LỜI
Trong thời gian học tập và thực hiện tiểu luận môn: :
ợ
, tôi đã nhận đƣợc sự truyền đạt những kiến thức quý báu
của Thầy TS.
và sự hƣớng dẫn nhiệt tình, chu đáo của Thầy, Cô ở
Phòng Đào tạo s u đại học- Trƣờng Đại học Sƣ Phạm K Thuật V nh ong ,gi p tôi hoàn
thành tiểu luận môn học này với đề tài:
ứ ử ụ
ọ
.
Tôi xin Trân trọng và Chân thành cảm ơn!

1


HƯ
G 1: GHI
Ứ ETANOL
I H HỌ
H
H
H
HI
G
H

HI
I
G

I
G

1.1. H I I
ETANOL :
Et no , còn đƣợc biết đến nhƣ à rƣợu êty ic h y rƣợu ngũ cốc hay cồn, à một hợp
chất hữu cơ, nằm trong dãy đồng đẳng củ rƣợu metylic, dễ cháy, không màu, à một trong
các rƣợu thông thƣờng có trong thành phần củ đồ uống chứa cồn. Trong cách nói dân dã,
thông thƣờng nó đƣợc nhắc đến một cách đơn giản à rƣợu. Công thức hó học củ nó à
C2H5OH , hay CH3CH2OH, viết tóm tắt à C2H6O.
1.2. Ị H Ử
Ử Ụ G HI
I
ANOL:
Eth no đã đƣợc con ngƣời sử dụng từ thời tiền sử đây à một thành phần gây cảm
giác s y trong đồ uống chứ cồn. Các cặn bã khô trong các bình gốm 9000 năm tuổi tìm thấy
ở miền bắc Trung Quốc đã cho thấy việc sử dụng các đồ uống chứ cồn trong số những ngƣời
sống ở thời kỳ đồ đá.
Việc chiết nó r dƣới dạng tƣơng đối nguyên chất đã đƣợc thực hiện ần đầu tiên bởi các
nhà giả kim thuật Hồi giáo và họ à những ngƣời đã phát triển r nghệ thuật chƣng cất rƣợu
Eth no nguyên chất ần đầu tiên đã thu đƣợc vào năm 1796 bởi Joh nn Tobi s Lowitz,
bằng cách ọc êt no chƣng cất qu th n củi.
Antoine L voisier đã mô tả êt no nhƣ à một hợp chất củ c cbon, hiđrô và ôxy, vào năm
1808.
Năm 1858, Archib d Scott Couper đã công bố công thức cấu tr c củ êt no điều này
àm cho êt no trở thành một trong các hợp chất hó học đầu tiên có sự xác định cấu tr c hó
học.
Êt no ần đầu tiên đƣợc tổng hợp nhân tạo vào năm 1826, thông qu các cố gắng độc ập
củ Henry Henne ở Anh và S.G. Sesru s ở Pháp.
Mich e F r d y đã điều chế êt no bằng phản ứng hyđr t hó êty en với x c tác xít năm

1828, theo một công nghệ tƣơng tự nhƣ công nghệ tổng hợp êt no công nghiệp ngày n y.
Thời gi n đầu eth no đƣợc dùng trong y tế, trong m phẩm, dùng àm dung môi và s u
này nó đƣợc biết đến nhƣ nguồn nhiên iệu cho động cơ đốt trong đƣợc ứng dụng ở nhiều
nƣớc nhƣ Anh, Pháp, M , C n d , Br zi …
Eth no à cấu tử phối trộn àm tăng chỉ số octane củ xăng:
Để tăng công suất củ động cơ, t phải tăng chỉ số nén. Khi tăng chỉ số nén t cần
phải tăng chỉ số octane củ xăng để tránh hiện tƣợng cháy kích nổ củ nhiên iệu. Trƣớc đây
để tăng chỉ số oct ne ngƣời t thƣờng dùng Tetr ety chì nhƣng hiện n y nó đã bị cấm sử
dụng vì chì rất độc, gây tổn thƣơng cho hệ thần kinh trung ƣơng, gây ô nhiễm môi trƣờng.
Nghiên cứu cho ch ng t thấy dùng nhóm phụ gi à hợp chất hữu cơ chứ oxy nhƣ: mety ter
butyl ete (MTBE), etyl ter buty ete (ETBE), meth no , eth no khi ph xăng sẽ àm tăng chỉ
số octane củ xăng, àm xăng cháy tốt hơn, giảm phát thải các khí gây ô nhiễm.
Ngày n y có thể thấy eth no hoàn toàn có khả năng dùng àm nhiên iệu cho động cơ
đốt trong, thay thế một phần nhiên iệu hó thạch. Et no đựơc dùng ở 2 dạng cụ thể sau:
Eth no đƣợc ph vào xăng với tỉ lệ nhỏ hơn 15%. Với tỉ lệ này thì không cần thay
đổi hay hiệu chỉnh gì động cơ xăng. Tuổi thọ, độ bền củ động cơ không hề th y đổi.
2


Eth no à nhiên iệu thay thế hoàn toàn cho xăng dùng cho những động cơ đốt trong
cải tiến.
G HỨ

1.3.
1.3.1.

ứ

Í H H


:

:

Công thức ETANOL (C2H5OH)

•
•
•
•
1.3.

D nh pháp IUPAC eth no .
Tên khác
rƣợu êty ic.
cồn.
Hyđrôxyêt n.
Công thức phân tử C2H5OH
Phân tử g m 46,07 g/mo .
:

1.3.2.1.
t vậ ý :
• Rƣợu ey ic à một chất ỏng, không màu, mùi thơm dễ chịu, vị c y,nhẹ hơn nƣớc.t n
trong nƣớc vô hạn.
• rƣợu ety ic t n trong nƣớc vô hạn và có nhiệt độ sôi c o hơn nhiều so với este h y
dehyde có khối ƣợng phân tử xấp xỉ à do sự tạo thành iên kết hydro giữ các phân
tử rƣợu với nh u và với nƣớc.
• khối ƣợng riêng 0,7936 g/m ở 15 độ C.
• nhiệt độ sôi 78,39 độ C.

• hó rắn ở -114,15 độ C.
• Biểu hiện Chất ỏng trong suốt.
• Ph ỏng.
1.3.2.2.T
ó ọc :
Tính chất của một rƣợu đơn chức :
Phản ứng thế với kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ. Ví dụ:
2C2H5OH + 2Na -> 2 C2H5ONa + H2

3


Phản ứng este hó , phản ứng giữ rƣợu và cid với môi trƣờng à cid su furic đặc nóng
tạo r este. Ví dụ:
C2H5OH + CH3COOH -> CH3COO C2H5+ H2O
Phản ứng tách nƣớc trong một phân tử để tạo thành o efin, trong môi trƣờng acid sulfuric
đặc ở 1700 0C:
C2H5OH -> C2H4 + H2O
Hay phản ứng tách nƣớc giữ 2 phân tử rƣợu tạo thành ete:
C2H5OH + C2H5OH -> C2H5 -O- C2H5+ H2O
Phản ứng oxi hó , trong đó rƣợu bị oxi hó theo 3 mức: oxi hó không hoàn toàn thành
aldehyde, acid hữu cơ và oxi hó hoàn toàn thành CO2 và H2O.
Ví dụ:
mức 1, trong môi trƣờng nhiệt độ cao:
CH3-CH2-OH + CuO ->CH3-CHO + Cu +H2O
Mức 2, có x c tác:
H3-CH2-OH + O2 -> CH3-COOH + H2O
Mức 3 oxi hó hoàn toàn:
C2H5OH + 3O2 -> 2CO2 + H2O
Phản ứng tạo ra butadien-1,3 : cho hơi rƣợu đi qu chất x c tác hỗn hợp, Cu + AL2O3 ở

380-4000 0C, c đó xảy ra phản ứng tách oại nƣớc:
C2H5OH -> CH2-CH=CH-CH2 + 2H2O+ H2
Phản ứng ên men giấm: oxi hó rƣợu ety ic 10 độ bằng oxi không khí có mặt men giấm ở
nhiệt độ khoảng 250c :
CH3-CH2-OH + O2 -> CH3-COOH + H2O
Í H:
Cơ chế gây độc trên cơ thể ngƣời.
Êt no trong cơ thể ngƣời đƣợc chuyển hó thành xêt đêhít đêhít do enzym coho
dehydrogen s phân hủy rƣợu và s u đó thành xít xêtic bởi enzym xêt đêhít dehydrogen s
phân hủy xêt đêhít. Axêt đêhít à một chất có độc tính c o hơn so với êt no
Axêt đêhít cũng iên qu n tới phần ớn các triệu chứng âm sàng iên qu n tới rƣợu.
Ngƣời t đã thấy mối iên qu n giữ rƣợu và các nguy cơ củ bệnh xơ g n, nhiều dạng ung
thƣ và chứng nghiện rƣợu.
Mặc dù êt no không phải à chất độc có độc tính c o, nhƣng nó có thể gây r tử vong
khi nồng độ cồn trong máu đạt tới 0,4%. Nồng độ cồn tới 0,5% hoặc c o hơn nói chung à
dẫn tới tử vong.
1.4.

4


Nồng độ thậm chí thấp hơn 0,1% có thể sinh r tình trạng s y, nồng độ 0,3-0,4% gây
r tình tạng hôn mê. Tại nhiều quốc gi có uật điều chỉnh về nồng độ cồn trong máu khi ái
xe h y khi phải àm việc với các máy móc thiết bị nặng, thông thƣờng giới hạn dƣới 0,05%
tới 0,08%. Rƣợu mêty ic h y mêt no à rất độc, không phụ thuộc à nó vào cơ thể theo cách
nào (d , hô hấp, tiêu hó ).
Ngƣời t cũng đã chỉ r mối iên qu n tỷ ệ thuận giữ êt no và sự phát triển củ
Acinetobacter baumannii, vi khuẩn gây r viêm phổi, viêm màng não và các viêm nhiễm hệ
bài tiết. Sự phát hiện này à trái ngƣợc với sự nhầm ẫn phổ biến cho rằng uống rƣợu có thể
giết chết nhiều oại vi khuẩn gây các bệnh tryền nhiễm.

Các cơ qu n củ cơ thể bị tàn phá khi sử dung eth no
Có ẽ i cũng hiểu uống nhiều rƣợu không hề có ợi cho sức khoẻ. Nhƣng sức mạnh
tàn phá các cơ qu n, nội tạng trong cơ thể nhƣ thế nào thì không phải i cũng nhận biết đƣợc.
1.4.1. ã :
Hàng rào ngăn máu ên não à một ớp tế bào biểu mô tạo thành các m o mạch. S u khi
xâm nhập vào dòng máu, rƣợu sẽ vƣợt qu hàng rào rồi di tới khắp các ngõ ngách trong não,
ảnh hƣởng đến các tế bào thần kinh.
Sự xâm nhập này tuy có àm bạn cảm thấy tự tin hơn, nhƣng không kiềm soát tự chủ
mình đƣợc, dẫn đến nói năng ung ung và thƣờng nói nhũng ời ngớ ngẩn. Nếu nhƣ uống 4
cốc rƣợu trong vòng 1 giờ, nồng độ cồn trong máu củ bạn à 0.08.
1.4.2.Tim:
Thực tế à, trong một vài trƣờng hợp, uống iều ƣợng rƣợu vừ phải có thể ọc sạch
tim cũng nhƣ huyết mạch. Một hoặc h i cốc mỗi ngày àm tăng cho estero HDL (có khả
năng ọc sạch các mảng bám), àm cho các tế bào máu không bị vón cục.
Tuy nhiên, uống nhiều rƣợu sẽ khiến cho các mạch máu bị thu hẹp, tàn phá cơ tim
àm cho tim hoạt động khó khăn hơn, gây chứng oạn nhịp tim, áp huyết c o, dễ mắc các
chứng bệnh về tim khác…
1.4.3.P ổ :
Khoảng 5% ƣợng rƣợu sẽ nh nh chóng xâm nhập vào t i phổi. T i phổi s u đó sẽ
sƣởi ấm cho ƣợng rƣợu trong đó, chuyển nó thành hơi. Ngƣời ạm dụng rƣợu trong một thời
gi n dài có thể tàn phá chất ôxy hoá qu n trọng trong phổi, gây nhiều chứng nhiễm trùng đe
doạ đến tính mạng.
1.4.4.D Dà :
Đây à điểm dừng chân đầu tiên củ rƣợu. Khoảng 20% ƣợng rƣợu hoà vào dòng
máu tại đây trong vòng 5 ph t, và nó cứ dạo chơi với các tế bào biểu mô sinh màng nhầy
trong dạ dày.
Và nếu nhƣ càng ăn no, thì sự di chuyển củ nó càng chậm. Tại đây, rƣợu bắt đầu sản sinh r
xit c ohyđric. Đó cũng chính à í do những ngƣời s y rƣợu kinh niên h y bị chứng ợ nóng,
bị viêm oét và chảy máu dạ dày.
1.4.5.R


Non:
S u 20 ph t, khoảng 80% còn ại củ rƣợu tiến vào đây và xâm nhập vào máu, àm
tắc nghẽn, ngăn chặn sự hấp thụ nƣớc và kiềm. Điều đó giải thích tại s o s u mỗi cuộc chè
chén, những ngƣời uống rƣợu uôn bị khát khô cổ. Hơn nữ , rƣợu tàn phá ƣợng
c rbohydr te, protein, chất béo trong cơ thể, giảm khả năng hấp thụ vit min, khoáng chất,
xit min cần thiết cho cơ thể. Vì thế mà ngƣời nghiện rƣợu nặng thƣờng gầy còm, suy dinh
dƣỡng.
5


1.4.6.Gan:
Cuối cùng thì g n có nhiệm vụ àm “suy yếu” 90 % ƣợng rƣợu trong máu, bắt đầu
công đoạn ọc sạch s u 10 ph t uống rƣợu.
Máu hấp thụ rƣợu nh nh hơn g n, đó à ý do tại s o phải mất khoảng một giờ đồng hồ s u
mới tỉnh táo đƣợc. Uống nhiều rƣợu sẽ phá huỷ tế bào g n khỏe mạnh bình thƣờng.
1.4.7.T ậ :
Khoảng 5% ƣợng rƣợu trong máu bị oại trừ qu nƣớc tiểu.Thực tế ƣợng nƣớc thải
r ngoài nhiều hơn ƣợng nhập vào cơ thể. Tại s o vậy? Rƣợu àm tắc nghẽn, ngăn cản
hormone áp mạch (kích thích thận duy trì nƣớc trong cơ thể và cô đặc nƣớc tiểu), àm cho
nƣớc tiểu bị hoà oãng với nƣớc.
Thời gi n trung bình bạn phải đi s u khi uống ngụm rƣợu đầu tiên à 20 ph t. Nếu nhƣ bạn bị
rối oạn sự cân bằng chất ỏng, chất thải trong cơ thể sẽ không đƣợc bài tiết nh nh nhƣ bình
thƣờng, khiến cho g n, thận bị tàn phá.
1.5.LỢI Í H

H N CH KHI SỬ DỤ G HI

I U ETANOL:


1.5.1. Lợ
:
Sử dụng eth no àm nhiên iệu không chỉ à một biện pháp tình thế nhằm àm tăng
chỉ số octane củ xăng, th y thế cho những phụ gi gây ô nhiễm môi trƣờng sinh thái mà còn
đảm bảo n toàn năng ƣợng cho mỗi quốc gi vì đây à nguồn năng ƣợng có khả năng tái tạo
đƣợc.
1.5. 2.Lợi
về kinh t :
Sản xuất eth no àm nhiên iệu góp phần th c đẩy nền nông nghiệp phát triển vì
eth no đƣợc sản xuất theo dây chuyền công nghệ sinh học. Nguyên iệu sản xuất eth no à
tinh bột củ các oại củ hạt nhƣ: sắn, kho i, ngô, , gạo, trái cây… Đây à nguồn nguyên
liệu dồi dào trong tự nhiên. Tạo ra nhiều công ăn việc àm cho nhiều o động ở nông thôn,
giải quyết đƣợc ƣợng ƣơng thực bị tồn đọng và đặc biệt khuyến khích đƣợc tinh thần lao
động sản xuất củ ngƣời dân.
Ngoài r việc sử dụng nhiên iệu sinh học nói chung cũng nhƣ g soho nói riêng gi p
cho các quốc gia chủ động trong chính sách năng ƣợng củ mình. Nƣớc nào càng có nhiều
xăng sinh học thì càng ít phụ thuộc vào nƣớc khác và từ đó có thể phát triển nền kinh tế của
mình một cách bền vững.
1.5. 3.Lợi
về m
ờng.:
Dùng eth no àm nhiên iệu sẽ giảm đƣợc một ƣợng lớn các chất gây ô nhiễm môi
trƣờng. Vì vậy nó đƣợc mệnh d nh à “xăng x nh”. Theo các tính toán cho thấy nếu thay thế
việc đốt một ít xăng bằng một ít eth no thì sẽ giảm 40% ƣợng phát sinh khí CO2 vào khí
quyển . Khi đốt ethanol sự cháy xảy r hoàn toàn hơn so với khi đốt xăng. Ta thấy trong các
động cơ xăng thƣờng xuất hiện các bụi bẩn chính à do các hydroc cbon cháy không hết.
Điều đó phải tốn thời gi n u chùi, sửa chữ động cơ. Khi ph eth no vào xăng àm cho
xăng cháy hoàn toàn hơn, giảm phát thải các khí gây ô nhiễm môi trƣờng. Hơn nữa ethanol
đƣợc điều chế từ các sản phẩm nông nghiệp vì thế sẽ àm tăng diện tích đất trồng. Điều này
có ngh à àm tăng diện tích á phổi củ trái đất ên.


6


1.6.H N CH KHI SỬ DỤ G HI
I U ETANOL:
Hạn chế cơ bản củ eth no nhiên iệu là tính h t nƣớc củ nó. Eth no có khả năng
h t ẩm và hoà t n vô hạn trong nƣớc. Do đó g soho phải đƣợc tồn trữ và bảo quản trong hệ
thống bồn chứ đặt biệt.
Về hiện tƣợng gây ô nhiễm: tuy giảm đƣợc hàm uợng các chất gây ô nhiễm nhƣ CO
nhƣng ại gây r một số chất nhƣ các ndehyt, NOx. Đây à những chất gây ô nhiễm.
Do nhiệt trị củ eth no nói riêng (PCIethanol=26,8 MJ/kg) và các oại nco khác nói
chung đều thấp hơn so với xăng (PCIxăng =42,5 MJ/kg) nên khi dùng eth no để pha trộn vào
xăng sẽ àm giảm công suất động cơ so với khi dùng xăng. Tuy nhiên sự giảm công suất này
à không đáng kể nếu ta pha với số ƣợng ít
Tóm ại việc sử dụng g soho có nhiều ƣu điểm nhƣng cũng có những mặt hạn chế.
Tuy nhiên khi phân tích tƣơng qu n giữ các mặt lợi và hại ta vẫn thấy mặt lợi lớn hơn, m ng
ý ngh chiến ƣợc hơn.
1.7. Ì H HÌ H
N XU
Ử DỤ G HI
I U ET
GIỚI:
Eth no đƣợc sản xuất bằng nhiều phƣơng pháp khác nh u:

H

 Công nghệ sản xuất ethanol tổng hợp
Tổng hợp eth no có ngh à sản xuất ethanol bằng phƣơng pháp hoá học. Trên thế
giới ngƣời ta sản xuất ethanol bằng nhiều phƣơng pháp khác nh u. Trong công nghệ tổng hợp

hoá dầu eth no đƣợc sản xuất bằng dây chuyền công nghệ hydr t hoá đối với khí ety en hoặc
công nghệ c cbony hoá với methanol.
Hydr t hoá: CH2=CH2 + H2O → C2H5OH
Cacbonyl: CH3OH + CO +2H2 → C2H5OH + H2O
 Công nghệ sản xuất ethanol sinh học:
Công nghệ này dự trên quá trình ên men các nguồn hydr tc cbon có trong tự nhiên
nhƣ: nƣớc quả ép, nƣớc thải men bia, ngô, sắn, mùn, gỗ...
(C6H10O5)n + n H2O → n C6H12O6 → 2 C2H5OH + 2 CO2 + Q
Quá trình sản xuất ethanol sinh học có thể phân thành 2 công đoạn à công đoạn ên
men nhằm sản xuất eth no có nồng độ thấp và công đoạn àm kh n để sản xuất eth no có
nồng độ c o để phối trộn vào xăng.
Ngày n y ngƣời ta sản xuất ethanol chủ yếu bằng công nghệ sản xuất ethanol sinh
học.
Hiện n y trên thế giới có khoảng 50 nƣớc sản xuất và sử dụng nhiên iệu sinh học ở
các mức độ khác nh u ( E5, E10 và thậm chí à E20 nhƣ Br zi ). Năm 2003 toàn thế giới đã
sản xuất khoảng 38 tỷ ít eth no thì đến năm 2005 đã sản xuất đƣợc 50 tỷ ít eth no (trong
đó 75% nhiên iệu sinh học), và dự kiến đến 2012 à khoảng 80 tỷ ít eth no .
7


Br zi à nƣớc đứng đầu thế giới về sản xuất và sử dụng ethanol ( 75% ethanol sản
xuất đƣợc tiêu tụ trong nƣớc ). Trong khu vực Đông N m Á thì Thái L n à nƣớc đứng đầu
về sản xuất và sử dụng ethanol.
Sử dụng
Chiếc ô tô sử dụng "nhiên iệu êt no " (thành phố New York, USA).

H

11:


ử ụ

SỬ DỤNG
• NGUỒN NGUYÊN LIỆU MỚI.
• Eth no à oại thông dụng nhứt trên thế giới, đặc biệt dùng àm nhiên iệu sinh học
cho vận chuyển. Trong năm 2003, độ 5% eth no trên thế giới à nhiên iệu dùng cho
xe ô tô.

•
•
•
•
•

H
1.2: â x
v
1 1
ờ
Êt no có thể sử dụng nhƣ à nhiên iệu cồn thông thƣờng đƣợc trộn ẫn với xăng
Eth no đƣợc sử dung trong các sản phẩm chống đông ạnh vì điểm đón băng thấp củ
nó.
Nó dễ dàng hò t n trong nƣớc theo mọi tỷ ệ với sự giảm nhẹ tổng thể về thể tích khi
h i chất này đƣợc trộn ẫn nh u.
Êt no tinh chất và êt no 95% à các dung môi tốt, chỉ ít phổ biến hơn so với nƣớc
một ch t và đƣợc sử dụng trong các oại nƣớc ho , sơn và cồn thuốc.
. Các tỷ ệ khác củ êt no với nƣớc h y các dung môi khác cũng có thể dùng àm
dung môi. Các oại đồ uống chứ cồn có hƣơng vị khác nh u do có các hợp chất tạo
8



•
•

•
•

mùi khác nh u đƣợc hò t n trong nó trong quá trình ủ và nấu rƣợu. Khi êt no đƣợc
sản xuất nhƣ à đồ uống hỗn hợp thì nó à rƣợu ngũ cốc tinh khiết.
Dung dịch chứ 70% êt no chủ yếu đƣợc sử dụng nhƣ à chất tẩy uế. Êt no cũng
đƣợc sử dụng trong các ge vệ sinh kháng khuẩn phổ biến nhất ở nồng độ khoảng
62%.
Khả năng khử trùng tốt nhất củ êt no khi nó ở trong dung dịch khoảng 70%;nồng độ
c o hơn h y thấp hơn củ êt no có khả năng kháng khuẩn kém hơn. Êt no giết chết
các vi sinh vật bằng cách biến tính protein củ ch ng và hò t n ipit củ ch ng. Nó à
hiệu quả trong việc chống ại phần ớn các oại vi khuẩn và nấm cũng nhƣ nhiều oại
virus, nhƣng không hiệu quả trong việc chống ại các bào tử vi khuẩn.
khả năng sát khuẩn củ êt no nên các đồ uống chứ trên 18% êt no theo thể tích có
khả năng bảo quản âu dài.
Êt no à nguồn nguyên iệu hó học đ dụng, và trong thời gi n qu đã đƣợc sử dụng
để tổng hợp hàng oạt các mặt hàng hó chất với sản ƣợng ớn khác. Hiện n y, nó đã
đƣợc th y thế trong nhiều ứng dụng bằng các nguyên iệu hó dầu khác rẻ tiền hơn.

1.8. Ì H HÌ H
N XU
H
Ă G Ử DỤNG ET
HI
LI U Ở ƯỚC TA:
Ở nƣớc t công nghệ sản xuất eth no còn rất nhỏ bé và ạc hậu. Chỉ có nhà máy sản

xuất eth no mà nguồn nguyên iệu chủ yếu từ tinh bột (sắn, ngô, kho i…) và từ rỉ đƣờng.
Hoàn toàn chƣ có nhà máy sản xuất ethanol từ các nguồn nguyên iệu chứa cellulose (rơm
rạ, mùn cƣ , cây cỏ…). Sản phẩm chủ yếu à eth no thƣơng phẩm (nồng độ 40% đến 45%)
và cồn công nghiệp (nồng độ từ 95,57% đến 96%), một ƣợng nhỏ đƣợc àm kh n thành
ethanol tuyệt đối (nồng độ 99,5%).
Nƣớc t có nhà máy sản xuất eth no đầu tiên à nhà máy eth no Đại Tân. Nhà máy
có công suất 100.000 tấn/năm (tƣơng đƣơng với 125 triệu ít/năm). Có tổng vốn đầu tƣ
khoảng 900 tỉ đồng, đƣợc đặt tại xã Đại Tân, huyện Đại Lộc, Quảng N m do Công ty CP
Đồng X nh đầu tƣ. Mỗi năm nhà máy cần 300.000 tấn sắn (mì) khô để sản xuất r 100 ngàn
tấn ethanol.
Tháng 9/2009 nhà máy Eth no Đại Tân đã sản xuất thử mẻ sản phẩm đầu tiên, từ
tháng 4-6/2010 sản xuất 50% công xuất và từ tháng 7/2010 nhà máy đã chạy từ 60-70% công
suất.

H

1 3:

àm

â
9


Hiện n y ngoài nhà máy eth no Đại Tân ch ng t còn có 5 nhà máy sản xuất
eth no khác trên khắp cả nƣớc đ ng đƣợc xây dựng và hoàn thiện.

Tên

Công suất


Ngàyhoạt động

nhà máy

Chủ đầu tƣ

Tiến độ

Công ty

Đ ng hoàn

đông x nh

thành ắp đặt

dự kiến

Nhà máy Đại

100triệu ít/năm

Lộc Quảng

Tháng 3/2009

máy

Nam

Nhà máy

50 triệu ít/năm

Tháng 12/2008

Công ty Đại

Cƣ-D t Đắc

Đ ng chạy thử

Việt

Nông
Nhà máy T m

100 triệu

Nông Ph Thọ

ít/ năm

Tháng 6/2011

Công ty PVB

Đả động thổ

Thuộc PV OIL


khởi công ký
hợp đồng EPC

Nhà máy Dung

100 triệu

Quất

it / năm

Tháng 7/2011

Petrosetco

Đả động thổ

NMLDBình Sơn

khởi công ký
hợp đồng EPC

Nhà máy Bình

100 triệu

Phƣớc

it / năm

Bảng 1.1 : óm ắ

Tháng 7/2011

ự

Liêndo nh

Dự kiến quý

ITOCHU

1/2010 ký hợp

Nhật Bản và

đồng EPC và

PV OIL

khởi công

ợ xâ

ựng

Ở nƣớc t xăng E5 đƣợc bán thí điểm lần đầu tiên vào năm 2008 tại hai trạm bán ẻ
xăng dầu ở Hà Nội thuộc hệ thống phân phối xăng dầu của PVOIL. PVB nhập khẩu ethanol
tuyệt đối 99,6 % thể tích từ Trung Quốc, s u đó ph với xăng A95 và A92 với tỷ lệ 5 %
ethanol theo thể tích để thành xăng eth no E5. Xăng E5 b n đầu đƣợc bán thử nghiệm cho

50 xe tắc xi gồm hai loại: loại 4 chỗ và 7 chỗ ngồi, thuộc hiệp hội t xi thành phố Hà Nội.
Thời gi n bán thử nghiệm à 6 tháng. S u đó BỘ CÔNG THƢƠNG đã yêu cầu dừng bán
xăng E5 rộng rãi r công ch ng vì đến năm 2008, Việt N m chƣ có quy chuẩn quy định về
xăng ph eth no . Trong khi đó xăng dầu à mặt hàng phải tuân theo quy chuẩn củ nhà nƣớc
nên không thể bán r thị trƣờng.
Tháng 7/2010 xăng sinh hoc E5 đƣợc sử dụng rông rãi ở Việt Nam, với 20 điểm bán
đầu tiên tại TPHCM, Hà Nội, Vũng Tàu, Hải Phòng , Hải Dƣơng và sẽ đƣợc mở rộng kinh
doanh tại 3 củ hàng ở Đà Nẵng, 3 cử hàng ở Huế và 5 củ hàng ở Cần Thơ. Đến năm 2012
Việt Nam sẻ cung ứng khoảng 240 triệu it xăng E5 cho thị trƣờng trong nƣớc.

10


H

H

1 5:

ử ụ

1 4: Cử

5 ủ

à

k

ờ


x

5

à

k

ừ

m 2008
Đánh giá về việc sử dụng xăng sinh học (Eth no ) tại thị trƣờng trong nƣớc,ông
- Phó Vụ trƣởng Vụ thị trƣờng trong nƣớc-thông tin: Ở Việt N m,việc phát
triển nhiên iệu sinh học đƣợc đặt r từ năm 2007,đến n y chƣơng trình này đ ng đƣợc Bộ
11


Công Thƣơng,các bộ ngành và cộng đồng do nh nghiệp thực thi quyết iệt và đã đạt đƣợc
những hiệu quả tích cực.Nử đầu năm 2018,tổng ƣợng xăng tiệu thụ nội đại trên đị bàn cả
nƣớc đạt khoảng 4,43 triệu m3 ,trong đó xăng E5RON 92 đạt khoảng 1,78 triệu m3,chiếm tỷ
trọng khoảng 40,18%,xăng RON 95 đạt 2,65 triệu m3,chiếm tỷ trọng khoảng 59,82%.Nhƣ
vậy ƣợng xăng E5 RON92 tiêu thụ nội đại đã tăng khoảng 31,18% so với năm 2017 (năm
2017 xăng E5RON92 chỉ tiêu thụ đƣợc khoảng 9% tổng ƣợng xăng các oại).
“Thời gi n qu ,đã có một số nghiên cứu về khả năng tác động củ nhiên iệu sinh học
(E5,E10) đến động cơ sử dụng đƣợc thực hiện một số trƣờng đại học uy tín,các kết quả thử
nghiệm đã ch

rằng,sử dụng nhiên iệu xăng sinh học hoàn toàn n toàn với động cơ,tăng


hiệu suất củ động cơ,giảm đáng kể các khí thải gây ô nhiễm môi trƣờng.tính đến n y,chƣ
ghi nhận trƣờng hợp phản ánh nào iên qu n đến mất n toàn động cơ,cháy nổ iên qu n đến
xăng E5”-Ông Lộc An nói.
Từ đầu tháng 1 năm 2018 ,xăng sinh học E5RON 92 đƣợc đƣ vào sử dụng rộng rãi
trên toàn quốc,góp phần thực hiện tốt c m kết củ chính phủ Việt N m với Quốc tế về giảm
khí thải nhà kính.Mặc dù,chƣơng trình sử dụng nhiên iệu sinh học ở Việt N m đ ng có sự
phát triển khá nh nh,nhƣng trên thực tế vẫn chƣ đáp ứng đƣợc sự kỳ vọng củ mục tiệu mà
chính phủ đề r .Đặc biệt Việt N m à quốc gi có tiềm năng để phát triển nguồn nhiên iệu
sinh học,nhƣng chƣ đầu tƣ,kh i thác hết tài nguyên hiện có.

12


HƯ

G :

et

ừ ỉ

2.1. ả x
2.1 1 ổ

ET

Ừ Ỉ ƯỜ G

ờ


về

2.1.1.1 G
Rỉ đƣờng à nguyên iệu chứ các oại đƣờng không tinh khiết thu đƣợc trong
quá trình sản xuất đƣờng, tỷ ệ rỉ đƣờng chiếm 3÷3,5% trọng ƣợng nƣớc mí .
Rỉ đƣờng đƣợc dùng àm thức ăn gi s c, dùng trong các ngành công nghiệp.
Hiện n y rỉ đƣờng củ nhà máy đƣờng chủ yếu dùng để sản xuất eth no .
à

ủ

ỉ

ờ

m

- Nƣớc chiếm 18 - 20% (tùy theo phƣơng pháp sản xuất, điều kiện bảo quản và
vận chuyển).
- Chất khô chiếm 80÷82%. Trong đó 60% à đƣờng ( gồm đƣờng s cc rose,
đƣờng g ucose và fructose ) và 40% không phải đƣờng ( hợp chất vô cơ và hợp chất
hữu cơ )
- Trong rỉ đƣờng ƣợng P2O5 chiếm 0,02 - 0,05%. P2O5 rất cần cho sự phát triển
củ nấm men.
- Ngoài r trong rỉ đƣờng còn có các oại vi sinh vật gây ảnh hƣởng rất ớn đến
chất ƣợng củ rỉ đƣờng.
Tóm ại rỉ đƣờng à nguồn nguyên iệu qu n trọng để sản xuất rƣợu vì nó phù
hợp với 4 điều kiện để sản xuất rƣợu:
 Giá rẻ.
 Sản ƣợng nhiều.

 Sử dụng tiện ợi.
 Nguồn cung cấp phổ biến.
Vậy việc sử dụng rỉ đƣờng để sản xuất rƣợu à tối ƣu, một mặt sử dụng triệt để
phế iệu. Mặt khác hạn chế việc sử dụng các oại ƣơng thực chứ tinh bột nhƣ: sắn,
ngô, kho i…
2.1.1.2 Bả

ả

Đối với nhà máy sản xuất eth no thì rỉ đƣờng đƣợc bảo quản trong các thùng sắt
hình trụ hoặc trong các bồn bằng bêtông cốt thép. Thể tích các thùng chứ phải bảo
đảm cho nhà máy sản xuất trên 3 tháng.
13


Trong các thùng chứ rỉ đƣờng có đặt các thiết bị kiểm tr , ph o báo mức, nhiệt
kế ... Dƣới đáy thùng có ắp đặt hệ thống dẫn r bơm để vận chuyển rỉ đƣờng đến nơi
sản xuất. Về mù đông khi rỉ đƣờng bị sánh ại không thể bơm đƣợc nên phải thiết kế
hệ thống hơi gi nhiệt gần đƣờng ống bơm. Mặt khác quá trình bảo quản rỉ đƣờng
không đồng nhất và chất ƣợng trong suốt vụ mù không đồng đều nên cần phải có hệ
thống bơm trộn rỉ đƣờng trong thùng trƣớc khi đƣ r sản xuất.
Khi hàm ƣợng chất khô trong rỉ đƣờng đạt 75-80% thì ƣợng nấm men dại, vi
khuẩn tạo thành cide rất ít. Khi số ƣợng vi khuẩn có 50.000 tế bào/1g rỉ đƣờng thì sự
tổn thất đƣờng S c roz

ên tới 1,3% so với khối ƣợng rỉ đƣờng. Nếu trong rỉ đƣờng

có sẵn nấm men thì ƣợng đƣờng tổn thất càng nhiều. Sự tổn thất đƣờng ớn nhất khi
hàm ƣợng chất khô trong rỉ đƣờng à 40%.
Để tránh hiện tƣợng vi sinh vật phát triển, trong quá trình bảo quản phải giữ pH

> 6,8 và dùng các chất sát trùng nhƣ N 2SiO6. Các thùng bảo quản phải đậy kín. Hạn
chế việc dùng nƣớc để rử thùng vì nhƣ vậy sẽ àm oãng rỉ đƣờng.
Qu đó t thấy việc bảo quản rỉ đƣờng có nhiều ảnh hƣởng đến quá trình sản xuất
s u này.
ủ v

ả x

ừ ỉ

ờ

Quá trình sản xuất et no từ rỉ đƣờng trải qu các công đoạn chính s u:

14


H

1:

ủ

ả x

ừ ỉ

ờ

15



Sản xuất et no từ rỉ đƣờng về cơ bản cũng giống nhƣ sản xuất eth no từ tinh
bột. Nó b o gồm các công đoạn s u:
 Chuẩn bị dịch đƣờng ên men.
 Gây men giống.
 Lên men.
 Chƣng cất và tinh chế.
Nếu nhƣ chuẩn bị dịch ên men từ nguyên iệu tinh bột gồm nghiền, nấu, đƣờng
hó thì việc chuẩn bị dịch ên men từ rỉ đƣờng m ng tính đặc thù củ nguyên iệu. Nó
b o gồm: ph

oãng sơ bộ, xử í dịch ph

oãng và bổ sung nguồn dinh dƣỡng rồi s u

đó mới ph tới nồng độ gây men và ên men.
ẩ bị ị

2.3.
P

n men.

ã

Rỉ đƣờng với hàm ƣợng chất khô khoảng 55÷80%. Nếu nồng độ c o thì độ nhớt
ớn, khả năng diệt tạp khuẩn và oại tạp chất kém, kết quả xử ý không tốt, do đó cần
tiến hành ph oãng. Ngƣợc ại ph oãng quá nhiều thì nồng độ thấp sẽ tốn nhiều thiết
bị và năng ƣợng.

ó
Xử ý dung dịch rỉ đƣờng bằng cide nhằm
- Sát trùng.
- Tạo pH tối thích: 4,5 ÷ 5 (Ph thích hợp cho nấm mem phát triển )
Để cide hó ngƣời t thƣờng dùng H2SO4 hoặc HC . Nếu dùng HC thì ion C sẽ kết hợp với C

2+

tạo thành C C 2 hò t n không tạo cặn nên không ảnh hƣởng đến

thiết bị chƣng cất s u này. Tuy nhiên khi dùng HC thiết bị sẽ dễ bị ăn mòn và độ tinh
khiết giảm. Vì thế ngƣời t thƣờng dùng tác nhân cide hó à H2SO4 vừ àm giảm độ
ăn mòn thiết bị, vừ

àm tăng độ tinh khiết cho dịch đƣờng do tạo C SO4, MgSO4 kết

tủ .
Bổ
Trong rỉ đƣờng thƣờng chứ từ 100 ÷ 500/g các tạp khuẩn không nh bào và
khoảng từ 15 ÷ 50/g tạp khuẩn có nh bào. Trong điều kiện nồng độ chất khô trong rỉ
đƣờng ớn hơn 75% ch ng không sinh trƣởng và phát triển nhƣng vẫn bảo vệ đƣợc sự
sống. Khi ph

oãng đến nồng độ thấp ch ng sẽ bắt đầu phát triển và àm tiêu h o

đƣờng, do đó t phải bổ sung chất sát trùng. Để sát trùng dịch đƣờng có thể dùng:
16


Pentacloropheno , f uosi ic t n tri, form in, c oru


vôi. Ngƣời t

thƣờng dùng

fluosilicat natri (Na2SiF6 ) với hàm ƣợng 12kg/1000kg rỉ đƣờng.
Bổ

ỡ

Để tăng thêm dinh dƣỡng cho quá trình sinh trƣởng và phát triển củ nấm men t
cần phải bổ sung thêm đạm và photpho
Nguồn đạm bổ sung có thể từ Amoni sunf t ((NH4)2SO4), Urê ((NH2)2CO) với số
ƣợng à 0,236 kg/tấn rỉ đƣờng hoặc 0,4 ÷0,5 (g) Urê cho 1 ít dung dịch ên men. Bổ
sung photpho, t sử dụng H3PO4 khoảng 12kg/10.000 ít cồn 100%V .
Sau khi cho đầy đủ t khuấy đều và để yên hỗn hợp đó trong 14h theo mức độ
cần tách cặn. Tốt nhất à nên gi nhiệt dịch đƣờng đến 85÷900C. Vì ở nhiệt độ này tạp
khuẩn sẽ bị diệt, cho phép tăng hiệu suất ên 1%. Mặt khác ở nhiệt độ trên C SO 4 kết
tủ nhiều hơn, không cần nhiều thời gi n ắng.
S u khi hoàn thành các công đoạn trên t tiến hành bơm dịch trong ên thùng
chứ để chuẩn bi cho quá trình ên men, cặn đƣợc đƣ qu bộ phận ọc để oại tạp
chất, chủ yếu à C SO4, MgSO4 và các kết tủ keo.
m

2.4.

Muốn ên men trƣớc hết cần phát triển men giống đến chất ƣợng và số ƣợng
cần thiết. Thƣờng bằng 10% thể tích thùng ên men.
Qui trình, điều kiện gây men giống và ên men về cơ bản không khác gì so với
gây men giống và ên men dịch đƣờng từ tinh bột và cũng gồm 2 gi i đoạn: nhân

giống trong phòng thí nghiệm và ngoài sản xuất.
và

2.5.

Quy trình chƣng cất và tinh chế eth no từ rỉ đƣờng hoàn toàn tƣơng tự quy trình
chƣng cất và tinh chế eth no từ tinh bột. Nó gồm các công đoạn chính s u:
- Loại bỏ các tạp chất rắn không t n (bã rƣợu) tạo cồn thô.
- Loại bỏ các tạp chất dễ b y hơi nhƣ các dehyt, cide…
- Loại bỏ nƣớc để nâng nồng độ eth no ên 95,57%
2.6 P

ậ

anol khan

ụ
Eth no công nghiệp có hàm ƣợng nƣớc tƣơng đối ớn nên khi ph vào xăng sẽ
tạo hiện tƣợng tách ớp àm cho nhiên iệu không đồng nhất, giảm chất ƣợng củ quá

17


trình cháy và gây ăn mòn động cơ. Vì vậy t cần phải àm kh n eth no , nâng độ
eth no ên 99,5%.
2.6 1

k
Do eth no tạo hỗn hợp đẳng phí với nƣớc nên t không thể tách phần nƣớc còn


ại này khỏi eth no công nghiệp bằng phƣơng pháp chƣng cất thông thƣờng. Để thu
eth no kh n từ eth no công nghiệp t có thể dùng các phƣơng pháp s u:
 Chƣng cất chân không.
 Dùng N 2SO4, CaSO4, CaCO3, CuSO4 kh n để hấp phụ nƣớc.
 Bốc hơi thẩm thấu qu màng ọc.
 Chƣng cất đẳng phí.
 Hấp phụ rây phân tử
2.6.1 1

â k

Tiến hành chƣng cất eth no công nghiệp ở áp suất chân không để phá vỡ điểm
đẳng phí củ hỗn hợp eth no -nƣớc. Dƣới áp suất chân không, hỗn hợp eth no - nƣớc
có những điểm đẳng phí khác nh u.
Áp suất

Nhiệt độ sôi

Hàm ƣợng eth no trong hỗn

(mmHg)

(0C)

hợp đẳng phí (% khối ƣợng)

70

27,97


100,00

100,0

33,35

99,56

129,7

39,20

98,70

198,4

47,60

97,30

404,6

63,04

96,25

760,0

78,15


95,57

1075,4

87,12

95,35

1451,3

95,35

95,25

Bả g 2.1: C

m ẳ

ủ

ỗ

ợ

anol-

Nhìn vào bảng 2.12 t thấy ở áp suất thƣờng (760 mmHg) thì hỗn hợp đẳng phí
ethanol-nƣớc có nhiệt độ sôi à 78,150C và hàm ƣợng eth no trong hỗn hợp đẳng phí
à 95,57% khối ƣợng. Ở áp suất 70 mmHg thì nhiệt độ sôi củ hỗn hợp eth no -nƣớc
à 27,970C và mất điểm đẳng phí. Khi này nồng độ eth no à 100%. Chính vì thế mà

t tiến hành chƣng cất ở áp suất chân không. Nếu t tiến hành chƣng cất ở áp suất 70

18


mmHg thì nồng độ eth no thu đƣợc à 100%. Áp suất 70mmHg à áp suất mà t khó
có thể tạo r đƣợc.Vì vậy t phải chƣng cất ở áp suất 100 mmHg
â k

H

:

Tuy nhiên phƣơng pháp này không có tính khả thi vì chi phí ắp đặt và vận hành
khá ớn sẽ đẩy giá eth no kh n tăng c o.
2.6 1

2SO4,

CaSO4, CaCO3, CuSO4 k

ụ

Phƣơng pháp này dự vào tính háo nƣớc củ N 2SO4, CaSO4, CaCO3, CuSO4
khan. S u khi hấp thụ nƣớc ch ng đƣợc đun nóng để tái sinh chất hấp thụ. Phƣơng
pháp này cho hiệu suất thu hồi eth no thấp (từ 60÷65% so với nguyên iệu rƣợu thô
b n đầu) chỉ thích hợp cho việc sản xuất eth no kh n có công suất nhỏ không thích
hợp trong việc sản xuất eth no kh n với quy mô ớn
2.6 1 3 B


ẩm

mà

ọ

Phƣơng pháp này dự trên nguyên tắc sử dụng màng composit có khả năng h t
nƣớc c o và khả năng thẩm thấu ngƣợc để tách nƣớc khỏi et no . Màng này chỉ cho
nƣớc và 1 ƣợng rất ít et no đi qu . Nhƣ vậy khi cho et no công nghiệp chảy qu
màng thì t đƣợc 2 dòng: 1dòng et no kh n và 1dòng etanol có hàm ƣợng rất thấp.
Dòng et no có hàm ƣợng thấp sẽ đƣợc chƣng cất để thu hồi etanol.
Tuy nhiên theo công nghệ này màng thẩm thấu dễ bị phá hủy và phải th y nhiều
ần dẫn đến giá thành etanol cao.
19


2.6 1 4

ẳ

Đây à phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến trong công nghiệp. Nguyên tắc củ
phƣơng pháp này à đƣ vào eth no công nghiệp một chất mới àm th y đổi độ b y
hơi tƣơng đối củ các cấu tử trong hỗn hợp, tạo hỗn hợp đẳng phí mới gồm b cấu tử:
cấu tử mới, nƣớc, et no có nhiệt độ sôi thấp hơn hỗn hợp đẳng phí b n đầu. Nhờ vậy
có thể tách nƣớc khỏi etanol.
Yêu cầu củ chất mới thêm vào:
 Có độ b y hơi ớn hơn các cấu tử trong hỗn hợp.
 Tạo hỗn hợp đẳng phí với cấu tử cần tách (hoặc tạo hỗn hợp đẳng phí b cấu
tử) ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ củ hỗn hợp đẳng phí b n đầu.
 Không hò t n cấu tử cần tách, dễ dàng thu hồi.

 Rẻ tiền, dễ kiếm.
Trong thực tế ngƣời t thƣờng dùng cấu tử thứ b à benzen.
2.6 1 5 H

ụ â

â

ử

Đây à một công nghệ mới, hiện đại gắn iền với sự r đời và phát triển củ công
nghệ sản xuất Zeo it.
Nguyên tắc củ công nghệ này à dự vào khả năng hấp phụ chọn ọc củ Zeolit
3A. Zeo it chỉ hấp phụ nƣớc và 1 ƣợng rất ít eth no . Kích thƣớc ỗ m o quản củ
Zeo it à 3A0. Nƣớc có kích thƣớc ỗ m o quản 2,5A0 nên bị hấp phụ. Eth no có kích
thƣớc ỗ m o quản 4A0 nên không bị hấp phụ.

20


Tháp
hấp
Ethanol

Ngƣng
tụ

phụ
Bôc hơi


95.97%

Ethanol
99,5 %

bằng
zeolit

H

: 2.3

àm k

bằ

z

Cồn công nghiệp có nồng độ khoảng 95,57% s u khi bốc hơi hoàn toàn đƣợc đƣ
vào tháp hấp phụ để thực hiện quá trình hấp phụ. Vì Zeo it có kích thƣớc ỗ m o quản
3A0 nên khi hỗn hợp eth no -nƣớc đi qu thì các phân tử nƣớc sẽ bị hấp phụ, eth no
không bị hấp phụ. Eth no không bi hấp phụ đƣợc ngƣng tụ ại. S u khi ngƣng tụ thì
t thu đƣợc eth no 99,5%.
 Ư

Ư

ợc di m củ
m


- Có thể nâng c o nồng độ et no ên tới 99,9% thể tích với phƣơng pháp hấp phụ
phù hợp
- Có thể thay thế các thông số vận hành trong khoảng rộng
- Không có các tác nhân độc hại
- Có thể sử dụng chất hấp phụ sau nhiều lần tái sinh
- Thiết bị cấu tạo đơn giản dễ vận hành
ợ

m

Phƣơng pháp này chỉ áp dụng đối với hỗn hợp etanol-nƣớc có nồng độ cao,
thƣờng à gần điểm đẳng phí. Bởi vì nếu ƣợng nƣớc chứa trong hỗn hợp nhiều sẽ àm
cho lớp hấp phụ nh nh chóng bị bão hó năng suất sẽ thấp, quá trình tái sinh tốn nhiều
năng ƣợng
2.6.2.

ậ xé

ận etanol khan

Trong các phƣơng pháp tách nƣớc tạo et no kh n vừ nói ở trên thì phƣơng
pháp dùng chất hấp phụ zeo it à phƣơng pháp tối ƣu nhất do nó có nhiều ƣu điểm so
với các phƣơng pháp còn ại

21


HƯ

G 3: Ứ G Ụ G Ủ


PH

H

Ă G

I H HỌ
Pha et no vào xăng phải đảm bảo các tiêu chuẩn về k thuật cũng nhƣ tiêu
chuẩn kinh tế. Để hiểu rõ bản chất củ quy trình phối trộn t cần tìm hiểu các tính
chất củ xăng cũng nhƣ etanol.
3.1

ổ

về

Xăng à một hỗn hợp chứ nhiều các hợp chất khác nh u. Khi nghiên cứu về
thành phần hoá học củ dầu mỏ, phân đoạn dầu mỏ nói chung h y củ xăng thƣơng
phẩm nói riêng ngƣời t thƣờng chi thành phần củ nó thành h i nhóm chất chủ yếu
đó à các hợp chất hydroc cbon và các hợp chất phi hydroc cbon. Xăng chứ nhiều
hợp chất hydroc cbon thì càng tốt và ngƣợc ại xăng chứ nhiều hợp chất phi
hydroc cbon thì càng xấu.
Xăng à một sản phẩm qu n trọng củ nhà máy ọc dầu, nó đã trở thành một mặt
hàng quen thuộc trong đời sống sinh hoạt hàng ngày củ con ngƣời cũng nhƣ hoạt
động sản xuất trong công nghiệp. Cùng với sự gi tăng về số ƣợng động cơ xăng, nhu
cầu về xăng nhiên iệu ngày càng tăng nh nh. Điều này đã m ng đến cho các nhà sản
xuất nhiên iệu những cơ hội và cả những thách thức mới, bởi trong thực tế bên cạnh
những ợi ích mà động cơ này m ng ại cho con ngƣời đồng thời nó cũng thải r môi
trƣờng một ƣợng ớn các chất độc hại àm ảnh hƣởng đến sức khoẻ con ngƣời và đe

dọ môi trƣờng sinh thái.
Vì vậy xăng thƣơng phẩm bắt buộc phải bảo đảm đƣợc các yêu cầu không những
iên qu n đến quá trình cháy trong động cơ, hiệu suất củ động cơ mà còn phải bảo
đảm các yêu cầu về môi trƣờng.
Thông thƣờng xăng thƣơng phẩm cần đạt đƣợc các yêu cầu cơ bản nhƣ s u:
 Khởi động tốt ở nhiệt độ thấp.
 Động cơ hoạt động không bị kích nổ.
 Không kết tủ , tạo băng.
 Không tạo n t hơi.
 Dầu bôi trơn bị ph oãng bởi xăng à ít nhất.
 Trị số oct ne ít bị th y đổi.

22


 Các chất độc hại thải r môi trƣờng càng ít càng tốt.
311

ủ x

3111

ỉ

31111

về

vậ ý


ợ

Khối ƣợng riêng à khối ƣợng trên một đơn vị thể tích, thông thƣờng khối
ƣợng riêng đƣợc đo ở 150C. Khối ƣợng riêng iên qu n mật thiết đến các chỉ tiêu
khác nhƣ thành phần cất, áp suất hơi bão hoà… Vì vậy chỉ tiêu này thƣờng nằm trong
một giới hạn nhất định, đối với xăng ô tô à 0,725 ÷ 0,78 g/cm3
3111

bã

ò

Áp suất hơi bão hoà à một trong các tính chất vật ý qu n trọng củ các chất
ỏng dễ b y hơi. Đây chính à áp suất mà tại đó thể hơi nằm cân bằng với thể ỏng.
Áp suất hơi bão hoà Reid (PVR) à áp suất tuyệt đối ở nhiệt độ 37,80C đặc trƣng
cho khả năng b y hơi củ phần nhẹ trong xăng. Đó à áp suất hơi củ xăng đo đƣợc
trong điều kiện củ bình chiệu áp tiêu chuẩn gọi à bom Reid ở nhiệt độ 37,80C ( hay
1000F ). Áp suất hơi bão hoà c o thì động cơ dễ khởi động. Tuy nhiên nếu áp suất hơi
bão hò c o quá thì sẽ dễ tạo n t hơi trong động cơ, gây h o hụt trong tồn chứ và ô
nhiễm môi trƣờng. Áp suất hơi bão hoà quá thấp cũng ảnh hƣởng trực tiếp đến tính
khởi động củ động cơ nhất à về mù ạnh. Vì vậy trong chỉ tiêu k thuật thƣờng giới
hạn: 0,43 31113

à

Xăng động cơ à hỗn hợp củ nhiều oại hydroc cbon khác nh u, chƣ kể một
ƣợng nhỏ các chất phụ gi có trong xăng. Mỗi oại hydroc cbon đều có đặc tính hó
ý riêng. Khi tiến hành gi nhiệt cho một mẫu xăng các hydroc cbon khác nh u sẽ
chuyển từ dạng ỏng s ng dạng khí ở những nhiệt độ khác nh u gọi à nhiệt độ sôi.

Tính chất sôi và b y hơi củ xăng thƣờng đƣợc đánh giá bằng Tsđ, Tsc và Ts tƣơng
ứng với % thể tích chƣng cất đƣợc trong thiết bị chƣng cất tiêu chuẩn. Đối với xăng
thƣơng phẩm thì các giá trị củ các nhiệt độ này phải đƣợc nằm trong một giới hạn
nhất định.
Phƣơng pháp xác định thành phần cất củ xăng đƣợc tiến hành theo tiêu chuẩn
ASTM-D86.

23


Thành phần cất củ xăng à phần trăm thể tích thu đƣợc theo nhiệt độ trong một
dụng cụ chuẩn. Nó à một chỉ tiêu qu n trọng ảnh hƣởng đến tính năng khởi động, tính
năng tạo n t hơi, khả năng đóng băng và khả năng àm oãng dầu bôi trơn…
Ý ngh củ việc xác định thành phần cất đối với động cơ xăng:
 Ảnh hƣởng đến khả năng khởi động.
Nhiệt độ sôi đầu (Tsđ ) à nhiệt độ tại đó thu đƣợc giọt ỏng đầu tiên trong ống
đo. Nhiệt độ sôi đầu cùng với nhiệt độ tƣơng ứng với 10%, 30% thể tích ảnh hƣởng
đến tính khởi động củ động cơ, khả năng tạo n t hơi và h o hụt nhiên iệu. Khi Tsđ
và T10% càng thấp thì ƣợng nhiên iệu b y hơi càng ớn, động cơ dễ khởi động
nhƣng nếu thấp quá thì dễ tạo n t hơi àm động cơ hoạt động không ổn định đồng thời
gây h o hụt nhiên iệu ớn trong quá trình vận chuyển và tồn chứ .
 Ảnh hƣởng ên khả năng tăng tốc
Nhiệt độ cất 50% (T50% ) à nhiệt độ ứng với 50% thể tích sản phẩm ngƣng tụ
đƣợc. Nhiệt độ 50% biểu thị ảnh hƣởng củ nhiên iệu đến quá trình àm việc củ
động cơ khi th y đổi tốc độ. Khi T50% c o tức à nhiên iệu chứ ít hydroc cbon nhẹ
nên khi tăng tốc độ động cơ mặc dù ƣợng nhiên iệu nạp vào ớn nhƣng bốc hơi và
cháy không kịp àm giảm công suất, máy yếu và điều khiển khó khăn.
 Ảnh hƣởng đến khả năng cháy hết
Nhiệt độ 90% (T90%) à nhiệt độ tƣơng ứng với 90% thể tích thu đƣợc còn nhiệt
độ sôi cuối à nhiệt độ cực đại đạt đƣợc khi chƣng cất. T90% và Tsc đặc trƣng cho khả

năng cháy hoàn toàn củ nhiên iệu. Giá trị T90% và Tsc càng c o chứng tỏ trong
xăng chứ nhiều hydroc cbon nặng nên quá trình b y hơi tạo hỗn hợp cháy sẽ khó
khăn.
ỉ

3.1.
3.1. 1

về

ử ụ

ị

 Định ngh .
Trị số oct ne à một đại ƣợng quy ƣớc đặc trƣng cho khả năng chống kích nổ
củ xăng. Giá trị củ nó đƣợc tính bằng % thể tích củ iso-octane (2,2,4-trimetyl
pent n ) trong hỗn hợp củ nó với n-Hept n. Trong hỗn hợp này thì iso-oct ne có khả
năng chống kích nổ tốt nên đƣợc quy ƣớc bằng 100, ngƣợc ại n-hept n có khả năng
chống kích nổ kém và đƣợc quy ƣớc bằng 0.

24


Về nguyên tắc thì trị số oct ne càng c o càng tốt, tuy nhiên phải phù hợp với
từng oại động cơ.
 Hiện tƣợng cháy kích nổ.
Quá trình cháy củ nhiên iệu trong buồng đốt uôn có sự cạnh tr nh giữ h i quá
trình đó à quá trình cháy bình thƣờng và trình cháy không bình thƣờng. Nếu vận tốc
màng ử từ 14 đến 40 (m/s) à quá trình cháy bình thƣờng. Nếu vận tốc màng ử từ

1.400 đến 4.000(m/s) à quá trình cháy không bình thƣờng h y cháy kích nổ.
 Bản chất củ hiện tƣợng cháy kích nổ trong động cơ Xăng.
Bản chất củ hiện tƣợng cháy kích nổ à sự oxy hó các hydroc cbon kém bền
tạo r các hợp chất chứ oxy nhƣ peroxyt, hydroperoxyt, rƣợu, xeton, xit… trong số
các hợp chất này thì đáng ch ý nhất à các hợp chất peroxyt, hydroperoxyt đây à h i
hợp chất kém bền dễ bị phân hủy tạo r các gốc tự do để sinh r các phản ứng chuỗi
dẫn đến sự tự bốc cháy.
 Các phƣơng pháp xác định trị số oct ne: Có h i phƣơng pháp xác định trị số
octane
- Phƣơng pháp RON ( vòng qu y mô tơ thử nghiệm 600 vòng/ph t)
- Phƣơng pháp MON ( vòng qu y mô tơ thử nghiệm 900 vòng/ph t)
Thông thƣờng t thu đƣợc RON c o hơn MON
Ngoài r t còn xác định trị số oct ne trên đƣờng
 Các phƣơng pháp àm tăng chỉ số oct ne:
- Phƣơng pháp dùng phụ gi .
Có 2 oại phụ gi :
+ Phụ gi chì: B o gồm các chất nhƣ tetr mety chì, tetr ety chì. Phụ gi chì khi
cho vào xăng có tác dụng phá hủy các hợp chất trung gi n nhƣ (peroxyt,
hydroperoxyt) do đó àm giảm khả năng cháy kích nổ củ xăng. Phụ gi chì khi ph
vào xăng àm tăng trị số oct ne nhiều nhất (6÷12 đơn vị oct ne). Tuy nhiên do tính
độc hại củ nó nên ngày n y phụ gi chì không đƣợc sử dụng nữ .
+ Phụ gi

không chì: Sử dụng các hợp chất chứ

oxy nhƣ meth no ,

eth no ,…Nhóm phụ gi này không những àm tăng trị số oct ne củ xăng mà còn
gi p cho nhiên iệu cháy hoàn toàn (do đƣ thêm oxy ) từ đó hạn chế đƣợc ƣợng khí
thải độc hại r môi trƣờng. Ƣu, nhƣợc điểm củ meth no và etanol:

25