ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN DẦU KHÍ ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU
Đề tài
ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG BUTANOL
SINH HỌC TRONG ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG ĐỂ
THAY THẾ MỘT PHẦN XĂNG THÔNG DỤNG
TẠI VIỆT NAM
CÁN BỘ HD:
nhiên liệu trong thời gian gần đây. Butanol sinh học được đánh giá có nhiều tiềm năng
thay thế xăng nhiên liệu hóa thạch cho giao thông vận tải. Butanol có nhiều ưu điểm
hơn so với etanol:
- Nhiệt trị cháy cao hơn cồn (do butanol có cấu trúc carbon dài hơn);
- Áp suất hơi bão hòa thấp hơn nên độ an toàn cao hơn, dễ dàng cho việc phối
trộn với xăng;
- Pha trộn với xăng theo khoảng tỷ lệ rộng và có thể dùng trực tiếp (100%
butanol) trong động cơ mà không cần hoán cải động cơ (trong khi đó cồn chỉ
có thể pha chế tối đa tới E85 và phải có những hoán cải động cơ phù hợp);
- Ít tan trong nước nên dễ dàng vận chuyển bằng đường ống hiện hữu, giảm thiểu
gây ăn mòn thiết bị (trong khi đây là nhược điểm lớn của cồn);
- Nguồn nguyên liệu và công nghệ sản xuất butanol sinh học tương tự như sản
xuất etanol sinh học.
Trên thế giới, nhiều tập đoàn, tổ chức nhận thấy tiềm năng ứng dụng butanol
sinh học làm nhiên liệu thay thế trong lĩnh vực giao thông vận tải và nhất là có thể sản
xuất từ nguồn nguyên liệu sinh khối như: BP, Dupont, Chevron, Honda, Baer
Enterprises… đang tiến hành nghiên cứu triển khai các dự án lớn về sản xuất và sử
dụng butanol sinh học để giảm thiểu sự phụ thuộc vào năng lượng dầu mỏ cũng như
giảm sự phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính ra môi trường khí quyển.
2/6
Tại Việt Nam, butanol chủ yếu được sử dụng làm hóa chất, dung môi trong
ngành công nghiệp sơn và nhựa, hiện chưa có nghiên cứu và ứng dụng loại ancol này
làm nhiên liệu cho ngành giao thông vận tải. Thông tin gần đây, Công ty Cổ Phần mía
đường Lam Sơn (Lasuco) đã ký thỏa thuận hợp tác với Công ty TNHH một thành viên
- Tổng công ty Dầu Việt Nam (PVOil), Công ty cổ phần Zarubezhnef thuộc tập đoàn
Dầu Khí của Nga và Tổng Công ty Công nghệ Sinh học của Nga (KBT) thành lập
Công ty CP Công nghệ Sinh học Việt Nam để thực hiện dự án xây dựng nhà máy sản
xuất biobutanol có công suất 100.000 tấn/năm tại tỉnh Thanh Hóa. Nhà máy sử dụng
nguyên liệu có chứa cenlulose từ nguồn phụ phẩm nông lâm nghiệp tại Việt Nam. Như
ứng tương đương theo tiêu chuẩn xăng thông dụng RON 95;
Thành phần cấu tử pha chế:
n-butanol;
3/6
Xăng thông dụng A 95 (của Nhà máy lọc dầu Dung Quất).
Xác định tỷ lệ n-butanol pha trộn vào xăng A95 sao cho đáp ứng được
một số chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản theo TCVN 6776:2005 như: RON, hàm
lượng oxy.
So sánh và đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật còn lại của xăng pha butanol
(RON 95) so với xăng thông dụng RON 95 để hiệu chỉnh công thức pha
chế nhằm tạo ra mẫu xăng pha butanol có các chỉ tiêu kỹ thuật hoàn toàn
đáp ứng theo tiêu chuẩn TCVN 6776 : 2005;
Đánh giá thêm một số chỉ tiêu khác liên quan đến độ ổn định chất lượng
sản phẩm như: hàm lượng nước, độ nhớt.
- Kết luận về tỷ lệ và đặc tính kỹ thuật của xăng pha butanol sử dụng cho động
cơ;
- Đánh giá độ ổn định chất lượng của xăng pha butanol ở quy mô phòng thí
nghiệm theo thời gian tồn trữ 3 tháng: hiện tượng tách lớp, biến chất.
3.3. Thử nghiệm xăng pha butanol chạy ô tô trên băng tải (autotest) so với xăng thông
dụng
Đặc tính lực cản tổng cộng của ô tô chạy ngoài được sá thực tế được mô phỏng
trên băng thử bao gồm:
Lực cản lăn;
Lực cản khí động;
Quán tính ôtô được băng thử tạo ra tương tự như khi ô tô đang chạy
trên đường sá.
- Nội dung thử nghiệm: đo kiểm đánh giá các thông số kinh tế kỹ thuật của động
cơ và thành phần khí xả gây ô nhiễm môi trường.
Nhiên liệu thử nghiệm: xăng pha butanol RON 95 và xăng thông dụng
Khả năng pha trộn butanol vào xăng, các ưu nhược điểm trong quá trình
tồn trữ và sử dụng;
Đánh giá các ảnh hưởng của xăng pha butanol đến các thông số kinh tế
kỹ thuật của phương tiện sử dụng.
- Yếu tố kinh tế - xã hội:
Tính toán sơ bộ và so sánh giá 1 lít xăng pha butanol so với xăng truyền
thống cùng trị số octan;
Sự tương thích của cơ sở hạ tầng hiện có cho việc sử dụng xăng pha
butanol: hệ thống tồn trữ, vận chuyển và phân phối;
- Yếu tố môi trường:
Đánh giá độ phát thải gây ô nhiễm môi trường của xăng pha butanol so
với xăng thông dụng;
3.5. Kết luận và kiến nghị
- Kết luận về sự phù hợp của butanol khi sử dụng pha chế làm nhiên liệu động cơ
xăng;
- Kết luận về tính khả thi khi ứng dụng butanol với mục đích làm nhiên liệu giao
thông vận tải ở điều kiện Việt Nam ở góc độ về cơ sở hạ tầng hiện có và yếu
tố môi trường.
4. Phương pháp nghiên cứu:
- Thu thập, xử lý các thông tin liên quan đến tình hình sản xuất và ứng dụng
butanol sinh học làm nhiên liệu ở các nước trong khu vực và thế giới;
- Pha chế, kiểm tra đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của hỗn hợp xăng pha butanol
trong phòng thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN, ASTM;
- Thực hiện thử nghiệm phương tiện sử dụng xăng pha butanol trên băng thử ô tô
so với xăng thông dụng.
nguyên liệu sản xuất butanol sinh học tại Việt Nam;
6.2.3. Tiềm năng và xu hướng sử dụng butanol sinh học làm nhiên liệu trong
tương lai.
6.3. Pha chế hỗn hợp xăng pha butanol có quy cách phẩm chất tương đương với xăng
thông dụng Việt Nam:
6.3.1. Đặc tính lý hóa của butanol;
6.3.2. Công thức pha chế xăng pha butanol và đánh giá đặc tính kỹ thuật của
xăng pha butanol sử dụng cho động cơ;
6.3.3. Tồn trữ xăng pha butanol trong phòng thí nghiệm: kết quả đánh giá độ
ổn định chất lượng của xăng pha butanol theo thời gian tồn trữ.
6.4. Thử nghiệm xăng pha butanol chạy ô tô trên băng thử (autotest) so với xăng
thông dụng
6.4.1. Thuyết minh quy trình thử nghiệm: chế độ - thông số thử nghiệm, thời
gian, phương tiện, thiết bị sử dụng thử nghiệm;
6.4.2. Kết quả chạy thử nghiệm xăng pha butanol trên xe ô tô so với xăng
thông dụng;
6.4.3. Đánh giá và kết luận về các thông số kinh tế kỹ thuật và độ phát thải gây
ô nhiễm môi trường của xăng pha butanol so với xăng thông dụng.
6.5. Đánh giá khả năng sử dụng xăng pha butanol làm nhiên liệu động cơ xăng tại
Việt Nam
6.5.1. Kỹ thuật;
6.5.2. Kinh tế - xã hội;
6.5.3. Môi trường.
6.6. Kết luận và kiến nghị
6/6
7. Tiến độ thực hiện
Stt
Nội dung công việc
Kết luận và kiến nghị 1/2 tháng Tháng 10 Tháng 10
3.6
Tổng hợp viết báo cáo tổng kết 1 tháng Tháng 10 Tháng 10
8. Dự toán kinh phí: