Биодизель

АННОТАЦИЯ

Биодизель привлек большое внимание, поскольку в будущем это будет многообещающий возобновляемый заменитель обычного дизельного топлива. Хотя биодизельное топливо имеет множество преимуществ, таких как более низкая токсичность, более высокая температура вспышки и его биоразлагаемость по сравнению с обычным дизельным топливом, проблемы, связанные с его плохими свойствами текучести на холоде и стойкостью к окислению, ограничивают его применение. Это объясняется высоким содержанием метиловых эфиров полиненасыщенных жирных кислот в сырье для биодизеля. Устойчивость к окислению определяется составом жирных кислот и природными антиоксидантами биодизельного топлива. Более высокое количество метиловых эфиров ненасыщенных жирных кислот подвержено окислительной деструкции, что, в свою очередь, сокращает индукционный период и улучшает свойства текучести биодизельного топлива при низких температурах. Напротив, полная насыщенная жирная кислота также приводит к более высокому цетановому числу и увеличивает устойчивость биодизеля к окислению, но имеет тенденцию ухудшать свойства текучести на холоде, и это может привести к низкой теплотворной способности и высокой вязкости, что может отрицательно повлиять на двигатель во время работы. более низкий температурный климат, особенно зимой. Частичное гидрирование биодизельного топлива - один из методов, позволяющих улучшить характеристики текучести на холоде и устойчивости к окислению. В этой обзорной статье делается попытка обобщить разработки с точки зрения производства, свойств хладотекучести, устойчивости к окислению, каталитического материала для процесса гидрогенизации, сырья для производства и способов снижения транс-изомеров в гидрогенизированном биодизельном топливе.

Вступление

Рост мирового населения и промышленности вызвал серьезный спрос на энергоснабжение, а также снижение запасов энергии, особенно ископаемого топлива [1]. В связи с этим существует потребность в поиске альтернативных возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра, солнечная энергия, геотермальная энергия, гидроэнергетика и биотопливо. Среди этих, биодизельное топливо из биотоплива кажется лучшей альтернативой для компенсации дизельного топлива, поскольку оно имеет почти те же характеристики, что и дизельное топливо в двигателях, и вызывает меньше загрязняющих веществ по сравнению с ископаемым топливом.

Биодизельное топливо относится к метиловым эфирам жирных кислот (FAME) или моноалкиловым эфирам длинноцепочечных жирных кислот, полученным из растительного масла и животных жиров в процессе переэтерификации [2]. Натуральное масло или жир различаются в зависимости от химического состава и структуры жирных кислот. Как описано в ASTM D6751, свойства биодизеля сильно зависят от различных FAME [3]. Биодизель имеет множество преимуществ по сравнению с бензиновым дизельным топливом, некоторые из которых заключаются в снижении выбросов выхлопных газов [4], лучшей смазке, которая является результатом способности длинноцепочечных МЭЖК образовывать твердые смазочные слои на металлических поверхностях [5, 6], высокой температурой вспышки, улучшенной биоразлагаемостью и пониженной токсичностью [7], а также может быть смешано с другими видами биотоплива без включения ископаемого дизельного топлива для улучшения парниковых газов [8]. Однако проблема низкой устойчивости к окислению (OS) и плохой текучести на холоде ограничивает области применения биодизеля.

Низкая стойкость к окислению вызвана присутствием полиненасыщенного FAME, который может производить нежелательные альдегиды, кетоны, пероксиды и кислоты, изменяющие свойства биодизельного топлива. Сообщается, что окисление биодизеля может привести к нежелательному омылению, а затем вызвать увеличение общего кислотного числа (ОКЧ) и кинематической вязкости [9,10].

В результате трудно хранить ненасыщенные МЭЖК в течение более длительного периода [11]. В качестве важнейшего параметра качества топлива OS определена в таких стандартах, как ASTM D6751 и европейский стандарт на биодизельное топливо EN 14214 [3]. И наоборот, повышенный уровень насыщенного FAME вызывает плохие свойства текучести на холоде, потому что они более склонны к образованию смол, которые могут вызвать засорение труб и фильтров в топливной системе транспортных средств в холодных погодных условиях [12].