Фізико-хімічні властивості біодизельних палив на основі етилових естерів рижієвої олії

Дана робота присвячена проведенню аналізу фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей біодизельного палива на основі етилових естерів жирних кислот рижієвої олії та сумішевих біодизельних палив із різним відсотковим вмістом етилових естерів. Проведено порівняльний аналіз зразків біодизельних пал...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2020
Автори та афіліації:	A.V. Yakovlieva — Національний авіаційний університет, Україна, 03058, Київ, просп. Космонавта Комарова (Любомира Гузара), 1; S.V. Boichenko — Національний авіаційний університет, Україна, 03058, Київ, просп. Космонавта Комарова (Любомира Гузара), 1 A.V. Hudz — Національний авіаційний університет, Україна, 03058, Київ, просп. Космонавта Комарова (Любомира Гузара), 1 S.O. Zubenko — Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України, Україна, 02094 Київ, вул. Мурманська, 1
Ключові слова:	keywords
Автори:	Yakovlieva, A.V., Boichenko, S.V., Hudz, A.V., Zubenko, S.O.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2020
Теми:	біодизельне паливо етилові естери жирних кислот рижієва олія ріпакова олія, фізико-хімічні властивості експлуатаційні властивості
Онлайн доступ:	https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/34
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Catalysis and petrochemistry
Завантажити файл:

Репозитарії

Catalysis and petrochemistry

_version_	1872008981275213824
author	Yakovlieva, A.V. Boichenko, S.V. Hudz, A.V. Zubenko, S.O.
author_facet	Yakovlieva, A.V. Boichenko, S.V. Hudz, A.V. Zubenko, S.O.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "A.V. Yakovlieva", "institution": "Національний авіаційний університет, Україна, 03058, Київ, просп. Космонавта Комарова (Любомира Гузара), 1;" }, { "author": " S.V. Boichenko", "institution": "Національний авіаційний університет, Україна, 03058, Київ, просп. Космонавта Комарова (Любомира Гузара), 1" }, { "author": "A.V. Hudz", "institution": "Національний авіаційний університет, Україна, 03058, Київ, просп. Космонавта Комарова (Любомира Гузара), 1" }, { "author": "S.O. Zubenko", "institution": "Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України, Україна, 02094 Київ, вул. Мурманська, 1" } ]
author_sort	Yakovlieva, A.V.
baseUrl_str	https://kataliz.org.ua/index.php/journal/oai
collection	OJS
datestamp_date	2021-12-10T12:30:12Z
description	Дана робота присвячена проведенню аналізу фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей біодизельного палива на основі етилових естерів жирних кислот рижієвої олії та сумішевих біодизельних палив із різним відсотковим вмістом етилових естерів. Проведено порівняльний аналіз зразків біодизельних палив на основі метилових і етилових естерів жирних кислот ріпакової та рижієвої олії. Показано, що метилові та етилові естери жирних кислот ріпакової та рижієвої олій мають фізико-хімічні властивості, що істотно відрізняються від таких для традиційних дизельних палив нафтового походження, що зумовлено різною хімічною структурою молекул естерів та молекул вуглеводнів палива. При цьому, етилові естери жирних кислот рижієвої олії володіють властивостями, що є найбільш подібними серед досліджених естерів до властивостей дизельного палива. Відмічено, що етилові естери жирних кислот рижієвої олії володіють підвищеними експлуатаційними властивостями, зокрема змащувальною здатністю, що позитивно позначатиметься на експлуатації дизельних двигунів. Сформульовано і наведено переваги використання рижієвої олії перед ріпаковою, як альтернативи для виробництва біодизельного палива. Досліджено основні фізикохімічні та експлуатаційні властивості зразків сумішевих біодизельних палив з вмістом етилових естерів жирних кислот рижієвої олії у кількості 10 %, 30 % та 50 % та проведено порівняльний аналіз з традиційним дизельним паливом нафтового походження. Показано, що властивості зразків досліджених сумішевих біодизельних палив повністю задовольняють вимогам стандартів як на біодизельне паливо, так і на традиційне нафтове дизельне паливо. У результаті дослідження обґрунтовано використання рижієвої олії для виробництва біодизельного палива, а саме для повної або часткової заміни традиційного нафтового дизельного палива
doi_str_mv	10.15407/kataliz2020.29.027
first_indexed	2026-03-12T15:49:55Z
format	Article
fulltext	Каталіз та нафтохімія, 2020, № 29 24 УДК 662.756.3-048.058(477) (045)  2020 https://doi.org/10.15407/kataliz2020.29.027 Фізико-хімічні властивості біодизельних палив на основі етилових естерів рижієвої олії А.В. Яковлєва1, С.В. Бойченко1, А.В. Гудзь1, С.О. Зубенко2 1Національний авіаційний університет, Україна, 03058, Київ, просп. Космонавта Комарова (Любомира Гузара), 1; тел.: 063 630 89 59; E-mail: anna.yakovlieva@nau.edu.ua 2Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії ім. В.П. Кухаря НАН України, Україна, 02094 Київ, вул. Мурманська, 1 Дана робота присвячена проведенню аналізу фізико-хімічних та експлуатаційних властиво- стей біодизельного палива на основі етилових естерів жирних кислот рижієвої олії та сумі- шевих біодизельних палив із різним відсотковим вмістом етилових естерів. Проведено по- рівняльний аналіз зразків біодизельних палив на основі метилових і етилових естерів жир- них кислот ріпакової та рижієвої олії. Показано, що метилові та етилові естери жирних кис- лот ріпакової та рижієвої олій мають фізико-хімічні властивості, що істотно відрізняються від таких для традиційних дизельних палив нафтового походження, що зумовлено різною хімічною структурою молекул естерів та молекул вуглеводнів палива. При цьому, етилові естери жирних кислот рижієвої олії володіють властивостями, що є найбільш подібними серед досліджених естерів до властивостей дизельного палива. Відмічено, що етилові есте- ри жирних кислот рижієвої олії володіють підвищеними експлуатаційними властивостями, зокрема змащувальною здатністю, що позитивно позначатиметься на експлуатації дизель- них двигунів. Сформульовано і наведено переваги використання рижієвої олії перед ріпако- вою, як альтернативи для виробництва біодизельного палива. Досліджено основні фізико- хімічні та експлуатаційні властивості зразків сумішевих біодизельних палив з вмістом ети- лових естерів жирних кислот рижієвої олії у кількості 10 %, 30 % та 50 % та проведено по- рівняльний аналіз з традиційним дизельним паливом нафтового походження. Показано, що властивості зразків досліджених сумішевих біодизельних палив повністю задовольняють вимогам стандартів як на біодизельне паливо, так і на традиційне нафтове дизельне паливо. У результаті дослідження обґрунтовано використання рижієвої олії для виробництва біоди- зельного палива, а саме для повної або часткової заміни традиційного нафтового дизельного палива. Ключові слова: біодизельне паливо, етилові естери жирних кислот, рижієва олія, ріпакова олія, фізи- ко-хімічні властивості, експлуатаційні властивості Вступ Свiт вступив у нoву енергетичну eпоху, щo хaрaк- теризується підвищенням пoтреб у пaливних енергоре- сурсах. Незвaжаючи на рiзкі змiни пoпиту і цін на наф- ту, тенденція до зростання споживання палива та енергії в найближчі десятиліття залишиться стабіль- ною. Водночас тенденції розвитку суспільства вима- гають підвищення ефективності використання енерго- ресурсів, впровадження заходів, здатних у найкорот- ший термін вирішити проблеми нестачі паливних ре- сурсів, зменшити шкідливий вплив на довкілля і про- вести модернізацію енергетики відповідно до вимог XXI ст. Україна належить до країн, які мають дефіцит влас- них енергоносіїв і може забезпечити свої потреби за рахунок власних енергоносіїв лише на 53 %, а в нафті – на 10–12 %, в природному газі – до 30 %, що створює загрозу енергетичній безпеці країни. Розвиток автотранспортної галузі та рівень енерго- залежності нашої держави вимагають зосередження зусиль на розробленні шляхів забезпечення потреб галузі у екологічно безпечних та економічно доцільних видах палива. Одним з основних напрямів вирішення даної проблеми є перехід на використання палива з власних відновлювальних ресурсів для транспортних засобів, зокрема автомобілів, обладнаних дизельними двигунами внутрішнього згоряння [1]. Окрім використання ріпакового біодизелю, що став майже традиційним, необхідно розширювати сировин- ну базу олій. Це пояснюється тим, що такі олійні куль- тури як соняшник, соя, кукурудза тощо вирощуються у першу чергу для забезпечення потреб харчової галузі. З цих же міркувань культивування технічних культур, таких як ріпак, обмежується доступними для вирощу- вання площами. На сьогодні однією з найперспективні- ших альтернативних олійних культур, що характеризу- Каталіз та нафтохімія, 2020, № 29 25 ється низькими вимогами до умов вирощування є ри- жій посівний (Camelina sativa L.) [1-5]. Культура рижію є вельми невибагливою до якості ґрунтів, кліматичних умов вирощування, стійкою до шкідників, хвороб та холодів, не потребує внесення великої кількості міне- ральних добрив. Короткий період вегетації сприяє також вирощуванню рижію як проміжної культури в післяукісних посівах [6]. Окрім того, вирощування рижію не призводить до інтенсивного виснаження родючих земель. Зважаючи на наведене вище, цілком очевидно, що вирощування рижію як сировини для виробництва біодизельного палива матиме низку пере- ваг у порівнянні з іншими сільськогосподарськими культурами, що використовуються сьогодні. Уведення в енергетичний баланс України віднов- люваних біологічних видів палива для збільшення сировинного ресурсу та для забезпечення сталості й екологічності таких палив є одним з актуальних за- вдань сьогодення [7]. Упровадження та використання таких палив дасть змогу зменшити використання ви- копних непоновлюваних джерел енергії, забруднення природного середовища токсичними речовинами та парниковими газами. Мета Метою роботи є дослідження властивостей біоди- зельного палива на основі етилових естерів рижієвої олії та обґрунтування доцільності його використання у порівнянні з аналогічними паливами на основі інших видів сировини. Методи дослідження Зразки біодизельного палива синтезували на базі відділу каталітичного синтезу № 10 Інституту біоорга- нічної хімії та нафтохімії імені В.П. Кухаря НАН Укра- їни. Синтез виконували відповідно зі схемою, зобра- женою на рис.1. Рис. 1. Принципова схема одержання етилових естерів рижієвої олії Для переестерифікації використовували нерафіновану рижієву олію виробництва ТОВ «ВЄДАЛАН» (Украї- на) (ТУ У 10.4-38771490-011:2013) та товарний етанол паливного призначення – компонент палива моторного альтернативний (КМПА) (ТУ У 24.6-30219014- 009:2007). Як каталізатор використовували гідроксид калію марки «ч.д.а.» (Чехія). Сульфат натрію безвод- ний марки «Ч» (Німеччина) застосовували для осушу- вання продукту. Синтез проводили у конічній колбі з перемішуванням за допомогою магнітної мішалки за кімнатної температури, додаючи попередньо приготований розчин лугу в КМПА до олії. Одержання етилових естерів рижієвої олії (ЕЕРиж) включало наступні етапи : – приготування спиртового розчину каталізатора; – проведення переестерифікації олії етиловим спиртом; – відстоювання та розділення продуктів на естеровий та гліцериновий шар; – відпарювання етилового спирту з естерового шару; – повторне відділення утвореного після відпарки етанолу гліцеринового шару 2 від естерів; – відмивка естерового шару 2 гарячою водою; – осушка відмитих естерів за допомогою нейтрального осушувача Na2SO4 безводного; – фільтрація осушених естерів на паперовому філь- трі. Надалі визначали якісні характеристики одержаного біодизельного палива на основі етилових естерів рижіє- вої олії (ЕЕРиж) за показниками густини, в’язкості, фракційного складу, температури спалаху, застигання та фільтрування, теплоти згорання, змащувальних влас- тивостей та корозійної агресивності. Дослідження про- водили за стандартними методиками на базі Навчаль- но-наукової лабораторії Альтернативних моторних палив ім. професора Белянського Національного авіа- ційного університету. Характеристики біодизельного палива на основі ЕЕРиж порівнювали з характеристи- ками біодизельного палива на основі метилових есте- рів ріпакової олії (МЕРіп), етилових естерів ріпакової олії (ЕЕРіп) та етилових естерів соняшникової олії (ЕЕСон), а також з вимогами до якості традиційного дизельного палива ДСТУ 7688:2015 та вимогами до біодизельних палив (ДСТУ 6081:2009 та ДСТУ 7178:2009) [8,9]. Наступним етапом роботи було дослідження показ- ників якості сумішевих біодизельних палив з різним вмістом ЕЕРиж (10 %, 30 % та 50 %) та порівняльний аналіз з характеристиками дизельного палива нафтово- го походження. Дослідження проводили за показника- ми густини, в’язкості, фракційного складу, температу- ри спалаху, температури застигання та корозійної агре- сивності за стандартними методиками. Умовне позна- чення зразків досліджених палив наведено у табл. 1. Каталіз та нафтохімія, 2020, № 29 26 Таблиця 1. Характеристика зразків досліджуваних палив № з/п Характеристика зразків палива Умовне позначення 1 Дизельне паливо нафтового походження за ДСТУ 7688:2015 ДП 2 Етилові естери рижієвої олії ЕЕРиж 3 Дизельне паливо нафтового походження зі вмістом етилових естерів рижієвої олії у кількості 10 % ДП + 10 % 4 Дизельне паливо нафтового походження зі вмістом етилових естерів рижієвої олії у кількості 30 % ДП + 30 % 5 Дизельне паливо нафтового походження зі вмістом етилових естерів рижієвої олії у кількості 50 % ДП + 50 % Дослідження властивостей біодизельних палив на основі етилових естерів Результати досліджень основних фізико-хімічних властивостей ЕЕРиж, а також інших естерів рослинних олій наведено у таблиці 2. З даних, наведених у таблиці 2, видно, що основні фізико-хімічні властивості зразків біопалив відрізня- ються від товарного дизельного палива. Це пояснюєть- ся різною хімічною будовою естерів жирних кислот, що входять до складу біодизельного палива та па- рафінових, нафтенових і ароматичних вуглеводнів, що складають мінеральне дизельне паливо [10]. Зокрема, зразки біодизельного палива мають достат- ньо високі значення густини, порівняно з вимогами до дизельного палива. У той же час, усі досліджені зразки цілком задовольняють вимогам стандартів на естери жирних кислот. При цьому для ЕЕ рижієвої олії харак- терне достатньо низьке значення густини. Аналіз в’язкісних характеристик показує, що в'яз- кість зразків біодизельних палив задовольняє вимогам стандартів на естери жирних кислот [8-9]. При цьому в’язкість ЕЕ рижієвої олії є найнижчою і цілком задо- вольняє вимогам до нафтового дизельного палива. Таблиця 2. Порівняльна характеристика показників якості зразків біодизельних палив та нафтового дизель- ного палива № з/п Характеристика ДСТУ 7688: 2015 ДСТУ 6081: 2009 ДСТУ 7178: 2010 МЕРіп ЕЕРіп ЕЕСон ЕЕРиж 2. Густина за t=20oC, кг/м3 820–845 860-900 860–900 882,9 876,6 873,0 874,0 3. Фракційний склад, oC t поч. кип., oC t 50 % перегонки, oC за t 250 oC випаро- вується, % за t 350 oC випаро- вується, % t 95 % перегонки, oC - - не >65 не <85 не >360 н/в н/в 320,3 337,0 - - - 330,9 337,2 - - - 276,2 329,3 - - - 321,5 338,0 - - - 4. В’язкість, мм2/с, за t 40 oС 2,00–4,50 н/в 3,5–5,0 4,5 4,6 4,7 4,1 5. Температура спалаху, oС не <55 не <120 не <101 130 170 >168 >175 6. Температура застиган- ня, oС н/в н/в н/в - 15 -18,5 -14 -23 7. Гранична температура фільтрування, oC не >-5 н/в н/в - 13 - 7 - 10 -14 8. Вища теплота згоран- ня, МДж/кг н/в н/в н/в 37,3 40,3 39,1 39,8 9. Змащувальна здатність: - навантаження до задирання, Н н/в н/в н/в 961 763 - 2644 10. Корозія на мідній плас- тинці клас 1 н/в клас 1 1 1 1 1 Каталіз та нафтохімія, 2020, № 29 27 Усі з досліджених зразків біопалив володіють висо- кою температурою спалаху, що є характерним для естерів жирних кислот. Такі значення температури спалаху дозволять забезпечувати достатній рівень по- жежної безпеки під час експлуатації біодизельного палива [10]. Значення температури застигання та граничної температури фільтрування є типовими для естерів жирних кислот та зумовлюються хімічною будовою їх молекул. Масова теплота згорання естерів жирних кислот є нижчою, ніж у нафтового дизельного палива, що може негативно відображатися на потужності двигуна. У той же час, враховуючи вищу густину біопалив, об’ємна теплота згорання біоизельного та нафтового дизельного палива буде відрізнятися не істотно [11]. Серед до- сліджених зразків найвищою теплотою згорання во- лодіють ЕЕ ріпакової та рижієвої олій. Корозія на мідній пластині як для нафтового дизель- ного палива, так і для зразків біопалив відноситься до першого класу. Дослідження біопалив показали, що їх змащувальна здатність є значно вищою порівняно з нафтовими ди- зельними паливами. Серед досліджених зразків най- вищі значення відмічено саме для ЕЕ рижієвої олії. При цьому естери жирних кислот олій практично не містять сполук сірки [12]. Таким чином використання їх як альтернативи або додатку до дизельних палив забезпе- чить високі експлуатаційні властивості, а також дозво- лить підвищити екологічність викидів відпрацьованих газів. Дослідження властивостей сумішевих біоди- зельних палив на основі етилових естерів рижіє- вої олії Надалі проведено дослідження фізико-хімічних по- казників якості зразків сумішевих біодизельних палив – сумішей нафтового дизельного палива з різним від- сотковим вмістом ЕЕРиж. Одержані результати порів- няно з фізико-хімічними властивостями нафтового дизельного палива та ЕЕРиж. Результати досліджень наведено у таблиці 3. З даних, наведених у таблиці 3 можна побачити, що основні фізико-хімічні властивості зразків біопалив, дизельного палива, та сумішей дизельного палива з різним вмістом ЕЕ рижієвої олії (10%, 30 та 50 %) ціл- ком задовольняють вимогам основних нормативних документів щодо якості дизельних та біодизельних палив. Зокрема, зразки біодизельного палива мають достатньо високі значення густини порівняно з вимогами до дизельного палива. У той же час, усі досліджені зразки цілком задовольняють вимогам стандартів на естери жирних кислот (рис.2). Таблиця 3. Порівняльна характеристика показників якості зразків біодизельних палив та нафтового ди- зельного палива з різним відсотковим вмістом ЕЕ рижієвої олії Характеристика ЕЕ ріпа- кової олії ЕЕ рижіє- вої олії Дизельне паливо Дизельне паливо +10% ЕЕ рижієвої олії Дизельне паливо +30% ЕЕ рижієвої олії Дизельне паливо +50% ЕЕ рижієвої олії Густина за t=20oC, кг/м3 881,0 882,0 832,0 834,0 844,0 856,0 Фракційний склад, oC t поч. кип., oC t 50 % перегонки, oC за t 250 oC випаровуєть- ся, % за t 350 oC випаровуєть- ся, % Кінець кипіння, oC н/в н/в 153,0 248,1 52 97% за t 336 163,9 257,6 48 93% за t 342 176,6 274,2 34 95% за t 338 157,8 310,9 24 77% за t 303 В’язкість, мм2/с, за t 40 oС 5,47 4,45 2,17 2,33 2,78 3,28 Температура спалаху, oС не <110 не >170 58 57 70 73 Температура застигання, oС -14 -23 -49 -46 -41 -33 Цетанове число (не менше) 49,6 45,6 47,7 49,4 44 52 Корозія на мідній плас- тинці клас 1а клас 1в клас 1а 1а 1а 1а Каталіз та нафтохімія, 2020, № 29 28 Рис. 2. Залежність густини біопалив від вмісту біокомпоненту Рис. 3. Залежність кінематичної в'язкості зразків палива від вмісту біокомпоненту Рис. 4. Залежність температури спалаху зразків палива від вмісту біокомпоненту Рис. 5. Залежність температури застигання зразків палива від вмісту біокомпоненту Визначений фракційний склад дизельного палива з різним вмістом ЕЕ рижієвої олії показує, що випарову- ваність таких палив вища, відповідно покращується якість сумішоутворення, підвищується економічність, знижується нагароутворення та димність відпрацьова- них газів. Аналіз в’язкісних характеристик показує, що в'яз- кість зразків біодизельних палив задовольняє вимогам стандартів (рис. 3). Температура спалаху усіх досліджених зразків па- лив із різним вмістом біокомпоненту є високою, що є характерним для естерів жирних кислот. Такі значення температури спалаху дозволять забезпечувати достат- ній рівень пожежної безпеки під час експлуатації. Значення температури застигання є типовими для естерів жирних кислот та зумовлюються хімічною будовою їх молекул. Враховуючи вимоги до палива (марка З), доходимо висновку, що всі з досліджених зразків біопалив можуть використовуватися як заміна або додаток до мінерального палива, а дизельне паливо з вмістом 50% ЕЕ рижієвої олії можна використовува- ти навіть у країнах з досить низькими температурними умовами [13]. Корозія на мідній пластині як для нафтового дизельного палива так і для зразків біопалив з різним відсотковим вмістом біокомпоненту відноситься до першого класу. Висновки 1. Проаналізовано доцільність вирощування рижію як сировини для виробництва біопалив, що матиме низ- ку переваг у порівнянні з іншими сільськогосподарсь- кими культурами використовуваними сьогодні. Засто- сування біопалив на основі рижієвої олії дозволить зни- зити викиди СО2 протягом усього життєвого циклу таких палив, знизити антропогенне навантаження на навколишнє середовище, розширити сировинну базу для виробництва моторних палив, а отже знизити енер- гетичну залежність від невідновлюваних джерел енергії. 2. На основі проведених експериментальних досліджень здійснено порівняльний аналіз показників якості зразків біодизельного палива на основі етилових естерів ріпакової та рижієвої олії та вимог до якості біодизельного палива та нафтового дизельного палива марки Євро. Показано, що властивості зразків досліджених біопалив, зокрема на основі рижієвої олії цілком задовольняють вимогам стандартів на біодизельне та дизельне палива. 3. Показано, що сумішеві біодизельні палива на основі ЕЕРиж цілком задовольняють вимогам до якості як традиційних нафтових дизельних палив, так і альтернативних аналогів. Одержані результати свідчать про те, що використання рижієвої олії - як сировини для виробництва біодизельного палива є обґрунтованим з огляду на показники якості біодизельних палив на його основі. Каталіз та нафтохімія, 2020, № 29 29 Література 1. Колодько Т.Г. Потенціал виробництва біопалива в Україні: URL: http://www.btsau.kiev.ua/files/list/edition/ed_fkbijdakvh.pdf (дата звернення: 19.02.2019 р). 2. Шевченко І.А., Полякова О.І., Ведмедєва К.В., Комарова І.Б. Рижій, сафлор, кунжут. Стратегія вироб- ництва олійної сировини в Україні (малопоширені культури). Інститут олійних культур Національної академії аграрних наук України. Статус. 2017. С.40 . 3. Iakovlieva A.V., Boichenko S.V., Vovk O.O. Overview of innovative technologies for aviation fuels production. Chemistry and Chemical Technology. 2013, Vol. 7, № 3, P. 305-312. DOI: https://doi.org/10.23939/chcht07.03.305. 4. Iakovlieva A., Boichenko S., Lejda K., Vovk O., Shkilniuk I. Vacuum Distillation of Rapeseed Oil Esters for Production of Jet Fuel Bio-Additives. Procedia Engineering, 2017, Vol. 187, P. 363–370 DOI: doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.387 5. Kryshtopa, S. Kryshtopa, L., Melnyk, V., Dolishnii, B., Prunko, I., Demianchuk, Y. Experimental research on diesel engine working on a mixture of diesel fuel and fusel oils. Transport problems, 2017, Vol. 12, No. 2, р. 53-63. DOI: 10.20858/tp.2017.12.2.6. 6. Демидась Г., Квітко Г., Гетьман Н. Рижій посівний – олійна культура альтернативна ріпаку ярому для виробництва біодизелю. Збірник наукових праць ВНАУ, 2011, № 8 (48). С. 3–8. 7. Solis J.L., Berkemar A.L., Alejo, Kiros L. Biodiesel from rapeseed oil (Brassica napus) by supported Li2O and MgO. International Journal of Energy and Environmental Engineering. 2016. No.8,1. P.9-23. 8. EN 14214:2003 «Automotive fuels — Fatty acid methyl esters (FAME) for diesel engines — Requirements and test methods» (Палива для двигунів внутрішнього згоряння. Метилові ефіри жирних кислот. Технічні вимоги та методи випробовування). URL: http://en.wikipedia.org/wiki/EN_ 14214: (дата звернення: 01.05.2019 р). 9. ДСТУ 6081:2009 Топливо моторное. Эфиры метиловые жирных кислот масел и жиров для дизельных двигателей. Технические требования. [Чинний від 01.03.2010]. Вид.офіц. Київ: Держспоживстандарт України, 2009. 10. Panchuk M., Kryshtopa S., Shlapak L., Kryshtopa L., Yarovyi V., Sladkovskyi, A. Main trend of biofuels Production in Ukraine. Transport Problems. 2017. Vol. 12, No. 4. P. 95–103. 11. Issariyakul, T., Dalai, A. K. Biodiesel Production from Greenseed Canola Oil. Energy Fuels, 24, 9, 4652- 4658, (2010). URL: https://doi.org/10.1021/ef901202b (дата звернення: 18.12.2019). 12. Demirbas, A., Karslioglu, S. Biodiesel Production Facilities from Vegetable Oils and Animal Fats. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 29:2, 133–141, (2007). URL: https://doi.org/10.1080/009083190951320 (дата звернення: 07.11.2019). 13. Moser B.R. Camelina (Camelina sativa L.) oil as a biofuels feedstock: Golden opportunity of false hope? Lipid technology. 2010. Vol. 22, № 12. P. 270 – 273. 14. Зубенко С.О., Патриляк Л.К., Коновалов С.В. Порівняння фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей біодизельного палива на основі метанолу та тіоспиртів. Катализ и нефтехимия. 2018. № 27. С. 1 – 18. 15. Патент 85034 Україна. МПК C 07 C 51/42, C 07 C 69/00, C 10 L 1/00, C 10 L 1/02. Патриляк Л.К., Патриляк К.І., Охріменко М.В. Спосіб одержання етилових естерів жирних кислот. Україна.10.12.08. Бюл. № 23. 16. Cherian G. Camelina sativa in poultry diets: opportunities and challenges. Biofuel co-products as livestock feed. Opportunities and challenges, at Ed. Harinder P.S.M., 2012. Ch.17. P. 303 – 310. References 1. Kolodko T.H. Potentsial vyrobnytstva biopalyva v Ukraini: URL: http://www.btsau.kiev.ua/files/list/edition/ed_fkbijdakvh.pdf. (document viewing : 19.02.2019 р). [In Ukrainian]. 2. Shevchenko I.A., Poliakova O.I., Vedmedieva K.V., Komarova I.B. Ryzhii, saflor, kunzhut. Stratehiia vyrobnytstva oliinoi syrovyny v Ukraini (maloposhyreni kultury). Instytut oliinykh kultur Natsionalnoi akademii ahrarnykh nauk Ukrainy. Status. 2017. Р.40. [In Ukrainian]. 3. Iakovlieva A.V., Boichenko S.V., Vovk O. O. Overview of innovative technologies for aviation fuels production. Chemistry and Chemical Technology. 2013, Vol. 7, № 3, P. 305-312. DOI: https://doi.org/10.23939/chcht07.03.305. [In English]. 4. Iakovlieva A., Boichenko S., Lejda K., Vovk O., Shkilniuk I. Vacuum Distillation of Rapeseed Oil Esters for Production of Jet Fuel Bio-Additives, Procedia Engineering, 2017, Vol. 187, P. 363-370. DOI: doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.387 [In English]. 5. Kryshtopa, S. Kryshtopa, L., Melnyk, V., Dolishnii, B., Prunko, I., Demianchuk, Y. (2017). Experimental re- search on diesel engine working on a mixture of diesel fuel and fusel oils. Transport problems, Vol. 12. No. 2, р. 53-63. DOI: 10.20858/tp.2017.12.2.6. [In English]. 6. Demydas H., Kvitko H., Hetman N. Ryzhii posivnyi – oliina kultura alternatyvna ripaku yaromu dlia vyrobny- tstva biodyzeliu. Zbirnyk naukovykh prats VNAU, 2011, № 8 (48). P. 3-8. [In Ukrainian]. 7. Solis J.L., Berkemar A.L., Alejo, Kiros L. Biodiesel from rapeseed oil (Brassica napus) by supported Li2O and MgO. International Journal of Energy and Environmental Engineering. 2016. No.8,1. P.9-23. [In English]. 8. EN 14214:2003 «Automotive fuels - Fatty acid methyl esters (FAME) for diesel engines - Requirements and test methods» URL: http://en.wikipedia.org/wiki/EN_14214: (document viewing: 01.05.2019 р). [In English]. http://www.btsau.kiev.ua/files/list/edition/ed_fkbijdakvh.pdf https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.387 https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.387 https://doi.org/10.1021/ef901202b https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=2&ND=3&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20091012&CC=UA&NR=88409C2&KC=C2 https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=2&ND=3&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20091012&CC=UA&NR=88409C2&KC=C2 https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=2&ND=3&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20091012&CC=UA&NR=88409C2&KC=C2 https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=2&ND=3&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20091012&CC=UA&NR=88409C2&KC=C2 https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB=EPODOC&II=2&ND=3&adjacent=true&locale=en_EP&FT=D&date=20091012&CC=UA&NR=88409C2&KC=C2 http://www.btsau.kiev.ua/files/list/edition/ed_fkbijdakvh.pdf https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.387 https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.387 Каталіз та нафтохімія, 2020, № 29 30 9. DSTU 6081:2009 Toplivo motornoe. Efiry metylo- vye zhyrnykh kyslot masel i zhirov dlia dizelnykh dvihate- lei. Tekhnicheskye trebovanyia. [Chynnyi vid 01.03.2010]. Vyd.ofits. Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy, 2009. [In Ukrainian]. 10. Panchuk M., Kryshtopa S., Shlapak L., Kryshtopa L., Yarovyi V., Sladkovskyi, A. Main trend of biofuels Production in Ukraine. Transport Problems. 2017. Vol. 12, No. 4. P. 95-103. [In English]. 11. Issariyakul, T., Dalai, A. K. Biodiesel Production from Greenseed Canola Oil. Energy Fuels, 24, 9, 4652- 4658, (2010). URL: https://doi.org/10.1021/ef901202b (document viewing: 18.12.2019). [In English]. 12. Demirbas, A., Karslioglu, S. Biodiesel Production Facilities from Vegetable Oils and Animal Fats. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 29:2, 133-141, (2007). URL: https://doi.org/10.1080/009083190951320 (document viewing : 07.11.2019). [In English]. 13. Moser B.R. Camelina (Camelina sativa L.) oil as a biofuels feedstock: Golden opportunity of false hope? Lipid technology. 2010. Vol. 22, № 12. P. 270 - 273. [In English]. 14. Zubenko S.O., Patryliak L.K., Konovalov S.V. Porivniannia fizyko-khimichnykh ta ekspluatatsiinykh vlastyvostei biodyzelnoho palyva na osnovi metanolu ta tiospyrtiv. Katalyz y neftekhymyia. 2018. № 27. P. 1 - 18. [In Ukrainian]. 15. Patent 85034 Ukraina. MPK C 07 C 51/42, C 07 C 69/00, C 10 L 1/00, C 10 L 1/02. Patryliak L.K., Patryliak K.I., Okhrimenko M.V. Sposib oderzhannia etylovykh esteriv zhyrnykh kyslot. Ukraina.10.12.08. Biul. № 23. [In Ukrainian]. 16. Cherian G. Camelina sativa in poultry diets: opportunities and challenge. Biofuel co-products as livestock feed. Opportunities and challenges, at Ed. Harinder P.S.M., 2012. Ch.17. P. 303 - 310. [In English]. Надійшла до редакції 05.02.2020 р. https://doi.org/10.1021/ef901202b Каталіз та нафтохімія, 2020, № 29 31 Physical-chemical properties of biodiesel fuels based on camelina oil ethyl esters A.V. Yakovlieva1, S.V. Boichenko1, A.V. Hudz1, S.O. Zubenko2 1National Aviation University, Kosmonavt Komarov Ave. (Lyubomir Husar), 1, Kyiv, Ukraine, 03058; tel.: 063 630 89 59; E-mail: anna.yakovlieva@nau.edu.ua 2V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the NAS of Ukraine, 1, Murmanska Str., 02094 Kyiv, Ukraine, This paper is devoted to the analysis of physical-chemical and exploitation properties of biodiesel fuels based on fatty acids ethyl esters of camelina oil and blended biodiesel fuels with different content of ethyl esters. The comparative analysis of samples of biodiesel fuels based on fatty acids methyl and ethyl esters of rapeseed and camelina oil was performed. It is shown that the fatty acids methyl and ethyl esters of rapeseed and camelina oils have physical-chemical properties, which significantly differ from those of traditional diesel fuels of petroleum origin. This is explained by the different chemical structure of ester molecules and molecules of fuel’s hydrocarbons. In this case, the fatty acids ethyl esters of camelina oil have properties, which are the most similar to the properties of conventional diesel fuel among studied esters. It is noted that fatty acids ethyl esters of camelina oil have high performance properties, in particular, lubricating ability, which will have positive effect on exploitation of diesel engines. The advantages and benefits of using camelina oil over rapeseed as an alternative feedstock for biodiesel production are formulated and outlined. The basic physical-chemical and exploitation properties of mixed biodiesel fuels samples containing fatty acids ethyl esters of camelina oil in a quantity of 10%, 30% and 50% were fulfilled and comparative analysis with traditional diesel fuel of petroleum origin was carried out. It is shown that the properties of the studied samples of biodiesel fuel blends fully meet the requirements of the standards for both biodiesel fuel and traditional petroleum-based diesel fuel. This study substantiates the use of camelina oil for production of biodiesel, namely for the complete or partial replacement of traditional petroleum-based diesel fuel. Keywords: biodiesel fuel, fatty acids ethyl esters, camelina oil, rapeseed oil, physical-chemical properties, ex- ploitation properties
id	oai:katalizorgua:article-34
institution	Catalysis and petrochemistry
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2026-03-12T15:49:55Z
publishDate	2020
publisher	V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
record_format	ojs
resource_txt_mv	katalizorgua/fd/55a662bf8579edf6c5ba22bce86172fd.pdf
spelling	oai:katalizorgua:article-342021-12-10T12:30:12Z Фізико-хімічні властивості біодизельних палив на основі етилових естерів рижієвої олії Physical-chemical properties of biodiesel fuels based on camelina oil ethyl esters Yakovlieva, A.V. Boichenko, S.V. Hudz, A.V. Zubenko, S.O. biodiesel fuel, fatty acids ethyl esters, camelina oil, rapeseed oil, physical-chemical properties, exploitation properties біодизельне паливо, етилові естери жирних кислот, рижієва олія, ріпакова олія, фізико-хімічні властивості, експлуатаційні властивості Дана робота присвячена проведенню аналізу фізико-хімічних та експлуатаційних властивостей біодизельного палива на основі етилових естерів жирних кислот рижієвої олії та сумішевих біодизельних палив із різним відсотковим вмістом етилових естерів. Проведено порівняльний аналіз зразків біодизельних палив на основі метилових і етилових естерів жирних кислот ріпакової та рижієвої олії. Показано, що метилові та етилові естери жирних кислот ріпакової та рижієвої олій мають фізико-хімічні властивості, що істотно відрізняються від таких для традиційних дизельних палив нафтового походження, що зумовлено різною хімічною структурою молекул естерів та молекул вуглеводнів палива. При цьому, етилові естери жирних кислот рижієвої олії володіють властивостями, що є найбільш подібними серед досліджених естерів до властивостей дизельного палива. Відмічено, що етилові естери жирних кислот рижієвої олії володіють підвищеними експлуатаційними властивостями, зокрема змащувальною здатністю, що позитивно позначатиметься на експлуатації дизельних двигунів. Сформульовано і наведено переваги використання рижієвої олії перед ріпаковою, як альтернативи для виробництва біодизельного палива. Досліджено основні фізикохімічні та експлуатаційні властивості зразків сумішевих біодизельних палив з вмістом етилових естерів жирних кислот рижієвої олії у кількості 10 %, 30 % та 50 % та проведено порівняльний аналіз з традиційним дизельним паливом нафтового походження. Показано, що властивості зразків досліджених сумішевих біодизельних палив повністю задовольняють вимогам стандартів як на біодизельне паливо, так і на традиційне нафтове дизельне паливо. У результаті дослідження обґрунтовано використання рижієвої олії для виробництва біодизельного палива, а саме для повної або часткової заміни традиційного нафтового дизельного палива This paper is devoted to the analysis of physical-chemical and exploitation properties of biodiesel fuels based on fatty acids ethyl esters of camelina oil and blended biodiesel fuels with different content of ethyl esters. The comparative analysis of samples of biodiesel fuels based on fatty acids methyl and ethyl esters of rapeseed and camelina oil was performed. It is shown that the fatty acids methyl and ethyl esters of rapeseed and camelina oils have physical-chemical properties, which significantly differ from those of traditional diesel fuels of petroleum origin. This is explained by the different chemical structure of ester molecules and molecules of fuel’s hydrocarbons. In this case, the fatty acids ethyl esters of camelina oil have properties, which are the most similar to the properties of conventional diesel fuel among studied esters. It is noted that fatty acids ethyl esters of camelina oil have high performance properties, in particular, lubricating ability, which will have positive effect on exploitation of diesel engines. The advantages and benefits of using camelina oil over rapeseed as an alternative feedstock for biodiesel production are formulated and outlined. The basic physical-chemical and ex-ploitation properties of mixed biodiesel fuels samples containing fatty acids ethyl esters of camelina oil in a quantity of 10%, 30% and 50% were fulfilled and comparative analysis with traditional diesel fuel of petroleum origin was carried out. It is shown that the properties of the studied samples of biodiesel fuel blends fully meet the requirements of the standards for both biodiesel fuel and traditional petroleum-based diesel fuel. This study substantiates the use of camelina oil for production of biodiesel, namely for the complete or partial replacement of traditional petroleum-based diesel fuel. V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2020-02-24 Article Article application/pdf https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/34 10.15407/kataliz2020.29.027 Catalysis and petrochemistry; No. 29 (2020): Catalysis and petrochemistry; 24-31 Каталіз та нафтохімія; № 29 (2020): Каталіз та нафтохімія; 24-31 2707-5796 2412-4176 10.15407/kataliz2020.29 uk https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/34/24
spellingShingle	біодизельне паливо етилові естери жирних кислот рижієва олія ріпакова олія, фізико-хімічні властивості експлуатаційні властивості Yakovlieva, A.V. Boichenko, S.V. Hudz, A.V. Zubenko, S.O. Фізико-хімічні властивості біодизельних палив на основі етилових естерів рижієвої олії
title	Фізико-хімічні властивості біодизельних палив на основі етилових естерів рижієвої олії
title_alt	Physical-chemical properties of biodiesel fuels based on camelina oil ethyl esters
title_full	Фізико-хімічні властивості біодизельних палив на основі етилових естерів рижієвої олії
title_fullStr	Фізико-хімічні властивості біодизельних палив на основі етилових естерів рижієвої олії
title_full_unstemmed	Фізико-хімічні властивості біодизельних палив на основі етилових естерів рижієвої олії
title_short	Фізико-хімічні властивості біодизельних палив на основі етилових естерів рижієвої олії
title_sort	фізико-хімічні властивості біодизельних палив на основі етилових естерів рижієвої олії
topic	біодизельне паливо етилові естери жирних кислот рижієва олія ріпакова олія, фізико-хімічні властивості експлуатаційні властивості
topic_facet	biodiesel fuel fatty acids ethyl esters camelina oil rapeseed oil physical-chemical properties exploitation properties біодизельне паливо етилові естери жирних кислот рижієва олія ріпакова олія, фізико-хімічні властивості експлуатаційні властивості
url	https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/34
work_keys_str_mv	AT yakovlievaav fízikohímíčnívlastivostíbíodizelʹnihpalivnaosnovíetilovihesterívrižíêvoíolíí AT boichenkosv fízikohímíčnívlastivostíbíodizelʹnihpalivnaosnovíetilovihesterívrižíêvoíolíí AT hudzav fízikohímíčnívlastivostíbíodizelʹnihpalivnaosnovíetilovihesterívrižíêvoíolíí AT zubenkoso fízikohímíčnívlastivostíbíodizelʹnihpalivnaosnovíetilovihesterívrižíêvoíolíí AT yakovlievaav physicalchemicalpropertiesofbiodieselfuelsbasedoncamelinaoilethylesters AT boichenkosv physicalchemicalpropertiesofbiodieselfuelsbasedoncamelinaoilethylesters AT hudzav physicalchemicalpropertiesofbiodieselfuelsbasedoncamelinaoilethylesters AT zubenkoso physicalchemicalpropertiesofbiodieselfuelsbasedoncamelinaoilethylesters

Фізико-хімічні властивості біодизельних палив на основі етилових естерів рижієвої олії

Репозитарії

Схожі ресурси