Биодизель сквозь призму качества масложирового сырья
В мире все громадную притягательность обретают экологичные виды горючего, в первую очередь, из биомассы растений, накапливающей энергию солнца, информирует «OilWorld.Ru». Согласно точки зрения доктора наук, профессора химии МАТХТ им. М.В.
Ломоносова М.Ю. Плетнева, будущее видится за «технологиями» и зелёными продуктами, каковые способны кардинально улучшить качество и экологию судьбы за счет понижения загрязненности природной сокращения и среды выбросов парниковых газов, обуславливающих драматические трансформации климата. «Германским инженером Рудольфом Дизелем в 1897 г. был создан дизельный двигатель, первый пример которого трудился на растительном (арахисовом) масле.
Потом стало известно, что более легкие, не столь вязкие метиловые (МЭ) и этиловые (ЭЭ) эфиры жирных кислот, под которыми в большинстве случаев знают «биодизель», предпочтительнее по последовательности характеристик. О них как возможно дешёвом горючем для дизельных двигателей отыскали в памяти во время нефтяного кризиса 70-х гг., после этого возвратились в 90-х гг., в то время, когда ведущие экономики мира столкнулись с проблемами загрязнения природной среды, истощения и парникового эффекта нефтяных месторождений.
К настоящему времени различные государства, с учетом климатических аграрных традиций и зон, в производстве биодизеля сделали ставку на разные источники масложирового сырья. Так, США в основном ориентируются на животный жир и сою, Европа — на рапс, Индонезия и Малайзия — на масличную пальму, а Филиппины — на кокосовую пальму.
Кроме этого многие государства стараются задействовать технические и жиры и отходные масла.
Перед простым дизтопливом биодизель имеет последовательность неоспоримых преимуществ, главные из которых:
— более низкий уровень вредных выбросов, в особенности жёстких частиц (дыма);
— фактически нейтральный эффект в плане выброса парниковых газов;
— значительно лучшие показатели в плане токсичности и биоразлагаемости;
— меньший износ (из-за оказываемого биодизелем смазывающего результата) и увеличения срока работы двигателя;
— лучшие характеристики при транспортировке и хранении;
— хороший стимул для развития агросектора масличных и кормовых культур, и олеохимии и связанных с ней отраслей;
— меньшая зависимость от цен на нефтепродукты.
Среди недоработок биодизеля именуют следующие:
— в неразведенном виде он способен повреждать резиновые шланги, прокладки и "настойчиво попросить" их замены на подробности из более стойких материалов;
— благодаря высокой растворяющей способности, биодизель способен вымывать из двигателей отложения, появившиеся в том месте ранее, а это может вызывать сбои в работе, из этого вероятны неприятности и с гарантийным обслуживанием техники;
— биодизель возможно не в полной мере устойчив к окислению при хранении, и может появиться необходимость в антиоксиданте;
— дизтопливо с высоким содержанием биодизеля, в особенности марки В100, изготовленного из сырья с низким йодным числом, может создавать неприятности благодаря забивания и загущения топливного фильтра зимой.
Для обеспечения требуемых эксплуатационных черт биодизеля серьёзен комплект определенных особенностей масел и жиров, применяемых в его производстве. Из химических особенностей ответственны: число омыления (ч.о.), иодное число, жирнокислотный состав, наличие свободных жирных кислот (к.ч.), серы, азота, зольность, присутствие неомыляемых компонентов, фосфатидов и содержание жидкости.
Характеристики некоторых масел и приобретаемых из них сложных эфиров:
Масла и эфиры с низким иодным числом (из кокосового и пальмового масел, животного жира) имеют более большие цетановые числа и, следовательно, больший энергетический потенциал. Большая часть эфиров и масел, как направляться из приведенной таблицы, вписывается в оптимальный диапазон цетановых чисел для дизтоплив (45?75).
Значительно да и то, что масла и жиры с низким иодным числом имеют большие температуры плавления и часто затвердевают уже при температурах выше комнатной. Это свойство отражается на температурах помутнения, плавления и забивания фильтра приобретаемых из них МЭ и ЭЭ жирных кислот, что налагает ограничения на их применение в качестве горючего на все сезоны, не считая летнего.
Масла с большим низкой температурой и иодным числом плавления более всего подходят для производства биодизеля, применяемого в холодном климате. Изучения, направленные на создание зимнего биодизельного топлива, в особенности актуальны для северных государств, таких как Российская Федерация, страны и Канада Скандинавии.
Но стоит подчернуть, что наряду с этим возрастает риск автоокисления и полимеризации горючего в плотную каучукоподобную массу. Следовательно, биодизель с большим иодным числом не подлежит долгому хранению, а для увеличения срока хранения нужно вводить антиоксидант.
Биодизель из полувысыхающих масел (соевое, подсолнечное) не столь подвержен полимеризации и окислению, как биодизель из высыхающих масел.
На данный момент настоящим ограничителем наращивания доли биодизеля в дизтопливе выступает не хватает низкая температура застывания (потери текучести). Возможность применения антижелирующих агентов, антифризов существует, но достигаемый эффект (дополнительно минус 3-5 ?С) не столь велик.
К тому же их введение не должно скомпрометировать саму идею экологичного горючего, выращенного в поле либо извлеченного из стоков. Добавление же биооктанола либо «органического» метилизоамилкетона (добавок, возможно пригодных для понижения температуры замерзания и по пожароопасным чертям) способно существенно расширить себестоимость горючего.
Второй путь содержится в применении для производства биодизеля масел с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот (большим иодным числом). Приобретаемые из них МЭ и ЭЭ имеют температуры застывания порядка -10 ?С либо ниже.
При добавлении их числом 5% температура застывания горючего В5 будет порядка -25 ?С. Этого возможно достаточно для эксплуатации автотранспорта зимний период в государствах континентальной Европы, но не достаточно для эксплуатации в Российской Федерации.
Иначе, с ростом ненасыщенности понижается теплотворная свойство биодизеля, а МЭ полиненасыщенных кислот более подвержены автоокислению и полимеризации.
Теплосодержание биодизельного топлива на единицу массы, в большинстве случаев, на 9-13% ниже, чем у простого дизтоплива. При применении биодизеля мощность дизельного двигателя понижается на 5-8%.
Понижение вращающего момента с переходом на биодизель заметнее при низкой скорости перемещения транспортного средства. Так, при 1700 об./мин он ниже на 5%, а при 1300 об./мин — лишь на 3%.
Дымность выброса для биодизеля В100 в среднем на 75% ниже, чем для простого дизтоплива.
Плотность биодизеля (около 0,88) возможно выше, чем плотность дизтоплива из нефти: 0,83-0,90 — для марок, предназначенных для быстроходных двигателей, и до 0,93 — для тихоходных двигателей. Плотность биодизеля различного происхождения фактически однообразна, за исключением биодизеля из касторового масла, для которого d20/4=0,92.
Зольность — показатель наличия в горючем кремнистых соединений и металлов. Высокая зольность возможно обстоятельством засорения и повышенного износа инжекционной совокупности двигателя, и нагарообразования.
Особенной отличия в эксплуатационных чертях между МЭ и ЭЭ не распознано, исходя из этого при выборе агента этерификации, по большей части, руководствуются экономическими мыслями.
жиры и Отходные масла смогут быть частично омылены и содержать большой процент свободных жирных кислот. Как и для кондиционных масел, для них используется кислая, а не щелочная промывка.
Из-за высоких значений к.ч., отходные масла сходу направлять на переэтерификацию запрещено: их сушат и переводят в эфиры жирных кислот метилирующим агентом, к примеру, диметилсульфатом (побочные продукты — сульфат натрия либо калия и мыло).
Сейчас в ряде европейских государств дизтопливо для грузовиков, применяемых в дальних перевозках, стали разбавлять 2-3% рафинированного рапсового масла как такового. Наряду с этим уход от пошлины, которой облагается горючее из нефтяного сырья, компенсирует некую утрату в пути и мощности пробега.
Иначе, в двигателе улучшается нагарообразование, что по большому счету характерно для высокомолекулярных и вязких видов дизтоплива.
Еще сравнительно не так давно в производстве биодизеля обширно применяли промывку сырых МЭ горячей водой, что приводило к необходимости последующей сушки. Последнее новшество — отказ от мокрой очистки МЭ и переход к очистке особыми сорбентами.
Наряду с этим уровень качества горючего значительно улучшается, например, понижаются его коррозионная активность, позванная присутствием жидкости, и образование отложений в головке цилиндра, обусловленное присутствием мыла.
Вопрос качества масложирового сырья (а заодно морозоустойчивости горючего и NOX) снимает «синтетический» биодизель, к производству которого с июня 2007 г. приступила компания Neste Oil по разработке NExBTL. Принципиально важно, что для его производства смогут использоваться самые различные виды сырья — от кондиционных жиров и масел до всевозможных отходов».
Цит. по www.AgroNews.ru
