«Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе»

Ресурсосберегающая технология замены нефтяного сырья на продукт деоксигенеза растительного масла

УДК: 502.08
DOI: -

Авторы:

¹ Буматика, Пермь, Россия
² Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия
³ Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия

Ключевые слова: возобновляемые ресурсы, биотопливо, жидкое топливо, деоксигенез, теплота сгорания, медленный пиролиз, автотранспорт, ресурсосбережение, растительное масло, триглицериды

Аннотация:

В рамках концепции устойчивого развития в настоящее время предлагается переход к возобновляемым источникам энергии. Для нефтегазового комплекса эта задача может быть решена заменой минеральных источников углеводородов на сырье растительного происхождения, которое является не только возобновляемым ресурсом, но и снижает нагрузку на окружающую среду, производимую разработкой нефтегазовых месторождений. В настоящее время под биотопливом понимают преимущественно сложные эфиры простых спиртов, получаемые переэтерификацией триглицеридов растительного происхождения. Показано, что любые биотоплива на основе сложных эфиров обладают существенными эксплуатационными недостатками, обусловленными их химическим строением, которое предполагает наличие в молекуле атомов кислорода. Предложено при переработке триглицеридов заменить переэтерификацию триглицеридов на деоксигенез для улучшения эксплуатационных характеристик биотоплива. Установлено, что медленный пиролиз под давлением приводит к снижению кислородсодержащих соединений в составе биотоплива, повышению теплоты сгорания и снижению вязкости продукта. Обсуждаются перспективы предложенного технического решения с точки зрения концепции устойчивого развития и перехода на возобновляемую сырьевую базу для нефтегазового комплекса.

Список литературы:

1. Owen N.A., Inderwildi O.R., King D.A. The status of conventional world oil reserves – Hype or cause for concern? // Energy Policy. – 2010. – Vol. 38, Issue 8. – P. 4743–4749. – DOI: 10.1016/j.enpol.2010.02.026
2. Применение смазочных материалов на основе растительных масел / Р.Р. Арасланов, И.Р. Татур, В.Г. Спиркин, А.С. Богданова // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. – 2021. – № 3(300). – С. 32–37. – DOI: 10.33285/2411-7013-2021-3(300)-32-37
3. Nigam P.S., Singh A. Production of liquid biofuels from renewable resources // Progress in Energy and Combustion Science. – 2011. – Vol. 37, Issue 1. – P. 52–68. – DOI: 10.1016/j.pecs.2010.01.003
4. El-Hamidi M., Zaher F.A. Production of vegetable oils in the world and in Egypt: an overview // Bulletin of the National Research Centre. – 2018. – Vol. 42. – Article No. 19 (2018). – DOI: 10.1186/s42269-018-0019-0
5. Circular Bioeconomy in Action: Collection and Recycling of Domestic Used Cooking Oil through a Social, Reverse Logistics System / M.I. Loizides, X.I. Loizidou, D.L. Orthodoxou, D. Petsa // Recycling. – 2019. – Vol. 4, Issue 2. – P. 16. – DOI: 10.3390/recycling4020016
6. Developments in in-situ (trans) esterification for biodiesel production: A critical review / Alchris Woo Go, S. Sutanto, Lu Ki Ong [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2016. – Vol. 60. – P. 284–305. – DOI: 10.1016/j.rser.2016.01.070
7. Языков Н.А., Симонов А.Д., Яковлев В.А. Расчетный метод оценки низшей теплоты сгорания твердых топлив на основе данных технического анализа // Журн. СФУ. Сер.: Химия. – 2018. – Т. 11, № 1. – С. 93–109. – DOI: 10.17516/1998-2836-0061
8. Марков В.А., Чайнов Н.Д., Лобода С.С. Физико-химические свойства нефтяных моторных топлив с добавками растительных масел и их влияние на показатели дизеля // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. – 2018. – № 5(122). – С. 108–122. – DOI: 10.18698/0236-3941-2018-5-108-122
9. Марков В.А., Чайнов Н.Д., Лобода С.С. Физико-химические свойства смесевых дизельных биотоплив с добавками растительных масел и их воспламеняемость // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. – 2018. – № 4(79). – С. 115–128. – DOI: 10.18698/1812-3368-2018-4-115-128
10. Исследование влияния перехода автомобильного транспорта на экологический стандарт "Евро-5" на воздушный бассейн города / Н.Н. Вершинин, А.Д. Шумилин, А.В. Волкова, Л.А. Авдонина // Надежность и качество сложных систем. – 2017. – № 2(18). – С. 83–89. – DOI: 10.21685/2307-4205-2017-2-12
11. Производство углеводородных топлив на основе альтернативного ненефтяного сырья / В.Ф. Третьяков, А.М. Илолов, А.Д. Будняк [и др.] // Нефтегазохимия. – 2017. – № 3. – С. 35–40.
12. Choudhary T.V., Phillips C.B. Renewable fuels via catalytic hydrodeoxygenation // Applied Catalysis A: General. – 2011. – Vol. 397, Issue 1-2. – P. 1–12. – DOI: 10.1016/j.apcata.2011.02.025
13. Advanced green approaches for the synthesis of NiCu-containing catalysts for the hydrodeoxygenation of anisole / N.S. Nesterov, A.A. Smirnov, V.P. Pakharukova [et al.] // Catalysis Today. – 2021. – Vol. 379. – P. 262–271. – DOI: 10.1016/j.cattod.2020.09.006
14. Recent advances in one-stage conversion of lipid-based biomass-derived oils into fuel components – aromatics and isomerized alkanes / P.M. Yeletsky, R.G. Kukushkin, V.A. Yakovlev, B.H. Chen // Fuel. – 2020. – Vol. 278. – P. 118255. – DOI: 10.1016/j.fuel.2020.118255
15. Синтез бескислородного жидкого топлива медленным пиролизом растительного сырья под давлением / С.Ю. Чудинов, М.П. Красновских, Н.Н. Слюсарь [и др.] // Экология и пром-сть России. – 2023. – Т. 27, № 3. – С. 28–32. – DOI: 10.18412/1816-0395-2023-3-28-32
16. Akkaya M.R. Prediction of fatty acid composition of sunflower seeds by near-infrared reflectance spectroscopy // J. of Food Science and Technology. – 2018. – Vol. 55, Issue 6. – P. 2318–2325. – DOI: 10.1007/s13197-018-3150-x
17. Heterogeneous sulfur-free hydrodeoxygenation catalysts for selectively upgrading the renewable bio-oils to second generation biofuels / Xin Li, Xingyi Luo, Yangbin Jin [et al.] // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2018. – Vol. 82, Part 3. – P. 3762–3797. – DOI: 10.1016/j.rser.2017.10.091