Способ получения биодизельного топлива из сырья растительного происхождения

Авторы патента:

C10L5/44 - растительного происхождения

B01J19/00 - Химические, физические или физико-химические способы общего назначения (физическая обработка волокон, нитей, пряжи, тканей, пера или волокнистых изделий, изготовленных из этих материалов, отнесена к соответствующим рубрикам для такого вида обработки, например D06M 10/00); устройства для их проведения (насадки, прокладки или решетки, специально предназначенные для биологической обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод C02F 3/10; разбрызгивающие планки или решетки, специально предназначенные для оросительных холодильников F28F 25/08)

Владельцы патента RU 2559357:

Кудряшов Сергей Иванович (RU)
Собченко Юрий Александрович (RU)

Изобретение описывает способ получения биодизельного топлива из сырья растительного происхождения, включающий обработку смеси растительного масла, спирта и щелочи физическим воздействием, при этом обработку проводят потоком СВЧ-энергии, а в качестве спирта используют изопропанол, причем смесь помещают в резонатор, выполняющий функцию реакционной емкости, над резонатором размещают магнетрон, между резонатором и магнетроном устанавливают с возможностью перемещения в вертикальной плоскости волновод и в процессе получения биодизельного топлива обрабатываемую смесь перекачивают по замкнутому контуру. Технический результат заключается в ускорении процесса при одновременном улучшении потребительских характеристик готового продукта - биодизельного топлива и исключении из процесса метанола. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области производства моторных топлив, а именно - области производства дизельного топлива из продуктов переработки растительного сырья, и может быть использовано при производстве биодизельного топлива из растительных масел.

Биодизельное топливо представляет собой вид экологически чистого топлива для дизельных двигателей из возобновляемого источника, в частности, растительного сырья - масла рапса, подсолнечника, льна, сои, и предназначено для замещения обычного дизельного топлива.

Биодизель - это альтернативное экологически чистое, относительно дешевое дизельное топливо, вырабатываемое из местного растительного сырья. Биодизель получают из растительных масел (самое дешевое - рапсовое) путем реакции переэтерификации. Основные реагенты: растительное масло и метанол с добавлением незначительного количества катализатора - щелочи (КОН). В известных технологических схемах производства биодизеля на установках циклического действия с применением щелочного катализатора продолжительность реакции достигает 8 часов. Такое длительное время реакции не дает возможности создания установок большой производительности и требует больших производительных площадей.

С химической точки зрения биодизель представляет собой смесь эфиров жирных кислот. При его производстве, в процессе переэтерификации, масла и жиры вступают в реакцию с метиловым или этиловым спиртом в присутствии катализатора (KOH, NaOH).

Основным недостатком технологий получения биодизеля с использованием катализатора являются вопросы удаления катализатора и продуктов омыления после реакции, что имеет весьма важное значение для чистоты получаемого продукта.

Известен (UA, патент 20901, опубл.) способ получения биологического дизельного топлива. Согласно известному способу подготовленную массу сырья загружают в резервуар и разогревают, затем добавляют к массе сырья метанол и катализатор, смешивают в резервуаре сырье, метанол и катализатор до образования однородной массы, обеспечивая при этом в результате химического процесса переход всей массы смешанных компонентов в продукт реакции (метиловый эфир и глицерин). Затем готовый продукт отстаивают в резервуаре для разделения его на фракции, удаляют из резервуара загрязняющие составляющие, побочные продукты химического процесса и компоненты, которые не принимают участия в реакции, подогревают резервуар. Готовое биологическое дизельное топливо получают в процессе реакции переэтерефикации необработанного биологического дизельного топлива в вакууме. Из резервуара извлекают осевший глицерин, после чего повторяют перечисленные выше технологические операции до полного вступления веществ в реакцию.

Однако известный способ реализуют при нагреве масла до 65-70°С. Это требует значительных энергозатрат, так как процессы рекуперации излишнего метанола (необходимое условие прохождения реакции в традиционных технологиях), дополнительной переэтерификации, а также вакуумная сушка происходят при значительном энергопотреблении. Кроме того, способ предусматривает наличие дорогостоящего оборудования, что увеличивает себестоимость получаемого продукта.

Известен (Jp, патент 200103, 1991) способ непрерывного производства сложных эфиров и глицерина, включающий непрерывную подачу жиров и масел и спирта в нагреватель, нагревание компонентов, взаимодействие подогретых жиров и масел с подогретым спиртом в отсутствии катализатора в реакторе, охлаждение продукта реакции и снижение давления, удаление излишков спирта от смеси и отделение сложных эфиров от глицерина, причем температура нагревания спирта и температура смеси в реакторе ниже температуры критической температуры спирта, давление в нагревателе и давление в реакторе менее 0,7 МПа.

Недостатком данного способа является то, что процесс неоправданно затянут по времени и требует к тому же больших реакционных объемов.

Известен (RU, патент 2393006, опубл. 27.06.2010) способ получения биодизельного топлива, включающий смешивание рапсового масла, метанола и едкого кали, кавитационную обработку смеси до получения однородной эмульсии и разделение эмульсии на биодизельное топливо и глицерин, причем разделение эмульсии на биодизель и глицерин осуществляют воздействием центробежного поля, затем полученное биодизельное топливо смешивают с дизельным топливом и отработанным моторным маслом в следующем объемном соотношении: биодизельное топливо до 50%, дизельное топливо до 65%, отработанное моторное масло до 5%, а для получения биодизельного топлива смесь повторно подвергают кавитационной обработке, полученное биодизельное топливо очищают от механических примесей воздействием центробежного поля.

Недостатком известного способа, принятого в качестве ближайшего аналога, следует признать длительность процесса, не полное соответствие потребительских характеристик полученного биодизельного топлива стандартам для дизельного топлива, полученного путем переработки нефти, а также использование ядовитого соединения - метанола.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в обеспечении возможности получения биодизельного топлива, потребительские характеристики которого соответствуют потребительским характеристикам дизельного топлива, полученного путем переработки нефти.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного способа, состоит в ускорении процесса при одновременном улучшении потребительских характеристик готового продукта - биодизельного топлива и исключении из процесса метанола.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ получения биодизельного топлива из сырья растительного происхождения, включающий обработку потоком СВЧ-энергии смеси растительного масла, изопропанола и щелочи, причем смесь помещают в резонатор, выполняющий функцию реакционной емкости, над резонатором размещают магнетрон, между резонатором и магнетроном устанавливают с возможностью перемещения в вертикальной плоскости волновод, причем в процессе получения биодизельного топлива обрабатываемую смесь перекачивают по замкнутому контуру.

В предпочтительном варианте реализации разработанного способа используют термостатированный резонатор.

Предпочтительно содержание изопропанола в смеси составляет от 20,0 до 35,0% мас. от массы растительного масла, щелочи (гидроксид калия или гидроксид натрия) в смеси составляет от 07 до 1,4% мас. от массы растительного масла.

Предпочтительно процесс этерификации контролируют по изменению температуры обрабатываемой смеси.

Для реализации разработаного способа может быть использована установка, блок-схема которой приведена на рисунке, при этом использованы следующие обозначения: магнетрон 1, блок 2 питания магнетрона 1, волновод 3, резонатор 4, термодатчик 5, измерительный прибор 6, насос 7.

Способ в базовом варианте реализуют следующим образом.

Реакционную смесь (предпочтительно, растительное масло, спирт и катализатор, в качестве которого используют щелочь) помещают в резонатор 4. Включают насос 7 и проводят перекачивание реакционной смеси по замкнутому контуру. Включают магнетрон 1. Генерируемое электромагнитное излучение разогревает перемещаемую по замкнутому контуру до температуры свыше 80°С. Контроль температуры, а также прохождение реакции осуществляют с использованием термодатчика 5 и измерительного блока 6. При указанной реакции активно проходит реакции этерификации реакционной смеси с получением в качестве конечного продукта биодизельного топлива.

1. Способ получения биодизельного топлива из сырья растительного происхождения, включающий обработку смеси растительного масла, спирта и щелочи физическим воздействием, отличающийся тем, что обработку проводят потоком СВЧ-энергии, а в качестве спирта используют изопропанол, причем смесь помещают в резонатор, выполняющий функцию реакционной емкости, над резонатором размещают магнетрон, между резонатором и магнетроном устанавливают с возможностью перемещения в вертикальной плоскости волновод, причем в процессе получения биодизельного топлива обрабатываемую смесь перекачивают по замкнутому контуру.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют термостатированный резонатор.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что содержание изопропилового спирта в смеси составляет от 20,0 до 35,0% мас. от массы растительного масла.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что содержание щелочи в смеси составляет от 0,7 до 1,4% мас. от массы смеси.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что процесс этерификации контролируют по изменению температуры обрабатываемой смеси.

Изобретение относится к способу получения множества продуктов из биомассы видов водных растений. Получают биомассу, разрушают ее, разделяют указанную биомассу с получением сока и твердой фазы, фильтруют и осветляют сок.

Способ глубокой переработки растительного органического топлива без использования химических скрепляющих компонентов и брикетированное топливо // 2551856

Изобретение относится к способу глубокой переработки древесных опилок и листьев без использования химических скрепляющих компонентов, характеризующийся тем, что их пропускают через сито для удаления крупноразмерных элементов, загружают в сушилку для снижения влажности до 10%, измельчают до получения смеси из частиц менее 15 мм и объемом отдельных частиц не более 0,5-1,0 см3, формуют, прессуют под давлением при 120-140 кг/см2 и температуре 250-350°С без доступа воздуха.

Твердое топливо // 2542363

Изобретение относится к твердому топливу из древесины и бумаги, в состав которого входят древесная щепа размером от 1 до 50 мм (компонент А), обрезки бумаги размером от 1 до 50 мм (компонент В), связующее вещество в виде крахмала, полученного из морских водорослей (компонент С-1), формообразующее вещество в виде натурального каучука (компонент С-2) и повышающая теплотворную способность добавка в виде вещества, содержащего растительное масло (компонент D); данную смесь компонентов подвергают формованию прессованием, при этом общее количество компонентов А и В составляет от 15 до 45 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси, общее количество компонентов С-1, С-2 и D составляет от 55 до 85 весовых частей из расчета на 100 весовых частей смеси, а весовое соотношении компонента А к компоненту В составляет от 20:80 до 80:20.

Способ и установка для обжига лигноцеллюлозного материала // 2534085

Изобретения могут быть использованы в области переработки лигноцеллюлозного материала. Способ обжига лигноцеллюлозного материала включает сушку лигноцеллюлозного материала в осушителе (2).

Способ получения топливного брикета // 2533426

Изобретение относится к способу получения топливного брикета, который включает измельчение древесных отходов, их смешение, сушку и последующее прессование, при этом в качестве дополнительного элемента брикет содержит сердечник из прессованных опилок осины с отверстием для тяги.

Система управления давлением и температурой для по меньшей мере одного химического реактора // 2530114

Изобретение относится к системам управления давлением и температурой реактора и может быть использовано в реакторах, содержащих водный раствор при температуре, близкой к температуре его кипения.

Способ изготовления брикетов из измельченной соломы и устройство для изготовления брикетов // 2528376

Изобретение относится к способу изготовления брикетов из соломы зерновых культур, которую измельчают и затем прессуют, причем измельченную солому предварительно высушивают до влажности 15-20%, затем подают в шнековый экструдер и постепенно прессуют до тех пор, пока она не нагреется до температуры выше 290 °С, а ее плотность не составит более 1,3 г/см3, далее полученную массу выдавливают в виде цилиндра, имеющего однородную структуру, причем во время выдавливания в формующей головке экструдера поддерживают постоянную температуру, не превышающую 340 °С.

Средство для розжига и способ его получения // 2525112

Изобретение относится к средству для розжига, включающему множество свитых по спирали волокон горючего материала, покрытому улучшающим горение агентом, нанесенным методом распыления, при этом средство для розжига содержит внутреннюю часть и внешнюю часть, и плотность внешней части составляет от 0,03 до 0,13 кг/м3, а плотность внутренней части - примерно от 0,15 до 0,5 г/см3, при этом горючим материалом является древесина, а улучшающим горение агентом является воск.

Способ получения гранул или брикетов // 2518068

Изобретение относится к способу получения гранул или брикетов из лигнинсодержащего материала, причем способ включает стадии, в которых: пропускают лигнинсодержащий материал с содержание влаги менее чем около 30% по весу в реактор; нагревают материал до температуры 180-235ºС нагнетанием пара в реакторе в течение 1-12 минут; снижают давление и формуют обработанный материал с образованием гранул или брикетов.

Способ брикетирования отходов жизнедеятельности животных и птицы и устройство для его осуществления // 2507242

Изобретение относится к устройству для брикетирования отходов жизнедеятельности животных и птицы, содержащему загрузочный бункер, установленный в полом корпусе конический шнек, расположенный в нижней части корпуса скребковый транспортер, со стороны вершины конического шнека на выходе из корпуса установлена подпружиненная пластина в виде лыжи, при этом оно дополнительно содержит смеситель, состоящий из корпуса, патрубков ввода заполнителя и наполнителя, причем вдоль вертикальной оси корпуса смесителя размещен ротор с лопастями, расположенными под углом друг к другу, нижняя часть смесителя через шибер и трубопровод соединена с нижней частью устройства для смешивания материала со связующим, состоящего из корпуса и патрубка ввода связующего, внутри корпуса, на его противоположных сторонах размещены два шнека в виде спирали с противоположной навивкой, вращающихся с помощью электродвигателей, с внешней стороны корпуса устройства для смешивания по его периметру расположен змеевик с теплоносителем.

Массообменная колонна и корончатый элемент для массообменной колонны // 2558584

Корончатый элемент для закрепления насадки в массообменной колонне содержит удлиненный лист, который содержит верхний элемент, стеновой элемент и нижний элемент, причем стеновой элемент расположен между верхним элементом и нижним элементом таким образом, что первая линия сгиба образуется между верхним элементом и стеновым элементом.

Система высушивания биомассы (варианты) // 2549876

Изобретение описывает систему супервысушивания биомассы, которая содержит множество резервуаров, включая, по меньшей мере, один высушивающий резервуар, содержащий расплавленную соль в качестве жидкого средства теплопередачи, которое находится в контакте с биомассой и превращает ее в биоуголь; и, по меньшей мере, один резервуар с водой, содержащий воду для промывки соли, которая находится в контакте с биоуглем и охлаждает биоуголь, для удаления соли, прилипшей к биоуглю, и систему транспортирования, перемещающую биомассу через множество резервуаров в первом направлении при перемещении биоугля во втором направлении, противоположном первому направлению, таким образом, что, по меньшей мере, один резервуар с водой, содержащий воду для промывки соли, предварительно нагревает биомассу и одновременно охлаждает биоуголь.

Способ получения углеводородного автомобильного топлива // 2545059

Изобретение относится к способу получения углеводородного автомобильного топлива, который заключается в том, что исходное углеводородное автомобильное топливо смешивают с дистиллированной водой в равных весовых пропорциях, полученную водотопливную смесь в трубчатом проточном реакторе подвергают воздействию волн СВЧ частотой 10-30 ГГц, затем обрабатывают в вихревом трубчатом реакторе при избыточном давлении 0,5-3,5 МПа и температуре 10-30°C в присутствии сплавов металлов Cr, Ni, Fe, из которых выполнены завихрители вихревого трубчатого реактора.

Устройство и способ для получения трисилиламина // 2540618

Описано устройство, трубчатый проточный реактор идеального вытеснения с ламинарным потоком, для производства силиламинов и, в частности, трисилиламина (TSA) с высоким выходом из газообразного аммиака и газообразного моногалосилана.

Реакторы для непрерывной обработки и способы их применения // 2531399

Изобретение относится к реакторам непрерывной обработки, системе, содержащей такой реактор, и способу обработки текучей среды. Реактор содержит внешний резервуар, имеющий внутреннюю поверхность, напротив которой может находиться обрабатываемая текучая среда, внутренний резервуар, находящийся внутри внешнего резервуара и имеющий внешнюю поверхность, служащую в качестве поверхности теплообмена для обрабатываемой текучей среды, и внутреннюю поверхность, разработанную так, чтобы позволять теплообменной текучей среде течь в, по существу, равномерной тонкой пленке, и кольцевое пространство, заданное между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, для обеспечения прохода, вдоль которого может подаваться обрабатываемая текучая среда, где данное кольцевое пространство разработано так, чтобы поддерживать разность температур между внешним резервуаром и внутренним резервуаром, придавая обрабатываемой текучей среде относительно высокие скорости переноса.

Способ комплексной переработки нефти и установка для его осуществления // 2527281

Изобретение относится к области нефтепереработки. Изобретение касается установки комплексной переработки нефти, включающей в себя взаимосвязанные конвертер газообразных углеводородов, реактор паровой конверсии оксида углерода, влагоотделитель, совмещенный аппарат гидрирования и сероочистки, блок очистки синтез-газа от диоксида углерода, средство перекачивания жидких сред, теплообменник.

Установка получения углеводородных пропеллентов // 2523329

Изобретение относится к химической промышленности, конкретно к технике получения экологически чистых углеводородных газов - пропеллентов, применяемых в качестве газа-вытеснителя для аэрозольных упаковок.

Способ и реакторы для газификации пылевидных, твёрдых или жидких видов топлива // 2513442

Изобретение относится к способу и устройству для охлаждения подвергающихся воздействию высокой температуры агрегатов в охлаждаемых реакторах для газификации углеродосодержащих видов топлива с помощью кислородосодержащих газифицирующих агентов, при этом стенки ректора охлаждаются посредством циркуляционного контура охлаждающего вещества.

Способ совместного получения синтетических жидких углеводородов и метанола и установка для его осуществления, интегрированная в объекты промысловой подготовки нефтяных и газоконденсатных месторождений // 2505475

Изобретение относится к отрасли переработки нефти и газа и может быть использовано для получения синтетических жидких углеводородов и метанола на установке, интегрированной в объекты промысловой подготовки газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений.

Способ получения метанола из углеводородного газа газовых и газоконденсатных месторождений и комплексная установка для его осуществления // 2503651

Изобретение относится к способу и установке для производства метанола из газа газовых и газоконденсатных месторождений через синтез-газ с использованием избыточного тепла основного процесса для регенерации метанола из водно-метанольного раствора, возвращаемого после ингибирования гидратообразования в системе сбора, подготовки и дальнейшего транспорта газа установки комплексной подготовки газа (УКПГ).

Универсальная система подготовки образцов и применение в интегрированной системе анализа // 2559541

Изобретение относится к области биотехнологии. Система состоит из следующих элементов: а) модуля подготовки образца, выполненного с возможностью захвата аналита из биологического образца в немикрожидкостном объеме на захватывающей частице, реагирующей на магнитное поле, и направления связанной с аналитом захватывающей частицы, реагирующей на магнитное поле, через первый микрожидкостный канал; б) реакционного модуля, включающего реакционную камеру, имеющую жидкостное сообщение с первым микрожидкостным каналом, и выполненного с возможностью иммобилизации связанной с аналитом захватывающей частицы, реагирующей на магнитное поле, и проведения реакции амплификации множества STR-маркеров аналита. При этом модуль подготовки образца и реакционный модуль интегрированы в одноразовый картридж, который состоит из: 1) по меньшей мере одной совокупности жидкостных камер, 2) платы с реагентами или картриджа с реагентами и 3) одного или более чем одного пневматически активируемого MOVe-клапана; в) модуля анализа. Причем система сконфигурирована для захвата аналита, для проведения химической или биохимической реакции с аналитом и для проведения анализа продукта реакции менее чем за 4 часа. За счет использования в данной системе MOVe-клапанов осуществляется перенос текучих средств, устойчивый к утечкам, и появляется возможность уменьшить размеры устройства для подготовки образцов. Также с помощью данной системы можно отбирать организмы мишени из образцов с большим количеством фоновых примесей, различать два разных штамма бактерий, эффективно захватывать клетки и токсины, значительно уменьшить объем целевого образца. 1 н. и 29 з.п. ф-лы, 104 ил., 3 пр.