SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
Mở đầu
Mở đầu
Trong bối cảnh nền kinh tế thế giới đang bước vào toàn cầu hóa, mỗi một biến động trên
thế giới đều ảnh hưởng tới các quốc gia, trong đó có Việt Nam. Trong hai năm trở lại đây thò
trường xăng dầu luôn biến động, tăng giá liên tục, đã ảnh hưởng không nhỏ tới nền kinh tế nước
ta. Nguyên nhân là do sự biến động về chính trò, về nhu cầu sử dụng; và đặc biệt là theo dự
đoán của các nhà khoa học, trữ lượng của các loại nhiên liệu hóa thạch trên thế giới đang cạn
kiệt dần trong vòng 50 năm tới. Do đó, việc tìm kiếm những nguồn nhiên liệu thay thế là một nhu
cầu cấp thiết.
Dẫn xuất của dầu thực vật và dầu thực vật phế thải đang được các nhà khoa học quan
tâm và được coi là sự thay thế thích hợp cho nhiên liệu diesel truyền thống. Đây là nguồn
nguyên liệu mà con người có thể tái tạo được. Bên cạnh đó, nguồn nhiên liệu thay thế này còn có
ý nghóa to lớn trong vấn đề giảm ô nhiễm môi trường. Hiện nay, các nước Châu Âu, Châu Mỹ và
khu vực Đông Nam Á cũng rất quan tâm vào thử nghiệm và sản xuất lọai nhiên liệu mới này.
Việt Nam chúng ta thuộc khu vực nhiệt đới nên dầu thực vật rất phong phú, nhu cầu sử
dụng dầu thực vật thay cho mỡ động vật của người dân ngày càng tăng. Vấn đề vệ sinh an toàn
thực phẩm cũng ngày càng được quan tâm đúng mức. Các loại dầu đã qua sử dụng thải ra sẽ
nhiều thêm. Vì vậy, việc đi sâu nghiên cứu khả năng sử dụng dầu thải thực vật làm nhiên liệu
biodiesel càng có ý nghóa thực tế hơn.
Trang1
SVTH: ẹaởng Ngoùc Lửụng GVHD : T.S Nguyeón Hửừu Lửụng
CHệễNG I
TONG QUAN
TONG QUAN
Trang2
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
1.1. NHIÊN LIỆU DIESEL VÀ ĐỘNG CƠ DIESEL
1.1.1. Nhiên liệu diesel
1.1.1.1. Giới thiệu chung
Nhiên liệu diesel là một loại nhiên liệu lỏng, được sử dụng chủ yếu cho động cơ diesel

Tổng nhu cầu nhiên liệu Triệu tấn 4.2 5.5 7.5
Tỷ lệ nhiên liệu diesel % 46 47 47
Qua bảng phân tích ta thấy rằng nhu cầu tiêu thụ diesel tại Việt Nam rất cao, chiếm gần
50% tổng nhu cầu nhiên liệu cần dùng. Theo dự báo, nhu cầu về nhiên liệu diesel tại nước ta sẽ
tăng gấp 2,5 lần vào năm 2020 (xem Bảng 1.3).
1.1.2. Động cơ diesel
1.1.2.1. Nguyên lý làm việc của động cơ diesel
Động cơ diesel làm việc theo nguyên tắc 4 kỳ: hút không khí, nén không khí, nổ, xả.
Piston đi từ trên xuống thực hiện quá trình hút không khí vào buồng đốt. Piston đi từ dưới lên
nén khối không khí với tỷ số nén cao và nhiệt độ không khí tăng cao. Sau đó, nhiên liệu sẽ
được phun dưới dạng sương vào khối không khí nóng này. Tiếp xúc với không khí ở nhiệt độ
Trang3
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
cao, nhiên liệu sẽ tự bốc cháy. Quá trình này sinh công, giãn nở, đẩy piston đi từ trên xuống.
Sau đó, piston đi từ dưới lên đẩy khí thải ra ngoài.
1.1.2.2. Quá trình cháy trong động cơ
Quá trình cháy động cơ thường chia làm 3 giai đoạn:
Giai đoạn bắt cháy: nhiên liệu được phun vào bên trong buồng đốt dưới dạng hạt sương
mòn (nhưng ở trạng thái lỏng) lúc này trong buồng đốt đã có sẵn khí nén. Ngay tại thời điểm
này nhiệt độ trong buồng đốt đạt khoảng 500
0
C. Sau khoảng thời gian T(thời gian bắt cháy)
nhiên liệu bốc cháy. Khoảng thời gian này dài hay ngắn phụ thuộc nhiên liệu và hệ thống
phun nhiên liệu.
Giai đoạn cháy: giai đoạn này bắt đầu khi hỗn hợp nhiên liệu đồng nhất. Ngọn lửa lan
tràn nhanh chóng xuyên qua hỗn hợp dễ cháy được hình thành trong thời gian cháy trễ, đó là
nguyên nhân làm cho nhiệt độ, áp suất tăng nhanh chóng trong phòng đốt. Tốc độ tăng áp suất
trong buồng đốt thay đổi phụ thuộc hỗn hợp cháy hiện diện trong buồng đột ngư thế nào. Vấn
đề này phụ thuộc thời gian cháy trễ, tỷ lệ nhiên liệu và không khí.
Giai đoạn xả: trong suốt giai đoạn cuối cùng, sự cháy liên tục nhưng được điều chỉnh

nguyên liệu. Đây chính là nguyên nhân gây ra hiện tượng mưa acid.
• Các hợp chất Nitơ được hình thành trong suốt quá trình cháy, ở nhiệt độ cao thì
hợp chất này được hình thành.
• CO
2
là hợp chất khá phổ biến hình thành trong quá trình cháy và là nguyên
nhân gây nên hiệu ứng nhà kính.
Mức độ phát sinh các chất thải trong động cơ còn tuỳ thuộc vào quá trình phun nhiên
liệu vào trong buồng đốt của động cơ. Lượng phát sinh chất thải từ q trình đốt cháy nhiên liệu
được trình bày trong Bảng 1.4.
Bảng 1.3. Mức độ phát sinh chất ô nhiễm trung bình của quá trình cháy nhiên liệu hydrocarbon [5].
Chất ô nhiễm Lượng phát sinh (g/kg nhiên liệu)
NO
X
20
CO 200
HC 2.5
Bồ hóng 2 – 5
1.1.3. Chất lượng của nhiên liệu diesel
Nhằm đáp ứng các u cầu về sử dụng trong động cơ cũng như các tiêu chuẩn về mơi
trường, nhiên liệu diesel phải thỏa mãn một số chỉ tiêu về chất lượng sản phẩm quy định. Tuỳ
theo điều kiện của mỗi nước mà có các tiêu chuẩn khác nhau (xem các Bảng 1.5 và 1.6).
Bảng 1.4. Tiêu chuẩn nhiên liệu diesel ở Ấn Độ IS : 1460 – 1974 [5].
Trang5
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
Chỉ tiêu Đơn vò Mức quy đònh
Acid tổng, max mgKOH/g 0.5
Cặn Carbon (Ramsbotton), max %kl 0.2
Chỉ số cetan, min - 42
Điểm chảy, max

Căn carbon 10%, max D.198/TCVN – 6324 %kl 0.3 0.3
Điểm đông đặc
Phía bắc
Phía nam
D.94TCVN3753 – 95
0
C +5
+9
+5
+9
Hàm lượng tro, max D.492/TCVN2690–95 0.01 0.01
Nước và tạp chất cơ học, max D.2709 %tt 0.05 0.05
n mòn miếng đồng ở 3h/50
0
C, max D.130/TCVN2694–95 n-1 n-1
Nhựa thực tế TCVN3178 - 79 mg/100ml
1.2. DẦU THỰC VẬT
1.2.1. Khái quát chung về dầu thực vật
Dầu thực vật là một nguồn nguyên liệu quan trọng trong công nghiệp và thực phẩm. Từ dầu
thực vật, người ta có thể điều chế được rất nhiều sản phẩm khác nhau. Hiện nay, một
lượng lớn dầu thực vật được sử dụng trong thực phẩm, chế biến xà phòng, chất hoạt
động bề mặt và rất nhiều sản phẩm hữu dụng khác. Phần lớn các loại dầu thực vật
được sản xuất từ các loại hạt của các cây tương ứng (trừ một số loại như dầu dừa, cọ…)
bằng cách làm khô, nghiền, nấu, và ép cơ học hoặc chiết để tách dầu ra. Sau đó, dầu
Trang6
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
cần được trải qua một số công đoạn sử lý như lọc tạp chất, xử lý kiềm, … mới có thể sử
dụng.
Dầu thực vật rất phong phú (xem Bảng 1.7), nhưng phân bố không đều. Các nước như
Mỹ, Nga, Ấn Độ, … có dầu đậu nành, dầu lanh, … Các quốc gia vùng Đòa Trung Hải có nhiều

19 Sở Thea sasaqua 0,916 190 – 195 85 – 90
20 Vừng Sesamum indicum 0,914 – 0,925 187 – 195 103 - 116
1.2.2. Thành phần của dầu thực vật:
Dầu thực vật có thành phần chủ yếu (95%) là hỗn hợp các ester của gylcerin với các
acid béo cao phân tử (tryglyceride), trong đó tính chất của dầu phụ thuộc vào thành phần của
các mạch acid béo cũng như sự phân bố của chúng trong các triglyceride. Mặc dù thành phần
của dầu có sự dao đông nhất đònh phụ thuộc vào các điều kiện khí hậu ở vùng trồng hạt dầu
Trang7
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
nhưng nhìn chung các tính chất cơ bản của dầu tương đối ổn đònh. Thông thường các loại dầu
thường ở thể lỏng tại điều kiện nhiệt độ thường. Thể lỏng là do các acid béo ngắn hoặc dây
acid béo dài nhưng mang nhiều nối đôi. Ngoài glyceride trong dầu còn chứa một lượng nhỏ rất
nhiều tạp chất khác nhau: các acid béo tự do, chất màu, phosphatide, protein, hydrocacbon…
Công thức tổng quát của tryglyceride như sau:
CH
2
– OCOR
1
CH
2
– OCOR
2
CH
2
– OCOR
3
Các acid béo trong các triglyceride và các acid béo tự do tồn tại trong dầu thực vật
thường có dạng mạch thẳng, có số carbon chẵn, từ C
6
đến C

trong một số loại dầu thực vật được trình bày trong Bảng 1.8.
Bảng 1.7. Các acid béo có trong thành phần các loại dầu .[7]
Tên thông dụng Công thức cấu tạo T
o
nc
(
o
C) Tỉ trọng
Acid béo no
Blau ric CH
3
(CH
2
)
10
COOH 44 -
Panmitic CH
3
(CH
2
)
12
COOH 63 0,849
Stearic CH
3
(CH
2
)
16
COOH 70 0,847

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
)
7
COOH

SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
Về mặt sinh lý, chất béo là những chất cơ bản không thể thiếu trong quá trình cấu
thành tế bào và đảm bảo cho các hoạt động sinh lý trong cơ thể con người. Giá trò dinh dưỡng
của chất béo thể hiện ở chỗ nó là loại thực phẩm có năng lượng cao. Do đó, trong cơ thể, dinh
dưỡng chất béo được chuyển hoá và cung cấp năng lượng cho cơ thể hoạt động và bù đắp lại
sự giảm thân nhiệt do ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài.
Trong y học, chất béo có quan hệ trực tiếp đến sự sống của vật chất, đặc biệt là dầu
thực vật. Nhiều loại acid béo và dẫn xuất của nó có trong dầu thực vật có hoạt tính sinh học
cao. Một số loại dầu thực vật còn được trực tiếp làm thuốc và biệt dược. Trong công nghiệp,
dầu thực vật là nguồn nguyên liệu quan trọng cho nhiều ngành như: thực phẩm, công nghiệp
sản xuất các chất tẩy rửa, công nghiệp chất dẻo, công nghiệp sợi, da, cao su nhân tạo, dùng
trong sơn, verni, keo, mực in, chất tạo nhũ, chất thấm ướt, vật liệu cách điện, phụ gia cho dầu
bôi trơn, … Tóm lại, dầu thực vật không thể thiếu trong đời sống và sản xuất.
Hiện nay, một lónh vực ứng dụng mới của dầu thực vật hiên đang được nghiên cứu
trong việc sử dụng để sản xuất nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu diesel, dùng làm chất bôi
trơn thay cho các loại dầu nhờn có nguồn gốc từ dầu mỏ …
Bắt đầu từ thập kỷ 80 thế giới đã nghiên cứu việc sử dụng dầu thực vật thay thế cho
nhiên liệu diesel. Đặc biệt trong những năm gần đây, vấn đề này càng được phát triển mạnh
và được tiến hành nghiên cứu ở nhiều quốc gia. Một số loại dầu thực vật đã được thử nghiệm
trên thế giới như dầu cải, dầu lạc, dầu hướng dương, dầu đậu nành, dầu cọ, … Do các loại dầu
thực vật có khối lượng riêng, độ nhớt cao hơn và tính bay hơi kém hơn, nhiệt trò và chỉ số cetan
thấp hơn nhiên liệu diesel một ít nên thích hợp sử dụng cho động cơ diesel.
Viêc sử dụng dầu thực vật nguyên chất hoặc phối trộn dầu thực vật với diesel làm
nhiên liệu đã được thử nghiệm từ rất lâu với tỷ lệ 20%, 50%, 100% dầu thực vật. Kết quả thử
nghiệm cho thấy nếu sử dụng trực tiếp dầu thực vật thì công suất động cơ giảm đi một ít, suất
tiêu hao nhiên liệu cao hơn, độ khói khí xả, hàm lượng oxit carbon cao hơn, hàm lượng
hidrocarbon không cháy thấp hơn nhưng lượng oxit nitơ cao hơn so với trường hợp sử dụng
toàn bộ nhiên liệu diesel. Tuy nhiên, khi sử dụng trực tiếp như thế thì gặp phải những khó
khăn ở bộ phun nhiên liệu và động cơ.
1.2.4. Một số tính chất hoá học của dầu thực vật:

3
COONa
1.2.4.2. Phản ứng thuỷ phân
Tryglyceride bi thuỷ phân trong nước tạo thành acid béo và glycerine, phản ứng cần có
sự hiện diện của xúc tác (base, acid…)
CH
2
– OCOR
1
CH
2
– OH R
1
COOH
CH
2
– OCOR
2
+ 3H
2
O 

CH
2
– OH + R
2
COOH
CH
2
– OCOR

– OCOR
3
CH
2
– OH RCOOR’
1.2.4.4. Phản ứng khử
Khi có mặt của xúc tác cromit đồng ở 200 – 400
0
C dưới áp suất 100 – 200 atm,
tryglyceride bò khử thành rượu. Đây là phản ứng dùng để điều chế rượu béo từ dầu mỡ.
RCOOR’ + H
2
 CH
2
OH + R’OH
1.2.4.5. Phản ứng làm ôi dầu
Trong quá trình tồn trữ, bảo quản dầu có thể bò biến đổi màu sắc, mùi vò. Hiện tượng
này gọi là phản ứng làm ôi dầu. Nguyên nhân gây ra do ảnh hưởng của tạp chất trong dầu,
nước, vi sinh vật, men, các muối kim loại, … Việc tìm các biện pháp chống sự ôi của dầu hiện
nay là một vấn đề quan trọng cần nghiên cứu giải quyết.
Trang11
Xúc tác
Xúc tác
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
1.2.4.6. Phản ứng đồng hoá
Trong điều kiện thích hợp, các acid béo không no có trong dầu sẽ thực hiện phản ứng cộng
hợp với một số chất khác. Một trong những phản ứng quan trọng nhất là phản ứng hydro hoá,
phản ứng tiến hành trong điều kiện nhiệt độ 90 – 280
0
C, áp suất 6 – 10 atm, có mặt xúc tác

1.3.2. Tính chất hoá lý của dầu ăn phế thải
Qua bảng phân tích thành phần ta thấy thành phần dầu ăn phế thải không khác nhiều
so với dầu nguyên chất. Vì vậy tính chất hoá lý của dầu nguyên chất không khác nhau lắm so
với dầu phế thải (xem bảng 1.11). Do đó, dầu ăn phế thải cũng có thể được sử dụng làm
nguyên liệu để sản xuất biodiesel.
Bảng 1.10: Tính chất hoá lý của dầu ăn phế thải và dầu ăn nguyên chất.[5]
Tính chất Đơn vò Dầu dừa nguyên chất Dầu dừa phế thải
Tỉ trọng ở 40
0
C - 0.22 0.176
Độ nhớt ở 40
0
C mm
2
/g 4.17 8.39
Chỉ số axide mgKOH/g 4.74 8.639
Chỉ số Iod g/100g 9.15 8.5657
Chỉ số xà phòng hoá mgKOH/g 255.57 270.0
Điểm chớp cháy
0
C 287.25 243
Điểm vẩn đục
0
C 25 16.5
Điểm chảy
0
C 22 14
1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP LÀM GIẢM ĐỘ NHỚT CỦA DẦU THỰC VẬT
Theo quan điểm sử dụng động cơ thì điểm khác biệt cơ bản giữa dầu thực vật so với
nhiên liệu diesel chính la øđộ nhớt. Ở 40

0
C, độ nhớt của dầu thực vật thường cao hơn độ nhớt nhiên
liệu diesel 10 lần. Pha loãng dầu thực vật bằng nhiên liệu diesel sẽ nhận được dạng nhiên liệu
mới từ dầu thực vật. Đây là một hỗn hợp cơ học giữa nhiên liệu diesel và dầu thực vật, hỗn
hợp này đồng nhất và bền vững. Pha loãng không chỉ làm giảm độ nhớt của dầu thực vật mà
còn cải thiện được các chỉ tiêu khác của dầu thực vật.
Nhược điểm:
• Độ nhớt vẫn còn lớn hơn so với nhiên liệu diesel
• Dầu còn có chứa các acide tự do do đó có thể hình thành nhựa bởi sự oxy hoá và polyme
hoá trong suốt quá trình tồn trữ và đốt cháy, tạo cặn cacbon và làm đặc dầu bôi trơn
1.4.3. Phương pháp cracking
Có thể hình dung quá trình cracking dầu thực vật giống với quá trình cracking dầu mỏ.
Nguyên tắc cơ bản của quá trình chưng cất là cắt ngắn mạch hydrocacbon của dầu thực vật
bằng tác động của nhiệt và xúc tác thích hợp. Sản phẩm của quá trình thông thường bao gồm
nhiên liệu khí, xăng, nhiên liệu diesel và một số sản phẩm phụ khác.
Bảng 1.11. Một số tính chất của sản phẩm cracking dầu đậu nành.[5]
Trang14
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
Tính chất hoá lý Dầu đậu nành Dầu nành sau khi cracking
Chỉ số cetan 38 43
Nhiệt lượng(MJ/kg) 39.3 40.6
Độ nhớt ở 38
0
C,cSt 32.6 7.74
Như vậy, phương pháp cracking dầu thưc vật không những làm giảm độ nhớt của dầu
thực vật mà còn cải thiện được các chỉ tiêu khác của thực vật như làm tăng trò số cetan, giảm
khối lượng riêng, tăng nhiệt trò, … Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là tốn năng lượng,
sản phẩm thu được gồm nhiều dạng nhiên liệu và đặc biệt là nó khó thực hiện ở quy mô nhỏ.
1.4.4. Phương pháp nhũ tương hoá
Nguyên liệu ban đầu là dầu thực vật, rượu và chất tạo sức căng bề mặt. Với thiết bò tạo

2
OH R
3
COOR
1.5. BIODIESEL
1.5.1. Lịch sử phát triển của nhiên liệu biodiesel
Biodiesel là từ chuyên môn chỉ loại nhiên liệu dùng cho động cơ diesel được làm từ
dầu thực vật hoặc methyl ester của dầu thực vật hay mỡ động vật sau đó được trộn lẫn với
Trang15
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
nhiên liệu diesel truyền thống. Nó được đònh nghóa như sau: “Biodiesel là monoalkyl ester của
axít béo mạch dài có nguồn gốc từ dầu thực vật hoặc mỡ động vật, được sử dụng cho động cơ
diesel”.
Cách đây hơn 100 năm, nhà phát minh Rudolf Diesel đã phát minh ra động cơ chạy bằng
dầu thực vật. Vào những năm 1930 và 1940, dầu thực vật được sử dụng như là nhiên liệu diesel
nhưng chỉ được sử dụng trong tình trạng khẩn cấp. Bắt đầu từ năm 1980, có nhiều cuộc tranh cãi
lớn về việc sử dụng dầu thực vật làm một nhiên liệu. Cũng vào năm 1980, Caterpilla Brazil đã sử
dụng hỗn hợp 10% dầu thực vật cho động cơ diesel mà khơng có sự thay đổi cũng như thay thế gì.
Tại thời điểm này, chưa có một thực hành nào sử dụng 100% dầu thực vật để thay thế cho nhiên
liệu diesel, nhưng hỗn hợp pha trộn 20% dầu thực vật với 80% dầu diesel đã mang lại thành cơng
rực rỡ [1,2]. Một thời gian ngắn sau đó, người ta đã tiến hành thử nghiệm đến tỷ lệ 50/50.
Tháng 8 năm 1982, Hội nghị đầu tiên của thế giới về việc sử dụng dầu thực vật như là
nhiên liệu được diễn ra tại Fargo, phía nam Dakota. Năm 1982 là năm đáng được ghi nhận vì đây
cũng chính là năm bắt đầu dử dụng dầu ăn phế thải, cũng là thời điểm Viện Hóa Hữu Cơ của Graz
(Áo) đầu tiên sử dụng ester của dầu hạt cải. Năm 1985, thí điểm đầu tiên trên thế giới sản xuất
methyl ester dầu hạt cải được thực hiện tại trường Nơng Nghiệp Silberberg, Styria (Áo). Năm
1987, thử nghiệm trên động cơ đo hàm lượng khói thải của methyl ester dầu ăn phế thải được tiến
hành tại AVL List Gmble, Graz. Trong những năm 1989 – 1990, dự án đầu tư của chính phủ Áo
về “Sản xuất biodiesel chất lượng cao từ dầu ăn phế thải” được thực hiện. Năm 1994, biodiesel từ
dầu ăn phế thải được bắt đầu đưa vào sản xuất cơng nghiệp tại Mureck, Áo. Năm 1995, thành

thực vật.
Từ năm 2001, nhóm nghiên cứu thuộc Bộ môn Công nghệ Chế biến Dầu khí và Trung
tâm Lọc – Hoa ùdầu (trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh) đã bắt đầu nghiên cứu khả
năng sản xuất biodiesel từ các nguồn dầu thực vật.
Tác giả Trương Quốc Vương [5] đã khảo sát khả năng pha trộn trực tiếp dầu thực vật
và dầu diesel để thay thế dầu diesel. Nguồn nguyên liệu sử dụng là dầu dừa hoặc dầu đậu
phộng. Kết quả cho thấy rằng hỗn hợp pha trộn 3% thể tích dầu dừa và 97% thể tích diesel
hoặc hỗn hợp 2% dầu đậu phộng và 98% dầu diesel có thể được sử dụng như nguồn nhiên liệu
thay thế cho nhiên liệu diesel truyền thống. Đây là một phương pháp đơn giản và có thể dễ
dàng thực hiện ở quy mô sản xuất lớn hoặc nhỏ. Rõ ràng, khả năng sử dụng trực tiếp nguồn
nguyên liệu dầu thực vật là khả thi. Tuy nhiên, lượng dầu thực vật sử dụng vẫn còn quá ít, và
lượng diesel truyền thống dùng trong hỗn hợp nhiên liệu vẫn còn quá cao. Một trong những
nguyên nhân của điều này là do độ nhớt của dầu thực vật quá cao dẫn đến những bất lợi trong
quá trình phun nhiên liệu và đốt cháy. Vì vậy, chúng ta cần phải biến tính dầu thực vật trước
khi đưa vào sử dụng. Trên cơ sở phân tích các ưu nhược điểm của các phương pháp sản xuất
biodiesel đang được sử dụng hiện nay, phương pháp biến tính dầu thực vật bằng phản ứng
chuyển methyl ester hoá đã được lựa chọn để khảo sát.
Tác giả Nguyễn Thò Hồng Nơ [1] đã nghiên cứu tổng hợp biodiesel từ nguồn nguyên
liệu dầu dừa trên cơ sở thực hiện phản ứng chuyển metyl ester hoá giữa các tryglyxerit có
trong dầu dừa và methanol trên xúc tác rắn SO
4
.SnO
2
tự tổng hợp. Điều kiện thích hợp cho quá
trình điều chế xúc tác như sau:
Trang17
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
• Nhiệt độ nung: 800
0
C

/Al
2
O
3
tự điều chế như là xúc tác. So với xúc tác rắn axit
SO
4
.SnO
2
sử dụng ở trên, xúc tác rắn kiềm này đã nâng hiệu suất phản ứng lên rất cao, khoảng
87 – 92% mà vẫn giữ được điều kiện phản ứng tương đối đơn giản (phản ứng được thực hiện ở
nhiệt độ khoản 60
0
C, áp suất khí quyển, sự phân tách sản phẩm tương đối dễ dàng). Theo các
tác giả này, các yếu tố liên quan đến quá trình điều chế xúc tác (như thời gian tẩm, thời gian
nung và nhiệt độ nung) và tỷ lệ xúc tác quyết đònh đến hiệu suất của phản ứng. Một điểm
đáng lưu ý nữa là khả năng phản ứng phụ thuộc rất lớn vào quá trình xử lý sơ bộ nguyên liệu
dầu dừa trước khi thực hiện phản ứng. Dầu dừa phải đựơc lọc bỏ các tạp chất cơ học, chất xơ
trước khi đưa vào hệ phản ứng. Một trong những tác hại của những tạp chất này có lẽ là do
ảnh hưởng che phủ của chúng lên các tâm hoạt động cũng như các lỗ xốp của chất mang, nhất
là trong giai đoạn đầu của phản ứng khi độ nhớt của dầu dừa còn khá cao, dẫn đến khả năng
xúc tác của các hệ xúc tác rắn giảm xuống.
Trang18
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
Việc sử dụng biodiesel từ dầu thực vật đã góp phần đáng kể trong vấn đề giảm ô
nhiễm môi trường, giảm sự phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu nhập khẩu. Tuy nhên, giá thành
vẫn còn cao hơn rất nhiều so với diesel truyền thống. Nhằm mục đích giảm chi phí cho quá
trình sản xuất biodiesel, các tác giả Phan Ngọc Anh [2], Phùng Khánh Nghiêm[3] và Nguyễn
Thanh Dũng[4] đã thử nghiệm trên nguồn dầu ăn thải từ các quá trình chế biến thực phẩm.
Tương tự như dầu thực vật, dầu ăn phế thải có thành phần chính là tryglyxerit, ngoài ra còn có

cọ, dầu hướng dương, dầu đậu nành, … Sự lựa chọn các loại dầu tuỳ thuộc vào giá trò sản xuất
và tài nguyên nguyên liệu, thành phần acid béo có trong nó vì nó quyết đònh rất lớn đến tính
chất của dầu và dẫn suất ester của chúng, đặc biệt là methyl ester: nhiệt độ đông đặc, nhiệt độ
chớp cháy, chỉ số cetan, độ nhớt, nhiệt trò, khả năng hoá hơi, … Một số tính chất của ester dầu
thực vật được trình bày trong Bảng 1.13.
Bảng 1.12. Một số tính chất vật lý của ester dầu thực vật.[7]
Ester
Chỉ số
cetan
Nhiệt lượng,
kJ/kg
Độ nhớt
(mm
2
/s)
Điểm vẩn
đục,
0
C
Điểm
chảy,
0
C
Điểm chớp
cháy
Methyl Ester
Dầu bông 51.2 - 6.8(21
0
C) - -4 110
Dầu len 54.4 40449 6.7(40

Biodiesel không chứa hợp chất lưu huỳnh, giảm mưa acid.
Biodiesel không chứa hợp chất vòng thơm.
• Về mặt kỹ thuật
Biodiesel có chỉ số cetan cao hơn diesel.
Biodiesel có điểm chớp cháy cao hơn dầu truyền thống. Vì vậy, biodiesel an toàn hơn
trong công tác phòng cháy nổ.
Khi sử dụng biodiesel làm nhiên liệu thì không cần cải tiến bất kỳ một bộ phận nào
của động cơ. Công suất, lực kéo, mã lực của xe biodiesel và hỗn hợp ngang với dầu diesel
truyền thống.
Tuy nhiên, biodiesel cũng còn một số nhược điểm như có điểm đông đặc cao hơn diesel
gây khó khăn cho việc sử dụng ở các nước có nhiệt độ thấp vào mùa đông.
• Về mặt kinh tế
Vòêc sử dụng Biodiesel ngoài vấn đề giải quyết ô nhiễm môi trường còn góp phần thúc
đẩy ngành nông nghiệp phát triển, tận dụng tiềm năng sẵn có của nước ta: đất đai, khí hậu,
nhân lực… hạn chế việc nhập khẩu nhiên liệu, từ đó giảm mức độ phụ thuộc vào nước ngoài.
Giá thành biodiesel từ dầu thực vật cao hơn nhiên liệu diesel.
Những ưu điểm khi sử dụng nguyên liệu dầu ăn phế thải để sản xuất biodiesel:
o Hạn chế được ô nhiễm nguồn nước vì hiện nay lượng dầu này chủ yếu thải ra
ngoài môi trường.
o Giá thành thấp hơn nhiều so với sử dụng dầu thực vật.
o Sản phẩm biodiesel từ dầu ăn phế thải tương tự biodiesel từ dầu thực vật.
Trang21
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
USA
ASTM
-
1.9 – 6.0
-
≥100
-

DINV
0.875 – 0.9
3.5 – 5.0
-
≥110
-
< 0.01
< 300
1
≥ 49
< 0.5
Pháp
JOUNAL
0.87 – 0.89
3.5 – 5.0
< 360
≥110
< -10
-
< 200
-
≥ 49
< 0.5
Séc
CSN
0.87 – 0.89
3.5 – 5.0
-
≥100
-

0
C
%kl
g/kg
-
-
MgKOH/g
Tiêu chuẩn
Tỷ trọng 15
0
C
Độ nhớt 40
0
C
Thành phần cất 95%
Điểm chớp cháy
Điểm đông đặc
Hàm lượng S
Hàm lượng nước
n mòn đồng 3h/50
0
C
Chỉ số cetan
Chỉ số acide
1.6. PHẢN ỨNG ANCOL PHÂN
1.6.1. Xúc tác:
Đây là phản ứng được ứng dụng trong sản xuất biodiesel nhằm chuyển triglyxeride có
trong dầu thực vật thành methyl ester. Phản ứng alcol phân triglyceride là phản ứng thuận
nghòch diễn ra dưới tác dụng của xúc tác (base, axid,enzyme) hoặc điều kiện đặc biệt không
xúc tác (dưới tác động của ozon, sóng siêu âm hoặc điều kiện nhiệt độ, áp xuất cao). Các loại

phản ứng với carbon dioxide trong không khí, làm giảm hiệu quả xúc tác.
♦ Ảnh hưởng của tỉ lệ mol giữa alcohol và triglyceride: theo lý thuyết phản ứng thì tỉ lệ
mol vừa đủ của alchol và triglyceride là 3:1. Tuy nhiên để đạt được hiệu suất cao thì
cần phải sử dụng khá dư alcohol so với triglyceride. Theo các nghiên cứu hiện nay, tỉ lệ
mol alcohol: triglyceride tốt nhất là 6:1. Do phải sử dụng một lượng dư methanol trong
phản ứng nên chi phí nguyên vật liệu tăng lên, cần có thêm công đoạn bốc hơi hoàn
lưu methanol ở các pha sản phẩm phẩm sau phản ứng.
♦ Ảnh hưởng của loại xúc tác: Xúc tác base tốt nhất cho phản ứng là natri methoxide.
Natri hydroxide và kali hydroxide có hoạt tính yếu hơn có tạo thành một lượng nhỏ
nước khi hoà tan chúng vào methanol. Natri hydroxide và kali hydroxide vẫn được sử
dụng rộng rãi do chi phí thấp.
1.6.1.3. Xúc tác base không ion
Để cải thiện đặc tính xúc tác của xúc tác hoá học, các xúc tác base không ion, đã được
nghiên cứu phát triển như một hướng đi riêng đối với xúc tác phản ứng alcol phân. Mục đích
chính là nhằm tiến hành phản ứng trong điều kiện đơn giản hơn. Các xúc tác đã và đang được
nghiên cứu là các nhóm aminde hữu cơ như triethylamide, piperedine, pyridine…; amidine như
1,8-diazabicyclo[5.4.0] undec-7-ene(DBU)…;guanidine như 1,5,7-triazabyciclo[4.4.0]dec-5-
ene(TBD), 1,2,3 triphenylguanidine (PBG)…; triamino(imino)phosphorane như tert-
Trang24
SVTH: Đặng Ngọc Lương GVHD : T.S Nguyễn Hữu Lương
butylimino-2-diethylamino-1,3-dimethy1-perhydro-1,3,2-diazaphosphorane(BEMB) … Mặc dù
cũng đã có những kết quả khả quan về khả năng xúc tác của các base-không ion nhưng điều
kiện phản ứng còn phức tạp, tách sản phẩm tương đối khó, nên xúc tác base- không ion đang
trong giai đoạn nghiên cứu chi tiết để có thể ứng dụng được.
1.6.1.4. Phản ứng alcol phân không xúc tác
Tiến hành phản ứng alcol phân không sử dụng xúc tác là một hướng nghiên cứu mới để
đạt được hiệu suất cao hơn và sản phẩm sạch hơn. Những xu hướng nghiên cứu hiện nay:
• Sử dụng siêu methanol ở áp suất và nhiệt độ cao. Phản ứng được thực hiện ở
khoảng 350
0