RU2521343C1 - Method of vegetable oil re-etherification - Google Patents
Method of vegetable oil re-etherification Download PDFInfo
- Publication number
- RU2521343C1 RU2521343C1 RU2013109668/04A RU2013109668A RU2521343C1 RU 2521343 C1 RU2521343 C1 RU 2521343C1 RU 2013109668/04 A RU2013109668/04 A RU 2013109668/04A RU 2013109668 A RU2013109668 A RU 2013109668A RU 2521343 C1 RU2521343 C1 RU 2521343C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vegetable oil
- vortex
- etherification
- reaction mass
- transesterification
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения биодизельного топлива с использованием процесса переэтерификации растительного масла и может быть использовано в нефтехимической и топливной промышленности для получения компонентов жидкого биодизельного топлива, синтезируемого из возобновляемого сырья растительного происхождения.The invention relates to a method for producing biodiesel using the transesterification process of vegetable oil and can be used in the petrochemical and fuel industries to obtain components of liquid biodiesel synthesized from renewable raw materials of plant origin.
Известен способ проведения реакции переэтерификации, включающий смешивание подогретого до 50-80°C растительного масла и раствора щелочи (катализатора) в спирте. Реакционную массу перемешивают в течение некоторого времени (до 2 часов), затем отстаивают до полного расслоения эфирной и глицериновой фазы. Отделяют верхний эфирный слой, нейтрализуют раствором неорганической кислоты, промывают водой [Стопский Н.А. Химия жиров и продуктов переработки жирового сырья: Учеб./ Н.А. Стопский. - М.: Колос, 1992. - 285 с.]. Длительность процесса переэтерификации не позволяет реализовать в этом случае непрерывную схему производства биодизельного топлива. Один из путей увеличения скорости и сокращения времени реакции - увеличение температуры и давления при проведении процесса. Известен способ производства биодизелыюго топлива (RU 2412236 С2, С11С 3/04 от 15.12.2008 г.) путем переэтерификации растительного масла этиловым спиртом в реакторе при температуре 250-280°С, давлении 15-20 МПа, в течении 5-10 минут. Затем смесь охлаждают и подают в экстрактор. Экстракцию осуществляют диоксидом углерода в сверхкритических условиях при расходе диоксида углерода 20-35 л/ч, температуре 240-260°C и давлении 15-20 МПа.A known method for carrying out the transesterification reaction, comprising mixing a vegetable oil heated to 50-80 ° C and a solution of alkali (catalyst) in alcohol. The reaction mass is stirred for some time (up to 2 hours), then defend until complete separation of the ether and glycerol phases. The upper ether layer is separated, neutralized with a solution of inorganic acid, washed with water [Stopsky N.A. Chemistry of fats and processed products of fatty raw materials: Textbook / N.A. Stopsky. - M .: Kolos, 1992. - 285 p.]. The duration of the transesterification process does not allow to realize in this case a continuous scheme for the production of biodiesel. One way to increase the speed and reduce the reaction time is to increase the temperature and pressure during the process. A known method for the production of biodiesel fuel (RU 2412236 C2,
Существенным недостатком данного способа является сложность аппаратурного исполнения и большие энергозатраты для достижения высоких значений температур и давления.A significant disadvantage of this method is the complexity of the hardware design and high energy consumption to achieve high temperatures and pressures.
Длительность протекания процесса переэтерификации связана с тем, что компоненты реакционной массы - растительное масло и спирт -представляют собой несмешивающиеся реагенты реакции. На начальной стадии реакционная масса состоит из двух фаз (спиртовой и липидной). Гетерогенные реакции протекают не во всем объеме системы, а только в объеме одной из фаз (в нашем случае - липидной) в результате диффузии в нее компонента из другой фазы (спиртовой). Кинетику процесса в начале реакции контролирует массопередача реагентов путем диффузии. Следовательно, увеличение скорости реакции может быть достигнуто путем интенсификации массопереноса и турбулизации потока.The duration of the transesterification process is due to the fact that the components of the reaction mass — vegetable oil and alcohol — are immiscible reaction reagents. At the initial stage, the reaction mass consists of two phases (alcohol and lipid). Heterogeneous reactions do not occur in the entire volume of the system, but only in the volume of one of the phases (in our case, lipid) as a result of the diffusion of a component from another phase (alcohol) into it. The kinetics of the process at the beginning of the reaction is controlled by the mass transfer of reagents by diffusion. Therefore, an increase in the reaction rate can be achieved by intensifying mass transfer and turbulizing the flow.
Наиболее близким является способ переэтерификации растительных масел (RU 2425863 С2, С11В 3/00 от 15.09.2009 г.), в соответствии с которым для интенсификации процесса переэтерификации растительных масел процесс проводят при наложении вращающегося электромагнитного поля, создающего вихревой слой ферромагнитных частиц. Присутствие в реакционной массе ферромагнитных частиц, интенсивно движущихся во вращающемся электромагнитном поле и образующих вихревой слой, приводит к увеличению площади соприкосновения спиртовой и липидной фаз. При интенсификации перемешивания под действием сил трения уменьшается толщина пограничного слоя, что приводит к увеличению численных значений коэффициента диффузии. Воздействие электромагнитного поля приводит к активации реагирующих частиц, что увеличивает скорость реакции и сокращает время переэтерификации до 10 секунд. К недостаткам данного способа переэтерификации относятся истирание ферромагнитных частиц и связанный с этим повышенный износ реактора, необходимость создания специальной системы охлаждения реактора.The closest is the method for transesterification of vegetable oils (RU 2425863 C2,
Задачей предлагаемого изобретения является упрощение технологии переэтерификации растительного масла, снижение затрат на ее проведение при сохранении высокого выхода и качества целевого продукта и без значительного увеличения времени реакции.The objective of the invention is to simplify the technology for transesterification of vegetable oil, reducing the cost of its implementation while maintaining a high yield and quality of the target product and without a significant increase in reaction time.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе переэтерификации растительного масла, предусматривающем введение в реактор нагретого до 60°C растительного масла, метилового спирта в мольном соотношении 1:6, гидрооксида калия, взятого в количестве 1-3% от объема масла, с последующим перемешиванием реакционной массы, согласно изобретению перемешивание реакционной массы осуществляют в вихревом устройстве за счет взаимодействия двух вихревых потоков, перемещающихся вдоль оси устройства навстречу друг другу.The solution to this problem is achieved by the fact that in the method of transesterification of vegetable oil, which involves introducing into the reactor heated to 60 ° C vegetable oil, methyl alcohol in a molar ratio of 1: 6, potassium hydroxide taken in an amount of 1-3% of the oil volume, followed by by mixing the reaction mass, according to the invention, the reaction mass is mixed in a vortex device due to the interaction of two vortex flows moving along the axis of the device towards each other.
Процесс переэтерификации растительных масел проводят в вихревом устройстве. В вихревом устройстве достигается интенсификация перемешивания, но не за счет движения ферромагнитных частиц, а в результате взаимодействия двух вихрей, перемещающихся вдоль оси устройства навстречу друг другу: периферийного, вращающегося по закону потенциального вихря, и приосевого, вращающегося по закону квазитвердого тела (См. например, А.П. Меркулов. Вихревой эффект и его применение в технике. Изд. ”Машиностроение”. - М.,1969. - 183 с.). Определяющая роль в переносе энергии от осевых слоев к периферийным отводится микрокавитационному процессу, образующемуся в вихревой среде, в котором происходит выброс энергии за счет “схлопывания” образовавшихся в жидкости полостей, заполненных газом и турбулентным пульсациям, их радиальной составляющей. Даже на тех участках камеры, где статистическая температура у оси потока ниже температуры периферийных слоев, радиальные пульсации переносят теплоту вверх по радиусу. Возникающее при этом турбулентное пульсационное воздействие приводит к активации молекул метанола и триацилглицеринов растительного масла.The process of transesterification of vegetable oils is carried out in a vortex device. In a vortex device, intensification of mixing is achieved, but not due to the movement of ferromagnetic particles, but as a result of the interaction of two vortices moving along the device’s axis towards each other: a peripheral one, rotating according to the law of a potential vortex, and an axial one, rotating according to the law of a quasi-solid body (See, for example , A. P. Merkulov. Vortex effect and its application in engineering. Publishing house "Engineering". - M., 1969. - 183 p.). The decisive role in the energy transfer from the axial to peripheral layers is given to the microcavitation process, which is formed in a vortex medium, in which the energy is released due to the “collapse” of the cavities formed in the liquid filled with gas and turbulent pulsations, their radial component. Even in those parts of the chamber where the statistical temperature at the flow axis is lower than the temperature of the peripheral layers, radial pulsations transfer heat upward along the radius. The turbulent pulsating effect resulting from this leads to the activation of methanol molecules and triacylglycerols of vegetable oil.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема конструкции вихревого устройства; на фиг.2 - сечение А-А камеры вихревого устройства.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 presents a design diagram of a vortex device; figure 2 is a cross section aa of the chamber of the vortex device.
Вихревое устройство содержит корпус 1 и камеру 2 с тангенциально подведенными патрубками 3 и 4, к камере 2 присоединяется диафрагма 5, на обратной стороне корпуса установлена крышка 6 для технологического обслуживания вихревого устройства.The vortex device comprises a
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Через подводящий патрубок 3 подается растительное масло, одновременно с этим через патрубок 4 подается заранее приготовленный раствор гидроксида калия в метиловом спирте. Смешивание осуществляется в камере 2, при дальнейшем прохождении реакционной массы по объему корпуса 1 происходит дальнейшее перемешивание за счет интенсивного взаимодействия периферийного и приосевого потоков. Выход продуктов реакции переэтерификации осуществляется через диафрагму 5.Vegetable oil is supplied through the
Сущность предлагаемого способа с наилучшими полученными результатами изложена в примере.The essence of the proposed method with the best results is described in the example.
Пример.Example.
В вихревое устройство через патрубки 3 и 4 вводят под давлением Р=0,2 МПа 100 г подсолнечного масла, нагретого до температуры 60°C, и раствор 1,4 г гидроксида калия в 20 г метилового спирта. Компоненты реакционной массы смешиваются в камере 2, далее реакционная масса проходит по объему корпуса 1, где происходит дальнейшее перемешивание ее за счет интенсивного взаимодействия периферийного и приосевого потоков. Выход продуктов реакции переэтерификации осуществляется через диафрагму 5. Полученные продукты отстаивают, отделяют верхний эфирный слой, нейтрализуют раствором фосфорной кислоты, промывают водой. Получают смесь компонентов биодизельного топлива (метиловых эфиров жирных кислот) с выходм 99%. Время реакции 60 - с.100 g of sunflower oil heated to a temperature of 60 ° C and a solution of 1.4 g of potassium hydroxide in 20 g of methyl alcohol are introduced into the vortex device through
Результатом использования предлагаемого изобретения является упрощение технологии переэтерификации растительного масла, снижение затрат на ее проведение при сохранении высокого выхода и качества целевого продукта и без значительного увеличения времени реакции.The result of using the present invention is to simplify the technology for transesterification of vegetable oil, reducing the cost of its implementation while maintaining a high yield and quality of the target product and without a significant increase in reaction time.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013109668/04A RU2521343C1 (en) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | Method of vegetable oil re-etherification |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013109668/04A RU2521343C1 (en) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | Method of vegetable oil re-etherification |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2521343C1 true RU2521343C1 (en) | 2014-06-27 |
Family
ID=51218229
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013109668/04A RU2521343C1 (en) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | Method of vegetable oil re-etherification |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2521343C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2667363C1 (en) * | 2017-05-22 | 2018-09-19 | Алексей Сергеевич Архипов | Method of obtaining motor fuel (biodiesel) |
RU2712631C1 (en) * | 2019-04-11 | 2020-01-30 | ООО "Энергия-3000 СА" | Upgraded method of producing a lubricating additive for diesel fuel |
RU2714306C1 (en) * | 2019-05-06 | 2020-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное Учреждение высшего образования "Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра 1" (ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ) | Method of producing biodiesel fuel and installation for its implementation |
RU2751698C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-07-15 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве" (ФГБНУ ВНИИТиН) | Method for esterification and transesterification of fat raw materials |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6440057B1 (en) * | 1997-11-24 | 2002-08-27 | Energea Umwelttechnologie Gmbh | Method for producing fatty acid methyl ester and equipment for realizing the same |
US20100293840A1 (en) * | 2006-10-20 | 2010-11-25 | Owen Matthew Davies | Biodiesel synthesis |
RU2425863C2 (en) * | 2009-09-15 | 2011-08-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН) | Procedure for re-etherification of vegetable oil by alcoholysis |
-
2013
- 2013-03-04 RU RU2013109668/04A patent/RU2521343C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6440057B1 (en) * | 1997-11-24 | 2002-08-27 | Energea Umwelttechnologie Gmbh | Method for producing fatty acid methyl ester and equipment for realizing the same |
US20100293840A1 (en) * | 2006-10-20 | 2010-11-25 | Owen Matthew Davies | Biodiesel synthesis |
RU2425863C2 (en) * | 2009-09-15 | 2011-08-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве (ГНУ ВИИТиН) | Procedure for re-etherification of vegetable oil by alcoholysis |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2667363C1 (en) * | 2017-05-22 | 2018-09-19 | Алексей Сергеевич Архипов | Method of obtaining motor fuel (biodiesel) |
RU2712631C1 (en) * | 2019-04-11 | 2020-01-30 | ООО "Энергия-3000 СА" | Upgraded method of producing a lubricating additive for diesel fuel |
RU2714306C1 (en) * | 2019-05-06 | 2020-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное Учреждение высшего образования "Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра 1" (ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ) | Method of producing biodiesel fuel and installation for its implementation |
RU2751698C1 (en) * | 2020-07-29 | 2021-07-15 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве" (ФГБНУ ВНИИТиН) | Method for esterification and transesterification of fat raw materials |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2521343C1 (en) | Method of vegetable oil re-etherification | |
Elkady et al. | Production of biodiesel from waste vegetable oil via KM micromixer | |
Xie et al. | Biodiesel synthesis in microreactors | |
Darnoko et al. | Continuous production of palm methyl esters | |
Yin et al. | Biodiesel production from soybean oil deodorizer distillate enhanced by counter-current pulsed ultrasound | |
Da Silva et al. | Continuous production of soybean biodiesel with compressed ethanol in a microtube reactor | |
US7754905B2 (en) | Apparatus and method for producing biodiesel from fatty acid feedstock | |
Murillo et al. | Evaluation of the kinematic viscosity in biodiesel production with waste vegetable oil, ultrasonic irradiation and enzymatic catalysis: A comparative study in two-reactors | |
Yusup et al. | Pre-blended methyl esters production from crude palm and rubber seed oil via hydrodynamic cavitation reactor | |
Qiao et al. | Process enhancement of supercritical methanol biodiesel production by packing beds | |
Kaewchada et al. | Transesterification of palm oil in a microtube reactor | |
US20090182159A1 (en) | Apparatus and method for generating cavitational features in a fluid medium | |
US10093953B2 (en) | Processes for extracting carbohydrates from biomass and converting the carbohydrates into biofuels | |
Mashhadi et al. | Enzymatic production of green epoxides from fatty acids present in soapstock in a microchannel bioreactor | |
Jamil et al. | Transesterification of mixture of castor oil and sunflower oil in millichannel reactor: FAME yield and flow behaviour | |
CN104152275B (en) | A kind of gas-phase methanol esterification device | |
He et al. | Microfluidic synthesis of fatty acid esters: Integration of dynamic combinatorial chemistry and scale effect | |
Lima et al. | Production of free fatty acids from waste oil by application of ultrasound | |
Borovinskaya et al. | Base‐Catalyzed Ethanolysis of Waste Cooking Oil in a Micro/Millireactor System: Flow and Reaction Analysis | |
Hassan et al. | Two-step sub/supercritical water and ethanol processes for non-catalytic biodiesel production | |
RU2425863C2 (en) | Procedure for re-etherification of vegetable oil by alcoholysis | |
CN105793404B (en) | Apparatus and method for preparing fatty acid ester usable as fuel | |
Visioli et al. | Batch and continuous γ-alumina-catalyzed FAME production from soybean oil deodorizer distillate by interesterification | |
KR101150842B1 (en) | bio-diesel production device of tube reactor using microwave guide | |
Cravotto et al. | Combined enabling technologies for biodiesel production in flow processes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150305 |