Способ переработки жира в жидкое топливо


 


Владельцы патента RU 2491325:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина" (RU)

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров жирных кислот из жиров и может быть использовано при производстве жидкого топлива. Жидкое топливо получают из жиров с содержанием свободных жирных кислот от 0,1 до 50%. Способ получения жидкого топлива осуществляют следующим образом: жир нагревают до температуры 30-40°С, проводят ферментативный гидролиз с использованием липазы, дважды смешивают с концентрированной серной кислотой в количестве 1-3% и этанолом или метанолом при перемешивании в течение 1 ч при температуре 60-70°С. Смесь выдерживают в течение 24 ч после первого и второго смешивания для выделения глицерина. Отделяют глицерин и получают жидкое топливо. Для получения жидкого топлива можно использовать как растительные жиры, так и жиры животного происхождения с содержанием свободных жирных кислот от 0,1 до 50%. Полученное топливо имеет низкую себестоимость. Трудоемкость технологического процесса получения жидкого топлива ниже на 20%. 3 пр.

 

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров жирных кислот из жиров и может быть использовано при производстве жидкого топлива.

Известен способ получения сложных эфиров жирных кислот путем переэтерификации рафинированных или нерафинированных натуральных растительных масел, содержащих свободные жирные кислоты, низшими одноатомными спиртами при перемешивании в присутствии в качестве катализатора гидроокиси или алкоголята щелочного или щелочноземельного металла при температуре окружающей среды и атмосферном давлении с последующим отстоем, удалением тяжелой глицериновой фазы, добавлением воды для удаления оставшихся в сложноэфирной фазе примесей, смешением, отстоем, удалением водной фазы, процесс переэтерификации при смешении с последующим отстоем, отделением тяжелой фазы, добавлением воды для удаления примесей при смешении, отстоем и удалением водной фазы осуществляют в установке для перемешивания в емкости с переменным уровнем заполнения, в которой исключена зона отстоя из процесса взаимодействия компонентов, а катализатор и спирт подают в режиме циркуляции, причем удаление тяжелой фазы и водной фазы осуществляют через дренажное отверстие в емкости с уклоном в ее нижней части, при этом соотношение исходных триглицеридов жирных кислот натурального масла и низшего одноатомного спирта берут в молях равным 1:3 соответственно [Патент 2366646, С07С 67/03, С11С 3/10, С11С 3/00].

Недостатками данного способа являются значительная трудоемкость и применение дорогостоящей аппаратуры.

Наиболее близким, по технической сущности, к заявляемому изобретению является способ переработки животного жира в жидкое топливо, включающий подготовку сырья с содержанием свободных жирных кислот 10-40%, которое нагревают при температуре 55-60°С, затем отделяют влагу, примеси и осветляют, обработку подготовленного сырья осуществляют в два этапа при температуре 55-60°С, на первом из которых сырье дважды смешивают с концентрированной серной кислотой в количестве 5% или 10% к массе жирового сырья и этанолом или метанолом в течение 1 ч при перемешивании, причем после первого смешивания осуществляют отделение воды и спирта, а после второго - смесь выдерживают в течение 24 ч, при этом концентрированную серную кислоту и метанол или этанол берут в соотношении 20:1 при первом смешивании с сырьем, а при втором - в соотношении 40:1 соответственно, на втором этапе сырье обрабатывают смесью 0,82% метилата натрия и метанола при соотношении 6:1 соответственно в течение 1 ч при перемешивании, с последующим выдерживанием в течение 8-12 ч для разделения алкиловых эфиров жирных кислот, являющихся топливом, и глицерина, получение топлива [Патент №2381262, С11C 3/04].

Данный способ переработки животного жира в жидкое топливо имеет следующие недостатки: высокая себестоимость, значительная трудоемкость процесса.

Технический результат изобретения заключается в снижении себестоимости жидкого топлива, снижении трудоемкости технологического процесса.

Технический результат достигается тем, что способ переработки жира в жидкое топливо, включающий нагревание сырья, дважды смешивание сырья с концентрированной серной кислотой и этанолом или метанолом при перемешивании в течение 1 ч, выдерживание смеси в течение 24 ч и получение топлива, дополнительно проводят ферментативный гидролиз с использованием липазы, в качестве сырья берут жиры с содержанием свободных жирных кислот от 0,1 до 50%, нагревание жира до температуры 30-40°С, количество концентрированной серной кислоты составляет 1-3% к массе жирового сырья, соотношение жир:спирт составляет 6:1 при первом смешивании, при втором смешивании - 12:1 соответственно, дважды смешивание осуществляют при температуре 60-70°С.

Использование в качестве сырья жиров с содержанием свободных жирных кислот от 0,1 до 50%, нагревание жира до температуры 30-40°С, проведение ферментативного гидролиза с использованием липазы, уменьшение количества концентрированной серной кислоты до 1-3% к массе жира позволяет снизить себестоимость жидкого топлива.

Проведение дважды смешивания при температуре 60-70°С обеспечивает интенсивность прохождения процесса, что снижает трудоемкость.

Способ переработки жира в жидкое топливо осуществляют следующим способом:

Пример 1. Берут 1000 кг жиров, например растительный жир с кислотным числом 2,24 мг КОН/г (СЖК - 1,12%), нагревают до температуры 32°С. Берут 104 г сухого порошка липазы, смешивают со 100 литрами воды. Полученный раствор с рН=8,1 добавляют в подогретый растительный жир. Смесь перемешивают при температуре 32°С в течение 1 часа. Кислотное число полученной смеси составляет 135,22 мг КОН/г (СЖК=67,61%). Смесь перекачивают в емкость для отстаивания и отделения раствора липазы.

После отделения раствора липазы жир нагревают до 60°С для метанола (до 70°С для этанола), смешивают с 166,6 кг метанола (этанола) - соотношение жир:спирт составляет 6:1, добавляют 10 кг концентрированной серной кислоты (количество серной кислоты составляет 1% по отношению к массе жира) при постоянном перемешивании в течение 1 часа. Для удаления воды и повышения выхода эфиров к полученной смеси добавляют сухой порошок силиката. Смесь выдерживают в течение 24 ч для выделения глицерина. Отделяют глицерин.

Проводят второе смешивание. Полученные после отделения глицерина 860 кг жира нагревают до 60°С для метанола (до 70°С для этанола), смешивают с 71,6 кг метанола (этанола) - (соотношение жир:спирт составляет 12:1) и 8,6 кг концентрированной серной кислоты (количество серной кислоты составляет 1% по отношению к массе жира). К полученной смеси добавляют сухой порошок силиката. Смесь выдерживают в течение 24 ч для выделения глицерина. Отделяют глицерин от жидкого топлива.

Выход полученного жидкого топлива составляет 85,4%.

Пример 2. Берут 1000 кг жиров, например растительный жир с кислотным числом 82,2 мг КОН/г (СЖК - 41,1%), нагревают до температуры 35°С. Берут 286 г сухого порошка липазы, смешивают со 100 л воды. Полученный раствор с рН=7,0 добавляют в подогретый растительный жир. Смесь перемешивают при температуре 35°С в течение 1 часа. Кислотное число полученной смеси составляет 144,22 мг КОН/г (СЖК=72,11%). Смесь перекачивают в емкость для отстаивания и отделения раствора липазы.

После отделения раствора липазы жир нагревают до 60°С для метанола (до 70°С для этанола), смешивают с 166,6 кг метанола (этанола) - (соотношение жир:спирт 6:1) и добавляют 20 кг концентрированной серной кислоты - (количество серной кислоты составляет 2% по отношению к массе жира). Для удаления воды и повышения выхода эфиров к полученной смеси добавляют сухой порошок силиката. Смесь выдерживают в течение 24 ч для выделения глицерина. Отделяют глицерин.

Проводят второе смешивание. Полученные, после отделения глицерина, 860 кг жира нагревают до 60°С для метанола (до 70°С для этанола) смешивают с 71,6 кг метанола (этанола) - (соотношение жир:спирт 12:1) и 8,6 кг концентрированной серной кислоты (количество серной кислоты составляет 1% по отношению к массе жира). К полученной смеси добавляют сухой порошок силиката. Смесь выдерживают в течение 24 ч для выделения глицерина. Отделяют глицерин от жидкого топлива.

Выход жидкого топлива составляет 89,6%.

Пример 3. Берут 1000 кг жиров, например, животного происхождения с кислотным числом 12,6 мг КОН/г (СЖК - 6,3%), нагревают до температуры 35°С. Берут 104 г сухого порошка липазы, смешивают со 100 литрами воды. Полученный раствор с рН=7,4 добавляют в подогретый до 35°С животный жир. Смесь перемешивают в течение 1 часа. Кислотное число полученной смеси составляет 166,6 мг КОН/г (содержание СЖК=83,3%). Смесь перекачивают в емкость для отстаивания и отделения раствора липазы.

После отделения раствора липазы жир нагревают до 60°С для метанола (до 70°С для этанола), смешивают с 166,6 кг метанола (этанола) - (соотношение жир:спирт составляет 6:1), добавляем 30 кг концентрированной серной кислоты - (количество серной кислоты составляет 3% по отношению к массе жира) при постоянном перемешивании в течение 1 часа. Для удаления воды и повышения выхода эфиров к полученной смеси добавляют сухой порошок силиката. Смесь выдерживают в течение 24 ч для выделения глицерина. Отделяют глицерин.

Проводят второе смешивание. Полученные, после отделения глицерина, 860 кг жира нагревают до 60°С для метанола (до 70°С для этанола), смешивают с 71,6 кг метанола (этанола) - (соотношение жир:спирт составляет 12:1) и 8,6 кг концентрированной серной кислоты (количество серной кислоты составляет 1% по отношению к массе жира). К полученной смеси добавляют сухой порошок силиката. Смесь выдерживают в течение 24 ч для выделения глицерина. Отделяют глицерин от жидкого топлива.

Выход жидкого топлива составляет 82,8%.

Предлагаемый способ переработки жира в жидкое топливо позволяет использовать жиры животного и растительного происхождения с содержанием свободных жирных кислот от 0,1 до 50%.

Использование в качестве сырья жиров с содержанием свободных жирных кислот от 0,1 до 50%, нагревание жира до температуры 30-40°С, проведение ферментативного гидролиза с использованием липазы, уменьшение количества концентрированной серной кислоты до 1-3% к массе жира снижает себестоимость жидкого топлива на 10%.

Увеличение температуры нагревания жира до 60-70°С при проведении дважды смешивания обеспечивает повышение интенсивности получения жидкого топлива, вследствие чего снижается трудоемкость процесса на 20%.

Полученное жидкое топливо по предлагаемому способу не уступает дизельному топливу.

Предложенный способ апробирован в лаборатории кафедры «Агроинженерия» факультета технического сервиса в агропромышленном комплексе ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А.Столыпина.

Источники информации

1. Патент №2366646, С07С 67/03, С11С 3/10, С11C 3/00.

2. Патент №2381262, С11С 3/04 (прототип).

Способ переработки жира в жидкое топливо, включающий нагревание сырья, дважды смешивание сырья с концентрированной серной кислотой и этанолом или метанолом при перемешивании в течение 1 ч, выдерживание смеси в течение 24 ч и получение топлива, отличающийся тем, что дополнительно проводят ферментативный гидролиз с использованием липазы, в качестве сырья берут жиры с содержанием свободных жирных кислот от 0,1 до 50%, нагревание жира осуществляют до температуры 30-40°С, количество концентрированной серной кислоты составляет 1-3% к массе жирового сырья, соотношение жир:спирт составляет 6:1 при первом смешивании, при втором смешивании - 12:1 соответственно, дважды смешивание осуществляют при температуре 60-70°С.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к микробиологической промышленности и предназначено для получения сополимера - 3-гидроксимасляной и 3-гидроксивалериановой кислот. .

Изобретение относится к порошкообразному препарату липазы, предназначенному для трансэтерификации. .
Изобретение относится к биотехнологии и касается штамма-продуцента полимеров гидроксиалкановых кислот (ПГА) и способа их получения. .

Изобретение относится к способу получения сложных эфиров (мет)акриловой кислоты (F) на основе спиртов, имеющих, по меньшей мере, одну углерод-углеродную тройную связь, характеризующемуся тем, что, по меньшей мере, один спирт, имеющий, по меньшей мере, одну углерод-углеродную тройную связь, формулы (1) где R1 означает водород, алкил, имеющий от 1 до 18 атомов углерода; алкил, имеющий от 2 до 18 атомов углерода, арил, имеющий от 6 до 12 атомов углерода, циклоалкил, имеющий от 5 до 12 атомов углерода, прерванные, при необходимости, одним или несколькими атомами кислорода и/или серы и/или одним или несколькими замещенными или незамещенными иминогруппами, или пятичленный-шестичленный гетероцикл, имеющий атомы кислорода, азота и/или серы, при этом названные остатки могут быть замещены соответственно арилом, алкилом, арилокси, алкилокси, гетероатомами и/или гетероциклами, и R2 означает алкилен, имеющий от 1 до 20 атомов углерода, циклоалкилен, имеющий от 5 до 12 атомов углерода, арилен, имеющий от 6 до 12 атомов углерода, или алкилен, имеющий от 2 до 20 атомов углерода, прерванный одним или несколькими атомами кислорода и/или серы, и/или одной или несколькими замещенными или незамещенными иминогруппами, и/или одной или несколькими группами циклоалкила, -(СО)-, -O(CO)O-, -(NH)(CO)O-, -O(CO)(NH)-, -O(CO)- или -(CO)О-, при этом названные остатки могут быть замещены соответственно арилом, алкилом, арилокси, алкилокси, гетероатомами и/или гетероциклами, n означает целое число от 0 до 3, предпочтительно от 0 до 2 и особенно предпочтительно от 1 до 2 и Xi для каждого i=0 до n независимо друг от друга можно выбрать из группы -CH 2-СН2-O-, -CH2-CH(CH3)-O-, -CH(CH3)-CH2-O-, -CH2 -C(CH3)2-O-, -C(CH3)2 -CH2-O-, -CH2-CHVin-O-, -CHVin-CH2 -O-,-CH2-CHPh-O- и -CHPh-CH2 -O-, предпочтительно из группы -CH2-CH2 -O-,-CH2-CH(CH3)-O- и -CH(CH3)-CH2-O-, и особенно предпочтительно -CH2-CH2-O-, где Ph означает фенил и Vin означает винил, причем гидроксигруппы спирта являются первичными или вторичными, этерифицируют в присутствии, по меньшей мере, одного фермента (Е) с (мет)акриловой кислотой или переэтерифицируют с, по меньшей мере, одним сложным эфиром (мет)акриловой кислоты (D).
Изобретение относится к усовершенствованным способам получения сложных алкиловых эфиров, которые могут быть использованы в качестве дизельного топлива, реакцией переэтерификации или этерификации.
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к способу получения этиленненасыщенного амида или этиленненасыщенной карбоновой кислоты или ее соли из соответствующего этиленненасыщенного нитрила, в котором нитрил вводят в реакцию гидратации или гидролиза в водной среде в присутствии биокатализатора, в котором нитрил содержит более 2 мас.

Изобретение относится к устройству для получения топлива, в частности, биодизельного топлива из растительных масел и животных жиров. .

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для получения сложных эфиров таких соединений, как углеводы, белки, белковые субъединицы и гидроксикислот.
Изобретение относится к способу получения эфиров жирных кислот, которые могут быть использованы в качестве биодизеля - альтернативного биотоплива. .
Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к выделению полигидроксибутирата (ПГБ) из сухой биомассы микроорганизма, полученной ферментативным синтезом.

Изобретение относится к получению жирового заменителя какао-масла для шоколада. .
Изобретение относится к усовершенствованному способу переэтерификации по меньшей мере одного соединения, содержащего по меньшей мере одну функциональную группу сложного эфира, по меньшей мере одним соединением, содержащим по меньшей мере одну гидроксильную группу, в котором используют красный шлам, образующийся при производстве алюминия по способу Байера, в качестве соединения, ускоряющего реакцию.

Изобретение относится к способам получения органических карбонатов и карбаматов. .

Изобретение относится к способу получения твердого масла, в частности, твердого масла, которое является превосходным эквивалентом какао-масла или улучшителем какао-масла, подходящего для шоколадных продуктов.

Изобретение относится к применению флоккулирующего и хелатирующего агента в качестве агента, облегчающего очистку органического раствора, включающего алкильные эфиры жирных кислот, в котором содержание воды в органическом растворе равно или меньше 5% по массе, и где рН органического раствора составляет от 9 до 12, и где флоккулирующий и хелатирующий агент выбирают из группы, состоящей из полиалюминиевых коагулянтов.
Изобретение относится к способу переработки отходов рыбного производства с целью получения из них биотоплива, применяемого для дизельных двигателей в автомобильном транспорте.
Изобретение относится к способу получения смазывающей присадки к дизельному топливу, включающему переэтерификацию растительного масла этиловым спиртом и отделение образующегося при реакции глицерина.
Изобретение относится к способу получения углеводородного топлива, который включает контактирование глицеридов жирных кислот со C1-C5 спиртом в присутствии твердого двойного цианида металлов в качестве катализатора при температуре в пределах 150-200°С в течение 2-6 ч, охлаждение указанной реакционной смеси до температуры в пределах 20-35°С, фильтрование реакционной смеси для отделения катализатора с последующим удалением непрореагировавшего спирта из полученного фильтрата путем вакуумной перегонки с получением углеводородного топлива, при этом один металл катализатора представляет собой Zn2+, a второй представляет собой ион Fе.

Изобретение относится к применению бензиновой композиции для улучшения приемистости четырехтактного двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, работающего на бензиновой композиции.
Наверх