3. Світовий досвід виробництва біодизельного палива.

У країнах Євросоюзу біодизель почали виробляти в 1992 році. До кінця першої половини 2008 року в країнах Євросоюзу було побудовано 214 заводів з виробництва біодизеля сумарною потужністю 16 млн тонн біодизеля на рік. У липні 2010 року в країнах Євросоюзу працювали 245 заводів з виробництва біодизеля сумарною потужністю 22 млн тонн.

У США на жовтень 2004 встановлені потужності становили приблизно 567 млн. літрів біодизелю на рік (150 млн. галонів). У середині 2008 року в США працювали 149 заводів сумарною потужністю приблизно 7,669 млрд. літрів на рік (2029 млн. галонів). Ще будувалося 10 заводів сумарною потужністю приблизно 808 900 000 літрів на рік (214 млн галонів).

Останніми роками в умовах галопуючих цін на традиційні енергоносії світова біодизельна індустрія процвітає. Зокрема, в ЄС існує єдиний стабільний і постійно зростаючий з року в рік ринок біопалива з уніфікованими стандартами і зобов'язаннями.

До 2009 року Німеччина була найбільшим виробником біодизельного палива у світі. У 2011 році трійкою світових лідерів з виробництва біодизелю були США, Німеччина та Аргентина. Проте у 2012 році, світовими лідерами з виробництва біодизелю стали США, Аргентина та Бразилія. Німеччина ж опинилась на 4 місці.

4. Сировина для виробництва біодизеля

Основною сировиною для виробництва біодизеля є жирні, рідше - ефірні олії наступних культур: ріпак (країни Європи), соя (США), канола – різновид ріпаку (Канада), пальмове масло (Індонезія), кокосове масло (Филіппіни), ятрофа (Індія), кастрове масло (Бразилія); соняшник, насіння гірчиці, льон, конопля, арахіс, люпин, мікроводорості.

В Англії для виробництва біодизельного палива, окрім ріпаку, використовують відпрацьовану рослинну олію, кількість котрої досягає до 70 млн літрів в рік. До складових сировинної бази з виробництва біодизеля можна також віднести сировину м’ясокомбінатів (тваринні жири), рибний жир, водорості та іншу сировину.

В Україні для виробництва біодизеля доцільно використовувати головним чином ріпак (нині для потреб внутрішнього ринку витрачається лише 20% його врожаю, решта – експортується). За оцінками Мінагрополітики, потенціальні можливості України в вирощуванні ріпаку становить орієнтовно 3 млн. га при середній врожайності 15-30 ц/га.

5. Технології виробництва біодизеля.

З хімічної точки зору біодизельне паливо є сумішшю метилових (етилових) ефірів насичених і ненасичених жирних кислот. У процесі етерифікації олії вступають в реакцію з метиловим (етиловим) спиртом у присутності каталізаторів (як правило лужних - NaOH, NaOCH3 або КОН). Метанол - формула: CH3OH — найпростіший одноатомний спирт, безбарвна рідина зі слабим спиртовим запахом.

Базовими технологіями при виробництві біодизельного палива є:

- циклічна технологія із використанням каталізаторів;

- циклічна технологія із застосуванням розчинників;

- суперкритична технологія;

- багатореакторна безперервна технологія.

1. Циклічна технологія із використанням каталізаторів:

В очищену від механічних домішок олію додають метиловий спирт і луг (каталізатор). Після нагрівання суміші до 60ºС і відстоювання рідина розшаровується на дві фракції: легку і важку. Легка фракція є метиловим ефіром або біодизелем, важка - гліцерин.

Перевагою технологій із використанням каталізаторів є відносна простота технологічного процесу, а отже, і порівняно низька вартість технологічної лінії.

До недоліків слід віднести невисокий вихід метилового ефіру (85-95%) від загальної маси отриманого біодизельного палива та тривалий час реакції (від 20 хв. до кількох годин). Ця проста й універсальна технологія не вимагає значних витрат і може застосовуватися при невеликих об’ємах виробництва (450-900 т біодизеля у рік).

2. Циклічна технологія із застосуванням розчинників

Розчинники додають для того, щоб поліпшити розчинність алкоголю у рослинній олії. Однією з таких технологій є так званий Віох-процес. Тут для розчинення метанолу додають тетрагідрофуран. У результаті тривалість реакції скорочується до 5-10 хв. і відпадає необхідність у каталізаторі. Для протікання цієї реакції не потрібна висока температура, достатньо 30ºС.

Перевагами технологій із використанням розчинників вважаються відсутність необхідності в каталізаторі, швидке проходження реакції, відсутність каталізатора і води в кінцевих продуктах (біодизелі і гліцерині), невисока температура для проходження реакції, простота видалення розчинника і метанолу.

До недоліків слід віднести необхідність застосування дорогих розчинників, потребу в додатковому обладнанні для використання розчинника, високу агресивність розчинників по відношенню до атмосферного повітря.

Ця технологія розглядається фахівцями як одна з найбільш перспективних для великих об’ємів виробництва (понад 5 тис. т біодизеля у рік).

Суперкритична технологія;

Японськими вченими була розроблена ще одна технологія отримання біодизеля - так звана надкритична технологія, завдяки якій можна одержати біодизель без каталізаторів, що, з їхньої точки зору, спрощує виробництво біодизеля.

Одним із таких методів є процес переетерифікації ріпакової олії метанолом у надкритичних умовах. Перевагами суперкритичних технологій є дуже швидке проходження реакції (3-5 хв.) та відсутність потреби у використанні каталізатора. Недоліками є необхідність спеціального дорогого обладнання для створення критичних умов та великі енерговитрати. Проте, не дивлячись на цікаві результати дослідів, промислова реалізація цієї технології поки що залишається проблематичною.

4. Багатореакторна безперервна технологія.

За багатореакторної безперервної технології використовується декілька реакторів, об’єднаних у ланцюг, що робить технологічний процес отримання біодизельного палива безперервним. Тому тривалість реакції невелика (від 6 до 10 хв.), а вихід метилового ефіру становить до 98% від загальної маси отриманого біодизельного палива. В той же час цей технологічний процес більш складний і чутливіший до якості вихідної сировини, а відповідно, вимагає дорожчого обладнання технологічної лінії.

Багатореакторну безперервну технологію доцільно застосовувати при великих об’ємах виробництва (понад 5 тис. т біодизеля у рік).