Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
Lời mở đầu
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của các nền kinh tế trên thế giới, các
nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng bị cạn kiệt. Sự phát triển này cũng dẫn tới
nhu cầu sử dụng dầu mỏ rất mạnh mẽ, làm cho kinh tế toàn cầu cân bằng một cách
mong manh. Thế giới đã bị lệ thuộc quá nhiều vào dầu mỏ vì tính dễ dùng của nó.
Sự cạn kiệt của nguồn dầu mỏ thế giới và sự quan tâm về môi trường ngày càng
tăng đã dẫn đến sự nghiên cứu và phát triển nguồn năng lượng thay thế cho năng
lượng có nguồn gốc dầu mỏ. Biodiesel là một sự thay thế đầy tiềm năng cho diesel
dựa vào những tính chất tương tự và những ưu điểm vượt trội của nó. Đây chắc
chắn sẽ là xu hướng nhiên liệu của cả thế giới trong tương lai.
Ở Việt Nam, ngành sản xuất nhiên liệu sinh học cũng đã bắt đầu được quan tâm
phát triển. Tuy vẫn còn sơ khai nhưng đây hứa hẹn sẽ trở thành ngành sản xuất
mang lại nhiều hiệu quả phát triển kinh tế cũng như bảo vệ môi trường của Việt
Nam.
Thấy được tầm quan trọng của nhiên liệu sinh học, chúng em chọn đồ án môn
học: “Thiết kế phân xưởng điều chế Biodiesel từ dầu ăn phế thải” với mong muốn
phát triển thêm nguồn nhiên liệu xanh với những lợi ích thiết thực của nó đối với
đời sống hàng ngày; đồng thời có thể giải quyết bớt một phần nào đó lượng dầu ăn
thải vốn là một vấn đề nan giải hiện nay.
Trong đồ án này sẽ đi khảo sát phương án điều chế Biodiesel với xúc tác kiềm
năng suất 1000l/ngày để xem có đạt hiệu quả kinh tế không, để đưa vào hoạt động.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Quốc Hải và các thầy cô khoa
Hóa và CNTP đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em
hoàn thành đồ án môn học này.
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
PHẦN A: TỔNG QUAN VỀ BIODIESEL
1.1Giới thiệu về BD

chúng không thể dùng trực tiếp cho các động cơ mà chúng cần phải được chuyển
hóa thành Monoankyl – Este rồi mới đem đi sử dụng. Theo phương diện hóa học,
BD là metyl este của những acid béo ( trong đó, thành phần tạo năng lượng chủ yếu
là gốc hidrocacbon)
1.1.1.2 Tại sao phải sử dụng BD
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
− Dân số thế giới ngày càng tăng nhanh, áp lực về năng lượng và môi trường
càng lớn. Trữ lượng dầu mỏ ngày càng giảm dần, do đó vấn đề đặt ra là cần tìm
những nguồn năng lượng thay thế. Đó là có thể là năng lượng hạt nhân, năng lượng
mặt trời, năng lượng gió, sóng biển, năng lượng nhiệt trong lòng đất. Tất cả nguồn
năng lượng đó hiện đang được nghiên cứu ứng dụng nhưng vấn đề an tòan khi sản
xuất và giá thành của nó còn cao nên việc áp dụng đại trà còn nhiều trở ngại.
− Một nguồn năng lượng mới từ Biomass đang được chú ý và có nhiều triển
vọng vì tính hiện thực cũng như khả năng tái sinh và phù hợp với sinh thái của môi
trường
− Etanol đi từ mía đường, tinh bột cũng sẽ là một dạng nhiên liệu sinh học có
triển vọng.
− Dầu mỡ động thực vật cũng là một dạng nguyên liệu để tạo ra không chỉ các
hợp chất hữu cơ cơ bản mà còn tạo ra nhiên liệu cho các động cơ đốt trong tương tự
dầu DO hay FO của dầu mỏ. Đó chính là Biodiesel. Dự báo nguồn nhiên liệu này sẽ
chiếm 15-20% trong tổng nhu cầu nhiên liệu của thế giới trong vòng 50 năm tới.
1.1.2 Ưu điểm của BD so với Diesel truyền thống
− BD là một trong những nguồn nhiên liệu thay thế ít gây ảnh hưởng đến môi
trường và sức khoẻ con người; là loại nhiên liệu sạch hơn vì khí thải khi đốt BD hầu
như sẽ không có SO
x
, hàm lượng CO và hidrocacbon thơm giảm so với khi đốt
diesel truyền thống (chẳng hạn như benzofluoranthense ít hơn 56%, benzopysenes

Bảng1.1.3.2: Bảng so sánh năng suất toả nhiệt của một số loại nhiên liệu
Đặc tính nhiên liệu Diesel Biodiesel
Nhiệt trị, Btu/gal 129,05 118,17
Độ nhớt động học ở 40
0
C, mm
2
/s 1,3 – 4,1 4,0 – 6,0
Tỉ trọng ở 15
0
C, lb/gal 7,079 7,328
Hàm lượng nước và cặn cơ học, 0,05 0,05
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
max
Điểm chớp cháy,
0
C 60 - 80 100 – 170
Điểm đông đặc,
0
C -15 - 5 -3 _ -12
Chỉ số cetane 40 - 55 48 - 65
Bảng 1.1.3.3 – Một số đặc tính chọn lọc của Diesel và Biodiesel [5]
1.1.4 Các thông số hóa lý kỹ thuật của Biodiesel:
1.1.4.1 Chỉ số Cetan
Chỉ số Cetan là đơn vị đo quy ước, dùng để đánh giá khả năng tự bắt cháy của
các loại nhiên liệu diesel, có giá trị đúng bằng giá trị của hỗn hợp chuẩn có cùng
khả năng tự bắt cháy. Hỗn hợp chuẩn này gồm 2 hidrocacbon:
− n – Cetan C

Điểm đục là nhiệt độ mà hỗn hợp bắt đầu vẩn đục do có một số chất bắt đầu
kết tinh. Điểm đục có ý nghĩa rất quan trọng đối với dầu diesel, đặc biệt khi nó được
sử dụng ở các nước có nhiệt độ hạ thấp khi mùa đông đến. Khi nhiệt độ thấp, độ
nhớt sẽ tăng lên, ảnh hưởng đến việc phun nhiên liệu. Nếu nhiệt độ hạ thấp hơn
nhiệt độ tạo điểm đục thì những tinh thể kết tinh sẽ kết hợp lại với nhau tạo thành
những mạng tinh thể gây tắc nghẽn đường ống dẫn cũng như thiết bị lọc làm động
cơ không hoạt động được.
1.1.4.3 Điểm chảy
Điểm chảy là nhiệt độ mà toàn bộ thể tích của hỗn hợp chuyển pha từ thể rắn
sang thể lỏng. Điểm đục và điểm chảy là thông số được xác định nhằm dự đóan khả
năng sử dụng của Biodiesel ở nhiệt độ thấp.
1.1.4.4 Điểm chớp cháy
Điểm chớp cháy là nhiệt độ mà ở đó hỗn hợp bắt đầu bắt lửa và cháy. Chỉ số
này dùng để phân loại nhiên liệu theo khả năng cháy nổ của chúng. Điểm chớp cháy
của Metyl este tinh khiết là hơn 200
0
C, và Metyl este được xếp loại vào những chất
khó cháy. Tuy nhiên, trong quá trình điều chế và tinh chế, Methanol dư còn lẫn
trong sản phẩm và làm hạ thấp điểm chớp cháy. Điều này gây nguy hiểm khi điểm
chớp cháy hạ xuống thấp. Đồng thời Methanol là chất ăn mòn thiết bị kim loại. Do
vậy điểm chớp cháy vừa được sử dụng như một tiêu chuẩn quản lý chất lượng
Biodiesel vừa để kiểm tra lượng Methanol dư thừa.
1.1.4.5 Độ nhớt
Độ nhớt: thể hiện khả năng kháng lại tính chảy của chất lỏng. Thông số này
phụ thuộc vào sự ma sát của một phần chất lỏng khi trượt lên phần chất lỏng khác.
Độ nhớt của nhiên liệu càng cao càng không có lợi khi sử dụng vì nó làm giảm khả
năng phân tán khi được phun vào thiết bị để đốt cũng như làm tăng khả năng lắng
cặn trong thiết bị. Chính vì vậy người ta mới buộc phải chuyển các loại dầu mỡ
động thực vật thành Biodiesel rồi mới đem đi sử dụng vì Biodiesel có độ nhớt thấp
hơn nhiều.

Cọ
dầu
Từ hơn 10 năm trước đã trồng tại Long An, đạt 4 tấn dầu /ha. Tuy nhiên có 1 số
khó khăn: trồng qui mô lớn mới hiệu quả vì cần đầu tư dây chuyền xử lý ngay sau
thu hoạch do trong hạt chứa mem lipase phân hủy dầu trong vòng 24 giờ thành
este và glycerin nên cần diệt men lipase (bằng nồi hơi); cọ dầu không khó trồng
nhưng cần mưa quanh năm – khó đạt được ở Việt Nam. Hiện nay hầu như không
phát triển được.
Vừng Cây ngắn ngày, nhạy cảm thời tiết, hiện đang trồng đại trà tại Nghệ An, Thanh
Hóa, Gia Lai, An Giang.Hiện nay vừng chủ yếu được xuất khẩu sang Nhật (cả hạt
và dầu).
Dừa Diện tích trên 180000 ha, nhưng năng suất dầu thấp, tối đa đạt 1 tấn dầu/ha, bằng
¼ so với cọ dầu. Sản lượng dầu ép không cao vì cây dừa rất hiệu quả đối với nông
dân do các sản phẩm khác như cơm dừa sấy, xơ dừa, than gáo dừa, thủ công mỹ
nghệ từ gỗ dừa… nên giá dừa trái tăng (khoảng 15000 đ/l).
Đậu Hạt thu mua trong dân 5000 đ/kg, đậu nành nhập khẩu từ Mỹ 3500 đ/kg ( kể cả
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
nành thuế nhập khẩu).
Hướng
dương
Trồng thử nghiệm ở Củ Chi (đạt khoảng 2.5 tấn /ha), Lâm Đồng ( đạt 3.5 – 5
tấn/ha). Khi trồng thử nghiệm các thế hệ lai, năng suất đã tăng đáng kể. Do đó
hướng dương trở thành nguồn nguyên liệu có triển vọng.
Bông
vải
Theo chính sách Nhà nước về tự túc 70% nguyên liệu dệt may, diện tích trồng cây
bông sẽ phát triển nhanh chóng. Diện tích 2003, 2005, 2010 tương ứng là 33000
ha, 60000ha và 120000ha. Dầu hạt bông cải có thể là nguồn nguyên liệu tốt để

16,93
73,73
0
3,49
0,85
64,4
22,3
8,23
11,67
0,89
13,27
57,51
0
11,75
3,15
23,26
55,53
6,31
Tỉ trọng 0,91 0,918 0,914 0,912 0,92
Độ nhớt ở 40
0
C (mm
2
/s) 66,2 58 39,5 50 65
Điểm chớp cháy (
0
C) 198 220 280 210 230
Nhiệt trị (MJ/kg) 37,5 39,5 37,6 39,6 39,6
Chỉ số acid 34 0,15 1,14 0,11 0,2
SVTH: Phan Ngọc Quyết

triglycerit, ngoài ra còn có một lượng nhỏ acide béo tự do. Thành phần acid béo
trong dầu ăn phế thải không thay đổi nhiều so với dầu nguyên chất.
Bảng 4. So sánh thành phần dầu ăn phế thải và thành phần dầu ăn nguyên chất.
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
Thành phần acid béo (% khối lượng) Đơn vị tính Dầu dừa Dầu ăn phế thải
C 6 : 0 % 0.03 1.3131
C 8 : 0 % 6.11 9.9753
C 10 : 0 % 5.94 7.3156
C 12 : 0 % 52.29 49.5915
C 14 : 0 % 17.56 16.2820
C 15 : 0 % 0 0
C 16 : 0 % 8.22 7.3434
C 16 : 1 % 0 0
C 18 : 0 % 2.11 2.0109
C 18 : 1 % 6.28 4.8262
C 18 : 2 % 1.45 1.3420
Bảng 5: Tính chất hoá lý của dầu ăn phế thải và dầu ăn nguyên chất:
Tính chất Đơn vị
Dầu ăn nguyên
chất
Dầu ăn phế thải
Tỉ trọng ở 40
0
C - 0.22 0.176
Độ nhớt ở 40
0
C mm
2

Do chất lượng của quá trình phun và cháy kém nên các chỉ tiêu của động cơ Diesel
sẽ kém đi khi sử dụng VO. Vì lý do trên, trong số các giải pháp xử lý VO để tính
chất của gần với Diesel thì các giải pháp làm giảm độ nhớt được quan tâm trước
tiên.
1.3.1.1 Phương pháp sấy nóng
Hiện ít sử dụng vì không thích hợp, cần có nhiệt độ trên 80
0
C.
1.3.1.2 Phương pháp pha loãng
Đây là phương pháp đơn giản, dễ dàng thực hiện ở mọi qui mô. Pha trộn được
tiến hành bằng phương pháp cơ học, không đòi hỏi thiết bị phức tạp, hỗn hợp nhận
được bền vững và ổn định trong thời gian dài. Nhược điểm của phương pháp này là
khi tỷ lệ dầu thực vật lớn hơn 50% thì không thích hợp, vì lúc này độ nhớt của hỗn
hợp lớn hơn độ nhớt Diesel nhiều. Khi pha loãng Diesel bằng dầu thực vật, hỗn hợp
10% VO có độ nhớt thay đổi không đáng kể so với Diesel và thể hiện tính năng kỹ
thuật tốt đối với động cơ Diesel.
1.3.1.3 Phương pháp cracking
Quá trình này gần giống với quá trình cracking dầu mỏ. Nguyên tắc cơ bản của
quá trình là cắt ngắn mạch hydrocacbon của VO dưới tác dụng của nhiệt và chất xúc
tác thích hợp. Sản phẩm của quá trình cracking VO thông thường bao gồm khí,
xăng, Diesel và một số sản phẩm phụ khác. Phương pháp này có nhược điểm là tốn
năng lượng, khi thực hiện ở qui mô nhỏ và sản phẩm gồm nhiều dạng nhiên liệu.
1.3.1.4 Phương pháp nhũ tương hóa
Nhũ tương là một hệ phân tán cao của hai chất lỏng mà thông thường không tan
được với nhau. Thể trong ( thể phân tán) là các giọt nhỏ được phân tán trong thể
ngồi ( chất phân tán). Tùy theo môi trường chất phân tán mà người ta gọi thí dụ như
là nhũ tương nước trong dầu hàu nhũ tương dầu trong nước.
Để tạo độ bền cho nhũ tương có thể cho thêm các chất hoạt tính bề mặt ( như
chất nhũ hóa, xà phòng…), các chất này ngăn hỗn hợp tự tách ra thành các thành
SVTH: Phan Ngọc Quyết

1.3.2.1 Xúc tác acid
Thường sử dụng các acid Bronsted như H
2
SO
4
, HCl và acid sulfonic ( acod p-
toluensulfomic). Phản ứng cho độ chuyển hóa các ankyl cao. Tuy nhiên phản ứng
diễn ra chậm, thời gian phản ứng là hơn 3 giờ để đạt đến độ chuyển hóa hoàn toàn.
Phản ứng chọn lọc, đòi hỏi nhiệt độ cao (trên 100
0
C). Ngoài ra xúc tác acid có giá
thành khá cao và còn gây ăn mòn thiết bị phản ứng, đây cũng là một trong những
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang 13
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
nguyên nhân chính làm cho loại xúc tác này ít được sử dụng rỗng rãi trong công
nghiệp. Thường ta chỉ dùng xúc tác khi dầu thực vật có hàm lượng acid béo tự do
FFA ( Free fatty acid) cao.
1.3.2.2 Xúc tác base
Phản ứng diễn ra nhanh hơn khi ta dùng xt acid. Vì lý do này, cũng với việc
xúc tác base ít ăn mòn thiết bị hơn acid nên loại xúc tác này rất được ưa chuộng
trong công nghiệp, như là alkoxit kim loại kiềm, các hidroxit cũng như các muối
cacbonat của kali và natri.
1.3.2.3 Xúc tác enzyme
Do tính sẵn có và sự thân thiện với môi trường, các enzyme thủy phân ngày
càng được ứng dụng rộng rãi trong tổng hợp hữu cơ. Chúng còn có tính chọn lọc
cao, tương đối ổn định và chịu được môi trường dung môi hữu cơ.
Mặc dù phản ứng chuyển hóa este với xúc tác lipase chưa được đưa vào sản
xuất công nghiệp, những nghiên cứu về xúc tác enzyme vẫn được phát triển mạnh
mẽ. Điểm chủ yếu của những công trình này là tối ưu hóa các điều kiện phản ứng

làm giảm hiệu suất do nhiều nguyên nhân khác nhau, nhưng chủ yếu có thể là do
thời gian phản ứng quá lâu sinh ra những sản phẩm không mong muốn làm giảm
họat tính xúc tác, hoặc do sự gia tăng phản ứng xà phòng hóa (trong trường hợp sử
dụng xúc tác kiềm) dẫn đến giảm hiệu suất phản ứng và khả năng phân tách sản
phẩm.
Tỷ lệ (methanol:dầu): theo lý thuyết thì 1 mol dầu chỉ cần 3 mol alcol, tuy
nhiên, khi tăng tỷ lệ mol methanol thì hiệu suất phản ứng tăng.
Tỷ lệ (xúc tác:dầu): Sự gia tăng tỷ lệ xúc tác:dầu sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất
phản ứng. Vì vậy, ta cần khảo sát tìm tỷ lệ xúc tác:dầu cho hợp lý đối với mỗi lọai
xúc tác.
Tốc độ khuấy trộn: Phản ứng chuyển hóa ester dầu thực vật với alcol mạch
ngắn là hỗn hợp phản ứng hai pha. Sự hòa trộn các pha rất khó khăn. Vì vậy, tốc
độ khuấy phải lớn để tăng hiệu suất phản ứng. Ở một số nước người ta sử
dụng tetrahydrofurane (THF) trong hỗn hợp phản ứng. Lúc này tốc độ khuấy không
ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng nữa [12]. Tuy nhiên, giá thành của THF tương
đối cao [13]. Ngoài ra, thành phần, bản chất và cấu trúc của xúc tác cũng đóng một
vai trò quan trọng lên hiệu suất của phản ứng.
1.3.3 Phản ứng điều chế Biodiesel
1.3.3.1 Các loại phản ứng thường sử dụng
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang 16
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
Trong dầu thực vật và mỡ động vật, thành phần chính là Triglycerit và acid
béo tự do (lượng ít hơn Triglycerit nhiều). Quá trình chuyển hóa dầu mỡ thành
nhiên liệu sinh học có thể chia làm hai loại phản ứng:
− Phản ứng chuyển hóa acid béo : được gọi phản ứng este hóa
− Phản ứng chuyển hóa Triglycerit: được gọi là phản ứng ancol phân
1.3.3.2 Phản ứng este hóa
Phản ứng este hóa điều chế Biodiesel là phản ứng giữa axit béo với ancol tạo
thành este và nước.

cũng cho kết quả khá tốt
nhưng phản ứng phải được tiến hành trong pha khí. Chính vì vậy mà phương pháp
này khá tốn kém và chỉ được sử dụng để điều chế các ester đặc biệt mà phương
pháp phản ứng trong pha lỏng không đáp ứng được.
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang 17
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
Nước sinh ra trong quá trình phản ứng sẽ làm giảm tốc độ cũng như hoạt tính
của xúc tác nên để tăng khả năng phản ứng người ta thường sử dụng các dẫn xuất
của axit như : anhydryt axit, clorua axit

Mạch hydrocacbon của axit béo càng dài thì khả năng phản ứng càng giảm.
Tương tự, bậc và mức độ phân nhánh mạch của ancol càng cao thì càng giảm khả
năng phản ứng.
1.3.3.3 Phản ứng ancol phân
Phản ứng ancol phân điều chế Biodiesel là phản ứng giữa rượu và este dạng
TriGlyxerit thành este của rượu đó và Glyxerin. Phương trình phản ứng tổng quát:
Trong đó R
1
,R
2
,R
3
là những mạch hydrocacbon mạch dài. Đây là loại phản ứng
thuận nghịch và tốc độ phản ứng phụ thuộc rất nhiều vào bản chất và nồng độ của
loại xúc tác sử dụng, nhiệt độ phản ứng, tỷ lệ tác chất, tốc độ khuấy trộn và thời
gian phản ứng.
1.3.4 Cơ chế phản ứng
Đã có nhiều cơ chế phản ứng được đề nghị nhưng cơ chế sau đây được ứng
dụng rộng rãi nhất

-
+
+
M
+
Anion ancolat tấn công lên nguyên tử cacbon ở nhóm C=O của este
O
R
3
O
O
O
R
1
O
R
2
O
-
OR
O
R
3
O
O
R
1
O
R
2

-
OR
+
δ
+
δ
−
R – Nhóm ankyl trong phân tử ancol
R
1
,R
2
,R
3
– Gốc của axit béo
M – K,Na
Anion này deproton hóa xúc tác và giải phóng kim loại kiềm trạng thái hoạt
động để bắt đầu tấn công một phân tử ancol mới. Cứ như thế vòng tuần hoàn của
phản ứng được thực hiện.
Năng lượng hoạt hóa là năng lượng cần thiết để tạo ra liên kết giữa anion (–OR)
này với nhóm cacbonyl. Các nhóm thế R hay R’ có xu hướng làm thay đổi tính chất
của nhóm C=O và cần tạo điều kiện dễ dàng cho phản ứng tạo ra bằng cách giảm
năng lượng hoạt hóa.
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang 19
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
Năng lượng hoạt hóa của phản ứng ancol phân bằng Methanol có giá trị trong
khoảng 6 – 20 Kcal/mol. Hằng số tốc độ phản ứng k tăng theo nhiệt độ đối với
TriGlyxerit (TG), DiGlyxerit và MonoGlyxerit cho cả chiều thuận và chiều nghịch.
Tuy nhiên, hằng số tốc độ phản ứng tạo Glyxerin giảm theo thời gian. Giá trị kt –

2
)
7
CH
3
H
2
O
+
+
Axit oleic
Kali hydroxit
Kali oleate (xa phong)
Nước trong hỗn hợp còn gây ra một hiện tượng bất lợi khác là phản ứng thuỷ
phân Và với sự có mặt của xúc tác kiềm, các axit béo phản ứng với kiềm lại tạo
thành xà phòng. Xà phòng của các loại axit béo no có xu hướng đóng rắn ở nhiệt độ
thường vì thế sản phẩm có chứa nhiều xà phòng thường quánh lại thành khối rất
khó tinh chế.
CH
2
CH
O C
O
OR
1
CH
2
O
C
O

+
Diglyxerit
Nöôù c
Axít beo
'
Xúc tác bazơ chỉ tốt với trường hợp chất tham gia phản ứng là methanol tuyệt đối
hay có nồng độ cao.
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang 20
R
2
R
1
R
3
R
2
R
3
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
Mỗi loại dầu mỡ động thực vật đều có một hàm lượng acid béo tự do (FFA)
nhất định.
Loại mỡ Hàm lượng FFA (% khối lượng)
Dầu mỡ sau xử lý 0,05
Dầu thực vật tinh luyện 0,3 – 0,7
Dầu ăn phế thải 1 - 3
Dầu mỡ đv chưa xử lý 5 - 30
Bảng 1.5: Hàm lượng acid béo tự do trong dầu mỡ
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang 21

Thiết bò lọc dầu ăn phế thải
10
Thiết bò gia nhiệt dầu tải
1
Đồ án mơn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
PHẦN B: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
2.1. Quy trình cơng nghệ
2.1.1 Sơ đồ bố trí thiết bị
1
7
5
4
3
2
Dầu ăn phế thải
Metanol và xúc
tác baz
o
Biodiesel
Nước
Nước rửa
Glixerin
Metanol
Nước rửa
Nước rửa
Nước ra
Nước vào
Nước ra
Nước vào
6

o
C
Glixerin
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
2.1.3 Qui trình công nghệ
Hệ thống được được nhập liệu gián đoạn và được tháo liệu liên tục.
+ Dầu ăn phế thải sau khi được lọc cặn được dẫn vào bể chứa số (1). Methanol
và xúc tác bazơ nhiệt độ 25
0
C ở bể chứa (4).
+ Tiến hành khuấy sơ bộ (nhờ động cơ khuấy 3) để hỗn hợp đạt độ đồng nhất
tương đối (thời gian khuấy khoảng 1 phút).
+ Nguyên liệu và xúc tác được chuyển xuống thiết bị phản ứng (5)
+ Tiến hành bơm dầu tải nhiệt để nâng nhiệt độ hỗn hợp lên 65
0
C, lúc này
phản ứng đã diễn ra một phần. Nhiệt lượng cần cung cấp cho giai đoạn này tương
đối lớn.
+ Giữ nhiệt độ ổn định trong thiết bị (5) và khuấy trong vòng 30 – 40 phút ở áp
suất thường, nhằm giúp phản ứng xảy ra triệt để hơn.
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang 23
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
+ Nhiệt độ được giữ ổn định bằng hệ thống điều khiển nhiệt độ tự động.
+ Trong bình (5), nồng độ metanol khoảng 18% - 24%, do đó trong thành phần
pha hơi, nồng độ metanol chiếm khoảng 60%. Metanol là một chất rất độc đối với
cơ thể con người, vì thế ta dùng sinh hàn để hồn lưu hơi metanol. Nhiệt độ hơi bão
hòa Metanol duới áp suất khí quyển dưới 65
0
C, do đó dùng sinh hàn nước thích

0
C), trong thiết bị phản
ứng có đặt thiết bị khuấy nên ta dùng gia nhiệt dạng vỏ áo.
2.3.1 Chọn thiết bị thiết kế
SVTH: Phan Ngọc Quyết
Trần Phước Sang 24
Đồ án môn học QT&TB GVHD ThS. Nguyễn Quốc Hải
Các quá trình cần cấp nhiệt: quá trình tăng nhiệt độ của hỗn hợp dòng vào, quá
trình phản ứng, quá trình bay hơi của Methanol và tổn thất nhiệt qua vỏ thiết bị
Nhiệt lượng cần cung cấp ở thiết bị phản ứng 5 và ở thiết bị 7 (theo sơ đồ nguyên lý
ở trên) là lớn nhất. Tuy nhiên, thể tích lượng lỏng trong thiết bị 5 nhiều hơn ở thiết
bị 7 nên ta sẽ thực hiện tính toán thiết kế và kiểm tra các điều kiện bền cũng như
quá trình khuấy trộn, trao đổi nhiệt trên thiết bị này. Các thông số thu được cũng sẽ
là thông số thiết kế cho các thiết bị tương tự còn lại trong hệ thống.
CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ
3.1 Các thông số kỹ thuật phục vụ cho tính toán thiết kế
Phân tử lượng trung bình của axit béo: M
tb
= 278 Kg/Kmol.
TryGlyxerit quy đổi cùng axit béo trung bình:M
TG
= 874 Kg/Kmol
Dầu ăn phế thải có phân tử lượng trung bình là M
d
= 856 Kg/Kmol.
Khối lượng riêng của NaOH là D
NaOH
= 1050(kg/m
3
)