Исследование целесообразности использования биодизельных топлив в качестве смесевого компонента товарных дизельных топлив

Сокращение выбросов от сжигания углеводородного топлива и увеличение объемов потребления биотоплив – актуальная экономическая и экологическая задача. Биодизель является альтернативой нефтяному дизельному топливу и широко используется во всем мире в качестве смесевого компонента товарного топлива. Важной задачей становится оценка целесообразности применения биодизеля, полученного из различного сырья, в качестве смесевого компонента товарных дизельных топлив, а также выбор оптимальных соотношений биодизельное/нефтяное дизельное топливо, так как даже добавление небольшого количества биодизеля положительно сказывается на экологических свойствах топлива. В работе реакцией переэтерификации с использованием этилового спирта в качестве переэтерифицирующего агента и гидроксида натрия в качестве катализатора синтезировано биодизельное топливо из подсолнечного, кукурузного и рапсового масел; определены состав и свойства синтезированных биодизельных топлив. Приготовлены смеси биодизелное/нефтяное дизельное топливо с содержанием биодизеля в смеси 5, 10, 15, 20% об.; определены состав и свойства полученных смесей. Установлено, что добавление биодизельного топлива приводит к увеличению плотности, вязкости и самовоспламеняемости, снижению содержания серы и утяжелению фракционного состава топлива. С увеличением концентрации биодизеля в смеси эффект усиливается. Выявлен эффект снижения предельной температуры фильтруемости смесевого топлива при добавлении биодизеля, максимальный эффект достигается при различных концентрациях в смеси биодизеля, синтезированного из подсолнечного, кукурузного и рапсового масел. Показано, что для производства летнего товарного дизельного топлива рекомендуется использовать смеси 10% об. биодизельного топлива, полученного из любого из растительных масел, и 90% об. нефтяного дизельного топлива.

1. Захарова Е. А., Лихачева Н. А. Оценка экологической эффективности нефтеперерабатывающих производств // Химия и технология топлив и масел. 2021. Т. 57. N 3. С. 49–52. https:// doi.org/10.32935/0023-1169-2021-625-3-49-52.

2. Головин М. С., Кудрявцева О. В. Государственная политика по развитию отрасли транспортного биотоплива в Европейском Союзе // Государственное управление. Электронный вестник. 2020. N 78. С. 72–90. https://doi.org/10. 24411/2070-1381-2020-10034.

3. Рагимов Э. А. Влияние альтернативных топлив на окружающую среду // Транспорт на альтернативном топливе. 2020. N 2. С. 64–70.

4. Медведева Н. Д. Перспективы развития производства биотоплива: мировой опыт // Экономика, труд, управление в сельском хозяйстве. 2019. N 3. С. 45–53.

5. Рюль К. ВР: Прогноз развития мировой энергетики до 2030 года // Вопросы экономики. 2013. N 5. С. 109–128.

6. Гончаров С. В., Карпачев В. В. Перспективы развития биодизеля в России // Масличные культуры. 2021. N 3. С. 71–77. https://doi.org/10. 25230/2412-608X-2021-3-187-71-77.

7. Боровицкая П. С., Варламова Е. С. Проблемы и перспективы развития российского рынка биотоплива // Экономические исследования и разработки. Научно-исследовательский журнал. 2021. N 2. С. 63–76.

8. Марков В. А., Девянин С. Н., Семенов В. Г., Шахов А. В., Багров В. В. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях. М.: Инженер, 2011. 536 с.

9. Кучкина А. Ю., Сущик Н. Н. Источники сырья, методы и перспективы получения биодизельного топлива // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2014. N 1. С. 14–42.

10. Власкин М. С., Чернова Н. И., Киселева С. В., Попель О. С., Жук А. З. Гидротермальное сжижение микроводорослей для получения биотоплив: современное состояние и перспективы развития // Теплоэнергетика. 2017. N 9. С. 5–16. https://doi.org/10.1134/S0040363617090107.

11. Бусин И. В., Ликсутина А. П., Корнев А. Ю. Биотопливо из отходов животноводства // Сельский механизатор. 2021. N 7. С. 29–31. https://doi. org/10.47336/0131-7393-2021-7-29-30-31.

12. Викаш Бабу П. Д., Ашиш Таплиял П. Д., Гириеш Кумар Патель П. Д. Возобновляемая энергия: Производство биотоплива / пер. с англ. Беверли, MA: Scrivener Publishing LLC, 2014. 250 с.

13. Белозерцева Н. Е., Богданов И. А., Бальжанова А. Т., Торчакова О. М., Соснина Д. В., Белинская Н. С. [и др.]. Использование биодизеля в качестве смесевого компонента товарных дизельных топлив // Химия в интересах устойчивого развития. 2020. Т. 28. N 2. C. 131–140. https://doi. org/10.15372/KhUR2020211.

14. Чернова Н. И., Киселева С. В., Попель О. С. Эффективность производства биодизеля из микроводорослей // Теплоэнергетика. 2014. N 6. С. 14– 21. https://doi.org/10.1134/S0040363614060010.

15. Сноре М., Маки-Арвела П., Симакова И. Л., Миллюойа 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.

16. Obed M. A., Mamat R., Abdullah N. R., Abdullah A. A. Analysis of blended fuel properties and engine performance with palm biodiesel–diesel blended fuel // Renewable Energy. 2016. Vol. 86. P. 59–67. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.07.103.

17. Tanzer E., Yesilyurt M. K. Influence of blending ratio on the physicochemical properties of safflower oil methyl ester-safflower oil, safflower oil methyl esterdiesel and safflower oil-diesel // Renewable Energy. 2016. Vol. 95. P. 233–247. https://doi.org/ 10.1016/j.renene.2016.04.009.

18. Foroutan R., Esmaeili H., Mousavi S. M., Hashemic S. A., Yeganeha G. The physical properties of biodiesel-diesel fuel produced via transesterification process from different oil sources // Physical Chemistry Research. 2019. Vol. 7, no. 2. P. 415–424. https://doi.org/10.22036/pcr.2019.173224.1600.

19. 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. Т. 10. N 1. С. 114–123. https://doi.org/10. 21285/2227-2925-2020-10-1-114-123.

20. Белозерцева Н. Е., Соснина Д. В., Бальжанова А. Т., Богданов И. А., Киргина М. В. Исследование влияния параметров синтеза биодизельного топлива реакцией переэтерификации на выход и ключевые характеристики продукта // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2021. N 56. C. 23–29.