Термодинамика реакционно-массообменных процессов в системах, образованных компонентами производства биотоплива

Биотопливо занимает одно из ведущих мест среди альтернативных источников энергии. Определенная критика, связанная с его применением (например, прогнозируемое рядом авторов нежелательное смещение сельскохозяйственного производства в сторону непищевых продуктов) не отражается на темпах роста его мирового производства, оцениваемых как пятикратное увеличение за десятилетие, - более 100 млрд литров в год. Тем не менее, именно нерациональная организация производств биотоплива, требующая, например, завышенного количества сырья, может быть оптимизирована за счет большего включения научно обоснованных методов, учета базовых термодинамических и кинетических положений. Более того, применение природного сырья определяет сложные процессы и составы промышленных смесей при производстве биотоплива, что требует не только применения существующих фундаментальных методов анализа сложных систем, но и их развития. Многочисленные варианты состава биотоплива первого и второго поколения, в том числе с использованием вторичного непищевого сырья, остаются мало востребованными практикой, и основными видами биотоплива остается биоэтанол (включая его смеси с бензином), биодизель и, частично, биобутанол, биометанол и, в перспективе, диметиловый эфир. Можно выделить несколько элементов, существенных для развития энерго- и ресурсосберегающих технологий получения биотоплива, и, соответственно, определяющих актуальность решаемых в проекте проблем: недостаточность существующей базы экспериментальных данных о физико-химических свойствах систем, включающих компоненты биотоплива; необходимость развития представлений о топологических особенностях диаграмм состояния многокомпонентных гетерогенных реакционных систем с учетом дополнительных сингулярностей, связанных протеканием химических реакций в системе; необходимость развития представлений о кинетических особенностях поведения сложных реакционных смесей, совмещенных процессах в расслаивающихся растворах «реакция + фазовый переход». Многокомпонентные гетерогенные реакционные смеси, образующиеся в процессах получения, выделения, очистки жидкого биотоплива, являются объектами настоящего проекта, в то же время решение указанных выше проблем и задач следует отнести к научно-значимым не только для конкретной практической области, но и для общей физико-химической теории сложных систем.