CZ278914B6 - Process for producing diesel fuel of biological origin from rape seed oil - Google Patents
Process for producing diesel fuel of biological origin from rape seed oil Download PDFInfo
- Publication number
- CZ278914B6 CZ278914B6 CS922208A CS220892A CZ278914B6 CZ 278914 B6 CZ278914 B6 CZ 278914B6 CS 922208 A CS922208 A CS 922208A CS 220892 A CS220892 A CS 220892A CZ 278914 B6 CZ278914 B6 CZ 278914B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- methanol
- reaction mixture
- liquid phase
- biodiesel
- reesterification
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Fats And Perfumes (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká způsobu výroby bionafty a glycerinu z řepkového oleje reesterifikací metanolem za katalýzy hydroxidem draselným a za přispění vhodné kyseliny.The invention relates to a process for the production of biodiesel and glycerin from rapeseed oil by re-esterification with methanol under catalysis with potassium hydroxide and with the addition of a suitable acid.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Bionafta (Biodiesel) je směs esterů mastných kyselin, získaná z přírodních materiálů (rostlinné a živočišné tuky a oleje) a je pohonnou hmotou ve vznětových (Dieselových) motorech. V Evropě je nejčastější výchozí surovinou řepkový olej. Toho lze použít jako bionafty po předchozí filtraci, event. rafinaci v původní formě, což vyžaduje značnou a drahou úpravu vznětových motorů, konstruovaných na klasickou naftu. Častěji je používán * produkt jeho katalytické reesterifikace vhodným jednosytným alkoholém. Při této reakci vznikají bionafta, jako směs alkylesterů mastných kyselin řepkového oleje, a glycerin. Pro takovou bionaftu není třeba klasické vznětové motory upravovat.Biodiesel (Biodiesel) is a mixture of fatty acid esters, derived from natural materials (vegetable and animal fats and oils) and is a propellant in diesel (Diesel) engines. In Europe the most common starting material is rapeseed oil. This can be used as biodiesel after previous filtration, eventually. refining in its original form, which requires considerable and expensive treatment of diesel engines designed for conventional diesel. The product of its catalytic re-esterification with a suitable monohydric alcohol is more frequently used. This reaction produces biodiesel as a mixture of alkyl esters of rapeseed fatty acids and glycerin. For such biodiesel there is no need to modify conventional diesel engines.
Nejčastěji používaným alkoholem a katalyzátorem jsou metanol a hydroxid draselný.The most commonly used alcohol and catalyst are methanol and potassium hydroxide.
Různé postupy výroby tohoto druhu bionafty jsou předmětem celé řady patentů. Jejich přehled je uveden v patentu CS č. 278110. Liší se od sebe a) teplotou, b) poměrem výchozích komponent, c) provedením reesterifikace, d) provedením separace bionafty od glycerinové fáze, e) čistěním bionafty od zbytků katalyzátorů, alkoholu a glycerinu, f) zpracováním glycerinové fáze.Various processes for producing this type of biodiesel are the subject of a number of patents. Their overview is given in CS patent 278110. They differ from each other by a) temperature, b) ratio of starting components, c) reesterification, d) separation of biodiesel from glycerine phase, e) purification of biodiesel from catalyst, alcohol and glycerin residues f) treating the glycerol phase.
Značnou nevýhodou všech předchozích nám známých postupů je, že část bionafty přechází spolu s převážnou částí nezreagovaného alkoholu a převážnou částí použitého katalyzátoru do glycerinové fáze. Zpracování této fáze je pak obtížné a získání čistého glycerinu, event. přešlé bionafty komplikované a tudíž nákladné. Dle patentu CS č. 278110 se reesterifikace řepkového oleje podle tohoto vynálezu provádí při poměru reakčních složek řepkový olej : metanol : hydroxid draselný =1 : 1,1 - 1,5 ekvivalentu : 1,0A considerable disadvantage of all the prior art processes known to us is that some of the biodiesel is transferred to the glycerol phase together with the bulk of the unreacted alcohol and the bulk of the catalyst used. Processing of this phase is then difficult and obtaining pure glycerin, eventually. the resulting biodiesel is complicated and therefore expensive. According to CS patent No. 278110, the rapeseed oil reesterification according to the invention is carried out at a ratio of rapeseed oil: methanol: potassium hydroxide reactants = 1: 1.1 - 1.5 equivalents: 1.0
- 1,6 hmotnostních procent (vztaženo na řepkový olej) při teplotě ’ 1 místnosti s výhodou v rozmezí 20 - 25 °C. Postupuje se tak, že do předloženého intenzívně míchaného řepkového oleje se vnese najed- , nou roztok hydroxidu draselného v metanolu připravený v uvedeném poměru složek dle vynálezu. Vzniklá směs se ještě intenzívně míchá 2-5 minut a pak se nechá v klidu asi 1-2 hodiny sedimentovat, až se vytvoří dvě dostatečně ostře odlišené vrstvy, které se od sebe oddělí. Horní vrstva obsahuje hlavní podíl bionafty, dále metanol a hydroxid draselný. Podrobuje se dalšímu zpracování. Spodní vrstva obsahuje jako hlavní složku glycerin.1.6 weight percent (based on rapeseed oil) at 1 room temperature, preferably in the range of 20-25 ° C. This is done by introducing into the intensively mixed rapeseed oil one solution of potassium hydroxide in methanol prepared in the ratio of the components according to the invention. The resulting mixture was stirred vigorously for 2-5 minutes and then allowed to settle for about 1-2 hours until two sufficiently sharply differentiated layers were formed and separated. The top layer contains a major proportion of biodiesel, as well as methanol and potassium hydroxide. It is subjected to further processing. The backsheet contains glycerin as the major component.
Při postupu dle tohoto vynálezu se nezpracovává.The process according to the invention is not processed.
Zpracování horní vrstvy spočívá v oddělení zbytkového metanolu a katalyzátoru. Podle tohoto vynálezu se oddělení metanolu provádí vakuovým odpařením metanolu, výhodně za tlaku 666The treatment of the upper layer consists in separating the residual methanol and the catalyst. According to the invention, the methanol separation is carried out by vacuum evaporation of methanol, preferably at a pressure of 666
- 1 333 Pa a při shora uvedené teplotě místnosti. Výhodně se toto vakuové odpařování provádí při zvětšování plochy hladiny bionaf-133 Pa and at the above room temperature. Preferably, this vacuum evaporation is performed as the biodiesel level increases
-1CZ 278914 B6 ty, např. jejím mícháním nebo rozstřikováním. Přitom se vytvoří sraženina, která obsahuje převážnou část v horní vrstvě původně rozpuštěného hydroxidu draselného. Tuto sraženinu lze snadno mechanicky od bionafty oddělit. Páry metanolu se jímají v kondenzátoru.These are, for example, agitated or sprayed. A precipitate is formed which contains the major part of the upper layer of the initially dissolved potassium hydroxide. This precipitate can be easily mechanically separated from the biodiesel. Methanol vapors are collected in a condenser.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Spočívá v provedení úvodní části reakce dle patentu CS č. 278110 a poté takového chemického a fyzikálního zásahu do reakční směsi, který způsobí postupně: separaci přebytečného metanolu (jako kapaliny), separaci katalyzátoru (ve formě tuhého anorganického hnojivá) a rozdělení výsledné kapalné reakční směsi na bionaftu a prakticky čistý roztok glycerinu ve vodě. Reesterifikace řepkového oleje podle tohoto vynálezu se provádí na počátku tak, jak je popsáno v patentu CS č. 278110 (viz předchozí kapitola) až do okamžiku, kdy se reakční směs 2-5 minut intenzívně míchá. Pak se tato směs míchá dále mírně dalších 58 - 55 minut. Poté se do intenzívně míchané reakční směsi přidává postupně takové množství koncentrované kyseliny fosforečné (85 %), které odpovídá 1,1 - l,5násobku molů použitého látkového množství hydroxidu draselného. Celková doba přidávání kyseliny fosforečné je asi 10 minut. Při této neutralizaci vzniká v reakční směsi postupně bílá sraženina, která je zpočátku lepkavá, usazuje se na dně a stěnách reaktoru a je třeba výkonného míchadla k jejímu rozmíchávání do celého objemu kapaliny. Po ukončení neutralizace (pH 6 - 7) se provede odstranění nezreagovaného metanolu z reakční směsi, a to vakuovým odpařením, výhodně za tlaku 666 - 1333 Pa nebo probubláváním reakční směsi vzduchem při teplotě 20-50 °C a při vhodném zvětšování plochy hladiny reakční směsi jejím mícháním nebo rozstřikováním. Evakuace, resp. vybublání metanolu trvá 2-3 hodiny. Páry metanolu se vymrazují v kondenzátoru. V průběhu evakuace bílá sraženina zhrubne a přestává být lepkavou. Proto ji lze po skončení evakuace snadno filtrací nebo odstředěním oddělit od kapalné části reakční směsi. Tato kapalina se po filtraci samovolně v průběhu cca 2 hodin rozdělí na horní metylesterovou fázi - bionaftu, a na spodní fázi - téměř bezbarvý prakticky čistý roztok glycerinu ve vodě. Voda pochází jednak z použité 85% kyseliny fosforečné a jednak vzniká při neutralizaci. Při tomto postupu odpovídá množství získaného glycerinu teoreticky očekávanému množství (dle navážky použitého řepkového oleje) a tento glycerin není znečištěn ani bionaftou, ani rostlinnými barvivý, jako je tomu např. při postupu, popsaném v patentu CS č. 278110, kdy celkový objem glycerinové fáze odpovídá 150 - 200 % teoretického objemu vzniklého glycerinu vlivem přešlé bionafty, metanolu, katalyzátoru a rostlinných barviv. Glycerinová fáze se při postupu podle tohoto vynálezu nezpracovává.It consists in carrying out the initial part of the reaction according to CS patent No. 278110 and then chemical and physical intervention in the reaction mixture, which causes successively: separation of excess methanol (as a liquid), separation of the catalyst (in the form of solid inorganic fertilizer) and separation of the resulting liquid reaction mixture on biodiesel and a practically pure solution of glycerin in water. The rapeseed oil reesterification according to the invention is carried out initially as described in CS patent No. 278110 (see previous chapter) until the reaction mixture is stirred vigorously for 2-5 minutes. The mixture was then stirred gently for a further 58-55 minutes. Then, to the vigorously stirred reaction mixture, an amount of concentrated phosphoric acid (85%) corresponding to 1.1-1.5 times moles of the potassium hydroxide substance used is gradually added. The total addition time of the phosphoric acid is about 10 minutes. During this neutralization, a white precipitate gradually forms in the reaction mixture, which is initially tacky, settles on the bottom and walls of the reactor, and requires a powerful stirrer to stir it throughout the volume of the liquid. After completion of the neutralization (pH 6-7), the unreacted methanol is removed from the reaction mixture by vacuum evaporation, preferably at a pressure of 666 - 1333 Pa or by bubbling the reaction mixture through air at 20-50 ° C and appropriately increasing the reaction mixture surface area. mixing or spraying. Evacuation, resp. it takes 2-3 hours for the methanol to bubble. Methanol vapors are frozen in a condenser. During evacuation, the white precipitate coarsens and becomes sticky. Therefore, after evacuation is complete, it can easily be separated from the liquid part of the reaction mixture by filtration or centrifugation. This liquid, after filtration, spontaneously separates in about 2 hours into the upper methyl ester phase - biodiesel, and the lower phase - an almost colorless, practically pure solution of glycerin in water. The water comes from the 85% phosphoric acid used and is produced by neutralization. In this process, the amount of glycerin obtained corresponds to the theoretically expected amount (based on the amount of rapeseed oil used), and this glycerin is not contaminated with either biodiesel or plant dyes, such as in the process described in U.S. Patent No. 278110, corresponds to 150 - 200% of the theoretical volume of the glycerin formed by the influence of the passed biodiesel, methanol, catalyst and plant dyes. The glycerin phase is not processed in the process of the present invention.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1Example 1
Do skleněného vsádkového reaktoru o objemu 1000 cm3, opatřeného míchadlem, bylo předloženo 500 cm3 (0,455 g) surového sedimentovaného řepkového oleje. Za intenzivního míchání byl přidán najednou roztok 6,6 g 90% KOH v 93 cm3 metanolu. Směs byla míchá-2CZ 278914 B6 na 2 minuty intenzívně, poté 58 minut mírně. Pak bylo do intenΛ , , 3 živně míchané reakční směsi přidáváno po dobu 10 minut 6,7 cm koncentrované (85 %) kyseliny fosforečné. Během přidávání kyseliny se v reakční směsi vytvořila lepkavá bílá sraženina. Po skončení přidávání kyseliny byl reaktor napojen na vodní vývěvu a reakční směs byla za intenzivního míchání 2 hodiny evakuována za tlaku asi 1000 Pa při teplotě 20 - 22 °C. Těkající metanol byl jímán do kondenzátoru. Po skončení evakuace byla bílá sraženina oddělena z reakční směsi filtrací. Kapalná část reakční směsi byla jímána do děličky 1 dm3, ve které se po 2 hodinách sedimen> O táce vytvořily dvě vrstvy. Horní o objemu 520 cm obsahovala bionaftu, spodní pak velmi koncentrovaný a téměř bezbarvý roztok glycerinu ve vodě. Získané produkty měly tyto vlastnosti: Bionafta: výtěžek 99,6 hmot. % na řepkový olej, konverze 92,7 % na řepkový olej (HPLC), >95 hm. % (HPLC), resp. > 95 hm. % (GC) na metylestery řepkového oleje, hustota 0,875 g.cm-3 (20 °C), viskozita 7,43 mm2.s-1 (20 °C), obsah metanolu 0,19 hm. %, bod vzplanutí v uzavřeném kelímku 160 °C, obsah draslíku < > 2 mg/cm3 ME, bod tuhnutí -15 °C, pH 6 - 7, obsah síry 0,037 hmot. % Glycerinová fáze: hustota 1,235 g.cm-3, obsah glycerinu 85 hm. % (GC), obsah vody 9 hm. % (GC), pH ~ 7, obsah draslíku 0,40 hm. %, obsah metanolu 0,7 hm. %. Tuhá fáze: krystalický dihydrogenfosforečnan draselný se stopami bionafty a glycerinu, výtěžek 16 g, tj. prakticky 100 hm. % teorie - vzhledem k přidanému množství KOH.To a 1000 cm 3 glass batch reactor equipped with a stirrer was charged 500 cm 3 (0.455 g) of crude sedimented rapeseed oil. Under vigorous stirring, a solution of 6.6 g of 90% KOH in 93 cm 3 of methanol was added in one portion. The mixture was stirred vigorously for 2 minutes then gently for 58 minutes. Then was added to inten Λ, 3 nutrient stirred reaction mixture is added over 10 minutes 6.7 cm of concentrated (85%) phosphoric acid. During the addition of the acid, a sticky white precipitate formed in the reaction mixture. Upon completion of the acid addition, the reactor was connected to a water pump and the reaction mixture was evacuated at about 1000 Pa at 20-22 ° C with vigorous stirring for 2 hours. The volatile methanol was collected into a condenser. After the evacuation was complete, the white precipitate was collected from the reaction mixture by filtration. The liquid portion of the reaction mixture was collected in a separatory funnel of 1 dm 3, in which, after 2 hours the sediment> O Trays form two layers. The top of 520 cm contained biodiesel, the bottom of a very concentrated and almost colorless solution of glycerin in water. The products obtained had the following properties: Biodiesel: yield 99.6 wt. % to rapeseed oil, conversion 92.7% to rapeseed oil (HPLC),> 95 wt. % (HPLC), respectively. > 95 wt. % (GC) for rapeseed oil methyl esters, density 0.875 g.cm -3 (20 ° C), viscosity 7.43 mm 2 .s -1 (20 ° C), methanol content 0.19 wt. %, flash point in a closed crucible 160 ° C, potassium content <> 2 mg / cm 3 ME, pour point -15 ° C, pH 6-7, sulfur content 0.037 wt. % Glycerine phase: density 1.235 g.cm -3 , glycerine content 85 wt. % (GC), water content 9 wt. % (GC), pH ~ 7, potassium content 0.40 wt. % methanol content 0.7 wt. %. Solid phase: crystalline potassium dihydrogen phosphate with traces of biodiesel and glycerin, yield 16 g, ie practically 100 wt. % of theory - given the amount of KOH added.
Průmyslová využitelnostIndustrial applicability
Postup podle tohoto vynálezu vede k přeměně řepkového oleje na tři prakticky využitelné a ekologicky vhodné produkty, a to bionaftu, téměř čistý, velmi koncentrovaný roztok glycerinu ve vodě a dihydrogenfosforečnan draselný se stopami glycerinu a bionafty. Dále se získá zpět prakticky všechen nezreagovaný metanol. Všechny uvedené produkty vznikají odděleně a v téměř teoretickém výtěžku. Parametry bionafty odpovídají mezinárodním předpisům s výjimkou obsahu síry, daného jejím obsahem v řepkovém oleji, který nelze ovlivnit. Glycerinovou vrstvu lze snadno převést na čistý glycerin. Tuhý dihydrogenfosforečnan draselný lze využít jako anorganické hnojivo. Regenerovaný nezreagovaný metanol lze použít k další reesterifikaci. Postup podle tohoto vynálezu představuje tedy prakticky bezodpadovou technologii.The process according to the invention leads to the conversion of rapeseed oil into three practicable and environmentally acceptable products, namely biodiesel, an almost pure, highly concentrated solution of glycerin in water and potassium dihydrogen phosphate with traces of glycerin and biodiesel. Further, virtually all unreacted methanol is recovered. All these products are formed separately and in almost theoretical yield. The biodiesel parameters comply with international regulations except for the sulfur content given by its content in rapeseed oil which cannot be influenced. The glycerin layer can be easily converted to pure glycerin. Solid potassium dihydrogen phosphate can be used as an inorganic fertilizer. The recovered unreacted methanol can be used for further re-esterification. The process according to the invention is therefore practically waste-free technology.
Claims (6)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS922208A CZ278914B6 (en) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | Process for producing diesel fuel of biological origin from rape seed oil |
SK220892A SK277856B6 (en) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | Method of production of bionaphta from rape oil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS922208A CZ278914B6 (en) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | Process for producing diesel fuel of biological origin from rape seed oil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ220892A3 CZ220892A3 (en) | 1994-04-13 |
CZ278914B6 true CZ278914B6 (en) | 1994-08-17 |
Family
ID=5358553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CS922208A CZ278914B6 (en) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | Process for producing diesel fuel of biological origin from rape seed oil |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ278914B6 (en) |
SK (1) | SK277856B6 (en) |
-
1992
- 1992-07-15 SK SK220892A patent/SK277856B6/en unknown
- 1992-07-15 CZ CS922208A patent/CZ278914B6/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CZ220892A3 (en) | 1994-04-13 |
SK220892A3 (en) | 1995-05-10 |
SK277856B6 (en) | 1995-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0902082B1 (en) | Production of materials rich in conjugated isomers of long chain polyunsaturated fatty acid residues | |
FI116847B (en) | Process for the preparation of fatty acid alkyl esters | |
EP1931757B1 (en) | Method of producing a fatty acid alkyl ester biodiesel fuel | |
PL205257B1 (en) | Method for producing fatty acid esters of monovalent alkyl alcohols and use of the same | |
US5532392A (en) | Process for the preparation of methyl fatty acid esters starting from natural oil or fat, methyl esters obtained in this way and use thereof | |
JP2007502271A (en) | Method for producing alkyl ester using glycerin | |
CA2122713A1 (en) | Process for preparing fatty acid esters of short-chain monohydric alcohols | |
CA2393403C (en) | Method for commercial preparation of linoleic acid | |
JP2009502812A (en) | Process for producing carboxylic acid alkyl ester | |
JPH03200743A (en) | Preparation of lower alkylmonoester of fatty acid | |
EP0759422B1 (en) | Direct esterification of propoxylated glycerin | |
US7560579B2 (en) | Process for preparing purified fatty acids | |
US20040254387A1 (en) | Method of making alkyl esters | |
KR850008608A (en) | Plant growth and harvest promoting agents and compounds thereof | |
CZ278914B6 (en) | Process for producing diesel fuel of biological origin from rape seed oil | |
CN101842471B (en) | Continuous method for the heterogenically catalyzed esterification of fatty acids | |
EP0728176B1 (en) | Method of producing lower-alkyl esters of fatty acids | |
US7084286B2 (en) | Method for producing conjugated fatty acid esters | |
US20070049763A1 (en) | Methods for preparation and use of strong base catalysts | |
US8686170B2 (en) | Method of preparing alcohol esters from triglycerides and alcohols using heterogeneous catalysts based on nitrogen-containing metallophosphates | |
KR20020081936A (en) | Preparation, isolation and purification method of high purity diglyceride | |
CZ278110B6 (en) | Process for preparing fuel based on rape-seed oil fatty acid methyl esters for self-igniting engines | |
US4515725A (en) | Process for preparing boric esters of glycerol fatty acid esters | |
WO2000075096A1 (en) | Process for the reduction of glycerin in transesterification operations | |
CZ279034B6 (en) | process for preparing methyl esters of higher fatty acids by transesterification of triacylglycerols |