Регистрация / Вход
Прислать материал

14.579.21.0027

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.579.21.0027
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти"
Название доклада
Разработка энергоэффективной технологии производства биоэтанольных топлив Е30-Е85 и дорожной карты их внедрения в масштабе региональных топливных рынков РФ
Докладчик
Ершов Михаил Александрович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
1. Разработка технологии получения биоэтанольных топлив Е30 и Е85, которая будет обеспечивать:
- получение топлив, удовлетворяющих основным техническим требованиям стандартных бензиновых автомобилей (для Е30) и FFV-автомобилей (для Е85);
- возможность использования в качестве базового компонента низкооктановых бензиновых фракций глубокой переработки углеводородного сырья (ГПУС);
- возможность использования побочных продуктов производства биоэтанола;
- минимальную себестоимость за счет выполнения предыдущих двух условий.
2. Разработка комплекса рекомендаций для внедрения в отдельных регионах России биоэтанольных топлив Е30 и Е85, включающего:
- рекомендации по организации промышленного производства биоэтанольных топлив Е30-Е85;
- технико-экономическую оценку потенциала внедрения биоэтанольных топлив Е30-Е85 в различных регионах Российской Федерации;
- дорожную карту внедрения биоэтанольных топлив Е30-Е85 в масштабе региональных топливных рынков Российской Федерации.
Актуальность и новизна исследования
В результате проведенных аналитического обзора и мировых тенденций в области биоэтанольных топлив, было установлено, что наиболее перспективным направлением в данной области являются именно среднеэтанольные топлива (20-40 % об. спирта, условно называемые Е30). Вовлечение биоэтанола в таких концентрациях и более позволит многим странам выйти на запланированный уровень использования возобновляемого сырья в топливах согласно действующему законодательству той или иной страны. В России биоэтанольные топлива Е30 также являются перспективным направлением в виду высокой октаноповышающей способности биоэтанола в средних концентрациях.
Согласно проведенным теоретическим и практическим исследованиям было установлено, что октаноповышающий потенциал этанола в данных концентрациях даёт возможность использовать в качестве основных углеводородных компонентов биоэтанольного топлива Е30 низкооктановые углеводородные фракции. По результатам работ были поданы две заявки на патент, по которым принято положительное решение о их выдаче.
Также было оценено влияние на испаряемость (давление насыщенных паров - ДНП) биоэтанола в смеси с индивидуальными углеводородами, составлена математическая модель для расчета и оценки ДНП биоэтанольных топлив Е30 и Е85.
Описание исследования

В результате исследований было оценено влияние биоэтанола на основные характеристики низкооктановых бензиновых фракций глубокой переработки углеводородного сырья, определены требования к углеводородному компоненту.

Была отмечена высокая приемистость биоэтанола к низкооктановым бензиновым фракциям, где его октаноповышающий потенциал используется в полной мере в концентрациях от 20 до 40 %, что и представляет собой топлива Е30. Исследовано стабилизирующее действие побочных продуктов производства биоэтанола на фазовую стабильность. Также были разработаны Технические Требования к качеству биоэтанольных топлив Е30 и Е85 в соответветствии с общемировыми стандартами. Планируется разработка математической модели для расчета и оценки давления насыщенных паров (ДНП) биоэтанольных топлив Е30 и Е85 - одного из важнейшего показателей испаряемости. По результатам испытаний будут подобраны оптимальные композиции топлив Е30 и Е85, разработаны технология их производства, рекомендации, технико-экономическое обоснование и дорожная карта внедрения.

Результаты исследования

1. Были разработаны технические требований к экспериментальным образцам биоэтанольных топлив Е30 и Е85.

2. В качестве основной углеводородной базы для смешения была выбрана нафта гидрокрекинга ввиду практически отсутствия в ней серы и олефиновых углеводородов, низкой концентрации ароматических углеводородов, а также большей теплоты сгорания, например в сравнении с прямогонным бензином.

Рисунок 1 - Антидетонационная эффективность биоэтанола в низкооктановых углеводородных фракциях

2. Были составлены оптимальные композиции биоэтанольных топлив Е30 и Е85, в состав которых помимо нафты гидрокрекинга, входят толуол, побочные продукты производства биоэтанола - сивушнные масла, эфироальдегидная фракция (в некоторых композициях), антикоррозионные присадки и др.

3. Опытные образцы биоэтанольынх топлив Е30 и Е85 были испытаны на моторном стенде на четырехтактном поршневом двигателе с впрыском топлива во впускной коллектор (4Ч8,2/7,1) в сравнении со стандартными автомобильными бензинами. Данный двигатель и его аналогичные модификации установлены более чем на 28 % автомобилей, проданных в России в период с 2011 по 2015 гг. 

4. Были оценены: расход топлива, удельный эффективный расход топлива, температура отработавших газов при работе по нагрузочной характеристике и характеристике холостого ход; а также показатели токсичности, выраженные в концентрациях монооксида углерода (СО), несгоревших углеводородов (СН), оксидов азота (NOx).

5. Все представленные биоэтанольные топлива функционально соответствуют автомобильным бензинам с точки зрения достижения требуемой мощности и вращающего момента на коленчатом валу двигателя. Существенных отклонений эксплуатационных свойств при использовании всех испытуемых топлив в ходе испытаний не выявлено. 

Таблица 1 - Среднее снижение токсичных веществ в отработавших газах при работе на биоэтанольных топливах в сравнении с бензинами

Показатель               Изменение показателя
Обр. Е30-1 Обр. Е30-2 Обр. Е85-1 Обр. Е85-2
CO -4.39 -6.15 -13.84 -22.58
CH -20.74 -13.50 -6.91 -6.07
NOx -6.38 -2.02 -17.04 -35.07

 

 

 

 

 

Практическая значимость исследования
Производство биоэтанольных топлив Е30 и Е85 это:
- рентабельная реализация крупными НПЗ низкооктановых бензиновых фракций глубокой переработки углеводородного сырья без их вторичной переработки;
- возможность производства и продажи качественного топлива с низкой зависимостью от крупных нефтехимических компаний малыми производителями топлива, а также АЗС;
- создание новых рабочих мест на биоэтанольных и топливных предприятиях, а также в сельскохозяйственной отрасли;
- вытеснение с региональных рынков фальсифицированного топлива;
- улучшение качества воздуха за счет использования экологических преимуществ биоэтанола;
- рентабельная реализация биоэтанола.