PL206668B1

PL206668B1 - Nowy komponent biopaliwa oraz sposób otrzymywania nowych komponentów biopaliwa

Info

Publication number: PL206668B1
Application number: PL378096A
Authority: PL
Inventors: Andrzej W. Lipkowski; Jacek A. Kijeński; Wiesława Walisiewicz-Niedbalska; Krzysztof Różycki; Irena Pawlak
Original assignee: Inst Chemii Przemys & Lstrok O
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2010-09-30
Also published as: WO2007058556A1; PL378096A1

Description

^{(21) Numer zgłoszenia: 378096} _{(51) Int.Cl.}

C10L 1/14 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 21.11.2005

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

Nowy komponent biopaliwa oraz sposób otrzymywania nowych komponentów biopaliwa

	(73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT CHEMII PRZEMYSŁOWEJ IM. PROF. IGNACEGO MOŚCICKIEGO, Warszawa, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:	(72) Twórca(y) wynalazku:
28.05.2007 BUP 11/07	ANDRZEJ W. LIPKOWSKI, Warszawa, PL JACEK A. KIJEŃSKI, Warszawa, PL WIESŁAWA WALISIEWICZ-NIEDBALSKA, Warszawa, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	KRZYSZTOF RÓŻYCKI, Warszawa, PL
30.09.2010 WUP 09/10	IRENA PAWLAK, Legionowo, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Witek Rafał WTS Rzecznicy Patentowi-Witek Czernicki Śnieżko Spółka Partnerska

PL 206 668 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest nowy rodzaj komponentu biopaliwa oraz sposób otrzymywania nowych komponentów biopaliwa, zwłaszcza do paliwa silników z zapłonem samoczynnym lub oleju opałowego.

Zgodnie z polskim opisem patentowym nr 197375 oraz zgłoszeniem P 359907 biopaliwo do silników z zapłonem samoczynnym, zawierające estry alkoholi jednowodorotlenowych C1-C6 z kwasami tłuszczowymi pochodzenia roślinnego i/lub zwierzęcego w ilości 0,1-99,9% wagowych, estry gliceryny z kwasami karboksylowymi C1-C7 w ilości 0,1-99,9% wagowych oraz ewentualnie inne estry gliceryny z kwasami karboksylowymi, wolne kwasy tłuszczowe i alkohole C1-C6 w łącznej ilości 0-10% wagowych, olej napędowy w ilości 0-70%, środki antyutleniające, depresujące, konserwujące w łącznej ilości 0-5%, otrzymuje się w wyniku reakcji tłuszczu roślinnego i/lub zwierzęcego z estrem kwasu karboksylowego C1-C7 i alkoholu C1-C6, wziętych w stosunku molowym odpowiednio od 1:3 do 1:9, wobec katalizatora o charakterze kwaśnym, prowadzonej w temperaturze od 40°C do 200°C i następnie oddzieleniu nieprzereagowanego zastosowanego estru kwasu karboksylowego C1-C7 i alkoholu C1-C6.

Nieoczekiwanie okazało się, że zawartość nieprzereagowanego zastosowanego estru kwasu karboksylowego C1-C7 i alkoholu C1-C6 nie wpływa w istotny sposób na właściwości paliwowe ostatecznego produktu. Jednocześnie okazało się, że współwystępowanie w produkcie końcowym niskocząsteczkowego estru alkilowego kwasu karboksylowego C1-C7 i alkoholu C1-C6 zwiększa rozpuszczalność estrów alkilowych nasyconych kwasów tłuszczowych, zapobiegając ich wypadaniu z otrzymywanego biopaliwa. Okazało się również, że otrzymane nowe komponenty biopaliwa mogą być stosowane jako biopaliwo do silników wysokoprężnych lub mogą być stosowane jako dodatki do petrochemicznego oleju napędowego lub opałowego.

Nowy komponent biopaliwa oraz sposób otrzymywania nowego komponentu biopaliwa według wynalazku, zawierającego estry alkoholi jednowodorotlenowych C1-C6 z kwasami tłuszczowymi pochodzenia roślinnego i/ lub zwierzęcego w ilości 0,1-99,9% wagowych, estry gliceryny z kwasami karboksylowymi C1-C7 w ilości 0,1-99,9% wagowych, niskocząsteczkowe estry alkilowe kwasu karboksylowego C1-C7 i alkoholu C1-C6, w ilości 1-50% wagowych oraz ewentualnie inne estry gliceryny z kwasami karboksylowymi, wolne kwasy tłuszczowe, alkohole C1-C6 w łącznej ilości 0-10% wagowych, środki antyutleniające, depresujące, konserwujące w łącznej ilości 0-5% wagowych, otrzymuje się przez reakcję tłuszczu roślinnego i/lub zwierzęcego z estrem kwasu karboksylowego C1-C7 i alkoholu C1-C6, wziętych w stosunku molowym odpowiednio od 1:3 do 1:9, wobec katalizatora o charakterze kwaśnym, prowadzonej w temperaturze wrzenia mieszaniny reakcyjnej, a następnie oddzieleniu katalizatora kwaśnego i odparowaniu nadmiaru estru kwasu karboksylowego C1-C7 i alkoholu C1-C6 do zawartości 1-50% wagowych w mieszaninie reakcyjnej. Korzystnie stosuje się katalizator kwaśny według zgłoszenia patentowego P.359907.

Korzystnie jako substrat tłuszczowy stosuje się tłuszcz pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, w szczególności substrat tłuszczowy wybiera się ze zbioru zawierającego olej sojowy, olej rzepakowy, olej palmowy, olej słonecznikowy, łój zwierzęcy, masło, przeterminowane masło, tłuszcze posmażalnicze oraz kombinacje wymienionych tłuszczy. Stwierdzono, że współwystępowanie niskocząsteczkowych estrów alkilowych pozwala na zastosowanie do wytwarzania biopaliwa tłuszczy zawierających kwasy nasycone. Ponadto, niezależnie od efektu możliwości zastosowania nowych składników w jako składniki komponentu biopaliwa, otrzymywanie nowych komponentów biopaliwa sposobem według wynalazku wpływa na znaczące obniżenie kosztów jego wytwarzania przez wyeliminownie lub zredukowanie ilości odparowywanego z reakcji niskocząsteczkowych estrów alkilowych.

Dla lepszego zilustrowania istoty wynalazku opis został uzupełniony poniższymi przykładami.

P r z y k ł a d I.

Do 10 części wagowych osuszonego oleju rzepakowego w temperaturze 30°C dodano 10 części wagowych octanu metylu oraz 1 część wagową kwasu siarkowego. Reakcję prowadzono w temperaturze wrzenia mieszaniny reakcyjnej przez 2 godziny, a następnie oddestylowano 4 części wagowe octanu metylu, który zawrócono do powtórnej reakcji Mieszaninę reakcyjną oziębiono do temperatury pokojowej i mieszając dodano 1 część wagową wody. Wydzielony uwodniony kwas siarkowy odwirowano, a pozostałość przemyto dwukrotnie 1 częściami wagowymi wody. Uzyskany produkt wysuszono przez sączenie na sitach molekularnych. Otrzymany produkt stanowiący komponent biopaliwa zawierający estry metylowe kwasów tłuszczowych, triacetynę oraz octan metylu ma postać ciekłej klarownej

PL 206 668 B1 jednorodnej mieszaniny o zawartości wolnych kwasów tłuszczowych poniżej 0.2% oraz zawartości fosforu poniżej 0.5 ppm.

P r z y k ł a d II.

Do 10 części wagowych oleju palmowego dodano 7 części wagowych octanu metylu i po wymieszaniu w temperaturze 30°C dodano 1 część wagową kwasu toluenosulfonowego. Reakcję prowadzono w temperaturze wrzenia mieszaniny przez 4 godziny. Mieszaninę reakcyjną oziębiono do temperatury pokojowej i mieszając dodano 1 część wagową wody. Wydzielony uwodniony toluenosulfonowy odwirowano, odparowano do sucha i zastosowano powtórnie do reakcji. Wydzieloną fazę organiczną przemyto dwukrotnie 1 częściami wagowymi wody. Uzyskany produkt wysuszono przez sączenie na sitach molekularnych. Otrzymany produkt stanowiący komponent biopaliwa zawierający estry metylowe kwasów tłuszczowych, triacetynę oraz octan metylu ma postać ciekłej klarownej jednorodnej mieszaniny o zawartości wolnych kwasów tłuszczowych poniżej 0.2% oraz zawartości fosforu poniżej 0.5 ppm.

P r z y k ł a d III.

Do 12 części wagowych przeterminowanego masła spożywczego dodano dodano 8 części wagowych octanu etylu, ogrzano do temperatury 40°C i wysuszono sącząc przez sita molekularne. Do wysuszonej fazy organicznej dodano 7 części wagowych kwasu toluenosulfonowego i powstałą mieszaninę ogrzewano do wrzenia, a następnie prowadzono reakcję w punkcie wrzenia przez 4 godziny. Mieszaninę reakcyjną oziębiono do temperatury pokojowej i mieszając dodano 1 część wagową wody. Wydzielony uwodniony toluenosulfonowy odwirowano, odparowano do sucha i zastosowano powtórnie do reakcji. Wydzieloną fazę organiczną przemyto dwukrotnie 1 częściami wagowymi wody. Uzyskany produkt wysuszono przez sączenie na sitach molekularnych. Otrzymany produkt stanowiący komponent biopaliwa zawierający estry etylowe kwasów tłuszczowych, triacetynę oraz octan etylu ma postać ciekłej klarownej jednorodnej mieszaniny o zawartości wolnych kwasów tłuszczowych poniżej 0.2% oraz zawartości fosforu poniżej 0.5 ppm.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Komponent biopaliwa, znamienny tym, że zawiera ester alkoholu jednowodorotlenowego C1-C6 z kwasem tłuszczowym pochodzenia roślinnego i/ lub zwierzęcego w ilości 0,1-99,0% wagowych, ester gliceryny z kwasem karboksylowym C1-C7 w ilości 0,1-50%) wagowych, ester kwas karboksylowego C1-C7 i alkoholu C1-C6 w ilości 1-50%) wagowych oraz ewentualnie co najmniej jeden spośród następujących związków inny ester gliceryny z kwasem karboksylowym, wolny kwas tłuszczowy, alkohol C1-C6, w łącznej ilości 0-10% wagowych.
2. Komponent biopaliwa według zastrz. 1, znamienny tym, że jest produktem reakcji transestryfikacji pomiędzy tłuszczem oraz nadmiarem molowym niskocząsteczkowego estru alkilowego z zastosowaniem katalizatora kwaśnego, przy czym korzystnie substrat tłuszczowy wybiera się ze zbioru zawierającego olej sojowy, olej rzepakowy, olej palmowy, olej słonecznikowy, łój zwierzęcy, masło, przeterminowane masło, tłuszcze posmażalnicze oraz kombinacje wymienionych tłuszczy.
3. Komponent biopaliwa według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera niskocząsteczkowy ester akilowy, stanowiący pozostałość z nadmiarowej ilości stosowanej w reakcji przeestryfikowania.
4. Komponent biopaliwa według zastrz. 3, znamienny tym, że niskocząsteczkowy ester aklilowy jest estrem kwasu karboksylowego C1-C7 i alkoholu C1-C6.
5. Zastosowanie komponentu według jednego z zastrz. od 1 do 4 do wytwarzania biopaliwa do silników z zapłonem samoczynnym albo oleju opałowego.
6. Zastosowanie według zastrz. 5, znamienne tym, że otrzymywane biopaliwo jest przeznaczone do silników wysokoprężnych.
7. Zastosowanie według zastrz. 5, znamienne tym, że komponent biopaliwa stosuje się jako dodatek do petrochemicznego oleju napędowego lub opałowego w ilości 1-30% objętości.
8. Sposób otrzymywania komponentu biopaliwa, znamienny tym, prowadzi się reakcję transestryfikacji pomiędzy tłuszczem pochodzenia roślinnego i/ lub zwierzęcego oraz nadmiarem molowym niskocząsteczkowego estru alkilowego w obecności katalizatora kwaśnego.
9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że reakcję prowadzi do uzyskania mieszaniny zawierającej ester alkoholu jednowodorotlenowego C1-C6 z kwasem tłuszczowym pochodzenia roślinnego i/ lub zwierzęcego w ilości 0,1-99,0% wagowych, ester gliceryny z kwasem karboksylowym C1-C7

PL 206 668 B1 w ilości 0,1-50% wagowych, ester kwas karboksylowego C1-C7 i alkoholu C1-C6, w ilości 1-50% wagowych, oraz ewentualnie co najmniej jeden spośród następujących związków inny ester gliceryny z kwasem karboksylowym, wolny kwas tłuszczowy, alkohol C1-C6, w łącznej ilości 0-10% wagowych.
10. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że w mieszaninie reakcyjnej pozostawia się niskocząsteczkowy ester aklilowy stanowiący pozostałość z nadmiarowej ilości stosowanej w reakcji przeestryfikowania.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że otrzymany produkt dodaje się do petrochemicznego oleju napędowego lub opałowego w ilości 1-30% objętości.
12. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że substrat tłuszczowy wybiera się ze zbioru zawierającego olej sojowy, olej rzepakowy, olej palmowy, olej słonecznikowy, łój zwierzęcy, masło, przeterminowane masło, tłuszcze posmażalnicze oraz kombinacje wymienionych tłuszczy.

Departament Wydawnictw UP RP