Luận văn Nghiên cứu khả năng sử dụng dầu thải thực vật làm nhiên liệu biodiesel

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 thị 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 trị, 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 ti tạo được. Bên cạnh đó, nguồn nhin liệu thay thế ny cịn có ý nghĩa 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 nhin liệu mới ny. 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 nghĩa thực tế hơn.

pdf67 trang | Chia sẻ: ngatran | Lượt xem: 1689 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Nghiên cứu khả năng sử dụng dầu thải thực vật làm nhiên liệu biodiesel, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Trang1 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 thị 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 trị, 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 ti tạo được. Bên cạnh đó, nguồn nhin liệu thay thế ny cịn có ý nghĩa 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 nhin liệu mới ny. 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 nghĩa thực tế hơn. Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang2 CHƯƠNG I TỔNG QUAN Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang3 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 và một số loại turbine khí. Nhiên liệu diesel được sản xuất chủ yếu từ chưng cất trực tiếp dầu thô với nhiệt độ phân cắt từ 2200C – 2400C đến 3600C – 3800C bao gồm các hydrocarbon khác nhau từ C14 đến C20. 1.1.1.2. Nhu cầu sử dụng diesel Cùng với sự gia tăng dân số và phát triển công nghiệp, nông nghiệp thì nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu diesel cũng ngày càng tăng. Nhin liệu diesel chủ yếu được sử dụng cho các phương tiện dùng động cơ diesel như xe tải, xe bus, tuabin, tàu thủy, … Nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu diesel tại Việt Nam được trình by trong cc Bảng 1.1 v 1.2. Bảng 1.1. Nhu cầu tiêu thụ dầu diesel qua các giai đoạn [5]. Sản phẩm 199 1 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 Tiêu thụ (triệu tấn) 1.2 1.74 2.12 2.36 2.92 3.0 3.15 3.25 3.58 3.74 Mức tăng %/năm - 34.8 21.8 11.3 25.4 1.4 5.0 3.2 10.2 4.5 Bảng 1.2. Nhu cầu tiu thụ nhin liệu tại Việt Nam trong các năm qua [5]. Đơn vị đo 1995 2000 2005 Tổng nhu cầu nhin liệu Triệu tấn 4.2 5.5 7.5 Tỷ lệ nhin 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 Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang4 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 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 mịn (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 5000C. 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 bởi tỉ lệ nhiên liệu có thể được hoà trộn với oxy. Ở quá trình này thì áp suất lên chậm hơn và rồi giảm khi piston đi xuống. Khi nhiên liệu ngừng phun, sự cháy vẫn tiếp tục cho đến khi nhiên liệu cháy hết. 1.1.2.3. Các hợp chất trong khí thải từ động cơ Các hợp chất thải trong động cơ thường là khói thải, hydrocarbon, muội than, các hợp chất lưu huỳnh, các hợp chất Nitơ và CO2. 1.1.2.3.1. Khói thải của động cơ: thường được chia làm 3 loại với sự phân biệt màu khác nhau.  Khói trắng: được hình thành khi động cơ và không khí ở trạng thái nguội lạnh. Tại nhiệt độ thấp thời gian cháy trễ tăng và quá trình cháy không hoàn toàn. Kết quả trong hỗn hợp của nước và một phần nhiên liệu cháy được thải ra ngoài như khói trắng. Khi động cơ nóng dần lên thì khói trắng biến dần đi. Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang5  Khói đen: ta có thể thấy được, chính là của carbon và bồ hóng mà nó được hình thành khi quá trình cháy không hoàn toàn. Điều này chỉ xuất hiện khi không khí đưa vào không đủ.  Khói xanh: được hình thành khi dầu bôi trơn được đốt cháy trong buồng đốt và thường gây bào mòn động cơ. 1.1.2.3.2. Hydrocarbon: trong điều kiện vận hành trên, việc dư không khí sẽ tạo rất ít hydrocarbon. 1.1.2.3.3. Bồ hóng: tương tự như hydrocarbon, khói thải thì việc tạo thành bồ hóng là do quá trình cháy không hoàn toàn. Vì vậy để xử lí hiện tượng này người ta thường tăng thời gian cháy, tăng nhiệt độ cháy và sử dụng nhiên liệu ít hàm lượng lưu huỳnh. 1.1.2.3.4. Các hợp chất nitơ, lưu huỳnh, v CO2:  Các hợp chất lưu huỳnh được hình thành do quá trình đốt cháy lưu huỳnh trong 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.  CO2 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 qu trình đốt cháy nhiên liệu được trình by 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) NOX 20 CO 200 HC 2.5 Bồ hóng 2 – 5 Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang6 1.1.3. Chất lượng của nhiên liệu diesel Nhằm đáp ứng các yêu cầu về sử dụng trong động cơ cũng như các tiêu chuẩn về môi trường, nhiên liệu diesel phải thỏa mn một số chỉ tiu về chất lượng sản phẩm quy định. Tuỳ theo điều kiện của mỗi nước mà có các tiêu chuẩn khác nhau (xem cc Bảng 1.5 v 1.6). Bảng 1.4. Tiêu chuẩn nhiên liệu diesel ở Ấn Độ IS : 1460 – 1974 [5]. Chỉ tiêu Đơn vị Mức quy định Acid tổng, max mgKOH/g 0.5 Cặn Carbon (Ramsbotton), max %kl 0.2 Chỉ số cetan, min - 42 Điểm chảy, max 0C 6 Độ ăn mòn đồng 3h tại 1000C - 1A Điểm chớp cháy cốc kín, min 0C 38 Độ nhớt, 380C cSt 2 – 7.5 Lưu huỳnh tổng, max %kl 1 Hàm lượng nước, max %tt 0.05 Bảng 1.5. Tiêu chuẩn nhiên liệu diesel ở Việt Nam : TCVN 5689 : 1998.[5] Chỉ tiêu Phương pháp thử Đơn vị Mức quy định DO 0.5%S DO 1%S Chỉ số Cetan, min D.976 50 45 Hàm lượng lưu huỳnh, max D.129, D2622 %kl 0.5 1.0 Nhiệt độ cất 90%, max TCVN2698 – 95 %tt 370 370 Điểm chớp cháy cốc kín, min D.96/TCVN2693 – 95 0C 60 50 Độ nhớt động học 400C D.445 cSt (mm2/s) 1.8 – 5.0 1.8 – 5.0 Căn carbon 10%, max D.198/TCVN – %kl 0.3 0.3 Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang7 6324 Điểm đông đặc Phía bắc Phía nam D.94TCVN3753 – 95 0C +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 An mòn miếng đồng ở 3h/500C, max D.130/TCVN2694– 95 n-1 n-1 Nhựa thực tế TCVN3178 - 79 mg/100m l 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, v ép cơ học hoặc chiết để tách dầu ra. Sau đó, dầu 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 Địa Trung Hải cĩ nhiều dầu oliu. Các nước vùng nhiệt đới như các quốc gia Đông Nam Á, Châu Phi có nhiều dầu cọ, dầu dừa, … Bảng 1.6. Liệt kê một số loại dầu thực vật trên thế giới.[7] STT Tên Loài Khối lượng riêng D15/15 (g/cm3) Chỉ số xà phòng hoá Chỉ số Iốt 1 Bông (hạt) Gossypium hirsutum 0,920 - 0,926 189 - 199 100 - 200 2 Cải bẹ (hạt) Brasica Annuus 0,920 – 0,917 170 – 188 92 – 123 Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang8 3 Cám Oryza sativa 0,914 – 0.928 180 – 195 91 – 110 4 Cọ (cùi) Elaeis guineensis 0,915 196 – 206 51 – 58 5 Cọ (nhân) Elaeis guineensis 0,918 – 0,925 284 – 250 23 – 37 6 Cao su ( hạt) Hevea brasillensis 0,923 – 0,924 183 – 190 125 – 145 7 Dọc Garcinia tonkiness 0,912 – 0,913 176 64 – 86 8 Dừa Cocos nucifera 0,917 – 0,930 246 – 268 7,5 – 12 9 Đậu nành Glycinemax (G.soja) 0,922 – 0,928 188 – 195 120 – 140 10 Gai dầu Caunabis sativa 0,929 – 0,934 190 – 194 145 – 167 11 Hướng dương Heliauthus Annuus 0,923 – 0,926 186 – 194 120 – 135 12 Lạc Arachis hypogaca 0,194 – 0,926 187 – 207 83 – 105 13 Lai Aleurites moluccana 0,925 – 0,930 180 – 193 130 – 145 14 Ngô (phôi) Zea mys 0,921 – 0,928 187 – 193 115 – 125 15 Lanh Linum usitatissinum 0,930 – 0,938 188 – 195 170 – 204 16 Oliu Olea europea 0,914 – 0,918 185 – 196 79 – 88 17 Thầu dầu Ricinus communis 0,957 – 0,967 177 – 185 81 – 90 18 Trẩu Aleurites montana 0,925 – 0,943 185 – 197 145 – 176 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 định phụ thuộc vào các điều kiện khí hậu ở vùng trồng hạt dầu nhưng nhìn chung các tính chất cơ bản của dầu tương đối ổn định. 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 Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang9 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: CH2 – OCOR1 CH2 – OCOR2 CH2 – OCOR3 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 C6 đến C24 và thường không chứa nhóm định chức khác trên dây nhưng có thể mang một vài nối đôi C=C, dẫn đến sự khác biệt về bản chất của các loại dầu. Chỉ có một số ít trường hợp acid có thêm dây nhnh hoặc chứa nhóm – OH, vòng peroxide, hoặc vòng cyclopentane, … Acid béo có 2 loại: acid béo no và không no:  Acid béo no thường gặp là: acid caproic (C6), acid capilic (8), acid capric (C10), acid miistic (C14), acid paltimic (C6), acid stearic (C8).  Acid béo không no thường gặp là: acid oleic, acid linoleic, acid arachidomic,… Trong dầu thực vật, acid béo C18 thường chiếm nhiều nhất, trừ một vài trường hợp có tỉ lệ acid C12 lớn nhất như: dầu dừa, dầu cọ, … Chính các acid béo quyết định phần lớn đặc trưng hoá lý của dầu thực vật. Mạch acid béo càng dài, no thì nhiệt độ nóng chảy của dầu càng cao, áp suất hơi càng kém, do đó ít có mùi. Cùng một chiều dài mạch cacbon, acid béo có chứa nhiều nối đôi thì nhiệt độ nóng chảy càng thấp (xem Bảng 1.7). Phần lớn các acid béo có mạch dài cấu tạo nên triglyceride của dầu thực vật. Đó chính là nguyên nhân dẫn đến dầu thực vật không tan trong nước, ít tan trong rượu có mạch ngắn như methanol. Thành phần acid béo trong một số loại dầu thực vật được trình by 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 Tonc(oC ) Tỉ trọng Acid béo no Blau ric CH3(CH2)10COOH 44 - Panmitic CH3(CH2)12COOH 63 0,849 Stearic CH3(CH2)16COOH 70 0,847 Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang10 Acid béo không no Oleic CH3(CH)7CH=CH(CH2)7COOH 14 0,900 Linileic CH3(CH2)CH=CHCH2CH=(CH2)7COOH -9.5 0,903 Linolenic CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7COOH -11 0,914 Eleostearic CH3(CH2)5CHCH2CH=CH(CH2)7COOH - - Ricinoleic CH3(CH2)5CHCH2CH=CH(CH2)7COOH OH 5 0,954 Bảng 1.8. Thành phần acid béo trong một số loại dầu thực vật.[7] Thành phần acid béo (% khối lượng) 12:0 14:0 16:0 18:0 18:1 18:2 18:3 22:1 Dừa 44-51 13-18 7.5-10 1-3 5-8.2 1.0-2.6 - - Cám - 7-13 2.5-3 30-43 39-52 1 - Cotton - 0.8- 1.5 22-24 2.6-5 19 50-52 - - Lanh - 6 3.2-4 13-37 5-23 26-60 - Olive - 1.3 7-18 1.4-3.3 55-85 4-19 - - Cọ - 0.6- 2.4 32-46 4-6.3 37-53 6-12 - - Đậu phộng - 0.5 6-12.5 2.5-6 37-61 13-41 - - Cải - 1.5 1-4.7 1-3.5 13-18 9.5-22 1-10 40-64 Đậu nành - 2.3-11 2.4-6 22-31 49-53 2-10.5 - Hướng dương - 3.5-6.5 1.3-5.6 14-43 44-69 - - Ngoài ra, dầu thực vật còn chứa một lượng nhỏ các tạp chất như:  Photpholipit: những hợp chất này còn là Photphalit, chiếm tỉ lệ thấp hơn 3% như: lexitin, xephalin, …  Sáp: là ester của acid béo có dây Carbon dài thường từ 240C đến 260C với một rượu đơn chức hoặc đa chức. Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang11  Sterol: một số dầu thực vật chứa 100mg đến 150mg sterol trong 100g dầu thực vật.  Các chất màu như: carotenoit, clorophil,…chính các chất này tạo sắc tố màu cho dầu từ vàng đến đỏ.  Các chất oxy hoá có mục đích bảo vệ dầu như: tocopherol. 1.2.3. Ứng dụng của dầu thực vật: 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 trị 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 lĩnh 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 trị 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, Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang12 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: 1.2.4.1. Phản ứng xà phòng hoá Các triglyceride khi phản ứng với kiềm sẽ tạo thành muối xà phòng (muối của các acid béo) và glycerin. CH2 – OCOR1 CH2 – OH R1COONa CH2 – OCOR2 + 3NaOH D CH2 – OH + R2COONa CH2 – OCOR3 CH2 – OH R3COONa 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…) CH2 – OCOR1 CH2 – OH R1COOH CH2 – OCOR2 + 3H2O D CH2 – OH + R2COOH CH2 – OCOR3 CH2 – OH R3COOH 1.2.4.3. Phản ứng alcol phân Tương tự phản ứng thuỷ phân, tryglyceride khi tác dụng với alcol với sự có mặt của xúc tác thích hợp sẽ bị thuỷ phân tách thành glycerine và ester của các acid béo với ancol tham gia. CH2 – OCOR1 CH2 – OH RCOOR’ CH2 – OCOR2 + 3R’OH D CH2 – OH + RCOOR’ CH2 – OCOR3 CH2 – OH RCOOR’ 1.2.4.4. Phản ứng khử Xúc tác Xúc tác Sưu tầm bởi www.diendandaihoc.vn Trang13 Khi có mặt của xúc tác cromit đồng ở 200 – 4000C dưới áp suất 100 – 200 atm, tryglyceride bị khử thành rượu. Đây là phản ứng dùng để điều chế rượu béo từ dầu mỡ. RCOOR’ + H2 D CH2OH + R’OH 1.2.4.5. Phản ứng làm ôi dầu Trong quá trình tồn trữ, bảo quản dầu có thể bị biến đổi màu sắc, mùi vị. 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. 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 – 2800C, áp suất 6 – 10 atm, có mặt xúc tác Ni. Phản ứng này có ý nghĩa thực tế rất quan trọng trong việc chuyển dầu dạng lỏng sang dạng rắn. Trong những điều kiện thích hợp, dầu có acid béo không no có thể cộng hợp với halogen. Người ta ứng dụng một số phản ứng cọng hợp của halogen vào phân tích. 1.2.4.7. Phản ứng oxy hoá Phản ứng xảy ra tại các nối đôi của acid béo không no. Tuỳ theo bản chất của chất oxy hoá và điều kiện phản ứng mà tạo thành các sản phẩm oxy hoá khác nhau, như các peroxide, ceton, acid… 1.2.4.8. Phản ứng trùng hợp Ở điều kiện thích hợp, các nối đôi có thể tham gia phản ứng trùng hợp. Sản phẩm là các hợp chất là các hợp chất cao phân tử
Tài liệu liên quan