Biodiesel

BIODIESEL TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ GVHD : GS.TSKH. PHẠM QUANG DỰ HV : PHÙNG THỊ CẨM VÂN PHAN THỊ DẠ THẢO NGUYỄN HỒNG THOAN HCM , 04/2011 NỘI DUNG TỔNG QUAN VỀ DIESEL TRUYỀN THỐNG1 TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL2 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL4 5 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT BIODIESEL Ở VIỆT NAM6 NỘI DUNG TỔNG QUAN VỀ DIESEL TRUYỀN THỐNG1  Khái niệm diesel  Thành phần hóa học  Pha trộn và sản xuất  Nhu cầu tiêu thụ diesel ở Việt Nam  Tiêu chuẩn của diesel  Tính chất và sử dụng KHÁI NIỆM DIESEL  Diesel là loại nhiên liệu lỏng, nặng hơn dầu lửa và xăng, được dùng chủ yếu cho động cơ diesel và một phần cho các tuabin khí;  Ở VN có 2 loại DO thường sử dụng:  DO cao cấp (0,05%kl S)  DO thường (0,25% kl S)  Thành phần hóa học: HC từ C9-C20 bao gồm:  n-Parapin (chiếm chủ yếu)  Aromatic  Olephin  Hợp chất dị nguyên tố;  Phụ gia THÀNH PHẦN HÓA HỌC  HC parafinic: các parafin có cấu trúc thẳng, dạng cấu trúc nhánh ít, và chủ yếu là nhánh metyl. Các hydrocacbon mạch dài có nhiệt độ kết tinh cao (C16 là 18,1oC, C20 là 36,7oC);  HC naphthenic và aromatic: có cấu trúc 1 vòng có nhiều nhánh phụ xung quanh. Ngoài ra còn có hợp chất 2-3 vòng, hoặc dạng vòng lai hợp naphthenic-aromatic;  Hợp chất không no: olefin (chủ yếu), dien,.. từ các quá trình chế biến sâu.  Các hợp chất phi hydrocacbon:  Hợp chất S: tồn tại ở dạng sunfua, disunfua, và S trong các mạch dị vòng. Trong đó, các sunfua vòng no (dị vòng) là loại chủ yếu;  Hợp chất O: tồn tại dưới dạng acid, chủ yếu là acid naphthenic, phenol và các đồng đẳng của chúng (crezol, dimetyl phenol);  Hợp chất N: có hàm lượng ít, chủ yếu tồn tại ở dạng quinolin và đồng đẳng hoặc các hợp chất trung tính như pirol, indol, và các đồng đẳng. THÀNH PHẦN HÓA HỌC  Sản phẩm DO được pha trộn từ các nguồn sau:  Từ phân đoạn gasoil của tháp chưng cất khí quyển: là thành phần chính để pha trộn DO. Gasoil trong phân đoạn này có tính chất tốt để pha trộn DO: hàm lượng parafin cao, chỉ số cetane cao.  Từ phân xưởng cracking xúc tác (LCO), Visbreaking, cốc hóa: có chất lượng xấu (chỉ số cetane thấp, hàm lượng S cao, hàm lượng olefin cao nên kém ổn định, hàm lượng aromatic và nhựa cao). Chỉ có thể pha trộn một lượng nhỏ để sản xuất DO. Muốn sử dụng được nhiều thường phải qua quá trình xử lý hydro (HDS)  Từ các phân xưởng xử lý bằng hydro (HDS, HDC): có chất lượng tốt (chỉ số cetane cao, hàm lượng các chất phi HC như S, O, N và các hợp chất không no ít) PHA TRỘN VÀ SẢN XUẤT PHA TRỘN VÀ SẢN XUẤT NHU CẦU TIÊU THỤ DIESEL 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2015 2020 2025 Nhu cầu 4436 4650 5555 5768 5176 6481 6500 7115 7429 1042 1314 1528 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 N gà n tấ n Nhu cầu DO của Việt Nam giai đoạn 2002 - 2025 Nhu cầu tiêu thụ: tăng trưởng 7,2%/năm giai đoạn 2002 – 2010, 4,8%năm giai đoạn 2011 – 2025 NHU CẦU TIÊU THỤ DIESEL Nhu cầu tiêu thụ Diesel 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 N gà n tấ n/ nă m DO cao cấp DO thường Diesel thường : 0,25 %kl S Diesel cao cấp: 0,05 %kl S TCVN 5689:2005 TÍNH CHẤT VÀ SỬ DỤNG Một số tính chất quan trọng đối với nhiên liệu diesel truyền thống:  Trị số cetane  Thành phần chưng cất  Tỷ trọng  Độ nhớt  Hàm lượng lưu huỳnh  Khả năng làm việc ở nhiệt độ thấp TRỊ SỐ CETANE  Là đơn vị đo quy ước, đặc trưng cho tính tự bốc cháy của nhiên liệu;  Đo bằng % thể tích hàm lượng n-cetan (có chỉ số cetan = 100) trong hỗn hợp của nó với metyl naphtalen (có chỉ số cetan = 0);  Phương pháp xác định trị số cetane: có 2 phương pháp  Phương pháp trực tiếp: xác định bằng động cơ CFR (Coferarion Fuel Research) như trong động cơ xăng. Phương pháp ít được dùng vì phức tạp và tốn kém  Phương pháp gián tiếp: xác định chỉ số cetan từ nhiệt độ sôi trung bình và tỉ trọng API. TRỊ SỐ CETANE  Ảnh hưởng của trị số cetane đến hoạt động của động cơ:  Chỉ số cetane giảm  nhiên liệu khó cháy  thời gian cháy cảm ứng (thời gian nhiên liệu bị oxy hóa tạo gốc tự do) tăng lên  khi nhiên liệu tự bốc cháy thì lượng nhiên liệu trong xilanh nhiều  quá trình cháy mãnh liệt  áp suất trong xilanh tăng đột ngột  nóng máy, giảm tuổi thọ động cơ. Ngoài ra, một phần nhiên liệu có thể cháy không kịp làm giảm hiệu quả cháy, thải ra chất gây ô nhiễm môi trường  Chỉ số cetane quá cao  nhiên liệu dễ cháy  thời gian cháy cảm ứng giảm  quá trình tự bắt cháy sớm  nhiệt độ xilanh cao  nhiên liệu phun vào xilanh không có thời gian bay hơi mà bị phân hủy trước khi cháy  công suất động cơ giảm, khói thải nhiều chất độc.  Thành phần chưng cất: ảnh hưởng đến độ bay hơi của nhiên liệu trong động cơ  Nhiên liệu có độ bay hơi thấp: khả năng hóa hơi nhiên liệu thấp, khó cháy, làm giảm công suất động cơ và tăng mức tiêu hao nhiên liệu.  Nhiên liệu có độ bay hơi quá cao: tạo nút hơi trong hệ thống nhiên liệu và kim phun không cung cấp đều đặn nhiên liệu với kích thước hạt thích hợp vào buồng đốt  giảm công suất động cơ và tăng tiêu hao nhiêu liệu.  Nhiệt độ sôi 10% ảnh hưởng đến khả năng khởi động của động cơ;  Nhiệt độ sôi 50% đặc trưng cho tính năng thay đổi tốc độ của động cơ. Khoảng nhiệt đột sôi phù hợp 232 - 290 oC.  Nhiệt độ sôi 90% đặc trưng cho khả năng cháy hoàn toàn của nhiên liệu. THÀNH PHẦN CHƯNG CHẤT  Ảnh hưởng đến khả năng cháy của nhiên liệu:  Nhiên liệu có tỷ trọng cao  động năng khi phun vào động cơ lớn  khả năng hòa trộn với không khí tốt;  Tuy nhiên, tỷ trọng cao ~ độ nhớt cao  nhiên liệu khó bay hơi. Mặt khác, động năng quá lớn  nhiên liệu va vào thành động cơ, hòa tan dầu bôi trơn, mài mòn động cơ.  Đặc trưng cho thành phần nhiên liệu: khi 2 nhiên liệu có cùng giới hạn sôi, thì nhiên liệu có tỷ trọng cao  thành phần napthenic và aromatics cao TTỶ TRT ỌNG  Ý nghĩa: tính lưu chuyển, sự phun sương nhiên liệu vào buồng đốt, ảnh hưởng quá trình bôi trơn dầu nhờn.  Độ nhớt quá cao: tia nhiên liệu không mịn, khó phân tán đều trong buồng đốt  cháy không hoàn toàn  giảm hiệu suất & công suất động cơ; với động cơ nhỏ, tia nhiên liệu chạm vào xilanh, cuốn đi lớp dầu bôi trơn và làm tăng độ lẫn nhiên liệu trong dầu nhờn;  Độ nhớt quá thấp: hạt quá mịn, không thể tới được vùng xa kim phun  hỗn hợp NL + KK không đều  nhiên liệu cháy không đều, công suất giảm.  Quy định TCVN: từ 2 – 4.5 cST ở 40oC. ĐỘ NHỚT  Các dạng tồn tại S: sulfide, disulfide, thiophene,…  Tác hại: gây ăn mòn khi tồn trữ; khi cháy sinh ra SO2, SO3  tiếp xúc với nước  acid gây ăn mòn động cơ.  Giới hạn nồng độ S: tùy thuộc vào động cơ và điều kiện vận hành.  Động cơ tốc độ thấp, tải trọng lớn: hàm lượng S cao (0,25%kl)  Động cơ tốc độ cao: hàm lượng S thấp (0,05%kl);  Phương pháp xác định: ASTM D.129 (phương pháp bom), ASTM D1551 (phương pháp thạch anh),… HÀM LƯỢNG S  Trong DO có chứa nhiều HC parafin có tính chất cháy tốt nhưng lại dễ kết tinh, đông đặc khi nhiệt độ thấp làm giảm độ linh động của nhiên liệu, tắc lưới lọc nhiên liệu  Các chỉ tiêu:  Điểm sương: nhiệt độ bắt đầu xuất hiện sự kết tinh.  Điểm đông đặc: nhiệt độ cao nhất mà DO có thể chảy lỏng. KHẢ NĂNG LÀM VIỆC Ở NHIỆT ĐỘ THẤP NỘI DUNG 20 TỔNG QUAN VỀ DIESEL TRUYỀN THỐNG1 TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL2 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL4 5 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT BIODIESEL Ở VIỆT NAM6 NỘI DUNG 21 TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL2  Khái niệm về biodiesel  Thành phần hóa học  Ưu nhược điểm  Nguồn nguyên liệu  Tiêu chuẩn biodiesel ĐẶT VẤN ĐỀ NHIÊN LIỆU HÓA THẠCH CẠN KIỆT Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NHU CẦU NĂNG LƯỢNG TĂNG GIÁ DẦU MỎ BIẾN ĐỘNG BIOFUEL BIOETHANOL BIODIESEL Biodiesel (Diesel sinh học) là một loại nhiên liệu có tính chất giống với dầu diesel hóa thạch nhưng được sản xuất từ nguồn nguyên liệu dầu thực vật và mỡ động vật, và thường được ký hiệu B100. 23 KHÁI NIỆM BIODIESEL Nguồn từ: Biodiesel Technical information THÀNH PHẦN CỦA BIODIESEL ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA BIODIESEL  ƯU ĐIỂM  Giảm ô nhiễm môi trường;  Không độc, dễ phân hủy;  Chỉ số Cetan và độ nhớt cao hơn;  Giảm phụ thuộc vào nguồn dầu mỏ và thúc đẩy nông nghiệp phát triển.  NHƯỢC ĐIỂM  Nhiệt trị thấp hơn  tiêu thụ nhiên liệu nhiều hơn;  Độ ổn định oxy hóa thấp;  Điểm đông đặc cao;  Nguồn nguyên liệu hạn chế. NGUỒN NGUYÊN LIỆU  Dầu thực vật: hạt cải, hướng dương, đậu nành, dầu cọ, dầu dừa, jatropha, tảo,…  Mỡ động vật: mỡ bò, mỡ cá,…  Dầu ăn phế thải NGUỒN NGUYÊN LIỆU NƯỚC NGUỒN NGUYÊN LIỆU USA Dầu đậu nành, Dầu ăn phế thải Brazil Dầu đậu nành Châu Âu Dầu hạt cải Pháp, Italia Dầu hướng dương Malaysia, Indonesia Dầu cọ Autralia Mỡ bò, Dầu hạt cải Đức Dầu hạt cải Canada Dầu thực vật, Mỡ động vật Trung Quốc, Ấn Độ Jatropha TIÊU CHUẨN BIODIESEL NƯỚC TIÊU CHUẨN EU EN 14214-2003 MỸ ASTM 6751-09 ĐỨC DIN E51601 Ấ N ĐỘ IS 15607:2005 BRAZIL ANP42 JAPAN JIS K2390:2008 VIỆT NAM TCVN 7717:2007 TIÊU CHUẨN BIODIESEL CHỈ TIÊU MỸ CHÂU ÂU NHẬT BẢN VIỆT NAM ASTM D6751-07b EN 14214:2003 JIS K2390:2008 TCVN 7717:2007 Hàm lượng Este, %kl min - 96,5 96,5 96,5 Khối lượng riêng ở 15oC kg/m3 - 860-900 860-900 860-900 Độ nhớt động học ở 40oC, mm2/s 1,9-6,0 3,5-5,0 3,5-5,0 1,9-6,0 Điểm chớp cháy cốc kín, oC min 93 120 120 130 Lưu huỳnh, %kl max 0,0015 0,001 0,001 0,050 Nhiệt độ cất T90, oC max 360 - - 360 Cặn carbon (100%), %kl max 0,05 - - 0,05 Trị số cetan min 47 51 51 47 Nước, mg/kg max 0,05(%V) 500 500 - Tạp chất tổng, mg/kg max - 24 24 - Ăn mòn mảnh đồng No3 No1 No1 No1 Trị số acid, mgKOH/kg max 0,50 0,50 0,50 0,50 Độ ổn định oxy hóa, h min 3,0 6,0 - 6 Chỉ số Iot, g Iot/100g max - 120 120 120 Methyl Linolenate, %kl max - 12,0 12,0 - PU FAME (>4=), %kl max - 1 ND - Methanol, %kl max 0,2 0,2 0,2 - Monoglycerite, %kl max - 0,8 0,8 - Diglycerite, %kl max - 0,2 0,2 - Triglycerite, %kl max - 0,2 0,2 - Glycerine tự do, %kl max 0,02 0,02 0,02 0,02 Glycerine tổng, %kl max 0,24 0,25 0,25 0,24 Na + K, mg/kg max 5 5 5 5 Ca + Mg, mg/kg max 5 5 5 - Phosphorus, mg/kg max 10 10 10 - TIÊU CHUẨN BIODIESEL MỘT SỐ NHÀ MÁY BIODIESEL XÚC TÁC CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL 31 Campa Biodiesel GmbH& Co. KG AT AGRAR 150.000 Ochsenfurt, Đức Chủ đầu tư Công nghệ Công suất (tấn/năm) Địa điểm Diester Industries ESTERFIP-H 160.000 Sète, Pháp Novaol, Livorno BALLESTRA 100.000 Livorno, Ý Biofuels Corporation PLC ENERGEA 250.000 Teesside, USA NEW-Natural Energy West GmbH LURGI 200.000 Marl, Đức NỘI DUNG 32 TỔNG QUAN VỀ DIESEL TRUYỀN THỐNG1 TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL2 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL4 5 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT BIODIESEL Ở VIỆT NAM6 BIODIESEL – CÔNG NGHIỆP TOÀN CẦU  Thị trường biodiesel trên thế giới nói chung hiện nay đã đi đến giai đoạn phát triển nhanh chóng, tạo nên cả những cơ hội mới và những bất ổn mới;  Thị trường biodiesel thế hệ 1 ở Châu Âu và Mỹ đã đạt được mức sản lượng cao đáng kể nhưng vẫn còn bị hạn chế ở nguồn nguyên liệu sẵn có;  Ở các nước như Brazil, Ấn Độ, Trung Quốc, những chính sách cụ thể của chính phủ đã tạo nên những cơ hội mới trong việc phát triển nguyên liệu, sản xuất biodiesel. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL  Sản lượng biodiesel trong năm 2009 tăng 9%, đạt mức 16.6 tỷ lít trên toàn thế giới.  Xét trong giai đoạn từ 2004 đến 2009, biodiesel tăng trung bình khoảng 51% (Renewables 2010: Global Status Report) TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL Nguồn: TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL  Khối EU vẫn được xem là trung tâm sản xuất biodiesel lớn nhất trên thế giới, với 280 nhà máy, tổng sản lượng hàng năm khoảng 24 tỷ lit, chiếm gần 50% (2009) và EU cũng là nơi tiêu thụ nhiên liệu sinh học lớn nhất.  Pháp đứng đầu khối EU, tăng 34% trong năm 2009, sản xuất hơn 2.6 tỷ lít, chiếm 16% sản lượng toàn cầu; kế đến là Đức, Mỹ, Italy.  Một số nước có sự phát triển vượt bậc: Argentina, Austria, Colombia, Indonesia, Spain, and the United Kingdom với tốc độ khoảng 50%. Cá biệt là Ấn độ, tăng hơn 100 lần, đạt mức 130 triệu lít, xếp hạng 16. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL Nguồn: Renewables 2010 Global Status Report TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL Nguồn: Renewables 2010 Global Status Report Nguồn: Renewables 2010 Global Status Report TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL Các nước đứng đầu thế giới về biodiesel Nguồn: Renewables 2010 Global Status Report  Thị trường nguyên liệu cho biodiesel toàn cầu đang trong quá trình chuyển đổi từ biodiesel thế hệ đầu tiên với giá nguồn nguyên liệu đang ngày càng tăng sang các nguồn khác như dầu hạt cải, dầu đậu nành, dầu cọ với chi phí thấp hơn và quan trọng hơn đó là những nguồn nguyên liệu phi thực phẩm.  Trung Quốc: dành 1 vùng có diện tích gần bằng nước Anh để trồng Jatropha và những cây phi thực phẩm khác  Ấn Độ: 60 triệu hecta đất trồng Jatropha TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL  Xu hướng hiện nay là sản xuất biodiesel thế hệ 2, do mối quan tâm của chính phủ về sự bền vững, và cũng từ nhu cầu cần cải thiện hiệu suất và tăng cao sản lượng. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL TÌNH HÌNH SẢN XUẤT BIODIESEL NỘI DUNG TỔNG QUAN VỀ DIESEL TRUYỀN THỐNG1 TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL2 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL4 5 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT BIODIESEL Ở VIỆT NAM6 NỘI DUNG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL4  Phân loại nguyên liệu  Cơ sở lý thuyết  Sơ đồ công nghệ tổng quát  Các yếu tố ảnh hưởng  Phân loại quy trình  Một số công nghệ thương mại PHÂN LOẠI NGUYÊN LIỆU  Dựa vào thành phần acid béo tự do (FFA-free fatty acid, % FFA - khối lượng (g) FFA trong 100 ml nguyên liệu  Nguyên liệu dầu thực vật tinh chế - %FFA<0.05%  Nguyên liệu dầu thực vật thô - %FFA 0.5.-5%  Dầu thực vật đã qua sử dụng - %FFA 2-7%  Mỡ động vật 10-30%  Trap grease 75-100%  Lượng FFA trong nguyên liệu ban đầu là nhân tố chính quyết định việc lựa chọn công nghệ thích hợp để sản xuất biodiesel. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Phản ứng este hóa RCOOH + CH3OH  RCOOCH3 + H2O Phản ứng chuyển hóa este Triglyceride + 3CH3OH  3Methyl Este + Glycerine Phản ứng phụ RCOOH + NaOH  RCOONa + H2O CƠ SỞ LÝ THUYẾT SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ  Nhiệt độ và thời gian phản ứng  Chủng loại và nồng độ xúc tác  Hàm lượng acid béo tự do và độ ẩm  Tỷ lệ mol rượu/dầu và chủng loại rượu  Bề mặt tiếp xúc pha  Tốc độ khuấy trộn YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG – RƯỢU  Là rượu đơn chức bậc một từ C1-C8  Thường sử dụng methanol (CH3OH) vì:  Mạch cacbon ngắn, độ phân cực lớn→ hoạt tính mạnh;  Khối lượng phân tử thấp → lượng sử dụng thấp hơn;  Giá rẻ;  Nhiệt độ sôi thấp→ dễ tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng;  Dễ tách methanol ra khỏi nước bằng phương pháp chưng cất. YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG - XÚC TÁC XÚC TÁC ĐỒNG THỂ  Chất xúc tác, chất phản ứng, và sản phẩm tạo thành ở cùng một pha lỏng.  Phản ứng thường xảy ra có tính chọn lọc cao (chỉ tạo thành những sản phẩm mong muốn) nhưng khó tách sản phẩm ra khỏi chất xúc tác.  Phân loại xúc tác đồng thể  Xúc tác kiềm: NaOH, KOH, CH3ONa  Xúc tác acid: H2SO4, H3PO4 XÚC TÁC DỊ THỂ  Chất xúc tác thường ở thể rắn, trong khi chất phản ứng và sản phẩm ở pha lỏng hoặc khí.  Tách sản phẩm ra khỏi chất xúc tác một cách dễ dàng, nhưng tính chọn lọc của phản ứng thường thấp.  Một số xúc tác dị thể: Sulfated Zeolites & Đất sét; Hetro-poly acid; Metal Oxides, Sulfates; Vật liệu composite YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG - XÚC TÁC  Sự phụ thuộc định tính của hàm lượng triglyxerit và các sản phẩm vào thời gian phản ứng như sau: YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG – THỜI GIAN  Nguyên nhân làm giảm tốc độ phản ứng chính là sự khó hòa tan metanol vào dầu, mỡ. Để tăng sự hòa tan này người ta tăng nhiệt độ, tăng mức độ khuấy hoặc sử dụng chất dung môi trung gian.  Nếu phản ứng thực hiện ở nhiệt độ phòng, cần 4-8 tiếng để hoàn tất phản ứng.  Nhiệt độ cao hơn sẽ giảm thời gian phản ứng nhưng cần thực hiện trong điều kiện áp suất để giữ cho metanol ở trạng thái lỏng.  Trên thực tế, quá trình được thực hiện chủ yếu ở 60ºC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG – THỜI GIAN  Dựa vào thời gian phản ứng và tách lớp qui định đặc tính của công nghệ sản xuất, quy trình sản xuất biodiesel có thể phân thành:  Liên tục  Gián đoạn PHÂN LOẠI QUY TRÌNH SẢN XUẤT QUY TRÌNH GIÁN ĐOẠN PHÂN LOẠI QUY TRÌNH SẢN XUẤT QUY TRÌNH GIÁN ĐOẠN  Ưu điểm  Công nghệ đơn giản;  Chi phí đầu tư thấp;  Có thể sử dụng cho nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau;  Nhược điểm  Năng suất thấp;  Chất lượng sản phẩm không ổn định PHÂN LOẠI QUY TRÌNH SẢN XUẤT QUY TRÌNH LIÊN TỤC PHÂN LOẠI QUY TRÌNH SẢN XUẤT QUY TRÌNH LIÊN TỤC  Sản xuất Biodiesel với công suất vài triệu lít/năm, quy trình sản xuất gián đoạn không thể đáp ứng.  Người ta kết hợp nhiều lò phản ứng với nhau hoặc làm lò phản ứng theo dạng hình ống để kéo dài thời gian phản ứng, sau mỗi lò phản ứng đặt thiết bị tách lớp.  Vì vậy, lượng nguyên liệu vào cao nhưng hiệu suất phản ứng vẫn đạt tối đa.  Phù hợp với những nước có nhu cầu biodiesel cao như châu Âu PHÂN LOẠI QUY TRÌNH SẢN XUẤT QUY TRÌNH LIÊN TỤC  Ưu điểm  Năng suất lớn;  Dễ tự động hóa;  Giảm chi phí sản xuất.  Nhược điểm  Chi phí đầu tư;  Nguyên liệu sử dụng phải tương đối đồng nhất. PHÂN LOẠI QUY TRÌNH SẢN XUẤT MỘT SỐ CÔNG NGHỆ THƯƠNG MẠI  AXENS  BDI  DESMET BALLESTRA  Nguyên liệu:  Virgin vegetable oils  Semi-refined vegetable oils (degummed, neutralized)  Đặc tính:  Phosphorus content: 10 ppm wt max.  Acid value: 0,25 % FFA max  Sản phẩm:  EN 14214 compliant. CÔNG NGHỆ  Glycerin được sản xuất với độ tinh khiết lên đến 98%  Không hình thành xà phòng hoặc các loại acid ít béo  Hiệu suất hình thành biodiesel gần như đạt 100%  Không cần xử lý acid hoặc các hoá chất độc hại.  Chi phí cho xúc tác thấp hơn so với các quy trình khác (tính theo tấn FAME) ƯU ĐIỂM BDI - BioDiesel International AG ƯU ĐIỂM  Không giới hạn hàm lượng FFA.  Biodiesel tạo thành đạt chuẩn EN14214, ASTM D6751.  Nguồn nguyên liệu đa dạng: Animal Fat Cat.1, Cat.2, Cat. 3 (Tallow, Poultry Fat, etc.), Brown / Trap Grease, dầu ăn qua sử dụng… DESMET BALLESTRA DESMET BALLESTRA – CÔNG NGHỆ NỘI DUNG 76 TỔNG QUAN VỀ DIESEL TRUYỀN THỐNG1 TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL2 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL4 5 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT BIODIESEL Ở VIỆT NAM6 7777 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL Ảnh hưởng của hàm lượng FFA chưa bão hòa đến độ ổn định oxy hóa và khả năng sử dụng ở nhiệt độ thấp: Thấp Hàm lượng FFA chưa bão hòaCao Tốt  Độ ổn định oxy hóa Xấu Xấu Khả năng sử dụng ở nhiệt độ thấp Tốt 7878 /06 200906 2009 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL  So sánh tính chất của một số loại biodiesel TÍNH CHẤT JATROPHA BIODIESEL PALM BIODIESEL Hàm lượng FFA chưa bão hòa Cao Thấp Chỉ số Iot Cao Thấp Độ ổn định oxy hóa Xấu Tốt Khả năng sử dụng ở nhiệt độ thấp Tốt Xấu 7979 /06 200906 2009 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL 8080 /06 200906 2009 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL NỘI DUNG 81 TỔNG QUAN VỀ DIESEL TRUYỀN THỐNG1 TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL2 3 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ SỬ DỤNG BIODIESEL TRÊN THẾ GIỚI CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL4 5 TÍNH CHẤT CỦA BIODIESEL TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT BIODIESEL Ở VIỆT NAM6 CHÍNH SÁCH  Quyết định No.177/2007/QĐ-TTg – 20/11/2007: “Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến 2025”;  Quyết định No.1156/QĐ-DKVN – 24/02/2009: “Kế hoạch và Chương trình triển khai các dự án Nhiên liệu sinh học của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025”;  TCVN 7716:2007: Tiêu chuẩn của Ethanol nhiên liệu biến tính;  TCVN 7717:2007: Tiêu chuẩn của Biodiesel nguyên chất B100  Quyết địnhNo. 1842/QD-BNN-LN - 19/06/2008: “Đề án Nghiên cứu, phát triển và sử dụng sản phẩm cây cọc rào ở VN giai đoạn 2008-2015 và tầm nhìn đến 2025”  TCVN 8063:2009: Tiêu chuẩn của xăng không chì pha 5% ethanol E5  TCVN 8064:2009: Tiêu chuẩn của nhiên liệu diesel pha 5% este methyl acid béo B5  Quyết định No.177/2007/QĐ-TTg – 20/11/2007: 83 11/1/2013 Giai đoạn Sản phẩm Sản lượng(103 tấn/năm) % 2008-2010 E5, B5 150 0.4% 2011-2015 E5, B5 5000 1% 2016-2025 E5, B5 5% CHÍNH SÁCH BIOFUEL POLICIES  Quyết định No.1156/QĐ-DKVN-24/02/2009: 84 11/1/2013 Period Pure Biofuel Output (103 tons/year) Blending Products Output (103 tons/year) Percent (%) 2008-2010 E5, B5 100-150 (E5) 50 (B5) 1.2% 2011-2015 350 E5, B5 5000 25% 2025 800 E5-E10, B5- B10 33% CÁC DỰ ÁN NHIÊN LIỆU SINH HỌC 85 Dự án chuẩn bị đầu tư Dự án đang đầu tư Nhà máy Bioethanol Phú Thọ (100 MML/year), 2011 huhoP TP T Nhà máy Bioethanol Dung Quốc (100 MML/year), 2011 Nhà máy Bioethanol Bình Phước (100 MML/year), 2012 inhhuocB PB P Nhà máy Biodiesel Miền Bắc (100-150 MML/year) Nhà máy Biodiesel Miền Trung (100 ML/year) Nhà máy Biodiesel Miền Nam (100 ML/year) Nhà máy Bioethanol Đồng Xanh (50 MML/year), 2009 Dự án đã đi vào hoạt động  Dầu thực vật  Dầu ăn phế thải  Mỡ cá  Jatropha  Tảo NGUỒN NGUYÊN LIỆU 8787 MỠ CÁ VÀ DẦU ĂN PHẾ THẢI  Tận dụng nguồn nguyên liệu  Tăng hiệu quả kinh tế  Giảm ô nhiễm môi trường NHƯỢC ĐIỂM:  Số lượng có hạn  Giá cao  Vấn đề thu gom  Đây là giải pháp tạm thời GIỚI THIỆU VỀ JATROPHA CURCAS ĐẶC C ĐIỂ :M TTên khoa học là atrophaJ urcasCC  TThích hợp với các nước nhiệt đới, cận nhiệt đới  Dễ trồng và canh tác  TThích hợp với những vùng khí hậu khô hạn  huT T hoạch hạt trong vòng 12 12 tháng TThời gian sống từ 3535- 40 40 năm  HHàm lượng dầu trong hạt 3030-%4040 8989 /06 200906 2009 GIỚI THIỆU VỀ JATROPHA CURCAS THÀNH PHẦN VÀ HÀM LƯỢNG DẦU