Feasibility study of using biodiesel fuels as a blendstock of commercial diesel fuels

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Reducing emissions associated with the combustion of hydrocarbon fuels and increasing the consumption of biofuels represents an urgent economic and environmental task. Biodiesel is an alternative to petroleum diesel fuel and is widely used as a commercial fuel blendstock. In this regard, it is important to study the feasibility of using biodiesel obtained from various raw materials as a blendstock of commercial diesel fuels, as well as to identify optimal ratios of biodiesel fuel/petroleum diesel fuel. The addition of even small amounts of biodiesel has a positive effect on the environmental properties of the fuel. In the present study, we synthesize biodiesel fuel from sunflower, corn, and rapeseed oils by the reaction of interesterification using ethyl alcohol as an interesterifying agent and sodium hydroxide as a catalyst. The composition and properties of the synthesized biodiesel fuels were determined. Blends of biodiesel/petroleum diesel fuel with 5, 10, 15, 20 vol.% biodiesel blend content were prepared followed by determination of their composition and properties. It was found that the addition of biodiesel fuel increases the density, viscosity, and self-ignition of the resulting fuel, at the same time as decreasing the sulfur content and making the fractional composition heavier. This effect is directly proportional to the concentration of biodiesel in the blend. The effect of reducing the limiting filterability temperature of the blend fuel by the addition of biodiesel was revealed, with its maximum achieved at different concentrations of biodiesel synthesized from sunflower, corn, and rapeseed oils. For the production of a summer commercial diesel fuel, we recommend blends of 10vol.% biodiesel fuel, derived from any of the vegetable oils under study, and 90vol.% petroleum diesel fuel.

About the authors

N. E. Belozertseva

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: belozertsevanatasha@mail.ru

O. M. Torchakova

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: omt2@tpu.ru

I. A. Bogdanov

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: bogdanov_ilya@tpu.ru

M. V. Kirgina

National Research Tomsk Polytechnic University

Email: mkirgina@tpu.ru

References

  1. Захарова Е. А., Лихачева Н. А. Оценка экологической эффективности нефтеперерабатывающих производств // Химия и технология топлив и масел. 2021. Т. 57. N 3. С. 49–52. https:// doi.org/10.32935/0023-1169-2021-625-3-49-52.
  2. Головин М. С., Кудрявцева О. В. Государственная политика по развитию отрасли транспортного биотоплива в Европейском Союзе // Государственное управление. Электронный вестник. 2020. N 78. С. 72–90. https://doi.org/10. 24411/2070-1381-2020-10034.
  3. Рагимов Э. А. Влияние альтернативных топлив на окружающую среду // Транспорт на альтернативном топливе. 2020. N 2. С. 64–70.
  4. Медведева Н. Д. Перспективы развития производства биотоплива: мировой опыт // Экономика, труд, управление в сельском хозяйстве. 2019. N 3. С. 45–53.
  5. Рюль К. ВР: Прогноз развития мировой энергетики до 2030 года // Вопросы экономики. 2013. N 5. С. 109–128.
  6. Гончаров С. В., Карпачев В. В. Перспективы развития биодизеля в России // Масличные культуры. 2021. N 3. С. 71–77. https://doi.org/10. 25230/2412-608X-2021-3-187-71-77.
  7. Боровицкая П. С., Варламова Е. С. Проблемы и перспективы развития российского рынка биотоплива // Экономические исследования и разработки. Научно-исследовательский журнал. 2021. N 2. С. 63–76.
  8. Марков В. А., Девянин С. Н., Семенов В. Г., Шахов А. В., Багров В. В. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях. М.: Инженер, 2011. 536 с.
  9. Кучкина А. Ю., Сущик Н. Н. Источники сырья, методы и перспективы получения биодизельного топлива // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2014. N 1. С. 14–42.
  10. Власкин М. С., Чернова Н. И., Киселева С. В., Попель О. С., Жук А. З. Гидротермальное сжижение микроводорослей для получения биотоплив: современное состояние и перспективы развития // Теплоэнергетика. 2017. N 9. С. 5–16. https://doi.org/10.1134/S0040363617090107.
  11. Бусин И. В., Ликсутина А. П., Корнев А. Ю. Биотопливо из отходов животноводства // Сельский механизатор. 2021. N 7. С. 29–31. https://doi. org/10.47336/0131-7393-2021-7-29-30-31.
  12. Викаш Бабу П. Д., Ашиш Таплиял П. Д., Гириеш Кумар Патель П. Д. Возобновляемая энергия: Производство биотоплива / пер. с англ. Беверли, MA: Scrivener Publishing LLC, 2014. 250 с.
  13. Белозерцева Н. Е., Богданов И. А., Бальжанова А. Т., Торчакова О. М., Соснина Д. В., Белинская Н. С.. Использование биодизеля в качестве смесевого компонента товарных дизельных топлив // Химия в интересах устойчивого развития. 2020. Т. 28. N 2. C. 131–140. https://doi. org/10.15372/KhUR2020211.
  14. Чернова Н. И., Киселева С. В., Попель О. С. Эффективность производства биодизеля из микроводорослей // Теплоэнергетика. 2014. N 6. С. 14– 21. https://doi.org/10.1134/S0040363614060010.
  15. Сноре М., Маки-Арвела П., Симакова И. Л., Миллюойа Ю., Мурзин Д. Ю. Обзор каталитических методов производства биодизельного топлива из натуральных масел и жиров // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2009. Т. 4. N 1. С. 3–17.
  16. Obed M. A., Mamat R., Abdullah N. R., Abdullah A. A. Analysis of blended fuel properties and engine performance with palm biodiesel–diesel blended fuel // Renewable Energy. 2016. Vol. 86. P. 59–67. https://doi.org/10.1016/j.renene.2015.07.103.
  17. Tanzer E., Yesilyurt M. K. Influence of blending ratio on the physicochemical properties of safflower oil methyl ester-safflower oil, safflower oil methyl esterdiesel and safflower oil-diesel // Renewable Energy. 2016. Vol. 95. P. 233–247. https://doi.org/ 10.1016/j.renene.2016.04.009.
  18. Foroutan R., Esmaeili H., Mousavi S. M., Hashemic S. A., Yeganeha G. The physical properties of biodiesel-diesel fuel produced via transesterification process from different oil sources // Physical Chemistry Research. 2019. Vol. 7, no. 2. P. 415–424. https://doi.org/10.22036/pcr.2019.173224.1600.
  19. Белозерцева Н. Е., Богданов И. А., Алтынов А. А., Бальжанова А. Т., Белинская Н. С., Киргина М. В. Выбор наиболее предпочтительного сырья для синтеза биодизельного топлива с позиции его выхода и физико-химических свойств // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2020. Т. 10. N 1. С. 114–123. https://doi.org/10. 21285/2227-2925-2020-10-1-114-123.
  20. Белозерцева Н. Е., Соснина Д. В., Бальжанова А. Т., Богданов И. А., Киргина М. В. Исследование влияния параметров синтеза биодизельного топлива реакцией переэтерификации на выход и ключевые характеристики продукта // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2021. N 56. C. 23–29.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».