Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sản xuất Biodiesel Ethyl Ester chất lượng nhiên liệu: 1. Tối ưu hóa quy trình Ethanolysis dầu chiên thải ở quy mô phòng thí nghiệm, 2. Sản xuất quy mô pilot với các điều kiện phản ứng tối ưu
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, để sản xuất biodiesel chất lượng nhiên liệu, tối ưu hóa phản ứng ethanolysis xúc tác kiềm đồng nhất của dầu chiên thải đã được thực hiện. Ở giai đoạn đầu của nghiên cứu, các thí nghiệm quy mô phòng thí nghiệm đã được tiến hành để xác định loại xúc tác kiềm phù hợp. Các phản ứng ethanolysis ban đầu được tiến hành với các xúc tác hydroxide (KOH và NaOH), nhưng không thể thu được sự tách pha glycerol. Do đó, các xúc tác alkoxide (CH3OK và CH3ONa) đã được sử dụng và sự tách pha glycerol đã được thu nhận với các điều kiện phản ứng với tỷ lệ mol ethanol:nguyên liệu 6:1, 1,40 wt% CH3ONa, 75 °C và 4 giờ. Năng suất sản phẩm, độ nhớt và mật độ lần lượt là 91,24%, 4,89 mm2s−1 và 880,8 kgm−3. Ở giai đoạn thứ hai, để tăng năng suất, các thí nghiệm tối ưu hóa đã được thực hiện và năng suất đã tăng lên 99,08% trong khi độ nhớt và mật độ gần như không thay đổi với các điều kiện phản ứng tỷ lệ mol ethanol:nguyên liệu 8:1, 1,40 wt% CH3ONa, 45 °C và 2 giờ. Ở giai đoạn thứ ba và cuối cùng, sản xuất este ethyl quy mô pilot đã được thực hiện với các điều kiện phản ứng tối ưu. Trong quy trình ethanolysis quy mô pilot, năng suất giảm xuống còn 91,0% do hiện tượng xà phòng hóa và nhũ hóa, nhưng nhiên liệu biodiesel este ethyl được sản xuất đáp ứng tiêu chuẩn Nhiên liệu Biodiesel Châu Âu (EN 14214:2013).
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
Sharma, Y.C., Singh, B., Agrawal, S.: A low-cost synthesis of biodiesel at room temperature and purification of by-product glycerol for reuse. Biomass Conv. Bioref. 2, 63–71 (2012)
Sharma, Y.C., Agrawal, S., Singh, B., Frometa, A.E.N.: Synthesis of economically viable biodiesel from waste frying oils (WFO). Can. J. Chem. Eng. 90, 483–488 (2012)
Alptekin, E., Canakci, M., Sanli, H.: Biodiesel production from vegetable oil and waste animal fats in a pilot plant. Waste. Manag. 34, 2146–2154 (2014)
Agrawal, S., Singh, B., Frometa, A.E.N., Sharma, Y.C.: Commercial and whitewashing grade limestone as a heterogeneous catalyst for synthesis of fatty acid methyl esters from used frying oil (UFO). Biomass Conv. Bioref. 2, 297–304 (2012)
Sundus, F., Fazel, M.A., Masjuki, H.H.: Tribology with biodiesel: a study on enhancing biodiesel stability and its fuel properties. Renew. Sustain. Energy Rev. 70, 399–412 (2017)
Chen, W., Wang, Y., Ding, M., Shi, S., Yang, Z.: Crystallization behaviors and rheological properties of biodiesel derived from methanol and ethanol. Fuel 207, 503–509 (2017)
Verma, P., Sharma, M.P., Dwivedi, G.: Impact of alcohol on biodiesel production and properties. Renew. Sustain. Energy Rev. 56, 319–333 (2016)
Sanli, H., Canakci, M., Alptekin, E., Turkcan, A., Ozsezen, A.N.: Effects of waste frying oil based methyl and ethyl ester biodiesel fuels on the performance, combustion and emission characteristics of a DI diesel engine. Fuel 159, 179–187 (2015)
Cernoch, M., Skopal, F., Hajek, M.: Separation of reaction mixture after ethanolysis of rapeseed oil. Eur. J. Lipid Sci. Technol. 111, 663–668 (2009)
Ragit, S.S., Mohapatra, S.K., Kundu, K., Karmakan, R.: Methanolysis and ethanolysis of raw hemp oil: biodiesel production and fuel characterization. Int. J. Eng. Res. Technol. 2, 1–10 (2013)
Zhou, W., Konar, S.K., Boocock, D.G.V.: Ethyl esters from the single-phase base-catalyzed ethanolysis of vegetable oils. J. Am. Oil Chem. Soc. 80, 367–371 (2003)
Encinar, J.M., Gonzalez, J.F., Rodriguez, J.J., Tejedor, A.: Biodiesel fuels from vegetable oils: transesterification of Cynara Cardunculus L. oils with ethanol. Energy Fuels 16, 443–450 (2002)
Issariyakul, T., Kulkarni, M.G., Meher, L.C., Dalai, A.K., Bakshi, N.N.: Biodiesel production from mixtures of canola oil and used cooking oil. Chem. Eng. J. 140, 77–85 (2008)
Bouaid, A., Martinez, M., Aracil, J.A.: Comparative study of the production of ethyl esters from vegetable oils as a biodiesel fuel optimization by factorial design. Chem. Eng. J. 134, 93–99 (2007)
Nikhom, R., Tongurai, C.: Production development of ethyl ester biodiesel from palm oil using a continuous deglycerolisation process. Fuel 117, 926–931 (2014)
Hincapie, G.M., Valange, S., Barrault, J., Moreno, J.A., Lopez, D.P.: Effect of microwave-assisted system on transesterification of castor oil with ethanol. Univ. Sci. 19, 193–200 (2014)
Nasaruddin, R.R., Alam, M.Z., Jami, M.S., Salihu, A.: Statistical optimization of ethanol-based biodiesel production from sludge palm oil using locally produced candida cylindracea lipase. Waste Biomass Valor. 7, 87–95 (2016)
Cernoch, M., Hajek, M., Skopal, F.: Study of effects of some reaction conditions on ethanolysis of rapeseed oil with dispergation. Bioresour. Technol. 101, 1213–1219 (2010)
Firdaus, M., Yusoff, M., Xu, X., Guo, Z.: Comparison of fatty acid methyl and ethyl esters as biodiesel base stock: a review on processing and production requirements. J. Am. Oil Chem. Soc. 91, 525–531 (2014)
Narvaez, P.C., Noriega, M.A., Cadavid, J.G.: Kinetics of palm oil ethanolysis. Energy. 83, 337–342 (2015)
Mendow, G., Veizaga, N.S., Querini, C.A.: Ethyl ester production by homogeneous alkaline transesterification: influence of the catalyst. Bioresour. Technol. 102, 6385–6391 (2011)
Issariyakul, T., Kulkarni, M.G., Dalai, A.K., Bakhshi, N.N.: Production of biodiesel from waste fryer grease using mixed methanol/ethanol system. Fuel Process. Technol. 88, 429–436 (2007)
Musa, I.A.: The effects of alcohol to oil molar ratios and the type of alcohol on biodiesel production using transesterification process. Egypt. J. Pet. 25, 21–31 (2016)
Shahla, S., Ngoh, G.C., Yusoff, R.: The evaluation of various kinetic models for base-catalyzed ethanolysis of palm oil. Bioresour. Technol. 104, 1–5 (2012)
Noipin, K., Kumar, S.: Optimization of ethyl ester production from palm oil. Petrol Coal 56, 249–258 (2014)
Zhou, W., Boocock, D.G.B.: Phase distributions of alcohol, glycerol, and catalyst in the transesterification of soybean oil. J. Am. Oil Chem. Soc. 83, 1047–1052 (2006)
Vicente, G., Martinez, M., Aracil, J.: Integrated biodiesel production: a comparison of different homogeneous catalyst systems. Bioresour. Technol. 92, 297–305 (2004)
Brunschwig, C., Moussavou, W., Blin, J.: Use of bioethanol for biodiesel production. Prog. Energy Combust. Sci. 38, 283–301 (2012)
Cernoch, M., Hajek, M., Skopal, F.: Ethanolysis of rapeseed oil-distribution of ethyl esters, glycerides and glycerol between ester and glycerol phases. Bioresour. Technol. 101, 2071–2075 (2010)
Bilgin, A., Gülüm, M., Koyuncuoglu, İ, Nac, E., Cakmak, A.: Determination of transesterification reaction parameters giving the lowest viscosity waste cooking oil biodiesel. Procedia-Soc. Behav. Sci. 195, 2492–2500 (2015)
Freedman, B., Pryde, E.H., Mounts, T.L.: Variables affecting the yields of fatty esters from transesterified vegetable oils. J. Am. Oil Chem. Soc. 61, 1638–1643 (1984)
Marjanovic, A.V., Stamenkovic, O.S., Todorovic, Z.B., Lazic, M.L., Veljkovic, V.B.: Kinetics of the base-catalyzed sunflower oil ethanolysis. Fuel 89, 665–671 (2010)
Silva, L.N., Cardoso, C.C., Pasa, V.M.D.: Synthesis and characterization of esters from different alcohols using macauba almond oil to substitute diesel oil and jet fuel. Fuel 166, 453–460 (2016)
Betiku, E., Adepoju, T.: Methanolysis optimization of sesame (sesamum indicum) oil to biodiesel and fuel quality characterization. Int. J. Energy Environ. Eng. 4, 1–8 (2013)
Rashid, U., Anwar, F., Arif, M.: Optimization of base catalytic methanolysis of sunflower (helianthus annuus) seed oil for biodiesel production by using response surface methodology. Indian Eng. Chem. Res. 48, 1719–1726 (2009)
Felizardo, P., Correia, M.J.N., Raposo, I., Mendes, J.F., Berkemeier, R., Bordado, J.M.: Production of biodiesel from waste frying oils. Waste Manag. 26, 487–494 (2006)
Nieseng, S., Somnuk, K., Prateepchaikul, G.: Optimization of base-catalyzed transesterification in biodiesel production from refined palm oil via circulation process through static mixer reactor. Adv. Mater. Res. 931, 1038–1042 (2014)
Meneghetti, S.M.P., Meneghetti, M.R., Wolf, C.R., Silva, E.C., Lima, G.E.S., Silva, L.L., Serra, T.M., Cauduro, F., Oliviera, L.G.: Biodiesel from castor oil: a comparison of ethanolysis versus methanolysis. Energy Fuels 20, 2262–2265 (2006)
Nitiema-Yefanova, S., Coniglio, L., Schneider, R., Nebie, R.H.C., Bonzi-Coulibaly, Y.L.: Ethyl biodiesel production from non-edible oils of Balanites aegyptiaca, Azadirachta indica and Jatropha curcas seeds – Laboratory scale development. Renew. Energy 96, 881–890 (2016)
Dejean, A., Quedraogo, I.W.K., Mouras, S., Valette, J., Blin, J.: Shea nut shell based catalysts for the production of ethanolic biodiesel. Energy Sustain. Dev. 40, 103–111 (2017)
Altamirano, C.A.A., Yokoyama, L., De Medeiros, J.L., Araujo, O.O.F.: Ethylic or methylic route to soybean biodiesel? Tracking environmental answers through life cycle assessment. Appl. Energy 184, 1246–1263 (2016)