Обнаружив ошибку на странице, выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Как известно, основными компонентами растительных масел являются эфиры трехатомного спирта глицерина и
жирных кислот. Растительные масла имеют слишком большую вязкость, которая препятствует их прямому
использованию в качестве дизельного топлива. Один из выходов - проведения реакции переэтерификации.
При этом глицерин замещается на метиловый или этиловый спирт. Полученные продукты имеют значительно
меньшую молекулярную массу и вполне пригодны для прямого использования в качестве биотоплива. В случае
метилового спирта уравнение реакции будет следующим:
Согласно одному из вариантов, для получения метилового эфира необходимо к девяти массовым частям растительного масла добавить одну массовую часть метанола (в случае получения этилового эфира используют этанол), а также небольшое количество щелочного катализатора. Ингредиенты перемешивают в специальных реакторах при температуре 50-80°С и нормальном атмосферном давлении. После отстаивания и охлаждения жидкость расслаивается на две фракции: глицерин (тяжелая) и метиловый эфир (легкая).
Реакция получение этилового эфира экзотермическая, то есть она протекает с выделением тепла. Режим проведения процесса может значительно изменятся в зависимости от качества используемого масла и от его состава (содержания разных жирных кислот).
Этиловый и метиловый эфиры почти одинаковы по энергоемкости. Вязкость этиловых эфиров немного выше и точка помутнения немного ниже, чем у метиловых эфиров. Тесты на двигателях демонстрируют, что метиловый эфир дает немного более высокую выходную мощность и вращающий момент, чем этиловый. Потребление топлива двигателем при работе примерно одинаково. Некоторые преимущественные характеристики этилового эфира по сравнению с метиловым - значительно более низкая непрозрачность дыма, ниже выхлопные температуры.
Этиловый эфир имеет более высокий уровень коксования инжектора, чем метиловый, что, очевидно, в большей мере связано с молекулярной массой и вязкостью, чем с содержанием глицерина.
Рапс - один из основных источников биодизеля
В настоящее время ведутся активные и разносторонние исследования с целью оптимизации процесса получения этиловых и метиловых эфиров жирных кислот и решения многочисленных производственных проблем. В частности, кроме щелочных испытываются также кислотные катализаторы. Ведутся разработки направленные на повышение степени экологической безопасности производства.
Например, были проведены эксперименты, чтобы определить оптимальные условия для получения этиловых эфиров с использованием рапсового масла. Исследовались следующие переменные процесса: 1) температура, 2) катализатор, 3) интенсивность перемешивания, 4) содержание используемого спирта в водном растворе, 5) избыток используемого спирта.
Получены следующие оптимальные условия:
При использовании этанола (а не метанола) возникают проблемы при промывке биодизеля для удалением избытков спирта, этанол формирует устойчивую водную эмульсию. Метиловые эфиры также гораздо лучше показали себя в процессе длительного хранения, по сравнению с этиловыми.
Вместе с преимуществами биодизель имеет и целый ряд недостатков. В растительных маслах содержатся преимущественно ненасыщенные жирные кислоты, в результате такое топливо имеет очень ограниченный срок хранения, поскольку ненасыщенные жирные кислоты и их эфиры склонны к окислению и полимеризации.
Метиловый спирт, как известно, ядовит, что создает дополнительные сложности при производстве и применении соответствующего вида биодизеля.
Согласно одному из вариантов, для получения метилового эфира необходимо к девяти массовым частям растительного масла добавить одну массовую часть метанола (в случае получения этилового эфира используют этанол), а также небольшое количество щелочного катализатора. Ингредиенты перемешивают в специальных реакторах при температуре 50-80°С и нормальном атмосферном давлении. После отстаивания и охлаждения жидкость расслаивается на две фракции: глицерин (тяжелая) и метиловый эфир (легкая).
Реакция получение этилового эфира экзотермическая, то есть она протекает с выделением тепла. Режим проведения процесса может значительно изменятся в зависимости от качества используемого масла и от его состава (содержания разных жирных кислот).
Этиловый и метиловый эфиры почти одинаковы по энергоемкости. Вязкость этиловых эфиров немного выше и точка помутнения немного ниже, чем у метиловых эфиров. Тесты на двигателях демонстрируют, что метиловый эфир дает немного более высокую выходную мощность и вращающий момент, чем этиловый. Потребление топлива двигателем при работе примерно одинаково. Некоторые преимущественные характеристики этилового эфира по сравнению с метиловым - значительно более низкая непрозрачность дыма, ниже выхлопные температуры.
Этиловый эфир имеет более высокий уровень коксования инжектора, чем метиловый, что, очевидно, в большей мере связано с молекулярной массой и вязкостью, чем с содержанием глицерина.
Рапс - один из основных источников биодизеля
В настоящее время ведутся активные и разносторонние исследования с целью оптимизации процесса получения этиловых и метиловых эфиров жирных кислот и решения многочисленных производственных проблем. В частности, кроме щелочных испытываются также кислотные катализаторы. Ведутся разработки направленные на повышение степени экологической безопасности производства.
Например, были проведены эксперименты, чтобы определить оптимальные условия для получения этиловых эфиров с использованием рапсового масла. Исследовались следующие переменные процесса: 1) температура, 2) катализатор, 3) интенсивность перемешивания, 4) содержание используемого спирта в водном растворе, 5) избыток используемого спирта.
Получены следующие оптимальные условия:
- Комнатная температура
- Катализатор: 0.5% мeтилат натрия или 1%-ый гидрокид калия
- Чрезвычайно энергичное перемешивание с некоторым выплескиванием в течение начальной фазы реакции, причем в перемешивании уже не было необходимости после того, как реакционная смесь стала гомогенной.
- Для высокого выхода продукта необходим абсолютный этанол
- 50%-ый избыток чистого этанола с NaOCH3 (по некоторым данным 70% избыток) или 100%-ый избыток с KOH дает максимальный выход (молярное соотношение 5.1:1 этанола к маслу). Исходя из количества используемого масла по весу, используется 1.3% KOH.
При использовании этанола (а не метанола) возникают проблемы при промывке биодизеля для удалением избытков спирта, этанол формирует устойчивую водную эмульсию. Метиловые эфиры также гораздо лучше показали себя в процессе длительного хранения, по сравнению с этиловыми.
Вместе с преимуществами биодизель имеет и целый ряд недостатков. В растительных маслах содержатся преимущественно ненасыщенные жирные кислоты, в результате такое топливо имеет очень ограниченный срок хранения, поскольку ненасыщенные жирные кислоты и их эфиры склонны к окислению и полимеризации.
Метиловый спирт, как известно, ядовит, что создает дополнительные сложности при производстве и применении соответствующего вида биодизеля.