AT509173A1 - Biodiesel-erzeugungsanlage - Google Patents

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AT509173A1
AT509173A1 AT0191309A AT19132009A AT509173A1 AT 509173 A1 AT509173 A1 AT 509173A1 AT 0191309 A AT0191309 A AT 0191309A AT 19132009 A AT19132009 A AT 19132009A AT 509173 A1 AT509173 A1 AT 509173A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur semikontinuierlichen Herstellung von Biodieselkraftstoff durch katalytisches Spalten von Fetten und/oder Ölen biogenen Ursprungs und Veresterung der dabei freigesetzten Fettsäuren mittels Alkohols, und ist dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem eigentlichen Umsetzungsprozess vorgeschalteten, batch-weisen Rohfett/Öl-Aufbereitungs- und Mischprozess das zu spaltende Fett/Öl, Alkohol zusammengeführt werden, dass das dort gebildete Aufbereitungsgemisch einem kontinuierlichen Optimierungskreislaufprozess mit einer Hauptumsetzungsstufe zugeführt wird, von wo aus dasselbe durch zumindest eine zu derselben parallelgeschaltete, zu- oder abschaltbare - Kreislaufprozessstufe, mit unterschiedlichen Reaktions- bzw. Behandlungsstufen solange im Kreislauf geführt wird, bis die mittels eines, Analyseprozessors kontrollierte, jeweils angestrebte Qualität des Biodiesel-Kraftstoffes gemäß EN 14214 (ASTM D6751) erreicht ist, und dass dann das Glycerin und der Biodieselkraftstoff aus dem Optimierungskreislaufprozess ausgebracht werden. Sie betrifft weiters die Anlage zur Durchführung des Verfahrens.

Description

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15319/2/BS
Einsalzbereich der Erfindung:
Die Erfindung betrifft ein neues, wirtschaftlich vorteilhaft betreibbares, semi-kontinuierliches bzw. semibatchweise durchzuführendes Verfahren zur Herstellung von Biodiesel-Kraftstoffen aus biogenen Fetten und/oder ölen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Die Erfindung ist insbesondere für den Einsatz bei Bedarfsträgern mit einer Jahresmenge von etwa 30.000 bis 5.000.000 Litem an Bio-Diesel- und -Heizölprodukten im gesamten Wirtschaftsbereich geeignet.
Das neue Verfahren der Erfindung hat den Vorteil, dass es - bei entsprechender Schulung - von jedermann und insbesondere von den Besitzern einer entsprechend ausgestatteten Anlage zur Erzeugung von Biodiesel, welche ein weiterer Erfindungsgegenstand ist, eigenständig betrieben werden kann.
Die Erfindung betrifft also ein Verfahren und eine Anlage in an sich durchaus industrieller Ausführung, mittels welchem bzw. welcher Biodiesel aus den unterschiedlichsten biogenen Fetten oder Ölen hergestellt werden kann, welches bzw. welche also nicht auf ein bestimmtes, möglichst gleichmäßig angeliefertes Ausgangsprodukt angewiesen ist.
Biodiesel dient als vollwertiger Ersatzstoff für Mineralöidiesel, das bedeutet, dass das Produkt für alle Einsatzbereiche, wo Dieselkraftstoffe als Treibstoffe oder Brennstoffe zum Einsatz kommen, in praktisch gleicher Weise wie Mineralöl-Oiesel-Treib-, -Kraft- und -Heizstoff eingesetzt werden kann. Für den Fahrzeugbetrieb müssen Biodiesel-Kraftstoffe von den Kraftfahrzeugherstellern gegebenenfalls freigegeben sein, für den Heizbetrieb gelten sie in der Regel uneingeschränkt als unproblematisch ersetzbar.
Der Vorteil von Biodiesel liegt in der Verwendung nachwachsender Rohstoffe und bringt dadurch eine Schonung bzw. Verringerung der C02-Belastung för die Umwelt, er ist
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L 2 2 ·· ··«· Ιφ • · · Μ • ···· * · « ·· · • · · · · * · « » • · · · » * 4 ··· » · · I » I * « • 4 ··» ·««» 44 * *» biologisch abbaubar und stellt unter anderem in Folge seines hohen Flammpunktes auch kein Gefahrengut dar.
Bei Bedarf oder im Falle der Notwendigkeit kann Biodiesel in jedem Verhältnis mit Mineralöl-Diesel gemischt werden.
Hintergrund der Erfindung und Erfindung:
Alle bisher beschriebenen und auf dem Markt befindlichen industriellen Großanlagen, sowie auch der größte Teil von Kiein-Biodiesel-Erzeugungsanlagen arbeiten mit einem kontinuierlichen Durchlaufprozess. Wenige, eher dem Hobby-Bereich zuzuordnende Anlagen sind als reine Batch-Anlagen konzipiert. Diese Anlagen spielen aufgrund ihrer nicht wirtschaftlichen Betriebsweise nur eine untergeordnete Rolle.
Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende neue Semi-Batch-Verfahren vereint in sich beide Konzepte in vorteilhafter Weise, was sich vor allem für den Betrieb kleinerer Anlagen und für die Herstellung relativ kleiner Biodiesel-Mengen günstig auswirkt:
Gegenstand der Erfindung ist also ein wie eingangs genanntes neues Verfahren zur Herstellung von Biodiesel-Kraftstoff, welches die im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschriebenen Merkmale aufweist.
Der neue, erfinderische Aspekt für die Herstellung von Biodiesel liegt in der neuartigen Kombination von den hauptsächlich auf dem Markt befindlichen kontinuierlichen, vollautomatischen mit den ebenfalls markt-erhältlichen batchverarbeitenden, manuellen Anlagen zur Herstellung von Biodiesel-Kraftstoff.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht weiters insbesondere darin, dass zur Durchführung, Messung und Kontrolle jedes der einzelnen, gegebenenfalls einander überschneidenden, Verfahrensschritte, die bzw. alle technischen Einrichtungen nur einmalig bzw. in einmaliger Ausführung benötigt werden. Dies wirkt ach - wie sich gezeigt hat - stark kostensenkend bei der Herstellung aus.
Der Vorteil des neuen Verfahrens liegt weiters darin, dass alle Verfahrensschritte batch-orientiert sind, also individuell angepasst werden können. Auf diese Weise kann auf 3 * * · ·· *· ·«·· ** • · tl · · · » * * f * · * ·*···· * · · · · » * f|« • · · # * « t * M M« ···# Μ I *f Änderungen in den Rohstoffqualitäten individuell und hochflexibel reagiert werden: Alle Verfahrensschritte können bei Bedarf beliebig wiederholt werden. Fehlgeschlagene oder fehlgeleitete Herstellprozesse, z.B, als Folge von Fehlbedienungen oder Anfagenstörungen, können nach dem neuen Verfahren bzw. mit der neuen und neuartig zu betreibenden Anlage wiederholt und so das Endprodukt "gerettet" bzw. in seiner Qualität erhöht werden.
Alle Verfahrensschritte können rohstoff- hilfsstoff- und umfeldbedingt individuell aktiviert oder desaktiviert werden. Damit können z.B. mit nur einmaliger Ausstattung von Aktorik und Sensorik frische, vorbehandelte biogene Fette oder öle umgeestert werden, es können Altfette oder -öle vorverestert und dann umgeestert werden, weiters können Rohfette oder -öle vorbehandelt, also z.B. einer Entschleimung unterworfen werden oder auch Hilfsstoffe hergestellt werden, wie z.B. der Katalysator Kaliummethylat bzw. -methanolat.
Bisher beschriebene und auf dem Markt angebotene Klein-Biodiesel-Erzeugungsanlagen, welche nach einem kontinuierlichen Verfahren arbeiten, sind in der Herstellung und in ihrem Betrieb wegen der immer mehrfach vorhandenen und einzusetzenden Mess- und Prüftechnik teurer, was zu deutlich höheren Refinanzierungszeiten führt, oder aber sie sind mit weniger Mess- und Prüftechnik ausgestattet, was sich nachteilig auf die ständige Prozess- und Qualitätskontrolle des Endproduktes auswirkt.
Auf dem Markt angebotene Klein-Biodiesel-Anlagen, welche nach einem reinen Batch-Verfahren arbeiten, haben den Nachteil, dass zwischen den einzelnen Batch-Verfahrensschritten ein hoher manueller, durch Personal zu verrichtender Arbeitsaufwand erforderlich ist, was den Betrieb solcher Anlagen unwirtschaftlich und teuer gestaltet. Mit dem auf diese bisher übliche Weise erzeugten Biodiesel-Endprodukt sind daher keine marktgerechten Preise zu erzielen, sodass die Zielkunden- bzw. -Abnehmergruppe dieser Anlagen praktisch nur im Privat- und Hobbybereich angesiedelt sind/
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Das neue Semi-Batch-Verfahren und die neue Anlage zu dessen Durchführung vereinen sich die Vorteile der bekannten und auf dem Markt befindlichen Biodiesel-Herstellungsverfahren und -anlagen und eliminieren gleichzeitig deren Nachteile:
Sie zeichnen sich durch niedrige Herstellkosten und damit verbunden, durch einen attraktiven Herstellungs- und Kaufpreis und somit möglichst niedrige Refinanzierungs-Zeiten aus, insbesondere durch die Notwendigkeit von jeweils nur einmal vorhandener Mess- und Prüftechnik für alle Arbeitsgänge.
Das neue Verfahren ist dennoch vollautomatisierterbar und stellt für den Betreiber praktisch einen kontinuierlich wirkenden Prozess dar. Damit sind nur wenige manuelle, also nur wenige personalintensive Handlungen notwendig, und in Folge dessen ist ein wirtschaftlicher Betrieb infolge niedrig gehaltener Personalkosten ermöglicht. Die Innovation der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere darin, dass bei - an sich zu einer kontinuierlichen arbeitenden Anlage gleicher Funktionalität - die Herstellkosten und damit auch der Verkaufe- und somit Kaufpreis deutlich gesenkt werden können, dass weiters - die Verfahrensschritte batch-orientiert sind, also den individuellen Anforderungen des jeweils eingesetzten Rohstoffes und sonstiger äußerer Einflüsse rasch und automatisch angepasst werden können, also z.B. hinsichtlich Aktivierung, Deaktivierung, Reihenfolge und/oder Wiederholung der oder eingehender Verfahrensschritte, wodurch eine optimale Anpassung an die Anforderungen der jeweils eingesetzten Rohstoffe, der Hilfsstoffe und der äußeren Einflüsse erfolgen kann, und dass - die Verfahrensschritte bei z.B. teilweise fehlgeschlagenem Herstellprozess problemlos korrigiert oder wiederholt werden können, sodass das jeweilige Endprodukt "gerettet" oder verbessert werden kann.
Dies wird durch eine Ausführungsform gemäß Anspruch 2 begünstigt.
Ein weiterer wesentlicher Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine neue Anlage zur Durchführung des neuen semi-batchweise bzw. semi-kontinuierlich durchzuführenden Verfahrens zur Herstellung von Biodiesel-Krjrftstoff gemäß dem • 9 5
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Oberbegriff des Anspruches 3, welche die aus dem Kennzeichen dieses Anspruchs hervorgehenden Merkmale aufweist.
Die Ansprüche 4 und 5 betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der erflrtdungsgemäßen Anlage.
Typische Eigenschaften und Vorteile der Erfindung:
Typisch für das erfindungsgemäße Semi-Batch-Kreislaufverfahren ist die neuartige wirksame Kombination aus vollautomatisch geführtem und kontrolliertem, kontinuierlichem und bisher üblichem · üblicherweise bis jetzt manuellem - Batch-Verfahren.
Typisch ist das nur einmalige Vorhandensein-sein-müssen der Mess- und Prüfeinrichtungen für die durchaus unterschiedlichen Verfahrensschritte bzw. internen Kreisläufe, die durchzuführen sind.
Typisch ist weiters die beliebige Wiederholbarkeit von bzw. der einzelnen, jeweils Im Kreislauf durchgeführten Verfahrensschritte zur Herstellung oder Verbesserung einer geforderten bzw. erwünschten Endprodukt-Qualität.
Typisch ist, dass je Batch die Verfahrens- und/oder Korrekturschritte in einer beliebigen Reihenfolge, also parallel oder sequentiell unter beliebiger individueller Einstellung der Prozessparameter bearbeitet bzw. durchgeführt werden können.
Typisch ist, dass jeder einzelne der jeweils im Kreislauf durchgeführten Verfahrensschritte in jeder Kombination aktiviert, ausgelassen und/oder wiederholt werden kann.
Typisch ist weiters, dass mit einer nur einmalig vorhandenen Aktorik und Sensorik die verschiedenste Aufgaben im Rahmen der Biodiesel-Herstellung vollautomatisch realisiert werden können, wie insbesondere die Umesterung, die Vorveresterung, die Vorbehandlung und/oder die Hilfsstoff-Herstellung.
Typisch ist die vollständig bei jeweils herrschendem Umwelt-Druck durchführbare Arbeitsweise des neuen Verfahrens.
Typisch sind schließlich die kompakte Bauform und die technische Ausprägung als auf an sich standardisierten Maschinen und Prozessoren, also als in einer "nicht-individuellen" Anlage durchführbares Verfahren.
Oie erfindungsgemäße Anlage ist für die vollautomatische Bearbeitung unterschiedlichster Aufgabenbereiche zur Herstellung von Biodiesel-Kraftstoffen aus biogenen Fetten und/oder ölen geeignet, nämlich insbesondere für die 1. Umesterung zu Biodiesel aus vorbehandelten biogenen Fetten und/oder Ölen, 2. Vorveresterung von biogenen Fetten als Vorbehandlungsstufe für den eigentlichen Umesterungsprozess, weiters für eine eventuelle 3. Entschleimung von frischen Pflanzenölen als Vorbehandlungsstufe für den eigentlichen Umesterungsprozess und schließlich für die 4. Herstellung des für den Umesterprozess notwendigen Katalysators Alkalimetall-, insbesondere Natriummethylat oder Alkalimetall-, insbesondere Kaliummethoxid.
Anhand der Zeichnung werden das erfindungsgemäße Verfahren und die für dessen Durchführung vorgesehene Anlage näher erläutert 1. Umesterungsprozess
Aus den Vorratsbehältem 101,102,103 werden mittels Pumpe Rohfett bzw. Rohöl (Rö) und ebenso Methanol Me sowie Kaliummethanolat Mt in den batchweise arbeitenden Rohöl/-fett-Aufbereitungs- und Mischbehätter 91 gepumpt, wo gegebenenfalls aus einem Behälter 107 Schwefelsäure H2SOa zugeführt wird. Das dort gebildete Aufbereitungsgemisch Ag wird dann in den Haupt-Umsetzungsbehälter bzw. Superreaktor 90 gepumpt, womit der Umsetzungs- und Optimierungs-Kreislaufprozess 900 in den zu-und abschaltbaren Stufen 1 bis 8 und im mit denselben verbundenen Superreaktor 90 einsetzt.
Bei Erreichen der parametrierten Chargen-Füllhöhe wird der Zufluss automatisch abgeschaltet. Mittels Umlaufheizung 6 oder Wärmetauscher 5 und Reaktorumwälzpumpe 24 wird das im Kreislauf geführte öl z.B. auf 50 bis 65°C erwärmt oder abgekühlt, danach
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* ·♦ *t *·#♦ ·« *····· » t · • · t I « « · * · · · ··· ♦ · # * · · »*» ♦··· »* · I· werden die Umlaufheizung 6 und die Reaktorumwälzpumpe 24 automatisch abgeschaltet.
Die in den Aufbereitungsbehälter 91 dosiert zugepumpte Menge an Methanol Me beträgt etwa 13 bis 25 Vol-% der Menge des zu behandelnden Rohöls Rö und die Menge Methanolat bzw. Methylat Mt als Katalysator beträgt etwa 2 bis 4 Vol-% der Methanolmenge.
Bei Erreichen der gewünschten Temperatur wird mittels Einschaltung des entsprechenden Kreislaufs mittels der Dispergiermaschine bzw. des Scherreaktors 23 das Öl/Fett-Methanol- / Katalysatorgemisch Ag emulgiert.
Alternativ kann z.B. mittels der Reaktorheizung 18 im Superreaktor 90 und mittels der Umlauf-Dispergiermaschine bzw. des Umlauf-Scherreaktors 23 das Öl· / Methanol-/Katalysatorgemisch Ag in einem Prozess-Schritt auf die Prozesstemperatur von etwa 50 bis 65°C erwärmt und gleichzeitig emulgiert werden.
Nach Ablauf der Emuiglerdauer von etwa 5 bis 10 min werden die Dispergiermaschine 23 und die, gegebenenfalls eingeschaltete, Reaktorheizung 6 abgeschaltet und das zu Messzwecken vorhandene Schauglas 3 wird mittels Reaktor-Kreislauf-Umwälzpumpe 24 und Durchschaltung des Ventilweges 29 für etwa 1 bis 5 min gespült, sodass sich im Schauglas 3 zuverlässig die gleiche Emulsion wie im Hauptreaktor 90 befindet.
Nach Ablauf der Spülzeit wird eine emulsionsmengen-abhängige Absetzzeit von 15 bis 60 min gestartet In dieser Zeit ruht die Anlage 100, die chemische Reaktion der Umesterung trennt den durch die Umsetzung erhaltenen Biodiesel Bd vom Glyzerin Gl. Infolge seiner höheren Dichte setzt sich das Glyzerin Gl unterhalb des Biodiesels Bd mit einer deutlichen Trennschicht im Superreaktor-Unterteil 902 ab.
Am Schauglas bzw. -rohr 3 ist z.B. eine Farbmess-Einrichtung 30 angeordnet, welche aufgrund des Farbunterschiedes zwischen Glyzerin Gl und Biodiesel Bd die beiden Stoffe eindeutig differenzieren kann.
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Nach Ablauf der Absetzzeit wird über die Reaktorabzugspumpe 25 und durch Öffnung des zugehörigen Ventilweges das im unteren schmäleren Teil 902 des Superreaktors 90 angesammelte Glyzerin Gl In den Glyzerin-Lagerbehälter 104 gepumpt. Die Farbmesseinrichtung 30 erkennt die Trennschicht und schaltet die Reaktorabzugspumpe 25 bei Erreichen der Trennschicht ab.
Darüber hinaus kann das Farbmess-System 30 am Umlauf-Schauglas bzw. -rohr 3 aufgrund einer difFusen Trennschichtbildung das Vorhandensein von unerwünschter Seifen- und Schaumbildung detektieren und die Ausgabe einer entsprechenden Störmeldung an eine Anlagen-Meldeeinrichtung bewirken oder gegebenenfalls einen Anlagenstillstand einleiten.
Nach Abschluss des Glyzerin-Abzuges wird über Einschaltung der Reaktorumwälzpumpe 24 und durch Öffnen des Ventilweges 28 eine mechanische Reinigung des Roh-Biodiesels Bd über den Umlauf-Filterprozessor 2 vorgenommen. Hiebei werden alle Partikel mit einer Größe von mehr als 10 um entfernt. Der Reinigungsvorgang bleibt jeweils rohstoff-abhängig zeitgesteuert für 5 bis 20 min eingeschaltet
Danach wird durch automatische Zuschaltung der Reaktor-Eigenheizung 18 der gebildete Biodiesel Bd auf eine Temperatur von 100 bis 110°C für 5 bis 15 min erwärmt, um im Biodiesel Bd befindliche Reste von Wasser und Methanol Me mittels des Kreislauf-Destillationsprozessors 4 zu verdampfen. Die Temperatur wird über einen z.B. am Reaktor-Zwischenflansch befindlichen Temperaturfühler geregelt. Für eine homogene Durchmischung des Biodiesels Bd wird die Reaktor-Umlaufpumpe 24 einschließlich Öffnung des Kreislaufweges durch den reinen Umlaufprozessors 1 eingeschaltet.
Nach dem Umlauf-Methanol- und -Wasser-Ausdampfschritt erfolgt die Endreinigung des Biodiesels Bd mittels spezieller Harze im Umlauf-Ionentauschprozessor 7. Zu diesem Zweck wird die Reaktorumwälzpumpe 24 mit Ventilweg 33 geschaltet und dadurch werden die, vorzugsweise zwei, lonentausch-Kolonnen 7 des
Die in den lonentausch-Kolonnen 7 befindlichen Reinigungs-Ionentauschharze entfernen Reste von verbliebenem Methanol Me, Wasser und freiem Glyzerin Gl aus dem Biodiesel Bd, außerdem werden im Biodiesel Bd befindliche Salze im lonenaustausch-Verfahren gebunden und aus dem Biodiesel Bd eliminiert. Dieser 'Waschprozess" wird rohstoff- und mengenabhängig zeitgesteuert und bleibt etwa 15 bis 120 min in Betrieb.
Parallel wird auch der Schauglas-Kreislauf 3 geöffnet, sodass die am Schauglas bzw. an der Schaukolonne 3 befindlichen Sensoren 30 für Farbe (als Referenzwert für die erwartete Produktqualität) und Lichtdurchlässfgkeit (als Maß für die Trübung) eine laufende Endkontrotle des Biodiesel-Fertigproduktes vornehmen können.
Im Zuge jedes der genannten Umlauf-Verfahrensschritte wird vorteilhafterweise auch der pH-Wert der Vor- und Endprodukte gemessen. Als Sonderausstattungen können bei Multifeedstock-Anlagen auch Trübungs- und Leitfähigkeitsmessungen zur Qualitätskontrolle vorgesehen sein.
Nach Abschluss des Endreinigungsschrittes wird der fertige Biodiesel-Kraftstoff Bd mittels der Reaktorabzugspumpe 25 vom Boden des Superreaktor-Oberteils 901 in den Biodiesel-Lagerbehälter 105 gepumpt.
Etwa bei fehlgeschlagenem Herstellungsprozess, bzw. zur Anlagenentleerung oder, um ReinigungsflOssigkeiten aus der Anlage 100 zu entfernen, steht über die Reaktorabzugspumpe 25 die Möglichkeit zur Verfügung, flüssige Medien in den Abfall-Lagerbehälter 106 zu pumpen.
Die Reaktor-Heizung 18 und/oder die elektrische Umlauf-Direktheizung 6 zur alternativen Prozesstemperierung dienen neben dem Methanol-ZWasser-Destillationsprozessor 4 weiters noch der Verflüssigungsmöglichkeit der bei Raumtemperatur sich verfestigenden biogenen Fette, wie z.B, Alt- oder Tierfette. 2, Vorveresterungsprozess
Insbesondere bei der Verarbeitung von biogenen Altfetten als Rohstoff zur Biodiesel-Herstellung ist bei Vorhandensein eines erhöhten Gehaltes von mehr als etwa 4 ·* · ·· »4 »·*· «Ο *·*«*·** » 4 4 Ί Λ · · # ·«*··· )ϋ · * · · « · * ··« • ••*•44 · t* ·♦· 4··· «· · «·
Vol-% an freien Fettsäuren der Aufbereitungs- und Mischbehälter 91 zur Reduzierung der Menge der freien Fettsäuren vorgesehen.
Zu diesem Zweck wird das Rohfett Rö, wie beim Umesterungsprozess, aus dem Rohstoff-Vorratsbehälter 101 mittels der Rohfettpumpe 20 in den Aufbereitungs- und Mischbehälter 91 gepumpt. Die Pumpe 20 wird bei Erreichen der parametrierten Chargen-Füllhöhe automatisch abgeschaltet.
Danach wird aus dem Säure-Vorratsbehälter 107 mittels Säure-Dosierpumpe 19 eine dosierte Menge Schwefelsäure H2SO4 in diesen Behälter 91 eingebracht. 3. Rohälentsahleimung
Entfallt 4. Katalysatorherstellung
In Stillstandsphasen der Anlage 100 kann die Herstellung des alkalischen Katalysators Kt, bestehend aus Kaliumhydroxid (KOH) und Methanol Me erfolgen.
Zu diesem Zweck wird pulverförmiges KOH sowie Methanol Me über die Dosierpumpe 21 der Dispergiermaschlne bzw. dem Scherreaktor 23 zugeführt und im Kreislauf durch den Umsetzungs-Behälter bzw. Superreaktor 8 für eine Dauer von 3 bis 10 min gemischt. Der fertige Katalysator wird über die Reaktorabzugspumpe 25 in den Katalysator-Vorratstank 103 gepumpt

Claims (4)

11 *« · Μ ·· «Μ» «| «·**·«·· » · « • · « «·**·· * · · · · « **« **#···· « ·* Μ» «*·· ·· I ·· Patentansprüche: 1. Verfahren zur semi-batchweisen bzw, semi-kontinuierlichen Herstellung von Biodiesel-Kraftstoff durch gegebenenfalls wärmegestützes, katalytisches Spalten von verflüssigten Fetten und/oder ölen biogenen Ursprungs in Glycerin und Fettsäuren und Veresterung der freigesetzten Fettsöure(n) mittels eines Alkohols, insbesondere Methanols, und/oder eines Alkoholats, insbesondere Methanolats, dadurch gekennzeichnet, - dass in einem dem eigentlichen Umsetzungsprozess vorgeschalteten, batch-weisen Rohfett/Öl-Aufbereitungs- und Mischprozess, gegebenenfalls unter Zusatz einer Mineralsäure, zu spaltendes Fett und/oder Öl, Methanol und Alkali-Methanolat und/oder Alkalimethylat zusammengeführt werden, - dass das dort gebildete Aufbereitungs-Gemisch einem kontinuierlichen Umsetzungsund Optimierungs-Kreislaufprozess (900) mit einer Haupt-Umsetzungsstufe zugeführt wird, von wo aus dasselbe durch zumindest eine - über zumindest eine Haupt-Zuführung und zumindest eine Haupt-Abführung mit derselben verbundene und zu derselben parallel-geschaltete, ein- oder abschaltbare - Kreislauf-Prozess-Stufe, insbesondere durch eine Umlauf-Scherreaktorstufe und/oder reine Umlaufstufe und/oder Umlauf-Analysenstufe und/oder Umlauf-Filtrationsstufe und/oder Umlauf-Ionentauschstufe und/oder Umlauf-Destillations/Rektifikationsstufe und/oder Umlauf-Kühlungs-Wärmetauschstufe und/oder, insbesondere elektrische, Umlauf-Direkt-Erhitzungsstufe, solange im Kreislauf geführt wird, bis die laufend mittels eines, vorzugsweise optischen, Analyseprozessors kontrollierte - jeweils angestrebte Qualität des Biodiesel-Kraftstoffes «reicht ist, und - dass dann das abgespaltete Glycerin und der fertige Biodiesel-Kraftstoff aus dem Umsetzungs- und Optimierungs-Kreislaufprozess ausgebracht werden.
·· ·· ··«* Μ • « I 9 · · ♦ • · * · I I ♦ · * · ··· • · · · 9 * ··♦· ·· · 99 dass jede der Umlaufstufen unabhängig voneinander individuell ein* und abschaltbar ist.
3. Anlage zur semi-kontinuierlichen Herstellung von Biodiesel-Kraftstoff Bd durch, gegebenenfalls wärmegestützes, katalytisches Spalten von verflüssigten Fetten und/oder ölen (Rö) biogenen Ursprungs in Glycerin (Gl) und Fettsäuren und Veresterung der freigesetzten Fettsäure(n) mittels eines Alkohols, insbesondere Methanols (Me), und/oder eines Alkoholats, insbesondere Methanolats (Mt), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - dass sie einen mit Zuleitungen von entsprechenden Versorgungs- bzw. zu Entsorgungs-Behältern (101 bis 107) aus mit dem eingesetzten, gegebenenfalls erhitzten, Rohfett und/oder -öl (Rö), mit Methanol (Me) und/oder einem Methanolat (Mt) und/oder Methylat, und vorzugsweise mit einer Mineralsäure, versorgbaren, batchweise arbeitenden Rohfett/Rohöl-Aufbereitungs- und Mischbehälter (91) und - eine von demselben aus mit dem dort gebildeten Aufbereitungs-Gemisch (Ag) versorgbare, mit mindestens einer Kreislauf- bzw. Umlaufpumpe (24) ausgestattete, kontinuierlich arbeitende Umsetzungs- und Optimierungs-Kreislaufanlage (900) - mit einem - zumindest eine Zuführungsleitung aus dem Rohfett/Rohöl-Aufbereitungs-und Mischbehälter (91) aufweisenden · und Abführungsleitungen für abgespaltetes Glyzerin (Gl) und hergesteilten Biodiesel-Kraftstoff (Bd) ausgestatteten, gegebenenfalls mit einem Heizorgan (18) beheizbaren, Haupt-Umsetzungsbehälter (90) - und einer Mehrzahl von mit demselben über jeweils zumindest eine Zu- und zumindest eine Abführungsleitung und dieselben über bzw. durch eine Mehrzahl von jeweils individuell zu- und abschaltbaren, zu dem Haupt-Umsetzungsbehälter (90) parallel geschaltet angeordneten Umlauf-Prozessoren (1-8 und 19), insbesondere einen Intensiv-, insbesondere Scherreaktor (19) und einen reinen Umlaufprozessor (1) und/oder Umlauf-Analysenprozessor (3), und/oder Umlauf-Filtrationsprozessor (2) und/oder Umlauf-Ionentauschprozessor (7) und/oder Umlauf-Wärmetauschprozessor (5) und/oder Umlauf-Direkterhitzungsprozessor (6) und/oder Destillationsprozessor / (4), verbundenen
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Zweigleitungen für die Kreislaufführung des der Umsetzung zu Biodiesel (Bd) und Glycerin (Gl) unterworfenen Aufbereitungs-Gemischs (Ag) bis zur jeweiligen Beendigung von zumindest einer der genannten, im Kreis· bzw. Umlauf vorgenommenen Reaktion(en), insbesondere aller jeweils notwendigen Reaktionen bzw. der Gesamtumsetzung, umfasst.
4. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Haupt-Umsetzungsbehälter (90) mit einem querschnitts- weiteren Oberteil (901) mit einer von demselben ausgehenden Biodiesel-Abführungsleitung in einen Biodiesel-Sammelbehälter (104) und einem querschnltts-engeren Unterteil (902) für die Aufnahme des abgespalteten Glyzerins (Gl) ausgebildet ist, von welchem die für die Abführung desselben dienende Glyzerin-Abführungsleitung zu einem Glyzerin-Sammelbehälter (105) ausgeht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Umlauf-Analyseprozessor (3) durch ein sichtdurchtässiges Schauglas oder Schaurohr für eine visuelle oder elektrooptische Prüfung der optischen Dichte und/oder des Aussehens des zur Umsetzung im Kreislauf geführten Aufbereitungs-Gemisches (Ag) während dieser Umsetzung und/oder der Phasengrenze zwischen dem abgespalteten Glyzerin (Gl) und dem umgesetzten Biodiesel-Kraftstoff (Bd) gebildet ist. Wien, am DA . A2 . 2oo^ / I
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115317942A (zh) * 2022-08-29 2022-11-11 广安摩珈生物科技有限公司 并联式含固母液的溶剂连续精馏回收系统及其方法和应用

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