Preview

Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология

Расширенный поиск

Выбор наиболее предпочтительного сырья для синтеза биодизельного топлива с позиции его выхода и физико-химических свойств

https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-1-114-123

Аннотация

Биодизельное топливо является одним из наиболее перспективных альтернативных источников энергии в настоящее время как в качестве топлива в чистом виде, так и в качестве смесевого компонента нефтяных дизельных топлив. Работы исследователей по всему миру показывают, что добавление биодизельного топлива к нефтяному дизелю позволяет существенно повысить экологичность данного нефтепродукта. Однако влияние на большинство регламентируемых эксплуатационных показателей является неоднозначным в связи с тем, что характеристики биодизельного топлива сильно разнятся в зависимости от исходного сырья. Цель работы – выбор наиболее предпочтительного сырья для синтеза биодизельного топлива с позиции выхода целевого продукта, физико-химических и низкотемпературных свойств. В данном исследовании биодизельное топливо синтезировано из пяти различных пищевых растительных масел (подсолнечное, горчичное, льняное, кукурузное и рыжиковое) с использованием этанола в качестве переэтерифицирующего агента и гидроксида калия в качестве катализатора. Определены основные физико-химические (плотность, динамическая и кинематическая вязкости, молекулярная масса) и низкотемпературные свойства (температуры помутнения и застывания) растительных масел, а также полученных на их основе биодизельных топлив. Установлено, что наиболее предпочтительным сырьем для синтеза биодизельного топлива с позиции выхода целевого продукта является подсолнечное масло; с позиции физико-химических свойств – подсолнечное и кукурузное масла; низкотемпературных свойств – горчичное масло; экономической составляющей – подсолнечное масло. В работе определены рекомендации по выбору наиболее предпочтительного сырья для синтеза биодизельного топлива, которые будут полезны при использовании биодизеля в качестве смесевого компонента товарных дизельных топлив.

Об авторах

Н. Е. Белозерцева
Томский политехнический университет
Россия

Белозерцева Наталья Евгеньевна – аспирант.

634050, Томск, пр-т Ленина, 30.



И. А. Богданов
Томский политехнический университет
Россия

Богданов Илья Александрович – аспирант.

634050, Томск, пр-т Ленина, 30.



А. А. Алтынов
Томский политехнический университет
Россия

Алтынов Андрей Андреевич – аспирант.

634050, Томск, пр-т Ленина, 30.



А. Т. Бальжанова
Томский политехнический университет
Россия

Бальжанова Арюна Тогмитовна – студентка.

634050, Томск, пр-т Ленина, 30.



Н. С. Белинская
Томский политехнический университет
Россия

Белинская Наталия Сергеевна - кандидат технических наук, научный сотрудник.

634050, Томск, пр-т Ленина, 30.



М. В. Киргина
Томский политехнический университет
Россия

Киргина Мария Владимировна - кандидат технических наук, доцент.

634050, Томск, пр-т Ленина, 30.



Список литературы

1. Erdiwansyah, Mamat R., Sani M.S.M., Sudhakar K., Kadarohman A., Sardjono R.E. An over-view of Higher alcohol and biodiesel as alternative fuels in engines // Energy Reports. 2019. Vol. 5. P. 467–479. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2019.04.009

2. Марков В.А., Каськов С.И. Лобода С.С. Растительные масла как экологическая добавка к нефтяному дизельному топливу // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2018. N 7. С. 48–60. https://doi.org/10.18698/0536-1044-2018-7-48-60

3. Dwivedi G., Jain S., Sharma M.P. Impact analysis of biodiesel on engine performance – A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2011. Vol. 15. P. 4633–4641. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.07.089

4. Srithar K., Balasubramanian K.A. Dual biodiesel for diesel engine -Property, performance and emission analysis // International Energy Journal. 2014. Vol. 14. Issue 3. P. 107–120.

5. Tongroon M., Saisirirat P., Suebwong A., Au-nchaisri J., Kananont M., Chollacoop N. Combustion and emission characteristics investigation of diesel-ethanol-biodiesel blended fuels in a compression-ignition engine and benefit analysis // Fuel. 2019. Vol. 255. 115728. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.115728

6. Богданов И.А., Алтынов А.А., Белинская Н.С., Киргина М.В. Исследование влияния состава прямогонных дизельных топлив на эффективность действия низкотемпературных присадок // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2018. N 11. С. 37–42.

7. Капустин В.М., Карпов С.А., Сайдахмедов А.И. Биодизельное топливо: преимущества, недостатки и перспективы промышленного производства // Нефтепереработка и нефтехимия. Научно-технические достижения и передовой опыт. 2011. N 4. С. 49–54.

8. Левтеров А.М., Савицкий В.Д., Левтерова Л.И. Экспериментальные исследования моторных качеств смесевого биодизельного топлива // Автомобильный транспорт. 2011. N 28. С. 81–84.

9. Дворецкий С.И., Зазуля А.Н., Нагорнов С.А., Романцова С.В., Рязанцева И.А. Производство биодизельного топлива из органического сырья // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2012. N 5 (39). С. 126–135.

10. Günay M.E., Türker L., Tapan N.A. Significant parameters and technological advancements in biodiesel production systems // Fuel. 2019. Vol. 250. P. 27–41. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.03.147

11. Tapan N.A., Yıldırım R., Günay M.E. Ana-lysis of past experimental data in literature to determine conditions for high performance in bio-diesel production // Biofuels, Bioproducts and Biorefining. 2016. Vol. 10. N 4. P. 422–434. https://doi.org/10.1002/bbb.1650

12. Islam A., Taufiq-Yap Y.H., Chan E.S. Moniruzzaman M., Islam S., Nabi M.N. Advances in solid-catalytic and non-catalytic technologies for biodiesel production // Energy Conversion and Management. 2014. Vol. 88. P. 1200–1218. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.04.037

13. Gusniah A., Veny H., Hamzah F. Ultrasonic assisted enzymatic transesterification for biodiesel production // Industrial and Engineering Chemistry Research. 2019. Vol. 58. Issue 2. P. 581–589. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.8b03570

14. Sun S., Guo J., Duan X. Biodiesel preparation from Phoenix tree seed oil using ethanol as acyl acceptor // Industrial Crops and Products. 2019. Vol. 137. P. 270–275.

15. Yang X.X., Wang Y.T., Yang Y.T., Feng E.Z., Luo J., Zhang F., et al. Catalytic transesterification to biodiesel at room temperature over several solid bases // Energy Conversion and Management. 2018. Vol. 164. P. 112–121. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.02.085

16. Abbah E.C., Nwandikom G.I., Egwuonwu C.C., Nwakuba N.R. Effect of reaction temperature on the yield of biodiesel from neem seed oil // Ameri-can Journal of Energy Science. 2016. Vol. 3. N 3. P. 16–20.

17. Leung D.Y.C., Guo Y. Transesterification of neat and used frying oil: optimization for bio-diesel production // Fuel Processing Technology. 2006. Vol. 87. N 10. P. 883–890. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2006.06.003

18. Singh D., Sharma D., Soni S.L., Sharma S., Kumar D. Chemical compositions, properties, and standards for different generation biodiesels: A review // Fuel. 2019. Vol. 253. P. 60–71. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.04.174

19. Сноре М., Мяки-Арвела П., Симакова И.Л., Мюллюойа Ю., Мурзин Д.Ю. Обзор каталитических методов производства биодизельного топлива из натуральных масел и жиров // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2009. Т. 4. N 1. С. 3–17.

20. Саргужиева Б.А. Реакции алкоголиза и переэтерификации в процессе производства биотоплива // Наука в центральной России. 2015. N 5 (17). С. 75–84.


Рецензия

Для цитирования:


Белозерцева Н.Е., Богданов И.А., Алтынов А.А., Бальжанова А.Т., Белинская Н.С., Киргина М.В. Выбор наиболее предпочтительного сырья для синтеза биодизельного топлива с позиции его выхода и физико-химических свойств. Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020;10(1):114-123. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-1-114-123

For citation:


Belozertseva N.E., Bogdanov I.A., Altynov A.A., Balzhanova A.T., Belinskaya N.S., Kirgina M.V. Selection of the most beneficial raw materials for the synthesis of biodiesel from a standpoint of its yield and physicochemical properties. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2020;10(1):114-123. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2227-2925-2020-10-1-114-123

Просмотров: 325


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2227-2925 (Print)
ISSN 2500-1558 (Online)