MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 3

I.1. Sơ lược về nhiên liệu khoáng và nhiên liệu diezel 3

I.2. Tổng quan về dầu thực vật. 6

I.2.1. Thành phần hoá học của dầu thực vật 6

I.2.2. Tính chất lý học của dầu thực vật 7

I.2.3. Tính chất hoá học của dầu thực vật 8

I.2.4. Các chỉ số quan trọng của dầu thực vật 9

I.2.5. Các loại dầu thực vật thông dụng 10

I.2.6. Vài nét về cây dừa và dầu dừa 12

I.3. Động cơ và nhiên liệu diezel 15

I.3.1. Động cơ diezel 15

I.3.2. Yêu cầu về nhiên liệu diezel 16

I.3.3. Khí thải của nhiên liệu diezel truyền thống 18

I.3.4. Các phương pháp nâng cao chất lượng nhiên liệu diezel 19

I.4. Tổng quan về biodiezel 20

I.4.1. Nhiên liệu sinh học 20

I.4.2. Giới thiệu về biodiezel 20

I.4.3. Các quá trình chuyển hoá este tạo biodiezel 25

I.4.4. Nguyên liệu cho quá trình tổng hợp biodiezel 28

I.4.5. Quá trình tổng hợp biodiezel sử dụng xúc tác bazơ 29

I.4.6. Các yếu tố ảnh hưởng đến đến quá trình tổng hợp biodiezel 31

I.4.7. Tỷ lệ pha trộn biodiezel với diezel 33

I.4.8. Đặc điểm nổi bật của biodiezel dừa 33

I.4.9. Tình hình sản xuất biodiezel trên thế giới và ở Việt Nam 36

CHƯƠNG II : THỰC NGHIỆM 38

II.1. Nguyên liệu và xúc tác cho quá trình 38

II.1.1. Metanol 38

II.1.2. Dầu dừa 39

II.1.3. Xúc tác và cách điều chế xúc tác. 40

II.2. Cách tiến hành tổng hợp biodiezel dừa 42

II.2.1. Thiết bị chính trong quá trình thực nghiệm 42

II.2.2. Các bước tiến hành 43

II.2.3. Quá trình tách và tinh chế sản phẩm 44

II.2.4. Tính toán hiệu suất của phản ứng tổng hợp biodiezel 45

II.3. Các phương pháp phân tích chất lượng sản phẩm. 46

II.3.1. Xác định chỉ số axit 46

II.3.2. Xác định độ nhớt động học 46

II.3.3. Xác định chỉ số xetan 47

II.3.4. Xác định nhiệt độ chớp cháy cốc kín 48

II.3.5. Xác định tỷ trọng 48

II.3.6. Phương pháp phổ hồng ngoại xác định cấu trúc sản phẩm 49

II.3.7. Phương pháp sắc kí khí 50

CHƯƠNG III : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50

III.1. Đánh giá hoạt tính của xúc tác 50

III.1.1. Khảo sát hàm lượng NaOH tối ưu trong xúc tác. 50

III.1.2. Khảo sát cấu trúc xúc tác 51

III.1.3. Nghiên cứu khả năng tái sử dụng của xúc tác. 53

III.1.4. Nghiên cứu sự tái sinh xúc tác. 54

III.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp biodiezel dừa. 56

III.2.1. Tỷ lệ mol của metanol/dầu 56

III.2.2. Lượng xúc tác 57

III.2.3. Thời gian phản ứng 58

III.2.4. Tốc độ khuấy 59

III.2.5. Nhiệt độ phản ứng 60

III.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm 62

III.4. Thử nghiệm nhiên liệu B5 trong động cơ 63

III.4.1. Đánh giá ảnh hưởng của nhiên liệu B5 đến công suất của động cơ so với diezel khoáng. 64

III.4.2. Thành phần khí thải của động cơ sử dụng nhiên liệu B5 so với diezel khoáng. 65

KẾT LUẬN 70

Tài liệu tham khảo 71

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, nhu cầu về năng lượng nói chung và nhiên liệu nói riêng ngày càng tăng do sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật và sự gia tăng dân số. Tuy nhiên, nguồn nhiên liệu khoáng ngày càng cạn kiệt bởi sự khai thác ồ ạt của con người dẫn đến yêu cầu tìm nguồn nhiên liệu thay thế trở nên cần thiết hơn bao giờ hết. Một trong những nguồn nhiên liệu thay thế là nhiên liệu sinh học, được tổng hợp từ sinh khối do đó hoàn toàn có thể tái tạo được. Nhiên liệu sinh học bao gồm bioetanol, biodiezel…trong đó biodiezel được sử dụng phổ biến hơn cả.

Biodiezel là mono alkyl este của các axit béo, được tổng hợp từ dầu thực vật hay mỡ động vật bởi phản ứng trao đổi este. Biodiezel có những tính chất hóa lý gần tương tự diezel khoáng nên có thể dùng thay cho diezel khoáng. Việc sử dụng biodiezel làm giảm sự phụ thuộc của con người vào nguồn năng lượng khoáng đang dần cạn kiệt. Bên cạnh đó, sử dụng biodiezel trong động cơ diezel làm tăng khả năng bôi trơn, giảm đáng kể lượng khí thải độc hại như CO2, CO, NO¬x, hidrocacbon chưa cháy hết, chất rắn dạng vi hạt và muội cacbon, góp phần bảo vệ môi trường. Chính vì những lợi ích như vậy nên biodiezel đã được nghiên cứu và đưa vào sử dụng ở rất nhiều nước trên thế giới, đặc biệt ở những nước phát triển.

Không nằm ngoài xu hướng chung của thế giới, các nhà khoa học Việt Nam cũng đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp nguồn nhiên liệu sạch này để phục vụ nền kinh tế quốc dân song song với việc khai thác sử dụng một cách hợp lý nguồn nhiên liệu khoáng. Tận dụng ưu thế Việt Nam có nguồn dầu thực vật cũng như là mỡ động vật phong phú, quá trình sản xuất biodiezel ở quy mô công nghiệp là hoàn toàn khả thi. Tuy nhiên rất nhiều những nghiên cứu cần được tiến hành thêm để tìm ra loại xúc tác dị thể phù hợp thay thế cho xúc tác đồng thể có nhiều nhược điểm cũng như thử nghiệm loại xúc tác này trên nhiều loại dầu thực vật khác nhau để đánh giá hoạt tính của chúng trong quá trình tổng hợp biodiezel. Đồ án “nghiên cứu quá trình tổng hợp biodiezel từ dầu dừa trên xúc tác dị thể NaOH/MgO” là một phần nhỏ trong những nỗ lực đó, với mong muốn một ngày không xa biodiezel sẽ được sử dụng rộng rãi hơn ở Việt Nam với những ưu điểm về chất lượng, kinh tế và môi trường.