Виды биотоплива. Производство биоэтанола первого и второго поколений

Виды биотоплив:

• Дизельное топливо– жидкое нефтяное топливо, применяемое в дизелях и получаемое из керосиново-газойлевых фракций прямой перегонки нефти и частично (до 20%) газойли каталитического крекинга.

• Биотоплива – топлива, получаемые из растительного (возобновляемого) сырья.

• Биодизельное топливо– топливо на основе растительных или животных жиров (масел), а также продуктов их этерификации.

• Смесевое биодизельное топливо– смесь дизельного топлива и метиловых эфиров жирных кислот.

• «Green»дизель – смесь насыщенных нормальных алканов, получаемая из растительного сырья и применяемая в качестве добавок в дизельному топливу

Преимущества биодизеля:

• воспроизводимое сырье

• отсутствие зависимости от нефти и газа

• позволяет достигнуть требований стандарта EURO IV (уменьшение выбросов СО₂, отсутствие серы и ароматики)

• нетоксичность, способность к биодеградации

• высокая смазывающая способность

Первое поколение (1-G):

Ø Этанол из сахаров (кукуруза, пшеница, сахарная свекла)

Ø Биодизель из масел (подсолнечник, соя, рапс, пальмовое масла)

Второе поколение (2-G):

Ø Этанол из целлюлозы (древесина, травы)

Ø Биодизель из микроводорослей

Ø Бионефть из древесины

Традиционная технология получения биодизельного топлива с применением гомогенного катализатора

Технологическая установка получения биодизеля:

Технические характеристики:

Производительность, м³/ч - 4.0-12.5

Режим работы – непрерывный

Размер установки, м - 6*6*8

Исходное сырье - масло растительное, метанол, КОН

Температура, ⁰С - 60

Технология получения биодизеля и «Green» дизеля

Особенности процесса:

- Использование гетерогенного катализатора переэтерификации

- Процесс переэтерификации в одну стадию

- Дополнительная стадия гидродеоксигенации биодизеля и остатков рапсового масла

- Получение двух товарных продуктов: Биодизель и «Green» дизель

- Параметры процесса для переэтерификации: 200⁰С, 2,0 Мпа

для гидродеоксигенации биодизеля: 340⁰С, 4,0 МПа

- Возможность рекуперации тепла

Быстрое сокращение разведанных ресурсов ископаемого энергетического сырья заставляет мировое сообщество интенсивно осваивать возобновляемые энергетические ресурсы, среди которых первое место по объемам потребления возобновляемой энергии занимает растительная биомасса.

В настоящее время за счет топливно-энергетических ресурсов, произведенных из биомассы, покрывает 35% энергопотребления развивающихся стран. Вторым, – еще более весомым, – аргументом в пользу топлив, приготовленных из растительного сырья, является настоятельная необходимость снижения негативного антропогенного воздействия на климат планеты. Постепенное замещение углей, природного газа и продуктов нефтеперегонки, биотопливом, произведенным из возобновляемого растительного сырья обеспечит восстановление и сохранение баланса углекислоты в атмосфере.

В этой связи поиски и промышленное освоение альтернативного растительного сырья высокой продуктивности для получения биотоплив более чем актуально.

В качестве исходного сырья для получения растительных масел используется ряд сельскохозяйственных культур, таких как, рапсовое, соевое, пальмовое, кокосовое масло и др.

Также применяется отработанное растительное масло, животные жиры, микроводоросли и отходы пищевой промышленности.

Одним из достоинств биодизеля является чистота отработавших газов по сравнению с дизельным топливом. Тестирования дизелей, работающих на биодизеле в Германии, Австрии, Швеции и других странах, показали следующие соотношения выбросов по сравнению с дизельным топливом: СО — сопоставимо; НС — меньше на 20-40%; сажа — меньше на 40-50%; твердые частицы — меньше на 0-40%; NOX — больше на 0-15%.

Актуальность разработки перспективных технологий получения биодизельных топлив обусловлена не только их экологичностью, но также и другими преимуществами:

- более высоким цетановым числом (до 58 ед.);

- более высокой температурой вспышки (> 100°С), а, следовательно, более высокой пожаробезопасностью;

- лучшей смазывающей способностью.

К недостаткам биодизельных топлив относят склонность метиловых эфиров к окислению и как следствие сложности с их хранением из-за возможного проникновения влаги. Возможны случаи разложения биотоплива и его микробиологического поражения.

Кроме того, у него больше нагарообразование в камерах сгорания, в связи с чем в топливо нужно вводить моющие присадки. Расход биотоплива на 10… 15% больше, чем углеводородного. Биотопливо должно более строго удовлетворять требованиям качества.