- •Виробництво біодизелю
- •1. Вихідні дані сировини (ріпакова олія)
- •2. Розрахунок фізико-хімічних показників ріпакової олії.
- •3. Розрахунок фізико-хімічних показників біодизелю метилових ефірів жирних кислот (fame).
- •4. Розрахунки матеріального балансу одержання біодизелю згідно стехіометричних рівнянь.
- •4. 1. Перший етап одержання біодизелю – реакція етерифікації.
- •4.2. Другий етап одержання біодизелю – реакція переетерифікації
- •4.3. Перевірка розрахунків
- •4.4. Розрахунок йодного числа біодизелю.
- •Список рекомендованої літератури
3. Розрахунок фізико-хімічних показників біодизелю метилових ефірів жирних кислот (fame).
МСРFAME = Мсржк + СН2 = 281,40 + (12,011+2∙1,0079) = 295,43 кг/кмоль
CFAME = Сжк + С = (СТГ - 3·С)/3+С = (683,38 - 3·12,011)/3+12,011 = 227,79 кг/кмоль
HFAME = Нжк + 2·Н = (НТГ - 2·Н)/3+2Н = (102,65 - 2·1,0079)/3+21,0079 = 35,56 кг/кмоль
OFAME = Ожк = 32 кг/кмоль
Перевірка: МСРFAME = CFAME + HFAME + OFAME
295,43 = 227,79 + 35,56 + 32
295,43 295,35
Визначення приблизної сумарної формули біодизелю
Визначення Сф = CFAME/12,011 = n
Сф = 229,79/12,011 = 18,97
Визначення Нф = HFAME/1,0079 = m
Нф = 35,56 /1,0079 = 35,28
Визначення Оф = OFAME/16 = k
Оф = 32/16 = 2
Формула: СnНmОk = С19Н35О2
Визначення відносної частки С, Н, О в біодизелі
Визначення вуглецю С = CFAME/МсрFAME
С = 227,79/295,35 = 0,7713 або 77,13 %
Визначення водню Н = HFAME/МсрFAME
Н = 35,56/295,35 = 0,1204 або 12,04 %
Визначення кисню О = OFAME/МсрFAME
О = 32/295,35 = 0,1083 або 10,83 %.
С+Н+О=1,0 або 100 %
4. Розрахунки матеріального балансу одержання біодизелю згідно стехіометричних рівнянь.
Дані з попередніх розрахунків:
Мсржк = 281,40 кг/кмоль; Мсртг = 882,23 кг/кмоль; МСРFAME = 295,43 кг/кмоль.
Запишемо вихідні рівняння матеріального балансу одержання біодизельного палива з висококислотної ріпакової олії (КЧ = 10 мгКОН/г)
РО + FFA + СН3ОН FAME + С3Н5(ОН)3 + Н2О
Маса, кг 950 50 Х + Х' У + У' Z m
МСРТГ МСРЖК МСП МFAME МГЛ МВ
ММ, кг/моль 882,23 281,40 32,04 295,43 92,10 18,02
де РО – ріпакова олія; FFA (free fatty acid) – вільні жирні кислоти; СН3ОН – метиловий спирт; FAME – (fatty acid methyl esters) – метилові ефіри жирних кислот (біодизель); С3Н5(ОН)3 – гліцерин; Н2О – вода; К1, К2 – кислотний та лужний каталізатори; Х, Х' – відповідно кількість СН3ОН, яка необхідна для одержання FAME з FFA(Х) та РО (Х'); У, У' – кількість FAME, одержаного по реакції етерифікації та переетерифікації; Z, m – гліцерин та вода.
FFA у відсотках (%) мас. ≈ КЧ/2, тобто FFA = 5% мас. від маси вихідної сировини – 1000 кг ріпакової олії дорівнює 50кг.
Молярна маса метанолу СН3ОН
МСП = 1∙12,011 + 1∙1,0079 + 1∙16 = 32,04 кг/кмоль
Молярна маса гліцерину С3Н5(ОН)3
МГЛ = 3∙12,011 + 8∙1,0079 + 3∙16 = 92,10 кг/кмоль
Молярна маса води Н2О
МВ = 2∙1,0079 + 16 = 18,02 кг/моль
4. 1. Перший етап одержання біодизелю – реакція етерифікації.
FFA + СН3ОНІ FAMEІ + Н2О
Маса, кг 50 Х У m
ММ, кг/кмоль 281,40 32,04 295,43 18,02
4.1.1. Визначаємо кількість FAMEІ
МFFA/СЖКСР = У/ ; 50/281,40 = У/295,43; У = 50∙295,43/281,40 = 52,49кг
4.1.2. Визначаємо кількість СН3ОНІ
МFFA/МЖКСР = Х/Мсп ; 50/281,40 = Х/32,04; Х = 50∙32,04/281,40 = 5,69 кг
4.1.3. Визначаємо кількість Н2О
МFFA/МЖКСР = m/МВ; 50/281,40 = m/18,02; m = 50∙18,02/281,40 = 3,20 кг