Biodiesel

Biodiesel B100 z oleju sojowego w 100 ml zlewce

Biodiesel to biopaliwo (przetworzony chemicznie olej roślinny, np. rzepakowy) do silników wysokoprężnych (Diesla).

Biodieslem nazywamy zarówno estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME - czysty biodiesel) jak i mieszanki paliwowe z olejem napędowym w celu otrzymania paliwa zapewniającego lepsze warunki pracy silnika:

• B100 100% FAME
• B80 80% FAME 20% ON
• B20 20% FAME 80% ON i tak dalej.
• Dodatkowo biodiesel ma o wiele lepsze własności smarne niż tradycyjny olej napędowy oraz przedłuża istotnie żywotność silnika^{[potrzebne źródło]}.

Argumenty proekologiczne:

• brak zanieczyszczeń powietrza związkami siarki,
• część wyemitowanego w trakcie spalania dwutlenku węgla została wcześniej wchłonięta przez rośliny, a w przypadku ON pochodzi on z ropy naftowej; w związku z tym wprowadza się mniejsze ilości dodatkowego CO₂ do atmosfery.

Jednak FAME powoduje emisję o około 20% więcej tlenków azotu (NO_x)^{[potrzebne źródło]}.

Argumenty gospodarcze przemawiające za stosowaniem biodiesla:

• produkcja biodiesla z oleju rzepakowego pozwala na aktywizację terenów wiejskich i zagospodarowanie nieużytków rolnych,
• wykorzystanie produkowanych w kraju domieszek do paliw płynnych pozwala na częściowe uniezależnienie energetyczne kraju od dostaw ropy oraz zmniejszenie zależności cen paliwa od zmian ceny ropy naftowej i kursów walut,
• jest łatwiej katabolizowany co jest korzystne dla ochrony środowiska,
• nie zwiększa stężenia CO₂ w atmosferze z powodu spalania surowców kopalnych (jeśli nie uwzględniać emisji dwutlenku węgla w procesie produkcji biodiesla metanolu).

Problemy:

• uzyskiwane liczby cetanowe estrów kwasów tłuszczowych nie są wyższe niż w przypadku oleju napędowego co jest spowodowane tlenem w wiązaniu estrowym^{[potrzebne źródło]},
• biodiesel może rozpuszczać uszczelki i przewody wykonane z gumy (naturalnego kauczuku) i niektórych tworzyw sztucznych^{[potrzebne źródło]},
• niektóre właściwości fizyczne (np. lepkość) estrów kwasów tłuszczowych zmieniają się wyraźnie podczas wzrostu temperatury i cecha ta wymagać może dodatkowych chłodnic dla biodiesla - aby faktyczna dawka paliwa podawana przez aparaturę wtryskową była zgodna z dawką założoną (optymalną). (W przypadku oleju napędowego zmiana cech fizycznych podczas pracy silnika nie jest istotna).
• żeluje przy temperaturze -10 °C^{[potrzebne źródło]}.

Otrzymywanie

Podczas procesu produkcji zachodzi jednoczesna hydroliza tłuszczu i estryfikacja kwasów tłuszczowych metanolem.

3 H₂O + tłuszcz → kwasy tłuszczowe + gliceryna

kwasy tłuszczowe + 3 MeOH → biodiesel + 3 H₂O

sumarycznie:

tłuszcz + metanol → biodiesel + gliceryna

Szybkość reakcji jest zależna od temperatury, pH i intensywności mieszania. Mieszanina poreakcyjna rozdziela się samoczynnie: biodiesel stanowi lżejszą frakcję hydrofobową, natomiast dolna cięższa frakcja hydrofilowa zawiera glicerynę, katalizator i wodę. W skali przemysłowej separacja może być przyspieszona przez przepływowe wirowanie mieszaniny poreakcyjnej.

Światowa produkcja tego biopaliwa wzrasta o 20% rocznie.

Historia

Produkcja biodiesla objęta została patentami już w 1937 r. przez Belga G. Chavanne.

W Polsce produkcję biopaliw jako pierwsza uruchomiła Rafineria Trzebinia.