Dầu diesel sinh học là nhiên liệu thay thế, tái tạo được sản xuất từ dầu thực vật, mỡ động vật hoặc dầu ăn đã qua sử dụng. Đây là một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho nhiên liệu diesel dựa trên dầu mỏ do tiềm năng giảm phát thải khí nhà kính, cải thiện an ninh năng lượng và tạo cơ hội kinh tế cho khu vực nông thôn. Tuy nhiên, quá trình sản xuất dầu diesel sinh học bao gồm một số bước và một trong những bước quan trọng là phản ứng chuyển hóa este, được xúc tác bởi một bazơ như natri hydroxit (NaOH).
Tính chất của NaOH
Natri hydroxit, còn được gọi là xút ăn da hoặc dung dịch kiềm, là một bazơ mạnh có công thức hóa học NaOH. Nó hòa tan cao trong nước và tạo thành dung dịch kiềm có thể ăn mòn da, mắt và kim loại. NaOH có một số ứng dụng công nghiệp, bao gồm sản xuất xà phòng, sản xuất giấy và xử lý nước. Trong sản xuất dầu diesel sinh học, NaOH được sử dụng làm chất xúc tác cho phản ứng chuyển hóa este, chuyển hóa chất béo trung tính trong dầu thực vật hoặc mỡ động vật thành metyl este (dầu diesel sinh học) và glycerol.
Cơ chế phản ứng
Phản ứng transester hóa liên quan đến việc trao đổi các nhóm alkoxy (-OR) giữa chất béo trung tính và rượu với sự có mặt của chất xúc tác bazơ như NaOH. Phương trình phản ứng tổng quát là:
Triglyceride + Alcohol → Dầu diesel sinh học + Glycerol
Phản ứng xảy ra trong một số bước, bao gồm:
Khử proton: NaOH phản ứng với rượu để tạo thành ion alkoxide (RO-) và nước. Ion alkoxide sau đó tấn công cacbonyl cacbon của chất béo trung tính, tạo thành một hợp chất trung gian.
Phản ứng trao đổi:
Ion alkoxide thay thế một trong các chuỗi axit béo từ glycerol, tạo thành một este alkyl và một diglyceride.
Ion alkoxide phản ứng carbonyl carbon của diglyceride, tạo thành este alkyl thứ hai và monoglyceride.
Ion alkoxide phản ứng carbonyl carbon của monoglyceride, tạo thành este alkyl thứ ba và glycerol.
Quá trình thủy phân: Glycerol được tách ra khỏi các alkyl este bằng cách thủy phân bằng nước, tạo thành glycerol và các metyl este mong muốn (dầu diesel sinh học).
Việc sử dụng NaOH làm chất xúc tác để sản xuất dầu diesel sinh học mang lại một số lợi ích, bao gồm:
- Hiệu quả cao: NaOH là chất xúc tác hiệu quả cao có thể đạt được tỷ lệ chuyển đổi cao của chất béo trung tính thành metyl este.
- Chi phí thấp: NaOH là chất xúc tác có chi phí tương đối thấp so với các chất xúc tác khác được sử dụng cho các phản ứng chuyển hóa este.
- Sẵn có dễ dàng: NaOH sẵn có với số lượng lớn, làm cho nó trở thành chất xúc tác thuận tiện cho sản xuất dầu diesel sinh học quy mô công nghiệp.
- Dễ xử lý: NaOH là chất xúc tác ổn định và dễ xử lý, có thể được lưu trữ và vận chuyển mà không gây lo ngại đáng kể về an toàn.
Công ty cổ phần hoá chất Đông Á tự hào là đơn vị tư nhân tiên phong trong lĩnh vực sản xuất các sản phẩm hoá chất cơ bản như NaOH, HCl, PAC, Javen, Clo lỏng, Chlorine (Calcium hypochlorite) phục vụ các ngành công nghiệp trong nước.