Производство биодизельного топлива

которой, как  показывают испытания, достигается  увеличение срока службы

самого двигателя  и топливного насоса в среднем  на 60%. Важно отметить,

что нет необходимости  модернизировать двигатель.

Высокая температура  воспламенения. Точка воспламенения  для биодизеля

превышает 150°С, что делает биогорючее сравнительно безопасным

веществом.

Побочный  продукт производства - глицерин. Его  можно использовать по

многим направлениям. Очищенный глицерин используют для  производства

технических моющих средств (например, мыла). После  глубокой очистки

получают  фармакологический глицерин, тонна  которого на рынке стоит

порядка 1 тыс. евро. При добавлении фосфорной кислоты  к глицерину можно

получить  фосфорные удобрения.

Недостатки

В холодное время года необходимо подогревать  топливо, идущее из

топливного  бака в топливный насос или  применять смеси 20 % биодизеля

80 % солярки  марка В20.

Ресурсы для производства биодизельного топлива

Европа  демонстрирует пример стремительного развития этого направления.

США планируют в 2012 году производить  до 20 млн. т жидкого биотоплива.

Преимуществами  биодизеля над традиционным дизельным топливом

являются  его быстрое биологическое расщепление (за 21 день на 98%, в то

время как дизельное топливо — лишь на 72%), низкий уровень эмиссий

вредных газов. Энергетические свойства биодизеля характеризуются

меньшей (на 12%) температурой сгорания, сниженной  на 13% подачей

воздуха и увеличенным (на 4–5%) расходом топлива.

При определении перспектив развития возобновляемых источников энергии

в Украине  необходимо подчеркнуть высокий  потенциал жидкого биотоплива

как продукта переработки сельскохозяйственной продукции. Применение

биодизеля в агропромышленном производстве и сельской местности

позволяет в комплексе решать проблемы обеспечения  энергоресурсами,

дефицитными белковыми шротами, калийно-фосфорными удобрениями и

другими продуктами. Важное применение находит  Биодизель в городском

хозяйстве — на транспорте.

Развитие  производства биодизельного топлива представляет для Украины

важный  приоритет в связи с перспективами:

развития  сырьевой базы — площади выращивания  рапса могут быть

увеличены в 10–15 раз;

создание  в больших городах парка экологически безопасного транспорта.

Экономическая эффективность жидкого биотоплива в условиях нашей

страны  требует комплексного учета всех прямых и побочных продуктов при

его производстве. Расчеты, проведенные НАУ, свидетельствуют, что завод по

производству  дизельного биотоплива мощностью до 1500 т/год может

окупиться за 2 года.

Наличие небольшого регионального завода по производству рапсового масла

и биодизельного топлива мощностью до 1500 т/год повышает стабильность

снабжения хозяйств энергетическими ресурсами, переводит часть

сельскохозяйственной  продукции в сферу энергетического  использования.

Проект  такого завода (табл. 3) разработан совместными  усилиями

специалистов  Национального аграрного университета и Института

сельскохозяйственных  машин (г. Прага).

ТАБЛИЦА 3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕОБХОДИМОСТИ

КОЛИЧЕСТВА  СЫРЬЯ ДЛЯ ЗАВОДА ПО

ПРОИЗВОДСТВУ  БИОДИЗЕЛЯ МОЩНОСТЬЮ 1000/1500 Т/ГОД

Сырье, тонн

Рапсовое  масло 1100 1650

Метанол 165 248

КОН 18 27

В настоящее  время у наших близких государств-соседей, за исключением

Молдовы, не только интенсивно выращивается рапс, но и имеются заводы по

изготовлению  биодизеля (рис. 1).

Рисунок 1. Соседние с Украиной страны, в которых изготовляют

биодизельное топливо.

Учитывая  тенденцию постоянного роста  цен на рапс на рынке Украины (рис.

2), можно прогнозировать прибыль  с каждой его тонны на уровне  — 255–631

грн/т.

Расчеты свидетельствуют (рис. 3), что при  затратах на выращивание рапса на

уровне 569–895 грн/т, себестоимость биодизельного топлива составит 1,67–

2,31 грн/кг, что практически ниже рыночной стоимости традиционного

дизельного  топлива в Украине.

Рисунок 2. Динамика изменения цен на

семена  рапса в 2003−2006 гг. (2006 г. —

прогноз.)

Рисунок 3. Зависимость себестоимости

рапсового масла (См) и биодизельного

топлива (Сб) от затрат на выращивание

рапса.

В зависимости  от технологии, оборудования и производственной мощности

завода  себестоимость получения масла  из семян рапса находится в  пределах

580–760 грн/т, а себестоимость биодизельного топлива (РМЕ) из масла —

650–520 грн/т.

В связи  с этим реализация рапсового масла  себестоимостью 1,15–1,66 грн/кг

и РМЕ  себестоимостью 1,67–2,31 грн./кг является прибыльной и

высокорентабельной. Структура себестоимости биодизельного топлива

приведена на рис. 4.

Рисунок 4. Структура затрат при производстве биодизельного топлива.

Важное  конкурентное преимущество такого завода — многовекторность его

продукции (семена рапса, высокобелковой жмых, комбикорм, биодизельное

топливо, глицерин, солома и т.д.), которую  можно реализовать или

использовать  для собственных потребностей в  зависимости от конъюнктуры

внутреннего рынка. Реальным является и экспорт  готовой продукции или

сырья.

Лидерами  в выращивании рапса, изготовлении биодизеля, производстве

средств механизации и технологического оборудования считаются аграрии  и

машиностроители Германии, Чешской Республики и других стран Западной

Европы. Их представители заверяют, что в  случае заинтересованности со

стороны предпринимателей в Украине они  могут за 6–8 месяцев оснастить  и

наладить  на эксплуатационный режим несколько  заводов по производству

биотоплива.

Однако  отечественные специалисты, ознакомившись  с техническим

оснащением  всего процесса и его рыночной конъюнктурой, приходят к

выводу, что на международном рынке стоимость  оборудования завышается в

2–4  раза (табл. 4). Аналогичное оборудование  изготовляют на украинских

промышленных  предприятиях по более низким ценам.

ТАБЛИЦА 4. СРАВНЕНИЕ СТОИМОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ ЗАВОДА

ИМПОРТНОЙ И ОТЕЧЕСТВЕННОЙ КОМПЛЕКТАЦИИ

Стоимость оборудования, тыс. грн.

Происхождение цеха

оборудования завода

масла комбикорма биотоплива

Импортное 10986 2868 4158 3960

Отечественное 2995 775 1120 1100

Переплата 7991 2093 3038 2860

Соотношение стоимости в 3,7

раза

в 3,7

раза в 3,7 раза в 3,6 раза

Применение импортного оборудования не повышает качество биодизельного

топлива, хотя существенно увеличивает  его себестоимость. Поэтому более

целесообразным может быть решение  о комплектации завода

преимущественно отечественным оборудованием. Это не исключает

применения отдельных оригинальных аппаратов и оборудования импортного

производства, которые необходимы в технологии.

Для локализации негативного влияния  сезонных колебаний цен на

традиционное дизельное топливо  в агропромышленном производстве в

Украине необходимо построить сеть региональных заводов для производства

биодизеля.

РАСЧЕТ СЕБЕСТОИМОСТИ БИОДИЗЕЛЯ

при производстве 24000 литров в сутки

Исходный продукт:

масло, подсолнечное, рапсовое, соевое, пальмовое, хлопковое,

льняное, кокосовое, кукурузное, горчичное, арахисовое, касторовое,

конопляное, кунжутное, животные жиры, некондиционные и

отработанные масла

Цена закупки: 3,00 грн./кг

Конечные продукты: глицерин (95%),

цена __________реализации 5,00 грн./л

Режим работы: круглосуточный. Фактическое  время работы – 24

часа в сутки. Количество работников для обслуживания линии:

3 человека (посменно 1 работник/8часов  (автоматическая линия).

Зарплата рабочим в сутки: 240 грн

Масло + Хим. реактивы на 1000 литров:

(Масло – 1000л) + (Метанол –  170л) + (Щелочь – 5кг) = 3125

грн

Стоимость электроэнергии. Цена электроэнергии: 0,50 грн/кВт

Стоимость электроэнергии в сутки:

(30 кВт на 1000 литров) 30кВт х 0,5 грн. x 24 = 360 грн

Затраты на 24000 литров:

Зарплата: 240 грн

Электроэнергия: 360 грн

Сырье: 3125*24 = 75000 грн

Итого затрат на 24000

литров: 75600 грн

Выручка от реализации глицерина:

Глицерин (11%) 5 х 3088,8 = 15444 грн

Выход биодизеля в сутки:

24991,2 литров

Себестоимость 1 литра биодизеля при закупке масла

3грн/кг: (75600 – 15444)/24991,2 = 2,4

грн.

При закупке некондиционного масла

2грн/кг: 1,7 грн

Снижение себестоимости продукции

Снижение стоимости сырья

(стоимость рафинированного масла  больше стоимости нерафинированного

масла на 20-25 %)

Упрощение технологической схемы  и снижение эксплуатационных расходов

Пути снижения себестоимости

Изменение технологии

Замена щелочного катализатора на кислотный

Повышение температуры процесса

Организация локального избытка спирта в зоне реакции

Ожидаемые преимущества

Снижение требований к качеству исходного сырья (использование

нерафинированного масла)

Упрощение стадии сепарации и исключение процесса отмывки мыла

Снижение количества технологического оборудования

Повышение скорости процесса

Исключение стадий отпарки спиртов

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Исходная смесь

Масло

Спирт

Катализатор

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Реакционная смесь

Эфиры

Спирт

Глицерин

Примеси

Схема производства биодизеля по предлагаемой технологии

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА:

І ЭТАП - ОЧИСТКА МАСЛА..

Для очистки масел и жиров  используется высокоэффективная, низко

затратная, технология с применением  экологически чистого абсорбента

“Фосфолисорб”, производства ДП ”ХИМТЕХИНВЕСТ”. На этом этапе

масло(жир), отфильтрованное от примесей, подается к реактору-

нейтрализатору и нагревается  к температуре 60 0С, смешивается с

абсорбентом “Фосфолисорб”, а тогда с раствором луга. Длительность

этого этапа около 2-х часов. В  дальнейшем раствор из реактора-

нейтрализатора вытекает в седиментационную емкость, где отстаивается в

течение 3-4-х часов, к оседанию соапстоку. Соапсток отбирается в

отдельную емкость, а очищенное  масло(жир) перекачивается в реактор-

этерификатор.

ІІ ЭТАП - ТРАНСЕТЕРИФИКАЦИЯ МАСЛА (ЖИРУ).

На этом этапе очищенное масло(жир), нагревается в реакторе -

этерификаторе к температуре 55 0С. В это время в Смесителе катализатора

готовится спиртной раствор луга. В дальнейшем этот раствор подается к

Реактору, где в течение 50-60 минут  смешивается маслом (жиром).

Длительность этого этапа от 1 до 2 часов. По окончании смешивания

раствор перекачивается в седиментационную емкость, где отстаивается в

течение 16-20 часов, к оседанию фракции  глицерина. Фракция глицерина

отбирается в отдельную емкость, а дизельное биотопливо перекачивается в

Вакуумный испаритель.

ІІІ ЭТАП - ОЧИСТКА ДИЗЕЛЬНОГО БИОТОПЛИВА.

В Вакуумном испарителе дизельное  биотопливо в течение 2-х часов

очищается от остатков метилового спирта и через шлифующие фильтры

перекачивается в емкость для  хранения. Технология производства

биодизеля показана на схеме:

СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОДИЗЕЛЯ:

1.Масмло/Жир - 1000л/цикл

2.Метиловый спирт - 160-200л/цикл

3. Катализатор-гидрат окиси калию  - 10кг/цикл.

Сырьем для производства биодизеля могут быть любые растительные масла,

подсолнечная, соевая, горчичная и  другие, как свежеприготовленные, так  и

отработанные, а также животные жиры. ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ: Метиловый

спирт представляется взрывоопасным  и ядовитым веществом, потому при

работе с ним необходимо придерживаться правил хранения и использования.

Гидрат окиси калию (натрию) представляется агрессивным химическим

веществом, потому при работе с  ним необходимо придерживаться правил

хранения и использования.

ПРОДУКТЫ ПРОИЗВОДСТВА:

1.Биодизель - 950л/цикл

2.Гліцерин - 210-250л/цикл

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ.

Производство дизельного биотоплива может быть экономически выгодным

и значительно уменьшить расходы  предприятия на приобретение топливных

материалов. Все зависит от стоимости  или себестоимости сырья(масло,

семена масличных культур, животные жиры), что используются для

производства.

В своих расчетах принимаем, что  стоимость семян масличных составляет

1100грн/т, стоимость макухи –  600грн/т, а выход масла из  семян составляет

34%.

Высчитаем себестоимость 1л масла: Из 1т семян получим 340кг или 390л

масла. 1100грн(стоимость семян) - 400грн(стоимость макухи)= 700грн

800грн : 390л = 1,8грн/л

Прибавим 0,15грн/л - расходы на электроэнергию и оплату труда и получим

себестоимость масла - 1,95грн/л.

Стоимость компонентов для получения 1л биодизеля составляет 0,5грн.

Расходы на электроэнергию и оплату труда – 0,05грн/л.

Таким образом, себестоимость биодизеля без учета амортизационных

начислений будет составлять 1,95+0,5+0,05=2,5грн/л.

При стоимости семян 1200грн/т –  себестоимость биодизеля – 2,75грн/л

При стоимости семян 1300грн/т –  себестоимость биодизеля – 3,0грн/л

Значительно лучшие экономические  показатели мы получим, если для

производства дизельного биотоплива будет использоваться отработанное

масло или отходы животных жиров. В  этом случае себестоимость дизельного

биотоплива может составлять 2-2,2грн/л. А такое сырье можно найти в

каждом регионе Украины.

При годовом производстве 300т биодизеля экономический эффект может