RU2440405C1 - Способ получения биотоплива - Google Patents

Способ получения биотоплива Download PDF

Info

Publication number
RU2440405C1
RU2440405C1 RU2010124049/05A RU2010124049A RU2440405C1 RU 2440405 C1 RU2440405 C1 RU 2440405C1 RU 2010124049/05 A RU2010124049/05 A RU 2010124049/05A RU 2010124049 A RU2010124049 A RU 2010124049A RU 2440405 C1 RU2440405 C1 RU 2440405C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
stage
temperature
fatty acids
fuel
Prior art date
Application number
RU2010124049/05A
Other languages
English (en)
Inventor
Неля Петровна Боева (RU)
Неля Петровна Боева
Маргарита Сергеевна Петрова (RU)
Маргарита Сергеевна Петрова
Алла Максимовна Макарова (RU)
Алла Максимовна Макарова
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии" (ФГУП "ВНИРО")
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 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии" (ФГУП "ВНИРО") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии" (ФГУП "ВНИРО")
Priority to RU2010124049/05A priority Critical patent/RU2440405C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2440405C1 publication Critical patent/RU2440405C1/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10Biofuels, e.g. bio-diesel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Fats And Perfumes (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу переработки отходов рыбного производства с целью получения из них биотоплива, применяемого для дизельных двигателей в автомобильном транспорте. Способ включает подготовку сырья, поэтапную обработку и получение топлива. Подготовку сырья осуществляют путем рафинации. Обработку ведут в три этапа. На первом этапе рыбий жир смешивают с абсолютизированным этанолом или метанолом в соотношении 1:2-1:5. На втором - в полученную смесь вносят концентрированную серную кислоту в количестве 2-10% и проводят реакцию переэтерификации при температуре не более 40°С в течение 20-60 мин. На третьем этапе температуру смеси доводят до температуры кипения и выдерживают при этой температуре в течение 60-480 мин с разделением на глицерин и смесь этиловых или метиловых эфиров жирных кислот. Затем смесь нейтрализуют раствором щелочи, промывают водой и отстаивают. Далее отделяют примеси путем центрифугирования с получением топлива, с последующим его обезвоживанием и очисткой. В результате получают биотопливо с улучшенными физико-химическими показателями. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Description

Изобретение относится к способу переработки отходов рыбного производства, в частности технических рыбных жиров с целью получения из них биотоплива, применяемого для дизельных двигателей в автомобильном транспорте.
Известен способ получения жидкого биотоплива, включающий подготовку сырья, нагревание при температуре 55-60°C с последующей обработкой путем одновременной реакции этерификации и трансэтерификации при смешивании сырья со спиртом в соотношении 5:1-7:1 соответственно и добавлением гетерогенного кислотного катализатора в количестве 5-10% к массе, при этом процесс ведут при температуре 120-150°C в течение 60-120 мин при турбулентном перемешивании с добавлением глицерина и с последующим отстаиванием, полученного субстрата в течение 6 часов с разделением на топливо и глицерин. В качестве сырья используют жировое сырье с содержанием свободных жирных кислот 10-100% и/или растительное сырье масленичных культур (см. патент РФ №2385900, C11C 3/04, 2008).
К недостаткам данного способа относят его высокие температурные режимы, применение повышенного количества концентрированной серной кислоты, остаточное количество которой может остаться в конечном продукте и негативно повлиять на его качество.
Известен способ получения алкиловых эфиров жирных кислот путем каталитической переэтерификации смеси триглицеридов и жирных кислот с образованием эфирной фазы, содержащей алкиловые эфиры жирных кислот, и глицериновой фазы, содержащей жирные кислоты, которые отделяются друг от друга. Жирные кислоты выделяются из глицериновой фазы, и образуется фаза жирных кислот, содержащая жирные кислоты, которые этерифицируют спиртом. Фазу жирных кислот дополнительно смешивают со смесью триглицеридов и жирных кислот, и жирные кислоты, содержащиеся в полученной смеси, этерифицируют спиртом, при этом получают этерификационную смесь, содержащую триглицериды и алкиловые эфиры жирных кислот, и эту этерификационную смесь подвергают переэтерификации спиртом для получения дополнительного количества алкиловых эфиров жирных кислот (см. патент РФ №2287519, C07C 67/03, C11C 3/04, 2001).
Недостатком способа является его длительность и трудоемкость, а также отсутствие стадии очистки алкиловых эфиров жирных кислот, вследствие чего их применение в качестве биотоплива является затруднительным.
Известна топливная композиция для дизельных двигателей, получаемая из биологического сырья от животных и/или рыб путем гидрирования и разложения жирных кислот и/или эфиров жирных кислот с получением углеводородов, которые изомеризуют, и из компонентов, содержащих кислород. Оба компонента смешаны в виде эмульсии или растворены в дизельном топливе на основе сырой нефти и/или фракций процесса Фишера - Тропша (см. патент РФ №2348677, C10G 3/00, C10L 1/02, 2003).
К недостаткам данного способа относят трудоемкость и длительность процесса.
Наиболее близким к заявленному является способ переработки животных жиров в жидкое топливо, включающий нагревание отходов переработки скота (сырья) при температуре 55-60°C с последующей двухэтапной его обработкой, на первом из которых сырье дважды смешивают с концентрированной серной кислотой в количестве 5% или 10% к массе жирового сырья и этанолом или метанолом в течение 1 ч при перемешивании, причем после первого смешивания осуществляют отделение воды и спирта, а после второго - смесь выдерживают в течение 24 ч, при этом концентрированную серную кислоту и метанол или этанол берут в соотношении 20:1 при первом смешивании с сырьем, а при втором - в соотношении 40:1 соответственно, на втором этапе сырье обрабатывают смесью 0,82% метилата натрия и метанола при соотношении 6:1 соответственно в течение 1 ч при перемешивании, с последующим выдерживанием в течение 8-12 ч для разделения алкиловых эфиров жирных кислот, являющихся топливом, и глицерина, причем обработку на всех этапах осуществляют при температуре 55-60°C (см. патент РФ №2381262, C11C 3/04, 2008).
К недостаткам этого способа относят применение повышенного количества концентрированной серной кислоты, остаточное количество которой может остаться в конечном продукте, а использование щелочного катализатора ведет к образованию мыла, которое снижает эффективность действия самого катализатора, что в целом снижает качество топлива, кроме того, способ является длительным, более 32 часов.
Технической задачей заявленного изобретения является получение из отходов от переработки рыбы конечного продукта (топлива) светло-желтого цвета, без запаха, со степенью извлечения эфиров до 97%, с улучшенными физико-химическими показателями, с массовой долей моноглицеридов до 0,6%, диглицеридов и триглицеридов - до 0,2% и кислотным числом до 0,5 мг КОН/г.
Поставленная задача решается в способе получения биотоплива, включающего подготовку сырья, его поэтапную обработку и получение топлива, при этом в качестве сырья используют технический рыбий жир с кислотным числом выше 4 мг КОН/г, подготовку сырья осуществляют путем рафинации, а обработку сырья ведут в три этапа, на первом из которых рыбий жир смешивают с абсолютизированным этанолом или метанолом при соотношении 1:2-1:5 соответственно, на втором - в полученную смесь вносят концентрированную серную кислоту в количестве 2-10% к массе смеси и проводят реакцию переэтерификации при температуре не более 40°C в течение 20-60 мин, а на третьем этапе температуру смеси доводят до температуры кипения и выдерживают при этой температуре в течение 60-480 мин с разделением на глицерин и смесь этиловых или метиловых эфиров жирных кислот. После чего полученную смесь этиловых или метиловых эфиров жирных кислот нейтрализуют 1 н. спиртовым раствором едкой щелочи (гидрооксид калия или натрия) до рН-5, промывают водой, отстаивают и отделяют примеси путем центрифугирования с получением топлива (метиловых или этиловых эфиров жирных кислот) с последующими его обезвоживанием безводным сернокислым натрием и очисткой окисью алюминия.
Способ осуществляют следующим образом.
В качестве сырья для получения биотоплива берут отходы от переработки рыбного сырья, а именно технический рыбий жир с высоким значением кислотного числа - более 4 мг КОН/г, и проводят его рафинацию путем нейтрализации 1%-ным раствором щелочи с последующей промывкой и сепарированием жира до значения кислотного числа 0,2-0,4 мг КОН/г. Далее осуществляют поэтапную обработку подготовленного рыбьего жира, где на первом этапе его смешивают с абсолютизированным этанолом или метанолом при соотношении 1:2-1:5 соответственно, что в результате гидролиза триглицеридов позволяет повысить степень извлечения смеси этиловых или метиловых эфиров жирных кислот и способствует наиболее полному отделению и осаждению глицерина. На втором этапе проводят реакцию переэтерификации, а для ее ускорения в полученную смесь при постоянном перемешивании вносят концентрированную серную кислоту в количестве 2-10% к массе смеси и нагревают до температуры не более 40°C в течение 20-60 мин. На третьем этапе температуру смеси доводят до температуры кипения и для четкого разделения на глицерин и смесь этиловых или метиловых эфиров жирных кислот выдерживают при этой температуре в течение 60-480 мин. При этом нижний слой смеси - глицерин собирается на дне емкости, а смесь этиловых или метиловых эфиров жирных кислот сливают в чистую емкость и нейтрализуют остаточные количества концентрированной серной кислоты 1 н. спиртовым раствором едкой щелочи до рН-5, причем в качестве едкой щелочи применяют гидрооксид калия или натрия. После нейтрализации, путем однократного промывания водой смеси этиловых или метиловых эфиров жирных кислот из нее выделяют примеси (остатки щелочи, спирта, глицерина, солей сульфата) с последующим их отстаиванием и отделением путем центрифугирования, в результате получают топливо (этиловые или метиловые эфиры жирных кислот). Для получения топлива светло-желтого цвета, без запаха из него удаляют остатки воды путем обезвоживания безводным сернокислым натрием, а затем осуществляют его очистку, применяя окись алюминия от непрореагировавших со спиртом моно-, ди- и триглицеридов, а также фосфолипидов, оставшихся в результате реакции переэтерификации. В результате воздействия на технический рыбий жир предложенным способом получают биотопливо, которое по своим органолептическим и физико-химическим показателям (табл. 1) соответствует требованиям европейского стандарта EN 14214:2003.
Таблица 1
Наименование показателей Биотопливо топливо из рыбьего жира Европейский стандарт EN 14214:2003 на метиловые эфиры жирных кислот
1 Цвет светло-желтый светло-желтый
2 Запах отсутствует отсутствует
3 Содержание эфиров, % (m/m) 97 >96,5
4 Кислотное число, мг КОН/г 0,5 0,5
5 Массовая доля воды, % отсутствует 0,05
6 Массовая доля моноглицеридов, % (m/m) 0,6 0,8
7 Массовая доля диглицеридов, % (m/m) 0,2 0,2
8 Массовая доля триглицеридов, % (m/m) 0,2 0,2
9 Зольность отсутствует отсутствует
10 Серность отсутствует отсутствует
Примеры выполнения способа.
Пример 1. Технический рыбий жир со значением кислотного числа 6 мг КОН/г подвергают рафинации путем нейтрализации 1%-ным раствором щелочи с последующей промывкой и сепарированием жира до значения кислотного числа 0,4 мг КОН/г. Далее, на первом этапе обработки подготовленного рыбьего жира, его смешивают с абсолютизированным этанолом при соотношении 1:5 соответственно для наиболее полного извлечения смеси этиловых эфиров жирных кислот, а также отделения и осаждению глицерина. На втором этапе проводят реакцию переэтерификации и при постоянном перемешивании вносят концентрированную серную кислоту в количестве 5% к массе смеси, нагревают до температуры 40°C в течение 40 мин. На третьем этапе температуру смеси доводят до температуры кипения и для четкого разделения на глицерин и смесь этиловых эфиров жирных кислот выдерживают при этой температуре в течение 420 мин. После смесь этиловых эфиров жирных кислот сливают в чистую емкость и нейтрализуют 1 н. спиртовым раствором гидроксида калия до рН-5. Далее путем однократного промывания водой смеси этиловых эфиров жирных кислот из нее выделяют примеси (остатки щелочи, спирта, глицерина, солей сульфата) с последующим их отстаиванием и отделением центрифугированием, в результате чего получают топливо (этиловые эфиры жирных кислот). Остатки воды из топлива удаляют путем обезвоживания безводным сернокислым натрием, а его очистку от примесей проводят, применяя окись алюминия. Степень извлечения этиловых эфиров составляет 95%, массовая доля моноглицеридов 0,3%, диглицеридов и триглицеридов - 0,2% и кислотное число - 0,4 мг КОН/г.
Пример 2. Выполняется аналогично примеру 1, за исключением того, что на первом этапе обработки рыбий жир смешивают с метанолом для наиболее полного извлечения смеси метиловых эфиров жирных кислот и при соотношении 1:3 соответственно. В результате степень извлечения метиловых эфиров жирных кислот составляет 96%, а массовая доля моноглицеридов, диглицеридов и триглицеридов - 0,3%.
Пример 3. Выполняется аналогично примеру 2, за исключением того, что на втором этапе обработки рыбьего жира проводят реакцию переэтерификации и при постоянном перемешивании вносят концентрированную серную кислоту в количестве 10% к массе смеси, нагревают до температуры 30°C в течение 60 мин. На третьем этапе температуру смеси доводят до температуры кипения и выдерживают при этой температуре в течение 120 мин. После чего смесь метиловых эфиров жирных кислот нейтрализуют 1 н. спиртовым раствором гидроксида калия до рН-5. Далее путем однократного промывания водой смеси метиловых эфиров жирных кислот из нее выделяют примеси (остатки щелочи, спирта, глицерина, солей сульфата) с последующим их отстаиванием и отделением центрифугированием, в результате чего получают топливо (метиловые эфиры жирных кислот). Степень извлечения метиловых эфиров составляет 97%, массовая доля моноглицеридов 0,3%, диглицеридов и триглицеридов - 0,2% и кислотное число - 0,4 мг КОН/г.
Пример 4. Выполняется аналогично примеру 1, за исключением того, что технический рыбий жир со значением кислотного числа 8 мг КОН/г подвергают рафинации путем нейтрализации 1%-ным раствором щелочи с последующей промывкой и сепарированием жира до значения кислотного числа 0,2 мг КОН/г. Далее, на первом этапе обработки подготовленного рыбьего жира, его смешивают с абсолютизированным этанолом при соотношении 1:2 соответственно. На втором этапе проводят реакцию переэтерификации и при постоянном перемешивании вносят концентрированную серную кислоту в количестве 2% к массе смеси, нагревают до температуры 40°C в течение 20 мин. На третьем этапе температуру смеси доводят до температуры кипения и выдерживают при этой температуре в течение 60 мин. После чего смесь этиловых эфиров жирных кислот сливают в чистую емкость и нейтрализуют 1 н. спиртовым раствором гидроксида калия до рН-5. Степень извлечения этиловых эфиров составляет 70%, массовая доля моноглицеридов 0,6%, диглицеридов и триглицеридов - 0,2% и кислотное число - 0,5 мг КОН/г.
Пример 5. Выполняется аналогично примеру 4, за исключением того, что берут технический рыбий жир со значением кислотного числа 10 мг КОН/г, подвергают рафинации до значения кислотного числа 0,4 мг КОН/г. После чего, на первом этапе, рыбий жир смешивают с абсолютизированным этанолом при соотношении 1:5 соответственно. На втором - вносят концентрированную серную кислоту в количестве 10% к массе смеси, нагревают до температуры 40°C в течение 60 мин. На третьем этапе температуру смеси доводят до температуры кипения и выдерживают при этой температуре в течение 220 мин. После чего смесь этиловых эфиров жирных кислот нейтрализуют 1 н. спиртовым раствором гидроксида натрия до рН-5. Степень извлечения этиловых эфиров составляет 87%, массовая доля моноглицеридов 0,5%, кислотное число - 0,3 мг КОН/г.

Claims (3)

1. Способ получения биотоплива, включающий подготовку сырья, его поэтапную обработку и получение топлива, отличающийся тем, что в качестве сырья используют технический рыбий жир с кислотным числом выше 4 мг КОН/г, подготовку сырья осуществляют путем рафинации, а обработку сырья ведут в три этапа, на первом из которых рыбий жир смешивают с абсолютизированным этанолом или метанолом при соотношении 1:2-1:5 соответственно, на втором - в полученную смесь вносят концентрированную серную кислоту в количестве 2-10% к массе смеси и проводят реакцию переэтерификации при температуре не более 40°С в течение 20-60 мин, а на третьем этапе температуру смеси доводят до температуры кипения и выдерживают при этой температуре в течение 60-480 мин с разделением на глицерин и смесь этиловых или метиловых эфиров жирных кислот, которую нейтрализуют 1н спиртовым раствором едкой щелочи до рН 5, промывают водой, отстаивают и отделяют примеси путем центрифугирования с получением топлива (метиловых или этиловых эфиров жирных кислот) с последующим его обезвоживанием и очисткой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве едкой щелочи для нейтрализации применяют гидроксид калия или натрия.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что топливо обезвоживают безводным сернокислым натрием, а очистку ведут окисью алюминия.
RU2010124049/05A 2010-06-16 2010-06-16 Способ получения биотоплива RU2440405C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124049/05A RU2440405C1 (ru) 2010-06-16 2010-06-16 Способ получения биотоплива

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124049/05A RU2440405C1 (ru) 2010-06-16 2010-06-16 Способ получения биотоплива

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2440405C1 true RU2440405C1 (ru) 2012-01-20

Family

ID=45785678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010124049/05A RU2440405C1 (ru) 2010-06-16 2010-06-16 Способ получения биотоплива

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2440405C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813102C1 (ru) * 2022-12-06 2024-02-06 Общество с ограниченной ответственностью "Центр разработки низкоуглеродных технологий" (ООО "ЦРНТ") Способ получения сложных эфиров карбоновых кислот

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2813102C1 (ru) * 2022-12-06 2024-02-06 Общество с ограниченной ответственностью "Центр разработки низкоуглеродных технологий" (ООО "ЦРНТ") Способ получения сложных эфиров карбоновых кислот

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7888520B2 (en) Process for the preparation of biodiesel
Leung et al. A review on biodiesel production using catalyzed transesterification
US7666234B2 (en) Process for the preparation of fatty acid methyl ester from triglyceride oil by transesterification
ES2769232T7 (es) Proceso para la producción de biodiésel y productos relacionados
US20100205853A1 (en) Process for the Preparation of Biodiesel from Vegetable Oils Containing High FFA
JP2010516627A (ja) 飽和及び不飽和脂肪酸の分離方法
AU2007274603A1 (en) Integrated process for the production of biofuels from different types of starting materials and related products
EP3026096B1 (en) Method for preparing fatty acid alkyl ester using fat
US8440847B2 (en) Method of converting free fatty acid (FFA) from oil to methyl ester
ES2818054T3 (es) Transesterificación de aceites vegetales
RU2440405C1 (ru) Способ получения биотоплива
CN101531913A (zh) 一种生物柴油的制备方法
RO130689B1 (ro) Catalizator pentru obţinerea esterilor metilici ai acizilor graşi, şi procedeu pentru obţinerea acestui catalizator
RU2467056C2 (ru) Способ получения биотоплива из жиросодержащих отходов гидробионтов
Pasae et al. The use of super base cao from eggshells as a catalyst in the process of biodiesel production
RU2381262C2 (ru) Способ переработки животного жира в жидкое топливо
US20110054201A1 (en) Process for Producing Fatty Acid Esters and Fuels Comprising Fatty Acid Esters
GB2466493A (en) Process for the production and treatment of biodiesel with improved cold soak test results
RU2404230C1 (ru) Способ получения биодизельного топлива
RU2385900C1 (ru) Способ получения жидкого биотоплива
RU2491325C1 (ru) Способ переработки жира в жидкое топливо
US8378133B2 (en) Method for producing fatty acid alkyl ester
EA020085B1 (ru) Получение жирной кислоты и эфира жирной кислоты
Awad et al. Production of Biodiesel From Waste Cooking Oil
UA108810U (uk) Спосіб отримання дизельного біопалива з відпрацьованих олій

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20150706

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180617