Nghiên Cứu Tổng Hợp Xúc Tác Sử Dụng Cho Quá Trình Sản Xuất Dầu Biodiesel Từ Mỡ Động Vật

• Tác giả: Phùng Minh Trí
• Người hướng dẫn: TS. Trần Tân Việt
• Trường học: Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa dầu
• Đề tài: Nghiên Cứu Xúc Tác Sản Xuất Dầu Biodiesel Từ Mỡ Động Vật
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. TỔNG QUAN TỔNG HỢP NHIÊN LIỆU SINH HỌC
• 1.1. Dầu sinh học - Biodiesel
• 1.2. Xúc tác cho phản ứng HDO
• 1.2.1. Phân loại xúc tác sử dụng cho phản ứng HDO
• 1.2.2. Cơ chế hoạt động của xúc tác từ các kim loại quý trong phản ứng HDO
• 1.2.3. Xúc tác lưỡng chức cho phản ứng HDO
• 1.3. Ảnh hưởng của Aluminosilicat vô định hình
• 1.3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ SiO2/Al2O3 trong thành phần chất mang
• 1.3.2. Ảnh hưởng của các kim loại hoạt động tâm trên chất mang: Co, Mo, Ni, Cu
• 1.4. Tổng quan nguyên liệu phản ứng HDO
• 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Tổng hợp chất mang SiO2-Al2O3 vô định hình bằng phương pháp kết tủa
• 2.2. Tâm kim loại lên chất mang SiO2-Al2O3
• 2.3. Phản ứng tổng hợp BHD
• 2.4. Quy trình tổng hợp xúc tác
• 2.4.1. Thiết bị và hóa chất sử dụng
• 2.4.2. Tổng hợp tro trâu - nguyên liệu tổng hợp xúc tác
• 2.4.3. Tổng hợp chất mang SiO2-Al2O3
• 2.4.4. Quy trình tổng hợp xúc tác Ni/SiO2-Al2O3
• 2.4.5. Quy trình tổng hợp xúc tác Mo/SiO2-Al2O3
• 2.4.6. Tổng hợp xúc tác NiMo/SiO2-Al2O3
• 2.4.7. Tổng hợp xúc tác NiMoCu/SiO2-Al2O3
• 2.5. Thực nghiệm tổng hợp BHD
• 2.6. Thiết bị phản ứng
• 2.7. Các phương pháp phân tích vật lý - hóa học
• 2.7.1. Phép đo nhiều Xã tia
• 2.7.2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 2.7.3. Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)
• 2.7.4. Phép đo diện tích bề mặt riêng BET
• 2.7.5. Phương pháp khôi phục plasma cảm ứng (ICP-MS)
• 2.7.6. Phương pháp đo chỉ số acid
• 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Kết quả nghiên cứu xúc tác
• 3.1.1. Phổ XRD của xúc tác
• 3.1.2. Kết quả ICP-MS của chất mang và xúc tác
• 3.1.3. Kết quả đo BET của mẫu chất mang và xúc tác
• 3.1.4. Kết quả đo SEM của mẫu xúc tác
• 3.1.5. Kết quả đo TEM của mẫu xúc tác
• 3.2. Kết quả thí nghiệm phản ứng tổng hợp BHD
• 3.2.1. Thử nghiệm phản ứng với mỡ cá trên xúc tác tổng hợp
• 3.2.2. Khảo sát hiệu quả phản ứng
• 3.3. Phân tích các kết quả khác
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

I. Tổng quan về nghiên cứu sản xuất dầu biodiesel từ mỡ động vật

Nghiên cứu sản xuất dầu biodiesel từ mỡ động vật đang trở thành một xu hướng quan trọng trong bối cảnh tìm kiếm nguồn năng lượng tái tạo. Biodiesel không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tận dụng các nguồn nguyên liệu sẵn có. Việc sử dụng mỡ động vật làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất biodiesel mang lại nhiều lợi ích kinh tế và môi trường. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc tổng hợp xúc tác và quy trình sản xuất dầu biodiesel từ mỡ động vật, nhằm nâng cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm.

1.1. Định nghĩa và lợi ích của dầu biodiesel

Dầu biodiesel là một loại nhiên liệu sinh học được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu như mỡ động vật và dầu thực vật. Lợi ích của biodiesel bao gồm giảm phát thải khí nhà kính, bảo vệ môi trường và tạo ra nguồn năng lượng bền vững.

1.2. Tình hình nghiên cứu biodiesel tại Việt Nam

Việt Nam có tiềm năng lớn trong việc sản xuất biodiesel từ mỡ động vật. Nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm, tuy nhiên vẫn còn nhiều thách thức cần giải quyết.

II. Thách thức trong sản xuất dầu biodiesel từ mỡ động vật

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc sản xuất dầu biodiesel từ mỡ động vật cũng gặp phải nhiều thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là tìm kiếm loại xúc tác phù hợp có hoạt tính cao nhưng giá thành thấp. Ngoài ra, chất lượng mỡ động vật cũng ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng của biodiesel. Việc xử lý mỡ động vật để loại bỏ tạp chất và cải thiện tính chất vật lý là rất cần thiết.

2.1. Vấn đề về chất lượng mỡ động vật

Chất lượng của mỡ động vật có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nguồn gốc, phương pháp chế biến và bảo quản. Điều này có thể dẫn đến sự biến đổi trong tính chất của biodiesel sản xuất ra.

2.2. Chi phí sản xuất và hiệu suất

Chi phí sản xuất biodiesel từ mỡ động vật thường cao hơn so với các nguồn nhiên liệu hóa thạch. Việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và lựa chọn xúc tác phù hợp là cần thiết để nâng cao hiệu suất và giảm chi phí.

III. Phương pháp tổng hợp xúc tác cho sản xuất dầu biodiesel

Phương pháp tổng hợp xúc tác là một yếu tố quan trọng trong quá trình sản xuất biodiesel từ mỡ động vật. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào việc tổng hợp các loại xúc tác như Ni/SiO2-Al2O3, Mo/SiO2-Al2O3 và NiMoCu/SiO2-Al2O3 từ nguyên liệu tro trâu. Các xúc tác này sẽ được khảo sát về hoạt tính và khả năng xúc tác trong phản ứng hydrodeoxygenation (HDO).

3.1. Tổng hợp xúc tác từ tro trâu

Tro trâu là một nguồn nguyên liệu tiềm năng để tổng hợp xúc tác cho quá trình sản xuất biodiesel. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng tro trâu có thể giảm chi phí và cải thiện hiệu suất của xúc tác.

3.2. Khảo sát hoạt tính của xúc tác

Hoạt tính của các loại xúc tác được tổng hợp sẽ được khảo sát thông qua các phản ứng HDO. Kết quả sẽ giúp đánh giá khả năng ứng dụng của các xúc tác này trong sản xuất biodiesel.

IV. Ứng dụng thực tiễn của dầu biodiesel từ mỡ động vật

Sản phẩm biodiesel từ mỡ động vật không chỉ có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho động cơ mà còn có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất hóa chất và thực phẩm. Việc sử dụng biodiesel giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tạo ra nguồn năng lượng bền vững.

4.1. Ứng dụng trong ngành giao thông

Dầu biodiesel có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho các phương tiện giao thông, giúp giảm phát thải khí nhà kính và ô nhiễm không khí.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất hóa chất

Ngoài việc sử dụng làm nhiên liệu, biodiesel còn có thể được ứng dụng trong sản xuất các hóa chất như glycerol và axit béo, tạo ra giá trị gia tăng cho sản phẩm.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu biodiesel

Nghiên cứu sản xuất biodiesel từ mỡ động vật đang mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành năng lượng tái tạo. Việc phát triển các phương pháp tổng hợp xúc tác hiệu quả và tối ưu hóa quy trình sản xuất sẽ giúp nâng cao chất lượng và giảm chi phí sản xuất. Tương lai của biodiesel hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho môi trường và nền kinh tế.

5.1. Tương lai của biodiesel tại Việt Nam

Việt Nam có tiềm năng lớn trong việc phát triển biodiesel từ mỡ động vật. Các chính sách hỗ trợ và nghiên cứu sẽ thúc đẩy sự phát triển của ngành này trong tương lai.

5.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc cải thiện hiệu suất của xúc tác và tối ưu hóa quy trình sản xuất để nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí.