KHẢ NĂNG SỬ DỤNG BUTANOL LÀM NHIÊN LIỆU SINH HỌC

Vấn đề ô nhiễm môi trường do hàm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính ngày càng tăng; • Xu đột chính trị xảy ra ở nhiều quốc gia mà nguyên nhân sâu xa là do nguồn dầu thô. Yêu cầu cấp thiết về nguồn nhiên liệu thay thế.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
KHẢ NĂNG SỬ DỤNG BUTANOL LÀM NHIÊN LIỆU SINH HỌCKHẢ NĂNG SỬ DỤNG BUTANOL LÀM NHIÊN LIỆU SINH HỌC GVHD: TS. Nguyễn Hữu Lương HV: Võ Đức Minh Minh Company Logo Nội dung 1 Giới thiệu 2 Tính chất biobutanol 3 Bioethanol vs biobutanol 4 Tình hình nghiên cứu sản xuất và ứng dụng 5 Kết luận2 Company Logo 1. Giới thiệu3 Company Logo Đặt vấn đề• Nguy cơ cạn kiệt nguồn dầu mỏ trong những thập niên sắp tới và nhu cầu dầu mỏ không ngừng tăng  giá dầu thô tăng;4 Company Logo Đặt vấn đề• Vấn đề ô nhiễm môi trường do hàm lượng khí thải gây hiệu ứng nhà kính ngày càng tăng;• Xu đột chính trị xảy ra ở nhiều quốc gia mà nguyên nhân sâu xa là do nguồn dầu thô. Yêu cầu cấp thiết về nguồn nhiên liệu thay thế.5 Company Logo Biofuels• Biogas• Bioethanol• Biodiesel• Biobutanol…6 Company Logo2. Tính chất biobutanol7 Company Logo Butanol• Thuộc nhóm của rượu đơn chất có 4 nguyên tử carbon với công thức C4H9OH.• Các đồng phân: n-butanol, iso-butanol, sec-butanol và tert-butanol.8 Company Logo n-butanol• Là chất lỏng trong suốt, không màu, có thể cháy được và có mùi chuối.• Thị trường toàn cầu: 3 triệu tấn/năm (giá trị thị trường trên 4 tỷ $).• Ứng dụng:  Dung môi dùng trong sơn, lớp phủ, véc ni (lớp sơn ngoài);  Chất hóa dẻo – để cải thiện tính chất vật lý của nhựa;  Là chất trung gian, nguyên liệu cho các ngành hóa học và plastic khác;  Dùng trong ngành dệt – chất trương nở cho sơ sợi;  Mỹ phẩm, ngành dược phẩm – thuốc kháng sinh, hormone, vitamins;  Phụ gia pha xăng và dầu phanh (thành phần tổng hợp).9 Company Logo Iso-butanol• Là chất lỏng không màu với mùi mốc ngọt (sweet musty odor). Hòa tan vô hạn với tất cả các dung môi hữu cơ (miscible), tan rất ít trong nước.• Giá trị thị trường hiện tại khoảng 560 triệu $/năm.• Ứng dụng:  Dung môi trong công nghiệp (lớp phủ bề mặt, chất kết dính, chất trích ly);  Hóa chất trung gian cho ngành hóa dầu;  Chất phân tán;  Phụ gia.10 Company Logo Sec-butanol• Chất lỏng không màu, có thể bắt cháy, ít tan trong nước và tan hoàn toàn với dung môi hữu cơ phân cực.• Ứng dụng:  Dùng làm dung môi;  Chủ yếu được chuyển hóa thành butanone (MEK” - methyl ethyl ketone);  Ester của sec-butanol có mùi dễ chịu và được dùng với lượng nhỏ trong sản xuất nước hoa hoặc làm chất tạo mùi nhân tạo.11 Company Logo Tert-butanol• Chất lỏng trong suốt, có mùi long não (camphor- like). Tan tốt trong tốt và tan vô hạn trong ethanol và diethyl ether.• Đóng rắn ở nhiệt độ phòng (điểm chảy khoảng 25 °C)• Ứng dụng  Dung môi;  Chất biến tính ethanol,  Thành phần trong chất tẩy sơn;  Phụ gia xăng (tăng chỉ số octane);  Chất trung gian trong tổng hợp các hợp chất như MTBE, ETBE, TBHP, chất mùi khác…12 Company Logo Bio-butanol• n-butanol là sản phẩm chính thu được từ quá trình lên men ABE (known technology, hiệu suất thấp khoảng 15 g/L);• Iso-butanol: được sản xuất từ quá trình lên men cồn (lượng nhỏ). Một vài tế bào của vi khuẩn chuyển gen (genetically microbial cell) có thể tạo isobutanol với hiệu suất cao hơn 60 g/L;• Sec-butanol:không thể được sản xuất trực tiếp từ quá trình lên men, nhưng có thể thu 2,3- butanediol từ lên men, sau đó tách nước để tạo ra MEK. Hydro hóa MEK để có 2-butanol;• Tert-butanol: không thể sản xuất được từ bất kỳ quá trình sinh hóa nào đã được biết đến. 13 Company Logo Tính chất các đồng phân butanol Tính chất n- Iso- sec- tert- butanol butanol butanol butanolKhối lượng 0,81 0,802 0,806 0,781riêng ở 20oC(g/cm3)Nhiệt độ sôi 118 108 99 82(oC)Khả năng tan 7,7 8 12,5 Miscibletrong nước(g/100mL)Điểm chớp 35 28 24 11cháy (oC)MON 78 94 - 89Nguồn: C. Machaco et al. 14 Company Logo Tính chất biobutanolNguồn: SK energy15 Company Logo Tính chất biobutanol Nguồn BP16 Company Logo Ưu điểm nổi bật• Tính chất của biobutanol gần với tính chất của xăng:  Nhiệt trị;  RVP.• Hòa tan tốt trong xăng;• Khả năng hòa tan ẩm thấp.17 Company Logo3. Biobutanol vs bioethanol18 Company Logo RON19 Company Logo TBP20 Company Logo ...