Способ получения экологически чистого дизельного топлива


 


Владельцы патента RU 2616297:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" (RU)

Изобретение описывает способ получения экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ) путем смешения исходного дизельного топлива с биодобавкой - продуктом переэтерификации растительного масла нормальным бутиловым спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты, характеризующийся тем, что в качестве биодобавки используют бутиловый эфир рыжикового масла, количество которого в смеси с гидроочищенным дизельным топливом достигает 10 мас.%, при этом массовое соотношение при компаундировании полученных компонентов составляет:

Гидроочищенное дизельное топливо 90-99 Биодобавка (бутиловые эфиры рыжикового масла) 1-10

Технический результат заключается в получении экологически чистого дизельного топлива для двигателей внутреннего сгорания с улучшенной смазывающей способностью и низким содержанием общей серы. 2 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к способам получения экологически чистых дизельных топлив для двигателей внутреннего сгорания с улучшенными смазочными свойствами на основе продуктов процессов глубокой гидроочистки дизельных топлив и переэтерификации растительных масел.

Известен способ получения ЭЧДТ путем глубокого гидрирования дизельной фракции (Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти. - М.: Изд-во «Техника», 2001, стр. 46-50), выделяемой из нефти при прямой перегонке на установке атмосферно-вакуумной перегонки.

Недостатком данного способа является получение гидроочищенного дизельного топлива (Г/О ДТ), имеющего низкую смазывающую способность, что создает затруднения при работе топливной системы автомобиля из-за повышенного износа топливного насоса.

Известен способ производства биотоплива на основе рапсового масла для дизельных автотракторных двигателей (патент РФ №2393209, опубл. 27.06.2010 г.), где при нейтрализации жирных кислот в рапсовом масле едким калием получают метиловые эфиры рапсового масла и определяют оптимальное количество едкого калия, используемого в эксперименте.

К недостаткам данного вида топлива относится принадлежность метилового эфира рапсового масла (МЭРМ) к химически агрессивным жидкостям, производство которого не является экологически чистым. К тому же, теплотворная способность МЭРМ на 10-12% ниже, чем у дизельного топлива, что приводит к увеличению расхода топлива в двигателе и повышению затрат при его эксплуатации.

Известна биотопливная композиция (патент РФ №2544239, опубл. 20.03.2015), которая представляет собой смесь нефтяного дизельного топлива (98-60 об.%) и биодобавки (2-40 об.%), состоящей из диэтилформаля 35-40 об.% и глицеридов ненасыщенных жирных кислот. В качестве глицеридов используют любые растительные масла.

Недостатком данной биотопливной композиции является недостаточно высокая степень улучшения смазывающей способности вещества, меньшая теплота сгорания топлива (на 7-10%) за счет содержания в нем высококипящих растительных масел, более высокая вязкость (в 2-10 раз) и температура застывания, повышенная склонность к нагарообразованию, а также возможность загрязнения моторного масла продуктами полимеризации.

Известен способ получения экологически чистого дизельного топлива (патент РФ №2426770, опубл. 20.08.2011), принятый за прототип, в котором рапсовое масло подвергают процессу переэтерификации нормальным бутиловым спиртом с использованием концентрированной серной кислоты в количестве 2 мас.%, температура процесса составляет 115°C. Очистку продукта проводят отстаиванием и ректификацией. Затем смешивают 95-99 мас.% малосернистого дизельного топлива, 1-5 мас.% бутиловых эфиров рапсового масла и 0,1 мас.% антиокислительной добавки и получают образцы ЭЧДТ. Наименьший диаметр пятна износа равен 216 мкм при количестве биодобавки 5%.

Недостатком данного способа является низкая смазывающая способность, а также достаточно высокое содержание общей серы, поэтому эффект при применении данной биодобавки достигается в том числе и за счет высокого содержания серы в топливе, что не отвечает требованиям российских и зарубежных стандартов, а также перспективам развития и улучшения качества дизельного топлива.

Техническим результатом является улучшение смазывающей способности ЭЧДТ, что повышает ресурс дизельного двигателя, предотвращает преждевременный износ деталей топливной аппаратуры, а также снижает содержание токсичных выхлопов с отработанными газами. Данный способ позволяет получить биодобавки с высоким выходом продукта и низкой себестоимостью и конечное топливо, соответствующее действующему ГОСТ Р 52368, а также расширить сырьевую базу и ассортимент товарной продукции нефтеперерабатывающего предприятия.

Технический результат достигается тем, что в качестве биодобавки используют бутиловый эфир рыжикового масла, количество которого в смеси с гидроочищенным дизельным топливом достигает 10 мас.%, при этом массовое соотношение при компаундировании полученных компонентов составляет:

Гидроочищенное дизельное топливо 90-99
Биодобавка (бутиловые эфиры рыжикового масла) 1-10

Способ поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - физико-химические характеристики базового компонента ЭЧДТ - гидроочищенного дизельного топлива и биодобавки по предлагаемому изобретению;

фиг. 2 - физико-химические свойства ЭЧДТ по прототипу и предлагаемому изобретению.

Способ осуществляется следующим образом.

Для получения биодобавки (фиг. 1) осуществляют синтез эфира путем проведения реакции переэтерификации триглицеридов рыжикового масла нормальным бутиловым спиртом. Процесс переэтерификации рыжикового масла нормальным бутиловым спиртом проводят следующим образом. В трехгорлой колбе объемом 250 мл готовят смесь реагентов: нормальный бутиловый спирт и рыжиковое масло. Мольное соотношение спирт: масло составляет 6:1, массовое - 1:2,06. В трехгорлую колбу помещают мешалку, устанавливают обратный водяной холодильник и ртутный термометр. Колбу ставят на песчаную баню. Интенсивность перемешивания регулируют на мешалке, устанавливают 250 оборотов в минуту. Нагревают до 115°С и одновременно начинают перемешивание. После нагревания масла к нему добавляют спирт и катализатор -концентрированную серную кислоту, отмеренную пипеткой в количестве 2 мас.%. По окончании опытов смесь продуктов остужают, отстаивают в течение 2 дней, затем разделяют на фазы - эфирную и глицериновую. После для лучшего разделения проводят ректификацию.

Полученную эфирную биодобавку компаундируют с гидроочищенным дизельным топливом в соотношениях 1-99%, 5-95% и 10-90% соответственно. Диаметр пятна износа исходного топлива равен 443 мкм.

Пример 1. Гидроочищенное дизельное топливо получают на установке глубокой гидроочистки с содержанием серы не выше 10 ppm (фиг. 1). Биодобавку получают в процессе переэтерификации рыжикового масла нормальным бутиловым спиртом в присутствии катализатора - концентрированной 98% серной кислоты. После окончания синтеза проводят тщательную очистку полученных групп эфиров от глицерина и катализатора и смешивают их с базовым гидроочищенным дизельным топливом в соотношении 1:99 мас.% соответственно.

По физико-химическим показателям (плотность при 20°С, кинематическая вязкость при 40°С, температура застывания) данная смесь с соотношением компонентов 1:99 мас.% (биодобавка: дизельное топливо) удовлетворяет российскому стандарту ГОСТ Р 52368 (фиг. 2).

При введении данного количества экологически чистой биодобавки содержание серы в дизельном топливе снижается до 9 ppm (3 вид), что подтверждает хорошие экологические свойства топлива. При этом диаметр пятна износа уменьшается до 281 мкм, это на 36,6% меньше чем у исходного топлива (фиг. 2).

Пример 2. Гидроочищенное дизельное топливо получают на установке глубокой гидроочистки с содержанием серы не выше 10 ppm (фиг. 1). Биодобавку получают в процессе переэтерификации рыжикового масла нормальным бутиловым спиртом в присутствии катализатора - концентрированной 98% серной кислоты. После окончания синтеза проводят тщательную очистку полученных групп эфиров от глицерина и катализатора и смешивают их с базовым гидроочищенным дизельным топливом в соотношении 5:95 мас.% соответственно.

По физико-химическим показателям (плотность при 20°С, кинематическая вязкость при 40°С, температура застывания) данная смесь с соотношением компонентов 5:95 мас.% (биодобавка: дизельное топливо) удовлетворяет российскому стандарту ГОСТ Р 52368 (фиг. 2).

При введении данного количества экологически чистой биодобавки содержание серы в дизельном топливе снижается до 16 ppm (2 вид), что подтверждает хорошие экологические свойства топлива. При этом диаметр пятна износа уменьшается до 174 мкм, это на 60,7% меньше чем у исходного топлива (фиг. 2).

Пример 3. Гидроочищенное дизельное топливо получают на установке глубокой гидроочистки с содержанием серы не выше 10 ppm (фиг. 1). Биодобавку получают в процессе переэтерификации рыжикового масла нормальным бутиловым спиртом в присутствии катализатора - концентрированной 98% серной кислоты. После окончания синтеза проводят тщательную очистку полученных групп эфиров от глицерина и катализатора и смешивают их с базовым гидроочищенным дизельным топливом в соотношении 10:90 мас.% соответственно.

По физико-химическим показателям (плотность при 20°С, кинематическая вязкость при 40°С, температура застывания) данная смесь с соотношением компонентов 10:90 мас.% (биодобавка: дизельное топливо) удовлетворяет российскому стандарту ГОСТ Р 52368 (фиг. 2).

При введении данного количества экологически чистой добавки содержание серы в дизельном топливе равно до 24 ppm (2 вид). При этом диаметр пятна износа уменьшается до 269 мкм, это на 39,3% меньше чем у исходного топлива (фиг. 2).

Таким образом, предлагаемая технология позволяет получить экологически чистое дизельное топливо с улучшенной смазывающей способностью и низким содержанием общей серы.

Способ получения экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ) путем смешения исходного дизельного топлива с биодобавкой - продуктом переэтерификации растительного масла нормальным бутиловым спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты, отличающийся тем, что в качестве биодобавки используют бутиловый эфир рыжикового масла, количество которого в смеси с гидроочищенным дизельным топливом достигает 10 мас.%, при этом массовое соотношение при компаундировании полученных компонентов составляет:

Гидроочищенное дизельное топливо 90-99
Биодобавка (бутиловые эфиры рыжикового масла) 1-10



 

Похожие патенты:

Изобретение описывает способ получения композиции авиационного топлива, который включает в себя стадию смешивания смесевого компонента авиационного топлива синтеза Фишера-Тропша (ФТ), имеющего плотность при температуре 15°C от 0,720 до 0,780 г/см3, температуру вспышки от 38 до 48°C и температуру замерзания от -47 до -43°C, со смесевым компонентом авиационного топлива на нефтяной основе, имеющим плотность при температуре 15°C от 0,770 до 0,850 г/см3, температуру вспышки от 40 до 48°C, температуру замерзания от -70 до -50°C и содержание ароматических соединений от 10 до 30 об.

Изобретение описывает топливную композицию для дизельного двигателя, включающая в себя: метанол в количестве по меньшей мере 20% от массы топлива; воду в количестве по меньшей мере 20% от массы топлива; где соотношение воды и метанола в пределах от 20:80 до 80:20; общее количество воды и метанола по меньшей мере 60% по массе топливной композиции, и одну или более добавок, в общем количестве по меньшей мере 0,1% от веса топлива, при этом уровень хлорида натрия, если он присутствует в качестве добавки, находится в диапазоне от 0% до 0,5% от массы топлива, а уровень ароматизатора, если он присутствует в качестве добавки, составляет от 0% до 1,5% от массы композиции, при этом топливная композиция включает от 0% до 20% по массе диметилового эфира.

Изобретение раскрывает способ получения экологически чистого судового маловязкого топлива, включающий атмосферно-вакуумную перегонку нефти с выделением фракций, гидроочистку, каталитический крекинг, компаундирование фракций, введение присадки в полученную смесь, при этом при атмосферно-вакуумной перегонке выделяют фракцию вакуумного газойля 240-560°С, которую подвергают гидроочистке на сульфидированном алюмокобальтмолибденовом катализаторе с выделением фракций дизельного топлива 216-358°С и гидроочищенного вакуумного газойля 325-548°С (ГОВГ), с последующим каталитическим крекингом ГОВГ и выделением фракции легкого газойля каталитического крекинга 219-357°С; далее осуществляют компаундирование фракций дизельного топлива, ГОВГ и фракции легкого газойля каталитического крекинга в соотношении 75-83:2-6:15-19% соответственно, вводят депрессорно-диспергирующую присадку в количестве 0,06% мас.

Изобретение описывает топливную композицию авиационного бензина, которая включает изооктан, изопентан, толуол, тетраэтилсвинец в виде этиловой жидкости, при этом композиция содержит допустимое количество примесей углеводородов С4-С12, входящих в состав изооктана, изопентана и толуола, при следующем соотношении компонентов, мас.%: изопентан 10-25 толуол 10-28 примеси углеводородов С4-С12 до 25 изооктан до 100 с последующим введением тетраэтилсвинца в количестве 0,30-0,50 мл/дм3 бензина.

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.
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.

Изобретение относится к топливной композиции авиационного бензина, которая включает алкилат, фракцию изомеризата, толуол, тетраэтилсвинец в виде этиловой жидкости, при этом топливная композиция дополнительно включает изопентановую фракцию, алкилат с температурой конца кипения до 195°C, а фракция изомеризата представляет собой фракцию С6+, выделенную на установке изомеризации парафиновых углеводородов, при соотношении компонентов, мас.0%: алкилат с Ткк до 195°C 30-50 фракция С6+ изомеризата 25-45 толуол 10-25 изопентановая фракция до 10 с последующим введением тетраэтилсвинца в количестве 0,30-0,53 мл/дм бензина. Топливная композиция может содержать присадки: антистатическую, антиокислитель, краситель и другие, разрешенные стандартом на авиационный бензин.
Изобретение относится к арктическому дизельному топливу на основе среднедистиллятных нефтяных фракций, при этом в качестве среднедистиллятных нефтяных фракций топливо содержит смесь среднедистиллятных гидроочищенных фракций, выкипающих в интервалах 170-250 ºС и 180-190ºС, полученных раздельно и взятых при соотношении 49:50 - 50:51 об.%. Арктическое дизельное топливо имеет улучшенные низкотемпературные свойства, обеспечивающие надежную эксплуатацию дизельных двигателей в арктических условиях и районах Крайнего Севера при температурах окружающего воздуха выше минус 65°C.

Изобретение описывает способ получения нефти с пониженной эффективной вязкостью и температурой застывания путем введения в высоковязкую нефть депрессорной присадки на основе полимера в растворителе, при этом в качестве полимера используют каучук бутадиеновый СКДН, в качестве растворителя каучука используют дизельное топливо или фракцию альфа-олефинов С20-С26 при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение раскрывает способ получения неэтилированного авиационного бензина, который включает компаундирование алкилата, изомеризата, ароматических углеводородов каталитического риформинга и монометиланилина, при этом в качестве основы используют дебутанизированную фракцию алкилата 45-135°C, содержащую не более 2 мас.% бутанов, которую получают ректификацией из широкой фракции алкилбензина, а в качестве ароматических углеводородов используют толуол и ксилол, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Фракция алкилата 45-135°C 40,0-80,0 Толуол и ксилол 10,0-30,0 Изомеризат 5-35,0 Монометиланилин 0,5-1,5, где массовое соотношение ксилола и монометиланилина находится в интервале от 1:1 до 5:1.

Изобретение раскрывает способ получения неэтилированного авиационного бензина, включающий компаундирование алкилата, изомеризата, ароматических углеводородов каталитического риформинга и монометиланилина, характеризующийся тем, что в качестве основы используют фракцию алкилата 40-135°C, которую получают ректификацией из широкой фракции алкилбензина, в качестве ароматических углеводородов используют толуол и ксилол, при следующем соотношении компонентов, % масс.: Фракция алкилата 40-135°C 40,0-70,0 Толуол и ксилол 20,0-34,0 Изомеризат 5,0-35,0 Монометиланилин 1,0-2,5, при этом массовое соотношение ксилола и монометиланилина находится в интервале от 1:1 до 5:1.

Изобретение относится к области основного органического и нефтехимического синтеза, в частности к способу получения полиолефинсукцинимида, используемого для предотвращения образования углеродистых отложений на деталях двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к неводной суспензии агента снижения гидродинамического сопротивления течению углеводородных жидкостей, которая может быть использована в трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов при перекачке их в турбулентном режиме течения.

Настоящее изобретение относится к вариантам способа получения высокооктанового компонента моторных топлив из олефинсодержащих смесей. Один из вариантов способа заключается в том, что олефинсодержащую смесь подвергают окислению закисью азота с последующим выделением смеси продуктов в качестве высокооктанового компонента.

Изобретение описывает способ регулирования содержания кислорода в высокооктановом компоненте моторного топлива на основе карбонильных соединений общей формулы, где R1 - Н, либо алкоксид -O-CnH2n+1, либо углеводородный радикал общей формулы -CnH2n+1; R2 - углеводородный радикал общей формулы -CnH2n+1; n - число от 1 до 5 или их смеси, и регулирования химической стабильности этого компонента топлива, заключающийся в том, что карбонильные соединения указанной выше общей формулы или их смесь в газовой фазе в избытке водорода пропускают над слоем композита, состоящего из механической смеси катализатора гидрирования и катализатора дегидратации, при температуре 100-400°С и давлении 1-100 атм.

Изобретение раскрывает альтернативное автомобильное топливо с октановым числом не менее 85,0 ед., определенным по моторному методу, которое включает в себя этиловый спирт и углеводородную фракцию, при этом в качестве углеводородной фракции используется бензиновая фракция процесса гидрокрекинга, выкипающая в интервале температур 28-225°С, при следующем соотношении компонентов, % масс.: этиловый спирт 54-85; углеводородная фракция до 100.

Изобретение раскрывает многофункциональную добавку к авиационным бензинам, которая включает тетраэтилсвинец, 1,2-дибромэтан и 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, добавка имеет температуру начала кристаллизации не выше минус 40°C и содержит углеводородную фракцию, имеющую температуру конца кипения не выше 201°C, давление насыщенных паров при 38,7°C не более 51 кПа, содержащую не менее 10% масс.

Предлагаемое альтернативное автомобильное топливо с октановым числом не менее 92,0 ед., определенным по исследовательскому методу, включает в себя этиловый спирт и углеводородную фракцию и отличается тем, что в качестве углеводородной фракции содержит бензиновую фракцию процесса гидрокрекинга, выкипающую в интервале температур 28-225°С, при следующем соотношении компонентов, мас.%: этиловый спирт 20-40, углеводородная фракция до 100.

Изобретение раскрывает высокооктановый автомобильный бензин с октановым числом не менее 91 ед., определенным по исследовательскому методу, включающий в себя в качестве основного компонента бензиновую фракцию, выкипающую до 225°С, характеризующийся тем, что для повышения детонационной стойкости содержит изопропилбензол и оксигенат, при следующем соотношении компонентов, % масс.: изопропилбензол 2,0-35,0, оксигенат 1,0-23,0, бензиновая фракция до 100,0. Также раскрывается антидетонационная добавка, состоящая из изопропилбензола и оксигената, при следующем соотношении компонентов, % масс.: изопропилбензол 10,0-90,0, оксигенат до 100,0. Технический результат заключается в получении автомобильного бензина, который удовлетворяет всем требованиям к современным бензинам для автомобилей Евро-5/6 и ниже при максимально эффективном использовании антидетонационных свойств ароматических углеводородов и оксигенатов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 табл.
Наверх