RU2379332C1 - Improved method of producing methyl ether of fatty acid (biodiesel) via reesterification of oil triglycerides - Google Patents

Improved method of producing methyl ether of fatty acid (biodiesel) via reesterification of oil triglycerides Download PDF

Info

Publication number
RU2379332C1
RU2379332C1 RU2008115448/04A RU2008115448A RU2379332C1 RU 2379332 C1 RU2379332 C1 RU 2379332C1 RU 2008115448/04 A RU2008115448/04 A RU 2008115448/04A RU 2008115448 A RU2008115448 A RU 2008115448A RU 2379332 C1 RU2379332 C1 RU 2379332C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
glycerol
biodiesel
layer
fatty acid
Prior art date
Application number
RU2008115448/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008115448A (en
Inventor
Пуспито Кумар ГХОШ (IN)
Пуспито Кумар ГХОШ
Бхупендра Дханвантраи ШЕТХИЯ (IN)
Бхупендра Дханвантраи ШЕТХИЯ
Дахиабхай Ревабхай ПАРМАР (IN)
Дахиабхай Ревабхай ПАРМАР
Джаянт Батукрай ПАНДИА (IN)
Джаянт Батукрай ПАНДИА
Махеш Рамникбай ГАНДХИ (IN)
Махеш Рамникбай ГАНДХИ
Мина Раджникант РАТХОД (IN)
Мина Раджникант РАТХОД
Мехул Гханшиамбхай ПАТЕЛ (IN)
Мехул Гханшиамбхай ПАТЕЛ
Нилеш Кумар Канджибхай ВАГХЕЛА (IN)
Нилеш Кумар Канджибхай ВАГХЕЛА
Пракаш Джагидживанбхай ДОДИА (IN)
Пракаш Джагидживанбхай ДОДИА
Раджендра Амрутлал ПАРМАР (IN)
Раджендра Амрутлал ПАРМАР
Санат Натварлал ПАТЕЛ (IN)
Санат Натварлал ПАТЕЛ
Суббараяппа АДИМУРТХИ (IN)
Суббараяппа АДИМУРТХИ
Original Assignee
Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч
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 Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч filed Critical Каунсил Оф Сайентифик Энд Индастриал Рисерч
Priority to RU2008115448/04A priority Critical patent/RU2379332C1/en
Publication of RU2008115448A publication Critical patent/RU2008115448A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2379332C1 publication Critical patent/RU2379332C1/en

Links

Classifications

    • Y02E50/13

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of producing methyl ether of fatty acid (biodiesel) from oil, containing triglycerides and obtained from plants involves: (i) squeezing out oil from seeds and separation of the residue for use as manure, (ii) neutralisation with an alkali of the excess free fatty acid contained in the oil, and separation of the soap residue, (iii) addition of an antioxidant and blowing the oil with dry air to reduce water content, (iv) treatment of the oil with the respective amount of methanol solution of KOH, dried over anhydrous sodium sulphate, (v) separation of the glycerin layer formed during the reaction, (vi) treating the methyl ether of fatty acid with glycerin in two steps to further reduce content of methanol, catalyst and other impurities in the layer of methyl ether of fatty acid, (vii) separation of glycerin, (viii) washing the layer of methyl ether of fatty acid with water in two steps to minimise content of impurities, (ix) separation of washing water, (x) addition of an additional amount of antioxidant to the methyl ether of fatty acid and with blowing dry air to minimise water content, (xi) combination of the glycerin layers and treatment with SOx or flue gas to convert spent KOH catalyst to K2SO4 or K2CO3 respectively, (xii) setting the pH to approximately 7 and distillation of methanol from the glycerin layer, (xiii) hot centrifuging the remaining mass to separate potassium salts from glycerin, (xiv) washing the salt to remove impurities, (xv) separation of the required amount of crude glycerin for washing the layer of methyl ether of fatty acid in the next portion as well as for other uses where crude glycerin is used, and (xvi) distillation of the remaining crude glycerin with low content of water to obtain pure glycerin.
EFFECT: obtaining biodiesel which meets international standards with high output.
21 cl, 18 ex

Description

Настоящее изобретение относится к усовершенствованному способу получения биодизеля (биодизельного топлива) путем переэтерификации триглицеридов масел, полученных из растений. Более конкретно, изобретение относится к получению метилового эфира жирной кислоты из масла, приготовленного из целых семян Jatropha curcas - растения, которое можно культивировать на пустующих землях в Индии и других странах.The present invention relates to an improved method for producing biodiesel (biodiesel) by transesterification of triglycerides of oils derived from plants. More specifically, the invention relates to the production of fatty acid methyl ester from oil made from whole seeds of Jatropha curcas , a plant that can be cultivated on vacant lands in India and other countries.

Потребности в ископаемом топливе и его отрицательное воздействие на окружающую среду пробудили интерес к возобновляемым источникам энергии, например солнечной энергии, энергии ветра, энергии приливов, силе тягловых животных и энергии, которую можно получать из растительных источников.The need for fossil fuels and its negative environmental impact has sparked interest in renewable energy sources, such as solar, wind, tidal, draft animal power and the energy that can be obtained from plant sources.

Можно сослаться на обзорную статью, озаглавленную «Получение биодизеля переэтерификацией масел» (Journal of Bioscience and Bioengineering, vol. 92, No. 5, (2001), 405-416), в которой обсуждаются недостатки использования растительных масел непосредственно вместо ископаемого топлива и исследованы три подхода к преодолению этих недостатков, а именно пиролиз, микроэмульгирование и переэтерификация. В статье показано, что переэтерификация является предпочтительным способом и ее можно осуществлять тремя путями, а именно с помощью кислотного катализа, основного катализа и ферментативного катализа. Хотя каждый путь имеет свои достоинства, в настоящее время основный катализ наиболее пригоден для промышленности ввиду значительно более высокой скорости реакции и дешевизны катализатора. Известными недостатками непрерывного способа щелочного катализа являются высокая температура (60-70°С), проблемы, вызванные присутствием в сырье свободных жирных кислот, трудности, связанные с выделением глицерина и метанола, и необходимость повторной промывки метилового эфира водой для его эффективной очистки. Дезактивация катализатора и способ разложения отходящего потока не обсуждаются.You can refer to the review article entitled “Biodiesel Production by Transesterification of Oils” ( Journal of Bioscience and Bioengineering, vol. 92, No. 5, (2001), 405-416 ), which discusses the disadvantages of using vegetable oils directly instead of fossil fuels and explores three approaches to overcome these shortcomings, namely pyrolysis, microemulsification and transesterification. The article shows that transesterification is the preferred method and can be carried out in three ways, namely using acid catalysis, basic catalysis and enzymatic catalysis. Although each pathway has its merits, basic catalysis is currently the most suitable for industry due to the significantly higher reaction rate and low cost of the catalyst. Known disadvantages of the continuous alkaline catalysis process are the high temperature (60-70 ° C), the problems caused by the presence of free fatty acids in the feed, the difficulties associated with the release of glycerol and methanol, and the need to repeatedly wash the methyl ester with water to effectively clean it. Catalyst deactivation and decomposition of the effluent are not discussed.

Можно сослаться на такую же обзорную статью, в которой утверждается, что в докладе, озаглавленном «Обзор работы биодизеля и нефтяного дизельного топлив», Sheehan et al. (Доклад Национальной лаборатории возобновляемой энергии (NREL) и Министерства энергетики США (DOE), задание № BF886002, май (1998)), было показано, что выгода от использования биодизеля пропорциональна его концентрации в смеси с нефтяным дизельным топливом. Суммарная эмиссия СО2 при использовании 100%-ного биодизеля на 78,45% ниже, чем в случае нефтяного дизельного топлива, а в смеси, содержащей 20% биодизеля, суммарная эмиссия СО2 уменьшается на 15,66%.Reference may be made to the same review article, which states that in a report entitled “Review of the Operation of Biodiesel and Petroleum Diesel”, Sheehan et al. (Report of the National Renewable Energy Laboratory (NREL) and US Department of Energy (DOE), Assignment No. BF886002, May (1998)), it was shown that the benefits of using biodiesel are proportional to its concentration in a mixture with petroleum diesel fuel. The total CO 2 emission when using 100% biodiesel is 78.45% lower than in the case of petroleum diesel fuel, and in a mixture containing 20% biodiesel, the total CO 2 emission is reduced by 15.66%.

Можно также назвать статью, озаглавленную «Биодизель: возобновляемое энергетическое топливо», N. S. K. Prasad (Chemical Weekly, August 17, 2004, p.183-188), в которой на стр.186 сказано: «Биодизель широко используют в Европе. В Германии насчитывается более 1500 заправочных станций, продающих биодизель на бензозаправке. Франция является крупнейшим мировым производителем. Все французское дизельное топливо содержит 2-5% биодизеля, который скоро будет продаваться по всей Европе. В 1990-х годах Франция запустила местное производство биодизеля (известного там как диэфир) путем переэтерификации рапсового масла. Его смешивают в соотношении 5% с обычным дизельным топливом и в соотношении 30% с дизельным топливом, используемым парком автомобилей (общественный транспорт). Renault, Peugeot и другие производители сертифицировали двигатели грузовых автомобилей для частичного использования биодизеля. Проводятся эксперименты с дизельным топливом, содержащим 50% биодизеля». You can also name the article entitled “Biodiesel: Renewable Energy Fuels,” NSK Prasad (Chemical Weekly, August 17, 2004, p.183-188), which says on page 188: “ Biodiesel is widely used in Europe. In Germany, there are more than 1,500 gas stations selling biodiesel at gas stations. France is the world's largest producer. All French diesel fuel contains 2-5% biodiesel, which will soon be sold throughout Europe. In the 1990s, France launched local production of biodiesel (known as diester there) by transesterifying rapeseed oil. It is mixed in a ratio of 5% with conventional diesel fuel and in a ratio of 30% with diesel fuel used by a fleet of vehicles (public transport). Renault, Peugeot and other manufacturers have certified truck engines for partial use of biodiesel. Experiments are being conducted with diesel fuel containing 50% biodiesel. ”

Можно сослаться на поисковую систему Google: http://www.google.co.in/search?hl=en&q=Biodiesel+preparation&btnG=Google+Search&meta, которая дает 13200 ссылок на получение биодизеля.You can refer to the Google search engine: http://www.google.co.in/search?hl=en&q=Biodiesel+preparation&btnG=Google+Search&meta, which gives 13,200 links to get biodiesel.

Можно указать на статью, озаглавленную «Интегрированное производство биодизельного топлива: сравнение разных систем гомогенных катализаторов», Vicente et al. (Bioresource Technology 92 (2004) 297-305), в которой описан способ переэтерификации растительных масел в присутствии различных основных катализаторов. Авторы сообщают, что максимальный выход биодизеля, полученного ими путем щелочного метанолиза в лабораторных опытах с маслом, содержащим <0,5% свободных жирных кислот (FFA), составил примерно 85,32% и 90,54% в присутствии катализаторов NaOH и KOH соответственно. Помимо того, что выход был меньше ожидаемого, другими недостатками способа являются необходимость проводить переэтерификацию в условиях, отличающихся от обычных, и отсутствие решения проблемы удаления катализатора и обработки отходящего потока.You can point to the article entitled “ Integrated Biodiesel Production: A Comparison of Different Systems of Homogeneous Catalysts ”, Vicente et al. ( Bioresource Technology 92 (2004) 297-305 ), which describes a method for transesterification of vegetable oils in the presence of various basic catalysts. The authors report that the maximum yield of biodiesel obtained by alkaline methanolysis in laboratory experiments with oil containing <0.5% free fatty acids (FFA) was approximately 85.32% and 90.54% in the presence of NaOH and KOH catalysts, respectively . Besides the fact that the yield was less than expected, other disadvantages of the method are the need for transesterification under conditions different from the usual ones, and the lack of a solution to the problem of catalyst removal and treatment of the effluent.

Можно сослаться на Bamhorst et al., патент США № 6489496, в котором был описан способ переэтерификации триглицеридов с непрерывным удалением образующегося в реакции глицерина в центрифуге для повышения скорости реакции. Главным недостатком способа является то, что переэтерификацию проводят при 70°C. В способе не рассмотрены отделение катализатора от глицерина, удаление метанола из получаемого сложного эфира и повторное использование этанола, следовательно, процесс не является экономичным для промышленной реализации.You can refer to Bamhorst et al., US patent No. 6489496, which described a method for transesterification of triglycerides with the continuous removal of the glycerol formed in the reaction in a centrifuge to increase the reaction rate. The main disadvantage of this method is that the transesterification is carried out at 70 ° C. The method does not consider the separation of the catalyst from glycerol, the removal of methanol from the resulting ester and the reuse of ethanol, therefore, the process is not economical for industrial implementation.

Можно привести патент США № 6712867, Boocock et al., по способу получения метиловых эфиров жирных кислот из триглицеридов, в котором описан способ переэтерификации триглицеридов в метаноле и/или этаноле в присутствии щелочного катализатора и дополнительного растворителя типа простого эфира. Основными недостатками способа являются использование дополнительного растворителя, повышенная температура по сравнению с обычной и отсутствие попыток решить проблему выделения отработанного катализатора.US Pat. No. 6,712,867 to Boocock et al., For a method for producing fatty acid methyl esters from triglycerides, which describes a method for transesterification of triglycerides in methanol and / or ethanol in the presence of an alkaline catalyst and an additional solvent such as ether, can be cited. The main disadvantages of the method are the use of an additional solvent, an elevated temperature compared to the usual one and the absence of attempts to solve the problem of separation of spent catalyst.

Можно сослаться на интернет-сайт http://www.svlele.com/biodiesel_in_india, где приведен подробный проект установки по производству биодизеля мощностью 10 тыс. л в сутки. Предложенный проект основан на известном предшествующем уровне техники, который, как показано выше, имеет важные ограничения.You can refer to the website http://www.svlele.com/biodiesel_in_india, where a detailed design of a plant for the production of biodiesel with a capacity of 10 thousand liters per day is given. The proposed project is based on the prior art, which, as shown above, has important limitations.

Можно сослаться на патентную заявку США № 20030229238, 11 декабря 2003 г., Fleisher, Christian A., по непрерывному способу переэтерификации, который включает проточный реактор идеального вытеснения со временем контакта за один проход до примерно 10 с и конверсией по меньшей мере 70%. Основным недостатком способа является проведение переэтерификации при высокой температуре и давлении.Reference is made to U.S. Patent Application No. 20030229238, December 11, 2003, Fleisher, Christian A., for a continuous transesterification process that includes a perfect displacement flow reactor with a one-pass contact time of up to about 10 s and a conversion of at least 70%. The main disadvantage of this method is the transesterification at high temperature and pressure.

В статье W. Zhou et al, озаглавленной «Получение этиловых эфиров однофазным основно-катализируемым этанолизом растительных масел» (JАOCS vol. 80, 367-371, 2003), где основно-катализируемую переэтерификацию растительных масел проводили в присутствии дополнительных растворителей - тетрагидрофурана (TГФ) и этанола - при повышенной температуре. Недостатком этой работы является то, что переэтерификацию проводят при повышенных температурах и в системе используют дополнительный растворитель, что усложняет и удорожает способ. Кроме того, в работе не рассматривается выделение катализатора в любой форме и используемого в реакции избыточного этанола.In an article by W. Zhou et al entitled “Preparation of Ethyl Esters by Single Phase Basic Catalyzed Ethanolysis of Vegetable Oils” ( JAOCS vol. 80, 367-371, 2003), where the main catalyzed transesterification of vegetable oils was carried out in the presence of additional solvents, tetrahydrofuran (THF ) and ethanol - at elevated temperature. The disadvantage of this work is that the transesterification is carried out at elevated temperatures and an additional solvent is used in the system, which complicates and increases the cost of the process. In addition, the work does not consider the allocation of the catalyst in any form and excess ethanol used in the reaction.

Известны несколько литературных обзоров по использованию липаз в качестве катализаторов промышленного производства биодизеля; например, Bradin (патент США № 6398707) использовал для переэтерификации или этерификации предварительно обработанную иммобилизованную липазу. Кроме того, предварительно обработанную иммобилизованную липазу готовят вымачиванием иммобилизованной липазы в спирте, содержащем не менее трех атомов углерода, и для предварительной обработки липазы требуется до 48 часов. Такие способы являются слишком медленными для промышленного применения. В другой статье, опубликованной Watanabe et al. [«Непрерывное получение биодизеля из растительного масла с использованием иммобилизованной Candida antarctica Lipase", JAOCS, vol.77, pp.355-360, 2000], указаны три основные трудности в использовании липазы для получения биодизеля. Первая трудность состоит в том, что липаза значительно дороже щелочи. Во-вторых, способ с липазой требует до 48 часов для завершения реакции, что значительно дольше, чем при основном катализе. Третья трудность заключается в том, что активность липазы сравнительно низка и требуется ее предварительная обработка спиртом, содержащим не менее трех атомов углерода. Другая проблема ферментативного катализа, которая не рассмотрена в указанной статье, состоит в том, что переэтерификация метанолом, который является предпочтительным спиртом для получения биодизеля, протекает чрезвычайно медленно и в большинстве случаев только с низкой конверсией, если вообще идет.Several literature reviews on the use of lipases as catalysts for industrial production of biodiesel are known; for example, Bradin (US Pat. No. 6,398,707) used a pre-treated immobilized lipase for transesterification or esterification. In addition, a pre-treated immobilized lipase is prepared by soaking the immobilized lipase in an alcohol containing at least three carbon atoms, and up to 48 hours are required for pre-treatment of the lipase. Such methods are too slow for industrial use. In another article published by Watanabe et al. [ "Continuous production of biodiesel from vegetable oil using immobilized Candida antarctica Lipase", JAOCS, vol. 77, pp.355-360, 2000], there are three main difficulties in using lipase to produce biodiesel. The first difficulty is that lipase much more expensive than alkali. Secondly, the lipase method requires up to 48 hours to complete the reaction, which is much longer than with the main catalysis. The third difficulty is that the lipase activity is relatively low and requires preliminary treatment with alcohol containing not less than e three carbon atoms. Another problem enzymatic catalysis, which are not discussed in this article consists in that the transesterification with methanol, which is a preferred alcohol for obtaining biodiesel proceeds extremely slowly and in most cases only a low conversion, if any, are.

Хотя описаны другие пути решения проблем, связанных с катализируемым щелочью получением биодизеля, путем применения альтернативных катализаторов, таких как ферменты, кислоты и гетерогенные катализаторы, было бы значительно лучше усовершенствовать сам основно-катализируемый способ путем преодоления указанных недостатков. Одним из таких усовершенствований является двухстадийная переэтерификация, но суммарный выход реакции при этом снижается, и было бы желательно получать биодизель высокого качества, отвечающий техническим требованиям EN14214, в одну стадию. Также отсутствуют сообщения по любым подходящим способам решения проблемы обработки сырых метиловых эфиров жирных кислот, получаемых путем переэтерификации триглицеридов метанолом, и проблемы потерь продукта/реагента с отходящим водным потоком. Кроме того, поскольку биодизельное топливо улучшает экологичекую обстановку, было бы весьма желательно получать такой биодизель из сырья при обычных условиях. Другое ограничение предшествующего уровня техники состоит в том, что попытки максимально повысить выход биодизеля иногда приводят к усложнению способа, и было бы полезно иметь более простой способ, в котором наряду с биодизелем получались бы другие полезные продукты, а суммарный способ получения оставался по возможности простым.Although other ways to solve the problems associated with alkali-catalyzed production of biodiesel have been described, by using alternative catalysts such as enzymes, acids and heterogeneous catalysts, it would be much better to improve the basic-catalyzed process itself by overcoming these drawbacks. One of these improvements is a two-stage transesterification, but the overall reaction yield is reduced, and it would be desirable to obtain high-quality biodiesel that meets the technical requirements of EN14214 in one stage. There are also no reports on any suitable methods for solving the problem of processing crude methyl esters of fatty acids obtained by transesterification of triglycerides with methanol, and the problem of product / reagent losses with the waste water stream. In addition, since biodiesel improves the environment, it would be highly desirable to obtain such biodiesel from raw materials under normal conditions. Another limitation of the prior art is that attempts to maximize the output of biodiesel sometimes lead to a complication of the method, and it would be useful to have a simpler method in which other useful products would be obtained along with biodiesel, and the overall production method would remain as simple as possible.

Можно сослаться на поисковую систему Google: http://www.google.co.in/search?hl=en&q=Biodiesel+Рreparation+from+Jatropha+oil&btnG=Google+Search&meta, где приведена 141 ссылка на получение биодизеля из масла Jatropha curcas. Масло, полученное из нетрадиционного растения Jatropha curcas, является непищевым.You can refer to the Google search engine: http://www.google.co .in / search? Hl = en & q = Biodiesel + Production + from + Jatropha + oil & btnG = Google + Search & meta , which contains 141 links to get biodiesel from Jatropha curcas oil . Oil obtained from the unconventional plant Jatropha curcas is non-edible.

Можно привести ссылку на книгу под названием Биотоплива и промышленные продукты из Jatropha curcas, под редакцией G. M. Gublitz, M. Mittelbach, M. Trabi, Eds. (1997), в которой G. D. Sharma et al. сообщили, что растение J. curcas можно выращивать в различных засушливых или полузасушливых климатических условиях; оно устойчиво к переменам погоды, легко размножается семенами или черенками и не поедается козами и крупным рогатым скотом. Можно привести также статью B. Schmook and L. Serralta-Peraza в той же книге, в которой авторы утверждают, что «принимая во внимание климатические и почвенные условия Yucatan Peninsula, которые не очень благоприятны для современного сельского хозяйства, J. curcas можно считать оптимальным вариантом». Очевидно, что это растение пригодно для культивирования на пустошах, и в будущем с пустующих земель можно будет получать большие количества биодизельного топлива, если биодизель нужного качества можно будет получать простым и экономически эффективным способом.You can link to a book called Biofuels and Industrial Products from Jatropha curcas , edited by GM Gublitz, M. Mittelbach, M. Trabi, Eds. (1997), in which GD Sharma et al. reported that the plant J. curcas can be grown in various arid or semi-arid climates; it is resistant to weather changes, easily propagated by seeds or cuttings and is not eaten by goats and cattle. We can also cite an article by B. Schmook and L. Serralta-Peraza in the same book, in which the authors argue that “ taking into account the climatic and soil conditions of Yucatan Peninsula, which are not very favorable for modern agriculture, J. curcas can be considered optimal option . " Obviously, this plant is suitable for cultivation in the wasteland, and in the future, large quantities of biodiesel will be available from empty land if biodiesel of the desired quality can be obtained in a simple and cost-effective way.

Можно сослаться на статьи в указанной выше книге E. Zamora et al. and M. N. Eisa по переэтерификации масла J. curcas. Эти статьи не раскрывают многие подробности рассматриваемого способа.Reference may be made to the articles in the above book by E. Zamora et al. and MN Eisa for the transesterification of J. curcas oil. These articles do not reveal many of the details of this method.

Можно также сослаться на ту же книгу, в которой в разных главах рассмотрено использование жмыха масла Jatropha, мыла и глицерина.You can also refer to the same book, which in different chapters discusses the use of oilcake Jatropha , soap and glycerin.

Можно привести web-сайт Petroleum Conservation Research Association (http://www.pcra.org/petroleuml6.html), где утверждается, что триглицериды, включая масло Jatropha, «легко подвергаются переэтерифицикации в присутствии щелочного катализатора (щелок) при атмосферном давлении и температуре примерно 60-70°C в избытке метанола. В конце реакции смеси дают отстояться. Избыток метанола удаляют дистилляцией, отправляют в ректификационную колонну для очистки и повторно используют. Нижний слой глицерина удаляют, а верхний слой метилового эфира промывают водой для удаления захваченного глицерина. Метиловые эфиры жирных кислот называют биодизелем». Помимо того, что переэтерификацию проводят при повышенной температуре, не упоминается слой, из которого выделяют метанол, или что делают с щелочью. Не рассматриваются также сложности, которые возникают, как ожидается, при добавлении воды к слою сырого биодизельного топлива при промывке водой.The website of the Petroleum Conservation Research Association (http://www.pcra.org/petroleuml6.html), which states that triglycerides, including Jatropha oil, “ can easily be transesterified in the presence of an alkaline catalyst (liquor) at atmospheric pressure and a temperature of about 60-70 ° C in excess methanol. At the end of the reaction, the mixture was allowed to settle. Excess methanol is removed by distillation, sent to a distillation column for purification and reused. The lower layer of glycerol is removed, and the upper layer of methyl ether is washed with water to remove the captured glycerol. Fatty acid methyl esters are called biodiesel. ” Besides the fact that the transesterification is carried out at elevated temperature, the layer from which methanol is isolated, or what is done with alkali, is not mentioned. The difficulties that are expected to arise when adding water to a layer of crude biodiesel during water washing are also not considered .

Следует упомянуть протокол Minutes of Meeting of Adhoc Panel of experts of PCD 3, учрежденный Бюро Стандартов Индии для окончательного утверждения технических условий на биодизельное топливо от 17 июня 2004 г., в котором утверждается: «Известны два важных межконтинентальных стандарта для биодизеля, а именно EN 14214 и ASTM D 6751. Объем EN 14214 включает требования к биодизелю при его 100% использовании и также при смешении с дизельным топливом, в то время как ASTMD 6751 включает требования только к смесям, содержащим биодизель». В статье также говорится: «Учитывая тот факт, что в Индии собираются производить биодизель из непищевых растительных масел, авторы выражают опасение, что будет чрезвычайно трудно добиться соответствия техническим условиям EN».Mention should be made of the Minutes of Meeting of Adhoc Panel of experts of PCD 3 protocol established by the Indian Bureau of Standards for the final approval of biodiesel specifications of June 17, 2004, which states: “Two important intercontinental standards for biodiesel are known, namely EN 14214 and ASTM D 6751. The scope of EN 14214 includes requirements for biodiesel when it is 100% used and also when mixed with diesel fuel, while ASTMD 6751 includes requirements only for mixtures containing biodiesel . " The article also says: “ Given the fact that India intends to produce biodiesel from non-edible vegetable oils, the authors express concern that it will be extremely difficult to achieve compliance with EN technical specifications .”

Можно сослаться на статью M. N. Eisa, озаглавленную «Получение этиловых эфиров в качестве заменителей дизельного топлива в развивающихся странах» (pp.110-112), в Тезисах Конференции Biofuels and Industrial Products from Jatropha curcas, 23-27 Feb. 1997, проходившей в г.Манагуа, Никарагуа. В статье раскрыто получение этилового эфира из масла путем основно-катализируемой переэтерификации. Недостатками этого способа являются использование большого избытка этилового спирта (до 70 частей на 100 частей масла), отсутствие стадии выделения катализатора и температура реакции около 70°C.Reference may be made to an article by MN Eisa entitled “ Production of Ethyl Esters as Substitutes for Diesel Fuel in Developing Countries ” (pp. 110-112), in Abstracts of the Biofuels and Industrial Products Conference from Jatropha curcas , 23-27 Feb. 1997, held in Managua, Nicaragua. The article discloses the preparation of ethyl ester from oil by basic catalyzed transesterification. The disadvantages of this method are the use of a large excess of ethyl alcohol (up to 70 parts per 100 parts of oil), the absence of a catalyst separation stage and the reaction temperature of about 70 ° C.

Можно также привести публикацию N. Foidl et al, озаглавленную «Jatropha Curcas L как сырье для получения биотоплива в Никарагуа» (Bioresource Technology, 58, 1996, pp. 77-82), в которой утверждается, что для развития стран типа Никарагуа Jatropha curcas является весьма энергетически перспективным растением, т.к. его можно выращивать на очень бедных почвах и оно дает высокий средний урожай семян. В этой публикации также описан эффективный способ получения метилового эфира из масла путем двухстадийной основно-катализируемой переэтерификации. Масло, содержащее 0,60-1,27% FFA, получают отжимом ядер семян Jatropha curcas и затем обрабатывают 1,5 экв. MeOH и 1,3% KOH в реакторе непрерывного действия при повторном использовании 90-93% метилового эфира вместе со свежим маслом. Остальную фазу эфира смешивают с 5% теплой воды и затем центрифугируют для удаления избытка метанола, оставшегося мыла и глицерина. Основными недостатками способа являются: (i) необходимость обдирать семена, (ii) низкая производительность из-за высокого соотношения рецикла и (iii) высокие концентрации фосфора (17,5 м.д.) и воды (0,16%), которые делают продукт непригодным для использования в качестве чистого биодизельного топлива. Не упоминаются сложности обработки сырого метилового эфира, отходящего потока и проблема дезактивации используемого катализатора.You can also cite the publication N. Foidl et al, entitled “ Jatropha Curcas L as a Raw Material for Biofuel in Nicaragua ” ( Bioresource Technology , 58, 1996, pp. 77-82), which states that for the development of countries like Nicaragua, Jatropha curcas is a very energetically promising plant, because it can be grown on very poor soils and it gives a high average seed yield. This publication also describes an effective process for the preparation of methyl ester from oil by means of a two step basic catalyzed transesterification. An oil containing 0.60-1.27% FFA is obtained by squeezing the kernels of Jatropha curcas seeds and then treating with 1.5 equivalents. MeOH and 1.3% KOH in a continuous reactor with the reuse of 90-93% methyl ester with fresh oil. The remaining phase of the ether is mixed with 5% warm water and then centrifuged to remove excess methanol, remaining soap and glycerin. The main disadvantages of the method are: (i) the need to peel the seeds, (ii) low productivity due to the high ratio of recycle and (iii) high concentrations of phosphorus (17.5 ppm) and water (0.16%), which make product unsuitable for use as pure biodiesel. The difficulties of processing crude methyl ether, the effluent, and the problem of deactivating the catalyst used are not mentioned.

Можно сослаться на состав масла из семян J. Curcas вида Caboverde и вида Nicaragua, приведенный в указанной выше статье. Указано, что это масло содержит 290 м.д. фосфора, концентрацию которого в биодизеле можно понизить до 17,5 м.д. данным способом, но для получения биодизеля с содержанием фосфора <10 м.д. согласно требованиям технических условий EN 14214 для биодизеля B100 необходимо удалять смолу.You can refer to the composition of the oil from the seeds of J. Curcas of the Caboverde species and Nicaragua species, given in the above article. This oil is indicated to contain 290 ppm. phosphorus, the concentration of which in biodiesel can be reduced to 17.5 ppm by this method, but to obtain biodiesel with a phosphorus content of <10 ppm Resin must be removed according to the specifications of EN 14214 for B100 biodiesel.

Анализ предыдущего уровня техники показывает, что сообщения о том, что из масла Jatropha curcas было получено чистое биодизельное топливо по техническим условиям EN 14214, отсутствуют и нет сведений о получении такого биодизельного топлива марки Премиум из масла, отжатого непосредственно из целых семян. Более того, нет сообщений о получении биодизельного топлива в обычных условиях обработки, которые минимизировали бы образование парниковых газов. На предыдущем уровне техники имеются некоторые сведения об экономике получения и попытках оценить дополнительные отходящие потоки и топочные газы. Отсутствие приемлемого решения проблемы отработанного щелочного катализатора в сочетании со стоимостью катализатора может привести к необходимости использования меньших, чем оптимальные, количеств катализатора, что могло бы отрицательно повлиять на осуществляемый способ. Отсутствуют также данные об оптимизации способа с учетом стоимости всех продуктов.An analysis of the prior art shows that reports that pure biodiesel fuel was obtained from Jatropha curcas oil according to the technical specifications of EN 14214 are absent and there is no information on the receipt of such premium biodiesel from oil squeezed directly from whole seeds. Moreover, there are no reports of biodiesel production under normal processing conditions that would minimize the generation of greenhouse gases. In the prior art, there is some information about the economics of production and attempts to evaluate additional waste streams and flue gases. The lack of an acceptable solution to the problem of spent alkaline catalyst in combination with the cost of the catalyst may lead to the need to use less than optimal amounts of catalyst, which could adversely affect the ongoing method. There is also no data on the optimization of the method, taking into account the cost of all products.

Можно сослаться на статью H. Scherzberg et al., озаглавленную «Новый способ получения сульфата калия фирмы Messo pilots» (Phosphorous & Potassium, 178, March-April 1992, p.20), которые описали применение сульфата калия в качестве превосходного удобрения, содержащего как калий, так и серу, и питательного средства для растений, к тому же с низким хлоридным индексом.Reference is made to an article by H. Scherzberg et al., Entitled “A New Method for the Production of Potassium Sulphate by Messo Pilots” (Phosphorous & Potassium, 178, March-April 1992, p.20), which described the use of potassium sulfate as an excellent fertilizer containing both potassium and sulfur, and a plant nutrient, also with a low chloride index.

Можно сослаться на статью, посвященную соединениям калия, H. Schultz et al., в Ullmann's Encyclopedia, 6th Edition, 2002, в которой указано, что получение карбоната калия из поташа и диоксида углерода является наиболее распространенным способом. И далее там говорится: «стекольная промышленность является наиболее важным потребителем K 2 CO 3 . Большие количества также необходимы для производства силиката калия». Помимо многих других применений карбонат калия используют в качестве удобрения для кислых почв.Reference may be made to an article devoted potassium compounds, H. Schultz et al., In Ullmann's Encyclopedia, 6 th Edition, 2002, which indicates that the production of potash potassium carbonate and carbon dioxide is the most common method. And then it says: “The glass industry is the most important consumer of K 2 CO 3 . Large quantities are also needed for the production of potassium silicate . " In addition to many other uses, potassium carbonate is used as a fertilizer for acidic soils.

Можно сослаться на патент США № 6174501, H. Noureddini, по системе и способу получения биодизеля с пониженной вязкостью и температурой помутнения ниже тридцати двух (32) градусов по Фаренгейту, в котором описано применение сырого глицерина для получения эфиров глицерина. Показано, что эти эфиры понижают температуру помутнения биодизеля, получаемого переэтерификацией триглицеридов при катализе основаниями.Reference is made to US Patent No. 6174501, H. Noureddini, for a system and method for producing biodiesel with a reduced viscosity and a cloud point below thirty-two (32) degrees Fahrenheit, which describes the use of crude glycerol to produce glycerol esters. It is shown that these esters lower the cloud point of biodiesel obtained by transesterification of triglycerides by base catalysis.

Предмет изобретенияSubject of invention

Основным предметом настоящего изобретения является предложение улучшенного способа получения метилового эфира жирной кислоты (биодизеля) путем переэтерификации масла, содержащего триглицериды.The main subject of the present invention is to propose an improved method for producing methyl ester of a fatty acid (biodiesel) by transesterification of an oil containing triglycerides.

Другим предметом настоящего изобретения является предложение способа получения биодизеля из масла, содержащего триглицериды растительного происхождения.Another object of the present invention is to propose a method for producing biodiesel from oil containing triglycerides of plant origin.

Другим предметом настоящего изобретения является предложение улучшенного способа получения биодизеля из масла Jatropha, удовлетворяющего техническим условиям EN14214 и пригодного для использования в качестве биодизельного топлива в чистом виде в подвижных и стационарных двигателях без модифицирования двигателя.Another subject of the present invention is to propose an improved method for producing biodiesel from Jatropha oil that meets the specifications of EN14214 and is suitable for use as pure biodiesel in mobile and stationary engines without modifying the engine.

Другим предметом настоящего изобретения является получение биодизеля в обычных условиях из сырого масла, отжатого из целых семян Jatropha curcas.Another subject of the present invention is the preparation of biodiesel under ordinary conditions from crude oil squeezed from whole seeds of Jatropha curcas .

Другим предметом настоящего изобретения является получение биодизеля с наименьшими энергозатратами и минимальным образованием отходов.Another subject of the present invention is the production of biodiesel with the lowest energy consumption and minimal waste generation.

Другим предметом настоящего изобретения является уменьшение содержания свободных жирных кислот в масле до <0,5% обработкой сырого масла при обычных условиях при нужном количестве раствора каустической соды оптимальной концентрации и одновременно удаление пигментов, фосфолипидов и других примесей в сыром масле вместе с мыльным остатком.Another object of the present invention is to reduce the content of free fatty acids in oil to <0.5% by treating crude oil under normal conditions with the right amount of caustic soda solution of optimal concentration and at the same time removing pigments, phospholipids and other impurities in the crude oil along with a soapy residue.

Другим предметом настоящего изобретения является превращение мыльного остатка, содержащего 15-20% остаточного масла, в кусковое мыло.Another subject of the present invention is the conversion of a soap residue containing 15-20% residual oil to a bar of soap.

Другим предметом настоящего изобретения является продувка нейтрализованного масла сухим воздухом для уменьшения содержания воды в масле.Another object of the present invention is to purge the neutralized oil with dry air to reduce the water content of the oil.

Другой предмет настоящего изобретения составляет осушение метанольного раствора КОН, используемого для переэтерификации масла, с помощью безводного сульфата натрия.Another object of the present invention is the drainage of a methanol solution of KOH, used for transesterification of oil, using anhydrous sodium sulfate.

Другой предмет настоящего изобретения составляет усовершенствование способа обработки сырого метилового эфира жирной кислоты после переэтерификации масла.Another object of the present invention is an improvement in the method of processing crude fatty acid methyl ester after transesterification of the oil.

Другой предмет настоящего изобретения составляет промывка сырого метилового эфира дополнительными порциями глицерина после отделения глицеринового слоя для экстракции большей части метанола, катализатора и других примесей в метиловом эфире в глицериновый слой с целью решения проблем, связанных с эмульгированием и пенообразованием, а также с нежелательными реакциями образования примесей.Another object of the present invention is to wash the crude methyl ether with additional portions of glycerol after separating the glycerol layer to extract most of the methanol, catalyst and other impurities in the methyl ether into the glycerol layer in order to solve the problems associated with emulsification and foaming, as well as undesired impurity reactions .

Другой предмет настоящего изобретения составляет использование воды с содержанием всех растворенных твердых веществ <50 м.д. для промывки метилового эфира жирной кислоты.Another subject of the present invention is the use of water with a total solids content of <50 ppm. for washing fatty acid methyl ester.

Другой предмет составляет добавка антиоксиданта к промытому водой биодизелю и продувка сухим воздухом для уменьшения содержания воды до <500 м.д.Another subject is the addition of an antioxidant to water-washed biodiesel and purging with dry air to reduce the water content to <500 ppm.

Другим предметом настоящего изобретения является использование преимущества усовершенствованного способа и способа обработки для получения биодизеля с выходом 96% (в расчете на нейтрализованное масло) и общим содержанием глицерина <0,15% путем одностадийной переэтерификации нейтрализованного масла.Another object of the present invention is to take advantage of an improved processing method and method for producing biodiesel with a yield of 96% (based on neutralized oil) and a total glycerol content of <0.15% by single-stage transesterification of the neutralized oil.

Другой предмет настоящего изобретения составляет минимизация показателей COD (химическая потребность в кислороде) и TDS (общее содержание солей) в промывных водах.Another object of the present invention is the minimization of indicators of COD (chemical oxygen demand) and TDS (total salt content) in the wash water.

Другой предмет настоящего изобретения составляет объединение всего использованного KOH и избытка метанола в глицериновом слое, образовавшемся в ходе реакции и используемом для промывки сырого метилового эфира жирной кислоты.Another object of the present invention is to combine all of the KOH used and the excess methanol in the glycerol layer formed during the reaction and used to wash the crude fatty acid methyl ester.

Другой предмет настоящего изобретения составляет обработка щелочного глицеринового слоя с помощью SOx или концентрированной серной кислоты для превращения отработанного катализатора в сульфат калия, используемый в качестве твердого удобрения, который можно отфильтровать и промыть.Another subject of the present invention is the treatment of an alkaline glycerol layer with SO x or concentrated sulfuric acid to convert spent catalyst to potassium sulfate, which is used as a solid fertilizer that can be filtered and washed.

Другой предмет настоящего изобретения составляет обработка щелочного глицеринового слоя топливными газами из бойлера установки по производству биодизеля для превращения отработанного катализатора в карбонат калия, который можно отфильтровать и промыть.Another object of the present invention is the treatment of an alkaline glycerol layer with fuel gases from a boiler of a biodiesel plant for converting spent catalyst into potassium carbonate, which can be filtered and washed.

Другой предмет настоящего изобретения составляет отгонка метанола из глицеринового слоя для повторного использования после сушки.Another object of the present invention is the distillation of methanol from the glycerol layer for reuse after drying.

Другой предмет настоящего изобретения составляет повторное использование части сырого глицерина, остающегося после отгонки метанола, для промывки сырого метилового эфира, как описано выше.Another object of the present invention is the reuse of a portion of the crude glycerol remaining after distillation of methanol for washing the crude methyl ester as described above.

Другой предмет настоящего изобретения составляет использование части сырого глицерина для получения эфира глицерина и понижения температуры помутнения биодизеля, как было описано на предыдущем уровне техники.Another subject of the present invention is the use of a portion of crude glycerol to produce glycerol ester and lower the cloud point of biodiesel, as described in the prior art.

Другой предмет настоящего изобретения составляет перегонка остального сырого глицерина с низким содержанием воды для получения дешевого очищенного глицерина.Another object of the present invention is the distillation of the remaining crude glycerol with a low water content to obtain cheap purified glycerol.

Другой предмет настоящего изобретения составляет предложение модели получения биодизельного топлива, в которой биодизель получают в сельскохозяйственных местностях вблизи центров культивирования растений, причем как биодизель, так и побочные продукты процесса можно максимально использовать на месте.Another subject of the present invention is to propose a biodiesel production model in which biodiesel is produced in agricultural areas near plant cultivation centers, both biodiesel and process by-products can be maximally used on site.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Целью настоящего изобретения является предложение усовершенствованного способа получения метилового эфира жирной кислоты (биодизеля) из масла, механически отжатого из целых семян Jatropha curcas. Биодизель получают из сырого масла в обычных условиях путем, во-первых, удаления FFA и других примесей из масла и затем путем одностадийной катализируемой КОН переэтерификации с последующей новой обработкой, основанной на первоначальной промывке сырого метилового эфира жирной кислоты глицерином и затем водой для удаления следов оставшихся примесей. Новая обработка включает объединение всего избытка метанола и щелочи в глицерине, который можно затем переработать с меньшими стоимостными и энергетическими затратами на выделение из смеси индивидуальных компонентов (метанола, глицерина, поташа). Другое новшество заключается в использовании топливных газов в указанном способе. Биодизельное топливо, удовлетворяющее техническим условиям EN14214, получают с выходом >96% (мас./мас.) в расчете на нейтрализованное масло, и все полученные побочные продукты являются коммерческими продуктами. В результате предложенных мер получают минимальный отходящий поток.The aim of the present invention is to provide an improved method for producing fatty acid methyl ester (biodiesel) from an oil mechanically squeezed from whole seeds of Jatropha curcas . Biodiesel is obtained from crude oil under ordinary conditions by, first, removing FFA and other impurities from the oil and then by a one-stage KOH catalyzed transesterification followed by a new treatment based on the initial washing of the crude fatty acid methyl ester with glycerol and then with water to remove traces of the remaining impurities. The new treatment involves combining the entire excess of methanol and alkali in glycerol, which can then be processed with lower cost and energy costs to separate individual components from the mixture (methanol, glycerol, potash). Another innovation is the use of fuel gases in the specified method. Biodiesel that meets the technical specifications of EN14214 is obtained with a yield of> 96% (w / w) based on neutralized oil, and all by-products obtained are commercial products. As a result of the proposed measures, a minimum effluent is obtained.

Изобретательский уровеньInventive step

(1) Главный изобретательский замысел состоит в том, что усовершенствование способа получения метилового эфира масла Jatropha после переэтерификации является ключевым моментом для совершенствования экономики всего способа и качества биодизельного топлива.(1) The main inventive concept is that the improvement of the method for producing methyl ester of Jatropha oil after transesterification is a key point for improving the economy of the whole method and the quality of biodiesel.

(2) Другой изобретательский замысел состоит в том, что хотя метанол слабо растворим в масле Jatropha, он гораздо лучше растворяется в метиловом эфире, получаемом из масла Jatropha, т.е. в биодизеле; в результате значительные количества метанола и щелочного катализатора, использованные в реакции переэтерификации, а также мыло остаются в конце реакции солюбилизированными в биодизеле.(2) Another inventive concept is that although methanol is slightly soluble in Jatropha oil, it is much better soluble in methyl ether obtained from Jatropha oil, i.e. in biodiesel; as a result, significant amounts of methanol and an alkaline catalyst used in the transesterification reaction, as well as soap, remain solubilized in biodiesel at the end of the reaction.

(3) Другой изобретательский замысел состоит в том, что хотя для завершения реакции переэтерификации желательно солюбилизировать метанол и катализатор в биодизеле, их последующее удаление из биодизеля путем промывки водой создает следующие трудности: (i) метиловый эфир частично гидролизуется в присутствии воды и щелочи с образованием мыла, которое способствует образованию водной эмульсии биодизеля, так что для разрушения эмульсии требуется длительное выстаивание, и (ii) в результате это обстоятельство отрицательно влияет на выход и качество биодизельного топлива, (iii) потери биодизеля с отходящей водой, если не достигается четкое разделение слоев, (iv) повышенный расход метанола, т.к. растворенный в биодизеле метанол будет теряться с водой, (v) часть щелочного катализатора попадет в водные отходы и (vi) обработка щелочных водных отходов будет дорогостоящей и проблематичной.(3) Another inventive concept is that although it is desirable to solubilize methanol and the catalyst in biodiesel to complete the transesterification reaction, their subsequent removal from the biodiesel by washing with water creates the following difficulties: (i) methyl ether is partially hydrolyzed in the presence of water and alkali to form soap, which promotes the formation of an aqueous emulsion of biodiesel, so long-term aging is required to break the emulsion, and (ii) as a result, this circumstance negatively affects the yield and quality of of biodiesel, (iii) the loss of biodiesel with the outgoing water, if not reached a clear separation of layers, (iv) an increased consumption of methanol as methanol dissolved in biodiesel will be lost with water, (v) part of the alkaline catalyst will be discharged into the waste water and (vi) the treatment of alkaline water waste will be costly and problematic.

(4) Другой изобретательский замысел состоит в том, что при двухстадийной переэтерификации концентрация метанола, катализатора и мыла в метиловом эфире будет выше, т.к. относительная доля глицерина, образующегося на второй стадии переэтерификации, уменьшается и, следовательно, выделение метанола, катализатора и мыла будет менее эффективным. Напротив, масса отделенного глицеринового слоя является примерно той же, что и масса КОН в метаноле при реализации одностадийной переэтерификации с оптимальным количеством метанола и KOH, в результате чего слой метилового эфира жирной кислоты содержит малое количество остаточных примесей, которые нужно удалить.(4) Another inventive concept is that with a two-stage transesterification, the concentration of methanol, catalyst and soap in methyl ether will be higher, because the relative fraction of glycerol formed in the second transesterification step is reduced and, therefore, the release of methanol, catalyst and soap will be less effective. On the contrary, the mass of the separated glycerol layer is approximately the same as the mass of KOH in methanol when implementing a one-stage transesterification with the optimal amount of methanol and KOH, as a result of which the fatty acid methyl ester layer contains a small amount of residual impurities that need to be removed.

(5) Другой изобретательский замысел состоит в использовании дополнительного глицерина, полученного путем выделения глицерина на предшествующих стадиях получения биодизеля, для выделения остаточного метанола, катализатора и других примесей, остающихся в биодизеле в конце реакции переэтерифифкации, причем такой глицериновый слой тщательно отделяют от эфирного слоя после непродолжительного отстаивания.(5) Another inventive concept is to use additional glycerol obtained by isolating glycerol in the preceding stages of biodiesel production to isolate residual methanol, catalyst, and other impurities remaining in the biodiesel at the end of the transesterification reaction, such glycerol layer being carefully separated from the ether layer after short settling.

(6) Другой изобретательский замысел состоит в отмывке остаточного метанола, катализатора и свободного глицерина в метиловом эфире водой; при этом сложный эфир не гидролизуется и эмульсия не образуется, а образуется полностью отделяемый слой метилового эфира (биодизеля), в котором содержится значительно меньшее количество примесей свободных жирных кислот, метанола, щелочного металла, общего глицерина и свободного глицерина по сравнению с величинами, определяемыми техническими условиями EN14214.(6) Another inventive concept is to wash the residual methanol, catalyst and free glycerol in methyl ether with water; in this case, the ester is not hydrolyzed and the emulsion is not formed, but a completely detachable layer of methyl ether (biodiesel) is formed, which contains a significantly lower amount of impurities of free fatty acids, methanol, an alkali metal, total glycerol and free glycerol in comparison with the values determined by technical EN14214 conditions.

(7) Другой изобретательский замысел состоит в продувке промытого водой биодизельного топлива сухим азотом или воздухом при обычной температуре для удаления воды до остаточной концентрации <500 м.д.(7) Another inventive concept is to purge water-washed biodiesel with dry nitrogen or air at ordinary temperature to remove water to a residual concentration of <500 ppm.

(8) Другой изобретательский замысел состоит в добавлении антиоксиданта в биодизельное топливо после промывки водой для минимизации окислительного разложения при продувке воздухом и последующем хранении продукта.(8) Another inventive concept is to add an antioxidant to biodiesel after washing with water to minimize oxidative decomposition when purged with air and subsequent storage of the product.

(9) Другой изобретательский замысел состоит в получении чистого золотисто-желтого биодизеля из темно-коричневого мутного сырого масла Jatropha при обычных условиях благодаря преимуществам стадии нейтрализации FFA, при которой основная часть других примесей в масле, таких как пигменты, фосфолипиды и нерастворимые вещества, удаляется вместе с мылом.(9) Another inventive concept is to obtain a pure golden yellow biodiesel from dark brown muddy crude Jatropha oil under ordinary conditions due to the advantages of the FFA neutralization step, in which most of the other impurities in the oil, such as pigments, phospholipids and insoluble substances, are removed along with soap.

(10) Другой изобретательский замысел состоит в полуколичественном выделении отработанного катализатора KOH в глицериновом слое в виде удобрения - твердого сульфата калия или карбоната калия.(10) Another inventive concept is the semi-quantitative separation of spent KOH catalyst in the glycerol layer in the form of fertilizer - solid potassium sulfate or potassium carbonate.

(11) Другой изобретательский замысел состоит в экономически эффективном выделении метанола и глицерина из глицеринового слоя при поддержании минимальной концентрации воды, соответствующей стехиометрии нейтрализации КОН.(11) Another inventive concept is the cost-effective separation of methanol and glycerol from the glycerol layer while maintaining a minimum concentration of water corresponding to the KOH neutralization stoichiometry.

(12) Другой изобретательский замысел состоит в обработке омыленной массы, полученной после удаления свободной жирной кислоты из масла Jatropha добавочным количеством щелока для превращения в мыло всего захваченного масла, и затем, при желании, повышении качества мыла путем введения глицерина - побочного продукта способа получения биодизеля.(12) Another inventive concept is to process the saponified mass obtained after removing free fatty acid from Jatropha oil with an additional amount of liquor to turn all the trapped oil into soap, and then, if desired, improve the quality of the soap by introducing glycerol, a by-product of the biodiesel production method .

(13) Другой изобретательский замысел состоит в обработке масла для получения биодизеля в обычных условиях и экономии энергии за счет проведения операций нагревания только в малом объеме глицеринового слоя.(13) Another inventive concept is to process oil to produce biodiesel under ordinary conditions and save energy by performing heating operations only in a small volume of the glycerol layer.

(14) Другой изобретательский замысел состоит в минимизации отходящих вод путем очистки метилового эфира глицерином до промывки водой, а также повторного использования последующих порций второй серии промывок в первой промывке водой и использования части воды первой промывки для приготовления раствора NaOH, необходимого для стадий нейтрализации масла и образования мыла.(14) Another inventive concept is to minimize the waste water by purifying the methyl ester with glycerol before washing with water, and also reusing subsequent portions of the second series of washes in the first washing with water and using part of the water of the first washing to prepare the NaOH solution necessary for the oil neutralization steps and soap formation.

Описание изобретенияDescription of the invention

Соответственно настоящее изобретение заключается в предложении усовершенствованного способа получения метилового эфира жирной кислоты (биодизеля) из масла, содержащего триглицериды, который включает: (i) отжим масла из целых семян и отделение жмыха для использования в качестве органического удобрения, (ii) нейтрализацию избытка свободной жирной кислоты в масле щелочью и отделение мыла, (iii) добавление антиоксиданта и продувку масла сухим воздухом для уменьшения содержания воды, (iv) обработку масла соответствующим количеством метанольного раствора КОН, высушенного над безводным сульфатом натрия, v) отделение по известной методике глицеринового слоя, образовавшегося в ходе реакции, (vi) обработку слоя метилового эфира жирной кислоты глицерином в два приема для дальнейшего уменьшения содержания метанола, катализатора и других примесей в слое метилового эфира жирной кислоты, (vii) отделение глицериновых слоев по известной методике, (viii) промывку слоя метилового эфира жирной кислоты водой в два приема для минимизации содержания примесей до нужных значений, (ix) отделение водных промывок по известной методике, (x) добавление к метиловому эфиру жирной кислоты дополнительного количества антиоксиданта и продувку сухим воздухом для минимизации содержания воды, (xi) объединение глицериновых слоев и обработку с помощью SOx или топочного газа для превращения отработанного катализатора KOH в K2SO4 или K2CO3 соответственно, (xii) установление pH до нужного уровня и отгонку метанола в глицериновом слое, (xiii) горячее центрифугирование оставшейся массы для отделения соли калия от глицерина, (xiv) промывку соли для удаления приставших примесей, (xv) отделение необходимого количества сырого глицерина для промывки слоя метилового эфира жирной кислоты от последующих операций и также для других применений, где непосредственно используется сырой глицерин, и (xvi) отгонку оставшегося сырого глицерина с низким содержанием воды для получения очищенного глицерина.Accordingly, the present invention is to provide an improved method for producing fatty acid methyl ester (biodiesel) from an oil containing triglycerides, which comprises: (i) squeezing the oil from whole seeds and separating oilcake for use as an organic fertilizer, (ii) neutralizing the excess free fatty acids in the oil with alkali and soap separation; (iii) adding an antioxidant and purging the oil with dry air to reduce the water content; (iv) treating the oil with an appropriate amount of methanol o KOH solution, dried over anhydrous sodium sulfate, v) separation of the glycerol layer formed during the reaction by a known method, (vi) two-step treatment of the fatty acid methyl ester layer with glycerol in order to further reduce the content of methanol, catalyst and other impurities in the methyl layer fatty acid ester, (vii) separation of the glycerol layers by a known method, (viii) washing the layer of fatty acid methyl ester with water in two steps to minimize the content of impurities to the desired values, (ix) separation of aqueous using conventional methods, (x) adding an additional amount of antioxidant to the fatty acid methyl ester and blowing with dry air to minimize the water content, (xi) combining the glycerol layers and treating with SO x or flue gas to convert spent KOH catalyst to K 2 SO 4 or K 2 CO 3, respectively, (xii) setting the pH to the desired level and distilling off the methanol in the glycerol layer, (xiii) hot centrifuging the remaining mass to separate the potassium salt from glycerol, (xiv) washing the salt to remove adhering Rome, (xv) separating the required amount of crude glycerol to flush the fatty acid methyl ester layer from subsequent operations and also for other applications where crude glycerin is directly used, and (xvi) distilling the remaining crude glycerol with a low water content to obtain purified glycerol.

В одном варианте настоящего изобретения масло, содержащее триглицериды, можно получить из растений, более конкретно из Jatropha curcas.In one embodiment of the present invention, the oil containing triglycerides can be obtained from plants, more specifically from Jatropha curcas .

В другом варианте настоящего изобретения выход метилового эфира жирной кислоты (биодизеля) составляет примерно 94-98% в расчете на нейтрализованное масло.In another embodiment of the present invention, the yield of fatty acid methyl ester (biodiesel) is about 94-98% based on the neutralized oil.

В другом варианте настоящего изобретения средний выход масла, отжатого механически из целых семян Jatropha curcas, используемого в настоящем изобретении, составлял 20-30% (мас./мас.).In another embodiment of the present invention, the average yield of oil mechanically squeezed from whole Jatropha curcas seeds used in the present invention was 20-30% (w / w).

В другом варианте настоящего изобретения масляный жмых, содержащий 5-10% масла, измельчают для использования в качестве органического удобрения.In another embodiment of the present invention, an oil cake containing 5-10% oil is ground for use as an organic fertilizer.

В другом варианте настоящего изобретения содержание свободной жирной кислоты в свежеотжатом масле составляет 1,5-10,0% (мас./мас.).In another embodiment of the present invention, the content of free fatty acid in freshly squeezed oil is 1.5-10.0% (w / w).

В другом варианте настоящего изобретения масло обрабатывают в обычных условиях 5N раствором каустической соды, причем количество использованной щелочи составляет 0,7-1,0 экв. (в расчете на FFA) в зависимости от начального содержания FFA в масле, в результате чего содержание FFA в нейтрализованном масле составляет 0,25-0,35% (мас./мас.).In another embodiment of the present invention, the oil is treated under normal conditions with a 5N caustic soda solution, the amount of alkali used being 0.7-1.0 eq. (based on FFA) depending on the initial content of FFA in the oil, as a result of which the content of FFA in the neutralized oil is 0.25-0.35% (w / w).

В другом варианте настоящего изобретения способ нейтрализации дает возможность удалить другие примеси, содержащиеся в сыром масле, такие как фосфолипиды и красители, вместе с мылом и получить масло улучшенного цвета, прозрачности и текучести, что в результате приводит к биодизелю золотисто-желтого цвета и высокой прозрачности.In another embodiment of the present invention, the neutralization method makes it possible to remove other impurities contained in the crude oil, such as phospholipids and dyes, together with soap and to obtain an oil of improved color, transparency and fluidity, which results in a golden yellow biodiesel and high transparency .

В еще одном варианте настоящего изобретения мыло, содержащее 10-30% остаточного масла, обрабатывают дополнительным количеством щелочи и других ингредиентов для получения кускового мыла нужного качества.In another embodiment of the present invention, a soap containing 10-30% residual oil is treated with additional alkali and other ingredients to obtain a lumpy soap of the desired quality.

В еще одном варианте настоящего изобретения содержание воды в нейтрализованном масле снижают от примерно 0,1% до примерно 0,01% путем продувки сухим воздухом после добавления подходящего антиоксиданта в концентрации 5-50 м.д.In yet another embodiment of the present invention, the water content of the neutralized oil is reduced from about 0.1% to about 0.01% by blowing with dry air after adding a suitable antioxidant at a concentration of 5-50 ppm.

В другом варианте настоящего изобретения КОН в метаноле, используемый для переэтерификации, обрабатывают стехиометрическим количеством (в расчете на KOH) безводного сульфата натрия для поглощения воды, которая может образоваться в результате реакции щелочи со спиртом.In another embodiment of the present invention, KOH in methanol used for transesterification is treated with a stoichiometric amount (based on KOH) of anhydrous sodium sulfate to absorb water, which may be formed as a result of the reaction of alkali with alcohol.

В еще одном варианте настоящего изобретения указанные стадии удаления воды повышают выход метилового эфира на 1-5% и одновременно снижают выход побочных продуктов, от которых трудно избавиться.In yet another embodiment of the present invention, said water removal steps increase the yield of methyl ester by 1-5% and at the same time reduce the yield of by-products that are difficult to dispose of.

В еще одном варианте настоящего изобретения масло подвергают переэтерификации с помощью КОН в метаноле в две стадии и предпочтительно в одну стадию, используя примерно 1,5-2 экв. метанола и 1,5-2% (мас./мас.) KOH в расчете на нейтрализованное масло.In yet another embodiment of the present invention, the oil is transesterified with KOH in methanol in two stages, and preferably in one stage, using about 1.5-2 equiv. methanol and 1.5-2% (wt./wt.) KOH calculated on the neutralized oil.

В еще одном варианте настоящего изобретения слой сырого метилового эфира после удаления глицеринового слоя обрабатывают дополнительным количеством глицерина (1-10%) для удаления оставшихся примесей в слое метилового эфира и для предотвращения его уноса с потоком воды при промывке двумя порциями воды, содержащей <50 м.д. TDS, и, что еще важнее, для предотвращения нежелательного гидролиза эфира.In another embodiment of the present invention, the crude methyl ether layer, after removing the glycerol layer, is treated with additional glycerol (1-10%) to remove remaining impurities in the methyl ether layer and to prevent its entrainment with the water stream when washing with two portions of water containing <50 m .d. TDS, and more importantly, to prevent unwanted hydrolysis of the ester.

В еще одном варианте настоящего изобретения часть первой порции промывной воды (обычно 0,5-1,0 л на литр биодизеля), содержащей 25000-35000 м.д. COD, используют для получения щелока для стадии нейтрализации, а также для получения кускового мыла из мыльного остатка и остальное обрабатывают перед сливом.In yet another embodiment of the present invention, a portion of a first portion of wash water (typically 0.5-1.0 L per liter of biodiesel) containing 25000-35000 ppm. COD is used to produce liquor for the neutralization step, as well as to obtain bar soap from the soap residue, and the rest is treated before draining.

В еще одном варианте настоящего изобретения вторую порцию промывной воды, содержащей 500-2000 м.д. COD, используют для первой промывки водой в последующей операции. В еще одном варианте настоящего изобретения полученный метиловый эфир обрабатывают антиоксидантом в количестве 5-50 м.д., более конкретно BHT (бутилированный гидрокситолуол), и продувают сухим воздухом для уменьшения содержания воды до <500 м.д.In yet another embodiment of the present invention, a second portion of the wash water containing 500-2000 ppm. COD, used for the first washing with water in the subsequent operation. In yet another embodiment of the present invention, the resulting methyl ester is treated with an antioxidant in an amount of 5-50 ppm, more specifically BHT (butylated hydroxytoluene), and purged with dry air to reduce the water content to <500 ppm.

В еще одном варианте настоящего изобретения основную часть катализатора KOH собирают в глицериновом слое, и его можно обработать стехиометрическим количеством концентрированной серной кислоты, или парами SOx, или топочными газами для превращения отработанного катализатора в полезное калийное удобрение, которое применяют непосредственно в сельском хозяйстве, с выходом 95-100%.In yet another embodiment of the present invention, the bulk of the KOH catalyst is collected in the glycerol layer, and it can be treated with a stoichiometric amount of concentrated sulfuric acid, or SO x vapors, or flue gases to convert the spent catalyst into a useful potassium fertilizer, which is used directly in agriculture, with yield 95-100%.

В еще одном варианте настоящего изобретения метанол выделяют дистилляцией из глицеринового слоя с выходом 70-95%.In yet another embodiment of the present invention, methanol is isolated by distillation from the glycerol layer with a yield of 70-95%.

В еще одном варианте настоящего изобретения часть сырого глицерина после удаления отработанного щелочного катализатора и метанола можно использовать повторно для дальнейшей промывки сырого метилового эфира.In yet another embodiment of the present invention, a portion of the crude glycerol after removal of the spent alkaline catalyst and methanol can be reused for further washing of the crude methyl ester.

В еще одном варианте настоящего изобретения оставшийся глицерин с минимальным содержанием воды можно перегнать и получить чистый глицерин с выходом 85-95%. Следующие примеры приведены для иллюстрации, поэтому не следует считать, что они ограничивают объем настоящего изобретения.In yet another embodiment of the present invention, the remaining glycerin with a minimum water content can be distilled and pure glycerin is obtained in a yield of 85-95%. The following examples are provided to illustrate, therefore, it should not be considered that they limit the scope of the present invention.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

395 кг целых семян Jatropha curcas из Gujarat, Индия, загрузили в механический шнековый пресс и получили 100 кг масла темно-коричневого цвета и 282 кг масляного жмыха. Содержание свободной жирной кислоты (FFA) в свежеотжатом масле составляло 4,42% (мас./мас.). Порцию 4,27 кг этого масла поместили в десятилитровый стеклянный сосуд с мешалкой (200 об/мин). При перемешивании добавили 155 мл 5N раствора NaOH (1,16 мол. экв.) при комнатной температуре в течение 15 мин. Перемешивание продолжали в течение 60 мин, омыленную массу отфильтровали в вакууме и получили 0,68 кг мыла и 3,58 кг прозрачного масла светло-коричневого цвета (выход 83,8%) с 0,30% (мас./мас.) остаточной FFA.395 kg of whole Jatropha curcas seeds from Gujarat, India, were loaded into a mechanical screw press and received 100 kg of dark brown oil and 282 kg of oil cake. The free fatty acid (FFA) content of freshly squeezed oil was 4.42% (w / w). A portion of 4.27 kg of this oil was placed in a ten-liter glass vessel with a stirrer (200 rpm). With stirring, 155 ml of 5N NaOH solution (1.16 mol. Equiv.) Was added at room temperature over 15 minutes. Stirring was continued for 60 minutes, the saponified mass was filtered in vacuo and 0.68 kg of soap and 3.58 kg of clear light brown oil were obtained (yield 83.8%) with 0.30% (w / w) residual FFA

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

1187 кг отдельной порции семян Jatropha curcas из Индийского штата Раджастан загрузили в механический шнековый пресс из примера 1 и получили 270 кг масла темно-желтого цвета с 3,2% (мас./мас.) FFA. Порцию из 123,8 кг масла поместили в двухсотлитровый сосуд из нержавеющей стали с лопастной мешалкой (100 об/мин) и при перемешивании добавили к маслу 2,58 л 5N раствора NaOH (0,92 мол. экв.) при комнатной температуре в течение 10 мин. Перемешивание продолжали 40 мин, омыленную массу отфильтровали на высокоскоростной центрифуге и получили 9,76 кг твердого мыла и 115,8 кг масла светло-желтого цвета (выход 93,53%), содержащего 0,26% (мас./мас.) остаточных FFA.1187 kg of a single serving of Jatropha curcas seeds from the Indian state of Rajasthan was loaded into the mechanical screw press of Example 1 to give 270 kg of a dark yellow oil with 3.2% (w / w) FFA. A batch of 123.8 kg of oil was placed in a two hundred liter stainless steel vessel with a paddle stirrer (100 rpm) and 2.58 L of 5N NaOH solution (0.92 mol. Equiv.) Was added to the oil at room temperature over a period of 10 min. Stirring was continued for 40 min, the saponified mass was filtered on a high-speed centrifuge and 9.76 kg of solid soap and 115.8 kg of light yellow oil were obtained (yield 93.53%), containing 0.26% (w / w) residual FFA

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

194 кг отдельной порции семян Jatropha, собранных после периода муссонов, механически отжали и получили 46 кг мутного черного масла с 7,87% FFA (мас./мас.) и 134 кг масляного жмыха. Порцию 1,75 кг масла поместили в трехлитровый стеклянный сосуд с мешалкой (200 об/мин) и при перемешивании добавили 95 мл 5N раствора NaOH (0,97 мол. экв.) при комнатной температуре в течение 10 мин. Перемешивание продолжали 30 мин, омыленную массу отфильтровали в вакууме и получили 0,40 кг мыла и 1,43 кг прозрачного масла темно-коричневого цвета (выход 81,7%), содержащего 0,267% (мас./мас.) остаточных FFA.194 kg of a separate portion of Jatropha seeds collected after the monsoon period were mechanically squeezed and 46 kg of cloudy black oil with 7.87% FFA (w / w) and 134 kg of oil cake were obtained. A portion of 1.75 kg of oil was placed in a three-liter glass vessel with a stirrer (200 rpm) and 95 ml of 5N NaOH solution (0.97 mol. Equiv.) Was added with stirring at room temperature over 10 minutes. Stirring was continued for 30 minutes, the saponified mass was filtered in vacuo to obtain 0.40 kg of soap and 1.43 kg of dark brown clear oil (81.7% yield) containing 0.267% (w / w) residual FFA.

Примеры 1-3 показывают, что образцы сырого масла, отжатого из целых семян Jatropha curcas, имеют разный внешний вид и различное содержание FFA; однако предлагаемый способ нейтрализации может значительно улучшить внешний вид масла и снизить до нужного уровня содержание FFA. Эти примеры также показывают, что для минимизации потерь масла с мылом и одновременно требуемого снижения содержания FFA в нейтрализованном масле следует использовать оптимальное количество раствора щелочи.Examples 1-3 show that samples of crude oil squeezed from whole Jatropha curcas seeds have different appearance and different FFA content; however, the proposed neutralization method can significantly improve the appearance of the oil and reduce the FFA content to the desired level. These examples also show that in order to minimize the loss of oil with soap and at the same time the required reduction in the FFA content in the neutralized oil, an optimal amount of alkali solution should be used.

ПРИМЕР 4EXAMPLE 4

2,67 кг нейтрализованного масла из примера 1 подвергли переэтерификации в трехгорлом пятилитровом стеклянном сосуде с якорной мешалкой. В отдельном сосуде приготовили 0,530 кг раствора КОН в метаноле путем добавления 0,045 кг (1,68% (мас./мас.) в расчете на нейтрализованное масло) KOH в 0,485 кг MeOH (1,64 мол. экв. в расчете на нейтрализованное масло) при перемешивании в течение 15 мин. Порцию 0,372 кг этого раствора добавили в масло при перемешивании со скоростью 200 об/мин в течение 30 мин при комнатной температуре, и содержимое затем перемешивали в течение 1 ч при обычных условиях. Затем перемешивание прекратили и содержимому дали отстояться в течение 1 ч, затем глицериновый слой удалили со дна сосуда и взвесили (0,36 кг). Аликвоту 100 г слоя масло/метиловый эфир отобрали для анализа, а оставшееся количество затем ввели в реакцию переэтерификации с остальным количеством (0,158 кг) КОН в метаноле. После остановки перемешивания 0,06 кг глицеринового слоя отделили и дали отстояться в течение 1 ч. Получили 2,54 кг сырого метилового эфира жирной кислоты, который затем обрабатывали следующим способом.2.67 kg of the neutralized oil from Example 1 were transesterified in a three-necked five-liter glass vessel with an anchor stirrer. A 0.530 kg solution of KOH in methanol was prepared in a separate vessel by adding 0.045 kg (1.68% (w / w) based on neutralized oil) KOH in 0.485 kg MeOH (1.64 mol equivalents based on neutralized oil ) with stirring for 15 minutes A portion of 0.372 kg of this solution was added to the oil with stirring at a speed of 200 rpm for 30 minutes at room temperature, and the contents were then stirred for 1 hour under normal conditions. Then the stirring was stopped and the contents were allowed to settle for 1 h, then the glycerol layer was removed from the bottom of the vessel and weighed (0.36 kg). An aliquot of a 100 g oil / methyl ether layer was taken for analysis, and the remaining amount was then introduced into the transesterification reaction with the remaining amount (0.158 kg) of KOH in methanol. After stirring was stopped, 0.06 kg of the glycerol layer was separated and allowed to stand for 1 h. 2.54 kg of crude fatty acid methyl ester was obtained, which was then processed in the following manner.

Взяли 0,25 кг сырого метилового эфира и повторили опыты по способу С, за исключением того, что 0,039 кг глицерина добавили двумя порциями, по 0,032 кг и 0,007 кг соответственно. После добавления первой порции и отстаивания в течение 10 мин получили 0,035 кг глицеринового слоя, а во втором случае после отстаивания в течение 1,5 ч получили 0,012 кг, т.е. всего 0,052 кг. Сжатый воздух пропускали через силикагель и полученный сухой воздух использовали для продувки слоя метилового эфира в течение 45 мин. Получили 0,235 кг продукта, содержащего 0,27% FFA, 0,05% суммарного глицерина, <0,01% свободного глицерина, 0,048% воды и по <0,2 м.д. натрия и калия. Отходящие воды (0,534 кг) содержали 0,0089 г KOH и 7100 м.д. COD.They took 0.25 kg of crude methyl ether and repeated the experiments according to method C, except that 0.039 kg of glycerol was added in two portions, 0.032 kg and 0.007 kg, respectively. After adding the first portion and settling for 10 minutes, 0.035 kg of the glycerol layer was obtained, and in the second case, after settling for 1.5 hours, 0.012 kg was obtained, i.e. only 0.052 kg. Compressed air was passed through silica gel and the resulting dry air was used to purge the methyl ether layer for 45 minutes. Received 0.235 kg of a product containing 0.27% FFA, 0.05% total glycerol, <0.01% free glycerol, 0.048% water and <0.2 ppm each. sodium and potassium. The waste water (0.534 kg) contained 0.0089 g of KOH and 7100 ppm. COD.

ПРИМЕР 5 (Сравнительные способы A,B,C)EXAMPLE 5 (Comparative methods A, B, C)

2,67 кг нейтрализованного масла из примера 1 подвергли переэтерификации в трехгорлом пятилитровом стеклянном сосуде с мешалкой якорного типа. В отдельном сосуде приготовили 0,530 кг раствора КОН в метаноле путем добавления 0,045 кг (1,68% (мас./мас.) в расчете на нейтрализованное масло) KOH в 0,485 кг MeOH (1,64 мол. экв. в расчете на нейтрализованное масло) при перемешивании в течение 15 мин. Порцию 0,372 кг этого раствора добавили к маслу при перемешивании со скоростью 200 об/мин при комнатной температуре и содержимое далее перемешивали в течение 1 ч в обычных условиях. Затем перемешивание прекратили и содержимому дали отстояться в течение 1 часа, после чего отобрали глицериновый слой со дна сосуда и взвесили (0,36 кг). Аликвоту 100 г слоя масло/метиловый эфир отобрали для анализа, а остальное количество подвергли дальнейшей переэтерификации с остальным количеством (0,158 кг) КОН в метаноле. После прекращения перемешивания отделили 0,06 кг глицеринового слоя и содержимому дали отстояться в течение 1 ч. Получили 2,54 кг сырого метилового эфира жирной кислоты, который затем обрабатывали способами (A-C), как описано ниже.2.67 kg of the neutralized oil from Example 1 were transesterified in a three-necked five-liter glass vessel with an anchor type stirrer. A 0.530 kg solution of KOH in methanol was prepared in a separate vessel by adding 0.045 kg (1.68% (w / w) based on neutralized oil) KOH in 0.485 kg MeOH (1.64 mol equivalents based on neutralized oil ) with stirring for 15 minutes A portion of 0.372 kg of this solution was added to the oil with stirring at a speed of 200 rpm at room temperature, and the contents were further stirred for 1 hour under normal conditions. Then the stirring was stopped and the contents were allowed to settle for 1 hour, after which the glycerol layer was taken from the bottom of the vessel and weighed (0.36 kg). An aliquot of a 100 g oil / methyl ether layer was taken for analysis, and the remaining amount was further transesterified with the remaining amount (0.158 kg) of KOH in methanol. After stirring was stopped, 0.06 kg of the glycerol layer was separated and the contents allowed to stand for 1 h. 2.54 kg of crude fatty acid methyl ester was obtained, which was then treated by methods ( AC ) as described below.

Способ A. В делительную воронку поместили 0,25 кг сырого метилового эфира и встряхивали с 0,175 кг воды. Получили пенную эмульсию, которая разделилась на два разных, но нечетких слоя спустя примерно 24 ч. Водный слой удалили и снова добавили в делительную воронку 0,175 кг воды для повторения операции. Для разделения на слои потребовалось примерно 20 ч. Эту операцию повторили еще шесть раз с водой, содержащей <50 м.д. TDS, после чего получили прозрачный метиловый эфир. Метиловый эфир профильтровали через слой безводного сульфата натрия и получили 0,205 кг конечного продукта, содержащего 0,41% FFA, 0,05% суммарного глицерина и 0,01% свободного глицерина. Из промывной воды, содержащей 0,395 г KOH и 43500 м.д. COD, получили 1,45 кг отходящей воды. Method A 0.25 kg of crude methyl ether was placed in a separatory funnel and shaken with 0.175 kg of water. A foamy emulsion was obtained, which was divided into two different but fuzzy layers after about 24 hours. The aqueous layer was removed and 0.175 kg of water was again added to the separatory funnel to repeat the operation. It took approximately 20 hours to separate into layers. This operation was repeated six more times with water containing <50 ppm. TDS, after which a clear methyl ester was obtained. Methyl ether was filtered through a layer of anhydrous sodium sulfate to give 0.205 kg of a final product containing 0.41% FFA, 0.05% total glycerol and 0.01% free glycerol. From wash water containing 0.395 g of KOH and 43500 ppm. COD, received 1.45 kg of waste water.

Способ B. В колбу для перегонки поместили 0,25 кг сырого метилового эфира и нагрели до температуры 65-75°C для отгонки остаточного метанола в вакууме. Масса стала желеобразной, и ее нельзя было обрабатывать дальше. Method B 0.25 kg of crude methyl ether was placed in a distillation flask and heated to a temperature of 65-75 ° C to distill off the residual methanol in vacuo. The mass became jelly-like and could not be processed further.

Способ C. В делительную воронку поместили 0,25 кг сырого метилового эфира, обработали 0,039 кг глицерина при перемешивании в течение минуты и дали отстояться в течение 90 мин. Глицерин и метиловый эфир разделились на два разных прозрачных слоя. Было найдено, что масса обедненного глицеринового слоя увеличилась до 0,048 кг. Затем к слою метилового эфира добавили 0,175 кг воды, содержимое встряхивали и дали отстояться в течение 2,5 ч. Водный слой легко отделился. Затем слой метилового эфира дополнительно дважды промыли (0,175 кг × 2) водой (<50 м.д. TDS). Было найдено, что слой метилового эфира содержит 0,2% воды, его профильтровали через слой безводного сульфата натрия и получили 0,235 кг конечного продукта, содержащего 0,27% FFA, 0,05% суммарного глицерина, <0,01% свободного глицерина, 0,1% воды и 12 м.д. примеси натрия. Отходящие воды (0,530 кг) содержали 0,029 г KOH и 21800 м.д. COD. Method C 0.25 kg of crude methyl ether was placed in a separatory funnel, 0.039 kg of glycerin was treated with stirring for a minute, and allowed to stand for 90 minutes. Glycerol and methyl ether were separated into two different transparent layers. It was found that the mass of the depleted glycerol layer increased to 0.048 kg. Then 0.175 kg of water was added to the methyl ether layer, the contents were shaken and allowed to stand for 2.5 hours. The aqueous layer was easily separated. The methyl ether layer was then washed twice more (0.175 kg x 2) with water (<50 ppm TDS). It was found that the methyl ether layer contains 0.2% water, it was filtered through a layer of anhydrous sodium sulfate and 0.235 kg of the final product was obtained containing 0.27% FFA, 0.05% total glycerol, <0.01% free glycerol, 0.1% water and 12 ppm impurities of sodium. The waste water (0.530 kg) contained 0.029 g of KOH and 21800 ppm. COD.

Приведенные способы обработки в примерах 4-5 показывают, что обработка сырого метилового эфира глицерином до промывки водой приводит к значительному повышению выхода, сохранению количества FFA в нейтрализованном масле и значительному уменьшению объема стоков и COD. Кроме того, примеры показывают, что добавление глицерина в две порции весьма полезно, т.к. уменьшает стоки. Примеры также показывают, что продувка очищенного метилового эфира сухим воздухом является лучшим способом уменьшения содержания воды при обычной температуре. (Было найдено, что после сушки очищенного метилового эфира на роторном испарителе при 70°C концентрация воды составляет 600 м.д.).The treatment methods given in Examples 4-5 show that treating the crude methyl ester with glycerol prior to washing with water leads to a significant increase in yield, maintaining the amount of FFA in a neutralized oil and a significant reduction in the volume of effluents and COD. In addition, the examples show that the addition of glycerol in two portions is very useful, because reduces drains. The examples also show that purging the purified methyl ester with dry air is the best way to reduce the water content at ordinary temperature. (It was found that after drying the purified methyl ether on a rotary evaporator at 70 ° C, the water concentration is 600 ppm).

ПРИМЕР 6EXAMPLE 6

500 кг целых семян Jatropha curcas поместили в механический шнековый пресс и получили 125 кг масла темно-коричневого цвета, содержащего 3,2% (мас./мас.) FFA. Порцию 105 кг (3,86 моль) масла поместили в двухсотлитровый сосуд из нержавеющей стали с лопастной мешалкой (100 об/мин) и при перемешивании добавили к маслу 2,7 л 5N раствора NaOH (13,5 моль) (1,16 мол. экв. свободных жирных кислот) при комнатной температуре в течение 10 мин. Перемешивали 45 мин, омыленную массу профильтровали через вакуумный Нутч-фильтр и получили 13,0 кг мыла и 92,5 кг масла, содержащего 0,26% (мас./мас.) FFA. В отдельном сосуде приготовили 18,3 кг раствора КОН в метаноле, добавив 1,5 кг KOH в 16,8 кг (1,64 мол. экв. в расчете на нейтрализованное масло) MeOH при перемешивании в течение 15 мин. Этот раствор добавили к маслу при перемешивании в течение 20 мин при комнатной температуре с помощью дозирующего насоса и содержимое перемешивали еще 1 час при обычных условиях. Затем перемешивание прекратили и содержимому дали отстояться в течение 1 ч, а затем глицериновый слой отделили со дна сосуда и взвесили (17,7 кг). Эфирный слой снова переэтерифицировали с дополнительным количеством метанольного КОН, приготовленным, как описано выше, из 5,85 кг MeOH (0,57 мол. экв. в расчете на нейтрализованное масло) и 0,5 кг KOH. Больше глицерин не отделяли. Эфирный слой биодизеля затем обработали 12,6 кг глицерина при перемешивании и дали отстояться в течение 90 мин для завершения разделения слоев глицерина и биодизеля. Масса отделенного слоя глицерина составила 20,2 кг. Эфирный слой с биодизелем трижды промыли водой (каждый раз по 90 л) и добавили 0,9 г антиоксиданта BHT. При этом содержание воды в биодизеле, определенное по методу Фишера, составило 0,18% (1800 м.д.). Сжатый воздух пропускали через силикагель, и полученный сухой воздух использовали для продувки биодизеля в течение 3 ч. Масса биодизеля составила 90 кг (выход 97,3% в расчете на нейтрализованное масло). Анализ биодизеля показал, что он содержит 0,262% FFA, 0,048% суммарного глицерина, 0,009% свободного глицерина и 450 м.д. воды. Образец этой порции направили на подробный анализ, полученные результаты приведены ниже в таблице.500 kg of whole Jatropha curcas seeds were placed in a mechanical screw press and 125 kg of dark brown oil containing 3.2% (w / w) FFA was obtained. A portion of 105 kg (3.86 mol) of the oil was placed in a two-liter stainless steel vessel with a paddle stirrer (100 rpm) and 2.7 l of a 5N NaN solution (13.5 mol) was added to the oil with stirring (1.16 mol) equivalent of free fatty acids) at room temperature for 10 minutes It was stirred for 45 minutes, the saponified mass was filtered through a vacuum Nutch filter and 13.0 kg of soap and 92.5 kg of oil containing 0.26% (w / w) FFA were obtained. In a separate vessel, 18.3 kg of a solution of KOH in methanol was prepared by adding 1.5 kg of KOH in 16.8 kg (1.64 mol equivalents per neutralized oil) of MeOH with stirring for 15 minutes. This solution was added to the oil with stirring for 20 minutes at room temperature using a metering pump, and the contents were stirred for another 1 hour under normal conditions. Then the stirring was stopped and the contents were allowed to settle for 1 h, and then the glycerol layer was separated from the bottom of the vessel and weighed (17.7 kg). The ether layer was again transesterified with an additional amount of methanol KOH prepared as described above from 5.85 kg of MeOH (0.57 mol. Equiv. Based on neutralized oil) and 0.5 kg of KOH. No more glycerol was separated. The ether layer of biodiesel was then treated with 12.6 kg of glycerol with stirring and allowed to stand for 90 minutes to complete the separation of the layers of glycerol and biodiesel. The mass of the separated glycerol layer was 20.2 kg. The ether layer with biodiesel was washed three times with water (90 L each time) and 0.9 g of BHT antioxidant was added. Moreover, the water content in biodiesel, determined by the Fisher method, was 0.18% (1800 ppm). Compressed air was passed through silica gel, and the resulting dry air was used to purge biodiesel for 3 hours. The biodiesel mass was 90 kg (yield 97.3% based on neutralized oil). Biodiesel analysis showed that it contains 0.262% FFA, 0.048% of total glycerol, 0.009% of free glycerol and 450 ppm. water. A sample of this portion was sent for detailed analysis, the results are shown in the table below.

Анализ метилового эфира жирной кислоты из примера 3а Analysis of the fatty acid methyl ester of Example 3 a ВидView Прозрачная золотистая
желтая жидкость
Transparent golden
yellow liquid
Значение DINDIN value Реальное значениеReal value Плотность@15°СDensity @ 15 ° C ISO 3675ISO 3675 кг/м3 kg / m 3 860-990860-990 880,0880.0 Загрязн. тв. веществамиDirty tv substances мг/кгmg / kg <24<24 4four Кислотное число Acid number DIN 51 558-1DIN 51 558-1 мг KOH/гmg KOH / g <0,5<0.5 0,10.1 Вязкость при 40°CViscosity at 40 ° C ISO 3104ISO 3104 мм2mm 2 / s 3,5-5,03,5-5,0 4,344.34 Йодное числоIodine number DIN 53241-1-DIN 53241-1- гI2/100 гplaster Gi 2/100 g <120<120 9696 ЗолаAsh ISO 3987ISO 3987 г/100 гg / 100 g <0,02<0.02 <0,01<0.01 Содержание водыWater content EN ISO 12937EN ISO 12937 мг/кгmg / kg <500<500 450450 Температура вспышкиFlash point DIN EN 22719DIN EN 22719 °C° C >101> 101 160160 Цетановое числоa Cetane number a -- >51> 51 54,554.5 Общая теплотворная способностьb Total calorific value b D4809D4809 ккал/кгkcal / kg 95629562 МоноглицеридыMonoglycerides EN 14 105EN 14 105 г/100гg / 100g <0,8<0.8 0,150.15 ДиглицеридыDiglycerides EN 14 105EN 14 105 г/100гg / 100g <0,2<0.2 <0,02<0.02 ТриглицеридыTriglycerides EN 14 105EN 14 105 г/100гg / 100g <0,2<0.2 <0,02<0.02 Свободн. глицеринFree glycerol EN 14 105EN 14 105 г/100гg / 100g <0,2<0.2 <0,02<0.02 Суммарн. глицеринSummarn. glycerol EN 14 105EN 14 105 г/100гg / 100g <0,25<0.25 0,040.04 МетанолMethanol prEN 14110prEN 14110 г/100гg / 100g <0,2<0.2 <0,02<0.02 Содержание эфира Ether content prEN 14103prEN 14103 г/100гg / 100g -- 98,598.5 НатрийSodium мг/кгmg / kg <0,5 всего<0.5 total 0,20.2 КалийPotassium мг/кгmg / kg Na+KaNa + Ka 0,20.2 МагнийMagnesium мг/кгmg / kg -- <0,5<0.5 КальцийCalcium мг/кгmg / kg -- <0,5<0.5 ФосфорPhosphorus мг/кгmg / kg <10<10 <1<1 aАнализ проведен в DaimlerChrysler AG, Германия
bАнализ проведен в Reliance Industries Ltd., Индия
a Analysis conducted by DaimlerChrysler AG, Germany
b Analysis conducted by Reliance Industries Ltd., India

Из этого примера видно, что метиловый эфир жирной кислоты из масла, отжатого из целых семян Jatropha curcas, можно обработать по способу настоящего изобретения с помощью 2,2 экв. метанола и 2,2% (мас./мас.) KOH и получить биодизель Bl00 с выходом 97,2%, все параметры которого соответствуют техническим условиям EN 14214, и большинство параметров имеет значения значительно ниже заданных предельных значений. Также видно, что данное изобретение позволяет преодолеть важное ограничение предшествующего уровня техники по содержанию P в биодизеле.From this example, it is seen that the fatty acid methyl ester from the oil squeezed from whole seeds of Jatropha curcas can be processed according to the method of the present invention with 2.2 equiv. methanol and 2.2% (wt./wt.) KOH and get Bl00 biodiesel with a yield of 97.2%, all parameters of which meet the technical specifications of EN 14214, and most parameters have values significantly lower than the specified limit values. It can also be seen that this invention overcomes the important limitation of the prior art regarding the P content of biodiesel.

ПРИМЕР 7EXAMPLE 7

115,8 кг нейтрализованного масла, содержащего 0,26% (мас./мас.) остаточных FFA, поместили в двухсотлитровый сосуд из нержавеющей стали с лопастной мешалкой (100 об/мин). В отдельном сосуде приготовили 15,5 кг метанольного раствора KOH, добавив 1,305 кг KOH в 14,2 кг MeOH (1,12 мол. экв. в расчете на нейтрализованное масло) при перемешивании в течение 15 мин. Этот раствор добавили к маслу при перемешивании в течение 30 мин при комнатной температуре с помощью дозирующего насоса и содержимое перемешивали еще 1 ч при обычных условиях. Затем перемешивание прекратили и содержимому дали отстояться в течение 1 ч, после чего отделили глицериновый слой со дна сосуда и взвесили (17,28 кг). Эфирный слой снова переэтерифицировали с дополнительным количеством метанольного КОН, приготовленного, как описано выше, из 6,24 кг MeOH (0,5 мол. экв. в расчете на нейтрализованное масло) и 0,56 кг KOH. Отделили еще 4,58 кг глицерина. Эфирный слой биодизеля затем обработали 7,44 кг глицерина при перемешивании в течение 5 мин и дали отстояться в течение 90 мин для полного разделения слоев глицерина и биодизеля. Масса отделенного слоя глицерина составила 11,3 кг. Эфирный слой биодизеля трижды промыли деминерализованной водой (<50 м.д. TDS) (3×70 л) и добавили 1,1 г антиоксиданта BHT. Сжатый воздух пропускали через силикагель и полученный сухой воздух использовали для продувки биодизеля в течение 3 ч, после чего содержание воды снизилось до 460 м.д. Масса биодизеля составила 109,4 кг (выход 94,5% в расчете на нейтрализованное масло). Биодизель содержал 0,25% FFA, 0,11% суммарного глицерина и 0,02% свободного глицерина.115.8 kg of neutralized oil containing 0.26% (w / w) residual FFA was placed in a two hundred liter stainless steel vessel with a paddle stirrer (100 rpm). 15.5 kg of a methanol solution of KOH were prepared in a separate vessel, adding 1.305 kg of KOH in 14.2 kg of MeOH (1.12 mol. Equiv. Calculated on neutralized oil) with stirring for 15 minutes. This solution was added to the oil with stirring for 30 minutes at room temperature using a metering pump and the contents were stirred for another 1 hour under normal conditions. Then the stirring was stopped and the contents were allowed to stand for 1 h, after which the glycerol layer was separated from the bottom of the vessel and weighed (17.28 kg). The ether layer was again transesterified with an additional amount of methanol KOH, prepared as described above, from 6.24 kg of MeOH (0.5 mol equivalents per neutralized oil) and 0.56 kg of KOH. Separated another 4.58 kg of glycerol. The ether layer of biodiesel was then treated with 7.44 kg of glycerol with stirring for 5 minutes and allowed to stand for 90 minutes to completely separate the layers of glycerol and biodiesel. The mass of the separated glycerol layer was 11.3 kg. The biodiesel ether layer was washed three times with demineralized water (<50 ppm TDS) (3 × 70 L) and 1.1 g of BHT antioxidant was added. Compressed air was passed through silica gel and the resulting dry air was used to purge biodiesel for 3 hours, after which the water content dropped to 460 ppm. The biodiesel mass was 109.4 kg (yield 94.5% based on neutralized oil). Biodiesel contained 0.25% FFA, 0.11% total glycerol, and 0.02% free glycerol.

ПРИМЕР 8EXAMPLE 8

80,1 кг масла, содержащего 0,36% (мас./мас.) остаточных FFA, поместили в реактор. В отдельном сосуде приготовили 14,46 кг метанольного раствора KOH, добавив 1,2 кг KOH в 13,26 кг MeOH (1,5 мол. экв. в расчете на нейтрализованное масло) при перемешивании в течение 15 мин. Этот раствор добавили в масло при перемешивании в течение 30 мин при комнатной температуре с помощью дозирующего насоса и содержимое перемешивали еще 1 ч при обычных условиях. Затем перемешивание прекратили и содержимому дали отстояться в течение 1 ч, после чего отделили глицериновый слой со дна сосуда и взвесили (14,2 кг). Эфирный слой снова переэтерифицировали с дополнительным количеством метанольного КОН, приготовленного, как описано выше, из 6,24 кг MeOH (0,7 мол. экв. в расчете на нейтрализованное масло) и 0,5 кг KOH. Отделили еще 3,2 кг глицерина. Эфирный слой биодизеля затем обработали 10,2 кг глицерина при перемешивании в течение 5 мин и дали отстояться в течение 90 мин для полного разделения слоев глицерина и биодизеля. Масса отделенного слоя глицерина составила 18,5 кг. Эфирный слой биодизеля трижды промыли деминерализованной водой (<50 м.д. TDS) (3×70 л) и добавили 0,80 г антиоксиданта BHT. Сжатый воздух пропускали через силикагель и полученный сухой воздух использовали для продувки биодизеля в течение 3 ч, после чего содержание воды уменьшилось до 0,048% (480 м.д.). Масса биодизеля составила 76,2 кг при объеме 87 л. Биодизель содержал 0,36% FFA. Содержание суммарного глицерина и свободного глицерина было ниже пределов определения.80.1 kg of oil containing 0.36% (w / w) residual FFA was placed in the reactor. 14.46 kg of methanol KOH solution was prepared in a separate vessel by adding 1.2 kg of KOH in 13.26 kg of MeOH (1.5 mol equivalents per neutralized oil) with stirring for 15 minutes. This solution was added to the oil with stirring for 30 minutes at room temperature using a metering pump, and the contents were stirred for another 1 hour under normal conditions. Then the stirring was stopped and the contents were allowed to settle for 1 h, after which the glycerol layer was separated from the bottom of the vessel and weighed (14.2 kg). The ether layer was again transesterified with an additional amount of methanol KOH, prepared as described above, from 6.24 kg of MeOH (0.7 mol. Equiv. Based on neutralized oil) and 0.5 kg of KOH. Separated another 3.2 kg of glycerol. The ether layer of biodiesel was then treated with 10.2 kg of glycerol with stirring for 5 minutes and allowed to stand for 90 minutes to completely separate the layers of glycerol and biodiesel. The mass of the separated glycerol layer was 18.5 kg. The ether layer of the biodiesel was washed three times with demineralized water (<50 ppm TDS) (3 × 70 L) and 0.80 g of BHT antioxidant was added. Compressed air was passed through silica gel and the resulting dry air was used to purge biodiesel for 3 hours, after which the water content decreased to 0.048% (480 ppm). The mass of biodiesel was 76.2 kg with a volume of 87 liters. Biodiesel contained 0.36% FFA. The content of total glycerol and free glycerol was below the limits of determination.

Примеры 5-7 показывают, что биодизель, удовлетворяющий техническим условиям EN14214, можно получить, если проводить переэтерификацию в две стадии при общих количествах метанола и KOH в интервалах 1,62-2,20 экв. и 1,6%-2,2% соответственно. Как и в случае примера 4 (способы С и D), содержание FFA в биодизеле является таким же, как в нейтрализованном масле. Однако при пониженных количествах метанола и катализатора наблюдается резкое снижение выхода. Примеры также показывают, что если количества использованных метанола и KOH на первой стадии составляют >1,62 экв. и 1,6%, то на второй стадии переэтерификации не образуется заметного количества глицеринового слоя. Поэтому можно предположить, что для получения биодизеля, удовлетворяющего требованиям EN14214, возможна и одностадийная переэтерификация в присутствии оптимальных количеств метанола и КОН.Examples 5-7 show that biodiesel that meets the specifications of EN14214 can be obtained by transesterification in two stages with total amounts of methanol and KOH in the range of 1.62-2.20 equiv. and 1.6% -2.2%, respectively. As in the case of example 4 (methods C and D), the FFA content in biodiesel is the same as in neutralized oil. However, with reduced amounts of methanol and catalyst, a sharp decrease in yield is observed. The examples also show that if the amounts of methanol and KOH used in the first step are> 1.62 eq. and 1.6%, then in the second stage of transesterification no appreciable amount of glycerol layer is formed. Therefore, we can assume that in order to obtain biodiesel that meets the requirements of EN14214, one-stage transesterification is also possible in the presence of optimal amounts of methanol and KOH.

ПРИМЕР 9EXAMPLE 9

83 кг нейтрализованного масла Jatropha, содержащего 0,31% (мас./мас.) остаточной FFА, поместили в реактор. В отдельном сосуде приготовили 17,45 кг метанольного раствора KOH, добавив 1,45 кг KOH в 16,0 кг MeOH (1,74 мол. экв. в расчете на масло) при перемешивании в течение 15 мин. Этот раствор добавили в масло при перемешивании в течение 30 мин при комнатной температуре с помощью дозирующего насоса и содержимое перемешивали еще 1,25 часа при обычных условиях. Затем перемешивание прекратили и содержимому дали отстояться в течение 1 ч, после чего отделили глицериновый слой со дна сосуда и взвесили (17,4 кг). Отобрали аликвоту 250 мл из слоя метилового эфира и встряхивали с водой в делительной воронке. Было видно, что четкое разделение на слои затруднено. Остальной слой метилового эфира обработали 6,35 кг глицерина при перемешивании в течение минуты и дали отстояться в течение 90 мин для полного разделения слоев глицерина и эфира. Масса отделенного слоя глицерина составила 7,55 кг. Слой эфира трижды промыли водой (3×70 л), содержащей <50 м.д. TDS. Затем к метиловому эфиру добавили 0,8 г антиоксиданта BHT и содержимое продували сухим воздухом в течение 3 ч. Биодизель массой 78 кг (выход 94,0% мас./мас.) содержал 0,31% FFA, 0,15% суммарного глицерина, <0,01% свободного глицерина и 450 м.д. воды.83 kg of neutralized Jatropha oil containing 0.31% (w / w) residual FFA was placed in the reactor. 17.45 kg of methanol KOH solution was prepared in a separate vessel by adding 1.45 kg of KOH in 16.0 kg of MeOH (1.74 mol. Equiv. Calculated as oil) with stirring for 15 minutes. This solution was added to the oil with stirring for 30 minutes at room temperature using a metering pump, and the contents were mixed for another 1.25 hours under normal conditions. Then the stirring was stopped and the contents were allowed to settle for 1 h, after which the glycerol layer was separated from the bottom of the vessel and weighed (17.4 kg). A 250 ml aliquot was taken from the methyl ether layer and shaken with water in a separatory funnel. It was seen that a clear separation into layers is difficult. The remaining methyl ether layer was treated with 6.35 kg of glycerol with stirring for a minute and allowed to stand for 90 minutes to completely separate the layers of glycerol and ether. The mass of the separated glycerol layer was 7.55 kg. The ether layer was washed three times with water (3 × 70 L) containing <50 ppm. TDS Then 0.8 g of BHT antioxidant was added to the methyl ester and the contents were purged with dry air for 3 hours. 78 kg biodiesel (yield 94.0% w / w) contained 0.31% FFA, 0.15% total glycerol , <0.01% free glycerol and 450 ppm water.

ПРИМЕР 10EXAMPLE 10

Порцию 105 кг масла, отжатого из семян Jatropha curcas, полученных из области Удайпур штата Раджастан, Индия, содержащего 1,67% (мас./мас.) FFA, загрузили в двухсотлитровый сосуд из нержавеющей стали с лопастной мешалкой (100 об/мин) и к маслу добавили 1 л 5N раствора NaOH (0,82 мол. экв. FFA) при перемешивании при комнатной температуре в течение 15 мин. Перемешивание продолжали 60 мин, омыленную массу отфильтровали на центрифуге и получили 4,5 кг мыла и 102,2 кг масла, содержащего 0,33% (мас./мас.) остаточных FFA. В отдельном сосуде приготовили 21,2 кг метанольного раствора KOH, добавив 1,78 кг KOH в 19,4 кг MeOH (1,74 мол. экв. в расчете на нейтрализованное масло) при перемешивании в течение 15 мин. Этот раствор добавили к маслу при перемешивании в течение 30 мин при комнатной температуре с помощью дозирующего насоса, и содержимое перемешивали еще 1,25 ч при обычных условиях. Затем перемешивание прекратили и содержимому дали отстояться в течение 1 ч, после чего отделили глицериновый слой со дна сосуда и взвесили (22,84 кг). Слой сырого эфира промыли тремя порциями глицерина по 1,08 кг, 1 кг и 1,06 кг соответственно при перемешивании в течение 5 мин и дали отстояться в течение 60 мин для полного разделения слоев глицерина и биодизеля. Масса отделенных слоев глицерина составила 2,44 кг, 1,24 кг и 1,28 кг соответственно. Слой метилового эфира промыли тремя порциями воды (3×70 л) с <50 м.д. TDS. Величины COD в трех последовательных порциях воды составили 30400 м.д., 754 м.д. и 257 м.д. соответственно. Добавили 1 г антиоксиданта BHT и продули метиловый эфир сухим воздухом. Найдено, что продукт массой 96,1 кг (выход 94,1% в расчете на нейтрализованное масло) содержал 0,32% FFA, 0,156% суммарного глицерина, 0,01% свободного глицерина и 480 м.д. воды.A portion of 105 kg of oil squeezed from Jatropha curcas seeds obtained from the Udaipur region of Rajasthan, India, containing 1.67% (w / w) FFA, was loaded into a two hundred liter stainless steel vessel with a paddle stirrer (100 rpm) and 1 L of a 5N NaOH solution (0.82 mol. equiv. FFA) was added to the oil with stirring at room temperature for 15 minutes. Stirring was continued for 60 minutes, the saponified mass was filtered by centrifuge and 4.5 kg of soap and 102.2 kg of oil containing 0.33% (w / w) residual FFA were obtained. In a separate vessel, 21.2 kg of a methanol solution of KOH was prepared by adding 1.78 kg of KOH in 19.4 kg of MeOH (1.74 mol equivalents based on neutralized oil) with stirring for 15 minutes. This solution was added to the oil with stirring for 30 minutes at room temperature using a metering pump, and the contents were stirred for an additional 1.25 hours under normal conditions. Then the stirring was stopped and the contents were allowed to settle for 1 h, after which the glycerol layer was separated from the bottom of the vessel and weighed (22.84 kg). The crude ether layer was washed with three portions of glycerol of 1.08 kg, 1 kg and 1.06 kg, respectively, with stirring for 5 minutes and allowed to stand for 60 minutes to completely separate the layers of glycerol and biodiesel. The mass of the separated layers of glycerol was 2.44 kg, 1.24 kg and 1.28 kg, respectively. The methyl ether layer was washed with three portions of water (3 × 70 L) with <50 ppm. TDS The COD values in three consecutive portions of water amounted to 30,400 ppm, 754 ppm. and 257 ppm respectively. 1 g of BHT antioxidant was added and the methyl ether was purged with dry air. It was found that the product weighing 96.1 kg (yield 94.1% based on neutralized oil) contained 0.32% FFA, 0.156% total glycerol, 0.01% free glycerol and 480 ppm. water.

ПРИМЕР 11EXAMPLE 11

Порцию 527 кг семян Jatropha Curcas, полученных из области Удайпур штата Раджастан, Индия, измельчили и получили 125 кг масла, содержащего 1,78% (мас./мас.) FFA. Порцию 106 кг масла поместили в двухсотлитровый сосуд из нержавеющей стали с лопастной мешалкой (100 об/мин) и к маслу при перемешивании добавили 1,1 л 5N раствора NaOH (0,82 мол. экв. FFA) при комнатной температуре в течение 15 мин. Перемешивание продолжали 60 мин, омыленную массу отфильтровали на центрифуге и получили 5,15 кг мыла и 102 кг масла, содержащего 0,31% (мас./мас.) остаточных FFA. В нейтрализованном масле содержалось 0,1% воды. В отдельном сосуде приготовили метанольный раствор KOH, добавив 1,81 кг KOH (1,77% в расчете на нейтрализованное масло) в 19,7 кг MeOH (1,75 экв. нейтрализованного масла) при перемешивании в течение 15 мин, и обработали 1 кг безводного сульфата натрия. Полученный раствор массой 21,2 кг добавили к маслу при перемешивании в течение 30 мин при комнатной температуре с помощью дозирующего насоса и содержимое перемешивали еще 1,25 ч при обычных условиях. Затем перемешивание прекратили и содержимому дали отстояться в течение 1 ч, после чего отделили глицериновый слой со дна сосуда и взвесили (21,15 кг). Слой метилового эфира затем промыли тремя порциями глицерина по 1,15 кг, 1,00 кг и 1,00 кг соответственно при перемешивании в течение 5 мин и дали отстояться в течение 60 мин для полного разделения слоев глицерина и биодизельного топлива. Массы отделенных слоев глицерина составили 2,06 кг, 1,55 кг и 1,05 кг соответственно. Слой метилового эфира промыли двумя порциями воды (2×70 л), содержащей <50 м.д. TDS, затем добавили 1 г антиоксиданта BHT и высушили продукт продувкой сухим воздухом. Найдено, что биодизель массой 98,05 кг (выход 96,13% в расчете на нейтрализованное масло) содержал 0,31% FFA, 0,16% суммарного глицерина, 0,01% свободного глицерина и 450 м.д. воды.A portion of 527 kg of Jatropha Curcas seeds obtained from the Udaipur region of Rajasthan, India, was ground and 125 kg of oil containing 1.78% (w / w) FFA were obtained. A portion of 106 kg of oil was placed in a two hundred-liter stainless steel vessel with a paddle stirrer (100 rpm) and 1.1 l of 5N NaOH solution (0.82 mol. Equiv. FFA) was added to the oil at room temperature for 15 minutes . Stirring was continued for 60 minutes, the saponified mass was filtered by centrifuge and 5.15 kg of soap and 102 kg of oil containing 0.31% (w / w) residual FFA were obtained. The neutralized oil contained 0.1% water. In a separate vessel, a methanol solution of KOH was prepared by adding 1.81 kg of KOH (1.77% based on neutralized oil) to 19.7 kg of MeOH (1.75 equivalent of neutralized oil) with stirring for 15 minutes, and processed 1 kg anhydrous sodium sulfate. The resulting solution, weighing 21.2 kg, was added to the oil with stirring for 30 minutes at room temperature using a metering pump, and the contents were mixed for another 1.25 hours under normal conditions. Then the stirring was stopped and the contents were allowed to settle for 1 h, after which the glycerol layer was separated from the bottom of the vessel and weighed (21.15 kg). The methyl ether layer was then washed with three portions of glycerol of 1.15 kg, 1.00 kg and 1.00 kg, respectively, with stirring for 5 minutes and allowed to stand for 60 minutes to completely separate the layers of glycerol and biodiesel. The masses of the separated glycerol layers were 2.06 kg, 1.55 kg and 1.05 kg, respectively. The methyl ether layer was washed with two portions of water (2 × 70 L) containing <50 ppm. TDS, then 1 g of BHT antioxidant was added and the product was dried by blowing dry air. It was found that biodiesel weighing 98.05 kg (yield 96.13% based on neutralized oil) contained 0.31% FFA, 0.16% total glycerol, 0.01% free glycerol and 450 ppm. water.

Примеры 8-10 показывают, что биодизель B100 с суммарным содержанием глицерина <0,16% можно получить одностадийной переэтерификацией с помощью 1,74 экв. метанола и 1,74% KOH. Кроме того, эти примеры показывают, что поскольку масса полученного глицеринового слоя точно такая же, как масса метанольного КОН, взятого для переэтерификации, то в сыром метиловом эфире остается мало метанола и катализатора, так что даже с помощью меньших количеств добавляемого глицерина можно удалить примеси из слоя метилового эфира. Кроме того, пример 10 показывает, что путем удаления воды из нейтрализованного масла и обработки метанольного раствора КОН безводным сульфатом натрия до переэтерификации можно уменьшить содержание примесей в глицериновом слое и одновременно повысить выход метилового эфира жирной кислоты от примерно 94% до 96%.Examples 8-10 show that B100 biodiesel with a total glycerol content <0.16% can be obtained by single-stage transesterification using 1.74 equiv. methanol and 1.74% KOH. In addition, these examples show that since the mass of the glycerol layer obtained is exactly the same as the mass of methanol KOH taken for transesterification, little methanol and catalyst remain in the crude methyl ether, so that even with smaller amounts of added glycerol, impurities can be removed from layer of methyl ether. In addition, Example 10 shows that by removing water from the neutralized oil and treating the KOH methanol solution with anhydrous sodium sulfate before transesterification, it is possible to reduce the content of impurities in the glycerol layer and at the same time increase the yield of fatty acid methyl ester from about 94% to 96%.

ПРИМЕР 12EXAMPLE 12

Отделенные глицериновые слои из примера 7 смешали, 2 кг из общего количества в 35,9 кг, содержащих 58 г гидроксида калия (катализатор), поместили в пятилитровую круглодонную колбу, погруженную в ванну с холодной водой, и обработали 50 г 98% серной кислоты (36M H2SO4), следя за тем, чтобы температура не поднималась выше 30°C. Смесь перемешивали примерно 15 мин. Твердые кристаллы отфильтровали, промыли 400 г метанола, высушили при 100°C в течение часа и получили 78,7 г (выход 88,4%) сульфата калия (содержание K2O = 51,8%), который можно использовать в качестве калийного удобрения. 1,88 кг метанол-глицеринового фильтрата поместили в установку для перегонки. При перегонке получили 328 г метанола и 1,563 кг глицерина.The separated glycerol layers from Example 7 were mixed, 2 kg of a total of 35.9 kg containing 58 g of potassium hydroxide (catalyst) was placed in a five-liter round bottom flask immersed in a cold water bath, and treated with 50 g of 98% sulfuric acid ( 36M H 2 SO 4 ), making sure that the temperature does not rise above 30 ° C. The mixture was stirred for about 15 minutes. The solid crystals were filtered off, washed with 400 g of methanol, dried at 100 ° C for one hour, and 78.7 g (88.4% yield) of potassium sulfate (K 2 O content = 51.8%) were obtained, which can be used as potassium fertilizers. 1.88 kg of methanol-glycerol filtrate was placed in a distillation unit. Upon distillation, 328 g of methanol and 1.563 kg of glycerol were obtained.

ПРИМЕР 13EXAMPLE 13

37 кг отделенного глицеринового слоя, образовавшегося при получении биодизеля в приведенном выше примере 5, содержащего 1,69 кг гидроксида калия (катализатора), поместили в пятидесятилитровый сосуд и обработали 1,315 кг 98% серной кислоты (36M H2SO4) при комнатной температуре. Смесь перемешивали примерно 5 мин. Твердые кристаллы отфильтровали, промыли 4,5 кг метанола, высушили при 100°C в течение часа и получили 2,48 кг (выход 94,4% в расчете на KOH) сульфата калия (содержание K2O=47,3%), используемого в качестве калийного удобрения.37 kg of the separated glycerol layer formed during the preparation of biodiesel in Example 5 above, containing 1.69 kg of potassium hydroxide (catalyst), was placed in a fifty-liter vessel and treated with 1.315 kg of 98% sulfuric acid (36M H 2 SO 4 ) at room temperature. The mixture was stirred for about 5 minutes. The solid crystals were filtered off, washed with 4.5 kg of methanol, dried at 100 ° C for one hour and obtained 2.48 kg (yield 94.4% based on KOH) of potassium sulfate (K 2 O content = 47.3%), used as potash fertilizer.

ПРИМЕР 14EXAMPLE 14

Проанализировали порцию в 2,5 л глицеринового слоя, образовавшегося при получении биодизеля, и нашли, что он содержит 101,3 г отработанного катализатора KOH. Его нейтрализовали путем барботирования SO3. Массу профильтровали, промыли, высушили и получили 147,2 г сульфата калия (выход 93,5%).We analyzed a portion of 2.5 l of the glycerol layer formed upon receipt of biodiesel, and found that it contains 101.3 g of spent KOH catalyst. It was neutralized by bubbling SO 3 . The mass was filtered, washed, dried and received 147.2 g of potassium sulfate (yield 93.5%).

ПРИМЕР 15EXAMPLE 15

Порцию 1,43 кг нейтрализованного масла, содержащего 0,267% (мас./мас.) остаточных FFA, подвергли дальнейшей переэтерификации в трехгорлом стеклянном сосуде с мешалкой якорного типа. В отдельном сосуде приготовили 198,1 г метанольного раствора, добавив 16,6 г KOH в 181,5 г MeOH (1,15 мол. экв. в расчете на нейтрализованное масло) при перемешивании в течение 15 мин. Этот раствор добавили к маслу при перемешивании со скоростью 200 об/мин в течение 20 мин при комнатной температуре и содержимое перемешивали еще 1 ч при обычных условиях. Затем перемешивание прекратили и содержимому дали отстояться в течение 1 ч, после чего глицериновый слой отделили со дна сосуда и взвесили (207,5 г). Экстракт затем переэтерифицировали в течение 1 ч метанольным КОН, приготовленным из 75,5 г MeOH (0,5 мол. экв. в расчете на нейтрализованное масло) и 7,0 г KOH, как описано выше. После прекращения перемешивания отделили 80,2 г глицеринового слоя и содержимому дали отстояться в течение часа. Сырой метиловый эфир поместили в делительную воронку и обработали двумя порциями глицерина - 100 г и 41,9 г соответственно - при перемешивании в течение минуты. После добавления первой порции и отстаивания в течение 10 мин получили 110,4 г глицеринового слоя, а во втором случае после отстаивания в течение 1,5 ч получили 75,6 г, т.е. всего 186,3 г. Эфирный слой биодизеля трижды промыли деминерализованной водой (<50 м.д. TDS) (3×1 л). Сжатый воздух пропускали через силикагель и полученный сухой воздух использовали для продувки биодизельного топлива в течение 1 ч, в результате чего содержание воды понизилось до 0,046% (460 м.д.). Масса биодизеля составила 1,35 кг при объеме 1,54 л.A portion of 1.43 kg of neutralized oil containing 0.267% (w / w) residual FFA was further transesterified in a three-necked glass vessel with an anchor type stirrer. 198.1 g of methanol solution was prepared in a separate vessel by adding 16.6 g of KOH in 181.5 g of MeOH (1.15 mol. Equiv. Based on neutralized oil) with stirring for 15 minutes. This solution was added to the oil with stirring at a speed of 200 rpm for 20 minutes at room temperature and the contents were stirred for another 1 hour under normal conditions. Then the stirring was stopped and the contents were allowed to settle for 1 h, after which the glycerol layer was separated from the bottom of the vessel and weighed (207.5 g). The extract was then transesterified for 1 h with methanol KOH prepared from 75.5 g of MeOH (0.5 mol equivalents based on neutralized oil) and 7.0 g of KOH, as described above. After stirring was stopped, 80.2 g of the glycerol layer were separated and the contents allowed to stand for one hour. Crude methyl ether was placed in a separatory funnel and treated with two portions of glycerol - 100 g and 41.9 g, respectively - with stirring for a minute. After adding the first portion and settling for 10 minutes, 110.4 g of the glycerol layer were obtained, and in the second case, after settling for 1.5 hours, 75.6 g were obtained, i.e. total 186.3 g. The ether layer of biodiesel was washed three times with demineralized water (<50 ppm TDS) (3 × 1 L). Compressed air was passed through silica gel and the resulting dry air was used to purge biodiesel for 1 h, as a result of which the water content decreased to 0.046% (460 ppm). The mass of biodiesel was 1.35 kg with a volume of 1.54 liters.

Было определено, что в 465,3 г отделенного глицеринового слоя, образовавшегося при получении биодизеля, содержится 3,79% (мас./мас.) гидроксида калия (катализатора). Его поместили в двухлитровый сосуд и обработали 15,3 г 98% серной кислоты (36M H2SO4) при комнатной температуре. Смесь перемешивали примерно 15 мин. Твердые кристаллы отфильтровали, промыли 300 г метанола и высушили при 100°C в течение часа и получили 23,92 г (выход 87,3% в расчете на KOH и выход 91,6% в расчете на H2SO4) сульфата калия (содержание K2O=51,1%)), используемого в качестве калийного удобрения. Фильтрат, содержащий метанол и глицерин, перегнали в вакууме и выделили 69 г метанола (при 40°C и давлении 570 мм рт.ст.) и 250,9 г глицерина (при 250°C и 570 мм рт.ст.). Суммарно выделили 73% метанола и 86% глицерина.It was determined that 469.3 g of the separated glycerol layer formed upon receipt of biodiesel contained 3.79% (w / w) potassium hydroxide (catalyst). It was placed in a two-liter vessel and treated with 15.3 g of 98% sulfuric acid (36M H 2 SO 4 ) at room temperature. The mixture was stirred for about 15 minutes. The solid crystals were filtered off, washed with 300 g of methanol and dried at 100 ° C for one hour to obtain 23.92 g (87.3% yield based on KOH and 91.6% yield based on H 2 SO 4 ) potassium sulfate ( the content of K 2 O = 51.1%)) used as potash fertilizer. The filtrate containing methanol and glycerin was distilled in vacuo and 69 g of methanol (at 40 ° C and a pressure of 570 mm Hg) and 250.9 g of glycerol (at 250 ° C and 570 mm Hg) were isolated. A total of 73% methanol and 86% glycerol were isolated.

Примеры 11-14 демонстрируют энергетически эффективный способ выделения отработанного катализатора и одновременно выделения метанола и чистого глицерина.Examples 11-14 demonstrate an energy-efficient way of separating spent catalyst and simultaneously isolating methanol and pure glycerol.

ПРИМЕР 16EXAMPLE 16

20 кг мыла, содержащего примерно 20% (мас./мас.) масла, получили нейтрализацией масла Jatropha из разных партий. Его поместили в сосуд с рубашкой и мешалкой. Добавили 5 л 10N раствора NaOH при перемешивании в течение 10 мин и нагрели до 70-80°C. Полученную суспензию вылили в ванну и дали остыть до комнатной температуры. Мыло обладало хорошими моющими свойствами и было пригодно для изготовления кускового мыла.20 kg of soap containing approximately 20% (w / w) oil was obtained by neutralizing Jatropha oils from different batches. He was placed in a vessel with a shirt and a stirrer. 5 L of a 10N NaOH solution was added with stirring for 10 min and heated to 70-80 ° C. The resulting suspension was poured into a bath and allowed to cool to room temperature. The soap had good washing properties and was suitable for making bar soap.

ПРИМЕР 17EXAMPLE 17

Можно сослаться на статью «Товарная биржа на пути к чистому биодизелю», A. S. Anand (Times News Network, April 5, 2004), в которой указывается на намерение переходить к использованию чистого биодизеля. Указанный биодизель получен заявителями по способам из примеров 5-10. Можно также сослаться на статью, озаглавленную «Между товарной биржей и фермерами, приходит биодизель», опубликованной в The Financial Express of April 22, 2004 (New Delhi Edition), в которой рассмотрены удачные испытания движущегося средства с использованием примерно 800 л чистого биодизелного топлива.You can refer to the article “Commodity exchange on the way to clean biodiesel”, AS Anand (Times News Network, April 5, 2004), which indicates the intention to switch to using pure biodiesel. The specified biodiesel obtained by the applicants according to the methods of examples 5-10. You can also refer to the article entitled “ Biodiesel Comes Between the Commodity Exchange and Farmers, ” published in The Financial Express of April 22, 2004 (New Delhi Edition), which reviews successful tests of a moving vehicle using approximately 800 liters of pure biodiesel.

ПРИМЕР 18EXAMPLE 18

550 л чистого биодизеля, полученного способами из примеров 5-10, испытали на стационарном двигателе Powrin brand 8 HP со следующими показателями: внутреннее отверстие 114,3 мм; ход поршня 139,7 мм; объем двигателя 1,4330 л; кратность сжатия 19:1; об/мин, 850. Пробег составил десять 16-часовых циклов. Двигатель мог гладко работать с биодизельным топливом без какого-либо модифицирования.550 l of pure biodiesel produced by the methods of examples 5-10 were tested on a Powrin brand 8 HP stationary engine with the following indicators: inner bore 114.3 mm; piston stroke 139.7 mm; engine displacement of 1.4330 l; compression ratio 19: 1; rpm, 850. Mileage was ten 16-hour cycles. The engine could run smoothly with biodiesel without any modification.

Преимуществами настоящего изобретения являются:The advantages of the present invention are:

1. Изобретение позволяет получать биодизель нужной спецификации из масла Jatropha, отжатого непосредственно из целых семян.1. The invention allows to obtain biodiesel of the desired specification from Jatropha oil, squeezed directly from whole seeds.

2. Разработанный способ позволяет получать биодизель нужной марки даже путем одностадийной переэтерификации без какой-либо очистки.2. The developed method allows to obtain biodiesel of the desired brand, even by one-stage transesterification without any purification.

3. Способ исключает необходимость подвергать масло Jatropha и биодизель нагреванию или охлаждению, что выгодно как с точки зрения энергетической эффективности, так и качества продукта.3. The method eliminates the need to expose Jatropha oil and biodiesel to heating or cooling, which is beneficial both in terms of energy efficiency and product quality.

4. Изобретение включает простую работу установки.4. The invention includes a simple installation.

5. Выход биодизеля согласно способу данного изобретения составляет >96%.5. The yield of biodiesel according to the method of the present invention is> 96%.

6. Способ экологически безопасен при низком уровне стоков и выделении полезных побочных продуктов.6. The method is environmentally friendly with a low level of effluent and the allocation of useful by-products.

Claims (21)

1. Способ получения метилового эфира жирной кислоты (биодизеля) из масла, содержащего триглицериды и получаемого из растений, который включает (i) отжим масла из целых семян и отделение жмыха для использования в качестве органического удобрения, (ii) нейтрализацию щелочью, содержащейся в масле избыточной свободной жирной кислоты, и отделение мыльного остатка, (iii) добавление антиоксиданта и продувку масла сухим воздухом для уменьшения содержания воды, (iv) обработку масла соответствующим количеством метанольного раствора КОН, высушенного над безводным сульфатом натрия, (v) отделение глицеринового слоя, образовавшегося в ходе реакции, (vi) обработку слоя метилового эфира жирной кислоты глицерином в два приема для дальнейшего уменьшения содержания метанола, катализатора и других примесей в слое метилового эфира жирной кислоты, (vii) отделение глицерина, (viii) промывку слоя метилового эфира жирной кислоты водой в два приема для минимизации содержания примесей, (ix) отделение промывных вод, (x) добавление дополнительного количества антиоксиданта к метиловому эфиру жирной кислоты и продувку сухим воздухом для минимизации содержания воды, (xi) объединение глицериновых слоев и обработку с помощью SOx или топочного газа для превращения отработанного катализатора КОН в K2SO3 или K2CO3 соответственно, (xii) установление pH до примерно 7 и отгонку метанола из глицеринового слоя, (xiii) горячее центрифугирование оставшейся массы для отделения соли калия от глицерина, (xiv) промывку соли для удаления примесей, (xv) отделение необходимого количества сырого глицерина для промывки слоя метилового эфира жирной кислоты в следующей порции и также для других применений, где непосредственно используется сырой глицерин, и (xvi) отгонку оставшегося сырого глицерина с низким содержанием воды для получения очищенного глицерина.1. A method of producing fatty acid methyl ester (biodiesel) from an oil containing triglycerides and obtained from plants, which comprises (i) squeezing the oil from whole seeds and separating the cake for use as an organic fertilizer, (ii) neutralizing the alkali contained in the oil excess free fatty acid, and separating the soap residue, (iii) adding an antioxidant and purging the oil with dry air to reduce the water content, (iv) treating the oil with an appropriate amount of KOH methanol solution dried over anhydrous sodium sulfate, (v) separating the glycerol layer formed during the reaction, (vi) treating the fatty acid methyl ester layer with glycerol in two steps to further reduce the content of methanol, catalyst and other impurities in the fatty acid methyl ester layer, (vii) separating glycerol, (viii) washing the layer of fatty acid methyl ester with water in two steps to minimize impurities, (ix) separating the wash water, (x) adding an additional amount of antioxidant to the fatty acid methyl ester and selling dry air to minimize water content, (xi) combining the glycerol layers and treatment with SO x or flue gas to convert the spent KOH catalyst to K 2 SO 3 or K 2 CO 3, respectively, (xii) setting the pH to about 7 and distillation methanol from the glycerol layer, (xiii) hot centrifuging the remaining mass to separate the potassium salt from glycerol, (xiv) washing the salt to remove impurities, (xv) separating the necessary amount of crude glycerol to wash the layer of fatty acid methyl ester in the next portion and also for other applications where the crude glycerol is directly used, and (xvi) distilling the remaining crude glycerol with a low water content to obtain purified glycerol. 2. Способ по п.1, в котором масло, содержащее триглицериды, получают из растений и более конкретно из Jatropha Curcas.2. The method according to claim 1, in which the oil containing triglycerides is obtained from plants and more specifically from Jatropha Curcas. 3. Способ по пп.1 и 2, в котором выход полученного биодизеля поддерживают в интервале 94-98%, и качество биодизеля удовлетворяет техническим условиям EN14214.3. The method according to claims 1 and 2, in which the yield of the obtained biodiesel is maintained in the range of 94-98%, and the quality of the biodiesel meets the technical conditions of EN14214. 4. Способ по пп.1 и 2, в котором средний выход масла при механическом отжиме из целых семян Jatropha Curcas, используемых в настоящем изобретении, составляет 20-30% (мас./мас.).4. The method according to claims 1 and 2, in which the average yield of oil during mechanical extraction from whole seeds of Jatropha Curcas used in the present invention is 20-30% (wt./wt.). 5. Способ по пп.1 и 2, в котором жмых, содержащий 5-10% масла, измельчают.5. The method according to claims 1 and 2, in which the cake containing 5-10% oil is crushed. 6. Способ по пп.1 и 2, в котором содержание свободной жирной кислоты в свежеотжатом масле составляет 1,5-10,0% (мас./мас.).6. The method according to claims 1 and 2, in which the content of free fatty acid in freshly squeezed oil is 1.5-10.0% (wt./wt.). 7. Способ по пп.1 и 2, в котором масло обрабатывают при обычных условиях 5N раствором каустической соды, причем количество щелочи составляет 0,7-1,0 экв. (в расчете на FFA) в зависимости от начального содержания FFA в масле для получения нейтрализованного масла, содержащего 0,25-0,35% (мас./мас.) FFA.7. The method according to claims 1 and 2, in which the oil is treated under normal conditions with 5N caustic soda solution, the amount of alkali being 0.7-1.0 eq. (based on FFA) depending on the initial content of FFA in the oil to obtain a neutralized oil containing 0.25-0.35% (wt./wt.) FFA. 8. Способ по пп.1 и 2, в котором способ нейтрализации позволяет получить масло с улучшенным цветом, прозрачностью и текучестью, которые, в свою очередь, обеспечивают получение биодизеля золотисто-желтого цвета и высокой прозрачности.8. The method according to claims 1 and 2, in which the neutralization method allows to obtain oil with improved color, transparency and fluidity, which, in turn, provide biodiesel golden yellow and high transparency. 9. Способ по пп.1 и 2, в котором мыльный остаток, содержащий 10-30% остаточного масла, обрабатывают дополнительным количеством щелочи для приготовления кускового мыла.9. The method according to claims 1 and 2, in which the soap residue containing 10-30% of residual oil is treated with an additional amount of alkali to prepare bar soap. 10. Способ по пп.1 и 2, в котором содержание воды в нейтрализованном масле уменьшают от 0,05-0,2 до 0,005-0,01% путем продувки сухим воздухом после добавления подходящего антиоксиданта в концентрации 30-50 м.д.10. The method according to claims 1 and 2, in which the water content in the neutralized oil is reduced from 0.05-0.2 to 0.005-0.01% by blowing with dry air after adding a suitable antioxidant at a concentration of 30-50 ppm. 11. Способ по пп.1 и 2, в котором используемый для переэтерификации метанольный раствор КОН обрабатывают стехиометрическим количеством (по отношению к КОН) безводного сульфата натрия для поглощения воды, которая может образоваться в результате реакции щелочи со спиртом.11. The method according to claims 1 and 2, in which the methanol solution of KOH used for transesterification is treated with a stoichiometric amount (with respect to KOH) of anhydrous sodium sulfate to absorb water, which can be formed as a result of the reaction of alkali with alcohol. 12. Способ по пп.1 и 2, в котором удаление воды из нейтрализованного масла и метанольного КОН повышает выход метилового эфира на 1-5% и одновременно уменьшает выход побочных продуктов, которые трудно обрабатывать.12. The method according to claims 1 and 2, in which the removal of water from the neutralized oil and methanol KOH increases the yield of methyl ether by 1-5% and at the same time reduces the yield of by-products that are difficult to process. 13. Способ по пп.1 и 2, в котором масло подвергают переэтерификации метанольным КОН в две стадии и предпочтительно в одну стадию с использованием 1,5-2 экв. метанола и 1,5-2% (мас./мас.) щелочи и более конкретно КОН по отношению к нейтрализованному маслу.13. The method according to claims 1 and 2, in which the oil is subjected to transesterification with methanol KOH in two stages and preferably in one stage using 1.5-2 equiv. methanol and 1.5-2% (w / w) alkali and more specifically KOH with respect to the neutralized oil. 14. Способ по пп.1 и 2, в котором слой сырого метилового эфира после удаления глицеринового слоя дополнительно обрабатывают 1-10%-ным количеством глицерина для удаления оставшихся примесей в слое метилового эфира и предотвращения его уноса с водным потоком при промывке слоя метилового эфира двумя порциями воды с<50 м.д. растворенных солей и, что важнее, предотвращения нежелательного гидролиза сложного эфира.14. The method according to claims 1 and 2, in which the layer of crude methyl ether after removal of the glycerol layer is additionally treated with 1-10% amount of glycerol to remove remaining impurities in the layer of methyl ether and prevent its entrainment with the aqueous stream when washing the layer of methyl ether two portions of water with <50 ppm dissolved salts and, more importantly, preventing undesired hydrolysis of the ester. 15. Способ по пп.1 и 2, в котором часть первой порции промывной воды, которая обычно составляет 0,5÷1,0 л на литр биодизеля и содержит 25000-35000 м.д. веществ, определяющих химическую потребность в кислороде, используют для приготовления щелока, необходимого на стадии нейтрализации, и также для приготовления кускового мыла из мыльного остатка, а остальное обрабатывают перед сливом.15. The method according to claims 1 and 2, in which part of the first portion of the wash water, which is usually 0.5 ÷ 1.0 l per liter of biodiesel and contains 25000-35000 ppm substances that determine the chemical need for oxygen, are used to prepare the liquor required at the stage of neutralization, and also for the preparation of bulk soap from the soap residue, and the rest is treated before discharge. 16. Способ по пп.1 и 2, в котором вторую из двух порций промывной воды, которая содержит 500-2000 м.д. веществ, определяющих химическую потребность в кислороде, используют для первой водной промывки следующей порции.16. The method according to claims 1 and 2, in which the second of two portions of washing water, which contains 500-2000 ppm substances that determine the chemical need for oxygen, are used for the first water wash of the next portion. 17. Способ по пп.1 и 2, в котором полученный метиловый эфир обрабатывают 5-50 м.д. антиоксиданта и более конкретно бутилированного гидрокситолуола и продувают сухим воздухом для уменьшения содержания воды до <500 м.д.17. The method according to claims 1 and 2, in which the obtained methyl ether is treated with 5-50 ppm. antioxidant and more specifically bottled hydroxytoluene and purged with dry air to reduce the water content to <500 ppm. 18. Способ по пп.1 и 2, в котором основную часть катализатора КОН собирают в глицериновый слой, который можно обработать стехиометрическим количеством концентрированной серной кислоты, парами SOx или топочными газами для превращения отработанного катализатора в полезное калийное удобрение, которое можно непосредственно применять в сельском хозяйстве, с выходом 95-100%.18. The method according to claims 1 and 2, in which the main part of the KOH catalyst is collected in a glycerol layer, which can be treated with a stoichiometric amount of concentrated sulfuric acid, SO x vapors or flue gases to convert the spent catalyst into a useful potassium fertilizer, which can be directly used in agriculture, with a yield of 95-100%. 19. Способ по пп.1 и 2, в котором метанол выделяют из глицеринового слоя дистилляцией с выходом 70-90%.19. The method according to claims 1 and 2, in which methanol is isolated from the glycerol layer by distillation with a yield of 70-90%. 20. Способ по пп.1 и 2, в котором часть сырого глицерина после удаления отработанного щелочного катализатора и метанола можно повторно использовать для промывки сырого метилового эфира из следующей порции.20. The method according to claims 1 and 2, in which a portion of the crude glycerol after removal of the spent alkaline catalyst and methanol can be reused for washing the crude methyl ether from the next portion. 21. Способ по пп.1 и 2, в котором сырой глицерин, отделенный от биодизеля, перегоняют для получения очищенного глицерина с выходом 85-95%. 21. The method according to claims 1 and 2, in which the crude glycerin, separated from biodiesel, is distilled to obtain purified glycerol with a yield of 85-95%.
RU2008115448/04A 2004-10-20 2004-10-20 Improved method of producing methyl ether of fatty acid (biodiesel) via reesterification of oil triglycerides RU2379332C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008115448/04A RU2379332C1 (en) 2004-10-20 2004-10-20 Improved method of producing methyl ether of fatty acid (biodiesel) via reesterification of oil triglycerides

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008115448/04A RU2379332C1 (en) 2004-10-20 2004-10-20 Improved method of producing methyl ether of fatty acid (biodiesel) via reesterification of oil triglycerides

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008115448A RU2008115448A (en) 2009-10-27
RU2379332C1 true RU2379332C1 (en) 2010-01-20

Family

ID=41352565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008115448/04A RU2379332C1 (en) 2004-10-20 2004-10-20 Improved method of producing methyl ether of fatty acid (biodiesel) via reesterification of oil triglycerides

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2379332C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2491325C1 (en) * 2012-02-28 2013-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина" Method of processing fat into liquid fuel
RU2632671C2 (en) * 2015-06-10 2017-10-09 Общество С Ограниченной Ответственностью "Дизель Для Агропрома" (Ооо "Дизагро") Method for obtaining biodiesel fuel - alkyl esters of fatty acids

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR201720807A1 (en) * 2017-12-19 2019-07-22 Maysa Yag Sanayi Anonim Sirketi PRODUCTION OF HIGH ACID OILS (HIGH FFA OILS & FATS), FATTY ACID, THE REFINATION BY-PRODUCT OF OILS FROM SULFURED ACID OIL (ACIDOIL) BIODIESEL (METHYL ESTER) IN THE NORM EN14214

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2491325C1 (en) * 2012-02-28 2013-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина" Method of processing fat into liquid fuel
RU2632671C2 (en) * 2015-06-10 2017-10-09 Общество С Ограниченной Ответственностью "Дизель Для Агропрома" (Ооо "Дизагро") Method for obtaining biodiesel fuel - alkyl esters of fatty acids

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008115448A (en) 2009-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7666234B2 (en) Process for the preparation of fatty acid methyl ester from triglyceride oil by transesterification
CA2626129C (en) Improved process for the preparation of fatty acid methyl ester (biodiesel) from triglyceride oil through transesterification
Vasudevan et al. Liquid fuel from biomass: an overview
Van Gerpen Biodiesel processing and production
RU2503714C2 (en) Integrated method of producing biofuel from different types of raw material and related products
CN101372539B (en) Method for producing environment-friendly type plasticiser using waste oil and oil foot
AU2010290847C1 (en) Integrated process for the production of Jatropha methyl ester and by products
CN101619329A (en) Technical method for preparing biodiesel by biocatalysis one-pot method
RU2379332C1 (en) Improved method of producing methyl ether of fatty acid (biodiesel) via reesterification of oil triglycerides
CN114989897B (en) Low acid value biodiesel and preparation method thereof
CN100999680A (en) Esterification reaction tech. of preparing biodiesel by waste oil
CN101805381A (en) Method for directly synthesizing sucrose fatty acid ester by biodiesel and sucrose
CN100510010C (en) Method of preparing biological diesel oil from high acid value abandoned grease by titanium tetrachloride catalysts
RU2404229C1 (en) Method of producing biodiesel fuel
US20130180163A1 (en) Production of alkyl esters from high free fatty acid sources
Buasri et al. Biodiesel production from crude palm oil with a high content of free fatty acids and fuel properties
Mittelbach Process technologies for biodiesel production
CN111411129B (en) Process for improving enzymatic grease preparation biodiesel by adding decomposable ammonium salt
KR101837697B1 (en) A method for preparing fatty acid alkyl ester by a series of catalytic reactions
CN101050374A (en) Method for preparing biologic diesel oil from cottonseeds directly
AU2017203882A1 (en) Integrated process for the production of biofuels from different types of starting materials and related products
AU2012203418A1 (en) Integrated process for the production of biofuels from different types of starting materials and related products

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171021