Биотопливная композиция


 


Владельцы патента RU 2553988:

ПАНТЕЛЕЕВ ЕВГЕНИЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ (RU)
ПАНТЕЛЕЕВА ГАЛИНА ВИКТОРОВНА (RU)
ПАНТЕЛЕЕВ ПАВЕЛ ЕВГЕНЬЕВИЧ (RU)

Изобретение описывает биотопливо, содержащее ацетали и растительные масла, при этом биотопливо представляет смесь диэтилформаля 40-80 об.% и глицеридов ненасыщенных жирных кислот 20-60 об.%. Технический результат изобретения заключается в получении биотоплива, обладающего высоким цетановым числом, которое наряду с улучшением низкотемпературных и пусковых свойств топлива препятствует протеканию коррозии, используется без переделки двигателя, обладает экологичным выхлопом при значительном снижении себестоимости за счет применения компонентов, на основе недорогих многотоннажных доступных продуктов. 1 табл.

 

Настоящее изобретение относится к топливам и может быть использовано в народном хозяйстве в качестве моторного топлива, эквивалентного по физико-химическим характеристикам нефтяному моторному топливу.

Состояние области техники

Используемые в настоящее время топлива для дизельных двигателей главным образом содержат компоненты из сырой нефти.

В качестве альтернативного топлива для дизельных двигателей используется природный газ и диметиловый эфир. Основным недостатком этих топлив является плохая совместимость с нефтяным дизелем, т.к. при нормальных условиях это - газы. Кроме того, требуется переделка автомобиля для работы на этих альтернативных топливах (Диметиловый эфир - Википедия).

Существует потребность в высококачественной топливной композиции для дизельных двигателей, содержащей компоненты биологического происхождения и также отвечающей требованиям к качеству дизельных топлив при работе в условиях любых температур. Более того, топливо должно быть экологически безопасным. В настоящий момент наиболее распространенным компонентом биологического происхождения в топливах является метиловый эфир рапсового масла, обозначаемый как РМЭ (RU 2393209).

Недостатком РМЭ является высокая вязкость и высокая температура застывания, что делает невозможным его использование при отрицательных температурах. Побочным продуктом получения РМЭ является глицерин, который может стать проблемой, если производится большое количество продукта. Подобным образом могут производиться эфиры других растительных масел и метиловые эфиры жирных кислот, общеизвестные как МЭЖК (метиловый эфир жирной кислоты). Такие МЭЖК могут быть использованы для таких же применений, как и метиловый эфир рапсового масла, но они также оказывают отрицательное влияние на качество дизельного топлива, в особенности в отношении его характеристики при низких температурах, и, кроме того, их применение в топливах увеличивает выбросы оксидов азота. В некоторых случаях МЭЖК и РМЭ вызывают более высокий выброс частиц и образование дыма при холодном запуске двигателя.

В заявке WO 2001012581 описывается способ получения метиловых сложных эфиров, используемых в качестве биологического дизельного топлива, по которому смеси жирных кислот и триглицеридов этерифицируют в одной фазе. По данному способу образуется раствор из жирных кислот, триглицеридов, спирта, кислотного катализатора и совместных растворителей при температуре ниже температуры кипения раствора. Совместный растворитель используют в количествах, обеспечивающих одну фазу, затем раствор выдерживают в течение времени, достаточного для того, чтобы произошла катализируемая кислотой этерификация жирных кислот. После этого кислотный катализатор нейтрализуют, добавляют щелочной катализатор для переэтерификации триглицеридов и, наконец, эфиры выделяют из раствора. Таким образом, получают содержащее эфиры биотопливо, имеющее содержание глицерина по меньшей мере 0,4 мас.%.

Недостатками являются сложность и многостадийность процесса и высокая себестоимость продуктов.

Наиболее близким к заявленному изобретению является патент US 6013114 (который взят за прототип). Предлагается топливо, компонентами которого являются растительное масло и ацетали с температурой вспышки более +55°C (см. пункт 5 формулы).

Недостатком данного изобретения является высокая себестоимость продуктов. Сырьем для предлагаемых ацеталей являются спирты бутанол и выше, которые очень дорогие. Поэтому ацетали, полученные на основе этих спиртов, также будут иметь высокую себестоимость. Формали на основе спиртов С4 и выше обладают относительно высокой вязкостью и температурой застывания и в смеси с растительными маслами не могут быть использованы при отрицательных температурах. Кроме того, ацетали, описанные в патенте, не относятся к возобновляемым биопродуктам, поэтому увеличивают выбросы парникового газа в атмосферу.

Задачей данного изобретения является разработка биотоплива, не содержащего нефтяного компонента, по своим физико-техническим (химическим) свойствам (характеристикам) не уступающему альтернативному топливу, на основе недорогих многотоннажных доступных продуктов, обеспеченных отечественными сырьевыми ресурсами, в том числе возобновляемыми.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса горения при эксплуатации двигателя на высоких оборотах, что позволит уменьшить вредные выбросы из двигателя, улучшение характеристики текучести на холоде и повышение цетанового числа, которое наряду с улучшением низкотемпературных и пусковых свойств дизельного топлива препятствует протеканию коррозии, обладает экологичным выхлопом при значительном снижении себестоимости за счет применения компонентов, на основе недорогих многотоннажных доступных продуктов, обеспеченных отечественными сырьевыми ресурсами, в том числе возобновляемыми, использование данного топлива не требует переделки двигателя.

Указанный эффект достигается тем, что биотопливо содержит диэтилформаль 40-80 об.% и глицериды ненасыщенных жирных кислот 20-60 об.%. В качестве глицеридов ненасыщенных жирных кислот используют любые растительные масла.

Использование диэтилформаля позволяет повысить цетановое число дизельного топлива до 60 пунктов. Сырьем для синтеза диэтилформаля является биоэтанол (более дешевое сырье), что позволит снизить себестоимость продуктов.

Кроме того, физико-химические показатели диэтилформаля превосходят дибутилформаль, что позволяет получить биодизельное топливо с температурой застывания ниже -60°C.

Краткое изложение сущности

Известно, что Дизель испытывал свой двигатель на растительном масле. Но растительное масло обладает высокой вязкостью, высокой температурой застывания, поэтому в мире в основном используют метиловые эфиры масел. На долю процесса переэтерификации масел приходится до 30% затрат, и при этом используется щелочь и образуются побочные продукты.

При совместном использовании (простое смешение) диэтилформаля и глицеридов ненасыщенных жирных кислот улучшаются 11 показателей Евростандарта EN 14214 для биодизеля. Диэтилформаль - биотопливо - может быть легко получен из биоэтанола и биогаза (возобновляемых источников энергии) известными способами конденсации этанола и формальдегида (Химик.ru. Химическая энциклопедия), а формальдегид из метана, через метанол (ru.wikipedia.org. Метанол, формальдегид).

Использование в качестве ацеталей диэтилформаля в смеси с глицеридами ненасыщенных жирных кислот, в качестве которых используются растительные масла, в количестве 20-60 об.%, позволяет получить биотопливо с высоким цетановым числом, его характеристики соответствуют Российскому стандарту ГОСТ Р53605-2009, Европейскому стандарту EN 14214-2003, стандарту США ASTMD 6751. При этом исключается необходимость в переэтерификации масел метанолом, на долю которой приходится до 30% затрат, и исключается необходимость утилизации побочных продуктов - глицерина и отходов щелочного катализатора (Маркетинговое исследование рынка биотоплива: биоэтанол и биодизель, 18 мая 2012 г. Reseach Techart, стр. 54). Более полное использование растительного возобновляемого сырья благоприятно сказывается на экологии в целом.

Ранее нами показано, что при концентрации ДЭФ более 40% все растительные масла (кукурузное, льняное, рапсовое, пальмовое) по показателю вязкости удовлетворяют стандартам и вязкость ниже 5 cСт.

Испытания проводили на автомобиле Тоуоtа Сarina Е 1994 года выпуска с дизельным двухлитровым двигателем при температуре ниже -20°C. В пустой бак заливали 100% биодизельное топливо в количестве 20 л, и автомобиль эксплуатировался в течение нескольких дней. Испытания проведены на трех образцах биодизельного топлива, содержащего 40-80% диэтилформаля (ДЭФ) и 20-60% подсолнечного масла. Результаты представлены в таблице.

Выводы

Автомобиль хорошо работает на всех испытанных образцах без каких-либо заметных отклонений. При концентрации диэтилформаля ниже 40%, показатель вязкости не удовлетворяет стандартам - более 5 cСт, а при концентрации диэтилформаля более 80% уменьшается смачивающая способность (скольжение) и уменьшается теплотворная способность биодизельного топлива.

Биотопливо, содержащее ацетали и растительные масла, отличающееся тем, что биотопливо представляет смесь диэтилформаля 40-80 об.% и глицеридов ненасыщенных жирных кислот 20-60 об.%.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области получения искусственной нефти из парниковых газов. Предложен способ получения искусственной нефти из газа, содержащего CO2, искусственная нефть, полученная вышеуказанным способом, применение искусственной нефти, а также применение газа, содержащего CO2 в предложенном способе.

Изобретение относится к композиции топлива для инжекторного дизельного двигателя, которая включает в себя основное количество топлива и минимальное эффективное количество продукта реакции (i) гидрокарбил-замещенного соединения, содержащего, по меньшей мере, одну третичную аминогруппу, причем гидрокарбил-замещенное соединение выбирают из группы, состоящей из С10-С30-алкил- или алкенилзамещенных амидопропилдиметиламинов и С12-С200-алкил- или алкенилзамещенных сукцинилкарбонилдиметиламинов, и (ii) соли галогензамещенной карбоновой кислоты С2-С8, при этом полученный продукт реакции, по существу, не содержит нековалентно связанных анионных веществ.

Изобретение относится к композиции авиационного неэтилированного бензина, которая содержит бензин каталитического риформинга, алкилбензин, толуол и антидетонационную присадку, при этом композиция дополнительно содержит бензиновую фракцию, выкипающую в пределах 62-85°С, а в качестве антидетонационной присадки - монометиланилин и метилтретбутиловый эфир при следующем соотношении компонентов, % масс.: алкилбензин 15,0-25,0; толуол 10,0-20,0; бензиновая фракция, выкипающая в пределах 62-85°С, 20,0-35,0; монометиланилин 1,5-3,0; метилтретбутиловый эфир 5,0-10,0; бензин каталитического риформинга остальное.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для переработки нефтесодержащих отходов эмульсионного и эмульсионно-суспензионного типа, отработанных моторных масел и т.п.
Изобретение относится к биотопливной композиции, основанной на нефтяном продукте, содержащей биодобавку на основе ацеталей и растительных масел, при этом композиция представляет собой смесь нефтяного дизельного топлива 98-60 об.% с биодобавкой 2-40 об.%, где в качестве биодобавки используют диэтилформаль 35-40 об.%, остальное глицериды ненасыщенных жирных кислот.

Настоящее изобретение касается композиции для улучшения свойств текучести в топливных композициях. Композиция для улучшения свойств текучести в топливных композициях содержит полиалкил(мет)акрилатный полимер, содержащий фрагменты мономеров формулы (II) , где R представляет собой атом водорода или метил, R2 представляет собой линейный алкильный остаток, содержащий 7-15 атомов углерода и имеющий среднечисловую молекулярную массу Мn от 1000 до 10000 г/моль и полидисперсность Mw/Mn от 1 до 8, и этилен-винилацетатный сополимер, представляющий собой привитой сополимер, содержащий этилен-винилацетатный сополимер в качестве основания, и алкил(мет)акрилат, содержащий 1-30 атомов углерода в алкильном остатке, в качестве привитого слоя.

Изобретение относится к низкотемпературным добавкам для средних дистиллятов, которые характеризуются улучшенной легкостью в обращении при низких температурах, к способу улучшения характеристик низкотемпературной текучести жидких топлив и к жидкому топливу.

Изобретение относится к технологиям приготовления эмульсий и суспензий на основе многокомпонентных смесей разнородных по своей природе веществ, в частности минерального и растительного происхождения, для использования в качестве топлив смесевого типа, а также в других областях, где требуются гомогенные композиции различных материалов текучей консистенции.
Изобретение относится к способу применения моторного топлива, полностью состоящего из твердых парафинов и нефтешламов, в котором твердое или вязкое топливо загружают в термоизолированный топливный бак, нагревают до температуры 70-85°С и через фильтр топливным насосом низкого давления подают к насосу высокого давления, а затем на топливные форсунки цилиндров или турбину мотора, причем фильтр, топливные насосы и трубопроводы топливной системы мотора выполнены теплоизолированными, что позволяет сохранять в них температуру топлива не ниже 70ºС.
Изобретение относится к способу получения синтетического топлива, который заключается в том, что в теплоизолированный топливный бак загружают брикеты твердого полиэтилена, нагревают их в баке до температуры более 85°С и подают в бак углеводородное топливо (церезин, керосин, дизтопливо), чем обеспечивают интенсивное растворение полиэтилена до жидкой фазы, после чего прогревают раствор до температуры 110-130°С и в виде жидкого топлива подают в горелки котельной, поршневой или турбинной энергетической установки внутреннего сгорания.

Настоящее изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно - к составу октаноповышающей добавки к бензину и композиции, содержащей эту добавку, предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания. Октаноповышающая добавка к бензину на основе толуидинов и спирта содержит синергетическую композицию смеси мета- и орто-толуидинов, изобутилового спирта и продукта конденсации растительного масла, диэтаноламина и борной кислоты при мольном соотношении компонентов растительного масла, диэтаноламина и борной кислоты 0,75 - 1:3:0,5 - 1 и при следующем соотношении компонентов, масс. %: мета-толуидин - 49-54, орто-толуидин - 24-27, изобутиловый спирт - 16-22, продукт конденсации - 3-5. Композиция на основе бензина содержит октаноповышающую добавку, включающую вышеуказанную добавку в количестве 1-3 об. %. Техническим результатом является разработка добавки для повышения октанового числа и использование добавки с высокими антидетонационными свойствами в составе композиции на основе бензина, создание синергетической композиции, а также получение качественной добавки, не содержащей металлорганических добавок и ММА, в которой используемые бораты имеют аминное число не более 30 мг HCl/г. 2 н.п. ф-лы, 6 табл.
Изобретение относится к области переработки органических отходов и может быть использовано в сельском, коммунальном хозяйстве, в топливной промышленности в качестве топлива для транспортных средств, теплоэлектростанций, котельных. Способ переработки органического сырья в топливо включает термохимическую переработку сырья в реакторе быстрого пиролиза с последующей конденсацией парогазовой смеси в конденсаторе-холодильнике, выделение из нее фракций жидких углеводородов и топливного газа с дальнейшей их очисткой, отличающийся тем, что температуру парогазовой смеси на пути его перемещения из реактора до входа в конденсатор-холодильник поддерживают на уровне 450-700°C, при этом парогазовую смесь сначала конденсируют холодной водой с температурой 0-65°C при соотношении вода : парогазовая смесь = 2÷1 - 3÷1, удаляют из конденсатора-холодильника образовавшийся топливный газ, который вторично охлаждают, выделяя из него воду путем конденсации водяного пара, и направляют на быстрый пиролиз, после наполнения емкости конденсатора-холодильника водой и снижения температуры до 65°C из нее сливают воду с жидким топливом из легких углеводородов, а оставшийся в конденсаторе-холодильнике смолистый осадок растворяют при перемешивании мешалкой в течение 30-40 минут биоэтанолом. Технический результат - получение пирожидкости с теплотой сгорания 28-32 МДж/кг, также получают пирогаз, при этом также осуществляют растворение смолистых вещкств. 4 з.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к способу обработки смолы таллового масла. Способ обработки смолы таллового масла, содержащей стероловые спирты и, возможно, древесные спирты жирных кислот и смоляных кислот, источником которых является талловое масло, отличается тем, что: по меньшей мере часть жирных кислот и смоляных кислот высвобождают из стероловых эфиров и эфиров древесных спиртов и преобразуют в низшие алкиловые эфиры; полученные таким образом алкиловые эфиры удаляют путем испарения из смолы, затем конденсируют и полученный конденсат гидрируют. Заявлен также продукт, полученный представленным способом, и применение способа для получения топлива. Технический результат - использование смолы таллового масла, которая обычно является отходом, для получения топлива или компонента топлива. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил.
Настоящее изобретение относится к топливной композиции, в состав которой входит нитрат полиспирта, флегматизатор и стабилизатор, при этом в качестве флегматизатора применяется гетероциклическое соединение, выбранное из группы пятичленных гетероциклических соединений: 3,4,5-триметилизоксазол, 3-метил-5-пропил-1,2,4-оксадиазол, 3,4-диметилфуразан, 3,4-диметилфуроксан, 3-этокси-4-метилфуроксан, 3-пропокси-4-метилфуроксан, 3-бутокси-4-метилфуроксан, 3-амокси-4-метилфуроксан, 3-изоамокси-4-метилфуроксан, 3-циклогексилокси-4-метилфуроксан, 3-(2′-метоксиэтокси)-4-метилфуроксан, 3-(2′-этоксиэтокси)-4-метилфуроксан или циклогексилнитрат при следующем соотношении компонентов, мас. %: нитрат полиспирта 35-75; флегматизатор 20-65; стабилизатор -2. Изобретение относится также к способу получения указанной топливной композиции. Техническим результатом является получение топлива с температурой замерзания до (-50)÷(-60)ºС, что позволяет использовать его в условиях холодной зимы и в торпедах, сбрасываемых с самолетов. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 18 пр.

Изобретение описывает депрессорную присадку для парафинистых нефтей и предотвращения асфальтено-смоло-парафиновых отложений, включающую сополимер этилена и винилацетат, неионогенное поверхностно-активное вещество и растворитель, при этом в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества она содержит блоксополимер окисей этилена и пропилена или оксиэтилированный алкилфенол, или оксиэтилированный жирный амин, в качестве растворителя - ароматический растворитель, и дополнительно монобутиловый эфир этиленгликоля, при следующем соотношении компонентов, мас.%: сополимер этилена и винилацетата 5-15, блок-сополимер окисей этилена и пропилена, или оксиэтилированный алкилфенол, или оксиэтилированный жирный амин 5-15, монобутиловый эфир этиленгликоля 0-2, ароматический растворитель - остальное. Предлагаемая депрессорная присадка обладает низкой температурой застывания и эффективно предотвращает выпадение асфальтено-смоло-парафиновых отложений по отношению к обводненным нефтям и нефтегазоконденсатам. 3 табл.
Изобретение относится к водно-топливной композиции для применения в тепловых и ракетных двигателях, работающих на жидком углеводородном топливе, которая включает дисперсионную среду - углеводородное топливо и дисперсионную фазу - водосодержащую композицию, при этом устойчивость водно-топливной композиции достигается путем установления равенства плотностей водосодержащей композиции и углеводородного топлива за счет соотношения компонентов, при этом в качестве водосодержащей композиции используется водно-спиртовой раствор. Также раскрывается способ получения водно-топливной композиции. Технический результат заключается в получении водно-топливной композиции с улучшенными техническими, экономическими и экологическими параметрами. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.
Изобретение описывает универсальное дизельное топливо, состоящее из базового компонента с присадками, в количестве 0,02-0,04 мас.% противоизносной присадки и 0,15-0,30 мас.% цетаноповышающей присадки, при этом базовый компонент представляет собой фракцию нефти, выкипающую в пределах 170-340°C, или ее смесь с газойлем замедленного коксования и/или каталитического крекинга, выкипающих в пределах 170-340°C, с последующими гидроочисткой и гидродепарафинизацией или гидроизомеризацией, а также глубокой стабилизацией до температуры начала кипения не ниже 175°C, позволяющих получить показатели качества, удовлетворяющие дизельному топливу как для умеренного климата, так и для холодного и арктического климата: Цетановое число, не менее 51 Плотность при 15°C, кг/м3 820-840 Температура вспышки в закрытом тигле, °C, не менее 55 Кинематическая вязкость при 40°C, мм2/с 2,0-4,0 Технический результат заключается в получении универсального дизельного топлива, которое обладает повышенной температурой вспышки и кинематической вязкостью, что позволяет использовать его как для холодного и арктического топлива, так и для умеренного климата. 6 пр.

Изобретение относится к диспергаторам парафинов и топливным композициям на основе дизельных топлив. Предложен диспергатор парафинов, содержащий в качестве активного компонента производные алкиловых эфиров β-аминопропионовой кислоты общей формулы где a=0-2, b=0-1, c=0-1, n≥1, x=0-1; y=0-1; z=0-1; x+y+z=a+nb+c≤n+3, R - алкильный радикал нормального строения C12-C28. Предложены также способ получения заявленного диспергатора парафинов, депрессорно-диспергирующий пакет присадок, содержащий заявленный диспергатор, и соответствующая топливная композиция. Технический результат - повышение седиментационной устойчивости топливной композиции при холодном хранении при температурах ниже температуры помутнения. 4 н.п. ф-лы, 4 табл., 6 пр., 1 ил.

Изобретение описывает топливную смесь, которая содержит, по меньшей мере, селитру, индустриальное масло, поверхностно-активное вещество и воду, при этом в качестве поверхностно-активного вещества она содержит оксид амина, бетаин или четвертичные аммониевые основания, при количественном содержании поверхностно-активного вещества не более 10% масс. от массы смеси. Технический результат заключается в получении топливной смеси, при сгорании которой не выделяются неприятно пахнущие оксиды азота. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к композиции жидкого топлива, которая содержит биодизельное топливо и по меньшей мере одну добавку для улучшения фильтруемости, при этом в качестве добавки композиция содержит по меньшей мере два полиалкил(мет)акрилатных полимера, один из которых содержит повторяющиеся фрагменты, полученные из алкил(мет)акрилатов, имеющих 16-40 атомов углерода в алкильном остатке, а другой содержит повторяющиеся фрагменты, полученные из гидроксилсодержащих мономеров и/или (мет)акрилатов простоэфирных спиртов. Кроме того, в изобретении описывается способ улучшения фильтруемости жидкого топлива, содержащего биодизель, и применение полиалкил(мет)акрилатного полимера для улучшения фильтруемости жидкого топлива, содержащего биодизель. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 табл.
Наверх