TextBook 26.1. Загальна характеристика біодизельного палива
В умовах залежності від імпорту нафти та газу Україна зобов'язана шукати шляхи забезпечення країни паливом та енергією, які були б екологічно чистими та не залежали від зовнішніх постачань сировини. Одним із шляхів вирішення цього завдання є розвиток виробництва біопалива [20,27,29]. Такий нафтопродукт як дизельне паливо вже сьогодні можливо замінити на більш дешевший вид пального, при чому на більш екологічно чистий - на метиловий ефір олійних кислот або як його називають "біодизель" [20,21].
Згідно законодавства України щодо сприяння виробництву та використанню біологічних видів палива визначено, що біодизельне паливо (біодизель) - це метилові або етилові ефіри вищих органічних кислот, отриманих з рослинних олій або тваринних жирів, що використовуються як біопаливо або біокомпонент [24,26].
Біодизельне паливо виробляється з будь-якої рослинної олії (рапсової, соняшникової, соєвої, конопляної, пальмової та ін.).
За своїми фізичними та хімічними властивостями біодизель являє собою рідину жовтого кольору (може бути різних відтінків в залежності від сировини та способу виготовлення), яка майже не змішується з водою, має високу температуру кипіння та низьку пружність пари, виготовлений з незабрудненої сировини біодизель є нетоксичним.
Відносно висока температура займання біодизелю робить паливо досить безпечним у питані протипожежної безпеки.
Технологія виробництва біодизельного палива на приклад з ріпаку наведена на Рис. 26.1.
Рис. 26.1. Технологія виробництва біодизельного палива.
Згідно технології спочатку вихідна сировина (зерно ріпаку) поставляється до олійного пресу, в якому відбувається відділення олії від ріпакового жмиху, який надалі можна використовувати для виробництва кормів для худоби. Наступним етапом є процес етерифікації, який відбувається в спеціальних реакторах. Для отримання метилового ефіру в реактор до рапсової олії додається метанол та невелика кількість каталізатора. В ролі каталізатора найчастіше використовується гідроксид натрію або калію. Молекули жиру, що входять в склад олії, складаються з тригліцеридів: сполучень трьохвалентного спирту гліцерину з трьома жирними кислотами. В результаті хімічної реакції утворюється метиловий ефір (біодизель), а також побічний продукт - гліцерин.
Час, необхідний для реакції - від 1 до 8 годин. Найшвидше протікає за 70°С - температурі кипіння спирту. Зі зменшенням температури на 10°С швидкість реакції уповільнюється вдвічі. Однак існує думка, що безпечніше реакцію здійснювати при температурі в діапазоні 50-55°С [19,20].
Таблиця 26. 1.
Фізико-хімічні показники біодизельного і дизельного палива підвищеної якості [10,12].
| Назва показника | Національний стандарт України на біодизельне паливо ДСТУ 6081:2009 | Національний стандарт України на паливо дизельне підвищеної якості ДСТУ 4840:2007 | ||||
| Розмірність | Значення | Розмірність | Значення | |||
| Вміст ефірів | % (м/м) | 96,5 | ||||
| Густина за температури 15 °С | кг/м3 | 860-900 | кг/м3 | 820-845 | ||
| Кінематична в'язкість за температури 40 °С | мьг/с | 3,5-5,0 | MM7C | 2,0-4,5 | ||
| Температура спалаху у закритому тиглі, не менше ніж | °с | 120 | °с | 55 | ||
| Масова частка сірки, не більше ніж | мг/кг | 10 | мг/кг | Вид 1-10; Вид ІІ-50 | ||
| Коксівність 10% залишку перегонки, не більше ніж | (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); % (м/м) | 0,3 | % (м/м) | 0,3 | ||
| Цетанове число, не менше ніж | 51 | 51 | ||||
| Зольність, не більше ніж | % (м/м) | 0,02 | % (м/м) | 0,01 | ||
| Вміст води, не більше ніж | мг/кг | 500 | мг/кг | немає (200) | ||
| Вміст механічних домішок, не більше ніж | мг/кг | 24 | мг/кг | немає (24) | ||
| Випробування на мідній пластинці (3 години при 50 °С) | оцінка | клас 1 | оцінка | витримує | ||
| Окисна стабільність, 110 °С, не менше ніж | годин | 6,0 | г/м} | 26 | ||
| Кислотне число, не більше ніж | мг КОН/г | 0,50 | Показники, розмірність | |||
| Йодне число, не більше ніж | гJ2/100 | 120 | Фракційний склад: за температури 260°С випаровується, % (об), не більше ніж | 65 | ||
| Метилові ефіри ліноленової кислоти, не більше ніж | % (м/м) | 12,0 | за температури 350°С випаровується, % (об), не менше ніж | 85 | ||
| Поліненасичені (>4= подвійні зв'язки) метилові ефіри | % (м/м) | 1 | 95% переганяється за температури °С, не вище ніж | 360 | ||
| Зміст метанолу, не більше ніж | % (м/м) | 0,20 | Цетановий індекс, не менше ніж | 46,0 | ||
| Вміст моногліцеридів, не більше ніж | % (м/м) | 0,80 | Масова частка полі циклічних ароматичних вуглеводів, %, не більше ніж | 11 | ||
| Зміст дігліцеридів, не більше ніж | % (м/м) | 0,20 | Змащувальна здатність: діаметр плями зносу за температури 60°С, мкм, не більше ніж | 460 | ||
| Вміст тригліцеридів, не більше ніж | % (м/м) | 0,20 | Об'ємна частка метилових ефірів жирних кислот, % не більше ніж | 5 | ||
| Вільний гліцерин, не більше ніж | % (м/м) | 0,02 | ||||
| Спільний гліцерин, не більше ніж | % (м/м) | 0,26 | ||||
| 1-а група лужних металів (Na+K), не більше ніж | мг/кг | 5,0 | ||||
| 2-а група лужних металів (Ca+Mg), не більше ніж | мг/кг | 5,0 | ||||
| Вміст фосфору, не більше ніж | мг/кг | 10,0 | ||||
Володіючи майже однаковим з мінеральним дизпаливом енергетичним потенціалом (табл.26.1), біодизельне паливо має ряд істотних переваг:
- воно не токсичне, майже не містить сірки та канцерогенного бензолу;
- розкладається в природних умовах (приблизно так як і цукор);
- забезпечує значне зниження шкідливих викидів в атмосферу при спалюванні;
- збільшує цетанове число палива та його змащувальну здатність, що істотно збільшує ресурс двигуна;
- має високу температуру займання (більше 100°С), що робить його використання відносне безпечним;
- його джерелом є поновлюванні ресурси.
Сторінки
В нашій електронній бібліотеці ви можете безкоштовно і без реєстрації прочитати «Альтернативні джерела енергії» автора В.П.Чучуй на телефоні, Android, iPhone, iPads. Зараз ви знаходитесь в розділі „РОЗДІЛ 26. Біодизельне паливо“ на сторінці 1. Приємного читання.