Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка конкурентоспособной технологии и аппаратурного оформления для получения биодизельного топлива из сельскохозяйственного сырья

Обеспечение отечественной промышленности конкурентоспособными экологическими чистыми технологиями переработки возобновляемого сырья для получения моторных топлив, основанными на применении гетерогенных катализаторов переэтерификации и гидрооблагораживания растительных масел из сельскохозяйственного сырья.

Соисполнители

Этапы проекта

1
15.08.2007 - 31.10.2007
Проведен обзор существующих технологий производства биодизельного топлива на основе растительного масла. Показана энергоемкость и капиталоемкость этих технологий и необходимость создания более совершенных технологических процессов получения биодизеля, в том числе непосредственно в сельскохозяйственных предприятиях.
Объектом исследования настоящего проекта является цикл научно-исследовательских работ, направленных на изучение процессов переэтерификации триглицеридов жирных кислот с получением биодизеля и процессов дальнейшего гидрооблагораживания биодизеля для получения высокоцетанового дизеля.
Область возможного применения биодизеля и его облагороженного производного заключается в использовании его в качестве полного или частичного заменителя дизельного топлива в двигателях внутреннего сгорания.
Развернуть
2
01.11.2007 - 31.12.2007
Объектами исследования являются технология и аппаратурное оформление процесса получения биодизельного топлива из сельскохозяйственного сырья, оценка физико-химических и эксплуатационных свойств образцов биодизельных топлив с различным содержанием метиловых эфиров жирных кислот, дизельное топливо по ГОСТ Р 52368-2005 (в качестве базы сравнения); смесевые биодизельные топлива, представляющее собой смесь дизельного топлива и метиловых эфиров жирных кислот в соотношении 95:5 (В5); биодизельное топливо, представляющее собой метиловые эфиры жирных кислот без добавления традиционного дизельного топлива (В100).
Целями работы являются разработка установок для проведения переэтерификации (ПМ) и гидрооблагораживания (ГОБ), методик анализа растительных масел, оценка физико-химических и эксплуатационных свойств образцов биодизельных топлив с различным содержанием метиловых эфиров жирных кислот, составление бизнес-плана проекта и сквозного сетевого графика исполнения проекта.
Разработаны установки по испытанию катализаторов ПМ растительных масел и катализаторов ГОБ биодизеля до компонентов стандартных моторных топлив. Также было продолжено исследование гетерогенных гексаалюминатов – эффективных катализаторов переэтерификации растительных масел.
Степень внедрения – две установки для проведения процессов переэтерификации и гидрооблагораживания в проточном режиме. Показано, что разработанная методика определения физико-химических характеристик растительных масел, используемых в производстве биотоплива, отвечает предъявляемым требованиям к современному уровню метрологического обеспечения.
Физико-химические и эксплутационные показатели биодизельного топлива: по цетановому числу, коксуемости 10%-ного остатка разгонки, общему загрязнению, испытанию на медной пластинке, кинематической вязкости при 40оС, полициклическим ароматическим углеводородам, содержанию серы, температуре вспышки в закрытом тигле, смазывающей способности топлива имеют значения, соответствующие ГОСТ Р 52368-2005; по содержанию воды, окислительной стабильности, фракционному составу не соответствуют нормам ГОСТ Р 52368-2005.
Исходя из недостаточно высоких низкотемпературных свойств биодизельного топлива В100 (предельной температуры фильтруемости) необходимо доработать его рецептуру для применения не только в условиях умеренного климата, но также и холодного климата.
В ходе проведения патентных исследований был обработан информационный массив в объеме более 10000 единиц патентной и научно-технической документации. Были использованы государственные патентные фонды Всероссийской патентно-технической библиотеки (ВПТБ), информационно-поисковые ресурсы электронных баз данных патентов Соединенных Штатов Америки, Европейской патентной организации (EPO-espacenet) и Всемирной организации интеллектуальной собственности (WIPO).
Результаты поиска могут быть использованы в качестве основы для разработки новых технических решений способов получения гетерогенных катализаторов для получения биодизельного топлива из сельскохозяйственного сырья.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.09.2008
Разработанная на 3-ем этапе НИР методика анализа продуктов гидрооблагораживания биодизеля охватывает широкий спектр показателей, по которым проводится оценка качества биотоплива, такие как: содержание метиловых эфиров жирных кислот; плотность; вязкость; температура вспышки; цетановое число; серность; коксовый остаток; содержание воды; содержание механических примесей; иермическая стабильность; йодное число; коррозионное воздействие на медную пластину; температура помутнения и начала кристаллизации; содержание метанола; наличие водорастворимых кислот и щелочей; фактические смолы; содержание тяжелых металлов; удельная теплота сгорания и кислотное число.
Создана установка по испытанию катализаторов гидрооблагораживания биодизеля до компонентов стандартных моторных топлив, представлены документы о готовности установки для проведения гидрооблагораживания биодизеля.
Разработаны:
• проект технических требований на чистые биодизельные топлива В100 с содержанием метиловых эфиров жирных кислот 100%;
• проект технических требований на смесевые биодизельные топлива с содержанием метиловых эфиров жирных кислот в соотношении 10:90 (В10), 20:80 (В20) и 50:50 (В50) в смеси с дизельным топливом.
Обработан информационный массив в объеме более 10000 единиц патентной и научно-технической документации.
Развернуть
4
01.10.2008 - 31.12.2008
Результаты работы на отчетном этапе, в том числе: разработанные виды продукции (веществ / устройств / программных продуктов / технологий / методов и результатов исследований) с указанием их характеристик, полученных, в том числе, по результатам испытаний, оценка соответствия этих характеристик требованиям технического задания.
Проведен анализ состояния мирового и отечественного рынка растительных масел и составление прогноза перспективы использования масел для производства биодизеля. На основании проведенного анализа можно предположить следующее:
- мировой рынок продуктов растениеводства в ближайшее десятилетие ждет высокая динамика изменений. Большой объем мирового производства пшеницы, кукурузы и сахарного тростника будет перерабатываться на биоэтанол;
- до 2012 г. основной прирост в производстве масличных культур и растительных масел будет происходить за счет рапса и сои. Начиная с 2012 г. основным двигателем прироста станет пальмовое масло.
По результатам проведенных испытаний можно сделать следующие выводы:
– разработанные активные катализаторы переэтерификации рапсового масла метанолом представляют собой композиции либо гексаалюмината - MAl12O19 (M = Sr, Ba, La), либо шпинели – MLa(Y)2O4 (M = Ca, Sr, Ba), или смеси оксидов МO (М = Mg, Ca, Sr) и Y2O3 структуры;
– активность предлагаемых катализаторов в реакции переэтерификации растительного масла метанолом определяется условиями проведения процесса: повышается с повышением температуры реакции, увеличением доли катализатора по отношению к исходному растительному маслу и для большинства катализаторов составляет 98 – 100% при высоком выходе метиловых эфиров;
– активность катализаторов в реакции переэтерификации растительного масла метанолом, определенная при использовании микрореакторной системы фирмы Autoclave Engineering «Berty “Micro”» со стационарной катализаторной корзиной, оказалась сопоставимой с таковой, определенной в проточной установке, которая была разработана и создана для этой реакции;
– активность предложенных катализаторов снижается в процессе их работы, однако проведенная их регенерация, заключающаяся в выгорании продуктов отложения в атмосфере воздуха, позволяет полностью восстановить активность катализатора.
Были разработаны технические условия на катализатор переэтерификации растительного масла метанолом ТУ 2174-057-03533913-2008. Катализатору присвоен номер ИК-70-1.
Развернуть
5
01.01.2009 - 25.06.2009
Разработана сопряженная технологическая схема переработки растительного масла в биодизель с последующим гидрооблагораживанием в компоненты стандартного дизельного топлива. Разработаны и созданы установки производства катализаторов переэтерификации и гидрооблагораживания. Разработаны программы и методики государственных приемочных испытаний технологических процессов переэтерификации и гидрооблагораживания на укрупненных технологических установках, а также установок по производству катализаторов переэтерификации масел и катализаторов гидрооблагораживания биодизеля. Разработаны программы и методики предварительных испытаний установок производства катализаторов переэтерификации масел и катализаторов гидрооблагораживания биодизеля мощностью до 1 т/год.
Развернуть
6
26.06.2009 - 31.10.2009
Проведены государственные испытания установки для гидрооблагораживания и переэтерификации; Проведены государственные испытания установок по производству катализаторов переэтерификации и гидрооблагораживания; Разработаны исходные данные установки производства биодизельного топлива мощностью 12000 т/год; Разработана программа коммерциализации полученных результатов исследования; Разработан типовой договор поставки сельскохозяйственного сырья; Разработаны проекты национальных стандартов на биодизельные топлива; Организовано ведение рекламной компании; Проведена маркетинговая работа на внутреннем и внешнем рынке.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.6 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
Тема
Разработка конкурентоспособной импортозамещающей технологии и аппаратурного оформления для получения высокотехнологичной продукции – биодизельного топлива из сельскохозяйственного сырья.
Продолжительность работ
2007 - 2009, 26 мес.
Бюджетные средства
150 млн
Количество заявок
4
Тема
Разработка методов и методик для приготовления экологически безопасных композиционных котельных топлив с использованием технического глицерина – побочного продукта производства биодизельного моторного топлива.
Продолжительность работ
2008, 2 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка нового высококислотного наноструктурированного катализатора для гетерогенного каталитического нитрования бензола с участием научных организаций Республики Беларусь.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 12 мес.
Бюджетные средства
4 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка современной высокоэффективной конкурентоспособной технологии совместной переработки и утилизации нефтяных фракций и полимерных отходов в ценные продукты нефтехимии, включая моторные топлива.
Продолжительность работ
2011 - 2012, 14 мес.
Бюджетные средства
13,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка комплексного программно-аппаратурного метода интеграции микросейсмического, геоэлектрического и геохимического полей для прогнозирования ресурсов углеводородов континентального шельфа Арктики.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 18 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
3