Все новости

Этанол и бензино-этанольные топлива

Несмотря на более высокую стоимость по сравнению с метиловым спиртом, этанол используется в качестве моторного топлива в значительно больших объемах чем метанол. Это обстоятельство обусловлено такими преимуществами этанола:

- более высокая теплотворная способность - на 35% выше таковой для метанола;
- лучшая растворимость в бензине;
- меньшая коррозионная агрессивность по отношению к резинотехническим изделиям и металлам;
- значительно меньшая токсичность;
- бензины, содержащие этанол, характеризуются лучшими антидетонационными свойствами.

Генри Форд был первым, кто начал использовать этанола в качестве моторного топлива, который в 1880 г. создал первый автомобиль, работавший на этаноле. В 1902 г. на конкурсе в Париже были выставлены более 70 карбюраторных двигателей, работающих на этаноле и смесях этанола с бензином.

Однако широкое применение этанола в качестве горючего началось в 70-х и особенно в 80 — 90-е гг. прошлого столетия, что было обусловлено нефтяными кризисами.

Этанол получают такими способами:

- методом прямой или сернокислотной гидратации этилена – синтетический этанол;
- гидролизом непищевого растительного сырья - гидролизный этанол;
- ферментативной переработкой пищевого растительного сырья - пищевой этанол.

При производстве этанола методом прямой гидратации этилена используются фосфорнокислотные катализаторы на твердом носителе; процесс протекает при температуре 260 — 280 °С и давлении 7 — 8 МПа.

Сбраживанием продуктов гидролиза древесины получают гидролизный этанол. Необходимые для сбраживания сахара получают гидролизом древесного сырья - опилки, щепа и другие отходы деревообработки. Целлюлозу, содержащую полисахариды, обрабатывают 0,5%-ным раствором серной кислоты при 180 °С и 1 - 1,5 МПа, что приводит к образованию глюкозы, которую затем подвергают спиртовому брожению.

При получении этанола из пищевого сырья используются такие растительные продукты, как зерно, картофель, сахарный тростник, кукуруза и др., содержащие крахмал или углеводы. Сущность метода заключается в сбраживании этих продуктов при помощи бактерий, перерабатывающих углеводы в этанол.
Синтетический этанол является наиболее дешевым продуктом по сравнению с этиловым спиртом, полученным другими процессами.

Чистый этанол используется в качестве моторного топлива в сравнительно небольших объемах, широко применяются различные смеси бензина с этанолом.

Наиболее широко этанол в качестве моторного топлива используется в Бразилии. Более 90% автомобилей в Бразилии используют моторное топливо, содержащее этанол.

Новая топливная система – FFV (flexible fuel vechicle - автомобиль с гибкой топливной системой использует бензино-этанольное топливо Е 85 (85% этанола и 15% бензина. Автомобили с FFV обладают такими характеристиками:

- они имеют единый топливный бак для любого вида горючего и систему автоматической перенастройки и поддержания необходимого соотношения топливо-воздух в зависимости от состава топлива;
- резинотехнические изделия являются устойчивыми по отношению к спирту и бензину;
- хорошие энергетические характеристики;
- используют каталитические нейтрализаторы отработавших газов.

Трансатлантический концерн “General Motors” в 1993 г. выпустил 320 автомобилей Chevrolet LuminaVariable Fuel Vechicles (VFS).

В 1994 г. компания Ford построила несколько автомобилей, использующих топливо Е 85, Taurus FFV.
В 2002 г. компания Daimler Chrysler продала миллионный автомобиль, использующий в качестве топлива Е 85.

Исследования, проведенные в Канаде, показали, что использование топлива Е 85 позволяет снизить выбросы газов, вызывающих парниковый эффект, на 37% (для Е 10 только на 4%). Содержание токсичных веществ в отработавших газах снижается: оксида углерода на 25 – 39%, оксидов азота на 30%, канцерогенных ароматических углеводородов на 50%, летучих органических соединений на 30%.
В Швеции с применением этанолсодержащих топлив эксплуатируют 100 грузовых автомобилей, работающих в тяжелых условиях, 600 легковых автомобилей и 300 автобусов.

Главным препятствием широкого использования этанолсодержащих топлив для автомобилей является высокая стоимость этанола - вдвое превышающая стоимость.