ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ ПАЛИВА ДЛЯ СУДНОПЛАВСТВА, ОТРИМАНОГО З ВТОРИННОЇ ПОЛІМЕРНОЇ СИРОВИНИ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2023.1.04Ключові слова:
морське паливо, фракції, полімерна сировина, каталізатор, піроліз, цетановий індекс, кінематична в’язкість, сірка, елементний склад, теплота сгоряння, шкідливі викидиАнотація
В статті обґрунтовано необхідність визначення експлуатаційних властивостей палива для судноплавства, отриманого з вторинної поліолефінової (HDPE та РР) сировини шляхом каталітичного піролізу. Оцінювати експлуатаційні властивості палива для судноплавства – marine gasoil (MGO) пропонується за значенням цетанового індексу (ЦІ, од.), співвідношення Н:С, робочої теплоти згоряння (Q, МДж/кг). З огляду на запропоновану нами схему каталітичного піролізу полімерної сировини, яка складається з двох стадій (І стадія – протікання реакцій на суміші (1:1) цеолітвмісних каталізаторів Zn-H-ZSM-5/Fe-H-ZSM-5; ІІ стадія – протікання реакцій на каталізаторі Ni-H-ZSM-5), виникає необхідність визначати наведені вище показники якості продуктів реакції (фракцій з межами википання п.к.-360(380) °С) після кожної стадії процесу. Також додатково нами були визначені показники якості і для фракцій, отриманих на промисловому каталізаторі H-ZSM-5. Запропонована програма досліджень, з одного боку, дозволяє визначити ефективність процесу піролізу з обраними каталізаторами у порівнянні з промисловою технологією, з іншого – дозволить корегувати процес в напрямку отримання кінцевого продукту рівня якості, який відповідає вимогам до MGO, представленим в ISO 8217:2017. Проведені дослідження показали, що за величиною ЦІ (48–50 од.) та ν 40 (2,8–3,1 мм²/с) фракції з межами википання 180–360(380) °С, які отримані піролізом полімерної сировини по запропонованій нами двохстадійній технології (на каталізаторах Zn-H-ZSM-5/Fe-H-ZSM-5, Ni-H-ZSM-5) можна віднести до марок дистилятних морських палив DMA, DFA, DMZ, DFZ (ISO 8217:2017). Дані фракції також характеризується високим співвідношенням Н:С (для HDPE – 1,62; для РР – 1,64) та робочою теплотою згоряння (для HDPE – 44,0 МДж/кг; для РР – 44,3 МДж/кг), що дає змогу використовувати їх в якості палив для судноплавства.
Посилання
P. Terzioğlu S. Synthesis and characterization of ZSM-5 zeolite from wheat hull ash / S. Terzioğlu, M. Yücel, S. Öztürk, K. Ozdemir, M. Polat, M. Tanoglu // Proceedings of the 1st International Porous and Powder Materials Symposium and Exhibition (PPM '13). – 2013. – Р. 292–296.
Bazarov B. I. Method For Determining The Cetan Numbers Of Synthetic Diesel Fuel / B.I. Bazarov, O.Z. Odilov, N.I. Otabayev, P.R. Fayziev // Journal of Positive School Psychology. – 2022. – Vol. 6. – No. 9. Р. 3827–3833.
Dianne Luning Prak. Cetane number, derived cetane number, and cetane index: When correlations fail to predict combustibility/ Dianne Luning Prak, JayCooke, Terrence Dickerson, Andy Mc Daniel, Jim Cowart// Fuel. – 2021. – Vol.289. – 119963.
Aylin Çiğdem Köne. Forecasting of CO2 emissions from fuel combustion using trend analysis / Aylin Çiğdem Köne,Tayfun Büke // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2010. – P. 2906–2915.
Reduced carbon emission estimates from fossil fuel combustion and cement production in China /Zhu Liu, Dabo Guan, Wei Wei, Steven J. Davis // Nature. – 2015. – Vol. 524. –Р. 335–338.
Mariana Andrei. Decarbonization of industry: Guidelines towards a harmonized energy efficiency policy program impact evaluation methodology / Mariana Andrei, Patrik Thollander, Inge Pierre, Bernard Gindroz, Patrik Rohdin // Energy Reports. – 2021. – Vol.7. – P. 1385–1395.
Téré D., Christian T., Kayaba H., Boubou B., Sayouba S., Tizane D., Jean K., Oumar S., Belkacem Z., Antoine B. Evaporation and Combustion of a Drop of Liquid Fuel-A Review // Smart Grid and Renewable Energy. – 2022. – Volume 13. – Р. 28–54.
Heni Fidyayuningrum, Rois Fatoni, Kun Harismah. Characteristics of Cetane index of traditional diesel oil in Wonocolo district, Bojonegoro // International Energy Conference ASTECHNOVA. – 2020. – 040003.
Yoshiyuki Kidoguchi, Changlin Yang, Ryoji Kato, Kei Miwa. Effects of fuel cetane number and aromatics on combustion process and emissions of a direct-injection diesel engine // JSAE Review. – 2000. – Volume 21. – Issues 4. – Р. 469–475.
Sharafutdinov V. I. Dependence of Cetane Index on Aromatic Content in Diesel Fuels / V. I. Sharafutdinov, Dicho Stratiev, Ivelina Shishkova, Rosen Dinkov // Gas European Magazine. – 2012. Vol. – 38.– No 3. – P. 148–152.
Sparkman D. O. Gas Chromatography and Mass Spectrometry: A Practical Guide /Sparkman D. O., Penton Z., Kitson F. G. Academic Press, 2011. – 632 р.
Jones M. Gas Chromatography-Mass Spectrometry / M. Jones // American Chemical Society. – 2019.
Donald F. Schneider. Select the Right Hydrocarbon Molecular Weight Correlation. Chemical Engineer Stratus Engineering, Inc., 1998. – 20 р.
Smith D.K. Chemistry data book / D.K. Smith. The University of York, 2011.– 106 p.
