MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU i LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC BẢNG . vii DANH MỤC SƠ ĐỒ . viii DANH MỤC HÌNH . ix T Ừ VIẾT TẮT x CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT . 1 I. NHIÊN LIỆU DIESEL . 1 1. Khái quát về nhiên liệu diesel 1 2. Nhu cầu sử dụng nhiên liệu 1 3. Nhiên liệu diesel khoáng và vấn đề ô nhiễm môi trường 2 II.NHIÊN LIỆU SINH HỌC VÀ BIODIESEL . 4 1. Nhiên liệu sinh học . 4 2. Biodiese . 5 2.1. Lịch sử phát triển của nhiên liệu biodiesel . 5 2.2. Một số đặc tính của biodiesel 6 2.2.1. Sức căng bề mặt, độ nhớt và điểm vẩn đục . 6 2.2.2. Độ ổn định oxi hóa . 6 2.2.3. Chỉ số cetane 7 2.2.4. Điểm chớp cháy 7 2.2.5. Nhiệt độ sôi 7 2.2.6. Trọng lượng riêng . 7 2.3.Ưu, nhược điểm khi sử dụng Biodiesel 8 2.3.1.Ưu điểm . 8 2.3.2. Nhược điểm 9 2.4. Tình hình nghiên cứu, sản xuất và sử dụng biodiesel trên thế giới và ở Việt Nam . 10 2.4.1. Trên thế giới . 10 2.4.2. Tình hình trong nước 12 2.5. Nguyên liệu sản xuất Biodiesel . 13 a. Dầu ăn phế thải . 13 b. Rượu 15 2.6. Phân loại các phương pháp tổng hợp biodiesel 16 2.6.1. Phương pháp sấy nóng 16 2.6.2. Phương pháp pha loãng . 17 2.6.3. Phương pháp Cracking . 17 2.6.4. Phương pháp nhũ tương hóa . 18 2.6.5. Phương pháp ester hóa 18 a. Cơ sở hóa học . 18 b. Các phương pháp kỹ thuật để điều chế ankyl ester 20 c. Xúc tác sử dụng trong quá trình ester hóa . 21 d. Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng trao đổi este . 23 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 27 I. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU . 27 II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 27 III. THỰC NGHIỆM . 27 1. Thiết bị phản ứng . 27 2. Chuẩn bị nguyên liệu 28 3. Khảo sát nguyên liệu dầu . 28 4. Xác định các chỉ số cơ bản của nguyên liệu dầu . 28 4.1. Cách xác định độ nhớt . 28 4.2. Cách xác định chỉ số axit . 29 5. Khử nước trong dầu ăn trước khi phản ứng . 29 6. Khảo sát quá trình tổng hợp biodiesel từ dầu ăn phế thải . 30 6.1. Thực hiện phản ứng giai đoạn 1 . 30 6.2. Thực hiện phản ứng giai đoạn 2 . 33 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN . . 35 I. KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU 35 II. KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG METHYLESTER TRONG HỖN HỢP GIỮA DẦU NGUYÊN LIỆU VÀ METHYLESTER ĐẾN ĐỘ NHỚT ĐỘNG HỌC 36 III. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ 38 1. Giai đoạn 1 38 1.1. Ảnh hưởng của thời gian đến độ nhớt và chỉ số axit . 38 1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt và chỉ số axit 40 1.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ Methanol/dầu đến độ nhớt và chỉ số axit (theo thể tích) . 41 1.4. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác đến độ nhớt và chỉ số axit 42 2. Giai đoạn 2 43 2.1. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất tổng hợp Biodiesel 43 2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tổng hợp Biodiesel . 44 2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ Methanol/bán sản phẩm đến hiệu suất tổng hợp Biodiesel. 45 2.4. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác đến hiệu suất tổng hợp Biodiesel . 47 IV. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 48 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 49 I. KẾT LUẬN . 49 II. HƯỚNG TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU 50 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO . 52 MỞ ĐẦU Hiện nay, môi trường là vấn đề đang được mọi quốc gia trên thế giới quan tâm. Ở nước ta, vấn đề ô nhiễm môi trường đang trở thành mối e ngại lớn cho toàn thể xã hội, trong đó ô nhiễm không khí là một trong những dạng ô nhiễm môi trường được quan tâm nhiều nhất. Ô nhiễm không khí chủ yếu là do khói thải từ các nhà máy, khu công nghiệp và từ các phương tiện giao thông. Đặc biệt, khi các phương tiện giao thông ngày càng gia tăng thì nguy cơ thải ra môi trường các chất độc hại cũng tăng theo. Các phương tiện giao thông muốn hoạt đông cần phải có nhiên liệu, trong đó có Diesel. Do vậy, muốn giảm thiểu khí thải gây ô nhiễm môi trường thì nhiên liệu cần phải đạt những yêu cầu chất lượng cần thiết. Vì thế, việc nâng cao chất lượng nhiên liệu và tìm ra những nhiên liệu mới để làm giảm hàm lượng khí thải đang ngày càng được chú trọng nghiên cứu. Trong những năm gần đây, rất nhiều nước trên thế giới đã quan tâm đến việc sản xuất ra các loại nhiên liệu sạch, đáng chú ý nhất là nhiên liệu sinh học. Biodiesel là một dạng nhiên liệu sinh học được quan tâm hơn cả do xu hướng Diesel hóa động cơ trên toàn cầu, và giá diesel khoáng ngày càng tăng cao. Hơn nữa, biodiesel được xem là loại phụ gia rất tốt cho nhiên liệu diesel khoáng, làm giảm đáng kể lượng khí thải độc hại, và nó là nguồn nhiên liệu có thể tái tạo được. Ở Việt Nam đã có nhiều đề tài nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ các nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước như dầu đậu nành, dầu hạt cải, dầu cao su, mỡ cá, và đã thu được kết quả khá tốt. Tuy nhiên vì nền công nghiệp sản xuất dầu mỡ nước ta còn khá non trẻ, chưa đáp ứng được nguồn nguyên liệu cho sản xuất biodiesel ở quy mô lớn. Ngoài ra, nếu sản xuất biodiesel từ dầu ăn tinh chế thì giá thành khá cao, và còn ảnh hưởng đến an ninh lương thực. Do đó, việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu rẻ tiền, phù hợp với điều kiện của đất nước vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu. Với mục đích đó,việc tận dụng nguồn dầu ăn phế thải và mỡ cá làm nguyên liệu cho tổng hợp biodiesel là có ý nghĩa thực tế rất lớn. Bởi đây là nguồn nguyên liệu có trữ lượng tương đối lớn, lại rẻ tiền, đem lại hiệu quả kinh tế cao. Việc tận dụng nguồn nguyên liệu này còn góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe người dân. Chính vì vậy trong bài luận văn này, tôi xin được nghiên cứu đề tài “ Tổng hợp Biodiesel từ dầu ăn phế thải và Methanol” nhằm khảo sát các yếu tố cần thiết để có thể sản xuất Biodiesel từ dầu ăn phế thải theo qui mô công nghiệp đạt hiệu suất cao.
