Биотоплива

Уже сейчас этанольный бум в США привел к росту цен на кукурузу, а в юго-восточной Азии озабочены вырубкой лесов под плантации для производства пальмового масла, из которого потом делают биодизельное топливо.

Президент США Дж. Буш в своем ежегодном обращении к конгрессу «О положении в стране» коснулся решения энергетической проблемы в США. Он считает необходимым увеличить производство биотоплива к 2017 году до 132,5 млн. куб.м. На такой объем производства биоэтанола потребуется более 300 млн.тн. кукурузы, производство которых трудно обеспечить, удовлетворяя прежний экспортный и внутренний спрос. Поэтому, скорее всего, будут предприняты попытки получения биотоплива из другого зерна и прочего сырья, но из кукурузы этот процесс самый дешевый.

Перспективы у биотоплива очень серьезные и нельзя недооценивать эти проекты в энергозависимых странах. Даже падение цен на нефть до 30-40 $/баррель (159л) не остановит у них реализацию этих проектов, а наоборот, финансово подкрепит. Во-первых: любые колебания рынка - это временные явления и рано или поздно все вернется на круги своя, поэтому нет смысла менять курс. Во-вторых: невероятное удешевление нефти оборачивается для энергозависимых стран существенным пополнением бюджета. Ведь доля биотоплива пока далеко меньше 10%. И рост затрат на этот малый сектор (как по строительству объектов переработки, так и по закупке сырья) значительно компенсируется удешевлением 90% сектора нефтепродуктов. Пока в прогнозах аналитиков, предсказывающих рост цен в перспективе на нефть выше 100 $/баррель (159л) остается доля правды, процесс развития производства биотоплива имеет фундаментальные «бычьи» тенденции развития. Далее эти тенденции в совокупности формируют «медвежий» уровень сопротивления цен на  рынке нефтепродуктов, что позволяет получать дополнительный «скрытый» доход на рынке энергоносителей, потенциальная величина которого может дать право не обращать внимания на экономику производства биотоплива.

На перспективу самыми интересными будут, по всей видимости, именно топлива из возобновляемых ресурсов. И прежде всего — из биомассы (древесина, продукты сельскохозяйственного производства и др.), которой в мире ежегодно образуется 170-200 млрд. т, что энергетически эквивалентно 70—80 млрд. т нефти. При этом и теоретически, и экспериментально доказано: наиболее перспективны растительные масла — подсолнечное, хлопковое, соевое, льняное, пальмовое, арахисовое, сурепное и др. Их можно использовать в исходном виде или после химической обработки (облагораживания), а также в смеси с нефтяными топливами или спиртами. Причем наиболее интересны не сами масла, а их метиловые эфиры, получаемые как из отходов производства пищевых продуктов, так и непосредственно из растительных масел. Именно поэтому в Европе (Англия, Германия, Польша, Франция, Швеция) и в Азии (Китай, Индия, Индонезия) уже начали применять на АТС топлива из растительных масел и продуктов их химической переработки — метиловые эфир и спирт. Более того, в перечисленных странах приняты законодательные акты о производстве смесей из дизельного топлива и таких продуктов.

В первую очередь — из масла рапсового. В том числе и потому, что, во-первых, высокая урожайность рапса дает возможность с 1 га его посевов иметь 1000-15000 л биотоплива; во-вторых, делает сырьевую базу практически неисчерпаемой.

1 тн. масла получается из 3 тн. семян

Мини-завод по производству биодизеля: производительностью   1000 метилоэстера л\час - 75340 евро . Используется нержавеющий метал, как для агрегатов, так и трубопровода. Технология предусматривает подготовку растительного масла и первичную обработку глицеринового осадка. Автоматическое управление процессами.Площадь помещения не мене 350 м. кв. Р -35 КВт на тонну

• количество модуль-реакторов - 4 штуки;
• вакуумная сушилка;
• фильтрующая батарея (5 мк);
• воздушный компрессор;
• полный набор трубопроводов;
• насосная станция;
• пневматические клапаны.

Биодизельный реактор :

50 л/час - 9100 евро  не менее 50 м.кв площадь Р -30  КВт на тонну

200 л/час -22 875 евро

500 л/час -41350 евро

Рапсовое масло представляет собой смесь моно-, ди- и триацилглицеринов, которые содержат в своем составе молекулы различных жирных кислот (табл. 2), т. е. высокомолекулярных кислородсодержащих соединений с углеводородным основанием, связанных с молекулой глицерина.

Главное достоинство топлив, получаемых из рапсового масла, — практически полная биоразлагаемость. Содержащиеся в них 10—12 % масс, кислорода позволяют заметно уменьшить выбросы в атмосферу таких вредных веществ, как углеводород и сажа, а также оксидов азота — из-за снижения температур сгорания. Кроме того, рапсовое масло в действительности не содержит соединении серы; в нем нет и полициклических ароматических углеводородов — канцерогенов, обычно содержащихся в отработавших газах дизелей.

Перспективным считается, как и в случае других масел, не само рапсовое масло, а получаемый из него метиловый эфир: в ряде стран Европы его уже используют в качестве самостоятельного топлива или добавки к дизельному топливу нефтяного происхождения. Например, в Германии действуют более 90 заводов по производству рапсового масла, а топливо "биодизель" (соотношение 43:8) на базе метилового эфира рапсового масла выпускают восемь предприятий.

Процесс производства выглядит примерно так: сначала масло очищают, а затем в него добавляют метиловый спирт и катализатор (щелочь). В результате реакции переэтерификации получается смесь, которой дают отстояться. Легкие верхние фракции продукта и являются рапсовым метил-эфиром, или биодизельным топливом. Из каждой тонны рапса можно получить около 300 кг (30%) рапсового масла, а из него – порядка 270 кг биодизельного горючего.

Данный эфир представляет собой смесь метиловых эфиров жирных кислот. Получают его путем прямой переэтерификации ацилглицеринов рапсового масла с метиловым спиртом при температуре 353—363 К (80—90 °С) в присутствии едкого калия. По своим физико-химическим свойствам он близок к стандартным дизельным топливам, т. е. от самого масла отличается меньшими плотностью, вязкостью и температурой воспламенения, более высоким цетановым числом, поэтому может, что очень важно, подаваться в цилиндры двигателя штатной топливоподающей аппаратурой. Главное же, при работе на ней дизель становится экологически чище.

В целом опыт зарубежных фирм и результаты отечественных исследований говорят о том, что смесевые биотоплива на базе рапсового масла способствуют не только экономии нефтяных топлив и улучшению экологических показателей дизелей, но и решению ряда социальных проблем. Например, широкомасштабное производство данного топлива неизбежно значительно увеличит занятость и благосостояние населения в сельской местности; получаемый при производстве рапсового масла шрот (жмых) — ценный белковый продукт, который может быть использован для откорма крупного рогатого скота и других домашних животных. Кроме того, с агрономической точки зрения эта культура — очень желательная для улучшения севооборота: она улучшает структуру и плодородие почвы.