Способ получения биотоплива

Изобретение относится к получению биотоплива, утилизации промышленных отходов, расширению ассортимента биотоплив и может быть использовано при производстве экологически чистых биотоплив для промышленных и коммунально-бытовых нужд. Биотопливо получают нейтрализацией жирных кислот растительного масла щелочным раствором с получением солей жирных кислот, причем соли жирных кислот обрабатывают олеумом в соотношении 2:1 соответственно в присутствии острого водяного пара при температуре 90°C, отделяют жирные кислоты от кислой воды, повторно промывают их водой до pH 6-7 и смешивают с отработанной гликолевой тормозной жидкостью в соотношении (8-9):(2-1). Предложенное техническое решение обеспечивает получение биотоплива с низкой себестоимостью и высокими качественными показателями из промышленных отходов и расширяет ассортимент биотоплив. 7 пр., 2 табл.

 

Изобретение относится к получению биотоплива, утилизации промышленных отходов, расширению ассортимента биотоплив и может быть использовано при производстве экологически чистых биотоплив для промышленных и коммунально-бытовых нужд.

Известно получение биодизельного топлива на основе рапсового масла для использования в автотракторных двигателях (Аблаев А.Р. Производство и применение биодизеля: справочное пособие / А.Р. Аблаев и др. - М.: АПК и ППРО, 2006. - 31 с.), в котором для нейтрализации жирных кислот рапсового масла используют метанол.

Недостатком данного способа является использование метанола, который является сильным ядом, взрыво- и пожароопасным веществом, использование только рапсового масла и наличие неиспользованного отхода очистки масла - солей жирных кислот.

Наиболее близким является способ производства биотоплива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей (патент РФ №2393209, С11С 3/04, 2010 г.), включающий нейтрализацию жирных кислот рапсового масла 20%-ным раствором едкого калия, который добавляют в количестве 0,25% от объема масла. Очищенное рапсовое масло смешивают с дизельным топливом в соотношении 2,5:1 соответственно.

Недостатком данного способа является использование только рапсового масла, дорогого дизельного топлива и наличие неиспользованного отхода очистки масла - солей жирных кислот, и как следствие высокая себестоимость получаемого топлива.

Задачей заявляемого технического решения является снижение себестоимости биотоплива за счет использования промышленных отходов.

Техническим результатом является получение биотоплива с низкой себестоимостью и высокими качественными показателями из промышленных отходов.

Технический результат достигается за счет того, что после нейтрализации жирных кислот растительного масла щелочным раствором, полученные соли жирных кислот обрабатывают олеумом в соотношении 2:1 соответственно в присутствии острого водяного пара при температуре 90°C, отделяют жирные кислоты от кислой воды, повторно промывают их водой до рН 6-7 и смешивают с отработанной гликолевой тормозной жидкостью в соотношении (8-9):(2-1).

Отличительными признаками изобретения являются: обработка щелочных солей жирных кислот олеумом при заданных условиях и смешение тормозной жидкости с полученными жирными кислотами.

Одним из этапов получения растительных масел является очистка масла от свободных жирных кислот путем щелочной нейтрализации. В процессе очистки в осадок выпадают соли щелочных металлов жирных кислот (карбоксилаты натрия или калия), являющиеся отходом производства. Жирные кислоты имеют довольно высокую теплотворную способность, низкую вязкость и в смеси с другими компонентами могут быть использованы в качестве биотоплив. Для их получения предложена обработка карбоксилата щелочного металла серной кислотой высокой концентрации при предложенных условиях.

Тормозные жидкости, применяемые в автомобилях, представляют собой моно- и полигликоли и их эфиры с добавлением антикоррозионных, антиокислительных, антивспенивательных добавок и пластификаторов. Они гигроскопичны. С поглощением воды происходит ухудшение их свойств: температура кипения понижается, вязкость увеличивается, ухудшается смазываемость деталей автомобиля и усиливается коррозия металлов. За год гликолевые тормозные жидкости накапливают до 2-3% воды и их нужно менять. Периодичность замены в зависимости от эксплуатации автомобиля обычно составляет от 1 до 3 лет. Утилизация их проблематична.

Смешение жирных кислот с отработанными гликолевыми жидкостями в заявленном соотношении позволяет получить биотопливо для промышленных и коммунально-бытовых нужд.

Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, обеспечивает желаемый технический результат, а именно получение биотоплива с низкой себестоимостью и высокими качественными показателями из промышленных отходов.

Биотопливо получают путем смешения жирных кислот с отработанной гликолевой тормозной жидкостью при температуре 40-45°C в соотношении (8-9):(2-1) соответственно до получения устойчивой однородной жидкости.

Жирные кислоты получают из карбоксилатов щелочных металлов, являющихся отходом при производстве растительных масел. Карбоксилаты щелочных металлов обрабатывают олеумом в соотношении 2:1 соответственно при температуре 90°C в течение 20-25 минут. Перемешивание смеси и температуру обеспечивает подача острого водяного пара с температурой 120°C. Полученные жирные кислоты декантацией отделяют от кислой воды и промывают водой до рН 6-7. Кислые воды нейтрализуют раствором каустической соды.

Ниже приведены примеры получения биотоплива.

Опыты проводили в лабораторных условиях. В работе был использован эмалированный автоклав емкостью 20 л, оборудованный штуцерами для подачи водяного пара, воды, слива кислой воды и герметичной крышкой для загрузки компонентов. Смешение компонентов биотоплива проводили в аппарате емкостью 5 л, снабженном скоростной мешалкой (до 3000 об/мин) и подогревом, обеспечивающем температуру 40-45°C. Время перемешивания 30-40 мин.

Натриевую соль жирных кислот (карбоксилат натрия), являющуюся отходом производства подсолнечного масла, брали в ОАО «Югмаслопродукт», г. Кропоткин Краснодарского края.

Полученному биотопливу определяли вязкость условную ВЗ.4 по ГОСТ 8420, теплоту сгорания по ГОСТ 21261, массовую долю серы по ГОСТ Р51947, содержание механических примесей по ГОСТ 6370.

Пример №1

2 кг карбоксилата натрия помещали в автоклав, туда же добавляли 1 кг олеума, плотно закрывали крышку и подавали перегретый водяной пар с температурой 120°C. При достижении температуры в автоклаве 90°C обработку карбоксилата натрия продолжали 23 минуты, водяной пар отключали, автоклав охлаждали до 40°C и сливали кислую воду. Затем дважды подавали по 10л водопроводной воды. Отходящей воде определяли рН. Условия обработки и выход получаемых жирных кислот представлены в таблице №1.

1,7 кг жирных кислот (ЖК) и 0,3 кг отработанной гликолевой тормозной жидкости (ТЖ) помещали в аппарат, снабженный скоростной мешалкой и подогревом. При постоянном перемешивании смесь нагревали до 42°C и перемешивали еще 35 минут.

Полученное биотопливо анализировали, результаты представлены в таблице №2.

Пример №2

Способ получения биотоплива осуществляют по примеру №1 с той разницей, что обработку карбоксилата натрия проводили в течение 20 минут. Для смешения компонентов брали 1,8 кг ЖК и 0,2 кг ТЖ, смесь нагревали до 40°C и перемешивали в течение 40 минут.

Результаты опыта представлены в таблицах №1, 2.

Пример №3

Способ получения биотоплива осуществляют по примеру №1 с той разницей, что обработку карбоксилата натрия проводили в течение 25 минут. Для смешения компонентов брали 1,6 кг ЖК и 0,4 кг ТЖ, смесь нагревали до 45°C и перемешивали в течение 30 минут.

Результаты опыта представлены в таблицах №1, 2.

Пример №4 (сравнительный)

Способ получения биотоплива осуществляют по примеру №1 с той разницей, что для обработки карбоксилата натрия брали 0,8 кг олеума, обработку проводили в течение 23 минут. Для смешения компонентов брали 1,9 кг ЖК и 0,1 кг ТЖ, смесь нагревали до 45°C и перемешивали в течение 30 минут.

Результаты опыта представлены в таблицах №1, 2.

Пример №5 (сравнительный)

Способ получения биотоплива осуществляют по примеру №1 с той разницей, что для обработки карбоксилата натрия брали 1,2 кг олеума, обработку проводили в течение 23 минут.

Результаты опыта представлены в таблицах №1, 2.

Пример №6 (сравнительный)

Способ получения биотоплива осуществляют по примеру №1 с той разницей, что процесс обработки карбоксилата натрия олеумом проводили при 85°C в течение 23 минут.

Результаты опыта представлены в таблицах №1, 2.

Пример №7 (сравнительный)

Способ получения биотоплива осуществляют по примеру №1 с той разницей, что процесс обработки карбоксилата натрия олеумом проводили при 95°C в течение 23 минут.

Результаты опыта представлены в таблицах №1, 2.

Как видно из представленных результатов, заявленное соотношение солей жирных кислот к олеуму, температура и время обработки обеспечивают высокий выход жирных кислот (пр. №1-3, табл. 1). При снижении соотношения солей жирных кислот к олеуму или снижении температуры обработки (пр. №4, 6, табл. 1) необходимо увеличивать время контакта для достижения высокого выхода жирных кислот. Увеличение соотношения солей жирных кислот к олеуму и увеличение температуры обработки (пр. №5, 7, табл. 1) не приводит к увеличению выхода жирных кислот, кроме того увеличение олеума приводит к увеличению количества промывочной воды для достижения нейтрального рН.

Качество полученного биотоплива после смешения жирных кислот с отработанной гликолевой тормозной жидкостью представлено в таблице №2. Биотопливо соответствует нормам для топлив, а по таким показателям как массовая доля серы и содержание механических примесей превосходит требования существующих стандартов. Однако при снижении заявленного количества отработанной гликолевой тормозной жидкости в биотопливе снижается теплота сгорания биотоплива (пр. №4).

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает получение биотоплива с низкой себестоимостью и высокими качественными показателями из промышленных отходов и расширяет ассортимент биотоплив.

Способ получения биотоплива, включающий нейтрализацию жирных кислот растительного масла щелочным раствором с получением солей жирных кислот, отличающийся тем, что соли жирных кислот обрабатывают олеумом в соотношении 2:1 соответственно в присутствии острого водяного пара при температуре 90°C, отделяют жирные кислоты от кислой воды, повторно промывают их водой до pH 6-7 и смешивают с отработанной гликолевой тормозной жидкостью в соотношении (8-9):(2-1).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к способу получения докозагексаеновой кислоты. Способ получения докозагексаеновой кислоты включает щелочной гидролиз морских жиров, обработку солей жирных кислот раствором йода, экстракцию йод-лактонов жирных кислот неполярным органическим растворителем, удаление из смеси непрореагировавших свободных жирных кислот, раскрытие йод-лактонов жирных кислот силирующим агентом, нейтрализацию выделившегося свободного йода тиосульфатом натрия и экстракцию свободных жирных кислот неполярным органическим растворителем при определенных условиях.

Изобретение относится к усовершенствованному способу щелочного гидролиза производных карбоновых кислот до карбоновых кислот, где для щелочного гидролиза производных карбоновых кислот применяют красный шлам, образующийся при производстве алюминия по способу Байера, в качестве компонента, ускоряющего реакцию.

Изобретение относится к получению жиров и масел, в частности жирных кислот. .

Изобретение описывает охлаждающую среду, которая в основном состоит из синтетического дизельного топлива, включающего нециклические алканы в количестве, по меньшей мере, 50%, возможно, алкилированные моноциклические алканы в количестве до 50%, не более 1% ароматических углеводородов и не более 1% ди-полициклических алканов.

Изобретение описывает топливную композицию с воспламенением сжатием, которая содержит простой диэтиловый эфир, этанол и воду в количествах, которые соответствуют продукту реакции дегидратации безводного или водного этанола с содержанием воды вплоть до 30 мас.% и дополнительно содержит смазочные масла, эмульгаторы и/или антиоксиданты, при этом топливная композиция характеризуется: а) содержанием простого диэтилового эфира в мас.%, которое больше или равно 50, и содержанием воды в мас.%, которое ниже или равно 50 минус концентрация этанола в мас.% для смесей, содержащих вплоть до 20 мас.% этанола; или б) содержанием простого диэтилового эфира в мас.%, которое больше или равно 54 минус 0,2 кратная концентрация этанола в мас.%, и содержанием воды в мас.%, которое ниже или равно 46 минус 0,8 кратная концентрация этанола в мас.% для смесей, содержащих от 20 до 30 мас.% этанола; или в) содержанием простого диэтилового эфира в мас.%, которое больше или равно 61,5 минус 0,45 кратная концентрация этанола в мас.%, и содержанием воды в мас.%, которое ниже или равно 38,5 минус 0,55 кратная концентрация этанола в мас.% для смесей, содержащих от 30 до 70 мас.% этанола.

Изобретение относится к способу очистки и обработки натуральных масляных глицеридов, который включает обеспечение (а) исходного сырья, включающего натуральные масляные глицериды, и (b) низкомолекулярных олефинов; перекрестный метатезис натуральных масляных глицеридов с низкомолекулярными олефинами в реакторе реакции метатезиса в присутствии катализатора метатезиса для формирования полученного реакцией метатезиса продукта, включающего олефины и сложные эфиры; отделение олефинов в полученном реакцией метатезиса продукте от сложных эфиров в полученном реакцией метатезиса продукте с получением отделенного потока олефинов; и рециркуляцию отделенного потока олефинов в реактор реакции метатезиса.

Настоящее изобретение относится к способу выделения питательных микроэлементов из дистиллята дезодоратора, содержащего свободные жирные кислоты. Способ включает следующие стадии: (i) обработка дистиллята дезодоратора на стадии этерификации глицерином, причем данная стадия этерификации является автокаталитической, получение исходного материала в виде ацилглицеридов и выпуск избытка глицерина и образующейся воды; (ii) перенос исходного материала в виде ацилглицеридов, в котором содержание воды составляет менее чем 1500 частей на миллион, а содержание свободной жирной кислоты составляет менее чем 3 мас.%, на стадию переэтерификации и обработка исходного материала в виде ацилглицеридов метанолом с получением неочищенного биодизельного продукта; и (iii) очистка неочищенного биодизельного продукта на стадии дистилляции, и разделение неочищенного биодизельного продукта на три фракции: 1) метиловые эфиры жирных кислот, 2) обогащенный питательными микроэлементами продукт, содержащий токоферол, и 3) легкие углеводороды, и при этом дистиллят дезодоратора перед поступлением на стадию этерификации (i) предварительно нагревают до температуры в интервале от приблизительно 50 до приблизительно 90°С.

Изобретение описывает альтернативное автомобильное топливо, состоящее из этилового спирта и углеводородной фракции, при этом в качестве этилового спирта используется этиловый спирт с содержанием до 4%об.
Изобретение относится к производству биодизельного топлива из возобновляемых источников сырья и направлено на повышение качества биодизельного топлива как альтернативного источника энергии.
Изобретение относится к способу приготовления катализатора для получения дизельного топлива из сырья, содержащего триглицериды жирных кислот. Данный способ заключается в нанесении на носитель - аморфный оксид алюминия - методом пропитки с последующим просушиванием и прокаливанием последовательно водного раствора термически нестабильной соли элемента, выбранного из первой группы, включающей титан, олово, цирконий, затем водного раствора термически нестабильной соли элемента, выбранного из второй группы, включающей молибден, вольфрам, и после этого водного раствора термически нестабильной соли элемента, выбранного из третьей группы, включающей кобальт, никель.

Изобретение относится к способу получения эфиров жирных кислот - биодизеля, которые могут использоваться в качестве альтернативного биотоплива. Способ производства биодизеля осуществляют путем переэтерификации при смешении растительного масла, спирта и катализатора и последующего выделении целевого продукта.

Изобретение относится к комплексному способу получения метилового эфира ятрофы (JME) и сопутствующих продуктов из семян ятрофы, находящихся в семенных коробочках и содержащих 1,06% свободных жирных кислот (FFA), включающему следующие стадии: (i) механическое вышелушивание семян ятрофы из семенных коробочек в шелушильной машине для получения оболочек семенных коробочек ятрофы и семян ятрофы; (ii) отжим масла ятрофы, получение масличного жмыха ятрофы, содержащего 4-6% азота, и отработанного масличного шлама из семян ятрофы, полученных на стадии (i), с использованием пресса для отжима масла; (iii) нейтрализация масла ятрофы, полученного на стадии (ii), добавляемым основанием; (iv) переэтерификация одной части нейтрализованного масла ятрофы, полученного на стадии (iii), со спиртом и основанием при перемешивании в течение 10-20 минут и разделение неочищенного глицеринового слоя GL1 и неочищенного метилового эфира ятрофы (JME); (v) трехкратная промывка неочищенного JME, полученного на стадии (iv), слоем чистого глицерина с отделением трех слоев нечистого глицерина (GL2, GL3 и GL4), содержащих метанол и KOH, с получением JME, промытого глицерином (JME-G3W); (vi) очистка JME-G3W, полученного на стадии (v), для удаления загрязнений щелочными металлами; (vii) обработка части оставшегося нейтрализованного масла, полученного на стадии (iii), слоями глицерина GL5 (GL1+GL2+GL3), полученными на стадиях (iv) и (v), с получением JME и слоя глицерина GL6; (viii) разделение JME и слоя глицерина GL6, полученного на стадии (vii); (ix) обработка слоя глицерина GL6, полученного на стадии (viii), оставшейся частью нейтрализованного масла для удаления метанола с получением JME и слоя глицерина GL7; (x) разделение JME и слоя глицерина GL7, полученного на стадии (ix); (xi) использование слоя глицерина GL7, полученного на стадии (x), непосредственно для производства полигидроксиалканоатов (PHAs) или для нейтрализации щелочи серной кислотой с получением чистого глицерина и кубового остатка GL8; (xii) объединение JME-G3W, полученного на стадии (vi), и JME, полученного на стадиях (viii) и (x), с получением комплексного метилового эфира; и (xiii) переэтерификация комплексного метилового эфира, полученного на стадии (xii), с метанольным раствором KOH для получения чистого метилового эфира ятрофы (биодизеля), содержащего 0,088% общего глицерина и 0,005% свободного глицерина.

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.

Изобретение относится к способу получения транспортного топлива. Способ получения топлива из синтез-газа, включающий стадии: а) пропускания синтез-газа через первый реактор с целью конверсии синтез-газа в метанол и воду с образованием первого выходящего потока, б) пропускания первого выходящего потока через второй реактор с целью конверсии метанола в простой диметиловый эфир с образованием второго выходящего потока, в) пропускания второго выходящего потока через третий реактор с целью конверсии метанола и простого диметилового эфира в топливо и тяжелый бензин с образованием третьего выходящего потока, г) пропускания третьего выходящего потока через четвертый реактор с целью конверсии тяжелого бензина в изопарафины, нафтены и ароматические соединения с низкой степенью замещения с образованием четвертого выходящего потока и д) возвращения непрореагировавшего синтез-газа, содержащегося в четвертом выходящем потоке, в повторный цикл в первый реактор, причем на протяжении способа не осуществляют удаление или отделение первого, второго или третьего выходящих потоков. Заявлен также вариант способа и система получения топлива. Технический результат - получение синтетического топлива из синтез-газа в четырехстадийной реакторной установке с единым контуром рециркуляции, создающим требуемую теплоемкость для уменьшения высокой теплоотдачи реакций и обеспечения реагентов и условий реакций для эффективного осуществления процесса. 3 н. и 51 з.п. ф-лы, 4 табл., 6 ил., 7 пр.

Изобретение относится к получению биотоплива, утилизации промышленных отходов, расширению ассортимента биотоплив и может быть использовано при производстве экологически чистых биотоплив для промышленных и коммунально-бытовых нужд. Биотопливо получают нейтрализацией жирных кислот растительного масла щелочным раствором с получением солей жирных кислот, причем соли жирных кислот обрабатывают олеумом в соотношении 2:1 соответственно в присутствии острого водяного пара при температуре 90°C, отделяют жирные кислоты от кислой воды, повторно промывают их водой до pH 6-7 и смешивают с отработанной гликолевой тормозной жидкостью в соотношении :. Предложенное техническое решение обеспечивает получение биотоплива с низкой себестоимостью и высокими качественными показателями из промышленных отходов и расширяет ассортимент биотоплив. 7 пр., 2 табл.

Наверх