Теплофизические свойства термодинамических систем и технологические закономерности получения биодизельного топлива в суб- и сверхкритических флюидных условиях в реакторе периодического действия

• Автор: Бикташ, Шамиль Айратович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Оглавление
Оглавление

Список сокращений

Введение

Виды биотоплив

Состояние рынков

1 глава. Анализ существующих методов получения биодизельного топлива сточки зрения решения задач ресурсо- и энергосбережения, а также экологической безопасности
1.1 Традиционный каталитический метод осуществления реакции трансэтерификации при атмосферном давлении

1.2 Альтернативные и перспективные методы получения биодизельного топлива

1.2.1 Безкаталитическая трансэтерификация в СКФ-условиях

1.2.2 Влияние на реакцию безкаталитической трансэтерификации температуры и давления
1.2.3 Влияние содержания воды и свободных жирных кислот в исходном сырье (масле).
1.2.4 Влияние молярного соотношения спирта к маслу
1.2.5 Влияние природы спиртовой компоненты
1.2.6 Использование гетерогенного катализатора в реакции трансэтерификации, осуществлённой в СКФ-условиях
1.2.7 Двустадийная безкаталитическая трансэтерификация
1.3 Сопоставительный анализ свойств биодизельного и нефтяного топлива
1.3.1 Экологические свойства
1.3.2 Смазочные свойства
1.3.3 Горючие свойства и прочие физические свойства

1.4 Сырьё для получения биодизельного топлива

1.4.1 Растительные масла и животные жиры

1.4.2 Липиды микроводорослей
1.5 Методы подготовки реакционной смеси (использование особенностей околокритического состояния реагентов, эмульгирование)
1.6 Утилизация глицерина
1.6.1 Применение в корме домашних животных
1.6.2 Биотрансформация
1.6.3 Каталитические превращения
1.6.4 Другие способы применения
Выводы по 1 главе
2 глава. Сверхкритические флюидные среды, как среды для осуществления химических реакций
2.1 Природа критического состояния
2.1.1 Растворимость веществ в суб- и сверхкритических флюидных средах
2.1.2 Характер изменения растворимости веществ в СКФ растворителях
2.1.3 Методы описания растворимости
2.2 Сверхкритические флюидные среды как среды для осуществления химических реакций (обзор)
2.3 Реакция сверхкритической флюидной трансэтерификации
2.3.1 Фазовое поведение реакционной смеси
Выводы по 2 главе
3 глава. Экспериментальные установки и методики исследования теплофизических свойств компонентов исходного сырья, реагентов и их смесей
3.1 Описание экспериментальной установки и методики исследования теплопроводности смеси этил-ЭПК- этил-ДГК (рыбьего жира) при различных параметрах состояния
3.2 Описание экспериментальной установки, предназначенной для исследования

фазового равновесия
3.3 Описание экспериментальной установки и методики исследования коэффициента

теплового расширения и теплового эффекта смешения
Выводы по 3 главе

4 глава. Экспериментальные установки и методики подготовки сырья, реакционной смеси и осуществления реакции в СКФ-условиях
4.1 СК-СОг-экстракционное извлечение липидов из микроводоросли
4.2 Эмульгирование реакционной смеси и методика исследования её свойств
4.3 Трансэтерификация в СКФ-условиях
4.4 Разделение продуктов реакции
4.5 Решение проблем теплообмена и исключение термического разложения исходных компонентов и продукта реакции
4.6 Схема и описание лабораторной проточной установки для получения биодизельного топлива
Выводы по 4 главе
5 глава. Равновесные и переносные свойства термодинамических систем, участвующих в процессе получения биодизельного топлива
5.1 Результаты экспериментального исследования теплопроводности смеси этил-ЭПК и этил-ДГК при различных параметрах состояния
5.2 Результаты исследования фазового равновесия в системах "метанол -триолеин" и "СОг-этил-ЭПК"
5.3 Результаты экспериментального исследования коэффициента теплового расширения и теплового эффекта смешения бинарной смеси этиловый спирт - рапсовое масло при различных параметрах состояния
5.4 Погрешности результатов измерений
5.4.1 Расчет погрешности измерения теплопроводности
5.4.2 Расчёт погрешности результатов исследования характеристик фазового равновесия для системы "СОг - этил-ЭПК "
5.4.3 Погрешность измерения коэффициента теплового расширения смеси этиловый

спирт - рапсовое масло

Выводы по 5 главе

2.5 i''
REE RME Neat Rape SME Neat Soy 2-D
а<Ь(р<0.01 У.С<Р!о<0.051.е Рис. 9. Средние значения БПК
Из Рис. 10 видно, что значения ХПК всех исследованных веществ похожи.
Рис. 10. Средние значения ХПК.
Значительной разницы значений ХПК для 2-D и исследованных биодизельных топлив не наблюдается. Ввиду химической сущности испытания, даются значения полных измерений всего способного окисляться органического вещества.
В отличие от ХПК, значения БПК5 в большей степени отражают популяцию микроорганизмов. Значительное различие между REE и SME и REE и RME (р<0.01 и р<0.05 соответственно) могут отражать небольшие различия в количестве пригодного для микробиологического разложения органического вещества.
Значительно меньшее значение БПК5 для 2-D может быть обусловлено рядом факторов. С одной стороны, концентрация насыщенного раствора 2-D в воде ниже, чем соответствующие значения испытываемых веществ. С другой стороны дизельное топливо или его компоненты могут быть токсичными для микроорганизмов.
Парниковые газы
Согласно [83], использование биодизельного топлива из соевого масла снижает образование парниковых газов на 57%, а использование БДТ из жира - на 86%.