Биоэтанол первого поколения,Свойства ,методы получения и применение .

Вместе с тем, имеется другой неисчерпаемый и, главное возобновляемый источник энергетического сырья – растительная биомасса. Растения аккумулируют солнечную энергию и отдают ее при непосредственном сжигании или сжигании продуктов переработки растительного сырья. При помощи фотосинтеза на Земле производится ежегодно 173 млрд. т. сухого вещества, что более чем в 15 раз превышает используемую в мире энергию полезных ископаемых. В связи с истощением мировых запасов нефти, все острее становятся вопросы по созданию альтернативных видов моторного топлива. К такому топливу относится этиловый спирт. Быстрое воспроизводство растительного сырья делает его перспективным сырьевым источником для получения топливного этанола и этанолосодержащего моторного топлива. Если рассматривать биоэтанол с позиции требований, предъявляемых к автомобильному топливу, то можно констатировать его пригодность для этого, в частности этиловый спирт является легколетучей жидкостью, однороден, имеет постоянную температуру кипения, обладает высокой антидетонационной стойкостью и достаточно высокой теплотворной способностью. При этом, этиловый спит экологически чист, обеспечивает полноту сгорания и при горении не образует токсичных продуктов.К числу преимуществ биоэтанола в сравнении с бензином относятся следующие свойства:Пары этанола рассеиваются быстрее, чем пары бензина;Этанол менее токсичен, чем бензин и не содержит канцерогенных компонентов;Пары этанола менее огнеопасны, чем пары бензина, из-за более высокой температуры самовоспламенения;Вязкость этанола выше чем бензина, благодаря чему нет проблем с этанолом при работе двигателей в холодную погоду;Электропроводность этанола значительно выше, чем у бензина, что снижает возможность накапливания статического электричества при движении топлива, в том числе и в топливной системе;Октановое число у этанола существенно выше, чем у бензина.Таблица 1 - Сравнительные характеристики бензина и этилового спирта Показатель Базовый бензин Этиловый спирт Химическая формула  С2Н5ОН Молекулярная масса 100-105 46,04 Состав, % масс:   углерод 85-88 52,2 водород 12-15 13,3 кислород 0 34,78 Плотность при 20"С, кг/м3700-780 789,3 Температура кипения, °С 35-205 78,4 Температура замерзания, °Сминус 40 минус 114,1 Теплота, кдж/кг:   испарения 180-306 839,3 сгорания 42500 26945 Давление насыщенных паров при 38°С, кПа 35-100 15,9 Вязкость, мПа (при 20°С) 0,37-0,44 1,19Электропроводность, ом/см 1 х10-4 1,35x10 -9Температура самовоспламенения, "С 257-300 423 Пределы воспламеняемости, % об.   нижний 1,4 4,3 верхний 7,6 19,0 Точка искры, "С минус 43 13 Стехиометрическое отношение воздух: топливо, вес 14,7-15,5 9,0 Растворимость в воде при 20°С, % не растворим неограниченно Октановое число:   по исследовательскому методу 75-98 108 по моторному методу 72-86 92  Применяя биоэтанол из растительного сырья как добавку в топливо или используя в качестве самостоятельного топлива и таким образом, оставляя нефть потомкам, человечество практически перейдет на использование неисчерпаемой солнечной энергии.При использовании в качестве топлива биоэтанола, получаемого из растительного сырья не происходит накопление тепла и углекислого газа в атмосфере, ведущего к «парниковому эффекту» и изменению мирового климата.Углекислый газ при таком процессе является лишь возобновляемым компонентом в процессе накопления и отдачи солнечной энергии.В растениях углекислый газ и вода превращается в глюкозу. Данная реакция идет с поглощением солнечной энергии:6CO2 + 6H2O ---C6H12O6 + 3O2 – Q При ферментации глюкоза трансформируется в спирт:C6H12O6 --- 2C2H5OH + Q При этом выделяется две молекулы углекислого газа.При сгорании этанола выделяется тепло (Q) и еще 4 молекулы углекислого газа:C2H5OH + 6O2 --- 4CO2 + 6H2O + QИз выше приведенных реакций следует, что 6 молекул CO2 ушло из атмосферы на синтез глюкозы и 6 молекул CO2 выделилось при превращении глюкозы в этанол и при его горении. Сумма тепла и углекислого газа, поглощенных и выделившихся в этих реакциях, равна нулю.Таким образом, можно утверждать, что при использовании биоэтанола в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания не нарушается ни теплового, ни химического баланса Земли.За рубежом топливный этанол и этанолосодержащее топливо уже получило широкое применение. ЗаключениеНа мировом рынке производство биоэтанола, то есть этанола, изготовленного из возобновляемого растительного сырья, является наиболее быстрорастущей отраслью промышленности (до 20% в год).Его применение в качестве моторного топлива - широко распространенная практика. В США на эти цели направляется более 10 млн т этанола в год, в Китае - около 3 млн т. Согласно директиве Совета ЕС, странам Евросоюза рекомендовано довести количество биотоплива до 2% от всего объема транспортного топлива в 2005 г. и до 5,75% - к 2010 г. Это, в частности, обусловлено необходимостью соблюдения требований Киотского протокола. Основную часть биотоплива составляет именно биоэтанол. Практически все ведущие мировые производители автомобилей допускают использование в бензине до 10% этанола.В то же время, недостатками этанола как моторного топлива являются низкая теплота сгорания и более высокая температура испарения, а также фазовая нестабильность смеси этанол-бензин в присутствии подтоварной воды. Для борьбы с этим используются три основных метода. Это, во-первых, предварительное обезвоживание этанола до содержания воды менее 0,5%, во-вторых, обеспечение герметизации оборудования, и, в-третьих, применение стабилизаторов, например высших спиртов, которые позволяют связать небольшие количества воды. В конце концов, вся мировая практика показывает, что неразрешимых проблем здесь нет, и необходимость использования этанола в бензине в качестве оксигената и октаноповышающей добавки - это объективная реальность. Таким образом, необходимо срочно создать экономические предпосылки для выпуска и использования биоэтанола, а технические и организационные проблемы при наличии стимула будут, вне сомнения, успешно преодолены совместными усилиями производителей топливного этанола и бензина.Список литературыБулаткин Г.А. Перспективы и ограничения производства биотоплива II поколения из растительного сырья /Г.А.Булаткин // Экологический вестник России. - 2009. - № 10. -49-52 с.; Карпов С.А. Биобутанол - биотопливо II поколения / С.А.Карпов // Нефтепереработка и нефтехимия. - 2008. - №7. -14-16 с.; Шлегель Г. Общая микробиология: Учеб. для вузов / Г.Шлегель.. - М.: Мир, 1987. - 293-295 с.Http://bioethanol.ruhttp://autorelease.ru