RU2426770C1

RU2426770C1 - Method of producing ecologically clean diesel fuel

Info

Publication number: RU2426770C1
Application number: RU2009143512/04A
Authority: RU
Inventors: Ильдар Рашидович Хайрудинов (RU); Ильдар Рашидович Хайрудинов; Борис Семёнович Жирнов (RU); Борис Семёнович Жирнов; Ирина Ириковна Сидрачёва (RU); Ирина Ириковна Сидрачёва; Эльшад Гумерович Теляшев (RU); Эльшад Гумерович Теляшев
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2011-08-20
Also published as: RU2009143512A

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: method involves mixing starting low-sulphur diesel fuel with a product of re-esterification of plant oil with an aliphatic alcohol - butyl ether of rape-seed oil acids obtained in the presence of concentrated sulphuric acid. The starting diesel fuel is preferably mixed with butyl ether of rape-seed oil acids in weight ratio between 99:1 and 95:5. Antioxidant additive Agidol-12 is additionally added to the said mixture in amount of 0.1 wt %. ^ EFFECT: obtaining diesel fuel with higher lubricating power. ^ 3 cl, 2 tbl, 8 ex

Description

Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способам получения экологически чистого дизельного топлива (ЭЧДТ).The invention relates to oil refining, in particular to methods for producing environmentally friendly diesel fuel (ECDT).

Известен способ получения ЭЧДТ путем глубокого гидрирования прямогонной дизельной фракции, выделяемой из нефти ректификацией на установке АВТ [Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти. - М.: Изд-во «Техника», 2001, стр.46-50].There is a method of producing ECPT by deep hydrogenation of a straight-run diesel fraction extracted from oil by distillation in an ABT unit [Kaminsky E.F., Khavkin V.A. Deep oil refining. - M .: Publishing house "Technique", 2001, p. 46-50].

Недостатком данного способа является получение гидроочищенного дизельного топлива, имеющего низкую смазывающую способность, что создает затруднения при работе топливной системы автомобиля из-за повышенного износа топливного насоса.The disadvantage of this method is to obtain hydrotreated diesel fuel having a low lubricity, which creates difficulties in the operation of the fuel system of the car due to increased wear of the fuel pump.

Наиболее близким к заявленному способу является способ получения ЭЧДТ путем смешения малосернистого дизельного топлива, гидроочищенного до содержания серы не более 0,05% вес., с продуктом переэтерификации растительного масла алифатическим спиртом - сложным эфиром жирных кислот, полученным в присутствии катализатора, состоящего из алкоксидов щелочных или щелочно-земельных металлов, ацетатов щелочных или щелочноземельных или металлического натрия. При этом в качестве растительного масла используют генетически модифицированные кукурузное, хлопковое, пальмовое, соевое или рапсовое масла. [Пат. США №5730029, опубл. 24.03.1997 г., МПК C10L 1/18].Closest to the claimed method is a method for producing ESDT by mixing low-sulfur diesel fuel, hydrotreated to a sulfur content of not more than 0.05% by weight, with the product of transesterification of vegetable oil with aliphatic alcohol, a fatty acid ester obtained in the presence of a catalyst consisting of alkali alkoxides or alkaline earth metals, acetates of alkaline or alkaline earth or sodium metal. At the same time, genetically modified corn, cottonseed, palm, soy or rapeseed oils are used as vegetable oil. [Pat. US No. 5730029, publ. March 24, 1997, IPC C10L 1/18].

Недостатком известного способа является получение образцов дизельного топлива с недостаточно высокой степенью улучшения смазывающей способности (изменение диаметра пятна износа после введения эфира достигает 11-24%).The disadvantage of this method is to obtain samples of diesel fuel with an insufficiently high degree of improvement in lubricity (change in the diameter of the wear spot after the introduction of ether reaches 11-24%).

Изобретение направлено на получение ЭЧДТ с улучшенной смазывающей способностью из малосернистого дизельного топлива с содержанием серы 0,035% масс. и ниже.The invention is directed to obtaining ECDT with improved lubricity from low sulfur diesel fuel with a sulfur content of 0.035% by weight. and below.

Это достигается тем, что в способе получения ЭЧДТ путем смешения исходного малосернистого дизельного топлива с продуктом переэтерификации растительного масла с алифатическим спиртом, согласно изобретению, в качестве продукта переэтерификации растительного масла с алифатическим спиртом используют бутиловый эфир кислот рапсового масла, полученный в присутствии концентрированной серной кислоты.This is achieved by the fact that in the method for producing ECDT by mixing the starting low-sulfur diesel fuel with the product of transesterification of vegetable oil with aliphatic alcohol, according to the invention, butyl ether of rapeseed oil acids obtained in the presence of concentrated sulfuric acid is used as a product of transesterification of vegetable oil with aliphatic alcohol.

Целесообразно малосернистое дизельное топливо смешивать с бутиловым эфиром кислот рапсового масла, полученным в процессе переэтерификации рапсового масла н-бутанолом в присутствии концентрированной серной кислоты. Соотношение малосернистое дизельное топливо-бутиловый эфир кислот рапсового масла составляет от 99:1 до 95:5 по массе.It is advisable to mix diesel oil with butyl ether of rapeseed oil acids obtained in the process of transesterification of rapeseed oil with n-butanol in the presence of concentrated sulfuric acid. The ratio of low sulfur diesel fuel to butyl ether of rapeseed oil acids is from 99: 1 to 95: 5 by weight.

Целесообразно в вышеуказанную смесь добавить антиокислительную присадку «Агидол-12» в количестве 0,1% масс. для улучшения стабильности полученного дизельного топлива.It is advisable to add the antioxidant additive "Agidol-12" in the amount of 0.1% of the mass to the above mixture. to improve the stability of the resulting diesel fuel.

Использование в качестве компонента ЭЧДТ бутилового эфира кислот рапсового масла, полученного в процессе переэтерификации в присутствии концентрированной серной кислоты, позволяет улучшить смазывающую способность топлива и одновременно повысить значение цетанового числа.The use of rapeseed oil acids butyl ester as a component of ESDT obtained in the transesterification process in the presence of concentrated sulfuric acid improves the lubricity of the fuel and at the same time increases the value of the cetane number.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Рапсовое масло подвергают переэтерификации нормальным бутиловым спиртом при температуре 115°C в присутствии 2% масс. концентрированной серной кислоты. Продукт реакции после отстаивания отделяют от водно-глицериновой фазы и после очистки ректификацией используют в качестве компонента ЭЧДТ. В результате смешения 95-99% масс. малосернистого дизельного топлива, 1-5% масс. бутиловых эфиров кислот рапсового масла и 0,1% масс. антиокислительной добавки были получены образцы ЭЧДТ, имеющие улучшенную смазывающую способность. Диаметр пятна износа исходного малосернистого дизельного топлива (без добавления бутиловых эфиров кислот рапсового масла) равен 594 мкм. Для смесей малосернистого дизельного топлива и бутиловых эфиров кислот рапсового масла данный показатель снижается до 216-250 мкм. Результаты испытаний - в таблице 1.Rapeseed oil is subjected to transesterification with normal butyl alcohol at a temperature of 115 ° C in the presence of 2% of the mass. concentrated sulfuric acid. After settling, the reaction product is separated from the water-glycerin phase and, after purification by distillation, it is used as a component of ESDT. As a result of mixing 95-99% of the mass. low sulfur diesel fuel, 1-5% of the mass. butyl esters of acids of rapeseed oil and 0.1% of the mass. ESDT samples having improved lubricity were obtained. The diameter of the wear spot of the initial low-sulfur diesel fuel (without the addition of butyl esters of rapeseed oil acids) is 594 μm. For mixtures of low-sulfur diesel fuel and butyl esters of rapeseed oil acids, this indicator decreases to 216-250 microns. The test results are in table 1.

Таблица 1Table 1 Показатели качества полученного ЭЧДТQuality indicators of the obtained ECDT ПоказателиIndicators Исходное малосернистое дизельное топливоSource low sulfur diesel fuel Смесь малосернистого дизельного топлива и бутилового эфира кислот рапсового маслаMixture of low sulfur diesel fuel and rapeseed acid acid butyl ester Номера примеровSample Numbers 1one 22 33 4four 1. Состав смеси, % масс.1. The composition of the mixture,% of the mass. - малосернистое дизельное топливо- low sulfur diesel fuel 100,0100.0 99,099.0 97,097.0 95,095.0 95,095.0 - бутиловые эфиры кислот рапсового масла- butyl esters of rapeseed oil acids 0,00,0 1,01,0 3,03.0 5,05,0 5,05,0 - антикислитель «Агидол-12»- antioxidant "Agidol-12" -- -- -- -- 0,100.10 2. Плотность при 20°С2. Density at 20 ° C 833,4833.4 833,7833.7 834,0834.0 834,9834.9 835,0835.0 3. Содержание серы, % масс.3. The sulfur content,% of the mass. 0,03450,0345 0,03400,0340 0,03320,0332 0,03270,0327 0,03250,0325 4. Цетановое число4. Cetane number 46,246.2 47,047.0 49,049.0 49,649.6 49,649.6 5. Фракционный состав, % об.5. Fractional composition,% vol. - начало кипения, °C- start of boiling, ° C 166166 169169 167167 168168 168168 - 10% выкипает при- 10% boils off at 200200 207207 201201 201201 200200 - 50% выкипает при- 50% boils off when 281281 281281 285285 287287 287287 - 90% выкипает при- 90% boils off at 338338 347347 348348 349349 350350 - конец кипения, °C- end of boiling, ° C 360360 360360 361361 362362 362362 6. Температура застывания, °C6. Pour point, ° C -15-fifteen -9-9 -9-9 -10-10 -11-eleven 7. Смазывающая способность (ДПИ), мкм7. Lubricity (DPI), microns 594594 250250 239239 217217 216216 8. Окисляемость, % отн.8. Oxidation,% Rel. 100one hundred 107107 119119 132132 7575

Из таблицы 1 видно, что введение бутилового эфира кислот рапсового масла, полученного в присутствии концентрированной серной кислоты, в малосернистое дизельное топливо сохраняет основные технические свойства дизельного топлива (плотность, содержание серы, фракционный состав) и одновременно улучшает его смазывающие свойства, а также повышает значение цетанового числа с 46,2 до 49,6 пунктов. При дозах эфира 3% рост цетанового числа составляет 2,8 пункта, а при содержании эфира 5% рост цетанового числа - 3, 4 пункта. По требованиям Мировой топливной хартии значение цетанового числа дизельного топлива должно быть более 47-48. Добавка антиокислительной присадки в дозе 0,1% снижает окисляемость топлива и способствует минимизации изменения его качества при хранении.From table 1 it is seen that the introduction of butyl ether of rapeseed oil acids, obtained in the presence of concentrated sulfuric acid, in low-sulfur diesel fuel retains the main technical properties of diesel fuel (density, sulfur content, fractional composition) and at the same time improves its lubricating properties and also increases the value cetane number from 46.2 to 49.6 points. At ether doses of 3%, the growth of cetane number is 2.8 points, and at an ether content of 5%, the growth of cetane number is 3.4 points. According to the requirements of the World Fuel Charter, the value of the cetane number of diesel fuel should be more than 47-48. The addition of an antioxidant additive in a dose of 0.1% reduces the oxidizability of the fuel and helps to minimize changes in its quality during storage.

В таблице 2 представлены сопоставительные данные по уменьшению диаметра пятна износа, определенные по соотношению (ДПИисх.дт-ДПИсмеси/ДПИисх.дт)·100% в случае прототипа (примеры 1, 2, 3) и достигнутые в предлагаемом способе (примеры 4, 5, 6, 7, 8).Table 2 presents comparative data on the reduction of the diameter of the wear spot, determined by the ratio (DPIish.dt-DPISmesi / DPIish.dt) · 100% in the case of the prototype (examples 1, 2, 3) and achieved in the proposed method (examples 4, 5 , 6, 7, 8).

Таблица 2table 2 Сравнение с прототипомComparison with prototype Сравнительная характеристикаComparative characteristics Дизельное топливо, полученное по известному способу (прототип)Diesel fuel obtained by a known method (prototype) Дизельное топливо, полученное предлагаемым способомDiesel fuel obtained by the proposed method Номера примеровSample Numbers 1one 22 33 4four 55 66 77 88 Содержание дизельного топлива, % масс.The content of diesel fuel,% mass. 99,899.8 99,899.8 99,899.8 99,899.8 99,099.0 97,097.0 95,095.0 95,095.0 Содержание сложного эфира, % масс.The content of ester,% mass. 0,20.2 0,20.2 0,20.2 0,20.2 1,01,0 3,03.0 5,05,0 5,05,0 Уменьшение диаметра пятна износа, %The decrease in the diameter of the wear spot,% 11,3111.31 24,1424.14 17,0417.04 32,6632.66 57,9157.91 58,0858.08 63,4763.47 63,6463.64

Видно, что уже при содержании 0,2% масс. продукта переэтерификации - бутилового эфира кислот рапсового масла в малосернистом дизельном топливе (в примере 4) наблюдается снижение диаметра пятна износа на 32,66%, что свидетельствует о более высокой степени улучшения его смазывающей способности по сравнению с прототипом (примеры 1, 2, 3). При дозе бутилового эфира 1,0% масс. (пример 5) достигается стабильное снижение диаметра пятна износа на ~58%. Далее при увеличении дозы эфира до 3-5% этот показатель изменяется незначительно.It can be seen that already at a content of 0.2% of the mass. transesterification product - butyl ether of rapeseed oil acids in low-sulfur diesel fuel (in example 4) there is a decrease in the diameter of the wear spot by 32.66%, which indicates a higher degree of improvement in its lubricity compared to the prototype (examples 1, 2, 3) . At a dose of butyl ether 1.0% of the mass. (example 5) a stable decrease in the diameter of the wear spot by ~ 58% is achieved. Further, with an increase in the dose of ether to 3-5%, this indicator changes slightly.

Предлагаемый способ позволяет для малосернистых дизельных топлив с достаточным значением цетанового числа использовать дозировки эфира 0,2-1,0%, а в случае малосернистых дизельных топлив с недостаточным значением цетанового числа доводить дозировку эфира до 3-5% на дизельное топливо. Дозировка антиокислителя («Агидол-12») в количестве 0,1% для малосернистых дизельных топлив, содержащих бутиловые эфиры кислот рапсового масла, обязательна, так как позволяет заметно улучшить химическую стабильность топлива.The proposed method allows for low-sulfur diesel fuels with a sufficient value of cetane number to use ether dosages of 0.2-1.0%, and in the case of low-sulfur diesel fuels with an insufficient value of cetane number, the dosage of ether can be adjusted to 3-5% for diesel fuel. A dosage of antioxidant (Agidol-12) in an amount of 0.1% for low-sulfur diesel fuels containing butyl esters of rapeseed oil acids is mandatory, as it allows to significantly improve the chemical stability of the fuel.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить экологически чистое дизельное топливо с улучшенной смазывающей способностью.Thus, the proposed method allows to obtain environmentally friendly diesel fuel with improved lubricity.

Claims

1. A method of producing environmentally friendly diesel fuel by mixing the source of low sulfur diesel fuel with the product of transesterification of vegetable oil with aliphatic alcohol, characterized in that as the product of transesterification of vegetable oil with aliphatic alcohol, butyl ether of rapeseed oil acids obtained in the presence of concentrated sulfuric acid is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of low-sulfur diesel fuel: butyl ether of rapeseed oil is 99: 1 to 95: 5 by weight.

3. The method according to claim 1, characterized in that in the above mixture add an antioxidant additive "Agidol-12" in an amount of 0.1 wt.%.