CZ306462B6

CZ306462B6 - Způsob výroby motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků a zařízení k provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ306462B6
Application number: CZ2015-726A
Authority: CZ
Inventors: Alois Vašíček
Original assignee: Alpajar Group S.R.O.
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2017-02-01
Also published as: CZ2015726A3

Abstract

Způsob výroby motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků rozkladem triglycerolů mastných kyselin spočívá v tom, že nejprve se z těchto látek a z přídavku organických sloučenin s vysokým obsahem uhlíku, jejichž teplota varu je vyšší než 450 .degree.C, za tepla vytvoří výchozí vstupní roztok, který se poté při teplotě roztoku 60 až 150 .degree.C postupně rozptyluje v uzavřeném reakčním prostoru a roztírá na jeho vnitřní stěny, které se z vnějšího prostoru temperují na teplotu 400 až 650 .degree.C. Roztíraná vrstva roztoku se zároveň podrobuje katalytickému působení železa, při kterém dochází k reakci atomů kyslíku obsažených v molekulách zpracovávaného oleje a/nebo tuku a/nebo jejich směsi, s atomy uhlíku z přídavku organických sloučenin rozpuštěných ve vstupním roztoku, za vzniku reakčních produktů, které jsou v plynném stavu průběžně odváděny z reakčního prostoru k ochlazení a kondenzaci a/nebo ke zkapalnění za zvýšeného tlaku. Zařízení k provádění tohoto způsobu obsahuje nejméně jednu z vnějšího prostoru vyhřívanou uzavřenou reaktorovou nádobu (1), tvořenou válcovou částí zhotovenou z Fe slitiny, pevně spojené s bočními čely (2), která jsou na jedné straně opatřena odváděcím potrubím (3) pro odvod reakčních produktů a na druhé straně nejméně jedním přívodním potrubím (4) pro přívod vstupního roztoku, které je na výstupu do uzavřené reakční nádoby zakončeno rozptylujícími tryskami (5), přičemž uvnitř uzavřené reaktorové nádoby (1) je uspořádána alespoň jedna poháněná pohyblivá roztírací lišta (7) v ní rozptýleného vstupního roztoku po vnitřní ploše její válcové části.

Description

Způsob výroby motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků, zejména z odpadových olejů a tuků včetně jejich směsí, a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Ekologická doktrína, směřující k tomu, že snížení emisí oxidu uhličitého v ovzduší je možné s požitím fosilních paliv, jejichž původ je odvozen od fotosyntézy oxidu uhličitého s vodou při růstu rostlin, vede k legislativním opatřením, jejichž důsledek vyústil v předpisech, které zavádějí povinnost mísit motorová paliva právě s těmito palivy, jež mají výše uvedený původ. Legislativní opatření sice zvyšují své nároky na množství „biosložky“, které má dané palivo obsahovat, avšak technická stránka provedení tohoto opatření má svá úskalí.

Dosud jsou prakticky aplikovány jen dvě složky, které lze k účelu mís ení masově použít. V oblasti paliv pro zážehové motory je to 100% ethanol (komerčně nazývaný bio-etanol), který je produkován lihovým kvašením z rostlinných látek obsahujících cukry. V oblasti paliv vznětových motorů se prakticky monopolně aplikují methylestery řepkového oleje. Ačkoliv se nabízí, že by bylo možné použít pro tento účel i jiné oleje, praxe ukázala, že pouze z řepkového oleje lze získat produkt, který lze upravit antidepresivy tak, že netuhne při nízkých teplotách provozu motorových vozidel a jiné techniky, která vznětové motory využívá.

Snaha legislativy, požadující stále vyšší stupně aditivace bio-palivy u výše uveden typů paliv pro zážehové a vznětové motory, má však své limity, které jsou dány zákonitostmi spalovacích procesů. Z tohoto úhlu pohledu je v poslední době diskutována zejména otázka vlivu přítomnosti biopaliv na životnost motorů. Přestože se výrobci automobilů zavazují zákazníkům, že motory jsou na tuto alternativu připraveny, stále se objevuje statisticky vyšší procento zničených motorů oproti době před zavedením těchto legislativních opatření do praxe.

Tato současná praxe ve výrobě biopaliv zatím těží z poměrné jednoduchosti technologií jednotlivých výrob a poměrně lehce dosažitelných surovin, byť prakticky jednodruhových. Tato situace nese s sebou i pozitivní ekonomický dopad v odbytu zemědělské produkce. Druhou, a to negativnější, stránkou věci je, že zvýšená poptávka zvyšuje cenu těchto surovin a legislativa musí přistoupit k nastavení atraktivnosti pomocí dotací. Tento jev jde proti přirozenému vývoji konkurenčního prostředí na trhu.

Materiálová bilance výroby methylesterů řepkového oleje je navíc zatížena cenou přídavných látek a náklady na využití vedlejšího produktu, jímž je glycerínová fáze. Rostlinné oleje a přírodní tuky jsou z chemického hlediska triglyceroly mastných kyselin, přičemž oleje se liší od tuků pouze tím, že mastná kyselina obsahuje ve své struktuře nejméně jednu dvojnou vazbu. Tuky obsahují jen mastné kyseliny nasycené. Tento fakt vede řadu chemiků a výzkumných pracovišť k vývoji postupů, jak odstranit ze struktury atomy kyslíku a získat žádané uhlovodíky. Z těchto výzkumů jsou známy způsoby, při nichž je katalytickou hydrogenací získáváno kvantitativní množství obsažených uhlovodíků, a to ve formě lineárních uhlovodíků a propanu. Tato metoda je základem produkce motorového paliva pod obchodním označením „HVO“ (Hydrogenated Vegetable Oils). Ekonomická náročnost této produkce se však neobejde bez dotací. Existující legislativa přitom nemůže připustit, aby byla dotována aditiva, jejich přítomnost nelze v palivu detekovat, protože při hydrogenaci dochází i k hydrogenaci dvojných vazeb v molekulách matných kyselin. Z tohoto důvodu je produkt, který nemůže cenově konkurovat uhlovodíkům ropného původu bez dotací, odsouzen k neúspěchu.

-1 CZ 306462 B6

Jiný způsob, který je známý ze spisu EP 2 129 746, využívá k dezoxidaci přírodních látek společné působení magneto-elektrického pole zároveň s infračerveným zářením, kdy je příslušný zářič ponořen do kapaliny obsahující přírodní olej a dezoxidační činidlo.

Působením záření pak dochází na povrchu zářiče k tvorbě uhlovodíků, které, po dosažení teploty varu vsázky reaktoru, odcházejí ke kondenzaci. Tento proces je sice velmi efektivní, ale má svá omezení ve sférickém poměru velikosti zářiče a reaktoru. Průmyslová verze je v tomto případě z toho důvodu velmi složitá a proto ani dosud nedoznala praktického využití.

Ze spisu US 2008/275285 je dále známý způsob výroby benzínu nebo nafty na principu katalytické redukce organických sloučenin, mj. esterů a karboxylových kyselin, na alifatické uhlovodíky účinkem metanu nebo jiných plynných uhlovodíků. Nevýhodou tohoto způsobu je však skutečnost, že se jedná o poměrně složitý a pro praktické využití neekonomický způsob, probíhající v šesti teoretických stupních a při užití specifických kovových katalyzátorů. Zároveň je použití tohoto způsobu pro redukci triglycerolů mastných kyselin jen obtížně představitelné, neboť stérické zábrany dlouhých řetězců mastných kyselin nedovolují dostatečný kontakt hmoty s katalyzátorem.

Podstata vynálezu

Nedostatky výše uvedených způsobů výroby motorových paliv z rostlinných olejů a živočišných tuků jsou do značné míry odstraněny způsobem a zařízením k jeho provádění podle nyní předkládaného vynálezu.

Způsob výroby motorových paliv z rostlinných olejů a živočišných tuků je prováděn rozkladem triglycerolů v nich obsažených mastných kyselin, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že nejprve se z těchto látek a z přídavku organických sloučenin s vysokým obsahem uhlíku, jejichž teplota varuje vyšší než 450 °C, za tepla vytvoří výchozí vstupní roztok, který se poté při teplotě roztoku 60 až 150 °C postupně rozptyluje v uzavřeném reakčním prostoru a následně roztírá na jeho vnitřní stěny, které se z vnějšího prostoru temperují na teplotu 400 až 650 °C. Roztíraná vrstva roztoku na vnitřních stěnách uzavřeného reakčního prostoru se zároveň na vnitřních stěnách uzavřeného reakčního prostoru při této teplotě podrobuje katalytickému působení železa, při kterém dochází k reakci atomů kyslíku obsažených v molekulách zpracovávaného oleje a/nebo tuku a/nebo jejich směsí, s atomy uhlíku z přídavku organických sloučenin rozpuštěných ve vstupním roztoku, a to za vzniku reakčních produktů, které se poté v plynném stavu průběžně odvádějí z uzavřeného reakčního prostoru k ochlazení a kondenzaci a/nebo ke zkapalnění za zvýšeného tlaku.

Při zmíněné reakci dochází majoritně ke vzniku uhlovodíků odvozených od struktury mastných kyselin a radikálových segmentů glycerínu a minoritně řada meziproduktů na bázi alkoholů, ketonů, etherů a karboxylových kyselin. Jedná se o látky, které svým chemickým složením i teplotami varu jednotlivých složek, vykazují analogii s parametry motorových paliv všech dosud masově používaných typů, čítaje v ně LPG, benzín a naftu.

Podstata tohoto způsobu podle vynálezu spočívá dále vtom, že nezreagovaná část roztoku se z uzavřeného reakčního prostoru s výhodou odvádí k jejímu opětovnému mís ení se vstupním roztokem, a tím i k jejímu konečnému zpracování. Tímto způsobem se proces rozkladu triglycerolů mastných kyselin provádí bez jakýchkoliv pevných či makromolekulámích zbytků.

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá dále i vtom, že vstupní roztok s výhodou obsahuje v hmotnostním množství 60 až 84 % rostlinných nebo živočišných olejů či tuků a/nebo jejich směsí a 15 až 35 % přídavku organických sloučenin s vysokým obsahem uhlíku, zbytek případné doprovodné přimíseniny a nečistoty. Při těchto hmotnostních poměrech je způsob podle vynálezu prováděn s co nejlepší efektivitou a účinností.

-2CZ 306462 B6

Rovněž s výhodou je přídavek organických sloučenin s vysokým obsahem uhlíku, rozpouštěný v rostlinném či živočišném oleji, v rostlinném či živočišném tuku, a to i tuku ztuženém, a/nebo v jejich směsích, tvořen například asfaltem, nebo těžkým topným olejem, případně i těžkým topným olejem s přídavkem 5 až 25 % hmotnostních sazí, přičemž omezení v použití těchto přídavných látek je jen v tom, aby případné nečistoty protekly do reaktoru a neucpaly trysky. Případná vysoká viskozita vzniklých roztoků je ve výhodném provedení způsobu podle vynálezu redukována zahříváním roztoku na teploty od 60 do 150 °C.

Podstata způsobu podle vynálezu spočívá i vtom, že v jeho optimálním provedení se tloušťka roztírané vrstvy vstupního roztoku na vnitřních stěnách uzavřeného reakčního prostoru pohybuje s výhodou v rozmezí 0,1 až 1,0 mm, přičemž katalytickému působení železa se tato vrstva podrobuje po dobu 10 až 30 sekund. Pro efektivní nastavení reakčních podmínek, cíleně vedených k nejvyšší produkci například paliva pro dieslovy motory, se přitom ve způsobu podle vynálezu takto tenká vrstva reakční směsi na povrchu vnitřní stěny uzavřeného reakčního prostoru vytváří tak, že nezreagovaná, ale již tepelně namáhaná, část zpracovávané hmoty ve formě roztoku se mísí s hmotou ještě tepelně nenamáhanou.

Podstata zařízení k provádění způsobu podle vynálezu pak spočívá v tom, že obsahuje nejméně jednu z vnějšího prostoru vyhřívanou uzavřenou reaktorovou nádobu, tvořenou z Fe slitiny zhotovené válcové části, pevně spojené s jejími bočními čely, která jsou na jedné straně opatřena odváděcím potrubím pro odvod reakčních produktů a na druhé straně nejméně jedním přívodním potrubím pro přívod vstupního roztoku. Přívodní potrubí je na svém výstupu do uzavřené reaktorové nádoby přitom zakončeno rozptylujícími tryskami vstupního roztoku do jejího vnitřního prostoru, přičemž uvnitř uzavřené reaktorové nádoby je uspořádána alespoň jedna poháněná pohyblivá roztírací lišta rozptýleného vstupního roztoku po vnitřní ploše její válcové části.

Zhotovení alespoň válcové části uzavřené reaktorové nádoby z některé Fe slitin, například z oceli, z nerezové oceli nebo z litiny, je nutnou podmínkou úspěšného provozu celého zařízení, neboť v základním materiálu vnitřních ploch této válcové části obsažené železo působí jako výše zmíněný katalyzátor, nutný k provádění způsobu podle tohoto vynálezu.

Při větším počtu těchto reaktorových nádob se samozřejmě adekvátně zvýší kapacita celého zařízení.

Podstata zařízení podle vynálezu spočívá dále i v tom, že uzavřená reaktorová nádoba je v zájmu úspory energie s výhodou umístěna v tepelně izolovaném vnějším reaktorovém plášti s vnitřním temperovaným prostorem, přičemž reaktorový plášť je v optimálním provedení vynálezu zhotoven z keramického tepelně izolačního materiálu. Temperovaný prostor je opatřen například elektrickými topnými spirálami nebo vstupním a výstupním otvorem pro přívod a odvod topného média neboje napojen na jiné tepelné zdroje. Rovněž s výhodou je uzavřená reaktorová nádoba v jejím nejnižším bodě opatřena obtokovým potrubím pro odvod nezreagované části roztoku zpět do procesu.

Podstata zařízení podle vynálezu konečně spočívá i vtom, že uzavřená reaktorová nádoba je s výhodou napojena přívodním potrubím, které je opatřeno dávkovacím čerpadlem, na předřazený zásobník vstupního roztoku, do něhož je zaústěno i obtokové potrubí, přičemž odváděči potrubí reakčních produktů z uzavřené reaktorové nádoby je napojeno na chladič reakčních produktů. Výstupní potrubí z chladiče je pak napojeno na uzavřený zásobník kapalných produktů, který je přes jeho odvětrávací potrubí napojen na kompresor, spojený tlakovým potrubím s tlakovým zásobníkem pro zkapalnění odvětraných plynných produktů, čímž je celý cyklus výroby motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků podle vynálezu uzavřen.

Předností celého řešení podle tohoto vynálezu je kromě odstranění nevýhod dosavadního stavu techniky i zajištění efektivní recyklace vesměs jinak odpadových látek a dosažení překvapivě vysoké kvality získaných reakčních produktů.

-3 CZ 306462 B6

Objasnění výkresů

Řešení dle vynálezu je dále blíže objasněno výkresy jeho příkladného provedení, kde na obr. 1 je v příčném řezu naznačeno vlastní zařízení pro výrobu motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků způsobem dle vynálezu a na obr. 2 je schematicky znázorněno napojení tohoto zařízení do výrobního okruhu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Zařízení pro výrobu motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků v tomto příkladném provedení sestává dle obr. 1 z jedné z vnějšího prostoru vyhřívané uzavřené reaktorové nádoby 1, tvořené ocelovou válcovou častí o průměru 100 mm a výšce 450 mm, pevně spojenou s bočními čely 2, která jsou na jedné straně opatřena odváděcím potrubím 3 o průměru 50 mm pro odvod reakčních produktů a na druhé straně jedním přívodním potrubím 4 pro přívod vstupního roztoku, které je na výstupu do uzavřené reakční nádoby zakončeno rozptylujícími tryskami 5. Uvnitř uzavřené reaktorové nádoby Ije na utěsněném hnacím hřídeli 6 uspořádána dvojice poháněných pohyblivých roztíracích lišt 7 rozptýleného vstupního roztoku po vnitřní ploše její válcové části. Uzavřená reaktorová nádoba Ije umístěna v tepelně izolovaném vnějším keramickém reaktorovém plášti 10 o průměru 250 mm a výšce 500 mm s vnitřním temperovaným prostorem 9.

Ve svém nejnižším bodě je pak uzavřená reaktorová nádoba 1 opatřena obtokovým potrubím 8 pro odvod nezreagované části roztoku.

Jak je dále patrno z obr. 2, tato uzavřená reaktorová nádoba Ije přívodním potrubím 4, které je opatřeno pístovým dávkovacím čerpadlem 12, napojena na promíchávací předřazený zásobník 11 vstupního roztoku o objemu 15 1, do něhož je zaústěno i obtokové potrubí 8 se vřazeným zubovým obtokovým čerpadlem 13, a přívod 25 čerstvého vstupního roztoku, v němž dochází k promíchávání čerstvého vstupního roztoku z přívodu 25 s nezreagovaným roztokem z obtokového potrubí 8. Odváděči potrubí 3 reakčních produktů z uzavřené reaktorové nádoby Ije pak napojeno na chladič 16 vzniklých reakčních produktů, který je opatřen vstupy 17 pro přívod a odvod chladicího média. Výstupní potrubí 19 z chladiče 16 je napojeno na uzavřený zásobník 18 kapalných produktů o objemu 50 1. Uzavřený zásobník 18 kapalných produktů je přes jeho odvětrávací potrubí 20 napojen na kompresor 21, který je spojen tlakovým potrubím 22 s tlakovým zásobníkem 23 o objemu 20 1 pro zkapalnění odvětraných plynných produktů. Uzavřený zásobník 18 kapalných produktů a tlakový zásobník 23 pro zkapalnění odvětraných plynných produktů je pak opatřen výstupními uzávěry 24.

Hnací hřídel 6 je napojen na jeho pohonnou jednotku 14 o kroutícím momentu 100 Nm, umožňující otáčení hnacího hřídele 6 a dvojice roztíracích lišt 2 s frekvencí 2 otáčky/min. Temperovaný prostor 9 mezi reaktorovým pláštěm 10 a uzavřenou reakční nádobou Ije opatřen již neznázorněnými topnými odporovými dráty, napojenými na vnější regulovaný zdroj 15 elektrického proudu.

Při výrobě motorových paliv se v tomto konkrétním příkladu provedení nejprve v 50 kg směsi rostlinných olejů a ztužených tuků, získaných jako odpad z restaurací, rozpustí při teplotě 80 °C přídavek organických sloučenin s vysokým obsahem uhlíku, jejichž teplota varu je vyšší než 450 °C, v tomto případě 15 kg asfaltu. Část takto vytvořeného vstupního roztoku se umístí do promíchávacího předřazeného zásobníku jj. Topnými odporovými dráty se temperovaný prostor 9 vyhřeje na 500 °C, načež se po dosažení této teploty započne s dávkováním vstupního roztoku z promíchávacího předřazeného zásobníku 11 do uzavřené reakční nádoby 1 objemovou rychlostí 300 ml/min. Teplota uvnitř uzavřené reakční nádoby 1 se přitom ustálí na teplotě 460 °C.

-4 CZ 306462 B6

Tryskami 5 se pak vstupní roztok o teplotě 96 °C v uzavřeném reakčním prostoru rozptyluje a roztíracími lištami 7 roztírá ve vrstvě 0,8 mm na jeho takto temperované vnitřní stěny, přičemž roztíraná vrstva roztoku se zároveň zhruba po dobu 20 sekund podrobuje katalytickému působení železa, při kterém dochází k reakci atomů kyslíku obsažených v molekulách zpracovávané směsi 5 rostlinných olejů a ztužených tuků s atomy uhlíku z přídavku asfaltu rozpuštěného ve vstupním roztoku, za vzniku reakčních produktů. Tyto reakční produkty jsou v plynném stavu průběžně odváděny z reakčního prostoru k ochlazení a kondenzaci a/nebo ke zkapalnění za zvýšeného tlaku, jak je zřejmé z popisu zapojení celého systému a jeho vyobrazení na obr. 2, přičemž nezreagovaná Část roztoku se z uzavřeného reakčního prostoru odvádí k jejímu opětovnému mís ení se 10 vstupním roztokem. Celá dávka 65 kg vstupního roztoku se takto zpracuje za 95 minut.

V tomto příkladném provedení způsobu a zařízení podle vynálezu na zařízení bylo získáno 59,45 kg kapalných produktů a 4,1 kg plynné fáze. Kolem 1 kg činila zádrž hmoty v zařízení. U reakčních produktů byla provedena analýza formou destilační křivky kapalného vzorku, jejíž výsledky 15 jsou uvedeny v připojených tabulkách TAB. 1 a TAB. 2

-5CZ 306462 B6

TAB. 1

Parametr

Jednotka Hodnota Metoda Nej.

Hustota při 15 °C 1	<g/m/3	841,4	SOP 18/01	±0,02%
Teplota vzplanutí, PM	°C	<20	SOP25/02
Obsah vody, KF % hmotn.	0,320	SOP 23/02	±2%
Začátek destilace, IBP	, o_C	75	SOP 20/01	±3%
10 % obj.	°C	180	SOP 20/01	±5%
20 % obj.	°C	216	SOP 20/01	±5%
30 % obj.	°C	235	SOP 20/01	±5%
40 % obj.	°C	249	SOP 20/01	±5%
50 % obj.	°C	261	SOP 20/01	±5%
60 % obj.	°C	273	SOP 20/01	±5%
70 % obj.	°C	284	SOP 20/01	±5%
80 % obj.	°C	298	SOP 20/01	±5%
90 % obj.	°C	317	SOP 20/01	±5%
do 100 °C předestiluje	% obj.	2	SOP 20/01	±5%
do 200 °C předestiluje	% obj.	15	SOP 20/01	±5%
do 250 °C předestiluje	% obj.	41	SOP 20/01	±5%
do 300 °C předestiluje	% obj.	81	SOP 20/01	±5%
Conradsonův karbonizaní zbytek	% hmotn.	0,25	STN EN ISO 10370 sa ±10%

hodnoty stanovené u plynné fáze

Spalné teplo	MJ/m/3	30,79	SOP 17/01	±0,4%
Výhřevnost	MJ/m/3	30,22	SOP 17/01	±0,4%
Wobbe index	MJ/m/3	30,63	SOP 17/01	±0,2%
Spalné teplo	kWh/m/3	8,56	SOP 17/01	±0,4%
Výhřevnost	kWh/m/3	8,39	SOP 17/01	±0,4%

-6CZ 306462 B6

TAB. 2

Složení kapalných produktů, získané z plynové chromatografie s hmotnostní spektroskopickou koncovkou (uvedeny jen nejvíce zastoupené sloučeniny).

Vzorek C sloučenina obj. % heptadecen19,35 heptanová kyselina8,91

Cyklohexanon, 2-ethyl-2-propyl-8,19 hexadecen7,03 oktadecen3,39 hepten3,36 oktanová kyselina2,71 pentadekan2,70 hexanová kyselina (izomer)2,52 hexen2,20 oktanová kyselina1,98 izomer C14 (?)1,94

1-hexadekanol1,89 heptadekan1,82 tetramethylbenzen1,79 heptan1,76 oktadecen1,71

1-okten1,62 nonan1,59 děkan1,46

Bicyklo[5.3.0]dekan1,39 hexan1,32

-7 CZ 306462 B6

	pokračování TAB. 2
nonanová kyselina	1,24
heptadecen	1,20
dodecenol	1,11
2-methyl_1,3-butadien	1,11
oktadien	1,07
9-Methylbicyklo[3.3.1]nonan	1,02
pentadecen	1,01
hexanová kyselina	1,01
heptanol	0,95
nonen	0,92
heptanová kyselina	0,88
butylbenzen	0,83
cyklooktan	0,82
oktanová kyselina	0,76
decen	0,67
butanová kyselina	0,61
toluen	0,5

V případě, že způsob výroby motorových paliv podle vynálezu se provádí v zařízení, které je tvořeno deseti obdobnými paralelně zapojenými uzavřenými reakěními nádobami 1, lze v tomto zařízení, samozřejmě zejména s patřičně objemově dimenzovanými zásobníky 11, 18, 23 a velikostně přizpůsobeným reaktorovým pláštěm 10, za dobu 12 hodin zpracovat 1300 kg vstupní suroviny tvořené směsí kyselých rostlinných olejů a ztužených tuků (to je olejů a tuků, které nelze již jinak využít), přičemž je rozpuštěnou látkou bohatou na uhlík těžký topný olej s přídavkem 10 % sazí, a získat 1195 kg kapalných produktů, přičemž případný plynný výstup plně postačí k pohonu elektrocentrály o výkonu 30 kW. Teplotní podmínky reakce mohou být nastaveny i tak, že průměrná teplota uvnitř temperovaného prostoru 9 je udržována na hodnotě mezi 550 až 580 °C a teplota uvnitř uzavřených reakčních nádob 1 se pohybuje v rozmezí 450 až 500 °C. Provedené analýzy se od výše zmíněných tabulek ve svých hodnotách liší v pouze v toleranci 5 %.

Průmyslová využitelnost

Řešení dle vynálezu lze široce použít jak pro výrobu motorových paliv, tak i pro výrobu příměsí do těchto paliv bez jakýchkoli negativních dopadů na jejich kvalitu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob výroby motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků rozkladem triglycerolů mastných kyselin, vyznačující se tím, že nejprve se z těchto látek a z přídavku organických sloučenin s vysokým obsahem uhlíku, jejichž teplota varuje vyšší než 450 °C, za tepla vytvoří výchozí vstupní roztok, který se poté při teplotě roztoku 60 až 150 °C postupně rozptyluje v uzavřeném reakčním prostoru a roztírá na jeho vnitřní stěny, které se z vnějšího prostoru temperují na teplotu 400 až 650 °C, přičemž roztíraná vrstva roztoku se zároveň podrobuje katalytickému působení železa, při kterém dochází k reakci atomů kyslíku, obsažených v molekulách zpracovávaného oleje a/nebo tuku a/nebo jejich směsi, s atomy uhlíku z přídavku organických sloučenin rozpuštěných ve vstupním roztoku, za vzniku reakčních produktů, které jsou v plynném stavu průběžně odváděny z reakčního prostoru k ochlazení a kondenzaci a/nebo ke zkapalnění za zvýšeného tlaku.
2. Způsob výroby motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků podle nároku 1, vyznačující se tím, že nezreagovaná část roztoku se z uzavřeného reakčního prostoru odvádí k jejímu opětovnému míšení se vstupním roztokem.
3. Způsob výroby motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že vstupní roztok obsahuje v hmotnostním množství 60 až 84 % rostlinných nebo živočišných olejů či tuků a /nebo jejich směsí a 15 až 35 % přídavku organických sloučenin s vysokým obsahem uhlíku, zbytek případné doprovodné přimíseniny a nečistoty.
4. Způsob výroby motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že přídavek organických sloučenin s vysokým obsahem uhlíku obsahuje asfalt, těžký topný olej a/nebo těžký topný olej s přídavkem 5 až 25 % hmotnostních sazí.
5. Způsob výroby motorových paliv z rostlinných a živočišných olejů a tuků podle alespoň jednoho z předcházejících nároků laž4, vyznačující se tím, že tloušťka roztírané vrstvy vstupního roztoku na vnitřních stěnách uzavřeného reakčního prostoru činí 0,1 až 1,0 mm, přičemž katalytickému působení železa se tato vrstva podrobuje po dobu 10 až 30 sekund.
6. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jednu z vnějšího prostoru vyhřívanou uzavřenou reaktorovou nádobu (1), tvořenou z Fe slitiny zhotovené válcové časti, pevně spojené s bočními čely (2), která jsou na jedné straně opatřena odváděcím potrubím (3) pro odvod reakčních produktů a na druhé straně nejméně jedním přívodním potrubím (4) pro přívod vstupního roztoku, které je na výstupu do uzavřené reakční nádoby zakončeno rozptylujícími tryskami (5), přičemž uvnitř uzavřené reaktorové nádoby (1) je uspořádána alespoň jedna poháněná pohyblivá roztírací lišta (7) v ní rozptýleného vstupního roztoku po vnitřní ploše její válcové části.
7. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 6, vyznačující se tím, že uzavřená reaktorová nádoba (1) je umístěna v tepelně izolovaném vnějším reaktorovém plášti (10) s vnitřním temperovaným prostorem (9), přičemž v jejím nejnižším bodě je uzavřená reaktorová nádoba (1) opatřena obtokovým potrubím (8) pro odvod nezreagované části roztoku.
8. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 6a 7, vyznačující se tím, že uzavřená reaktorová nádoba (1) je přívodním potrubím (4), které je opatřeno dávkovacím čerpadlem (12) napojena na předřazený zásobník (11) vstupního roztoku, do něhož je zaústěno i obtokové potrubí (8), přičemž odváděči potrubí (3) reakčních produktů z uzavřené reaktorové nádoby (1) je

-9CZ 306462 B6 napojeno na chladič (16) reakčních produktů a výstupní potrubí (19) z chladiče (16) je napojeno na uzavřený zásobník (18) kapalných produktů, který je přes jeho odvětrávací potrubí (20) napojen na kompresor (21), spojený tlakovým potrubím (22) s tlakovým zásobníkem (23) pro zkapalnění odvětraných plynných produktů.