SảN XUấT BIODIESEL TRÊN CƠ Sở PHảN ứNG HDO
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.46 MB, 64 trang )
GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương
HVTH: Triệu Quang Tiến
Sản xuất biodiesel trên cơ sở phản
ứng HDO
Nội Dung trình bày
Giới thiệu
Biodiesel trên cơ sở HDO
Tính chất biodiesel từ quá trình HDO
Các nghiên cứu khoa học
Kết luận
2
Biodiesel trên c s HDOơ ở
GIỚI THIỆU
Biodiesel trên c s HDOơ ở
nhiên liệu hoá thạch
4
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Dầu mỏ ngày càng quan trọng khi công nghiêp phát triển.
Chủ yếu làm nhiên liệu hay nói khác đi là đang đốt nguồn năng lượng không thể tái tạo
nhiên liệu hoá thạch
5
nhiên liệu hoá thạch
6
nhiên liệu hoá thạch
7
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Ô nhiễm môi trường: các khí thải như CO
2
, hợp chất S, benzene…
Giá cả, an ninh năng lượng…
nhiên liệu sinh học - biodiesel
8
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Nhiên liệu đi từ nguồn gốc sinh học: bioethanol, biodiesel, biogas, nhằm giải quyết những vấn đề hiện tại
của nhiên liệu hoá thạch.
Biodiesel, người ta đã biết sử dụng đầu tiên từ thế kỷ trước. Theo đó, Rudolf Diesel chính là cha đẻ của
loại nhiên liệu này, khi ông dùng dầu lạc để làm nhiên liệu cho động cơ diesel (khi đó chưa có DO hoá
thạch)
Nghiên cứu biodiesel nhiều từ những năm 80 của thế kỷ 20
Biodiesel trên cơ sở phản ứng transesterification
9
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Quá trình sản xuất biodiesel thực tế là làm giảm độ nhớt của các triglyceride
Có nhiều phương pháp làm giảm độ nhớt của trglyceride:
phương pháp pha loãng (pha trực tiếp dầu thực vật vào diesel hoá thạch)
phương pháp nhủ hoá (nhủ hoá dầu thực vật với rượu),
phương pháp alcol phân (phản ứng transesterification) phương pháp được sữ dụng chủ yếu để sản xuất
biodiesel
Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fi(h level
Biodiesel trên cơ sở phản ứng transesterification
10
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Biodiesel đi từ phản ứng alcol phân: Biodiesel là monoalkyl ester của acid béo mạch dài có nguồn gốc từ
dầu thực vật hoặc mỡ động vật, được sử dụng cho động cơ diesel.
Biodiesel trên cơ sở phản ứng
transesterification
Biodiesel trên c s HDOơ ở
11
Xúc tác:
Đồng thể:
Xúc tác acid: H
2
SO
4
, p-toluensulfonic
Xúc tác base: KOH, NaOH
Dị Thể:
Acid rắn: MCM-41, ZnO
2
Base rắn:
ETS-10, ETS-4, NaOH/γ-Al
2
O
3
Biodiesel trên cơ sở phản ứng transesterification
12
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Hạn chế:
Độ nhớt còn tương đối cao (ảnh hưởng quá trình phun sương trong động cơ), tạo ra nhiều glycerol trong
phản ứng (liên quan đến việc xử lý chất này), dễ đông đặc ở nhiệt độ thấp (ảnh hưởng đến những nước có
khí hậu ôn đới), dễ bị hút ẩm (do có nguyên tố oxygen trong cấu trúc), nhiệt trị thấp…
Nhiên liệu sinh học trên cơ sở thực phẩm sẽ làm ảnh hưởng đến an ninh lương thực, do yếu tốt sinh lợi lớn
của nhiên liệu người ta sẽ có xu hướng chuyển sang trồng những loại cây để làm nhiên liệu và sẽ cạnh tranh
với cây lương thực .
Biodiesel thế hệ thứ 2
13
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Biodiesel thế hệ thứ 2 đi từ các sinh khối biomass (lignocellulocis biomass)
Có nhiều phương pháp:
Khí hoá FT Diesel
Thông qua quy trình HDO
Biodiesel thế hệ thứ 2
14
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Biodiesel có những hạn chế do trong thành phần có nhiều oxygenates
Quá trình xử lý HDO nhằm loại bỏ oxygen trên xúc tác và Hydro ở áp suất cao.
Nguyên liệu chủ yếu là biomass thông qua quá trình pyrolysis thành bio-oil, sau đó thông qua quá trình HDO để nâng
cấp thành biodiesel.
Biodiesel trên cơ sở HDO
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Cơ sở lý thuyết
16
Bio-oil để sản xuất biodiesel có hàm lượng oxy cao, có thể lên đến 50%:
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Cơ sở lý thuyết
17
Các chất chiếm thành phần chủ yếu trong bio-oil:
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Cơ sở lý thuyết
18
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Cơ sở lý thuyết
19
Năng lượng liên kết các liên kết oxy:
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Cơ sở lý thuyết
20
Quá trình chuyển hoá tổng quát:
Quy trình tổng quát:
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Cơ sở lý thuyết
21
HDO được thực hiện qua nhiều giai đoạn HDO.
Nếu đi dầu thực vật hay mỡ động vật thì quá trình sẽ đơn giản hơn, do không cần quá trình nhiệt phân
nhanh và chỉ cẩn HDO 1 lần
Thực hiện quá trình HDO: sản phẩm thu được sạch, độ nhớt giảm đáng kể (do tách oxy mạch bị đứt gãy).
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Cơ sở lý thuyết
22
Cơ chế phản ứng với nguyên liệu là bio-oil:
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Cơ sở lý thuyết
23
Lưu trình chuyển hoá của dầu thực vật:
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Cơ sở lý thuyết
24
Xúc tác cho phản ứng HDO:
Xúc tác cho phản ứng HDO cơ bản giống với HDS và HDN. Theo đó, thành phần xúc tác có thể là: NiCo/γ-
Al
2
O
3
, NiMo/ γ-Al
2
O
3
, CoMo/ γ-Al
2
O
3,
hay NiW/ γ-Al
2
O
3
, trong đó WO
3
hay MoO
3
là thành phần chính
NiO hay CoO là chất hoạt hoá (promotor).
Thành phần của các chất trong xúc tác tuỳ theo loại nguyên liệu, điều kiện công nghệ… Trong công nghiệp
thành phần của NiO và CoO vào khoảng 3-5% khối lượng xúc tác, WO
3
và MoO
3
vào khoảng 12-15% khối
lượng xúc tác.
Ngoài ra, hiện nay cũng đã có nhiều nghiên cứu trên nền xúc tác là zeolite như : HZSM-5, SUZ-4…
Biodiesel trên c s HDOơ ở
Cơ sở lý thuyết
25
Một số loại xúc tác đã thương mại hoá:
CoMo/ γ-Al
2
O
3
NiMo/ γ-Al
2
O
3
NiW/ γ-Al
2
O
3
Cyanamid HDS-16 Filtrol HPC-15 Nalco 474 Filtrol HPC-30 Harshaw HT-500E
Cyanamid HDS-
3A
Shell 454 Harshaw 4303E Nalco NT
Thành phần (%wt)
CoO hay NiO
5.7 3.1 3.5 2.8 4.1 3.3 5.2 6 5
WO
3
hay MoO
3
12.2 15 13.8 14.7 14.2 15 24 19 20
Diện tích bề mặt (g/m
2
)
176 181 284 190 213 176 157 152 215
Thể tích trống (cc/g)
0.43 0.55 0.61 0.56 0.53 0.6 0.38 0.54 0.38
Kích thước lỗ phân bố (%)
35 – 100 A dia
95 43 91 40 57 95 76 - -
100 – 200 A dia
3.5 56 2.4 58 33 1.4 23 - -
200 – 400 A dia
1.1 0.5 2.3 1.1 0.4 1 0.9 - -
Tỉ lệ nguyên tử
Co/(Co + Mo) Ni/(Ni + Mo) Ni/(Ni + W)
0.47 0.29 0.33 0.27 0.36 0.3 0.4 0.49 0.44
Biodiesel trên c s HDOơ ở
