Автореферат (1172992), страница 4
Текст из файла (страница 4)
изм.+7,6+5,0+2,6-3,0+3,8-5,50,4-6,2-0,3+1,5+19,0+0,8+18,3+171,1+104,5+147,3+80,7Отмечена разница между образцами Е30-3 и Е30-4 по содержанию NOх,что объясняется наличием в составе последнего антидетонационнойазотсодержащей добавки – ММА, который при сгорании даёт дополнительныеоксиды азота. Однако, даже несмотря на присутствие N-метиланилина дляобразца Е30-4 наблюдается меньшая концентрация NOх по сравнению с АИ95-К5 без него, что говорит о возможности вовлечения ММА в Е30 безувеличения экологической нагрузки.Для исследования совместимости биоэтанольного топлива Е30 срезинотехническими изделиями проведены испытания по оценке воздействияобразцов Е30-3 и Е30-4 на резины,применяющиеся в автомобиляхАвтоВАЗа, марки 57-4930 на основе фторкаучука (используется вовнутреннем слое шлангов трубопровода), 7-57-5044 и 7-57-5086 на основебутадиен-нитрильного каучука (используются в качестве уплотнительныхдеталей). При проведении испытаний в качестве бензинов сравненияиспользованы те же АИ-95-К5 по ГОСТ 32513 и АИ-95-Е10 по ЕН 228.Результаты сравнительных испытаний нитрильных резин (болеечувствительных к воздействию растворителей по сравнению с фторкаучуком)20на твёрдость и условную прочность при растяжении представлены на рисунке9 а,б, согласно которым образцы топлива Е30 оказывают аналогичное влияниепо сравнению с автомобильными бензинами.Е30-47-57-8066АИ-95-К57-57-5044Е30-3АИ-95-Е100АИ-95-К50Е30-450Е30-320Факт100Факт15040бкгc/см2АИ-95-Е10аЕд.
поШор А60Рисунок 9 – Результаты сравнительных испытаний по воздействию топлив нанитрильные резины по показателям: а – твёрдость; б – условная прочностьпри растяженииТаким образом, полученные результаты исследований и испытанийпозволяют судить о возможности производства биоэтанольного топлива Е30 сулучшенными экологическими характеристиками на основе низкооктановойнафты гидрокрекинга и его высоком потенциале применения на стандартныхавтомобилях с инжекторными бензиновыми двигателями без ихмодификаций.В главе 5 произведён расчет экономической целесообразностипроизводства и применения биоэтанольного топлива Е30.Рассчитаны лимитные (максимальные) розничные цены на топливо Е30относительно автомобильного бензина АИ-95-К5 с учётом разницы в ихтеплотворной способности и реального расхода при работе на автомобильнойтехнике (по результатам моторно-стендовых испытаний). В результатепроизведенного расчёта лимитная стоимость топлива Е30 не должнапревышать 91-97 % от стоимости бензина АИ-95-К5.Произведён расчёт фактической стоимости топлива Е30 при текущихценах на сырьё (нафта гидрокрекинга, биоэтанол, толуол, присадки) приусловии обложения топлива Е30 акцизом на углеводородную часть, как набензин АИ-95-К5 с НДС (по действующей в 2019 году ставке – 14 776,80руб./т) с учётом принятых величин наценок при производстве топлива Е30 (15%) и оптово-розничном секторе (10 %).
Рассчитанная стоимость составила 4243 руб./л или в среднем 93-94 % от бензина, что не превышает рассчитаннойлимитной цены.21В рамках расчёта показан механизм повышения экономическойпривлекательности топлива Е30 для потребителя за счёт снижения ставкиакциза на такое топливо пропорционально доли биоэтанола в его составе.Необходимость применения данной льготы обосновывается улучшеннымиэкологическими свойствами Е30 по сравнению с АИ-95-К5 по содержаниютоксичных веществ в ОГ автомобилей за счёт наличия в его составебиоэтанола.Для оценки эффективности производства и применения биоэтанольноготоплива Е30 определены оптимальные регионы, исходя из их сырьевойобеспеченности, наличия свободных (невостребованных) мощностейспиртовых предприятий, рынка потребления автобензина, структурысуществующего автопарка, климатических особенностей регионов.Анализ данных факторов показал, что наиболее перспективным дляорганизации производства и применения биоэтанольного топлива Е30является Северо-Кавказский федеральный округПредложена схема организации производства биоэтанольного топливаЕ30, которая подразумевает выработку топлива на отдельном терминале(который может располагаться на биоэтанольном предприятии) с поставкойтуда низкооктановых базовых углеводородных смесей с крупных НПЗ ифункциональных присадок (рисунок 10).Рисунок 10 – Схема организации производства биоэтанольного топлива Е3022ЗАКЛЮЧЕНИЕОсновные итоги проведённых исследований.1.
Проведён анализ низкооктановых бензиновых фракций на НПЗ РФ,обоснован выбор тяжёлого бензина гидрокрекинга и гидроочищенногопрямогонного бензина в качестве оптимальных дешёвых низкооктановыхуглеводородных фракций для смешения с этанолом.2. Впервые получены результаты исследований влияния этанола приконцентрации 5-85 % мас. на изменение детонационной стойкостинизкооктановых углеводородных фракций и низкооктановых смесейиндивидуальных углеводородов различных групп, входящих в состав бензина,и установлено, что антидетонационная эффективность этанола внизкооктановых фракциях возрастает в ряду: олефины < нафтены < ароматика< парафины < изопарафины по исследовательскому методу и достигаетмаксимума в концентрации 10-30 % мас.3.
Рассчитаны граничные значения антидетонационной эффективностиэтанола при концентрации 20-40% мас. в низкооктановых углеводородныхфракциях, выраженные в октановых числах смешения этанола: ОЧИсм = 130156, ОЧМсм = 108-133.4. Впервые получены результаты системных исследований влиянияэтанола во всём диапазоне концентраций на изменение ДНП индивидуальныхуглеводородов различных групп, входящих в состав бензина, на основекоторых разработана эмпирическая модель расчёта ДНП среднеэтанольныхтоплив по результатам хроматографического анализа углеводородногосостава.5. Получены результаты моторно-стендовых испытаний и испытаний повоздействию на резины опытных образцов биоэтанольного топлива Е30 всравнении с бензином марки АИ-95-К5 по ГОСТ 32513 и АИ-95-Е10 поевропейскому стандарту ЕН 228, на основании которых подтвержденыулучшенные экологические свойства разработанного топлива и установленапринципиальная возможность его применения на автомобильной технике.6.
Разработаны технические требования к качеству и технологическийрегламент получения опытных образцов биоэтанольного топлива Е30,предложена схема организации производства данного вида топлива.7. Рассчитана лимитная стоимость топлива Е30 с учётом еготеплотворной способности и реального расхода при работе на автомобильнойтехнике, которая не должна превышать 91-97 % от стоимости бензина АИ-95К5. При этом рассчитанная фактическая стоимость топлива Е30 составила 4243 руб./л (93-94 % от бензина), что не превышает лимитной.Рекомендации.
Результаты работы могут быть использованы дляорганизации производства биоэтанольного топлива Е30 на основенизкооктановой нафты гидрокрекинга с возможностью его применении на23стандартных автомобилях с инжекторными бензиновыми двигателями без ихмодификаций. Оптимальным регионом для пилотного внедренияразработанной технологии является Северно-Кавказский федеральный округ.Перспективы дальнейшей разработки темы.
Дальнейший научныйинтерес заключается в продолжении исследований влияния этанола надетонационную стойкость смесей индивидуальных углеводородов с цельюразработки модели расчёта октановых чисел смесей этанола и бензиновыхфракций на основании результатов определения их углеводородного состава.Практический интерес представляется в реализации в опытно-промышленноммасштабе технологии производства биоэтанольного топлива Е30 ипроведении квалификационных и натурных испытаний топлива наавтомобильной технике.Автор выражает глубокую благодарность за всестороннюю поддержку, ценныерекомендации и советы при выполнении работы научному руководителю, начальникуотдела топлив АО «ВНИИ НП», Ершову М.А., коллективу лаборатории бензинов исотрудникам отделов АО «ВНИИ НП»: Хабибуллину И.Ф., Климову Н.А., Потанину Д.А.,Александровой Е.В., Климовой Т.А., Горячевой А.А., Клоковой И.В., Романовой Г.Н запомощь в проведении испытаний и интерпретации полученных результатов, а такжеколлективу кафедры ДВС и ЭСА ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)», начальнику лабораториирезин ИЦ ПАО «Балаковорезинотехника» Жигайло И.Г.Основное содержание диссертации изложено в работах:1.
М.А. Ершов, Е.В. Трифонова, И.Ф. Хабибуллин, В.Е. Емельянов. Опыт иперспективы применения биоэтанольных топлив. Нефтепереработка и нефтехимия. - 2014.№12. - С. 33-37.2. М.А. Ершов, Е.В. Трифонова, И.Ф. Хабибуллин, В.Е. Емельянов.Химмотологические требования к биоэтанольным топливам Е30 и Е85 и перспективы ихприменения.
Химия и технология топлив и масел. - 2015. - №5. - С. 8-12.3. М.А. Ершов, Е. В. Григорьева, И. Ф. Хабибуллин, В. Е. Емельянов. Разработкакомпозиции биоэтанольного топлива Е30 на основе низкооктановых фракций глубокойпереработки углеводородного сырья. Химия и технология топлив и масел. - 2016. - №3. - С.3-8.4. М.А. Ershov, E.V. Grigoreva, I.F.
Habibullin, V.E. Emelyanov. Prospects of bioethanolfuels E30 and E85 application in Russia and technical requirements for their quality. Renewableand sustainable energy reviews. - 2016. - V.66. - P. 228-232.5. М. А. Ершов, Е. В. Григорьева, И. Ф. Хабибуллин, В. Е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
