Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Получены данные по некаталитической переэтерификации при температурах от 623 до 653 К, при давлении 30 МПа и при исходных мольных соотношениях «этиловый спирт : рапсовое масло» 6:1 – 18:1 длительностью 30 минут. Повышение спиртовой компоненты в смеси приводит к увеличению выхода эфиров жирных кислот. С увеличением длительности реакции, повышением температуры процесса и мольного соотношения исходных реагентов коэффициенты кинематической вязкости снижаются. Полученные экспериментальные данные по плотности описаны с помощью языка программирования Python и имеют высокую сходимость (R2>0,99). Получены данные по каталитической переэтерификации рапсового масла в среде этанола при м.с. «спирт/масло» 18:1 при давлении Р=20 МПа и температуре Т=608, 623 К длительностью 30 мин с гранулированным Al2O3. Основное содержание эфирной структуры отдано этилолеату, как жирной кислоте, представленной в наибольшем количестве исходного рапсового масла. Из представленных данных видно, что гетерогенный катализ в лице Al2O3 дает прирост концентрации этиловых эфиров жирных кислот (ЭЭЖК) в продукте реакции до 3,4 %. Для определения оптимальных условий проведена реакция переэтерификации при следующих условиях: для некаталитической реакции T=607 К, Р=30 МПа, м.с. спирт/рапсовое масло – 25:1, продолжительностью 36 мин; для реакции с Al2O3 при T=547 К, Р=18 МПа, м.с. спирт/рапсовое масло – 25:1, при количестве катализатора 2,5 % масс от исходной смеси, продолжительностью 25 мин. Для некаталитической реакции количество ЭЭЖК в продукте реакции составляет около 90 %, что вызвано снижением получаемого этилолеата по сравнению с ее содержанием в образцах, полученных при использовании катализаторов. Это результат термического разложения данного эфира при СКФ условиях проведения реакции. В результате разложения обнаружены соединения алканов, олефинов, альдегидов и эфиров жирных кислот с меньшим молекулярным весом. При этом термическое разложение не наблюдается у этиловых эфиров насыщенных жирных кислот (пальмитиновой, стеариновой и др.), ввиду еще более высоких температур разложения для этих эфиров. Низкий выход эфиров для каталитической реакции обусловлен низкими параметрами состояния проведения реакции. Для повышения количества и качества биодизеля в продукте реакции произведено извлечения компонентов получаемого продукта на центрифуге с охлаждением марки Hanil Scientific Smart 17 Plus (Южная Корея) с целью извлечения непрореагировавших триглицеридов и насыщенных этилпальмитата и этилстеарата. В итоге исходный биодизель был разделен на две фракции: загустевший осадок в виде белых кристаллов и жидкую фракцию. Образцы биодизеля после разделения имеют значения кинематической вязкости равной и даже ниже 5,0 мм2/с и удовлетворяют требованиям стандартов. Наблюдается снижение количества непрореагировавших триглицеридов и этилпальмитата и этилстеарата у очищенного биодизельного топлива. При этом растет концентрация этилолеата. Ее количество вместе с другими основными ЭЭЖК для каталитической реакции превышает 96,5 % масс, что, соответствует стандарту EN14214. Результаты неразделенного осадка показывают наличие высокого процента содержания этилпальмитата и этилстеарата, а также непрореагировавших триглицеридов относительно массового содержания смеси. Температура вспышки, кислотное и цетановое числа образцов биодизельного топлива, полученных из рапсового масла соответствует стандартам. Получены кривые фазового равновесия для бинарной смеси этилолеата с этаном и фреоном R404A и критические точки. Смена экстрагента с этана на фреон снижает критическое давление с Р=9,56 МПа до Р=7,94 МПа, но при этом возрастает критическая температура с 323,45 до 358,5 К. Получены кривые фазового равновесия для бинарной смеси этилпальмитата с СО2, этаном и фреоном R404A. По результатам исследований фазового равновесия бинарной системы «этилпальмитат-CO2» определены критические точки: Т=313,15 К, Р=10,99 МПа. По результатам исследований фазового равновесия бинарной системы этилпальмитат – фреон R404A определена критическая точка: Т=355,4 К, Р=7,94 МПа. Для бинарной системы этилолеат – этилен определена критическая точка (Т=302,35 К, Р=11,98 МПа). Системы, где использованы фреон R404A и этилен обладают новизной. Исследована растворимость системы СО2 + этилолеат при температуре Т=314,15 К в диапазоне давлений от 12 до 19 МПа с расходом СО2 0,5 мл/мин и объемном заполнении реактора 3 %. Определено, что изменение массы экстракта этилолеата возрастает вблизи Ркр=14,2 МПа. В температурном диапазоне Т=298-313 К вершины бинодалей для соответствующих температур определяют значения критического давления, изменяющиеся в интервале от ~14,2 до ~15 МПа. Максимальный выход экстракта составил 0,448 г, что в процентном отношении относительно исходной массы смеси составляет 20,38 % и был получен при давлении Р=15 МПа и Т=313,15 К. Получены результаты осуществления сверхкритического флюидного экстракционного (СКФЭ) процесса с диоксидом углерода в качестве экстрагента, применительно к смеси «этилолеат + этилпальмитат» в массовом соотношении 1:1 при Т=313,15 К, τ=24-30 мин, в диапазоне Р=(12,5 – 20) МПа, при расходе СО2 1 мл/мин и 50 % заполнении экстрактора. В температурном диапазоне Т=(313 – 333) К вершины бинодалей определяют значения критического давления, изменяющиеся в интервале от ~11 до ~16,5 МПа. Максимальный выход экстракта был получен при Р=12,5 МПа и Т=313,15 К и составил m=0,4875 г, что в процентном отношении относительно исходной массы смеси составил ∆m=14,1 %. Получены результаты осуществления СКФЭ процесса с этаном в качестве экстрагента, применительно к смеси «этилолеат + этилпальмитат» в массовом соотношении 1:1 при Т=313,15 К, τ=32 мин, в диапазоне Р=(9 – 12) МПа, при расходе СО2 1 мл/мин и 50 % заполнении экстрактора. В температурном диапазоне (313 – 343) К вершины бинодалей для соответствующих температур определяют значения критического давления, изменяющиеся в интервале от ~9 до ~12 МПа. Максимальный выход экстракта был получен при давлении 10,5 МПа и Т=313,15 К и составил m=0,5022 г, что в процентном отношении относительно исходной массы смеси составил ∆m=14,5 %. Для образца экстракта, полученного при Т=313,15 К, τ=32 мин, Р=12,5 МПа применительно к смеси «этилолеат + этилпальмитат» в массовом соотношении 1:1 заметен существенный выход этилпальмитата как целевого продукта. Получены значения изобарной теплоемкости рыбьего жира в зависимости от температуры и давления в диапазоне температур от 298,15 до 473,15 К и при давлениях от 0,098 до 39,2 МПа и аппроксимированы уравнением полиномиального вида. При атмосферном давлении отклонения между рассчитанными по корреляционному уравнению (2) и текущие измеренные данные CP (Р,T) находятся в пределах AAD = 0,22 % (среднеквадратичное отклонение St. Dev = 0,28 %).