Nguyên lý sản xuất ethanol sinh học

     

Quá trình lên men các sinh khối đựng đường thành ethanol bây chừ là technology chính để chế tạo nhiên liệu sinh học tập lỏng trên cầm giới. Theo thống kê đã công bố, xăng sinh học tập E10 hiện tại được sử dụng rất rộng lớn rãi tại những nước trở nên tân tiến như Mỹ, Australia, New Zealand, Đức, Bỉ, Phần Lan, Pháp. Đáng chú ý, thị trường của xăng E10 ở chỗ Lan năm 2016 lên cho tới 63%, tại Pháp số lượng này cũng ở mức 32%. Theo cục Thông tin năng lượng Mỹ, 95% lượng xăng tiêu thụ trên Mỹ được pha ít nhất 10% ethanol (xăng E10).

Bạn đang xem: Nguyên lý sản xuất ethanol sinh học

Ngoài việc xem ethanol sinh học là nguyên liệu tái tạo, hễ lực chính cho sự phát triển mau lẹ của công nghệ sản xuất ethanol sinh học là vì công nghệ sản xuất dễ dàng và đã thuần thục, đã thúc đẩy quy trình nhân rộng mô hình và thương mại dịch vụ hóa công nghệ; tính tương thích một phần của các nhiên liệu này với cơ sở hạ tầng giao thông sử dụng nhiên liệu xăng vẫn tồn tại cho phép dễ dàng chuyển nhiên liệu sinh học tập này xâm nhập vào thị phần nhiên liệu truyền thống.

Tuy nhiên, việc thực hiện ethanol trong các phương tiện giao thông bị giới hạn ở láo lếu hợp bao gồm nồng độ khoảng tầm dưới 20%. Đối với các hỗn hợp bao gồm nồng độ ethanol cao, cần thiết phải hoán cải hộp động cơ và nâng cấp các trạm tiếp nhiên liệu. Sản lượng buổi tối đa của ethanol có thể được bán ra mỗi năm cho những ràng buộc pháp luật này sẽ thu hút sự thân mật trong cung cấp ethanol tại thời điểm này ở Mỹ và cho thấy trước sự không ngừng mở rộng của thị phần ethanol trong tương lai gần. Hệ quả là, công nghệ được quan liêu tâm cải tiến để rất có thể chuyển hóa các nguồn nguyên liệu lignocellulose đầy đủ hơn. Vì chưng đó, ethanol hoàn toàn có thể trở thành một nguồn tài nguyên tái sản xuất rẻ và dồi dào trong tương lai gần với một tiềm năng to bự cho cung ứng hóa chất trong các quy trình lọc dầu sinh học.

Ethanol được áp dụng như một nguồn hydro tái tạo thông qua quá trình reforming với khá nước. Phương pháp này lien quan lại đến quy trình khí hóa của hỗn hợp ethanol trong nước ở ánh nắng mặt trời cao (627 – 827oC), sinh hoạt áp suất khí quyển bên trên xúc tác Ni, co và sắt kẽm kim loại quí (Pt, Pd, Rh) với trên các oxid bền. Hiệu suất cao nhất có thể dành được là 6 mol hydro/mol nguyên vật liệu ethanol, mặc dù phản ứng thường chế tạo ra ra thành phầm phụ (CH4 và CO).

Xem thêm: Khái Niệm Phương Pháp Dùng Lời Nói, Nhóm Ppdh Dùng Lời Nói

Rất nhiều trong số các olefin thích hợp cho công nghiệp hóa dầu hoàn toàn có thể được dẫn xuất tự ethanol. Ví dụ, quy trình dehydrat hóa ethanol trên xúc tác acid ở ánh nắng mặt trời trung bình sinh ra ethylene với hiệu suất cao. Quá trình dehydrat hóa này thậm chí rất có thể được tiến hành trong môi trường thiên nhiên nước, cho phép sản xuất được ethylene xanh, hợp hóa học hữu cơ được sản xuất những nhất trên quả đât (sản lượng 120 triệu tấn/năm) và là một trong những trong bảy nguyên liệu cơ bản của công nghiệp hóa dầu. Giá bán dầu cập kênh và việc đổi mới các công nghệ lên men đã làm cho tăng sự thu hút của con đường ethylene sinh học so với tuyến phố cracking hơi truyền thống lịch sử trong hóa dầu. Việc sản xuất các plastic dẫn xuất từ polyethylen và những hợp chất thơm (benzene, toluene, xylene) bằng cách thức xanh hơn là sự việc khuyến khích mạnh khỏe để phát triển con mặt đường này.

Propylen, sản phẩm đặc biệt quan trọng thứ nhị trong công nghiệp hóa dầu, sau ethylene, cũng hoàn toàn có thể được cấp dưỡng từ ethanol sinh học. Quá trình này liên quan đến việc dehydrat hóa ethanol thành ethylene, dime hóa một phần ethylen thành butan, tiếp nối chuyển hóa cả olefin C2 cùng C4 thành propylen. Ethanol có thể được chuyển biến thành butadien (nguyên liệu đặc biệt trong công nghiệp cao su thiên nhiên tổng hợp) nhờ một công nghệ cũ đã được cách tân và phát triển trong chiến tranh nhân loại thứ II rồi sau đó, technology này sẽ được sửa chữa thay thế bởi tuyến đường cracking hơi dầu thô kinh tế tài chính hơn. Tiềm năng áp dụng ethanol để cung ứng các vật liệu olefin (ethylen, propylen, butadien) tạo cho ethanol trở nên phân tử ước nối lý thú thân công nghiệp lọc dầu sinh học cùng công nghiệp hóa dầu hiện hành, tạo điều kiện cho sự chuyển hóa ít quyết liệt giữa cả nhị xu hướng. Hơn nữa, tiềm năng của ethanol với vai trò là phân tử ước nối rất có thể tăng lên nếu nhỏ đường tác dụng để đưa hóa nó thành các vật liệu hóa dầu tinh vi hơn được phạt triển, ví dụ bằng phương pháp oligome hóa có kiểm soát điều hành ethylen bên trên xúc tác acid.

*

Một hóa chất cơ bản quan trọng C2 cũng hoàn toàn có thể được đưa hóa nhờ quy trình xúc tác từ bỏ ethanol. Ví dụ, quá trình dehydro hóa của ethanol thành acetaldehyde rất có thể đạt được độ chọn lọc 100% bằng cách sử dụng xúc tác Cu không sang trọng ở ánh sáng mềm cùng áp suất thường, cùng với việc tạo nên đồng sản phẩm là khí hydro, rất có thể được bóc tách ra dễ dàng. Acid acetic, một hóa chất quan trọng có khá nhiều ứng dụng được pha chế từ ethanol bằng công nghệ oxy hóa ưa khí, trong môi trường nước, ở đk mềm, sử dụng xúc tác vàng có trên chất mang. Rộng nữa, quy trình này còn biến hóa năng động ở chỗ những điều khiếu nại phản ứng hoàn toàn có thể được kiểm soát và điều chỉnh để tạo ra ethyl acetat, một dung môi hữu ban ngành trọng, được sản suất sinh hoạt qui mô phệ trên ráng giới.

Như vậy, có thể nói, tập trung phát triển sản xuất ethanol sinh học là xu hướng bền bỉ trên nuốm giới, không chỉ có trên cách nhìn sản xuất nhiên liệu sinh học lỏng mà lại cả trên ý kiến chuyển hóa nó thành các nguyên vật liệu hóa dầu phức hợp hơn, là nguyên vật liệu cho các quá trình lọc dầu sinh học tập trong tương lai.

GS.TS. Vũ Thị Thu HàPhó quản trị Hội Xúc tác và Hấp phụ Việt Nam(Phó Viện trưởng Viện hóa học Công nghiệp Việt NamGiám đốc Phòng thí nghiệm trọng điểm công nghệ lọc hóa dầu)