Исследование и разработка биоэтанольного топлива Е30 на основе низкооктановых углеводородных фракций тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.07, кандидат наук Григорьева Екатерина Викторовна

• Григорьева Екатерина Викторовна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Григорьева Екатерина Викторовна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. БИОЭТАНОЛ И БИОЭТАНОЛЬНЫЕ ТОПЛИВА

1.1 Мировой опыт производства и применения биоэтанола в качестве компонента топлив

1.2 Влияние биоэтанола на основные физико-химические и эксплуатационные свойства бензина

1.2.1 Детонационная стойкость

1.2.2 Испаряемость

1.2.3 Фазовая стабильность

1.2.4 Экологические и экономические характеристики

1.2.5 Совместимость с материалами

1.3 Перспективы производства и применения топливного биоэтанола в России

Выводы по главе

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

Выводы по главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА БИОЭТАНОЛЬНОГО ТОПЛИВА Е30

3.1 Разработка технических требований качеству биоэтанольного топлива Е30

3.2 Анализ и обоснование выбора оптимальных базовых компонентов для биоэтанольного топлива Е30

3.3 Исследование влияния этанола на детонационную стойкость

3.4 Исследование влияния этанола на показатели испаряемости

3.4.1 Исследование влияния этанола на давление насыщенных паров и фракционный состав

3.4.2 Исследование влияния этанола на ДНП индивидуальных углеводородов и разработка эмпирической модели расчета ДНП биоэтанольного топлива Е30

3.5 Исследование и разработка оптимальных топливных композиций биоэтанольного топлива Е30

3.5.1 Исследование влияния высокооктановых и энергонасыщенных компонентов

на качественные характеристики биоэтанольного топлива Е30

3.5.2 Исследование влияния побочных продуктов производства биоэтанола и обводнённого биоэтанола на качественные характеристики биоэтанольного

топлива Е30

Выводы по главе

ГЛАВА 4. ИСПЫТАНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ

БИОЭТАНОЛЬНОГО ТОПЛИВА Е30

4.1Испытания оптимальных композиций биоэтанольного топлива Е30 на соответствие техническим требованиям

4.2 Моторно-стендовые испытания опытных образцов биоэтанольного топлива Е30

4.3 Испытание биоэтанольного топлива Е30 на совместимость с

резинотехническими изделиями

Выводы по главе

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ БИОЭТАНОЛЬНОГО ТОПЛИВА Е30

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список сокращений

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка биоэтанольного топлива Е30 на основе низкооктановых углеводородных фракций»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования: Экология ужесточает требования ко всем отраслям экономики. В транспортном секторе основная задача заключается в радикальном снижении выбросов СО2. Государства-лидеры по числу автомобилей - США, Китай, страны ЕС ежегодно ужесточают нормы по удельным выбросам СО2 для всех видов транспортных средств, что вызывает необходимость как кардинального роста их экономичности, так и применения новых экологически чистых видов топлива.

Повышение экономичности двигателей внутреннего сгорания с искровым воспламенением происходит за счёт увеличения степени сжатия и использования технологий прямого впрыска и турбонаддува. Внедрение указанных технологий вызывает необходимость ужесточения требований к детонационной стойкости автомобильного бензина.

Для производства бензинов с высокой детонационной стойкостью применяются октаноповышающие кислородсодержащие компоненты (оксигенаты), среди которых наиболее распространен биоэтанол - в 2018 году в мире его было произведено 80 млн тонн. Жизненный цикл получения биоэтанола из возобновляемой растительной биомассы сопровождается снижением количества СО2 в атмосфере, а процесс его сгорания в двигателе - уменьшением содержания вредных веществ (СО, СН) в отработавших газах по сравнению с нефтяным бензином. Таким образом, биоэтанол относится к экологически чистым высокооктановым компонентам бензина.

Основной объём потребляемого в мире биоэтанола используется в виде добавки до 5-10 % об. (топлива Е5-Е10) в бензин, применяемый в автомобилях с бензиновыми двигателями без модификаций. Но у такого бензина имеются проблемы с фазовой стабильностью при отрицательных температурах, что особенно актуально для климата России. Имеется практика использования эфиров на основе этанола в качестве оксигенатов, однако пока такие технологии затратны. Биоэтанол также используется для выпуска высокоэтанольного топлива Е85 (50-85

% об.). Однако потенциал таких высокооктановых топлив расходуется впустую ввиду отсутствия автотранспорта, рассчитанного на высокое октановое число такого топлива (более 100 единиц по исследовательскому методу).

Перспективным направлением является разработка среднеэтанольного топлива с содержанием этилового спирта 20-40 % (топливо Е30), которое лишено проблемы фазовой нестабильности и потенциально может применяться на автомобильной технике без модификаций. При этом благодаря высокой антидетонационной эффективности этанола, топливо Е30 может быть получено на основе низкооктановых фракций, что существенно улучшает экономику производства такого топлива.

В связи с этим актуальной задачей является разработка биоэтанольного топлива Е30 на основе дешёвых низкооктановые углеводородных фракций и исследование его физико-химических и эксплуатационных характеристик, с целью оценки возможности его применения на современной автомобильной технике.

Степень разработанности темы: В научно-технической литературе широко освещён вопрос применения биоэтанола в качестве оксигената при его небольших концентрациях в бензине (5-15 % об.) и при высоких (50-85 % об.), подробно описаны свойства таких топлив и проведены многочисленные исследования по оценке их влияния на работу двигателей. Несмотря на актуальность разработки и чёткого понимания перспективности использования среднеэтанольных топлив (условно называемые Е30) в литературе, в том числе зарубежной, не представлены комплексные исследования по оценке влияния биоэтанола в средней концентрации (20-40 % об.) на физико-химические и эксплуатационные свойства низкооктановых углеводородных фракций процессов нефтепереработки, что в результате позволяет получать топлива, не уступающих, а по некоторым показателям превосходящих, стандартные автомобильные бензины, которые могут применяться на существующей автомобильной технике без её модификации.

Цель работы: Разработка биоэтанольного топлива Е30 на основе низкооктановых углеводородных фракций.

- Для достижения поставленной цели предполагалось решить следующие основные задачи:

- провести анализ и выбор оптимальных базовых низкооктановых компонентов для биоэтанольного топлива Е30;

- исследовать влияние этанола на детонационную стойкость и показатели испаряемости базовых низкооктановых углеводородных фракций и индивидуальных углеводородов, и их смесей, входящих в состав бензина;

- разработать технические требования (ТТ) к качеству биоэтанольного топлива Е30;

- разработать оптимальные топливные композиции биоэтанольного топлива

Е30;

- провести испытания опытных образцов биоэтанольного топлива Е30 на соответствие техническим требованиям;

- провести моторно-стендовые испытания и испытания по воздействию на резины опытных образцов биоэтанольного топлива Е30;

- оценить экономическую эффективность производства и применения биоэтанольного топлива Е30.

Научная новизна работы:

- впервые получены результаты исследований влияния этанола при концентрации 5-85 % мас. на изменение детонационной стойкости низкооктановых углеводородных фракций и низкооктановых смесей индивидуальных углеводородов различных групп, входящих в состав бензина, и установлено, что антидетонационная эффективность этанола в низкооктановых фракциях возрастает в ряду: олефины < нафтены < ароматика < парафины < изопарафины по исследовательскому методу и достигает максимума в концентрации 10-30 % мас.;

- впервые получены результаты системных исследований влияния этанола во всём диапазоне концентраций на изменение давления насыщенных паров (ДНП) индивидуальных углеводородов различных групп, входящих в состав бензина, на

основе которых разработана эмпирическая модель расчёта ДНП среднеэтанольных топлив по результатам хроматографического анализа углеводородного состава;

- получены результаты моторно-стендовых испытаний эксплуатационных и экологических характеристик биоэтанольного топлива Е30 на основе бензина гидрокрекинга в сравнении с автомобильными бензинами АИ-95-К5 по ГОСТ 32513 и АИ-95-Е10 (10 % об. этанола) по европейскому стандарту ЕН 228.

Теоретическая значимость работы:

- показано, что антидетонационная эффективность этанола достигает максимума и не снижается в концентрации 10-30 % мас. в исследованных низкооктановых фракциях, что, вероятно, обусловлено особенностями горения пар углеводород-этанол, с образованием промежуточных соединений, подавляющих радикальный механизм окисления и вносящих дополнительный вклад в повышение октанового числа.

- рассчитаны граничные значения антидетонационной эффективности этанола при концентрации 20-40 % мас. в низкооктановых углеводородных фракциях, выраженные в октановых числах смешения этанола: ОЧИсм = 130-156, ОЧМсм = 108-133.

Практическая значимость работы:

- разработаны технические требования к качеству и технологический регламент получения опытных образцов биоэтанольного топлива Е30, предложена схема организации производства данного вида топлива;

- разработана эмпирическая модель расчёта ДНП среднеэтанольных топлив по результатам хроматографического анализа углеводородного состава;

- установлена возможность применения разработанного биоэтанольного топлива Е30 с улучшенными экологическими свойствами на автомобильной технике на основании проведённых моторно-стендовых испытаний и испытаний по воздействию на резины;

- рассчитаны лимитная и фактическая стоимости биоэтанольного топлива Е30 с учётом его теплотворной способности и реального расхода при работе на автомобильной технике по сравнению с бензином АИ-95-К5.

Методология и методы исследования основывались на анализе отечественной и зарубежной научно-технической литературы, посвящённой этанольным топливам и мировым стандартам ведущих государств-производителей автомобильных бензинов, позволяющих вовлекать повышенное содержание оксигенатов.

Изучение физико-химических и эксплуатационных свойств разработанного биоэтанольного топлива Е30 осуществлялось стандартными методами испытаний (ГОСТ, АСТМ Д, СТО и пр.), приведёнными в технических требованиях, на базе лабораторий АО «ВНИИ НП». Моторно-стендовые испытания топлив были проведены на базе лаборатории кафедры ДВС и ЭСА ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)». Исследования совместимости биоэтанольного топлива Е30 с резинотехническими изделиями были проведены в производственных лабораториях совместно с ПАО «Балаковорезинотехника».

Положения, выносимые на защиту:

1. Зависимость влияния этанола при концентрации 5-85 % мас. на изменение детонационной стойкости низкооктановых углеводородных фракций (бензина гидрокрекинга и прямогонного бензина) и низкооктановых смесей индивидуальных углеводородов различных групп, входящих в состав бензина.

2. Зависимость влияния этанола во всём диапазоне концентраций на изменение давления насыщенных паров индивидуальных углеводородов различных групп, входящих в состав бензина, на основе которых разработана эмпирическая модель расчёта ДНП среднеэтанольных топлив по результатам хроматографического анализа углеводородного состава.

3. Технические требования к качеству биоэтанольного топлива Е30.

4. Результаты моторно-стендовых испытаний эксплуатационных и экологических характеристик и испытаний по воздействию на резины опытных образцов биоэтанольного топлива Е30 в сравнении с автомобильным бензином

марки АИ-95-К5 по ГОСТ 32513 и АИ-95-Е10 (10 % об. этанола) по европейскому стандарту ЕН 228.

Степень достоверности результатов подтверждена систематическим характером исследования, необходимым объёмом результатов экспериментов, полученных в лабораторных условиях с применением современного оборудования и с использованием аттестованных методик, а также высокой сходимостью результатов исследований.

Апробация результатов исследований. Результаты исследований представлены на V Российской конференции «Актуальные проблемы нефтехимии» (г. Звенигород, 18-21 октября 2016 г.), на IX Международном промышленно-экономическом форуме «Стратегия объединения: Решение актуальных задач нефтегазового и нефтехимического комплексов на современном этапе» (г. Москва, 24-25 ноября 2016 г.), на 71-ой Молодёжной конференции «Нефть и Газ-2017» (г. Москва, 18-20 апреля 2017 г.), на Конгрессе и выставке: «Биомасса: Топливо и энергия (г. Москва, 18-20 апреля 2017 г.), на XIV Международной конференции-выставке «Современная АЗС и нефтебаза: рынок нефтепродуктов России (г. Москва, 20-21 апреля 2017 г.), на конференции АО «ВНИИ НП» Молодых учёных (г. Москва, 24-25 мая 2018 г.), на XII Международной конференции молодых учёных по нефтехимии (г. Звенигород, 17-21 сентября 2018 г.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 статей в научных изданиях, включенных в перечень Высшей Аттестационной Комиссии (ВАК) Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, получено два патента на изобретение: № 2605952 «Альтернативное автомобильное топливо и способ его получения», № 2641108 «Альтернативное топливо для автомобилей», а также 4 тезиса докладов в сборниках научных конференций.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка сокращений, списка использованной литературы из 160 наименований, 3 приложений. Общий объём диссертационной работы включает 151 страницу машинописного текста, в том числе 53 рисунка и 34 таблицы.

Автор выражает глубокую благодарность за всестороннюю поддержку, ценные рекомендации и советы при выполнении работы научному руководителю, начальнику отдела топлив АО «ВНИИ НП», Ершову М.А., коллективу лаборатории бензинов и сотрудникам отделов АО «ВНИИ НП»: Хабибуллину И.Ф., Климову Н.А., Потанину Д.А., Александровой Е.В., Климовой Т.А., Горячевой А.А., Клоковой И.В., Романовой Г.Н за помощь в проведении испытаний и интерпретации полученных результатов, а также коллективу кафедры ДВС и ЭСА ФГАОУ ВО «ЮУрГУ (НИУ)», начальнику лаборатории резин ИЦ ПАО «Балаковорезино-техника» Жигайло И.Г.

ГЛАВА 1. БИОЭТАНОЛ И БИОЭТАНОЛЬНЫЕ ТОПЛИВА

1.1 Мировой опыт производства и применения биоэтанола в качестве

компонента топлив

Экология ужесточает требования ко всем отраслям экономики. В транспортном секторе основная задача заключается в радикальном снижении выбросов СО2. Государства-лидеры по числу автомобилей - США, Китай, страны ЕС ежегодно ужесточают нормы по удельным выбросам СО2 для всех видов автомобильной техники. Например, в США с 2017 по 2025 год норма снижается с 192 до 97 г СО2/км (рисунок 1).

О 190

О

£ 170

и

к

| 150

и

"Ъ 130

о

о

110 90

2005 2009 2013 2017 2021 2025

Рисунок 1 - Прогноз изменения стандартов на выбросы СО2 для легковых автомобилей (согласно европейскому ездовому циклу NEDC) [1,2]

Столь существенное повышение экологических требований вызывает необходимость кардинального изменения структуры автомобильного парка.

Для техники с двигателями внутреннего сгорания с искровым воспламенением (бензиновые) первоочередной задачей является полный отказ от традиционных атмосферных двигателей, взамен которых в ближайшее время начнут поступать в обращение двигатели с меньшим рабочим объёмом и технологиями турбонаддува (даунсайзинг), отключением цилиндров, гибридные двигатели (рисунок 2). Указанные технологии позволяют существенно сократить удельный расход бензина и тем самым снизить выбросы СО2.

80

£ 60

В 3 л

§ 40 о

20

0

2015

2018

2021

■ Топливные ячейки/СПГ ^ Гибрид

и Дизель

■ Цикл Аткинсона ^ Турбонаддув

■ Дезактивация цилиндров

■ Атмосферный двигатель

2024

Рисунок 2 - Прогноз изменения структуры продаж новых легковых автомобилей в

США по типу двигателя [3]

Технология турбонаддува, на которую в первую очередь делают ставку производители автомобилей, способствует снижению удельного расхода топлива и выбросов СО2, но предъявляет повышенные требования к детонационной стойкости топлива. При использовании турбонаддува в цилиндры подаётся сжатый воздух и максимальное давление в них увеличивается, что создает благоприятные условия для возникновения детонации.

Требуемая высокая детонационная стойкость в процессе производства бензина достигается благодаря вовлечению в состав топлива высокооктановых углеводородных компонентов (бензины процессов каталитического риформинга, крекинга, изомеризации и алкилирования), а также неуглеводородных добавок, среди которых наибольшее распространение получили различные кислородсодержащие соединения - оксигенаты, в том числе получаемые из растительных возобновляемых источников (биомассы).

На сегодняшний день наиболее распространённым во всём мире оксигенатом является биоэтанол (этиловый спирт, произведенный путём переработки пищевого растительного сырья). В 2018 году было произведено 80 млн тонн топливного биоэтанола (рисунок 3) [4].

60

40

20

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

США ЕС (28) I Канада

Бразилия Китай

Остальные страны

Рисунок 3 - Мировое производство биоэтанола

При этом биоэтанол на сегодняшний день намного превышает количество такого потребляемого октаноповышающего компонента бензинов, как метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) (рисунок 4).

120 —

100 — « 80

н

2 60 т

лн 40 20 0

2007

2009

2011

2013

2015

МТБЭ ЭТБЭ ■ Этанол

Рисунок 4 - Динамика потребления МТБЭ, ЭТБЭ и этанола в период

с 2007 по 2015 гг. [5]

0

Согласно мировому опыту на данный момент выделяются три направления использования биоэтанола, где первые два варианта предполагают его применение как компонента стандартного автомобильного бензина, третий - в составе альтернативных топлив со средним и высоким содержанием спирта.

1. Применение биоэтанола в качестве компонента стандартных автомобильных бензинов. Основной объём потребляемого в мире биоэтанола используется для производства топлива для автомобилей с бензиновыми двигателями без модификаций. Максимально-допустимое содержание биоэтанола в разных странах варьируется от 5 до 27 %. Максимальную концентрацию спирта в бензине ограничивают требования автопроизводителей прежде всего по причинам его низкой теплотворной способности и повышенной агрессивности по отношению к металлическим деталям, эластомерам и пластикам топливной системы автомобилей [6,7]. В каждой отдельной стране установлены свои предельные концентрации биоэтанола в стандартных бензинах, которые представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Максимальна концентрация биоэтанола в бензине по данным на 2016

г. [8]

Страна/Регион Максимальная концентрация этанола в стандартном бензине, %

Аргентина 5

Австралия 4

Бразилия 20-27

Канада 5-8,5

Китай (9 провинций) 10

Колумбия 8-10

Коста-Рика 7

Страны ЕС 5-10

Индия 5-10 (20)

Индонезия 3-5

Филиппины 10

Тайланд 20

Ямайка 10

Кения 10

Парагвай 25-27,5

Перу 7,8

США 10-15

Украина 7

Россия 5

Как видно из таблицы 1, максимально возможная концентрация спирта в бензинах различается, при том, что существенных отличий в автомобильной

технике представленных стран нет, поэтому такое разделение носит больше формальный характер.

Основной объём мирового потребления биоэтанола (около 48 млн т/год) приходится на США - по состоянию на 2017 год биоэтанол там занимает 10,07 % от общего количества используемого автомобильного бензина согласно рисунку 5.

10.2

10.0 9.8 9.6

9.4 9.2 9.0

I

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Рисунок 5 - Среднее содержание биоэтанола в бензинах США

в период 2010-2017 гг. [4]

По данным Ассоциации по возобновляемым видам топлива более 95 % потребляемого бензина в США приходится на Е10 [9]. Однако в США официально разрешён к производству и применению (для автомобилей не старше 2001 года выпуска) бензин, содержащий до 15 % об. биоэтанола (Е15), который продаётся на территории 29 штатов на более чем 1200 автозаправочных станциях (АЗС) [10].

Согласно европейской директиве 2009/30/ЕС [11] по качеству топлива и европейскому стандарту ЕН 228 [12], автомобильный бензин с 2015 года может содержать до 10 % об. биоэтанола. Он доступен в таких странах, как Финляндия, Германия, Франция, Бельгия, Голландия и Болгария. Стоит отметить, что в Голландии проводились исследования по использованию топлива НЕ15, содержащего до 15 % об. обводнённого биоэтанола (до 4 % об. воды) [13].

В среднем рынок Е10 по состоянию на 2016 г. в странах ЕС составляет 9,5 %, Е5 - 75 %, Е0 - 15,4 % [14], а среднее содержание этанола в топливах по ЕС составляет 2,2 % об. (рисунок 6).

8 7 6 5 4 3 2 1 0

кчч

2007 2010 2013 2017 2020п

ЭТБЭ МТБЭ ■ Этанол

Рисунок 6 - Среднее содержание оксигенатов в топливе в странах ЕС

2007-2020 гг. (п-прогноз) [15]

2. Применение биоэтанола в качестве сырья для синтеза этил-трет-бутилового эфира (ЭТБЭ). Как и в первом варианте, ЭТБЭ используется для производства автомобильных бензинов, применяемых в качестве топлива для автомобилей с бензиновыми двигателями без модификаций. Производство ЭТБЭ наиболее распространено в странах ЕС, где он конкурирует на рынке высокооктановых компонентов с МТБЭ. Мощности по ЭТБЭ в странах ЕС составляют около 3,5 млн т/год [16], а максимально допустимая концентрация согласно ЕН 228 - 22 % об. Преимуществом ЭТБЭ по сравнению с МТБЭ является его несколько более высокая антидетонационная эффективность. Кроме того, как преимущество ЭТБЭ по сравнению с МТБЭ, особенно для регионов с тёплым климатом, можно рассматривать его меньшую испаряемость. Основной недостаток - более высокая себестоимость за счёт разницы в стоимости биоэтанола и метанола. Поэтому для поддержания конкурентоспособности ЭТБЭ, с

производителей бензина, использующих данный компонент, взымается пониженный налог.

3. Применение биоэтанола в качестве компонента биоэтанольных топлив с высоким и средним содержанием этилового спирта. Лидерами по производству и применению биоэтанольных топлив с высоким содержанием этилового спирта являются Бразилия (топливо Е100), а также США и некоторые страны ЕС (топливо Е85). В США из 142 000 существующих АЗС на более 4000 имеются колонки с топливом Е85 [17]. Согласно рисунку 5 распределение АЗС, реализующих топливо Е85, осуществляется неравномерно по всей стране и носит региональный характер: максимально в тех регионах, где располагаются основные мощности по производству биоэтанола или же в городах с напряжённой экологической обстановкой, где введены более жёсткие требования к экологическим характеристикам топлив (например, штат Калифорния [18]).

Общий уровень потребления топлива Е85 в ЕС имеет более скромный размах по сравнению с США, но также носит региональный характер - только в некоторых странах представлены технические спецификации на такой вид спиртового топлива, и, соответственно, не везде можно найти АЗС, реализующую топливо Е85 (рисунок 7,8).

Рисунок 7 - Расположение АЗС с Е85 (слева) и биоэтанольных заводов (справа) в

США

Рисунок 8 - Количество и распределение АЗС, реализующих топливо Е85 в

некоторых странах ЕС [19]

В ЕС лидером по производству и потреблению биоэтанольного топлива Е85 является Швеция. Это связано с её политикой, нацеленной на полный отказ от импорта нефти к 2040 году. Потребление биотоплива поощрялось государством в виде освобождений от «энергетического налога» и снижением налогов на выбросы С02, что в результате снизило себестоимость топлива Е85.

Таким образом, основным фактором для потребителя остаётся более низкая стоимость таких топлив по сравнению с обычным бензином (рисунок 9).

2013 2014 2015 2016 2017 2018 ■ Е10 ИЕ85

Рисунок 9 - Средняя стоимость за литр топлива Е10 и Е85 в США [20]

Отличительным свойством топлива Е85 является его высокая детонационная стойкость, которая не зависит от того, какая углеводородная фракция использована для его производства (прямогонный низкооктановый или товарный высокооктановый бензин) [21]. Октановое число по исследовательскому методу для топлива Е85 обычно более 100 ед., а по моторному от 85 до 93 ед.

Однако столь высокая детонационная стойкость биоэтанольного топлива Е85 не используется в полной мере ввиду отсутствия соответствующей автомобильной техники. Сегодня топливо Е85 применяется в автомобилях с гибкой системой потребления топлива (FFV). Такие транспортные средства способны функционировать как на топливе Е85, так и на бензине, не содержащем этанола, с октановым числом по исследовательскому методу (ОЧИ) 92-95 ед. [22]. Это обеспечивает гибкость в выборе для потребителя, однако приводит к тому, что октаноповышающий потенциал биоэтанола в Е85 расходуется впустую, что в определённой степени объясняет стагнацию в производстве и потреблении данного вида топлива в мире [23].

В США - среднеэтанольные топлива (Е20, Е30, Е40) официально применяются только для автомобилей FFV, их производство осуществляется в соответствии с АСТМ Д 7794 путём смешения товарного бензина с биоэтанолом или с Е85 непосредственно на АЗС или на нефтебазе [24].

В Тайланде также существует программа по внедрению среднеэтанольных топлив Е20, Е40 [25] для использования в специализированных автомобилях с гибкой системой потребления топлива.

В Бразилии среднеэтанольное топливо с содержанием этилового спирта до 27 % об. является фактически стандартным бензином и используется в автомобилях без модификаций [26]. Все автопроизводители в этой стране обеспечивают возможность работы выпускаемых автомобилей на среднеэтанольном топливе. Это относится и к ввозимым в Бразилию автомобилям. Так, например, из ведущих автопроизводителей допуск на применение среднеэтанольных топлив в стандартных (не переоборудованных под этанол) автомобилях выдали Peugeot и MINI [27, 28]. Однако большинство автопроизводителей подобного одобрения

пока не выдают, таким образом, актуальным является проведение работ по оценке возможности использования среднеэтанольных топлив в автомобилях без их переоборудования в двигателе и системе топливораспределения.

В ЕС среднеэтанольные топлива пока не внедрены и являются предметом научных поисков. На сегодняшний день ведётся разработка стандарта на топливо содержащего 20-25 % биоэтанола [29]. Также стоит отметить, что практически все новые автомобили, выпускаемые в ЕС с 2010 года, могут работать на среднеэтанольном топливе [30]. Таким образом, с каждым годом распространение таких топлив будет увеличиваться.

Имеется опыт Украины по производству и применению среднеэтанольных топлив. Принятие в 2009 году Закона Украины «Об альтернативных видах топлива», а также остановка двух крупнейших нефтеперерабатывающих заводов (Одесского и Лисичанского НПЗ) определило стремительное развитие производства биоэтанола [31]. Многими компаниями был организован выпуск среднеэтанольных топлив и их продаже на АЗС [32-34]. Необходимо отметить, что украинское биоэтанольное топливо Е40 реализуется в качестве альтернативы стандартному бензину для «обычных» бензиновых автомобилей, стоимость которых на АЗС на 8-10 % меньше стоимости бензина.

Общей тенденцией всех рассмотренных этанольных топлив является тот факт, что в качестве углеводородной базы для смешения со спиртом используется товарный высокооктановый автомобильный бензин, что, в свою очередь, увеличивает стоимость конечного топлива, а также приводит к неэффективному использованию высокой антидетонационной эффективности спирта [35].

Также можно отметить, что на сегодняшний день переход к среднеэтанольным топливам с концентрацией спирта 20-40 % (условно называемые Е30) будет естественным течением развития топливного направления, в котором биоэтанол - главный оксигенат. Это обусловлено целенаправленной экологической политикой многих стран по снижению парниковых газов и увеличению топливной экономичности. При этом такой переход со временем будет

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Григорьева Екатерина Викторовна, 2019 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. The international council on clean transportation report - CO2 emission standards for passenger cars and light-commercial vehicles in the European Union. -2019. - 9 p.

2. Zhu, G. Experimental study on combustion and emission characteristics of turbocharged gasoline direct injection (GDI) engine under cold start new European driving cycle (NEDC) / G. Zhu [et al.] // Fuel. - 2018. - Vol. 215. - P. 272-284.

3. CAFE standards beyond 2021 - latest Analysis and Next Step / D. Bogart. - CA: 2nd Advanced Fuels and Engine Efficiency Workshop, 2016. - 27 p.

4. 2018 Ethanol Industry Outlook / The Renewable Fuels Association. -Washington D.C. - 2018. - 19 p.

5. Statistics [Электронный ресурс] // The Renewable Fuels Association USA (RFA). - Electronic data [Офиц. сайт]. - 2016. - Режим доступа: http: //www. afdc. energy. gov/data/10331.

6. Renewable Fuels Association - E15 gasoline blends industry guidelines specifications and procedures retail operations / Washington, DC. - 2013. - 47 p.

7. Handbook for handling, storing, and dispensing E85 and other ethanol-gasoline blends / U.S. Department of Energy. - 2016. - 40 p.

8. Biofuels mandates around the world: 2016 [Электронный ресурс] // BiofuelsDigest [Интернет-портал]. - 2016. - Режим доступа: http://www.biofuelsdigest.com/bdigest/2016/01/03/biofuels-mandates-around-the-world-2016/.

9. Almost all U.S. gasoline is blended with 10 % ethanol [Электронный ресурс] // U.S. Energy Information Administration [Офиц. сайт]. - 2016. - Режим доступа: https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=26092.

10. E15 [Электронный ресурс] // Alternative Fuels Data Center [Офиц. сайт]. -2017. - Режим доступа: https://www.afdc.energy.gov/fuels/ethanol_e15.html.

11. Directive 98/70/EC of the European Parliament and of the Council of 13 October 1998 relating to the quality of petrol and diesel fuels and amending Council Directive 93/12/EEC [Электронный ресурс] // Eur-Lex [Офиц. сайт]. - 2017. - URL: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/ALL/?uri=CELEX%3A31998L0070.

12. EN 228:2012. European standard on automotive fuels - Unleaded petrol -Requirements and test method. - Poland, Technical Committee CEN/TC 19, 2012. - 18 p.

13. The BEST experiences with bioethanol cars - BEST WP1 cars final report / Stockholm, 2010. - 96 p.

14. 2017 European environment agency report - Fuel quality in the EU in 2016. Fuel quality monitoring under the Fuel Quality Directive / Denmark, 2017. - 70 p.

15. Szalkowska, U. European union: fuel quality compliance with regulatory requirements / U. Szalkowska, K. Bitnere, G. Fisch et. al. // SGS, 2018. - 32 p.

16. Biogasoline options for conventional spark-ignition cars: research report / Aakko-Saksa, P., Koponen P., Kihlman J., Reinikainen M. - Helsinki: VVT Technical research center of Finland, 2011. - 212 p.

17. More than 4,000 U.S. stations offering E85 [Электронный ресурс] // Renewable Fuel Association [Офиц. сайт]. - 2017. - Режим доступа: http://www.ethanolrfa.org/2017/10/rfa-data-more-than-4000-u-s-stations-offering-e85/.

18. Low carbon fuel standard [Электронный ресурс] // California Air Resources Board [Офиц. сайт]. - 2017. - Режим доступа: https://www.arb.ca. gov/regact/2015/lcfs2015/lcfsfinalregorder. pdf.

19. About ethanol [Электронный ресурс] // EPURE [Офиц. сайт]. - 2017. -Режим доступа: https: //epure.org/about-ethanol/fuel-market/fuel-blends/.

20. E85 prices. Prices all around the Country [Электронный ресурс] // E85 prices [Офиц. сайт]. - 2017. - Режим доступа: http://www.e85prices.com.

21. Асяев, А.Н., Емельянов, В.Е., Никитина, Е.А. Влияние углеводородной фракции и качества спирта на детонационную стойкость этанольного топлива Е85

/ А.Н. Асяев, В.Е. Емельянов, Е.А. Никитина // Мир нефтепродуктов. - 2011. - № 2. - С. 12-15.

22. Effects of high-octane ethanol blends on four legacy flex-fuel vehicles, and a turbocharged GDI vehicle: report / J.F. Thomas, B. H. West, S.P. Huff. - Tennessee: Oak Ridge National Laboratory, 2015. - 33 p.

23. Wang, C. Ethanol blends in spark ignition engines: RON, octane-added value, cooling effect, compression ratio, and potential engine efficiency gain / C. Wang, S. Zeraati-Rezaei, L. Xiang et al. // Applied Energy. - 2017. - Vol. 191. - P. 603-619.

24. ASTM D 7794-12. Standard practice for blending mid-level ethanol fuel blends for flexible-fuel vehicles with automotive spark-ignition engines / ASTM International, 2014. - 6 p.

25. Thailand Biofuels annual 2017 - Gain report (USDA) / Bangkok, 2017. - P. 118.

26. Ershov, M.A. Prospects of bioethanol fuels E30 and E85 application in Russia and technical requirements for their quality / M.A. Ershov, E.V. Grigoreva, I.F. Khabibullin et al. //Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2016. - Vol. 66. - P. 228-232.

27. Owner's manual. Mini. Online edition - Bayerische motoren werke aktiengesellschaft, 2015. - P. 251.

28. Handbook Peugeot 308. On-Line handbook - Automobiles PEUGEOT, 2014. - P. 400.

29. E20/25 Technical development study task 1: Review of E20/25 parameters and test methods Report №1, 2013. - 23 p.

30. Szalkowska, U. E20 outlook at the EU 28 level / U. Szalkowska, K. Bitnere, S.E. Takriti et. al. / SGS Inspire, 2018. - 34 p.

31. Закон Украины. Об альтернативных видах топлива // Ведомости Верховной Рады Украины (ВВР), 2000. - № 12. - С. 94.

32. Сеть АЗС Klo [Электронный ресурс] // Сеть АЗС Klo [Офиц. сайт]. - 2017. - Режим доступа: http://klo.ua/ua.

33. «БРСМ-Нафта» [Электронный ресурс] // Сеть «БРСМ-Нафта» [Офиц. сайт]. - 2018. - Режим доступа: https://brsm-nafta.com/petrol.

34. Innovative E95/E92 [Электронный ресурс] / ООО «Азовская нефтяная компания» [Офиц. сайт]. - 2018. - Режим доступа: http://aoc.com.ua/?page_id=675.

35. Hirshfeld, D.S. Refining economics of U.S. gasoline: octane ratings and ethanol content / D.S. Hirshfeld, J. A Kolb, J. E Anderson et al. // Environmental Science and Technology. - 2014. - № 48 (19). - P. 11064-11071.

36. High-octane mid-level ethanol blend market assessment: technical report NREL / C. Johnson, E. Newes, A. Brooker et al. - Colorado, 2015. - 123 p.

37. New technology adoption curves. A case study on delivering E25-capable vehicles to market: report / Fuels Institute, 2017. - 14 p.

38. Silva, R. Effect of additives on the antiknock properties and Reid vapor pressure of gasoline / R. Silva, R. Cataluña, E. W. Menezeset et. al // Fuel. - 2005. - Vol. 84. - Issue 7-8. - P. 951-959.

39. Mirabella R. Exploiting the full GHG reduction potential of biofuels the key for forgotten factor / 8th Annual Global Refining Summit 2014. - 2014.

40. Guidelines for blending and handling motor gasoline containing up to 10 % v/v ethanol: report / B. Engelen, L. Baldini, J. Baro et al. - Brussels: Concawe, 2008. - 25 p.

41. Ethanol as a fuel for road transportation: report / U. Larsen, T. Johansen, J. Schramm. - Denmark, 2009. - 115 p.

42. Options to increase EU biofuels volumes beyond the current blending limits: report / B. Kampman, R. Verbeek, A. Grinsven et al. - Delft, 2013. - 210 p.

43. Eyidogan, M. Impact of alcohol-gasoline fuel blends on the performance and combustion characteristics of an SI engine / M. Eyidogan, A. N. Ozsezen et al. // Fuel. -2010. - Vol. 89. - P. 2713-2720.

44. Suarez-Bertoa, R. Impact of ethanol containing gasoline blends on emissions from a flex-fuel vehicle tested over the Worldwide Harmonized Light duty Test Cycle (WLTC) / R. Suarez-Bertoa, A.A. Zardini, H. Keuken et al. // Fuel. - 2015. - Vol. 143. -P. 173-182.

45. Speth, R.L. Potential environmental and economic benefits of higher-octane gasoline [Электронный ресурс] презентация / R.L. Speth, E.W. Chow, R. Malina et al. -Il. CRC Workshop, 2015. - 24 p. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).

46. Speth, R.L. Economic and environmental benefits of higher-octane gasoline / R.L. Speth, E.W. Chow, R. Malina et. al. // Environmental science and technology. -2014. - Vol. 48. - P. 6561-6568.

47. Determination of the property ranges of mid-level ethanol blends - Final report / Washington D.C.: American Petroleum Institute, 2010. - 107 p.

48. Alleman, T.L. Properties of ethanol fuel blends made with natural gasoline / T.L. Alleman, R.L. McCormicket, J. Yanowitz // Energy Fuels. - 2015. - Vol. 29. - № 8. - P. 5095-5102.

49. Асяев, А.Н. Исследование влияния качества спирта и состава углеводородной фракции на физико-химические и эксплуатационные показатели биоэтанольного топлива Е85 / А.Н. Асяев, В.Е. Емельянов, Е.А. Никитина // Теоретические и прикладные проблемы сервиса. - 2010. - №1 (34). - С. 3-8.

50. Rankovic, N. Understanding octane number evolution for enabling alternative low RON refinery streams and octane boosters as transportation fuels / N. Rankovic, G. Bourhis, M. Loos et al. // Fuel. - 2015. - v. 150 - p. 41-47.

51. Foong, T.M. The octane numbers of ethanol blended with gasoline and its surrogates / T.M. Foong, K.J. Morganti, M.J. Brear et. al. // Fuel. - 2014. - Vol. 115. -P. 727-739.

52. Silva, A.Jr. The research octane numbers of ethanol-containing gasoline surrogates / A.Jr. Silva, J. Hauber, L.R. Cancino et al. // Fuel. - 2019. - Vol. 243. - P. 306-313.

53. Anderson, J.E. High octane number ethanol-gasoline blends: quantifying the potential benefits in the United States / J.E. Anderson, D.M. DiCicco, J.M. Ginder et. al. // Fuel. - 2012. - Vol. 97. - P. 585-594.

54. Ершов, М.А. Исследование биобутанола в качестве высокооктанового компонента автомобильных бензинов: дисс. ... канд. техн. наук / Ершов Михаил Александрович. - М., 2012. - 139 с.

55. Онойченко, С.Н. Применение оксигенатов при производстве перспективных автомобильных бензинов / С.Н. Онойченко. - М.: Техника, 2003. -64 с.

56. Карпов, С.А. Особенности применения оксигенатов в автомобильном топливе: дисс. ... на док. техн. наук / Карпов Сергей Александрович. - Уфа, -2011. - 375 с.

57. French, R. Phase equilibria of ethanol fuel blends / R. French, P. Malone // Fluid Phase Equilibria. - 2005. - Vol. 228-229 - P. 27-40.

58. Andersen, V.F. Vapor pressures of alcohol-gasoline blends / V.F. Andersen, J.E. Anderson, T.J. Wallington et. al. // Energy and fuels. - 2010. - Vol. 24. - P. 36473654.

59. Pumphrey, J.A. Vapour pressure measurements and predictions for alcohol-gasoline blends / J.A. Pumphrey, J.I. Brand, W.A. Scheller // Fuel. - 2000. - Vol. 79. -p. 1405-1411.

60. Effects of gasoline vapour pressure and ethanol content on evaporative emissions from modern cars: report / G. Martini, U. Manfredi, G. Mellios et al. -Luxembourg: Joint EUCAR/JRC/CONCAWE Programme, 2007. - 91 p.

61. McCormick, R.L. Discussion Document - effect of ethanol blending on gasoline RVP // R.L. McCormick, J. Yanowitz // National renewable energy laboratory, 2012. - 10 p.

62. Technical issues associated with the use of intermediate ethanol blends (>E10) in the U.S. legacy fleet: assessment of prior studies: report / R. Bechtold, J.F. Thomas, S.P. Huff. - Tennessee: Oak Ridge National Laboratory, 2007. - 67 p.

63. Fuel ethanol industry guidelines, specifications and procedures report / USA: Renewable Fuels Association, 2018. - 58 p.

64. Gaspar, D.J. Measuring and predicting the vapor pressure of gasoline containing oxygenates / D.J. Gaspar, S.D. Phillips, E. Polikarpov et al. // Fuel. - 2019. -Vol. 243. - P. 630-644.

65. Muzlkova, Z. Volatility and phase stability of petrol blends with ethanol / Z. Muzlkova, M. Pospisil, G. Sebor // Fuel. - 2008. - Vol. 88. - P. 1351-1356.

66. Determination of the potential property ranges of mid-level ethanol blends: final report / Washington DC: American Petroleum Institute, 2010. - 107 p.

67. Neagu M. Bioalcohols - compounds for Reformulated Gasolines. II. Prediction of volatility properties for fuel-alcohols blends / M. Neagu, P. Rosca, R.-E. Dragomir et al. // // Revista de Chimie. - 2010. - Vol. 61. - № 8. - P. 805-808.

68. Anwar, M.M. Comparative study of vapor pressure prediction methods for alcohol-gasoline blends / M.M. Anwar, F.A. Sheikh, H. Kim // Energy and environment focus. - 2013. - Vol. 2. - P. 171-175.

69. Harley, R.A. Relating liquid fuel and headspace vapor composition for California reformulated gasoline samples containing ethanol / R.A. Harley, S.C. Coulter-Burke, T.S. Yeung // Environmental science and technology. - 2000. - Vol. 34. - № 19. - p. 4088-4094.

70. Christensen, E. Renewable oxygenate blending effects on gasoline properties / E. Christensen, J. Yanowitz, M. Ratcliff et al. // Energy and fuels. - 2011. - Vol. 25. - № 10. - P. 4723-4733.

71. Furey, R.L. Volatility characteristics of gasoline-alcohol and gasoline-ether fuel blends / R.L. Furey // SAE Technical Paper. - 1985. - 15 p.

72. The California Reformulated Gasoline Regulations Title 13, California Code of Regulations, Sections 2250-2273.5 [Электронный ресурс] // California Air Resources Board [Офиц. сайт]. - 2018. -https://ww3.arb.ca.gov/fuels/gasoline/082908carfg_regs.pdf.

73. Face gasolines and blends with ethanol: detailed characterization of physical and chemical properties: technical CRC No. AVFL-24 report / W. Cannella -Coordinating Research Council, 2014.

74. Ethanol/petrol blends: volatility characterisation in the range 5-25 vol. % ethanol K. D Rose: final report / K.D Rose, 2009. - 157 p.

75. Volatility and vehicle driveability performance of ethanol/gasoline blends: a literature review: report / R. Stradling, F-J. Antunez Martel, J. Ariztegui et al. - Brussels: Concawe, 2009. - 79 p.

76. Огородников, С.К. Азеотропные смеси: справочник / С.К. Огородников, Т.М. Лестева, В.Б. Коган. - Л.: Химия, 1971. - 848 с.

77. ГОСТ 5066-91. Топлива моторные. Методы определения температуры помутнения, начала кристаллизации и кристаллизации. - М.: Издательство стандартов, 2001. - 10 с.

78. Water Uptake of Ethanol-Gasoline Blends in Humid Environments: report / R.L. McCormick. - National Renewable Energy Laboratory, 2016. - 4 p.

79. Технический регламент Таможенного союза. О безопасности колёсных транспортных средств: ТР ТС 018/2011. - утверждён Решением комиссии таможенного союза от 18 октября 2011 г. № 826. - 2011. - 465 с.

80. Данилов, А.М. Применение присадок в топливах: справочник / А.М. Данилов - СПб.: Химиздат, 2010. - 368 с.

81. Gravalos, I. Performance and emission characteristics of spark ignition engine fuelled with ethanol and methanol gasoline blended fuels / I. Gravalos, D. Moshou, T. Gialamas et al. // Alternative Fuel, 2011. - Ch. 7.

82. Argakiotis, C. The effect of using an ethanol blended fuel on emissions in an SI engine / International Conference on Renewable Energies and Power Quality, 2014. -6 p.

83. Masum, B.M. Effect of ethanol-gasoline blend in NOx emission in SI engine / B.M. Masum, H.H. Masjuki, M. A. Kalam et al. // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2013. - № 24. - P. 209-222.

84. Hilton, B. The effect of E20 ethanol fuel on vehicle emissions / B. Hilton, B. Buddy // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part D Journal of Automobile Engineering. - 2009. - Vol. 23. - Issue 12. - P. 1577-1586.

85. Meta-analysis for an E20/25 technical development study - Task 2: Metaanalysis of E20/25 trial reports and associated data: final report / B. Geringer, J. Spreitzer, M. Mayer et al.: Institute for Powertrains and Automotive Technology, 2014 - 58 p.

86. Intermediate ethanol blends catalyst durability program: fuels technologies program: report / B.H. West, C.S. Sluder, K.E. Knoll et al.: Oak Ridge National laboratory, 2012. - 348 p.

87. Fuel economy study. Comparing and cost of various ethanol blends and standard unleaded gasoline: report / American Coalition for Ethanol, 2005. - 9 p.

88. Effects of intermediate ethanol blends on legacy vehicles and small non-road engines: report / K. Knoll, B.H. West, W. Clark et al.: National Renewable Energy Laboratory, 2009. - 135 p.

89. Use of mid-range ethanol/gasoline blends in unmodified passenger cars and light duty trucks / G. Bonnema, G. Guse, N. Senecal et al.: Minnesota Center for Automotive Research, Minnesota State University, 1999. - 8 p.

90. Fuel economy and emissions of a vehicle equipped with an aftermarket flexible-fuel conversion kit: report / J.F. Thomas, S.P. Huff, B.H. West: Oak Ridge National Laboratory, 2012. - 13 p.

91. Ansari, F.T. Experimental determination of suitable ethanol-gasoline blend for spark ignition engine / F.T. Ansari, A.P. Verma // International Journal of Engineering Research and Technology. - 2012. -Vol. 1. - Issue 5. - P. 1-10.

92. Groysman, A. Corrosion in systems for storage and transportation of petroleum products and biofuels / A. Groysman. - Tel-Aviv: Springer, 2014. - 297 p.

93. A testing based assessment to determine impacts of a 20 % ethanol gasoline fuel blend on the Australian passenger vehicle fleet - 2000hrs material compatibility testing: Market barriers to the uptake of biofuels study: report / USA: Orbital Engine Company, 2003. - 30 p.

94. Intermediate ethanol blends. Infrastructure materials compatibility study: elastomers, metals, and sealants: report / M.D. Kass, T.J. Theiss, C.J. Janke et al. -Tennessee: Oak Ridge National Laboratory, 2011. - 109 p.

95. The effects of E20 on metals used in automotive fuel system components: report / G. Mead, B. Jones, P. Steevens et al. - Minnesota: Minnesota Center for Automotive Research, 2008. - 16 p.

96. E85 fuel ethanol industry guidelines, specifications and procedures: report / USA: Renewable Fuels Association, 2018. - 58 p.

97. Kass, M.D. Compatibility assessment of fuel system elastomers with bio-oil and diesel fuel / M.D. Kass, C.J. Janke, R.M. Connatser et al. // Energy Fuels. - 2016. -Vol. 30. - Issue 8. - P. 6486-6494.

98. Compatibility study for plastic, elastomeric, and metallic fueling, infrastructure materials exposed to aggressive formulations of isobutanol blended gasoline: report / M.D. Kass, C. Janke, S. J Pawel et al. - Tennessee: Oak Ridge National Laboratory, 2013. - 212 p.

99. The effects of E20 on elastomers used in automotive fuel system components / B. Jones, P. Steevens et al. - Minnesota: Minnesota Center for Automotive Research, 2008. - 35 p.

100. Elastomer compatibility to gasoline containing intermediate levels of ethanol: report / M.D. Kass, T. J Theiss, C. Janke et al. - Tennessee: Oak Ridge National Laboratory, 2011. - 14 p.

101. ASTM D 1418-2016. Standard practice for rubber and rubber lattices -Nomenclature / ASTM International, 2016. - 3 p.

102. ГОСТ 28860-90 (ИСО 1629). Каучуки и латексы. Номенклатура. - М.: Издательство стандартов, 1991. - 7 с.

103. Emerson - Technical chemical compatibility of elastomers and metals [Электронный ресурс] Course hero [Интернет-портал]. - 2018. - Режим доступа: https://www.coursehero.com/file/22314895/Emerson/.

104. Precision Polymer Engineering Ltd. A technical guide to elastomer compounds and chemical compatibility. - 2006. - 68 p.

105. J. Walker. Elastomer Engineering Guide. - 2012. - 48 p.

106. Ершов, М.А. Биоэтанол - вопрос открыт / М.А. Ершов, А.Р. Аблаев // The chemical journal. - 2016. -№ 6. - С. 38-41.

107. Аблаев, А.Р. Апрельские тезисы рынка биотоплива [Электронный ресурс]: презентация / А.Р. Аблаев. - Москва, 2019. - 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).

108. Тенденции развития промышленного применения биотехнологий в Российской федерации / Учреждение Российской академии наук Институт биохимии им. А.Н. Баха. - Москва, 2011. - 323 с.

109. Технический регламент Таможенного союза. О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту: ТР ТС 013/2011. - утверждён Решением комиссии таможенного союза от 18 октября 2011 г. № 826. - 2011. - 22 с.

110. ГОСТ 32513-2013. Топлива моторные. Бензин неэтилированный. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2013. - 23 с.

111. ГОСТ Р 52201-2004. Топливо моторное этанольное для автомобильных двигателей с принудительным зажиганием. Бензанолы. Общие технические требования. - М.: Стандартинформ, 2009. - 8 с.

112. ГОСТ Р 54290-2010. Топливный этанол (ED75-ED85) для автомобильных двигателей с принудительным зажиганием. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2011. - 16 с.

113. Федеральный закон № 100-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «О государственном регулировании производства и оборота этилового спирта, алкогольной и спиртсодержащей продукции и об ограничении потребления (распития) алкогольной продукции»: офиц. текст. - М.: Кодекс, 2019

114. ГОСТ Р 53199-2008. Топливо этанольное. Определение этанола методом газовой хроматографии. - М.: Стандартинформ, 2009. - 12 с.

115. ASTM D 5501-14 Standard Test Method for Determination of Ethanol and Methanol Content in Fuels Containing Greater than 20% Ethanol by Gas Chromatography [Text] / ASTM international. - ASTM International, 2012. - 13 p.

116. ASTM E 1064-12. Standard Test Method for Water in Organic Liquids by Coulometric Karl Fischer Titration / ASTM International, 2012. - 5 p.

117. ГОСТ 21261-91. Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания. - М., 1991. - 24 с.

118. СТО 11605031-006-2006. Стандарт организации. Бензины автомобильные. Методы определения защитных свойств. - М.: ОАО «ВНИИ НП», 2006. - 14 с.

119. ГОСТ 9.030-74. Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Резины. Методы испытаний на стойкость в ненапряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред. - М.: Стандартинформ, 2008. - 12 с.

120. ASTM D 5798-14. Standard specification for ethanol fuel blends for flexible-fuel automotive spark-ignition engines / ASTM international, 2014. - 10 p.

121. Resolucao ANP N° 38. De 09 De. - Brazil, 2009. - 4 p.

122. ГОСТ Р 52947-2008. Нефтепродукты. Определение детонационных характеристик моторных топлив. Исследовательский метод. - М.: Стандартинформ, 2008. - 19 с.

123. ГОСТ Р 52946-2008. Нефтепродукты. Определение детонационных характеристик моторных и авиационных топлив. Моторный метод. - М.: Стандартинформ, 2008. - 22 с.

124. ГОСТ Р ЕН 13132-2008. Нефтепродукты жидкие. Бензин неэтилированный. Определение органических кислородсодержащих соединений и общего содержания органически связанного кислорода методом газовой хроматографии с использованием переключающихся колонок. - М.: Стандартинформ, 2009. - 18 с.

125. ГОСТ Р ЕН 13016-1. Нефтепродукты жидкие. Часть 1. Определение давления насыщенных паров, содержащих воздух (ЛБУР). - М.: Стандартинформ, 2008. - 12 с.

126. ГОСТ 2177-99. Нефтепродукты. Методы определения фракционного состава. - Минск.: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1999. - 23 с.

127. ГОСТ Р 53203-2008. Нефтепродукты. Определение серы методом рентгенофлуоресцентной спектрометрии с дисперсией по длине волны. - М.: Стандартинформ, 2009. - 18 с.

128. ГОСТ Р 52714-2007. Бензины автомобильные. Определение индивидуального и группового углеводородного состава методом капиллярной газовой хроматографии. - М.: Стандартинформ, 2007. - 28 с.

129. ГОСТ Р ЕН 237-2008. Нефтепродукты жидкие. Определение малых концентраций свинца методом атомно-абсорбционной спектрометрии. - М.: Стандартинформ, 2008. - 11 с.

130. ГОСТ Р 51925-2002. Бензины. Определение марганца методом атомно-абсорбционной спектроскопии. - М.: Госстандарт, 2002. - 7 с.

131. ГОСТ Р 52530-2006. Бензины автомобильные. Фотоколометрический метод определения железа. - М.: Стандартинформ, 2007. - 8 с.

132. ГОСТ Р 54323-2011. Бензины автомобильные. Определение N-метиланилина методом газовой хроматографии. - М.: Стандартинформ, 2011. - 12 с.

133. Емельянов, В.Е. Производство автомобильных бензинов / В.Е. Емельянов. — М: Техника, ТУМА ГРУПП, 2008. — 192 с.

134. ГОСТ Р 52068-2003. Бензины. Определение стабильности в условиях ускоренного окисления (индукционный период). - М.: Госстандарт России, 2003. -11 с.

135. ГОСТ 1567-97. Нефтепродукты. Бензины автомобильные и топлива авиационные. Метод определения смол выпариванием струёй. - Минск.: Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации, 1997. - 12 с.

136. ГОСТ Р 54276-2010. Вода. Методы определения меди. - М.: Стандартинформ, 2010. - 20 с.

137. ГОСТ 6321-92. Топливо для двигателей. Метод испытания на медной пластинке. - М.: Издательство стандартов, 1992. - 11 с.

138. ASTM D 1613-06. Standard Test Method for Acidity in Volatile Solvents and Chemical Intermediates Used in Paint, Varnish, Lacquer, and Related Products / ASTM International, 2012. - 3 p.

139. ГОСТ Р 54267-2010. Этанол, денатурированный топливный этанол и топливный этанол (Ed75-Ed85). Метод определения рН. - М.: Стандартинформ, 2012. - 12 с.

140. ASTM D 7319-13. Standard Test Method for Determination of Existent and Potential Sulfate and Inorganic Chloride in Fuel Ethanol and Butanol by Direct Injection Suppressed Ion Chromatography / ASTM International, 2013. - 9 p.

141. Капустин, В.М. О роли российских компаний в модернизации нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности / В.М. Капустин, Е.А. Чернышева // Химическая техника. - 2015. - № 8. - с. 5-7.

142. Ершов, М.А. Химмотологические требования к биоэтанольным топливам Е30 и Е85 и перспективы их применения / М.А. Ершов, Е.В. Трифонова, И.Ф. Хабибуллин и др. // Химия и технология топлив и масел. - 2015. - №5. - с. 812.

143. Новак, А.В. Итоги работы Минэнерго России и основные результаты функционирования ТЭК в 2018 году. Задачи на среднесрочную перспективу [Электронный ресурс]: презентация / А.В. Новак. - Москва, 2018. 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).

144. Sarathy, S.M. Alcohol combustion chemistry / S.M. Sarathy, P. OBwald, N. Hansen et al. // Progress in energy and combustion science. - 2014. - Vol. 44. - P. 40102.

145. Емельянов, В.Е. Моторные топлива. Антидетонационные свойства и воспламеняемость / В.Е. Емельянов, В.Н. Скворцов. - М.: Техника, Тума групп, 2006. - 192 с.

146. Pelucchi, M. Improved kinetic model of the low-temperature oxidation of n-heptane / M. Pelucchi, M. Bissoli, C. Cavallotti et al. // Energy and Fuels. - 2014. - Vol. 28. - № 11. - P. 7178-7193.

147. Waqas, M.U. Blending behavior of ethanol with PRF 84 and FACE A gasoline in HCCI combustion Mmode / M.U. Waqas, N. Atef, E. Singh et al. // SAE Technical Paper. - 2017. - 14 p.

148. Haas, F.M. Low and intermediate temperature oxidation of ethanol and ethanol-PRF blends: an experimental and modeling study / F.M. Haas, M. Chaos, F. L. Dryer // Combustion and flame. - 2009. - Vol. 156. - P. 2346-2350.

149. Waluyo, B. The role of molecule cluster on the azeotrope and boiling points of isooctane-ethanol blend / B. Waluyo, I.N.G. Wardana, L. Yuliati et al. // Fuel. - 2018.

- Vol. 215. - P. 178-186.

150. Suarta, M. The role of molecule clustering by hydrogen bond in hydrous ethanol on laminar burning velocity / M. Suarta, I.N.G. Wardana, N. Hamidi et al. // Journal of combustion. - 2016. - 9 p.

151. Shephard, J.J. Microstructures of negative and positive azeotropes / J.J. Shephard, S. K. Callear, S. Imberti et al. // Physical chemistry chemical physics. - 2016.

- Issue 18. - P. 19227-19235.

152. Andersen, V.F. Distillation сшг-ves for alcohol-gasoline blends / V.F. Andersen, J.E. Anderson, T. J. Wallington et al. // Energy Fuels. - 2010. - Vol. 24. -Issue 4. - P. 2683-2691.

153. Леонтьева, С.А. Научные основы и методология хроматографического определения физико-химических и эксплуатационных свойств топлив и смазочных материалов: дисс. ... на док.. хим. наук / Леонтьева Светлана Александровна. - М., 1988. - 352 с.

154. Юрченко, А.Е. Вторичные материальные ресурсы пищевой промышленности: Справочник. — М.: «Экономика», 1984. — 327 с.

155. Антология комплексной переработки зерна на спирт, глютен, крахмальную патоку, кормовые дрожжи. Производство водки [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.sergey-osetrov.narod.ru/.

156. ГОСТ 33872-2016. Биоэтанол топливный денатурированный. Технические условия. - М.: Стандартинформ, 2017. - 15 с.

157. Gina, M. Heat of vaporization measurements for ethanol blends up to 50 volume percent in several hydrocarbon blendstocks and implications for knock in SI engines / M. Gina, E. Christensen, L. Fouts et al. // SAE Technical Paper. - 2015. - 13 p.

158. Platts European marketscan [Электронный ресурс] // S&P Global Platts. -2019. - Vol .51. - Issue 64. - 22 p.

159. Сбор зерна снова превысил 100 млн тонн. Рост уровня агротехнологий помог аграриям преодолеть проблемы с погодой [Электронный ресурс] // Агроинвестор [Интернет-портал]. - 2019. - Режим доступа: https://www.agroinvestor.ru/analytics/article/30666-neurozhaya-ne-poluchilos-valovoy-sbor-zerna-opyat-prevysil-100-mln-tonn/.

160. Рекордный урожай зерновых в России способствует увеличению мирового производства пшеницы [Электронный ресурс] // Агропромышленный портал Agro2b [Интернет-портал]. - 2019. - Режим доступа: http://www.agro2b.ru/ru/analytics/51666-itogi-goda-2018-rynok-zerna.html.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ОБРАЗЦАМ БИОЭТАНОЛЬНЫХ ТОПЛИВ Е30 И Е85

Москва, 2015 г.

- основные требования к физико-химическим и эксплуатационным характеристикам биоэтанольного топлива Е85, установленные в СЕН/ТС 15293:2011.

4.3. Методы оценки физико-химических и эксплуатационных характеристик экспериментального образца биоэтанольного топлива Е30 указаны в таблице 1.

4.4. Методы оценки физико-химических и эксплуатационных характеристик экспериментального образца биоэтанольного топлива Е85 указаны в таблице 2.

Таблица 1 - Требования к экспериментальным образцам биоэтанольного топлива Е30

Наименование показателя Значение показателя Методы испытаний

1 Октановое число, не менее - по исследовательскому методу - по моторному методу 95,0 85,0 По ГОСТ Р 52947 По ГОСТ Р 52946

2 Внешний вид Чистый, прозрачный Визуальная проверка

3 Плотность при температуре 15 °С, кг/м3 в пределах 720,0-775,0 По ГОСТ Р 51069

4 Объемная доля этилового спирта, %, в пределах 20,0-40,0 По ГОСТ Р 531991-1

5 Объемная доля метилового спирта, %, не более 0,5

6 Массовая доля кислорода, %, не более21 15,0 По ГОСТРЕН 13132

7 Объемная доля углеводородов, %, не более: - олефиновых - ароматических 10,0 20,0 По ГОСТ Р 52714 (метод Б)

8 Объемная доля бензола, %, не более 1,0

9 Объемная доля монометиланилина %, не более 1,0 По ГОСТ Р 54323

10 Массовая доля серы, мг/кг, не более 10 По ГОСТ Р 53203

11 Концентрация железа, мг/дм3, не более отсутствие По ГОСТ Р 52530

12 Концентрация марганца, мг/дм3, не более отсутствие По ГОСТ Р 51925

13 Концентрация свинца, мг/дм3, не более отсутствие По ГОСТРЕН 237

14 Давление насыщенных паров (ДНП). кПа. в 3) пределах 35.0- 100.0 По ГОСТРЕН 13016-1

15 Фракционный состав^: объемная доля испарившегося топлива. %, при температуре: 70 °С (И70), в пределах 150 °С (И 150), не менее конец кипения,°С, не выше объемная доля остатка в колбе, %, не более 15,0 - 52,03' 75,03) 215,0 2,0 По ГОСТ 2177

16 Индукционный период, мин. не менее 360 По ГОСТ Р 52068

17 Массовая концентрация смол, мг/Ю0см3, не более -непромытых растворителем -промытых растворителем 20 5 По ГОСТ 1567

18 Массовая концентрация меди, мг/л, не более 0,07 По ГОСТ Р 54276

19 Массовая концентрация кислот (в пересчете на уксусную кислоту СНзСООН), % (мг/л), не более 0,005(40) По АСТМ Д 1613

20 Концентрация водородных ионов, рНе. в пределах 6,5-9,0 По ГОСТ Р 54267

21 Массовая концентрация неорганических хлоридов, мг/кг, не более 1,0 По ГОСТ Р 54277 или по АСТМ Д 7319 или по ГОСТ Р 54287 или по АСТМ д 7328

22 Коррозионное воздействие на медную пластинку, единицы по шкале (Зч при 50 °С) Класс 1 По ГОСТ 6321

23 Степень коррозии стального стержня, баллы, не более 1 СТО 11605031-006-2006

24 Температура помутнения, °С, не выше -30 ГОСТ 5066

25 Массовая доля воды, %, не более Не нормируется, определение обязательно АСТМ Е 1064

26 Удельная низшая теплота сгорания. МДж/л, не ниже ГОСТ 21261

Примечания: 1. Определение показателей «объёмная доля этилового спирта» и «объемная доля метилового спирта» осуществляется по ГОСТ Р 53199 с учетом требований стандарта АСТМ 5501 в редакции не ранее 2012 года, позволяющих проводить определение данных показателей в топливе, содержащем не менее 20% об. биоэтанола. 2. Учитывает возможное присутствие прочих оксигенатов (одноатомных спиртов и эфиров). 3. Нормы по испаряемости приведены без разделения на климатические классы, которые будут установлены после проведения исследований.

АКТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ БИОЭТАНОЛЬНОГО

ТОПЛИВА Е30

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «Миранда»,

З.А. Бардав

..........

АКТ

изготовления опытного образца ЕЗО-1 биоэтанольного топлива ЕЗО Соглашение от «05» июня 2014 г. № 14.579.21.0027 Шифр заявки «2014-14-579-0005-068»

«10» ОКО^Р 2015г. г.Владикавказ

Комиссия, назначенная приказом №127 от «05» июня 2014г., в составе:

председателя и членов комиссии

И.Н. Кулумбегов К.М. Льянов З.Ш. Маргиев

зам. ген. директора по производству технического директора нач. ОМТСиСб

составила настоящий акт о нижеследующем.

1. Комиссии предъявлены:

1.1. Опытный образец биоэтанольного топлива ЕЗО-1 (далее - объект испытаний) в объёме 20 л;

1.2 Технические требования к экспериментальным образцам биоэтанольных топлив ЕЗО и Е85;

1.3 Программа и методики предварительных испытаний экспериментальных образцов ЕЗО и Е85.

2. В результате проверки установлено:

2.1. Объект испытаний изготовлен ООО «Миранда» в период с Q^iqc/QWISr. по «/£?» QdZietyfi 20/Jf"г. в соответствии с техническими требованиями к экспериментальным образцам биоэтанольных топлив ЕЗО и Е85, и опытный образец E30-I пригоден для проведения испытаний.

3. Вывод

Объект испытаний - опытный образец E30-I приго^е^для прове$£кия предварительных испытаний.

Председатель комиссии Члены комиссии

И.Н. Кулумбегов К.М. Льянов З.Ш. Маргиев

«ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГЛАМЕНТ ПОЛУЧЕНИЯ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ

БИОЭТАНОЛЬНЫХ ТОПЛИВ Е30 и Е85»

Москва 2015