Historia biodiesla, właściwości, typy, zalety, wady

On Biodiesel Jest to paliwo naturalnego pochodzenia, które uzyskuje się przez reakcję olejów roślinnych lub tłuszczów zwierzęcych z alkoholem o niskiej masie cząsteczkowej. Ta reakcja nazywa się Transesserification; Oznacza to, że powstają nowe estry kwasu tłuszczowego (zwane także estrami alkilowymi) z oryginalnych trójglicerydów.

W innych kontekstach zamiast używać słowa „transterifikacja”, mówi się, że biomasa przechodzi alkohol, ponieważ jest leczona alkoholami; Wśród nich, a przede wszystkim metanol i etanol. Często często używa metanolu do wytworzenia tego biopaliw, które jest prawie synonimem tego samego.

B5 Dostawca biodiesla. Źródło: Pxhere.

Biodiesel jest zieloną alternatywą dla stosowania oleju napędowego, oleju napędowego lub petrodiésel (podkreślając nawet więcej niż jego skład składa się z węglowodorów ropy). Jednak jego właściwości i jakość pod względem wydajności w silnikach Diesla nie różnią się zbytnio, więc obie paliwa są mieszane w różnych proporcjach.

Niektóre z tych mieszanin mogą być bogatsze w biodiesel (na przykład B100) lub bogatsze z petrodiésel (z zaledwie 5-20% biodiesla). W ten sposób konsumpcja oleju napędowego rozciąga się, gdy biodiesel jest wprowadzany na rynek; ale nie przed przezwyciężeniem serii problemów etycznych, produktywnych i ekonomicznych.

Z prostego punktu widzenia, jeśli płyn można uzyskać z oleju zdolnego do spalania i generowania energii do przemieszczania maszyn, dlaczego nie olej o naturalnym pochodzeniu? Jednak samo to nie wystarczy: powinieneś otrzymać obróbkę chemiczną, jeśli chcesz konkurować lub być na poziomie paliw kopalnych.

Po przeprowadzeniu tego zabiegu za pomocą wodoru mówi się o udoskonaleniu oleju roślinnego lub tłuszczu zwierzęcego; Jego stopień utleniania jest zmniejszony lub jego cząsteczki są rozdrobnione. Podczas biodiesla zamiast wodoru stosuje się alkohole (metanol, etanol, propanol itp.).

[TOC]

Historia

Reakcja transterifikacji

Odpowiedź na pierwszy problem, z którym napotkałby paliwa pochodzenia biologicznego, została już odkryta w przeszłości. Tam w 1853 r. Dwóch naukowców i. Duffy i J. Patrick osiągnął pierwsze przejście oleju roślinnego, nawet na długo przed tym, jak Rudolf Diesel maszerował do pierwszego funkcjonalnego silnika.

W tym procesie transestryfikacji trójglicerydy olejów i/lub tłuszczów reagują z alkoholem, głównie metanolem i etanolem, aby powstrzymać estry kwasu metylowego i etylowego, oprócz glicerolu jako produktu wtórnego jako produktu wtórnego produktu wtórnego. Podstawowy katalizator jako KOH służy do przyspieszenia reakcji.

Najważniejszym punktem transterifikacji tłuszczów jest to, że osiemdziesiąt lat później belgijski naukowiec o nazwie G. Chavanne przekierował tę reakcję, aby zmniejszyć wysoką i przeciwną lepktywność olejków roślinnych.

Rudolf Diesel i jego silnik

Silnik Diesla pojawił się w 1890 roku, już pod koniec XIX wieku, w odpowiedzi na ograniczenia maszyn parowych. Zebrał wszystko, co było pożądane z silnikiem: moc i trwałość. Działał również z dowolnym rodzajem paliwa; A za podziw samego Rudolfa i rządu francuskiego mógł pracować z olejkami roślinnymi.

Będąc trójglicerydami energii, było to logiczne. Diesel poparł bezpośrednie wykorzystanie tych olejków, ponieważ z dobrymi oczami widziało, że rolnicy mogli przetwarzać własne paliwa w bardzo odległych miejscach do złoża ropy.

Może ci służyć: kwas glukonowy: struktura, właściwości, synteza, zastosowania

Pierwszy model funkcjonalny silnika Diesla odniósł sukces w jego prezentacji 10 sierpnia 1893 r. W Augusta w Niemczech. Jego silnik pracował z olejem orzechowym, gdy Rudolf Diesel mocno wierzył, że oleje roślinne mogą rywalizować z paliwami kopalnymi; Ale ponieważ byli brutalnie ścigani, bez kolejnych leczenia.

Ten sam silnik, który pracował z olejem orzechowym, został zaprezentowany na Paris World Exhibition w 1900 roku. Jednak nie wzbudził tak bardzo uwagi, ponieważ do tego czasu olej był znacznie bardziej dostępnym i tanim źródłem paliwa.

Petrodiésel

Po śmierci Diesela w 1913 r. Diesel (olej napędowy lub olej) uzyskano z udoskonalania oleju. A potem model silnika Diesla zaprojektowany dla oleju orzechowego musiał przystosować się i odbudowywać do pracy z tym nowym paliwem, które było mniej lepkie niż jakikolwiek inny olej roślinny lub biomasa.

To było tak, że Petrodiél wygrał przez kilka dziesięcioleci, ponieważ była to najtańsza alternatywa. Po prostu praktyczne było zasiewanie dużych hektarów mas roślin, aby zbierać oleje, które ostatecznie, ponieważ były tak lepkie, co spowodowało problemy z silnikami i nie pasowały do ​​tych samych plonów uzyskanych z benzyną.

Problem z tym paliwem kopalnym polegał na tym, że zwiększyło ono zanieczyszczenie atmosfery, a także zależał od gospodarki i polityki działalności naftowej. Biorąc pod uwagę niemożność uciekania się do niego, w niektórych kontekstach olejki roślinne zastosowano do mobilizacji ciężkich pojazdów i maszyn.

Biopaliw w II wojnie światowej

Kiedy ropa zaczęła ograniczać ropę w drugiej wojnie światowej po konflikcie, kilka krajów potrzebowało ponownie uciekania się do olejków roślinnych; Ale musieli poradzić sobie z uszkodzeniem setek tysięcy silników ze względu na różnicę lepkości, która nie mogła tolerować ich projektu (tym bardziej, jeśli zemulgowali wodę).

Po wojnie narody ponownie zapomniały olejków roślinnych i wznowił praktykę spalania tylko benzyny i Petrodiésel.

Narodziny biodiesla

Problem lepkości został rozwiązany przez belgijskiego naukowca G. Chavanne w 1937 r., Którego udzielili patentu metodą uzyskiwania estrów etylowych kwasów olejowych traktowanych etanolem.

Można zatem powiedzieć, że biodiesel został formalnie urodzony w 1937 r.; Ale ich masowa roślina i produkcja musiały czekać do 1985 r., Przeprowadzone na austriackim uniwersytecie rolnym.

Przedstawiając te oleje roślinne do transestryfikacji, problem lepkości został ostatecznie rozwiązany, dopasowany do Petrodiée w wydajności, a nawet reprezentując zieloną alternatywę nad tym.

Nieruchomości

Właściwości biodiesla zależą globalnie od surowca, z jaką wystąpił. Może mieć kolory, które różnią się od złota, po ciemnobrązowy, fizyczny wygląd, który zależy od procesu produkcji.

Ogólnie rzecz biorąc, jest to paliwo o dobrej smaru, które zmniejsza hałas silników, wydłuża ich żywotność i wymaga niższych inwestycji w utrzymanie.

Może ci służyć: formuła rozwiniętej na półprzestrzeni: co to jest i przykłady (metan, propan, butan ...)

Ma punkt zapłonu większy niż 120ºC, co oznacza, że ​​dopóki temperatura zewnętrzna nie przekracza tego, nie ma ryzyka pożaru; Rzecz, która nie zdarza się w przypadku oleju napędowego, który może palić nawet w 52ºC (bardzo łatwe do osiągnięcia papierosa zapłonowego).

Ponieważ brakuje mu węglowodorów aromatycznych, takich jak benzen i toluen, nie reprezentuje ryzyka rakotwórczego w przypadku wycieku lub przedłużonego narażenia.

Nie ma również siarki w swoim składzie, więc nie wytwarza więc zanieczyszczających gazów₂ Ani tak₃. Po zmieszaniu z olejem napędowym nadaje mu charakter smaru niż jego naturalne związki siarki. W rzeczywistości siarka jest niepożądanym elementem, a gdy olej napędowy jest desulfura, traci smarowanie, które musi odzyskać siły z biodieslem lub innymi dodatkami.

Uzyskanie i produkcja

Biodiesel jest uzyskiwany z olejków roślinnych lub przenoszonych tłuszczów zwierzęcych. Ale który z nich musi stanowić surowiec? Idealnie, ten, który wytwarza większe ilości oleju lub tłuszczu z niższego obszaru hodowli; że w bardziej odpowiednich kategoriach byłoby to liczba hektarów zajmowanych przez jego pole uprawy.

Dobry biodiesel powinien pochodzić z uprawy (ziarna, nasiona, owoce itp.), który wytwarza duże objętości oleju z małych pól; W przeciwnym razie wymagałoby to, aby ich uprawy pokryły całe kraje i nie byłyby opłacalne ekonomicznie.

Zebrane biomasę olej należy później wyekstrahować poprzez bezsensowności procesów; Wśród nich jest na przykład stosowanie płynów nadkrytycznych do przeciągania i rozpuszczenia oleju. Po uzyskaniu oleju podlega on transestryfikacji w celu zmniejszenia jego lepkości.

Transterifikacja osiąga się przez zmieszanie oleju z metanolem i podstawą w reaktorach wsadowych, w ramach ultradźwięków, płynach nadkrytycznych, mieszaniu mechanicznym itp. Gdy stosuje się metanol, uzyskuje się dokładne Beres kwasów tłuszczowych (sława) Ester metylowy kwasu tłuszczowego).

Jeśli, wręcz przeciwnie, zastosowano etanol, zostaną uzyskane estry etylowe kwasów tłuszczowych (FAEE). Wszystkie te estry i ich atomy tlenu charakteryzują biodiesel.

Metanol i glicerol

Metanol jest głównie stosowanym alkoholem jako surowca w produkcji biodiesla; A z drugiej strony glicerol jest produktem ubocznym, który mógłby być wykorzystany do wspierania innych procesów przemysłowych, a tym samym produkcji biodiesla.

Glicerol pochodzi z oryginalnych cząsteczek trójglicerydów, które zastępuje metanol, co powoduje trzy sławy.

Rodzaje biodiesla

Różne oleje lub tłuszcze mają własne profile kwasów tłuszczowych; Dlatego każdy biodiesel ma inny produkt estrów mono alquilico. Mimo to, ponieważ estry te prawie nie różnią się długościami ich węglanowanych łańcuchów, powstałe paliwa nie wykazują dużych oscylacji między ich właściwościami.

Następnie nie ma klasyfikacji biodiesla, ale inna wydajność i rentowność według źródła ropy lub tłuszczu, które są wybrane do jego produkcji. Istnieją jednak mieszaniny biodiesel-peestosel, ponieważ obie paliwa mogą być mieszane i są ze sobą mieszane, przyczyniając się do korzystnych cech silnika.

Mówi się, że czysty biodiesel jest B100; który jest równy 0% Petrodiesel w jego składzie. Potem są inne mieszanki:

Może ci służyć: grupa Acilo: Struktura, cechy, związki i pochodne

- B20 (z 80% Petrodiesel).

- B5 (z 95% Petrodiesel).

- B2 (z 98% Petrodiesel).

Złożone samochody przed 1996 r. Nie mogły użyć B100 na swoich silnikach bez konieczności uzupełniania niektórych elementów, które pogorszyły się z powodu działania rozpuszczalnika. Jednak nawet dzisiaj istnieją modele samochodowe, które nie zgadzają się w ich fabryce, gwarantują duże stężenia biodiesla, dlatego zalecają użycie drobnych mieszanin, które B20.

Zalety

Seria korzyści, które biodiesel na Petrodiésel ma zieloną i atrakcyjną alternatywę:

- Jest uzyskiwany z biomasy, surowca, który jest odnawialny i często tracony jako odpady.

- Jest biodegradowalny i nie jest toksyczny. Dlatego nie zanieczyści gleb lub morza, jeśli przypadkowo się rozleje.

- Jego wysoki punkt zapłonu czyni go bezpieczniejszym podczas przechowywania i transportu.

- Nie wytwarza gazów cieplarnianych, ponieważ CO₂ zwolniona reprezentuje tę samą ilość pochłanianej przez rośliny. Dzięki temu spełnia również protokół Kioto.

- Zachęty działalność na obszarach wiejskich do sadzenia upraw, z których wyekstrabia się olej roślinny.

- Może wystąpić nawet z smażonego oleju. Ten punkt faworyzuje to, ponieważ olej z recyklingu, krajowy lub restauracyjny, zamiast odrzucania i zanieczyszczenia wód gruntowych, może być używany do produkcji większej ilości zielonego paliwa.

- Reprezentuje drogę do długoterminowej ropy i jej pochodnych.

- Pozostaw mniej pozostałości podczas spalania.

- Glony bakteryjne są oprócz soi i nasion słonecznika, obiecującym źródłem biodiesla (i niepożądanym dla wielu).

Niedogodności

Nie wszystko jest idealne z tym paliwem. Biodiesel przedstawia również ograniczenia, które należy pokonać, jeśli chcesz wymienić Petrodiél. Niektóre z tych ograniczeń lub niedogodności jego użycia to:

- Ma wyższą temperaturę zestalania, co oznacza, że ​​w niskich temperaturach staje się żelem.

- Jego moc rozpuszczalnika może zakończyć naturalną gumę i piankę poliuretanową obecną w samochodach montażowych przed 1990.

- Jest droższy niż Petrodiésel.

- Zwiększa ceny upraw i żywności, ponieważ zawierają wartość dodaną, gdy są używane jako surowiec biodiesel.

- W zależności od biomasy możesz potrzebować wielu hektarów uprawy, co oznaczałoby przyjmowanie ekosystemów poza tym celem, a zatem wpłynęłoby na dziką przyrodę.

- Chociaż nie wytwarza gazów siarkowych podczas spalania, uwalnia wyższe stężenia tlenków azotu, nie_X.

- Zastosowanoby duże ilości żywności, które zamiast satysfakcjonującego głodu zostałyby przeznaczone na produkcję biodiesla.

Bibliografia

1. Wikipedia. (2019). Biodiesel. Źródło: w:.Wikipedia.org
2. Penelopa. (28 grudnia 2011 r.). Biodiesel: zalety i wady. Dwudzenia. Odzyskane z: Twolegia.com
3. Renovetec. (2013). Biodiesel. Pobrano z: rośliny debiomasa.internet
4. Van Gerpen Jon. (3 kwietnia 2019). Historia biodiesla. Energia gospodarstwa. Odzyskane z: amerykańska.rozszerzenie.org
5. Scott Hess.   (2019).   Jak działa biodiesel.  Howstuffwork.   Odzyskane z: auto.Howstuffwork.com
6. Biodiesel Pacyfiku. (2019). Biodiesel. Odzyskane z: biodiesel.com