TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
------------

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ PHÂN XƢỞNG TINH LUYỆN
CỒN PHA XĂNG
BẰNG PHƢƠNG PHÁP HẤP PHỤ

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

ThS. Vũ Trƣờng Sơn

Phạm Trung Du
MSSV: 2072134
Ngành: Công Nghệ Hóa Học - Khóa 33

Cần Thơ 05/2011


TRƢƠNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
------------------------------------------------Cần Thơ, ngày 14 tháng 01 năm 2011

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN
NĂM HỌC 2010 – 2011
1. Tên đề tài thực hiện:
Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng bằng phương pháp hấp phụ.
2. Họ và tên sinh viên thực hiện:
Họ tên sinh viên: Phạm Trung Du

Mã số sinh viên: 2072134

Ngành: Công Nghệ Hóa Học

Khóa: 33

3. Họ và tên cán bộ hƣớng dẫn:
ThS. Vũ Trƣờng Sơn - Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và
Sinh Học Ứng Dụng - Trƣờng Đại học Cần Thơ.
4. Mục tiêu của đề tài:
Tìm hiểu các quy trình sản xuất cồn tuyệt đối tiêu biểu.
Tính toán, thiết kế phân xƣởng sản xuất cồn tuyệt đối theo phƣơng pháp hấp phụ.
5. Các nội dung chính và giới hạn của đề tài:
5.1. Nội dung chính của đề tài:
Tìm hiểu quy trình công nghệ, thiết kế phân xƣởng tinh chế cồn tuyệt đối, tính
toán hiệu quả kinh tế đem lại khi sản xuất. Nội dung đề tài gồm các phần nhƣ sau:
 Mở đầu: Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài.
 Lập luận kinh tế và chọn địa điểm xây dựng.
 Tính chất của ethanol và các phƣơng pháp sản xuất ethanol.
 Thiết lập qui trình kỹ thuật.
 Tính và chọn các thiết bị chính phụ.
 Tính chi phí năng lƣợng.

 Thuyết minh về xây dựng
 Kiểm tra sản xuất, an toàn lao động và phòng tránh cháy.
 Tính kinh tế.
 Kết luận


5.2. Giới hạn của đề tài:
Do điều kiện về máy móc thiết bị và thời gian thục hiện đề tài tƣơng đối ngắn nên
không tránh khỏi sai số trong quá trình thí nghiệm, thu thập số liệu và tính toán.
6. Các yêu cầu hỗ trợ:
7. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài: 500.000 đồng

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Phạm Trung Du

DUYỆT CỦA BỘ MÔN

………………….

CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

ThS. Vũ Trƣờng Sơn

DUYỆT CỦA HĐLV & TLTN

……………………


Luận văn tốt nghiệp - CNHH


LỜI CẢM ƠN

Trong những năm học tập và ngồi trên ghế giảng
đƣờng dƣới sự giảng dạy và hƣớng dẫn tận tình của các
thầy, các cô trong trƣờng Đại Học Cần Thơ nói chung và
các thây cô trong bộ môn Khoa Công Nghệ nói riêng đã
chuẩn bị cho em những kiến thức cơ sở về mọi mặt và
ngành nghề.
Em chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm Khoa Công
Nghệ đã tạo cho em những cơ hội để học hỏi và khẳng định
mình trƣớc khi ra trƣờng.
Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới thầy Vũ Trƣờng
Sơn - ngƣời thầy đã tận tình hƣớng dẫn và tạo mọi điều kiện
giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài luận văn của
mình.
Em xin cảm ơn thầy cô trong bộ môn Công Nghệ
Hóa Học – Khoa Công Nghệ đã truyền đạt cho em những
kiến thức chuyên môn để em có đủ kiến thức về ngành nghề
trƣớc khi bƣớc đi làm việc.
Em cũng gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè trong
lớp Công Nghệ Hóa Học K33 đã giúp đỡ, động viên về tinh
thần vật chất và kiến thức để em có thể hoàn thành luận văn
này.
Cuối cùng, xin chúc sức khỏe tới tất cả các quý thầy
cô cùng tất cả các bạn sinh viên./.
Cần Thơ, ngày 17 tháng 04 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Phạm Trung Du


SVTH: Phạm Trung Du

Trang v


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

TRƢƠNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
------------------------------------------------Cần Thơ, ngày 14 tháng 01 năm 2011

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1. Họ và tên cán bộ hƣớng dẫn:
ThS. Vũ Trƣờng Sơn - Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp và
Sinh Học Ứng Dụng - Trƣờng Đại học Cần Thơ.
2. Tên đề tài thực hiện:
Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng bằng phương pháp hấp phụ.
3. Họ và tên sinh viên thực hiện:
Họ tên sinh viên: Phạm Trung Du

Mã số sinh viên: 2072134

Ngành: Công Nghệ Hóa Học

Khóa: 33

4. Nội dung nhận xét:

a. Nhận xét về hình thức LVTN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết đầy đủ):
Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Những vấn đề còn hạn chế:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

SVTH: Phạm Trung Du

Trang vi


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung
chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm nếu có):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

d. Kết luận, đề nghị và điểm:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

Cần Thơ, ngày ... tháng ... năm 2011
Cán bộ hƣớng dẫn

ThS. Vũ Trƣờng Sơn

SVTH: Phạm Trung Du

Trang vii


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

TRƢƠNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CÔNG NGHỆ
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
------------------------------------------------Cần Thơ, ngày 14 tháng 01 năm 2011

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
1. Cán bộ chấm phản biện:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Tên đề tài thực hiện:

Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng bằng phương pháp hấp phụ.
3. Họ và tên sinh viên thực hiện:
Họ tên sinh viên: Phạm Trung Du

Mã số sinh viên: 2072134

Ngành: Công Nghệ Hóa Học

Khóa: 33

4. Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức LVTN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
b. Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết đầy đủ):
Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Những vấn đề còn hạn chế:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

SVTH: Phạm Trung Du


Trang viii


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung
chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm nếu có):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
d. Kết luận, đề nghị và điểm:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

Cần Thơ, ngày ... tháng ... năm 2011
Cán bộ chấm phản biện

................................

SVTH: Phạm Trung Du

Trang ix


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

LỜI MỞ ĐẦU

Đã từ rất lâu, dầu mỏ luôn giữ một vai trò quan trọng trong chiến lƣợc phát
triển kinh tế của mỗi quốc gia. Hơn 90 % lƣợng dầu mỏ khai thác đƣợc phục vụ cho
nhu cầu năng lƣợng nhƣ xăng nhiên liệu, nhiên liệu phản lực, diesel, nhiên liệu đốt
lò… Có thể nói dầu mỏ là nền tảng của sự tăng trƣởng và phát triển kinh tế của bất
kì một quốc gia nào.
Trong những năm gần đây, với sự leo thang của giá xăng dầu gây nhiều tác
động tiêu cực đến nền kinh tế thế giới. Vì vậy việc tìm kiếm những nguồn năng
lƣợng sạch, có khả năng tái tạo để thay thế một phần xăng dầu trở thành một vấn đề
cấp thiết và đƣợc nhiều quốc gia quan tâm. Một trong những hƣớng đi hiệu quả là
sử dụng ethanol để pha vào xăng vừa làm tăng chỉ số octane, vừa làm giảm ô nhiễm
môi trƣờng nên xăng pha cồn ngày càng trở nên phổ biến trên toàn thế giới.
Hơn nữa, nƣớc ta là một nƣớc nông nghiệp có nguồn nguyên liệu để sản
xuất ethanol là rất phong phú. Việt Nam sở hữu hai đồng bằng rộng lớn là đồng
bằng Sông Hồng và đồng bằng Sông Cửu Long và miền trung thuận lợi cho trồng
sắn (khoai mì). Đây là những vùng nguyên liệu lí tƣởng, là tiền đề cho sự ra đời của
nhà máy sản xuất ethanol từ cellulose (rơm rạ…) và từ sắn.
Với những lí do nhƣ trên, đề tài “Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng
bằng phương pháp hấp phụ” là công đoạn cuối cùng của dây chuyền sản xuất cồn pha
xăng có ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng của loại nhiên liệu mới này và cũng là một
bƣớc đi ban đầu cho việc sản xuất ethanol nhiên liệu phục vụ cho nhu cầu năng
lƣợng ngày càng gia tăng ở nƣớc ta.

SVTH: Phạm Trung Du

Trang x


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

MỤC LỤC


CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU .................................................................................................1
1.1. Mục đích của đề tài ............................................................................................. 1
1.2. Những lợi ích của nhiên liệu sinh học (NLSH).................................................2
CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU ETHANOL VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP SẢN
XUẤT .............................................................................................................................. 4
2.1. Nguyên liệu Ethanol............................................................................................ 4
2.1.1. Khái niệm ......................................................................................................4
2.1.2. Tính chất vật lý ............................................................................................. 4
2.1.3. Tính chất hóa học ......................................................................................... 5
2.1.4. Một số phản ứng điều chế ............................................................................6
2.1.5. Ứng dụng của Ethanol .................................................................................7
2.1.6. Tác dụng của phụ gia Ethanol khi pha vào xăng ......................................8
2.1.7. Các chỉ tiêu chất lƣợng của xăng ethanol ..................................................9
2.1.8. Tình hình sản xuất ethanol trên thế giới hiện nay ..................................10
2.1.9. Tình hình sản xuất và khả năng sử dụng ethanol nhiên liệu ở nƣớc ta 11
2.2. Các công nghệ sản xuất ethanol ......................................................................13
2.2.1. Phƣơng pháp chƣng cất .............................................................................13
2.2.1.1. Phương pháp chưng đẳng phí (chưng trích ly): ....................................13
2.2.1.2. Chưng phân tử ....................................................................................... 14
2.2.2. Phƣơng pháp dùng chất hấp phụ chọn lọc – Zeolites ............................. 16
2.2.2.1. Giới thiệu về zeolites .............................................................................16
2.2.2.2. Quá trình hấp phụ .................................................................................18
2.2.2.3. Phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối bằng vật liệu hấp phụ chọn lọc ..20
2.2.3. Phƣơng pháp dùng các chất hút ẩm ......................................................... 24
2.2.4. Phƣơng pháp thẩm thấu qua màng .......................................................... 25
2.2.5. Phƣơng pháp kết hợp bốc hơi thẩm thấu và rây phân tử ...................... 27
2.2.6. Kết hợp chƣng cất và thẩm thấu qua màng ............................................27
CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH KỸ THUẬT ..................................................................30
SVTH: Phạm Trung Du


Trang xi


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

3.1. Thiết kế sơ đồ sản xuất .....................................................................................30
3.2. Nguyên tắc hoạt động ....................................................................................... 30
CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƢỢNG .........32
4.1. Kết quả thực nghiệm về phƣơng pháp hấp phụ sản xuất cồn bằng zeolites
3A ............................................................................................................................... 32
4.1.1. Các tính chất và các đại lƣợng nhiệt động của quá trình hấp phụ nƣớc
................................................................................................................................ 32
4.1.2. Các tính chất và các đại lƣợng nhiệt động của quá trình hấp phụ
ethanol ...................................................................................................................33
4.2. Tính toán cân bằng vật chất ............................................................................34
4.2.1. Tính toán quá trình hấp phụ .....................................................................34
4.2.2. Tính toán quá trình nhả hấp .....................................................................37
4.3. Tính toán cân bằng năng lƣợng .......................................................................40
4.3.1. Tính toán cho quá trình hấp phụ (1) ở 107,6 oC .....................................40
4.3.2. Tính toán cho quá trình làm nóng vật liệu (2) từ 107 oC ÷ 350 oC ........41
4.3.2.1. Tính nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ chất hấp phụ .............................. 42
4.3.2.2. Nhiệt lượng Q2W để để nâng lượng nước bị hấp phụ từ 107,6 ÷ 350 oC
............................................................................................................................ 42
4.3.2.3. Nhiệt lượng Q2E để nâng nhiệt của ethanol bị hấp phụ từ 107 ÷ 350 oC
............................................................................................................................ 42
4.3.3. Tính toán cho quá trình giải hấp (3) ........................................................ 43
4.3.4. Tính toán quá trình làm mát vật liệu (4) .................................................44
4.3.5. Tính toán quá trình cấp nhiệt nhả hấp phụ ............................................44
4.3.5.1. Tính nhiệt lượng do lượng khí N2 mang vào trong quá trình làm nóng

khối vật liệu lên nhiệt độ 350 oC ........................................................................45
4.3.5.2. Tính lượng nhiệt do N2 mang vào trong quá trình thực hiện quá trình
nhả hấp phụ ở 350 oC ......................................................................................... 45
4.3.5.3. Tính toán lượng N2 cần thiết cho quá trình nâng nhiệt độ của khối vật
liệu từ nhiệt độ 107 ÷ 350 oC..............................................................................45
4.3.5.4. Tính lượng N2 cần thiết để thực hiện quá trình nhả hấp phụ ................47
4.3.5.5. Tính tốc độ khí N2 trong quá trình nhả hấp phụ và làm nóng khối vật
liệu ...................................................................................................................... 48
SVTH: Phạm Trung Du

Trang xii


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

4.3.6. Tính toán lựa chọn lƣợng N2 để làm mát khối vật liệu trong quá trình
(4) ........................................................................................................................... 49
4.3.6.1. Lựa chọn tốc độ dòng khí để thực hiện quá trình làm mát khối vật liệu
............................................................................................................................ 49
4.3.6.2. Tính toán nhiệt độ trung bình của dòng khí N2 sau khi ra khỏi tháp
trong quá trình làm mát khối vật liệu .................................................................49
4.3.6.3. Tính toán nhiệt độ trung bình của dòng khí sau khi qua thiết bị trao đổi
nhiệt dòng khí nhả hấp phụ ................................................................................51
4.3.7. Tính toán lƣợng nƣớc làm mát .................................................................53
4.3.7.1. Tính nhiệt toả ra do hỗn hợp khí nhả toả ra sau khi làm lạnh ..............54
4.3.7.2. Tính toán tốc độ dòng nước làm mát.....................................................54
4.3.7.2. Tính toán lưu lượng dòng hơi nước quá nhiệt đi trong calorifier ........57
4.3.9. Tính toán cân bằng nhiệt lƣợng nồi hơi cung cấp ...................................58
4.3.9.1. Tính lượng nước cần thiết để đun trong nồi hơi ...................................58
4.3.9.2. Tính toán nhiệt lượng cần thiết nồi hơi cung cấp cho hơi nước ...........59

4.3.9.3. Tính lượng dầu cần cung cấp để đốt nồi hơi.........................................60
CHƢƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHỤ
.......................................................................................................................................62
5.1. Tính toán thiết bị chính ....................................................................................62
5.1.1. Chọn kích thƣớc thiết bị ............................................................................62
5.1.1.1. Tính vận tốc cho phép của dòng khí ...................................................... 62
5.1.1.2. Tính toán chiều cao vùng đệm ............................................................... 63
5.1.1.3. Tính tổn thấp áp suất qua lớp hạt ......................................................... 65
5.1.2. Tính chiều dày thân tháp...........................................................................67
5.1.3. Tính đáy và nắp tháp .................................................................................71
5.1.4. Chọn bích ghép thân, đáy và nắp ............................................................. 72
5.1.4.1. Bích ghép thân ....................................................................................... 72
5.1.4.2. Tai treo và chân đỡ................................................................................73
5.2. Tính toán và lựa chọn thiết bị phụ ..................................................................76
5.2.1. Tính bồn chứa nguyên liệu và sản phẩm .................................................76
5.2.1.1. Bồn chứa nguyên liệu ............................................................................76
SVTH: Phạm Trung Du

Trang xiii


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

5.2.1.2. Bồn chứa sản phẩm ...............................................................................76
5.2.2. Thiết bị trao đổi nhiệt ................................................................................77
5.2.2.1. Thiết bị truyền nhiệt loại vỏ bọc ngoài .................................................77
5.2.2.2. Thiết bị truyền nhiệt loại ống ................................................................ 78
5.2.2.3. Thiết bị truyền nhiệt loại tấm ................................................................ 82
5.2.2.4. Thiết bị truyền nhiệt loại xoắn ốc .......................................................... 82
5.2.2.5. Thiết bị truyền nhiệt loại ống có gân ....................................................83

5.2.2.6. So sánh và lựa chọn thiết bị trao nhiệt ..................................................83
5.2.3. Calorifier cấp nhiệt ....................................................................................84
5.2.3.1. Calorifier điện ....................................................................................... 85
5.2.3.2. Calorifier hơi nước – không khí ............................................................ 86
5.2.3.3. Calorifier khói – khí ..............................................................................87
5.2.3.4. Lựa chọn calorifier cấp nhiệt ................................................................ 88
5.2.3. Nồi hơi .........................................................................................................89
5.2.3.1. Lò hơi kiểu ống lò, ống lửa nằm ngang ................................................89
5.2.3.2. Lò hơi ống nước ....................................................................................90
5.2.4. Thiết bị ngƣng tụ ........................................................................................ 91
5.2.4.1. Ngưng tụ gián tiếp .................................................................................91
5.2.4.2. Lựa chọn thiết bị ngưng tụ ....................................................................92
5.2.5. Lựa chọn thiết bị lọc bụi ............................................................................93
5.2.5.1. Thiết bị đường lắng ...............................................................................93
5.2.5.2. Thiết bị buồng lắng................................................................................93
5.2.5.3. Xyclon lọc bụi ........................................................................................ 94
5.2.5.4. Thiết bị lọc tay áo ..................................................................................95
5.2.5.5. Thiết bị lọc kiểu vách ngăn....................................................................95
5.2.5.6. Một số thiết bị khác ...............................................................................96
5.2.5.7. Lựa chọn thiết bị ....................................................................................96
5.2.6. Lựa chọn bơm ............................................................................................. 97
5.2.6.1. Bơm vận chuyển chất lỏng ....................................................................97
5.2.6.1. Bơm vận chuyển chất khí .......................................................................97
SVTH: Phạm Trung Du

Trang xiv


Luận văn tốt nghiệp - CNHH


CHƢƠNG 6: XÂY DỰNG CÔNG NGHIỆP ..........................................................100
6.1. Xác định địa điểm xây dựng nhà máy ..........................................................100
6.1.1. Các cơ sở để xác định địa điểm xây dựng ..............................................100
6.1.2. Các yêu cầu đối với địa điểm xây dựng ..................................................101
6.1.2.1. Các yêu cầu chung ..............................................................................101
6.1.2.2. Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng .......................................................102
6.2. Thiết kế tổng mặt bằng ...................................................................................103
6.2.1. Các nhiệm vụ chính khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy ....................103
6.2.2. Các yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy ........................................103
6.2.3. Nguyên tắc phân vùng trong nhà máy ...................................................105
6.2.3.1. Vùng trước nhà máy ............................................................................105
6.2.3.2. Vùng sản xuất ......................................................................................105
6.2.3.3. Vùng các công trình phụ .....................................................................105
6.2.3.4. Vùng kho tàng và khu vực giao thông .................................................106
6.2.3.5. Ưu nhược điểm của phương pháp phân vùng .....................................106
6.2.4. Những căn cứ để sản xuất phân xƣởng sản xuất cồn tuyệt đối theo
phƣơng pháp hấp phụ zeolites ..........................................................................107
6.2.5. Tính toán và xác định kích thƣớc chính của các công trình trong nhà
máy ......................................................................................................................107
6.2.5.1. Vùng trước nhà máy ............................................................................107
6.2.5.2. Vùng sản xuất ......................................................................................108
6.2.5.3. Vùng các công trình phụ .....................................................................108
6.2.5.4. Vùng kho tàng và khu vực giao thông .................................................109
6.2.5.5. Tính hệ số KXD và KSD..........................................................................109
6.2.5.6. Cấu tạo các khối nhà ...........................................................................110
CHƢƠNG 7: TÍNH ĐIỆN - NƢỚC NHÀ MÁY ....................................................111
7.1. Điện...................................................................................................................111
7.1.1. Tính phụ tải chiếu sáng ...........................................................................111
7.1.2. Tính phụ tải động lực ...............................................................................113
7.1.3. Lƣợng điện tiêu thụ hàng năm của nhà máy .........................................113

7.1.3.1. Điện năng thắp sáng............................................................................113
SVTH: Phạm Trung Du

Trang xv


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

7.1.3.2. Điện năng cho phụ tải động lực ..........................................................113
7.1.3.3. Điện năng tiêu thụ toàn phân xưởng trong một năm ..........................114
7.2. Nƣớc .................................................................................................................114
7.2.1. Nƣớc sinh hoạt ..........................................................................................114
7.2.2. Nƣớc sản xuất ...........................................................................................114
CHƢƠNG 8: AN TOÀN LAO ĐỘNG ....................................................................115
8.1. Bảo vệ con ngƣời .............................................................................................115
8.2. Bảo dƣỡng thiết bị...........................................................................................115
8.2.1. Mở thiết bị (trƣớc khi tiếp cận) ..............................................................115
8.2.2. Tiếp cận thiết bị ........................................................................................116
8.3. Các chất độc hại ..............................................................................................116
8.3.1. Ethanol ......................................................................................................116
8.3.2. Nitơ ............................................................................................................116
8.3.3. Sơ cứu khi hít phải khí độc .....................................................................117
8.4. Hỏa hoạn ..........................................................................................................117
CHƢƠNG 9: TÍNH KINH TẾ .................................................................................118
9.1. Tóm lƣợc dự án ...............................................................................................118
9.2. Kế hoạch sản xuất ...........................................................................................118
9.2.1. Kế hoạch sản xuất ....................................................................................118
9.2.2. Tính toán kinh tế ......................................................................................118
9.2.2.1. Vốn cố định ..........................................................................................118
9.2.2.2. Vốn lưu động .......................................................................................120

9.2.2.3. Giá thành sản phẩm ............................................................................121
9.2.2.4. Lãi và thời gian thu hồi vốn ................................................................123
CHƢƠNG 10: KẾT LUẬN .......................................................................................125
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................126

SVTH: Phạm Trung Du

Trang xvi


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Cấu trúc phân tử ethanol .................................................................................4
Hình 2.2: Quy trình sản xuất ethanol đi từ tinh bột ......................................................... 7
Hình 2.3: Xe sử dụng xăng sinh học E5 tại Việt Nam ....................................................8
Hình 2.4: Sơ đồ chƣng trích ly ...................................................................................... 13
Hình 2.5: Sơ đồ sản xuất cồn tuyệt đối theo phƣơng pháp trích ly ở Brazil .................14
Hình 2.6: Tháp chƣng phân tử ....................................................................................... 15
Hình 2.7: Cấu tạo phân tử zeolites ................................................................................16
Hình 2.8: Cấu trúc cơ bản của zeolites ..........................................................................16
Hình 2.9: Sơ đồ của quá trình và trƣờng nồng độ trong lớp chất hấp phụ đứng yên ....19
Hình 2.10: Sơ đồ hấp phụ cồn – nƣớc dạng lỏng .......................................................... 20
Hình 2.11: Sơ đồ hấp phụ cồn – nƣớc dạng hơi ............................................................ 21
Hình 2.12: Sơ đồ sản xuất ethanol theo phƣơng pháp hấp phụ với ba tháp ..................22
Hình 2.13: Sơ đồ nguyên tắc nhả hấp phụ .....................................................................23
Hình 2.14: Sơ đồ sử dụng hơi nhiên liệu làm quá trình nhả hấp ...................................23
Hình 2.15: Sơ đồ giảm áp cột hấp phụ ..........................................................................24
Hình 2.16: Sơ đồ nguyên tắc thẩm thấu qua màng........................................................ 25
Hình 2.17: Sơ đồ sản xuất cồn tuyệt đối theo phƣơng pháp thẩm thấu qua màng ........26

Hình 2.18: Màng phân tách chọn lọc.............................................................................26
Hình 2.19: Sơ đồ chƣng cất kết hợp thẩm thấu qua màng ............................................27
Hình 4.1: Sự phụ thuộc nồng độ nƣớc vào thời gian hấp phụ .......................................38
Hình 4.2: Giản đồ sự phụ thuộc của nhiệt độ khối vật liệu theo thời gian ....................40
Hình 4.3: Sơ đồ dòng khí N2 làm mát vật liệu .............................................................. 49
Hình 4.4: Sơ đồ thiết bị trao đổi nhiệt ...........................................................................51
Hình 5.1: Bích nối ống dẫn............................................................................................ 70
Hình 5.2: Đáy và nắp ellipise ........................................................................................ 71
Hình 5.3: Bích liền không cổ ......................................................................................... 73
Hình 5.4: Tai cheo .........................................................................................................75
Hình 5.5: Thiết bị truyền nhiệt loại vỏ bọc ngoài ......................................................... 77
SVTH: Phạm Trung Du

Trang xvii


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

Hình 5.6: Thiết bị truyền nhiệt loại vỏ bọc ngoài chịu áp suất cao ............................... 78
Hình 5.7:Thiết bị truyền nhiệt ống xoắn ruột gà ........................................................... 79
Hình 5.8:Thiết bị trao đổi nhiệt dạng tƣới .....................................................................79
Hình 5.9: Thiết bị trao đổi nhiệt loại ống lồng ống ....................................................... 80
Hình 5.10: Thiết bị trao đổi nhiệt loại ống chùm có vách ngăn: ...................................81
Hình 5.11: Thiết bị truyền nhiệt loại ống chùm có bù giản nở: ....................................81
Hình 5.12: Thiết bị truyền nhiệt dạng tấm. ...................................................................82
Hình 5.13: Thiết bị truyền nhiệt loại xoắn ốc ................................................................ 82
Hình 5.15: Thiết bị truyền nhiệt loại ống có gân ........................................................... 83
Hình 5.16: Calorifier điện.............................................................................................. 85
Hình 5.17: Calorifier hơi nƣớc – không khí ..................................................................86
Hình 5.18: Sơ đồ hƣớng đi của hơi nƣớc và không khí: ...............................................87

Hình 5.19: Calorifier khói – khí ....................................................................................88
Hình 5.20: Cấu tạo lò hơi ống lò, ống lửa nằm ngang ..................................................89
Hình 5.21: Lò hơi ống nƣớc .......................................................................................... 90
Hình 5.22: Thiết bị ngƣng tụ loại ống chùm chữ U có vách chảy tràn ......................... 92
Hình 5.23: Thiết bị đƣờng lắng .....................................................................................93
Hình 5.24: Thiết bị buồng lắng...................................................................................... 94
Hình 5.25: Xyclon lọc bụi ............................................................................................. 94
Hình 5.26: Thiết bị lọc tay áo ........................................................................................ 95
Hình 5.27: Thiết bị lọc kiểu vách ngăn .........................................................................96
Hình 5.28: Máy nén thổi khí kiểu cánh guồng .............................................................. 98
Hình 6.1: Kết cấu móng...............................................................................................110

SVTH: Phạm Trung Du

Trang xviii


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Tính chất của ethanol ......................................................................................5
Bảng 2.2: Chỉ tiêu chất lƣợng của ethanol biến tính (TCVN 7716:2007). ....................9
Bảng 2.3: Tóm tắt các dự án xây dựng Nhà máy ethanol nhiên liệu tại Việt Nam .......12
Bảng 2.4: So sánh phƣơng pháp thẩm thấu qua màng và phƣơng pháp hấp phụ chọn
lọc: .................................................................................................................................25
Bảng 2.5: So sánh đánh giá các phƣơng pháp ............................................................... 28
Bảng 4.1: Tính chất và các đại lƣợng nhiệt động của quá trình hấp phụ nƣớc .............32
Bảng 4.2: Tính chất và các đại lƣợng nhiệt động của quá trình hấp phụ ethanol .........33
Bảng 4.3: Độ chọn lọc hình dáng của zeolites 3A ........................................................ 34
Bảng 4.4: Thống kê số liệu cân bằng vật chất: .............................................................. 38

Bảng 4.5: Nhiệt hấp phụ của nƣớc và ethanol (đơn vị tính 0,02 g zeolites). ................41
Bảng 4.6: Nhiệt hấp phụ của nƣớc và ethanol (đơn vị tính 1 kg zeolites). ...................41
Bảng 4.7: Nhiệt nhả hấp phụ của nƣớc và ethanol (đơn vị tính 0,02 g zeolites). .........43
Bảng 4.8: Nhiệt nhả hấp phụ của nƣớc và ethanol (đơn vị tính 1 kg zeolites). ............43
Bảng 4.9: Tóm tắt số liệu nhiệt cho chu trình trên nhƣ sau: .........................................44
Bảng 5.1: Chiều cao lớp zeolites theo đƣờng kính tháp ................................................62
Bảng 5.2: Các thông số của bích ghép ống dẫn hơi. .....................................................71
Bảng 5.3: Các thông số bích ghép thân .........................................................................73
Bảng 5.4: Các kích thƣớc của một tai treo (đơn vị: mm) ..............................................76
Bảng 5.5: Thông số bồn chứa nguyên liệu ....................................................................76
Bảng 5.6: Thông số bồn chứa sản phẩm........................................................................76
Bảng 5.7: Bảng so sánh .................................................................................................84
Bảng 6.1: Phân bố diện tích vùng sản xuất .................................................................108
Bảng 6.2: Tóm tắt diện tích đất sử dụng toàn nhà máy ...............................................109
Bảng 7.1: Số lƣợng đèn và công suất tiêu thụ .............................................................112
Bảng 7.2: Công suất động lực .....................................................................................113
Bảng 9.1: Vốn đầu tƣ máy móc, thiết bị ......................................................................119
Bảng 9.2: Chi phí nguyên liệu. ....................................................................................120
SVTH: Phạm Trung Du

Trang xix


Luận văn tốt nghiệp - CNHH

Bảng 9.3: Bố trí nhân công tham gia trực tiếp cho phân xƣởng và tiền lƣơng ...........121
Bảng 9.4: Tổng hợp chi phí chủ yếu. ..........................................................................122
Bảng 9.5: Ƣớc tính giá thành sản phẩm. .....................................................................123

SVTH: Phạm Trung Du


Trang xx


CHƢƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Mục đích của đề tài
Các nhà khoa học cho biết, chúng ta đang sống trong một giai đoạn lịch sử mới
của trái đất – kỷ nguyên loài ngƣời – khi chúng ta là nguồn lực chính của trái đất.
Nhƣng hiện nay sự thành công thái quá của con ngƣời về mặt khoa học kỹ thuật đã gây
ra những áp lực chƣa từng thấy cho hệ sinh thái trái đất và đe dọa chính loài ngƣời.
Theo các chuyên gia, chúng ta đang phải đối mặt với sáu vấn đề có liên quan tới nhau
và rất cấp bách [31]:
Lƣơng thực: Cứ sáu ngƣời thì có một ngƣời bị đói và suy dinh dƣỡng trong khi
đó quá trình công nghiệp hóa và dân số tăng đang làm giảm diện tích trồng cây lƣơng
thực.
Nƣớc: Đến năm 2025, khoảng 2/3 dân số thế giới phải sống trong vùng thiếu
nƣớc sạch.
Năng lƣợng: Hiện nay nguồn năng lƣợng chính của chúng ta đến từ dầu mỏ và
khí đốt, trong khi đó nguồn nhiên liệu hóa thạch này đang khan hiếm dần và dự đoán
sẽ hết trong một tƣơng lai rất gần.
Biến đổi khí hậu: Biến đổi khí hậu đã và đang diễn ra trên toàn thế giới, nó có
ảnh hƣởng rất lớn đến đời sống con ngƣời trên trái đất
Đa dạng sinh học: Nhiều nhà khoa học cho rằng thế giới đang bƣớc vào cuộc
“đại tuyệt chủng” lần thứ 6 do các vấn đề về ô nhiễm môi trƣờng và tăng dân số.
Ô nhiễm: Các chất đƣợc cho là ô nhiễm đã có trong tự nhiên từ rất lâu nhƣng
hiện giờ chúng đang có nồng độ cao đến mức báo động, nó đang gây ra những thiệt hại
và biến đổi to lớn đối với con ngƣời và sinh vật trên trái đất.
Nhƣ trên đã nêu, năng lƣợng và ô nhiễm là hai vấn đề quan trọng cấp bách cần
giải quyết nhanh chóng.
Thực tế cho thấy, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền đại công nghiệp thì

kéo theo là lƣợng năng lƣợng cần cho nó cũng tăng lên rất lớn. Trong khi đó nguồn
năng lƣợng hóa thạch đang ngày càng cạn kiệt và thời gian tái tạo rất dài, theo nhƣ dự
báo của các nhà khoa học thì trữ lƣợng xăng dầu của toàn thế giới chỉ đủ cho khoảng
50 năm nữa.
Mặt khác việc sử dụng các nguồn nhiên liệu hóa thạch làm cho môi trƣờng bị ô
nhiễm nghiêm trọng. Việc đốt cháy nhiên liệu hóa thạch thải ra rất nhiều khí ô nhiễm
nhƣ COx, NOx, SOx, các hợp chất hydrocacbon… Gây nên nhiều hiệu ứng xấu đến môi
trƣờng sống, ảnh hƣởng lơn đến chất lƣợng cuộc sống.
SVTH: Phạm Trung Du

Trang 1


Chương 1: Mở đầu

Vì vậy việc tìm ra nguồn năng lƣợng mới có khả năng tái tạo và thân thiện với
môi trƣờng là điều rất quan trọng và cần thiết. Bên cạnh việc sử dụng các nguồn năng
lƣợng nhƣ năng lƣợng thủy điện, năng lƣợng nguyên tử, năng lƣợng mặt trời, năng
lƣợng gió, năng lƣợng thủy triều…Thì năng lƣợng có nguồn gốc sinh học đang rất
đƣợc quan tâm. Ethanol là nhiên liệu đi từ nguồn gốc sinh học đang đƣợc cả thế giới
quan tâm. Và hiện nay ethanol đƣợc sử dụng nhƣ một phụ gia để pha vào xăng tạo
thành một loại nhiên liệu đƣợc gọi là gasohol hay gasoline – alcohol
Đặc biệt nƣớc ta là một nƣớc có nền kinh tế nông nghiệp là chủ yếu với thế mạnh
chính là các ngành trồng trọt và chăn nuôi đặc biệt là ngành trồng lúa gạo. Nƣớc ta là
nƣớc có sản lƣợng lúa gạo xuất khẩu đứng thứ hai trên thế giới với những năm gần đây
kim nghạch xuất khẩu gạo tăng liên tục. Bên cạnh đó ngành trồng trọt rau củ quả cũng
phát triển rất mạnh.
Tất cả các yếu tố trên cho thấy việc sản xuất ethanol pha xăng từ các phụ phẩm
của sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam là rất khả thi.
Vì những lý do trên, đề tài “Thiết kế phân xưởng tinh luyện cồn pha xăng bằng

phương pháp hấp phụ” là công đoạn cuối cùng của dây chuyền sản xuất cồn pha xăng
có ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng của loại nhiên liệu mới này.

1.2. Những lợi ích của nhiên liệu sinh học (NLSH)
1 - Giảm thiểu ô nhiễm và khí CO2 gây hiệu ứng nhà kính: Trong quá trình phát
triển của các loại thực vật, chúng hấp thụ CO2 từ môi trƣờng thông qua quá trình
quang hợp. Một lƣợng CO2 tƣơng đƣơng đƣợc giải phóng khi thực vật bị phân hủy tự
nhiên hoặc đốt cháy. Điều đó có nghĩa là NLSH có nguồn gốc từ thực vật không đóng
góp vào quá trình phát thải CO2 - khí nhà kính. Hơn nữa, sự cân bằng trong phát thải
CO2 đối với NLSH còn thể hiện qua chu trình khép kín: NLSH sau khi sử dụng sẽ thải
khí CO2, cây trồng hấp thụ khí CO2 cùng với năng lƣợng mặt trời lại phát triển, tạo ra
nguồn nguyên liệu cho sản xuất NLSH.
Ở phạm vi toàn cầu, khí thải ô-tô chiếm gần 20 % tổng khí thải gây hiệu ứng nhà
kính phát tán ra từ các quá trình liên quan tới năng lƣợng. Nếu kể cả phát tán ngƣợc
gắn với quá trình sản xuất nhiên liệu thì tỷ lệ này đạt gần 25 %. Cả ethanol và
biodiesel đều bảo đảm giảm đáng kể phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính. Kết quả các
công trình nghiên cứu cho thấy ethanol sản xuất từ ngũ cốc giảm đƣợc 40 % phát thải
khí nhà kính so với xăng, và giảm tới 100 % đối với ethanol sản xuất từ nguyên liệu
cellulose và từ mía. Hàm lƣợng các khí thải độc hại khác nhƣ CO, NOx, SOx,
hydrocarbon đều giảm đi đáng kể khi sử dụng NLSH. Ngoài ra, NLSH còn có khả
năng phân hủy sinh học nhanh, ít gây ô nhiễm nguồn nƣớc và đất.
2 - Sản xuất và ứng dụng NLSH: Sản xuất và sử dụng NLSH tƣơng đối đơn giản
hơn so với các dạng nhiên liệu mới khác nhƣ hydro, pin nhiên liệu, LPG; không đòi
SVTH: Phạm Trung Du

Trang 2


Chương 1: Mở đầu


hỏi phải sử dụng những thiết bị và công nghệ đắt tiền. Khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu
chứa dƣới 20 % ethanol hoặc biodiesel thì không cần cải tạo động cơ hiện đang sử
dụng. Mặt khác, chúng ta cũng không cần thay đổi hoặc chỉ thay đổi một phần nhỏ hệ
thống tồn chứa và phân phối xăng dầu hiện có khi chuyển sang sử dụng NLSH. Nhìn
chung, công nghệ sản xuất NLSH không phức tạp, có thể sản xuất ở quy mô nhỏ (hộ
gia đình) đến quy mô lớn. Nguyên liệu cho sản xuất NLSH là các nguồn quen thuộc
(cồn, dầu thực vật) và không gây độc hại. Mặt khác, việc sử dụng NLSH cũng sẽ nâng
cao ý thức tiết kiệm năng lƣợng cho cộng đồng do nhận thức về nguồn nhiên liệu có
nguồn gốc từ thực phẩm. Ngoài ra, NLSH còn cải thiện đáng kể chất lƣợng nhiên liệu
và hiệu suất động cơ ô-tô. Ethanol có trị số octane cao và có thể dùng để nâng trị số
octane của xăng. Trong thực tế, ở mức hàm lƣợng thấp (< 5 %) trong hỗn hợp với
xăng hoặc dầu diesel, ethanol và biodiesel có vai trò nhƣ là những phụ gia cải thiện
chất lƣợng nhiên liệu.
3 - Phát triển kinh tế nông nghiệp: Thông qua nguyên liệu đầu vào của các nhà
máy là sản phẩm nông nghiệp, do đó NLSH có thể kích thích sản xuất nông nghiệp và
mở rộng thị trƣờng cho sản phẩm nông nghiệp trong nƣớc. Việc sản xuất NLSH từ
một số cây trồng nhƣ mía, ngô và sắn (cho ethanol) và dừa, đậu phộng, jatropha (cho
biodiesel) mở ra cơ hội thị trƣờng sản phẩm mới cho nông dân với tiềm năng tăng thu
nhập hoặc tăng năng lực sản xuất của đất canh tác hiện có, tận dụng các vùng đất
hoang hóa và tạo thêm công ăn việc làm cho ngƣời dân. Chính sách phát triển nguồn
nguyên liệu cho sản xuất NLSH phù hợp cũng sẽ tạo ra sự đa dạng môi trƣờng sinh
học với các chủng loại thực vật mới. Bên cạnh đó, việc tận dụng các nguồn phụ, phế
phẩm nông nghiệp để sản xuất NLSH sẽ giúp bảo đảm không ảnh hƣởng đến an ninh
lƣơng thực khi phát triển NLSH, đồng thời nâng cao giá trị của sản phẩm nông nghiệp.
Trong quá trình sản xuất NLSH còn tận dụng nhiều chất phế thải từ các hoạt động sản
xuất và sinh hoạt. Về bản chất là cellulose sẽ là một nguồn nguyên liệu tiềm năng vô
cùng to lớn để sản xuất NLSH. Hiện nay, khi cuộc bàn cãi về việc ảnh hƣởng của
NLSH đến nền an ninh lƣơng thực chƣa ngã ngũ, nền sản xuất NLSH trên thế giới
đang tập trung vào phát triển các nguồn nguyên liệu không ảnh hƣởng đến lƣơng thực
loài ngƣời nhƣ các loại phụ, phế phẩm từ ngành nông nghiệp và các ngành khác (rơm

rạ, vỏ trấu, chất thải từ nhà máy giấy, rác sinh hoạt,...).
4 - Bảo đảm an ninh năng lƣợng: phát triển NLSH giúp các quốc gia chủ động,
không bị lệ thuộc vào vấn đề nhập khẩu nhiên liệu, đặc biệt đối với những quốc gia
không có nguồn dầu mỏ và than đá; đồng thời kiềm chế sự gia tăng giá xăng dầu, ổn
định tình hình năng lƣợng cho thế giới. Do đƣợc sản xuất từ nguồn nguyên liệu tái tạo,
NLSH thật sự là một lựa chọn ƣu tiên cho các quốc gia trong vấn đề an ninh năng
lƣợng.

SVTH: Phạm Trung Du

Trang 3


CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU ETHANOL VÀ CÁC
PHƢƠNG PHÁP SẢN XUẤT
2.1. Nguyên liệu Ethanol
2.1.1. Khái niệm
Ethanol (ethanol sinh học) đƣợc sản xuất từ các loại nguyên liệu thực vật chứa
đƣờng bằng phƣơng pháp lên men vi sinh hoặc từ các loại nguyên liệu chứa tinh bột và
cellulose thông qua phản ứng trung gian thủy phân thành đƣờng. Hiện nay trên thế
giới, nguyên liệu chứa đƣờng và tinh bột đƣợc sử dụng phổ biến do chi phí sản xuất
thấp.
2.1.2. Tính chất vật lý
Năm 1808 Nicola – Théodere de Saussure xác định công thức hóa học, năm 1858
Archibald Scott Couper đã công bố công thức cấu tạo, điều này đã làm cho ethanol trở
thành một trong các hợp chất hóa học đầu tiên có sự xác định cấu trúc hóa học.

Hình 2.1: Cấu trúc phân tử ethanol
Ethanol lần đầu tiên Henry Hennel ở Anh Sérullas ở Pháp tổng hợp nhân tạo vào
năm 1826. Faraday đã tổng hợp ethanol bằng phản ứng hyrdrat hóa etylen với xúc tác

acid vào năm 1828 theo công nghệ tƣơng tự nhƣ công nghệ tổng hợp ethanol ngày
nay.
Ethanol còn có tên: cồn tuyệt đối, cồn khô, etanol... Là nguyên liệu đƣợc sử dụng
rộng rã trong nhiều ngành kinh tế quốc dân.
Ethanol là chất lỏng không màu, mùi thơm, dễ cháy, dễ hút ẩm, có độ phân cực
mạnh. Ethanol dễ dàng hòa tan trong nƣớc với mọi tỷ lệ và có thể hòa tan nhiều chất
vô cơ cũng nhƣ hữu cơ nên đƣợc sử dụng làm dung môi rất tốt. Ethanol dễ cháy và có
thể tạo hỗn hợp nổ với không khí. Ethanol tạo hỗn hợp đẳng phí với nƣớc ở 96 % thể
tích và một số tính chất sau:

SVTH: Phạm Trung Du

Trang 4


Chương 2: Nguyên liệu ethanol và các phương pháp sản xuất

Bảng 2.1: Tính chất của ethanol
Tính chất

STT

Giá trị

01

Khối lƣợng phân tử

46,07 Kg/Kmol


02

Nhiệt độ sôi (p = 1 atm)

78,4 oC

03

Nhiệt độ nóng chảy

-114,5 oC

04

Tỷ trọng (d154)

0,789

05

Áp suất hơi bão hòa

44 Kg/cm3

06

Độ nhớt động học (20 oC)

1,19 cP


07

Sức căng bề mặt (20 oC)

0,023 N/m

08

Nhiệt hóa hơi

913,4 KJ/Kg

09

Nhiệt dung riêng (20 oC)

2,480 KJ/Kg.độ

10

Nhiệt cháy

1370,82 kJ/mol

11

Cảm quan

Chất lỏng trong suốt


12

Độ tan trong nƣớc

Tan hoàn toàn

13

Số UN

1170

14

pH

7

15

Nhiệt độ tự cháy

425 oC

16

Mật độ giới hạn nổ

3,5 ÷ 15 %


17

Tác động kinh niên

Nghiện, sơ gan

18

Tác động cấp tính

Buồn nôn, gấy mửa

2.1.3. Tính chất hóa học
Phản ứng thế với kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ.
2C2H5OH + 2Na

2C2H5ONa + H2

Phản ứng với acid:
C2H5OH + HBr

C2H5Br + H2O

Phản ứng este hóa: phản ứng giữa rƣợu và acid với môi trƣờng là acid sulfuric
đặc nóng tạo ra este.
C2H5OH + CH3COOH

CH3COOC2H5 + H2O

Phản ứng loại nƣớc: nhƣ tách nƣớc trong một phân tử để tạo thành olefin, trong

SVTH: Phạm Trung Du

Trang 5


Chương 2: Nguyên liệu ethanol và các phương pháp sản xuất

môi trƣờng acid sulfuric đặc ở 170 oC.
C2H5OH

C2H4 + H2O

Hay tách nƣớc giữa 2 phân tử rƣợu thành ether:
H2SO4 đặc

C2H5OH + C2H5OH

C2H5-O-C2H5 + H2O
140 oC
Phản ứng tạo ra butadien-1,3: cho hơi rƣợu đi qua chất xúc tác hỗn hợp, Cu +
Al2O3 ở 380 - 400 oC, lúc đó xảy ra phản ứng tách loại nƣớc.
2C2H5OH

CH2=CH-CH2=CH + 2H2O + H2

Phản ứng oxi hóa: trong đó rƣợu bị oxi hóa theo mức: oxi hóa không hoàn toàn
(hữu hạn) thành aldehyde, acid hữu cơ và oxi hóa hoàn toàn (đốt cháy) thành CO2 và
H2O nhƣ sau:
to
CH -CH -OH + CuO

CH -CHO + Cu + H O
3

2

3

o

C2H5OH + 3O2

t

2

2CO2 + 3H2O

Phản ứng lên men:
Men giấm

CH3-CH2-OH + O2

CH3-COOH + H2O

2.1.4. Một số phản ứng điều chế
Việc chiết ethanol nguyên chất tới nồng độ 96 % đƣợc thực hiện vào thời kỳ
Abbasid Hồi giáo (năm 721 ÷ 815). Ethanol tinh khiết đƣợc Johann Tobias Lowits thu
hồi vào năm 1796 bằng phƣơng pháp chƣng cất qua than củi.
Phƣơng pháp hydrat hóa anken để có rƣợu etylic
H2C=CH2 + H2O


d.d H2SO4

CH3CH2OH

Thủy phân dẫn xuất halogen trong dung dịch kiềm:
to
C2H5Cl + NaOH
C2H5OH + NaCl
Có thể đi từ từ aldehyde acetic
Ni, to

CH3CHO + H2

C2H5OH

Cũng có thể đi từ cellulose
(C6H10O5)n + nH2O
C6H12O6

men

H+, to

nC6H12O6

2C2H5OH + 2CO2

Đi từ tinh bột:
(C6H10O5)n + nH2O

C6H12O6

SVTH: Phạm Trung Du

men

H+, to

nC6H12O6

2C2H5OH + 2CO2

Trang 6