Надо Знать

добавить знаний



Биодизель


StatfjordA (Jarvin1982). Jpg

План:


Введение

Биодизель (биодизельное топливо, меро [1], РМЭ [2], RME [3], FAME [4], EMAG, SME [5], SFME [6], бионефть и др..) - экологически чистый вид биотоплива, которое получают из растительного масла или животного жира и используется для замены нефтяного дизельного топлива. С химической точки зрения топливо представляет собой смесь метиловых и / или этилового моноалкилових эфиров длинноцепочечных жирных кислот (насыщенных и ненасыщенных). Биодизель является альтернативным автомобильным топливом.


1. Физические и химические свойства

Биодизель это жидкость желтого цвета (может быть разных оттенков). Почти не смешивается с водой, обладает высокой температуру кипения и низкую упругость паров. Изготовлен из незагрязненной сырья биодизель является нетоксичным.

Относительно высокая температура воспламенения биодизеля 150 ? C делает топливо достаточно безопасным в вопросам противопожарной безопасности.

Чистая биодизель Б-100 с соевых бобов

Плотность биодизеля 0,86 г / см ?.

Вязкость биодизеля и обычного дизельного топлива одинакова.

Содержание серы в выхлопе 0,001% против 0,05% в минеральном дизельном топливе.


2. Обозначение топлива содержащий биодизель

Биодизель может использоваться самостоятельно или в смеси с обычным дизельным топливом. Для обозначения топлива содержащий биодизель применяется буква "В":
В100 - 100% биодизеля;
В20 - 20% биодизеля и 80% обычного (нефтяного) дизельного топлива.

3. Технология изготовления

Процесс получения биодизельного топлива является достаточно простым. Растительное масло является смесью триглицеридов, эфиров, сопряженных с молекулой глицерина. Основная задача при получении биодизеля состоит в том, чтобы удалить глицерин, заменив его на спирт. Этот процесс называют переэтерификации. В результате этерификации образуются эфиры жирных кислот (биодизель) и побочный продукт переэтерификации - трехатомных спирт глицерин (в неочищенном состоянии его называют глицерола). Из 1 тонны масла и 0,1 тонны метанола производят приблизительно 1 тонну биодизеля то 0,1 тонны глицерола.

Самый распространенный способ получения биодизеля - переэтерификация растительного масла и животных жиров спиртами ( этиловым, метиловым, изопропиловым, бутанол).

При использовании этанола будет получено этиловые эфиры биодизеля. Этаноловое и изопропанолова технологии сложные (требуют налицо катализаторов и аппаратуры, которая могла бы работать при высоком давлении).

Наиболее распространенным для производства метиловых эфиров является использование метанола, поскольку он является самым дешевым из спиртов. Во время реакции переэтерификации масла и жиры вступают в реакцию с метиловым (этиловым) спиртом в присутствии катализатора (щелочи), вследствие чего образуются сложные эфиры (биодизель), а также глицеролова фаза (так называемый "черный" глицерин), содержащий 45-56 % глицерина, 4% метанола, не прореагировал, 13% жирных кислот, 8% воды, 9% неорганических солей, 10% эфиров. Полученную в результате реакции смесь разделяют в сепараторах или емкостях-отстойниках. Очищенный глицерин используется для производства моющих средств, а после глубокой очистки используется в фармации. Однако для проведения очистки глицерина и утилизации отходов необходимы дополнительные капиталовложения на этапе проектирования и строительства перерабатывающего завода.

Эти технологии являются несколько многостадийным и связанные с накоплением отходов, в частности глицерола, который не поддается этерификации в этих условиях. Разрабатываются способы получения биодизеля с использованием твердых гетерогенных катализаторов, которые открывают перспективу создания одностадийных энергосберегающих процессов переэтерификации масел и жиров и этерификации глицерина даже с применением этанола. Наибольшее практическое применение среди твердых кислот находят цеолиты, индивидуальные и смешанные оксиды, активированные глины, органические сульфокатионит.


3.1. Переэтерификация с метанолом:

Известны две технологии изготовления биодизеля: традиционная и технология сверхкритического состояния метанола.

Традиционная технология производства биодизеля проще, однако полученный биодизель обязательно необходимо освобождать от катализатора, остатков метанола и воды, которая попадает туда при ранних стадиях очистки. Технология сверхкритического состояния метанола является сложной, но поскольку она проходит без использования катализатора, полученный биодизель достаточно очистить только от остатков метанола. В основном применяется традиционная технология производства биодизеля.


3.1.1. Традиционная технология

Традиционная технология получения метилового эфира заключается в этерификации триглециридив растительного масла метанолом с использованием щелочных или кислотных катализаторов. Для прохождения реакции этерификации жир смешивают с метанолом (в пропорции примерно 10 к 1) в присутствии катализатора при температуре 35-40 ? С.

При использовании кислотного катализатора продолжительности реакции этерификации составляет от 1 до 45 часов, щелочной - от нескольких десятков минут до 8 часов (в зависимости от температуры и давления), причем в начальный период реакция протекать медленно вследствие двухфазной природы системы метанол / масло, поэтому необходимо проводить интенсивное перемешивание реагентов.

В результате реакции образуется смесь метилового эфира и глицерина. Смеси дают отстояться. В результате отстаивания смесь разделяется: глицерин, как тяжелая фракция (ρ1261 кг / м 3), опускается вниз, а метиловый эфир, как более легкий (ρ860-900 кг/м3), размещается над ним. С отстоянной смеси метиловый эфир и глицерин сливают в различную тару [7].

В зависимости от вида используемого катализатора при производстве метилового эфира различают процессы с гомогенным и гетерогенным катализаторами.
Гомогенным катализом называют процесс, при котором катализатор находится в одной фазе с реагентами. Продукты реакции требуют очистки от присутствующего в них катализатора. Гетерогенный, или контактный катализ - это процесс, при котором катализатор является отдельной фазой, отделенной от реагентов. Каталитическая реакция протекает на поверхности твердого катализатора и обусловлено активизацией молекул реагентов при взаимодействии с его поверхностью. Наиболее распространенными в промышленности являются реакторы с неподвижным слоем катализатора, в которых сверху вниз, через слой гранулированного или таблетированного каталиэатора, пропускается поток реагентов. Катализаторы, применяемые в этих реакторах должны обладать определенной прочностью к истиранию, поскольку при этом увеличивается гидравлическое сопротивление слоя. Размер поверхности и пористость катализатора его общую активность, однако способствуют диффузионному торможению реакции. Для ликвидации диффузионных осложнений применяют непористые носители или зерна катализатора дробят. Гетерогенный катализ проводят в реакторах смешения, в которых мелкозернистый катализатор суспендируют в среде реагентов. Такие реакторы используют как в периодическом, так и в непрерывном режимах. Для устранения внешних диффузионных осложнений, смесь интенсивно перемешивают. После окончания реакции, катализатор необходимо отделить от реагентов. Применяют также реакторы с кипящим или псевдоожиженным слоем катализатора, в которых пылевидный катализатор поднимается восходящим потоком реагентов. Преимущества реакции в псевдоожиженном слое - возможность использования мелкодисперсных непористых частиц, что снижает влияние внутренней диффузии; непрерывное удаление отработанного катализатора и возможность его замены, высокий коэффициент теплопередачи, что позволяет поддерживать постоянную температуру всего объема кипящего слоя. Псевдоожиженное слой используют для реакций с интенсивным тепловыделением. К его недостаткам относятся повышенное истирание катализатора и вынос частиц катализатора из реактора с продуктами реакции. При этом продукты реакции необходимо дополнительно очищать. В некоторых процессах применяют реакторы с подвижным слоем гранулированного катализатора, в который постоянно подается свежий катализатор, а отработанный идет на регенерацию. [8]

Триглицерид масло (100л) + метанол (10л) → глицерин (10л) + смесь эфиров жирных кислот биодизель (100л)

где R1, R2, R3 - длинные цепи атомов углерода и водорода


Для быстроты и полноты этерификации метанол берется с избытком, поэтому полученный метиловый эфир содержит до 1,5% метанола, от которого биодизель необходимо очистить, так как он разъедает цветные металлы двигyна, резиновые прокладки, краску и тому подобное. Метанол с биодизеля удаляют путем дистилляции. Так как при прохождении реакции этерификации катализитор не вступает в самую реакцию, а только ее ускоряет - в изготовленном биодизеле он остается полностью. Биодизель не освобожден от катализатора вызывает коррозию двигателя. Удаляют его, смешивая продукт с подкисленной водой (в случае щелочного катализатора), в результате чего происходит нейтрализация катализатора с образованием мыла, и он переходит в омыленная остаток ( соапсток). Омыленная остаток удаляется. При этом проверяют рН с помощью лакмусовой бумаги или обычным лабораторным цифровым рН-метром. Кислотность должна быть нейтральной - 7,0. Завершающим этапом является просушка метиловых эфиров жирных кислот для удаления воды [9]. Наличие воды негативно влияет на работу дизельного двигателя, приводит к развитию микроорганизмов в биодизеле и способствует образованию свободных жирных кислот, которые вызывают коррозию металлических деталей.

Химическое уравнение для реакции переэтерификации с метанолом:

1 моль ТГ + 3 моль метанола → 1 моль глицерола + 3 моль FAME

Как катализатор часто используется гидроксид натрия или калия. Время, необходимое для реакции - от 1 до 8 часов. Скорее протекает за 70 ? C - температуре кипения спирта. С уменьшением температуры на 10 ? C скорость реакции замедляется вдвое. Однако существует мнение, что безопаснее реакцию производить при температуре в диапазоне комнатной - 50-55 ? C.

Скорость химической реакции может быть повышена с помощью ультразвука. Это позволяет осуществлять серийное производство в непрерывном потоке и сократить капитальные затраты.

При необходимости, комплексно характеризовать исходное сырье можно химическими анализами - использованием Титрометричний методов для определения функциональных чисел (кислотного, йодного, омыления, эфирного), а также определение содержания глицерина, физическими - определения: плотности, вязкости, температуры замерзания.


3.1.1.1. Реакторы

При традиционной технологии основным аппаратом в технологической цепочке является реактор, который обеспечивает прохождение реакции этерификации. Чаще всего применяются реакторы с механическим и кавитационным (работа основана на эффекте кавитации) перемешиванием масла с реагентом (смесью метанола и катализатора).

Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении ее скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения (акустическая кавитация). Перемещаясь вместе с потоком в область с более высоким давлением или во время полупериода сжатия, кавитационная пузырь лопается, вызывая этим появление ударной волны. Этот эффект и используется для интенсивного перемешивания при производстве биодизеля.

Преимуществом кавитационных реакторов является их высокая производительность. Однако при этом может снижаться качество биодизеля, поскольку перемешивание реагентов происходит за доли секунды (за это время и проходит реакция этерификации), что не всегда может обеспечить качественное прохождение реакции.

Гидродинамический кавитационный реактор
Этот реактор спроектирован так, что действуя как насос, прокачивает смесь жидкостей с накопительного бака (или непосредственно из трубопроводов) через кольцевой зазор между ротором и статором. Благодаря наличию на поверхностях ротора и статора продольных канавок, сечение прохода то возрастает, то уменьшается, и это вызывает колебания давления и, как следствие, возникновения кавитационного эффекта, что приводит к интенсивному перемешиванию компонентов.

Струйный гидродинамический кавитационный реактор
Реактор представляет собой сопло Вентури, в диффузоре которого в результате увеличения площади поперечного сечения наблюдается резкое уменьшение давления, что вызывает возникновение кавитации. [7]

Акустическая кавитация
При излучении в жидкость звука с амплитудой звукового давления, превосходящей некоторую пороговую величину, во время полупериодов разрежения возникают кавитационные пузырьки на так называемых кавитационных зародышах, которыми чаще всего являются газовые включения, содержащиеся в жидкости и на поверхности акустического излучателя. Поэтому кавитационный порог повышается по мере снижения содержания газа в жидкости, при увеличении гидростатического давления, при охлаждении жидкости и при увеличении частоты звука. [7]

Магнитноимпульсна высокочастотная кавитация
Отличается от обычного кавитационного процесса действием магнитного поля на микроплазмы образования, возникающие при активной кавитации. [7]

Реактор с механическим перемешиванием
Производительность реактора с механическим перемешиванием уступает кавитационным реакторам, однако благодаря большему времени пребывания реагентов в зоне перемешивания достигается выход качественного биодизеля.

Реактор представляет собой цилиндрическую емкость (чаще всего изготавливают из нержавеющей стали), высота которой в 2-2,5 раза превышает диаметр. Температурный режим в аппарате пидтрисуе водяная рубашка или теплообменник типа "змеевик". Реактор оборудован арматурой и трубопроводами для подачи реагентов и удаление продуктов реакции. Степень перемешивания реагентов является определяющим фактором, влияющим на качество конечного продукта. Для их эффективного перемешивания применяют механическую мешалку различных форм. Привод мешалки осуществляется от электродвигателя через редуктор [7].


3.1.2. Технология с сверхкритическим состоянию метанола


Эта сложная и быстрая технология, позволяющая получать идеально чистый биодизель, разработана японскими специалистами. Метанол при температуре 240 ? С и давлении 80 ат смешивают с маслом. В таком состоянии метанола основное количество масел реагирует с ним в течение первых 30 с, а вся реакция этерификации проходит за 2-4 мин., В так катализатор не применяется - очищать от него готовый продукт не нужно. Достаточно только удалить избыток метанола [7].

4. Гидрирование биодизеля

В Финляндии компанией "Neste Oil" запатентованный процесс гидрогенизации, при котором биодизель смешивается с водородом для получения биотоплива на основе биодизеля. Такая смесь биодизеля и водорода имеет торговую марку "NEхBTL". [10]

5. История развития

Старые дизельные Mercedes'а популярны для работы на биодизельном топливе.

Переетерификация растительных жиров была осуществлена ​​1853 учеными E. Duffy и J. Patrick, задолго до запуска первого дизельного двигателя. 10 июня 1893 в городе Аугсбург, Германия Рудольф Дизель испытал свой ​​первый одноцилиндровый двигатель, который был длиной 3м и весил 4,5 тонны. Двигатель взорвался и чуть не убил изобретателя. В память о событии 10 июня провозглашен "Международным днем ​​биодизеля". В 1900 году на всемирной выставке в Париже Дизель продемонстрировав свой ​​двигатель получил главную награду.

Дизель верил, что будущее для его двигателей с использованием биотоплива. В 1912 году он сказал "использования растительных жиров для производства топлива может выдаваться несущественным сейчас, но с течением времени такие жиры могут стать столь же важными, как продукты из нефти и угольной смолы в наше время".

В течение 1920 -х, производители дизельных двигателей переориентировали свои двигатели на использование дизельного топлива изготовленного из нефти, который имеет меньшую вязкость по сравнению с растительными жирами. Нефтяная промышленность смогла осуществить вторжение на топливный рынок поскольку производство топлива из нефти была значительно дешевле чем из биологического сырья. Как следствие многолетний упадок производства биотоплива. Лишь недавно на фоне обеспокоенность состоянием окружающей среды и уменьшение разницы в стоимости, биотопливо такое как биодизель стало реальной альтернативой.

Завод по производству биодизеля в Цистерсдорф, Германия

Исследования в области использования переетерификованои подсолнечного масла и повышение ее качества стандартам обычного дизельного топлива начались в ЮАР в 1979. До 1983 результаты исследований были опубликованы. Технологический процесс позволял изготавливать биодизель, качество которого соответствовала нормам обычного дизельного топлива. Австралийская компания Gaskoks, получила технологию от южноафриканских исследователей, и построила первый пилотный завод для производства биодизеля в ноябре 1987, а первый завод для массового производства в апреле 1989 (с способностью перерабатывать 30 000 тонн рапса в год).

В течение 1990 -х, заводы были сооружении во многих европейских странах, в частности Чехии, Германии и Швеции. Франция начала собственное производство биодизеля из рапсового масла в обычное дизельное топливо добавляется 5% биодизеля, а в дизельное топливо используемое общественным транспортом 30%. Продолжаются эксперименты с использованием 50% биодизеля. Между тем, страны во всем мире начинают развивать собственное производство: в 1998 Австрийский Биодизельный Институт определил 21 страну где есть коммерческие проекты по производству биодизеля.

В сентябре 2005 Миннесота стала первым штатом США в котором законодательно установленная норма согласно которой разрешена продажа только дизельного топлива содержание биодизеля в котором не меньше 2%.


6. Биодизель в мире

Смотри статью об использовании и доступность биодизеля в разных странах: Биодизель в мире.

Объемы производства биодизеля в мире стремительно растут. Всего дизельное топливо, изготовленное из нефти, дешевле биодизель, однако разница в цене меняется в пользу последнего в соответствии с "эффекта масштаба" (урожайности рапса, эффективности использования соломы и шрота, стоимости химических ингредиентов (метанола и щелочи), глубины переработки глицериновой воды), а также вследствие постоянного роста цен на нефть и благодаря правительственным субсидиям для производителей биодизеля. Обычно, цена на на биодизель ниже, чем на нефтяное дизельное топливо, но из-за запрета создания демпинговых условиях, цена будет незначительно ниже цены на обычный дизель.

По прогнозам ФАО производство биодизеля в мире к 2017 году достигнет 24 миллиардов литров. Прогнозируется, что большая часть объемов продукции будет поступать из Индонезии и Малайзии, а главным получателем будет ЕС. Именно страны ЕС в 2017 году будут потреблять более половины мирового производства биодизеля. [11]

Около 80% биодизеля, выпускаемого Евросоюзом, добывается из рапса.

В некоторых странах биодизель дешевле, чем обычный дизель

7. Использование

Миллионы автомобилей в Европе работают на биодизеле. Он используется в чистом виде (В100) или как смесь с нефтяным дизельным топливом. Чистый без примесей биодизель может заливаться в бак любого дизельного транспорта.

Биодизель может использоваться в любых дизельных двигателях без внесения изменения в конструкцию двигателя [12]. Однако существует дискуссия о степени безопасности использования биодизеля для таких двигателей. Поскольку биодизель лучший растворитель чем обычное дизельное топливо - он "прочищает" двигатель, удаляет налет с топливных трубок, и, следовательно, может привести к засорению инжектора.

Многие автопроизводители очень положительно настроены по использованию биодизеля, приводя низкий уровень износа двигателя, как одно из преимуществ этого топлива. Однако при переходе от обычного дизельного топлива в биодизеля, возможно, потребуется замена топливного фильтра. Большинство производителей обнародуют список автомобилей, которые будут работать на 100% биодизеле - например, полный список, предоставленный концерном " Фольксваген ", приведены ниже. (Однако перед использованием биодизеля впервые целесообразно проконсультироваться с автопроизводителем)

Некоторые автопроизводители остаются осторожными в вопросе использования биодизеля. Многие производители в Великобритании предоставляют гарантийную поддержку на двигатели только при условии использования не более 5% биодизеля, смешанного с 95% стандартного дизельного топлива - однако, эта позиция считается слишком осторожной. Согласно нормам " Пежо "и" Ситроен ", дизельные двигатели могут работать на 30% биодизеля." Сканиа "и" Фольксваген "имеют другие нормы, которые позволяют использовать 100% биодизеля для большинства их двигателей.


7.1. Преимущества

  • Межремонтный срок эксплуатации двигателя, работающего на биодизеле увеличивается примерно на 50%.
  • Высший показатель смазочной способности биодизеля по сравнению с обычным дизельным топливом - преимущество, что способствует длительному "жизни" форсунок.
  • Цетановое число биодизеля составляет 51 (тогда как в минерального дизтоплива - около 45), что улучшает запуск двигателя.
  • Высокая температура вспышки (не менее 11000) делает биодизель одним из самых пожаробезопасных видов топлива.
  • Количество выбросов вредных соединений и твердых частиц при работе двигателя на биодизеле уменьшается на 20-25%, угарного газа - на 10-12%, чем при работе на минеральном дизельном топливе.
  • Биодизель не имеет неприятного бензольного запаха, а выхлоп машины, работающей на нем, пахнет жареными семечками.
  • Биодизель относится к экологическим видов топлива, а углекислого газа в выхлопных ровно столько, сколько потребляется из атмосферы теми же растениями, из которых получается масло. Один гектар рапса может поглощать до 20 т углекислого газа за сезон.
    • Биодизель, потряпляючы в окружающую среду, очень быстро поддается биологическому разложению: один литр минерального топлива способен загрязнить 1 млн. л питьевой воды и привести к гибели водной флоры и фауны, тогда как биодизель при попадании в воду не наносит вреда ни растениям, ни животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы в течение 21 дня на 90% перерабатывающих биодизель, в течение 28 дней - на 99% [7].
    • При работе двигателей на биодизеле значительно уменьшаются вредные выбросы других продуктов сгорания, в том числе серы - на 98%, а сажи - от 50 до 61%, гидрокарбонатов - и углекислых монооксида - на 30-34%.

7.2. Недостатки

  • Биодизель разъедает прокладки и трубки из натуральной резины (натуральная резина преимущественно используются в двигателях, изготовленных в 1992), хотя скорее, что эти детали уже заменены на изделия из синтетической резины, которая не разъедается биодизелем.
  • При использовании обычного дизельного топлива в двигателе и топливных трубках образуется налет. При переходе на использование биодизеля этот налет разрушается (так, как биодизель лучший растворитель чем обычное дизельное топливо) и засоряет топливные фильтры и инжекторы. Поэтому при пробеге 1000-1500 км с момента перехода на биодизель рекомендуется замена топливных фильтров.
  • Хранить биодизель более трех месяцев не рекомендуется, поскольку он разлагается.
  • Финансируемые производителями нефтепродуктов исследования доказывают, что для двигателей, обычное дизельное топливо является лучшим чем биодизель. Но это отрицают независимые организации, которые заметили биодизель уменьшает износ двигателя. Для многих стандартных моделей автомобилей аттестовано использование биодизеля (например см.. Табл. "Одобрено использование биодизеля для автомобилей Фольксваген" справа)
Потребление биодизеля в ЕС [13] [14]
№ п / п. Страна 2005 2006 2007
1 Германия Германия 18003 29447 34395
2 Франция Франция 4003 6855 13506
3 Австрия Австрия 920 3878 4270
4 Великобритания Великобритания 292 1533 3148
5 Испания Испания 270 629 3031
6 Португалия Португалия 2 818 1847
7 Италия Италия 2000 1732 1621
8 Швеция Швеция 97 523 1158
9 Бельгия Бельгия 0 10 1061
10 Греция Греция 32 540 940
11 Болгария Болгария - 96 539
12 Литва Литва 87 162 477
13 Люксембург Люксембург 7 6 397
14 Чехия Чехия 33 213 380
15 Польша Польша 152 491 180
16 Словения Словения 58 48 151
17 Ирландия Ирландия 9 8 27
18 Латвия Латвия 29 17 0
19 Венгрия Венгрия 0 4 0
20 Дания Дания 0 0 0
21 Нидерланды Нидерланды 0 172 na
22 Словения Словения 110 149 na
23 Румыния Румыния - 32 na
24 Мальта Мальта 8 10 na
25 Финляндия Финляндия 0 0 na
26 Эстония Эстония 0 7 na
27 Кипр Кипр 0 0 na
27 ЕС вместе 26110 47380 67154
1 т тонна нефтяного эквивалента = 11,63 MWh, "na" = не указано
  • Температура при которой чистый (В100) биодизель начинает густеть значительно колеблется и зависит от смеси эфиров а соответственно от сырья используемой для производства топлива. Например биодизель изготовлен из определенных разновидностей канолы начинает густеть при -10 ? C. Биодизель изготовлен из животных жиров становится гелеобразный при +16 ? C. Зимой используется низкотемпературный биодизель, содержащего примеси которые значительно снижают температуру загустевания биодизеля.

Некоторые модифицирует свой транспорт для использования биодизеля без примесей даже при низких температурах. Устанавливается второй топливный бак. К нему подводится нагревательная спираль которой течет смазочно-охлаждающая жидкость автомобиля. Датчик температуры, установленный в баке, сообщает водителю когда биодизель достаточно нагрет для использования, водитель переключает бак подачи топлива.


8. Украинских биодизель

Сырьевая база для производства этого вида топлива в Украине очень широка. [15] По состоянию на 2010 год для сельскохозяйственных работ в Украине необходимо иметь 1,9 млн. тонн дизельного топлива и 620 тыс. тонн бензина, которые производятся с 4,5 млн. тонн нефти, преимущественно импортной. [16] [15]

По данным, приведенным в литературе [17], технически доступный потенциал выработки биодизельного топлива из рапса, подсолнечника и сои в Украине составляет более 37,6 ТВт ? ч / год. [10] Для этого необходима площадь для выращивания растительного сырья около 65500 км 2, из которой можно получить 3,6 млн т / год биодизельного топлива. [10]

В Украине 2007 года введены в эксплуатацию заводы по производству дизельного биотоплива в пгт. Сарата ( Одесская область) и вблизи Херсона, мощностью 7,0 и 10,0 тыс. тонн в год. [18]

В г. Днепропетровске, специалистами ОАО "БиодизельДнепр" разработана технология и оборудование для производства микроводорослей и получения масла для изготовления биотоплива. [10]

Несмотря на стремительный рост в течение последних лет, объемов выращенного рапса (основного сырья для производства биодизеля в Украине), львиная его часть экспортируется в страны Европы. [1]

Планируется строительство подобных предприятий в Винницкой, Полтавской, Днепропетровской, Житомирской, Сумской, Хмельницкой и Ивано-Франковской областях. В большинстве проектов сырьем для производства биодизеля может стать семян.

Уже построен и вышел на минимальную мощность (50 тонн) завод в Запорожской области. Планируется видкриття Запорожского биотопливных заводов в Запорожье.

Для производства биодизеля в Украине наиболее рационально использовать семян, подсолнечника и сои.

Стандарт по производству биодизеля - ДСТУ 6081:2009 ?Топливо моторное. Эфиры метиловые жирных кислот растительных масел и жиров для дизельных двигателей. Технические требования "(утверждено Приказом Госпотребстандарта от 20.01.2009 г. № 27).


9. Биодизель из рапса

При соответствующей технологии выращивания рапса с 1 га площади полученный урожай дает 20 т зеленых кормов, 20 т зеленых удобрений, 3-3,5 т семян, 13 ц масла, 16 ц жмыха ( шрота), 100 кг меда, 500 кг бумаги. Предназначено для производства масла семян рапса разных сортов, должно иметь влажность 5-7%, засоренность не более 1%, содержание эруковой кислоты - меньше 2% и кислотное число - не более 3. Нарушение этих требований ухудшает эффективность выжимание и этерификации, а также может стать причиной снижения качества масла. На это влияют степень зрелости семян и условия его хранения. С 3 тонн семян влажностью 7-8% можно получить 1 тонну биодизеля, 1,9 тонны шрота (с содержанием масла 8-12%), и около 0,2 тонны глицерина.

По данным Госкомстата Украины, 54% выращенного урожая рапса в 2004 г.; 67% - в 2005; 78% - в 2006; 87% - 2007; 83% - 2008 г. экспортируется в страны ЕС. Лишь отдельные хозяйства производят биодизель для собственных нужд, используя минизаводы и исследовательские установки, производительность которых не превышает 10 тыс. тонн биотоплива в год. Производство и использование жидкого биотоплива в промышленном масштабе в Украине практически отсутствует. По данным Министерства аграрной политики Украины, такие заводы успешно работают во Львовской, Херсонской, Одесской, Ровенской, Винницкой, Донецкой, Тернопольской и Полтавской областях. Общая мощность цехов составляет около 600 тонн в сутки.

За период июль-апрель 2008-2009 МГ Украина экспортировала 2630,08 тонн рапса. За аналогичный пероид 2009-2010 МГ вывезла на внешние рынки 1757,76 т рапса. Крупнейшими импортерами украинского рапса являются страны Европейского Союза (ЕС-27). Они импортируют рапс как сырье для биодизельной промышленности. В частности, за период июль-апрель 2010 МГ в Нидерланды было экспортировано 469,32 тыс. т рапса (27%), в Бельгии - 346,01 тыс. т (20%), Франции - 291,75 тыс. т (17%), Польши - 134,46 тыс. т (8%).


10. Биодизель из микроводорослей

Из-за высокого содержания липидов много видов микроводорослей могут стать перспективным источником сырья для производства биодизеля. Это подтверждается данными о том, что с 1 га земли можно получить 446 л соевого масла или 2690 л пальмового, а с такой же площади водной поверхности - около 90 000 л биодизеля. Установлено, например, содержание липидов в Scenedesmus dimorphus при разных условиях может колебаться в пределах 16-40%, а в Chlorella Vulgaris - 14-22% от массы сухого вещества [19]. Кроме этого, качество биодизеля зависит от жирнокислотного состава исходного сырья. Из насыщенных жирных кислот в составе водорослей преобладает пальмитиновая, из ненасыщенных - пальмитоолеиновой (16:1) и линоленовая (18:3). Общая ненасыщенности жирных кислот липидов микроводорослей значительно выше, чем в пальмового масла, которое, однако, уступает соевой. Жирнокислотний состав липидов микроводорослей может существенно изменяться в зависимости от варьирования условий их выращивания. Снижение температуры культивирования, как и повышение уровня освещенности, приводит к росту доли ненасыщенных жирных кислот в химическом составе водорослей [19].


11. Примечания и источники

  1. Метиловые эфиры растительных масел
  2. Палмолметилестер
  3. Сложные эфиры на основе рапсового масла англ. Rapsed Methyl Esters
  4. Метиловые эфиры жирных кислот, англ. Fatty Acid Methyl Esters . Должны соответствовать стандартам EN 14214
  5. англ. Soybean Methyl Ester
  6. англ. Sun Flower Methyl Esters
  7. а б в г д е ж Мироненко В. Технологии производства биодизеля: [курс лекций для студ. сельскохозяй. учеб. уч. закл.] / Мироненко В. Дуброеин 8.0 .. Попищук В.М.. Драгнев С.В. - М.: Холтех, 2009. -100 С.
  8. Гетерогенны катализ / [Электронный ресурс] / Химик. 4/05/2009 / / Режим досryпу к журн.: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/994.htm1.
  9. Гомогенный катализ / [Электронный ресурс] / Химик. 4/05/2009 / И Режим доступа к журн.: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1122.htm1.
  10. а б в г А.А. Долинский, Л.Н. Грабов, В.И. Скорее, А.И. Кусок Выработка энергоносителей из возобновляемого растительного сырья / Энергетика и электрификация Научный журнал. - 2008, № 9. ISSN: 0424-9879
  11. Положение дел в области продовольствия и сельско хозяйства. Биотопливо: перспективы, риски и возможности [доклад] / Рим: продовольственная и Сельскохозяйственная организация Объединенных Наций, 2008. - 144 с
  12. Дубровин В.А. Развитие технологий использования растениеводческой продукции на энергетические нужды в Украине / / Аграрная наука и образование. - 2004. - Т. 5. - № 1-2. - С.86-91.
  13. Biofuels barometer 2007 - EurObservьER Syst?mes solaires Le Journal DES ?nergies renouvelables N ? 179, S. 63-75, 5/2007.
  14. Biofuels barometer 2008 - EurObservьER Syst?mes solaires Le Journal DES ?nergies renouvelables N ? 185, S. 49-66, 6/2008.
  15. а б В.М.Полищук Животные и растительные жиры в качестве сырья для производства биодизеля (обобщение опыта) Научный вестник Национального университета биоресурсов и природопользования Украины Сборник научных трудов. - 2010, Вип.144.
  16. Полищук В.Н. Применение биотоплива для дизельных двигателей / В.М. Полищук, С.В.Драгнев, И.И. Убоженко, М.Ю. Павленко, О.В. Полищук / / Научный вестник национального аграрного университета. - К.: НАУ, 2008. - № 125. - С.315-318.
  17. Мешкотно Г.М., Кудря С.А., Кондратюк Т.Г., Четверик Г.А. Термодинамическая эффективность и ресурсы жидкого биотоплива Украины. - Киев: Институт возобновляемой энергетики НАНУ, 2006. - 226 с
  18. "Биодизель Бессарабия" запустил завод [Электронный ресурс] / Экономика - 07 февраля 2007. - Режим доступа: http://www.economica.com.ua/ agro/news/99538.html
  19. а б Энергоресурс А. Золотарева, Е. Шнюкова "Куда идет биотопливные индустрия?" ISSN 0372-6436. Вестн. НАН Украины, 2010, № 4

код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам