Порівняння фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей біодизельного палива на основі метанолу та біоспиртів

Анотація

Біодизельне паливо перед традиційним дизельним має ряд переваг, найважливішими серед яких є біовідновлювальність олійної сировини, швидка біологічна деградація, нетоксичність, сумісність з нафтовим паливом. Незважаючи на значну кількість літературних джерел, присвячених синтезу біодизеля, на сьогодні практично відсутні систематизовані дані щодо впливу особливостей складу вихідної сировини на властивості палива. Традиційним спиртом для виробництва біодизельного палива залишається метанол, хоча використання біоспиртів – етилового та бутилового – робило би сировину повністю біовідновлювальною. Тому метою даної роботи був аналіз літературних даних з виявленням особливостей впливу природи вихідної сировини виробництва біодизеля, а саме довжини алкільного ланцюга спирту та жирнокислотного складу олійної компоненти на фізико-хімічні (густина, в’язкість) та експлуатаційні (низькотемпературні властивості, окисна стабільність, цетанове число, потужнісні та екологічні показники роботи дизельного двигуна) властивості одержуваного палива. Проаналізовано вимоги сучасних стандартів до мінерального дизельного та біодизельного палива. На основі аналізу масиву літературних даних встановлено, що зі зростанням молекулярної маси спирту в ряду метанол–бутанол відбувається деяке збільшення кінематичної в’язкості одержуваних естерів жирних кислот. Значення для бутилових естерів знаходяться на верхній межі дозволених стандартами, тоді як густина біодизельного палива падає зі зростанням вуглеводневого ланцюга спирту. Так само падає і температура помутніння та замерзання. Значення цетанового числа більше залежать від довжини вуглецевого ланцюга жирної кислоти, а не спирту. Вони зростають в міру збільшення молекулярної маси жирних кислот та в міру зменшення кількості ненасичених зв’язків. Показано також, що етилові та бутилові естери жирних кислот мають вищу окисну стабільність та теплоту згоряння, демонструють кращі екологічні показники при роботі дизельного двигуна, що дає їм суттєві переваги в порівнянні з метиловими естерами при використанні в ролі палива. Однак, на сьогодні бутилові естери жирних кислот рослинних олій є порівняно мало вивченими, тому вимагають подальших досліджень, особливо розгорнутих моторних випробувань як в чистому вигляді, так і у сумішах з мінеральним паливом.