Nghiên cứu tổng quan khả năng sản xuất và sử dụng ethanol làm nhiên liệu cho động cơ

http://www.doko.vn/luan-van/nghien-cuu-tong-quan-kha-nang-san-xuat-va-su-dung-ethanol-lam-nhien-lieu-cho-dong-co-289230
==========

MỤC LỤC.

MỤC LỤC. 1

LỜI MỞ ĐẦU. 5

Chương I: NHỮNG HIỂU BIẾT CƠ BẢN VỀ NHIÊN LIỆU ETHANOL (XĂNG PHA CỒN, GASOHOL). 6

I. Vài nét về lịch sử sử dụng nhiên liệu ethanol. 6

II. Lợi ích và hạn chế khi sử dụng nhiên liệu Ethanol. 7

II.1. Lợi ích. 7

II.1.1. Lợi ích về kinh tế. 7

II.1.2. Lợi ích về môi trường. 7

II.2. Hạn chế khi sử dụng nhiên liệu ethanol. 8

III. Tình hình sản xuất và sử dụng nhiên liệu ethanol hiện nay trên thế giới. 8

IV. Một số thông tin về giá cả ethanol nhiên liệu. 9

V. Tình hình sản xuất và khả năng sử dụng ethanol nhiên liệu ở nước ta. 10

Chương II: CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT ETHANOL NHIÊN LIỆU. 13

I. Sản xuất ethanol từ nguyên liệu chứa tinh bột (sắn, ngô). 13

I.1. Tổng quan về nguyên liệu. 13

I.1.1. Thành phần quan trọng và chủ yếu đối với nguyên liệu chứa tinh bột để sản xuất ethanol. 13

I.1.2. Nguyên liệu chứa tinh bột để sản xuất ethanol. 14

I.1.2.1. Sắn. 14

I.1.2.2.  Ngô. 15

I.2. Các công đoạn chính trong quá trình sản xuất ethanol từ tinh bột. 16

I.3. Thuyết minh các công đoạn sản xuất ethanol từ tinh bột. 18

I.3.1. Làm sạch. 18

I.3.2. Nghiền nguyên liệu. 18

I.3.3. Nấu nguyên liệu. 18

I.3.4. Đường hoá. 19

I.3.5. Lên men. 21

I.3.6. Chưng cất và tinh chế rượu. 26

II. Sản xuất ethanol từ rỉ đường. 30

II.1. Tổng quan về nguyên liệu. 30

II.1.1. Giới thiệu nguyên liệu. 30

II.1.2. Bảo quản nguyên liệu. 31

II.2. Các công đoạn chính của việc sản xuất ethanol từ rỉ đường. 32

II.2.1. Chuẩn bị dịch lên men. 34

II.2.1.1. Pha loãng. 34

II.2.1.2. Acide hóa. 34

II.2.1.3. Bổ sung chất sát trùng. 35

II.2.1.4. Bổ sung chất dinh dưỡng. 35

II.2.2. Lên men. 35

II.2.3. Chưng cất và tinh chế. 36

III. Sản xuất ethanol từ nguyên liệu chứa cellulose (rơm rạ, mùn cưa…). 37

III.1. Tổng quan về nguyên liệu và phương pháp sản xuất. 37

III.1.1. Tổng quan về nguyên liệu. 37

III.1.2. Tổng quan về phương pháp sản xuất. 39

III.2. Chuẩn bị nguyên liệu. 40

III.2.1. Mục đích. 40

III.2.2. Sơ đồ khối. 41

III.2.3. Thuyết minh sơ đồ. 41

III.3. Tiền xử lí. 41

III.3.1. Mục đích. 41

III.3.2. Sơ đồ khối. 42

III.3.3. Thuyết minh sơ đồ. 42

III.4. Đường hoá và lên men. 44

III.4.1. Mục đích. 44

III.4.2. Sơ đồ công nghệ quá trình đường hóa và lên men. 44

III.4.3. Thuyết minh sơ đồ công nghệ quá trình đường hóa và lên men. 45

III.5. Tinh chế sản phẩm. 49

III.5.1. Mục đích. 49

III.5.2. Sơ đồ. 50

III.5.3. Thuyết minh sơ đồ. 51

III.6. Xử lý nước thải. 55

III.6.1. Mục đích. 55

III.6.2. Sơ đồ. 55

III.6.3. Thuyết minh sơ đồ. 56

IV. Các phương pháp thu nhận cồn khan. 56

IV.1. Mục đích. 56

IV.2. Công nghệ tách nước tạo cồn khan. 57

IV.2.1. Chưng cất chân không. 57

IV.2.2. Dùng Na₂SO₄, CaSO₄, CaCO₃, CuSO₄ khan để hấp phụ nước. 58

IV.2.3. Bốc hơi thẩm thấu qua màng lọc. 58

IV.2.4. Chưng cất đẳng phí. 59

IV.2.5. Hấp phụ rây phân tử. 61

IV.2.5.1. Sơ đồ công nghệ. 61

IV.2.5.2. Thuyết minh sơ đồ. 62

IV.2.5.3. Tình hình làm khan cồn ở Việt Nam bằng Zeolit: 63

IV.3. Nhận xét. 64

IV. Đánh giá các phương pháp sản xuất ethanol. 64

Chương III: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG PHỐI TRỘN ETHANOL VÀO CONDENSATE CỦA VIỆT NAM. 67

I. Tổng quan về Xăng. 67

I.1. Các tính chất của xăng. 69

I.1.1. Các chỉ tiêu về tính chất vật lý. 69

I.1.1.1. Khối lượng riêng. 69

I.1.1.2. Áp suất hơi bão hòa. 69

I.1.1.3. Thành phần cất. 70

I.1.2. Các chỉ tiêu về tính chất sử dụng. 71

I.1.2.1. Trị số octane. 71

I.1.2.2. Nhiệt độ chớp cháy. 74

I.1.2.3. Tính ổn định hóa học. 74

I.1.2.4. Các chỉ tiêu khác. 74

I.2. Lợi ích và tác hại của xăng. 75

I.2.1. Lợi ích. 75

I.2.2. Tác hại. 75

I.2.2.1. Đối với sức khỏe con người. 76

I.2.2.2. Đối với môi trường. 77

I.3. Các biện pháp kỹ thuật làm giảm mức độ gây ô nhiễm của động cơ xăng. 80

I.3.1. Cải thiện động cơ và tối ưu quá trình cháy. 80

I.3.2. Xử lí khí xả bằng bộ xúc tác. 80

I.3.3. Cải thiện nhiên liệu bằng cách sử dụng nhiên liệu sạch hay dùng nhiên liệu thay thế. 81

II. Nghiên cứu khả năng phối trộn ethanol vào condensate Việt Nam. 85

II.1. Giới thiệu chung về condensate Việt Nam. 85

II.1.1. Condensate. 85

II.1.2. Thành phần và đặc tính của condensate Việt Nam. 85

II.1.3. Tình hình khai thác và trữ lượng condensate Việt Nam. 85

II.1.4. Tình hình sử dụng condensate tại Việt Nam hiện nay. 86

II.2. Thuận lợi và khó khăn của việc pha ethanol vào condensate. 87

II.2.1. Thuận lợi. 87

II.2.1. Khó khăn. 87

II.3. Khảo sát ảnh hưởng của ethanol lên các tính chất sử dụng của nhiện liệu khi phối trộn vào condensate . 88

II.3.1. Ảnh hưởng của ethanol đến trị số octane của xăng. 88

II.3.2. Ảnh hưởng của ethanol đến áp suất hơi bão hòa của xăng. 88

II.3.4. Ảnh hưởng của ethanol đến sự tách lớp của Gasohol. 96

II.3.5. Ảnh hưởng đến sự phát thải của các chất gây ô nhiễm. 96

II.4. Xây dựng quy trình pha trộn Gasohol. 98

II.4.1. Nguyên tắc pha trộn. 98

II.4.2. Sơ đồ pha trộn. 98

III. Tính toán phối trộn. 99

III.1. Mục đích. 99

III.2. Nguyên tắc phối trộn. 99

III.2.1. Tính chỉ số octane (RON). 99

III.2.2. Tỷ trọng (d¹⁵₄). 100

III.2.3. Tính % khối lượng lưu huỳnh (%S). 100

III.2.4. Tính hàm lượng Aromatic (%Ar). 100

III.2.5. Tính áp suất hơi bão hòa (TVV). 101

III.3. Các tính chất về nguồn phối trộn. 102

III.3.1. Condensate. 102

III.3.2. Ethanol 99,5% khối lượng. 102

III.3.3. Reformate. 102

III.3.4. Xăng FCC. 103

III.3.5. Butane. 103

III.4. Tiến hành phối trộn. 104

III.4.1. Condensate và ethanol. 104

III.4.2. Condensate, ethanol và reformate. 105

III.4.3. Condensate, ethanol và xăng FCC. 106

III.4.4. Condensate, ethanol, xăng FCC, reformate và butane. 106

KẾT LUẬN.

LỜI MỞ ĐẦU.

Đã từ rất lâu, dầu mỏ luôn giữ một vai trò quan trọng trong chiến lược phát triển kinh tế của mỗi quốc gia. Hơn 90% lượng dầu mỏ khai thác được phục vụ cho nhu cầu năng lượng như xăng nhiên liệu, nhiên liệu phản lực, diesel, nhiên liệu đốt lò… Có thể nói dầu mỏ là nền tảng của sự tăng trưởng và phát triển kinh tế của bất kì một quốc gia nào.

Trong những năm gần đây, với sự leo thang của giá xăng dầu gây nhiều tác động tiêu cực đến nền kinh tế thế giới. Vì vậy việc tìm kiếm những nguồn năng lượng sạch, có khả năng tái tạo để thay thế một phần xăng dầu trở thành một vấn đề cấp thiết và được nhiều quốc gia quan tâm. Một trong những hướng đi hiệu quả là sử dụng ethanol để pha vào xăng vừa làm tăng chỉ số octane, vừa làm giảm ô nhiễm môi trường nên xăng pha cồn ngày càng trở nên phổ biến trên toàn thế giới.

 Hơn nữa, nước ta là một nước nông nghiệp có nguồn nguyên liệu để sản xuất ethanol là rất phong phú. Việt Nam sở hữu hai đồng bằng rộng lớn là đồng bằng Sông Hồng và đồng bằng Sông Cửu Long. Đây là vùng nguyên liệu lí tưởng, là tiền đề cho sự ra đời của nhà máy sản xuất ethanol từ cellulose (rơm rạ).

Với những lí do như trên, đề tài “nghiên cứu tổng quan khả năng sản xuất và sử dụng ethanol làm nhiên liệu cho động cơ” là một bước đi ban đầu cho việc sản xuất ethanol nhiên liệu phục vụ cho nhu cầu năng lượng ngày càng gia tăng ở nước ta.

 110