Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Альтернативні джерела палива. Дизельне біопаливо

НАЦОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

«ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»

Реферат

на тему: « Альтернативні джерела палива. Дизельне біопаливо»

з курсу «Інтелектуальна власність»

Львів-2011

ЗМІСТ

Розділ 1. Аналіз перспектив виробництва дизельного біопалива.

Тенденції застосування альтернативних джерел енергії у світі.
Аналіз виробництва дизельного біопалива на Україні

Розділ 2. Технології та обладнання для виробництва дизельного біопалива

2.1. Основні етапи отримання дизельного біопалива

2.2. Основні технології виробництва дизельного біопалива

2.3. Обладнання для виробництва дизельного біопалива

Висновки

Список використаної літератури

ВСТУП

Основною перевагою використання нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії (НВДЕ) є їх невичерпність та екологічна чистота, що сприяє поліпшенню екологічного стану і не призводить до зміни енергетичного балансу на планеті.

Виробництво рідких видів палива із біомаси - один з ефективних способів її утилізації, що вкрай важливо для країн, залежних від імпорту первинних енергоносіїв. Це повною мірою стосується і України, забезпеченість якої власними енергоресурсами становить лише 20-25 %, а стан довкілля потребує нагального покращення.
Останнім часом все більш широкого поширення набувають альтернативні біопалива на основі рослинних олій і їх похідних. Інтенсивні роботи по переробці дизелів на біопаливо ведуться як в країнах з обмеженим енергетичним потенціалом, так і в країнах з великими запасами нафтового палива, а також у високорозвинутих країнах, що мають можливість придбання нафтових енергоносіїв.

В умовах дефіциту в Україні нафтового палива найбільш перспективним і відносно дешевим способом є отримання біопалива з рослинних масел (ріпакового, соняшникового і ін.). Шляхом реакції метанолізу з рапсової олії отримують паливо рослинного походження і гліцерин. Як показує більш ніж 20-річний досвід експлуатації дизельних двигунів різного призначення, конвертація їх на біодизель не вимагає ніякої зміни в конструкції дизельного двигуна. Не дивлячись на деяке збільшення витрати біодизеля при роботі двигуна на 25–50 %, зменшується викид шкідливих речовин з відпрацьованими газами, що дозволяє використовувати цей вид палива для двигунів при їх роботі в екологічно вразливих місцях (міська зона, зона відпочинку, кар'єрні розробки і ін.).

В даний час розроблено і запатентовано бінарне альтернативне паливо на основі похідних ріпакової олії і нафтового палива. Пропрацювала можливість виготовлення біодизеля з соняшникової олії і відпрацьованого фритюрного жиру. Визначено, що в умовах замкнутого циклу виробництва біодизеля і введення в рамках держави екологічного податку на дизельне паливо, вартість біопалива буде менше вартості дизельного палива.

Розділ 1. Аналіз перспектив виробництва дизельного біопалива

1.1. Тенденції застосування альтернативних джерел енергії у світі.

У розвитку біоенергетики сільської місцевості у світі можна виділити три основні тенденції:

- скорочення загальних витрат енергії;

- збільшення використання відновлюваних джерел енергії;

- переважного застосування твердих видів біопалива.

Тверде біопаливо

Основними технологіями термічної переробки деревини та біомаси є пряме спалювання (найбільше вивчено і комерційно розвинене), газифікація і піроліз. На сьогодні світовим лідером з використання соломи в енергетичних цілях є Данія, де знаходиться в експлуатації біля 8000 фермерських установок, потужністю 0,1 — 1,0 МВТ, які споживають за рік 390 тис.т соломи і виробляють 5,6 ПДЖ енергії. Крім цього, в Данії експлуатується 62 теплових і 9 теплоелектричних станцій, які споживають 540 тис.т соломи щорічно. З метою отримання теплової енергії солому в Європі використовують Австрія, Швеція, Фінляндія, Франція, Чехія та інші країни.[1]

В Україні надлишок соломи та стебел усіх культур складає 21,1 млн.т Однак, використання біомаси в енергетичних цілях проходить тільки своє становлення. За останній час виконано декілька демонстраційних проектів у області біоенергетики. Установки, впроваджені в рамках цих проектів, є першим сучасним великомасштабним біоенергетичним обладнанням у нашій країні.[3]

Рідке біопаливо

За прогнозами спеціалістів, найближчим майбутнім передбачається покриття до 10% світових потреб у дизельному пальному за рахунок рослинного рідкого палива. Метилові ефіри використовуються як чисте паливо в Німеччині, Австрії, і як 30, 20 і 5%- ні суміші з дизельним паливом у Франції, Швеції, США, Чехії та інших країнах. При цьому, наприклад, у США до 2012 року планується випускати щорічно близько 20 млн. т. рідкого палива. Виробництво рідкого біопалива проводять в єдиному технологічному процесі з насіння енергомістких культур, або в два етапи переробки: насіння — в олію і олію — в біопаливо. Технологія випуску дизельного палива з ріпакової олії побудована на фізичній і хімічній переробці відфільтрованої олії до форми метилового ефіру. [3,2]

Один з варіантів отримання дизельного пального є його виготовлення з водоростей, задуманий в США. Для виробництва біодизеля водорості поглинають вуглекислий газ і сонячне світло. Установка SolarConverter зовні нагадує сонячну батарею; між пластинами укладено водний розчин, в якому розташовуються водорості. Система не вимагає сільськогосподарських угідь і великих посівних площ. Перший завод з виробництва біодизельного пального з водоростей планують запустити в 2011 році.

Більше 40 японських концернів та наукових установ створили об'єднання для взаємовигідної роботи над багатообіцяючим проектом зі створення біопалива з водоростей. Автогігант Toyota Motor очолив цей план.
Можливе використання білтоплева в популярному автомобілі Toyota Hilux
У найближчі роки між індустріально розвиненими країнами може початися конкуренція за найкраще використання новітніх джерел енергії. Країна висхідного сонця зобов'язана лідирувати в питанні розробки пального з водоростей, вважають японські вчені.

Є дані, що німецькі та французькі компанії, що випускають автомобілі, вже випускають ряд моделей машин, спеціально пристосованих під суміш біодизеля і традиційного пального або для використання чистого біодизеля, можливо концерн Audi вирішиться використовувати цю технологію в своїй новій розробці гібридної Audi A8 . У планах Євросоюзу довести отримання альтернативного пального до 2015 - до 15 відсотків.

1.2. Аналіз виробництва дизельного біопалива на Україні

В Україні частка легкових автомобілів, що обладнані дизельними двигунами, незначна. Головна причина тому - низька якість палива. В сільськогосподарському виробництві всі трактори та самохідні комбайни працюють на дизельному паливі. Щодо вантажних автомобілів, то серед них дизельних - приблизно 85% і 95% автобусів та мікроавтобусів. І якби вдалось перевести на біодизельне паливо хоча б громадський пасажирський транспорт, то це б значно поліпшило екологічну ситуацію, особливо у великих містах.[11]

В Україні ріпак як промислову культуру почали інтенсивно впроваджувати лиш останні 10–15 років. Незважаючи на тривалу агітацію за цю культуру, ріпак не набув у нас масового поширення. Причина полягає в тому, що не вирішеними залишається низка питань. Ось деякі з них. Ріпак є культурою з дуже дрібним зерном, і тому для його сівби, збирання та первинної переробки потрібна спеціальна техніка або ж удосконалена традиційна. Придбання такої техніки або переобладнання вже існуючої потребує чималих витрат робочого часу та коштів, яких у господарствах, як правило, бракує.[9]

Інша проблема, що стримує розвиток ріпаківництва, - недостатня зимостійкість озимого ріпаку. Виробництво цієї культури - справа дуже ризикована. Так, протягом зими 2002–2003 маркетингового року в Україні внаслідок несприятливих погодних умов загинуло близько 70% посівів ріпаку, через що сільгоспвиробники зазнали значних втрат. Вирощувати ярий ріпак недоцільно, тому що його врожайність приблизно в 1,5 раза нижча за озимий.[9]

Як свідчать дані Державного комітету статистики України, в структурі орних земель озимий ріпак займає близько 0,2–0,3%, а середня врожайність перебуває на рівні 10,7 ц/га. Слід зауважити, що в останні роки вирощували ще й ярий ріпак на площі близько 15 тис. га з урожайністю 7,4 ц/га.[23]

Для України є два альтернативних напрями використання ріпаку: налагодити власне виробництво біодизельного палива або вирощувати ріпак і експортувати його у західні країни, отримуючи за це тверду валюту. Якщо провести економічні розрахунки, то їх результати засвідчать, що на сьогодні господарствам вигідніше реалізовувати ріпакове насіння на зовнішньому ринку, ніж виробляти з нього біодизельне паливо для власних потреб.[21]

Але, незважаючи на всі наведені переваги й недоліки біопалива, нині перехід на екологічно чисті види палива є потребою вже не тільки сьогодення, а й завтрашнього дня, і не враховувати цього не можна. Технічні засоби, двигуни яких працюватимуть на біопаливі, не будуть забруднювати навколишнє середовище шкідливими сполуками так, як техніка, що використовує традиційне нафтове паливо.[21]

Нині Україна спроможна виробляти близько 200 тис. т зерна ріпаку для промислових потреб. Водночас є всі підстави сподіватися, що в разі впровадження нових прогресивних технологій та технічних засобів з’явиться можливість у недалекому майбутньому довести валовий збір ріпакового насіння до 1,0–1,5 млн т, переробляти його на вітчизняних заводах, створюючи нові робочі місця та підвищуючи конкурентну здатність українського виробника на внутрішньому й зовнішньому ринках. [17]

Визначальною перешкодою у збільшенні виробництва та розвитку ринку ріпаку є відстала технічна база сільськогосподарських підприємств. Унаслідок порушення технології вирощування, зокрема точності висіву, недостатнього внесення добрив, недотримання строків сівби та збирання, господарства втрачають майже 60% потенційного врожаю, що зумовлює підвищення собівартості виробництва однієї тонни ріпаку. Крім того, в більшості ріпакосійних господарств - низький рівень агротехнічних заходів, унаслідок чого вони мають валові збори ріпаку лише за рахунок природної родючості грунту.[21]

Отже, першочерговими завданнями ріпаківництва є розробка та впровадження механізованих технологій виробництва ріпаку, розробка нової та модернізація наявної техніки для його сівби й збирання, а також одержання високих урожаїв насіння цієї культури. Цінні властивості ріпакової олії, підвищення рентабельності виробництва ріпаку сприятимуть подальшому розвитку світового ринку ріпаку та продукції його переробки. Зниження експортного митного збору сприяло б бюджетним надходженням, які можна було б спрямовувати на дотації ріпаковій галузі.[15]

Для того щоб бути конкурентоспроможним, біодизельне паливо повинне хоча б на 5–10% коштувати дешевше порівняно із традиційними нафтопродуктами. В умовах України ринкова вартість ріпаку не дає цього здійснити. Тому деякі господарства планують самостійно вирощувати ріпак та робити з нього олію. Такий шлях досить раціональний, тому що відходи від переробки сировини можна використати для годівлі тварин або як добриво, а гліцерин - у фармакології. [14]

Біологічне дизельне паливо наразі зможе замінити тільки частину використовуваних мінеральних нафтопродуктів. Але слід зважати на те, що нафти залишилось не так уже й багато.

Розвиток альтернативних видів палива як в Україні, так і в інших державах можливий тільки завдяки пільговому кредитуванню відповідних програм та проектів, а також гнучкішій податковій системі. За умови раціонального підходу до розвитку галузі ріпаківництва біодизельне паливо стане ефективним інвестуванням української економіки, а саме: вкладання коштів у майбутнє.[14]

Розділ 2. Технології та обладнання для виробництва дизельного біопалива

2.1. Основні етапи отримання дизельного біопалива.

На першому етапі здійснюється приймання сировини, її зберігання в резервуарах та подачу до ділянки пресування. Очищене і висушене насіння ріпаку зберігають в технологічному сховищі, розміщеному поруч з олійницею. Насіння ріпаку різних сортів, призначене для виробництва олії, повинне мати вологість 5-7%, засміченість – не більше 1% , вміст ерукової кислоти – менше 2% та кислотне число – не більше 3. Порушення цих вимог погіршує ефективність вижимання та етерифікації, а також може стати причиною зниження якості олії. На це впливають, зокрема, ступінь стиглості насіння та умови його зберігання.[7]

На другому етапі переробки насіння для вижимки беруть з резервуару і подають до обладнання попередньої підготовки, де його звільняють від сторонніх предметів, домішок пилу тощо. Потім насіння дозовано подають в шнековий прес, де відбувається процес вижимки олії. Олію з насіння ріпаку вижимають пресами з продуктивністю від 200 кг/год до 100 т/год в залежності від масштабу виробництва. Преси, звичайно шнекові, одно - або багатосекційні, можуть бути обладнані попередніми камерами, де насіння підігрівається, що поліпшує процес віджимання олії. Приблизно 40-44% насіння ріпаку в сухій масі складають жири, а після одноразової вижимки в жомі залишається до 10-12% жиру. Описаний процес вижимки називається холодною вижимкою, оскільки температура олії не перевищує 50-60°С. Для такої вижимки застосовують спеціальні преси (рис. 1.). Вони входять до складу ліній з виробництва рослинної олії . Одержана олія стікає в резервуар, а звідти подається у фільтраційні установки, де відбувається відділення твердих частинок. Далі олія підлягає подальшому очищенню з осадженням фосфорних сполук, а вільні жирні кислоти нейтралізуються і вимиваються. [7]

Потім олію зневоднюють і зберігають у резервуарі для чистої олії.

Іноді використовують дворазову вижимку, в результаті чого вміст олії у шроті зменшується до 6-8%, але цей процес потребує додаткових витрат, особливо енергетичних, оскільки друга вижимка проводиться при підвищеній температурі із застосуванням підігрітої сировини. Підігрівання вижимок чи насіння негативно впливає на якість сировини для біодизелю, якщо його виробляють на господарських чи малих за потужністю заводах.[7]

На підприємствах олійної промисловості після першого вижимання, перед яким насіння може бути попередньо підігріте і подрібнене, вижимки перемішують в екстракційній камері з розчинниками (бензин, гексан), в яких розчиняється та частина жирів, що залишилась. Цю суміш підігрівають, а пари розчинників конденсують і повторно використовують. У результаті процесу екстрагування в шроті залишається лише 1-2% жирів. Олія, отримана в процесі екстракції, звичайно перемішується з олією, одержаною після першої вижимки, у пропорції 2:1. Екстракційна олія, як правило, забруднена, оскільки розчинники екстрагують олію разом з великою кількістю токсичних речовин. Застосування розчинників викликає їх емісію у навколишнє середовище у кількості 2-4 іона одну тонну насіння ріпаку, що у декілька разів перевищує європейські норми, які були введені з 2007 року.[7]

На противагу екстракції холодна вижимка олії є повністю нейтральним методом для навколишнього середовища, а шроти після холодного вижимання є цінним кормом для всіх видів тварин (з відповідними пропорціями у кормових сумішах). Шроти, що утворюються в результаті пресування насіння, вміщують жири (8-12%) і білки (30-32%). Вони випадають зі шнекового пресу у вигляді пластин. Їх транспортують в дробарку для подрібнення на маленькі частинки однакового розміру У такій формі їх подають у змішувач, куди також відправляють всі відходи, що виникають в процесі фільтрації та рафінування олії. Перемішані вижимки, які мають високу температуру, спрямовують в охолоджувач. Потім їх транспортують в сховище і там зберігають до відправки споживачу або на комбікормові заводи для подальшої переробки. Ріпакові шроти можна освоїти:

• подальшою переробкою в комбікорми;

• взаєморозрахунками з сільськогосподарськими виробниками;

• продажем на сільськогосподарській біржі.

2.2. Основні технології виробництва дизельного біопалива.

Процес виробництва біодизеля виглядає приблизно так: спочатку олію очищають, а потім в неї додають метиловий спирт і каталізатор (луг). В результаті реакції переетерифікації утворюється суміш, якій дають відстоятися. Легкі верхні фракції продукту і є ріпаковим метиловим ефіром, або біодизельним паливом. З кожної тонни ріпаку можна одержати близько 300 кг (30%) ріпакової олії, а з неї - біля 270-285 кг (90-95%) біодизельного пального.[7]

Повний технологічний процес переробки насіння ріпаку у біодизельне паливо включає умовно три етапи:

• приймання сировини, її зберігання в операційних резервуарах необхідної місткості та подачі до ділянки пресування;

• пресування насіння на лінії вижимки, фільтрування (очистки) і нейтралізації олії, її зберігання та подача до ділянки етерифікації;

• виробництва біодизельного палива з олії на лінії етерифікації, його зберігання та відправки.

Перші два етапи нами розглянуті раніше.[7]

У балансах економічних розрахунків виробництва біодизельного палива (RМЕ), крім ціни за ефір, досить істотну роль відіграють кошти від продажу шротів (біля 2/3 маси насіння ріпаку), а також вартість гліцеринових фракцій.[7]

Додатковим стимулом для переробки ріпаку в ефіри є можливість одержання гліцеринів, які не шкідливі для навколишнього середовища та на які зростає світовий попит.[12]

Важливими елементами виробництва біодизельного палива (RМЕ) на другому етапі переробки сировини є процеси фільтрації та нейтралізації олії. При виробництві олії для харчових потреб застосовуються нейтралізація (знекислювання), відбілювання, а також дезодорація. При виробництві біодизелю необхідні лише фільтрація та нейтралізація олії (перед її етерифікацією). Процес фільтрації більш ефективно здійснюють за допомогою автоматизованих фільтрів.[12]

Процес нейтралізації з використанням лугу може шкідливо впливати на навколишнє середовище, тому потребує відповідного технологічного забезпечення.

Вимоги, що висуваються до ріпакової олії, призначеної для етерифікації, представлені у табл. 2. Якість ріпакової олії впливає на протікання процесів етерифікації і на якість ефірів. Підвищена кислотність олії і наявність води збільшують витрати каталізатора та кількість небажаних побічних продуктів (мила). Неправильне фільтрування олії може викликати труднощі у кінцевій фазі етерифікації та погіршити якість гліцеринової фракції. Підвищена кількість фосфору (фосфоліпідів) може стати причиною необхідності застосування додаткових технологічних операцій, які приведуть олію до стандартів якості.[7]

Таблиця 2. Вимоги до якості ріпакової олії, метилового ефіру та

трансмісійної оливи

Показник	Одиниця вимірювання	Ріпакова олія	Метиловий ефір	Трансмісійна олива
Густина, 15°С	кг/м³	900–930	860–900	820–845
Цетанове число			>51	>49
Вміст сірки	Мг/г	<20	<10	<20
Точка запалення	°С	220	101	>55
Залишок після коксування	% (м/м)	<0,4	<0,3	<0,3
Енергетична цінність	МДж/кг	35	35	40–60
Вміст попелу (SO₄)	% (м/м)	<0,01	<0,02	0,01
Вміст води	мг/кг	750	500	200
Тверді забруднення	мг/кг	25	24	24
В'язкість, 40°С	мм²/с	<38	3,5–5,0	2,0–4,5
Кислотне число	мг	<2	0,5
Йодове число	КОН/г	100–120	<120
Вміст: ефірів	г/ЮОг		>96,6
метилового ефіру ліноленової кислоти	% (м/м)		<12
Метанолу	% (м/м)		<0,2
Моногліциридів	% (м/м)		<0,8
вільного гліцеролу	% (м/м)		<0,25
Фосфору	мг/кг	<15	<10
Температура блокування холодного фільтру	°С		-10

%(м/м)-процентний вміст маси речовини у масі вихідного продукту.

Метилові ефіри RМЕ з ріпакової олії отримують в результаті етерифікації. У залежності від методу, що застосовується, одержують суміш метилових ефірів, жирних кислот, а також гліцеролові фракції з різним вмістом гліцерину. За своєю сутністю технологія виготовлення біодизельного палива з ріпакової олії побудована на фізичній і хімічній переробці відфільтрованої олії у метиловий ефір.

У процесі реалізації третього етапу виробництва біодизелю залежно від типу виробництва виділяють дві технології отримання біопалива:

• “холодну”, за якої процес отримання біопалива проходить при температурі 20-70°С із застосуванням лужних каталізаторів,

• “гарячу”, яка вимагає перебігу реакції трансетерифікації при температурі 240°С і під тиском близько 10 МПа.[7]

Друга технологія потребує доступу до джерела більш дешевої теплової енергії, а також більшої кількості метанолу, який потім можна знову повернути в технологічний процес виробництва біодизелю. Основною сировиною для реалізації обох технологій є ріпакова олія.[7]

Реакція етерифікації полягає в додаванні одновалентного спирту в тригліцериди при наявності кислотних або основних каталізаторів, розчинених у спирті. У реакціях за наявності кислотного каталізатора необхідно застосовувати високі тиски та температури. При етерифікації з використанням основного каталізатора (NаОН) необхідне підігрівання олії до температури >60°С, а при застосуванні гідроокису калію КОН процес етерифікації може протікати при кімнатній температурі (>15°С), але значно повільніше. Тобто під впливом каталізатора олія етерифікується метанолом у метилові ефіри зі звільненням гліцерину. Звільнений гліцерин з метиловими ефірами практично не змішується. Таким чином, після закінчення реакції відбувається гравітаційне розділення суміші на два шари.[7]

Після процесу етерифікації у реакторі (рис. 1.3), який в умовах атмосферного тиску і температури 20-40°С триває близько 2 годин, відбувається розділення (сепарація) суміші на дві фракції: темну, гліцеролову, масою 1,25 кг/дм³ і більш світлу, ефірну, масою 0,85-0,88 кг/м³. Ефірна фракція може містити продукти неповної етерифікації (мило, жирні кислоти та інші складові компоненти).[7]

Основна технологія в розвинених країнах основана на переетерифікації тріглецеридів рослинної олії метанолом з використанням основних або кислотних каталізаторів. У разі кислотного каталізатора тривалість реакції складає 1-45 годин, у разі основного - 1-8 годин (залежно від температури і тиску), причому в початковий період реакція протікає поволі унаслідок двофазної природи системи метанол/олія і полярності з'єднань, що беруть участь. Проте виникає проблема видалення каталізатора і продуктів омилення після реакції, що має вельми важливе значення для чистоти одержуваного продукту.[7]

Метаноліз при розробці проводився в реакційній посудині місткістю 5 мл при тиску до 200 МПа. Після завантаження 2 г ріпакової олії і 3,36 г метанолу (молярне співвідношення 1:42) посудину занурювали в олов'яну лазню, заздалегідь нагріту до 350-400° С і витримували на протязі від 10 до 240 с до настання надкритичних параметрів метанолу, після чого посудина поміщалась в холодну лазню для припинення реакції. Продукти реакції аналізували рідинною хроматографією високої роздільної здатності. Для порівняння проводився метаноліз в звичних умовах (при 60° С і нормальному тиску) з використання NаOH.[7]

За даними хроматографії, в одержаному продукті конверсії нижній шар містить гліцерин, верхній - складні метилові ефіри: метілпальмітат, метілстеарат, метілолеат, метіллінолет, метіллтноленат.[7]

Важливим виявилася та обставина, що понад 40% сировини перетворюється на продукти переетерифікації за перші 30 с і після 240 с обробки в надкритичних умовах конверсія складає > 95% (для порівняння метаноліз соєвої олії без каталізатора вимагає 10 год. з виходом 85% при 235° С; у разі використання кислотного каталізатора аналогічний результат досягається за 3 години).[7]

Таблиця 3. Порівняння пропонованого і традиційного методів метаноліза рапсового масла для отримання біодизеля

Показники	Традиційний метод	Надкритична технологія
Тривалість реакції	1-8 год.	2-4 хв.
Умови реакції	0,1 Мпа, 30-65° С	>8 МПа, >240°С
Каталізатор	кислотний чи основний	Відсутній
Підлягають видаленню при очищенні палива	метанол, каталізатор, продукти омилення	Метанол
Схема процесу	Складна	Проста

Отже, виробництво біопалива в середовищі надкритичного метанолу значно спрощує технологічний процес, можливе включення безперервного проточного режиму. Однак даний процес тільки знаходиться в стадії розробки.

Ступінь етерифікації, а також склад та кількість забруднень залежать від рівня очищеності олії та технології, що застосовувалась. Ці забруднення видаляють шляхом вимивання та фільтрації, звичайно відцентровим або термічним методами, а надлишок метанолу - дистиляцією та поверненням його для подальшого використання. Вміст надмірної кількості води в ефірах кінцевого продукту потребує застосування додаткових операцій, що дають можливість довести її частку до рекомендованих у табл. 3. меж.[7]

Гліцеролова фракція, яка складає 20-25% маси ефіру, вміщує 35-45% гліцерину, 10-20% метанолу і близько 50% суміші мила та ефірів з олії та каталізатора. Гліцеролова фракція, враховуючи вміст у ній метанолу і великої кількості шкідливих речовин, не повинна відводитись у стоки. Після попереднього очищення у сепараторах або іншими методами отримують так званий неперероблений гліцерин із вмістом гліцерину 50-60%, який можна використовувати як 5%-ву кормову добавку для свиней та домашньої птиці.[7]

Сирий гліцерин, підданий наступним процесам обробки на спеціалізованих підприємствах, являє собою цінний продукт, придатний для харчових, фармацевтичних, косметичних та інших потреб. Гліцеролову фракцію, яка містить метанол, не рекомендовано використовувати як складову частину добрив у зв'язку із забрудненням повітря.[7]

Процес отримання біодизельного палива за допомогою “холодної технології” доцільно реалізовувати на господарських та малих переробних підприємствах. Важливим чинником виступає при даній технології можливість зменшення обсягів перевезення сировини і продуктів та витрат на це, бо шроти і біодизель можуть надходити безпосередньо до виробників сільськогосподарської продукції. При врожаї ріпаку в 21 ц/га, застосовуючи цю модель, можна отримати в перерахунку на 1 гектар 691 літр біодизелю та 1300 кг шротів.[7]

При “гарячій технології” виробництва біодизелю ефективність процесу трансетерифікації коливається в межах від 90 до 99%. Гліцеролова фаза подається в резервуар, а метиловий ефір перекачується в інший реактор, де процес етерифікації ще раз повторюється. У розділяючому реакторі відбувається повторне відділення гліцеролової фази від ефірів. Ступінь очищеності ефірів, досягнена деякими фірмами, складає 98%. За даної технології забруднення складають мило калію, метанол, вода та гліцерин. За допомогою підкисленої води вимивається мило. Вода з милом перекачується в резервуар для технологічної води, а метиловий ефір - в сепаратор, де видаляються вода, мило та гліцерин. Із сепаратора метиловий ефір перекачується через пластинчастий теплообмінник в колону, де за допомогою сухого повітря видаляється залишок води та метанолу. Дегідрований і чистий метиловий ефір перекачується в місткість для зберігання. Процес може мати періодичний або безперервний характер. Управління технологічним процесом в установці повинне забезпечувати дозування олії, розчинів метанолу та підкисленої води за допомогою витратомірів. Технологічна вода, яка включає калійне мило і речовини, що не прореагували, перед відправкою в каналізаційну мережу повинна бути попередньо очищеною в очиснику стоків.[7]

Незалежно від масштабу виробництва суттєве значення мають величини одиничних витрат матеріалів та сировини для одержання 1 дм³ біопалива. Побічні продукти, котрі утворюються в процесі виробництва, – шроти, що містять 10-12% олії, та гліцеролова фаза, яка має 40-45% чистого гліцерину, – є цінними напівфабрикатами для подальшої переробки. Метанол, що використовується з надлишком в процесі ефірних перетворень, дистилюється з біопалива та гліцеринових відтоків, зневоднюється і знову залучається до процесу. Можливості отримання гліцерину залежать від масштабу виробництва. Гліцеролова фракція за великого масштабу виробництва може бути переробленою на тому самому заводі у технічний або фармацевтичний гліцерин. Кількість виробленої гліцеринової фракції досягає 12% обсягу сирої олії. Отриманий гліцерин можна використовувати у харчовій, хімічній та косметичній промисловості, а також для збагачення органічних добрив, а саме гною та гноївки. Іншим побічним продуктом, який утворюється в процесі віджимання олії за холодної технології, є лецитин, що належить до фосфоліпідів. Кількість лецитину, що утворюється, складає приблизно до 5% обсягу вихідної сировини, тобто сирої олії. Цей продукт можна використовувати в харчовій, хімічній та фармацевтичній промисловості.[7]

Альтернативні джерела палива. Дизельне біопаливо 📙 Реферат → 🆔 21479