BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề Tài: THIẾT KẾ MÔ HÌNH SẢN XUẤT
BIODIESEL TỪ DẦU THẢI
Giảng viên hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Liễu
Sinh viên thực hiện: Danh sách đính kèm
Lớp: CDHD11
Khoá: 11
Tp. Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm 2012
1
Stt Họ Và Tên Mssv
1 Nguyễn Thị Ngọc Anh
09157371
2 Nguyễn Thị Lan Anh
09230141
3 Trần Thị Bình
09072181
4 Phạm Thành Đồng 09083401
5 Phạm Thị Hằng 09095641
6 Nguyễn Quốc Khương 08246231
7 Nguyễn Thị Cẩm Lệ 09155401
8 Đoàn Công Minh 09084451
9 Nguyễn Thị Việt Nữ 09123001
10 Lương Thị Vụ 09222751
DANH SÁCH SINH VIÊN
2
MỞ ĐẦU
Hiện nay, nhân loại đang phải đối mặt với một cuộc khủng hoảng về năng lượng khi

súc áp dụng vào thực tế chỉ mới bắt đầu và còn ít kinh nghiệm. Vì vậy cuốn báo cáo
này không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong các thầy cô trong khoa công
nghệ hóa học góp ý chỉ dẫn để bài báo cáo của nhóm chúng em được hoàn chỉnh
hơn.
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Tp.hcm Ngày… Tháng… Năm 2012
Nhóm Sinh Viên Đồ Án
4
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Tp.hcm, Ngày… Tháng… Năm 2012
Giáo Viên Hướng Dẫn
5
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Temperature and Pressured)
3 FAME
Axit béo methyl este hay dầu diesel sinh học
4 FFA
Axit béo tự do (Free Fatty Axit)
8
MỤC LỤC
1.1.2 nh ngh a:Đị ĩ 12
1.1.3 Tính ch t và u nh c đi m c a Biodieselấ ư ượ ể ủ 12
1.2 Khái quát quá trình t ng h p Biodieselổ ợ 17
1.2.1 Ngu n nguyên li u:ồ ệ 17
1.2.2 Các ph ng pháp s n xu t Biodieselươ ả ấ 39
1.2.3 Xúc tác c a ph n ng t ng h p Biodieselủ ả ứ ổ ợ 41
CHƯƠNG 2: MỘT SỐ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
BIODIESEL 47
2.1M t s công ngh hi n nayộ ố ệ ệ 47
2.1.1Qúa trình s n xu t Biodiesel t nhi u ngu n nguyên li u khác nhauả ấ ừ ề ồ ệ 47
2.1.2 Qúa trình c b n t d u th c v t và d u th iơ ả ừ ầ ự ậ ầ ả 49
2.1.3 Quy trình m i s n xu t Biodiesel t d u th c v t, d u tái chớ ả ấ ừ ầ ự ậ ầ ế 51
2.1.4 Công ngh HTPM s n xu t d u diesel sinh h c t ph li u đ ng, th c v t.ệ ả ấ ầ ọ ừ ế ệ ộ ự ậ
53
2.1.5 S n xu t Biodiesel t cây Jatrophaả ấ ừ 55
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ 57
3.1Các thông s c n cho vi c tính toánố ầ ệ 57
3.2Cân b ng v t ch tằ ậ ấ 58
3.2.1Thi t b ph n ng:ế ị ả ứ 58
3.2.2Quá trình tách pha 59
3.2.3Quá trình r aử 60
3.2.4 Thu h i metanol t pha glyxerin b ng ph ng pháp ch ng c tồ ừ ằ ươ ứ ấ 60
9

làm ngày Diesel sinh học Quốc tế (International Biodiesel Day).
Năm 1900 tại hội chợ thế giới tổ chức tại Pari, Diesel đã biểu diễn động cơ
dùng dầu Biodiesel chế biến từ dầu 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).
1.1.1.2 Tình hình sử dụng Biodiesel trên thế giới:
Các nước trên thế giới đã sản xuất Biodiesel với số lượng ngày càng nhiều
và tăng rất nhanh .Theo xu hướng thế giới, người ta sẽ trộn Bio-Diesel vào thành
phần diesel từ 5 tới 30%.
+ Ở châu Âu theo chỉ thị 2003/30/EC của EU từ ngày 31 tháng 12 năm 2005 ít nhất
là 2% và cho đến 31 tháng 12 năm 2010 ít nhất là 5,75% các nhiên liệu dùng để
chuyên chở phải có nguồn gốc tái tạo. Tại Áo, một phần của chỉ thị của EU đã được
thực hiện sớm hơn và từ ngày 1 tháng 11 năm 2005 chỉ còn có dầu Diesel với 5%
11
có nguồn gốc sinh học (B5) là được phép bán.
+ Tại Australia, đã sử dụng B20 và B50 vào tháng 2 năm 2005.
+ Tại Mỹ năm 2005, đã sử dụng B20.
+ Tại Thái Lan trong năm 2006, sử dụng B5 tại Chiangmai và Bangkok.
+ Tại Việt Nam, Petro Việt Nam đã có kế hoạch đưa 10% Bio-Diesel (B10) vào
thành phần Diesel để lưu thông trên thị trường.
1.1.2 Định nghĩa:
Biodiesel 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. Biodiesel nói chung đều là loại năng lượng tái tạo và về phương diện hoá học
thì Biodiesel là este của những axit béo trong dầu hay mỡ khi được este hoá bởi các
ancol.
Nhiều nước trên 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.
Bản chất của Biodiesel là sản phẩm este hóa giữa Methanol hoặc Ethanol và

- Tổng lượng glixerin chính là tổng phần glixerin chứa trong các glixerit và glyxerin
tự do. Glyxerin không tan trong Biodiesel, có độ nhớt cao. Nhiên liệu chứa nhiều
glyxerin dẫn đến hiện tượng lắng glyxerin, làm nghẽn bộ lọc nhiên liệu và làm xấu
đi quá trình cháy trong động cơ.
- Metanol bị hạn chế dưới 0.2% trong tiêu chuẩn EN 14214 nhưng không đề cập
đến trong ASTM. Tuy nhiên, hàm lượng methanol có thể hạn chế thông qua chỉ tiêu
độ chớp cháy (càng nhiều methanol, độ chớp cháy càng thấp). Yêu cầu độ chớp
cháy không nhỏ hơn 130
0
C trong ASTM tương ứng với hàm lượng methanol nhỏ
hơn 0.1%.
Trong bảng dưới đây giới thiệu một số chỉ tiêu chất lượng đối với dầu Diesel
(tiêu chuẩn EN 590) và Biodiesel (tiêu chuẩn EN 14214, ASTM D6751).
Bảng 1.1: Chỉ tiêu chất lượng dầu Diesel và Biodiesel
13
Chỉ Tiêu EN590 EN14214 ASTM
D6751
Tỉ trọng ở 15
0
C, kg/m
3
Độ nhớt ở 40
0
C, mm
2
/s
Điểm chớp cháy,
0
C, không thấp hơn
Lưu huỳnh, mg/kg, không lớn hơn

0,2
0,8
0,2
0,2
0,02
0,25
-
1,9 – 6,0
130
15
45
500
-
-
-
-
-
0,02
0,24
1.1.3.2 Ưu Điểm
- Về mặt môi trường:
+ Giảm lượng phát thải khí CO
2
, do đó giảm được lượng khí thải gây ra hiệu ứng
nhà kính.
+ Không có hoặc chứa rất ít các hợp chất của lưu huỳnh (<0,001% so với đến 0,2%
trong dầu Diesel).
+ Hàm lượng các hợp chất khác trong khói thải như: CO, SO
X
, HC chưa cháy, bồ

khoảng ngoại tệ lớn.
1.1.3.3 Nhược Điểm
Hiên nay, từ những thông tin quảng cáo về Biodiesel nhiều người lầm tưởng
rằng việc sử dụng Biodiesel chỉ có lợi mà không có hại. Trên thực tế, bên cạnh
những ưu điểm, Biodiesel cũng có nhều nhược điểm hạn chế việc ứng dụng rộng rãi
trong công nghiệp và đời sống. Nhiều nhà sản xuất xe hơi và động cơ rất thận trọng
với việc sử dụng Biodiesel trong động cơ của họ.
+ Việc sử dụng nhiên liệu chứa nhiều hơn 5% Biodiesel có thể gây nên những vấn
đề sau:
15
 Ăn mòn các chi tiết của động cơ và tạo cặn trong bình nhiên liệu do tính dễ
bị oxi hóa của Biodiesel
 Làm hư hại nhanh các vòng đệm cao su do sự không tương thích của
Biodiesel với chất liệu làm vòng đệm.
+ Nhiệt độ đông đặc Biodiesel phụ thuộc vào nguyên liệu sản xuất nhưng nói chung
là cao hơn nhiều so với dầu Diesel thành phẩm. Điều này ảnh hưởng rất lớn đến
việc sử dụng Biodiesel ở những vùng có thời tiết lạnh. Tuy nhiên đối với các nước
nhiệt đới, như Việt Nam chẳng hạn thì ảnh hưởng này không đáng kể.
+ Ngoài ra, Biodiesel rất háo nước nên cần những biện pháp bảo quản đặc biệt để
tránh tiếp xúc với nước.
+ Biodiesel không bền, rất dễ bị oxi hóa gây nhiều khó khăn trong việc bảo quản.
+ Biodisel có nhiệt trị thấp hơn so với Diesel.
+ Trở ngại lớn nhất của việc thương mại Biodiesel trước đây là chi phí sản suất cao.
Do đó làm cho giá thành Biodiesel khá cao, nhưng với sự leo thang giá cả nhiêu
liệu như hiện nay thì vấn đề này không còn là rào cản nữa.
+ Hiện nay Biodiesel thường được sản xuất chủ yếu là theo mẻ. Đây là điều bất lợi
vì năng suất thấp, khó ổn định được chất lượng sản phẩm cũng như các điều kiện
của quá trình phản ứng. Một phương pháp có thể tránh hoặc tối thiểu khó khăn này
là sử dụng quá trình sản xuất liên tục.
+ Để sản xuất Biodiesel ở quy mô lớn có một nguồn nguyên liệu dồi dào và ổn

8 Cọ 0,914 – 0,925 284 – 250 23 - 37
9 Oliu 0,914 – 0,918 185 -196 79 – 88
10 Cao su (hạt) 0,923 – 0,924 183 – 190 125 - 145
11 Thầu dầu 0,957 – 0,967 177 – 185 81– 90
Dầu thực vật là một trong những nguồn nguyên liệu được sử dụng rộng rãi
trong nhiều ngành công nghiệp. Hàng năm trên thế giới có một lượng lớn dầu thực
vật được sử dụng trong các nghành công nghiệp thực phẩm, sơn, hương liệu, mỹ
phẩm, nhựa, chất hoạt động bề mặt trong nghành dệt nhuộm, công nghiệp sản xuất
dầu mỡ bôi trơn và phụ gia. Dầu thực vật còn dùng để sản xuất vitamin, dược phẩm,
mỹ phẩm, đặc biệt dầu thực vật còn có thể sản xuất nhiên liệu dùng cho động cơ
Diesel (Biodiesel).
Dầu thực vật để sản xuất Biodiesel là đặc trưng của mỗi quốc gia và phụ
thuộc vào nguồn cung cấp sẵn có. Mỹ sử dụng đậu tương và mỡ động vật; Còn ở
Châu Âu sử dụng nho và mỡ động vật. Canada sử dụng hạt Canola, và Nhật Bản ưa
17
chuộng mỡ động vật hơn. Dầu cọ thì được dùng ở Malaysia. Nhưng nhiều nước thì
nhập khẩu dầu thực vật, trong khi mỡ động vật cũng khan hiếm. Những nước này
(chẳng hạn như —n độ) chỉ có thể xem xét việc sử dụng dầu thực vật không ăn được
cho sản phẩm Biodiesel.
Nguồn dầu thực vật Việt Nam rất phong phú. Tuy nhiên vùng nguyên liệu
cây có dầu của Việt Nam chưa tập trung và chưa nhằm vào mục đích lấy dầu là
chính. Đối với Việt Nam, các dầu bông, dừa, sở, đậu tương, cọ và hướng dương là
các dầu tiềm năng hơn cả.
Giới thiệu một số loại dầu thực vật thông dụng:
+ Dầu hạt Sở (dầu Chè, Mắc Xà Dầu): Hạt Sở khô chứa dầu béo, màu vàng, trong
suốt, có mùi thơm nhẹ. Trọng lượng nhân trong hạt chiếm từ 50-55%. Hàm lượng
dầu trong nhân từ 30 ÷35%. Dầu hạt Sở được dùng rộng rãi trong công nghiệp sản
xuất chất tẩy rửa, chất hoá dẻo, mực in, hoặc sản xuất bơ thực vật. Tính chất hoá lý
của dầu hạt Sở:
- Tỷ trọng (35

tính chất hoá lý đặc trưng như các loại dầu béo khác. Dầu hạt cao su có một số chỉ
số hoá lý như sau:
- Tỷ trọng (35
o
C) : 0,915 ÷ 0,935
- Chỉ số chiết quang : 1,4650 ÷ 1,4750
- Chỉ số Iốt : 134,35 ÷ 138,75g iốt/100g dầu
- Chỉ số xà phòng : 191,55 ÷ 194,75mg KOH/g dầu
- Chỉ số axit : 30,2 ÷ 40,9mg KOH/g dầu
+ Dầu dừa: Trong dầu dừa có chứa các axit béo như axit Lauric (44 ÷ 52%), axit
Myristic (13 ÷ 19%), axit Palmitic (7,5 ÷ 10,5%). Hàm lượng các chất béo không
no rất ít. Dầu dừa được sử dụng nhiều cho mục đích thực phẩm, có thể sản xuất
Macgarin và cũng là nguyên liệu tốt để sản xuất Biodiesel. Một số chỉ số hoá lý của
dầu dừa như sau:
- Tỷ trọng (35
o
C) : 0,920
- Chỉ số chiết quang : 1,448
- Chỉ số Iốt : 11g iốt/100g dầu
- Chỉ số xà phòng : 255mg KOH/g dầu
+ Dầu đậu nành: Thành phần chủ yếu là Linoneic (50 ÷ 57%), Oleic (23 ÷ 29%).
Dầu đậu nành được dùng trong mục đích thực phẩm, sản xuất sơn, vecni, xà phòng
và đặc biệt là dùng làm nguyên liệu để tổng hợp Biodiesel.
- Tỷ trọng (35
o
C) : 0,924
19
- Chỉ số chiết quang : 1,4750
- Chỉ số Iốt : 129g iốt/100g dầu
- Chỉ số xà phòng : 190mg KOH/g dầu

dầu thực vật. Nhưng hầu như tất cả các loại dầu thực vật đều có thể là nguyên liệu
20
sản xuất Biodiesel pha trộn với nguyên liệu Diesel làm giảm đáng kể các khí độc
hại trong khí thải như: SO
2
, NO
x
, các hydrocacbon thơm, CO… đồng thời có thể tiết
kiệm đáng kể nguyên liệu khoáng.
- Thành phần hoá học của dầu thực vật.
Các loại dầu khác nhau thì có thành phần hoá học khác nhau, tuy nhiên thành
phần chủ yếu của dầu thực vật là các glyxerit, nó là este tạo thành từ axit béo có
phần tử cao và glyxerit (chiếm 95-97%). Công thức cấu tạo chung của nó là:
R
1,
R
2
,R
3
là các gốc hydrocacbua của axit béo, khi chúng có cấu tạo giống
nhau thì gọi là glyxerit đồng nhất, nếu khác nhau thì gọi là glyxerit hỗn tạp, Các gốc
R có chứa từ 8 đến 22 nguyên tử carbon. Đại bộ phận dầu thực vật có thành phần
glyxerit hỗn tạp. Trong lượng phân tử dầu thực vật tùy thuộc vào loại axit béo có
trong cấu tạo, nói chung nằm trong khoảng 650 – 970, trong đó axit béo chiếm 94 –
96% trọng lượng. Do đó, tính chất hóa học của dầu béo có liên quan chặt chẽ đến
tính chất hóa học của axit béo.
Axit béo có 2 loại: axit béo no và không no
+ Axit béo no thường gặp: axit caproic (C
6
), axit capilic (8), axit capric (C

2
CH
2
– OCOR
3
Bảng 1.3: Các axit béo có trong thành phần các loại dầu.
Tên thông dụng Công thức cấu tạo T
o
nc
(
o
C) Tỉ trọng
Axit béo no
Blauric CH
3
(CH
2
)
10
COOH 44 -
Panmitic CH
3
(CH
2
)
12
COOH 63 0.849
Stearic CH
3
(CH

3
(CH
2
)
7
COOH -11 0.914
Eleostearic CH
3
(CH
2
)
5
CHCH
2
CH=CH(CH
2
)
7
COOH - -
Ricinoleic
CH
3
(CH
2
)
5
CHCH
2
CH=CH(CH
2

- - 3.5-6.5 1.3-5.6 14-43 44-69 - -
Thành phần khác nhau của dầu thực vật đó là các axit béo. Các axit béo có
trong dầu thực vật đại bộ phận ở dạng kết hợp trong glyxerit và một lượng nhỏ ở
trạng thái tự do. Các glyxerit có thể thuỷ phân thành axit béo theo phương trình
phản ứng sau:
Thường axit béo sinh ra từ dầu mỡ có thể vào khoảng 95% so với trọng
lượng dầu mỡ ban đầu. Về cầu tạo axit béo là những axit cacboxylic mạch thẳng có
cầu tạo từ khoảng 6-30 nguyên tử cacbon. Các axit này có thể no hoặc không no.
23
%
Một thành phần nữa trong dầu thực vật là glyxerin, nó tồn tại ở dạng kết hơp
trong glyxerin. Glyxerin là rượu ba chức, trong dầu mỡ lượng glyxerin thu được
khoảng 8-12% so với trọng lượng dầu ban đầu.
Ngoài các hợp chất chủ yếu ở trên trong dầu thực vật còn chứa một lượng
nhỏ các hợp chất khác nhau như các phophatit, các chất sáp, chất nhựa, chất nhờn,
các chất màu, các chất gây mùi, các tiền tố và sinh tố
Dầu thực vật dùng để tổng hợp Biodiesel phải được tinh chế cẩn thận để đảm
bảo chỉ tiêu chất lượng và cho hiệu suất tổng hợp Biodiesel cao nhất. Đặc biệt chỉ
tiêu về độ axit, hàm lượng nước, tạp chất thường được quan tâm nhất.
- Ưu điểm:
+ Trị số xetan cao: trị số xetan là đơn vị đo quy ước, đặc trưng cho khả năng tự bắt
lửa của nhiên liệu Diesel, là một số nguyên, có giá trị đúng bằng giá trị của hỗn hợp
chuẩn có cùng khả năng tự bắt cháy. Hỗn hợp chuẩn này gồm hai hydrocacbon: n-
xetan (C
16
H
34
) quy định là 100, có khả năng tự bắt cháy tốt và α-metyl aphtalen
(C
11

dụng vào mùa đông ở nhiệt độ -20
o
C(đo ở giá trị CFPP tương tự cho cách đo của
Diesel khoáng). Cả các nhiên liệu chấp nhận phụ gia phải đảm bảo điều này. Sự kết
tinh (tạo parafin) xảy ra trong nhiên liệu Diesel gây trở ngại cho các đường ống dẫn
liệu, quá trình bơm phun. Nếu điều này xảy ra thì quá trình làm sạch là rất cần thiết.
Còn Biodiesel chỉ bị đông đặc khi nhiệt độ tăng, và nó không cần thiết phải làm
sạch hệ thống nhiên liệu.
+ Giảm lượng khí thải độc hại và nguy cơ mắc bệnh ung thư: Theo các nghiên cứu
của Bộ năng lượng Mỹ đã hoàn thành tại một trường đại học ở California, sử dụng
Biodiesel tinh khiết để thay cho Diesel khoáng có thể giảm 93,6% nguy cơ mắc
bệnh ung thư từ khí thải của Diesel, do Biodiesel chứa rất ít các hợp chất thơm,hợp
chất lưu huỳnh, và quá trình cháy của Biodiesel triệt để hơn nên giảm được nhiều
hydrocacbon trong khí thải.
+ An toàn cháy nổ: Biodisel có nhiệt độ chớp cháy trên 110
o
C cao hơn so với Diesel
nên nó an toàn hơn trong quá trình tồn chứa và bảo quản.
- Nhược điểm:
+ Giá thành cao: Biodiesel được tổng hợp từ dầu thực vật đắt hơn dầu diesel.
Nhưng trong quá trình sản xuất Biodiesel tạo ra sản phẩm phụ là glyxerin là một
chất có giá trị cao nên nó sẽ bù lại phần nào giá của Biodiesel.
+ Tính chất thời vụ của dầu thực vật: Do đó cần phải có những chiến lược hợp lý
nếu muốn sử dụng Biodiesel như một nhiên liệu.
+ Quá trình sản xuất Biodiesel không đảm bảo: Khi rửa Biodiesel không sạch thì
khi sử dụng vẫn gây ra các vấn đề ô nhiễm do vẫn còn xà phòng, kiềm dư, glyxerin
25