Способ получения многокомпонентной биотопливной композиции

Авторы патента:

C10L1/32 - в виде угольно-нефтяных суспензий или водных эмульсий

C10L1/08 - для воспламенения от сжатия

C10L1/00 - Жидкое углеродсодержащее топливо

Владельцы патента RU 2743350:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (RU)

Изобретение описывает способ получения многокомпонентной биотопливной композиции, включающий смешение дизельного топлива с рапсовым маслом холодного отжима и этиловым спиртом, характеризующийся тем, что перемешивание многокомпонентной биотопливной композиции, характеризующийся следующим соотношением компонентов, в об.%: дизельное топливо – 50, рапсовое масло холодного отжима – 25, этиловый спирт – 25, осуществляется непрерывно в дополнительном топливном баке транспортного средства со смесителем и подогревателем посредством насоса лопастного типа с электродвигателем при частоте вращения вала 1000 мин^-1, с объемной скоростью не менее 100 л/ч и температурой композиции 40°С с помощью инвертора и датчика температуры жидкости, установленного на дне дополнительного топливного бака. Технический результат заключается в упрощении технологии получения биотопливной композиции при сохранении вязкостно-температурных свойств топливной композиции в рамках действующего стандарта при изменении температуры окружающего воздуха. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относиться к области машиностроения, преимущественно, двигателестроения.

Известен способ получения топливной композиции [патент на изобретение RU 2602076 C1. МПК C10L1/00, C10L1/32, C10L1/182. Заявка №2015147838/04 от 09.11.2015, опубл.: 10.11.2016 в Бюл. № 31], включающий смешение бензина в этиловым и бутиловым спиртами в соотношении 1:1 - 1:0,2, гомогенизацию смеси в виброкавитационном гомогенизаторе с вращающимся ротором с перфорированной поверхностью с окружной скоростью не менее 20 м/с, смешение полученной смеси с бензином и повторную подачу в гомогенизатор с объемной скоростью от 5 до 500 л/мин.

Недостатком известного способа является сложность технологического процесса получения топливной композиции и необходимость наличия стационарных емкостей для ее хранения. Кроме того, известный способ не позволяет сохранять вязкостно-температурные свойства топливной композиции в рамках действующего стандарта при изменении температуры окружающего воздуха.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату предлагаемому способу является топливная композиция «Визель» и способ ее получения [Патент на изобретение RU 2418845 C1. Топливная композиция «Визель» и способ ее получения. МПК C10L1/18, C10L1/22, C10L5/00. Заявка №2008119843/05 от 22.11.2006, опубл.: 20.05.2011 в Бюл. № 14].

Недостатком известного способа является повышенная сложность технологического процесса получения гибридного дизельного топлива. Дополнительно, указанный способ получения топливной композиции включает необходимость обязательного присутствия в смеси топливных присадок, в том числе, цетанповышающей, обезвоживающей, моющей, смазывающей, депрессорной и т.д., удорожающего реализацию способа. Кроме того, известный способ не позволяет сохранять вязкостно-температурные свойства топливной композиции в рамках действующего стандарта при изменении температуры окружающего воздуха.

Известно, что биотопливная композиция, предназначенная к применению в реальном дизельном двигателе, должна обладать высокой однородностью состава и достаточным временем физической стабильности - не менее промежутка времени от ее приготовления до поступления в цилиндры двигателя. Кроме того, кинематическая вязкость растительных масел и спиртов значительно отличается от кинематической вязкости товарного дизельного топлива, а также сильно зависит от температуры окружающего воздуха [Биотоплива для двигателей внутреннего сгорания: монография /В.А. Марков, С.Н. Девянин, С.А. Зыков, С.М. Гайдар. – М.: НИЦ «Инженер», 2016. – 292 с., ил.].

Технический результат заявляемого изобретения заключается в упрощении технологии получения многокомпонентной биотопливной композиции и сохранении вязкостно-температурных свойств топливной композиции в рамках действующего стандарта при изменении температуры окружающего воздуха.

Указанный технический результат достигается тем, что перемешивание многокомпонентной биотопливной композиции, характеризующейся следующим соотношением компонентов, в об.%:

дизельное топливо	50
рапсовое масло холодного отжима	25
этиловый спирт	25,

осуществляется непрерывно в дополнительном топливном баке транспортного средства со смесителем и подогревателем посредством насоса лопастного типа с электродвигателем при частоте вращения вала 1000 мин^-1, с объемной скоростью не менее 100 л/ч и температуре композиции 40°С с помощью инвертора и датчика температуры жидкости, установленного на дне дополнительного топливного бака.

Приготовление биотопливной композиции в дополнительном топливном баке транспортного средства позволяет обеспечить время физической стабильности, достаточное для поступления ее от топливного бака в цилиндры двигателя.

Непрерывное перемешивание биотопливной композиции в дополнительном топливном баке при заданных режимах смешения посредством насоса лопастного типа с электродвигателем при частоте вращения вала 1000 мин^-1 с объемной скоростью не менее 100 л/ч - позволяет получать частицы эмульсии размером не более 50 мкм, что характеризует ее, как микроэмульсию [Иванов В.М., Канторович Б.В. Топливные эмульсии и суспензии. – М.: Изд-во АН СССР, 1963. - 182 с.], однородность состава которой соизмерима с однородностью однокомпонентного топлива. Посредством непрерывного перемешивания биотопливной композиции также поддерживается необходимое время ее физической стабильности.

Регулирование температуры биотопливной композиции в пределах от 20 до 40°С позволяет сохранять вязкостно-температурные свойства топливной композиции в рамках действующего стандарта [ГОСТ 305-2013. Топливо дизельное. Технические условия. //Дата введения 01.01.2015] при изменении температуры окружающего воздуха (см. Таблицу).

Пример получения многокомпонентной биотопливной композиции.

Дизельное топливо по ГОСТ 305-2013, рапсовое масло холодного отжима и спирт этиловый технический, при объемном соотношении компонентов 0,50 : 0,25 : 0,25, заливают в дополнительный топливный бак с установленным в нам насосом лопастного типа с электродвигателем и подогревателем, включенным через инвертор в систему электроснабжения.

За 10 минут до начала эксплуатации дизельного двигателя транспортного средства включается питание электродвигателя насоса лопастного типа. Работа насоса с частотой вращения вала 1000 мин^-1 и с объемной скоростью не менее 100 л/ч позволяет получить микроэмульсию с объемом частиц не более 50 мкм, со стабильностью во времени, достаточном для ее поступления от дополнительного топливного бака до цилиндров двигателя.

В случае, если температура окружающего воздуха ниже плюс 20°С, одновременно включается питание подогревателя. Регулирование температуры подогрева биотопливной композиции осуществляется на реостате инвертора и контролируется по показаниям датчика температуры жидкости, установленном на дне дополнительного топливного бака. Это позволяет сохранять вязкостно-температурные свойства биотопливной композиции в рамках действующего стандарта [ГОСТ 305-2013. Топливо дизельное. Технические условия. //Дата введения 01.01.2015] при изменении (понижении) температуры окружающего воздуха.

Заявляемый способ получения многокомпонентной биотопливной композиции конструктивно может быть реализован в условиях любого предприятия с использованием стандартного оборудования, известных технологий и материалов.

Технико-экономическое обоснование предполагаемого изобретения заключается в возможности упрощения технологии получения многокомпонентной биотопливной композиции, удешевления способа ее получения и сохранения вязкостно-температурных свойств топливной композиции в рамках действующего стандарта при изменении температуры окружающего воздуха.

Таблица - Вязкость биотопливной композиции при изменении температуры, сСт

Температура, °С	Состав топливной композиции
Дизельное топливо 100 об.%	Дизельное топливо 50 об.% с рапсовым маслом 25 об.% и этанолом 25 об.%
0 10 20 30 40	5,88 5,25 4,51 3,03 2,48	12,22 9,63 8,81 6,05 5,37

Способ получения многокомпонентной биотопливной композиции, включающий смешение дизельного топлива с рапсовым маслом холодного отжима и этиловым спиртом, отличающийся тем, что перемешивание многокомпонентной биотопливной композиции, характеризующийся следующим соотношением компонентов, в об.%:

дизельное топливо	50
рапсовое масло холодного отжима	25
этиловый спирт	25,

осуществляется непрерывно в дополнительном топливном баке транспортного средства со смесителем и подогревателем посредством насоса лопастного типа с электродвигателем при частоте вращения вала 1000 мин^-1, с объемной скоростью не менее 100 л/ч и температурой композиции 40°С с помощью инвертора и датчика температуры жидкости, установленного на дне дополнительного топливного бака.

Похожие патенты:

Экологическое топливо // 2740948

Изобретение описывает топливо, содержащее твердый компонент и окислитель, характеризующееся тем, что в качестве твердого компонента используется ультрадисперсный порошок углерода, а в качестве окислителя - жидкий оксид диазота при соотношении, мас.%: порошок углерода 12,0, оксид диазота 88,0.

Топливная суспензия // 2731605

Изобретение относится к области энергетики. Топливная суспензия содержит уголь с размером частиц до 200 мкм, спирт, пластификатор и воду.

Эмульсии типа масло в воде // 2731091

Изобретение описывает эмульсию типа масло в воде для применения в качестве топлива, которая содержит масляную фазу и водную фазу, по меньшей мере одно первичное поверхностно-активное вещество, выбранное из одного или нескольких веществ группы, состоящей из жирных алкиламинов, этоксилированных жирных алкиламинов, этоксилированных жирных алкилмоноаминов, метилированных жирных алкилмоноаминов, метилированных жирных алкиламинов и четвертичных жирных алкиламинов; в пределах от больше 0,3 до 2,0% масс вторичного поверхностно-активного вещества, выбранного из одного или нескольких лигнинаминов; и одну или несколько органических кислот; где масляная фаза диспергирована в водной фазе и где эмульсия типа масло в воде имеет следующие характеристики: средний размер капель (D[4,3]) в пределах от 3 до 15 мкм, где средний размер капель выражен в виде среднего значения с моментами по объему, определенного с использованием методик рассеяния света; меньше 3% масс капель имеет размер частиц больше 125 мкм, где размер капель определен с использованием методик рассеяния света; и вязкость больше 100 и до 700 мПа⋅с при 50°C±10% и 20 с-1±10%, где вязкость определена с использованием вискозиметра с коаксиальными цилиндрами.

Гидростабилизированное топливо, способ его получения и теплоэнергообменный реактор // 2726488

Изобретение описывает способ получения гидростабилизированного топлива, заключающийся в том, что подают смесь тяжелых нефтепродуктов с водой в теплоэнергообменный реактор в виде по меньшей мере двух пространственно разделенных потоков под давлением выше атмосферного; обеспечивают завихрение всех упомянутых потоков в одном направлении; сталкивают все завихренные потоки в общий поток с одновременным его разрежением, благодаря чему осуществляют гидродинамическую кавитацию упомянутой смеси; ускоряют общий поток для обеспечения в нем давления ниже атмосферного.

Композиции твердого вещества и жидкой сырой нефти и способы // 2725775

Изобретение описывает способ получения фракционированного продукта, включающий стадии: (i) обеспечения угля в форме частиц и где средний по объему размер частиц угля составляет не более 10 мкм в диаметре; (ii) комбинирования угля с неочищенным жидким углеводородистым материалом с получением комбинированной смеси твердого вещества и жидкости; (iii) фракционирования комбинированной смеси твердого вещества и жидкости с получением одного или более продуктов фракционирования.

Композиции твердого вещества и жидкой сырой нефти и способы // 2725775

Композиции нефтяного топлива и способы // 2710378

Изобретение раскрывает композицию нефтяного топлива для применения в качестве топлива, которая содержит (i) материал в виде частиц, в котором по меньшей мере примерно 90% по объему (об.

Способ получения водотопливной смеси // 2709497

Изобретение раскрывает способ получения водотопливной смеси, включающий приготовление водоугольной суспензии, содержащей частицы ультрадисперсного углерода, подачу в смесительную камеру водоугольной суспензии и углеводородного топлива и нагрев водоугольной суспензии, характеризующийся тем, что приготовление водоугольной суспензии осуществляют путем смешения воды или водного раствора с частицами ультрадисперсного углерода, насыщенными поверхностно-активным веществом, при массовом содержании частиц ультрадисперсного углерода в суспензии не менее 0,03%, при этом водоугольную суспензию и углеводородное топливо одновременно подают в смесительную камеру, нагревают полученную смесь до образования перегретого пара при температуре, превышающей температуру кипения водоугольной суспензии, и направляют полученную парогазовую смесь в реакционную камеру, в которой нагревают смесь до температуры не менее 500°С до образования водородосодержащей парогазовой смеси.

Процесс и устройство для производства топливного углеводородного масла // 2704822

Изобретение раскрывает способ для увеличения количества дизельного топлива, в котором вода, барботируемая воздухом в присутствии фермента, содержащего липазу, цеолит, смешивается с метанолом, причем вода содержит активный кислород и гидроксильный радикал; полученная жидкая смесь и исходное дизельное топливо смешиваются для того, чтобы подготовить эмульсию; и эта эмульсия и содержащий двуокись углерода газ вводятся в контакт друг с другом, причем способ дополнительно содержит извлечение газа, содержащего двуокись углерода из газообразного продукта сгорания.

Улучшенное углеродсодержащее суспензионное топливо // 2689134

Изобретение раскрывает топливо для применения в камере сгорания по меньшей мере одного из двигателя с непосредственным впрыском топлива, с компрессионным воспламенением или дизельного типа, причем данное топливо включает углеродсодержащие частицы, суспендированные в водном растворителе, причем топливо имеет вязкость, которая больше чем или равняется приблизительно 1000 мПа⋅с при 25°C для скоростей сдвига, которые составляют вплоть до 750/с и больше чем или равняется 4000 мПа⋅с при 25°C при скорости сдвига, составляющей 1/с и причем вязкость данного топлива, в основном, уменьшается при сдвиге.

Топливная композиция дизельного топлива // 2735083

Изобретение описывает топливную композицию низкосернистого дизельного топлива на основе дизельной фракции с содержанием серы менее 10 мг/кг, выкипающей в пределах 180-360°С, которая характеризуется тем, что содержит в качестве промоторов воспламенения органические перекиси, выбранные из группы: третбутилкумилпероксид, изобутилкумилпероксид, н-бутилкумилпероксид, и противоизносную присадку на основе карбоновых кислот при следующем соотношении компонентов, % мас.: органическая перекись - от 0,01 до 0,5, противоизносная присадка - от 0,005 до 0,1, дизельная фракция - до 100.