Đồ Án Tổng hợp bio-ethanol để pha chế xăng sinh học

LỜI CẢM ƠN

Qua quá trình học tập dưới mái trường ĐHCNTPHCM. Hành trang mà chúng em có được đó chính là những kiến thức về ngành công nghệ hóa học mà thầy giáo ,cô giáo đã truyền đạt cho em. Đây là hành trang giúp em vững bước vào cuộc sống và công việc của mình sau này
Chúng em xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy giáo, cô giáo trong khoa công nghệ đả tận tâm giúp đỡ chúng em suốt trong quá trình học tập cũng như trong quá trình hoàn thành đồ án này . Trong quá trình giảng dạy các thầy giáo,cô giáo đã tìm tòi những phương pháp dạy sao cho chúng em dễ hiểu. Không những truyền đạt cho em những kiến thức trong trong sách mà còn truyền đạt cho chúng em những kiến thức cơ bản của công việc sau này. Những kiến thức này sể giúp em khỏi bở ngở khi bước vào môi trường công nghiệp sau này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS:Nguyễn Văn Sơn đã tận tình hướng dẫn, diều dắt chúng em trong suốt quá trình hoàn thành đồ án.
Mặc dù nhóm chúng em đã rất cố để hoàn thành bài đồ án này nhưng không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vậy chúng em rất mong nhận được ý kiến của thầy cô để bài đồ án của em được hoàn thiện hơn.







LỜI MỞ ĐẦU


I. Lý do chon đề tài
Như chúng ta đã biết dầu mỏ và khí đốt hiện chiếm khoảng 60 -80% nguồn năng lượng của thế giới. Với tốc độ tiêu thụ như hiện nay và trử lượng dầu mỏ hiện có, nguồn năng lượng này sẽ nhanh chóng bị cạn kiệt trong vòng 40-50 năm nữa. Bên cạnh đó giá xăng dầu hiện nay đang biến phức tạp do nhu cầu dầu thô ngày càng lớn và những bất ổn định tại những nước sản xuất dầu mỏ. Hơn nữa sản phẩm của nguyên liệu này đã và đang gây ô nhiễm môi trường trên toàn thế giới như gây hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozon làm trái đất nóng dần lên, các khí thải như H2S, SOx làm mưa axit. Để đối phó với tình hình đó con người đã tìm ra các nguồn năng lượng mới thay thế như; năng lượng mặt trời, năng lượng gió, năng lượng nước, nhiên liệu sinh học Trong số các nguồn nguyên liệu mới thay thế thì nguồn năng lượng từ nhiên liệu sinh hoc đang được thế giới quan tâm, nhất là các nước nông nghiệp và nhập khẩu nhiên liệu. Do các lợi ích của nó như: Công nghệ sản xuất không quá phức tạp, tận dụng được nguồn nguyên liệu tại chỗ, tăng hiệu quả kinh tế nông nghiệp. Các lọai nhiên liệu sinh hoc.disel sinh hoc, ethanol sinh hoc,ga sinh hoc.
Nước ta là một nước nông nghiệp 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 trên chúng tôi chọn đề tài “Tổng hợp bio-ethanol để pha chế xăng sinh học” để nghiên cứu.
II. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu đề tài này nó sẽ cung cấp cho chúng ta rất nhiều kiến thức về bio-ethanol cung như xăng sinh học.
III. Giới hạn đề tài
Đồ án chỉ nghiên cứu quá trình tổng hợp Bio-ethanol và ứng dụng của Bio-ethanol.
Do thời gian không cho phép nên đồ án chỉ nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết.


NỘI DUNG
PHẦN I. TÔNG QUAN
I.1 Vài nét về lịch sử, sử dụng nhiên liệu ethanol.
Thời gian đầu ethanol được dùng trong y tế, trong mỹ phẩm, dùng làm dung môi và sau này nó được biết đến như nguồn nhiên liệu cho động cơ đốt trong được ứng dụng ở nhiều nước như Anh, Pháp, Mĩ, Canada, Brazil
Ethanol là cấu tử phối trộn làm tăng chỉ số octane của xăng:
Để tăng công suất của động cơ, ta phải tăng chỉ số nén. Khi tăng chỉ số nén ta cần phải tăng chỉ số octane của xăng để tránh hiện tượng cháy kích nổ của nhiên liệu. Trước đây để tăng chỉ số octane người ta thường dùng Tetra etyl chì nhưng hiện nay nó đã bị cấm sử dụng vì chì rất độc, gây tổn thương cho hệ thần kinh trung ương, gây ô nhiễm môi trường. Nghiên cứu cho chúng ta thấy dùng nhóm phụ gia là hợp chất hữu cơ chứa oxy như: mety lter butyl ete (MTBE), etyl ter butyl ete (ETBE), methanol, ethanol khi pha xăng sẽ làm tăng chỉ số octane của xăng, làm xăng cháy tốt hơn, giảm phát thải các khí gây ô nhiễm.
Ngày nay có thể thấy ethanol hoàn toàn có khả năng dùng làm nhiên liệu cho động cơ đốt trong, thay thế một phần nhiên liệu hóa thạch. Ethanol đựơc dùng ở 2 dạng cụ thể sau:
 Ethanol được pha 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 của động cơ không hề thay đổi.
 Ethanol là nhiên liệu thay thế hoàn toàn cho xăng dùng cho những động cơ đốt trong cải tiến.
I.2. Lợi ích và hạn chế khi sử dụng nhiên liệu Ethanol.
I.2.1. Lợi ích.
Sử dụng ethanol làm nhiên liệu không chỉ là một biện pháp tình thế nhằm làm tăng chỉ số octane của xăng, thay thế cho những phụ gia gây ô nhiễm môi trường sinh thái mà còn đảm bảo an toàn năng lượng cho mỗi quốc gia vì đây là nguồn năng lượng có khả năng tái tạo được.
I.2.1.1. Lợi ích về kinh tế.
Sản xuất ethanol làm nhiên liệu góp phần thúc đẩy nền nông nghiệp phát triển vì ethanol được sản xuất theo dây chuyền công nghệ sinh học. Nguyên liệu sản xuất ethanol là tinh bột của các loại củ hạt như: sắn, khoai, ngô, lúa, gạo, trái cây Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào trong tự nhiên. Tạo ra nhiều công ăn việc làm cho nhiều lao động ở nông thôn, giải quyết được lượng lương thực bị tồn đọng và đặc biệt khuyến khích được tinh thần lao động sản xuất của người dân.
Ngoài ra việc sử dụng nhiên liệu sinh học nói chung cũng như gasohol nói riêng giúp cho các quốc gia chủ động trong chính sách năng lượng của mình. Nước nào càng có nhiều xăng sinh học thì càng ít phụ thuộc vào nước khác và từ đó có thể phát triển nền kinh tế của mình một cách bền vững.
I.2.1.2. Lợi ích về môi trường.
Dùng ethanol làm nhiên liệu sẽ giảm được một lượng lớn các chất gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy nó được mệnh danh là “xăng xanh”. Theo các tính toán cho thấy nếu thay thế việc đốt một lít xăng bằng một lít ethanol thì sẽ giảm 40% lượng phát sinh khí CO2 vào khí quyển . Khi đốt ethanol sự cháy xảy ra hoàn toàn hơn so với khi đốt xăng. Ta thấy trong các động cơ xăng thường xuất hiện các bụi bẩn chính là do các hydrocacbon cháy không hết. Điều đó phải tốn thời gian lau chùi, sửa chữa động cơ. Khi pha ethanol vào xăng làm cho xăng cháy hoàn toàn hơn, giảm phát thải các khí gây ô nhiễm môi trường. Hơn nữa ethanol được điều chế từ các sản phẩm nông nghiệp vì thế sẽ làm tăng diện tích đất trồng. Điều này có nghĩa là làm tăng diện tích lá phổi của trái đất lên.
I.2.2. Hạn chế khi sử dụng nhiên liệu Ethanol.
Hạn chế cơ bản của ethanol nhiên liệu là tính hút nước của nó. Ethanol có khả năng hút ẩm và hoà tan vô hạn trong nước. Do đó gasohol phải được tồn trữ và bảo quản trong hệ thống bồn chứa đặt biệt.
Về hiện tượng gây ô nhiễm: tuy giảm được hàm luợng các chất gây ô nhiễm như CO nhưng lại gây ra một số chất như các andehyt, NOx. Đây là những chất gây ô nhiễm.
Do nhiệt trị của ethanol nói riêng (PCIethanol=26,8 MJ/kg) và các loại ancol khác nói chung đều thấp hơn so với xăng (PCIxăng =42,5 MJ/kg) nên khi dùng ethanol để pha trộn vào xăng sẽ làm giảm công suất động cơ so với khi dùng xăng. Tuy nhiên sự giảm công suất này là không đáng kể nếu ta pha với số lượng ít
Tóm lại việc sử dụng gasohol có nhiều ưu điểm nhưng cũng có những mặt hạn chế. Tuy nhiên khi phân tích tương quan giữa các mặt lợi và hại ta vẫn thấy mặt lợi lớn hơn, mang ý nghĩa chiến lược hơn.