Диссертация (1172993)
Текст из файла
АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО«ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПОПЕРЕРАБОТКЕ НЕФТИ»(АО «ВНИИ НП»)На правах рукописиУДК 502.6:622.692.4ГРИГОРЬЕВА ЕКАТЕРИНА ВИКТОРОВНАИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА БИОЭТАНОЛЬНОГО ТОПЛИВА Е30НА ОСНОВЕ НИЗКООКТАНОВЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ФРАКЦИЙ05.17.07 – Химическая технология топлива ивысокоэнергетических веществДИССЕРТАЦИЯна соискание учёной степени кандидата технических наукНаучный руководитель:кандидат технических наук,Ершов Михаил АлександровичМосква – 20192ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................................
4ГЛАВА 1. БИОЭТАНОЛ И БИОЭТАНОЛЬНЫЕ ТОПЛИВА ................................. 111.1 Мировой опыт производства и применения биоэтанола в качестве компонентатоплив ............................................................................................................................... 111.2 Влияние биоэтанола на основные физико-химические и эксплуатационныесвойства бензина ........................................................................................................... 211.2.1 Детонационная стойкость .................................................................................... 211.2.2 Испаряемость ........................................................................................................ 281.2.3 Фазовая стабильность ..........................................................................................
351.2.4 Экологические и экономические характеристики ............................................ 371.2.5 Совместимость с материалами ............................................................................ 441.3 Перспективы производства и применения топливного биоэтанола в России .. 48Выводы по главе 1 ......................................................................................................... 52ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ........................................... 532.1 Объекты исследования ........................................................................................... 532.2 Методы исследования .............................................................................................
58Выводы по главе 2 ......................................................................................................... 63ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА БИОЭТАНОЛЬНОГО ТОПЛИВА Е30 .......................... 643.1 Разработка технических требований качеству биоэтанольного топлива Е30 .. 643.2 Анализ и обоснование выбора оптимальных базовых компонентов длябиоэтанольного топлива Е30........................................................................................ 733.3 Исследование влияния этанола на детонационную стойкость ..........................
783.4 Исследование влияния этанола на показатели испаряемости ............................ 853.4.1 Исследование влияния этанола на давление насыщенных паров ифракционный состав ..................................................................................................... 853.4.2 Исследование влияния этанола на ДНП индивидуальных углеводородов иразработка эмпирической модели расчета ДНП биоэтанольного топлива Е30 ..... 873.5 Исследование и разработка оптимальных топливных композицийбиоэтанольного топлива Е30........................................................................................ 9233.5.1 Исследование влияния высокооктановых и энергонасыщенных компонентовна качественные характеристики биоэтанольного топлива Е30 ..............................
923.5.2 Исследование влияния побочных продуктов производства биоэтанола иобводнённого биоэтанола на качественные характеристики биоэтанольноготоплива Е30 ....................................................................................................................
94Выводы по главе 3 ....................................................................................................... 100ГЛАВА 4. ИСПЫТАНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙБИОЭТАНОЛЬНОГО ТОПЛИВА Е30 ..................................................................... 1024.1Испытания оптимальных композиций биоэтанольного топлива Е30 насоответствие техническим требованиям................................................................... 1024.2 Моторно-стендовые испытания опытных образцов биоэтанольного топливаЕ30……………………………………………………………………………………. 1034.3 Испытание биоэтанольного топлива Е30 на совместимость срезинотехническими изделиями ................................................................................ 112Выводы по главе 4 .......................................................................................................
116ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ БИОЭТАНОЛЬНОГО ТОПЛИВА Е30 ... 118Выводы по главе 5 ....................................................................................................... 120ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 122Список сокращений ....................................................................................................
125СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.................................................. 126ПРИЛОЖЕНИЕ А ....................................................................................................... 143ПРИЛОЖЕНИЕ Б ........................................................................................................ 147ПРИЛОЖЕНИЕ В ....................................................................................................... 1504ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследования: Экология ужесточает требования ковсем отраслям экономики.
В транспортном секторе основная задача заключается врадикальном снижении выбросов СО2. Государства-лидеры по числу автомобилей– США, Китай, страны ЕС ежегодно ужесточают нормы по удельным выбросамСО2 для всех видов транспортных средств, что вызывает необходимость каккардинального роста их экономичности, так и применения новых экологическичистых видов топлива.Повышение экономичности двигателей внутреннего сгорания с искровымвоспламенением происходит за счёт увеличения степени сжатия и использованиятехнологий прямого впрыска и турбонаддува. Внедрение указанных технологийвызывает необходимость ужесточения требований к детонационной стойкостиавтомобильного бензина.Для производства бензинов с высокой детонационной стойкостьюприменяютсяоктаноповышающиекислородсодержащиекомпоненты(оксигенаты), среди которых наиболее распространен биоэтанол – в 2018 году вмире его было произведено 80 млн тонн. Жизненный цикл получения биоэтанолаиз возобновляемой растительной биомассы сопровождается снижением количестваCО2 в атмосфере, а процесс его сгорания в двигателе – уменьшением содержаниявредных веществ (СО, СН) в отработавших газах по сравнению с нефтянымбензином.
Таким образом, биоэтанол относится к экологически чистымвысокооктановым компонентам бензина.Основной объём потребляемого в мире биоэтанола используется в видедобавки до 5-10 % об. (топлива Е5-Е10) в бензин, применяемый в автомобилях сбензиновыми двигателями без модификаций. Но у такого бензина имеютсяпроблемы с фазовой стабильностью при отрицательных температурах, чтоособенно актуально для климата России. Имеется практика использования эфировна основе этанола в качестве оксигенатов, однако пока такие технологии затратны.Биоэтанол также используется для выпуска высокоэтанольного топлива Е85 (50-855% об.). Однако потенциал таких высокооктановых топлив расходуется впустуюввиду отсутствия автотранспорта, рассчитанного на высокое октановое числотакого топлива (более 100 единиц по исследовательскому методу).Перспективным направлением является разработка среднеэтанольноготоплива с содержанием этилового спирта 20-40 % (топливо Е30), которое лишенопроблемы фазовой нестабильности и потенциально может применяться наавтомобильной технике без модификаций.
При этом благодаря высокойантидетонационной эффективности этанола, топливо Е30 может быть получено наоснове низкооктановых фракций, что существенно улучшает экономикупроизводства такого топлива.В связи с этим актуальной задачей является разработка биоэтанольноготоплива Е30 на основе дешёвых низкооктановые углеводородных фракций иисследование его физико-химических и эксплуатационных характеристик, с цельюоценки возможности его применения на современной автомобильной технике.Степень разработанности темы: В научно-технической литературе широкоосвещён вопрос применения биоэтанола в качестве оксигената при его небольшихконцентрациях в бензине (5-15 % об.) и при высоких (50-85 % об.), подробноописаны свойства таких топлив и проведены многочисленные исследования пооценке их влияния на работу двигателей. Несмотря на актуальность разработки ичёткого понимания перспективности использования среднеэтанольных топлив(условно называемые Е30) в литературе, в том числе зарубежной, не представленыкомплексные исследования по оценке влияния биоэтанола в средней концентрации(20-40 % об.) на физико-химические и эксплуатационные свойства низкооктановыхуглеводородных фракций процессов нефтепереработки, что в результате позволяетполучать топлива, не уступающих, а по некоторым показателям превосходящих,стандартныеавтомобильныебензины,которыемогутприменятьсянасуществующей автомобильной технике без её модификации.Цельработы:Разработкабиоэтанольногонизкооктановых углеводородных фракций.топлива Е30на основе6− Для достижения поставленной цели предполагалось решить следующиеосновные задачи:− провести анализ и выбор оптимальных базовых низкооктановыхкомпонентов для биоэтанольного топлива Е30;− исследовать влияние этанола на детонационную стойкость и показателииспаряемостибазовыхнизкооктановыхуглеводородныхфракцийииндивидуальных углеводородов, и их смесей, входящих в состав бензина;− разработать технические требования (ТТ) к качеству биоэтанольноготоплива Е30;− разработать оптимальные топливные композиции биоэтанольного топливаЕ30;− провести испытания опытных образцов биоэтанольного топлива Е30 насоответствие техническим требованиям;− провести моторно-стендовые испытания и испытания по воздействию нарезины опытных образцов биоэтанольного топлива Е30;− оценить экономическую эффективность производства и применениябиоэтанольного топлива Е30.Научная новизна работы:− впервые получены результаты исследований влияния этанола приконцентрации 5-85 % мас.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
