Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 1

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 3
TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL 4
I. Khái nim nhiên liu sinh hc và biodiesel. 4
II. c tính hóa lý ca biodiesel. 4
1. Ch s cetan. 4
2. c. 5
3. m chy. 5
4. m chp cháy. 5
5.  nht. 5
III. m ca biodiesel và diesel khoáng. 6
1. m ca biodiesel. 7
2. m ca biodiesel. 8
IV. Nguyên liu sn xut biodiesel. 9
1. Du thc vt. 9
2. M ng vt. 17
3. Du ht cao su. 17
V. Gii thing hp biodiesel t du thc vt. 18
1. y nóng. 18
2. P 18
3.  19
4.  19
5. i hn. 19
6.  19
VI. Tng hp biodiesel t du da b 20
1. Tác nhân phn ng. 21
2. Xúc tác cho phn ng tng hp biodiesel. 23


SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 3

MỞ ĐẦU
Trong nh     u v  ng nói chung và nhiên liu nói
 phát trin mnh m ca khoa ha k thut và s 
s. Tuy nhiên, ngun nguyên liu khoáng ngày càng cn kit bi s khai thác  t ca con
i dn yêu cu tìm ngun nguyên liu thay th tr nên cn thi ht.
Mt trong nhng ngun nguyên liu thay th là nhiên liu sinh hc, bao gm biodiesel,
c s dng ph bi.
Vic s dng biodiesel làm gim s ph thuc c  i vào ngu 
n cn kit. Bên c dng biodiesel làm gi ng
khí thc h
2
,CO,NO
x
,SO
x
góp phn bo v ng. Chính vì nhng li
c nghiên c dng  nhic trên th
gic bit  nhc phát trin.
Không nng chung ca th gii, Vin hành tng
hp ngun nguyên liu s phc v nn kinh t qu tài
nghiên cu tng hp biodiesel t các ngun nguyên liu có su nành, du mù
u, du cao su, m c kt qu tt.
Thí nghim này là tng hp biodiesel t du da trên xúc tác kim KOH bng phn
ng este hóa.
Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 4

i trong da cu trúc ca các axit này là mch thng nên có ch s
n du thc vt, m ng vt làm nguyên li sn xut
biodiesel.
II. Các đặc tính hóa lý của biodiesel.
1. Chỉ số cetan.
Ch s     bt cháy ca các
loi nhiên liu diesel, có giá tr ng giá tr ca hn hp chun có cùng kh 
bt cháy. Hn hp chun này gm 2 hidrocacbon:
 n  cetan C
16
H
34
là cht có kh  bt cháy cao nht vi ch s nh là 100,
n ha 100% th tích n-cetan.
 α - metyl naphtalen C
11
H
10
là cht khó bt cháy nht vi ch s nh là 0.
Nhng hp cht có mch thng thì d bt cháy nên có ch s cetan cao, trong khi
hp cht vòng hoc mch nhánh thì có ch s cetan th
Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 5

Bn cht cháy c nén áp sut cao (t s nén khong
n 25:1)  di trn vi oxy và có nhi cao thích hp s cháy và sinh
công.
Biodiesel cn có ch s  m bo quá trình cháy, nu cao quá s gây
lãng phí nhiên liu vì mt s thành phn  nhi cao trong xilanh s phân hy thành

 nht th hin kh i tính chy ca cht lng. Thông s này ph
thuc vào s ma sát ca mt phn cht lt lên phn cht l nht
ca nhiên liu càng cao càng không có li khi s dng vì nó làm gim kh 
Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 6

c phun vào thit b   ng cn trong thit b.
Chính vì v i ta mi buc phi chuyn các loi du m ng thc vt thành
biodiesel ri m d nht thu.
Ngoài ra còn có các ch s khác. Tt c các ch s c nghiên cu và
xây dng thành tiêu chun c th cho biodiesel.
Bảng 2: Ch s hóa lý ca biodiesel.






ASTM D 93
130 min
0
C

ASTM D 2709
0,05 max


0
C



ASTM D 6854
0,24 max


ASTM D 4951
10
ppm

III. So sánh ưu, nhược điểm của biodiesel và diesel khoáng.
Bảng 3: So sánh các tính cht ca biodiesel và diesel khoáng
Các ch tiêu
Biodiesel
Diesel
T trng, g/cm
3

0,87 ÷ 0,89
0,81 ÷ 0,89
 nht  40
o
C, cSt
1,9 ÷ 6,0
2,0 ÷ 6,0
Ch s cetan
47 ÷ 70
46 ÷ 55
Nhit tr, cal/kg
37000

1,156
CO
g
0,23
0,136
0,156
Hidrocacbon
g
0,0835
0,0040
0,0038

1. Ưu điểm của biodiesel.
a. Chỉ số cetan cao.
Ch s cetan là m   bt cháy ca nhiên liu diesel. Ch s
cetan càng cao thì s bt cháy, mi la càng t
thành phn ch yu là các ankyl mch thng do vy nhiên liu nhiên liu này có ch s
cetan c   s cetan c    n 58 (du diesel
ng t 50  54). Vi tr s y, biodiesel hoàn toàn có th ng d dàng
yêu cu ca nhi chng cao vi kh  bt cháy tt mà không
c s cetan.
b. Hàm lượng lưu huỳnh thấp.
nh rt thp, khong 0,001ng t
0,05%  0,25c tính này ca biodiesel rt tt cho quá trình s dng nhiên liu, vì nó
làm gi khí thi SO
x
gây t b và gây ô nhing.
c. Quá trình cháy sạch.
 Ging phát thi khí CO
2

   u so vi diesel
khoáng (du diesel khong 60 - 80
o
C), vì vy tính cht nguy him ca nó th
c tn cha và vn chuyn.
f. Nguồn nguyên liệu cho tổng hợp hóa học.
Ngoài vic s dng làm nhiên liu, cá alkyl este ca axit béo còn là ngun
nguyên liu quan trng cho ngành công ngh hóa hc, sn xuu béo, ng dng
c, m phm
g. Về kinh tế.
 S dng nhiên liu Biodiesel ngoài v gii quyt ô nhing nó còn
y ngành nông nghip phát trin, tn dng tin có ca ngành nông nghip
u ph thi, m ng vt, các loi du khác ít có giá tr s dng trong thc phm.
 ng thng hoá nn nông nghip  vùng min nông thôn.
 Hn ch nhp khu nhiên liu diesel, góp phn tit kim cho quc gia mt khon
ngoi t ln.
2. Nhược điểm của biodiesel.
a. Hàm lượng NO
x
cao trong khí th     c nghiên cu
khc phc.
b. Nhiệt trị không cao.
Nhit tr ca nhiên liu biodiesel nh a nhiên liu khoáng 5-u
s dng cùng mng nhiên lis dng nhiên liu biodiesel cho công sut
th
c. Dễ bị oxy hóa.
Tính cht ca biodiesel ph thuc nhiu vào thành phn hóa hc ca du nguyên
liu. Do trong du thc vt cha nhiu axít béo không no nên d b oxi hóa. Vì vy, vn
 bo qun là v u khi s dng biodiesel.
d. Kém ổn định.

a. Phân loại dầu thực vật.
Da vào ch s Ii ta chia du thc vt ra 3 nhóm:
 Nhóm du không khô (di du có ch s It thp
u da, du c, du phng, du ôliu
 Nhóm du na mau khô: Gm các du có ch s It t n khou
cao su, du mè, du nành, du ci du, du bông, du bp
 Nhóm mau khô: Gm các du có ch s Iu lanh, du tru
b. Thành phần hóa học của dầu thực vật.
Thành phn hóa hc du thc vt nói chung gm 95% các triglyxerit và 5% các
axid béo t do.
Triglyxerit là trieste ca các axit béo khác nhau vi glyxerin. Công thc cu to
ca triglyxerit này là
Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 10 R
1
R
3
R
2
COO CH
COO CH
COO CH
2
2



chúng.
 Màu sắc.
Màu sc ca du do các hp cht màu trong du quynh. Du tinh khit không
có màu. Nu du cha nhing có màu vàng, du cha clorofin s có
 i nhng loi du cha nhng gc axit béo không no, trong quá
trình bo qun có th b oxy hoá to màu sc khác so vi màu du gc.
 Khối lượng riêng.
Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 11

Khng riêng ca du thc vng nm trong khong d
20
= 0,907 ÷ 0,971,
u nh c và ni trên b mc. Du có các gc axit càng nhiu cacbon
và càng no thì t trng càng ln.
d. Tính chất hóa học của dầu thực vật.
Thành phn hóa hc ca du thc vt ch yu là các triglyxerit, mt loi este ca
 tính cht ca mt este n hình.
 Phản ứng trao đổi este.

2
SO
4
, HCl hay các xúc tác bas
u thc vt có th tii vi các
u bo thành các este axit béo v ng và
glyxerin. Vi R là gc hydrocacbon cu, phn ng dng t
R
1

Phn ng này là phn  tng hp biodiesel. Este ca các axit béo vi
u bc mt có th thay th nhiên liu diesel, gim thiu mt
 c hi thng.
 Phản ứng thuỷ phân :
 u kin nhi, áp sut và xúc tác nhng là xúc tác axit, ensym)
s xy ra phn ng thu phân este lt to thành các diglyxerit và monoglyxerit, cui
n ng thun nghch:

R
1
R
3
R
2
COO CH
COO CH
COO CH
2
2
+
H O
2
R
3
R
2
CH
COO CH
COO CH
2

2
2
HO

R
3
CH
COO CH
2
2
HO
CH
HO
H O
2
CH
CH
2
2
HO
CH
HO
HO
R
3
COOH
+
+

Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

OH
OH
OH
+
3H
2
O

 Phản ứng cộng hợp:
Phn ng này có tác dng cng hydro vào các na axít béo
vi s hin din ca cht xúc tác thích hp nhm làm gim s nch carbon,
làm cho du n ch c quá trình oxy hóa. Ngoài ra phn ng này còn có
tác dng gi cho du không b tr mùi khi bo qun.
+ Cộng hợp hiđro : khi có mt xúc tác Ni i áp sut nhi cao, các gc axit
béo không no trong du thc vt có th cng hp v to thành các gc axit béo
no. Quá trình no hóa du thc v nht và làm rc du thc vt.
+ Cộng hợp halogen : du thc vt có th tác dng vi halogen  nhng liên kt
c axit.
 Phản ứng oxy hoá :
Các liên k c axít a du thc vt rt d b oxy hoá. Tu
thuc vào ch     ng oxy hoá mà to ra các sn ph 
t mch to thành các cht có phân t ng nh 
có th xy ra khi du thc vt tip xúc trc tip vi không khí và làm cho du b bin cht,
gim chng.
Sự ôi chua của dầu : Do trong du có lc, vi sinh vt và các lo
trong quá trình bo qung xy ra các phn ng bii phân hu làm ng
n màu sc, mùi v mà ngi ta gi là s ôi chua ca du. Nó bt ngun t phn ng
cng vào các ni vi n to thành các hydroperoxit. Các
hydroperoxit này tip tc phân h  to ra sn ph     p cht
carbonyl, aldehyt, aceton, alcol.

CR
CN
HHV
AC
SC
IV
SV
Du bông
33,7
0,25
33,7
39,4
0,02
0,01
113,2
207,71
Du nho
37,3
0,31
37,5
39,7
0,006
0,01
108,05
197,07
D
34,4
0,28
36.7
39,6

220,78
Du lc
24,0
0,21
52,9
39,8
0,01
0,02
98,62
197,63
Du c
34,2
0,22
34,5
39,8
0,01
0,01
102,35
197,56

 nhng hc, mm
2
/s ti 311K
CR : Cn cacbon, % khng
CN : Tr s xetan
HHV : Nhit tr, MJ/kg
ng tro, % khng
nh, % khng
IV : Ch s iot, g I
2

du có th  n tng hp biodiesel.
 Dầu sở : Cây s là mt loc trng nhiu  vùng nhii. 
c ta, s c trng nhiu  các tnh trung du phía bc. Thành phn axit béo ca du s
bao gm axit oleic (>60%), axit lioleic (15÷24%) và axit panmitic (15÷26%). Du s sau
khi tách saposin dùng là du thc phm rt tt. Du s là nguyên liu tt trong công
nghip sn xut xà phòng hay tng hp biodiesel.
 Dầu bông : Bông là loi cây trng mu bông có sc t carotenoit
c bit là gossipol và các dn xut ca nó làm dc bit
hoc màu sm. Gossipol là mc t mnh nên mun chuyn du bông thành du thc
phm phi tách gossipol ra b     dùng kim hay axit antranilic.
Trong du bông có cha nhiu axit béo no panmitic nên  nhi phòng nó  th rn.
Bng cách làm lnh d i ta có th       sn xut
macgarin và xà phòng. D  sn xut biodiesel.
 Dầu hướng dương i cây mc trng rt nhiu 
x lc  Châu Âu, Châu Á, Bc M c bit  Liên Xô (chim 90% sn
ng th gii). Du có mùi v . D
có cha nhiu protein nên là mt loi thc phm rt quý. D    
nguyên liu t tng hp biodiesel.
Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 15

 Dầu thầu dầu : Du thu du hay còn gi là dc ly t ht qu ca cây
thu du. Cây thu dc trng nhiu  vùng có khí hu nhii. Nhc sn
xut du thu du là Braxin (36%),  ( 6%), Trung Qui
Vit Nam, thu dc trng nhiu  vùng trung du Bc B, Thanh Hoá, Ngh 
Tuy nhiên du thu du  Vit Nam vn còn nhp t Trung Quc. Du thu du là loi
du không khô, ch s axit t 80÷90, t trng l
và du ho nht cao ca du thu du so vi các loi du khác nên ngay
t u du thu dc s dng trong công nghip dn nay du thu

1892
Da
2260
2689
C
5000
5950

g. Vài nét về dầu dừa.
Du da là cht lng màu vàng nht, kc khi nhi gim xung
i 25
0
C cho ta cht rn dng sáp mm màu trng. Thành phn các gc axit béo trong
triglyxerit ca du d:

Bảng 7: Thành phn các gc axit béo trong du da.
Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 16

Thành phn
Kí hiu
(S nguyên t C/
Liên k
ng (%)
Axit Lauric
C12/0
39÷54
Axit Myristic
C14/0

70
Ch s It
8÷10
Nhi nóng chy
25
0
C
 nht  40
0
C
25,58mm
2
/s
Nhi c
25,1
0
C
Nhi n
20
0
C
m chp cháy
225
0
C
Ch s xà phòng hóa
246÷260

Ngoài ra, du da còn là mt cht dn nhit hiu qu, có kh 
hòa trn tt vi các loi nhiên liu khác (diesel, kerosen) và có th chuyn hóa sang nhiên

do chính v ng kém ca loi du này.
Chính vì vy mt v t ra là phi gi nht, gim nhi c ca
du da bng mm bo kh  dng làm nhiên liu
ng hp biodies du di quyt tri vn
 này.
2. Mỡ động vật.
M ng vt là mt trong nhng nguyên liu r tin cho sn xut biodiesel. Hu
ht các m ng v cá tra, cá basa, m bò, m gà Thành phn ch yu ca m
là các triglyxerit, diglyxerit, monoglyxerit và các axít béo t do nên có th tham gia phn
i este vu bc m to biodiesel.
M ng vc chia ra làm 2 nhóm: m ng vt trên cn và m ng vi
c.
 M ng vt trên cn cha nhiu axit béo no, ch yu là palmaitic và axit stearic
(m heo, m bò). M ng vt trên cn cha nhiu axit béo thuc nhóm omêga-
hu -ng  trng thái ru kin nhi ng.
Các axit béo thuc nhóm omêga-6 có tác dng làm co mt áp.
 M ng vc chng axit béo không no thuc nhóm omêga-3
i ln,  th lng u kin nhi ng.
3. Dầu hạt cao su.
Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 18

Cây cao su (danh pháp khoa hc là Hevea brasiliensis) là mt loài cây thân g
thuc h i kích (Euphorbiaceae).
Nhân ht cao su ( chim 50 ÷ 60% ht) cha 40 ÷ 50 % (khng ht) là du có
màu nâu. Ht cao su có hình elipxoid vi nhiu kích c, dài 2.5 ÷ 3 cm. Ht bóng, nng 2
÷ 4 g/ht, trên ht có các chm nâu.
Thành phn dc:
 Cha trên 90% gc Axit có mch C18 và phân t ng khong 870 ± 10, Kg/m

1. Phương pháp sấy nóng.
Hin ít s dng vì không thích hp, cn có nhi trên 80
0
C.
2. Phương pháp pha loãng.
n, d dàng thc hin  mi qui mô. Pha trc tin
hành bi thit b phc tp, hn hp nhc bn
vng và nh trong thm c l du
Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 19

thc vt l nht ca hn hp l
nht diesel nhiu. Khi pha loãng diesel bng du thc vt, hn hp 10% du thc vt có
 nh so vi diesel và th hi thut ti vi
iesel.
3. Phương pháp cracking.
Quá trình này gn ging vi quá trình cracking du m. Nguyên tn ca quá
trình là ct ngn mch hydrocacbon ca du thc vi tác dng ca nhit và cht xúc
tác thích hp. Sn phm ca quá trình cracking du thc vng bao gm khí,
iesel và mt s sn phm ph m là t
ng, khó thc hin  qui mô nh và sn phm gm nhiu dng nhiên liu.
4. Phương pháp nhũ tương hóa.
t h phân tán cao ca hai cht lng không tan
c vi nhau. Th trong (th phân tán) là các git nh c phân tán trong th ngoài
(chng chi ta gi, thí d 
c trong du hay c.
 t b cho thêm các cht hot tính b mt
n hp t tách ra thành các thành phn riêng l.
Nhìn v mt nhing lc hi là mt h không bn.

n hoá hc quá trình chuyn hoá este (transesterification - hay còn gi là quá
 mt phân t este tác dng vu khác cho ra mt este
mi và mu mi.
Bn cht hóa hc ca phn 
R
1
R
3
R
2
COO CH
COO CH
COO CH
2
2
+
R
1
R
2
R
3
COOR
COOR
COOR
CH
CH
CH
2
2

chuyn công ngh. Bên cng l o
cc  vòi phun thp.Vì vy, cho dù c hc s dng rng
rãi làm nguyên liu tng hp biodiesel trong rt nhiu nhà máy trên th gii.
y, sn phm ca quá trình là hn hp các alkyl este, glyxerin, ancol, tri-, di-,
monoglyxerit n ng ht. Các monoglyrexit là nguyên nhân làm cho hn hp sn
phm b m c. Glyxerin d c tách ra khi este và s dng trong các ngành
công nghip khác. Este sau khi tách khn khâu trung hòa và qua
tháp tách methanol.  i ta H
2
SO
4
hay H
3
PO
4
 trung
ng xúc tác ki ng xà phòng to thành. Tt c 
phòng, mui, methanol và glyxerin t  c tách khi biodiesel bng quá trình ra
c. Trung hòa bc khi rc nhm gim tng
c ra cn ch c quá trình tc
c khc làm sc trong u sn xut
 qui mô nh ng dùng các mui khô  c. Mt s ngun nguyên liu
cha mng ln axit béo t do. Axít béo t do phn ng vi xúc tác kim sinh ra xà
 ng axít béo t do l%, c
trung hòa axit béo t ng axít béo t do lng xà phòng to ra nhiu làm
chng thnh s t
trình r ging axít béo t c phn ng transeste i ta

2
SO

.
n nht, nh, phân cc, d không màu, d cháy.

Báo cáo thí nghiệm: Công nghệ hóa dầu GVHD: ThS. Nguyễn Ngọc Tuân

SVTH: Nông Thanh Tiệp – Lớp :10H5 Trang 23

2. Xúc tác cho phản ứng tổng hợp biodiesel.
a. Xúc tác axit.
Xúc tác axít ch y      
2
SO
4
, HCl, Các xúc tác này
ng th trong pha l chuyn hóa thành este
phn ng ch  chuyn hóa cao khi nhi cao trên 100
o
C và thi gian
phn t trên 6 gi m chuyn hóa hoàn toàn. Ví d: khi s dng
xúc tác H
2
SO
4
n 1 ÷ 5% vi t l methanol:du nành là 30:1 ti 60
o
C mt 50
gi m chuyn hóa 99%.
Xúc tác axit d th s d
2
, seolite USY-292, nha

2
O
3
, KI/-Al
2
O
3
. Các xúc tác
 chuyi gian phn 
nhiu so vng th.
Kt qu th nghii vi các loi xúc tác khác nhau  u kin nhi là
60
0
C, thi gian phn ng là 8h, cùng mt loi du, cùng mt tác nhân ru hoá, t l mol
u/dng sau:
Bảng 9:  chuyn hóa to biodiesel ca mt s loi xúc tác 
Xúc tác
Độ chuyển hoá (%)
NaOH
100
Amberlyst A26
0,1
Amberlyst A27
0,4
Amberlyst 15
0,7
TIS
0,6
SnCl
2

biodiesm và xúc tác enzym
Các thông số công nghệ
Xúc tác sử dụng
Xúc tác kiềm
Xúc tác enzym
Nhi phn ng,
0
C
60-70
30-40
Các axit béo t do trong
nguyên liu
Xà phòng hoá
To metyl este
c trong nguyên liu
Tham gia vào phn ng
Không ng
Hiu sut metyl este
Cao
Rt cao
Thu hi glyxerin
Khó
D
Làm sch metyl este
Ra nhiu ln
Không cn ra
Giá thành xúc tác
R tin
Rt


dng nhiu ln
 T l ancol/du thp

 u kin phn ng
nh nhàng
 Thu hi glyxerin d
dàng
c
m
 Tách ra sn phm
phc tp
 D to sn phm ph là

cho phn ng tip theo
  chuyn hóa thp

 Thi gian phn ng

 t
  c s dng
rng rãi trong công
nghip

y ta thy s dng xúc tác enzym cho hiu sut b công ngh ít
phc tu kin nguyên liu bt kh s axit cao, có ln
 ngi ln nht khi s d t,
c kh u qu nên trong công nghip v dng
xúc tác enzym mà s dng xúc tác kim do giá thành r u.
3. Quá trình tổng hợp biodiesel dùng xúc tác bazơ.
Hin nay, trên th gii biodiesc sn xut công nghi