NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ NHỰA PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂNNGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ NHỰA PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN

Thông tin tài liệu

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ NHỰA PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN

Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGUYỄN VĂN CHIẾN TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ NHỰA PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HÓA HỌC Người hướng dẫn Th. S NGUYỄN QUỐC HẢI BÀ RỊA – VŨNG TÀU, NĂM 2012 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu i TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA HÓA HỌC & CNTP CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phú ---o0o--- NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên học viên: Nguyễn Văn Chiến MSSV: 0852010013 Ngày, tháng, năm sinh: 10/05/1989 Nơi sinh : Nam Định Chuyên ngành: Công nghệ kĩ thuật hóa học Khoá (Năm trúng tuyển): 2008 I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu khả năng sản xuất dầu nhiên liệu từ nhựa phế thải bằng phương pháp nhiệt phân II. NHIỆM VỤ LUẬN ÁN - Tổng quan về nhựa và phương pháp nhiệt phân xử lý nhựa phế thải. - Định hướng nghiên cứu và tiến hành thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình nhiệt phân nhựa phế thải. - Kiểm tra tính chất của sản phẩm sau nhiệt phân, đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố và đưa ra kết quả. III. NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: 28/3/2012 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 25/6/2012 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th. S Nguyễn Quốc Hải Bà Rịa – Vũng tàu, Ngày tháng năm 2012 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Nguyên Văn Chiến TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu ii MỞ ĐẦU Cùng với bioethanol, biodiezen và dầu nhiên liệu từ nhựa phế thải là một nguồn nhiên liệu đang được nghiên cứu sử dụng trên thế giới. Nhiều quốc gia trên thế giới đang nghiên cứu sâu nhằm phát triển công nghệ mới để sản xuất dầu nhiên liệu từ nhựa phế thải. Bên cạnh đó các sản phẩm có nguồn gốc chất dẻo ngày càng chiếm lĩnh thị trường và có khả năng thay thế các sản phẩm bằng kim loại, thủy tinh và giấy. Do đặc tính nhẹ nên chi phí vận chuyển các sản phẩm nhựa bao giờ cũng rẻ hơn các sản phẩm khác. Sản phẩm nhựa thích hợp để chứa đựng các loại thực phẩm ướt cũng như khô. Cùng với sự phát triển các mặt hàng có nguồn gốc chất dẻo, nhựa phế thải, đặc biệt là bao ni lông ngày càng chiếm một tỷ trọng đáng kể trong thành phần của chất thải rắn sinh hoạt. Ngoài ra, với tốc độ phát triển cực kỳ nhanh của các ngành công nghiệp, nhất là công nghiệp hóa chất, việc sử dụng bao bì, thùng chứa bằng nhựa ngày càng được ưa chuộng bởi tính an toàn, tránh phản ứng ăn mòn xảy ra. Vì vậy, nếu toàn bộ nhựa phế thải sinh ra được thu hồi sẽ giúp giảm đi lượng đáng kể chất rắn cần xử lý. Hiện nay ở Việt Nam, rác thải có nguồn gốc chất dẻo ngày càng nhiều, gây ô nhiểm môi trường một cách trầm trọng. Chính vì vậy, nghiên cứu công nghệ có thể áp dụng vào quá trình nhiệt phân nhựa phế thải để sản xuất nhiên liệu là một vấn đề cấp bách đối với tình hình hiện nay. Việc nghiên cứu công nghệ nhiệt phân nhựa không những góp một phần vào việc giải quyết vấn đề nhiên liệu hiện nay và trong tương lai của Việt Nam mà bên cạnh đó công nghệ nhiệt phân bao ni lông góp phần vào việc nâng cao giá trị nguồn nguyên liệu dồi dào này chưa được khai thác đúng mức tại Việt Nam, góp phần đưa ra một loại nhiên liệu thay thế và góp phần làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài luận văn này, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa hóa học và CN Thực phẩm và quý anh quản lí phòng thí nghiệm Hoá Dầu đã tận tình giúp đỡ em về mọi mặt. Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Quốc Hải đã bỏ thời gian và công sức tận tình hướng dẫn, thảo luận cùng em. Chính những chỉ dẫn quý báu của các thầy đã giúp em từng bước giải quyết các vấn đề trong quá trình thực hiện đề tài, giúp em có thể hoàn thành luận văn này. Do kiến thức và kinh nghiệm có hạn đồng thời thời gian thực hiện còn hạn chế, nên luận văn này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy (cô) để luận văn này được hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Vũng Tàu, ngày 12 tháng 7 năm 2012 Sinh viên thực hiện Nguyễn Văn Chiến Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu iv MỤC LỤC Đề mục Trang MỞ ĐẦU ii LỜI CẢM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC BẢNG BIỂU .vi DANH MỤC HÌNH VẼ vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1 1.1 Chất dẻo – định nghĩa, phân loại và tính chất .1 1.1.1 Định nghĩa và sơ lược lịch sử phát triển của chất dẻo 1 1.1.2 Phân loại 2 1.1.3 Tính chất . 4 1.2 Hiện trạng quản lý và xử lý nhựa phế thải ở Việt Nam và thế giơi 6 1.2.1 Tình hình chung của thế giới 6 1.2.2 Tình hình Việt Nam 8 1.3 Một số hướng xử lý nhựa phế thải . 9 1.3.1 Phương pháp tái chế thu hồi sản phẩm .9 1.3.2 Phương pháp chuyển hoá bản chất sản phẩm . 11 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN XỬ LÝ NHỰA PHẾ THẢI 17 2.1 Lý thuyết về quá trình cracking .17 2.1.1 Cracking nhiệt . 17 2.1.2 Cracking xúc tác .18 2.2 Lý thuyết về quá trình reforming xúc tác . 20 2.2.1 Mục đích . 20 2.2.2 Cơ sở hoá học 20 2.2.3 Xúc tác reforming 23 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nhiệt phân 23 2.3.1 Yếu tố nhiệt độ và thời gian lưu . 24 2.3.2 Yếu tố chất lượng nguyên liệu 24 2.3.3 Yếu tố áp suất 24 2.3.4 Yếu tố xúc tác . 25 2.4 Một số nghiên cứu về nhiệt phân nhựa phế thải 25 2.4.1 Nghiên cứu trên thế giới . 25 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu v CHƯƠNG 3: ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ CÁCH TIẾN HÀNH .28 3.1 Định hướng nghiên cứu . 28 3.2 Dụng cụ thí nghiệm . 28 3.2.1 Nguyên liệu . 28 3.2.2 Thiết bị sử dụng 28 3.2.3 Cách tiến hành . 32 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 33 4.1 Anh hưởng của nhiệt độ cuối . 33 4.1.1 Cách tiến hành . 33 4.1.2 Kết quả và bàn luận . 33 4.2 Khảo sát ảnh hưởng của tốc độ gia nhiệt . 35 4.2.1 Cách tiến hành 35 4.2.2 Kết quả và bàn luận 35 4.3 Kết quả khảo sát dầu nhiệt phân .37 4.3.1Kết quả đo GC - MS . 37 4.3.3 Kết quả so sánh dầu nhiệt phân với xăng, dầu diesel về các tính chất 38 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ . 42 5.1 Kết luận 42 5.2 Kiến nghị 42 Phụ lục: Kết quả đo GC- MS 43 Tài liệu tham khảo 48 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân loại, ký hiệu và nguồn sử dụng nhựa .3 Bảng 1.2: Khối lượng riêng và nhiệt độ nóng chảy của một số loại nhựa 4 Bảng 2.1: Ảnh hưởng của tỉ lệ xúc tác lên đến quá trình nhiệt phn nhựa .26 Bảng 4.1: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ lên quá trình nhiệt phân 33 Bảng 4.2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tốc độ gia nhiệt .35 Bảng 4.3 Các thành phần hóa học có trong dầu nhiệt phân 37 Bảng 4.4 So sánh dầu nhiệt phân với dầu diezel, xăng về độ nhớt 40 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cấu trúc của nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn 2 Hình 1.2: Tỉ lệc các loại nhựa năm 2011 4 Hình 1.3: Ảnh minh họa cho 5 đảo rác plastic trên thế giới 7 Hình 1.4: Ảnh minh họa vòng tuần hoàn của nhựa khi sử dụng phương pháp tái chế .9 Hình 1.5: Sơ đồ qui trình tái chế thu hồi sản phẩm .10 Hình 1.6: Sơ đồ qui trình đốt .12 Hình 1.7: Sơ đồ qui trình thủy nhiệt PVC .15 Hình 2.1: Sơ đồ công nghệ quá trình cracking nhiệt dùng cho nhựa phế thải .17 Hình 2.2: Sơ đồ công nghệ quá trình cracking xúc tác dùng cho nhựa phế thải .18 Hình 2.3: Sơ đồ công nghệ quá trình cracking nhiệt và reforming xúc tác dùng cho nhựa phế thải 21 Hình 2.4: Ảnh hưởng của áp suất lên quá trình nhiệt phân hỗn hợp nhựa và lá thông .26 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống thiết bị thí nghiệm . 28 Hình 3.2: Thiết bị đo độ nhớt .29 Hình 3.3: Sơ đồ máy sắc ký khí – khối phổ (GC – MS) . 30 Hình 3.4: Sơ đồ tiến hành thí nghiệm 32 Hình 4.1: Sản phẩm của qui trình nhiệt phân ở các nhiệt độ khác nhau 33 Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ lên hiệu suất lỏng trong quá trình nhiệt phân .34 Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tốc độ gia nhiệt lên hiệu suất lỏng trong quá trình nhiệt phân .36 Hình 4.4: Kết quả đo GC - MS .37 Hình 4.5: So sánh dầu nhiệt phân với xăng, dầu diesel về điểm chớp cháy 39 Hình 4.6: So sánh dầu nhiệt phân voi xăng, dầu diezel về nhiệt trị 40 Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu viii DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT 1. PETE - Polyethylene Terephthlate. 2. HDPE - High – density Polyethylene 3. LDPE - Low – density Polyethylene 4. PP - Polypropylene 5. PS - Polystyrene 6. PVC - Polyvinyl Chloride 7. BET - Brunauer S., Emmett P.H và Teller E 8. GC - Gas Chromatography 9. MS - Mass Spectrometry Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu File :D:\GCMS data\2012\FO oil\PLASTIC OIL_04.D Operator : Acquired : 21 Jun 2012 15:49 using AcqMethod DIESEL.M Instrument : GC-MS Sample Name: plastic Misc Info : Vial Number: 3 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 0 2000000 4000000 6000000 8000000 1e+07 1.2e+07 1.4e+07 1.6e+07 1.8e+07 2e+07 2.2e+07 2.4e+07 2.6e+07 Time--> Abundance TIC: PLASTIC OIL_04.D\data.ms 2.775 3.107 3.688 4.580 4.688 5.000 5.399 5.732 5.864 6.003 6.340 6.611 6.902 7.190 7.456 7.687 8.024 8.390 8.562 9.306 9.399 9.686 9.952 10.096 10.327 10.713 10.892 13.480 13.902 15.471 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00 15.00 16.00 17.00 18.00 19.00 2000000 4000000 6000000 8000000 1e+07 1.2e+07 1.4e+07 1.6e+07 1.8e+07 2e+07 2.2e+07 2.4e+07 2.6e+07 2.8e+07 3e+07 Time--> Abundance Signal: PLASTIC OIL_04.D\FID1A.ch 2.725 2.971 3.057 3.441 3.641 3.732 3.796 3.890 4.097 4.218 4.397 4.534 4.646 4.775 4.951 5.134 5.349 5.442 5.682 5.815 5.949 6.051 6.166 6.291 6.563 6.621 6.771 6.850 7.144 7.231 7.407 7.646 7.735 7.973 8.169 8.225 8.336 8.448 8.513 8.575 8.620 8.713 8.989 9.164 9.258 9.349 9.411 9.636 9.904 10.043 10.277 10.665 10.853 12.392 13.253 13.433 13.854 15.421 . TÀI: Nghiên cứu khả năng sản xuất dầu nhiên liệu từ nhựa phế thải bằng phương pháp nhiệt phân II. NHIỆM VỤ LUẬN ÁN - Tổng quan về nhựa và phương pháp nhiệt. PHẨM NGUYỄN VĂN CHIẾN TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ NHỰA PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Ngành

Ngày đăng: 25/12/2013, 10:41

Xem thêm: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ NHỰA PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂNNGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ NHỰA PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN, NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ NHỰA PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂNNGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT DẦU NHIÊN LIỆU TỪ NHỰA PHẾ THẢI BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT PHÂN