Biodyzelino gamybos šalutiniai produktai

Įvadas Darbo aktualumas. Biodyzelinas (riebalu rūgščiu meni- arba etliesteriai) daž­niausiai gaunamas augaliniam aliejui ar gyvulinės kil­mes riebalams reaguojant su metanoliu ar kitais alkoho­liais ir naudojamas kaip kuras dyzeliniuose varikliuose. Ekologiniu požiūriu biodyzelinas yra patrauklus alterna­tyvus kuras, kurio sunaudojimas skatinamas Europos Są­jungos (ES) teisės aktais [l]. Bio'dyzeiino gamybos me­tu po peresterinimo reakcijos lieka šalutinis produktas -glicerolis. Pagaminus 1 t biodyzelino susidaro apie 106 kg glicerolio [2], o tai sudaro net ~-6% biodyzelino sa­vikainos sudėtinės dalies [3]. Darbo objektas- biodyzelino gamybos šalutiniai produktai (glicerolio fazė, laisvosios riebalų rūgštys, rapsų išspaudos). Darbo tikslas – ištirti biodyzelino gamybos šalutiniai produktus (glicerolio fazė, laisvosios riebalų rūgštys, rapsų išspaudos). Prisilaikant ES reikalavi­mų šiuo metu didinamos biodyzelino gamybos apimtys ir iki 2010 metų Europos Sąjungoje numatoma pagaminti net 11 mln. t biodyzelino per metus (1 pav.) [4, 5J. Smar­kiai didės ir glicerolio kiekis, kurio per metus susidarytų net apie 1.16 mln. t. Padidėjus glicerolio pasiūlai gali sumažėti jo kaina rinkoje. Tai įrodo Europos Sąjungos patirtis, kai staiga išaugus biodyzelino gamybos apim­tims nuo 1997 iki 2000 m. glicerolio kaina rinkoje nukrito net 40%, o 2001 m. sumažėjus biodyzelino gamybai ji vėl gerokai padidėjo. Darbo metodai- sisteminė ir loginė analizė, teorinės literatūros analizė. 1.Glicerolio frakcija ir jos Prisilaikant ES reikalavimų šiuo metu yra didinamos biodyzelino gamybos apimtys ir iki 2010 metų Europos Sąjungoje įsipareigota pagaminti net 11 mln. (iš jų 0,04 mln. Lietuvoje) tonų biodyzelino per metus [1, 2], Bio­dyzelino gamybos metu po peresterinimo reakcijos susidaro šalutinis produktas - glicerolis (C;,H5(OH)3). Pagaminus 1 toną biodyzelino susidaro apie 106 kg glicerolio, o tai sudaro net ~ 6 % biodyzelino savikainos sudėtinės dalies [3]. Išaugus glicerolio pasiūlai gali sumažėti jo kaina rinkoje, o tai tiesiogiai atsi­lieptų biodyzelino savikainos padidėjimui. Tokia situacija stabdo šio atsinauji­nančio energijos šaltinio plėtrą. Šiuo metu glicerolis daugiausiai panaudojamas kosmetikoje, farmacijoje, maisto ir kitose pramonės šakose, o atsiradus glicero­lio pertekliui reikės ieškoti naujų rinkų bei panaudojimo būdų. Tradiciniai gli­cerolio frakcijos utilizavimo metodai susiveda į brangų distiliavimo metodą: po peresterinimo atskirta glicerolio fazė turi apie 60 - 80 % glicerolio, o glicerinas, tinkamas komercijai, turi būti net iki 99,98 % grynumo. Naujų, rentabilių tech­nologijų tolimesniam glicerolio frakcijos panaudojimui sukūrimas eliminuotų neišvengiamai brangų glicerolio fazės apdorojimą bei sukurtų sąlygas ekono-miškesniam biodyzelino gamybos procesui ir sumažintų perteklinio glicerolio kiekį. Siekiant prisidėti prie šios problemos sprendimo, Lietuvos energetikos ins­titute vykdomi biodyzelino gamyboje gaunamos glicerolio frakcijos panaudoji­mo energijos gamybai, moksliniai tyrimai. Vandenilio gavyba termiškai skaidant glicerolio frakciją. Glicerolis yra potenciali žaliava vandenilio gavybai: iš vieno molio glicerolio C3H803 galima gauti iki septynių molių vandenilio H2: C}HS03+3H20 O 3C02+1H2,[AH > 0] (1) Ši glicerolio reformingo reakcija yra grynai endoterminė. t.y. jai vykti rei­kalingas papildomas šilumos šaltinis. To pasėkoje sudėtingėja pramoninių reak­torių konstrukcija bei didėja investiciniai kaštai. Todėl praktikoje dažnai naudo­jama autoterminė angliavandenilių konversija [4]: C3#fi0, + x(O, + 3.76/V,) + (3-2x)//,0 3 o J 2 2 2 (2\ 95% glicerolio). Sukūrus nau­jas, rentabilias technologijas tolesniam glicerolio frakci­jos panaudojimui būtų eliminuotas neišvengiamai bran­gus glicerolio fazės apdorojimas bei sukurtos sąlygos ekonomiškesniam biodyzelino gamybos procesui ir su­mažintas perteklinis glicerolio kiekis. Glicerolis yra potenciali žaliava vandenilio gavybai: iš vieno molio glicerolio C.HsO. galima gauti iki septy­nių molių vandenilio H, (žr. (3) reakcijos lygtį). Be to, žinoma, kad vandenilis yra vienas patraukliausių alternatyvių energijos kaupimo ir iransportavimo medžiagų. 1 pav. Biodyzelino gamyba ir perspektyvos Europos Sąjungoje 2 pav. Glicerolio frakcijos terminio skaidymo eksperimentinis stendas. 1 - rotametras. 2 - oro tiekimo arvamzdis, 3 - reakcijos kamera. 4 - graduota glicerolio talpa, 5 - glicerolio dozato­rius. 6 - reakcijos produktų atvamzdis. 7 - aušintuvas, 8 -švirkštas dujiniam mėginiui paimti, 9 - dujinis degiklis, 10 -kaitinimo kamera De­ginant vandenilį, galima pagaminti kitos rūšies energiją neišmetant į aplinka pavojingų teršalų. Gaminant H, iš glicerolio frakcijos būtų galima prisidėti prie visuotinės, vandenilio infrastruktūros kūrimo bei sudaryti sąlygas eko­nomiškesniam biodyzelino gamybos procesui. Šiame straipsnyje aprašomi glicerolio frakcijos dali­nio oksidavimo eksperimentiniai tyrimai. Šių tyrimų tiks­las - nustatyti pirmines sąlygas vandenilio gavybai, ter-* miškai skaidant giicerolį su daline jo oksidacija esant skirtingiems oro pertekliaus koeficientams bei pastoviai reakcijos temperatūrai. Eksperimentiniams bandymams buvo naudojamas glice­rolis paimtas iš vienos didžiausių Lietuvoje esančios bio­dyzelino gamyklos UAB „Rapsoila". Glicerolio kokybės rodikliai pateikti lentelėje. Glicerolio frakcijos terminio skaidymo eksperimenti­niams bandymams atlikti buvo suprojektuotas ir sumon­tuotas tyrimų stendas (3 pav.). Nerūdijančio plieno re­aktorius (20 mm skersmens bei 60 mm aukščio) išvalytas ir pasvertas patalpinamas į gamtinėmis dujomis šildomą kaitinimo kamerą. Dujiniu degikliu šildymo kameroje ir kartu reaktoriuje palaikoma pastovi 900°C temperatūra. Temperatūra reakcijos kameroje matuojama bei kontro­liuojama K tipo chromelio ir aliumelio termopora. Į reak­cijos kamerą glicerolis tiekiamas specialiai sukonstruotu dozatoriumi 2.4 g/min debitu. Dalinei oksidacijos reakcijai vykdyti oras tiekiamas iš suspausto oro resiverio. Oro kiekis sureguliuojamas ada­tiniu ventiliu bei kontroliuojamas rotumetru. Iš reakto­riaus išeinantys reakcijos produktai staiga atšaldomi ir dujoms sandariu U) ml talpos švirkštu paimami dujiniai mėginiai. Šaldant dujinį mėginį proceso cheminė kineti­ka lėtėja, o tai leidžia nustatyti tikslesnę dujinio mišinio sudėtį. Reakcijos produktų sudėtis nustatoma Varian GC-3800 dujų chromą togrstų su šiluminio laidumo detek­toriumi, atskyrimui naudojant Corbosieve SU, 80-100 po­rėtame, 10 6. * 1/8" 3CO -r 4H2, [AH 3C02 - 7H:. [A/-/ > ()]. (3) C2H3O3 +jc(02 4-3,76N2) + (3-2.t)H20-> -»(7~2:c>H2+3C02 + *3,76N,, [AH

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!