Макрокинетическая трансформация природных липидов для получения моторного топлива

Экспериментально установлены кинетические закономерности протекания реакции трансэтерификации липидов низшими алкиловыми спиртами в присутствии катализаторов. Рассмотрены проблемы использования эфиров в зависимости от алкильного радикала для последующего применения в качестве добавок к моторным топливам. Показано, что липидное сырье с процентным содержанием основных фракций жирных кислот С_14:0 -- 3,6; C_16:0 -- 26,8; C_16:1 -- 3,5; C_18:0 -- 18,1; C_18:1 -- 46,2; C_18:2 -- 8,1 и суммой насыщенных жирных кислот 48,5 %, ненасыщенных 51,5 % последовательно может быть трансформировано в продукт при температуре 40...70 °С со скоростями 0,017....0,2 (масс. % мин)^-1. Использованные кинетические уравнения позволяют описывать процесс алкоголиза животных ацилглицеридов одноатомным алифатическим спиртом. Результатом эксперимента является оптимизация технических показателей проведения синтеза моноалкиловых эфиров

Литература

[1] Numerical study of a turbo-charged common-rail diesel engine fueled with various biodiesel blends / C.C. Chou, P.S. Tzeng, G.J. Wang, Y.H. Su, C.J. Chiang, Y.Y. Ku // Energy Procedia. 2014. Vol. 61. P. 1146–1149. DOI: 10.1016/j.egypro.2014.11.1042

[2] Gonçalves M., Rodrigues R., Galhardo T.S., Carvalho W.A. Highly selective acetalization of glycerol with acetone to solketal over acidic carbon-based catalysts from biodiesel waste // Fuel. 2016. Vol. 181. P. 46–54. DOI: 10.1016/j.fuel.2016.04.083

[3] Марков В.А., Нагорнов С.А., Девянин С.Н. Состав и теплота сгорания биотоплив, получаемых из растительных масел // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Естественные науки. 2012. № 2. С. 65–80.

[4] Иванкин А.Н., Бабурина М.И., Горбунова Н.А., Неклюдов А.Д. Экологическая система получения биотоплива из липидсодержащих отходов сельскохозяйственного производства // Экологические системы и приборы. 2008. № 6. С. 57–59.

[5] Eguchi S., Kagawa S., Okamoto S. Environmental and economic performance of a biodiesel plant using waste cooking oil // Journal of Cleaner Production. 2015. Vol. 101. P. 245–250. DOI: 10.1016/j.jclepro.2015.04.008

[6] Bozbas K. Biodiesel as an alternative motor fuel: Production and policies in the European Union // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2008. Vol. 12. No. 2. P. 542–552. DOI: 10.1016/j.rser.2005.06.001

[7] Горохов Д.Г., Бабурина М.И., Иванкин А.Н., Прошина О.П. Жидкое биотопливо из растительного и животного сырья: технические и экономические аспекты // Лесной вестник. 2010. № 4. С. 74–78.

[8] German A.B., Nekliudov A.D., Ivankin A.N., Berdutina A.V. The kinetics of hydrolysis of animal fat by pancreatic lipase // Applied Biochemistry and Microbiology. 2002. Vol. 38. Iss. 6. P. 604–608. DOI: 10.1023/A:1020714308557

[9] Ivankin A.N., Kulikovskii A.V., Vostrikova N.L., Chernuha I.M. Сis and trans conformational changes of bacterial fatty acids in comparison with analogs of animal and vegetable origin // Applied Biochemistry and Microbiology. 2014. Vol. 50. Iss. 6. P. 668–674. DOI: 10.1134/S0003683814060052

[10] Agarwal A.K., Das L.M. Biodiesel development and characterization for use as a fuel in compression ignition engines // J. Eng. Gas Turbines Power. 2001. Vol. 123. Iss. 2. P. 440–447. DOI: 10.1115/1.1364522

[11] Meher L.C., Sagar D.V., Naik S.N. Technical aspect of biodiesel production by transesterification — a review // Renewal and Sustainable Energy Reviews. 2006. Vol. 10. Iss. 3. P. 248–268. DOI: 10.1016/j.rser.2004.09.002

[12] Zakharov A.N., Zefirov N.S. Саtalytic behavior of copper (II) chelate complexes sterically held in zeolite large cavities and fixed on its outer surface by a topological anchor // Russian Journal of General Chemistry. 2009. Vol. 79. No. 12. P. 2563–2573. DOI: 10.1134/S1070363209120019

[13] Ionic liquids based on the imidazolium cation in platinum and titanium electropolishing / O. Lebedeva, G. Jungurova, D. Kultin, L. Kustov, et al. // Green Chemistry. 2011. Vol. 13. Iss. 4. P. 1004–1008. DOI: 10.1039/C0GC00880J

[14] Formation of biopolymeric structures of wood at presence of Fecontaining nano particles / A.N. Ivankin, G.A. Gorbacheva, V.G. Sanaev, B.N. Ugolev, et al. // Scientific Israel–Technological Advantages. 2015. Vol. 17. No. 3-4. P. 85–94.

[15] Фадеев Г.Н., Болдырев В.С., Синкевич В.В. Звукохимические превращения хелатных и клатратных структур в поле низкочастотных акустических воздействий // Доклады Академии наук. 2015. Т. 462. № 4. С. 426–430. DOI: 10.7868/S0869565215160161

[16] Определение кинетических констант гидролиза кератинсодержащего сырья / А.Д. Неклюдов, А.В. Бердутина, А.Н. Иванкин, Б.С. Карпо, А.В. Осока // Прикладная биохимия и микробиология. 1999. Т. 35. № 1. С. 49–54.

[17] Walker K.C. Alternative fuels for transport — the future of agricultural biofuels. London: Pearson Professional Lim, 1996.

[18] Гончаренко Е.Е., Бадаев Ф.З., Голубев А.М. Химическая кинетика и катализ. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. 48 с.

[19] Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях / В.А. Марков, С.Н. Девянин, В.Г. Семенов, А.В. Шахов, В.В. Багров. М.: ООО НИЦ «Инженер», ООО «Онико-М», 2011. 536 с.

[20] Boocock D.G., Konar S.K., Mao V., Lee C., Buligan S. Fast formation of high-purity methyl esters from vegetable oils // Journal of the American Oil Chemists’ Society. 1998. Vol. 75. Iss. 9. P. 1167–1172. DOI: 10.1007/s11746-998-0130-8