RU2538647C1 - Способ получения биодизельного топлива - Google Patents
Способ получения биодизельного топлива Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538647C1 RU2538647C1 RU2013156384/04A RU2013156384A RU2538647C1 RU 2538647 C1 RU2538647 C1 RU 2538647C1 RU 2013156384/04 A RU2013156384/04 A RU 2013156384/04A RU 2013156384 A RU2013156384 A RU 2013156384A RU 2538647 C1 RU2538647 C1 RU 2538647C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- ethers
- centrifuge
- filtration
- stage
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству биодизельного топлива из возобновляемых источников сырья и направлено на повышение качества биодизельного топлива как альтернативного источника энергии. Способ получения биодизельного топлива включает подготовку растительного масла с нагревом до температуры 80°C, проведение щелочного этанолиза при помощи гидроокиси калия с получением эфирно-глицериновой смеси, которую сепарируют с получением двух фракций глицерина и смеси эфиров, смесь эфиров подвергают фильтрованию, сорбционной очистке и обезвоживанию, полученное биодизельное топливо складируют. Фильтрование, сорбционную очистку и обезвоживание производят в два этапа, на первом этапе - смесь эфиров помещают в центрифугу, вращают с угловой скорость 0,5-0,7 об/мин, в течение 0,5-0,6 часа, при этом смесь разделяют на легкую и тяжелую фракции, тяжелую фракцию сливают, на втором этапе - легкую фракцию помещают в другую центрифугу, добавляют в нее загрузку в объемном соотношении 1:10, состоящую в мас.% из углеродного наноматериала «Таунит» - 1-1,5% и природного материала бентонит - остальное, центрифугу вращают с угловой скоростью 1,1-1,3 об/мин в течение 1,0-1,2 часа, при этом удаляют остатки тяжелой фракции. Использование двухэтапного фильтрования смеси эфиров с загрузкой позволяет повысить качество биодизельного топлива, выход, а также продлить ресурс работы двигателя, снизив выбросы вредных загрязнений в атмосферу, при этом экономно расходовать топливные ресурсы. 1 пр.
Description
Изобретение относится к производству биодизельного топлива (биотоплива) из возобновляемого источника сырья и направлено на получение качественного биодизельного топлива, как альтернативного источника энергии.
Известен способ получения жидкого биотоплива, включающий подготовку сырья, нагревание с последующей обработкой и получение топлива, нагревание сырья ведут при температуре 55-56°C с последующим отделением влаги и примеси, обработку сырья проводят в реакционном котле при смешивании сырья со спиртом с добавлением катализатора, при этом процесс ведут при температуре 120-150°C, разделяют биодизельное топливо и глицерин, очищают биодизельное топливо силикатом магния (RU 2385900 С1, МПК C11C 3/04, опубл. 10.04.2010 г.). Недостатком способа является недостаточная фильтрация полученной смеси эфиров (биодизельного топлива).
Известен способ получения биодизельного топлива из растительных масел, включающий смешивание растительных масел с водородосодержащим газом, нагрев смеси в трубной печи, подачу в реактор гидрокрекиннга (RU 2346027 C1, МПК C10L 1/00, опубл. 10.07.2008 г.). Недостатком способа является отсутствие фильтрации полученной смеси эфиров.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ, включающий подготовку растительного масла с нагревом до температуры 80°C, проведение щелочного этанолиза при помощи гидроокиси калия с получением эфирно-глицериновой смеси, которую сепарируют с поучением двух фаз: глицерина и смеси эфиров, смесь эфиров (биодизельное топливо) подвергают фильтрованию, сорбционной очистке и обезвоживанию (RU 2440416 C1, МПК C12P 1/00, опубл. 28.04.2010 г.).
Недостатком способа является недостаточная фильтрация полученной смеси эфиров (биодизельного топлива).
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности фильтрации, сорбционной очистки и обезвоживания полученной смеси эфиров (биодизельного топлива) и, соответственно, качества биотоплива.
Технический результат достигают тем, что способ получения биодизельного топлива включает подготовку растительного масла с нагревом до температуры 80°C, проведение щелочного этанолиза при помощи гидроокиси калия с получением эфирно-глицериновой смеси, которую сепарируют с получением двух фракций глицерина и смеси эфиров, смесь эфиров подвергают фильтрованию, сорбционной очистке и обезвоживанию, полученное биодизельное топливо складируют, в отличие от прототипа фильтрование, сорбционную очистку и обезвоживание производят в два этапа, на первом этапе - смесь эфиров помещают в центрифугу, вращают с угловой скоростью 0,5-0,7 об/мин в течение 0,5-0,6 часа, при этом смесь разделяют на легкую и тяжелую фракции, тяжелую фракцию сливают, на втором этапе - легкую фракцию помещают в другую центрифугу, добавляют в нее загрузку в объемном соотношении 1:10, состоящую в масс.% из углеродного наноматериала «Таунит» - 1-1,5% и природного материала бентонит - остальное, центрифугу вращают с угловой скоростью 1,1-1,3 об/мин в течение 1,0-1,2 часа, при этом удаляют остатки тяжелой фракции.
В процессе получения биодизельного топлива производится нагрев сырья (растительных масел), затем при добавлении простых спиртов (метанола, этанола и др.) и катализатора образуется глицерин и смесь эфиров (биодизельное топливо), а также небольшое количество воды. Далее производится разделение глицерина (тяжелой фракции) и смеси метилового и этилового эфиров (легкой фракции). Глицерин скачивается и удаляется, а смесь метилового и этилового эфиров подвергается фильтрации с отделением остатков глицерина и других продуктов реакции (водного раствора катализатора КОН).
Для повышения эффективности фильтрации, сорбционной очистки и обезвоживания эфиров с отделением остатков глицерина и водной фракции КОН предлагается применять специальную загрузку, состоящую из смеси природного минерала - бентонит и многослойных углеродистых нанотрубок типа «Таунит».
Бентонит - природный минерал, применяемый для осветления жидкостей (http://wiki-linki.ru/Page/844825).
«Таунит» - это наноструктурированный материал с количеством графеновых слоев не более 30, диаметром волокон от 10 до 120 нм, длиной менее 2 мкм и количеством структурированного углерода не менее 95% (А. Ткачев, С. Мищенко. Промышленное производство графенового наноструктурированного материала «Таунит». Научно-технический Журнал «Наноиндустрия», - 2007, №2).
Известно, что глицерин представляет собой бесцветную, вязкую жидкость (http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1100.html).
Нанотрубки графена пропускают молекулы смеси метилового и этилового эфиров. Однако они задерживают сложные молекулы углеводородов, например молекулы вязкого глицерина. В отличие от мембранных фильтров, которые задерживают молекулы глицерина только плоскостью, графеновые нанотрубки удерживают молекулы глицерина всем объемом нанотрубок.
Частицы бентонита при контакте с продуктами реакции этерофикации и водным раствором катализатора КОН поглощают молекулы воды и осветляют смесь метилового и этилового эфиров.
Способ осуществляют следующим образом.
Растительное масло смешивают с препаратом «Экофренд», подают в резервуар из нержавеющей стали, нагревают до 80 градусов с помощью пластинчатого теплообменника и направляют в блок этерификации для проведения щелочного этанолиза. Эфирно-глицериновую смесь далее обрабатывают по известной технологии (сайт:http:/www/bioethanol.ru): указанную смесь подают в сепаратор, где осуществляют осаждение более плотной глицериновой фазы под действием силы тяжести с получением двух фракций: глицерина (тяжелой) и смеси эфиров (легкой) с остатками глицерина и водного раствора КОН.
Далее, в соответствии с изобретением, смесь эфиров подвергают фильтрованию, сорбционной очистке и обезвоживанию в два этапа.
Для этого на первом этапе смесь эфиров с остатками глицерина помещают в первую центрифугу, которую вращают с угловой скоростью 0,5-0,7 об/мин, в течение 0,5-0,6 часа, при этом смесь разделяют на легкую и тяжелую фракции, тяжелую фракцию сливают в емкость для последующей утилизации. Плотность тяжелой фракции, состоящей из глицерина, составляет 1,26 г/см3, плотность легкой фракции, состоящей из смеси этилового и метилового эфира, составляет 0,71 г/см3.
На втором этапе - легкую фракцию, полученную после первой обработки, помещают в другую центрифугу, добавляют в нее заранее подготовленную загрузку в объемном соотношении 1:10, состоящую в масс.% из углеродного наноматериала «Таунит» - 1-1,5% и природного материала бентонит - остальное, центрифугу вращают с угловой скоростью 1,1-1,3 об/мин в течение 1,0-1,2 часа. После чего, полученное биодизельное топливо сливают из второй центрифуги и складируют.
Оптимальные скорости и время вращения первой и второй центрифуг, которые составляют: на первом этапе - угловая скорость - (0,5-0,7) об/мин, время вращения - (0,5-0,6); на втором этапе - угловая скорость - (1,1-1,3) об/мин, время вращения - (1,0-1,2) часа, выбираются следующим образом.
Если вращать первую центрифугу с угловой скоростью менее 0,5-0,7 об/мин, в течение 0,5-0,6 часа, то разделение глицерина и смеси метилового и этилового эфиров на легкую и тяжелую фракции не происходит.
Если вращать первую центрифугу с угловой скоростью более 0,5-0,7 об/мин, в течение 0,5-0,6 часа, то разделение глицерина и смеси метилового и этилового эфиров на легкую и тяжелую фракции происходит быстро и центрифуга работает в холостом режиме. Такой режим обработки растворов не эффективен.
Если вращать вторую центрифугу с угловой скоростью менее 1,1-1,3 об/мин, в течение 1,0-1,2 часа, то на разделение смеси метилового и этилового эфиров на легкую и тяжелую фракции требуется значительно больше времени.
Если вращать вторую центрифугу с угловой скоростью более 1,1-1,3 об/мин, в течение 1,0-1,2 часа, то разделение смеси метилового и этилового эфиров на легкую и тяжелую фракции происходит быстро и центрифуга работает в холостом режиме, что также не эффективно.
Для эффективного проведения процесса сорбционной очистки и обезвоживания смеси эфиров во второй центрифуге используется загрузка, состоящая в масс.%: из углеродного наноматериала «Таунит» - 1-1,5% и природного материала бентонит - остальное, в объемном соотношении 1:10.
При содержании углеродного наноматериала «Таунит» в загрузке больше или меньше 1-1,5% и ее объемном соотношении со смесью эфиров больше или меньше 1:10 на выходе или совсем не удается выделить остатки тяжелой фракции, или она выделяется только частично, т.е. второй этап невозможно осуществить.
Пример. Для осуществления процесса фильтрации, заявленного в способе, смесь «Таунита» с бентонитом (загрузку) готовят следующим образом.
Нанотрубки графена типа «Таунит» измельчают в диссольвере DISPERMAT (Германия) со скоростью 300 об/мин в течение 3 часов в изопропиловом спирте до обеспечения удельной поверхности 13 г/м2. Суспензию готовят следующим образом: в 150 г изопропилового спирта вводят 15 г нанопорошка графена со средним размером частиц 10-30 нм. Далее частицы графена положительно заряжают, добавляя Mg(NO3)2×6H2O. Весовое соотношение частиц графена и добавки - 1:1. Полученную суспензию диспергируют на диспергаторе УЗГ-0.4/22 в течение 5 мин. После обработки получается однородная суспензия Mg2+ абсорбированных частиц графена, которую сливают в емкость. Далее разбавление до требуемой концентрации производят холодной водой с перемешиванием пропеллерной мешалкой.
Гранулы природного бентонита размалывают в шаровой мельнице в течение 50-60 мин с образованием порошка плотностью помола 500 г/см2.
Для приготовления загрузки в емкость загружают порошок бентонита и нанотрубки графена типа «Таунит», смешивая их с водой. Образовавшуюся смесь перемешивают пропеллерной мешалкой в течение 2,5 часов и нагревают до температуры 30-40°C. Полученный концентрат разбавляют холодной водой до наружной температуры 20-25°C и сливают в центрифугу, где находится смесь эфиров (биодизельное топливо).
На первом этапе фильтрацию смеси эфиров производят в центрифуге в течение 0,5-0,6 часа, вращающейся с угловой скоростью 0,5-0,7 об/мин.
Затем смесь разделяют на легкую и тяжелую фракции, тяжелую фракцию сливают и удаляют, а легкую фракцию помещают во вторую центрифугу.
На втором этапе отфильтрованный компонент сливают во вторую центрифугу, добавляют загрузку и процесс повторяют в течение 1,0-1,2 часа, при вращении с угловой скоростью 1,1-1,3 об/мин.
После обработки образовавшийся остаток тяжелой фракции, находящийся в центрифуге, сливают и удаляют, а легкую фракцию складируют и применяют в виде биодизельного топлива.
Использование двухэтапного фильтрования смеси эфиров с загрузкой бентонита и материала «Таунит» (нанотрубок графена) позволяет повысить качество биодизельного топлива, повысить выход годного до 99% по сравнению с прототипом, а также продлить ресурс работы двигателя, снизить выбросы вредных загрязнений в атмосферу, а также экономно расходовать не возобновляемые ресурсы топлива.
Claims (1)
- Способ получения биодизельного топлива, включающий подготовку растительного масла с нагревом до температуры 80°C, проведение щелочного этанолиза при помощи гидроокиси калия с получением эфирно-глицериновой смеси, которую сепарируют с получением двух фракций глицерина и смеси эфиров, смесь эфиров подвергают фильтрованию, сорбционной очистке и обезвоживанию, полученное биодизельное топливо складируют, отличающийся тем, что фильтрование, сорбционную очистку и обезвоживание производят в два этапа, на первом этапе - смесь эфиров помещают в центрифугу, вращают с угловой скоростью 0,5-0,7 об/мин, в течение 0,5-0,6 часа, при этом смесь разделяют на легкую и тяжелую фракции, тяжелую фракцию сливают, на втором этапе - легкую фракцию помещают в другую центрифугу, добавляют в нее загрузку в объемном соотношении 1:10, состоящую в мас.% из углеродного наноматериала «Таунит» - 1-1,5% и природного материала бентонит - остальное, центрифугу вращают с угловой скоростью 1,1-1,3 об/мин в течение 1,0-1,2 часа, при этом удаляют остатки тяжелой фракции.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013156384/04A RU2538647C1 (ru) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Способ получения биодизельного топлива |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013156384/04A RU2538647C1 (ru) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Способ получения биодизельного топлива |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2538647C1 true RU2538647C1 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=53288151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013156384/04A RU2538647C1 (ru) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Способ получения биодизельного топлива |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2538647C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2749371C1 (ru) * | 2020-08-18 | 2021-06-09 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский центр "ЭКОТЕХ" (ООО "НИЦ "ЭКОТЕХ") | Способ выделения жиромассы из сточных вод и её подготовки для производства биодизеля |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009047793A1 (en) * | 2007-10-09 | 2009-04-16 | Council Of Scientific & Industrial Research | An improved process for the preparation of biodiesel from vegetable oils containing high ffa |
| US20090148920A1 (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Best Energies, Inc. | Integrated glyceride extraction and biodiesel production processes |
| US7824453B2 (en) * | 2006-09-08 | 2010-11-02 | Marathon Oil Canada Corporation | Biodiesel production and use in oil sands processing |
| RU2404229C1 (ru) * | 2009-02-24 | 2010-11-20 | Закрытое акционерное общество "РОСБИО" | Способ получения биодизельного топлива |
| RU2412979C2 (ru) * | 2006-04-28 | 2011-02-27 | Ск Кемикалз Ко., Лтд. | Способ и устройство для получения алкильных эфиров жирных кислот |
| WO2011028831A2 (en) * | 2009-09-01 | 2011-03-10 | Catilin, Inc. | Systems and processes for biodiesel production |
| RU2428460C2 (ru) * | 2005-10-10 | 2011-09-10 | Каунсил Оф Сайнтифик Энд Индастриал Ресерч | Способ получения углеводородного топлива |
| RU2440416C1 (ru) * | 2010-09-28 | 2012-01-20 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Аграрный Университет Имени Н.И. Вавилова" | Способ получения биодизельного топлива |
-
2013
- 2013-12-18 RU RU2013156384/04A patent/RU2538647C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2428460C2 (ru) * | 2005-10-10 | 2011-09-10 | Каунсил Оф Сайнтифик Энд Индастриал Ресерч | Способ получения углеводородного топлива |
| RU2412979C2 (ru) * | 2006-04-28 | 2011-02-27 | Ск Кемикалз Ко., Лтд. | Способ и устройство для получения алкильных эфиров жирных кислот |
| US7824453B2 (en) * | 2006-09-08 | 2010-11-02 | Marathon Oil Canada Corporation | Biodiesel production and use in oil sands processing |
| WO2009047793A1 (en) * | 2007-10-09 | 2009-04-16 | Council Of Scientific & Industrial Research | An improved process for the preparation of biodiesel from vegetable oils containing high ffa |
| US20090148920A1 (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Best Energies, Inc. | Integrated glyceride extraction and biodiesel production processes |
| RU2404229C1 (ru) * | 2009-02-24 | 2010-11-20 | Закрытое акционерное общество "РОСБИО" | Способ получения биодизельного топлива |
| WO2011028831A2 (en) * | 2009-09-01 | 2011-03-10 | Catilin, Inc. | Systems and processes for biodiesel production |
| RU2440416C1 (ru) * | 2010-09-28 | 2012-01-20 | Федеральное Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Саратовский Государственный Аграрный Университет Имени Н.И. Вавилова" | Способ получения биодизельного топлива |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2749371C1 (ru) * | 2020-08-18 | 2021-06-09 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-исследовательский центр "ЭКОТЕХ" (ООО "НИЦ "ЭКОТЕХ") | Способ выделения жиромассы из сточных вод и её подготовки для производства биодизеля |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Brahma et al. | Biodiesel production from mixed oils: A sustainable approach towards industrial biofuel production | |
| Tang et al. | Synthesis of biomass as heterogeneous catalyst for application in biodiesel production: State of the art and fundamental review | |
| Changmai et al. | Widely used catalysts in biodiesel production: a review | |
| Lu et al. | A new approach of microalgal biomass pretreatment using deep eutectic solvents for enhanced lipid recovery for biodiesel production | |
| Faccini et al. | Dry washing in biodiesel purification: a comparative study of adsorbents | |
| CA2599499A1 (en) | Apparatus and method for bio-fuel production | |
| Siva et al. | Production of biodiesel by transesterification of algae oil with an assistance of nano-CaO catalyst derived from egg shell | |
| CN101691521A (zh) | 生物柴油脱色工艺 | |
| Savaliya et al. | Current trends in separation and purification of fatty acid methyl ester | |
| Ala'a et al. | Facile technique towards clean fuel production by upgrading waste cooking oil in the presence of a heterogeneous catalyst | |
| Zhang et al. | Microwave assisted biodiesel production from chicken feather meal oil using Bio-Nano Calcium oxide derived from chicken egg shell | |
| CN102177229B (zh) | 用于制备生物柴油的方法和设备 | |
| Afshari et al. | The effects of nanofilter and nanoclay on reducing pollutant emissions from rapeseed biodiesel in a diesel engine | |
| Chen et al. | Effect of the formation of diglycerides/monoglycerides on the kinetic curve in oil transesterification with methanol catalyzed by calcium oxide | |
| Abdala et al. | Efficient biodiesel production from algae oil using Ca-doped ZnO nanocatalyst | |
| Ding et al. | Mini review of biodiesel by integrated membrane separation technologies that enhanced esterification/transesterification | |
| Yaqoob et al. | Alumina supported catalytic materials for biodiesel production-a detailed review | |
| RU2538647C1 (ru) | Способ получения биодизельного топлива | |
| Atelge | Production of biodiesel and hydrogen by using a double-function heterogeneous catalyst derived from spent coffee grounds and its thermodynamic analysis | |
| WO2020022143A1 (ja) | バイオ燃料の製造方法 | |
| Widayat et al. | Preparation of MgO-CaO/SiO 2 catalyst from dolomite and geothermal solid waste for biodiesel production. | |
| Mathimani et al. | Biodiesel production and engine performance study using one-pot synthesised ZnO/MCM-41 | |
| CN107746723B (zh) | 一种污泥液化制备生物燃料的方法 | |
| Saravanan et al. | RSM-based comparative experimental study of sustainable biodiesel synthesis from different 2G feedstocks using magnetic nanocatalyst CaFe2O4 | |
| CN1803987A (zh) | 一种用棕榈油生产生物柴油及其生产方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151219 |