FI117705B - Menetelmä polttoaineen valmistamiseksi pehmeästä mäntysaippuasta - Google Patents

Description

1 1 1 7705

Menetelmä polttoaineen valmistamiseksi pehmeästä mäntysaippuasta Förfarande för framställning av bränsle ur mjuk tallsäpa

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä polttoaineen valmistamiseksi mäntysaippuasta käsittelemällä saippuaa hiili- '> dioksidilla.

Mäntysaippua on sulfaattisellun valmistusprosesseissa syntyvä sivutuote. Tätä saippuaa voidaan erottaa mustalipeästä väkevöi-mällä tämä lipeä raskaaksi mustalipeäksi. Saadun mäntysaippuan pH on noin 12 ja se happamoitetaan tavallisesti rikkihapolla saippuan muuttamiseksi mäntyöljyksi. Tämänkaltainen prosessi toteutetaan periaatteessa kaikissa sulfaattimassatehtaissa.

Saatua mäntyöljyä voidaan käyttää raakatuotteena erilaisia kemikaaleja valmistettaessa tai polttoaineena.

Tämän prosessin eräs haitta on se, että siinä tarvitaan suhteellisen suuria tilavuuksia rikkihappoa. Rikin syöttö järjestelmään vaikeuttaa sellaisen suljetun järjestelmän pystyttämistä tehtaaseen, jolla voitasiin välttyä ympäristölle • haitallisilta päästöiltä.

* * · · • · • i « • · ·

On ehdotettu mäntysaippuan käsittelyä hiilidioksidilla, • · jolloin tavoitteena on päästä eroon rikkihapon käytöstä tai • * · *... pienentää sen käyttömääriä. Tässä ehdotetussa menetelmässä m m Λ ' käytetään epäorgaanista hiilihappoa, jota tuotetaan hiilidiok sidin ja veden välisellä palautuvalla reaktiolla: • · • #· • · · : C02 + h2o = h2co3 * • · · , • * • « • · *

Tuloksena saatu hiilihappo reagoi mäntysaippuan kanssa seuraa- • · • van reaktioyhtälön mukaisesti: • · · • · · * * * » » · RCOONa + H2C03 = RCOOH + NaHC03 ' ' 2 117705

Kuitenkin vain noin puolet saippuasta muuttuu mäntyöljyksi näissä reaktioissa.

Koska aikaisemmissa, hiilidioksidia hyväksikäyttävissä prosesseissa tavoitteena on ollut pääasiassa mahdollisimman puhtaan mäntyöljyn valmistus, jotta tätä öljyä voitaisiin käyttää erilaisten kemikaalien valmistamiseksi, niin hiilidioksidilla toteutettua käsittelyvaihetta on seurannut käsittelyvaihe rikkihapolla. Vaikka tämän prosessin seurauksena tarvittava rikki-happomäärä onkin ollut pienempi kuin muussa tapauksessa, niin siinä ei kuitenkaan päästä kokonaan eroon rikkihapon käytöstä. Vaihtoehtoisena ratkaisuna on ehdotettu hiilidioksidikäsitte-lyn vaivalloista toistamista lukuisissa käsittelyvaiheissa.

Esillä oleva keksintö perustuu siihen toteamukseen, että mänty- saippuaa voidaan käsitellä hiilidioksidilla mäntyöljyä sisältävän polttoaineen saamiseksi, jossa polttoaineessa mäntyöljyn ei tarvitse olla yhtä puhdasta kuin eräissä muissa käytöissä. Keksinnön mukaisella menetelmällä saavutetaan se tärkeä etu, että mäntysaippuaa voidaan käyttää polttoaineena siihen rikkiä • * • *·· lisäämättä.

• · ··*' • · ·

Keksinnön mukaisen menetelmän, jonka avulla mäntysaippuasta * · ·’·*· voidaan tuottaa polttoainetta, tunnusomaiset piirteet on » · esitetty seuraavassa patenttivaatimuksessa 1.

* * « ···...

• * ·

Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa reaktio hiilidioksidin kanssa toteutetaan yhdessä ainoassa menetelmävaiheessa, vaikka • # • *’ se voidaankin toteuttaa myös kahdessa tai useammassa vaihees- :’.Γί • Λ · • · * · ·** ( ·*··· Mäntysaippuan ja hiilidioksidin väliseen tehokkaaseen reak- *, tioon pääsemiseksi saippua laimennetaan edullisesti nesteellä • · · *"** ennen sen käsittelemistä hiilidioksidilla. Tähän liittyen on • · *···* edullista, että saippua sekoitetaan ensin orgaaniseen liuotti- meen. Tällä tavalla suuri osa saippuasta saadaan muunnetuksi . mäntyöljyksi.

3 117705 Käytetyn liuottimen lämpösisältö on tarkoituksenmukaisesti suuri, koska tällöin myös lopputuotteen polttoarvo on suurempi.

Käytetty liuotin on edullisesti palavaa öljyä tai polttoöljyä kuten esimerkiksi dieselöljyä.

Menetelmä voidaan toteuttaa myös sekoittamalla mäntysaippua veteen ennen saippuan saattamista reagoimaan hiilidioksidin kanssa. Käytetty vesimäärä on edullisesti 0,5-3-kertainen läsnä olevaan saippuamäärään verrattuna, painoista laskien.

Esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti mäntysaippuaa sekoitetaan veteen sekoittumattomaan orgaaniseen liuottimeen, joka on polttoöljyä tai palavaa öljyä. Tällä tavalla saadaan heterogeeninen järjestelmä, jossa vapaat rasvahapot liukenevat paremmin lisättyyn liuottimeen kuin mäntysaippua. Tämän seurauksena lisätty hiilidioksidi happamoittaa mäntysaippuan tehokkaammin kuin mikä olisi mahdollista muussa tapauksessa.

· • · ···"··; r • # 1 · t : .1. Tapa, jolla hiilidioksidi lisätään saippuaan, riippuu siitä, ··· · .·. : missä muodossa hiilidioksidia käytetään, eli siitä, onko • 1 · .1 .1 hiilidioksidi kiinteätä, nestemäistä vai kaasumaista.

• · · • » • · • ♦ • « * 1’ Alalla on toteutettu sellaisia kokeita, joissa kaasumaista • · 1 hiilidioksidia lisättiin tietyssä ylipaineessa sekoittimella . i, varustettuun reaktoriin. Hyviin tuloksiin päästiin, kun • 1·· hiilidioksidi lisättiin 40 °C:n lämpötilassa ja 5-6 baarin *»· ϊ ylipaineessa, reaktorikäsittelyn keston ollessa l/2-l tuntia.

· · • · • · Näissä kokeissa mäntysaippuaa sekoitettiin ensin dieselöljyyn » · . käyttäen niitä olennaisesti samankaltaisina tilavuuksina. Kun reaktio hiilidioksidin kanssa oli edennyt loppuun, jäännös-liuos erotettiin reaktiotuotteesta ja loppuosaa käytettiin polttoaineena. Todettiin, että tämän polttoaineen lämpösisältö 4 1 1 7705 oli hyvä ja että se käsitti mäntyöljy-, dieselöljy- ja mänty-saippua jäännöksiä.

Vaikka keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetäänkin liuotinta, tarkoituksenmukaisesti öljyä, niin tämä liuotin voidaan kuitenkin korvata vedellä. Tässä tapauksessa mäntysaippuaan sekoitetaan sopivasti vähintään samansuuruinen osa vettä ennen sen käsittelemistä hiilidioksidilla. Mäntysaippuaan voidaan myös sekoittaa sekä liuotinta että vettä.

Keksinnön erilaisten suoritusmuotojen eräs tärkeä piirre on se, että massan valmistuksen aikana syntynyttä mäntysaippuaa voidaan käyttää ympäristölle ystävällisellä ja taloudellisesti tehokkaalla tavalla muuttamalla saippua ilman rikkiä polttoaineeksi, jonka lämpösisältö on suuri. Taloudellisuuden ja ajankäytön kannalta on edullista, että tämä muuttaminen toteutetaan vain yhdessä vaiheessa.

Selvää on, että keksinnön mukaista menetelmää voidaan muunnella seuraavien patenttivaatimusten puitteissa monella eri ·1·,, tavalla prosessiparametrejä ja prosessiolosuhteita ajatellen.

• 1 • · · t 1 § * · 1 · • · ··1· • 1 · • · • t · Λ.

• « · ' ·· . ·Λ • · * 1 • 1 1 • · · » · · • 1 1 *« I · ·· * • · » *** • · · ...

I · • « • 1 1 * *«»«· • · * •

* I I

* 1 Φ • · « · • · • · »

Claims (5)

117705

1. Menetelmä polttoaineen tuottamiseksi mäntysaippuasta, tunnettu siitä, että sekoitetaan mäntysaippua dieselöljyn kanssa, mäntysaippua ja dieselöljy saatetaan reagoimaan hiilidioksidin kanssa muodostaen reaktiotuotteen ja dieselöljyn, mäntyöljyn ja mäntysaippuan seoksen, seos erotetaan reaktiotuotteesta ja seos otetaan talteen käytettäväksi polttoaineena.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mäntysaippua saatetaan reagoimaan hiilidioksidin kanssa vain yhdessä vaiheessa.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saippuaan sekoitetaan dieselöljyä sellainen määrä, että seos sisältää 30-70 paino-%, edullisesti 50 paino-% dieselöljyä.

4. Patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnet -t u siitä, että saippuaan sekoitetaan vettä dieselöljyn *·„ lisäksi ennen saippuan saattamista reagoimaan hiilidioksidin j ,·. kanssa. • · • · · · • · • · • · ·

5. Mäntyöljyä ja mäntysaippuaa käsittävän seoksen käyttö • · I1 1 polttoaineena, tunnettu siitä, että seos on valmis-* · tettu saattamalla mäntysaippua reagoimaan hiilidioksidin · · * kanssa ja erottamalla jäännösliuos reaktiotuotteesta. • · ft · · • ♦ · • · • · · * · • · · φ ft · · · ··· • · · · • · ♦ - * · • · *·· ·.. • · · • « · • · · · • · · • ·· • · 117705