Способ переэтерификации растительного масла

Изобретение относится к способу переэтерификации растительного масла и может быть использовано в нефтехимической и топливной промышленности для получения компонентов жидкого биодизельного топлива, синтезируемого из возобновляемого сырья растительного происхождения. Способ переэтерификации растительного масла предусматривает введение в реактор нагретого до 60°C растительного масла, метилового спирта в мольном соотношении 1:6, гидроксида калия, взятого в количестве 1-3% от объема масла, с последующим перемешиванием реакционной массы. Перемешивание реакционной массы осуществляют в вихревом устройстве за счет взаимодействия двух вихревых потоков, перемещающихся вдоль оси устройства навстречу друг другу. Использование предлагаемого способа позволит упростить технологию переэтерификации растительного масла, снизить затраты на ее проведение при сохранении высокого выхода и качества целевого продукта без значительного увеличения времени реакции. 1 пр. 2 ил.

 

Изобретение относится к способу получения биодизельного топлива с использованием процесса переэтерификации растительного масла и может быть использовано в нефтехимической и топливной промышленности для получения компонентов жидкого биодизельного топлива, синтезируемого из возобновляемого сырья растительного происхождения.

Известен способ проведения реакции переэтерификации, включающий смешивание подогретого до 50-80°C растительного масла и раствора щелочи (катализатора) в спирте. Реакционную массу перемешивают в течение некоторого времени (до 2 часов), затем отстаивают до полного расслоения эфирной и глицериновой фазы. Отделяют верхний эфирный слой, нейтрализуют раствором неорганической кислоты, промывают водой [Стопский Н.А. Химия жиров и продуктов переработки жирового сырья: Учеб./ Н.А. Стопский. - М.: Колос, 1992. - 285 с.]. Длительность процесса переэтерификации не позволяет реализовать в этом случае непрерывную схему производства биодизельного топлива. Один из путей увеличения скорости и сокращения времени реакции - увеличение температуры и давления при проведении процесса. Известен способ производства биодизелыюго топлива (RU 2412236 С2, С11С 3/04 от 15.12.2008 г.) путем переэтерификации растительного масла этиловым спиртом в реакторе при температуре 250-280°С, давлении 15-20 МПа, в течении 5-10 минут. Затем смесь охлаждают и подают в экстрактор. Экстракцию осуществляют диоксидом углерода в сверхкритических условиях при расходе диоксида углерода 20-35 л/ч, температуре 240-260°C и давлении 15-20 МПа.

Существенным недостатком данного способа является сложность аппаратурного исполнения и большие энергозатраты для достижения высоких значений температур и давления.

Длительность протекания процесса переэтерификации связана с тем, что компоненты реакционной массы - растительное масло и спирт -представляют собой несмешивающиеся реагенты реакции. На начальной стадии реакционная масса состоит из двух фаз (спиртовой и липидной). Гетерогенные реакции протекают не во всем объеме системы, а только в объеме одной из фаз (в нашем случае - липидной) в результате диффузии в нее компонента из другой фазы (спиртовой). Кинетику процесса в начале реакции контролирует массопередача реагентов путем диффузии. Следовательно, увеличение скорости реакции может быть достигнуто путем интенсификации массопереноса и турбулизации потока.

Наиболее близким является способ переэтерификации растительных масел (RU 2425863 С2, С11В 3/00 от 15.09.2009 г.), в соответствии с которым для интенсификации процесса переэтерификации растительных масел процесс проводят при наложении вращающегося электромагнитного поля, создающего вихревой слой ферромагнитных частиц. Присутствие в реакционной массе ферромагнитных частиц, интенсивно движущихся во вращающемся электромагнитном поле и образующих вихревой слой, приводит к увеличению площади соприкосновения спиртовой и липидной фаз. При интенсификации перемешивания под действием сил трения уменьшается толщина пограничного слоя, что приводит к увеличению численных значений коэффициента диффузии. Воздействие электромагнитного поля приводит к активации реагирующих частиц, что увеличивает скорость реакции и сокращает время переэтерификации до 10 секунд. К недостаткам данного способа переэтерификации относятся истирание ферромагнитных частиц и связанный с этим повышенный износ реактора, необходимость создания специальной системы охлаждения реактора.

Задачей предлагаемого изобретения является упрощение технологии переэтерификации растительного масла, снижение затрат на ее проведение при сохранении высокого выхода и качества целевого продукта и без значительного увеличения времени реакции.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе переэтерификации растительного масла, предусматривающем введение в реактор нагретого до 60°C растительного масла, метилового спирта в мольном соотношении 1:6, гидрооксида калия, взятого в количестве 1-3% от объема масла, с последующим перемешиванием реакционной массы, согласно изобретению перемешивание реакционной массы осуществляют в вихревом устройстве за счет взаимодействия двух вихревых потоков, перемещающихся вдоль оси устройства навстречу друг другу.

Процесс переэтерификации растительных масел проводят в вихревом устройстве. В вихревом устройстве достигается интенсификация перемешивания, но не за счет движения ферромагнитных частиц, а в результате взаимодействия двух вихрей, перемещающихся вдоль оси устройства навстречу друг другу: периферийного, вращающегося по закону потенциального вихря, и приосевого, вращающегося по закону квазитвердого тела (См. например, А.П. Меркулов. Вихревой эффект и его применение в технике. Изд. ”Машиностроение”. - М.,1969. - 183 с.). Определяющая роль в переносе энергии от осевых слоев к периферийным отводится микрокавитационному процессу, образующемуся в вихревой среде, в котором происходит выброс энергии за счет “схлопывания” образовавшихся в жидкости полостей, заполненных газом и турбулентным пульсациям, их радиальной составляющей. Даже на тех участках камеры, где статистическая температура у оси потока ниже температуры периферийных слоев, радиальные пульсации переносят теплоту вверх по радиусу. Возникающее при этом турбулентное пульсационное воздействие приводит к активации молекул метанола и триацилглицеринов растительного масла.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема конструкции вихревого устройства; на фиг.2 - сечение А-А камеры вихревого устройства.

Вихревое устройство содержит корпус 1 и камеру 2 с тангенциально подведенными патрубками 3 и 4, к камере 2 присоединяется диафрагма 5, на обратной стороне корпуса установлена крышка 6 для технологического обслуживания вихревого устройства.

Способ осуществляется следующим образом.

Через подводящий патрубок 3 подается растительное масло, одновременно с этим через патрубок 4 подается заранее приготовленный раствор гидроксида калия в метиловом спирте. Смешивание осуществляется в камере 2, при дальнейшем прохождении реакционной массы по объему корпуса 1 происходит дальнейшее перемешивание за счет интенсивного взаимодействия периферийного и приосевого потоков. Выход продуктов реакции переэтерификации осуществляется через диафрагму 5.

Сущность предлагаемого способа с наилучшими полученными результатами изложена в примере.

Пример.

В вихревое устройство через патрубки 3 и 4 вводят под давлением Р=0,2 МПа 100 г подсолнечного масла, нагретого до температуры 60°C, и раствор 1,4 г гидроксида калия в 20 г метилового спирта. Компоненты реакционной массы смешиваются в камере 2, далее реакционная масса проходит по объему корпуса 1, где происходит дальнейшее перемешивание ее за счет интенсивного взаимодействия периферийного и приосевого потоков. Выход продуктов реакции переэтерификации осуществляется через диафрагму 5. Полученные продукты отстаивают, отделяют верхний эфирный слой, нейтрализуют раствором фосфорной кислоты, промывают водой. Получают смесь компонентов биодизельного топлива (метиловых эфиров жирных кислот) с выходм 99%. Время реакции 60 - с.

Результатом использования предлагаемого изобретения является упрощение технологии переэтерификации растительного масла, снижение затрат на ее проведение при сохранении высокого выхода и качества целевого продукта и без значительного увеличения времени реакции.

Способ переэтерификации растительного масла, предусматривающий введение в реактор нагретого до 60°C растительного масла, метилового спирта в мольном соотношении 1:6, гидроксида калия, взятого в количестве 1-3% от объема масла, с последующим перемешиванием реакционной массы, отличающийся тем, что перемешивание реакционной массы осуществляют в вихревом устройстве за счет взаимодействия двух вихревых потоков, перемещающихся вдоль оси устройства навстречу друг другу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения биогорючих или биотопливных смесей, пригодных для использования в различных окружающих условиях и в различных видах систем или двигателей, в которых они должны использоваться.
Изобретение относится к способу получения сложных эфиров жирных кислот из жиров и может быть использовано при производстве жидкого топлива. .

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 способам (процессам) и системам для переработки содержащих триглицериды масел биологического происхождения с получением базовых масел и топлив для транспортных средств.

Изобретение относится к получению синтетических видов топлива. Изобретение касается способа, в котором на первой стадии способа содержащую водяной пар и оксигенаты, такие как метанол и/или диметиловый эфир, исходную смесь на катализаторе превращают в олефипы, эту олефиновую смесь в разделительном устройстве разделяют на богатый C1-C4-углеводородами поток и богатый C5+-углероводородами поток.
Изобретение относится к углеводородной композиции, которую можно использовать в качестве топлива и/или горючего, и способу ее получения. Способ гидроочистки для получения углеводородных композиций включает гидроочистку смеси, содержащей: - компонент (А) - газойль в количестве от 20 до 95 масс.%, - компонент (А1) - бензин в количестве от 1 до 40 масс.%, - компонент (В) биологического происхождения, содержащий сложные эфиры жирных кислот, возможно, включающий свободные жирные кислоты; количество биологического компонента составляет от 4 до 60 масс.%, причем все процентные содержания отнесены к общей массе суммы всех компонентов.

Изобретение относится к способу получения биогорючих или биотопливных смесей, пригодных для использования в различных окружающих условиях и в различных видах систем или двигателей, в которых они должны использоваться.

Изобретение относится к бензиновой смеси, характеризующейся тем, что включает, по меньшей мере, 20 об.% изобутанола, и где объемная доля смеси, которая испаряется при температуре до примерно 93°C (200°F), составляет, по меньшей мере, 35 об.%.

Данное изобретение касается способов преобразования лигноцеллюлозного материала в топливные продукты. Способ получения бионефти из лигноцеллюлозного материала, где способ включает этапы: (a) сольватирования гемицеллюлозы из лигноцеллюлозного материала с использованием растворителя, (b) удаления сольватированной гемицеллюлозы из твердого вещества, оставшегося после этапа (a); и (c) сольватирования лигнина и целлюлозы из твердого вещества, оставшегося после этапа (a) с использованием растворителя, при реакционной температуре от 180°C до 350°C и реакционном давлении от 8 МПа до 26 МПа, где этап (c) сольватирования лигнина и целлюлозы дает бионефть.
Изобретение относится к новым областям применения определенного типа компонента дизельного топлива и к способам улучшения эксплуатационных характеристик дизельного двигателя с турбонаддувом.

Изобретение относится к биотопливам, способам их получения. Способ (10) получения произведенного из биомассы пиролизного масла с низким содержанием металлов включает стадии: контактирования полученного из биомассы пиролизного масла, содержащего металлы, с кислотной ионообменной смолой, имеющей сульфокислотные активные группы, чтобы получить произведенное из биомассы пиролизное масло с низким содержанием металлов и отработанную кислотную ионообменную смолу (14); удаления полученного из биомассы пиролизного масла с низким содержанием металлов из отработанной кислотной ионообменной смолы (16); и промывки отработанной кислотной ионообменной смолы растворителем, выбранным из группы, состоящей из метанола, этанола, ацетона и их комбинаций, чтобы удалить, по меньшей мере, часть остаточного полученного из биомассы пиролизного масла с низким содержанием металлов из отработанной кислотной ионообменной смолы и сохранить остаточный растворитель в полученном из биомассы пиролизном масле с низким содержанием металлов.

Настоящее изобретение относится к способам и системам для переработки сырья биологического происхождения, содержащего триглицериды масел с получением базовых масел и топлив для транспортных средств.
Изобретение относится к способу получения сложных эфиров жирных кислот из жиров и может быть использовано при производстве жидкого топлива. .

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения эфиров (мет)акриловой кислоты, включающему переэтерификацию низкокипящего эфира (мет)акриловой кислоты, температура кипения которого ниже, чем температура кипения образующегося в результате переэтерификации сложного эфира, исходным спиртом в присутствии основного ионообменного вещества, в качестве катализатора, и ингибитора полимеризации, причем переэтерификацию проводят при температуре в пределах от 50°C до 140°C.
Наверх