Дизельное топливо из рапса icon

Дизельное топливо из рапса



НазваниеДизельное топливо из рапса
Дата конвертации12.09.2012
Размер99.35 Kb.
ТипДокументы


Дизельное топливо из рапса


Известно, что около 90% механической энергии, которую использует в своей деятельности человечество, вырабатывается двигателями внутреннего сгорания (ДВС). Они являются основными потребителями топлив нефтяного происхождения, геологические ресурсы которых весьма ограничены. Очень остро вопрос обеспечения ДВС топливом встает для стран импортеров, среди которых и Украина. Добывая около 3 млн. тонн нефти и 1,5 млн. тонн газового конденсата, Украина еще дотируется около 11 млн. тонн нефти из России и Казахстана. Поэтому большую актуальность имеют научные исследования и практические действия относительно поиска эффективных видов альтернативных топлив для ДВС.

Кафедрой “Двигатели внутреннего сгорания” НТУ “ХПИ” на протяжении последних 10 лет проводятся исследования в этом направлении. В 2000 г. эти работы были резко интенсифицированы в связи с выходом в свет следующих закона и постановления. К ним в первую очередь необходимо отнести Закон Украины “Про альтернативные виды жидкого и газового топлива” (14 января 2000 г.); Постановление Кабинета Министров Украины от 4 июля 2000 г. №1044 “Про утверждение программы “Этанол”; а также договор Харьковской областной госадминистрации с Харьковским государственным политехническим университетом (НТУ “ХПИ”), май 2000 г.

При анализе возможностей использования в ДВС разных видов альтернативных топлив особое внимание было уделено топливам из возобновляемых источников сырья. Эти топлива находятся в жидком или газообразном состоянии, производятся из зеленой массы или семян растений. В большинстве своем они значительно отличаются от традиционных нефтяных топлив своими физико-химическими свойствами, что оказывает существенное влияние как на организацию рабочего процесса в цилиндре ДВС, так и на конечные технико-экономические и экологические показатели теплового двигателя. Все это и обусловило необходимость научных исследований, результаты которых и есть содержанием данной статьи.

На основании анализа было определено, что перспективным альтернативным топливом ДВС для условий Украины есть биотопливо, которое получают из рапсового масла [1]. Мировое производство семян рапса в 1999/00 МГ составило 42,77 млн.тонн, что позволяет этой культуре занять второе место после соевых бобов (154,12 млн. тонн). Семян подсолнечника в 1999/00 МГ будет произведено 26,93 млн. тонн. В 1999/00 МГ предполагается переработать 38,22 млн. тонн семян рапса, при этом будет получено 14,1 млн. тонн рапсового масла. Среди стран Европы наибольшее внимание рапсу уделяется в Германии, Франции, Великобритании и Польше. Ведущими экспортерами рапсового масла являются страны ЕС и Канада. Китай каждый год производит около 6,5 млн. тонн семян рапса.

Как складывается ситуация с рапсом в Украине? За последнии 3 года производство рапса в Украине увеличилось примерно в 7 раз и составило около 150 тыс. тонн семян. В целом по Украине в 2000 г. уборочные площади составили 300 тыс.
га, при этом Винницкая область – 53 тыс. га, Херсонская – 21 тыс. га, Кировоградская – 9 тыс. га, Днепропетровская – 6 тыс. га. Основными поставщиками семенного рапса являются компании из Литвы, Германии, Франции и Дании, хотя нельзя исключать собственного производителя элитных семян Ивано-Франковский институт крестоцветных культур (УААН).

Однако в рамках данной статьи для нас больший интерес представляет технический рапс, из масла которого путем этерификации можно получать метиловые эфиры жирных кислот рапсового масла (МЭРМ). Данные эфиры как в чистом, так и в смеси (в виде бинарных топлив) могут быть использованы в качестве топлива дизельных (с воспламенением от сжатия) двигателей. В табл. 1 приведены данные о количестве производимых МЭРМ в Европе.

Таблица 1. Производство МЭРМ в Европе (1999 г)

 

Страна

Производственная мощность,

тыс. тонн в год

Австрия

30

Бельгия

400

Чехия

48

Дания

32

Франция

370

Германия

203

Италия

441

Всего

1524

Анализируя данные, приведенные в таблице 1, необходимо отметить, что МЭРМ производится и используется в высокоразвитых стран, хотя особых проблем с нефтяным топливом у них нет.

Применение МЭРМ (рабочие названия) биотоплива из производных рапсового масла: Россия, Украина – биодизель, Франция – diester, Германия – RME (рапсометиловые эстеры), Польша – (біонафта, біопаливо и др.) связано, в первую очередь, со значительным улучшением (снижением эмиссии вредных веществ в отработанных газах (на 25-50%) экологической обстановки в регионах интенсивного использования дизелей (города, реки, леса, открытые разработки угля (руды), помещениях парников).

Малое количество серы в МЭРМ (0,02%) улучшает экологические характеристики ДВС, а кругооборот диоксида углерода СО2 (выхлоп двигателя – потребление СО2 растением) значительно уменьшает опасность парникового эффекта.

В Европе МЭРМ используется по двум принципиальным схемам: “немецкая” и “французской”.

В настоящее время в Германии действует около 12 централизованных и 80 децентрализованных заводов по производству рапсового масла, а топливо Biodiesel выпускает восемь немецких фирм.

“Немецкая” схема ( на наш взгляд) более приемлема для нынешнего состояния экономики Украины. Кооператив фермеров, имея в своем распоряжении от 1000 до 10000 га пашни, приобретает установку по производству и этерификации рапсового масла. Оценим, какое количество МЭРМ (при условии использования его в чистом виде как дизельного топлива) необходимо для обработки 5000 га земли в течение года. По оценке авторов, для обработки 1 га пашни в течение года требуется около 65 литров МЭРМ. При этерификации из 1 тонны рапсового масла и 110 литров метанола получается 1 тонна МЭРМ и около 100 кг глицерина. При урожайности рапса 18 ц/га и получении из 1 т семян около 340 кг масла с одного гектара можно получить 600 кг масла (600 кг МЭРМ), что позволит обеспечить топливом обработку 10 га пашни. Таким образом, для полной обработки 5000 га пашни в течение одного года достаточно засадить рапсом 10% имеющейся земли. И это при условии, что получаемый МЭРМ используется как 100% дизельное топливо. Если же будет использоваться смесь: дизельное топливо – МЭРМ в соотношении 70:30, то засеваемая рапсом площадь уменьшится до 3,4%.

Итак, для обработки 5000 га пашни требуется около 300 тонн 100% МЭРМ, что требует для кооператива фермеров одной установки по производству биодизеля в количестве 1 т/сутки. Если рассматривать производство биодизеля в условиях замкнутого цикла (кооператив фермеров), то себестоимость топлива будет очень малой.

Из чего мы исходим, определяя затраты фермеров? Основные затраты: покупка установки для получения биодизеля (разовые затраты), покупка элитных семян, покупка метанола (из расчета 110 литров на 1 тонну рапсового масла по цене 1040 грн./тонна), покупка удобрений, электроэнергия. Доходы (помимо биодизеля): брикетированная рапсовая солома (6-7 тонн/га) - как топливо, высококачественный шрот, глицерин (9 грн./кг), продажа излишков биодизеля и семян рапса.

“Французская” схема предусматривает централизованное производство diestera на мощных установках (5-10 тыс. тонн в год).

В заключении приведем полученные одним из авторов [2] данные о физических свойствах дизельного топлива и МЭРМ.

Таблица 2. Физические свойства традиционного нефтяного и альтернативного топлива

Показатели

ДТ

МЭРМ

Плотность, кг/м3 при t=20оС

826

877

Кинематическая вязкость, мм2/с при t=20оС

3,8

8,0

Поверхностное натяжение, Н/м при t=20оС

27·10-3

31.4·10-3

Цетановое число, не менее

45

48

Температура, оС

 

 

воспламенения (не менее)

60

56

замерзания (не больше)

-10

-8

Испытание на медную пластину

выдерживает

выдерживает

Содержание в %

 

 

серы, не более

0,2

0,02

золы, не более

0,02

0,02

воды

отсутствует

отсутствует

Суммарное содержание глицерина,% (мах)

-

0,3

Теплота сгорания топлива низшая МДж/кг

42,5

37,5

В связи с тем, что биодизель является кислородосодержащим топливом (дизельное топливо –0,4ОТ, биодизель –10,5 ОТ) низшая теплота сгорания топлива меньше (см. табл.2) и, как следствие, уменьшенный на 2,5 % эффективный к.п.д.

Ежегодная потребность Украины в дизельном топливе составляет около 3 млн. тонн. При получении 600 кг биодизеля с одного гектара требуется засеять 5-5,5 млн. га пашни, что составляет не более 17 % всех пахотных земель Украины.

Авторы не призывают к тому, чтобы 17 % всех пахотных земель Украины пустить на производство рапса. Однако, положительный пример развитых стран в производстве и использовании метиловых эфиров жирных кислот рапсового масла и необходимость поиска альтернативных видов топлива для Украины можно рассматривать как одно из перспективных направлений инвестирования в эффективное использование земельных ресурсов Украины.

^

Европейские цены на масла от 29.11.06


10:00 30.11.06OilWorld.ru

Цены на соевое и рапсовое масло указаны в евро за метрическую тонну, на прочие масла – в долларах за метрическую тонну.

Рапсовое масло (Германия)
max 2% FFA, FOB (в евро)
Февраль-Апрель 640.00 (нет изм)
Май-Июль 640.00 (нет изм)
Август-Сентябрь 642.00 (нет изм)

Рапсовое масло рафинированное.
Германия. FOB Гамбург (в евро)
Декабрь - Январь 709.00 (нет изм)
Февраль – Апрель 705.00 (нет изм)
Май-Июль07 704.00 (-2)


^ РАПСОВОЕ МАСЛО В ПРОИЗВОДСТВЕ


В последнее десятилетие значительно возросла доля растительных базовых масел — пальмового, рапсового, соевого и других — в мировом производстве дизельного топлива и смазочных материалов. В настоящее время мировой рынок потребляет около 44 млн т растительных масел, и в будущем объемы потребления будут только возрастать.
Например, месяц назад в США был открыт мощный завод по переработке соевого масла с целью производства дизельного топлива и технических смазочных масел. В то же время в Германии уже производится более миллиона тонн альтернативного топлива, кроме того, в значительных объемах выпускаются смазочные масла – индустриальные, гидравлические, энергетические и трансмиссионные – на базе рапсового и его производных.

Ведущие авотопроизводители также делают шаги навстречу биотопливу. Так, уже разработан и поставлен на конвейер тип дизельного двигателя, который переоборудован на использование растительного масла и его производных, в первую очередь, эфиры кислот, а также смеси нефтяного дизельного топлива с рапсовым маслом или соответствующими эфирами.

Хотя сейчас себестоимость растительных компонентов дизтоплива и смазочных масел несколько выше, чем у их нефтяных аналогов, однако в перспективе ценовая разница нивелируется. Это объясняется дальнейшим ростом цен на «черное золото» и снижением стоимости растительных видов топлива и масла в связи с улучшением технологии их производства и повышением урожайности сельскохозяйственных культур.

Украина имеет значительный научно-технический и производственный потенциал для производства дизельного топлива и смазочных композиций на базе рапсового масла. Наша страна имеет не только самую большую в Европе площадь пахотных земель, но и резервные посевные площади для выращивания рапса. При этом необходимо поднять урожайность культуры до уровня развитых западноевропейских стран, а также использовать для посевов рапса тридцатикилометровую зону вокруг Чернобыля. Ведь установлено, что рапсовое масло, выращенное в этой зоне, не характеризуется повышенной радиоактивностью — радиоактивные вещества накапливаются только в стеблях и корнях растений.

Завод «АРИАН» провел исследования по применению рапсового масла в производстве гидравлических, индустриальных и трансмиссионных масел. В результате проведенной научной работы завод не рекомендует в производстве моторных масел использовать рапсовое масло как компонент, потому что при повышенных температурах оно претерпевает нежелательное разложение и деструкцию. При производстве моторных масел высших серий заводом используются смеси полиальфаолефиновых и нефтяных компонентов. Кроме того, «АРИАН» выполнил соответствующие исследования по использованию рапсового масла как компонента в гидравлических, индустриальных (МГ–30У, ГТ-50, ИСПи-25, Ирп-75 и других) и трансмиссионных (АК-15, ТС-14,5, ТАп–15В, ТАД–17и, Тэп-15, ТСп–15к и других) маслах.

Масла с рапсовым компонентом несколько дороже — на 10–15% — их чисто нефтяных аналогов. Однако по качеству они имеют перед ними существенные преимущества, обладая лучшими смазочными свойствами и более высоким индексом вязкости.

Трансмиссионные масла марки ТАп–15В и ТАД–17и производятся на смеси рапсового масла и нефтяного остаточного компонента. В опытных образцах масел использовались присадки, идентичные тем, которые используются в производстве известных товарных нефтяных масел. Из таблицы следует, что индекс вязкости опытных масел ТАп-15В и ТАД-17и достигает значения 170–175, тогда как нефтяные аналоги характеризуются показателями только в 90–100. Высокий индекс вязкости особенно важен для масел, применяемых как всесезонные. Кроме того, у опытных образцов существенно лучше и смазочные свойства — показатель Из, Рсв выше, а Ди ниже.

Опытное масло МГЕ–46В получено на смеси нефтяного дистиллятного масла И-30А и рапсового, а масло ГТ-50 — на смеси нефтяного трансформаторного и рапсового. Опытные масла МГЕ–46В и ГТ–50 характеризуются повышенным индексом вязкости — 130–145, что очень важно для надежной и эффективной работы гидравлических систем, работающих в летнее и зимнее время года.

Для справки. Завод технических масел «Ариан» (г. Фастов, Киевская область) занимается разработкой, испытанием и производством опытных и серийных партий технических масел, присадок и другой нефтехимической продукции производственно-технического назначения с 1991 г.

«Ариан» – предприятие с гибкой модульной компоновкой, позволяющей в короткий срок переналадить оборудование под производство новых видов продукции. Проектная мощность завода – 50 тыс. т масел в год.

Предприятие имеет филиал во Львове, дочернее предприятие «Ариан-Юг» и склад в Одессе, представительства в Днепропетровске, Харькове, Николаеве. Масла реализуются также региональными дилерами и через украинско-польское СП «Ариан Петро-Ойл», находящееся в Киеве




Похожие:

Дизельное топливо из рапса icon«Пситрон газообразное топливо нового поколения. Многократно превосходит по энергоёмкости бензин, метан, дизельное топливо. Продукты горения являются экологически чистыми»
«Гестапо цветочки по сравнению с пситроном», заявил консультант по здравоохранению оон, и была вынесена резолюция об ужесточении...
Дизельное топливо из рапса iconТопливно-энергетический комплекс
Условным топливом называется топливо, теплота сгорания 1 кг которого равна 7 тыс ккал. Переведите в условное топливо
Дизельное топливо из рапса iconВ псковской области появятся плантации рапса
В псковской области обсуждают возможность выращивания рапса. Как передает корреспондент паи, об этом 25 августа на брифинге рассказал...
Дизельное топливо из рапса iconПримерный экономический расчет при переработке рапса на пищевое масло и кормовые жмыхи

Дизельное топливо из рапса iconДата регистрации
Влияние цельных семян рапса и рапсовой муки на молочную продуктивность дойных коров
Дизельное топливо из рапса iconДокументы
1. /Топливо, добытое в плазме.doc
Дизельное топливо из рапса iconУстройство двигателя
Двигатель работает по двухтактному циклу. Топливо в двигатель подводится через штуцер и дозируется регулировочной иглой
Дизельное топливо из рапса icon«Газ – синее топливо»
В наш дни к нам по газовой трассе поступает газ. Трубы сделаны из прочной стали. А сам газ приходит к нам из далека, из западной...
Дизельное топливо из рапса iconПроблемы и перспективы электроэнергетики Нижегородской области
Российской Федерации от 28 августа 2003 года n 1234-р, пристальное внимание в этой отрасли отводится понятию энергетической безопасности...
Дизельное топливо из рапса iconМаршаков В. Г. Углеводы и термогенез у пчел
Значения дыхательного коэффициента наиболее близки к единице при низкой активности ферментов участвующих в окислении жирных кислот...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов