iv
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ DIOSEL VÀ BIODIESEL 2
1.1. Tổng quan về Biodiesel 2
1.1.1. Lịch sử hình thành [11] 2
1.1.2. Khái niệm [12] 2
1.1.3. Phân loại [13] 3
1.1.4. Phương pháp tổng hợp: phương pháp chuyển vị este [1] 6
1.1.5. Ưu điểm và nhược điểm[10] 9
1.1.6.Tình hình sản xuất và sử dụng [6] 11
1.2. Tổng quan về diesel 13
1.2.1. Giới thiệu về dầu diesel [7] 13
1.2.2. Ưu điểm và nhược điểm [16] 13
1.2.3. Phân loại [9] 14
1.2.4. Tình hình sản xuất và sử dụng [20] 16
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU QUAN TRỌNG
TRONG TIÊU CHUẨN ASTM D6751 VÀ ASTM D975 18
2.1. Các phương pháp xác định trong tiêu chuẩn ASTM D6751 (Biodiesel) 18
2.1.1. Nhóm đặc trưng cho tính chất nhiên liệu 19
2.1.2. Nhóm đặc trưng cho tính chất nguyên liệu 31
2.2. Phương pháp xác định trong tiêu chuẩn ASTM D975 (Diesel) 37
CHƯƠNG 3. ĐỐI CHIẾU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU KỸ
THUẬT TRONG TIÊU CHUẨN ASTM D6751 VÀ ASTM D975 56
3.1. Các phương pháp giống nhau 56
v
3.2. Đối chiếu các phương pháp khác nhau 57
3.2.1. Nhóm đặc trưng cho tính chất nhiên liệu 58
3.2.2. Nhóm đặc chưng cho tính chất nguyên liệu 70
KẾT LUẬN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 75
vi
DANH MỤC BẢNG , HÌNH, SƠ ĐỒ
Stt
Bảng
Tên bảng
Trang
1
1.1.3
Các chỉ tiêu kỹ thuật đối với Biodiesel (B100)
4
2
1.2.3
Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nhiên liệu diesel theo
ASTM D975
15
3
2.1
Các phương pháp xác định trong tiêu chuẩn ASTM
D6751
18
4
2.1.1.1
Các phương pháp kiểm đặc trưng cho tính chất nhiên liệu
19
5
2.1.1.2
Các điều kiện vận hành điển hình
23
6
2.1.1.3
Các vùng hiệu chuẩn lưu huỳnh điển hình và các nồng
độ tiêu chuẩn
23
7
2.1.2.1
Thời gian lưu tương đối
32
8
2.1.2.2
Lượng cân mẫu
36
9
2.2.1
Các phương pháp xác định trong tiêu chuẩn trong tiêu
chuẩn ASTM D975
38
10
2.2.2
Khối lượng mẫu thử tương ứng với lượng tro
40
12
2.2.3.
Áp suất của thiết bị phân hủy áp suất khi nạp oxy
43
13
2.2.4
Lượng mẫu cần lấy xác định cặn cacbon
347
14
2.2.5
Các điều kiện trong quá trình thí nghiệm
53
15
3.1.1
Các phương pháp kiểm giống nhau trong hai tiêu chuẩn
ASTM D975 và ASTM 6751
57
vii
16
3.2
So sánh các chỉ tiêu quan trọng trong ASTM D6751 và
ASTM D975
58
17
3.2.1.1
So sánh các đặc điểm về phạm vi áp dụng giữa D874 và
D482
57
18
3.2.1.2
So sánh một số đặc điểm về phạm vi áp dụng giữa D5453
và D129
61
19
3.2.1.3
So sánh các đặc điểm về tiến trình thực hiện giữa D5453
và D129
60
20
3.2.1.4
So sánh một số đặc điểm về phạm vi áp dụng giữa D4530
và D524
63
21
3.2.1.5
Lượng mẫu lấy của phương pháp D524
64
22
3.2.1.6
Lượng mẫu lấy của phương pháp D4530
64
23
3.2.1.7
So sánh các đặc điểm về giới hạn giữa hai phương pháp
D1160 và D86
65
24
3.2.1.8
So sánh các đặc điểm về cách tiến hành giữa hai phương
pháp D1160 và D86
69
Stt
Hình/sơ
đồ
Tên hình/sơ đồ
Trang
25
1.1.3
Biểu đồ thành phần diesel và biodiesel được pha
4
26
1.1.4
Sơ đồ sản xuất biodiesel sử dụng xúc tác
7
27
1.1.6
Đồ thị sản lượng và trữ lượng biodiesel trên thế giới
12
viii
28
2.2.1
Dụng cụ lấy mẫu dầu xác định cặn cacbon
47
29
3.2.1.1
Quy trình xác định cặn sunfat của phương pháp D874
60
30
3.2.1.2
Sơ đồ chưng hệ thống chưng cất của phương pháp
D1160
66
31
3.2.1.3
Sơ đồ chưng hệ thống chưng cất của phương pháp D86
69
32
3.2.2.1
Phản ứng transester hóa tổng hợp Biodiesel
79
33
3.2.2.2
Sơ đồ chưng cất, chế hóa, ứng dụng dầu mỏ
80
1
LỜI MỞ ĐẦU
Sự nóng lên toàn cầu và vấn đề ô nhiễm đang là vấn đề khó khăn của toàn thế
giới đòi hỏi sự nghiên cứu thực tiễn của các nhà khoa học giúp giảm thiểu khó khăn
đó. Giải pháp đi đầu là sử dụng nguồn nhiên liệu sạch thay thế nhiên liệu gây nhiều
ô nhiễm. Biodiesel là nhiên liệu sạch hiện đang được quan tâm lớn nhất, cũng có rất
nhiều nghiên cứu tổng hợp nên biodiesel thành công để đi đến sản xuất và sử dụng
đại trà cho toàn thế giới. Liệu nhiên liệu biodiesel được tổng hợp sẽ được đánh giá
dựa vào các chỉ tiêu nào, trên phương pháp nào sẽ cho kết quả chính xác, hiệu quả
cao. Vậy nên, trong đồ án “Đối chiếu các phương pháp xác định chỉ tiêu kỹ thuật
của biodiesel và diesel của tiêu chuẩn ASTM D975 và ASTM D6751” sẽ chỉ ra ưu
điểm và nhược điểm, cũng như đối chiếu một số đặc điểm các phương pháp xác
định các chỉ tiêu trong hai tiêu chuẩn ASTM D975 và ASTM D751 để lựa chọn
phương pháp cho phù hợp với yêu cầu, điều kiện, lợi ích kinh tế cho người phân tích
và khách hàng.
Do thời gian có hạn trong hơn một tháng và kiến thức chưa vững nên Đồ án
có nhiều thiếu sót, em mong nhận được đóng góp ý kiến của quý thầy cô và bạn đọc.
2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ DIOSEL VÀ BIODIESEL
1.1. Tổng quan về Biodiesel
1.1.1. Lịch sử hình thành [11]
Biodiesel bắt đầu được sản xuất khoảng giữa năm 1800, trong thời điểm đó
người ta chuyển hóa dầu thực vật để thu Glycerol ứng dụng làm xà phòng và thu
được các phụ phẩm là methyl hoặc ethyl Ester gọi chung là biodiessel. 10/08/1893
lần đầu tiên Rudolf Diesel đã sử dụng Biodiesel do ông sáng chế để chạy máy. Năm
1912, ông đã dự báo: “Hiện nay, việc dùng dầu thực vật cho nhiên liệu động cơ có
thể không quan trọng, nhưng trong tương lai, những loại dầu như thế chắc chắn sẽ
có giá trị không thua gì các sản phẩm nhiên liệu từ dầu mỏ và than đá”.Trong bối
cảnh nguồn tài nguyên dầu mỏ đang cạn kiệt và những tác động xấu lên môi trường
của việc sử dụng nhiên liệu, nhiên liệu tái sinh sạch trong đó có Biodiesel đang ngày
càng khẳng định vị trí là nguồn nhiên liệu thay thế khả thi. Để tưởng nhớ nguời đã
có công đầu tiên đoán được giá trị to lớn của Biodiesel, Nation Board Biodiesel đã
quyết định lấy ngày 10 tháng 8 hằng năm bắt đầu từ năm 2002 làm ngày Diesel sinh
học Quốc tế (International Biodiesel Day). 1900 tại Hội chợ thế giới tổ chức tại Pari,
Diesel đã biểu diễn động cơ dùng dầu Biodiesel chế biến từ dầu Phụng (lạc). Trong
những năm của thập kỷ 90, Pháp đã triển khai sản xuất Biodiesel từ dầu hạt cải. Và
được dùng ở dạng B5 (5% Biodiesel với 95% Diesel) và B30 (30% Biodiesel trộn
với 70% Diesel).
1.1.2. Khái niệm [12]
Diesel sinh học là loại nhiên liệu có những tính chất tương đương với dầu.
Diesel tự nhiên nhưng không phải được sản xuất từ dầu mỏ mà từ dầu thực vật hay
mỡ động vật.
Diesel sinh học nói riêng hay nhiên liệu sinh học nói chung đều là loại năng
lượng tái tạo và về phương diện hoá học thì biodiesel làm ethyl este (hay ethyl ester)
của những axit béo trong dầu hay mỡ khi được ester hoá bởi các ancol methanol
3
hoặc ethanol. Biodiesel là một chất lỏng, có màu giữa vàng hay nâu tối phụ thuộc
vào nguyên liệu để chế biến. Methyl ester điển hình có điểm bốc cháy khoảng ~150
thấp hơn nước (d=~0,88g/cm
3
) thế giới dùng chữ B với ý nghĩa là biodiesel, chữ BA
hay E để cho biết hoá hợp với ethanol. Ví dụ: nhiên liệu chứa 20% biodiesel được
ký hiệu là B20, biodiesel tinh khiết là loại B100. Biodiesel có thể sản xuất từ các
loại dầu khác nhau như: dầu thực vật, mỡ động vật hay từ dầu của tảo, hoặc cả dầu
mỡ phế thải sau khi đã được làm sạch.
1.1.3. Phân loại [13]
Nhiên liệu sinh học gồm có 3 loại: Khí sinh học, xăng sinh học, diesel sinh
học:
- Khí sinh học (Biogas) là một loại khí hữu cơ gồm Methane và các đồng
đẳng khác. Biogas được tạo ra sau quá trình ủ lên men các sinh khối hữu
cơ phế thải nông nghiệp, chủ yếu là cellulose, tạo thành sản phẩm ở dạng
khí. Biogas có thể dùng làm nhiên liệu khí thay cho sản phẩm khí gas từ
sản phẩm dầu mỏ.
- Xăng sinh học (Biogasoline) là một loại nhiên liệu lỏng, trong đó có sử
dụng ethanol như là một loại phụ gia nhiên liệu pha trộn vào xăng thay phụ
gia chì. Ethanol được chế biến thông qua quá trình lên men các sản phẩm
hữu cơ như tinh bột, xen-lu-lô, lignocellulose. Ethanol được pha chế với tỷ
lệ thích hợp với xăng tạo thành xăng sinh học có thể thay thế hoàn toàn cho
loại xăng sử dụng phụ gia chì truyền thống.
- Diesel sinh học (Biodiesel) là một loại nhiên liệu lỏng có tính năng tương
tự và có thể sử dụng thay thế cho loại dầu diesel truyền thống. Biodiesel
được điều chế bằng cách dẫn xuất từ một số loại dầu mỡ sinh học (dầu thực
vật, mỡ động vật), thường được thực hiện thông qua quá trình transester
hóa bằng cách cho phản ứng với các loại rượu phổ biến nhất là methanol.
4
Thực ra, Biodiesel, gọi tắt là B, ít khi sử dụng một mình mà thường được pha
chế với dầu diesel ở bất kỳ tỷ lệ nào để tạo ra các hợp chất nhiên liệu dùng trong
thương mại.
Hiện có những loại Biodiesel sau đây:
- B5 gồm 5% biodiesel pha với 95% dầu diesel.
- B10 gồm 10% biodiesel pha với 90% dầu diesel.
- B15 gồm 15% biodiesel pha với 85% dầu diesel.
- B20 gồm 20% biodiesel pha với 80% dầu diesel.
- B100 là biodiesel nguyên chất.
Hình 1.1.3. Biểu đồ thành phần diesel và biodiesel được pha
Bảng 1.1.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật đối với Biodiesel (B100)
Stt
Tiêu chuẩn
Đơn vị
Giới hạn
Phương pháp đo
1
Hàm lượng
este
% khối
lượng
> 96,5
TCVN7868_2008(EN
14103)
2
Khối lượng
riêng tại
15
o
C
kg/m3
860 – 900
TCVN 6594 (ASTM D
1298)
5
3
Điểm chớp
cháy (cốc
kín)
o
C
130
TCVN 2693 (ASTM D
93)
4
Nước và cặn
% thể tích
< 0,050
TCVN 7757 (ASTM D
445)
5
Độ nhớt
động học tại
40
o
C
mm2/s
1,9 – 6,0A
TCVN 3171 (ASTM 445)
6
Tro sulphát
% khối
lượng
< 0,020
TCVN 2689 (ASTM D
874)
7
Lưu huỳnh
% khối
lượng
(ppm)
< 0,05 (< 500)
ASTMD 5453/ TCVN
6701 (ASTM D 2622)
8
Ăn mòn
đồng
Loại
No1
TCVN 2694 (ASTM D
130)
9
Trị số xêtan
> 47
TCVN7630:2008 (ASTM
D 613)
10
Điểm vẩn
đục
oC
Báo cáo
TCVN 7990ASTM D
2500
11
Cặn cácbon
% khối
lượng
<0,050
TCVN6324(ASTM D
4530)
12
Trị số axit
mg
KOH/g
< 0,05
TCVN 6325 (ASTM D
664)
13
Chỉ số iốt
iốt/100 g
< 120
EN 14111/ TCVN 6122
(ISO 3961)
14
Độ ổn định
oxy hóa tại
110
o
C
giờ
> 6
TCVN7895:2008 (EN
14112)
15
Glycerin tự
do
% khối
lượng
< 0,020
TCVN7867:2008 (ASTM
D 6584)
16
Glycerin
tổng
% khối
lượng
< 0,240
TCVN7867:2008 (ASTM
D 6584)
17
Phospho
% khối
lượng
< 0,001
TCVN7866:2008 (ASTM
D 4951)
18
Nhiệt độ cất,
90% thu hồi
o
C
< 360
TCVN7988:2008 (ASTM
D 1160)
19
Na và Ka
mg/kg
< 5,0
EN 14108 và EN 14109
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét