» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
 » Все публикации автора

Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»

Декабрь, 2021 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №12 (57) 2021

Автор: Аминева Сюмбель Ураловна, студент
Рубрика: Химические науки
Название статьи: Диметиловый эфир как дизельное топливо

УДК 661.724

ДИМЕТИЛОВЫЙ ЭФИР КАК ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО

Аминева Сюмбель Ураловна

студент естественнонаучного факультета

Залимова Марзия Минизакировна

кандидат химических наук, доцент

Стерлитамакский филиал Башкирский государственный университет, г. Стерлитамак

Аннотация. В данной статье даётся обзор на диметиловый эфир (ДМЭ) в качестве инновационного дизельного топлива. Представлены уравнения получения ДМЭ, которые показывают оптимистичные прогнозы на наличие факта новшества данного эфира в виде дизельного топлива.

Ключевые слова: диметиловый эфир, ДМЭ, сырье, дизельное топливо.

В последние годы внимание исследователей направлено на диметиловый эфир (ДМЭ), ведь его можно использовать в качестве топлива для дизельных двигателей.  Данный интерес вызван не только необходимостью замены обычного нефтяного топлива на многовариантные виды топлива, но и возможностью значительного повышения токсичности выхлопных газов, которую иногда трудно радикально улучшить с помощью дизельного двигателя.

Благодаря своим положительным характеристикам ДМЭ ставят на одно из первых мест как альтернативное топливо для дизельных двигателей. Однако существует ряд вопросов, которые требуют ответа для того, чтобы отдать преимущество именно такому топливу. Эти вопросы касаются следующего [3, с. 58-63]:

1.         Выбора сырья и технологии производства, а также итоговой стоимости для потребителя;

2.         Организации системы распределения ДМЭ и АЗС;

3.         Способов соблюдения достаточно жестких стандартов выбросов;

4.         Необходимости внесения изменений в конструкцию двигателя, а также в его систему питания для работы на ДМЭ.

ДМЭ является простейшим эфиром и имеет формулу состава СН₃-О-СН_з (или С₂Н₆О). Он практически нетоксичен и не загрязняет окружающую среду. При нормальных атмосферных условиях  диметиловый эфир находится в газообразном состоянии, а при давлении 0,53 МПа сжижается.

В молекуле ДМЭ два метиловых радикала CH₃ связаны между собой атомом кислорода, в следствие этого он имеет низкую теплопроводность. Процентоное содержание кислорода в молекуле составляет примерно 35%.

Диметиловый эфир получают из любого углеводородного сырья (включая биомассу), но при этом основным сырьем в России можно назвать природный газ (продукт его окисления - синтез-газ). Природный газ (метан CH₄) в реакции с кислородом и водяным паром образует моноксид и диоксид углерода в соответствии с реакциями (1.1) (1.2) (1.3) [2]:

2CH₄ + 3О₂ → 2СО + 4Н₂О                                      (1.1)

CH₄ + Н₂О → 3Н₂ + СО                                         (1.2)

СО + Н₂О → СО₂ + Н₂                                                                 (1.3)

При дальнейшем каталитическом синтезе из СО и СО₂ через промежуточное получение метанола СН₃ОН образуется ДМЭ (СН₃ОСН₃) (1.4) (1.5) (1.6):

3Н₂ + СО₂ → СН₃ОН + Н₂О                                                        (1.4)

Н₂О + СО → Н₂ + СО₂                                                              (1.5)

2СН₃ОН → СН₃ОСН₃ + Н₂О                                                       (1.4)               

                                                  Таким образом, данные формулы и уравнения, доказывают, что использование диметилового эфира в качестве топлива для дизельных двигателей является основанием для оптимистичных прогнозов. Он имеет ряд преимуществ перед дизельным и альтернативным топливом. К преимуществам относятся снижение склонности к образованию сажи при горении; практически полное отсутствие дыма в выхлопных газах; хорошее самовоспламенение с дизельным топливом (цетановое число CN = 55 ... 60 по сравнению с CN = 45 ... 50 - с дизельным топливом) [1].

Список литературы:

1. Карасев, А. Эфир вместо солярки. – 2010. - URL: http://www.autotruck-press.ru/articles/4176/ (дата обращения: 24.11.2021)
2. Лапушкин, Н.А. Использование диметилового эфира в дизельных двигателях / Н.А. Лапушкин, А. М. Савенков, И. В. Федотов. - Транспорт на альтернативном топливе. - 2008. - №3 (3). - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ispolzovanie-dimetilovogo-efira-v-dizelnyh-dvigatelyah (дата обращения: 24.11.2021)
3. Работа дизелей на нетрадиционных топливах / В. А. Марков, А. И. Гайворонский, Л. В. Грехов и Н. А. Иващенко. - М.: Легион-Автодата, 2008.- С. 58-63.

Комментарии:

Фамилия Имя Отчество:
Комментарий: