Рослинні палива і їхні ефіри

Щорічне споживання нафти змінюється й прямо залежить від економічної кон'юнктури у світі. Однак є фактом, що спостерігається постійне зростання цін основної енергетичної сировини для виробництва палива для двигунів. Власники нафтових родовищ усвідомлять, що відіграють домінуючу роль у всесвітній політиці, реалізують у цей час політикові ощадливого видобутку ресурсів. Довгостроковий прогноз передбачає, що внаслідок росту споживання природних ресурсів зростає концентрація СО₂ в атмосфері (парниковий ефект). Такий стан сприймається як дуже тривожне явище й тому необхідним є пошук нових альтернативних джерел енергії, у тому числі рослинних палив. Останні дослідження підтверджують, що в результаті парникового ефекту збільшується температура земної атмосфери. Цей ефект, зокрема, викликаний емісією СО₂, обмежує випромінювання теплоти (у вигляді інфрачервоного випромінювання) у космічний простір. У результаті відбувається потепління водяних акваторій, що приводить до значного росту маси планктонів, як наслідок, виникає явище трансгресії морів. Двоокис вуглецю, що надійшов в атмосферу, абсорбується олійними рослинами, тобто має місце замкнутий цикл. Заміщення нафти рослинними паливами доцільно з погляду безпеки забезпечення поставок палива, тому що основні ресурси нафти перебувають у країнах з нестабільною політичною ситуацією (Близький Схід). Розвиток виробництва рослинних палив у країнах, що не мають своїх нафтових родовищ, усуває погрозу політичного шантажу.

Представлені деякі результати досліджень, що відносяться до застосування рослинних палив: соєвого масла (OS), пальмового масла (ОР) і його ефірів Crude Palm Oil (CPO) і Crude Palm Stearin (CPS), соняшникового масла (OSi), рапсового масла (OR) і його ефірів (EMKOR) у двигунах внутрішнього згоряння із запаленням від стиску в сталому режимі роботи й сумішей рапсового масла з стандартним дизельним паливом у несталих режимах роботи двигуна..

Застосування рослинних палив лише частково вирішує проблему зменшення викидів СО₂, тому що вуглець присутній у молекулах рослинних масел й їхніх похідних.

5. Джерела рослинного палива

На Землі існує кілька кліматичних зон, у яких вирощуються олійні рослини, що є сировиною для виробництва рослинних масел й їхніх ефірів. Наприклад, рапс вирощується в Центральній Європі й у деяких частинах Азії. З 1 гектара рапсу виходить 1000 кг метилового ефіру (EMKOR).

До провідних виробників сої належать: Бразилія, США, Аргентина й Китай. Урожай сої, залежно від регіону вирощування, досягає 1600...2700 кг/га [56].

Семена соняшника в кількості 2400...3200 кг/га можна вирощувати на полях Австрії, Південної Африки, США, Канади й Іспанії. Кокосові пальми вирощують у субтропічних зонах земної кулі.

6. Фізико-хімічні властивості рослинних палив

Таблиця 2.13 – Деякі фізико-хімічні властивості рослинних палив [9,47, 69]

п/п	Найменування параметру	Сорт палива
		Рослинні палива
		ON	OSi	OS	OR	EMKOR	CPS	CPO
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Щільність [кг/м^3]	0,8392	0,9172	0,9166	0,9140	0,8820	0,8713	0,8700
2	Кінематична в'язкість при 40 °С [мм^2/с]	2,84	31,54	31,98	34,56	4,61	4,60	4,50
3	Цетанове число LC	48	-50	-50	49	52	-	62,4
4	Температура запалення [°С]	40	200-250	200-250	200	130	165	174
5	Теплотворна здатність W[MДж/кг]	43,84	36-38	36-39	37,1	36,7	39,8	40,1
6	Поверхневий натяг 10 ^–2 [Н/м]	3,71	3,22	3,22	3,38	-	-	-

Таблиця 2.14 – Фізико-хімічні властивості сумішей рапсового масла й дизельного палива (OR й ON) [421

п/п	Об'ємна сполука суміші [%]	Найменування параметра
		Щільність при темп. 20 ºС [кг/м^3]	В'язкість при темп. 40 ºС [мм^2/с]	Поверхн. натяг х 10^-2 [Н/м]	Теплотворна здатність [МДж/кг]
1	ON(0%OR)	0,840	3,04	3,71	43,8
2	20% OR	0,861	5,52	3,59	43,12
3	30% OR	0,868	6,95	3,55	42,89
4	40% OR	0,874	8,49	3,52	41,97
5	60% OR	0,888	13,26	3,44	40,38
6	80% OR	0,899	17,09	3,39	39,53
7	100% OR	0,900	19,85	3,38	37,10

* Дослідження проведені відповідно до вимог норми PN-90/C-04004 PN-81/C-04011

У таблиці Таблиця 2 .13 наведені основні, фізико-хімічні властивості рослинних палив. Максимальний вплив в процесі упорскування, розпилювання, сумішоутворення й згоряння утворює цетанове число, в'язкість й у меншому ступені – поверхневий натяг палив. У табл. Таблиця 2 .14, наведені основні фізико-хімічні властивості досліджуваних сумішей рапсового масла OR зі стандартним дизельним паливом ON.