Реферат: Реферат виконання запропонованого проекту дозволить

25-018-07


УДК 576.3/.7.002.3:531/534 ДРНТІ 34.53.45


Розробка технологічних основ комплексної переробки ріпакової і соєвої олій в екологічно-безнечні, банті за визначеними властивостями матеріали паливно-мастильної (біопаливо, біооливи тощо) та інших галузей економіки


Ковтун Віталій Васильович, Кириченко Віктор Іванович, Кириченко Людмила Мефодіївна, завідувач кафедри технічної механіки ХНУ, професор, доктор технічних наук; викладач кафедри хімії ХНУ, доцент, кандидат хімічних наук; старший науковий співробітник науково-дослідного сектору ХНУ, відповідно.

^ Ключові слова: ріпак, соя, олія, технологія, біооливи, біопаливо, трибохімія, переестерифікація, екологія, паливно-мастильні матеріали, екологічна катастрофа, енергетична криза, сировина, ресурси.

РЕФЕРАТ

Виконання запропонованого проекту дозволить:

1.Організували комплексну переробку ріпакової і соєвої олій як основної поновлювальної і екологічно безпечної сировини України в екологічно чисті, високоякісні базові паливно-мастильні матеріали (біопалива, біооливи, біотехнічні рідини тощо) та інші біоматеріали з визначеними властивостями.

2.Досягти ресурсозбереження шляхом розширення асортименту поновлювальних сировинних продуктів.

3.Досягти енергозбереження як на стадіях виробництва сировини та нових біоматеріалів, так і на рівні їх використання.

4.Скоротити значну частку імпорту дорогих і в той же час екологічно безпечних мінеральних мастильних матеріалів.

5.Покращити екологічну безпеку довкілля зокрема в таких вразливих галузях як: агропромисловий комплекс, будівництво, автотранспорт, харчова промисловість тощо.


ОПИС ПРОЕКТУ


З міркувань економії енергії і невідновлювальних природних ресурсів та з позицій захисту навколишнього природного середовища незаперечним і невідкладним, поруч із збільшенням частки регенерованих нафтових олив, є перехід промисловості на виробництво мастильних матеріалів з відновлюваних природних екобезпечних біорозщеплювальних олій, що відчутно впливатиме як на зменшення викидів в атмосферу СО2 і оздоровлення атмосфери, так і збереження земельних та водних ресурсів. Яскравим прикладом правильності такого вибору є результати, досягнуті індустріально розвинутими країнами США, Канади і особливо Західної Європи. Завдяки жорсткості екологічного законодавства вже сьогодні ними виробляється 10-15% (від загальної кількості мастильних матеріалів) екологічно безпечниз олив на основі рослинної сировини при запланованому подальшому щорічному прирості 10% від досягнутого рівня.

Враховуючи досвід країн Західної Європи та уведення в дію Кіотського протоколу з оподаткування нафтових продуктів пропорційно емісії СО2 в атмосферу, розробка біоолив на базі вітчизняних сортів рослинних олій (ріпакова, соняшникова) з наступною організацією їхнього виробництва в Україні (рецикл атмосферного СО2) є актуальним і на часі.

Оскільки якість мастильних матеріалів визначається перш за все якістю вихідної сировини, робота розпочата нами з аналізу жирнокислотпого складу трьох селекційних сортів ріпакової олії.

Основуючись на відомих рекомендаціях, в подальшому для розробки олив для двотактних бензинових двигунів використала низькоерукова рафінована ріпакова олія. Вибір грунтувався на комплексному порівняльному дослідженні властивостей цієї олії та нафтових олій. Поступаючись за окиснюваністю і коксоутворенням, за в'язкісно-темлературними властивостями, температурою спалаху, вмістом сірки, протизношувальними характеристиками, иизькоеруковий рафінат ріпакової олії перевершує нафтові олії М-8 та селективного очищення SN 150. Зокрема, рослинні олії характеризуються стабільністю кінематичної в'язкості й індексу в'язкості протягом тривалих випробувань, годі як для нафтових спостерігається зниження індексу в'язкості з часом. В свою чергу мастильні якості ріпакової олії, визначені на чотири-кульковій машині тертя, найкращі серед інших рослинних олій.

Як вже відмічалося, найсуттєвішою вадою ріпакової олії та іі взагалі рослинних олій у чистому вигляді є недостатня термічна і термоокиснювальна стабільність. Підтвердженням цьому є лабораторні дослідження штучного старіння ріпакової та нафтових олій по DIN 51554 – за температури 65, 95 і 110 °С протягом 10-14 днів.

Як видно, окиснення та полімеризація, що відбуваються внаслідок каталітичного впливу металів та температури, ведуть до підвищення в'язкості, кислотних чисел, утворення шламу, лаку і смол. Припускають, що недостатня термічна стійкість зумовлена наявністю в молекулах залишків гліцерину (β-водню, а термоокиснювальна стабільність -- присутністю у тригліцеридах ненасичених кислот. При цьому, первинним продуктом окиснення олій є моногідропероксиди ненасичених жирних кислот, які викликають ланцюг радикальних реакцій, що призводить до розвитку подальшого процесу окиснення. Крім того, на автоокиенепня олії істотно впливають присутні у ній домішки, наприклад, фосфоліпіди. Відзначимо, що під час старіння олії у реальних умовах експлуатації такі істотні зміни властивостей як правило не відбуваються, що обумовлено більш жорсткими умовами лабораторних випробувань.

Одержані нові біооливи характеризуються покращеними змащувальними і антизадирними властивостями. У порівняльних умовах, на чотирикульковій машині тертя, Ді — діаметр плями зношування в присутності розроблених біоолив під час осьового навантаження 292Н (20±5°С, одна година) не перевищує 0,55 мм і зіставимий з Ді = 0,59 мм для імпортного аналогу. Подібна картина постерігається і в зміні в'язкісно-температурних властивостей. Високий індекс в'язкості розробленої оливи вказує на меншу залежність величини в'язкості суміші «бензин:олива» зі зміною температури, що важливо під час експлуатації в літній та зимовий періоди як всесезоиної оливи.

Таким чином, за базовими показниками олива 10М-БІО перевершує нафтову оливу М-12ТП і не поступається імпортованим зарубіжним аналогам відповідно до вимог провідних виробників малогабаритної техніки Husquarna, Dolmar, Stihl. Вона забезпечує високу чистоту двигуна, хороші пускові якості під час холодного і гарячого стартів й захист від зношування поршневих кілець при суттєвому покращенні антикорозійних властивостей й практично повне біорозкладання протягом 21 доби.

Додаванням до ріпакової олії пакету сучасних присадок розроблені також аналогічні зарубіжним склади екологічно сприятливих індустріальних, гідравличпих і холодильних біоолив. Зокрема, в табл. 6 приведені порівняльні показники біооливи МГ-БІО для гідравлічних систем будівельної, дорожньої, траиспортно-яіднімальної та іншої техніки, яка експлуатується на відкритому повітрі, а також в гідравлічних системах металообробних верстатів, пресовому й іншому промисловому гідравлічному устаткуванні. Одержана гідравлічна олива відноситься до олив змішаною гину і поєднує в собі поліпшені біорозкладання і в'язкісио-температурні властивості рослинних олій з високою термоокисиювальпою стійкістю нафтових олій.

Уведенням до ріпакової рафінованої олії пакету відповідних присадок одержана трансмісійна олива ТАД-17-БІО, фізико-хімічні показники якої порівняно з широко вживаною на теренах СІ ІД для коробок передач особових автомобілів ТАД-17і (ГОСТ 23652-90) та імпортними аналогами. Як і в попередніх випадках видно, що нова трансмісійна олива характеризується більш високими в'язкістю та індексом в'язкості, кращими протизнопгувальними і антизадирними властивостями, а біорозкладання їх збільшується з 25-35% до 86%. Крім того, в композиціях на рослинних оліях вдасться зменшити концентрацію вартісної присадки дспресора ПМА «Д» з 1,5% до 1,0%, що, в підсумку дозволяє знизити ціну па товарну трансмісійну оливу типу ТАД-17і на 10-15%.

Підводячи підсумки практичної роботи з створення альтернативних нафтохімічним мастильних матеріалів, можна констатувати, що виконання запропонованого проекту дозволить:

1.Організувати на базі рослинних олій виробництво екологічно чистих гідравлічних, трансмісійних, холодильних і моторних олив.

Замінити екологічно несприятливі оливи на нафтовій основі і відмовитися від значної частки імпорту коштовних мастильних матеріалів.

Покращити екологічну ситуацію при 2-4-х разовому зменшення вартості біоолив відносно аналогічних імпортних олив.

Забезпечити в значній мірі мастильними, консерваційними і антикорозійними матеріалами екологічно вразливі галузі - сільське господарство, лісову, будівельну і харчову промисловості.

Разом з тим для просування розроблених продуктів на базі відновлювальної рослинної сировини на ринку СНД необхідні не декларовані, а дієві важелі стимулювання екологічно-сприятливої вітчизняної продукції шляхом законодавчого затвердження норм екологічної державної політики відносно:

розробки системи природоохоронних заходів з відповідними поправками до діючого законодавства щодо стимулювання використання біопалив, змащувальних і антикорозійних матеріалів з рослинної сировини в екологічно вразливих галузях господарювання;

створення екологічних і організаційно-правових механізмів «примушення» використання екологічно-сприятливої продукції;

стимулювання екологічно зорієнтованих технологій виробництва і споживання паливно-енергетичних ресурсів;

стимулювання інвестицій в розвиток підприємств, які упроваджують мало- і безвідходні енергозберігаючі технології, використовують вторинні ресурси і промислові відходи як паливо і сировину для виробництва високоефективних продуктів технологічного, енергетичного, фармацевтичного, парфумерного та побутового призначення;

пріоритетного упровадження вітчизняних науково-технічних розробок за умови досягнення ними світового рівня.

Для успішного вирішення цих задач і організації виробництва паливно-мастильних матеріалів з рослинних олій необхідно:

об'єднали зусилля різнопрофільних науково-дослідних інститутів Академії наук, лабораторії галузевих інститутів, вищих учбових закладів, науково-виробничих об'єднані, і виробничих підприємств різних форм власності для розробки раціональних технологій виробництва паливно-мастильних матеріалів з відновлювальної рослинної сировини.

систематично проводити моніторинг світового і національного ринків з метою забезпечення вітчизняного виробника якісною сировиною, а також організації виробництва і прогнозу використання економічно вигідних і екологічно сприятливих енергохімічних продуктів рослинного походження.




31.03.12