I HỌC
N NG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHAN THÀNH TÀI

NGHI N CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ SỐ
NÉN ĐẾN TÍNH NĂNG KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ
SỬ DỤNG NHI N LIỆU XĂNG - ETHANOL

UẬN VĂN THẠC S NGÀNH CƠ

Đà Nẵng - Năm 2018

HÍ ĐỘNG ỰC


I HỌC
N NG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

PHAN THÀNH TÀI

NGHI N CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ SỐ
NÉN ĐẾN TÍNH NĂNG KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA ĐỘNG CƠ
SỬ DỤNG NHI N LIỆU XĂNG - ETHANOL

C uy
số

à

P a T à

Tài


LỜI CẢ

ƠN

Sau một thời gian học tập và thực hiện luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, ngoài sự nổ
lực của bản thân, tác giả chân thành cảm ơn các thành viên thực hiện trong nhóm đề tài
luận văn tốt nghiệp thực hiện trên động cơ Diesel D28, đến nay bản luận văn đã hoàn
thành.
Tác giả vô cùng biết ơn quý thầy trong Khoa Cơ khí Giao thông - Trƣờng
học Bách Khoa

ại

à Nẵng, đặc biệt là Thầy hƣớng dẫn PGS. TS Dƣơng Việt Dũng đã

giúp đỡ nhiệt tình và đóng góp quan trọng trong định hƣớng nghiên cứu của đề tài.
Do hạn chế về khả năng, đề tài đƣợc thực hiện mới hoàn toàn, trong điều kiện
thiếu thiết bị kiểm thử, thời gian cũng nhƣ nguồn thông tin nên luận văn không tránh
khỏi những thiếu sót, tác giả rất mong tiếp tục nhận đƣợc những ý kiến đóng góp để
luận văn đƣợc hoàn thiện hơn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả luận văn

P a T à


3. ối tƣợng và phạm vi nghiên cứu. ..............................................................................2
4. Cách tiếp cận, phƣơng pháp nghiên cứu .....................................................................3
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .....................................................................................3
6. Cấu trúc của luận văn ..................................................................................................4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .........................................................................................5
1.1. SỰ CẦN THIẾT PHẢI NGHI N CỨU VÀ ỨNG DỤNG NHI N IỆU SINH
HỌC ................................................................................................................................ 5
1.1.1. Tính cấp thiết .........................................................................................................5
1.1.2 Các loại nhiên liệu sinh học đã và đang đƣợc nghiên cứu sử dụng cho phƣơng
tiện giao thông vận tải .....................................................................................................6
1.1.2.1 Nhiên liệu lỏng ....................................................................................................6
1.1.2.2 Khí sinh học (Biogas) .......................................................................................... 7
1.1.2.3 Nhiên liệu sinh học rắn ........................................................................................7
1.2.Tính chất lý hóa của xăng pha Ethanol .....................................................................7
1.2.1. Giới thiệu chung về Ethanol ..................................................................................7
1.2.2. Thành phần hóa học và tính chất lý hóa ................................................................ 9
1.2.2.1. Thành phần hóa học............................................................................................ 9
1.2.2.2 Tính chất lý hóa của Ethanol ...............................................................................9
1.2.3. ặc trƣng của hổn hợp Ethanol-xăng ..................................................................10
1.2.3.1.Ƣu điểm của Ethanol so với xăng.....................................................................10
1.2.3.2.Nhƣợc điểm của Ethanol so với xăng ................................................................ 10
1.3 Thành phần pha chế nhiên liệu thực nghiệm ........................................................... 11
1.3.1.Phƣơng pháp sản xuất Ethanol (Cồn tuyệt đối) ....................................................11
1.3.2.1. Tiêu chuẩn Việt Nam về etanol nhiên liệu biến tính ......................................12
1.3.2.2 ặc tính kỹ thuật của nhiên liệu E10 .................................................................13
1.4 Tình hình sản xuất ethanol (và xăng sinh học) trên thế giới và ở Việt Nam ...........16
1.4.1Tình hình sử dụng nhiên liệu sinh học ở Việt Nam ..............................................16
1.4.1.1Vấn đề sản xuất Ethanol ở Việt Nam .................................................................16
1.4.1.2Tình hình cung cấp và nhu cầu cồn tại Việt Nam ..............................................18
1.4.2 Tình hình sản xuất ethanol (và xăng sinh học) trên thế giới ................................ 20

3.1.2. Các thông số chọn. .............................................................................................. 58
3.1.3. Tính toán kiểm nghiệm đƣờng kính xylanh động cơ D28 ..................................59
3.2. Tính toán nhiệt khi động cơ D28 sử dụng nhiên liệu xăng. ...................................66
3.2.1. Các số liệu ban đầu. ............................................................................................. 66
3.2.2. Các thông số chọn. .............................................................................................. 66
3.2.3. Tính toán các chu trình công tác..........................................................................67
3.3.Tính toán thiết kế bộ hoà trộn..................................................................................73
CHƯƠNG 4 . NGHI N CỨU THỰC NGHIỆM......................................................77
4.1 MỤC ÍCH THỬ NGHIỆM. ..................................................................................77
4.2 ỐI TƢỢNG THỬ NGHIỆM. ...............................................................................77
4.3 QUY TRÌNH V PH M VI THỬ NGHIỆM. .......................................................78
4.3.1 Quy trình thực nghiệm.......................................................................................... 78
4.3.2 Phạm vi thử nghiệm. ............................................................................................. 78


4.4 SƠ Ồ BỐ TRÍ THỬ NGHIỆM V TRANG THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM. ..........78
4.4.1 Giới thiệu về thiết bị thử công suất động cơ. .......................................................78
4.4.2 Trang thiết bị thử nghiệm .....................................................................................79
4.4.2.1 Hệ thống đo lƣờng ............................................................................................ 79
4.4.2.2 Phanh thủy lực. ................................................................................................ 79
1. ƣờng nƣớc vào, 2. Nhãn mác, 3. Buồng gây tải, 4 Trục phanh nƣớc, 5. ƣờng
nƣớc ra, 6. Ống dẫn nƣớc, 7. Van tải, 8. Vành tốc độ, ..................................................80
9. Núm vú mỡ, 10. Trục ................................................................................................ 80
4.4.2.3 Các tín hiệu cảm biến đầu vào. ..........................................................................80
4.4.2.4 Các thiết bị xử lý tín hiệu. .................................................................................86
4.4.2.5 Tổng quan phần mềm. .......................................................................................88
4.5 Kết quả thử nghiệm .................................................................................................90
4.5.1 Kết quả đo công suất, momen động cơ sử dụng nhiên liệu E10 trên băng thử tải
.......................................................................................................................................90
4.5.2 Kết quả đo công suất, momen động cơ sử dụng nhiên liệu E5 trên băng thử tải .91

Hình 2.18 ộng cơ sau khi gia công .............................................................................47
Hình 2.19 Cơ cấu cần liên động điều chỉnh độ mở cánh bƣớm ga ( Bộ chế hòa khí ) .48
Hình 2.20 Pittông chính của động cơ thí nghiệm 1 xilanh có tỷ số nén thay đổi khi
động cơ hoạt động theo phƣơng pháp tự cháy .............................................................. 50
Hình 2.21 Pittông chính của động cơ thí nghiệm 1 xilanh có tỷ số nén thay đổi khi
động cơ hoạt động theo phƣơng pháp đốt cháy cƣỡng bức ...........................................51
Hình 3 .1 Các loại bộ hoà trộn. ......................................................................................73
Hình 3 .2 Bộ hoà trộn trực giao. ....................................................................................74
Hình 4.1 Các bộ phận của băng thử công suất POWER TEST 500HP ........................ 79
Hình 4.2 Cấu tạo phanh thủy lực ...................................................................................80
Hình 4.3 Cảm biến lực cánh tay đòn. ............................................................................81
Hình 4.4 Cảm biến tốc độ. ............................................................................................ 82
.......................................................................................................................................82


Hình 4.5 Cảm biến tiêu hao nhiên liệu. .........................................................................82
Hình 4.6 Cảm biến áp suất nhớt. ...................................................................................83
Hình 4.7 Cảm biến nhiệt độ nƣớc làm mát....................................................................84
Hình 4.8 Cảm biến nhiệt độ nƣớc phanh thủy lực......................................................... 84
Hình 4.9 Cảm biến áp suất nƣớc vào. ............................................................................85
Hình 4.10 Hệ thống điều khiển ga tự động. ..................................................................85
Hình 4.11 Biến tần điều khiển động cơ điện. ................................................................ 86
Hình 4.12 Thiết bị hiệu chuẩn cảm biến lực. ................................................................ 87
Hình 4.13 Máy tính để thu thập xử lý tín hiệu. ............................................................. 87
Hình 4.14 Giao diện phần mềm. ....................................................................................88
Hình 4.15 Giao diện chƣơng trình chạy thử nghiệm thủ công. .....................................89
Hình 4.16 Giao diện chƣơng trình chạy thử nghiệm tự động ........................................89
Hình 4.17 ồ thị thể hiện mối quan hệ giữa công suất và số vòng quay động cơ ........90
Hình 4.18 ồ thị thể hiện mối quan hệ giữa Momen và số vòng quay động cơ ...........91
Hình 4.19 ồ thị thể hiện mối quan hệ giữa công suất và số vòng quay động cơ ........92

Bảng 4.4 Kết quả đo thực nghiệm Momen động cơ 1 xylanh sử dụng xăng E5 ...........94


DANH MỤC CÁC

Ý HIỆU

Ne
N
Dxl
S

Vh
Va
Vc
Pk
Pa
Pr
m
Ta
Cm
Vh

[Kw]
[Vòng/phút]
[mm]
[mm]
[-]
[cm3]
[cm3]

[KJ/Kmol0K]
[KJ/Kmol0K]
[-]

Hành trình pittông
Tỷ nhiệt mol trung bình không khí
Tỷ nhiệt mol trung bình sản vật cháy
Tỷ nhiệt mol trung bình của hỗn hợp công tác
Tỷ nhiệt mol đẳng tích trung bình môi chất tại z
Chỉ số nén đa biến trung bình

mCVkk
mCV"
mCV'
mCVz"

n1

ý iệu Hylạp:
1
[-]
2
[-]
t
[-]
r
[-]
v
[-]


Hệ số lợi dụng nhiệt tại z
Hệ số lợi dụng nhiệt tại b





d
i
m
e


[-]
[-]
[-]
[-]
[-]
[-]
[-]
[-]

Hệ số tăng áp
Tỷ số giãn nở sau
Tỷ số giãn nở sớm
Hệ số điền đầy đồ thị công
Hiệu suất chỉ thị
Hiệu suất cơ giới
Hiệu suất có ích
Hệ số kỳ

nay, tác giả quyết định chọn đề tài có tên là “N i cứu thực nghiệm ảnh
ưởng của tỷ số é ế t
ă
i tế kỹ thuật của ộ c sử dụng
i
iệu xă -ethanol” với nội dung có ý nghĩa to lớn và hết sức cấp thiết;
không những góp phần làm đa dạng hóa nguồn nhiên liệu sạch dùng cho động
cơ đốt trong khi dầu mỏ đang cạn kiệt, mà còn góp phần nghiên cứu pha chế
nhiên liệu sinh học từ Ethanol với tỉ lệ 10% với xăng Ron95 trên thị trƣờng
hiện nay để sử dụng hiệu quả trên động cơ xăng nhằm tiết kiệm lƣợng xăng
nhập khẩu cho Việt Nam.
2. ục c
i cứu.
+ Khảo sát một số tính chất của xăng-ethanol ( E10, E5)


2

+ ánh giá tính kinh tế kỹ thuật của động cơ sử dụng xăng-ethanol khi thay
đổi tỷ số nén.
3. Đối tượ và p ạm vi
i cứu.
- ối tƣợng nghiên cứu: động cơ một xy lanh. ây là động cơ một xylanh,
không tăng áp, làm mát bằng nƣớc, động cơ này sử dụng 2 xupap (1 nạp, 1
thải), buồng cháy thống nhất, sử dụng hỗn hợp nhiên liệu pha 10%, 5%
Ethanol với xăng RON95
-Thông số kỹ thuật:
STT Loại

Thông số


ƣờng kính xylanh D

5

Hành trình piston

120

Mm

6

Dung tích xilanh

1473

Cc

7

Tỉ số nén

9.5-11.5

- Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu thực nghiệm việc sử dụng xăng E10, E5, trên động cơ thay
đổi tỷ số nén nhằm phân tích đánh giá tính năng kỹ thuật, tiêu hao nhiên liệu




Trọng tâm đến việc thực nghiệm nhiều hơn nhằm để đánh giá ảnh hƣởng
của nhiên liệu xăng E10, E5 đến tính năng kinh tế kỹ thuật của động cơ thay
đổi tỷ số nén
Chạy thực nghiệm xăng – Ethanol trên động cơ thay đổi tỷ số nén cải tạo
từ động cơ D28
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm trên băng thử công suất
POWER TEST 500HP tại xƣởng X2 sửa chữa ô tô thuộc đơn vị 387-Cục kỹ
thuật quân khu địa chỉ số 120 Nguyễn Văn Thoại TP à Nẵng.
5. Ý

ĩa

oa ọc và t ực tiễ

Xác định các thông số động lực học, hơn nữa đánh giá chính xác lƣợng
tiêu hao nhiên liệu thực tế của động cơ thay đổi tỷ số nén ở mọi chế độ làm
việc của động cơ, nhờ các thiết bị hiện đại đƣợc trang bị đồng bộ cùng với


4

băng thử POWER TEST 500HP nên đề tài có ý nghĩa khoa học và phản ánh
tính thực tiễn rõ nét.
6. Cấu trúc của uậ vă
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn đƣợc chia bố cụ thành 04
chƣơng và phần phụ lục:
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
CHƢƠNG 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG NHIÊN LIỆU CHO

tế phát triển.
ể đảm bảo đƣợc an ninh nhiên liệu, tăng trƣởng kinh tế và giảm thiểu ô
nhiễm môi trƣờng, chúng ta, bao gồm cả những nƣớc phát triển và đang phát triển
phải có chiến lƣợc kết hợp sử dụng hợp lý các nguồn nhiên liệu dài hạn với chiến
lƣợc phát triển sử dụng các nguồn nhiên liệu ít gây ô nhiễm môi trƣờng nhƣ nhiên
liệu sạch (nhiên liệu sinh học) càng sớm càng tốt. Chính vì những lý do đó, nhiều
quốc gia và các hãng sản xuất ô tô lớn trên thế giới trong vài thập kỷ qua đã đầu tƣ
cho nghiên cứu và phát triển các loại phƣơng tiện sử dụng các dạng nhiên liệu sạch
thay thế, trong đó có nhiên liệu sinh học.
Phƣơng tiện sử dụng nhiên liệu thay thế là các loại phƣơng tiện có động cơ
chạy bằng các loại nhiên liệu khác không có nguồn gốc từ dầu mỏ (không chạy
bằng xăng hoặc dầu diesel) và các loại phƣơng tiện sử dụng các công nghệ khác
không liên quan đến dầu mỏ (ví dụ nhƣ xe điện, xe điện hybrid, năng lƣợng mặt
trời). Do tác động của các yếu tố nhƣ ảnh hƣởng tới môi trƣờng, sự tăng cao của


6
giá dầu nên việc phát triển các loại xe sử dụng nhiên liệu thay thế đang là một ƣu
tiên của nhiều chính phủ và các nhà sản xuất ô tô trên toàn thế giới.

1.1.2 Các loại nhiên liệu sinh học đã và đang được nghiên cứu sử dụng
cho phương tiện giao thông vận tải
Hiện nay, đã và đang có nhiều loại nhiên liệu sinh học đƣợc nghiên cứu và sử
dụng. Các loại nhiên liệu sinh học đó bao gồm:
1.1.2.1 Nhiên liệu lỏng
+ Nhiên liệu Diesel sinh học (BioDiesel)
Diesel sinh học (BioDiesel): Diesel sinh học là một loại nhiên liệu có tính
chất tƣơng đƣơng với nhiên liệu dầu diesel nhƣng không phải đƣợc sản xuất từ dầu
mỏ mà đƣợc sản xuất từ dầu thực vật hay mỡ động vật bằng phản ứng chuyển hóa
ester. Trên thực tế, để có thể dùng làm Biodiesel, các loại dầu và mỡ phải đƣợc tinh

Butanol (C4H7OH): là một hợp chất hữu cơ có nhóm chức OH nhƣ ethanol
nhƣng số nhóm CH2 nhiều hơn gấp 3 lần nên thuộc loại rƣợu mạnh. Tuy có cùng
nhóm chức OH nhƣng chứa cấu trúc mạch cacbon dài hơn và có nhiều nhánh nên
Butanol ít hoặc khó hòa vào nƣớc so với ethanol. Cũng giống nhƣ ethanol, Butanol
thu đƣợc thông qua tổng hợp hóa học gọi là Butanol tổng hợp, đƣợc dùng chủ yếu
nhƣ một dung môi trong công nghiệp, còn nếu thu đƣợc bằng con đƣờng sinh học
thì gọi là Butanol sinh học, đƣợc dùng nhƣ nhiên liệu.
1.1.2.2 Khí sinh học (Biogas)
Biogas hay khí sinh học là hỗn hợp khí methane (CH4) và một số khí khác
phát sinh từ sự phân huỷ các vật chất hữu cơ trong môi trƣờng yếm khí. Thành
phần chính của Biogas là CH4 (50-60%) và CO2 (>30%) còn lại là các chất khác
nhƣ hơi nƣớc N2, O2, H2S, CO, … đƣợc thuỷ phân trong môi trƣờng yếm khí, xúc
tác nhờ nhiệt độ từ 20-40ºC, do đó có thể sử dụng biogas làm nhiên liệu cho động
cơ đốt trong. ể sử dụng biogas làm nhiên liệu thì phải xử lý biogas trƣớc khi sử
dụng tạo nên hỗn hợp nổ với không khí. Khí H2S có thể ăn mòn các chi tiết trong
động cơ, sản phẩm của nó là SOx cũng là một khí rất độc. Hơi nƣớc có hàm lƣợng
nhỏ nhƣng ảnh hƣởng đáng kể đến nhiệt độ ngọn lửa, giới hạn cháy, nhiệt trị thấp
và tỷ lệ không khí/nhiên liệu của Biogas.
1.1.2.3 Nhiên liệu sinh học rắn
Nhiên liệu sinh học rắn đã đƣợc con ngƣời sử dụng từ rất lâu trong lịch sử
nhân loại. ó là các loại gỗ cũng nhƣ phân thú khô. Trƣớc kia cũng nhƣ ngày nay,
loại nhiên liệu này chủ yếu đƣợc sử dụng hàng ngày trong công việc nấu nƣớng hay
sƣởi ấm. ối với phƣơng tiện giao thông vận tải, nhiên liệu sinh học rắn đƣợc sử
dụng trong thời kỳ phát triển của các động cơ mà quá trình cháy diễn ra ở bên ngoài
nhƣ động cơ hơi nƣớc. Lúc đó, gỗ đƣợc sử dụng để đốt để lấy nhiệt cho các lò hơi
nƣớc. Tuy nhiên, ngày nay với sự phát triển của các phƣơng tiện sử dụng động cơ
đốt trong thì loại nhiên liệu sinh học rắn này không còn đƣợc sử dụng trên các loại
phƣơng tiện nữa.

1.2.T

- Cồn công nghiệp (nồng độ 94 - 96% thể tích) : trong công nghiệp dùng làm
dung môi, sản xuất cồn khô ...
- Cồn tuyệt đối (nồng độ 99,5% thể tích): dùng trong nghiên cứu pha chế thử
nghiệm.
- Cồn nhiên liệu: ethanol nhiên liệu biến tính dùng trực tiếp cho động cơ hoặc
pha trộn với xăng truyền thống. Cồn để pha vào xăng ngày nay đã đƣợc tiêu chuẩn
hóa theo tiêu chuẩn ASTM hoặc tiêu chuẩn quốc gia các nƣớc và về cơ bản vẫn phải
tuân theo các chỉ tiêu cụ thể nhƣ sau:
Bả 1.1. Y u cầu kỹ thuật ối với et a o
i liệu biế t
T c ỉ ti u
1. Ethanol, % thể tích, min
2. Methanol, % thể tích, max
3. Hàm lƣợng nhựa và rửa qua dung môi, mg/100ml, max
4. Hàm lƣợng nƣớc, % thể tích, max
5. Hàm lƣợng chất biến tính (xăng, naphta), % thể tích
6. Hàm lƣợng clorua vô cơ, mg/L (ppm khối lượng), max
7. Hàm lƣợng đồng, mg/kg, max
8. ộ axit (axit axêtic CH3COOH), % khối lƣợng (mg/L), max
9. ộ pHe, min ÷ max

Giới hạn
92,1
0,5
5,0
1,0
1,96 ÷5,0
32 (40)
0,1
0,007 (56)

- Tính bay hơi của ethanol ở nhiệt độ thấp thua xăng do đó rất khó khởi động
động cơ. Ở nhiệt độ 780C ethanol bay hơi hết. Khi tăng nhiệt độ quá cao, cồn sẽ khó
tự cháy.
- Trị số octane của cồn cao hơn so với xăng. Trị số này càng tăng khi tỷ lệ cồn
trong hỗn hợp này tăng. Do đó động cơ đánh lửa cƣỡng bức dùng hỗn hợp xăng –
ethanol không bị cháy kích nổ.
- Tỷ trọng và độ nhớt của hỗn hợp xăng – ethanol cao hơn xăng nên tính lƣu
động của hỗn hợp này kém, ảnh hƣởng đến việc lƣu thông nhiên liệu qua lỗ gicleur.
- Trị số cetane trong ethanol rất thấp.


10
- Muốn hỗn hợp đƣợc hòa trộn đồng nhất, phƣơng pháp khuấy trộn liên tục
đƣợc sử dụng bằng bơm cánh quạt.
- Tính ăn mòn kim loại: Ethanol có chứa acid acetic làm giảm tuổi thọ
động cơ, nó ăn mòn các chi tiết máy động cơ làm bằng kim loại.
- Nhiệt trị thấp của ethanol bé hơn xăng nên suất tiêu hao nhiên liệu cồn tăng.
- Lƣợng không khí lý thuyết để đốt cháy của ethanol nhỏ hơn rất nhiều so với
xăng cần thiết phải tăng tỷ số nén, mở rộng lỗ gicleur nhiên liệu ở bộ chế hòa khí và
tăng thêm góc đánh lửa sớm.
1.2.3. Đặc trưng của hổn hợp Ethanol-xăng
Ethanol có thể đƣợc sử dụng để nâng cao trị số octane và nguồn oxi bên trong
để cải thiện hiệu quả của quá trình cháy trong động cơ đốt trong.
Ƣu điểm chính của ethanol về phƣơng diện kỹ thuật và kinh tế là nâng cao
đƣợc chỉ số ốc-tan cho xăng (bảng 1.1). Theo các thực nghiệm ở Brazil, thì độ tăng
của chỉ số ốc-tan phụ thuộc vào lƣợng pha Ethanol vào xăng
Do ethanol là nhiên liệu giàu oxy nên nó cho phép cháy tốt hoàn toàn hơn
trong buồng cháy.
Nhiệt ẩn hóa hơi của ethanol cao hơn xăng và nhiệt độ bốc cháy của ethanol
cao hơn xăng, do hai yếu tố này nên tăng thời gian cháy trễ. Vì vậy, để cho động cơ

Hàm lƣợng nƣớc trong ethanol lớn hơn 1% sẽ tạo ra sự phân lớp khi pha vào xăng.
Nếu không bảo quản tốt thì một phần nhỏ ethanol bị oxy hóa thành acid axetic gây
ăn mòn động cơ.
-Lƣợng aldehyt trong khí thải ra khỏi động cơ nhiều hơn khi động cơ dùng
xăng.
1.3 T à p ầ p a c ế i
iệu t ực
iệm
1.3.1.Phương pháp sản xuất Ethanol (Cồn tuyệt đối)
Ethanol nguyên chất có thể đƣợc sản xuất từ rất nhiều nguồn. Với mỗi nguồn
nguyên liệu khác nhau sẽ có các quy trình sản xuất tƣơng ứng nhƣng nhìn chung lại
có hai phƣơng pháp phổ biến:
+ Hydrat hóa ethylen
Ethanol đƣợc sử dụng nhƣ là nguyên liệu công nghiệp và thông thƣờng nó
đƣợc sản xuất từ các nguyên liệu dầu mỏ, chủ yếu là thông qua phƣơng pháp hydat
hóa ethylen trên xúc tác axit, đƣợc trình bày theo phản ứng hóa học sau. Cho etylen
hợp nƣớc ở 3000C áp suất 70 – 80 atm với xúc tác là axit photphoric: H2C = CH2
+H2O → CH3CH2OH
+ Phƣơng pháp lên men:
Mọi sự lên men các đƣờng đến C6, trong đó chủ yếu là glucose và cenlulozo
đều chuyển thành ethanol và khí CO2.
Với các loại ngũ cốc thì ngƣời ta tách tinh bột và cần có thuỷ phân bởi các
enzymes để thu đƣợc đƣờng rồi mới lên men. Ở Pháp ethanol đƣợc sản xuất từ củ
cải đƣờng hay lúa mạch. Sản phẩm phụ của công nghệ này là bã rƣợu hay bã ép củ
cải đƣờng để làm thực ăn cho gia súc góp phần giảm giá thành ethanol. Bã rƣợu
còn có thể dùng để điều chế nhiên liệu pha vào dầu nặng.
Công nghệ sản xuất ethanol có thể đƣợc tóm tắt nhƣ sau :
ầu tiên là thuỷ phân tinh bột để thu đƣợc đƣờng. Tiếp sau là lên men
đƣờng. Rồi chƣng cất ethanol để thu đƣợc ethanol nguyên chất. Có hai gia đoạn
chƣng cất: Giai đoạn đầu, thu đƣợc loại ethanol 96%. Giai đoạn sau, khử nƣớc để