Практичне заняття № 8

Тема: Експлуатаційні властивості біодизельних палив.

Мета:проаналізувати сучасні тенденції на ринку біодизельного палива, вивчити вимоги до його якості.

Хід роботи

Завдання 1. Ознайомитися з сучасним станом ринку біодизельного палива у світі

Порядок виконання:

1. Законспектувати інформацію про ринок біодизеля

Однією з альтернатив мінеральному пальному вважають біодизель – паливо, синтезоване з рослинних олій, яке вже набуло свого розповсюдження в світі. Воно містить багато жирів, що забезпечує високу теплоту згорання.

Європейський парламент намагається просувати використання біопалива, особливо біодизельного, отриманого із рослинних олій. Виробничі потужності ЄС по біодизельному паливу вже у 2010 році складали близько 4,2 млн. т. Близько 80% європейського біодизельного палива виробляється з ріпакової олії. Попит на ріпакову олію у світі значно підвищився в останні роки завдяки заходам щодо скорочення залежності від мінерального палива і зменшення викидів відпрацьованих газів, тому її експорт з країн ЄС в останні роки перебуває на відносно низькому рівні. Дана ситуація свідчить про збільшення споживання ріпакової олії всередині країн. Зростає рафінація та розфасовка ріпакової олії, а також відзначається ріст її споживання у виробництві жирів.

Враховуючи світову енергетичну ситуацію, державна політика країн світу, зокрема і України передбачає тимчасові податкові пільги та інші заохочення для виробників біопалив (табл. 1).

Таблиця 1

Податкові та фінансові заохочення в країнах світу щодо виробництва рідких біопалив

Країна	Основна суть заохочення щодо біопалива
Україна	Звільнення на 10 років від податків для виробників біопалив
Австрія	Податкова пільга (95 %) для метилового ефіру рослинної олії, що застосовується як моторне паливо.
Бельгія	Податкова пільга (100 %) для експериментального виробництва біопалива для установок з виробничою потужністю нижче 5000 т/рік (діяла у 1994-1996 роках).
Фінляндія	Податкова пільга для дизельного біопалива, а також для етанованого бензину.
Франція	Податкова пільга для ефіру рослинної олії, який додається до дизельного палива, а також для ефіру, що додається до бензину.
Німеччина	Повне звільнення від акцизного податку для ефірів рослинної олії, що заміщує дизельне паливо. Звільнення має силу як у випадку застосування 100 % ефіру, так і у випадку змішування.
Італія	Звільнення від податків для 125000 т ефірів рослинних олій, що виробляються за рік (було чинним до 30 червня 1995 року).
Іспанія	Звільнення від податків для ефірів рослинних олій, що застосовуються з експериментальною метою.

Завдання 2. Ознайомитися з експлуатаційними властивостями біодизельного палива

Порядок виконання:

1. Законспектувати наступний теоретичний матеріал.

Експлуатаційні властивості ріпакової олії, її сумішей з ДП та безпосередньо самого ДП наведено в табл. 2.

Як бачимо з табл. 2 рослинна олія має високу в’язкість, погані низькотемпературні властивості, низьке цетанове число, підвищену коксуємість. Тому рослинні олії повинні використовуватись як паливо лише після рафінування або в суміші з дизельним чи спиртовим паливом.

Широкого використання у світі набуло біодизельне паливо на основі ріпакової олії та метилового спирту (МЕРО). Завдяки своїм властивостям та екологічним перевагам МЕРО займає провідне місце серед відомих біопалив.

Незаперечна цінність біодизельного палива в його екологічній чистоті й можливості одержання з відновлюваної сировини. У природних умовах продукти розпаду біодизельного палива та мастила з ріпаку знешкоджуються мікроорганізмами впродовж 7-8 днів на 95 %, а звичайні нафтопродукти на 16 %. МЕРО (наприклад, розлите) повністю розкладається на неагресивні стосовно довкілля компоненти. Така екологічна чистота пояснюється хімічною органічною природою біодизельного палива.

Таблиця 2

Експлуатаційні властивості ріпакової олії та її сумішей з ДП

Експлуатаційні властивості	Палива
Експлуатаційні властивості	ДП	РО	80% ДП+ 20% РО	60% ДП+ 40% РО	40% ДП+ 60% РО
Густина при 20 ˚С, кг /м³	830	916	848	865	882
В’язкість кінематична при 20 мм²/с	3,8	75	9	19	30
Коефіцієнт поверхневого натягу при 20 ˚С, мН/м	27,1	33,2	-	-	-
Теплота згорання, кДж/кг	42500	37300	41500	40400	39400
Цетанове число	45	36	-	-	-
Температура самоспалаху, ˚С	250	318	-	-	-
Температура помутніння, ˚С	-25	-9	-	-	-
Температура застигання, ˚С	-14	-20	-	-	-
Кількість повітря, необхідне для згорання 1 кг речовини, кг	14,3	12,6	13,9	13,5	13,1
Вміст, % за масою С Н О	87,0 12,6 0,4	78,0 10,0 12,0	- - -	- - -	- - -
Загальний вміст сірки, % за масою	0,20	0,002	-	-	-
Коксуємість 10-% го залишка, % за масою	0,2	0,4	-	-	-

Як і нафтове паливо, біодизельне паливо розраховане для застосування в автомобілях з дизельними двигунами. Для переходу на його використання двигун або інші системи автомобіля модернізувати не потрібно, адже експлуатаційні показники не поступаються аналогічним для нафтового дизельного палива (табл. 3).

Важливим кроком для поширення виробництва біодизельного палива в Україні є розробка ДСТУ (набув чинності 1.03.2010 р.), що має назву «Паливо моторне. Метилові естери жирних кислот для дизельних двигунів. Технічні умови і методи випробувань». За своїм змістом український національний стандарт на біодизельне паливо фактично є аналогом європейського EN 14214, який схвалений 14.02.2003 р. (табл. 4).

Таблиця 3

Порівняльна характеристика експлуатаційних властивостей біодизельного і мінерального дизельного палива

Фізико-хімічний показник	МЕРО	ДП марки ”Л“ виду III (ДСТУ 3868-99)
Вміст гліцерину, мас. %	0,30	-
Цетанове число	48	не нижче 45
Кінематична в’язкість при 20°С, мм²/с	8	3,00-6,00
Густина при 20° С, кг/м³	877	826
Температура застигання, °С	-12	не вище -10
Температура спалаху, °С	56	не нижче +60
Теплотворна здатність, кДж/кг	43000	37000
Коксування, %	0,30	не більше 0,30
Зольність, %	0,02	0,02
Вміст механічних домішок	відсутність	відсутність
Вміст води, %	відсутність	відсутність
Масова частка сірки, %	0,02	не більше 0,20

Враховуючи вище викладене, можна зробити висновок, що якість біопалива визначається, насамперед, високими експлуатаційними та екологічними властивостями згідно чинних українських та європейських нормативних документів. Адже саме показники цих властивостей мають найбільше значення при роботі дизельних транспортних засобів та забезпечують екологічну чистоту, не шкодять здоров’ю людей.

При цьому на сьогодні не вирішеним залишається питання виробництва біодизельних палив з поліпшеними експлуатаційними властивостями та їх підвищеною екологічністю.

Таблиця 4

Вимоги європейського стандарту EN 14214 «Автомобільні палива – метилові ефіри жирних кислот для дизельних двигунів – вимоги і методи тестування»

№	Властивість	Мін	Макс	Метод тестування
1.	Вміст ефіру, %	96,5		EN 14103
2.	Густина при 15 °С, кг/м³	860	900	EN ISO 3675
3.	В’язкість при 40 °С, мм²/с	3,5	5	EN ISO 3104
4.	Температура застигання, °С		-16	ISO/CD 3679
5.	Температура спалаху, °С	120		ISO/CD 3679
6.	Сірка, мг/кг		10	EN ISO 20846
7.	Вуглеводневі залишки (в 10 % залишку дистилята), %		0,3	EN ISO 10370
8.	Цетанове число	51		EN ISO 5165
9.	Сульфурована зола, %		0,02	ISO 3987
10.	Вода, мг/кг		500	EN ISO 12937
11.	Загальне забруднення, мг/кг		24	EN 12662
12.	Корозія (мідна смуга, 3 год. при 50 °С ), клас	клас 1	клас 1	EN ISO 2160
13.	Стійкість до окислення, 110 °С, год	6		EN 14112
14.	Кислотне число, мг KOH на 100 мл		0,5	EN 14104
15.	Йодне число, г J₂ на 100 г		120	EN 14111
16.	Метиловий ефір ліноленової кислоти, %		12	EN 14103
17.	Поліненасичені метилові ефіри, %		1
18.	Метанол, %		0,2	EN 14110
19.	Моногліцериди, %		0,8	EN 14105
20.	Дигліцериди, %		0,2	EN 14105
21.	Тригліцериди, %		0,2	EN 14105
22.	Вільний гліцерин, %		0,02	EN 14105
23.	Загальний гліцерин, %		0,25	EN 14105
24.	Лужні метали (Na+K), мг/кг		5	EN 14108
25.	Фосфор, мг/кг		10	EN 14109

2. Зробити висновок про переваги та недоліки дизельного палива та біодизельного палива. Оформити у вигляді таблиці.

Питання для самоперевірки та контролю знань

1. Що таке біодизельне паливо?

2. Переваги та недоліки біодизельного палива.

3. Експлуатаційні властивості біодизельного палива.