ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Производство топливного этанола»

Рекомендуемая область пременения

Использование этилового спирта (или добавок на его основе) значительно снижает объемы вредных выбросов, при этом качество моторного топлива повышается. Спирт в качестве компонента моторного топлива используется в мире с конца 70-х годов, и сегодня около 2\3 всего мирового производства спирта используется в качестве добавки к топливу.

Назначение, цели и задачи проекта

Основное назначение проекта – обеспечение выпуска топливного этанола в виде бензиновоэтанольных смесей.

В настоящее время объем мирового рынка спирта оценивается в 32 млрд. л в год, из которых более 60% используется как добавка к топливу (т.н. «топливный этанол»). Повышение цен на нефть явилось толчком к развитию топливно-спиртовой промышленности, в последние годы цены на нефть неуклонно стремятся вверх.

Эти тенденции являются благоприятным фактором для возрождения спиртовой промышленности и развития сельского хозяйства.

В результате значительно вырос спрос на этиловый спирт, который может быть использован как компонент топлива в чистом виде, либо как исходное сырье для дальнейшей переработки в более эффективные добавки к топливам.

За последнюю четверть века производство этанола в мире выросло в 8 раз (с 4,3 млрд.л в 1980 г. до 32,6 млрд.л в 2004 г.) Можно отметить также, что последние 10 лет практически не меняется расход этанола на производство алкогольной продукции и незначительно растет его потребление для технических целей.

Основной рост производства и потребления этанола приходится на топливный этанол. Специалисты прогнозируют, что к 2020 г. из биомассы будет изготавливаться не менее 20% всего моторного топлива.

Особенность этанола в смеси с бензином в том, что он обогащает топливо кислородом и обеспечивает более полное его сгорание, что способствует улучшению экологической обстановки, повышению октанового числа топлива и снижению детонации.

На сегодня в России сложилась парадоксальная ситуация: 60% присадок, улучшающих качественные характеристики моторных топлив, импортируется, и только 40% производится в РФ, тогда как мощности по выпуску спирта, который является одной из лучших присадок, простаивают.

Кроме того, применение топливного этанола в виде бензиновоэтанольных смесей позволяет существенно уменьшить содержание вредных выбросов в выхлопных газах. Чрезвычайно важным является положительный эффект использования биоэтанола в качестве топлива, поскольку весь выделяемый при его сжигании углекислый газ ассимилируется растениями, которые в будущем станут источником получения топливного этанола.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Главным виновником загрязнения воздушного бассейна является автомобильный транспорт. На его долю из общего количества вредных выбросов в атмосферу приходится около 20%, в крупных городах 60-80%.

Поиски решения экологических проблем ведутся в двух направлениях:

- нейтрализация образующихся выхлопов;

- изменение компонентного состава топлива для предотвращения образования токсичных соединений.

Однако, оснащение российских автомобилей устройствами нейтрализации выхлопов сдерживается использованием бензинов, содержащих металлосодержащие антидетонаторы, разрушающие катализаторы.

Поэтому в России повышение качества бензинов обычно достигается добавлением различных компонентов. Использование более экологически безвредных сортов бензина сдерживается их более высокой стоимостью по сравнению с обычными бензинами. Кроме того, использование некоторых добавок (в первую очередь, содержащих металлы) отрицательно сказывается на работе двигателя. Но еще больший вред, чем сам бензин, приносят различные добавки и присадки. Особенно опасны соединения свинца и различные ароматические вещества (бензол).

Экологические требования к бензину постоянно повышаются. Прежде всего это относится к соединениям серы, ароматических углеводородов, летучих углеводородных фракций.

Этанол, являясь прекрасным антидетонатором (его октановое число составляет 115) может заменить существующие добавки и присадки. Этанол содержит 35% кислорода, что значительно повышает степень сгорания бензинов, уменьшая, в первую очередь содержание СО (угарного газа) в выхлопах на 30%.

Этанол, как высокооктановая добавка к бензину, может также заменить используемые на сегодняшний день такие высокотоксичные добавки как толуол, пиробензол. Поскольку этанол производится из сельскохозяйственного сырья, он является единственным топливом, которое способствует замедлению глобального потепления и является возобновляемым источником энергии.

Этанол является исходным сырьем для производства этил-трет-бутилового эфира ( ЭТБЭ), очень перспективной высокооктановой добавки, которая может применяться вместо используемого на сегодняшний день в России метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ), который запрещен в некоторых странах как канцероген.

Соответствие российских бензинов международным стандартам позволит экспортировать не нефть, а продукты ее переработки.

Для добавки бензин этилового спирта необходима крепость 99,8%. Для достижения такой крепости требуется изменения в технологии и приобретение дорогостоящего укрепляющего оборудования.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Получение спирта этилового ректификованного технического осуществляется методом сернокислотного гидролиза древесного сырья (щепа, опилки) и крахмалосодержащего сырья, непригодного для продовольственных и фуражных целей или рассиропки мелассы с последующей биохимической переработкой моносахаридов, в результате чего получается спиртовая бражка.

Выделение этанола из спиртовой бражки осуществляется методом перегонки в ректификованной колонне. Затем спиртовый конденсат направляется на установку по абсолютированию этанола, состоящую из обезвоживающей и разгонной колонн.

Процесс получения спирта этилового ректификованного технического является непрерывным, кроме операции гидролиза древесного и крахмалсодержащего сырья и рассиропки мелассы. Процесс гидролиза в отдельных гидролизаппаратах осуществляется периодически, а выдача гидролизата из группы аппаратов идет непрерывно.

Новизна в предлагаемом технологическом процессе заключается в обезвоживании (увеличении крепости с 92,6% до 99,8%) этилового спирта способом азеотропной ректификации.

     Метод заключается в проведении процесса ректификации (очистки) с разделяющими агентами, образующими с компонентами исходной системы азеотропные смеси (жидкие смеси, находящиеся в равновесии с газовой фазой одинакового с ней состава), которые при ректификации отбирают в виде дистиллята.

      Вводимый в систему разделяющий агент полностью удаляется с дистиллятом.     Для разделения системы этиловый спирт – вода используются вещества бензол, дихлорэтан, глицерин и циклогексан.  Циклогексан наиболее полно удаляется из смеси, что дает возможность получения спирта более высокого качества.

     По этому методу используется трехколонная схема получения абсолютированного спирта. (см.рис.)

Схема получения обезвоженного (абсолютированного) спирта

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

На фоне высоких цен на нефть и ограниченности ее запасов остро стоит вопрос альтернативных видов топлив. Применение топливного этанола в качестве добавки к топливу является эффективным решением проблемы в РФ.

Нефть относится к невозобновляемым природным ресурсам, в то время как производство этилового этилового спирта осуществляется из возобновляемого экологически чистого растительного сырья – отходов переработки древесины, некондиционного зерна, зерноотходов, отходов пищевой промышленности.

В процессе распространения ТЭ по земному шару включены все промышленно развитые страны мира, кроме России. В то же время, мы – единственная в мире страна, которая обладает многолетним промышленным опытом, позволяющим получать этанол по гидролизным технологиям.

Спирт из возобновляемого сырья дороже бензина, вследствие чего цена топлива с добавками ТЭ выше цены обычного бензина. Поэтому реализация проекта требует принятие государством специальных мер поддержки.

Инвестиционный план по проекту (по этапам выполнения).

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Важным эффектом является снижение парникового эффекта, т.е. снижение выброса газов (в первую очередь диоксида углерода), вызывающих глобальное потепление. Россия является одной из стран, подписавших т.н. «Киотский протокол», обязывающий страны-участницы соглашения снизить производство парниковых газов.

Основной причиной возникновения парниковых газов является сжигание невозобновляемых углеводородов (нефти, угля). При этом потребляется кислород, а выделяется углекислый газ, что ведет к нарушению экологического баланса в атмосфере.

При использовании в качестве топлива возобновляемых источников энергии, таких как спирт, древесина, баланс не нарушается, т.к. выделяемый углекислый газ был ранее переработан растениями в кислород.

Новые потребительские свойства продукции

Хотя Россия экспортирует нефть, в стране существует некоторый дефицит высококачественного бензина. Сегодня этот дефицит восполняется за счет использования различных добавок, часто не имеющих сертификации и экологически опасных.
Этиловый спирт является единственным возобновляемым источником сырья, использование которого в качестве добавки к топливам (5-7%) возможно без изменения конструкции двигателя. Кроме того, добавление спирта позволит значительно снизить объемы вредных веществ.
Этиловый спирт может использоваться и как исходное сырье для дальнейшей переработки в более эффективные добавки к топливам (например, ЭТБЭ).

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Соответствует государственным стандартам, техническим условиям предприятия и нормативной документации для биохимической промышленности.
Гост 15815-83 Щепа технологическая, ГОСТ 18320-84 Опилки древесные, ГОСТ 18395-82 Меласса свекловичная.

Стадия и уровень разработки

Проводится модернизация устройства с целью улучшения и расширения потребительских свойств. Данному оборудованию не требуется усилий для сопровождения, кроме соблюдения правил эксплуатации.

Предлагаемые инвестиции

209 млн. руб.

Рынки сбыта

Продукция реализуется в Российской Федерации и странах ближнего зарубежья среди предприятий нефтеперерабатывающей отрасли.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемые в проекте технология и оборудование для ее реализации позволяет снизить объемы импорта и со временем полностью заменить импортные поставки. Сокращение затрат на транспортировку конечного продукта существенно снижает себестоимость продукции.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

19.06.2007