MD4173C1 - Procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel - Google Patents

Procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel Download PDF

Info

Publication number
MD4173C1
MD4173C1 MDA20110015A MD20110015A MD4173C1 MD 4173 C1 MD4173 C1 MD 4173C1 MD A20110015 A MDA20110015 A MD A20110015A MD 20110015 A MD20110015 A MD 20110015A MD 4173 C1 MD4173 C1 MD 4173C1
Authority
MD
Moldova
Prior art keywords
mixture
temperature
alcohols
ethanol
water
Prior art date
Application number
MDA20110015A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Other versions
MD4173B1 (ro
Inventor
Виктор КОВАЛЁВ
Валентин СЛЮСАРЕНКО
Владимир НЕННО
Ольга КОВАЛЁВА
Original Assignee
Государственный Университет Молд0
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный Университет Молд0 filed Critical Государственный Университет Молд0
Priority to MDA20110015A priority Critical patent/MD4173C1/ro
Publication of MD4173B1 publication Critical patent/MD4173B1/ro
Publication of MD4173C1 publication Critical patent/MD4173C1/ro

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la tehnologia de obţinere a surselor alternative de combustibil ecologic pur, şi anume la un procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel.Procedeul, conform invenţiei, include transesterificarea uleiurilor vegetale cu alcooli, trataţi în prealabil cu bază alcalină, la încălzirea amestecului până la temperatura de 65…70°C şi acţiunea cu ultrasunet cu frecvenţa de 15…25 kHz şi intensitatea de 0,10…0,15 W/cm2 timp de 1…2 ore, separarea fazei glicerinice inferioare şi neutralizarea fazei superioare. Totodată,în calitate dealcooli se utilizează un amestec deshidratat de ulei de fuzel şi etanol în raport de (0,25…0,30) : 1. Amestecul deshidratat de ulei de fuzel şi etanol se obţine în două etape, la prima etapă se efectuează cristalizarea apei prin congelare la temperatura de -15…-25°C, iar la a doua etapă amestecul se tratează cu sulfat de cupru calcinat. Apoi cristalohidratul sulfatului de cupru (CuSO4·5H2O) se supune regenerării prin calcinare la temperatura de 150…250°C.

Description

Invenţia se referă la tehnologia de obţinere a surselor alternative de combustibil ecologic pur, şi anume la un procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel.
Este cunoscut procedeul de obţinere a combustibilului biodiesel care include transesterificarea gliceridelor la încălzire până la 40°C cu metanol, în prezenţa catalizatorului - hidroxidul de potasiu în raport de 1,3…1,8% mas. faţă de substrat. Apoi se separă faza supernatantă a amestecului de esteri metilici şi se neutralizează reziduul de catalizator prin barbotare cu dioxid de carbon până la atingerea pH = 6,25…6,75 [1].
Dezavantajul acestui procedeu constă în aceea că este costisitor, deoarece necesită utilizarea de materii prime scumpe.
În calitate de cea mai apropiată soluţie serveşte procedeul de obţinere a combustibilului biodiesel, care include obţinerea esterilor alchilici ai acizilor graşi prin transesterificarea catalitică a trigliceridelor uleiurilor vegetale la încălzirea amestecului până la 70…80°C şi acţiunea cu ultrasunet cu frecvenţa de 20…50 kHz şi intensitatea de 18…65 W/cm2, urmată de neutralizarea reziduului de catalizator, spălarea în centrifugă a esterilor acizilor graşi şi separarea fazei inferioare glicerinice prin separarea gravitaţională obişnuită. În calitate de alcooli sunt utilizaţi alcoolii cu un număr mic de atomi de carbon (până la 5), iar în calitate de trigliceride sunt utilizate grăsimile animale sau vegetale, iar alcoolul este luat cu 2,4% mai mult decât cantitatea stoichiometrică [2].
Dezavantajele acestui procedeu sunt complexitatea lui, folosirea reactivilor puri şi randamentul scăzut din cauza interacţiunii incomplete a reagenţilor, prin aceasta majorându-se cheltuielile de producţie. Totodată, transesterificarea are loc la presiune ridicată şi la frecvenţe înalte ale ultrasunetului, ceea ce majorează semnificativ consumul de energie şi preţul final al combustibilului obţinut.
Problema pe care o rezolvă invenţia propusă constă în creşterea randamentului prin eliminarea apei din amestecul de alcooli şi intensificarea procesului de producere a biodieselului, reducerea preţului produsului obţinut prin utilizarea în calitate de alcooli a deşeurilor de producţie.
Problema se soluţionează prin aceea că procedeul de obţinere a combustibilului biodiesel include transesterificarea uleiurilor vegetale cu alcooli, trataţi în prealabil cu bază alcalină, la încălzirea amestecului până la temperatura de 65…70°C şi acţiunea cu ultrasunet cu frecvenţa de 15…25 kHz şi intensitatea de 0,10…0,15 W/cm2 timp de 1…2 ore, separarea fazei glicerinice inferioare şi neutralizarea fazei superioare. Totodată, în calitate de alcooli se utilizează un amestec deshidratat de ulei de fuzel şi etanol în raport de (0,25…0,30) : 1. Amestecul deshidratat de ulei de fuzel şi etanol se obţine în două etape, la prima etapă se efectuează cristalizarea apei prin congelare la temperatura de -15…-25°C, iar la a doua etapă amestecul se tratează cu sulfat de cupru calcinat, cu separarea ulterioară prin filtrare a cristalohidratului format. Apoi cristalohidratul sulfatului de cupru (CuSO4·5H2O) se supune regenerării prin calcinare la temperatura de 150…250°C pentru eliminarea apei de cristalizare.
Rezultatul tehnic al invenţiei este atins prin faptul că pentru obţinerea combustibilului biodiesel se foloseşte ulei de fuzel - deşeu neutilizabil la întreprinderile care produc alcool, votcă şi divin, obţinut la ultima etapă a distilării fracţionate a alcoolului etilic brut care se formează la fermentarea materialelor vinicole şi materiei prime cu conţinut de amidon, inclusiv a diferitor tipuri de cereale. Cantitatea de deşeuri la astfel de întreprinderi poate varia de la câteva până la zeci de tone pe zi. Într-o astfel de distilare, la etapa finală se formează uleiul de fuzel, care conţine, % vol.:
alcool izoamilic, C5H11OH 45…65 alcool izobutilic, (CH3)2CHCH2OH 15…25 alcool n-butilic, CH3CH2CH2CH2OH 0,5…2 alcool n-propilic, CH3CH2CH2OH 2…15 alcool etilic, C2H5OH 3…15 apă 8…15.
Etanolul este un produs tehnic obţinut la distilarea materiei prime fermentate cu conţinut de amidon sau cu conţinut de zahăr. La producerea combustibilului biodiesel apa este un component nedorit, care micşorează randamentul produsului finit. De aceea este important procesul de deshidratare a alcoolilor care sunt utilizaţi în tehnologia producerii combustibilului biodiesel.
Creşterea randamentului combustibilului biodiesel prin eliminarea apei din alcooli este realizată prin cristalizarea apei la congelare, luând în considerare diferenţa dintre punctele de îngheţ al alcoolilor şi apei, temperatura optimă a procesului fiind de -15…-25°C. În aşa mod, temperatura de îngheţ a soluţiei de etanol de 73…75% se află în intervalul -70…-75°C, iar a diferitor izomeri ai alcoolilor amilic, butilic şi propilic din componenţa uleiului de fuzel este în intervalul -79…-117°C. La această etapă are loc eliminarea apei până la conţinutul ei remanent în amestecul de alcooli de 0,5…1,5%.
La cea de-a doua etapă a procesului de înlăturare a apei amestecul de alcooli este trecut printr-un strat de sulfat de cupru calcinat. Hidratarea sulfatului de cupru decurge cu aderarea maximă a apei şi formarea cristalohidratului stabil cu formula generală CuSO4·5H2O. Ca rezultat se obţin alcooli anhidri.
Disocierea termică a hidraţilor sulfatului de cupru şi deshidratarea aproape completă se efectuează prin calcinare la o temperatură de 150…250°C.
Procesul de alcooliză se efectuează în prezenţa unui catalizator, cum ar fi alcoolatul de potasiu sau de sodiu, care se formează în soluţiile de alcooli după reacţia reversibilă: ROH + K(Na)OH ↔ ROK(Na) + H2O, unde R sunt grupe alchil ale alcoolilor. De aceea pentru alcooliza grăsimilor cu alcooli poate fi utilizată în loc de o bază alcalină soluţie de alcoolat de potasiu sau de sodiu, pregătită în prealabil.
Intensificarea procesului de obţinere a esterilor alchilici ai acizilor graşi prin metoda de trans-esterificare cu un randament sporit al produsului final se realizează la o temperatură de 65…70°C şi acţiunea cu ultrasunet cu frecvenţa de 15…25 kHz şi intensitatea de 0,10…0,15 W/cm2. În acest caz timpul de tratare scade până la 45…60 min.
Aceasta se datorează faptului că în timpul lucrului generatorului ultrasonic se generează fluxuri hidrodinamice şi cavitaţia volumică activă, care asigură decurgerea simultană a mai multor procese fizice, fizico-chimice şi chimice, care măresc eficacitatea şi intensitatea reacţiilor de transesterificare. În cazul în care frecvenţa undelor este de 15…25 kHz, presiunea acustică înaltă este distribuită pe o distanţă de 10…15 cm de la sursa de iradiere, în această zonă procesul decurge cel mai eficient. Odată cu creşterea frecvenţei zona presiunii înalte se extinde, dar intensitatea procesului de tratare a mediului lichid se reduce din cauza scăderii amplitudinii vibraţiilor.
Pentru realizarea procesului de tratare cu ultrasunet poate fi aplicat generatorul ultrasonic cu traductor magnetostrictiv, de exemplu, УЗГ-2,5, cu consum şi putere de ieşire de 5,5 si, respectiv, 2,7 kW, cu o frecvenţă de 18…22 kHz a vibraţiilor ultrasonice, tipul de traductor - ПМС-6М sau alte dispozitive fabricate industrial.
Astfel se asigură creşterea randamentului de producere prin eliminarea apei din amestecul de alcooli, intensificarea procesului de producere a combustibilului biodiesel prin tratarea cu ultrasunet şi reducerea costului produsului obţinut prin utilizarea deşeurilor neutilizable - uleiul de fuzel.
Exemplu de realizare a invenţiei. În reactorul termostatat cu un volum de 5 litri, echipat cu un emiţător ultrasonic, de tipul „Ультратон МС-2000М”, care asigură frecvenţa vibraţiilor ultrasonice de 18 kHz, intensitatea de 0,15 W/cm2 şi presiunea sunetului la distanţa de 150 mm de 80 dB, se introduc 3,54 kg de ulei de floarea-soarelui obţinut prin presare, care se încălzeşte la agitare până la 65°C.
Într-un recipient separat se prepară un amestec de ulei de fuzel şi etanol de 75,3% în raport de 0,25:1, apoi amestecul se deshidratează prin cristalizarea selectivă a apei la o temperatură de -25°C. După decantarea de apa cristalizată, amestecul de alcooli se tratează cu sulfat de cupru calcinat cu separarea ulterioară a cristalohidratului de sulfat de cupru prin procesul de sedimentare şi filtrare a produselor. Apoi, treptat, în 610 ml de alcooli deshidrataţi se adăugă timp de 20 min 56,4 g de KOH până la dizolvarea completă a KOH în alcooli. Reactivul obţinut se adaugă în uleiul de floarea-soarelui încălzit şi agitat minuţios acţionând cu ultrasunet timp de 1 oră. În aşa mod are loc reacţia de transesterificare a uleiului de floarea-soarelui cu amestecul de alcooli în prezenţa catalizatorului. Amestecul se toarnă într-un vas de decantare şi se lasă în repaus timp de 45 min până la formarea a două faze, după care acestea se separă.
Faza inferioară - glicerina cu resturi de ulei nereacţionat şi reziduu de catalizator se separă.
Faza superioară a esterilor cu pH=11,2 se neutralizează de reziduul de catalizator cu soluţie de acid acetic de 7% până la un pH de 6,95. Ca rezultat s-au obţinut 3,32 kg de biodiesel cu un randament de 92,9%, care după parametrii săi fizico-chimici poate fi utilizat ca aditiv la combustibilul pentru motoarele cu ardere internă.
Parametrii testaţi:
Viscozitatea cinematică la 20°C, mm2/s (GOST 33-82) 10,5 Temperatura de congelare, °Cmax (GOST 20287-91) -15 Punctul de aprindere în recipiente închise, °Cmin(GOST 6356-75) 162 Densitatea la 20°C, kg/m3, max. (GOST 3900-85) 920.
1. MD 2382 F1 2004.02.29
2. US 2007199238 A1 2007.08.30

Claims (3)

1. Procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel care include transesterificarea uleiurilor vegetale cu alcooli, trataţi în prealabil cu bază alcalină, la încălzirea amestecului şi acţiunea cu ultrasunet, separarea fazei glicerinice inferioare şi neutralizarea fazei superioare, caracterizat prin aceea că în calitate de alcooli se utilizează un amestec deshidratat de ulei de fuzel, format ca deşeu la distilarea fracţionată a produselor de fermentare a amidonului conţinut în materia primă şi etanol în raport de (0,25…0,30) : 1, iar transesterificarea se efectuează la temperatura de 65…70°C şi acţiunea cu ultrasunet cu frecvenţa de 15…25 kHz şi intensitatea de 0,10…0,15 W/cm2 timp de 1…2 ore.
2. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că amestecul deshidratat de ulei de fuzel şi etanol se obţine în două etape, la prima etapă se efectuează cristalizarea apei prin congelare la temperatura de -15…-25°C, iar la a doua etapă amestecul se tratează cu sulfat de cupru calcinat, cu separarea ulterioară prin filtrare a cristalohidratului format.
3. Procedeu, conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că cristalohidratul sulfatului de cupru (CuSO4·5H2O) se supune regenerării prin calcinare la temperatura de 150…250°C pentru eliminarea apei de cristalizare.
MDA20110015A 2011-02-08 2011-02-08 Procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel MD4173C1 (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDA20110015A MD4173C1 (ro) 2011-02-08 2011-02-08 Procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDA20110015A MD4173C1 (ro) 2011-02-08 2011-02-08 Procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MD4173B1 MD4173B1 (ro) 2012-06-30
MD4173C1 true MD4173C1 (ro) 2013-01-31

Family

ID=46512855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MDA20110015A MD4173C1 (ro) 2011-02-08 2011-02-08 Procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel

Country Status (1)

Country Link
MD (1) MD4173C1 (ro)

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA002043B1 (ru) * 1997-11-24 2001-12-24 Энергеа Умвельттехнологи Гмбх Способ получения метилового сложного эфира жирной кислоты и установка для осуществления способа
DE10164274A1 (de) * 2001-12-27 2003-07-17 Energietechnik Leipzig Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Extraktion freier Fettsäuren und spezieller Inhaltsstoffe aus nativen Ölen und zur Umesterung nativer Öle
MD2382F1 (ro) * 2003-05-30 2004-02-29 Inst De Chimie Al Academiei De Procedeu de obtinere a amestecului de esteri metilici ai acizilor grasi din grasimi utilizat in calitate de biodiesel
US20040159537A1 (en) * 2002-10-15 2004-08-19 Yasuaki Maeda Method for producing fatty acid alcohol ester
MD3011G2 (ro) * 2005-02-22 2006-11-30 О.О.О. "Tehnores" Procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel
TWI281943B (en) * 2005-04-01 2007-06-01 Cherng-Yuan Lin A manufacturing technique for ultrasonic vibration of fuel-with biodiesel in particular
US20070199238A1 (en) * 2003-07-29 2007-08-30 Hooker Jeffrey D Method for the production of fatty acid alkyl ester
WO2007138285A1 (en) * 2006-05-25 2007-12-06 Vortex Oil Limited Manufacture of biodiesel
CN101108975A (zh) * 2007-07-27 2008-01-23 北京理工大学 耦合制备蓖麻油生物柴油的方法
CN101108801A (zh) * 2006-07-21 2008-01-23 仲恺农业技术学院 超声场中连续制备脂肪酸酯的方法
MD3347G2 (ro) * 2006-12-26 2008-01-31 Институт Сельскохозяйственной Техники "Mecagro" Procedeu de obţinere a esterilor metilici din ulei de rapiţă
JP2008266476A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Honda Electronic Co Ltd 軽油代替燃料の製造装置
CN101307246A (zh) * 2008-06-26 2008-11-19 济南大学 一种超声波和微波协同制备生物柴油的方法
CN101735846A (zh) * 2008-11-05 2010-06-16 周纪梅 一种利用低频超声波制备生物柴油的方法
UA54914U (ru) * 2010-06-09 2010-11-25 Александр Евгеньевич Колосов Способ получения биотоплива для дизеля

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA002043B1 (ru) * 1997-11-24 2001-12-24 Энергеа Умвельттехнологи Гмбх Способ получения метилового сложного эфира жирной кислоты и установка для осуществления способа
DE10164274A1 (de) * 2001-12-27 2003-07-17 Energietechnik Leipzig Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Extraktion freier Fettsäuren und spezieller Inhaltsstoffe aus nativen Ölen und zur Umesterung nativer Öle
US20040159537A1 (en) * 2002-10-15 2004-08-19 Yasuaki Maeda Method for producing fatty acid alcohol ester
MD2382F1 (ro) * 2003-05-30 2004-02-29 Inst De Chimie Al Academiei De Procedeu de obtinere a amestecului de esteri metilici ai acizilor grasi din grasimi utilizat in calitate de biodiesel
US20070199238A1 (en) * 2003-07-29 2007-08-30 Hooker Jeffrey D Method for the production of fatty acid alkyl ester
MD3011G2 (ro) * 2005-02-22 2006-11-30 О.О.О. "Tehnores" Procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel
TWI281943B (en) * 2005-04-01 2007-06-01 Cherng-Yuan Lin A manufacturing technique for ultrasonic vibration of fuel-with biodiesel in particular
WO2007138285A1 (en) * 2006-05-25 2007-12-06 Vortex Oil Limited Manufacture of biodiesel
CN101108801A (zh) * 2006-07-21 2008-01-23 仲恺农业技术学院 超声场中连续制备脂肪酸酯的方法
MD3347G2 (ro) * 2006-12-26 2008-01-31 Институт Сельскохозяйственной Техники "Mecagro" Procedeu de obţinere a esterilor metilici din ulei de rapiţă
JP2008266476A (ja) * 2007-04-20 2008-11-06 Honda Electronic Co Ltd 軽油代替燃料の製造装置
CN101108975A (zh) * 2007-07-27 2008-01-23 北京理工大学 耦合制备蓖麻油生物柴油的方法
CN101307246A (zh) * 2008-06-26 2008-11-19 济南大学 一种超声波和微波协同制备生物柴油的方法
CN101735846A (zh) * 2008-11-05 2010-06-16 周纪梅 一种利用低频超声波制备生物柴油的方法
UA54914U (ru) * 2010-06-09 2010-11-25 Александр Евгеньевич Колосов Способ получения биотоплива для дизеля

Also Published As

Publication number Publication date
MD4173B1 (ro) 2012-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Díaz et al. Low-quality vegetable oils as feedstock for biodiesel production using k-pumice as solid catalyst. Tolerance of water and free fatty acids contents
JP2004156022A (ja) 脂肪酸アルコールエステルの製造方法
EA019492B1 (ru) Способ расщепления биомассы, содержащей лигнин вместе с целлюлозой и/или гемицеллюлозой
EA004051B1 (ru) Способ получения жирнокислотных эфиров одновалентных алкиловых спиртов и его применение
AU2010296982A1 (en) A process for conversion of low cost and high FFA oils to biodiesel
TW201343892A (zh) 製備生質柴油之方法、其製備裝置及其產物
US20120279111A1 (en) Continuous process for producing biodiesel fuel
CN102199493A (zh) 固体碱催化作用下生物柴油的一种绿色制备方法
JP2006508148A (ja) アルキルエステルの生産方法
CN101245252B (zh) 利用废油生产生物柴油的方法
CN102199494A (zh) 固定化酶催化作用下无副产甘油的生物柴油制备方法
CN101289627B (zh) 一种降低生物柴油酸值的方法
JP2007153943A (ja) エステル交換反応によるエステルの製造方法
MD4173C1 (ro) Procedeu de obţinere a combustibilului biodiesel
EP2044184A4 (en) PREPARATION OF A REFINERY INGREDIENTS FROM SOAPS ARISING FROM A CHEMICAL INCLUSIVE METHOD
CN100515559C (zh) 用于生成生物柴油的催化剂和生产生物柴油的催化裂解法
WO2008001934A1 (en) Process for production of fatty acid alkyl ester, and production system for the process
JP2022045359A (ja) 組み換え宿主細胞により産生された脂肪族アルコール組成物の下流処理
CN102030614A (zh) 生物柴油副产物甘油的提纯及合成三醋酸甘油酯的方法
WO2014063581A1 (zh) 一种碱性复合离子液体及生物柴油制备方法
KR100790298B1 (ko) 고순도 지방산 알킬에스테르의 제조방법 및 이로부터 제조된 지방산 알킬에스테르
EP2106853B1 (en) Homogeneous alkali polymeric gel catalyst (hapjek) that can be used for the production of fatty acid methyl ester
CN100355860C (zh) 一种两步催化含酸油脂制备生物柴油的方法
Shevchenko et al. A MINI-REVIEW OF BIODIESEL PRODUCTION METHODS AND ITS PROPERTIES.
KR20100026079A (ko) 폐식용유를 이용한 고순도 바이오디젤 연료제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
FG4A Patent for invention issued
KA4A Patent for invention lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration)
MM4A Patent for invention definitely lapsed due to non-payment of fees