Экологически чистые топлива с биокомпонентами

И.М. Голубков, Svenska Technoferm AB, Швеция

А. Халл, Swedish Biofuels AB, Швеция

С.А. Зиненко, С.А. Егоров, ООО "Алтайский центр прикладной химии", Россия

Т.А. Маранджева, ЗАО «Тучков Мост», Россия

Введение

Использование в моторных топливах компонентов, произведенных из возобновляемого сырья, так называемых биокомпонентов, позволяет существенно снизить вредное влияние от сгорания топлив на окружающую среду и считается общепризнанной позитивной тенденцией развития мировой технологии, по крайней мере, на переходный период. Под переходным периодом мы имеем в виду глобальный переход от применения топлив из углеводородного ископаемого сырья к применению принципиально иных типов топлив, например, водорода, и связанного с этим кардинального конструктивного изменения мирового автомобильного парка. По оценкам экспертов временные рамки указанной эволюции мирового автопарка могут растянуться на десятилетия.

Топлива, произведенные из возобновляемого сырья, известны и применяются, однако эти топлива требуют использования специальных двигателей, в связи с этим в переходный период существенно возрастает роль топливных смесей, состоящих частично из компонентов произведенных из нефтяного сырья, а частично из возобновляемого.

Оптимизация химического состава топливных смесей

Известно, что замена части углеводородов в дизельном топливе оксигенатами, в первую очередь, спиртами, может обеспечить достаточную мощность двигателя и требования по выхлопным газам без модификации существующих дизельных двигателей. Вместе с тем некоторым препятствием для использования в топливных смесях низших спиртов следует признать их низкую фазовую устойчивость, особенно в присутствии воды и при пониженных температурах.

Известные решения названной задачи в основном связаны с применением поверхностно-активных веществ, созданием микроэмульсий, стабилизированных ПАВ.

Предложенная нами оригинальная композиция углеводородов и кислородсодержащих соединений, которую удалось сформулировать в результате исследований и испытаний, обеспечивает стандартные эксплуатационные свойства, предъявляемые к дизельному топливу и также снижение вредных выбросов. Ключевым фактором при формулировании этой композиции оказалось включение в базовую углеводородную основу по меньшей мере двух соединений имеющих по крайней мере четыре разные кислородсодержащие функциональные группы. Все компоненты, входящие в эту композицию производятся или могут производиться из возобновляемого сырья.

Нами показано, что введение в дизельное топливо 15% кислородосодержащих биокомпонентов вместо углеводородной основы практически не отражается на эксплуатационных параметрах дизельного двигателя по сравнению с его работой на стандартном топливе [1, 2]. Композиция стандартного дизельного топлива, содержащая 15 % биокомпонентов, названа Биодизель 15.

Наряду с высшими спиртами и сложными эфирами в эту композицию включен алкилнитрат. Следует подчеркнуть, что, замещая часть нефтяных компонентов дизельных топлив композицией оксигенатов, нам удалось достичь не только снижения вредных выбросов образующихся от сгорания описанной композиции дизельного топлива, но и повышения цетанового числа, а также повышения ее устойчивости к расслаиванию.

Состав композиции запатентован [3].