Tổng hợp biodiesel từ bùn thải trong điều kiện methanol-nước cận tới hạn

Abstract

In the presence of water, biodiesel can be produced from the reaction of methanol with feedstock oil under subcritical condition without the need of conventional catalysts such as potassium hydroxide and sulfuric acid. In this study, in-situ transesterification under subcritical condition of methanol and water was studied and compared with conventional catalyzed transesterification method. Sludge was used as raw material. Experimental results showed that fairly high biodiesel conversion rate (90.46%) could be achieved in a reasonable reaction time of 6 hours at 200°C under subcritical condition. The conversion rate reached 97.05% when sulfuric acid was used as catalyst under the reaction condition of 55°C in 24 hours. Since no catalyst was employed in the subcritical condition, the process was simpler and more environmental friendly than traditional methods. In addition, the removal of water was unnecessary since it had been employed as acatalyst under subcritical condition. Therefore, in-situ transesterification under subcritical condition is potentionally applied with low grade feedstocks with high FFA and moisture content.

Tóm tắt

Biodiesel có thể được tổng hợp từ phản ứng giữa methanol và chất béo
trong nguyên liệu dưới sự hiện diện của nước trong điều kiện cận tới hạn
mà không cần phải sử dụng xúc tác như potassium hydroxide hay acid sulfuric. Trong nghiên cứu này phản ứng chuyển hóa ester trực tiếp (in-situ transesterification) trong điều kiện cận tới hạn sẽ được khảo sát và so sánh với phương pháp sử dụng xúc tác thông thường. Bùn thải được chọn làm nguyên liệu khảo sát. Kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu suất chuyển hóa biodisel đạt được khá cao (90,46 %) khi tiến hành phản ứng trong điều kiện cận tới hạn ở 200°C và 6h. Kết quả đạt được khi  sử dụng xúc tác acid sulfuric là 97,05 % ở điều kiện phản ứng là 55°C trong 24h. Do phản ứng được thực hiện trong điều kiện cận tới hạn, không cần phải sử dụng xúc tác nên quy trình tổng hợp rất đơn giản và không gây ô nhiễm môi trường so với khi sử dụng xúc tác. Ngoài ra, trong điều kiện cận tới hạn, nước đóng vai trò như là xúc tác nên việc loại trừ nước trong nguyên liệu là không cần thiết. Phương pháp cận tới hạn được đánh giá là một phương pháp có tiềm năng áp dụng cho các nguồn nguyên liệu chất lượng thấp có hàm lượng acid béo và nước cao.