Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu tập hợp và đặc trưng xúc tác lưỡng chức Calcium Silicate CS
cho quá trình chuyển hoá dầu ăn thải thành biodieze
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất tới GS.TS. Đinh Thị Ngọ
và TS. Nguyễn Khánh Diệu Hồng, là những người đã trực tiếp hướng dẫn một cách
tận tình và chu đáo nhất cho tôi trong suốt quá trình tôi làm đồ án. Hai cô không chỉ
truyền đạt những kiến thức khoa học quý báu cho tôi mà hai cô còn là những người
truyền cho tôi ngọn lửa đam mê với nghiên cứu khoa học, với nhiên liệu sạch, với
con đường sự nghiệp mà tụi đó chọn để bước tiếp trong tương lai.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Công nghệ
Hữu cơ – Hóa dầu, là những người đã dạy dỗ những sinh viên chúng tôi trong suốt
quá trình chúng tôi học tập tại trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn của mình tới bố mẹ và gia đình tôi, bạn bè
và những người thõn luôn sát cánh và ủng hộ cho tôi.
Hà Nội, ngày…., thỏng…, năm…
SVTH: Nguyễn Văn Tín-HDK52-QN
1
Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC
Nghiên cứu tập hợp và đặc trưng xúc tác lưỡng chức Calcium Silicate CS cho quá trình chuyển hoá
dầu ăn thải thành biodieze 1
LỜI CẢM ƠN 1
MỤC LỤC 2
DANH MỤC CÁC KÍ HỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỒ ÁN 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 5
DANH MỤC CÁC BẢNG 7
LỜI NÓI ĐẦU 8
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NHIÊN LIỆU SINH HỌC BIODIESEL 10
2.3.1.Tỷ trọng (ASTM D1298) 42
2.3.2.Độ nhớt động học (ASTM D445) 43

3
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC KÍ HỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỒ ÁN
ASTM Tiêu chuẩn của hiệp hội thử nghiệm và vật liệu Mỹ
BET Phương pháp đẳng nhiệt hấp phụ - nhả hấp phụ N
2
CS Xúc tác lưỡng chức Calcium Silicate
CTPT Công thức phân tử
EN Tiêu chuẩn Châu Âu
EU Liên minh Châu Âu
EIA Cơ quan thông tin năng lượng Hoa Kỳ
IR Phổ hấp phụ hồng ngoại
IUPAC Danh pháp quốc tế
ISO Tiêu chuẩn quốc tế
XRD Phương pháp nhiễu xạ tia X
SEM Phương pháp kính hiển vi điện tử quét
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TNHH Trách nhiệm hữu hạn
SVTH: Nguyễn Văn Tín-HDK52-QN
4
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Biểu đồ tăng trưởng sản lượng biodiesel trên toàn thế giới từ năm 2000
đến 2010
Hình 1.2: Dòng biodiesel thương mại trên toàn cầu năm 2010
Hình 1.3: Dòng biodiesel thương mại trên toàn cầu năm 2011
Hình 1.4: Phân bố chi phí của quá trình sản xuất biodiesel
Hình 1.5: Trật tự sắp xếp trong cấu trúc của xúc tác CS
Hình 2.1: Tia tới và tia phản xạ trên bề mặt tinh thể
Hình 2.2: Các dạng đường đẳng nhiệt hấp phụ - nhả hấp phụ theo IUPAC

Hình 3.13: Ảnh hưởng của tỷ lệ CaO/SiO
2
đến hoạt tính xúc tác
Hình 3.14: Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến hiệu suất tạo biodiesel
Hình 3.16: Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác
Hình 3.17: Ảnh hưởng của tỷ lệ mol metanol/dõ̀u đờ́n hiệu suất thu metanol
Hình 3.18: Ảnh hưởng của nhợ̀t đụ̣ đờ́n hiệu suất thu biodiesel
SVTH: Nguyễn Văn Tín-HDK52-QN
5
Đồ án tốt nghiệp
Hình 3.19: Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến hiệu suất tạo biodiesel
Hình 3.20: Phổ IR của metyleste thu được từ dầu ăn thải
Hình 3.21: Sắc kí đồ của metyl este thu được từ dầu ăn thải
Hình 3.22. Phổ khối của pic có thời gian lưu 24,45 phút trong phổ GC và phổ khối
chuẩn của metyl stearat trong thư viện phổ
SVTH: Nguyễn Văn Tín-HDK52-QN
6
Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Tiêu chuẩn Châu Âu cho biodiesel
Bảng 1.2: Tiêu chuẩn chất lượng cho Biodiesel B100 theo tiêu chuẩn ASTM 6751
Bảng 1.3: Tiêu chuẩn chất lượng cho biodiesel B20 ASTM 7467
Bảng 1.4: Sản lượng biodiesel và cân bằng kinh tế của EU từ 2005 đến 2011
Bảng 1.5: Lượng biodiesel nhập khẩu của Mỹ qua các năm
Bảng 1.6: So sánh tính chất dầu ăn thỉa và dầu nguyên chất
Bảng 1.7: Một số loại xúc tác đồng thể thường dùng
Bảng 1.8: So sánh xúc tác đồng thể và dị thể dùng cho quá trình tổng hợp biodiesel
Bảng 1.9: Một số loại xúc tác dị thể dùng cho phản ứng trao đổi este
Bảng 1.10:Một số nghiên cứu về phản ứng trao đổi este sử dụng xúc tác Enzym
Bảng 3.1: Ảnh hưởng của nhiệt độ nung đến diện tích bề mặt

trong tương lai, để thay thế một phần nguồn dầu mỏ đang bị cạn kiệt.Theo báo cáo
về tình hình sử dụng năng lượng của BP thì từ năm 1900 tới nay dân số tăng lên 4
lần, thu nhập trung bình tăng lên 25 lần và nhu cầu sử dụng năng lượng lên tới con
số 22,5 lần [3]. Với nhu cầu sử dụng năng lượng tăng vọt như trên và với tốc độc
khai thác chóng mặt như hiện tại thì năng lượng hóa thạch sẽ cạn kiệt trong tương
lai không xa. Theo các cuộc thăm dò quốc tế, nếu không tìm kiếm thêm được các
nguồn dự trữ mới thì với lượng khai thác như hiện nay, khoảng 85,9 triệu thùng mỗi
ngày, dầu mỏ sẽ cạn kiệt sau 43 năm nữa. Với lượng khai thác 19 BBOE (tương
đương triệu thùng dầu mỏ) mỗi ngày thỡ khớ thiên nhiên cũng sẽ cạn kiệt sau 60
năm nữa. Với lượng khai thác khoảng 29,85 BBOE mỗi ngày thì than đá nhiều nhất
là 148 năm nữa cũng sẽ cạn kiệt [14]. Như vậy, có thể thấy nhu cầu năng lượng
đang nóng hơn bao giờ hết
Chính sách năng lượng có tầm chiến lược không những đối với các nước phát
triển, mà còn cả đối với các nước đang phát triển như Việt Nam chúng ta. Trong
những năm qua, nền kinh tế nước ta có những bước phát triển vượt bậc, trong đó
SVTH: Nguyễn Văn Tín-HDK52-QN
8
Đồ án tốt nghiệp
ngành giao thông vận tải phát triển rất nhanh. Theo tình hình chung, thì Việt Nam
chúng ta cũng đang phải chịu sự ảnh hưởng của việc ô nhiễm môi trường và nền
kinh tế chịu sự ảnh hưởng lớn của giá dầu thụ trên thế giới. Nhằm giải quyết vấn đề
này, ở nhiều quốc gia, việc sử dụng biodiezel đã tăng mạnh trong một vài năm gần
đõy. Vì thế, vấn đề cấp thiết hiện nay là chúng ta phải tổng hợp được biodiezel từ
nguồn nguyên liệu trong nước để dần thay thế cho nguồn năng lượng dầu mỏ.
Biodiezel được sản xuất từ các loại dầu thực vật, mỡ động vật, từ dầu thải.
Đây là một nguồn phụ gia rất tốt cho nhiên liệu diezel, làm giảm một cỏch đáng kể
lượng khí thải và nó cũng là một nguồn nhiên liệu có thể tái tạo được.
Trên thế giới và ở Việt Nam đó cú nhiều đề tài nghiên cứu tổng hợp biodiezel
từ các nguồn nguyên liệu sẵn có như dầu đậu nạnh, dầu hạt cải, dầu cao su, các loại
dầu thực vật…. và đã thu được những kết quả rất khả quan. Tuy nhiên, quá trình sản

nhiên liệu có thể tái tạo được (renewable fuel), nờn nú làm giảm sự phụ thuộc vào
nguồn tài nguyên nhiên liệu khoáng vốn có hạn. Chính hai đặc điểm nổi bật này mà
nhiên liệu sinh học được sự lựa chọn của nhiều nước trên thế giới hiện nay và cả
trong tương lai.
Nhiên liệu sinh học có nhiều loại như xăng sinh học (biogasoil), diesel sinh
học (biodiesel), và khí sinh học (biogas) - loại khí được tạo thành do sự phân hủy
yếm khí các chất thải nông nghiệp, chăn nuôi và lâm nghiệp. Trong các dạng trờn
thỡ chỉ có biogasoil và biodiesel được quan tâm nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng
trong quy mô công nghiệp.
Một số nước đã đặt ra mục tiêu thay thế dần nguyên liệu truyền thống sang
nhiên liệu sinh khối. Mỹ đặt ra mục tiêu thay thế khoảng 30% lượng xăng tiêu thụ
bằng các sản phẩm có nguồn gốc từ sinh khối vào năm 2025. Ấn Độ đặt mục tiêu
tăng dần sử dụng nhiên liệu sinh khối từ 5% lên 20% vào năm 2012. EU đặt ra thị
phần nhiên liệu sinh học chiếm 6% trong tổng lượng nhiên liệu tiêu thụ. Braxin là
nước đang đứng đầu thế giới về nhiên liệu sinh học với nhiên liệu sản xuất từ sinh
khối chiếm tới 30% trong tổng nhiên liệu đang sử dụng cho ngành giao thông vận
tải [15].
Biodiesel hay diesel sinh học là một loại nhiên liệu có nguồn gốc từ dầu thực
vật hay mỡ động vật, có chỉ tiêu kỹ thuật gần giống với diesel khoáng. Về bản chất
hóa học nó là monoankyl este của các axit béo mạch dài. Biodiesel thu được từ phản
ứng trao đổi este của triglyxerit với rượu đơn chức mạch ngắn (như methanol,
etanol…) dưới sự có mặt của xúc tác và được xem là một loại phụ gia rất tốt cho
diesel truyền thống.
Biodiesel có thể trộn lẫn với diesel khoáng theo mọi tỷ lệ. Tuy nhiên, một
điều rất đáng chú ý là phải pha trộn với diesel khoáng, chứ không thể sử dụng 100%
biodiesel, vì nếu sử dụng nhiên liệu 100% biodiesel trên động cơ diesel sẽ nảy sinh
một số vấn đề liên quan đến kết cấu và tuổi thọ động cơ. Hiện nay người ta thường
sử dụng hỗn hợp 5% và 20%, biodiesel (ký hiệu B5, B20), để chạy động cơ. Nếu
pha biodiesel càng nhiều thì càng giảm lượng khí thải độc hại, nhưng không có lợi
SVTH: Nguyễn Văn Tín-HDK52-QN

về phản ứng trao đổi este sử dụng nguyên liệu là dầu của hạt hướng dương và tinh
chế sản phẩm thu nhiên liệu diesel được khởi động ở Nam Phi. Không lâu sau đó,
vào năm 1983, quy trình tổng hợp và thử nghiệm nhiên liệu biodiesel trên động cơ
hoàn thành và được cong bố.
Tháng 12/1987, Gaskoks- một công ty của Úc đã xây dựng thành công một
dây chuyền sản xuất biodiesel ở quy mô pilot. Chưa đầy 2 năm sau, vào tháng 4
năm 1989, công ty này đó xõy dựng một dây chuyền sản xuất biodiesel trên quy mô
công nghiệp. Năm 1991, bộ tiêu chuẩn của Úc cho biodiesel ra đời. Tiếp sau đó,
hàng loạt các tiêu chuẩn khác của các nước, các tổ chức khác nhau ra đời như DIN
51606 của Đức (năm 1997), ASTM 6751 năm 2002 (USA)… Tháng 12/2003, tiêu
SVTH: Nguyễn Văn Tín-HDK52-QN
11
Đồ án tốt nghiệp
chuẩn EN 14214 dành cho nhiên liệu Biodiesel B100 ra đời. Tháng 8/2008, ASTM
ban hành tiêu chuẩn mới về biodiesel.
Ngày nay, khi nhiên lệu biodisel phát triển trên toàn cầu thì mỗi quốc gia,
mỗi khu vực đều có một tiêu chuẩn riêng cho mình phù hợp yêu cầu chất lượng và
sự phát triển kinh tế của mình. Việt Nam cũng vậy, năm 2007, Việt Nam cho ra đời
bộ tiêu chuẩn TCVN-7717 cho biodiesel B100.
1.1.3. Ưu nhược điểm của nhiên liệu biodiesel
 Ưu điểm của biodiesel:
- Trị số xetan cao:
Biodiesel là các alkyl este mạch thẳng nờn cú trị số xetan cao hơn hẳn diesel
khoáng. Nhiên liệu diesel khoáng thường có trị số xetan từ 50 đến 52 và 53 đến 54
đối với động cơ cao tốc, trong khi với biodiesel thường là 56 đến 58. Như vậy
biodiesel hoàn toàn có thể đáp ứng yêu cầu về trị số xetan mà không cần phụ gia,
thậm chí nú cũn được dùng như phụ gia tăng trị số xetan cho diesel khoáng.
- Giảm lượng cỏc khớ phỏt thải độc hại:
Biodiesel chứa rất ít hydrocacbon thơm. Hàm lượng lưu huỳnh rất thấp,
khoảng 0,001% . Đặc tính này của biodiesel rất tốt cho quá trình sử dụng làm nhiên

- Khả năng thích hợp cho mùa đông:
Biodiesel rất phù hợp cho điều kiện sử dụng vào mùa đông, nó có thể làm
việc được ở nhiệt độ -20
o
C.
- An toàn về cháy nổ hơn so với diesel khoáng:
Biodiesel có nhiệt độ chớp cháy cao nên an toàn hơn trong tồn chứa và bảo
quản.
- Nguồn nguyên liệu tương đối dồi dào và tiềm năng,cú thể trồng được, có
khả năng tận dụng được phụ phẩm và phế thải của nông lâm ngư nghiệp:
Biodiesel có nguồn gốc từ dầu mỡ động thực vật nên có thể nuôi trồng và tái
tạo được. Nó tạo ra nguồn năng lượng độc lập với dầu mỏ, không làm suy yếu các
nguồn năng lượng tự nhiên, không gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người và môi
trường… Chúng ta có thể tận dụng dầu mỡ thải từ ngành công nghiệp chế biến thức
ăn, mỡ cá, mỡ bũ… để làm nguyên liệu cho tổng hợp biodiesel. Phát triển nuôi
trồng những loại cây lấy dầu như cọ, jatropha, trẩu, cao su… và đặc biệt là vi tảo để
lấy dầu làm nguyờn liệu cho quá trình tổng hợp biodiesel, như vậy không những
không làm ảnh hưởng tới nền an ninh lương thực thế giới mà còn góp phần đẩy
mạnh sự phát triển của ngành công nghiệp năng lượng xanh (Green Energy).
- Ngoài sản phẩm chính của quá trình trao đổi este là biodiesel ,thì sản
phẩm phụ của quá trình còn là nguồn nguyên liệu cho tổng hợp hóa học:
Ngoài việc được sử dụng làm nhiên liệu, các alkyl este axit béo còn là nguồn
nguyên liệu quan trọng cho ngành công nghệ hóa học, sản xuất các rượu béo, ứng
dụng trong dược phẩm và mỹ phẩm, các alkanolamin isopropylic este, các polyeste
được ứng dụng như chất nhựa, chất hoạt động bề mặt…
 Nhược điểm của biodiesel:
- Giá thành khá cao:
Biodiesel thu được từ dầu thực vật đắt hơn so với nhiên liệu diesel thông
thường. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất biodiesel có thể tạo ra sản phẩm phụ là
glyxerin, là một chất có tiềm năng thương mại lớn vì có nhiều ứng dụng trong công

trên
Đơn vị
Hàm lượng este Pr EN 14103d 96,5 - % (m/m)
Khối lượng riêng tại 15
o
C EN ISO3675
EN ISO 12185
860 900 kg/m
3
Độ nhớt tại 40
o
C EN ISO 3104 3,5 5,0 mm
2
/s
Nhiệt độ chớp cháy EN ISO 3679 120 -
o
C
Hàm lượng lưu huỳnh EN ISO 20846 - 10,0 mg/kg
Hàm lượng nhựa tại 10% thể
tích chưng cất
EN ISO 10370 - 0,3 % (m/m)
Chỉ số xetan EN ISO 5165 51 - -
Hàm lượng tro sunphat ISO 3987 - 0,02 % (m/m)
Hàm lượng nước EN ISO 12937 - 500 mg/kg
Hàm lượng tạp chất EN 12662 - 24 mg/kg
Độ ăn mòn tấm đồng (3 giờ
tại 50
o
C)
EN ISO 2160 - 1 lớp

dưới
Giới hạn
trên
Đơn vị
Nhiệt độ chớp cháy cốc kín D 93 93 -
o
C
Hàm lượng nước và cặn D 2709 - 0,05 % (v/v)
Hạn chế hàm lượng rượu
phải đạt được một trong hai
yêu cầu sau
1. Hàm lượng metanol
2. Nhiệt độ chớp cháy
EN 14110
D 93
-
130
0,2
-
% (m/m)
o
C
Độ nhớt động học tại 40
o
C D 445 1,9 6,0 mm
2
/s
Hàm lượng cặn sunphat D 874 - 0,02 % (m/m)
Hàm lượng lưu huỳnh tổng D 5453 - 0,05 % (m/m)
Độ ăn mòn tấm đồng D 130 - Mức 3 -

Bảng 1.3: Tiêu chuẩn chất lượng cho biodiesel B20 ASTM 7467
Chỉ tiêu
Phương
pháp thử
Giới hạn
dưới
Giới hạn
trên
Đơn vị
Nhiệt độ chớp cháy cốc kín D 93 53 -
o
C
Hàm lượng nước và cặn D 2709 - 0,05 % (v/v)
Độ nhớt động học tại 40
o
C D 445 1,9 4,1 mm
2
/s
Hàm lượng lưu huỳnh tổng D 5453 - 0,05 % (m/m)
Độ ăn mòn tấm đồng D 130 - Mức 3 -
Chỉ số xetan D 613 40 - -
Nhiệt độ vẩn đục D 6371 Báo cáo
o
C
Hàm lượng cặn Cacbon D 4530 - 0,35 % (m/m)
Chỉ số axit D 664 - 0,3 mgKOH/g
Hàm lượng tro D 482 - 0,01 % (m/m)
Độ ổn định oxy hóa EN 15751 6 - Giờ
Hàm lượng lưu huỳnh
3. Mức S 15

do phân tử triglyxerit với kích thước và phân tử lượng lớn trong dầu mỡ gây ra. Do
vậy, người ta phải tìm cách khắc phục các nhược điểm đó, và tạo biodiesel là một
trong những giải pháp tốt.
Vào những năm 1980, biodiesel bắt đầu được nghiên cứu và sử dụng ở một
số nước tiên tiến. Đến nay, biodiesel đã được nghiên cứu và sử dụng rộng rãi ở
nhiều nước trên thế giới. Hiện nay có hơn 28 quốc gia tham gia nghiên cứu, sản
xuất và sử dụng biodiesel. Các nhà máy sản xuất chủ yếu nằm ở châu Âu và châu
Mỹ. Tại Mỹ, hầu hết lượng biodiesel được sản xuất từ dầu nành. Biodiesel được pha
trộn với diesel dầu mỏ với tỷ lệ 20% biodiesel và 80% diesel, dùng làm nhiên liệu
cho các xe buýt đưa đón học sinh ở rất nhiều thành phố của Mỹ. Hàng năm, Mỹ bán
ra gần hai tỷ gallon biodiesel. Tại Pháp, hầu hết nhiên liệu diesel được pha trộn với
5% biodiesel [20]. Trên 50% người dân Phỏp cú xe với động cơ diesel đã sử dụng
nhiên liệu pha biodiesel. Hơn 4000 phương tiện giao thông đã sử dụng nhiên liệu
B30, chạy hơn 200 triệu km mà không hề có một hỏng hóc nào liên quan đến sự vận
hành của động cơ. Sự tăng trưởng của sản lượng biodiesel trên toàn thế giới được
thể hiện một cách rõ rệt ở hình và bảng dưới đây:
SVTH: Nguyễn Văn Tín-HDK52-QN
17
Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.1: Biểu đồ tăng trưởng sản lượng biodiesel trên toàn thế giới từ năm
2000 đến 2010 (triệu tấn) [12]
Theo biểu đồ hình 1.1 thì ta có thể thấy rằng sản lượng biodiesel tăng trưởng
theo cấp số nhân, từ nhỏ hơn 1 triệu tấn năm 2000 lên tới con số 16 triệu tấn năm
2010. Rõ ràng, EU đã thống trị sản lượng biodiesel toàn thế giới, điều này cũng có
thể giải thích một phần là do sự gia tăng về số lượng các nước thành viên của EU.
Tuy vậy, không thể phủ nhận một điều rằng EU là cốt lõi trung tâm sản xuất
biodiesel cho toàn thế giới, mà trong số đó không thể không nhắc đến các nước như
Đức, Pháp, tiếp đú Tõy Ban Nha,í…
Tại EU, việc sản xuất nhiên liệu sinh học tập trung chủ yếu vào sản xuất

1.892.578
1.402.578
2.845.000
4.435.000
6.196.000
7.326.000
8.704.000
8.962.000
8.791.000
0
91.000
820.000
2.533.406
1.947.172
2.083.000
1.750.000
2.747.000
3.958.000
7.069.000
8.939.000
10.150.00
0
11.432.00
0
10.835.00
0
50.000
15.000
25.000
59.000

Hình 1.3: Dòng biodiesel thương mại trên toàn cầu năm 2011 [12]
SVTH: Nguyễn Văn Tín-HDK52-QN
20
Đồ án tốt nghiệp
 Tình hình trong nước
Trước sự phát triển mạnh mẽ nguồn nhiên liệu sinh học nói chung và
biodiesel nói riêng trên thế giới, các nhà khoa học Việt Nam cũng đã bắt tay vào
nghiên cứu và sản xuất biodiesel ở phòng thí nghiệm và quy mô sản xuất nhỏ. Việc
sản xuất biodiesel ở nước ta có nhiều thuận lợi, vì nước ta là một nước nông nghiệp,
thời tiết lại thuận lợi để phát triển các loại cây cho nhiều dầu như vừng, lạc, cải, đậu
nành, Tuy nhiên ngành công nghiệp sản xuất dầu thực vật ở nước ta vẫn còn rất
non trẻ, trữ lượng thấp, giá thành cao. Ngoài dầu thực, nguồn mỡ động vật cũng là
một nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất biodiesel, giá thành mỡ động vật lại rẻ hơn
dầu thực vật rất nhiều. Một vài doanh nghiệp ở Cần Thơ, An Giang đã thành công
trong việc sản xuất biodiesel từ mỡ cá basa. Theo tính toán của các công ty này thì
biodiesel sản xuất từ mỡ cá có giá thành khoảng 7000 đồng/lớt (năm 2005). Công ty
TNHH Minh Tú cũng đã đầu tư xây dựng dây chuyền sản xuất tự động hoàn toàn và
khép kín, với tổng đầu tư gần 12 tỷ đồng, và đã ký hợp đồng xuất khẩu biodiesel
sang Campuchia [52]. Ngoài ra, một số viện nghiên cứu và trường đại học ở nước
ta, cũng đó cú những thành công trong việc nghiên cứu sản xuất biodiesel từ nhiều
nguồn nguyên liệu khác nhau như dầu cọ, dầu dừa, dầu bông, dầu hạt cải, dầu nành,
dầu hạt cao su, dầu ăn thải, mỡ cỏ, sử dụng xúc tác bazơ đồng thể và bước đầu
nghiên cứu với xúc tác bazơ dị thể, xúc tác zeolit.
Không chỉ cú cỏc nhà khoa học quan tâm, mà các nhà quản lý ở Việt Nam
cũng rất quan tâm đến nguồn nhiên liệu sinh học này. Đề án “Phỏt triển nhiên liệu
sinh học đến năm 2015, tầm nhìn 2020” do Bộ Công nghiệp chủ trì đã được chính
phủ phê duyệt để đi vào hoạt động. Ngoài việc phát triển nhiên liệu xăng pha cồn,
đề án còn đề cập đến việc phát triển nhiên liệu diesel pha với metyl este dầu mỡ
động thực vật (biodiesel), với mục tiêu đến năm 2010 nước ta sẽ làm chủ được công
nghệ sản xuất biodiesel từ các nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước, và bước đầu

và hạn chế, đặc biệt là ảnh hưởng nghiêm trọng đến an ninh lương thực thế giới. Do
đó việc sử dụng những loại nguyên liệu thay thế đã và đang được quan tâm.
Một thực tế cho thấy hàng năm trên thế giới thải ra một lượng rất lớn dầu ăn
thải và mỡ động vật, nhất là ở các nước phát triển. Tái sử dụng dầu ăn, mỡ động vật
thải cho chế biến thức ăn có nguy cơ gây bệnh cho con người rất cao, đặc biệt là các
bợ̀nh vờ̀ tim mạch và ung thư. Tuy nhiên, nếu thải ra ngoài môi trường, nó sẽ gây ô
nhiễm môi trường. Một lít dầu ăn thải khi thải ra ngoài môi trường có khả năng làm
ô nhiễm 50 lít nước, làm giảm khả năng trao đổi chất của những loài sinh vật sống
trong môi trường nước, do đó gây hậu quả nghiêm trọng tới hệ sinh thái. Cơ quan
thông tin năng lượng của Hoa Kỳ EIA ước tính có khoảng 100 triệu galon dầu ăn
thải được thải ra mỗi ngày tại Mỹ. Và một con số tương tự đối với Canada (khoảng
135000 tṍn/năm ). Lượng dầu ăn thải ở các nước trong khối liên minh Châu Âu có
thể lên tới xấp xỉ 1 triợ̀u tṍn/năm [1]. Ở Việt Nam, hiện tại có hàng nghìn khách sạn,
nhà hàng, các cở sản xuất và chế biến thực phẩm lớn nhỏ, như vậy cũng đồng nghĩa
với mỗi ngày sẽ có một lượng không nhỏ dầu ăn thải được tạo ra. Để chứng minh
cho điều này, một khảo sát nhỏ cho thấy chỉ một nhà hàng nhỏ tại thành phố Hồ Chí
Minh mỗi ngày có thể thả ra từ 20 đến 30 kg dầu ăn thải, nhà máy chế biến mỳ ăn
liền Masan: 8-10 tṍn/tháng, Việt Nam Northern Viking Technologie: 1,2
tṍn/tháng [17, 18]. Quản lý tái sử dụng và phát thải dầu mỡ thải đang là một thách
thức lớn cho tất cả các nước.
Trong thời kỳ mà tất cả những nguồn năng lượng hóa thạch đang dần cạn
kiệt, giá của những loại nguyên liệu đang ngày càng tăng cao thì việc sản xuất các
loại nhiên liệu thay thế và giảm chi phí sản xuất nhiên liệu là mụ̣t cõu hỏi cho các
nhà khoa học. Sử dụng nguồn dầu mỡ thải cho quá trình tổng hợp nhiên liệu sinh
SVTH: Nguyễn Văn Tín-HDK52-QN
22
Đồ án tốt nghiệp
học biodiesel sẽ là một giải pháp mới, có thể giải quyết được đòng thời hai vấn đề:
môi trường và giá nhiên liệu. Theo hình 1.4, chi phí lớn nhất cho quá trình tổng hợp
biodiesel là phần nguyên liệu (chiếm hơn 70% tổng chi phí), do đó khi sử dụng dầu

mỡ càng chứa nhiờ̀u gụ́c hydrocacbon no thì khối lượng riêng càng cao. Dầu thực
vật thải thường lẫn nhiều tạp chất nên khối lượng riêng thường xấp xỉ khối lượng
riêng của nước.
 Chỉ số axit
Là số mg KOH cần thiết để trung hòa lượng axit béo tự do có trong 1g dầu
mỡ. Chỉ số axit của mỡ động vật không cố định, vì mỡ càng biến chất thì chỉ số axit
càng cao. Các loại dầu mỡ thải thường có chỉ số axit cao, trung bình khoảng 4,02
[1]. Bảng 1.6 đưa ra so sánh tính chất của dầu dầu ăn thải với dầu nguyên chất
Bảng 1.6: So sánh tính chất dầu ăn thải và dầu nguyên chất [1]
Tính chất
Dầu ăn
thải
Dầu canola
nguyên chất
Độ axit (mg KOH/g) 2.1 <0.5
Độ nhớt động học ở 40oC (cSt) 35.3 30.2
Hàm lượng axit béo (wt.%)
Myristic (C14:0) 0.9 1
Palmitic (C16:0) 20.4 42.8
Stearic (C18:0) 4.8 4.5
Oleic (C18:1) 52.9 40.5
Linoleic (C18:2) 13.5 10.1
Linolenic (C18:3) 0.8 0.2
Khác 6.7 0.9
 Hàm lượng các tạp chất cơ học
Trong dầu mỡ thải luụn cú chứa một lượng các tạp chất cơ học nhất định.
Các tạp chất này bị lẫn vào dầu mỡ trong quá trình giết mổ, sử dụng, bảo quản, vận
chuyển. Hàm lượng các tạp chất cơ học phụ thuộc vào nguồn gốc của dầu mỡ thải.
Đối với dầu ăn thải, các tạp chất cơ học lẫn trong dầu thường là những mẩu vụn
thực phẩm bị rơi ra trong quá trình chiên xào. Lượng tạp chất này thường rất lớn và

thường là các loại rượu đơn chức chứa khoảng từ 1 đến 8 nguyên tử cacbon:
metanol, etanol, butanol và amylalcol. Metanol và etanol là các loại rượu hay được
sử dụng nhất. Etanol có ưu điểm là sản phẩm của nông nghiệp, có thể tái tạo được,
dễ bị phân hủy sinh học, ít ô nhiễm môi trường. Nhưng metanol lại được sử dụng
nhiều hơn do giá thành thấp hơn rất nhiều (khoảng một nửa giá etanol), và cho phép
tách đồng thời pha glyxerin, do metanol là rượu mạch ngắn nhất và phân cực. Một
lý do nữa là trong phản ứng tổng hợp biodiesel người ta thường cho dư rượu, nên
việc thu hồi và tái sử dụng rượu có ý nghĩa rất lớn về kinh tế và bảo vệ môi trường.
Rượu metanol dễ thu hồi và tái sử dụng hơn etanol rất nhiều bởi nú khụng tạo hỗn
hợp đẳng phí với nước (trong khi etanol thì tạo hỗn hợp đẳng phí với nước). Như
vậy phản ứng sử dụng etanol phức tạp hơn, chi phí cao hơn vỡ nú yêu cầu lượng
SVTH: Nguyễn Văn Tín-HDK52-QN
25
R
1
COOCH
2
R
2
COOCH
R
3
COOCH
2
+ 3ROH
R
1
COOR
R
2