Sản xuất cồn sinh học và ứng dụng trong xăng sinh học

SX cồn sinh học & ứng dụng trong xăng SH

Hiên trạng sử dụng
Nguyên liệu sản xuất
Quy trình sản xuất

Ứng dụng trong xăng sinh học
Lợi ích cồn sinh học
Xăng sinh học
Xăng sinh học
Xăng sinh học
Xăng sinh học
Xăng sinh học
Xăng sinh học
Xăng sinh học
Xăng sinh học
Xăng sinh học
Xăng sinh học
Cồn sinh học là gì?
Cuộc sống phát triển

Môi trường gánh chịu
Cồn sinh học ngày càng phát triển.
VÌ SAO???
Nguồn nhiên liệu cổ sinh cạn kiệt

Giảm phụ thuộc nhập khẩu xăng dầu
Cồn sinh học là gì???
CỒN SINH HỌC
KHÁI NIỆM

Bao gồm Bio-metanol, Bio-ethanol, Bio-butanol… Trong số các dạng cồn sinh học này, Bio-ethanol là loại nhiên liệu sinh học thông dụng nhất hiện nay trên thế giới vì có khả năng sản xuất ở quy mô công nghiệp.
 


 

Nguyên liệu sản xuất
Nông phẩm chứa dầu
Cây kĩ nghệ chứa dầu
Nguyên liệu từ gỗ và rác

phế phẩm nông nghiệp
(cellulose)
Phó sản thực vật
Lát mỏng của gỗ
Rơm, rạ
Vỏ trấu
Lõi ngô
Lá, quả cọ
Vỏ bào(gỗ)
Gỗ viên tròn
Phế thải
Nông phẩm chứa tinh bột
24 Jan 2008 R. Shanthini
Thực vật hoang dại
ETHANOL
Ethanol C2H5OH là một chất lỏng không màu, sôi ở 78,3oC và là một dung môi hữu cơ đa dụng, có thể sản xuất từ dầu khí thông qua phản ứng hydrat hóa ethylene (ethanol tổng hợp,không sử dụng vào mục đích năng lượng) hoặc từ nguyên liệu sinh học (ethanol sinh học, sử dụng chủ yếu vào mục đích năng lượng).
Ethanol sinh học có khả năng thay thế hoàn toàn  xăng sản xuất từ dầu mỏ hoặc có thể pha trộn  với xăng để tạo ra xăng sinh học. Xăng sinh học được ghi danh bằng ký tự “E” kèm theo một con số chỉ số phần trăm của ethanol sinh học được pha trộn trong xăng đó.
ETHANOL
Trên thị trường ta thường gặp các loại xăng sinh học  như E5, E20, E95... tức là xăng sinh học chứa 5%, 20%, 95% ethanol.
Công thức hóa học của nó là C2H5OH, hay CH3-CH2-OH, viết tóm tắt là C2H6O.
Ethanol được sản xuất từ nhiều nguyên liệu khác nhau như: mía, ngô, sắn, củ cải đường, các phó phẩm nông nghiệp…
Trích dịch từ tài liệu của Bộ Năng Lượng Mỹ
Sản xuất ethanol từ cây mía đường

Ethanol sinh học tạo từ đường đơn
Mía đường và củ cải đường dự trữ năng lượng dạng đường đơn, glucose (C6H12O6)
2
+ 2 CO2
nấm men
Ethanol
(Kị khí)
Mía đường
Mía được ép và đường hòa tan được tách ra
Bã mía
Sự lên men của đường tạo ra 5 - 12% ethanol
Men
(zymase)
Chưng cất tạo ra ethanol 80 – 95%
Dùng thay thế dầu
Tách nước tạo ra 100% ethanol
Trộn thêm vào dầu
CO2
wet solids
Acid photphoric và ure
ứng dụng trong sản xuất xăng sinh học
XĂNG SINH HỌC
Xăng sinh học là gì?
Xăng sinh học là hỗn hợp của xăng truyền thống và cồn sinh học (bio-ethanol), trong đó 95% là xăng A92 không chì và 5% cồn sinh học, được sử dụng làm nhiên liệu cho các loại động cơ đốt trong như xe gắn máy, ôtô. Xăng sinh học được ký hiệu là “Ex” (trong đó, x là % cồn sinh học nhiên liệu biến tính trong công thức pha trộn xăng sinh học).
Cồn pha trộn trong xăng sinh học bao gồm Bio-metanol, Bio-ethanol, Bio-butanol… Trong số các dạng xăng sinh học này, Bio-ethanol là loại nhiên liệu sinh học thông dụng nhất hiện nay trên thế giới.
XĂNG SINH HỌC
Vai trò
Do có trị số octan cao (RON = 109) nên khi pha ethanol vào xăng gốc giúp gia tăng trị số octan cho hỗn hợp nhiên liệu đồng thời nâng cao hiệu suất cháy, tỷ số nén cao hơn giúp tiết kiệm nhiên liệu, công suất và moment xoắn tốt hơn làm động cơ vận hành êm hơn và tăng tuổi thọ động cơ.

Đây là nguồn nguyên liệu tái tạo được và có khả năng phân hủy sinh học, nên việc sử dụng ethanol làm nhiên liệu sẽ giảm bớt sự lệ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt.











Giảm khí thải nhà kính
Bảo vệ môi trường
Bảng so sánh lượng CO2 thải ra giữa nhiên liệu tự nhiên và nhiên liệu ở Anh
Xăng sinh học sản xuất như thế nào?
SẢN XUẤT XĂNG SINH HỌC
Biến tính ethanol

Tại nhà máy, sản phẩm ethanol dùng làm nhiên liệu sẽ được pha trộn với một lượng nhỏ chất biến tính theo tỷ lệ 1- 5 % thể tích nhằm đánh dấu mục đích sử dụng. Ethanol sau khi đã pha chất biến tính được gọi là ethanol biến tính. Chất biến tính thường được sử dụng là xăng thương phẩm như RON 90, RON91, RON 92 hoặc phân đoạn naphtha.
SẢN XUẤT XĂNG SINH HỌC
Bồn chứa ethanol
Ethanol có lẫn nước khi pha vào xăng sẽ làm giảm chất lượng của nhiên liệu, vì vậy ethanol phải được chứa trong các bồn chuyên dùng nhằm hạn chế sự tiếp xúc với môi trường ẩm ướt. Các bồn này được làm kín gắn ống thông áp, có thể được lắp đặt thêm hệ thống ngưng tụ (condensor) để giảm lượng hao hụt do bay hơi.  
SẢN XUẤT XĂNG SINH HỌC
Pha trộn và phân phối gasohol
Quá trình pha trộn ethanol vào xăng được thực hiện theo hai cách: pha trộn theo mẻ trong bồn chứa và pha trộn trên tuyến ống. Đối với quá trình pha trộn trong bồn chứa, ethanol và xăng được trộn theo tỷ lệ phần trăm theo thể tích, ví dụ 10 % thể tích ethanol và 90% thể tích xăng, đồng thời một số phụ gia ổn định cũng được thêm vào. Khi pha trộn trong bồn chứa lớn, hỗn hợp được bơm tuần hoàn trong khoảng thời gian nhất định để tạo sự pha trộn đồng nhất.

SẢN XUẤT XĂNG SINH HỌC
Đối với quá trình pha trộn trên tuyến ống, ethanol và xăng được chứa trong hai bồn riêng biệt và đi theo hai đường ống khác nhau để qua thiết bị trộn. Tại thiết bị trộn, phụ gia ổn định cũng được thêm vào. Sản phẩm sau cùng được bơm ngay vào xe bồn để chở đi tiêu thụ tại các trạm bán lẻ xăng dầu.
Trên thế giới, phương pháp pha trộn trên tuyến ống rất phổ biến do có nhiều ưu điểm như: không phải đầu tư thêm bồn bể, đáp ứng nhanh với nhu cầu thị trường, giảm thời gian tồn trữ gasohol. Trong quá trình vận chuyển gasohol bằng xe bồn, ethanol và xăng tiếp tục được khuấy trộn một cách tự nhiên.
Sơ đồ pha trộn trên tuyến ống như sau:
SẢN XUẤT XĂNG SINH HỌC
Hiện trạng sử dụng xăng sinh học trên thế giới
Nhà máy năng lượng sạch
Nguyên liệu củ cải đường, 24 MW
Nhà máy năng lượng sinh học Thái Lan

(nhiên liệu chủ yếu từ đường)
Nhà máy sản xuất xăng sinh học ở Ấn Độ
Công suất 5MW (ethanol + diesel sinh học)
Khu vực sản xuất xăng sinh học
THỐNG KÊ
Chạy máy móc
Xe hơi sử dụng xăng sinh học
Phương tiện giao thông công cộng

Xăng sinh học ở Việt Nam như thế nào???
Tại Việt Nam năm 2007, Chính phủ đã phê duyệt "Đề án Phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015 tầm nhìn đến năm 2025", theo đó mục tiêu đề ra đến năm 2015, sản phẩm nhiên liệu sinh học sẽ đáp ứng được 1% nhu cầu xăng dầu cả nước và đến 2025 sẽ đáp ứng 5% nhu cầu.
Việc sản xuất ethanol sinh học cũng đã được tiến hành bắt đầu bằng việc Petrosetco (thuộc Petro Vietnam) ký kết thỏa thuận hợp tác thành lập liên doanh xây dựng nhà máy sản xuất ethanol từ sắn (củ mì) với tập đoàn Itochu (Nhật Bản) vào ngày 9-3-2007.
SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC Ở VIỆT NAM
Nghiên cứu quy trình sản xuất
Nghiên cứu nguyên liệu mới có thể chế biến thành xăng sinh học
Tháng 9/2008 Việt Nam bắt đầu bán xăng sinh học
MỘT SỐ VẤN ĐỀ KHI SỬ DỤNG XĂNG SINH HỌC
Bất lợi của ethanol là hút ẩm nên xăng ethanol có chứa nhiều nước, làm máy khó “đề”, làm rỉ sét kim loại, hư mòn chất nhựa, nên đòi hỏi phải thay đổi vật liệu làm động cơ, phải bảo trì xe thường xuyên. Bồn chứa ethanol cũng phải làm từ kim loại đặc biệt, việc chuyên chở cũng khó khăn hơn xăng thường (dùng bồn đặc chủng) nên cuối cùng tổn phí cao hơn.
Giải pháp:
Ngày nay mọi hiệu xe hơi đều có thể chạy xăng ethanol E10 (xăng thường pha 10% ethanol), tuy nhiên để bảo đảm máy móc, khuyến cáo nên dùng xăng ethanol E5 (xăng pha 5% ethanol).
Một vài loại động cơ xe hơi cải biến sử dụng xăng ethanol E85 như ở Brazil. Xăng pha với ethanol thải ít khí nhà kính hơn xăng thường.
Nhóm thực hiện:
VÕ THỊ TRÀ MY
PHAN THỊ MINH
NGUYỄN THỊ MINH SƯƠNG