Biokerosen, với bản chất là các metyl este của các axit béo đặc thù, mang nhiều đặc tính tương tự phân đoạn kerosene khoáng, hiện đang là đối tượng đáng chú ý nhất có tiềm năng thay thế nhiên liệu phản lực. Nghiên cứu tổng hợp biokerosen tại Việt Nam từ nguồn dầu thực vật có ý nghĩa đón đầu cho việc tổng hợp một loại nhiên liệu sinh học mới – Nhiên liệu phản lực sinh học, đang là vấn đề rất mới rất được quan tâm nhiều trên thế giới.
Nguồn dầu thực vật được sử dụng cần đáp ứng yêu cầu: có mạch cacbon ngắn, hoặc có nhiều liên kết không no, trong đó, dầu dừa, một trong những loại dầu có mạch cacbon ngắn nhất, còn dầu hạt cải, loại dầu chứa hàm lượng mạch cacbon có độ không no rất cao, có tiềm năng làm làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp. Xúc tác dị thể cho quá trình này đã thể hiện những ưu điểm vượt trội. Trong luận án, đã sử dụng xúc tác với pha hoạt tính K2O trên chất mang η-Al2O3.
Xúc tác rắn K2O/ η-Al2O3 được chế tạo từ KNO3/Al2O3 sau khi nung (750oC) hoặc từ KI/Al2O3 (nung đến 900oC). Xúc tác này có hoạt tính tốt, đồng thời việc sử dụng chất kết dính thủy lỏng, kích thươc hạt hình trụ 1x1mm cho khả năng lọc rửa và tái sử dụng xúc tác tốt nhất (lên tới 7 lần).
Ảnh SEM của xúc tác 30% KNO3/Al2O3 trước (a) và sau (b) quá trình nung tại 750oC
Các nghiên cứu về điều kiện ảnh hưởng tới quá trình chuyển hóa dầu dừa và dầu hạt cải thành biokerosen cho kết quả như sau: Nhiệt độ phản ứng 64oC; thời gian phản ứng 8 giờ với dầu dừa và 10 giờ với dầu hạt cải; hàm lượng xúc tác 5% so với khối lượng dầu; tỷ lệ metanol/dầu bằng 8/1 với dầu dừa, 10/1 với dầu hạt cải; tốc độ khuấy trộn 600 vòng/phút; khi đó hiệu suất metyl este đạt 93,3% với dầu dừa và 92,4% với dầu hạt cải.
Metyl este từ dầu dừa và dầu hạt cải đã được xác định các chỉ tiêu kỹ thuật cho thấy hầu hết các chỉ tiêu hóa lý đều đáp ứng yêu cầu làm nhiên liệu. Đặc biệt giá trị chiều cao ngọn lửa không khói và nhiệt độ chớp cháy đều cao, hàm lượng lưu huỳnh cực thấp, điểm băng thấp là những ưu điểm vượt trội để sử dụng các phân đoạn này làm thành phần pha chế nhiên liệu phản lực sinh học.
Nhiên liệu phản lực sinh học chế tạo được từ tiền chất các metyl este tổng hợp với thành phần 10% metyl este từ dầu dừa + 20% metyl este từ dầu hạt cải + 70% nhiên liệu phản lực Jet A-1 + 1mg/l phụ gia chống tĩnh điện Stadis ® 450 sẽ đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn của nhiên liệu phản lực, lại có các ưu điểm vượt trội như cháy sạch, giảm hàm lượng lưu huỳnh nên hoàn toàn có thể sử dụng làm nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu Jet A-1 trong tương lai.
Kết quả nghiên cứu trên đã được NCS. Nguyễn Thị Hà, dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Khánh Diệu Hồng và TS Nguyễn Lệ Tố Nga bảo vệ thành công tại Hội đồng đánh giá luận án Tiến sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội ngày 25/08/2016.
Download luận án tại đây
