Đồ Án Nghiên cứu tổng quan khả năng sản xuất và sử dụng ethanol làm nhiên liệu cho động cơ

LỜI MỞ ĐẦU.

Đã từ rất lâu, dầu mỏ luôn giữ một vai trò quan trọng trong chiến lược phát

triển kinh tế của mỗi quốc gia. Hơn 90% lượng dầu mỏ khai thác được phục vụ cho

nhu cầu năng lượng như xăng nhiên liệu, nhiên liệu phản lực, diesel, nhiên liệu đốt

lò Có thể nói dầu mỏ là nền tảng của sự tăng trưởng 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

lượng sạch, có khả năng tái tạo để thay thế một phần xăng dầu trở thành một vấn đề

cấp thiết và được nhiều quốc gia quan tâm. Một trong những hướng đi hiệu quả là

sử dụng ethanol để pha vào xăng vừa làm tăng chỉ số octane, vừa làm giảm ô nhiễm

môi trường nên xăng pha cồn ngày càng trở nên phổ biến trên toàn thế giới.

Hơn nữa, nước ta là một nước 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. Đây là vùng nguyên liệu lí tưởng,

là tiền đề cho sự ra đời của nhà máy sản xuất ethanol từ cellulose (rơm rạ).

Với những lí do như trên, đề tài “nghiên cứu tổng quan khả năng sản xuất

và sử dụng ethanol làm nhiên liệu cho động cơ” là một bước đi ban đầu cho việc

sản xuất ethanol nhiên liệu phục vụ cho nhu cầu năng lượng ngày càng gia tăng ở


MỤC LỤC.

MỤC LỤC 1

LỜI MỞ ĐẦU 5

Chương I: NHỮNG HIỂU BIẾT CƠ BẢN VỀ NHIÊN LIỆU ETHANOL

(XĂNG PHA CỒN, GASOHOL) .6

I. Vài nét về lịch sử sử dụng nhiên liệu ethanol. .6

II. Lợi ích và hạn chế khi sử dụng nhiên liệu Ethanol. .7

II.1. Lợi ích. .7

II.1.1. Lợi ích về kinh tế .7

II.1.2. Lợi ích về môi trường 7

II.2. Hạn chế khi sử dụng nhiên liệu ethanol .8

III. Tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu ethanol hiện nay trên thế giới 8

IV. Một số thông tin về giá cả ethanol nhiên liệu. 9

V. Tình hình sản xuất và khả năng sử dụng ethanol nhiên liệu ở nước ta. .10

Chương II: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ETHANOL NHIÊN LIỆU. 13

I. Sản xuất ethanol từ nguyên liệu chứa tinh bột (sắn, ngô) 13

I.1. Tổng quan về nguyên liệu. 13

I.1.1. Thành phần quan trọng và chủ yếu đối với nguyên liệu chứa tinh bột để

sản xuất ethanol 13

I.1.2. Nguyên liệu chứa tinh bột để sản xuất ethanol .14

I.1.2.1. Sắn 14

I.1.2.2. Ngô 15

I.2. Các công đoạn chính trong quá trình sản xuất ethanol từ tinh bột 16

I.3. Thuyết minh các công đoạn sản xuất ethanol từ tinh bột 18

I.3.1. Làm sạch .18

I.3.2. Nghiền nguyên liệu .18

I.3.3. Nấu nguyên liệu 18

I.3.4. Đường hoá. .19

I.3.5. Lên men. .21

I.3.6. Chưng cất và tinh chế rượu .26

II. Sản xuất ethanol từ rỉ đường .30

II.1. Tổng quan về nguyên liệu 30

II.1.1. Giới thiệu nguyên liệu .30

II.1.2. Bảo quản nguyên liệu 31

II.2. Các công đoạn chính của việc sản xuất ethanol từ rỉ đường 32

II.2.1. Chuẩn bị dịch lên men .34

II.2.1.1. Pha loãng. .34

II.2.1.2. Acide hóa. .34

II.2.1.3. Bổ sung chất sát trùng. .35

II.2.1.4. Bổ sung chất dinh dưỡng 35

II.2.2. Lên men .35

II.2.3. Chưng cất và tinh chế 36

III. Sản xuất ethanol từ nguyên liệu chứa cellulose (rơm rạ, mùn cưa ). .37

III.1. Tổng quan về nguyên liệu và phương pháp sản xuất. 37

III.1.1. Tổng quan về nguyên liệu 37

III.1.2. Tổng quan về phương pháp sản xuất. 39

III.2. Chuẩn bị nguyên liệu. .41

III.2.1. Mục đích. .41

III.2.2. Sơ đồ khối. .42

III.2.3. Thuyết minh sơ đồ. 42

III.3. Tiền xử lí .42

III.3.1. Mục đích. .42

III.3.2. Sơ đồ khối. .43

III.3.3. Thuyết minh sơ đồ. 43

III.4. Đường hoá và lên men 45

III.4.1. Mục đích. .45

III.4.2. Sơ đồ công nghệ quá trình đường hóa và lên men .45

III.4.3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ quá trình đường hóa và lên men 48

III.5. Tinh chế sản phẩm. .52

III.5.1. Mục đích. .52

III.5.2. Sơ đồ. .53

III.5.3. Thuyết minh sơ đồ. 55

III.6. Xử lý nước thải. 59

III.6.1. Mục đích. .59

III.6.2. Sơ đồ. .59

III.6.3. Thuyết minh sơ đồ. 61

IV. Các phương pháp thu nhận cồn khan. .61

IV.1. Mục đích .61

IV.2. Công nghệ tách nước tạo cồn khan 62

IV.2.1. Chưng cất chân không. 62

IV.2.2. Dùng Na2SO4, CaSO4, CaCO3, CuSO4 khan để hấp phụ nước 63

IV.2.3. Bốc hơi thẩm thấu qua màng lọc. 63

IV.2.4. Chưng cất đẳng phí. .64

IV.2.5. Hấp phụ rây phân tử .66

IV.2.5.1. Sơ đồ công nghệ 66

IV.2.5.2. Thuyết minh sơ đồ. .68

IV.2.5.3. Tình hình làm khan cồn ở Việt Nam bằng Zeolit: 69

IV.3. Nhận xét 70

IV. Đánh giá các phương pháp sản xuất ethanol .70

Chương III: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHỐI TRỘN ETHANOL VÀO

CONDENSATE CỦA VIỆT NAM 73

I. Tổng quan về Xăng. .73

I.1. Các tính chất của xăng .75

I.1.1. Các chỉ tiêu về tính chất vật lý. 75

I.1.1.1. Khối lượng riêng 75

I.1.1.2. Áp suất hơi bão hòa. 75

I.1.1.3. Thành phần cất .76

I.1.2. Các chỉ tiêu về tính chất sử dụng 77

I.1.2.1. Trị số octane .77

I.1.2.2. Nhiệt độ chớp cháy. .80

I.1.2.3. Tính ổn định hóa học. 80

I.1.2.4. Các chỉ tiêu khác 80

I.2. Lợi ích và tác hại của xăng 81

I.2.1. Lợi ích .81

I.2.2. Tác hại. .81

I.2.2.1.

Đối với sức khỏe con người 82 I.2.2.2. Đối với môi trường .83

I.3. Các biện pháp kỹ thuật làm giảm mức độ gây ô nhiễm của động cơ xăng.86

I.3.1. Cải thiện động cơ và tối ưu quá trình cháy .86

I.3.2. Xử lí khí xả bằng bộ xúc tác. 86

I.3.3. Cải thiện nhiên liệu bằng cách sử dụng nhiên liệu sạch hay dùng nhiên

liệu thay thế 87

II. Nghiên cứu khả năng phối trộn ethanol vào condensate Việt Nam. 91

II.1. Giới thiệu chung về condensate Việt Nam. .91

II.1.1. Condensate. .91

II.1.2. Thành phần và đặc tính của condensate Việt Nam. 91

II.1.3. Tình hình khai thác và trữ lượng condensate Việt Nam. 91

II.1.4. Tình hình sử dụng condensate tại Việt Nam hiện nay. .92

II.2. Thuận lợi và khó khăn của việc pha ethanol vào condensate. .93

II.2.1. Thuận lợi. 93

II.2.1. Khó khăn. 93

II.3. Khảo sát ảnh hưởng của ethanol lên các tính chất sử dụng của nhiện liệu

khi phối trộn vào condensate . .94

II.3.1. Ảnh hưởng của ethanol đến trị số octane của xăng .94

II.3.2. Ảnh hưởng của ethanol đến áp suất hơi bão hòa của xăng. 94

II.3.4. Ảnh hưởng của ethanol đến sự tách lớp của Gasohol. 102

II.3.5. Ảnh hưởng đến sự phát thải của các chất gây ô nhiễm .102

II.4. Xây dựng quy trình pha trộn Gasohol 104

II.4.1. Nguyên tắc pha trộn. .104

II.4.2. Sơ đồ pha trộn. 104

III. Tính toán phối trộn. .106



III.1. Mục đích. 106

III.2. Nguyên tắc phối trộn. .106

III.2.1. Tính chỉ số octane (RON). .106

III.2.2. Tỷ trọng (d15

4). .107

III.2.3. Tính % khối lượng lưu huỳnh (%S) .107

III.2.4. Tính hàm lượng Aromatic (%Ar). .107

III.2.5. Tính áp suất hơi bão hòa (TVV). .108

III.3. Các tính chất về nguồn phối trộn 109

III.3.1. Condensate. 109

III.3.2. Ethanol 99,5% khối lượng. 109

III.3.3. Reformate .109

III.3.4. Xăng FCC. .110

III.3.5. Butane. .110

III.4. Tiến hành phối trộn .111

III.4.1. Condensate và ethanol. 111

III.4.2. Condensate, ethanol và reformate 112

III.4.3. Condensate, ethanol và xăng FCC. 113

III.4.4. Condensate, ethanol, xăng FCC, reformate và butane .113

KẾT LUẬN. .117