đồ án công nghệ 1 biodiesel

Với một nước phụ thuộc phần lớn vào nguồn năng lượng nhập khẩu như Việt Nam hiện nay, việc nghiên cứu nhằm sử dụng và sản xuất nhiên liệu sinh học là việc làm rất đáng được lưu tâm.. Ngu

SVTH: NGUYỄN THỊ THẢNH i

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 2

1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu và sử dụng Biodiesel trong nước và trên thế giới: 2

1.1.1.Thế giới 2

1.1.2 Trong nước 3

1.2 Giới thiệu chung về Biodiesel 4

1.2.1 Định nghĩa về Biodiesel 4

1.2.2 Tính chất của Biodiesel 5

1.2.3 Sản xuất Biodiesel 7

1.2.4 Ưu điểm của Biodiesel đối với môi trường 7

1.2.5 Các vấn đề khi sử dụng Biodiesel 9

1.3 Các nguồn nguyên liệu và xu hướng sản xuất Biodiesel trên thế giới 9

1.4 Các phương pháp sản xuất Biodiesel 11

1.4.1 Các phương pháp cơ bản 11

1.4.2 Phương pháp chuyển ester hóa 12

1.5 Giới thiệu về một số công nghệ tổng hợp Biodiesel 12

1.5.1 Công nghệ sản xuất gián đoạn 14

1.5.2 Công nghệ sản xuất liên tục 14

CHƯƠNG 2: DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIODIESEL TỪ DẦU THỰC VẬT 16

2.1 Sơ đồ sản xuất Biodiesel từ dầu thực vật trong công nghiệp 16

2.2 Thuyết minh quy trình 16

2.2.1 Xử lí nguyên liệu 16

2.2.2 Qúa trình xúc tác chuyển vị ester 18

2.2.3 Tách pha glycerin và ester 18

2.2.4 Trung hòa ester 18

2.2.5 Làm sạch và tách nước 19

CHƯƠNG 3: KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BIODIESEL 20

KẾT LUẬN 23

TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

Danh mục các hình vẽ

Hình 1.1 Phản ứng transester hóa của triglyceride với rượu 12

Hình 2.1 Sơ đồ công ngệ sản xuất Biodiesel 16

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống xử lý dầu thực vật 17

Danh mục các bảng Bảng 1.1 Sản lượng tiêu thụ Biodiesel ở một số nước trên thế giới 2

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất Biodiesel ở một số nước vào năm 2000 3

Bảng 1.3 Tính chất vật lý của Biodiesel so với Diesel gốc khoáng [1] 5

Bảng 1.4 Ảnh hưởng của các yếu tố đến tính chất Biodiesel 6

Bảng 3.1 Tiêu chuẩn Biodiesel theo ASTM D6751 20

Bảng 3.2 Gioi thiệu một số chỉ tiêu chất lượng đối với Biodiesel 21

đó ảnh hưởng rất xấu đến các hệ sinh thái và gây nên những biến đổi khí hậu toàn cầu, cụ thể là làm tăng hiệu ứng nhà kính, tạo ra những trận mưa axit, làm suy giảm tầng ôzôn…

Chính vì vậy, việc nghiên cứu tìm ra các dạng năng lượng mới thay thế nguồn nguyên liệu hoá thạch đang ngày càng cạn kiệt, đảm bảo an ninh năng lượng, giảm thiểu ô nhiễm môi trường sinh thái trở thành một vấn đề thời sự nóng bỏng của nhiều quốc gia trên thế giới Một trong các dạng năng lượng được quan tâm hơn

cả là Biodiesel - một sự thay thế đầy tiềm năng cho Diesel dựa vào những tính chất tương tự và những ưu điểm vượt trội của nó

Với một nước phụ thuộc phần lớn vào nguồn năng lượng nhập khẩu như Việt Nam hiện nay, việc nghiên cứu nhằm sử dụng và sản xuất nhiên liệu sinh học là việc làm rất đáng được lưu tâm Theo dự báo, nhu cầu năng lượng của Việt Nam đến năm 2030 sẽ tăng 7 lần so với năm 2005

Nguồn nguyên liệu để sản xuất Biodiesel chủ yếu đi từ dầu mỡ động thực vật mới hoặc đã qua sử dụng Trong tình hình hiện nay, cá tra ca basa đang tăng giá, hay năng suất bất ổn thì việc sản xuất dầu Biodiesel từ dầu thực vật là một giải pháp

hữu hiệu Vì vậy, đề tài nghiên cứu “ Sản xuất Biodiesel từ dầu thực vật”, đặc biệt

là dầu thực vật phi thực phẩm, là phương pháp có triển vọng, đem lại nhiều lợi ích kinh tế, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên và là một giải pháp lâu dài

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu và sử dụng Biodiesel trong nước và trên thế giới

1.1.1.Thế giới

Hiện nay trên thế giới có 50 nước có chương trình nghiên cứu và sử dụng nhiên liệu sinh học Các nước APEC (Asia-Pacific Economic Cooperation)đã chọn nhiên liệu sinh học thay thế cho nhiên liệu khoáng sản Theo dự báo của các chuyên gia, đến năm 2025, thế giới sẽ sử dụng 12% nhiên liệu sinh học trong toàn bộ nhu cầu năng lượng, đến năm 2020, EU sẽ sử dụng 20% nhiên liệu sinh học

Bảng 1.1 Sản lượng tiêu thụ Biodiesel ở một số nước trên thế giới

Tên nước Lượng tiêu thụ hằng năm (tấn) Loại dầu sử dụng

Tại Châu Âu từ năm 1992 đã bắt đầu sản xuất Biodiesel ở quy mô công nghiệp Hiện nay có hơn 50 nhà máy lớn với công suất vài trăm nghìn tấn/năm, những nhà máy này tập trung ở Đức, Áo, Ý, Pháp, Thụy Điển Năm 2004 toàn bộ nhiên liệu Diesel trên thị trường đều chứa 2-5% Biodiesel, dự tính đến năm 2020 sẽ đạt 20%

Brazin là nước xuất khẩu nhiên liệu sinh học hàng đầu thế giới Một nửa sản lượng mía đường của nước này cung cấp hơn 40% nhiên liệu cho giao thông vận tải dạng phi diesel

Tại Mỹ, Diesel được bán trên thị trường chứa 20% Biodiesel (B20) Năm

1992, hội đồng Biodiesel quốc gia được thành lập nhằm phối hợp các chương trình

kỹ thuật và điều phối BFD (Biodiesel fuel) Tháng 3/2002, bang Minnessota ban hành đạo luật qui định toàn bộ nhiên liệu Diesel trên thị trường phải chứa ít nhất 2% Biodiesel Năm 2001, ASTM (American Society for Testing Materials) hoàn chỉnh

bộ tiêu chuẩn D - 6751 cho nhiên liệu B20 Hiện nay có trên 100 công sở và tập đoàn lớn đăng ký sử dụng BDF cho các phương tiện công cộng như Bộ Quốc

Phòng, Hải Quân, Bộ Năng Lượng, Bưu Điện Sản xuất, kinh doanh, thử nghiệm BDF được phát triển rộng rãi ở các bang: California Châu Đại Dương: Australia đang sản xuất Biodiesel từ dầu ăn phế thải Nước này đang tiêu thụ khoảng 100.000 tấn Biodiesel từ nguồn dầu phế thải

Tại Châu Á, nghiên cứu về BDF phát triển mạnh ở Trung Quốc, Nhật Bản,

Ấn Độ Ấn Độ là nước tiệu thụ dầu Diesel lớn (40 triệu tấn/năm), đã có kế hoạch phát triển các đồn điều trồng cây jatropha ở những vùng đất khô cằn chỉ để cung cấp nguyên liệu sản xuất BDF

Trung Quốc và Hồng Kông cũng đã thử nghiệm sản xuất BDF cho xe tải, xe bus BDF ở đây được điều chế chủ yếu từ dầu và mỡ thải Ngoài ra các nước Nam

Á cũng bắt đầu quan tâm đến sản xuất Biodiesel, đặc biệt từ dầu cọ và dầu dừa [25,28]

Bảng 1.2 Tình hình sản xuất Biodiesel ở một số nước vào năm 2000

Theo tính toán ban đầu, với giá thu gom dầu ăn phế thải từ 1500 đến 4000 đồng/lít, Biodiesel sẽ được sản xuất với giá thành 7500 đồng/lít, thấp hơn giá Diesel

đang bán trên thị trường Dự án sẽ được triển khai với lượng nguyên liệu đầu vào là dầu ăn phế thải khoảng 4 đến 5 tấn/ngày và liên tục mở rộng cùng với quá trình thiết kế hệ thống thu gom dầu ăn phế thải trên toàn địa bàn thành phố Hồ Chí Minh

Đề cương dự án nhiên liệu sinh học của Việt Nam (do Vụ Khoa học và Công nghệ - Bộ Công nghiệp, Hội kỹ sư Ôtô và Trung tâm APP phối hợp soạn thảo đã được Thủ tướng Chính phủ xem xét và lấy ý kiến các bộ, ngành) có mục tiêu chung: dùng nhiên liệu sinh học thay thế một phần nhiên liệu thông thường từ dầu mỏ, bảo đảm an ninh năng lượng và bảo vệ môi trường, góp phần cải tạo quy hoạch cây trồng

Dự án được chia làm hai giai đoạn và tầm nhìn đến năm 2020:

Giai đoạn 1 (2006 - 2010) với mục tiêu: nâng cao nhận thức về lợi ích của nhiên liệu sinh học, tiếp cận cả công nghệ thích hợp sản xuất nhiên liệu sinh học từ nguyên liệu sinh học, công nghệ pha trộn; xây dựng kết cấu hạ tầng phân phối nhiên liệu sinh học ở một số tỉnh, thành phố; đào tạo nhân lực cho sản xuất, vận hành thí điểm modul pilot sản xuất 30 triệu lít E10 và 20 triệu lít B5; quy hoạch vùng nguyên liệu sản xuất giống cây cao sản

Giai đoạn 2 (2011-2015) với mục tiêu: phát triển các cơ sở sản xuất và kết cấu hạ tầng phân phối nhiên liệu sinh học; ứng dụng công nghệ gen sản xuất cây cao sản mới; ứng dụng công nghệ lên men mới cho phép đa dạng hoá nguồn nguyên liệu; làm chủ công nghệ sản xuất phụ gia và và molecular Tầm nhìn đến năm 2020 được dự án xác định: Việt Nam sẽ có công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học hiện đại, đạt sản lượng 5 tỷ lít ethanol/năm và 500 triệu lít Biodiesel/năm Dự án cũng đề xuất một số chính sách hỗ trợ: Chính phủ hỗ trợ kinh phí và đào tạo nhân lực, hỗ trợ 40% kinh phí cho các dự án pilot, hỗ trợ kinh phí chuyển giao công nghệ; có chính sách khuyến khích, thu hút các chuyên gia cho dự án; thực thi quyền sở hữu trí tuệ;

có các ưu đãi về thuế, đầu tư cho dự án [27,28]

1.2 Giới thiệu chung về Biodiesel

1.2.1 Định nghĩa về Biodiesel

Biodiesel còn được gọi Diesel sinh học là loại nhiên liệu có thể tái sinh, được tổng hợp thông qua phản ứng chuyển ester hóa giữa dầu thực vật, mỡ động vật và một alcohol (methanol, ethanol )

Theo tiêu chuẩn của ASTM thì Biodiesel được định nghĩa là các mono alkyl ester của các acid mạch dài có nguồn gốc từ các lipid có thể tái tạo lại như: dầu thực vật, mỡ động vật, được sử dụng làm nhiên liệu cho một động cơ Diesel Về phương diện hóa học thì Biodiesel là methyl, ethyl ester hay hỗn hợp của methyl và ethyl ester của những acid béo [30]

Biodiesel hay nhiên liệu sinh học nói chung, là một loại năng lượng xanh sạch, dễ phân giải trong tự nhiên nên không gây ô nhiễm môi trường Tùy theo loại của nguyên liệu cơ bản người ta chia ra thành:

RME: Methyl ester của cây cải dầu (Brassica napus) theo DIN 51606 và EN

14214 (có giá trị toàn châu Âu từ 2004)

SME: Methyl ester của dầu cây đậu tương hay dầu cây hướng dương

PME: Methyl ester của dầu dừa hay dầu hạt cau

Bên cạnh đó còn có methyl ester từ mỡ nhưng chỉ có những sản phẩm hoàn toàn từ dầu thực vật (PME và đặc biệt là RME) là được dùng trong các loại xe Diesel hiện đại, khi được các nhà sản xuất cho phép

1.2.2 Tính chất của Biodiesel

- Tính chất vật lý

Biodiesel là chất lỏng màu vàng nhạt, có mùi nhẹ, dễ bay hơi, tỷ trọng khoảng 0,88g/cm3, độ nhớt tương đương với Diesel, không tan trong nước, bền và không chứa các thành phần nguy hiểm cho môi trường Biodiesel tồn trữ tốt nhất trong container ở 500- 1200F, không tiếp xúc với các chất oxy hóa, nguồn lửa nhiệt hoặcdưới ánh nắng mặt trời và phải được thông hơi

Biodiesel có khả năng đóng vai trò là chất khử đối với đồng, chì, thiếc, kẽm

do đó người ta không dùng các nguyên liệu trên cũng như hợp kim của chúng làm bồn chứa Nhôm, thép, polymer hoặc Toflon thường được sử dụng làm vật liệu tồn trữ và vận chuyển Biodiesel

Biodiesel là một dung môi hữu cơ tốt hơn Diesel Nó gây ảnh hưởng ít nhiều khi tiếp xúc với các bề mặt sơn, vecni hoặc làm thoái hóa cao su thiên nhiên Biodiesel chứa từ 10 – 11% oxy, do đó quá trình cháy xảy ra hoàn toàn và không có tiếng ồn [8,25]

Bảng 1.3 Tính chất vật lý của Biodiesel so với Diesel gốc khoáng [1]

Một số chất có trong dầu mỡ động thực vật còn lại trong quá trình sản xuất Biodiesel có thể gây ra một số tính chất như oxy hóa, polymer hóa làm ảnh hưởng đến chất lượng của Biodiesel Acid béo no hoặc không no tự do trong thành phần của Biodiesel khi tiếp xúc với không khí sẽ bị oxy hóa thành chất rắn hoặc chất keo

Do đó mà Biodiesel có nguồn gốc từ dầu mỡ động vật bền hơn từ thực vật Tuy nhiên điểm chảy và điểm vẩn đục lại cao hơn, nghĩa là việc sử dụng Biodiesel trong môi trường nhiệt độ thấp sẽ khó khăn hơn Tính chất của Biodiesel phụ thuộc rất nhiều vào thành phần của nguyên liệu sử dụng Mỗi loại dầu mỡ có thành phần acid béo khác nhau Các acid béo no như C14:0, C16:0, C18:0 cho Biodiesel có chỉ số cetan, độ bền oxy hóa cao hơn nhưng lại dễ kết tinh và không chịu được nhiệt độ cao

Bảng 1.4 Ảnh hưởng của các yếu tố đến tính chất Biodiesel

Nhiệt trị (MJ/kg)

Điểm vẩn đục

Điểm chảy

Điểm chớp nháy

Tỷ trọng (kg/l)

TG (triglyceride) và DG ( diglyceride) nếu có trong Biodiesel do quá trình sản xuất sẽ làm tăng độ nhớt, tạo cặn khi bị đốt cháy Nhóm –OH trong glycerine hoặc MG (monoglyceride) khi phản ứng với hợp kim chứa crom hoặc kim loại sẽ ăn mòn vòng xỉ hoặc vòng piston làm bằng crom có trong động cơ Hydroproxit nếu có trong Biodiesel sẽ rất dễ bị oxy hóa thành andehit và acid cũng như gây ra quá trình polymer tạo thành gum hoặc cặn không Biodiesel có thể bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí Khả năng này được đánh giá thông qua chỉ số peroxit Trong dầu mỡ

động thực vật thường có sẵn một số chất chống oxy hóa như vitamin E Nếu loại các chất này đi thì quá trình oxy hóa sẽ xảy ra rất nhanh Người ta nhận thấy rằng chỉ số peroxit tăng tỉ lệ với số nối đôi Trong quá trình sản xuất để giảm hàm lượng glycerine tổng đáp ứng yêu cầu của các tiêu chuẩn người ta thường chưng cất lại Biodiesel Gerpen cho rằng điều này sẽ làm cho Biodiesel có chỉ số peroxit cao hơn

do các chất chốn oxy hóa tự nhiên bị mất đi [8,25]

1.2.3 Sản xuất Biodiesel

Trong dầu thực vật và mỡ động vật có khoảng 85 – 90% triglyceride, phần còn lại chủ yếu là acid béo tự do ROOH, một phần nhỏ là các chất màu, phospholipid và vitamin (trong dầu thực vật thường chứa vitamin E – chất chống oxy hóa) Gốc R trong triglyceride và trong acid béo thường từ C10 – C20, mạch thẳng, có thể chứa hoặc không chứa nối đôi Tỉ lệ phân bố gốc R là rất khác nhau và đặc trưng cho từng loại dầu hoặc mỡ và quyết định tính chất dầu, mỡ Dầu chứa càng nhiều gốc R no thì nhiệt độ đông đặc càng cao và ngược lại Nhiệt độ đông đặc

là một trong những tính chất quan trọng của bất kì loại nhiên liệu nào Nó quyết định việc sử dụng nhiên liệu trong thời tiết lạnh Thường thì một nhiên liệu sinh học phải có nhiệt độ đông đặc thấp hơn -300C

Để sản xuất Biodiesel, người ta pha khoảng 10% methanol vào dầu thực vật hay mỡ động vật và dùng nhiều xúc tác khác nhau, đặc biệt là KOH, NaOH và các alcolate Ở áp suất thông thường và nhiệt độ vào khoảng 50 – 600C, liên kết ester của glycerol trong dầu thực vật bị phá hủy và acid béo được ester hóa với methanol Chất glycerol hình thành phải được tách ra khỏi dầu Biodiesel sau đấy

Thông qua việc chuyển ester này, dầu Diesel sinh học có độ nhớt ít hơn dầu thực vật rất nhiều và có thể được dùng làm nhiên liệu thay thế cho dầu Diesel mà không cần phải cải biến động cơ để phù hợp

1.2.4 Ưu điểm của Biodiesel đối với môi trường

Ưu điểm của Biodiesel so với diesel

- Hàm lượng các hợp chất khác trong khói thải như: CO, SOX, HC chưa cháy, bồ hóng giảm đi đáng kể nên có lợi rất lớn đến môi trường và sức khoẻ con người

- Không chứa HC thơm nên không gây ung thư

- Có khả năng tự phân huỷ và không độc (phân huỷ nhanh hơn Diesel 4 lần, phân huỷ từ 85 - 88% trong nước sau 28 ngày)

- Giảm ô nhiễm môi trường nước và đất

- Giảm sự tiêu dùng các sản phẩm dầu mỏ [33]

- Do có tính năng tượng tự như dầu Diesel nên nhìn chung khi sử dụng không cần cải thiện bất kì chi tiết nào của động cơ (riêng đối với các hệ thống ống dẫn, bồn chứa làm bằng nhựa ta phải thay bằng vật liệu kim loại)

Về mặt kinh tế

- Sử dụng nhiên liệu Biodiesel ngoài vấn đề giải quyết ô nhiễm môi trường

nó còn thúc đẩy ngành nông nghiệp phát triển, tận dụng tiềm năng sẵn có của ngành nông nghiệp như dầu phế thải, mỡ động vật, các loại dầu khác ít có giá trị sử dụng trong thực phẩm

- Đồng thời đa dạng hoá nền nông nghiệp va tăng thu nhập ở vùng miền nông thôn

- Hạn chế nhập khẩu nhiên liệu Diesel, góp phần tiết kiệm cho quốc gia một khoản ngoại tệ lớn

So sánh một số tính chất của Biodiesel với nhiên liệu Diesel từ dầu mỏ

- Hàm lượng lưu huỳnh của Biodiesel chỉ bằng 20-50% so với Diesel

- Khối lượng riêng của Biodiesel cao hơn, nhiệt cháy thấp hơn, độ nhớt cao hơn 1.3 đến 2.1 lần so với nhiên liệu Diesel

- Nhiệt độ cháy của Biodiesel trong khoảng 4230K, trong khi của Diesel là

- Việc sử dụng nhiên liệu chứa nhiều hơn 5% Biodiesel có thể gây nên những vấn đề sau: ăn mòn các chi tiết của động cơ và tạo cặn trong bình nhiên liệu do tính

dễ bị oxy hóa của Biodiesel; làm hư hại nhanh các vòng đệm cao su do sự không tương thích của Biodiesel với chất liệu vòng đệm

- Biodiesel có nhiệt độ đông đặc cao hơn Diesel một ít gây khó khăn cho các nước có nhiệt độ vào mùa đông thấp

- 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 oxy hóa nên gây nhiều khó khăn trong việc bảo quản

- Bên cạnh đó, để sản xuất Biodiesel ở quy mô lớn phải có một nguồn nguyên liệu dồi dào và ổn định Việc thu gom dầu ăn phế thải không khả thi lắm do số lượng hạn chế, phân tán nhỏ lẻ Những nguồn nguyên liệu có thể chế biến thành dầu

ăn (hướng dương, cải dầu, cọ, ) thì giá thành cao, sản xuất Biodiesel không kinh tế

Vả lại, diện tích đất nông ngiệp cho việc trồng cây lấy dầu là có hạn Để giải quyết bài toán này, thì hiện nay trên thế giới đang có xu hướng phát triển những loại cây lấy dầu có tính công nghiệp như cây dầu mè hoặc những loại cho năng suất cao như tảo

1.3 Các nguồn nguyên liệu và xu hướng sản xuất Biodiesel trên thế giới

- Với điều kiện ở châu Âu thì cây cải dầu với lượng dầu từ 40% đến 50% là cây thích hợp để dùng làm nguyên liệu sản xuất Diesel sinh học

- Ở Trung Quốc người ta sử dụng cây cao lương và mía để sản xuất Biodiesel Cứ 16 tấn cây cao lương có thể sản xuất được 1 tấn cồn, phần bã còn lại còn có thể chiết xuất được 500 kg Biodiesel Ngoài ra, Trung Quốc còn nghiên cứu

phát triển khai thác một loại nguyên liệu mới - Tảo Khi nghiên cứu loại dầu sinh học từ tảo thành công và được đưa vào sản xuất, quy mô sản xuất loại dầu này có thể đạt tới hàng chục triệu tấn Theo dự tính của các chuyên gia, đến năm 2010, Trung Quốc sẽ sản xuất khoảng 6 triệu tấn dầu nhiên liệu sinh học

- Giống Trung Quốc, Mỹ cũng vận dụng công nghệ sinh học hiện đại như nghiên cứu gen đã thực hiện tại phòng thí nghiệm năng lượng tái sinh quốc gia tạo được một giống tảo mới có hàm lượng dầu trên 60%, một mẫu có thể sản xuất được trên 2 tấn dầu Diesel sinh học

- Các nước Tiểu Vương quốc Ảrập Thống Nhất thì sử dụng dầu jojoba, một loại dầu được sử dụng phổ biến trong mỹ phẩm để sản xuất Biodiesel

- Đối với khu vực Đông Nam Á, các nước Thái Lan, Inđônêxia, Malaysia cũng đã đi trước nước ta một bước trong lĩnh vực nhiên liệu sinh học Như ở Thái Lan, hiện sử dụng dầu cọ và đang thử nghiệm hạt cây jatropha, cứ 4 kg hạt jatropha

ép được 1 lít Diesel sinh học tinh khiết 100%, đặc biệt loại hạt này không thể dùng

để ép dầu ăn và có thể mọc trên những vùng đất khô cằn, cho nên giá thành sản xuất

sẽ rẻ hơn so với các loại hạt có dầu truyền thống khác Bộ Năng Lượng Thái Lan này cũng đặt mục tiêu, đến 2011, lượng Diesel sinh học sẽ đạt 3% (tương đương 2,4 triệu lít/ngày) tổng lượng Diesel tiêu thụ trên cả nước và năm 2012, tỷ lệ này sẽ đạt 10% (tương đương 8,5 triệu lít/ngày)

- Indonexia thì ngoài cây cọ dầu, cũng như Thái Lan, Indonesia còn chú ý đến cây có dầu khác là jatropha Indonesia đặt mục tiêu đến năm 2010, nhiên liệu sinh học sẽ đáp ứng 10% nhu cầu năng lượng trong ngành điện và giao thông vận tải

Tuy nhiên do chi phí cho việc trồng cây nhiên liệu lấy dầu rất thấp, hơn nữa chúng lại rất sẵn trong tự nhiên nên trong tương lai, Diesel sinh học có thể được sản xuất ra với chi phí thấp hơn nhiều so với Diesel lấy từ dầu mỏ Tuy nhiên bài toán nguyên liệu đặt ra là: “Diesel sinh học cũng có thể làm thay đổi nhu cầu đối với đất nông nghiệp”, Trevor Price, một chuyên gia môi trường tại Đại học Glamorgan (xứ Wales, Anh), nhận định: “Diesel sinh học có thể giải quyết được bài toán hiệu ứng nhà kính và sự cạn kiệt của nhiên liệu hóa thạch, nhưng dù sao nó vẫn cần rất nhiều đất Các cánh rừng nhiệt đới có thể bị đốt để trồng cọ, đậu tương và những cây lấy dầu khác Nhiều quốc gia sẽ phải lựa chọn giữa nhiên liệu và thực phẩm" Vì lý do này mà ở nhiều quốc gia đã sử dụng nguồn nguyên liệu là mỡ các loại động vật ít có giá trị về mặt kinh tế để sản xuất Biodiesel

Hiện nay việc tranh cãi về cân bằng giữa an ninh lương thực và an ninh năng lượng đã dẫn đến việc sử dụng các nguồn dầu thực vật không dùng trong thực phẩm

cũng như cácnguồn dầu mỡ phế thải làm nguyên liệu để sản xuất Biodiesel

1.4 Các phương pháp sản xuất Biodiesel

Để điều chế Biodiesel người ta thường dùng dầu mỡ thực động vật Đối với dầu thực vật, cần áp dụng phương pháp xử lý dầu để tính chất của nó gần giống với nhiên liệu Diesel Sự khác nhau cơ bản của dầu thực vật so với nhiên liệu Diesel chính là độ nhớt Ảnh hưởng của dộ nhớt cao làm cho hệ thống cấp nhiên liệu của động cơ hoạt động không bình thường, nên chất lượng của quá trình phun và cháy kém hơn Do chất lượng của quá trình phun và cháy kém nên các chỉ tiêu của động

cơ Diesel sẽ giảm đi khi sử dụng dầu thực vật Vì lý do trên, trong số các giải pháp

xử lý dầu thực vật để tính chất của nó gần với nhiê liệu Diesel thì các phương pháp làm giảm độ nhớt được quan tâm trước tiên

1.4.1 Các phương pháp cơ bản

Phương pháp craking

Quá trình cracking nguyên liệu sản xuất Biodiesel gần giống với quá trình cracking dầu mỏ Nguyên tắc cơ bản của quá trình là cắt ngắn mạch hydrocacbon bằng tác dụng của nhiệt và chất xúc tác thích hợp Sản phẩm của quá trình cracking thông thường bao gồm: khí, xăng, nhiên liệu Diesel oil và một số sản phẩm phụ khác Phương pháp này có nhược điểm là tốn năng lượng, khó thực hiện ở qui mô nhỏ và sản phẩm gồm nhiều loại nhiên liệu

Phương pháp nhũ tương hóa

Với các thiết bị tạo nhũ có thể tạo ra hệ thống nhũ tương (nguyên liệu – rượu) trong đó các hạt rượu có kích thước hạt khoảng 150μm được phân bố đều trong nhũ tương

Nhược điểm: khó khăn trong việc tạo nhũ và duy trì nhũ, lọc nhiên liệu, mặt khác do rượu hay bay hơi (nhiệt độ hóa hơi của rượu thấp) nên làm cản trở hoạt động bình thường của hệ thống nhiên liệu của động cơ

Phương pháp chuyển ester hóa

Là phương pháp không phức tạp, có thể thực hiện với qui mô nhỏ với điều kiện cần có các hiểu biết cơ bản về phản ứng ester hóa Cho nguyên liệu dầu thực vật hoặc mỡ động vật phản ứng chuyển ester với methanol hoặc ethanol ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thích hợp Khi đó sản phẩn tạo thành là ester có phân tử lượng thấp và độ nhớt thấp hơn so với nguyên liệu ban đầu

Trong phương pháp trên, phản ứng chuyển ester hóa là lựa chọn tối ưu cho quá trình phản ứng tương đối đơn giản và tạo ra sản phẩm ester hóa có tính chất hóa

lý gần giống nhiên liệu Diesel Hơn nữa các ester có thể được đốt cháy trực tiếp trong buồng đốt của động cơ và khả năng hình thành cặn thấp [24]