Physicochemical properties of biodiesel fuels and methods to change them | Физико-химические свойства биодизельного топлива и способы их изменения

English. Biodiesel fuel (BF) has a renewable raw material base, has better environmental properties and greater operational safety than petroleum. Several BF samples from various vegetable oils were synthesized and analyzed. The influence of the composition of BF on its physical-chemical and operational properties was studied. It has been determined that BF has a higher density, viscosity, degree of unsaturation, low temperature characteristics than hydrocarbons of petroleum fuels, which can degrade the performance of a diesel engine. The physicochemical characteristics of BF depend on the ratio of medium- and long-chain radicals of fatty acids, as well as on the degree of their unsaturation. It was shown that in order to improve the pour point and cloud point of BTBF in its composition, the proportion of unsaturated acid residues should be increased, but this can worsen its oxidative stability. It was revealed that for balance, the presence of unsaturated acid radicals with one double bond (oleic and palmitooleic acids) is required in BF molecules. The content of residues of linoleic and linolenic acids (with two double bonds) should be minimal. It was found that limiting radicals of small length increase oxidative stability and cetane number, but worsen the low-temperature properties of BF. It has been shown that a change in the fatty acid composition of BF by adding separately synthesized low molecular weight esters to it requires an expansion of the raw material base for BF production and new hardware for the esterification reaction. Another way to change the composition of triacylglycerols of vegetable oil is to modify the plant itself by selection or genetic engineering.

Russian. Биодизельное топливо (БТ) имеет возобновляемую сырьевую базу, обладает лучшими экологическими свойствами и большей безопасностью в эксплуатации, чем нефтяное. Были синтезированы и проанализированы несколько образцов БТ из различных растительных масел. Изучали влияние состава БТ на его физико-химические и эксплуатационные свойства. Определили, что БТ имеет более высокую плотность, вязкость, степень непредельности, низкотемпературные характеристики, чем углеводороды нефтяных топлив, что может ухудшить характеристики работы дизельного двигателя. Физико-химические характеристики БТ зависят от соотношения средне- и длинноцепочечных радикалов жирных кислот, а также от степени их непредельности. Показали, что для улучшения температур застывания и помутнения БТ в его составе следует увеличить долю непредельных остатков кислот, но это может ухудшить его окислительную стабильность. Выявили, что для соблюдения баланса требуется наличие в молекулах БТ радикалов непредельных кислот с одной двойной связью (олеиновая и пальмитоолеиновая кислоты). Содержание остатков линолевой и линоленовой кислот (с двумя двойными связями) должно быть минимальным. Установили, что предельные радикалы небольшой длины увеличивают окислительную стабильность и цетановое число, но ухудшают низкотемпературные свойства БТ. Изменение жирнокислотного состава БТ путем добавления к нему отдельно синтезированных низкомолекулярных предельных сложных эфиров, требует расширения сырьевой базы производства биодизеля и нового аппаратурного оформления для реакции этерификации. Другой способ изменения состава триацилглицеринов растительного масла – модификация самого растения путём селекции или генной инженерии.