cao hơn. Tuy nhiên nó đã giảm đáng kể so với m nguyên liệu ban đầu, chứng tỏ hiệu quả phản ứng rất cao. Hàm lượng acid tự do đã chuyển hóa

H

Ơ

m n và tính mất n định sau này. Điểm đông đặc cũng giảm đáng kể, vì thế nó giải

N

gần hết và đạt tiêu chu n quy định, đây là một giá trị quan trọng để đánh giá độ ăn

N

quyết được vấn đề lớn của dầu thực vật là chống đóng rắn ở nhiệt độ môi trường trong

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

Giải thích: theo lý thuyết hữu cơ, nếu c ng một mạch chiều dài thì hydrocacbon thì nó có khối lượng phân tử và nhiệt độ sôi thấp hơi d n xuất của nó.

Sản ph m t quá trình cracking được đem đi chưng cất phân đoạn để thu các phân đoạn sản ph m t dưới

C( bao g m cả xăng và kerozen) và thu diesel nằm

B

o

10 00

trong khoảng nhiệt độ sôi

C- 3500C. Tiến hành chưng cất phân đoạn với

m u

o

Ó

A

thu được kết quả như sau:

M u

M u

M u

M u4

M u

5

6

8

8.5

7.5

13

18

25

22

20

58

65

67

75

68

Ý

Phân đoạn

-H

Bảng 3.6: Kết quả chưng cất phân đoạn (mẫu 1 – mẫu 5)

-L

Xăng %

ÁN

(40 – 1800C)

Đ

ÀN

TO

Kerozen %

IỄ N D

TR ẦN

3.4 Chƣng cất thành phần phân đoạn

H Ư

trị ch tiêu này nằm trên so với chu n của DO.

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

cách hiệu quả, tuy nhiên nó v n c n chứa các hợp chất lớn hơn C 20 cho nên các giá

(180 – 2500C) Diezel % (250 – 3500C)

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

G

trong quá trình phản ứng cracking kết hợp với xúc tác đã bẽ gãy các mạch dài một

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Hợp chất có khối lượng phân tử lớn sẽ có độ nhớt và nhiệt độ sôi cao hơn. Hơn nữa,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

việc ứng dụng làm nhiên liệu.

Tất cả các m u đều ở c ng một điều kiện phản ứng.

Nhận xét: T bảng kết quả chưng cất phân đoạn ta thấy, phân đoạn Diezel chiếm một lượng lớn trong sản ph m lỏng của quá trình chưng cất, khoảng 58– 75%.

87 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Trong khi đó, phân đoạn hai phân đoạn c n lại chiếm t lệ khá thấp, xăng chiếm khoảng

– 8. % và kerozen chiếm t

-25%.

chính của đế tài là tạo ra lượng phân đoạn Diezel tối ưu. Và khoảng nhiệt độ nghiên

H

Ơ

cứu cũng khá ph hợp với mục đích nghiên cứu. Theo như những ngu n tài liệu

N

Nhìn chung, xúc tác sử dụng cho nghiên cứu này là khá phù hợp với mục đích

N

nghiên cứu đã công bố trước đó thì việc tiến hành cracking xúc tác trong khoảng nhiệt

TP

Quá trình cracking ban đầu đã thu được kết quả mong muốn là hiệu suất Diezel

Cơ sở của phương pháp này là dùng chất hấp phụ để thu hút các chất linh động

B

như: khí, lỏng, ion... trên bề mặt của nó. Trong thực tế thì để thu được diesel sạch thì

10 00

cũng được thực hiện bằng cách cho tiếp xúc và lọc qua chất hấp phụ.

Các chất hấp phụ được sử dụng là: than hoạt tính, silicagen, Al 2O3 và đất sét

Ó

A

trắng...

-H

 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất hấp thụ:

-L

Ý

Có thể kể tới đó là: ề mặt tiếp xúc giữa chất hấp phụ và chất bị hấp phụ, kích

ÁN

thước và hình dạng của mao quản, kích thước và cấu trúc hình dạng của chất được

IỄ N

Đ

ÀN

TO

hấp phụ, nhiệt độ, thời gian tiếp xúc, lượng chất hấp phụ… Đối với quá trình tinh chế Diesel này chất hấp phụ được sử dụng là bentonit.

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

TR ẦN

 Cơ sở của phương pháp:

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

N

Phƣơng pháp hấp phụ bằng bentonit để khử màu và mùi sản phẩm diesel

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

3.5

G

với quy định hiện hành về Diezel hiện nay ở Việt Nam.

Đ ẠO

khá cao, nhưng cần tiến hành phân tích đánh giá các ch tiêu của phân đoạn Diezel so

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

– 5500C thì quá trình cho hiệu suất phân đoạn xăng là lớn nhất.

.Q

nhiệt độ 4

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

D

U

Y

độ 8 – 4700C thì sẽ tạo hiệu suất phân đoạn Diezel cao nhất nhất, và trong khoảng

Quy trình hấp thụ: theo một số nghiên cứu về khả năng hấp thụ của bentonite

để xử lí dầu của viện dầu khí quốc gia Việt nam thì cứ xử lí được

g bentonite sau hoạt hóa sẽ

g dầu. Trên cở sở đó chúng tôi đã tiến hành xử lí màu và m i của sản

ph m trong phân đoạn diesel, sau khi trộn hỗn hợp dầu và bentonite theo t lệ như trên( kết hợp khuấy) sau thời gian h, đem lọc và so sánh màu, m i với sản ph m trước khi xử lí.

88 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Qua nhận xét ban đầu nguyên nhân d n tới màu của dầu bị đỏ th m và tối dần màu khi để lâu là do có các hợp chất oxit của Nitơ. C n nguyên nhân gây ra m i là do có các hợp chất của lưu hu nh. Nên khi được xử lý bằng bentonit chất lượng của

N

diesel được cải thiện một cách đáng kể. Màu sáng hơn và m i cũng giảm độ n ng

ÁN TO

Chỉ tiêu

Mẫu 1

Mẫu 2

Mẫu 3

Mẫu 4

Mẫu 5

T trọng d154

0.81

0,84

0,82

0,83

0,82

Độ nhớt, cst

3.54

4.05

3.6

3.85

3.7

Điểm chớp cháy, oC

70

65

68

67.5

70

Độ ăn m n tấm đ ng

1A

2A

1A

1A

1A

Điểm chảy, oC

<0

1

<0

0

<0

Điểm v n đục, oC

0

3

4

6

5

ÀN Đ

Bảng 3.7 Tính chất hoá lý của mẫu DO

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

Tính chất hoá lý của mẫu diesel

3.6.

IỄ N D

-L

Ý

Hình 3.4. Kết quả sử lý màu bằng bentonit của sản ph m phân oạn diesel qua các lần lọc

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

-H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

G

Đ ẠO

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

U

Y

N

H

Ơ

hơn.

89 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

Hàm lượng nước,% tt Ch số acid, mgKOH g m u Cặn cacbon,% KL

Vết

Vết

Vết

Vết

Vết

0.11

0.25

0.16

0.23

0.19

0.01

0.023

0.015

0.02

0.018

H

Ơ

Các ch tiêu đối với các m u thu được đều nằm trong khoảng cho phép theo TCVN.

N

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

%kl

0,5

1,0

%tt

370

370

oC

60

50

D445

cSt (mm2/s)

1,8 – 5,0

1,8 – 5,0

D198/TCVN - 6324

%kl

0,3

0,3

oC

+5

+5

+9

+9

0,01

0,01

0,05

0,05

n-1

n-1

D96/TCVN2693 – 95

B 10 00

Độ nhớt động học o

-H

Ó

A

40 C Điểm đông đặc

G

TCVN2698 – 95

TR ẦN

%, max

%, max

N

http://daykemquynhon.ucoz.com

D129, D2622

D94/TCVN3753 - 95

Ý

Phía bắc

-L

Phía nam

ÁN

Hàm lượng tro, max

D492/TCVN2690-95

ÀN

TO

Nước và tạp chất cơ

Đ

Ăn m n miếng đ ng ở 3h/50oC, max

%tt

D130/TCVN2694-95

Nhựa thực tế

TCVN3178-79

mg/100ml

D

IỄ N

D2709

học, max

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

45

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

50

max

Cặn cacbon

U DO 1% S

Hàm lượng lưu hu nh,

kín, min

TP

DO 0,5% S

D976

Điểm chớp cháy cốc

Mức quy định MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

ASTM/TCVN

Ch số cetan, min

Nhiệt độ cất

Đơn vị

Đ ẠO

Phƣơng pháp thử

Chỉ tiêu

H Ư

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

Bảng 3.8. Tiêu chuẩn nhiên liệu diesel

.Q

So sánh các tiêu chuẩn của diesel ở Việt Nam với mẫu biodiesel

Y

N

Khảo sát khả năng sử dụng của mẫu biodiesel

3.7.

90 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian gần

tháng nghiên cứu và học hỏi đã t ng bước hoàn

Ơ

1. Tìm hiểu về dầu ăn thải nói chung và dầu thải động cơ diezel nói riêng,

N

thành các nhiệm vụ đặt ra và thu được một số kết quả như sau:

H

thấy được tác hại và ảnh hưởng của nó đến môi trường. Phân tích được các khả năng

Y

N

sử dụng của các ngu n nguyên liệu thải này.

Thời gian:

phút.

TR ẦN

3. Xác định được hiệu suất phân đoạn diezel thu được sau khi ta chưng cất phân đoạn thành phần lỏng. Hiệu suất phân đoạn diezel thu được vào khoảng t % t sản ph m lỏng.

–

10 00

B

4. Xác định và đánh giá ch tiêu của phân đoạn diezel thu được.

Tuy nhiên, do thời gian không cho phép nên quá trình nghiên cứu còn có những

Ó

A

hạn chế. Nếu có thêm thời gian và điều kiện đ án sẽ tiếp nghiên cứu một số vấn đề

Ý

Nghiên cứu các loại xúc tác khác cho phản ứng cracking dầu thải động cơ

-L

-

-H

như sau:

Nghiên cứu các phương pháp khác xử lý màu và mùi của phân đoạn diezel

ÁN

diezel.

-

- Khảo sát hoạt tính xúc tác sau mỗi phản ứng.

- Nghiên cứu việc tái sinh xúc tác cho quá trình cracking.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

như quá trình hydrotreating (xử lý bằng hydro).

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

-

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Hàm lượng xúc tác: 10%.

Đ ẠO

-

G

Nhiệt độ: 4500C.

N

-

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

nghệ và tìm ra được điều kiện tối ưu để thực hiện cho thiết bị phản ứng lít m :

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

C – 480oC. Đã khảo sát chế độ công

o

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

để làm nhiên liệu cho động cơ diezel là:

.Q

U

2. Đã nghiên cứu và tìm ra được khoảng nhiệt độ cracking xúc tác dầu ăn thải

91 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. PGS.TS.Đinh Thị Ngọ (

8), Hóa học dầu mỏ và khí, Nhà xuất bản Khoa

H

Ơ

2. Bradshaw G.B., Mently W.C. (1994), “Preparation of detergents”, US Patent

N

học và Kỹ thuật

N

2, pp.366-844.

), Các sản ph m dầu mỏ và hóa dầu, Nhà xuất bản

G

5. Kiều Đình Kiểm (

H Ư

N

Khoa học và Kỹ thuật.

6. Đinh Thị Ngọ, Nguyễn Khánh Diệu H ng (

8), Nhiên liệu sạch và các quá

TR ẦN

trình xử lý trong hóa dầu, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.

7. www.vietbao.vn/

), “Nhiên liệu sinh học: nhìn từ nhiều phía”, Tạp chí

10 00

B

8. Phạm Công Tạc (

Công nghiệp hóa chất số , trang 7-9.

Ó

A

9. Gerhard Knothe, Jon Van Gerpen, Jurgen Krakl (2005), The biodiesel

-H

handbook, AOCS press.

Ý

10. Joshua Tickell (2002), From the fryer to the fuel tank – The complete guide

-L

to using vegetable oil as an alternative fuel, Joshua Tickell Publications New

ÁN

Orleans, Louisiana, America

IỄ N

Đ

ÀN

TO

11. Patnick K., Gallagher (2003), Handbook thermal analysis and calorimetry:

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

4. www.agbiotech.com.vn/

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

developing countries.

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

.Q

to 2020, Research and Information System for the Non – A ligned and other

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

U

Y

3. Kokichi Ito, Li Zhidong and Ryoichi Komiyama (2005), Asian enegy outlook

applications to inorganic and miscellaneous materials, volume 2, Elsevier.

12. Fangrui Ma, Milford A. Hanna (1999), “Biodiesel production: a review”, Bioresource Technology 70, pp.1-15.

13. Abdullah A., Basri MNH (2002), Selected reading on palm oil and its uses, Malaysia: PORIM.

92 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

14. Ayato Kawashima, Koh Matsubara, Katsuhisa Honda (2008), “Development of heterogeneous base catalysts for biodiesel production”, Biosoure

15. L.C. Meher, D. Vidya Sagar, S.N. Naik (

), “Technical aspects of

H

Ơ

biodiesel production by transesterification – a review ”, Renewable and

N

Technology 99, pp. 3439-3443.

Y

N

Sustainable Energy Reviews 10, pp.248-268.

G

modern diesel energy running on rapessed oil”, SAE Technical Paper 910848,

H Ư

N

Society of Automotive Engineer Warrendale, PA. 18. Hoàng Trọng Yêm (chủ biên) (

TR ẦN

Giáo dục.

), Hóa học hữu cơ, tập , Nhà xuất bản

19. Chen Hong Liang, Li YanShuo, Liu Jie & Yang WeiShen, Preparation and

10 00

B

pervaporation performance of high-quality silicalite-1 membranes, Sci China Ser B-Chem 50, 70-74, 2007.

Ó

A

20. Mansoor Kazemimoghadam, Toraj Mohammadi, Synthesis of MFI zeolite

-H

membranes for water desalination, Desalination 206, 547–553, 2007.

-L

Ý

21. Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2007.

22. Deju Wang, Zhongneng Liu, Hui Wang, Zaiku Xie, Yi Tang, Shape-

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

controlled synthesis of monolithic ZSM-5 zeolite with hierarchical structure and mechanical stability, Microporous and Mesoporous Materials 132, 428–

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

17. Hemmerlein et all (1991), “Performance exhaust emission and durability of

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

Montana State University Bozeman.

http://daykemquynhon.ucoz.com

D

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

biodiesel fuel, Western Transportation Institute College of Engeneering,

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

16. Christopher Strong, Charlie Ericksonand, Peepak Shukla (2004), Evalution of

434, 2010.

23. Thomas F. Degnan, Applications of zeolites in petroleum refining, Topics in Catalysis 13, 349–356, 2000.

24. Jennifer Holmgren, Refining Bio-feedstocks: Innovations for Renewable Diesel, Gasoline and Olefins, Technology & More, UOP LLC 2006.

93 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

https://twitter.com/daykemquynhon plus.google.com/+DạyKèmQuyNhơn

www.facebook.com/daykem.quynhon https://daykemquynhon.blogspot.com

25. Prof. Dr. A. Leipertz, Development of MFI-type Zeolite Coatings on SiSiC Ceramic Monoliths for Catalytic Applications, Erlangen, 21-32, 2007. anic, Andrea

Kleinova, Second generation diesel fuel from renewable sources, Journal of

H

Ơ

Cleaner Production 18, 917–926, 2010.

N

26. Jozef Mikulec , Jan Cvengros, Ludmila Jorıkova, Marek

Y

N

27. Jennifer Holmgren, Refining Bio-feedstocks: Innovations for Renewable

TP

Nơi bồi dưỡng kiến thức Toán - Lý - Hóa cho học sinh cấp 2+3 / Diễn Đàn Toán - Lý - Hóa Quy Nhơn 1000B Trần Hưng Đạo Tp.Quy Nhơn Tỉnh Bình Định

28. Wei Han, Yuxin Jia, Guoxing Xiong, Weishen Yang, Synthesis of

G

29. Charusiri, W. Catalytic Conversion of Used Vegetable Oil to Liquid Fuels

TR ẦN

University, Bangkok, Thailand, 2005.

H Ư

http://daykemquynhon.ucoz.com

N

over HZSM-5 and Sulfated Zirconia, Doctoral Dissertation, Chulalongkorn

30. Witchakorn Charusiri and Tharapong Vitidsant, Kinetic Study of Used Vegetable Oil to Liquid Fuels over Sulfated Zirconia, Department of Chemical

10 00

B

Technology, Faculty of Science, Chulalongkorn University, Bangkok 10330, Thailand, and Energy Research Institute, Chulalongkorn University, Bangkok

Ó

A

10330, Thailand.

-H

31. K.D. Maher, D.C. Bressler, Pyrolysis of triglyceride materials for the

Ý

production of renewable fuels and chemicals, Bioresource Technology 98,

-L

2351–2368, 2008.

ÁN

32. Eckehart Roland, Degussa AG, ZN Wolfgang, Zeolites, Hanau, 2005.

2005

34. D. D. L. Chung, Review: Acid aluminum phosphate for the binding and coating of materials, Journal of Materials Science 38 (2003) 2785 – 2791.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

33. Nguyễn Hữu Phú, Cracking xúc tác, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật,

https://daykemquynhonofficial.wordpress.com/blog/

method, Science and Technology of Advanced Materials 8, 101–105, 2007.

MỌI YÊU CẦU GỬI VỀ HỘP MAIL DAYKEMQUYNHONBUSINESS@GMAIL.COM HOTLINE : +84905779594 (MOBILE/ZALO)

Đ ẠO

hierarchical porous materials with ZSM-5 structures via template-free sol–gel

DẠY KÈM QUY NHƠN OFFICIAL ST&GT : Đ/C 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN

.Q

U

Diesel, Gasoline and Olefins, Technology & More, UOP LLC 2006.

94 Đóng góp PDF bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial